JPH06265138A - ノンリンケージ型ガス制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リンク機構がなく、絞り弁に連動してガス弁
の開度が変化し、空燃比の初期設定や微調整が容易で安
定した空燃比が得られるようにする。 【構成】 空気と燃料ガスを混合して燃焼器へ供給する
ガス制御弁において、空気流量を制御する絞り弁Ａと一
体にガス流量制御部を形成する。絞り弁Ａの上端面に形
成したカム１２に、ロツド８ａと一体の腕９を付勢係合
する。絞り弁Ａの開動作に連動して、カム１２に従動す
るロツド８ａにより、ガス流量を制御するガス弁Ｂを開
方向へ駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼器へ空気と燃料ガス
の混合ガスを供給するガス制御弁、詳しくはリンク機構
のガタや摩耗による流量のバラツキをなくしたノンリン
ケージ型ガス制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のリンケージ型ガス制御弁では、空
気流量を加減する絞り弁と燃料ガス流量を加減するガス
弁とは別体で構成され、両者はロツド、ワイヤなどのリ
ンク機構により連動連結され、絞り弁の開度に比例して
ガス弁の開度が変化し、ほぼ一定の空燃比の混合ガスを
燃焼器へ供給する。ところが、長期使用の内にリンク機
構の摩耗や異物の付着により、ガス制御弁の動作部にガ
タが生じると、円滑な動作が妨げられ、空燃比にバラツ
キが生じるという問題がある。

【０００３】また、リンケージ型ガス制御弁は燃焼器へ
取り付け後に、正確な空燃比を得るために初期調整を行
う必要があるが、絞り弁とガス弁とは別体で機械的に連
結されているので調整が難しい。特にガス流量か少ない
低負荷運転に対する微調整が非常に難しい。ガス制御弁
が燃焼器のケースの内部にあつて、配設位置が高く狭い
場合は、機械的な微調整ができないこともある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、リンク機構がなく、絞り弁に連動してガス
弁の開度が変化し、空燃比の初期設定や微調整が容易で
安定した空燃比が得られるノンリンケージ型ガス制御弁
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は空気と燃料ガスを混合して燃焼器へ
供給するガス制御弁において、空気流量を制御する絞り
弁と一体にガス流量制御部を形成し、絞り弁の開動作に
連動するロツドにより、ガス流量を制御するガス弁を開
方向へ駆動するものである。

【０００６】

【作用】空気流量を加減する絞り弁の回動に伴い、絞り
弁のカムによりロツドが押し下げられると、ガス弁が押
し開かれる。ガス弁へ流入する燃料ガスの入口圧は圧力
制御弁により、電気的に設定された所定値に維持される
ので、空気流量に比例してガス流量も増加し、燃焼器へ
供給される混合ガスはほぼ一定の空燃比に維持される。

【０００７】圧力制御弁はガス弁の入口と出口の圧力差
により作動する膜により駆動され、入口と出口の圧力差
は両者を結ぶ通路面積を加減するフラツパ型パイロツト
弁により制御される。フラツパ型パイロツト弁はバイモ
ルフ圧電素子により、ガス弁の入口圧と設定圧とに関連
して電気的に制御される。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に係るノンリンケージ型ガス制
御弁の側面断面図、図２は同ガス制御弁の要部を拡大し
て示す側面断面図、図３は絞り弁の斜視図である。本発
明によるガス制御弁は、本体２０の内部に空気流量を加
減する絞り弁Ａと、ガス流量を加減するガス弁Ｂと、ガ
ス弁Ｂの入口圧を一定に保つ圧力制御弁Ｃと、圧力制御
弁Ｃを制御するフラツパ型のパイロツト弁Ｄとを備えて
いる。本体２０は軸方向に並ぶ入口通路２１と出口通路
２１ａを備えており、入口通路２１はフランジ２０ａに
より空気源へ、出口通路２１ａはフランジ２０ｂにより
燃焼器へ接続される。本体２０から上方へ突出する筒体
１６に、入口通路２１と出口通路２１ａに直交する円筒
部１６ｂが形成され、円筒部１６ｂに絞り弁Ａが回動可
能に支持される。円筒部１６ｂと絞り弁Ａとの間の摺動
部はシール１４により密封される。図示の閉位置から絞
り弁Ａを回動すると、絞り弁Ａの弁孔１３は通路２１，
２１ａを連通する面積が増大する。

