(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】流体制御装置とこれを備えた燃焼装置
(51)【国際特許分類】
F16K 31/126 20060101AFI20241016BHJP
F23K 5/00 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
F16K31/126 A
F23K5/00 301E
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021005322
(22)【出願日】2021-01-15
(65)【公開番号】P2022007940
(43)【公開日】2022-01-13
【審査請求日】2023-09-22
(31)【優先権主張番号】P 2020108382
(32)【優先日】2020-06-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000115854
【氏名又は名称】リンナイ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000305
【氏名又は名称】弁理士法人青莪
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 悠馬
(72)【発明者】
【氏名】吉村 公博
(72)【発明者】
【氏名】則竹 克哉
【審査官】高吉 統久
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１２３８６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－００４０２０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００７－１５５２１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－０２４７５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４４０６４００（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／１２６
Ｆ２３Ｋ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置であって、ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものにおいて、
第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位させる温度補正手段が設けられ、
前記温度補正手段は、前記背圧室内を前記ダイヤフラム側に延びると共に、外径がダイヤフラム側に向かうに従って縮小する縮径部を有する、前記調整部材に設けられた凸状部材と、凸状部材の縮径部に外嵌する環状の前記ばね受けとから構成され、
凸状部材の縮径部に対するばね受けの外嵌位置が、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位することを特徴とする流体制御装置。
【請求項2】
前記凸状部材と前記ばね受けが熱膨張係数の異なる材料で形成されることを特徴とする請求項１記載の流体制御装置。
【請求項3】
流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置であって、
ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものにおいて、
第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位させる温度補正手段が設けられ、
前記調整部材は、前記ダイヤフラムカバーに設けられた、前記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を備え、
前記温度補正手段は、調整部材とダイヤフラムの間の筒部内に配置され、調整部材側の端部に前記ばね受けが設けられ、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の補正部材から構成され、
前記背圧室内で補正部材のダイヤフラム側に位置する基端の第２調圧ばねの長さ方向の位置を、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つスペーサーが設けられることを特徴とする流体制御装置。
【請求項4】
流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置であって、
ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものにおいて、
第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位させる温度補正手段が設けられ、
前記調整部材は、前記ダイヤフラムカバーに設けられた、前記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、雄ねじ部から前記ダイヤフラムと反対側に延び、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の伸縮部とを備え、
前記温度補正手段は、調整部材の当該伸縮部と、調整部材とダイヤフラムの間の筒部内に配置され、調整部材側の端部に前記ばね受けが設けられ、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の補正部材とから構成され、
