(57)【要約】【課題】この発明が解決しようとする課題は、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で補正し、バーナでの燃焼を安定させることである。【解決手段】バーナ２へガス燃料を供給する熱機器１内の燃料ガス配管７に燃料ガスの昇圧手段１０を備えたことを特徴としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ２へガス燃料を供給する熱機器１内の燃料ガス配管７に燃料ガスの昇圧手段１０を備えたことを特徴とする熱機器。
【請求項２】
バーナ２へガス燃料を供給する熱機器１内の燃料ガス配管７に燃料ガスの圧力低下を補う程度の昇圧能力を有する昇圧手段１０を備えたことを特徴とする熱機器。
【請求項３】
前記昇圧手段１０の燃料ガス昇圧部１３が、前記昇圧手段１０の駆動用モ−タ部１４と気密に遮断された構造であり、かつシロッコファン１５を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱機器。
【請求項４】
前記燃料ガス配管７の屈曲部３２に前記昇圧手段１０を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱機器。
【請求項５】
前記昇圧手段１０の下流側にガス圧力検出手段１１を設け、このガス圧力検出手段１１の検出圧力値に基づいて、前記バーナ２の作動を制御する制御手段４を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱機器。
【請求項６】
前記昇圧手段１０の下流側にガス圧力検出手段１１を設け、このガス圧力検出手段１１の検出圧力値に基づいて、前記昇圧手段１０の作動を制御する制御手段４を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱機器。
【請求項７】
前記バーナ２の着火時より所定時間前から前記昇圧手段１０の作動を開始し、前記バーナ２の燃焼停止とともに前記昇圧手段１０の作動を停止するように制御する制御手段４を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス燃料をバーナにて燃焼させる熱機器に関する。特に、供給ガス圧力が低圧（約２  ｋＰａ）である熱機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱機器は、供給ガス圧力が低いとき、供給ガス圧力の変動により、不着火，失火等が発生し、燃焼が安定しなかった。そこでガス燃料を昇圧する昇圧手段，いわゆるガスブースターを燃料ガス供給配管に設けていた（たとえば、特許文献１参照。）。前記特許文献１に示すように、従来のガスブースターは、大型の熱機器に使用される場合が多く、昇圧能力が高く大型であり高価であった。このため、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で個別に補正する熱機器は存在しなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特許番号第２５３０９１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で補正し、バーナでの燃焼を安定させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、バーナへガス燃料を供給する熱機器内の燃料ガス配管に燃料ガスの昇圧手段を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、バーナへガス燃料を供給する熱機器内の燃料ガス配管に燃料ガスの圧力低下を補う程度の昇圧能力を有する昇圧手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記昇圧手段の燃料ガス昇圧部が、前記昇圧手段の駆動用モ−タ部と気密に遮断された構造であり、かつシロッコファンを備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