JPH0893960A - 燃焼装置の燃料供給比例弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 要求熱量に対応して燃焼空気量を調整可能と
したファンと、同要求熱量に対応して燃料供給量を調整
可能としたプランジャー型の燃料供給比例弁とを具備し
た燃焼装置において、制御装置の構成を簡単にして、コ
ストダウンをはかる。ファン回転数と燃料供給比例弁と
の制御のズレ等によるミスマッチを防止する。 【構成】 ファンと一体的に回転する原動磁石を設ける
と共に、同原動磁石の磁力により非接触で変位する変位
体を設けて、同変位体に前記プランジャーを連動連結す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置の燃料供給比例
弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、要求熱量に対応して、燃焼空気量
と燃料供給量を調整して効率的に燃焼を行わせる燃焼装
置があり、燃焼空気量調整のためにはファンの回転数を
制御し、燃料供給量調整のためには燃料供給比例弁のプ
ランジャーの調整位置を制御するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ファンとは
別個の機構で上記プランジャーを駆動するようにしてい
るため、燃料供給弁に、例えば、ソレノイドやこれを駆
動するための制御基板等を要して構造が複雑になるとい
う問題があり、製造コストの面でも不利であった。 ま
た、ファンと燃料供給比例弁とが別個に制御されている
ので、両者間の制御のズレ等によるミスマッチが発生す
る恐れがある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、要求熱量に
対応して燃焼空気量を調整可能としたファンと、同要求
熱量に対応して燃料供給量を調整可能としたプランジャ
ー型の燃料供給比例弁とを具備した燃焼装置において、
ファンと一体的に回転する原動磁石を設けると共に、同
原動磁石の磁力により非接触で変位する変位体を設け
て、同変位体に前記プランジャーを連動連結したことを
特徴とする燃焼装置の燃料供給比例弁を提供せんとする
ものである。

【０００５】また、上記原動磁石を、ファン回転の遠心
力によって変位する移動磁石で構成すると共に、変位体
を上記移動磁石の変位に従動して変位する受動磁石で構
成したこと、及び、上記原動磁石を、円周方向に交互に
異なる磁極を配設した円形磁石で構成すると共に、変位
体を同原動磁石の外周を囲繞した円筒状導体で構成した
ことにも特徴を有する。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。

【０００７】図１は、本発明に係る燃料供給比例弁Ａを
具備した燃焼装置Ｂとしてのガス給湯機B1を示してお
り、同ガス給湯機B1は、主として、燃焼部１と、ガス供
給部２と、送風部３と、熱交換部４と、制御部５と、こ
れらをカバーしたケーシング６とで構成されている。

【０００８】燃焼部１には、第１、第２バーナ7,8 と、
フレームロッド９と、点火プラグ10とが配設されてい
る。

【０００９】ガス供給部２には、外部のガス供給源に接
続するガス供給口11に、元電磁弁12を介して燃料供給比
例弁Ａを接続し、同燃料供給比例弁Ａに第１、第２電磁
弁13,14 を介し、上記第１、第２バーナ7,8 に臨んで開
口した第１、第２ヘッダ15,16 を接続している。

【００１０】送風部３は、上記第１、第２バーナ7,8 に
臨んで吹出口17を開口したファン18と、同ファン18に連
結したファンモータ19とで構成されており、同ファンモ
ータ19はインバータ制御等の手段によって回転数制御を
可能としている。

【００１１】熱交換部４は、上記燃焼部１の上方に位置
する加熱管20と、同加熱管20の始端と外部水源に接続す
る給水口21との間に介設した給水管22と、加熱管20の終
端と外部給湯先に接続する給湯口23との間に介設した給
湯管24とで構成されており、加熱管20の中途には、ハイ
リミットバイメタル25と温度ヒューズ26とを配設し、給
水管22の中途には、給水の温度を検出する給水サーミス
ター27と、給水量を検出する水量センサ28とが配設され
ており、給湯管24の中途には、給湯温度を検出する給湯
サーミスター29と、給湯量を制御する水量バルブ30とが
配設されている。

【００１２】制御部５は、ＩＣを搭載した制御基板31の
入力側にに、前述したフレームロッド９、ハイリミット
バイメタル25、温度ヒューズ26、給水サーミスター27、
水量センサ28及び給湯サーミスター29を接続して、これ
らの検出値とリモコン（図示せず）からの設定温度及び
設定給湯量とを比較演算して、出力側に接続した点火プ
ラグ10、元電磁弁12、第１、第２電磁弁13,14 、ファン
モータ19及び水量バルブ30を制御するようにしている。

【００１３】特に、上記制御部５には燃料供給比例弁Ａ
が接続されておらず、同燃料供給比例弁Ａはファンモー
タ19の回転数制御から間接的に制御されるようにしてい
る。

