JPH03282118A - 燃焼量可変装置 - Google Patents

燃焼量可変装置

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JPH03282118A
JPH03282118A JP2085678A JP8567890A JPH03282118A JP H03282118 A JPH03282118 A JP H03282118A JP 2085678 A JP2085678 A JP 2085678A JP 8567890 A JP8567890 A JP 8567890A JP H03282118 A JPH03282118 A JP H03282118A
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oil
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藤原 善治
Shigefumi Yasunaga
安永 繁文
Yuzuru Nakamura
譲 中村
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Toto Ltd
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/26Fuel nozzles
    • F23N2235/28Spray fuel nozzles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • F23N2235/30Pumps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、家庭用石油給湯機等に使用される燃焼量可変
装置の試運転制御方法に関するものである。
(ロ) 従来の技術 従来、この種の石油燃焼装置の一形態として、第12図
に示すように、灯油タンク(170)からヘッド差によ
りストレーナ(171a)を通して往き油管(171)
に導かれた灯油を、閉止弁を内蔵するポンプ(172)
によって加圧し、戻り式圧力噴霧ノズル(173)に供
給して、同ノズル(173)の先端部より噴霧し、灯油
の一部を戻り油管(174)を通り、電磁弁(17B)
 、ストレーナ(177) 、及び、流量調整弁(17
5)を介して往き油管(171)のポンプ(172)の
上流側に戻す構成のものがある。
かかる構成によって、この石油燃焼装置は、戻り油管(
174)に設けた流量調整弁(175)の弁開度を変え
、戻り油量を調節することで、噴霧量を広範囲に制御し
、燃焼量を変えることができる。
そして、かかる石油燃焼装置の試運転制御は、第13図
に示すように、コンセントにプラグを差込み、運転スイ
ッチを入れて、一定時間後に蛇口を開放するとバーナを
緩点火することができ、定時間経過後に往き油流量を最
大とし、同状態を継続するようにしている。
(ハ) 発明が解決しようとする課題 ところが、上記灯油タンク(170)が空になった場合
に、往き油管(171)内に空気が吸込まれ、同空気が
戻り油管(174)側、すなわち、戻り油管(174)
内、電磁弁(17B)内、ストレーナ(177)内、及
び流量調整弁(175)内に流入するが、同戻り油管(
174)側を流れる戻り油量が少量であるために同空気
をすばやく抜き取ることかできず、特に流量調整弁(1
75)内に空気が入ると、同流量調整弁(175)によ
る流量調整か正確に行なえず、戻り威圧力噴霧ノズルか
らの噴霧量も不正確になるために、安定した燃焼を確保
てきないという問題があった。
(ニ) 課題を解決するための手段 そこで、本発明では、貯油タンクと戻り式圧力噴霧ノズ
ルとを、中途にポンプを設けた往き油管により連通連結
すると共に、上記ノズルと往き油管のポンプの上流側と
を、中途に流量調整弁を設けた戻り油管により連通連結
し、流量調整弁を制御することにより、前記ノズルの噴
霧量を増減して燃焼量を変化させることができる燃焼量
可変装置の試運転制御方法において、試運転時に、流量