調整部材の伸縮部のダイヤフラムと反対側に位置する端部と、補正部材のダイヤフラム側に位置する基端との間の距離を、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つスペーサーが設けられることを特徴とする流体制御装置。
【請求項5】
流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置であって、
ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものにおいて、
第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位させる温度補正手段が設けられ、
前記調整部材は、前記ダイヤフラムカバーに設けられた、前記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周の一部に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、雄ねじ部から前記ダイヤフラムと反対側に延び、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の伸縮部とを備え、ダイヤフラムと反対側に位置する伸縮部の端部に前記ばね受けが設けられ、
前記温度補正手段は、調整部材の当該伸縮部から構成されることを特徴とする流体制御装置。
【請求項6】
バーナと、バーナに前記流体として燃料ガスを供給するガス供給路に介設された、請求項１から５のいずれか１項記載の流体制御装置とを備えることを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バーナに対するガス供給路等に介設される、燃料ガス等の流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置と、この流体制御装置を備えた燃焼装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、上記流体制御装置の一種として、ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
特許文献１記載の流体制御装置は、流出させる流体の圧力又は流量が所定値から変動しないように、調整部材によって第２調圧ばねの付勢力が第１調圧ばねの付勢力と等しくなるように初期設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－１２３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献１記載の流体制御装置が、例えば、燃焼装置等に組み込まれる場合、燃焼装置での燃焼等に伴って流体制御装置を取り囲む雰囲気等の温度が上昇する。この温度上昇によって、弁座は、ダイヤフラム側に接近するように膨張する。しかし、弁座が膨張しても、第１調圧ばねと第２調圧ばねの付勢力は初期設定時のまま変化しないため、弁体は移動しない。その結果、弁座の膨張によって弁体と弁座の間隔が初期設定時よりも狭くなり、弁孔を通じて圧力室へ流入する流体の流量が減少してしまう。
【0006】
また、流体制御装置を取り囲む雰囲気等の温度が下降する場合、弁座は、ダイヤフラム側から離隔するように収縮する。温度下降の場合にも、第１調圧ばねと第２調圧ばねの付勢力は初期設定時のまま変化しないため、弁体は移動しない。その結果、弁座の収縮によって弁体と弁座の間隔が初期設定時よりも広くなり、弁孔を通じて圧力室へ流入する流体の流量が増加してしまう。
【0007】
このように、従来の流体制御装置については、取り囲まれる雰囲気等の温度変化に伴って流体の圧力又は流量が初期設定値から変動するという問題がある。
【0008】
本発明は、以上の点に鑑み、温度変化に伴って弁座が膨張又は収縮しても、弁孔を通じて圧力室へ流入する流体の圧力又は流量の変化を抑制することができる流体制御装置と、この流体制御装置を用いた燃焼装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の流体制御装置は、流体の圧力又は流量を調整する流体制御装置であって、ダイヤフラムと、ダイヤフラムとの間で流体が流入する圧力室を画成する、弁孔が形成された弁座と、ダイヤフラムに連結され、弁座に接離自在で弁孔を開閉する弁体と、圧力室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座から離隔する開き側に付勢する第１調圧ばねと、ダイヤフラムカバーによってダイヤフラムの背面側に画成された背圧室内に設けられ、ダイヤフラムを弁体が弁座に接近する閉じ側に付勢する第２調圧ばねと、第２調圧ばねの付勢力を調整する調整部材とを備えるものにおいて、第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位させる温度補正手段が設けられることを前提とする。
【0010】
上記前提によれば、流体制御装置を取り囲む雰囲気等の温度が上昇する場合、温度補正手段が、第２調圧ばねのダイヤフラムと反対側に位置する端部を受けるばね受けの位置を、ダイヤフラム側から離隔する方向に変位させると共に、温度が下降する場合には、ダイヤフラムに接近する方向に変位させるため、温度変化が生じても、調整部材による第２調圧ばねの付勢力の再設定を要することなく、弁体と弁座の間隔が初期設定時に近づくように補正される。従って、温度変化に伴って弁座が膨張又は収縮しても、弁孔を通じて圧力室へ流入する流体の圧力又は流量の変化を抑制することができる。