【００１４】図中、32は点火トランス、33は電源トラン
ス、34は電源コードである。

【００１５】かかるガス給湯機B1において、本発明で
は、送風部３のファン18と一体的に回転する原動磁石Ｍ
からの磁力によって変位体Ｈを非接触で変位させ、同変
位体Ｈに、燃料供給比例弁Ａの燃料供給量を調節するプ
ランジャーＰを連動連結して、燃料供給比例弁Ａにファ
ン18の回転数、すなわち、送風量に対応した燃料供給量
の制御を行い、要求熱量に対応した空気と燃料ガスとを
適切な空燃比で燃焼部１に供給するようにしている。

【００１６】まず、燃料供給比例弁Ａの一般的構成につ
いて説明する。

【００１７】燃料供給比例弁Ａは、図２で示すように、
バルブボデイ40の内部空間上部にダイアフラム41を張設
して、同空間内部を大気に連通した上部空間42とガス流
路43とに分割し、ガス流路43に弁体44よって開閉する弁
座45を設けて、ガス流路43の始端と終端とに形成したガ
ス流入口46とガス流出口47とを仕切っており、上記弁体
44にバルブボデイ40の上面を挿通したプランジャーＰの
一端を取付け、同プランジャーＰの中途部にダイアフラ
ム41の中央部を固着し、他端に後述する変位体Ｈを取付
けている。

【００１８】図中、48は弁体44の開度を規制するための
調整ネジ、49は弁体44を閉弁方向に付勢するためのスプ
リング、50はダイアフラム41とプランジャーＰとを開弁
方向に付勢するためのスプリングであり、両方のスプリ
ング49,50 の付勢力が拮抗して弁体44が弁座45に着座し
た状態のときにほぼ釣り合うようにしている。

【００１９】一方、送風部３のファン18は、ファンケー
シング51の外側面にファンモータ１９を取付けて、同フ
ァンモータ１９の回転軸52の内側端をファンケーシング
51中に収納したシロッコ型のファン本体53に連動連結し
ている。

【００２０】図中、54,55 はベアリング、56はベアリン
グホルダーである。

【００２１】次に、原動磁石Ｍと変位体Ｈの第１実施例
について説明する。

【００２２】この原動磁石Ｍは、図２及び図３で示すよ
うに、ファンモータ19の回転軸52の外側端に、略円盤状
の中空回転体60を同心円的に固着し、同中空回転体60の
内部に、それぞれ内外側スプリング61,62 で懸架した略
半円形状の移動磁石M1,M1 を開口部を内側にして回転軸
52を挟んで対向して収納しており、中空回転体60の外側
面に近接しているが非接触状態にガイド筒体63を設け、
同ガイド筒体63中に変位体Ｈとしての受動磁石m1を半径
方向摺動自在に収納し、同受動磁石m1をスプリング継手
64を介してプランジャーＰの先端に連動連結している。

【００２３】かかる構成によって、移動磁石M1,M1 は、
ファン18の回転による遠心力と、内外側スプリング61,6
2 の付勢力とが釣合う位置を占めることになり、移動磁
石M1,M1 からの磁力に受動磁石m1が従動して、プランジ
ャーＰを介し弁体44を変位させることによって、燃料供
給比例弁Ａのガス流量を増減させることができる。

【００２４】上記遠心力と付勢力が釣り合う位置は、図
４で示すように、ファン18の回転数が上がるのに伴っ
て、移動磁石M1,M1 の変位量、すなわち、開弁量が大き
くなることから、ファン18の回転数の増減、すなわち、
送風量の増減に対応して、燃料供給比例弁Ａのガス流量
を増減させることことができる。

【００２５】次に、原動磁石Ｍと変位体Ｈの第２実施例
について説明する。

【００２６】図５〜図７で示すように、バルブボデイ40
及びその内部とファン18とは第１実施例と同一構成であ
るが、プランジャーＰを変位させる原動磁石Ｍと変位体
Ｈの構成が異なっている。

【００２７】すなわち、ファンモータ19の回転軸52の外
側端に、円周方向に交互に異なる磁極N,S を配設した円
形磁石M2を同心円的に固着して原動磁石Ｍを構成し、同
円形磁石M2の外側面に近接しているが非接触の支持円板
70を回転軸52に対して回動自在に取付け、支持円板70の
周縁に変位体Ｈとしての円筒状導体m2を取付けて、円筒
状導体m2で円形磁石M2の外周を非接触で囲繞した変異体
Ｈを構成している。

【００２８】そして、支持円板70外側面の回転軸52から
偏心した位置に突起71を突設して、同突起71にスプリン
グ継手72を介して燃料供給比例弁ＡのプランジャーＰ上
端を連動連結している。

【００２９】図中、73はベアリングホルダー56に摺接し
たフランジ、74はフランジ73と円筒状導体m2との間に介
設した円筒状導体m2を復座させるための捩じりスプリン
グである。

【００３０】かかる構成によって、円形磁石M2と円筒状
導体m2とで渦電流接手が形成され、ファン18の回転によ
って、円形磁石M2の外周に回転磁界が発生し、この回転
磁界に誘導されて円筒状導体m2に渦電流が発生して、円
筒状導体m2に回転数に略比例したトルクが発生し、偏心
位置の突起71によって、上記トルクに略比例した開弁方
向の付勢力をプランジャーＰに作用させることによっ
て、燃料供給比例弁Ａのガス流量を制御することができ
る。

