(57)【要約】【課題】流量調節弁６を介設したガス供給路４の下流端がファン２の上流側の空気供給路３に接続され、空気供給路の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、ガス供給路の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備える予混合装置において、空気抵抗切換手段及びガス抵抗切換手段を通気抵抗を大きくする側に切換えたときの燃焼不良の発生を防止できるようにする。【解決手段】空気抵抗切換手段は、空気供給路３内に回動自在に設けられたバタフライ弁７で構成される。ガス抵抗切換手段は、空気供給路３に対し仕切られた弁筐８１内に弁体８２を備え、弁筐内の弁座８３に対する弁体８２の接離動作で通気抵抗を大小に切換える切換弁８で構成される。バタフライ弁７が通気抵抗を大きくする方向に回動されたときに、バタフライ弁７の一部が操作ロッド８４に当接して、弁体８２が弁座８３に接近する方向に操作ロッド８４を介して押動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気に燃料ガスを混合し、混合気をファンを介してバーナに供給する予混合装置であって、燃料ガスを供給する流量調節弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に接続され、空気供給路の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えるものにおいて、
空気抵抗切換手段は、空気供給路内に回動自在に設けられたバタフライ弁で構成され、
ガス抵抗切換手段は、空気供給路に対し仕切られた弁筐内に弁体を備え、弁筐内の弁座に対する弁体の接離動作で通気抵抗を大小に切換える切換弁で構成され、
切換弁の弁筐から空気供給路内に突出する操作ロッドが設けられ、バタフライ弁が通気抵抗を大きくする方向に回動されたときに、バタフライ弁の一部が操作ロッドに当接して、切換弁の弁体が弁座に接近する方向に操作ロッドを介して押動されることを特徴とする予混合装置。
【請求項２】
前記切換弁の下流側のガス供給路の部分は、前記空気供給路を囲うリング状に形成され、このリング状部の下流端が空気供給路の外周面の開口を介して空気供給路に接続されると共に、リング状部の外周面に、下流端に向けてテーパー状に縮径するテーパー部が形成されることを特徴とする請求項１記載の予混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気に燃料ガスを混合し、混合気をファンを介してバーナに供給する予混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の予混合装置として、特許文献１により、燃料ガスを供給する流量調節弁たる比例弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に接続され、空気供給路の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、比例弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えるものが知られている。
【０００３】
ところで、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、更に、バーナに供給される混合気の空燃比が一定になるように、要求燃焼量に応じてファン回転数が制御される。但し、要求燃焼量が所定値以下になって、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下になったり、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以下になった場合には、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。
【０００４】
そこで、上記従来例では、要求燃焼量が所定値以下になったときに、空気抵抗切換手段で空気供給路の通気抵抗を大きくすると共にガス抵抗切換手段でガス供給路の通気抵抗を大きくしている。これによれば、ファン回転数や比例弁電流を上記下限回転数以下や下限電流以下にせずに、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気や燃料ガスを供給できる。
【０００５】
ここで、上記従来例では、空気供給路を途中で２つの通路に分岐させてから合流させ、合流部に一方の通路からの空気が流れる開口を形成した弁座を設け、この弁座に着座して開口を閉塞する弁で空気抵抗切換手段を構成し、開口を閉塞することで空気供給路の通気抵抗が大きくなるようにしている。また、ガス供給路の下流端を、空気供給路に接続される２つの分岐通路に分岐し、一方の分岐通路の空気供給路に対する接続口を開閉する弁でガス抵抗切換手段を構成し、接続口を閉塞することでガス供給路の通気抵抗が大きくなるようにしている。
【０００６】