【0011】
ここで、本発明の流体制御装置は、上記前提において、上記温度補正手段は、上記背圧室内を上記ダイヤフラム側に延びると共に、外径がダイヤフラム側に向かうに従って縮小する縮径部を有する、上記調整部材に設けられた凸状部材と、凸状部材の縮径部に外嵌する環状の上記ばね受けとから構成され、凸状部材の縮径部に対するばね受けの外嵌位置が、温度上昇に伴ってダイヤフラム側から離隔する方向に変位することを特徴とする。これによれば、温度上昇に伴って凸状部材に対するばね受けの外嵌位置がダイヤフラムから離隔する方向に変位するため、このばね受けの変位に伴われて第２調圧ばねが伸長して、第２調圧ばねの付勢力は初期設定時よりも小さくなる。従って、弁体は、第１調圧ばねの付勢力によって弁座から離隔する方向に移動し、温度上昇に伴って弁座が膨張しても、弁体と弁座の間隔が初期設定時に近づくように補正される。また、温度下降に伴ってばね受けの上記外嵌位置がダイヤフラムに接近する方向に変位するため、第２調圧ばねが短縮して第２調圧ばねの付勢力は初期設定時よりも大きくなる。従って、弁体は、第２調圧ばねの付勢力によって弁座に接近する方向に移動し、温度下降に伴って弁座が収縮しても、弁体と弁座の間隔が初期設定時に近づくように補正される。
【0012】
本発明の流体制御装置においては、上記凸状部材と上記ばね受けが熱膨張係数の異なる材料で形成されることが望ましい。これによれば、ばね受けに凸状部材よりも大きな正の熱膨張係数を有する材料を採用すれば、温度変化に伴いばね受けが径方向に拡縮して、凸状部材の縮径部に対するばね受けの外嵌位置を変位させることができる。また、ばね受けに正の熱膨張係数を有する材料を採用し、凸状部材に負の熱膨張係数を有する材料を採用すれば、温度変化に伴って凸状部材の縮径部が径方向に拡縮して、凸状部材の縮径部に対するばね受けの外嵌位置を変位させることができる。
【0013】
また、本発明の流体制御装置は、上記前提において、上記調整部材は、上記ダイヤフラムカバーに設けられた、上記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を備え、上記温度補正手段は、調整部材とダイヤフラムの間の筒部内に配置され、調整部材側の端部に上記ばね受けが設けられ、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の補正部材から構成され、上記背圧室内で補正部材のダイヤフラム側に位置する基端の第２調圧ばねの長さ方向の位置を、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つスペーサーが設けられることを特徴とする。これによれば、ばね受けは、補正部材の温度上昇に伴う第２調圧ばねの長さ方向の伸長及び温度下降に伴う第２調圧ばねの長さ方向の短縮によって変位するが、スペーサーによって、背圧室内では、補正部材のダイヤフラム側に位置する基端の第２調圧ばねの長さ方向の位置が、温度変化に関わりなく変化しないか又はほとんど変化しない。このため、温度上昇に伴って弁座が膨張したり、温度下降に伴って弁座が収縮したりしても、弁体と弁座の間隔が初期設定時に近づくように補正される。なお、本願で言及する「ほぼ一定」という文言は、完全に一定ではないが、補正部材の上記基端の第２調圧ばねの長さ方向の変位量が微小であり、背圧室内での補正部材の基端が同位置に存すると看做し得る場合を意味するものである。同様に、「ほとんど変化しない」という文言も、変化量が微小であり、無視することができると看做し得る場合を意味する。
【0014】
また、本発明の流体制御装置は、上記前提において、上記調整部材は、上記ダイヤフラムカバーに設けられた、上記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、雄ねじ部から上記ダイヤフラムと反対側に延び、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の伸縮部とを備え、上記温度補正手段は、調整部材の当該伸縮部と、調整部材とダイヤフラムの間の筒部内に配置され、調整部材側の端部に上記ばね受けが設けられ、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の補正部材とから構成され、調整部材の伸縮部のダイヤフラムと反対側に位置する端部と、補正部材のダイヤフラム側に位置する基端との間の距離を、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つスペーサーが設けられることを特徴とする。これによれば、ばね受けの位置は、調整部材の伸縮部及び補正部材の両方の温度上昇に伴う第２調圧ばねの長さ方向の伸長及び温度下降に伴う第２調圧ばねの長さ方向の短縮によってより大きく変位するが、スペーサーによって、背圧室内では、補正部材のダイヤフラム側に位置する基端の第２調圧ばねの長さ方向の位置が、温度変化に関わりなく変化しないか又はほとんど変化しない。このため、弁体と弁座の間隔の補正量を増大させることができる。
【0015】
