(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ポンプによって一定流量で噴霧ノズルに供給された液体燃料のうち、燃焼に供されない分を前記燃料ポンプの上流側の合流部に戻すようにし、戻りの流量を制御して前記噴霧ノズルから噴射される燃料の流量を制御する燃焼装置の燃料制御装置において、
前記燃料ポンプから受けた液体燃料を前記噴霧ノズルへ送り出す送り側の管路の途中に第１の絞り部を介挿してその前後差圧により前記燃料ポンプから前記噴霧ノズルに送られる液体燃料の流量を検出する送り流量検出手段と、
前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す戻り側の管路の途中に第２の絞り部を介挿してその前後差圧により前記噴霧ノズルから前記燃料ポンプの上流側の合流部に戻される液体燃料の流量を検出する戻り流量検出手段と、
戻り側の管路の途中に介挿されて前記送り流量検出手段により検出された送り流量から前記戻り流量検出手段により検出された戻り流量を引いた値が所定の一定値になるように戻りの流量を制御する戻り弁と、
を備え、前記戻り弁は前記第１の絞り部の前後差圧を感知する第１のダイヤフラムと、前記第２の絞り部の前後差圧を感知する第２のダイヤフラムと、前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す流路に設けられ前記第１および第２のダイヤフラムと同軸上に配置されて前記第１および第２のダイヤフラムが感知した前後差圧による変位が弁体に伝達されて開度が制御される制御弁とを有していることを特徴とする燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項２】
前記第１の絞り部および前記第２の絞り部は、前記第１および第２のダイヤフラムを貫通して液体燃料が流れるように形成されたオリフィスであることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項３】
前記オリフィスは、前記第１または第２のダイヤフラムの両面を保持するダイヤフラム受け盤の一方と溝が凹設された流体通路盤とを重ねることによって形成される流体通路と、前記溝の一端に穿設された穴と、前記溝の他端に位置に対応して前記第１または第２のダイヤフラムおよび前記ダイヤフラム受け盤に穿設された穴とによって形成されていることを特徴とする請求項２記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項４】
前記噴霧ノズルから戻ってきた液体燃料を受ける位置に逆止弁を備えていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項５】
前記制御弁を付勢して所定の開度に設定するソレノイド部を備えていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項６】
前記ソレノイド部、前記第１のダイヤフラム、前記第２のダイヤフラムおよび前記制御弁がこの順に配置されていることを特徴とする請求項５記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項７】
前記第１の絞り部および前記第２の絞り部の前後差圧による前記第１のダイヤフラムおよび前記第２のダイヤフラムの変位を互いに伝達するロッドを備え、前記ロッドはシールパッキンによって軸封されていることを特徴とする請求項６記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項８】
前記ソレノイド部の付勢力を前記第１のダイヤフラムに伝達する駆動ロッドを備え、前記駆動ロッドはシールパッキンによって軸封されていることを特徴とする請求項７記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項９】
前記ソレノイド部、前記第２のダイヤフラム、前記制御弁および前記第１のダイヤフラムがこの順に配置されていることを特徴とする請求項５記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項１０】
