JP3312978B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼空気の給気量検出
手段を備えた燃焼装置に関するものである。
手段を備えた燃焼装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図16には燃焼装置として一般的に知られ
ている給湯器の模式構成が示されている。同図におい
て、1は器具ケース、2は給気手段としての燃焼ファ
ン、3はバーナ、4は給湯熱交換器、5は器具ケース1
に設けた空気取り入れ口をそれぞれ示している。この種
の給湯器では、給水管(図示せず)から給湯熱交換器4
に供給される水がバーナ3の燃焼火力でもって加熱され
て湯が作り出され、この湯が給湯熱交換器4の出口側か
ら給湯管(図示せず)を通して所望の給湯場所に導かれ
る。
ている給湯器の模式構成が示されている。同図におい
て、1は器具ケース、2は給気手段としての燃焼ファ
ン、3はバーナ、4は給湯熱交換器、5は器具ケース1
に設けた空気取り入れ口をそれぞれ示している。この種
の給湯器では、給水管(図示せず)から給湯熱交換器4
に供給される水がバーナ3の燃焼火力でもって加熱され
て湯が作り出され、この湯が給湯熱交換器4の出口側か
ら給湯管(図示せず)を通して所望の給湯場所に導かれ
る。
【0003】給湯器の燃焼運転は制御装置により制御さ
れており、制御装置は、入水温度と、入水量と、出湯温
度の各情報を受け、入水温度が設定温度になるように燃
焼量を制御するとともに、その燃焼量に合うように燃焼
空気の給気量が制御されている。
れており、制御装置は、入水温度と、入水量と、出湯温
度の各情報を受け、入水温度が設定温度になるように燃
焼量を制御するとともに、その燃焼量に合うように燃焼
空気の給気量が制御されている。
【0004】この燃焼空気の給気量を制御するために、
この種の給湯器では、燃焼ファン2の出口部分に風速セ
ンサ6を設け、この風速センサ6により、燃焼ファン2
からバーナ3に供給される空気量を検出し、この検出値
に基づき、燃焼ファン2の回転数を制御することによ
り、あるいは燃焼ファン2の出口部等の空気通路に設け
たダンパ(図示せず)の開閉量を制御することにより燃
焼量に対応する空気量(燃焼空気量)の制御が行われて
いる。
この種の給湯器では、燃焼ファン2の出口部分に風速セ
ンサ6を設け、この風速センサ6により、燃焼ファン2
からバーナ3に供給される空気量を検出し、この検出値
に基づき、燃焼ファン2の回転数を制御することによ
り、あるいは燃焼ファン2の出口部等の空気通路に設け
たダンパ(図示せず)の開閉量を制御することにより燃
焼量に対応する空気量(燃焼空気量)の制御が行われて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼フ
ァン2の出口側の領域は、空気通路断面の各場所によっ
て、空気の流れの向きや、流速のばらつきが大きく、同
じ場所であっても、流れの方向や流速が時間的にばらつ
くため、燃焼ファン2からバーナ3への給気量を正確に
検出することができず、このため、燃焼空気量の制御精
度が低下するという問題があった。
ァン2の出口側の領域は、空気通路断面の各場所によっ
て、空気の流れの向きや、流速のばらつきが大きく、同
じ場所であっても、流れの方向や流速が時間的にばらつ
くため、燃焼ファン2からバーナ3への給気量を正確に
検出することができず、このため、燃焼空気量の制御精
度が低下するという問題があった。
【0006】このような風速センサ6による風速検出の
ばらつきを回避するために、風速センサ6を使用せず
に、燃焼ファン2の消費電力(仕事量)に基づいて給気
量を検出することも可能であるが、この方式は、給気量
をファン消費電力によって間接的に検出するものである
ため、やはり、給気量を正確に求めることが難しく、燃
焼量に応じた給気量をきめ細かく制御することができな
いという問題があった。
ばらつきを回避するために、風速センサ6を使用せず
に、燃焼ファン2の消費電力(仕事量)に基づいて給気
量を検出することも可能であるが、この方式は、給気量
をファン消費電力によって間接的に検出するものである
ため、やはり、給気量を正確に求めることが難しく、燃
焼量に応じた給気量をきめ細かく制御することができな
いという問題があった。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、燃焼ファンからバー
ナへ供給される給気量を正確に検出することができる給
気量検出手段を備えた燃焼装置を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、燃焼ファンからバー
ナへ供給される給気量を正確に検出することができる給
気量検出手段を備えた燃焼装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、第
1の発明は、器具ケース内に設けられているバーナおよ
びこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この給
気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気量
検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報に
基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装置
において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸気
口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から離
れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検圧
口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧を
給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手段
とを有して構成され、前記給気手段の吸気口の側周囲に
ドーナツ状の吸気圧導入ユニットを装着し、このドーナ
ツ状の内周面の全周にわたって連続したスリット開口を
設け、このスリット開口を吸気検圧口としたことを特徴
としている。また、第2の発明は、器具ケース内に設け
られているバーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給す
る給気手段と、この給気手段からバーナに供給される給
気量を検出する給気量検出手段とを備え、給気量検出手