また、本発明の流体制御装置は、上記前提において、上記調整部材は、上記ダイヤフラムカバーに設けられた、上記第２調圧ばねの長さ方向に延びる筒部の内周の一部に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、雄ねじ部から上記ダイヤフラムと反対側に延び、温度上昇に伴って第２調圧ばねの長さ方向に伸長する筒状の伸縮部とを備え、ダイヤフラムと反対側に位置する伸縮部の端部に上記ばね受けが設けられ、上記温度補正手段は、調整部材の当該伸縮部から構成されることを特徴とする。これよれば、ばね受けの位置は、調整部材の伸縮部の温度上昇に伴う第２調圧ばねの長さ方向の伸長によって、ダイヤフラムから離隔する方向に変位する。また、ばね受けの位置は、温度下降に伴う第２調圧ばねの長さ方向の短縮によって、ダイヤフラムに接近するように変位する。このため、温度上昇に伴って弁座が膨張したり、温度下降に伴って弁座が収縮したりしても、弁体と弁座の間隔が初期設定時に近づくように補正される。また、温度補正部材の構成が簡略化される。
【0016】
本発明の燃焼装置は、バーナと、バーナに上記流体として燃料ガスを供給するガス供給路に介設された、上記いずれかの流体制御装置とを備えることを特徴とする。本発明の燃焼装置によれば、上記いずれかの流体制御装置を取り囲む雰囲気等が温度変化しても、弁孔を通じて圧力室へ流入する燃料ガスの圧力又は流量の変化が抑制される。従って、燃焼装置の燃焼状態が安定する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の燃焼装置の一実施形態を示す模式的断面図。
【図3】本発明の流体制御装置の第２実施形態を示す要部断面図。
【図4】本発明の流体制御装置の第３実施形態を示す要部断面図。
【図5】本発明の流体制御装置の第４実施形態を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１を参照して、本実施形態の燃焼装置１は、熱交換器１１と、熱交換器１１を加熱するバーナ１２とを備えている。バーナ１２は、バーナボディ１２ａの一面を覆う燃焼板１３に形成された、図示省略の多数の炎孔から燃料ガスＦと一次空気Ａとの混合気ＭＧをＺ軸方向下方に噴出して燃焼する全一次燃焼式バーナで構成され、燃焼板１３は、Ｚ軸方向下方を向いて配置されている。また、バーナ１２は、Ｚ軸方向下方の燃焼空間を囲う燃焼筐１４を備え、燃焼筐１４の内部のＺ軸方向下部に熱交換器１１を収納している。そして、燃焼筐１４のＺ軸方向下端に連通する排気ダクト１５が設けられ、バーナ１２からの燃焼排ガスＣＧは熱交換器１１を介して排気ダクト１５に流出する。
【0019】
また、熱交換器１１は、Ｘ軸及びＺ軸の両方に直交する、図示省略のＹ軸方向に多数積層した吸熱フィン１１ａと、吸熱フィン１１ａを蛇行して貫通する吸熱管１１ｂとで構成されている。吸熱管１１ｂには、その上流側に給水管ＳＰが、下流側に出湯管ＴＰが接続されている。出湯管ＴＰの下流端に設けられた、図示省略の出湯栓を開けて吸熱管１１ｂに通水した時、バーナ１２が燃焼して上記出湯栓から予め設定された温度の湯が出湯する。
【0020】
さらに、バーナ１２には、Ｘ軸方向にのびる給気路１６が接続され、給気路１６に、一次空気Ａを供給するファン１７が介設されている。ファン１７の上流側に位置する給気路１６の部分には、燃料ガスＦを供給する、Ｚ軸方向に延びるガス供給路１８の下流端に位置するガス出口１８ａが接続されている。なお、ガス出口１８ａが接続される給気路１６の部分は、断面積が減少したベンチュリ部１６ａになっている。
【0021】
そして、ガス供給路１８には、元弁１９と、二次ガス圧を大気圧と同等圧に調圧するゼロガバナ１００とが介設されている。ここで、燃料ガスＦの供給量は、二次ガス圧である大気圧とベンチュリ部１６ａに作用するファン１７の吸引負圧との差圧に応じて変化する。従って、ファン１７の吸引負圧はファン１７の回転数に比例して変化するため、燃料ガスＦの供給量は、ファン１７の回転数、すなわち、一次空気Ａの供給量に比例して変化し、混合気ＭＧの空燃比が一定になる。
【0022】
図２を参照して、図１に示す燃焼装置１が備えるゼロガバナ１００は、流入室１０１と、入口室１０２と、出口室１０３と、第１圧力室１０４と、第２圧力室１０５と、第３圧力室１０６と、背圧室１０７とを備えている。入口室１０２は、流入室１０１に対し第３弁座１０８で仕切られ、出口室１０３は、入口室１０２に対し第１弁座１０９で仕切られている。また、第１圧力室１０４は、出口室１０３に対し第１ダイヤフラム１１０で仕切られ、第２圧力室１０５は、第１圧力室１０４に連通する第１連通路１１１に対し第２弁座１１２で仕切られている。さらに、第３圧力室１０６は、入口室１０２に対し第４弁座１１３で仕切られ、背圧室１０７は、第２圧力室１０５に対し第２ダイヤフラム１１４で仕切られると共に、ダイヤフラムカバー１１５によって第２ダイヤフラム１１４の背面側に画成されている。
【0023】
なお、第１圧力室１０４は、第３圧力室１０６に第３連通路１１６を介して連通し、第２圧力室１０５は、出口室１０３に第２連通路１１７を介して連通すると共に、第３圧力室１０６に図示省略の連通路を介して連通している。背圧室１０７は、ダイヤフラムカバー１１５に形成された孔１１５ａを介して大気に開放されている。
【0024】
また、ゼロガバナ１００は、第３弁座１０８に形成された弁孔１０８ａを開閉する弁体１１８ａを有する第１電磁弁１１８と、第４弁座１１３に形成された弁孔１１３ａを開閉する弁体１１９ａを有する第２電磁弁１１９とを備えている。さらに、ゼロガバナ１００は、第１ダイヤフラム１１０に連結され、第１弁座１０９に接離自在で第１弁座１０９に形成された弁孔１０９ａを開閉する第１ダイヤフラム弁体１２０と、第２ダイヤフラム１１４に連結され、第２弁座１１２に接離自在で第２弁座１１２に形成された弁孔１１２ａを開閉する第２ダイヤフラム弁体１２２とを備えている。なお、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第２ダイヤフラム１１４に一体に連結されている。
【0025】
