JPH0376487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス燃焼機器のバーナへ供給するガス
圧力を制御するモーター駆動式比例制御弁で閉止
機能を有するものに関する。

従来例の構成とその問題点 従来、ガス圧力を制御し、バーナの燃焼量を電
気的に比例制御するガス燃焼機器のガス通路部は
コントローラからの電気信号により、ガス通路を
開閉する電磁弁と、バーナのノズルへのガス圧力
を調整する比例制御弁とから構成される。

ここで、電磁弁は弁の気密性を保持し信頼度を
上げるため、２個直列に接続するか、あるいは２
つの電磁弁を一体成形した２連電磁弁を使用して
対処している。このため、電磁弁と比例制御弁か
ら構成されるガス通路部は高価になる欠点を有し
ていた。

そのため、比例制御弁に閉止機能をつけて、電
磁弁を１ケ少なくし、電磁弁と閉止機能付のガス
比例制御弁でガス回路を構成することが考えられ
た。

閉止機能付比例弁の従来例を第１図に示す。第
１図において、１はガスの通路を形成する弁ボデ
イでガスは入口２より流入し、１次圧室３を経て
弁座４と弁５の間を通過し、２次圧室６に至り出
口７より流出する。弁５の上部にはダイヤフラム
８と受圧板９が固着され、受圧板９には調圧ばね
１０の下端部が当接している。調圧ばね１０の上
端部には回転止されたナツト１１が当接し、ナツ
ト１１にはモータ１２のシヤフト１３が固定され
たねじ１４が螺合している。したがつてモータ１
２が回転することにより調圧ばね１０を伸縮させ
る構成となつている。モータ１２のシヤフト１３
には歯車１５が固定され、この歯車１５と噛み合
つてポテンシヨメータ１６のシヤフト１７に固定
された歯車１８が設けられている。１９は閉弁用
ばねで、弁５を弁座に押圧している。そのばね力
は、調圧ばね１０が伸びた状態では、十分な閉止
力を弁５に与えるよう設定されている。

この構成において、調圧ばね１０から下部は周
知のガスガバナの働きをする。すなわち弁５に作
用する調圧ばね１０の力に応じて２次圧室６のガ
ス圧が調圧される。モータ１２に通電するとねじ
１４とナツト１１により回転運動を直線運動に変
換し、調圧ばね１０の弁５に作用する力を増減す
る。この時、閉止ばね１９のばね力が弁５に閉止
力を与えているため、第２図にモータの回転角度
と２次圧室６の圧力の関係を示すように、モータ
１２が回転しても２次圧力は発生しない。調圧ば
ね１０の力が閉止用ばね１９の力を上回ると２次
圧力が発生する。そして同時にモータ１２の回転
位置は歯車１５，１８を介してポテンシヨメータ
１６に伝えられ電気抵抗値として検出される。す
なわちポテンショメータ１６の抵抗値は２次圧室
６のガス圧力と対応させることができる。従つて
ポテンシヨメータ１６の抵抗値が目標とするガス
圧に対応するガス圧に対応する値になるようモー
タ１２を回転する自動制御系を形成することによ
り、ガス圧力制御ができるものである。

この従来の閉止機能付比例制御弁では、調圧ば
ね１０が伸縮して力を発生する場合に、閉弁ばね
１９の力が常に弁５に作用しているため、十分な
閉弁力を得ようとすれば調圧ばね１０のセツト荷
重を大きくする必要がある。そのため、モータの
駆動力も大きなものが必要になり、モーターも高
価であつた。また実用的な形状で、大きな閉弁力
を得ようとすれば、大きなばね定数のばねを使用
せねばならず、したがつて調圧ばねのばね定数も
大きくなり、ガスガバナ特性も悪くなつていた。

発明の目的 本発明は、ガス通路部に使用する比例制御弁に
閉止機能をもたせることにより、ガス燃焼機器の
電磁弁と比例制御弁の２つの働きを１つのアクチ
ユエータで実現しながら、大きな閉止力を与えて
気密の信頼性が高く、ガバナ特性のすぐれた閉止
機能付比例弁を提供することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するため本発明は、液体の入
口、出口、弁座を形成した弁ボデイと、弁座に対
向する弁体と、前記弁体に中心部を固着して閉弁
方向に流体圧力が作用するダイヤフラムと、モー
タと、前記モータの回転運動を直線運動に変換す
る機構部と、前記機構部の直線運動で伸縮し弁体
に開弁方向の力を作用させる調圧ばねと、弁体を
閉弁させる方向に力を作用させる閉弁用ばねと、
前記モータの回転位置を検出する位置検出器と、
前記調圧ばね動作域では前記閉弁用ばねの力が前
記弁体に作用しないように働く閉弁用ばね解除と
からなる。

この機成によりモータの回転運動を機構部にて
直線運動に変換し、調圧ばねの力を可変し、流体
圧を比例制御するように作用するとともに閉弁用
ばね解除機構にて、閉弁時は閉弁用ばねにて弁体
を閉止し、比例制御時には閉止用ばねの力を弁体
から解除するように作用する。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。

第３図において、２０はガス通路となる弁ボデ
イで、ガスは入口２１より流入し、１次圧室２２
を経て弁座２３と弁体２４に装着されたＯリング
２５の間を通過し、２次圧室２６に至り出口２７
より流出する。弁体２４の上部にはダイヤフラム
２８と上受圧板２９、下受圧板３０がDF軸３１
とトメワ３２により固着されている。上受圧板２
９には調圧ばね３３の下端部が当接している。ダ
イヤフラム２８は弁ボデイ２０にカバー３４で固
定されている。調圧ばね３３の上端部は、カバー
３４の内部を上下に可動するばね受け３５が当接
している。

