JPS595264Y2 - ガス制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は強制給排気式の燃焼装置等におして、特に燃
焼用空気の流量に比例して燃料のガヌ供給圧力を制御す
るようにするとともに設定値月下では単に圧力調整器と
して使用するようにした制御装置に関するものである。

従来から燃焼装置の入力制御法としてＯへ一０ＦＦ制御
と比例制御とが行われているが、０へ一０ＦＦ制御は簡
便な反面、制御効果の快適性で噴るところがあり、また
燃焼装置のヒートサイクル寿命の点でも比例制御に劣る
。

比例制御は制御効果の快適性およびヒートサイクル寿命
の点では理想的なものである。

第３図は従来の比例制御装置を示し、本体３１内に孔３
２を介して１炭室３３と２炭室３４を連通し、上記孔３
２にはこれと対向して孔３２の開口面積を変化させるニ
ードルノズル３５が、膨張液を内蔵する感温部３６と連
設して膨張液の膨張あるいは収縮に応動するベローズ３
７に連設されている。

このベローズ３７は調整ねし３Ｂとの間に設けられたス
プリング３９によってニードルノズル３５が孔３２を開
放する方向に付勢されている。

このように構成されたものは第４図に示すように、１法
皇３３側はコック４０を介してガス供給部に接続され、
２炭室３４側は燃焼器４１のバーナ４２にノズルを介し
て連設され、感温部３６は室内空気循環用送風機４３の
吸気側に配設され、コック４０を開放することによりガ
スが１法皇３３側に供給され、室温に応じた孔３２の開
口面積によって所定のガス量がノズルを通してバーナ４
２に供給されて燃焼する。

この燃焼は燃焼用送風機４４によって燃焼空気を供給す
ることによって行われ、燃焼排ガスは熱交換器４５を加
熱して排出される。

この熱交換器４５に沿って室内空気循環用送風機４３か
ら風を流すことにより室内空気は緩められ、これを感温
部３６で感知することで膨張液が膨張され、ニードルノ
ズル３５を上方へ押し上げ孔３２の開口面積を減少させ
てバーナ４２へのガス供給量を減らし発熱量を少なくす
ることにより室温を調整するようになっていた。

室温が下がり過ぎた場合には上記とは逆の動作により室
温が高められる。

しかしながら、このように空気量を一定にして孔３２の
開口面を温度によりニードルノズル３５を変化させ燃料
の流量を制御するようにしているため、燃焼範囲が比較
的狭い燃焼装置ではその制御範囲は限られ快適性を損う
とともにその制御が難しくなる欠点があった。

この考案は空気量に応じて燃料のガス供給圧力を比例制
御し、かつ設定値以下においては単に圧力調整器として
働き、燃焼させるようにした制御装置を得、ヒートサイ
クル寿命が長く、かつ快適な燃焼装置を得ることを目的
とするものである。

この目的のため、この考案のガス制御装置の構成は、ガ
スが流れるように１次圧室と２次圧室を連通する弁孔と
、この弁孔の開口面積を変化させる弁体と、この弁体を
上記弁孔を開く方向に付勢する第１スプリングと、この
第１スプリングを内設した第１室と、この第１室と上記
１次圧室との間に介在され上記弁体と連動する第１ダイ
ヤフラムと、上記２次圧室の側壁を形成し上記弁体と連
動する第２ダイヤフラムと、上記弁体と連動し、かつ第
２ダイヤフラムとの間に第２室を形成するように構成さ
れた第３ダイヤフラムと、上記第２室と２次圧室を連通
する連通孔、上記第２室と第１室とを連通ずる連通孔と
、上記弁体と係脱可能に形成された弁棒と、この弁棒を
支持し燃焼用空気の空気流路に設けられたダンパーの上
流側に連通される高圧室とダンパーの下流側に連通され
る低圧室とに仕切る第４ダイヤフラムと、上記低圧室内
に上記弁棒を上記弁体と係合する方向に付勢するよう設
けられた第２スプリングとを具備させたものである。

そしてこの構成であるため、１次圧室から弁孔を通って
２次圧室に送られるガスは、その弁孔の開口面積を変化
させる弁体によって圧力が制御されるとともに、空気量
が設定値以上の場合は、第１ダイヤフラム、第２ダイヤ
フラム、第３ダイヤフラム、第４ダイヤフラムにそれぞ
れ加わる圧力やそれらの自重並びに第１スプリング、第
２スプリングの付勢力等によってガスの供給圧力が決定
されるので、ダンパーによって調節される燃焼用空気の
量に比例した供給圧力のガスを得ることができ、安定し
た燃焼が行われる。

またダンパーによって、調節される風量が所定量よりも
減少してダンパーの前後の差圧が所定値よりも大きくな
った場合には、そのダンパーの前後の圧力が加わる高圧
室と低圧室との圧力差が大きくなり、この画室を仕切っ
た第４ダイヤフラムはその圧力差で所定方向に押されて
弁体から弁棒を離脱させることになるから、ダンパーの
前後の圧力が弁体の移動に関与しなくなり、弁体はこれ
単独で、２次圧室へのガスの供給圧力を決定することに
なり、いわゆるガバナーとして機能し予め定められた一
定圧力のガスを２次圧室側へ供給して引きつづき燃焼を
維持させることになるという作用が得られるものである
。