前記液体燃料の温度を感知する温度センサを備えていることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置の燃料制御装置。
【請求項１１】
液体燃料を燃焼装置に供給する燃料供給装置において、
液体燃料を一定の圧力で圧送する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから送り流路を介して供給された液体燃料を噴霧させる噴霧ノズルと、
前記燃料ポンプから受けた液体燃料を前記噴霧ノズルへ送り出す送り側の管路の途中に第１の絞り部を介挿してその前後差圧により前記燃料ポンプから前記噴霧ノズルに送られる液体燃料の流量を検出する送り流量検出部と、
前記噴霧ノズルで燃焼に供されない液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ戻す戻り流路に介挿された逆止弁と、
前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す戻り側の管路の途中に第２の絞り部を介挿してその前後差圧により前記噴霧ノズルから前記燃料ポンプの上流側の合流部に戻される液体燃料の流量を検出する戻り流量検出部と、
前記戻り流路に介挿されて前記送り流量検出部により検出された送り流量から前記戻り流量検出部により検出された戻り流量を引いた値が所定の一定値になるように戻りの流量を制御する戻り弁と、
を備え、前記戻り弁は前記第１の絞り部の前後差圧を感知する第１のダイヤフラムと、前記第２の絞り部の前後差圧を感知する第２のダイヤフラムと、前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す流路に設けられ前記第１および第２のダイヤフラムと同軸上に配置されて前記第１および第２のダイヤフラムが感知した前後差圧による変位が弁体に伝達されて開度が制御される制御弁とを有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項１２】
前記戻り弁は、前記所定の一定値を外部から供給される信号によって任意に設定できるソレノイド部を有していることを特徴とする請求項１１記載の燃料供給装置。
【請求項１３】
前記燃料ポンプと前記送り流量検出部との間に圧力変動を抑えるアキュムレータを備えていることを特徴とする請求項１１記載の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置の燃料制御装置に関し、特に石油を燃料としたたとえば瞬間湯沸かし器などに適用される燃焼装置の燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体燃料を使用する燃焼装置は、短時間で着火させる必要がある場合には、燃料制御装置によって供給された燃料を噴霧ノズルで霧化して着火させタイプのものが用いられている。
【０００３】
図９は従来の代表的な燃焼装置の構成例を示す図である。
燃焼装置は、石油タンク内の石油を圧送する燃料ポンプ１０１を備え、その下流側には、圧送される石油の圧力変動を抑制するアキュムレータ１０２が設けられている。このアキュムレータ１０２の下流側には、圧送された石油を霧化する噴霧ノズル１０３が設けられている。この噴霧ノズル１０３には、霧化された石油の一部を燃料ポンプの上流側へ戻すようにし、その石油の戻す量を制御することによって噴霧ノズル１０３からの石油の噴射量を制御する燃料制御装置１０４が設けられている。
【０００４】
この燃料制御装置１０４は、燃料ポンプ１０１を停止したときに、戻り側にあった石油が噴霧ノズル１０３に逆流するのを防止する逆止弁１０５と、フィルタ１０６と、アキュムレータ１０７と、石油の戻り量を制御する流量制御弁１０８とを備えている。この流量制御弁１０８は、ここを通過する石油の前後差圧を制御する差圧弁が用いられ、その設定差圧は外部からの制御信号によって変更することができる。
【０００５】