段の給気量検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量
の制御を行う燃焼装置において、前記給気量検出手段
は、前記給気手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検
圧口と、給気手段から離れた位置に設けられる対照圧力
検圧口と、前記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそ
れぞれ導入しその差圧を給気流量検出信号として検出出
力する差圧流量検出手段とを有して構成され、前記吸気
検圧口から差圧流量検出手段に至る圧力導入通路には圧
力変動の緩衝容積をもたせた吸気検圧緩衝部が設けられ
ていることを特徴とする。さらに、第3の発明は、前記
第1の発明の構成を備えたものにおいて、吸気検圧口か
ら差圧流量検出手段に至る圧力導入通路には圧力変動の
緩衝容積をもたせた吸気検圧緩衝部が設けられているこ
とを特徴とする。さらに、第4の発明は、前記第2又は
第3の発明の構成を備えたものにおいて、吸気検圧緩衝
部の緩衝容積Vと吸気検圧口の開口面積Sとの比V/S
を500mmよりも大(V/S>500mm)としたこ
とを特徴とする。さらに、第5の発明は、前記第1乃至
第4のいずれか1つの発明の構成を備えたものにおい
て、対照圧力検圧口は器具 ケースに設けた空気取り入れ
口と給気手段の吸気口を結ぶ空気流通路から外れた器具
ケース内位置に設けられていることを特徴とする。
するために、次のように構成されている。すなわち、第
1の発明は、器具ケース内に設けられているバーナおよ
びこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この給
気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気量
検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報に
基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装置
において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸気
口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から離
れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検圧
口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧を
給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手段
とを有して構成され、前記給気手段の吸気口の側周囲に
ドーナツ状の吸気圧導入ユニットを装着し、このドーナ
ツ状の内周面の全周にわたって連続したスリット開口を
設け、このスリット開口を吸気検圧口としたことを特徴
としている。また、第2の発明は、器具ケース内に設け
られているバーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給す
る給気手段と、この給気手段からバーナに供給される給
気量を検出する給気量検出手段とを備え、給気量検出手
段の給気量検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量
の制御を行う燃焼装置において、前記給気量検出手段
は、前記給気手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検
圧口と、給気手段から離れた位置に設けられる対照圧力
検圧口と、前記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそ
れぞれ導入しその差圧を給気流量検出信号として検出出
力する差圧流量検出手段とを有して構成され、前記吸気
検圧口から差圧流量検出手段に至る圧力導入通路には圧
力変動の緩衝容積をもたせた吸気検圧緩衝部が設けられ
ていることを特徴とする。さらに、第3の発明は、前記
第1の発明の構成を備えたものにおいて、吸気検圧口か
ら差圧流量検出手段に至る圧力導入通路には圧力変動の
緩衝容積をもたせた吸気検圧緩衝部が設けられているこ
とを特徴とする。さらに、第4の発明は、前記第2又は
第3の発明の構成を備えたものにおいて、吸気検圧緩衝
部の緩衝容積Vと吸気検圧口の開口面積Sとの比V/S
を500mmよりも大(V/S>500mm)としたこ
とを特徴とする。さらに、第5の発明は、前記第1乃至
第4のいずれか1つの発明の構成を備えたものにおい
て、対照圧力検圧口は器具 ケースに設けた空気取り入れ
口と給気手段の吸気口を結ぶ空気流通路から外れた器具
ケース内位置に設けられていることを特徴とする。
【0009】さらに、第6の発明は、器具ケース内に設
けられているバーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給
する給気手段と、この給気手段からバーナに供給される
給気量を検出する給気量検出手段とを備え、給気量検出
手段の給気量検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気
量の制御を行う燃焼装置において、前記給気量検出手段
は、前記給気手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検
圧口と、給気手段から離れた位置に設けられる対照圧力
検圧口と、前記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそ
れぞれ導入しその差圧を給気流量検出信号として検出出
力する差圧流量検出手段とを有して構成され、前記対照
圧力検圧口は器具ケースに設けた空気取り入れ口と給気
手段の吸気口を結ぶ空気流通路から外れた器具ケース内
位置に設けられていることを特徴とする。さらに、第7
の発明は、前記第1乃至第4のいずれか1つの発明の構
成を備えたものにおいて、対照圧力検圧口は器具ケース
外の大気雰囲気中に設けられていることを特徴とする。
さらに、第8の発明は、器具ケース内に設けられている
バーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段
と、この給気手段からバーナに供給される給気量を検出
する給気量検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量