以下、この考案の一実施例を第１図に従って説明すると
、図において１はガス通路に弁体２と一体に設けて形成
された弁棒Ａで、後述する室を貫挿しダイヤフラム等に
より上下動自在に支持されている。

３は上記弁体２の上流側に第１ダイヤフラム４を設は形
成された１次圧室でコック４０を介して燃料源に連設さ
れている。

５は上記弁体２の下流側に第２ダイヤフラム６を設は形
成された２次圧室で燃焼器のバーナにノズルを介して連
接され上記第１ダイヤフラム４、上記第２ダイヤフラム
６および上記弁体２の受圧面積は同一に形成されている
。

７は上記第２ダイヤフラム６とこの第２ダイヤフラム６
と所定空間を有して設けられた第３ダイヤフラム８とに
より形成された第２室、９はこの第２室と上記２次圧室
５とが連通ずるよう穿設された連通孔、１０は上記第２
室７と連通管１１により連通した第１室で、上記第１ダ
イヤフラム４を底面としパツキン１２を介して螺着され
た蓋１３を上面にして形成されている。

１４は上記第３ダイヤフラム８と仕切り用ダイヤフラム
１５により形成されるとともに、大気圧開放孔１６を設
けた大気圧室、１７は上記第１室１０内に設けられ、最
低圧を保証する第１スプリングで、取付板１８に取付け
られた上記弁棒Ａ１を常に上方へ持ち上げるように付勢
されている。

１９は上記弁棒Ａ１を上下に調整するように設けられた
調整ねじ、２０は上記仕切り用ダイヤフラム１５と比較
的大きな第４ダイヤフラム２１とにより形成された高圧
室で、連通管Ｂ２２により空気流路２３に設けられたサ
ーモスタット （図示せず）により回動するダンパー２
４の上流側と連通している。

２５は上記第４ダイヤフラム２１とパツキン１２を介し
て螺着された蓋１３とにより形成された低圧室で連通管
Ｂ２２により、上記ダンパ２４の下流側と連通している
。

２６は弁棒Ｂで上記第４ダイヤフラム２１および、上記
仕切り用ダイヤフラム１５に固定されるとともに上記弁
棒Ａ１の下方に係脱可能に同軸となるよう設けられ比例
制御範囲内においては常に接するよう設けられている。

２７はこの弁棒Ｂを常に上方へ持ち上げるように上記低
圧室２５側に設けられ２次圧を調整する第２スプリング
２８はこの第２スプリングを調整するよう設けられた調
整ねし、２９は上記空気流路２３内に設けられた送風機
であり、上記空気流路２３の上流側は大気に開口され、
下流側には燃焼室（図示せず）が連設されている。

また上記２次圧室５はこの燃焼室にノズル（図示せず）
を介して連通している。

３０は上記１次圧室３と上記２次圧室５とを連通させる
弁孔である。

上記のように構成された制御装置においては送風機２９
を駆動することによって空気流路２３に室外より燃焼用
空気が吸引され、ダンパ２４の開度に応じた流量が燃焼
室に１次空気および２次空気として供給され、さらに主
開閉コック（図示せず）を開放することにより１次ガス
は１次圧室３に入り弁孔３０を通り２次圧室５に至り燃
焼室に供給され燃焼する。

次にある安定した燃焼状態を想定した場合、１次圧室３
に供給された１次圧力をもつガスは、１次圧室３と２次
圧室５とを連通させる弁孔３０を通過するとき、弁孔３
０と弁体２の通過抵抗により圧力損失を正し弁体２通過
後の２次圧力となる。

この２次圧力は第１ダイヤフラム４の上面に受ける２次
圧力と下面に受ける１次圧力、弁体２の上面に受ける１
次圧力と下面に受ける２次圧力、第２ダイヤフラム６の
上下面に受ける２次圧力、第３ダイヤフラム８の上面に
受ける２次圧力と下面に受ける大気圧、第１スプリング
１７により弁棒Ａ１を上方へ持ち上げるよう働く力とそ
の弁棒Ａ１の自重、さらに各々のダイヤフラム４．６、
８の自重、また仕切り用ダイヤフラム１５の上面に受け
る大気圧と下面に受ける高圧側空気圧力、第４ダイヤフ
ラム２１の上面に受ける高圧側空気圧力と下面に受ける
低圧側空気圧力、第２スプリング２７により弁棒Ｂ２６
を上方へ持ち上げるように働く力、弁棒Ｂ２６と各々の
ダイヤフラム１５．２１の自重等々がつり合って決定維
持される。