然し、上記従来例のものでは、空気抵抗切換手段を構成する弁及びガス抵抗切換手段を構成する弁が空気供給路内に配置されるため、空気供給路に流れる塵埃等の異物が弁に付着することがある。ここで、空気抵抗切換手段を構成する弁に異物が付着した場合には、弁を閉じ動作させても、異物の噛み込みで開口を閉塞できず、空気供給路の通気抵抗の増加が不十分になって、燃料ガス量に比し空気量が過多になり、燃焼不良を生ずる。また、ガス抵抗切換手段を構成する弁に異物が付着した場合には、弁を閉じ動作させても、異物の噛み込みで分岐通路の接続口を閉塞できず、ガス供給路の通気抵抗の増加が不十分になって、空気量に比し燃料ガス量が過多になり、燃焼不良を生ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３４０３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、空気抵抗切換手段及びガス抵抗切換手段を通気抵抗を大きくする側に切換えたときの燃焼不良の発生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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、混合気をファンを介してバーナに供給する予混合装置であって、燃料ガスを供給する流量調節弁を介設したガス供給路の下流端がファンの上流側の空気供給路に接続され、空気供給路の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、流量調節弁よりも下流側のガス供給路の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えるものにおいて、空気抵抗切換手段は、空気供給路内に回動自在に設けられたバタフライ弁で構成され、ガス抵抗切換手段は、空気供給路に対し仕切られた弁筐内に弁体を備え、弁筐内の弁座に対する弁体の接離動作で通気抵抗を大小に切換える切換弁で構成され、切換弁の弁筐から空気供給路内に突出する操作ロッドが設けられ、バタフライ弁が通気抵抗を大きくする方向に回動されたときに、バタフライ弁の一部が操作ロッドに当接して、切換弁の弁体が弁座に接近する方向に操作ロッドを介して押動されることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、空気抵抗切換手段をバタフライ弁で構成するため、弁座に接離動作する弁と異なり、異物の噛み込みによる閉弁不良を生ずることがなく、バタフライ弁を空気供給路の長手方向に直交する姿勢になるように回動することで、空気供給路の通気抵抗を確実に大きくすることができる。また、ガス抵抗切換手段を構成する切換弁の弁体は、空気供給路に対し仕切られた弁筐内に設けられるため、弁体に空気供給路に流れる異物が付着することがなく、弁体を弁座に接近する方向に動作させることで、ガス供給路の通気抵抗を確実に大きくすることができる。従って、空気抵抗切換手段及びガス抵抗切換手段を通気抵抗を大きくする側に切換えたときに、空気供給路或いはガス供給路の通気抵抗が増加不十分になって、空気過多或いは燃料過多による燃焼不良を生ずることを防止できる。更に、切換弁の弁体は、バタフライ弁に連動して動作するため、切換弁用の駆動手段は不要であり、簡単な構造で空気供給路とガス供給路の通気抵抗を同時に切換できる。
【００１１】
また、本発明おいて、切換弁の下流側のガス供給路の部分は、空気供給路を囲うリング状に形成され、このリング状部の下流端が空気供給路の外周面の開口を介して空気供給路に接続されると共に、リング状部の外周面に、下流端に向けてテーパー状に縮径するテーパー部が形成されることが望ましい。これによれば、ガス供給路から供給される燃料ガスを空気供給路内に流れる空気に効率よく混合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の予混合装置を示す切断側面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図。
【図３】燃焼量とファン回転数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して、１は、混合気(空気と燃料ガスとの混合ガス)が噴出して燃焼する燃焼面１ａを有する全一次燃焼式バーナ等から成るバーナである。バーナ１にはファン２が接続されており、本発明の実施形態の予混合装置Ａにより、空気に燃料ガスを混合して、混合気をファン２を介してバーナ１に供給するようにしている。
【００１４】
予混合装置Ａは、ファン２の上流側の空気供給路３と、燃料ガスを供給するガス供給路４とを備えており、ガス供給路４の下流端が空気供給路３に接続される。ガス供給路４の上流部には、開閉弁５と流量調節弁たる比例弁６とが介設されている。尚、図１で白抜きの矢印は空気の流れを示し、黒塗りの矢印は燃料ガスの流れを示している。
【００１５】
予混合装置Ａは、更に、空気供給路３の通気抵抗を大小に切換える空気抵抗切換手段と、比例弁６よりも下流側のガス供給路４の部分の通気抵抗を大小に切換えるガス抵抗切換手段とを備えている。
【００１６】
バーナ１の燃焼中は、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６への通電電流（比例弁電流）を制御すると共に、バーナ１に供給される混合気の空燃比が一定になるように、要求燃焼量に応じてファン２の回転数(ファン回転数)を制御するが、要求燃焼量が所定値以下になって、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下になったり、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以下になった場合には、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。
【００１７】
そこで、要求燃焼量が所定値以下になったときに、空気抵抗切換手段で空気供給路３の通気抵抗を大きくすると共にガス抵抗切換手段でガス供給路４の通気抵抗を大きくしている。これによれば、ファン回転数や比例弁電流を上記下限回転数以下や下限電流以下にせずに、所定値以下の要求燃焼量に応じた量の空気や燃料ガスを供給できる。図３は、燃焼量とファン回転数との関係を示しており、図中ａは、空気供給路３の通気抵抗を小さくした場合の特性線、ｂは、空気供給路３の通気抵抗を大きくした場合の特性線である。
【００１８】