検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行
う燃焼装置において、前記給気量検出手段は、前記給気
手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気
手段から離れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前
記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入し
その差圧を給気流量検出信号として検出出力する差圧流
量検出手段とを有して構成され、前記対照圧力検圧口は
器具ケース外の大気雰囲気中に設けられていることを特
徴とする。
けられているバーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給
する給気手段と、この給気手段からバーナに供給される
給気量を検出する給気量検出手段とを備え、給気量検出
手段の給気量検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気
量の制御を行う燃焼装置において、前記給気量検出手段
は、前記給気手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検
圧口と、給気手段から離れた位置に設けられる対照圧力
検圧口と、前記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそ
れぞれ導入しその差圧を給気流量検出信号として検出出
力する差圧流量検出手段とを有して構成され、前記対照
圧力検圧口は器具ケースに設けた空気取り入れ口と給気
手段の吸気口を結ぶ空気流通路から外れた器具ケース内
位置に設けられていることを特徴とする。さらに、第7
の発明は、前記第1乃至第4のいずれか1つの発明の構
成を備えたものにおいて、対照圧力検圧口は器具ケース
外の大気雰囲気中に設けられていることを特徴とする。
さらに、第8の発明は、器具ケース内に設けられている
バーナおよびこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段
と、この給気手段からバーナに供給される給気量を検出
する給気量検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量
検出情報に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行
う燃焼装置において、前記給気量検出手段は、前記給気
手段の吸気口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気
手段から離れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前
記吸気検圧口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入し
その差圧を給気流量検出信号として検出出力する差圧流
量検出手段とを有して構成され、前記対照圧力検圧口は
器具ケース外の大気雰囲気中に設けられていることを特
徴とする。
【0010】
【作用】上記構成の本発明において、燃焼装置の燃焼運
転時には、給気手段からバーナに燃焼空気が供給される
が、このとき、差圧流量検出手段は、給気手段の吸気口
の側周囲領域に設けた吸気検圧口から導入する圧力と、
対照圧力検圧口から導入する圧力を比較し、その差圧を
給気流量検出信号として検出出力する。この給気流量検
出信号を解析することにより、給気量が正確に求めら
れ、この給気流量検出信号に基づき、燃焼量に応じた給
気量が制御される。
転時には、給気手段からバーナに燃焼空気が供給される
が、このとき、差圧流量検出手段は、給気手段の吸気口
の側周囲領域に設けた吸気検圧口から導入する圧力と、
対照圧力検圧口から導入する圧力を比較し、その差圧を
給気流量検出信号として検出出力する。この給気流量検
出信号を解析することにより、給気量が正確に求めら
れ、この給気流量検出信号に基づき、燃焼量に応じた給
気量が制御される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1には本発明に係る燃焼装置の第1の実施例の
要部構成が示されている。本実施例の燃焼装置も、従来
例と同様に、給湯器を例にして示されており、従来例と
同一の部分には同一符号を付して、重複説明は省略す
る。なお、図1では、図の複雑化を避けるために、バー
ナ3や、給湯熱交換器4は省略して描かれている。
する。図1には本発明に係る燃焼装置の第1の実施例の
要部構成が示されている。本実施例の燃焼装置も、従来
例と同様に、給湯器を例にして示されており、従来例と
同一の部分には同一符号を付して、重複説明は省略す
る。なお、図1では、図の複雑化を避けるために、バー
ナ3や、給湯熱交換器4は省略して描かれている。
【0012】本実施例では、給気手段として機能する燃
焼ファン2の吸気口7の側周面に吸気検圧口8を設け、
この吸気検圧口8から、圧力導入通路10を介して、燃焼
ファン2の吸気口7の圧力を差圧流量検出手段としての
圧力センサ11の圧力導入口に導いている。
焼ファン2の吸気口7の側周面に吸気検圧口8を設け、
この吸気検圧口8から、圧力導入通路10を介して、燃焼
ファン2の吸気口7の圧力を差圧流量検出手段としての
圧力センサ11の圧力導入口に導いている。
【0013】また、器具ケース1内には、器具ケース内
の圧力を基準対照の圧力として検出するための、対照圧
力検圧口12が設けられている。この対照圧力検圧口12は
流速の影響を防止するために、器具ケース1の空気取り
入れ口5から取り入れられた空気が燃焼ファン2の吸気
口7に流れる空気流通路、つまり、空気取り入れ口5と
吸気口7を結ぶ最短直線通路から外れた位置に設けられ
ている。そして、この対照圧力検圧口12から導入される
器具ケース1内の圧力は圧力導入通路13を介して圧力セ
ンサ11に導かれている。
の圧力を基準対照の圧力として検出するための、対照圧
力検圧口12が設けられている。この対照圧力検圧口12は
流速の影響を防止するために、器具ケース1の空気取り
入れ口5から取り入れられた空気が燃焼ファン2の吸気
口7に流れる空気流通路、つまり、空気取り入れ口5と
吸気口7を結ぶ最短直線通路から外れた位置に設けられ
ている。そして、この対照圧力検圧口12から導入される
器具ケース1内の圧力は圧力導入通路13を介して圧力セ
ンサ11に導かれている。
【0014】図2には圧力センサ11の構成が示されてい
る。同図において、ハウジング21内はダイヤフラム22に