【０００９】図３に示すように、絞り弁Ａの上端部は円
筒部１０を形成され、周壁に互いに対向する１対の切欠
１０ａを形成され、上端面は１対のカム１２ａを形成さ
れる。筒体１６の上端に結合したステツプモータ２は、
軸３の下端に形成した断面方形の軸部３ａを、逆カツプ
形のヨーク４の角孔４ａへ嵌挿される。ヨーク４は下方
へ突出する１対の脚片４ｂをばね５の力により、絞り弁
Ａの切欠１０ａへ係合され、ステツプモータ２の回転を
絞り弁Ａへ伝達する。ばね５は軸３に巻装され、かつス
テツプモータ２とヨーク４の間に介装される。

【００１０】筒体１６は内周壁に１対の軸方向の溝１６
ａを形成され、溝１６ａに係合する１対の腕９を結合す
るカツプ形の頭部８は、ヨーク４と絞り弁Ａの円筒部１
０との間へ配設される。ヨーク４と頭部８の間に介装し
たばね７の力により、腕９は絞り弁Ａのカム１２へ当接
され、絞り弁Ａが回動すると頭部８に結合したロツド８
ａが昇降する。

【００１１】ロツド８ａは絞り弁Ａの弁孔１３を貫通し
て本体２０の出口室２３へ突出し、ガス弁Ｂのロツド２
６へ当接する。ロツド８ａの絞り弁Ａを貫通する部分は
シール１５により密封される。ガス弁Ｂは入口室２５と
出口室２３とを結ぶ弁孔２４へ、ばね２７の力により付
勢される。出口室２３は通路２３ａを経て出口通路２１
ａへ連通される。

【００１２】図２に示すように、合成樹脂などの軽量化
されたロート型の圧力制御弁Ｃは膜（ダイヤフラム）３
５に支持され、入口室２５と室３３とを結ぶ弁孔３４を
開閉する。室３３に連通する入口通路３１は、本体２０
のフランジ２０ｃにより燃料ガス源へ接続される。膜３
５は本体２０の底壁と板３８の間に挟持され、膜３５の
上側に室３３を、下側に作動室３９をそれぞれ区画す
る。作動室３９は絞り３２を経て入口通路３１へ連通
し、また作動室３９の底壁に設けたノズル４１、室４
２、通路３６を経て入口室２５へ連通する。

【００１３】膜からなるパイロツト弁Ｄは板３８と板４
０との間に挟持され、膜の上側に室４２を、下側に大気
室４３をそれぞれ区画する。板４０は支持部材４５によ
りバイモルフ圧電素子５１を支持される。バイモルフ圧
電素子５１の左端は板４０を貫通するロツド４４により
パイロツト弁Ｄに連結される。バイモルフ圧電素子５１
の右端は制御装置４９へ接続され、入口室２５の圧力を
通路３７を経て検出する圧力センサ４６の信号と圧力設
定器の信号とに基づく制御装置４９の出力により制御さ
れる。圧力設定器と制御装置４９を支持する基板５０
は、本体２０の底部に結合したケース４８の内部に配設
される。

【００１４】次に、本発明によるガス制御弁の作動につ
いて説明する。制御装置４９は圧力センサ４６により検
出された入口室２５の圧力と、圧力設定値との偏差をな
くするように、バイモルフ圧電素子５１へ電流を供給す
る。例えば、入口室２５の圧力が設定値よりも低くなる
と、バイモルフ圧電素子５１の左端が上方へ湾曲し、パ
イロツト弁Ｄがノズル４１へ接近するので、作動室３９
の圧力が高くなり、膜３５により圧力制御弁Ｃが上端面
に作用する入口室２５の圧力に打ち勝つて押し上げら
れ、室３３（燃料源）の高圧燃料ガスが弁孔３４を経て
入口室２５へ流入し、入口室２５の圧力が高くなる。逆
に、入口室２５の圧力が設定値よりも高くなると、バイ
モルフ圧電素子５１の左端が下方へ湾曲し、パイロツト
弁Ｄがノズル４１から離れるので、作動室３９の圧力が
低くなり、圧力制御弁Ｃが弁孔３４へ接近する。こうし
て、入口室２５の圧力は所定値に維持される。

