(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス供給配管に設置されてバーナへのガス供給圧を制御する空燃比制御装置に、減圧した燃焼用空気を作動空気圧として供給する空気減圧装置において、
燃焼用空気を内部に導入する燃焼用空気導入口側に設けられた一次側オリフィスを、大気放出口側に設けられた大気放出側オリフィスの口径より小口径な複数の孔で構成したことを特徴とする空気減圧装置。
【請求項２】
燃焼用空気通路と、該空気通路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、該ガス供給配管に設置され、ガス供給圧を制御する空燃比制御装置と、該空燃比制御装置に前記燃焼用空気通路の空気圧を減圧して供給する空気減圧装置とを備えたガスバーナにおいて、
前記空気減圧装置は前記燃焼用空気を内部に導入して前記空燃比制御装置に供給する小口径の複数の孔と、該内部に導入された空気を大気に放出する孔とを備え、前記複数の孔の口径を大気に放出する孔の口径よりも小としたことを特徴とするガスバーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバーナ等に用いられ、燃焼用空気圧（または空気量）に比例した燃料ガス圧（または燃料ガス量）を得るように動作する空燃比制御装置に、減圧した燃焼用空気を作動空気圧として供給する空気減圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばガスバーナにおける空燃比制御としては、燃焼用空気通路及び燃料ガス通路側に各々ダンパを設け、両ダンパの開度を電気的または機械的に連動させて調整するようにしたものが一般に知られている。近年、ガス燃料が普及するにつれ、環境保全の観点から、省エネルギ化を図るとともに、大気汚染物質の排出を防止するため、空燃比をより一層適正に維持する必要が生じ、簡便で経済的な空燃比制御装置が用いられるようになってきている。
【０００３】
この種の空燃比制御装置は、燃焼用空気圧力を検出し、検出した圧力に基づいて予め設定された空燃比率を保つようにガスバーナへのガス供給圧力を制御するようにしたものである。このような空燃比制御装置として、ＤＵＮＧＳ社製のＳＫＰ７０やＤＭＶ−ＶＥＦなどが一般に用いられている。
【０００４】
このような空燃比制御装置の原理は、燃焼用空気及び燃料ガスの圧力を各々ダイヤフラムに導入し、ダイヤフラムに連動したレバーによる機械的なバランスによって弁の開度を調整し、空気圧に応じてガス圧を制御するようにしたものである。しかしながら、構造的、強度的な面からその制御範囲に種々の制約がある。例えば、ＤＵＮＧＳ社製ＤＭＶ−ＶＥＦに関していえば、設定範囲は、ガス供給圧力／作動空気圧力＝０．７５〜３．０でなければならず、また弁に導入できる作動空気圧力にも、ダイヤフラムの強度上、上限がある。このため、高い燃焼用空気圧を必要とするガスバーナ等に使用する場合には、検出した燃焼用空気圧力を空気減圧装置により減圧して必要な作動空気圧を得るようにしている。
【０００５】
従来、この空気減圧装置としては、図５に示すように、一端を燃焼用空気導入口２、他端を大気放出口３とした略円筒状の本体１の前記燃焼用空気導入口２側に一次側オリフィス部４を、大気放出口３側に大気放出側（二次側）オリフィス部５をそれぞれ設けるとともに、Ｔ字状に分岐した分岐管６の先端を空燃比制御装置への接続口７としたものが一般に知られている。ここで、前記一次側オリフィス部４及び大気放出側オリフィス部５は、それぞれ１個の中央孔８，９で構成されている。
【０００６】
この空気減圧装置によれば、燃焼用空気導入口２から内部に導入された燃焼用空気は、減圧されて接続口７から空燃比制御装置に作動空気圧として供給される。この作動空気圧は、一次側オリフィス部４及び大気放出側オリフィス部５を構成する中央孔８，９の大小によって決定される。即ち、一次側オリフィス部４の中央孔８の口径ｄ１を大に、大気放出側オリフィス部５の中央孔９の口径ｄ２を小とすれば、弁の作動圧力を高くすることができ、その逆であれば、作動圧力を低くすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の空気減圧装置で作動圧力をその制御範囲に維持するためには、燃焼用空気を常に両方のオリフィス部４，５を通過させて大気に放出させる必要があり、また放出流量は少ないほど望ましいので、各オリフィス部４，５を構成する各中央孔８，９は小口径にならざるを得なく、オリフィス部で異物等の詰まりが発生する危険を考慮する必要がある。
