JPS5949487B2 - 燃料供給制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被加熱体の加熱温度制御のための燃料供給制御
装置に関するもので、被加熱体の流量に応じてバーナ燃
焼量を制御することによって温度上昇をほぼ一定化しよ
うとするもので、例えば、給水量変化に関係なく一定温
度の湯が得られる瞬間湯沸器を得ることを目的としてい
る。

特に、給水側の水量検出誤差を少なくシ、制御性能を高
めるとともに形状をコンパクトにしたものである。

瞬間湯沸器において給水量に応じてガス量を供給するこ
とは公知である。

しかしながら実公昭４９−３８６２３号公報、実公昭５
３−１４９８９号公報に示されている構成においては、
１枚のダイアフラムの両側に差圧を導いているためダイ
アフラムに発生する力を伝達する操作軸部の密封が必要
であシ、剛性の大きい小径のダイアフラムや摩擦力を生
じす０リングを使用しなければならないため、これらの
不感帯によって制御性能が悪くなる欠点があった。

本発明はこのような従来の欠点を解消したものである。

以下、本発明の実施例を図面を使って詳しく説明する。

第１図は一実施例として瞬間湯沸器を示したもので、す
なわち、熱交換器１へ被加熱水を供給する給水路に給水
量に応じた力を発生する力発生体２を有する。

力発生体２は、第１のダイアフラム３と第２のダイアフ
ラムが対向して設けられ、軸５で互いに結合されている
。

ダイアフラム３．４０間を区切る隔壁６とその一部に差
圧発生体７となる絞りが設けられ、ダイアフラム３との
間に高圧室８、ダイアフラム４との間に低圧室９がそれ
ぞれ形成されている。

ダイアフラム３及び４の高圧室８および低圧室９と反対
の面はそれぞれ大気に解放され、ダイアフラム４の下方
からばね１０が調節ねじ１１を介して可動部分の重量を
ささえている。

力発生体２の水入口１２から入った水は、高圧室８、圧
力差発生体７、低圧室９を経て出口１３へ至る。

この時１部の水は軸５と隔壁６とのスキマ１４を流れる
が、スキマ１４は圧力差発生体７の一部と考えることが
できるので、シールする必要はない。

このため、シールのための小径のダイアフラムやＯリン
グ等を設ける必要がないので、ダイアフラムの剛性や０
リングの摺動抵抗により力発生体の誤差が増すことはな
くなる。

高圧室８の圧力Ｐ８、低圧室９の圧力Ｐ０、給水量を勉
はすれば、 Ｐａ−Ｐ９＝に１・Ｑｗ２・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（１）Ｋ１：圧力差発生体の定数 ダイアフラム３及びダイアフラム４の有効面積はほぼ等
しく、その面積なＡｄとすれば、軸５に上向きに働く力
ＦＷは、 ＦＷ＝Ａｄ−Ｐａ−Ａｄ−Ｐ９ ＝Ａｄ（Ｐａ Ｐｏ）＝Ａｄ−Ｋｌ・Ｑｗ”＝に２・
Ｑｗ′・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）ここでに２＝に１・Ａｄ となり、力発生体２の軸５は、給水量の２乗に比例した
力を発生する。

一方、ガスガバナ１５は、ガス入口１６とガス出口１７
との間に形成した弁座１８と、この弁座１８に対向し、
ガス出口１７の圧力Ｐ１７を受けてガス通路面積を調節
する弁体１９と、弁体１９に結合されガス入口１６の圧
力Ｐ１６を受けて弁体１９が入口圧ｐｔａにより受ける
力を相殺するバランスダイアフラム２０とを有し、バー
ナ２１に供給するガス圧を制御する。

弁座１８の面積をＡＶとすれば弁体１９の下端に下向き
にかかる力Ｆｇは Ｆｇ＝ＡＶ−Ｐ、７・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（３）となる。

力発生体２の軸５とガスガバナの弁体１９とはレバー（
連結体の一例）２２を介してそれぞれの発生する力が対
向して釣合う様に連結されている。

レバー２２の支点２３から軸５の接点２４までの距離を
Ｌｗ１支点２３から弁体１９の接点までの距離なＬ と
すれば、支点２３を中心とする回転モーメントは釣り合
っているので、 Ｌｗ−ＦＷ＝Ｌ、・Ｆｇ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（４）となり、これに（２）、
（３）式を代入してＬｗ −に２ ・Ｑｗ”＝ Ｌｇ
” Ａｖ−Ｐｓ ？ ””・（５）またガス出口圧Ｐ１
□とガス量Ｑ の関係はＰ１□＝に３・９ｇ２・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（６）ここでに３：バーナの係数 であるので、（５）式は Ｌｗ−に２・Ｑｗ２＝Ｌｇ−ＡＶ−に３・９ｇ２、 ２
−Ｌｗ Ｋ２ ・・Ｑｇ−−・□・Ｑｗ２ ＬｇＡｖ−に８ 、”、 Ｑｇ２＝に４− Ｑｗ２ ＬＷ Ｋ２ ここでに４＝−・□ ｇＡｖＫ３ −”−Ｑｇ”Ｋ”Ｑｗ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（７）ここでに＝ｖ’に４ となり、給水量Ｑｗに比例したガス量Ｑｇが供給される
ことがわかる。