以上の構成において、燃料ポンプ１０１は、石油を常時一定の圧力で送り出し、アキュムレータ１０２を介して噴霧ノズル１０３に供給する。噴霧ノズル１０３は、一定の圧力で供給された石油を霧化し、そこから実際に燃焼に供される一部を先端開口部より噴射し、残りを燃料制御装置１０４へ分流させるような構成になっている。分流されてきた石油は、燃料制御装置１０４にて、逆止弁１０５、フィルタ１０６およびアキュムレータ１０７を介して流量制御弁１０８に供給され、ここで噴霧ノズル１０３から戻ってきた石油の量が制御され、燃料ポンプ１０１の上流側にある合流部にて石油タンクから供給されてきた石油と合流される。
【０００６】
このように、噴霧ノズル１０３では、常に一定の圧力の石油が供給されて安定した霧化を生じさせ、そこから、燃焼に不要な石油を燃料ポンプ１０１の上流側へ戻すようにし、その戻す石油の量を燃料制御装置１０４が制御することで、噴霧ノズル１０３から噴射される量を制御し、燃焼量を調節するようにしている。
【０００７】
ところで、噴霧ノズル１０３は、戻り量を多くして噴霧量が少なくなると、先端開口部から噴霧しながらその中心付近から外の空気を吸い込んでしまうという空気の巻き込み現象が発生する。空気が噴霧ノズル１０３の先端開口部から入ってくると、戻り側の石油の密度が変化し、流体特性が変化することから、一定の差圧に保とうと作用する流量制御弁１０８が誤動作し、安定した戻り量の制御ができなくなり、噴霧ノズル１０３からの噴射量にばらつきが発生し、燃焼装置は安定した燃焼制御をすることができなくなる。
【０００８】
このような不具合に対して、本願出願人は、特開平５−２２３２４４号公報にて、噴霧ノズルの先端開口部から空気が混入することによる噴霧ノズルからの石油の噴射量にばらつきを改善した燃料制御装置を提案している。
【０００９】
図１０は従来の燃焼装置の別の構成例を示す図である。この図１０において、図９に示した構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００１０】
この燃焼装置の燃料制御装置１０４ａによれば、戻り側の管路が石油タンクから燃料ポンプ１０１への管路と合流する合流部よりも石油タンク側の上流部に可変オリフィスを構成する電磁流量制御弁１０９を配置し、この電磁流量制御弁１０９に石油が流れることによってその入口と出口との間に発生する前後差圧を、噴霧ノズル１０３から戻ってくる石油の量を制御する流量制御弁１１０に導入する構成にしている。
【００１１】
ここで、戻り量を多くしたときに噴霧ノズル１０３の先端開口部から空気が混入して戻りの量が変動することがあるが、電磁流量制御弁１０９の前後差圧が一定になるように流量制御弁１１０が戻り流量を制御するようにしていることで、電磁流量制御弁１０９を流れる石油の量が一定に保たれ、噴霧ノズル１０３から噴射される石油の量もその一定に保たれた石油の量と同じになって、噴射量が安定するようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の燃焼装置の燃料制御装置では、流量に関しては、フィードバックがかかって安定した流量を噴射することはできる。しかしながら、噴霧ノズルの先端開口部から空気が混入し、これが燃料ポンプまで流れていくと、燃料ポンプは液体を圧送するポンプなので、燃料ポンプの能力が極端に低下し、圧力変動が発生して失火が発生しまうという問題点があった。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、空気混入による外乱により送り側に圧力変動があっても失火を防止することができる燃焼装置の燃料制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、燃料ポンプによって一定流量で噴霧ノズルに供給された液体燃料のうち、燃焼に供されない分を前記燃料ポンプの上流側の合流部に戻すようにし、戻りの流量を制御して前記噴霧ノズルから噴射される燃料の流量を制御する燃焼装置の燃料制御装置において、前記燃料ポンプから受けた液体燃料を前記噴霧ノズルへ送り出す送り側の管路の途中に第１の絞り部を介挿してその前後差圧により前記燃料ポンプから前記噴霧ノズルに送られる液体燃料の流量を検出する送り流量検出手段と、前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す戻り側の管路の途