ここで、本実施形態では、空気抵抗切換手段を、空気供給路３内に軸７１を中心にして回動自在に設けられた、空気供給路３の径よりもある程度小径の円板から成るバタフライ弁７で構成している。バタフライ弁７の軸７１には、図２に示す如くアクチュエータ７２が連結されている。そして、要求燃焼量が上記所定値以下になったときに、アクチュエータ７２の作動で、バタフライ弁７を図１に二点鎖線で示す開き姿勢から空気供給路３の長手方向に直交する閉じ姿勢になるように回動させる。閉じ姿勢では、空気供給路３の周面とバタフライ弁７の外周との間の隙間のみを介して空気が流れ、空気供給路３の通気抵抗が大きくなる。
【００１９】
また、ガス抵抗切換手段は、空気供給路３に対し仕切られた弁筐８１内に弁体８２を備え、この弁体８２を弁筐８１内の弁座８３に対し接離動作自在とした切換弁８で構成される。弁筐８１には、弁座８３の上流側の流入口８１ａと下流側の流出口８１ｂとが設けられている。また、弁座８３には、流入口８１ａと流出口８１ｂとを連通する開口として、弁孔８３ａとバイパス孔８３ｂとが形成されている。そして、弁体８２を弁座８３に接近する方向に移動させて弁座８３に着座させたとき、弁孔８３ａが閉塞され、燃料ガスがバイパス孔８３ｂのみを介して流入口８１ａから流出口８１ｂに流れる状態になって、ガス供給路４の通気抵抗が大きくなる。
【００２０】
弁体８２には、操作ロッド８４が連結されており、操作ロッド８４に固定のばね受け８４ａと弁座８３との間に縮設した弁ばね８５で弁体８２を弁座８３から離隔する方向に付勢している。また、操作ロッド８４は、弁筐８１から空気供給路３内に突出している。そして、バタフライ弁７を空気供給路３の通気抵抗を大きくする方向、即ち、閉じ姿勢になる方向に回動させたとき、バタフライ弁７の一部が操作ロッド８４に当接し、弁体８２が弁座８３に接近する方向に操作ロッド８４を介して押動されるようにしている。尚、バタフライ弁７を閉じ姿勢から開き方向に回動させると、操作ロッド８４が弁体８２と共に弁ばね８５の付勢力で弁筐８１の端面にばね受け８４ａが当接するまでバタフライ弁７に追従して動き、ガス供給路４の通気抵抗が十分に小さくなる。その後、バタフライ弁７が操作ロッド８４から離れるため、バタフライ弁７を操作ロッド８４に邪魔されることなく空気供給路３の長手方向に沿う開き姿勢まで回動させて、空気供給路３の通気抵抗を十分に小さくできる。
【００２１】
切換弁８の下流側のガス供給路４の部分、即ち、弁筐８１の流出口８１ｂに連通するガス供給路４の部分は、図２に示す如く、空気供給路３を囲うリング状に形成され、このリング状部４１の下流端が空気供給路３の外周面の開口３１を介して空気供給路３に接続されている。また、リング状部４１の外周面には、下流端に向けてテーパー状に縮径するテーパー部４１ａが形成されている。
【００２２】
本実施形態によれば、空気抵抗切換手段をバタフライ弁７で構成するため、弁座に接離動作する弁と異なり、空気供給路３に流れる塵埃等の異物の噛み込みによる閉弁不良を生ずることがなく、バタフライ弁７を空気供給路３の長手方向に直交する閉じ姿勢になるように回動することで、空気供給路３の通気抵抗を確実に大きくすることができる。また、ガス抵抗切換手段を構成する切換弁８の弁体８２は、空気供給路３に対し仕切られた弁筐８１内に設けられるため、弁体８２に空気供給路３に流れる異物が付着することがなく、弁体８２を弁座８３に接近する方向に動作させることで、ガス供給路４の通気抵抗を確実に大きくすることができる。従って、空気抵抗切換手段及びガス抵抗切換手段を通気抵抗を大きくする側に切換えたときに、空気供給路３或いはガス供給路４の通気抵抗が増加不十分になって、空気過多或いは燃料過多による燃焼不良を生ずることを防止できる。
【００２３】
更に、切換弁８の弁体８２は、バタフライ弁７に連動して動作するため、切換弁８用の駆動手段は不要であり、簡単な構造で空気供給路３とガス供給路４の通気抵抗を同時に切換できる。また、切換弁８の下流側のガス供給路４の部分であるリング状部４１の外周面にテーパー部４１ａを形成することにより、燃料ガスが流速を速めて且つ径方向内方に向かう速度成分を持って空気供給路３内に流入する。そのため、燃料ガスを空気供給路３内に流れる空気に効率よく混合させることができる。
【００２４】
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、上記実施形態では、切換弁８の弁座８３に弁孔８３ａとバイパス孔８３ｂとを形成したが、バイパス孔８３ｂを省略し、弁体８２を弁座８３に最接近させたときに、弁孔８３ａと弁体８２との間にバイパス孔に相当する隙間を生ずるようにしてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、切換弁８の下流側のガス供給路４の部分に空気供給路３を囲うリング状部４１を設けているが、リング状部４１を省略し、切換弁８の弁筐８１に空気供給路３内に直接連通する流出口を形成することも可能である。但し、空気への燃料ガスの混合を促進するには、上記実施形態の方が望ましい。
【００２６】
また、上記実施形態では、ガス供給路４に介設する流量調節弁として比例弁６を用いているが、二次ガス圧を大気圧に調圧するゼロガバナを流量調節弁として用いてもよい。尚、ゼロガバナを用いた場合、燃料ガスの供給量は、二次ガス圧である大気圧と空気供給路３内の負圧との差圧に応じて変化する。そして、空気供給路３内の負圧が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の供給量に応じて変化することになる。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ…予混合装置、１…バーナ、２…ファン、３…空気供給路、３１…空気供給路の外周面の開口、４…ガス供給路、４１…リング状部、４１ａ…テーパー部、６…比例弁（流量調節弁）、７…バタフライ弁、８…切換弁、８１…弁筐、８２…弁体、８３…弁座、８４…操作ロッド。
【図１】
2014215007.tif 000003
【図２】
2014215007.tif 000004
【図３】
2014215007.tif 000005