調整弁の駆動を制御して、同流量調整弁中を流れる戻り
油量を、大流量と小流量との間で交互に繰返し変化させ
ることを特徴とする燃焼量可変装置の試運転制御方法を
提供せんとするものである。
また、流量調整弁中を流れる戻り油量を、最大流量と最
小流量とに、交互に繰返し変化させることにも特徴を有
する。
(ホ) 作用・効果 本発明によれば、以下のような作用効果か生起される。
すなわち、本発明では、試運転時に、流量調整弁の駆動
を制御して、同流量調整弁中を流れる戻り油量を、大流
量と小流量との間で交互に繰返し変化させるために、戻
り油量を大流量とした場合には、戻り油管側に流入した
空気をすばやく往き油管側へ流入させることができ、ま
た、戻り油量を小流量とした場合には、戻り威圧力噴霧
式ノズルからの噴霧量が大流量になって、同往き油管側
の空気を戻り式圧力噴霧ノズルより追出し、往き油管側
及び戻り油管側の空気をすばやく抜き取ることができる
この際、往き油管と戻り油管とは循環流路を形成してお
り、戻り油量が大流量の場合は、戻り式圧力噴霧ノズル
からの噴霧量か小流量となり、また、反対に戻り油量が
小流量の場合は、同噴霧ノズルからの噴霧量が大流量と
なるようにして、戻り油量及び噴霧ノズルからの噴霧量
のいずれか一方の油量が交互に大きくなるように変化さ
せている。
特に、戻り油量を、最大流量と最小流量との間で交互に
繰返し変化させることにより、往き油管側及び戻り油管
側の空気をよりすばやく抜き取ることかできる。
従って、その後行なう継続運転において、流量調整弁内
には空気か流入しないために、同流量調整弁による流量
調整を正確に行なうことかでき、戻り威圧力噴霧ノズル
からの噴霧量も正確に調整することができて、安定した
燃焼量を確保することができる。
(へ) 実施例 以下、本発明を添付図に示す実施例に基づいて、詳説す
る。
第1図に、本発明に係る燃焼量可変装置(A)を組込ん
だ石油式給湯機(B)の全体構成を概念的に示す。
まず、燃焼量可変装置(A)の構成について説明すると
、第1図において、(T)は灯油を充填した貯油タンク
であり、同貯油タンク(T)から、フィルタ(Fl)を
介し、往き油管(S)内に流入落下した灯油は、電磁式
のポンプ(P)で加圧され、戻り式圧力噴霧ノズル(N
)に供給されることになる。
第2図に示すように、戻り式圧力噴霧ノズル(N)は、
その内部に噴出流路(10)と戻り流路(11)とを形
成しており、往き油管(S)を通して戻り式圧力噴霧ノ
ズル(N)に供給されてきた灯油の一部が霧化されて先
端ノズル開口部(■2)から噴出されるとともに、灯油
の残部が、戻り流路(1■)を通して後述する戻り油管
(R)に環流されることになる。
即ち、第1図において、戻り油管(R)は往き油管(S
)と並設状態に設けられている。
そして、同戻り油管(R)は、その一端を戻り式圧力噴
霧ノズル(N)の戻り流路(11)に連通連結するとと
もに、その他端を、往き油管(S)のポンプ(P)の上
流側に連通連結しており、これによって、循環流路(C
)を形成している。
また、戻り油管(R)の終端には、流量調整弁(FC)
と電磁弁(■)と取付けられている。
そして、流量調整弁(FC)の駆動を制御部(M)によ
り制御することにより、戻り油量を調節して、戻り威圧
力噴霧ノズル(N)からの噴霧量を増減して、燃焼量を
変化させることかできるようにしている。
また、第1図において、(Qt)はポンプ(P)より戻
り式圧力噴霧ノズル(N)へ供給される灯油供給量、(
Qn)は戻り式圧力噴霧ノズル(N)からの噴霧量、そ
して、(Qr)は戻り油管(R)を通る戻り油量である
また、本発明では、試運転時に、流量調整弁(FC)の
駆動を制御部(M)により制御して、同流量調整弁(F
C)中を流れる戻り油量を、大流量と小流量との間で交
互に繰返し変化させるようにしている。
すなわち、かかる試運転制御は、第3A図に示すように
、コンセント(図示せず)に燃焼可変装置(A)のプラ
グを差込み、運転スイッチ(35)を入れて、一定時間
(tl)経過後に蛇口を開放すると、ガンタイプバーナ
(20)を緩点火することができ、一定時間(t2)経