中に第２の絞り部を介挿してその前後差圧により前記噴霧ノズルから前記燃料ポンプの上流側の合流部に戻される液体燃料の流量を検出する戻り流量検出手段と、戻り側の管路の途中に介挿されて前記送り流量検出手段により検出された送り流量から前記戻り流量検出手段により検出された戻り流量を引いた値が所定の一定値になるように戻りの流量を制御する戻り弁と、を備え、前記戻り弁は前記第１の絞り部の前後差圧を感知する第１のダイヤフラムと、前記第２の絞り部の前後差圧を感知する第２のダイヤフラムと、前記噴霧ノズルから受けた液体燃料を前記燃料ポンプの上流側の合流部へ送り出す流路に設けられ前記第１および第２のダイヤフラムと同軸上に配置されて前記第１および第２のダイヤフラムが感知した前後差圧による変位が弁体に伝達されて開度が制御される制御弁とを有していることを特徴とする燃焼装置の燃料制御装置が提供される。
【００１５】
このような燃焼装置の燃料制御装置によれば、送り流量検出手段が送り流量を検出し、戻り流量検出手段が戻り流量を検出し、検出した送り流量から戻り流量を差し引いた値が所定の一定値になるように戻り弁が戻りの流量を制御する。これにより、送り側の圧力変動に伴う流量変動を戻り弁の流量制御にフィードバックすることができ、かつ送り側と戻り側との流量差を一定に保つようにしたことで、噴霧ノズルにおいて霧化に必要な圧力差が一定に保たれるため、安定した噴霧状態を保持することができ、これによって失火を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による燃焼装置の燃料制御装置の基本構成を示す説明図である。
【００１７】
本発明による燃焼装置の燃料制御装置は、燃料ポンプ１から噴霧ノズル２に石油を圧送する送り管路の途中に送り流量検出部３を設け、噴霧ノズル２から燃料ポンプ１の上流側の合流部４へ燃焼に供されない石油を戻す戻り管路の途中に戻り流量検出部５および戻り弁６を設けて、この戻り弁６を送りの流量から戻りの流量を引いた値が一定になるように制御する構成にしている。なお、戻り弁６が一定に制御する流量の値は、外部から供給される設定値によって設定される。また、ここでは、戻り側の流量検出を、噴霧ノズル２と戻り弁６との間で行っているが、戻り弁６と合流部４との間でもよい。
【００１８】
このようにして構成された燃焼装置においても、噴霧ノズル２から噴射される石油の噴射量Ｑｎは、燃料ポンプ１から送り出された石油の総量Ｑｔから戻り管路を介して戻ってくる石油の戻り量Ｑｂを引いた値に等しく、かつ、石油タンクから供給される石油の量Ｑｎに等しい。
【００１９】
ここで、戻り弁６により、戻り量Ｑｂをある設定された一定の値に制御することで、噴霧ノズル２から噴射される噴射量Ｑｎが一定に保持されることになる。これに加え、送り側の流量値をフィードバックして戻り弁６による戻り量の制御を行うようにしている。噴射量が少ないときに戻り側の多量の流れが噴霧ノズル２の先端開口部から空気を吸い込んで戻り側および送り側の石油の流量が実質的に変化してしまうが、それらの流量差が一定になるようにしたことによって、送り側の流量が減少して失火しそうになっても、その分、戻り側の流量を減らして噴射量を増やすように作用することで、空気混入による失火を防止することが可能になる。
【００２０】
図２は本発明による燃料制御装置を適用した燃焼装置の構成例を示す図である。この図２において、図１に示した構成要素と同じ要素については同じ符号を付してある。
【００２１】
本発明による燃料制御装置１０は、燃料ポンプ１からアキュムレータ７を介して噴霧ノズル２に石油を圧送する送り管路の途中に絞り部を構成するオリフィス１１が配置され、噴霧ノズル２から燃料ポンプ１の上流側の合流部４へ燃焼に供されない石油を戻す戻り管路の途中に逆止弁１２、絞り部を構成するオリフィス１３および戻り弁１４が配置されている。好ましくは、燃料制御装置１０は、オリフィス１１、逆止弁１２、オリフィス１３および戻り弁１４を一体に形成して構成される。戻り弁１４は、２つの差圧感知部１５，１６と流量を設定するソレノイド部１７とを備えている。差圧感知部１５は、送り側のオリフィス１１の入口側の圧力Ｐ１および出口側の圧力Ｐ２を導入するように構成され、差圧感知部１６は、戻り側のオリフィス１３の入口側の圧力Ｐ３および出口側の圧力Ｐ４を導入するように構成されている。