さらにまた、ゼロガバナ１００は、出口室１０３の内部に設けられ、第１ダイヤフラム１１０を第１ダイヤフラム弁体１２０が第１弁座１０９に接近する下方の閉じ側に付勢するばね１２１を備えている。
【0026】
（第１実施形態）
そして、ゼロガバナ１００に組み込まれた、第１実施形態の流体制御装置ＦＣは、第２圧力室１０５、背圧室１０７、第２ダイヤフラム１１４、第２弁座１１２及び第２ダイヤフラム弁体１２２を備えると共に、第２圧力室１０５の内部に設けられ、第２ダイヤフラム１１４を第２ダイヤフラム弁体１２２が第２弁座１１２から離隔する上方の開き側に付勢する第１調圧ばね１２３と、背圧室１０７内に設けられ、第２ダイヤフラム１１４を第２ダイヤフラム弁体１２２が第２弁座１１２に接近する下方の閉じ側に付勢する第２調圧ばね１２４とを備えている。また、流体制御装置ＦＣは、第２調圧ばね１２４の付勢力を調整する調整部材１２５を備えている。調整部材１２５は、ダイヤフラムカバー１１５内に設けられた第２調圧ばね１２４の長さ方向上方に延びる筒部１１５ｂの内周に形成された雌ねじ部１１５ｂ１に螺合する雄ねじ部１２５ａを備えている。なお、第１調圧ばね１２３及び第２調圧ばね１２４には圧縮コイルばねが採用されている。
そして、ゼロガバナ１００に組み込まれた、第１実施形態の流体制御装置ＦＣは、第２圧力室１０５、背圧室１０７、第２ダイヤフラム１１４、第２弁座１１２及び第２ダイヤフラム弁体１２２を備えると共に、第２圧力室１０５の内部に設けられ、第２ダイヤフラム１１４を第２ダイヤフラム弁体１２２が第２弁座１１２から離隔する上方の開き側に付勢する第１調圧ばね１２３と、背圧室１０７内に設けられ、第２ダイヤフラム１１４を第２ダイヤフラム弁体１２２が第２弁座１１２に接近する下方の閉じ側に付勢する第２調圧ばね１２４とを備えている。また、流体制御装置ＦＣは、第２調圧ばね１２４の付勢力を調整する調整部材１２５を備えている。調整部材１２５は、ダイヤフラムカバー１１５内に設けられた第２調圧ばね１２４の長さ方向上方に延びる筒部１１５ｂの内周に形成された雌ねじ部１１５ｂ１に螺合する雄ねじ部１２５ａを備えている。なお、第１調圧ばね１２３及び第２調圧ばね１２４には圧縮コイルばねが採用されている。
【0027】
このようなゼロガバナ１００は、上記の通り、図１に示す燃焼装置１が備えるバーナ１２に対するガス供給路１８に介設され、第１電磁弁１１８及び第２電磁弁１１９を共に開弁させると、流入室１０１を通じて入口室１０２から出口室１０３に燃料ガスＦが流れる。
【0028】
ところで、燃焼装置１での燃焼に伴い、流体制御装置ＦＣを取り囲む雰囲気等の温度が上昇すると、この温度上昇によって、第２弁座１１２は、第２ダイヤフラム１１４側に接近するように膨張する。しかし、第２弁座１１２が膨張しても、第１調圧ばね１２３と第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時のまま変化しないため、第２ダイヤフラム弁体１２２は移動しない。その結果、第２弁座１１２の膨張によって、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時よりも狭くなり、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が減少する。その結果、第１圧力室１０４の圧力が増加することで、弁孔１０９ａを開閉する第１ダイヤフラム弁体１２０が開く方向へ移動する。
【0029】
また、流体制御装置ＦＣを取り囲む雰囲気等の温度が下降する場合、第２弁座１１２は、第２ダイヤフラム１１４側から離隔するように収縮する。温度下降の場合にも、第１調圧ばね１２３と第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時のまま変化しないため、第２ダイヤフラム弁体１２２は移動しない。その結果、第２弁座１１２の収縮によって、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時よりも広くなり、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が増加する。その結果、第１圧力室１０４の圧力が減少することで、弁孔１０９ａを開閉する第１ダイヤフラム弁体１２０が閉じる方向へ移動する。
【0030】
そこで、第１実施形態の流体制御装置ＦＣでは、温度補正手段１２６が設けられている。温度補正手段１２６は、背圧室１０７内を第２ダイヤフラム１１４側に向かって延びると共に、外径Ｒが第２ダイヤフラム１１４側に向かうに従って縮小する縮径部１２６ａ１を有する、調整部材１２５に設けられた、柱状の凸状部材１２６ａと、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１の軸方向のいずれかの部分に外嵌し、第２ダイヤフラム弁体１２２との間で第２調圧ばね１２４を狭持する環状のばね受け１２６ｂとから構成されている。凸状部材１２６ａは、調整部材１２５の中央部に調整部材１２５と一体的に形成されている。また、凸状部材１２６ａとばね受け１２６ｂは熱膨張係数の異なる材料から形成されている。具体的には、凸状部材１２６ａ及びばね受け１２６ｂを形成する夫々の材料は共に正の熱膨張係数を有しているが、ばね受け１２６ｂを形成する材料の熱膨張係数は、凸状部材１２６ａを形成する材料の熱膨張係数よりも大きい。
【0031】