【００３１】上記のように、ファン18の回転数を高くし
て、燃焼部１への送風量を増加させると、送風量に連動
してガス流量が増加して、適切な空燃比の混合ガスを燃
焼部１に供給することができ、逆に、ファン18の回転数
を低くして、燃焼部１への送風量を減少させると、送風
量に連動してガス流量が減少して、適切な空燃比の混合
ガスを燃焼部１に供給することができることから、制御
部５は、送風量、すなわち、ファンの回転数だけを要求
熱量に合わせて制御すればよいことになる。

【００３２】また、原動磁石Ｍと変位体Ｈとが非接触で
あるので、これらの摩耗や摩擦音等の騒音が発生しな
い。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、要求熱量に対応して燃
焼空気量を調整可能としたファンと、同要求熱量に対応
して燃料供給量を調整可能としたプランジャー型の燃料
供給比例弁とを具備した燃焼装置において、ファンと一
体的に回転する原動磁石を設けると共に、同原動磁石の
磁力により非接触で変位する変位体を設けて、同変位体
に前記プランジャーを連動連結したことによって、送風
量に連動してガス流量が連動して、適切な空燃比の混合
ガスを燃焼部に供給することができることから、制御部
は、送風量、すなわち、ファンの回転数だけを要求熱量
に合わせて制御すればよいことになり、制御部の構造を
簡単にしてコストダウンをはかることができる。

【００３４】また、原動磁石と変位体とが非接触である
ので、これらの摩耗が発生せず耐久性を高めると共に、
摩擦音等の騒音を防止することができる。

【００３５】また、上記原動磁石を、ファン回転の遠心
力によって変位する移動磁石で構成すると共に、変位体
を上記移動磁石の変位に従動して変位する受動磁石で構
成したことによって、ファンの回転数を移動磁石の半径
方向の変位として検出し、この変位に従動した変位体の
変位によって、ファンの回転数と燃料供給比例弁のガス
流量との連動を実現することができる。

【００３６】また、上記原動磁石を、円周方向に交互に
異なる磁極を配設した円形磁石で構成すると共に、変位
体を同円形磁石の外周を囲繞した円筒状導体で構成した
ことによって、両者の間に渦電流接手が形成されてファ
ンの回転数に略比例したトルクが円筒状導体に発生し、
このトルクでプランジャーを作動させることができるこ
とから、ファンの回転数と燃料供給比例弁のガス流量と
を、略リニアに連動させることができる。

【００３７】また、変位体とプランジャーとが機械的に
連動連結されているので、信頼性を高めることができ、
ファンと燃料供給比例弁とのミスマッチを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る燃料供給比例弁を具備する給湯機
の説明図。

【図２】図１におけるＩ−Ｉ線断面図。

【図３】図２におけるII矢視図。

【図４】ファン回転数と変位体の変位量との関係を示す
グラフ。

【図５】第２実施例燃料供給比例弁の構成を示す断面説
明図。

【図６】変位体の正面説明図。

【図７】原動磁石の構成を示す説明図。

【符号の説明】

Ａ 燃料供給比例弁 Ｂ 燃焼装置 Ｈ 変位体 Ｎ 磁極 Ｍ 原動磁石 M1 移動磁石 M2 円形磁石 m1 受動磁石 m2 円筒状導体 Ｐ プランジャー Ｓ 磁極 18 ファン

フロントページの続き (72)発明者 石倉 修 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内 (72)発明者 越智 幹夫 兵庫県神戸市東灘区魚崎浜町43番１号 日 本ユプロ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 要求熱量に対応して燃焼空気量を調整可
   能としたファン(18)と、同要求熱量に対応して燃料供給
   量を調整可能としたプランジャー型の燃料供給比例弁
   (A) とを具備した燃焼装置(B) において、 ファン(18)と一体的に回転する原動磁石(M) を設けると
   共に、同原動磁石(M)の磁力により非接触で変位する変
   位体(H) を設けて、同変位体(H) にプランジャー(P) を
   連動連結したことを特徴とする燃焼装置の燃料供給比例
   弁。
2. 【請求項２】 上記原動磁石(M) を、ファン(18)回転の
   遠心力によって変位する移動磁石(M1)で構成すると共
   に、変位体(H) を移動磁石(M1)の変位に従動して変位す
   る受動磁石(m1)で構成したことを特徴とする請求項１記
   載の燃焼装置の燃料供給比例弁。
3. 【請求項３】 上記原動磁石(M) を、円周方向に交互に
   異なる磁極(N)(S)を配設した円形磁石(M2)で構成すると
   共に、変位体(H) を同原動磁石(M) の外周を囲繞した円
   筒状導体(m2)で構成したこと特徴とする請求項１記載の
   燃焼装置の燃料供給比例弁。