【００２２】
なお、燃料ポンプ１の下流側に設けられたアキュムレータ７は、燃料ポンプ１によって圧送される石油の圧力変動を抑制するものであり、逆止弁１２は、燃料ポンプ１が停止したときに戻り側にあった石油が噴霧ノズル２に逆流するのを防止するためのものである。また、オリフィス１１の上流側の管路には、送り側の石油の温度を検出するサーミスタ１８が設けられている。石油は温度によって粘性がかなり変化する。粘性が変化すると流量も変化するので、このサーミスタ１８によって検出された温度信号は、燃焼制御を行う図示しないマイクロコントローラに対して温度補償信号として送られる。
【００２３】
オリフィス１１，１３は、それらを通過する石油の流量にほぼ比例した差圧が入口と出口との間に発生することから、前後差圧を検出することで流量を知ることができる。したがって、オリフィス１１，１３は、送り側および戻り側の流量を検出する流量検出器を構成している。
【００２４】
この燃料制御装置１０は、オリフィス１１が送り側の流量を検出し、オリフィス１３が戻り側の流量を検出し、送り側の流量から戻り側の流量を引いた値が一定になるように戻り弁１４を制御する。
【００２５】
次に、この燃料制御装置１０の具体的な構成について説明する。
図３は第１の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図、図４は第１の実施の形態に係る燃料制御装置の中央縦断面図、図５は流体通路盤を示す図であって、（Ａ）は流体通路盤の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図である。
【００２６】
まず、オリフィス１１の入口の圧力をＰ１、出口の圧力をＰ２とし、オリフィス１３の入口の圧力をＰ３、出口の圧力をＰ４とし、燃料ポンプ１から送られる流量をＱｔ、噴霧ノズル２から噴射される流量をＱｎ、噴霧ノズル２から戻される流量をＱｂとする。
【００２７】
噴霧ノズル２から噴射される流量Ｑｎは、
【００２８】
【数１】
Ｑｎ＝Ｑｔ−Ｑｂ・・・（１）
で表される。また、送り側の流量Ｑｔは、オリフィス１１の開口面積をＯａとすると、
【００２９】
【数２】
Ｑｔ≒Ｏａ（Ｐ１−Ｐ２）・・・（２）
となり、戻り側の流量Ｑｂは、オリフィス１３の開口面積をＯｂとすると、
【００３０】
【数３】
Ｑｂ≒Ｏｂ（Ｐ３−Ｐ４）・・・（３）
となる。ここで、オリフィス１１，１３の開口面積をＯａ＝Ｏｂとすると、噴霧ノズル２から噴射される流量Ｑｎは、
【００３１】
【数４】
Ｑｎ＝Ｏａ（Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３＋Ｐ４）・・・（４）
で表される。つまり、送り側と戻り側との流量差が一定になるように戻り弁１４を制御するには、戻り弁１４を（４）式の関係が得られるように構成すればよいことになる。
【００３２】
この（４）式を満たすように差圧感知部１５，１６を概略的に構成して示したのが図３である。差圧感知部１５では、ダイヤフラム１９によって仕切られた２つの部屋にオリフィス１１の入口の圧力Ｐ１、出口の圧力Ｐ２を導入し、差圧感知部１６では、ダイヤフラム２０によって仕切られた２つの部屋にオリフィス１３の入口の圧力Ｐ３、出口の圧力Ｐ４を導入し、これらの部屋は、ソレノイド部１７の側から順に圧力Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４を導入するような配置にしてある。また、ダイヤフラム１９には、オリフィス１１を形成し、ダイヤフラム２０には、オリフィス１３を形成してある。これらのダイヤフラム１９，２０は、ロッド２１によって結合され、その一端はソレノイド部１７に結合され、他端は戻りの流量を制御する弁体２２に結合されている。
【００３３】
ここで、ロッド２１に加わる力関係は、Ａをダイヤフラム１９，２０の有効面積。Ｂをロッド２１の有効面積、Ｐ０を大気圧、ｆをソレノイド部１７の荷重とすると、
【００３４】
【数５】
AP1-BP1-AP2+BP2-AP3+BP3+AP4-BP4+BP0=BP0+f ・・・（５）