記燃料ガス配管の屈曲部に前記昇圧手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記昇圧手段の下流側にガス圧力検出手段を設け、このガス圧力検出手段の検出圧力値に基づいて、前記バーナの作動を制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、前記昇圧手段の下流側にガス圧力検出手段を設け、このガス圧力検出手段の検出圧力値に基づいて、前記昇圧手段の作動を制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項７に記載の発明は、前記バーナの着火時より所定時間前から前記昇圧手段の作動を開始し、前記バーナの燃焼停止とともに前記昇圧手段の作動を停止するように制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、供給ガス圧力が低圧（約２  ｋＰａ）のときの熱機器において好適に実施することができる。前記熱機器は、たとえば低圧のガス焚バーナを備えたボイラ，吸収式冷凍機の再熱器等である。
【００１３】
まず、第一の実施の形態について説明する。この第一の実施の形態における熱機器は、低圧のガス焚のバーナと、このバーナへ燃焼用空気を供給する送風機と、前記熱機器の運転を制御する制御器とを備えている。
【００１４】
前記バーナは、前記熱機器内の配管である燃料ガス配管へ接続されている。そして、前記バーナは、ガス燃料と前記送風機から供給される燃焼用空気とを混合し燃焼を行う。
【００１５】
前記燃料ガス配管には、燃料ガスの昇圧手段を備えている。すなわち、この熱機器は、前記昇圧手段を内蔵している。前記昇圧手段は、供給される低圧ガス燃料の圧力値の低下を補う程度の昇圧能力を有する小型の昇圧手段である。したがって、前記昇圧手段は、小型のものであるので、容易に前記燃料ガス配管に組み込むことができ、比較的小型の前記熱機器へ内蔵することができる。
【００１６】
これにより、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で補正，たとえば供給ガス圧力が低下したとき、あるいは、供給ガス圧力の低下が想定されるとき、前記制御器の指令により前記昇圧手段を作動させ、ガス圧力を昇圧することができるので、ガス圧力低下によるバーナの不着火や失火をなくすことができ、前記バーナでの燃焼を安定させることができる。
【００１７】
ここにおいて、前記昇圧手段は、燃料ガスの圧力値を２〜２．５  ｋＰａとするように構成するのが好ましい。すなわち、都市ガス等の約２  ｋＰａで低圧供給されるガス圧力値が変動（たとえば、１  ｋＰａまで低下）したとき、前記昇圧手段は、燃料ガスの圧力値を２〜２．５  ｋＰａとするように作動する。このように、前記昇圧手段は、０．５〜１．５  ｋＰａ程度の昇圧能力を有するものであるから、従来のガスブースターと比較して、小型化されたものとなる。
【００１８】
また、前記昇圧手段の好ましい形態について説明すると、前記昇圧手段の燃料ガス昇圧部は、前記昇圧手段の駆動用モ−タ部と気密に遮断された構造であり、かつシロッコファンを備えている。そして、前記駆動用モ−タ部と気密に遮断されているので、ガス燃料が発火することがない。また、シロッコファンによる昇圧であるので、前記シロッコファンの特性上、過大に昇圧されることもないので、安全に昇圧することができる。
【００１９】
以上のように、この第一の実施の形態によれば、前記昇圧手段を内蔵することにより、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で補正し、バーナでの燃焼を安定させることができる。
【００２０】
つぎに、第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態は、前記第一の実施の形態における熱機器にガス圧力検出手段を設け、このガス圧力検出手段により、前記昇圧手段の作動の確認を行い、より安定して前記バーナの燃焼をおこなうものである。
【００２１】