過後に往き油流量である灯油供給量(Qt)を最大流量
(MAX)とし、その後、一定時間(t3)内に灯油供
給量(Qt)を最小流量(旧N)とし、さらに、一定時
間(t4)内に灯油供給量(Qt)を最大流量(MAX
)にする、という交互の繰返し制御を数回(例えば、5
回)行なう。
ここで、上記した一定時間は、例えば、(tl)を5秒
、(t2)を2秒、(t3)を5秒、(t4)を5秒と
することかできる。
また、上記試運転制御は、コンセントにプラクを差込む
毎に(リセットする毎に)行なうようにしている。
このように、本発明では、試運転時に、流量調整弁(F
C)の駆動を制御して、同流量調整弁(FC)中を流れ
る戻り油量を、最大流量(MAX)と最小流量(旧N)
とに交互に繰返し変化させるために、戻り油量を最大流
量(MAX)とした場合には、戻り油管(R)側に流入
した空気をすばやく往き油管(S)側へ流入させること
かでき、また、戻り油量(R)を最小流量(旧N)とし
た場合には、戻り式圧力噴霧ノズル(N)からの噴霧量
が最大流量(MAX)になって、同往き油管(S)側の
空気を戻り威圧力噴霧ノズル(N)より追出し、往き油
管(S)側及び戻り油管(R)側の空気をすばやく抜き
取ることができる。
従って、その後行なう継続運転において、流量調整弁(
FC)内には空気か流入しないために、同流量調整弁(
FC)による流量調整を正確に行なうことができ、戻り
式圧力噴霧ノズル(N)からの噴霧量も正確に調整する
ことかできて、安定した燃焼量を確保することができる
また、試運転時にも、灯油供給量(Qt)の最大と最小
の繰返し変更制御を、短時間に行なって空気を追出すた
めに、ガンタイプバーナ(20)に異常燃焼が発生しな
い。
また、貯油タンク(T)か空になって、往き油管(S)
内に空気が入った場合には、プラグをコンセントより抜
取り、再度差込むことにより試運転制御を行なって、上
記したような空気の追出しを楽に行なうことができる。
また、本実施例では、戻り油量を、最大流量側^X)と
最小流量(旧N)とに、交互に繰返し変化させているが
、同戻り油量は、少なくとも戻り式圧力噴霧ノズル(N
)からの噴霧量よりも大きい大流量と、同ノズル(N)
からの噴霧量よりも小さい小流量との間で繰返し変化さ
せることもてきる。
この際、往き油管(S)と戻り油管(R)とは循環流路
(C)を形成しているために、戻り油量を大流量とすれ
ば、戻り式圧力噴霧ノズル(N)からの噴霧量は小流量
となる。
また、戻り油量を繰返し変化させるパターンは、第3A
図に示すような鋸歯状のパターンに限らず、第3B図に
示すような略矩形波状のパターン等にすることもてきる
ここで、上記した一定時間、例えば、(tl)を5秒、
(t2)を2秒、(t3)を3秒、(t4)を2秒、(
t5)を3秒、(t6)を2秒とすることかできる。
かかる略矩形波状のパターンの場合には、最大流量(M
AX)と最小流量(旧N)とを一定時間(t3)(t5
)保持するために、同時間内に空気の抜き取りを確実に
行なうことができる。
また、電磁弁(V)、ポンプ(P)、及び流量調整弁(
FC)の構成、及び作用については、後で詳述する。
次に、石油式給湯機(B)の構成について、第1図を参
照して説明すると、(20)は内部に上記した戻り威圧
力噴霧ノズル(N)を配設したガンタイプバーナであり
、同バーナ(20)は、その後部をダクト(21)を介
してファン(22)と接続している。
また、ダクト(21)内には、燃焼用エア供給量を調節
するためのダンパー(23)が配設されている。
(34)はイグナイターである。
ガンタイプバーナ(20)の下方には、熱交換器(24
)が配設されており、同熱交換器(24)の給水配管(
25)と連通連結しており、同給水配管(25)には、
水量センサ(26)と、水温センサ(27)とが取付け
られている。
一方、熱交換器(24)の給湯側に接続した給湯配管(
28)には、流量調整弁(29)と湯温センサ(30)
とか取付けられている。
また、給湯配管(28)からは風呂用配管(31)を分
岐させることもでき、この場合、風呂用水量センサ(3
2)と閉止弁(33)を取付けることになる。