となり、これから、
【００３５】
【数６】
Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３＋Ｐ４＝ｆ／（Ａ−Ｂ）・・・（６）
が得られる。これを（４）式に代入すると、
【００３６】
【数７】
Ｑｎ＝Ｏａ・ｆ／（Ａ−Ｂ）・・・（７）
となり、噴霧ノズル２から噴射される流量Ｑｎは、送り側および戻り側で流量が変化することによる圧力Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の変化は影響しなくなり、ソレノイド部１７の荷重ｆのみによって一定値に制御されることになる。
【００３７】
以上の動作原理による燃料制御装置１０は、図４に示したように、アキュムレータ７を介して燃料ポンプ１に接続される接続ポート２３と、噴霧ノズル２に接続される接続ポート２４と、噴霧ノズル２の戻り管路に接続される接続ポート２５と、合流部４を介して燃料ポンプ１に接続される接続ポート２６とを備えている。アキュムレータ７を介して燃料ポンプ１に接続される接続ポート２３の近傍には、送り側の石油の温度を検出するサーミスタ１８が設けられている。
【００３８】
送り側の接続ポート２３から接続ポート２４に連通する流路には、ダイヤフラム１９が設けられており、このダイヤフラム１９の両面にはダイヤフラム受け盤２７，２８が配置され、ダイヤフラム受け盤２８の側に配置された流体通路盤２９とともに中央部にて固定部材３０により固定されている。
【００３９】
流体通路盤２９は、図５に示したように、円周方向に凹設された溝２９ａを有し、その一端はダイヤフラム受け盤２７、ダイヤフラム１９およびダイヤフラム受け盤２８に形成された穴と連通してオリフィス入口３１を構成し、他端にはオリフィス出口３２を構成する穴が穿設されている。この流体通路盤２９は、ダイヤフラム受け盤２８により密着されて蓋をされた溝２９ａが細長い流体通路を形成し、流路断面積が大きくて長さの長いタイプの絞り部を構成している。この絞り部は、図２のオリフィス１１に対応する。
【００４０】
戻り側の接続ポート２５から接続ポート２６に連通する流路において、その上流側には、接続ポート２５の側に配置された弁座３３とこの弁座３３に対して下流側から弁閉方向に付勢された弁体３４とからなる逆止弁が設けられている。この下流側には、ダイヤフラム２０が設けられており、このダイヤフラム２０の両面にはダイヤフラム受け盤３５，３６が配置され、ダイヤフラム受け盤３６の側に配置された流体通路盤３７とともに中央部にて固定部材３８により固定されている。この固定部材３８の図の下部には、接続ポート２６に形成された弁座３９に対して弁閉するよう軸線方向に付勢された弁体４０が内蔵されている。この固定部材３８は、また、円錐圧縮コイルスプリング４１によって弁座３９から離れるよう軸線方向に付勢されている。
【００４１】
流体通路盤３７は、ダイヤフラム受け盤３５、ダイヤフラム２０およびダイヤフラム受け盤３６に形成された穴と連通するオリフィス入口４２と、ダイヤフラム受け盤３６との間に形成された絞り部、および弁体４０のある側に開口されたオリフィス出口４３を有し、図２のオリフィス１３を構成している。そして、弁座３９および弁体４０が図２の戻り弁１４を構成している。
【００４２】
ダイヤフラム１９，２０の固定部材３０，３８の間の軸線位置には、ダイヤフラム１９，２０の変位を相互に伝達するロッド４４が軸線方向に進退自在に配置されている。このロッド４４は、ダイヤフラム１９の側の部屋にてシールパッキン４５により軸封され、送り側と戻り側との通路を隔離している。このシールパッキン４５は、シールパッキン受け盤４６によって軸線方向の動きが規制されている。
【００４３】
燃料制御装置１０は、また、図の上方に配置されたソレノイド部１７を備えている。このソレノイド部１７は、スリーブ４７の上方内部に固定鉄芯４８が固定されており、その下方には、可動鉄芯４９が軸線方向に進退自在に嵌挿配置されている。この可動鉄芯４９は、その中央軸線位置に開口部が貫通形成されていて、その開口部には駆動ロッド５０が嵌合されている。この駆動ロッド５０は、図の下端部がダイヤフラム１９の固定部材３０に当接され、上端部が固定鉄芯４８に螺着されたスプリング受けナット５１の凹部に支持されている。また、駆動ロッド５０は、圧縮コイルスプリング５２によって可動鉄芯４９が固定鉄芯４８から離れる方向へ付勢されている。そして、スリーブ４７の外周には、電磁コイル５３が配置されている。なお、駆動ロッド５０は、ダイヤフラム１９の側の部屋にてシールパッキン５４により軸封され、このシールパッキン５４は、シールパッキン受け盤５５によって軸線方向の動きが規制されている。