【０００８】
つまり、配管中のゴミ等により、一次側オリフィス部４が詰まった場合には、空燃比制御装置の導入作動圧力が減少するので、バーナへのガス供給圧力も減少し、結果的に燃料ガス量は減少するため、安全上の問題はない。これに対して、大気放出側オリフィス部５が詰まると、空燃比制御装置に高圧の燃焼用空気圧力が直接導入されることになり、ガスバーナへのガス供給圧力も増加するのでガス量が過多となり非常に危険である。
【０００９】
この大気放出側オリフィス部５の詰まりを防止するためには、大気放出側オリフィス部５を構成する中央孔９の口径ｄ２を一次側オリフィス部４を構成する中央孔８の口径ｄ１と同等若しくはそれ以上（ｄ１≦ｄ２）に設定する必要があり、このため、空燃比制御装置へ導入する作動空気圧は、例えば燃焼用空気圧力の５０％以内といった一定の制限があるのが現状であった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃焼用空気圧力を任意の圧力に減圧して空燃比制御装置へ供給することにより、安全上の問題を生じることなく、より広範囲の制御範囲を得ることができるようにした空気減圧装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気減圧装置は、燃料ガス供給配管内に設置されてバーナへのガス供給圧を制御する空燃比制御装置に減圧した燃焼用空気を作動空気圧として供給する空気減圧装置において、燃焼用空気を内部に導入する燃焼用空気導入口側に設けられた一次側オリフィスを、大気放出口側に設けられた大気放出側オリフィスの口径より小口径な多数の孔で構成したことを特徴とする。
【００１２】
これにより、一次側オリフィスを構成する小口径な各孔内を異物が通過して内部に異物が侵入しても、この異物は大気放出側オリフィスを容易に通過して外部に排出されるようにすることができる。従って、大気放出側オリフィスの詰まりを阻止し、しかも一次側オリフィスを構成する小口径な孔の数及び口径と二次側オリフィスを構成する孔の口径を調整することで、任意の減圧率をもった作動空気圧を設定することができる。
【００１３】
また、本発明のガスバーナは、燃焼用空気通路と、該空気通路に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管と、該ガス供給配管に設置され、ガス供給圧を制御する空燃比制御装置と、該空燃比制御装置に前記燃焼用空気通路の空気圧を減圧して供給する空気減圧装置とを備えたガスバーナにおいて、前記空気減圧装置は前記燃焼用空気を内部に導入して前記空燃比制御装置に供給する小口径の複数の孔と、該内部に導入された空気を大気に放出する孔とを備え、前記複数の孔の口径を大気に放出する孔の口径よりも小としたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。
この実施の形態は、予混合式ガスバーナに適用した例を示すもので、この予混合式ガスバーナは、図１に示すように、燃焼用空気通路１０と、この燃焼用空気通路１０に接続されて該燃焼用空気通路１０に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管１１と、燃焼用空気通路１０の下流側に位置して予混合気を噴出し燃焼させるバーナ１２とを備えている。前記燃焼用空気通路１０の上流側には、燃焼用空気を供給する送風機（図示略）が配置され、この送風機の下流側に燃焼用空気の供給量を調整するためのダンパ１３が設けられている。このダンパ１３の開度は、モータ等の駆動装置１４によって調整される。
【００１５】
このような予混合式ガスバーナにおいて、前記燃料ガス供給配管１１内には、空燃比制御装置１５が設置され、更にこの空燃比制御装置１５に減圧した燃焼用空気を作動空気圧として供給する空気減圧装置１６が備えられている。
【００１６】
即ち、この空燃比制御装置１５は、前記燃焼用空気通路１０内のダンパ１３の下流側の検圧点１７で検出された（導入された）燃焼用空気圧力に基づいて、予め設定された空燃比率に保つようにバーナ１２へのガス供給圧を制御するためのものである。即ち、空燃比制御装置１５は、前記検圧点１７で検出され（導入され）空気減圧装置１６で減圧された作動空気圧と、前記燃料ガス供給配管１１のガス供給圧の検圧点１８で検出されたガス圧とで燃料ガスの供給圧が制御されるようになっている。このように空気減圧装置１６で減圧することで、検圧点１７での燃焼用空気圧力が空燃比制御装置１５の制御範囲を超える場合に対処することができる。