よって第1のセンサ室23と第2のセンサ室24に区画され
ている。ダイヤフラム22は適度な剛性を持ち、かつ、軽
量化を図るために、ステンレスSUS304 の材料を用
い、厚味が20μm、直径60mmの円盤形状に形成してい
る。そして、このダイヤフラム22のほぼ中心部に磁性材
料の板片を固定配設して、これを磁性体領域20としてい
る。そして、この磁性体領域20に対向する第2のセンサ
室24の壁面側にはセンサ収容空間26を形成し、このセン
サ収容空間26にホール素子等の磁気センサ27を磁性体領
域20に対して所定の間隙28を介して対向配置されてい
る。そして、センサ収容空間26には第2のセンサ室24と
連通する対照圧力導入口30が形成され、この対照圧力導
入口30に前記圧力導入通路13が接続されており、第1の
センサ室23に連通する検圧導入口29に前記圧力導入通路
10が接続されている。
る。同図において、ハウジング21内はダイヤフラム22に
よって第1のセンサ室23と第2のセンサ室24に区画され
ている。ダイヤフラム22は適度な剛性を持ち、かつ、軽
量化を図るために、ステンレスSUS304 の材料を用
い、厚味が20μm、直径60mmの円盤形状に形成してい
る。そして、このダイヤフラム22のほぼ中心部に磁性材
料の板片を固定配設して、これを磁性体領域20としてい
る。そして、この磁性体領域20に対向する第2のセンサ
室24の壁面側にはセンサ収容空間26を形成し、このセン
サ収容空間26にホール素子等の磁気センサ27を磁性体領
域20に対して所定の間隙28を介して対向配置されてい
る。そして、センサ収容空間26には第2のセンサ室24と
連通する対照圧力導入口30が形成され、この対照圧力導
入口30に前記圧力導入通路13が接続されており、第1の
センサ室23に連通する検圧導入口29に前記圧力導入通路
10が接続されている。
【0015】前記磁気センサ27の磁気検出信号は、制御
部31に加えられており、制御部31は、前記磁気センサ27
の磁気検出信号を解析して燃焼ファン2からバーナ3へ
供給される給気量を検知し、燃焼量に応じた給気量を得
るために、燃焼ファン2の回転や、燃焼ファン2の出口
等に設けられるダンパの開閉量を可変して給気量を制御
する。
部31に加えられており、制御部31は、前記磁気センサ27
の磁気検出信号を解析して燃焼ファン2からバーナ3へ
供給される給気量を検知し、燃焼量に応じた給気量を得
るために、燃焼ファン2の回転や、燃焼ファン2の出口
等に設けられるダンパの開閉量を可変して給気量を制御
する。
【0016】本実施例は上記のように構成されており、
次に、その作用を説明する。給湯器の燃焼運転中には、
燃焼ファン2が回転され、吸気口7から導入された空気
がバーナ3に給気される。このとき、吸気口7の空気流
速によって吸気検圧口8の圧力が変化する。吸気口7の
空気流速をU1 、吸気検圧口8の圧力をP1 、空気の密
度をρ、対照圧力検圧口12の圧力(全圧)をP0 とする
と、次の式が成り立つ。
次に、その作用を説明する。給湯器の燃焼運転中には、
燃焼ファン2が回転され、吸気口7から導入された空気
がバーナ3に給気される。このとき、吸気口7の空気流
速によって吸気検圧口8の圧力が変化する。吸気口7の
空気流速をU1 、吸気検圧口8の圧力をP1 、空気の密
度をρ、対照圧力検圧口12の圧力(全圧)をP0 とする
と、次の式が成り立つ。
【0017】 P0 =P1 +(1/2)ρU1 2 ・・・・・(1)
【0018】この(1)式を整理すると、(2)式が得
られる。
られる。
【0019】 U1 ={2(P0 −P1 )/ρ}1/2 ・・・・・(2)
【0020】ここで、ρは一定であるから、吸気口7の
空気流速U1 は対照圧力検圧口12の圧力P0 と吸気検圧
口8の圧力P1 との差圧を検出することにより求められ
る。吸気口7の通路面積は設計段階で設定されているの
で、この既知の吸気口7の通路面積に空気流速U1 を掛
けることにより給気量が求まる。この原理により、本実
施例では前記P0 とP1 の差圧を圧力センサ11で検出
し、その圧力検出信号を制御部31で信号解析することに
より給気量を求めている。
空気流速U1 は対照圧力検圧口12の圧力P0 と吸気検圧
口8の圧力P1 との差圧を検出することにより求められ
る。吸気口7の通路面積は設計段階で設定されているの
で、この既知の吸気口7の通路面積に空気流速U1 を掛
けることにより給気量が求まる。この原理により、本実
施例では前記P0 とP1 の差圧を圧力センサ11で検出
し、その圧力検出信号を制御部31で信号解析することに
より給気量を求めている。
【0021】前記吸気検圧口8の圧力P1 は圧力導入通
路10を介して第1のセンサ室23に導入され、対照圧力検
圧口12の圧力P0 は圧力導入通路13を介して第2のセン
サ室24にそれぞれ導かれる。この圧力P0 とP1 の差圧
に応じてダイヤフラム22が自在に変形し、磁性体領域20
と磁気センサ27の間隔28が変化する。磁気センサ27はこ
の磁性体領域20との間隔変化を磁気的に検出し、その間
隔に応じた差圧検出信号を給気流量検出信号として出力
する。つまり、磁気センサ27と磁性体領域20との間隔が
狭くなればなるほど磁気センサ27は強い磁気を検出する
結果、磁気センサ27からの検出信号の出力レベルは大と
なり、磁性体領域20との間隔が大きくなるにつれ、磁気
センサの検出出力は小さくなる。
路10を介して第1のセンサ室23に導入され、対照圧力検
圧口12の圧力P0 は圧力導入通路13を介して第2のセン
サ室24にそれぞれ導かれる。この圧力P0 とP1 の差圧
に応じてダイヤフラム22が自在に変形し、磁性体領域20
と磁気センサ27の間隔28が変化する。磁気センサ27はこ
の磁性体領域20との間隔変化を磁気的に検出し、その間
隔に応じた差圧検出信号を給気流量検出信号として出力
する。つまり、磁気センサ27と磁性体領域20との間隔が
狭くなればなるほど磁気センサ27は強い磁気を検出する
結果、磁気センサ27からの検出信号の出力レベルは大と
なり、磁性体領域20との間隔が大きくなるにつれ、磁気
センサの検出出力は小さくなる。
【0022】この磁気センサ27の検出信号の大きさはダ
イヤフラム22の変形量、つまり、P0 とP1 の差圧の大
きさに比例することとなり、磁気センサ27の出力の大き
さによって吸気検圧口8と対照圧力検圧口12の差圧を正
確に求めることができる。
イヤフラム22の変形量、つまり、P0 とP1 の差圧の大
きさに比例することとなり、磁気センサ27の出力の大き
さによって吸気検圧口8と対照圧力検圧口12の差圧を正
確に求めることができる。
【0023】本実施例では、吸気検圧口8の圧力P1 と