前記ガス圧力検出手段は、前記燃料ガス配管に設けられ、その配置場所は、前記昇圧手段の下流側である。そして、前記制御器は、以下の３つのパターンの制御を行う。
【００２２】
まず、第一のパターンとして、前記制御器は、前記ガス圧力検出手段により、前記昇圧手段の下流側のガス圧力値を検出し、その検出圧力値に基づいて、前記バーナの作動を制御する。具体的に説明すると、前記制御器は、前記検出圧力値が所定の圧力値より低くなると、前記バーナの作動を停止する。これにより、前記バーナを失火させることなく、安全に停止することができる。
【００２３】
つぎに、第二のパターンとして、前記制御器は、前記昇圧手段の下流側の検出圧力値に基づいて、前記昇圧手段の作動を制御する。具体的に説明すると、前記制御器は、前記検出圧力値が所定の圧力値より高くなると、前記昇圧手段の作動を停止する。これにより、前記バーナの異常燃焼を防止することができる。
【００２４】
さらに、第三のパターンとして、前記制御器は、供給ガス圧力の低下が想定されるときは、これに備えてあらかじめ前記昇圧手段を作動させる，たとえば前記バーナの着火時より所定時間前から前記昇圧手段の作動を開始し、前記バーナの燃焼停止とともに前記昇圧手段の作動を停止するように制御する。すなわち、前記バーナの着火時には、確実にガス燃料の圧力値が所定の圧力値（たとえば、２〜２．５  ｋＰａ）を維持しているようにするとともに、前記バーナの燃焼が停止すれば、すみやかに昇圧作動も停止するように制御する。これにより、前記バーナが作動していて、昇圧を必要とするときだけ前記昇圧手段を作動させることができる。
【００２５】
以上のように、この第二の実施の形態によれば、前記ガス圧力検出手段により、前記熱機器の運転を安全に行うとともに、前記制御器は、昇圧を必要とするときだけ前記昇圧手段を作動させることができる。
【００２６】
ここにおいて、前記３つのパターンは、それぞれ単独で行うことができるが、適宜これらをすべて、あるいは組み合せて行うことも好適である。
【００２７】
つぎに、第三の実施の形態について説明する。この第三の実施の形態は、前記第一の実施の形態の変形例である。すなわち、前記燃料ガス配管の屈曲部に前記昇圧手段を備える。具体的に説明すると、前記燃料ガス配管の屈曲部，いわゆるエルボ継手等を配置する部分に前記エルボ継手等に代えて、前記昇圧手段を配置するものである。すなわち、前記昇圧手段は、その吸込口と、吐出口とはほぼ９０度の角度になるように構成しており、前記エルボ継手等の方向を９０度変える作用と同じことができる。
【００２８】
以上のように、この第三の実施の形態によれば、よりコンパクトに前記昇圧手段を前記熱機器内に内蔵することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、この発明の具体的な実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る熱機器の概略構成を示す斜視説明図である。まず、第一実施例について説明する。この第一実施例においては、前記熱機器としてガス焚のボイラを例として説明する。図１において、ボイラ１は、供給ガス圧力が低圧（約２ｋＰａ）のガス焚のバーナ２と、このバーナ２へ燃焼用空気を供給する送風機３と、前記ボイラ１の運転を制御する制御器４とを枠体５内に備えている。
【００３０】
前記ボイラ１は、内部に貯留した水を前記バーナ２でガス燃料を燃焼させて加熱し、蒸気を発生させる蒸気ボイラである。
【００３１】
前記バーナ２は、前記ボイラ１の前面に設けられており、燃焼火炎を横方向に形成するように構成されている。そして、前記バーナ２は、前記送風機３と送風ダクト６を介して接続されており、またガス燃料を供給する前記枠体５内の燃料ガス配管７へ接続されている。そして、ガス燃料と前記送風機３から供給される燃焼用空気とを混合し燃焼を行う。
【００３２】
