JP6530278B2 - 予混合装置 - Google Patents
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Description
本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置に関する。
従来、この種の予混合装置として、特許文献１により、空気を供給するファンと、ファンの上流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したＸ軸マイナス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸プラス方向の端部に位置するガス流出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものが知られている。
ここで、ガス供給路には、一般に、二次ガス圧を大気圧に維持するゼロガバナが介設されている。この場合、燃料ガスの供給量は、二次ガス圧である大気圧とファンの吸引負圧との差圧に応じて変化することになる。そして、ファン吸引負圧はファン回転数に応じて変化するため、燃料ガスの供給量はファン回転数即ち空気供給量に応じて変化する。従って、要求燃焼量に応じてファン回転数を制御することにより、要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスがバーナに供給されることになる。
然し、ファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数未満になると、要求燃焼量に応じた量の空気や燃料ガスを供給できなくなる。そのため、上記従来例のものでは、要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁及びガス調節弁により空気流入口及びガス流出口の開度を調節して、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給できるようにしている。
尚、ガス供給路にゼロガバナに代えて比例弁を介設したものもある。この場合は、空気筒をファンの上流側と下流側の何れに配置してもよい。ここで、比例弁は、これへの通電電流（比例弁電流）に比例した量の燃料ガスを供給するものであり、要求燃焼量に応じた量の燃料ガスが供給されるように比例弁電流が制御される。但し、要求燃焼量が所定値未満になって、比例弁電流がガス供給量の比例特性を維持できる下限電流未満になった場合には、要求燃焼量に応じた量の燃料ガスを供給できなくなる。従って、ガス供給路に比例弁を介設するものでも、要求燃焼量が所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持すると共に比例弁電流を下限電流に維持した状態で、空気調節弁及びガス調節弁により空気流入口及びガス流出口の開度を調節することにより、所定値未満の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給できる。
ところで、上記従来例において、ガス流出口をガス筒のＸ軸プラス方向の端部に設けるのは、ガス調節弁を共通のアクチュエータで駆動される空気調節弁の近傍に配置するためであるが、これでは以下の不具合を生ずる。即ち、空気筒のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及んで、燃料ガス供給量が不安定になりやすい。
本発明は、以上の点に鑑み、空気流入口から流入する空気の動圧の影響がガス流出口に及ぶことを防止できるようにした予混合装置を提供することをその課題としている。
上記課題を解決するために、本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置であって、空気を供給するファンと、ファンの上流側又は下流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸方向一方の端部に位置するガス流出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものにおいて、ガス筒は、Ｘ軸プラス方向の端部が閉塞された有底筒状であって、ガス筒のＸ軸マイナス方向の端部に、ガス流出口を形成したガス調節弁用の弁座が設けられると共に、ガス筒の内部にガス調節弁が配置され、ガス調節弁からガス筒のＸ軸プラス方向の端壁部を貫通してアクチュエータ側にのびる弁軸が設けられ、アクチュエータにより弁軸を介してガス調節弁がＸ軸方向に駆動されることを特徴とする。
本発明によれば、ガス流出口がガス筒のＸ軸マイナス方向の端部に設けた弁座に形成されるため、空気筒のＸ軸マイナス方向の端部に位置する空気流入口から流入する空気の動圧の影響はガス流出口に及ばず、ガス流出口に作用する圧力はファン回転数に対応する吸引負圧に等しくなる。従って、バーナに要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを確実に供給できる。
図１を参照して、１は、空気に燃料ガスを混合し、混合気を図外のバーナに供給する本発明の実施形態の予混合装置である。この予混合装置１は、図２、図３に示す如く、空気を供給するファン２と、ファン２の上流側に配置された空気が通る空気筒３とを備えている。尚、ファン２は、吸込み口２１と吹出し口２２とを有するファンケーシング２３に、モータ２４で回転駆動される羽根車２５を収納した遠心型ファンで構成されている。