また、制御部(M)は、第4図に示すように、マイクロ
プロセッサ(MPU)と、入出力インターフェース(a
) (b)と、ROMとRAMとからなるメモリ(m)
と、タイマー(1)とから構成している。
そして、入力インターフェース(a)には、運転スイッ
チ(35)、温度設定スイッチ(36)、水量センサ(
26)、水温センサ(27)、湯温センサ(30)、及
び風呂用水量センサ(32)を接続している。
また、出力インターフェース(b)には、ポンプ(P)
、電磁弁(■)、流量調整弁(FC) (29)、閉止
弁(33)、ファン(22)、ダンパー(23)、及び
イグナイタ−(34)を接続している。
また、電磁弁(■)は、第5図に示すように、筒状の弁
ケーシング(70)内に連絡流路(71)を設け、同連
絡流路(71)の下流側に弁座(72)を設けると共に
、連絡流路(71)内に筒状の弁体進退杆(73)を進
退摺動自在に配設し、同弁体進退杆(73)を弁体駆動
機構(75)により進退駆動して、同弁体進退杆(73
)の先端に一体成形した弁体(74)を弁座(72)に
切離自在としている。
また、(76)は、弁体進退杆(73)内に設けた流路
、(77)は、弁体(74)を弁座(72)に押圧状態
に付勢する弁ばね、(70a)は、往き油管(S)の上
流側と接続する上流側接続部、(70b)は、同往き油
管(S)の下流と接続する下流側接続部である。
また、弁体駆動機構(75)は、弁ケーシング(70)
の外周面にソレノイド(78)を設け、同ソレノイド(
78)に電流を印加することによって、弁体進退杆(7
3)を軸線に沿って進退可能とし、同弁体進退杆(73
)の進退作動に連動して先端の弁体(74)を弁座(7
2)に切離させて、連絡流路(71)を開閉可能として
いる。
また、(78a)は筒状ボビン、(78b)はコイル、
(78c)はキャップ、(78d)はコードである。
また、ポンプ(P)は、第6図〜第8図に示すように、
ポンプ本体く80)上に駆動部(81)を設けて構成し
ている。
そして、ポンプ本体(80)は、第7図及び第8図に示
すように、往き油管(S)の上流側とニップル(82)
を介して接続した吸入口(83)と、同吸入口(83)
と第1連通路(84)を介して連通し、バルブ機構(8
5)を収容したバルブ室(86)と、同バルブ室(86
)と第2連通路(87)を介して連通したアキュムレー
タ(88)とを設けている。
また、駆動部(81)は、ガイドバイブを兼用する筒状
のボビン(90)内に、中空の磁気ロッド(91)を設
ける一方、同ボビン(90)の外周にコイル(92)を
設けてソレノイド(93)を構成している。
そして、磁気ロッド(91)の直下方には、ピストンロ
ッド(94)を上下摺動自在に配設し、ソレノイド(9
3)に電流を印加することにより、同ピストンロッド(
94)の下端を上記ポンプ本体く80)の第1連通路(
84)中を進退摺動させて、灯油をポンプ本体(80)
内、さらには、後述する連絡流路(99)中に吸入可能
としている。(95)(9B)は上下側ばね、(97)
は磁気リングである。
この際、ピストンロッド(94)が上方へ後退すると、
バルブ機構(85)の左側弁(85a)が開弁動作する
と共に、右側弁(85b)が閉動作して、灯油をバルブ
室(86)内に吸入し、また、ピストンロッド(94)
が下方へ進出すると、左側弁(85a)が閉弁動作する
と共に、右側弁(85b)が開弁動作して、灯油をアキ
ュームレータク88)内に圧送するようにしている。
また、ボビン(90)の上部には、往き油管(S)の下
流側と接続する筒状の吐出継手(98)を接続し、同吐
出継手(98)内に連絡流路(99)を設け、同連絡流
路(99)の中途に弁座(100)を設けると共に、同
連絡流路(99)内に閉止弁(101)を配設している
そして、閉止弁(101)は、上記弁座(100)と、
同弁座(100)に切離する弁体(102)と、同弁体
(102)を支持片(103)を介して支持する筒状の
電磁可動片(104)と、同弁体(102)と磁気ロッ
ド(91)との間に介設した弁ばね(105)とから構
成している。