このような第１実施形態の流体制御装置ＦＣでは、取り囲まれる雰囲気等の温度が上昇して、第２弁座１１２が第２ダイヤフラム１１４側に接近するように膨張する場合、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１及びばね受け１２６ｂは共に温度上昇に伴って径方向に膨張するが、ばね受け１２６ｂは、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１よりも膨張量が大きい。このため、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置が、温度上昇に伴って第２ダイヤフラム１１４から離隔する上方に変位する。
【0032】
このようなばね受け１２６ｂの上方への変位に伴われて第２調圧ばね１２４が伸長して、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも小さくなる。従って、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第１調圧ばね１２３の付勢力によって第２弁座１１２から離隔する上方に移動する。このため、温度上昇によって第２弁座１１２が膨張しても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が減少することが抑制される。その結果、第１ダイヤフラム弁体１２０が開く方向へ移動することが抑制される。
【0033】
また、温度下降の場合には、第２弁座１１２が収縮すると共に、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１及びばね受け１２６ｂは共に温度下降に伴って径方向に収縮するが、ばね受け１２６ｂは、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１よりも収縮量が大きい。このため、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置が、温度下降に伴って第２ダイヤフラム１１４に接近する下方に変位する。
【0034】
このようなばね受け１２６ｂの下方への変位に伴われて第２調圧ばね１２４が短縮して、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも大きくなる。従って、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第２調圧ばね１２４の付勢力によって第２弁座１１２に接近する方向に移動する。このため、温度下降によって第２弁座１１２が収縮しても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が増加することが抑制される。その結果、第１ダイヤフラム弁体１２０が閉じる方向へ移動することが抑制される。
【0035】
こうして、第１実施形態の流体制御装置ＦＣでは、温度変化が生じても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が変化することが抑制される。従って、第１ダイヤフラム弁体１２０の移動も抑制され、図１に示す燃焼装置１の燃焼状態が安定する。
【0036】
【0037】
第２実施形態の流体制御装置ＦＣでは、調整部材１２５の雄ねじ部１２５ａは、調整部材１２５の上端側の外周部に設けられている。そして、温度補正手段１２６は、調整部材１２５と第２ダイヤフラム１１４の間の筒部１１５ｂ内に配置され、調整部材１２５側の上端外周縁部に、径方向に折曲して拡径するばね受け１２６ｃが設けられた有底筒状の補正部材１２７から構成されている。補正部材１２７は、温度上昇に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長すると共に、温度下降に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に短縮する、樹脂等の適宜な材料から形成されている。
【0038】
また、第２実施形態の流体制御装置ＦＣでは、スペーサー１２８としての金属製のコイルばね１２８ａが補正部材１２７に内挿されている。コイルばね１２８ａの上端部は、雄ねじ部１２５ａの近傍に位置する調整部材１２５の中央部に位置し、コイルばね１２８ａの下端部は、補正部材１２７の内底部に位置している。そして、コイルばね１２８ａは、補正部材１２７を調整部材１２５に連結している。
【0039】
このような第２実施形態の流体制御装置ＦＣでは、樹脂製の補正部材１２７の熱膨張係数は、金属製のコイルばね１２８ａのそれよりも大きいため、温度上昇に伴って補正部材１２７は第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長し、ばね受け１２６ｃがダイヤフラム弁体１２２から離隔するように上方に変位する。一方、背圧室１０７内では、補正部材１２７の第２ダイヤフラム１１４側に位置する基端１２７ａの第２調圧ばね１２４の長さ方向の位置、すなわち、上下方向の位置は、コイルばね１２８ａの熱膨張量が微小であるため、温度変化に関わりなく変化しないか又はほとんど変化しない。その結果、第２調圧ばね１２４が、ばね受け１２６ｃの上方への変位に伴われて伸長し、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも小さくなる。従って、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第１調圧ばね１２３の付勢力によって第２弁座１１２から離隔する上方に移動する。このため、温度上昇によって第２弁座１１２が膨張しても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が減少することが抑制される。その結果、第１ダイヤフラム弁体１２０が開く方向へ移動することが抑制される。
