JPH0361203B2 - - Google Patents

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JPH0361203B2
JPH0361203B2 JP55163076A JP16307680A JPH0361203B2 JP H0361203 B2 JPH0361203 B2 JP H0361203B2 JP 55163076 A JP55163076 A JP 55163076A JP 16307680 A JP16307680 A JP 16307680A JP H0361203 B2 JPH0361203 B2 JP H0361203B2
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JP
Japan
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water
pressure chamber
diaphragm
valve
control valve
Prior art date
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Application number
JP55163076A
Other languages
English (en)
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JPS5785105A (en
Inventor
Yoshio Yamamoto
Yukio Nagaoka
Yoshuki Yokoajiro
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP55163076A priority Critical patent/JPS5785105A/ja
Publication of JPS5785105A publication Critical patent/JPS5785105A/ja
Publication of JPH0361203B2 publication Critical patent/JPH0361203B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/01Control of flow without auxiliary power
    • G05D7/0106Control of flow without auxiliary power the sensing element being a flexible member, e.g. bellows, diaphragm, capsule
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/08Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F23N1/087Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water using mechanical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス瞬間湯沸器や石油温水機などに
用いられ、水量の制御及び水量検出の働きをする
水制御装置に関するもので、ダイヤフラムで隔離
された1次圧室と2次圧室の間の圧力差を調節弁
で制御することによつてダイヤフラムと連動する
弁開度を調節することを特徴としている。従来、
水の流通経路中に調節弁を設け、その前後の圧力
差をダイヤフラムに作用させる方式の制御装置が
用いられているが、流通経路に直接調節弁を挿入
する都合上、寸法が大きくなるばかりでなく操作
する力も高く必要とした。又、他の例として、ダ
イヤフラムと連動する主弁よりも上流側通路と前
記主弁の下流側通路を各々ダイヤフラムの背圧側
と連通させ、その連通部に設けた調節弁で背圧側
の圧力を変化させることによつてダイヤフラムと
連動した主弁の開度を制御する方式も知られてい
る。この方法は調節弁を動かす操作力は少なくて
良いが、この構成では上流側の供給圧力の変化が
そのままダイヤフラム背圧側の圧力変化になつて
表われるので、供給圧力変化があつても流量を安
定させるガバナ効果が無かつた。又、調節弁の圧
力損のため流し得る最大水量にも限度があつた。
本発明は、水の流通経路へ調節弁を挿入せず、
関接的に水量制御を行うもので、寸法形状の小型
化と操作に必要な力の低減を達成し、同時に給湯
機器で必要な通水量が供給水圧の変動にかかわら
ず安定化させることを目的としている。
以下、実施例を示した図に基いて更に詳細な説
明を行う。
第1図は、水制御装置の断面図を含んだガス瞬
間湯沸器の構成図である。1は水制御装置で、水
は流入経路2の一部をなす入口3から室4に入
る。室4の上方には制御孔5が開口しており、こ
こから1次圧室6に水は流入し、次に流出経路7
の一部をなすベンチユリー管状の絞り部8を通つ
て流れ去る。9は制御孔5と相対応した弁で、1
次圧室6の上面にあるダイヤフラム10と連動す
るよう取付けられている。ダイヤフラム10の他
面は2次圧室11に臨んでおり、2次圧室11中
にあるバネ12によつて常に1次圧室6の方向へ