対照圧力検圧口12の圧力P0 との差圧(P0 −P1 )を
圧力センサ11により検出し、この差圧によって燃焼ファ
ン2の給気量を検出するように構成したものであるか
ら、従来例のように風速センサ6を空気通路に設ける場
合に比べ、空気の流れの方向や速度のばらつきの影響が
小さくなり、給気量をより正確に求めることが可能とな
り、これにより、燃焼量に応じた給気量の制御精度を高
めることができる。
対照圧力検圧口12の圧力P0 との差圧(P0 −P1 )を
圧力センサ11により検出し、この差圧によって燃焼ファ
ン2の給気量を検出するように構成したものであるか
ら、従来例のように風速センサ6を空気通路に設ける場
合に比べ、空気の流れの方向や速度のばらつきの影響が
小さくなり、給気量をより正確に求めることが可能とな
り、これにより、燃焼量に応じた給気量の制御精度を高
めることができる。
【0024】図3には本発明の第2の実施例が示されて
いる。この実施例が前記第1の実施例と異なることは、
燃焼ファン2の吸気口7の側周面にドーナツ状の吸気圧
導入ユニット14を装着し、このドーナツ状の内周面の全
周にわたって図4に示す如く連続したスリット開口15を
形成し、このスリット開口15を吸気検圧口8としたこと
であり、それ以外の構成は前記第1の実施例と同様であ
る。
いる。この実施例が前記第1の実施例と異なることは、
燃焼ファン2の吸気口7の側周面にドーナツ状の吸気圧
導入ユニット14を装着し、このドーナツ状の内周面の全
周にわたって図4に示す如く連続したスリット開口15を
形成し、このスリット開口15を吸気検圧口8としたこと
であり、それ以外の構成は前記第1の実施例と同様であ
る。
【0025】この実施例では、スリット開口15をドーナ
ツ状内周面の全周にわたって形成したものであるから、
吸気口7の検出圧力P1 を局部位置で検出する場合に比
べ、検出圧力のばらつきを抑え、より平均化された検出
圧力P1 を検圧することができ、前記第1の実施例より
も、吸気口7の圧力検出の精度を高めることができる。
ツ状内周面の全周にわたって形成したものであるから、
吸気口7の検出圧力P1 を局部位置で検出する場合に比
べ、検出圧力のばらつきを抑え、より平均化された検出
圧力P1 を検圧することができ、前記第1の実施例より
も、吸気口7の圧力検出の精度を高めることができる。
【0026】図5には本発明の第3の実施例が示されて
いる。この実施例は、吸気圧導入ユニット14で検圧する
吸気口7の圧力P1 を吸気圧導入ユニット14から圧力セ
ンサ11に導く圧力導入通路10の途中に吸気検圧緩衝部16
を介設したことであり、それ以外の構成は前記第2の実
施例と同様である。この吸気検圧緩衝部16にはスリット
開口15で検出される圧力P1 の圧力変動とそのばらつき
を緩衝する緩衝容積Vをもたせており、本実施例では、
吸気圧導入ユニット14のスリット開口15の面積をSとし
たとき、前記緩衝容積Vとスリットの開口面積Sとの比
V/Sを500 mmよりも大(V/S>500 mm)としてい
る。
いる。この実施例は、吸気圧導入ユニット14で検圧する
吸気口7の圧力P1 を吸気圧導入ユニット14から圧力セ
ンサ11に導く圧力導入通路10の途中に吸気検圧緩衝部16
を介設したことであり、それ以外の構成は前記第2の実
施例と同様である。この吸気検圧緩衝部16にはスリット
開口15で検出される圧力P1 の圧力変動とそのばらつき
を緩衝する緩衝容積Vをもたせており、本実施例では、
吸気圧導入ユニット14のスリット開口15の面積をSとし
たとき、前記緩衝容積Vとスリットの開口面積Sとの比
V/Sを500 mmよりも大(V/S>500 mm)としてい
る。
【0027】図6〜図12はスリット開口15のスリット幅
の大きさと、V/Sの大きさ等により、スリット開口15
の検出圧の挙動変化を実験により求めたグラフである。
このグラフの横軸は空気流量を示し、縦軸はスリット開
口15によって検圧される圧力P1 と、対照圧力検圧口12
で検出される圧力P0 との差圧を示したもので、この空
気流量と差圧は、ピトー管を用いて測定している。この
空気流量に対する差圧測定に際しては、スリット開口15
の場所的な検圧のばらつきを調べるために、90°ずつ角
度位置をずらしたA,B,Cの3点で吸気検圧口8の圧
力P1 を測定し、P0 とP1 との差圧と、流量との関係
をグラフに表したものである。
の大きさと、V/Sの大きさ等により、スリット開口15
の検出圧の挙動変化を実験により求めたグラフである。
このグラフの横軸は空気流量を示し、縦軸はスリット開
口15によって検圧される圧力P1 と、対照圧力検圧口12
で検出される圧力P0 との差圧を示したもので、この空
気流量と差圧は、ピトー管を用いて測定している。この
空気流量に対する差圧測定に際しては、スリット開口15
の場所的な検圧のばらつきを調べるために、90°ずつ角
度位置をずらしたA,B,Cの3点で吸気検圧口8の圧
力P1 を測定し、P0 とP1 との差圧と、流量との関係
をグラフに表したものである。
【0028】図6に示すグラフは、スリット開口15のス
リット幅が1mmの場合、図7はスリット幅が2.5 mmの場
合であり、図8はスリット幅が3.7 mmの場合をそれぞれ
示している。これらの、図6〜図8のグラフは、V/S
の値を共に20mmとした条件で求めている。この図6〜図
8のグラフから分かるように、スリット開口15のスリッ
ト幅が大きくなるにつれ、A,B,Cの測定位置の場所
的ばらつきが小さくなっていることが分かる。
リット幅が1mmの場合、図7はスリット幅が2.5 mmの場
合であり、図8はスリット幅が3.7 mmの場合をそれぞれ
示している。これらの、図6〜図8のグラフは、V/S
の値を共に20mmとした条件で求めている。この図6〜図
8のグラフから分かるように、スリット開口15のスリッ
ト幅が大きくなるにつれ、A,B,Cの測定位置の場所
的ばらつきが小さくなっていることが分かる。
【0029】図9はスリット開口15のスリット幅を前記
図8の場合と同様に3.7 mmとし、V/Sの値を87mmに設
定したときの測定データのグラフである。図8と図9を
比較すると明らかなように、V/Sの大きさを大きくす
ることより、各測定位置A,B,C間の場所的な測定ば
らつきが小さくなっていることが分かる。
図8の場合と同様に3.7 mmとし、V/Sの値を87mmに設
定したときの測定データのグラフである。図8と図9を
比較すると明らかなように、V/Sの大きさを大きくす
ることより、各測定位置A,B,C間の場所的な測定ば
らつきが小さくなっていることが分かる。
【0030】図10〜図12はV/Sの値が各測定位置A,
B,C間のばらつきに与える影響をさらに詳しく実験し