【００４４】
以上の構成の燃料制御装置１０において、ソレノイド部１７の電磁コイル５３に所定の電流値が供給されると、可動鉄芯４９が固定鉄芯４８に吸引されて図の上方へ移動され、これによって、戻り弁１４の弁体４０は、円錐圧縮コイルスプリング４１の付勢力によって弁座３９から離れる方向へ移動される。つまり、戻り弁１４の弁開度は、ソレノイド部１７に供給される電流値によって設定され、戻り側の石油を流量Ｑｂに制御する。
【００４５】
ここで、送り側の管路内において、空気混入による燃料ポンプ１の能力低下などによって燃料ポンプ１から送られる流量Ｑｔが変化した場合、差圧感知部１５のダイヤフラム１９がその流量変化を感知し、ロッド４４を介して弁体４０をその弁座３９に対して接離するように制御する。
【００４６】
また、戻り側の管路内においては、噴霧ノズル２から送られる流量Ｑｂが変化した場合、差圧感知部１６のダイヤフラム２０がその流量変化を感知し、弁体４０をその弁座３９に対して接離するように制御する。
【００４７】
このように、送り側および戻り側の両方の流量変化を戻り弁１４に対してフィードバック制御、フィードフォワード制御することから、噴霧ノズル２から噴射される石油の流量が安定し、燃焼を安定させることができる。
【００４８】
図６は第２の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図、図７は第２の実施の形態に係る燃料制御装置の中央縦断面図である。なお、図６および図７において、図３および図４に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してある。
【００４９】
この第２の実施の形態に係る燃料制御装置では、差圧感知部１５におけるオリフィス１１の出口側の部屋をソレノイド部１７とシールパッキンによる隔離をしないようにして、駆動ロッド５０の軸線方向の摺動力を低減させた構成にしている。
【００５０】
この構成の場合、ロッド２１に加わる力関係は、
【００５１】
【数８】
AP1-BP1-AP2-AP3+BP3+AP4-BP4+BP0=f ・・・（８）
となり、これから、
【００５２】
【数９】
Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３＋Ｐ４＝｛ｆ＋Ｂ（Ｐ２−Ｐ０）｝／（Ａ−Ｂ）・・・（９）
が得られる。これを（４）式に代入すると、
【００５３】
【数１０】
Ｑｎ＝Ｏａ・｛ｆ＋Ｂ（Ｐ２−Ｐ０）｝／（Ａ−Ｂ）・・・（１０）
となる。ここで、Ａ≫Ｂとした場合、（１０）式は、
【００５４】
【数１１】
Ｑｎ≒Ｏａ・ｆ／Ａ・・・（１１）
で表され、噴霧ノズル２から噴射される流量Ｑｎは、送り側および戻り側で流量が変化することによる圧力Ｐ２，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の変化は影響しなくなり、ソレノイド部１７の荷重ｆのみによって一定値に制御されることになる。
【００５５】
以上の動作原理による燃料制御装置１０は、図７に示したように、駆動ロッド５０の下端部は、接続ポート２４に連通されたダイヤフラム１９のある部屋までそのまま延在されており、その部屋とソレノイド部１７との間はシールしていない。その代わり、ソレノイド部１７において、スリーブ４７の内部は、大気と隔離するようにしてある。この燃料制御装置１０の作用は、第１の実施の形態のものと同じである。
【００５６】
図８は第３の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図である。なお、図８において、図６に示した構成要素と同じ要素には同じ符号を付してある。
【００５７】