押圧附勢されている。ダイヤフラム10は上下動
が可能で、その動きは軸13によつて外部へ伝え
られる。
次に、1次圧室6と2次圧室11の間を結ぶ第
1連通路14があつて、1次圧室6側の開口15
と2次圧室11側の開口16の途中に調節弁17
が設けられている。この調節弁17はつまみ18
で回転され、図に於て左右に動くことによつて第
1連通路14の通水抵抗を変えることができる。
第1連通路14に対して、ほぼ対称位置には第2
連通路19がある。これは、流出経路7中の絞り
部8に設けた開口20と2次圧室11に設けた開
口21を結んだものである。
流出経路7には途中に熱交換器22があり、図
示しない給湯蛇口へ湯が供給される。
一方、燃料ガスは、ガス通路23を通つてガス
コツク24に入る。この後、パイロツト通路25
からパイロツトバーナ26へ行く回路と並列に、
主通路27から主バーナ28へ行く回路がある。
主通路27の途中には、水制御装置の軸13の
動きによつて開閉する応動弁29が設けられてい
る。この他に、図示していないが点火装置や、着
火検出装置が設けられている。
ガスコツク24を操作してパイロツトバーナ2
6に点火させ、着火したことを確認した後に、主
通路27へガスを供給する。後述の理由により、
水が流れると応動弁29が開いて主バーナ28で
燃焼し、湯を得ることができる。
さて、水制御装置の作用について、第2図の動
作説明図を用いて説明する。第2図Aは、水量と
ダイヤフラム差圧の関係を示すものである。水量
の増加と共に絞り部8と1次圧室6の圧力差はほ
ぼ自乗の関係で増加する。ここで、イは調節弁1
7が全閉の状態を示している。ロ,ハと次第に弁
17を開けて行き、ニが全開状態を示す。調節弁
17が全閉のイの状態は、第1連通路14が無い
のと同じ状態で、ダイヤフラム差圧は絞り部で生
じている圧力差に等しい。ところが、調節弁17
をわずかでも開くと、第1連通路14から、2次
圧室11、第2連通路19という水路が形成され
て、第1連通路14の開口15と、第2連通路の
開口20との間に、絞り部の圧力差が加わること
になる。この結果、ダイヤフラム10の2次圧室
11の圧力はベンチユリー管圧力差を第1連通路
14の抵抗と第2連通路19の抵抗比で分圧され
た値となるので、調節弁17を開くに従つて、同
じ水量であつてもダイヤフラム10に作用する差
圧は減少することになる。次に、第2図Bは、ダ
イヤフラム10に作用する差圧で生じるダイヤフ
ラム10の力と、弁9の開度を示している。ダイ
ヤフラム10の力が、バネ12の設定荷重に打ち
勝つ強さになれば、弁開度は次第に狭くなつて行
き、同時に、弁9を通過する時の通水圧力降下も
増大する。良く知られているように、弁開度が少
くなると指数関数的な圧力降下を生じるようにな
る。
今、調節弁17の開度をロの状態と仮定する
と、水量W2に於てダイヤフラム差圧はΔP2とな
り、これはダイヤフラム10の面積に作用して
F2という力を生じている。このF2の力とバネ1
2の反発力が釣り合う弁開度はq2である。この状
態で、入口3へ加わる水圧が上昇したと仮定する
と、水量は増加しようとするが、その結果、弁開
度q2は微少量だけ減少しようとする。この弁開度
の減少は、この部分での圧力損を急増するように
作用するので、入口水圧の上昇分をほぼ弁9の部
分で消費してしまい結果的にW2の水量値をほぼ
保つことができる。これは良く知られているガバ
ナ効果である。すなわち、調節弁17の開度がロ
であれば、水量W2を維持する働きがあるのであ
る。同様に、調節弁開度をハにすれば水量W3を、
開度をニにすれば水量W4を維持するように作用
している。水量を増すように調節弁17の開度を
設定するに従つて、弁9の開度が広くなるのは、
水量が多いほど、広い開度でも圧力損が急増する
現象を示し、いわゆるガバナ効果を発揮するため
である。
以上述べたように、調節弁17の開度を変更す
れば、ガバナとして維持しようとする水量値を変
更することが出来る。
水が主として流れる通路中には調節弁17を入
れることなく、関接的にダイヤフラム10に作用
する差圧を変更して通水量を制御するものである
が、調節弁17を設けていない第2連通路19の
通水抵抗を安定化させる為に、第3図の部分断面
図の方法が有効である。ここでは、第2連通路1
9の途中にオリフイス30を挿入した。オリフイ
ス径が大きいと同じ調節弁17の開度でも水量は
少く維持されるので、第1連通路14や調節弁1
7を小さく構成し、且つ、最大に流し得る水量値
を多く確保するにはオリフイス30の径は小さい
方が良い。余り、小さくなれば、水圧の急変動に
応答遅れが生じるので、設計的な最適値を見い出
す必要はある。
ダイヤフラム10は、その力とバネ12の反発
力によつてその位置は決まるが、これは弁9を移
動させるのみでなく、軸13も同時に上下に動
く。従つて、軸13によつて直接機械的に応動弁
29を押し開いても良いし、マイクロスイツチを
中継して電気的に応動弁29(この場合は電磁
弁)を開いても良い。すなわち、水量を検出して
ガス燃焼を行わせる水量検出器としての作用も行
うのである。
さて、第1連通路14が1次圧室につながる開
口15と、第2連通路19が流出経路7中の絞り
部8につながる開口20とは取付状態に於て、高
さ関係を変えておくと良い。これは凍結防止の目
