JPH0136007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス燃焼装置、特に供給ガス圧の高低
にほとんど影響されずに、所定の定常燃焼あるい
は負荷に応じた比例燃焼ができる装置に関する。

従来例の構成とその問題点 従来この種のガス燃焼装置は、第１図に示すよ
うに暖房水の回路１の中に感温素子９を設け、感
温素子９により、ガスの燃焼熱を熱交換器２によ
つて熱交換して温度を上昇した暖房水の温度を感
知して温度サーモ１０のスイツチをオン（ON）
にしてモータ１１を回転し、モータ軸１２の先端
に取付けられたフアン１３によつてガス回路６の
中のガスの流れに抵抗を与え、バーナ７で燃焼す
るガス燃焼量を、前記暖房水の温度に応じて比例
的に制御して、一定の暖房水温を保持しようとす
るガス比例燃焼装置が提案されている。この従来
例の構成では、暖房水の温度を感温素子９で感知
し、温度サーモ１０によつてモータ１１に流れる
電流を加減するとともに、モータ１１に直結され
たフアン１３の回転数を加減して、ガス回路中を
流れるガス流れに対する抵抗を増減するものであ
るため、家庭および燃焼機等へ送られて来る燃料
ガスの供給ガス圧が低い場合、必要な最大定格燃
焼量が得られないという問題があつたり、またガ
スコツク１５やガス回路６などで余分な圧力損失
を生じさせないようにするために、機器設計構成
面で太いガス流路を維持しなくてはならず、必然
的に太い配管径、部品にせざるを得なくなり、機
器の大型化・高コスト化を余儀なくするなどの問
題を有していた。

また工業用あるいはプラント用としてガス供給
圧力を昇圧する昇圧器なるものは従来からあるが
吐出圧力を自動可変したり、比例燃焼させたりで
きるものではなかつた。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので、
供給ガス圧が低い場合においても、十分かつ確実
に最大定格燃焼量を得ることができ、さらに応答
性の優れた比例燃焼が可能なガス燃焼装置を得る
ことを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は負荷あるい
は圧力を検知する検知素子と、前記検知素子の信
号により負荷あるいは圧力に応じた電気信号を出
力する制御器と、前記制御器からの電気入力に応
じて燃料ガスの吸入吐出量を可変するガスポンプ
と、前記ガスポンプの吸入側管路と吐出側管路と
を連通し、吐出側管路側に形成した弁孔を閉じる
方向に弁体を付勢し、前記制御器からの電気入力
に応じて前記弁体の付勢力を可変する逃し弁装置
と、前記ガスポンプの吐出側に連通したバーナと
を備えたもので、ガスポンプと逃し弁装置の二段
構えによりバーナに供給される燃料ガス圧を自動
調節加減する作用を有する。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第２図を用いて説明
する。

第２図はガス瞬間給湯機に応用したものであ
り、給湯機のガス回路２０に水圧応動ガス弁２
１、ガスポンプ２２、タンク２３、電磁弁２４、
バーナ２５などがガスの流れに対して直列に配設
され、前記バーナ２５の上に給水回路２６の熱交
換器２７が設けられ、熱交換器２７の出口側給湯
回路２８の一部にサーミスタなどの温度検知素子
２９が設けられている。さらに前記タンク２３に
設けられた圧力検知素子３０や、前記温度検知素
子２９、電磁弁２４、ガスポンプ駆動用モータ３
１などは、いずれも制御器３２と電気的に接続さ
れている。ガスポンプ２２はポンプケーシング３
３の内部に４つのベーン３４をスプリング３５で
ケーシング３３の内壁に押しつけながら回転する
ロータ３６などからなつている。ガスポンプ２２
の吐出側流路３７と吸入側流路３８とを連通する
連通路３９には、電磁コイル４０、強磁性球状の
逃し弁体４１、スプリング４２、微調節ネジ棒４
３などからなる逃し弁装置４４が構成されてい
る。前記制御器３２は電磁コイル４０とも電気的
に接続されている。