たデータである。この図10〜図12の実験では、スリット
開口15のスリット幅を共に1mmとし、V/Sの値を可変
している。図10はV/Sを74mmとしたときのグラフであ
り、図11はV/Sの値を320 mmにしたときのグラフであ
り、図12はV/Sの値を554 mmにしたときのグラフをそ
れぞれ示している。この図10〜図12のグラフを比較する
ことにより、V/Sの値が大きくなるほど各測定位置
A,B,C間の測定ばらつきが小さくなっていることが
分かる。このV/Sの値と各測定位置A,B,C間のば
らつきの関係をさらに実験したところ、V/Sの値を50
0 mm以上に設定することにより、圧力検出位置間のばら
つきの小さい測定データが得られることを実証すること
ができた。
B,C間のばらつきに与える影響をさらに詳しく実験し
たデータである。この図10〜図12の実験では、スリット
開口15のスリット幅を共に1mmとし、V/Sの値を可変
している。図10はV/Sを74mmとしたときのグラフであ
り、図11はV/Sの値を320 mmにしたときのグラフであ
り、図12はV/Sの値を554 mmにしたときのグラフをそ
れぞれ示している。この図10〜図12のグラフを比較する
ことにより、V/Sの値が大きくなるほど各測定位置
A,B,C間の測定ばらつきが小さくなっていることが
分かる。このV/Sの値と各測定位置A,B,C間のば
らつきの関係をさらに実験したところ、V/Sの値を50
0 mm以上に設定することにより、圧力検出位置間のばら
つきの小さい測定データが得られることを実証すること
ができた。
【0031】図13には本発明の第4の実施例が示されて
いる。この実施例は、ドーナツ状をした吸気圧導入ユニ
ット14の検出圧の出力側に吸気検圧緩衝部16を形成し、
吸気検圧緩衝部16を吸気圧導入ユニット14と一体的に形
成したものであり、それ以外の構成は前記第3の実施例
と同様である。この実施例も、前記第3の実施例と同様
に、スリット開口15のスリット開口面積Sと吸気検圧緩
衝部16の緩衝容積Vとの比V/Sを500 mm以上としてい
る。
いる。この実施例は、ドーナツ状をした吸気圧導入ユニ
ット14の検出圧の出力側に吸気検圧緩衝部16を形成し、
吸気検圧緩衝部16を吸気圧導入ユニット14と一体的に形
成したものであり、それ以外の構成は前記第3の実施例
と同様である。この実施例も、前記第3の実施例と同様
に、スリット開口15のスリット開口面積Sと吸気検圧緩
衝部16の緩衝容積Vとの比V/Sを500 mm以上としてい
る。
【0032】この第4の実施例も、吸気検圧緩衝部16を
設けたことにより、スリット開口15で検出される吸気口
7の検出圧力のばらつき変動を抑えることができ、前記
第3の実施例と同様に正確な給気量の検出が可能であ
る。
設けたことにより、スリット開口15で検出される吸気口
7の検出圧力のばらつき変動を抑えることができ、前記
第3の実施例と同様に正確な給気量の検出が可能であ
る。
【0033】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ことはなく、さまざまな実施の態様を採り得る。例え
ば、上記各実施例では、対照圧力検圧口12を器具ケース
1内に設けたが、この対照圧力検圧口12は器具ケース1
の外側の大気雰囲気中に設けてもよい。
ことはなく、さまざまな実施の態様を採り得る。例え
ば、上記各実施例では、対照圧力検圧口12を器具ケース
1内に設けたが、この対照圧力検圧口12は器具ケース1
の外側の大気雰囲気中に設けてもよい。
【0034】また、吸気検圧口8の検出圧力P1 と対照
圧力検圧口12で検出される圧力P0との差圧を検出する
圧力センサ11は例えば図14や図15に示す他の構成とする
ことができる。図14の圧力センサは、第1のセンサ室23
と第2のセンサ室24のそれぞれ横方向に検圧導入口29と
対照圧力導入口30を設けたものであり、また図15に示す
ものは、第2のセンサ室24内にシリコン等の充填材を充
填したものである。なお、この充填材は第1のセンサ室
23に充填してもよく、両センサ室23,24に共に充填して
も構わない。
圧力検圧口12で検出される圧力P0との差圧を検出する
圧力センサ11は例えば図14や図15に示す他の構成とする
ことができる。図14の圧力センサは、第1のセンサ室23
と第2のセンサ室24のそれぞれ横方向に検圧導入口29と
対照圧力導入口30を設けたものであり、また図15に示す
ものは、第2のセンサ室24内にシリコン等の充填材を充
填したものである。なお、この充填材は第1のセンサ室
23に充填してもよく、両センサ室23,24に共に充填して
も構わない。
【0035】また、上記実施例ではダイヤフラム22をス
テンレス板を用いて形成したが、このダイヤフラム22は
自重によって変形しない剛性を備えた弾性復元性を有す
る材料の部材であればよく、ステンレス以外の金属や弾
性を有する合成樹脂やそれらの複合材料等を用いて形成
することも可能であり、ゴム等の柔軟性材料を用いて形
成することも可能である。特に、ダイヤフラムを、例え
ば、ニッケル等の磁性体材料を用いて形成した場合には
ダイヤフラム22の全面が磁性体領域となり、この場合に
は、磁性体領域を形成するために本実施例で用いた磁性
体片を省略することができる。
テンレス板を用いて形成したが、このダイヤフラム22は
自重によって変形しない剛性を備えた弾性復元性を有す
る材料の部材であればよく、ステンレス以外の金属や弾
性を有する合成樹脂やそれらの複合材料等を用いて形成
することも可能であり、ゴム等の柔軟性材料を用いて形
成することも可能である。特に、ダイヤフラムを、例え
ば、ニッケル等の磁性体材料を用いて形成した場合には
ダイヤフラム22の全面が磁性体領域となり、この場合に
は、磁性体領域を形成するために本実施例で用いた磁性
体片を省略することができる。
【0036】さらに、上記実施例では吸気検圧口8と対
照圧力検圧口12との差圧によって変位するダイヤフラム
22の撓み量を磁気センサ27で検出したが、このダイヤフ
ラムの差圧撓み量は静電容量の変化として静電容量式の
差圧センサで検出してもよく、その他のセンサを用いて
検出してもよい。
照圧力検圧口12との差圧によって変位するダイヤフラム
22の撓み量を磁気センサ27で検出したが、このダイヤフ
ラムの差圧撓み量は静電容量の変化として静電容量式の
差圧センサで検出してもよく、その他のセンサを用いて
検出してもよい。
【0037】さらに、上記実施例では燃焼装置として、
給湯器を例にして説明したが、本発明は、ガスあるいは
石油を燃料とする風呂釜や、暖房機等の他の種類の燃焼
装置にも適用されるものである。
給湯器を例にして説明したが、本発明は、ガスあるいは