【００１５】燃焼器の負荷に対応してステツプモータ２
により絞り弁Ａが図１の閉位置から開方向へ回動される
と、空気源の空気が入口通路２１、弁孔１３を経て出口
通路２１ａへ流れる。絞り弁Ａの回動に伴つて、溝１６
ａにより回動を阻止される腕９は絞り弁Ａのカム１２に
沿つて下降し、腕９と一体のロツド８ａによりガス弁Ｂ
がばね２７の力に抗して押し下げられる。入口室２５の
燃料ガスは弁孔２４、出口室２３、通路２３ａを経て出
口通路２１ａへ流れる。こうして、空気流量に見合つた
燃料ガスが出口通路２１ａで空気と混合しつつ燃焼器へ
供給される。

【００１６】入口室２５の圧力は常に所定値（設定値）
に維持されているので、出口通路２１ａへ流れるガス流
量はガス弁Ｂの下方移動量に比例し、ガス弁Ｂの下方移
動量は絞り弁Ａの回動量に比例するので、燃焼器へ供給
される混合ガスの空燃比は、負荷変動に関係なくほぼ一
定に維持される。上述の実施例は、ガス制御弁の内部で
空気と燃料ガスを混合するブンゼン型燃焼器の場合つい
て説明したが、本発明は燃焼器の内部で空気と燃料ガス
を混合するブラスト型燃焼器にも適用できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上述のように、空気と燃料ガス
を混合して燃焼器へ供給するガス制御弁において、空気
流量を制御する絞り弁とガス流量制御部を一体に形成
し、絞り弁の開動作に連動して突出するロツドにより、
ガス流量を制御するガス弁を開方向へ駆動するものであ
り、ガス弁の開度は絞り弁に内蔵されたカムにより駆動
されるロツドにより加減されるので異物の浸入がなく、
動作部にガタがないので動作が確実であり、空気流量の
変化に対応してガス流量が正確に制御され、ほぼ一定の
空燃比の混合ガスが燃焼器へ供給される。

【００１８】ガス弁の入口圧は膜型の圧力制御弁により
所定値に維持され、圧力制御弁の作動室の圧力は、バイ
モルフ圧電素子を利用したフラツパ型の圧力制御弁によ
り所定値に維持されるので、ガス弁を通過するガス流量
はガス弁の開度に関連して正確に制御される。

【００１９】ガス弁の入口圧は自由に設定できるので、
燃焼器の負荷に応じて、例えば軽負荷では空気流量に対
するガス流量を少なくすれば、燃料ガスの無駄な消費を
回避できる。

【００２０】燃料ガスの種類に応じ、ガス弁の入口圧を
変更することにより、適正な空燃比の混合ガスが簡単に
得られる。

【００２１】本発明によるガス制御弁は一体構造のた
め、燃焼器への取付け時、調整する必要がなく、ガス弁
の入口圧は電子制御より微調整できるので、低負荷運転
に対するガス流量の微調整が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るノンリンケージ型ガス制御弁の側
面断面図である。

【図２】同ガス制御弁の要部を拡大して示す側面断面図
である。

【図３】絞り弁の斜視図である。

【符号の説明】

Ａ：絞り弁 Ｂ：ガス弁 Ｃ：圧力制御弁 Ｄ：パイロ
ツト弁 ２：ステツブモータ ８ａ：ロツド ９：腕
１２：カム ２３：出口室 ２５：入口室 ３９：作動
室 ４６：圧力センサ ５１：バイモルフ圧電素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気と燃料ガスを混合して燃焼器へ供給す
   るガス制御弁において、空気流量を制御する絞り弁と一
   体にガス流量制御部を形成し、絞り弁の開動作に連動す
   るロツドにより、ガス流量を制御するガス弁を開方向へ
   駆動することを特徴とする、ノンリンケージ型ガス制御
   弁。
2. 【請求項２】前記絞り弁はロータリ型のものであり、前
   記ロツドは腕をばね力により、絞り弁の外周側端面に形
   成したカムへ付勢係合されるとともに、先端をガス弁へ
   当接される、請求項１に記載のノンリンケージ型ガス制
   御弁。
3. 【請求項３】ガス流量制御部は前記ガス弁の入口圧を制
   御する膜型圧力制御弁を有し、膜型圧力制御弁の作動室
   は燃料ガス源に連通される一方、フラツパ型パイロツト
   弁を経てガス弁の入口室へ連通され、フラツパ型パイロ
   ツト弁はガス弁の入口圧に関連してバイモルフ圧電素子
   により駆動される、請求項１に記載のノンリンケージ型
   ガス制御弁。