上記構成において、本ガス瞬間給湯機を利用す
る場合、まず制御器３２の湯温設定ダイアル（図
示せず）で得たい好みの温度にダイアル位置を合
わせ、給湯蛇口（図示せず）を開くと、水圧応動
ガス弁２１が開き、ガスポンプ２２のモータ３１
およびロータ３６が定常回転を開始する。逃し弁
装置４４には運転開始直後、数秒間はタンク２３
の内圧が所定最低ガス圧に保持されるよう制御器
３２から電気入力される。つまり、タンク内のガ
ス圧信号は圧力検知素子３０で常時制御器３２へ
送られて、所定最低ガス圧より低い場合、逃し弁
装置４４の電磁コイル４０には通電せず、所定圧
力より高い場合には電磁コイル４０に入力する電
気信号を増大させ、電磁コイル４４の電磁力によ
り、弁口４５を閉止する方向に逃し弁体４１を付
勢しているスプリング４２の力に打勝つて弁口４
５を開成させ、ガスポンプ吐出側流路３７と吸入
側流路３８を連通し、タンク内圧を下げるように
制御器３２からの電気信号が逃し弁装置４４に入
力される。こうしてタンク２３の内圧を所定最低
ガス圧に保ちながら、制御器３２からの信号で電
磁弁２４を開き、ガスはバーナ２５へ供給され静
かに着火燃焼を開始する。運転開始後１〜３秒
後、つまり上記のような緩点火後、熱交換器２７
の出口側出湯温度が希望した設定温度に達したか
どうか、制御器３２が温度検知素子２９からの信
号で常に検出しており、設定温度に近づくまで
は、タンク２３の内圧を所定最高ガス圧に保持す
るように制御器３２から逃し弁装置４４へ電気信
号が入力される。この場合、機器への燃焼ガス供
給圧力が所定圧力より低い場合などで、タンク内
圧が所定最高ガス圧に達しない場合、制御器３２
は逃し弁装置４４の電磁コイル４０への通電を零
にするのみならず、電磁コイル４０への通電電圧
を零にしても所定最高ガス圧に達しない場合ガス
ポンプ２２のモータ３１の回転を増速するよう制
御器３２から電気入力するよう作用する。したが
つてバーナ２５において、出湯温度が好みの温度
付近に上昇するまでは最大定格燃焼の状態を保つ
ため、すみやかに好みの出湯温が得られる。従来
例のようにガス回路のガス流路抵抗を加減する方
式の場合、最大定格燃焼をさせようとするとき、
機器への燃料ガス供給圧力が所定のガス圧を下回
つたりすると、最大定格燃焼を確保できなかつ
た。しかし本実施例においては、まずガスポンプ
２２を定常速度運転状態で逃し弁装置４４を優先
制御し、逃し弁装置４４の制御だけで所定タンク
内圧が得られない場合、ガスポンプ２２の作動速
度も制御するという二段構えで、供給ガス圧が所
定圧より低いときでもガスポンプ２２で吸い上げ
て吐出し、最大定格燃焼を確保できる。すなわち
供給ガス圧の高低の影響をほとんど受けずに、燃
焼量制御ができる。なおガスポンプ２２の作動速
度とガス吸入吐出量との関係はほぼ比例する特性
である。

本実施例の作用のつづきを説明すると、温度検
知素子２９で検知する出湯温度が上昇して、設定
温度に近づいてくると、制御器３２は、ガスポン
プ２２を定常速度運転状態でかつ、逃し弁装置４
４の電磁コイル４０に入力信号を、設定温度と検
知温度との差に応じて加減するようになつてお
り、次第に電磁コイル４０への電流を増大し、逃
し弁体４１を開く方向に作用する力も次第に増大
し、吐出側流路３７から吸入側流路３８へ逃がす
ガス量も次第に増大する。したがつて吐出側流路
３７およびタンク内圧のガス圧は次第に低下する
よう作用し、バーナ２５への供給ガス量も次第に
減少するよう作用する。出湯温度が設定温度と同
じになつたところで、その時の電磁コイル４０へ
の通電量、ガスポンプ作動速度を保持するよう作
用する。その状態から出湯蛇口の開度をさらに大
きくして出湯量を増加させた場合、熱量負荷は大
きくなり湯温は低下する。湯温は常に検知してい
るので下がり始めるとすぐ、制御器３２は逃し弁
装置４４の逃し量を減少さすよう、すなわち電磁
コイル４０への通電量を減少させ、バーナ２５で
の燃焼量を増やすため、出湯温は設定湯温に保た
れる。逆に蛇口を少し閉じて出湯量を減少させた
場合、熱負荷も減少し湯温は上昇しようとする。
湯温検知素子２９の信号変化はすぐに制御器３２
へ入つてくるので、制御器３２は電磁コイル４０
への通電を増大し、逃し量を増大するよう作用
し、出湯温度は常に設定温度に保たれるよう、制
御器３２がまず先に逃し弁装置４４の逃し量を加
減する作用する。逃し弁装置４４の電磁コイル４
０への通電量が下限零あるいは上限所定電流に達
しても所定最高ガス圧あるいは所定最低ガス圧に
ならないで、かつ設定温度に達していない時に限
り、制御器３２はガスポンプ２２の作動速度を加
減するよう作用する。したがつて供給ガス圧が低
い場合でも確実に最大定格燃焼量を確保できると
いう効果をはじめ、出湯温を常に設定温度に保つ
よう負荷に応じた比例燃焼のできる効果がある。
また逃し弁装置４４は、小さく軽い球状弁体４１
を電磁力で作動させる方式であるため、非常に高
速応答が可能であり、その応答の速い逃し弁装置
４４を優先制御してバーナ２５へのガス供給量を
加減するため、湯温のハンチング等のない優れた
機器が可能となる効果がある。従来例のようにフ
アンでガス流路抵抗を加減する方式の場合、フア
ンの慣性の影響で応答速度が遅く湯温のハンチン
グ現象など不具合があつた。