【0040】
また、温度下降に伴って補正部材１２７が第２調圧ばね１２４の長さ方向に短縮するため、ばね受け１２６ｃは第２ダイヤフラム１１４に接近する下方に変位する。このようなばね受け１２６ｃの下方への変位に伴われて第２調圧ばね１２４が短縮して、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも大きくなる。従って、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第２調圧ばね１２４の付勢力によって第２弁座１１２に接近する方向に移動する。このため、温度下降によって第２弁座１１２が収縮しても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が増加することが抑制される。その結果、第１ダイヤフラム弁体１２０が閉じる方向へ移動することが抑制される。
【0041】
こうして、第２実施形態の流体制御装置ＦＣでは、第１実施形態の流体制御装置ＦＣと同様に、温度変化が生じても、調整部材１２５による第２調圧ばね１２４の付勢力の再設定を要することなく、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔が初期設定時に近づくように補正され、弁孔１１２ａを通じて第２圧力室１０５へ流入する燃料ガスＦの流量が変化することが抑制される。従って、第１ダイヤフラム弁体１２０の移動も抑制され、図１に示す燃焼装置１の燃焼状態が安定する。
【0042】
【0043】
第３実施形態の流体制御装置ＦＣでは、調整部材１２５の雄ねじ部１２５ａは、調整部材１２５の下端側の外周部に設けられている。そして、温度補正手段１２６は、調整部材１２５の雄ねじ部１２５ａから第２ダイヤフラム１１４と反対側に延び、温度上昇に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長すると共に、温度下降に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に短縮する伸縮部１２５ｂと、図２に示す実施形態２の流体制御装置ＦＣが備える補正部材１２７とから構成されている。調整部材１２５の伸縮部１２５ｂ及び補正部材１２７は共に、温度上昇に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長し、温度下降に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に短縮する、樹脂等の適宜な材料から形成されている。
【0044】
また、第３実施形態の流体制御装置ＦＣでは、第２実施形態の流体制御装置ＦＣと同様に、スペーサー１２８としての金属製のコイルばね１２８ａが補正部材１２７に内挿されている。コイルばね１２８ａの上端部は、調整部材１２５の伸縮部１２５ｂの第２ダイヤフラム１１４側と反対側に位置する端部１２５ｃの中央部に位置する。コイルばね１２８ａの下端部は、補正部材１２７の内底部に位置している。そして、コイルばね１２８ａは、補正部材１２７を調整部材１２５に連結している。
【0045】
このような第３実施形態の流体制御装置ＦＣでは、補正部材１２７と共に、調整部材１２５の伸縮部１２５ｂが、温度上昇に伴って第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長するため、ばね受け１２６ｃの上方への変位量が、第２実施形態の流体制御装置ＦＣよりも大きい。また、温度下降に伴うばね受け１２６ｃの下方への変位量も大きい。一方、調整部材１２５の伸縮部１２５ｂの第２ダイヤフラム１１４側と反対側に位置する端部１２５ｃと、補正部材１２７の第２ダイヤフラム１１４側に位置する基端１２７ａとの間の距離は、コイルばね１２８によって温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保たれ、基端１２７ａの背圧室１０７内での上下方向の位置は、第２実施形態の流体制御装置ＦＣと同様に、変化しないか又はほとんど変化しない。このため、第２調圧ばね１２４の伸長量及び短縮量を大きくすることができ、第２調圧ばね１２４の付勢力の調整量が増大する。従って、第３実施形態の流体制御装置ＦＣでは、第２実施形態の流体制御装置ＦＣと同様に機能すると共に、第２ダイヤフラム弁体１２２と第２弁座１１２の間隔の補正量を増大させることができる。
【0046】
【0047】
第４実施形態の流体制御装置ＦＣでは、第３実施形態の流体制御装置ＦＣから、補正部材１２７及びスペーサー１２８が省略され、温度補正手段１２６が、調整部材１２５の伸縮部１２５ｂのみから構成されている。すなわち、調整部材１２５の伸縮部１２５ｂの端部１２５ｃの中央部がばね受け１２６ｄを兼ね、第２調圧ばね１２４は、調整部材１２５と第２ダイヤフラム１１４の間に狭持されている。
【0048】
このような第４実施形態の流体制御装置ＦＣでは、温度上昇に伴って調整部材１２５の伸縮部１２５ｂが第２調圧ばね１２４の長さ方向に伸長し、ばね受け１２６ｄは上方に変位する。その結果、第２調圧ばね１２４は、ばね受け１２６ｄの上方への変位に伴われて伸長し、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも小さくなる。従って、第２ダイヤフラム弁体１２２は、第１調圧ばね１２３の付勢力によって第２弁座１１２から離隔する上方に移動する。また、温度下降に伴って調整部材１２５の伸縮部１２５ｂが第２調圧ばねの長さ方向に短縮し、ばね受け１２６ｄは下方に変位する。その結果、第２調圧ばね１２４の付勢力は初期設定時よりも大きくなる。従って、第４実施形態の流体制御装置ＦＣは、第１実施形態の流体制御装置ＦＣと同様に機能する。また、第４実施形態の流体制御装置ＦＣでは、補正部材１２７の構造が他の実施形態の流体制御装置ＦＣよりも簡略化されている。