このようにして燃焼が継続されることにより室温は上昇
し、この室温をサーモスタットで検知し空気流路２３を
閉じるようにダンパ２４を回動させる。

これにより風量は減少し、ダンパ２４の前後の差圧は大
きくなりこれにより高圧室と低圧室の差は大きくなり、
第４ダイヤフラム２１を下方へ移動させる。

それと連動して弁棒Ｂ２６、弁棒Ａ１も下方へ移動し、
弁体２は弁孔３０の面積を減少させて２次圧力を低下さ
せ、上記減少した風量に適するガス量に減少させ燃焼室
へ供給し燃焼する。

上記の状態における２次圧力は第２スプリング２７によ
り調整される。

さらにダンパ２４が回動されれば、ダンパ２４の前後の
差圧はより大きくなり、第４ダイヤフラム２１をさらに
下方へ移動することになる。

この差圧が設定値になると弁棒Ｂ２６は弁棒Ａ１と離れ
、弁棒Ａ１は単独で２次ガス圧を決定する。

（一般に使用されているガバナと同様の状態となる）こ
の２次ガス圧力は第１ダイヤフラム４の上面に受ける２
次圧力と、下面に受ける１次圧力、弁体２の上面に受け
る１次圧力と下面に受ける２次圧力、第２ダイヤフラム
６の上下面に受ける２次圧力、第３ダイヤフラム８の上
面に受ける２次圧力と下面に受ける大気圧、第１スプリ
ング１７により弁棒Ａ１を上方へ持ち上げるよう働く力
、弁棒Ａ１と各々のダイヤフラム４．６、８の自重等々
がつり合って決定され、実質的な圧力は第１ダイヤフラ
ム４下面Ｐ１と弁体２上面Ｐ１、弁体２下面Ｐ２と第２
ダイヤフラム６下面Ｐ２、第２ダイヤフラム６下面Ｐ２
と第１ダイヤフラム４上面Ｐ２とはお互い方向が反対の
同一圧力が加って相殺され従って、第３ダイヤフラム８
の上面に加わる圧力Ｐ２と第１スプリング１７により決
定される。

このときの２次圧力が最低圧力となり、これ以下には第
１スプリング１７により威ることは無くこの２次圧力は
第１スプリング１７によって調整される。

上記のような２次圧力とダンパ２４前後の差圧との関係
は第２図で示される。

そしてダンパ２４は空気流路２３を全閉にせず、上記最
低２次ガス圧力に適する少流量の空気を燃焼室へ供給し
燃焼は維持される。

一方、室温が低下した場合には上記とは逆に作動し、入
力を増加せしめて室温を高めることになる。

なお、大気圧開放孔１６を燃焼室と連通ずるよう設けれ
ば、燃焼室内の圧力を加味することができ、燃焼状態も
加えて制御することができることになり、より以上の効
果が期待できる。

この考案は以上説明したとおり、燃焼空気の供給量に応
じてガスが供給されて燃焼するため常に安定した燃焼が
得られ、かつ弁棒と弁体が係脱可能に形成されているた
め、燃焼空気が所定量まで減少したときには弁棒と弁体
を離脱させ、いわゆるガバナーとして機能しそのときの
燃焼空気に対応して一定量を燃焼させることができ、こ
れにより０Ｎ−ＯＦＦ制御とは異なりヒートサイクル寿
命が長くなり、快適な制御が行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す側断面図、第２図は
同じくその特性図、第３図は従来のガス制御装置を示す
断面図、第４図は第３図を組込んだ燃焼装置を示す概略
図である。 なお、図中、２は弁体、３は１次圧室、４は第１ダイヤ
フラム、５は２次圧室、６は第２ダイヤフラム、７は第
２室、８は第３ダイヤフラム、１０は第１室、１７は第
１スプリング、２０は高圧室、２１は第４ダイヤフラム
、２３は空気流路、２４はダンパー、２５は低圧室、２
６は弁棒Ｂ、２７は第２スプリングである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガスが流れるように１次圧室と２次圧室を連通する弁孔
   と、この弁孔の開口面積を変化させる弁体と、この弁体
   を上記弁孔を開く方向に付勢する第１スプリングと、こ
   の第１スプリングを内設した第１室と、この第１室と上
   記１次圧室との間に介在され上記弁体と連動する第１ダ
   イヤフラムと、上記２次圧室の側壁を形成し上記弁体と
   連動する第２ダイヤフラムと、上記弁体と連動し、がつ
   第２ダイヤフラムとの間に第２室を形成するように構成
   された第３ダイヤフラムと、上記第２室と２次圧室を連
   通する連通孔、上記第２室と第１室とを連通ずる連通孔
   と、上記弁体と係脱可能に形成された弁棒と、この弁棒
   を支持し燃焼用空気の空気流路に設けられたダンパーの
   上流側に連通される高圧室とダンパーの下流側に連通さ
   れる低圧室とに仕切る第４ダイヤフラムと、上記低圧室
   内に上記弁棒を上記弁体と係合する方向に付勢するよう
   設けられた第２スプリングとを具備してがるガス制御装
   置。