レバー２２の働きで、Ｌｇ／ＬＷ＞１ とすることで
水側とガス側の圧力のレベルの違い−を吸収することが
できる。

給水量とガス量の比例関係が保てる水量範囲は、ダイア
フラムの剛性、ダイアフラムの有効面積の変化、可動部
の摩擦抵抗等による誤差が圧力差発生体の発生圧力に比
べて無視できなくなる最小水量までで、それ以下の水量
では給水量対ガス量の関係がバラツキ、したがって湯温
も変化するのである。

第２図は、給水量とガス量の関係を示した図である。

本発明では、２枚のダイアフラムと圧力差発生体の構成
で、剛性の大きい、小径のシールダイアフラムや、摺動
抵抗の大きい０リング等がいらず、また２枚のダイアフ
ラムは面積が比較的太き・く、変位に対する有効面積の
変化も少く、シたがって、小さな給水量の範囲まで比例
的に制御できる。

また第２図の最低水量以下は、それに対応する圧力差発
生体７の差圧を検出して、ガスを開閉すればよい。

第１図で、差圧検出体２６へ前記高圧室８および低圧室
９の圧力を導き、差圧検出体２６の出力で、ガス通路に
ガスガバナと直列に設けられた開閉弁２７を開閉する。

これにより第２図の最低水量以下での燃焼は確実に停止
される。

さらに被加熱体と燃料との比率を変える目的のために圧
力差発生体７を絞り弁で構成して、設定温度上昇を変更
することも考えられる。

このように本発明によれば、被加熱体の差圧力発生部に
摺動部を無くシ、燃料圧制御器と連動させたことにより
給水量に対してガス量が比例して供給されるので、はぼ
一定の湯温か得られ、給水量を小さくしていっても沸騰
の心配が全く無く、また従来の湯沸器より低水量の範囲
まで使える。

使い勝手がきわめて良好な湯沸器を提供できる。

また２枚のダイアフラムと、隔壁に設けた圧力差発生体
とで力発生体を構成することにより、組み立て易く、コ
ンパクトな形状で、制御精度の良好な、燃料供給制御装
置が得られた。

燃料開閉弁を、圧力差発生体の差圧を共用して駆動した
ことにより、湯温の制御のできなくなる微少水量域での
燃焼を制御性能と関連させて確実に停止できるので、湯
温の上昇を２重に防止でき、きわめて安全となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す燃料供給制御装置の断面
図、第２図は給水量変化に対するガス量変化線図である
。 ２・・・・・・力発生体、３・・・・・・第１ダイアフ
ラム、４・・・・・・第２ダイアフラム、６・・・・・
・隔壁、７・・・・・・圧力差発生体、１５・・・・・
・ガスガバナ、１９・・・・・・弁体、２０・・・・・
・バランスダイアフラム、２２・・・・・・レバー、２
３・・・・・・支点、２７・・・・・・開閉弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する２枚の面積のほぼ等しいダイアフラムと、
   ２枚のダイアフラムの間を仕切って２つの圧力室を形成
   する隔壁と、前記隔壁の一部に設けられ被加熱体の流路
   となり被加熱体の流量に応じた差圧を発生する圧力差発
   生体と、前記隔壁を貫通して前記２枚のダイアフラムを
   結合し２枚のダイアフラムを受ける力の差を取り出す軸
   と、バーナへのガス通路に設けられ、ガス通路の開度を
   調節するとともにバーナへの二次圧を受ける弁体と、前
   記弁体と前記弁体の上流の圧力を受は前記弁体と結合さ
   れたバランスダイアフラムとを有するガスガバナと、前
   記軸と前記ガスガバナの弁体とを支点を介して回動自在
   に連結する連結体とを有し前記被加熱体の圧力差発生体
   の娠圧により発生する前記軸の力と前記ガスガバナ弁体
   の二次圧により受ける力とが釣り合うように構成した燃
   料供給制御装置。 ２ 連結体に接する軸と支点との距離を、弁体と軸との
   距離よりも短くした特許請求の範囲第１項項記載の燃料
   供給制御装置。 ３ 差圧発生体の差圧を導き、差圧が一定値以下のとき
   通路を閉じる開閉弁をガス通路に設けた特許請求の範囲
   第１項記載の燃料供給制御装置。