石油を燃料とする風呂釜や、暖房機等の他の種類の燃焼
装置にも適用されるものである。
【0038】
【発明の効果】本発明は、給気手段の吸気口の側周囲領
域に吸気検圧口を設け、給気手段から離れた位置に対照
圧力検圧口を設け、差圧流量検出手段により、前記吸気
検圧口と対照圧力検圧口との差圧を検出し、この差圧を
給気流量検出信号として検出出力するように構成したも
のであるから、従来例のように燃焼ファンの出口側に風
速センサ等を設けて給気量を検出する場合に生じる空気
の流れ方向や流れ速度のばらつきの影響を小さくするこ
とができ、従来例に比べ、正確な給気量検出が可能とな
る。
域に吸気検圧口を設け、給気手段から離れた位置に対照
圧力検圧口を設け、差圧流量検出手段により、前記吸気
検圧口と対照圧力検圧口との差圧を検出し、この差圧を
給気流量検出信号として検出出力するように構成したも
のであるから、従来例のように燃焼ファンの出口側に風
速センサ等を設けて給気量を検出する場合に生じる空気
の流れ方向や流れ速度のばらつきの影響を小さくするこ
とができ、従来例に比べ、正確な給気量検出が可能とな
る。
【0039】また、給気手段の吸気口にドーナツ状の吸
気圧導入ユニットを装着し、このドーナツ状の内周面の
全周にわたって吸気検圧口のスリット開口を設けた構成
のものにあっては、さらに吸気口の検出圧力のばらつき
を抑えることができ、より正確な給気量検出が可能とな
る。
気圧導入ユニットを装着し、このドーナツ状の内周面の
全周にわたって吸気検圧口のスリット開口を設けた構成
のものにあっては、さらに吸気口の検出圧力のばらつき
を抑えることができ、より正確な給気量検出が可能とな
る。
【0040】さらに、吸気検圧口から差圧流量検出手段
に至る圧力導入通路に圧力変動を抑える緩衝容積を持っ
た吸気検圧緩衝部を設けた構成のものにあっては、吸気
検圧口の検出圧の変動ばらつきを緩衝除去し、変動ばら
つきのない均一化された吸気口の検出圧力を差圧流量検
出手段に導くことができるので、給気量の検出精度がさ
らにアップし、特に、吸気検圧緩衝部の緩衝容積Vと吸
気検圧口の開口面積Sとの比V/Sを500 mmよりも大と
することにより、前記検出圧力の変動ばらつきの緩衝除
去効果が格段に高められ、これに伴って給気量の検出精
度が飛躍的に高められ、燃焼量に応じた給気量のきめ細
かな好適な制御が可能となる。
に至る圧力導入通路に圧力変動を抑える緩衝容積を持っ
た吸気検圧緩衝部を設けた構成のものにあっては、吸気
検圧口の検出圧の変動ばらつきを緩衝除去し、変動ばら
つきのない均一化された吸気口の検出圧力を差圧流量検
出手段に導くことができるので、給気量の検出精度がさ
らにアップし、特に、吸気検圧緩衝部の緩衝容積Vと吸
気検圧口の開口面積Sとの比V/Sを500 mmよりも大と
することにより、前記検出圧力の変動ばらつきの緩衝除
去効果が格段に高められ、これに伴って給気量の検出精
度が飛躍的に高められ、燃焼量に応じた給気量のきめ細
かな好適な制御が可能となる。
【図1】本発明の第1の実施例を示す要部構成説明図で
ある。
ある。
【図2】差圧流量検出手段として使用される圧力センサ
の構成説明図である。
の構成説明図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示す要部構成の説明図
である。
である。
【図4】図3の装置に使用されている吸気圧導入ユニッ
トの説明図である。
トの説明図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示す要部構成の説明図
である。
である。
【図6】同実施例における吸気圧導入ユニットの開口ス
リット幅を1mmとしたときの各圧力測定位置間の差圧デ
ータのばらつき状態を示すグラフである。
リット幅を1mmとしたときの各圧力測定位置間の差圧デ
ータのばらつき状態を示すグラフである。
【図7】吸気圧導入ユニットの開口スリット幅を2.5 mm
としたときの各測定位置間の差圧データのばらつき状態
を示すグラフである。
としたときの各測定位置間の差圧データのばらつき状態
を示すグラフである。
【図8】吸気圧導入ユニットのスリット開口幅を3.7 mm
としたときの各測定位置間の差圧データのばらつき状態
を示すグラフである。
としたときの各測定位置間の差圧データのばらつき状態
を示すグラフである。
【図9】吸気圧導入ユニットのスリット開口幅を3.7 mm
とし、吸気検圧緩衝部の緩衝容積Vとスリット開口面積
Sとの比を図8の20mmに対し87mmと大きくした場合にお
ける各圧力測定位置間の差圧データのばらつき状態を示
すグラフである。
とし、吸気検圧緩衝部の緩衝容積Vとスリット開口面積
Sとの比を図8の20mmに対し87mmと大きくした場合にお
ける各圧力測定位置間の差圧データのばらつき状態を示
すグラフである。
【図10】吸気圧導入ユニットのスリット開口幅を1mmと
し、V/Sを74mmとしたときの各測定位置間の差圧デー
タのばらつき状態を示すグラフである。
し、V/Sを74mmとしたときの各測定位置間の差圧デー
タのばらつき状態を示すグラフである。
【図11】V/Sの値を320 mmとしたときの各測定位置間
の差圧データのばらつき状態を示すグラフである。
の差圧データのばらつき状態を示すグラフである。
【図12】V/Sの値を554 mmに設定して各測定位置間の
差圧データのばらつき状態を示すグラフである。
差圧データのばらつき状態を示すグラフである。
【図13】本発明の第4の実施例を示す要部構成の説明図
である。
である。
【図14】差圧流量検出手段として使用する圧力センサの
他の構成例を示す説明図である。
他の構成例を示す説明図である。
【図15】圧力センサのさらに他の構成例の説明図であ
る。
る。
【図16】燃焼装置として一般的な給湯器の説明図であ
る。
る。
1 器具ケース 2 燃焼ファン 5 空気取り入れ口 7 吸気口 8 吸気検圧口 11 圧力センサ 12 対照圧力検圧口 14 吸気圧導入ユニット 15 スリット開口 16 吸気検圧緩衝部
Claims (8)
- 【請求項1】 器具ケース内に設けられているバーナお
よびこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この
給気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気
量検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報
に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装