前記燃料ガス配管７には、低圧（約２  ｋＰａ）のガスが供給されており、前記ボイラ１内の下部背面からこのボイラ１内の右側面（図１の右側の側面）を通ってこのボイラ１の下部前面近くまで配管され、さらに前記バーナ２の右側上部へ接続されている。そして、前記燃料ガス配管７には、ガス燃料の入口側８から順番にゴミを取り除くストレーナー９と、燃料ガスの昇圧手段１０と、ガス圧力検出手段１１と、燃料制御弁１２とが設けられている。この場合、図示を省略するが、前記燃料制御弁１２を複数直列にしたり、並列に配置して低燃焼と高燃焼に切替える構成、あるいは圧力調節弁を追加することも好適である。
【００３３】
前記昇圧手段１０は、供給される低圧ガス燃料の圧力値の低下を補う程度の昇圧能力を有する小型の昇圧手段であり、燃料ガスの圧力値を約２〜２．５  ｋＰａとするように構成する。すなわち、都市ガス等の約２  ｋＰａで低圧供給されるガス圧力値が変動（たとえば、１  ｋＰａまで低下）したとき、前記昇圧手段１０は、燃料ガスの圧力値を２〜２．５  ｋＰａとするように昇圧能力を約０．５〜１．５  ｋＰａとしている。
【００３４】
ここで、小型化した前記昇圧手段１０の構成について図２に基づいて詳細に説明する。図２は、前記昇圧手段１０の断面形状の概略説明図である。図２において、前記昇圧手段１０は、ガスを昇圧する燃料ガス昇圧部１３と駆動用モータ部１４とにより構成されている。
【００３５】
前記燃料ガス昇圧部１３は、小型，たとえば外径寸法が約１００〜１５０ｍｍのシロッコファン１５と、ポンプ室１６を画成するポンプケーシング１７とにより構成されている。そして、このポンプ室１６内に前記シロッコファン１５が設けられている。前記ポンプケーシング１７は、第一フランジ１８を備えたガスの吸込口１９と、第二フランジ２０を備えた吐出口２１とをそれぞれ備えている。ここで、前記ポンプ室１６は、前記ポンプケーシング１７と、このポンプケーシング１７の反対側（図２において、左側）の前記駆動用モータ部１４の隔壁２２とにより画成されている。
【００３６】
前記駆動用モータ部１４は、前記隔壁２２と、コイル室２３内に配置されたコイル２４と、このコイル２４を覆い前記コイル室２３を画成するモーターカバー２５と、前記コイル２４の内側にローター室２６を画成するローター室壁２７と、前記ローター室２６内に配置されるローター２８とにより構成されている。前記ローター室２６は、前記ローター室壁２７と、これに溶接等で気密に接合した前記隔壁２２とにより画成される。この気密接合により、前記ローター室２６内のガスは、前記コイル室２３へ漏れることがない。
【００３７】
前記ローター２８は、前記ローター室壁２７の内側に設けた第一軸受２９と、前記隔壁２２のほぼ中央部に設けた第二軸受３０とにより支持され、前記ローター２８を貫通しこのローター２８とともに回転する軸３１を備えている。
【００３８】
そして、前記昇圧手段１０は、前記軸３１を前記隔壁２２から前記ポンプ室１６側へ貫通させ、この貫通させた前記軸３１に取り付けた前記シロッコファン１５と前記軸３１とが一体となって回転するように構成されている。
【００３９】
前記送風機３は、前記ボイラ１の上部に設けられており、前記送風ダクト６を介して、前記バーナ２へ燃焼用空気を供給するように構成されている。
【００４０】
さらに、前記制御器４は、前記バーナ２の点火手段（図示省略），前記送風機３，前記昇圧手段１０，前記ガス圧力検出手段１１および前記燃料制御弁１２とそれぞれ回線（図示省略）を介して接続されている。
【００４１】
さて、このような構成の前記ボイラ１の作用について説明する。まず、前記バーナ２への前記昇圧手段１０の作用について説明する。前記昇圧手段１０は、ガス燃料の圧力を昇圧する必要があるとき、前記制御器４から前記コイル２４へ電力を供給すると、前記ローター２８が回転し前記軸３１を介して前記シロッコファン１５が回転することによりガス燃料を昇圧する。
【００４２】
これにより、前記シロッコファン１５は、通電される前記駆動用モータ部１４と気密に遮断された前記ポンプ室１６内で回転するので、ガス燃料が漏れて発火することがない。さらに、前記昇圧手段１０がシロッコファン形式であるので、過大に昇圧されることもないので、安全に昇圧する。
【００４３】
そして、前記ボイラ１は、ガス圧力が低下しても、前記昇圧手段１０により２〜２．５  ｋＰａの状態としたガス燃料を前記バーナ２で燃焼させて、前記ボイラ１内の水を加熱して蒸気を発生させる。