【００１７】
前記空気減圧装置１６は、図２に示すように、矩形ブロック状の本体２０の内部に、一方向に貫通して延びる流路２１と、該流路２１と互いに直角に交わる流入路２２及び排出路２３とを形成し、前記流入路２２の入口を燃焼用空気導入口２４、排出路２３の出口を大気放出口２５、流路２１の一方を前記空燃比制御装置１５との接続口２６、他方を検圧口２７としたものである。そして、前記燃焼用空気導入口２４は、前記検圧点１７から延びる検圧配管２８に、前記接続口２６は、空燃比制御装置１５から延びる接続配管３０にそれぞれ接続されている。
【００１８】
前記本体２０の内部の前記燃焼用空気導入口２４側には一次側オリフィス部３１が、大気放出口２５側には大気放出側オリフィス部３２がそれぞれ設けられている。ここで、前記一次側オリフィス部３１は、図３に示すように、複数（図示では４個）の孔３３で構成され、大気放出側オリフィス部３２は、図４に示すように、孔３４で構成されている。そして、前記一次側オリフィス部３１を構成する各孔３３の口径は、大気放出側オリフィス部３２を構成する孔３４よりも小口径で、かつ各孔３３の開口面積の総和は、孔３４の開口面積より大きくなるように設定されている。
【００１９】
これにより、一次側オリフィス部３１を構成する多数の孔３３を通過し、大気放出側オリフィス部３２を構成する孔３４より排出されることで減圧された燃焼用空気が接続配管３０を経て空燃比制御装置１５に導入される。この時、一次側オリフィス部３１を構成する小口径な各孔３３内を異物が通過して本体２０の内部に侵入しても、この異物は大気放出側オリフィス部３２の孔３４を容易に通過して外部に排出されるので、大気放出側オリフィス部３２の詰まりが阻止される。しかも、一次側オリフィス部３１を構成する小口径な孔３３の数及び口径と二次側オリフィス部３２を構成する孔３４の口径を調整することで、任意の減圧率をもった作動空気圧を設定できる。
【００２０】
この実施の形態にあっては、送風機により供給され燃焼用空気通路１０内を流れる燃焼用空気と燃料ガス供給配管１１から燃焼用空気通路１０内に供給される燃料ガスとが予混合され、バーナ１２から噴出されて燃焼する。この時、燃焼用空気圧力を検出し、その検出した圧力に基づいて予め設定された空燃比率を保つように、バーナ１２へのガス供給圧が空燃比制御装置１５によって制御される。
【００２１】
なお、前記実施の形態にあっては、予混合式バーナに適用した例を示しているが、先混合バーナ等、バーナ形式に限定されないことは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大気放出側オリフィスの詰まりを阻止し、しかも一次側オリフィスを構成する小口径な孔の数及び口径と二次側オリフィスを構成する孔の口径を調整することで、任意の減圧率をもった作動空気圧を設定することができる。従って、空燃比をより一層最適に維持できる簡便で経済的な空燃比制御装置として、ガス燃焼設備における省エネルギーを図るとともに、大気汚染物質の排出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の空気減圧装置を備えた予混合式ガスバーナの全体概要図である。
【図２】図１の空気減圧装置を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の空気減圧装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    燃焼用空気通路
１１    燃料ガス供給配管
１２    バーナ
１５    空燃比制御装置
１６    空気減圧装置
１７,１８    検圧点
２０    本体
２４    燃焼用空気導入口
２５    大気放出口
２６    接続口
２８,２９    検圧配管
３０    接続配管
３１    一次側オリフィス部
３２    大気放出側オリフィス部
３３，３４    孔
【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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