かかる閉止弁(101)は、ソレノイド(93)に電流
を印加すると、電磁可動片(104)が弁ばね(105
)の付勢に抗して下方へ吸引され、弁体(102)が弁
座(100)より離れて、連絡流路(99)を連通状態
とし、また、ソレノイド(93)への電流の印加を解除
すると、弁ばね(105)の押圧付勢力により弁体(1
02)が弁座(100)に押圧状態に接触して、連絡流
路(99)を閉塞するものである。
従って、ポンプ(P)の駆動を停止すると、閉止弁(1
0・1)により、戻り式圧力噴霧ノズル(N)へは灯油
が流れない。
また、第7図中、(10B)は上板、(107)は下板
、(108)はキャップ、(109) (110)はO
リングである。
また、流量調整弁(FC)は、次のように構成している
すなわち、第9図において、2分割体(40a)(40
b)から構成され、かつ、長尺筒状体を形成する弁ケー
シング(40)は、その−個分割体(40a)の上部に
、同上部を水平に貫通する連絡流路(43a)を設けて
いる。
そして、この連絡流路(43a)の−側聞口(43b)
は、第1図に示すように、往き油管(S)の上流側に連
絡しており、その他側開口(43c)は往き油管(S)
の下流側に連絡している。
一方、弁ケーシング(40)の上面には、第9図に示す
ように、ニップル(43d)か取付けらてれおり、同ニ
ップル(43d)内に設けた戻り油流路(43e)は、
連絡流路(43a)の中途に、後述する弁座(44)を
介して連絡され、L字形状の屈曲流路からなる流量調整
流路(43)を形成している。
そして、かかる流量調整流路(43)の流入側聞口(4
2)は、戻り油管(R)の上流側、即ち、戻り威圧力噴
霧ノズル(N)側に連通連結している。
また、上記流量調整流路(43)の中途には弁座(44
)が設けられており、同弁座(44)の−側には、球状
弁体(45)が同弁座(44)と切離自在に配設されて
いる。
このように、本実施例は、第1図及び第9図を参照して
上述してきたように、戻り油管(R)の終端を往き油管
(S)の上流側に接続した個所に流量調節弁(FC)を
取付け、かつ、流量調整弁(FC)内に、往き油管(S
)の上流側と下流側とを連絡する連絡流路(43a)と
、戻り油管(R)の終端を上記連絡流路(43a)の中
途に接続する流量調整流路(43)とを設けている。
なお、流量調整弁(FC)の取付位置および形状は上記
に限定されることはなく、戻り流路中であれば任意であ
るということは言うまでもない。
また、本実施例では、球状弁体(45)の弁座(44)
と対向する側、即ち、弁ケーシング(40)の下部には
弁体駆動機構(K)が設けられており、かかる弁体駆動
機構(K)は、以下の構成を有する。
球状弁体(45)は、上記した弁ケーシング(40)の
軸線上を進退する弁体進退杆(47)の先端に設けた円
形凹溝(48)内に嵌入されている。
一方、弁体進退杆(47)の基端部は、弁ケーシング(
40)の他側分割体(40b)内に配設され、かつ、筒
状ボビン(49)にコイル(50)を巻回することにょ
って構成したソレノイド(51)の中央に設けた筒状ス
リーブ(46)内に形成した長孔(52)内に、進退自
在に配設されている。
そして、同ソレノイド(5I)に電流を印加することに
よって、弁体進退杆(47)を軸線に沿って進退させ、
弁体進退杆(47)の先端に嵌入した球状弁体(45)
を、弁座(44)に向けて切離することかでき、戻り油
管(R)を流れる戻り油量を調整することかできる。
また、第9図に示すように、流量調整弁(FC)は、弁
体進退杆(47)の進退力の調整を行うための進退力調
整機構(60)を具備している。
かかる進退力調整機構(60)は、弁ケーシング(40
)の後部端面に設けた筒状ナツト(61)を設け、同ナ
ツト(61)に螺杵(62)を螺着し、同螺杵(62)
の先端を筒状スリーブ(46)内に進退自在に挿入し、
かつ、筒状ナツト(61)の内部において、螺杵(62
)の上端に形成したスプリング受は板(63)と弁体進
退杆(47)の下端に形成したスプリング受はプラグ(
64)との間にスプリング(65)を介設し、さらに筒