的で行う水抜きを完全に行う為である。図示して
いないが、入口3や熱交換器22通過後の流出経
路には水抜き栓が設けられている。これらの栓を
開けると、高さの低い方の栓から排水され、高い
方の栓から空気が入る。しかし、従来は、2次圧
室11は1本の連通路(第1図で言えば第2連通
路19)でしか接続されていなかつたので表面張
力によつて水と空気の置換することができず、2
次圧室11の水は水抜きし難いものであつた。と
ころが、本発明によれば2本の連通路14,19
を有しているので、水抜き操作した時に最初に空
気と置換される1次圧室15や絞り部8に臨む開
口15と開口20の高さ関係を変えて構成すれ
ば、極めて迅速な水抜きが行える。図の場合で
は、開口15から空気が入り、開口20から排水
され、これらの水は水抜き栓から外部へ出され
る。更に、2次圧室11の中心に対して2本の連
通路14,19を対称に配置すれば水抜きはより
完全を期すことが出来る。
第1図では、第1連通路14側に調節弁17を
設けたが、第2連通路19側に設けても良い。こ
の場合は、調節弁開度を開けるに従つて2次圧室
11の圧力は絞り部8の圧力に近ずくので差圧は
増加することになつて水量値は減少する。すなわ
ち、第2図で説明したのと逆に作用する。
以上説明したように、ガバナとして作用するダ
イヤフラムの差圧を、主通水路の抵抗値を変える
ことなく関接的に行う方法なので、水量変更の為
の調節弁が小型化され、必要な移動量や操作力が
著しく軽減され操作が容易となる。又、ダイヤフ
ラムに作用する圧力が通水量に応じた値を示す構
成であるから、供給水圧の変化があつても通水量
の安定化が図られ給湯機に応用した時に定常時は
もちろん水圧急変時にも湯温の安定化を実現する
ことが出来る。更に、水抜き性能が向上して凍結
による破損や使用不能状態が解消される。
また、水量制御の駆動圧力を、ポンプの如き外
部動力にたよらず、自らの通水で発生する圧力を
利用しているから、装置の小型・簡素化を図れる
とともに、外部動力の故障による動作不良の恐れ
もなく、信頼性を高められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である水制御装置の
断面図を含むガス瞬間湯沸器の構成図、第2図は
動作説明図、第3図は他の実施例に於ける水制御
装置の部分断面図である。 10…ダイヤフラム、6…1次圧室、11…2
次圧室、5…制御孔、9…弁、2…流入経路、7
…流出経路、14…第1連通路、8…低圧部、ベ
ンチユリー管、19…第2連通路、17…調節
弁、30…オリフイス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ダイヤフラムと、ダイヤフラムで隔離された
    1次圧室並びに2次圧室と、1次圧室へ上流から
    の流入部となる制御孔と、ダイヤフラムと連動し
    制御孔開度を変える弁と、制御孔へ至る流入経路
    と、1次圧室から下流へ出る流出経路及びその途
    中に設けた絞り部と、1次圧室と2次圧室を連通
    する第1連通路と、前記絞り部と2次圧室を連通
    する第2連通路と、どちらか一方の連通路に設け
    た調節弁によつて構成され、この調節弁開度を変
    化させることによつて流入水量の制御を行う水制
    御装置。 2 絞り部は流出経路中のベンチユリー管によつ
    て形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の水制御装置。 3 調節弁を有しない連通路にはオリフイスを配
    置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の水制御装置。 4 2次圧室於ける2個の連通路の開口位置は、
    2次圧室で、ほぼ対称に設けられていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の水制御装
    置。 5 第1連通路が1次圧室に開口する位置と、第
    2連通路が流出経路に開口する位置とは高さ関係
    を違えて設けたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の水制御装置。
JP55163076A 1980-11-18 1980-11-18 Water volume controller Granted JPS5785105A (en)

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JPS5785105A JPS5785105A (en) 1982-05-27
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JPS60176118A (ja) * 1984-02-22 1985-09-10 N T C Kogyo Kk 給湯施設における自動流量調整弁
JP2541522B2 (ja) * 1986-08-29 1996-10-09 株式会社 ハ−マン 給湯装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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