置において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸
気口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から
離れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検
圧口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧
を給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手
段とを有して構成され、前記給気手段の吸気口の側周囲
にドーナツ状の吸気圧導入ユニットを装着し、このドー
ナツ状の内周面の全周にわたって連続したスリット開口
を設け、このスリット開口を吸気検圧口とした燃焼装
置。 - 【請求項2】器具ケース内に設けられているバーナおよ
びこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この給
気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気量
検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報に
基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装置
において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸気
口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から離
れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検圧
口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧を
給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手段
とを有して構成され、前記吸気検圧口から差圧流量検出
手段に至る圧力導入通路には圧力変動の緩衝容積をもた
せた吸気検圧緩衝部が設けられている燃焼装置。 - 【請求項3】 吸気検圧口から差圧流量検出手段に至る
圧力導入通路には圧力変動の緩衝容積をもたせた吸気検
圧緩衝部が設けられている請求項1記載の燃焼装置。 - 【請求項4】 吸気検圧緩衝部の緩衝容積Vと吸気検圧
口の開口面積Sとの比V/Sを500mmよりも大(V
/S>500mm)とした請求項2又は請求項3記載の
燃焼装置。 - 【請求項5】 対照圧力検圧口は器具ケースに設けた空
気取り入れ口と給気手段の吸気口を結ぶ空気流通路から
外れた器具ケース内位置に設けられている請求項1乃至
請求項4のいずれか1つに記載の燃焼装置。 - 【請求項6】 器具ケース内に設けられているバーナお
よびこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この
給気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気
量検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報
に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装
置において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸
気口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から
離れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検
圧口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧
を給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手
段とを有して構成され、前記対照圧力検圧口は器具ケー
スに設けた空気取り入れ口と給気手段の吸気口を結ぶ空
気流通路から外れた器具ケース内位置に設けられている
燃焼装置。 - 【請求項7】 対照圧力検圧口は器具ケース外の大気雰
囲気中に設けられている請求項1乃至請求項4のいずれ
か1つに記載の燃焼装置。 - 【請求項8】 器具ケース内に設けられているバーナお
よびこのバーナに燃焼空気を供給する給気手段と、この
給気手段からバーナに供給される給気量を検出する給気
量検出手段とを備え、給気量検出手段の給気量検出情報
に基づき燃焼量に応じた燃焼空気量の制御を行う燃焼装
置において、前記給気量検出手段は、前記給気手段の吸
気口の側周囲領域に設けた吸気検圧口と、給気手段から
離れた位置に設けられる対照圧力検圧口と、前記吸気検
圧口と対照圧力検圧口の圧力をそれぞれ導入しその差圧
を給気流量検出信号として検出出力する差圧流量検出手
段とを有して構成され、前記対照圧力検圧口は器具ケー
ス外の大気雰囲気中に設けられている燃焼装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32990593A JP3312978B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32990593A JP3312978B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07151326A JPH07151326A (ja) | 1995-06-13 |
JP3312978B2 true JP3312978B2 (ja) | 2002-08-12 |
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ID=18226577
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---|---|---|---|
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---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1993
- 1993-11-30 JP JP32990593A patent/JP3312978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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