状ナツト(6I)の後端(61a)を弁ケーシング(4
0)の他側分割体(40b)の底板にかしめることによ
って固定連結している。
かかる構成によって、螺杵(62)を所望の手段によっ
て回転することによって弁ケーシング(40)の軸線方
向に進退し、同進退によって、弁体進退杆(47)の進
退力、即ち、弁座(44〉から球状弁体(45)を離隔
する力を調整することができる。
また、本実施例では、弁体として球状弁体(45)を用
いているので、第10図に示すように、印加電流(1)
と、流量調整流路(43)の流入側開口(42)に発生
する二次側圧力(P2)との相関関係を、略直線的に変
化させることかできる。
一方、二次側圧力(P2)と、戻り油管(R)を通り、
往き油管(S)の上流側に戻り油量(Qr)及び戻り式
圧力噴霧ノズル(N)からの噴霧量(Qn) (灯油供
給量(Qt)−戻り油量(Qr))との間には、第11
図に示す直線的な相関関係がある。
従って、本実施例では、印加電流(1)を微調整するこ
とによって、戻り油量(Qr)、即ち、噴霧量(Qn)
を直線的に正確に変化することかでき、燃焼制御を正確
に行うことができる。
また、前記したように、本実施例では、弁体進退杆(4
7)は自動調整芯機能を有するので、弁座(44)と球
状弁体(45)との距離、即ち、弁開度を正確に制御す
ることができるので、上記した球状弁体(45)による
効果と協働して、さらに正確な燃焼制御を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る制御方法により試運転を行なう燃
焼量可変装置を具備する石油式給湯機の概念的構成説明
図、第2図は戻り威圧力噴霧ノズルの断面側面図、第3
A図は試運転制御のタイミングチャート、第3B図は他
の実施例としての試運転制御のタイミングチャート、第
4図は制御ブロック図、第5図は電磁弁の断面図、第6
図はポンプの側面図、第7図は第6図のI−T線断面図
、第8図は第6図の■−ロ線断面図、第9図は流量調整
弁の断面正面図、第10図は印加電流と流量調整弁の二
次側圧力の相関関係を示すグラフ、第11図は流量調整
弁の二次側圧力と戻り油量及び噴霧量との相関関係を示
すグラフ、第12図は従来の燃焼量可変装置の概念的構
成説明図、第13図は従来の試運転制御のタイミングチ
ャートである。 図中、 (^) (B) (C) (FC) (G) (N) (S) (P) (R) (T) (40) (41) 燃焼量可変装置 石油式給湯機 循環流路 流量調整弁 逆止弁 戻り式圧力噴霧ノズル 往き油管 ポンプ 戻り油管 貯油タンク 弁ケーシング 一側開口 (42) :他側開口 (43):流量調整流路 (43a)  :連絡流路 (44) :弁座 (45) :球状弁体 (47) :弁体進退杆 (51,):ソレノイド (69) :空気流出用縦溝

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)貯油タンク(T)と戻り式圧力噴霧ノズル(N)と
    を、中途にポンプ(P)を設けた往き油管(S)により
    連通連結すると共に、上記ノズル(N)と往き油管(S
    )のポンプ(P)の上流側とを、中途に流量調整弁(F
    C)を設けた戻り油管(R)により連通連結し、流量調
    整弁(FC)を制御することにより、前記ノズル(N)
    の噴霧量を増減して燃焼量を変化させることができる燃
    焼量可変装置の試運転制御方法において、 試運転時に、流量調整弁(FC)の駆動を制御して、同
    流量調整弁(FC)中を流れる戻り油量を、大流量と小
    流量との間で交互に繰返し変化させることを特徴とする
    燃焼量可変装置の試運転制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103411227A (zh) * 2013-07-15 2013-11-27 江苏大学 一种脉冲式量化喷油方法及装置

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