【００４４】
また、前記昇圧手段１０の特徴として、シロッコファン形式であり、ガス燃料が通過するときの圧損が小さいので、前記昇圧手段１０を作動させる必要のないとき（たとえば、２〜２．５  ｋＰａでガス燃料が供給されており、前記昇圧手段１０を作動させないとき）も、前記昇圧手段１０をガス燃料が通過するので、前記バーナ２へのガス燃料の供給に支障がない。
【００４５】
以上のように、この第一実施例によれば、前記昇圧手段１０を前記ボイラ１に内蔵することにより、供給ガス圧力の変動を前記ボイラ１自体で補正し、前記バーナ２での燃焼を安定させることができる。
【００４６】
つぎに、第二実施例について説明する。この第二実施例は、前記第一実施例の構成に加えて、前記ガス圧力検出手段１１の検出圧力値に基づいて前記制御器４により、前記昇圧手段１０の作動の確認を行い、前記バーナ２の燃焼の制御または前記昇圧手段１０の制御をおこなうものである。
【００４７】
図１に基づいて説明する。まず、前記制御器４は、前記ガス圧力検出手段１１により、前記昇圧手段１０の下流側のガス圧力値を検出し、その検出圧力値に基づいて、前記バーナ２の作動を制御する。具体的に説明すると、前記制御器４は、前記検出圧力値がたとえば、１  ｋＰａより低くなると、前記バーナ２の作動を停止する。これにより、前記バーナ２を失火させることなく、安全に停止する。
【００４８】
また、前記制御器４は、前記昇圧手段１０の下流側の検出圧力値に基づいて、前記昇圧手段１０の作動，たとえば回転速度を制御する。前記制御器４は、前記検出圧力値が２〜２．５  ｋＰａとなるように前記回転速度を制御し、たとえば２．５  ｋＰａより高くなると、前記昇圧手段１０の作動を停止する。これにより、前記バーナ２の異常燃焼を防止する。
【００４９】
さらに、前記制御器４は、前記バーナ２の着火時よりプレパージ時間だけ前から前記昇圧手段１０の作動を開始し、前記バーナ２の燃焼中は、前記昇圧手段１０の作動を継続し、前記バーナ２の燃焼停止とともに前記昇圧手段１０の作動を停止するように制御する。すなわち、前記バーナ２の着火時から燃焼中は、確実にガス燃料の圧力値が２〜２．５  ｋＰａを維持しているようにするとともに、前記バーナ２の燃焼が停止すれば、すみやかに昇圧作動も停止するように制御する。
【００５０】
以上のように、この第二実施例によれば、前記ガス圧力検出手段１１により、前記ボイラ１の運転を安全に行うとともに前記バーナ２の燃焼を安定させる。
【００５１】
ここで、前記昇圧手段１０を設ける位置について説明すると、前記昇圧手段１０は、図１に示すように、前記燃料ガス配管７の屈曲部３２に備える。すなわち、前記屈曲部３２，いわゆるエルボ継手（図示省略）等を配置する部分に前記エルボ継手等に代えて、前記昇圧手段１０を配置する。前記昇圧手段１０は、前記吸込口１９と、前記吐出口２１とは、ほぼ９０度の角度になるように構成しており、前記エルボ継手等の方向を９０度変える作用と同じことができる。これにより、よりコンパクトに前記昇圧手段１０を前記ボイラ１内に内蔵することができる。
【００５２】
ここにおいて、前記燃料ガス配管７は、前記ボイラ１の下部背面からの配管として説明したが、他の方向から９０度の方向変更をする場合の配管の前記屈曲部３２にも前記昇圧手段１０を配置することも好適である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、供給ガス圧力の変動を熱機器自体で補正し、バーナでの燃焼を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る熱機器の概略構成を示す斜視説明図である。
【図２】昇圧手段の断面形状の概略説明図である。
【符号の説明】
１  ボイラ（熱機器）
２  バーナ
４  制御器（制御手段）
７  燃料ガス配管
１０  昇圧手段
１１  ガス圧力検出手段
１３  燃料ガス昇圧部
１４  駆動用モ−タ部
１５  シロッコファン
３２  屈曲部
【図１】
2004150711.tif 000003
【図２】
2004150711.tif 000004