【0049】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、燃焼装置１は、いわゆる給湯装置として例示したが、本発明の燃焼装置は、暖房装置や他の燃焼装置にも広く適用することができる。また、流体制御装置ＦＣを組み込むことができるゼロガバナの構成及び構造はゼロガバナ１００に限定されない。さらに、流体制御装置ＦＣの適用はゼロガバナ１００に限定されず、各種のガバナに適用可能である。さらにまた、第１実施形態の流体制御装置ＦＣでは、凸状部材１２６ａは調整部材１２５と一体的に成形されたものを例示したが、別体とすることもできる。別体の場合、固着具、接着剤等を用いて凸状部材１２６ａを調整部材１２５に固定することができる。
【0050】
そして、凸状部材１２６ａ及びばね受け１２６ｂを形成する夫々の材料は、熱膨張係数が異なる場合、ばね受け１２６ｂに正の熱膨張係数を有する材料を採用し、凸状部材１２６ａに、石英、ゴム、シリコン等の負の熱膨張係数を有する材料を採用することもできる。この場合、温度上昇に伴ってばね受け１２６ｂは径方向に拡大し、温度下降に伴って縮小する一方、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１は、温度上昇に伴って径方向に収縮し、温度上昇に伴って径方向に拡大して、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置を温度変化に伴い変位させることができる。
【0051】
また、凸状部材１２６ａ及びばね受け１２６ｂを形成する夫々の材料は、同種であってもよい。この場合、例えば、凸状部材１２６ａとばね受け１２６ｂの膨張又は収縮方向に異方性を持たせ、凸状部材１２６ａの膨張及び収縮方向を軸方向にし、ばね受け１２６ｂの膨張及び収縮方向を径方向にすることによって、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置を変位させることができる。この他、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１の外形に応じて、ばね受け１２６ｂの幅、厚み等を適宜設定することによっても、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置を温度変化に伴い変位させることができる。
【0052】
すなわち、ばね受け１２６ｂは第２調圧ばね１２４の巻き座等に固定されるため、温度変化に伴い、第２調圧ばね１２４から伝熱されて凸状部材１２６ａに比べ温度変化が大きくなる。これに対し、凸状部材１２６ａは、第２調圧ばね１２４に連結されないため、放熱等によって温度変化の影響をばね受け１２６ｂに比べて受けにくく、膨張量及び収縮量がばね受け１２６ｂよりも小さくなる。従って、凸状部材１２６ａの縮径部１２６ａ１に対するばね受け１２６ｂの外嵌位置を温度変化に伴って変位させることができる。
【0053】
第２実施形態及び第３実施形態の流体制御装置ＦＣについては、背圧室１０７内で補正部材１２７の基端１２７ａの第２調圧ばね１２４の長さ方向の位置を、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つことができる限り、コイルばね１２８ａの調整部材１２５及び補正部材１２７への取付方式は任意とすることができる。例えば、専用のワッシャを用いたり、コイルばね１２８ａの一方の端部にフックを形成し、フックを、調整部材１２５の端部１２５ｃ又は補正部材１２７の基端１２７ａ付近の内周に固定し、他方の端部は、調整部材１２５の端部１２５ｃ又は補正部材１２７の基端１２７ａに当接させたりする等が可能である。また、補正部材１２７は筒状の部材であれば、必ずしも有底筒状の部材である必要はなく、基端１２７ａは開放されていてもよい。さらに、スペーサー１２８は、コイルばね１２８ａに限定されない。スペーサー１２８には、背圧室１０７内で補正部材１２７の基端１２７ａの第２調圧ばね１２４の長さ方向の位置が、温度変化に関わりなく一定又はほぼ一定に保つことができる限り、任意のものを採用することができる。例えば、スペーサー１２８として金属製のロッドを採用することも可能である。この場合、金属製のロッドの調整部材１２５及び補正部材１２７への取付方式は、コイルばね１２８ａと同様に任意とすることができる。
【符号の説明】
【0054】
１…燃焼装置、１２…バーナ、１８…ガス供給路、Ｆ…燃料ガス、ＦＣ…流体制御装置、１０５…第２圧力室（圧力室）、１０７…背圧室、１１２…第２弁座（弁座）、１１２ａ…第２弁座１１２に形成された弁孔、１１４…第２ダイヤフラム（ダイヤフラム）、１１５…ダイヤフラムカバー、１１５ｂ…筒部、１１５ｂ１…雌ねじ部、１２２…第２ダイヤフラム弁体（弁体）、１２３…第１調圧ばね、１２４…第２調圧ばね、１２５…調整部材、１２５ａ…雄ねじ部、１２５ｂ…伸縮部、１２５ｃ…第２ダイヤフラム１１４（ダイヤフラム）と反対側に位置する伸縮部１２５ｂの端部、１２６…温度補正手段、１２６ａ…凸状部材、１２６ａ１…縮径部、Ｒ…外径、１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ…ばね受け、１２７…補正部材、１２７ａ…基端、１２８…スペーサー。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】