この第３の実施の形態に係る燃料制御装置では、第２の実施の形態の場合と比較して、差圧感知部１５および差圧感知部１６の軸線上の配置を入れ換えた構成にしてある。この場合においても、第２の実施の形態の場合と同様に、ソレノイド部１７との間にシールを設けないで、駆動ロッド５０の軸線方向の摺動力を低減させている。また、作用についても、第２の実施の形態の場合と同じように作用する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、燃料ポンプから噴霧ノズルに供給される液体燃料の送り流量を検出し、噴霧ノズルから燃料ポンプの上流側の合流部へ戻される液体燃料の戻り流量を検出し、検出した送り流量から戻り流量を差し引いた値が所定の一定値になるように戻りの流量を制御する構成にした。これにより、送り側の圧力変動に伴う流量変動を戻り弁の流量制御にフィードバックすることができ、かつ送り側と戻り側との流量差を一定に保つようにしたことで、噴霧ノズルにおいて霧化に必要な圧力差が一定に保たれるため、安定した噴霧状態を保持することができ、失火を防止することができる。
【００５９】
また、噴霧ノズルの送り側および戻り側の流量を連動して燃料側で制御するようにしたことにより、噴霧ノズルの精度のばらつきを吸収することができ、安価な噴霧ノズルを使用しても、燃焼装置全体として高精度かつ高価な噴霧ノズルを使用したものと同等またはそれ以上の性能を得ることができる。
【００６０】
送りおよび戻りの流量の検出を絞り部の入口と出口との前後差圧を見ることによって行っているが、その絞り部として、断面積が大きく長さの長い流体通路を用いたことにより、流量を測定する部分でごみ詰まりを発生するおそれはなく、したがって、ごみを取り除くためのフィルタが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃焼装置の燃料制御装置の基本構成を示す説明図である。
【図２】本発明による燃料制御装置を適用した燃焼装置の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る燃料制御装置の中央縦断面図である。
【図５】流体通路盤を示す図であって、（Ａ）は流体通路盤の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図である。
【図７】第２の実施の形態に係る燃料制御装置の中央縦断面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る燃料制御装置の動作原理を示す説明図である。
【図９】従来の代表的な燃焼装置の構成例を示す図である。
【図１０】従来の燃焼装置の別の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  燃料ポンプ
２  噴霧ノズル
３  送り流量検出部
４  合流部
５  戻り流量検出部
６  戻り弁
７  アキュムレータ
１０  燃料制御装置
１１  オリフィス
１２  逆止弁
１３  オリフィス
１４  戻り弁
１５，１６  差圧感知部
１７  ソレノイド部
１８  サーミスタ
１９，２０  ダイヤフラム
２１  ロッド
２２  弁体
２３  接続ポート
２４  接続ポート
２５  接続ポート
２６  接続ポート
２７，２８  ダイヤフラム受け盤
２９  流体通路盤
２９ａ  溝
３０  固定部材
３１  オリフィス入口
３２  オリフィス出口
３３  弁座
３４  弁体
３５，３６  ダイヤフラム受け盤
３７  流体通路盤
３８  固定部材
３９  弁座
４０  弁体
４１  円錐圧縮コイルスプリング
４２  オリフィス入口
４３  オリフィス出口
４４  ロッド
４５  シールパッキン
４６  シールパッキン受け盤
４７  スリーブ
４８  固定鉄芯
４９  可動鉄芯
５０  駆動ロッド
５１  スプリング受けナット
５２  圧縮コイルスプリング
５３  電磁コイル
５４  シールパッキン
５５  シールパッキン受け盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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