ここで、空気筒３の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、予混合装置１は、燃料ガスを供給するガス供給路４の下流端に接続される、空気筒３内に配置したＸ軸プラス方向の端部が閉塞された有底筒状のガス筒５を備えている。また、空気筒３を空隙を存して囲う給気ケース６を設け、空気が給気ケース６の一端に連設した給気ダクト６１から給気ケース６の内部空間を介して空気筒３内に流れるようにしている。
予混合装置１は、更に、空気筒３のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口３１に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口３１の開度を可変する空気調節弁７と、ガス筒５のＸ軸マイナス方向の端部に位置するガス流出口５１に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口５１の開度を可変するガス調節弁８と、空気調節弁７とガス調節弁８とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータ９とを備えている。
本実施形態では、ガス筒５のＸ軸マイナス方向の端部にガス調節弁８用の弁座５２を設け、この弁座５２にガス流出口５１を形成することで、ガス流出口５１をガス筒５のＸ軸マイナス方向の端部に位置させると共に、ガス筒５の内部にガス調節弁８を配置している。そして、ガス調節弁８からガス筒５のＸ軸プラス方向の端壁部５３を貫通してアクチュエータ９側にのびる弁軸８１を設けている。
アクチュエータ９は、モータ９１と、その出力側の送りネジ機構９２とで構成されている。送りネジ機構９２は、モータ９１により回転駆動されるナット９２ａと、ナット９２ａに螺合する雄ネジ部を有するロッド９２ｂと、ロッド９２ｂを回り止めした状態でＸ軸方向に移動自在に挿通支持するガイドスリーブ９２ｃとで構成され、モータ９１の作動でロッド９２ｂがＸ軸方向に進退する。そして、ロッド９２ｂのＸ軸マイナス方向の端部に空気調節弁７を固定して、ロッド９２ｂと一体に空気調節弁７がＸ軸方向に進退するようにしている。また、ガス調節弁８をＸ軸プラス方向に付勢するバネ８２を設け、このバネ８２の付勢力で弁軸８１をロッド９２ｂのＸ軸マイナス方向の端面に当接させ、ロッド９２ｂと一緒にガス調節弁８がＸ軸方向に進退するようにしている。
ここで、要求燃焼量に応じたファン回転数が送風量の比例特性を維持できる下限回転数以上になる領域では、ファン回転数の制御で要求燃焼量に対応する量の空気と燃料ガスを供給するが、要求燃焼量がファン回転数の下限値に対応する所定値未満になる領域では、ファン回転数を下限回転数に維持した状態で、空気調節弁７及びガス調節弁８により空気流入口３１及びガス流出口５１の開度を調節して、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを供給する。
そして、本実施形態では、ガス流出口５１がガス筒５のＸ軸マイナス方向の端部に位置するため、空気筒３のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口３１から流入する空気の動圧の影響はガス流出口５１に及ばず、ガス流出口５１に作用する圧力はファン回転数に対応する吸引負圧に等しくなる。従って、要求燃焼量が上記所定値以上になる領域において、要求燃焼量に応じてファン回転数を制御することにより、バーナに要求燃焼量に応じた量の空気及び燃料ガスを確実に供給できる。
また、本実施形態では、空気調節弁７とガス調節弁８とが別体であるため、使用するガス種の転換時に、ガス調節弁８のみを交換するだけで足り、ガス種転換時の作業性が向上すると共に交換部品点数が少なくて済み経済的である。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガス供給路４にゼロガバナ４１に代えて比例弁を介設してもよい。この場合、空気筒３をファン２の下流側に配置することも可能である。また、上記実施形態では、アクチュエータ９をモータ９１及び送りネジ機構９２で構成しているが、電磁ソレノイド等の他のアクチュエータを用いることも可能である。
１…予混合装置、２…ファン、２１…吸込み口、３…空気筒、３１…空気流入口、４…ガス供給路、５…ガス筒、５１…ガス流出口、５２…弁座、５３…端壁部、７…空気調節弁、８…ガス調節弁、９…アクチュエータ。
Claims (1)
- 空気に燃料ガスを混合し、混合気をバーナに供給する予混合装置であって、空気を供給するファンと、ファンの上流側又は下流側に配置された空気が通る空気筒とを備えると共に、空気筒の長手方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向のうち空気の流れの上流側を向く方向をＸ軸プラス方向、空気の流れの下流側を向く方向をＸ軸マイナス方向として、燃料ガスを供給するガス供給路の下流端に接続される、空気筒内に配置したガス筒と、空気筒のＸ軸プラス方向の端部に位置する空気流入口に対向してＸ軸方向に進退し空気流入口の開度を可変する空気調節弁と、ガス筒のＸ軸方向一方の端部に位置するガス流出口に対向してＸ軸方向に進退しガス流出口の開度を可変するガス調節弁と、空気調節弁とガス調節弁とをＸ軸方向に駆動する共通のアクチュエータとを備えるものにおいて、
ガス筒は、Ｘ軸プラス方向の端部が閉塞された有底筒状であって、ガス筒のＸ軸マイナス方向の端部に、ガス流出口を形成したガス調節弁用の弁座が設けられると共に、ガス筒の内部にガス調節弁が配置され、ガス調節弁からガス筒のＸ軸プラス方向の端壁部を貫通してアクチュエータ側にのびる弁軸が設けられ、アクチュエータにより弁軸を介してガス調節弁がＸ軸方向に駆動されることを特徴とする予混合装置。
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