また本実施例のガスポンプ２２の作動速度を負
荷に比例して加減するだけでも、湯温制御は可能
ではあるが、急な負荷変動に対する追従性で比較
した場合、本実施例のように応答速度の速い逃し
弁装置４４を備え、逃し弁装置４４をガスポンプ
２２に優先して制御することによつて、急な負荷
変動にも追従する比例燃焼が可能になつた。機器
へのガス供給圧の高低があつても、ガスポンプ２
２と逃し弁装置の二段構えの制御により、所定最
低ガス圧、所定最高ガス圧をバーナ２５へ供給す
ることができる。逃し弁装置４４は強磁性体可動
子とスプリング４２と電磁コイル４０とから構成
することにより、例えばネジ棒４３をモータによ
り回転し弁体４１を付勢するスプリング４２の力
を加減したりするよりはるかに応答性の優れた制
御ができる効果がある。弁体４１を球状とし可動
子と弁体を兼ねさせることによつて、構造簡単で
組み立て性も良く、かつ可動部をより軽量で高速
応答性に優れる効果がある。またバーナ２５への
供給ガス圧は各ガス種によつて異なり、いわゆる
ガス種転換がガス機器においては、一般に面倒な
問題であるが、本実施例において、制御器３２に
所定最低ガス圧および所定最低ガス圧基準値を切
替スイツチだとか、ジヤンパー線切断などによつ
て電気的に転換できるようにすると、ガス種転換
に時間を要さずにできる効果もある。

発明の効果 以上のように本発明のガス燃焼装置によれば、
次の効果が得られる。

(1) 温度あるいは圧力を検知する素子と、燃料ガ
スを強制吸入吐出するガスポンプと、ガスポン
プ吐出側のガスを同ガスポンプ吸入側に逃す高
速応答の逃し弁装置と、前記検知素子からの信
号に応じて前記逃し弁装置およびガスポンプに
電気信号を入力する制御器とバーナとで構成し
ているので、負荷あるいは圧力に応じて逃し弁
装置およびガスポンプが高速で応答作動し、バ
ーナへのガス供給量が自動的に加減調節される
ように作用し、燃焼機器への供給ガス圧の変動
や、所定供給ガス圧より低い場合や高い場合な
どに対し、ほとんど影響なしに所定の安定した
最大定格燃焼や定常燃焼あるいは負荷に応じた
応答速度の速い比例燃焼ができる。

(2) 逃し弁装置とガスポンプとを有した構成であ
るから、ガス量制御が広く、かつ急速な負荷変
動にも追従する応答性の優れた比例燃焼ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス燃焼装置の構成図、第２図
は本発明のガス燃焼装置の一実施例を示す構成図
である。 ２２……ガスポンプ、２５……バーナ、２９…
…温度検知素子、３０……圧力検知素子、３２…
…制御器、３７……吐出側流路、３９……連通
路、４０……電磁コイル、４１……弁体、４２…
…スプリング、４４……逃し弁装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 負荷あるいは圧力を検知する検知素子と、前
   記検知素子の信号により負荷あるいは圧力に応じ
   た電気信号を出力する制御器と、前記制御器から
   の電気入力に応じて燃料ガスの吸入吐出量を可変
   するガスポンプと、前記ガスポンプの吸入側管路
   と吐出側管路とを連通し吐出側管路側に形成した
   弁孔を閉じる方向に弁体を付勢し前記制御器から
   の電気入力に応じて前記弁体の付勢力を可変する
   逃し弁装置と、前記ガスポンプの吐出側にバーナ
   を配設したガス燃焼装置。 ２ 逃し弁装置は強磁性体可動子とスプリングと
   電磁コイルとから構成された特許請求の範囲第１
   項記載のガス燃焼装置。 ３ 逃し弁装置は、強磁性体球状可動子の弁体と
   スプリングと電磁コイルとから構成された特許請
   求の範囲第１項記載のガス燃焼装置。 ４ 負荷検出用に温度検知素子を設け、温度検知
   素子の信号に応じ制御器は、逃し弁装置を優先し
   て制御し、ガスポンプは補助的に制御するように
   した特許請求の範囲第１項記載のガス燃焼装置。 ５ 圧力検知素子をガスポンプ吐出側に設け、制
   御器は前記圧力検知素子の信号が所定最低ガス圧
   より低い時も、所定最高ガス圧より高い時も、逃
   し弁装置を優先して制御し、ガスポンプは補助的
   に制御するようにした特許請求の範囲第１項記載
   のガス燃焼装置。 ６ 制御器は所定最低ガス圧および所定最低ガス
   圧基準値を電気的に切替え転換手段を有した特許
   請求の範囲第１項記載のガス燃焼装置。