モータ３６は取付板３７に固定されたキヤツプ
３４に位置決めして固定している。モータ３６の
回転運動は回転運動を直線運動に変換する機構部
のカム３８とスライドピン３９により直線運動に
変換される。モータ３６には減速部４０と、モー
タの回転角度を検出する位置検出器としてポテン
シヨメータ４１が同軸に組立てられ、モータ３６
の出力軸がカム３８に直結されている。なお、ポ
テンシヨメータは必要に応じて５回転、10回転等
の多回転型ポテンシヨメータを使用してもよい。
モータ３６の回転角度とスライドピン３９の変位
の関係はカム３８の形状により任意に設計でき
る。

一方、弁体２４に閉止力を与える閉弁用ばね４
２は引張りばねであり、DF軸３１に弁体２４の
ストローク以上の遊びを有する係止部材４３を介
してカム３８の回転に連動するレバー４４に引掛
けて、溝付コマ４５によりリンク機構としてい
る。そしてモータ３６の回転角度を閉弁用ばね動
作域と調圧ばね動作域に分割し、かつ調圧ばね動
作域では前記閉弁ばね４２のばね力が弁体２４に
作用しないように働く閉弁用ばね解除機構を構成
している。４６はスライドピン３９とばね受けの
自重を調圧ばね３３に作用させないキヤンセルば
ねである。４７は弁体を支えるバイアスばねであ
る。

上記構成における作用について説明する。この
構成において調圧ばね３３から下部は従来例同様
に周知のガスガバナの働きをする。すなわち弁体
２４に作用する調圧ばね３３の力に応じて２次圧
室のガス圧が調圧される。モータ３６に通電され
るとモータ３６と直結したカム３８が回転する。
この時、ばねは変位し始めるが、第５図にモータ
の回転角度とばね変位の関係を示す。つまり、回
転角度が零の状態で弁体２４が閉して閉弁用ばね
４２の力が弁体２４に作用している。そして、モ
ータ３６の回転にしたがいレバー４４が移動し閉
弁用ばね４２の変位を減少させ、タイミング機構
で設定されたモータ３６の回転角度である閉弁用
ばね動作域において、弁体２４に閉弁用ばねの力
が作用しなくなる。そして今度は調圧ばね３３が
スライドピン３９の変位にしたがつて変位し始
め、弁体２４に力を作用し始める。これが調圧ば
ね動作域である。この時の２次圧力の変体を第６
図に示し、閉弁用ばね動作域では弁体２４は閉じ
られ２次圧力は発生しない、調圧ばね動作域にな
ると、調圧ばね２４の力により２次圧力が発生
し、カム３８の形状により実線で示す２次関数曲
線の変化をさせ圧力設定を容易になるようにして
いる。また一点鎖線で示すように、バーナの最小
燃焼量で調圧ばね動作域が開始するように調圧ば
ね３３を設定しておくことも可能である。

モータ３６の回転はポテンシヨメータ４１の抵
抗値として検出され、２次圧室２６のガス圧力と
対応させることができる。したがつてポテンシヨ
メータ４１の抵抗値が目標とするガス圧力に対応
する値になるようモータ３６を回転する自動制御
系を形成し、ガス燃焼機器のバーナへのガス圧を
比例制御することができる。なお、モータ３６に
パルスモータを用いれば、ポテンシヨメータ４１
は必要なく、同様の動作をさせることが可能であ
る。

このように本実施例によれば、１つのアクチユ
エータで比例制御弁を電磁弁の機能を有する閉止
機能付比例弁が実現し、ガス燃焼機器のガス通路
部が簡素になりコストが安くなる。また閉止機能
を付加する閉弁用ばねに引張りばねを用いるので
調圧ばねと閉弁用ばねを同一方向から伸縮させる
ことが可能となり簡単な構成とすることができ
る。また、調圧ばねが動作する時に閉弁用ばねが
無関係であるため、調圧ばねのばね定数が小さく
できるのでガバナ特性がすぐれ、かつ独立して閉
弁用ばねの力を強くすることができるので閉止機
能のすぐれた信頼性が高くなるという効果があ
る。

発明の効果 本発明によれば次の効果が得られる。

(1) 閉止機能付比例弁においては、従来、閉弁用
ばねで閉止力を与え、比例制御をするために閉
弁用ばねの力を上回るばね力を調圧ばねで与え
て、その差の力で２次圧力を発生していたのに
対し、調圧ばねと閉弁用ばねのばね力が別々に
弁体に作用する。このため調圧ばねの力に、閉
弁用ばねは無関係であるので、弁体の閉止力を
大きくすることが可能となるので気密性に対す
る信頼性の向上に大きな効果がある。

(2) 調圧ばねのばね定数が小さいため、比例制御
弁としてのガバナ特性などの性能向上に大きな
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の閉止機能付比例弁の構成図、第
２図は従来例のモータ回転角度と２次圧の関係を
示す特性図、第３図は本発明の一実施例である閉
止機能付比例弁の正面断面図、第４図は同上の側
面図、第５図は同上のモータ回転角度とばねの変
位を示す特性図、第６図は同上のモータ回転角度
と２次圧の関係を示す特性図である。 ２０……弁ボデイ、２１……入口、２２……出
口、２３……弁座、２４……弁体、２８……ダイ
ヤフラム、３３……調圧ばね、３６……モータ、
３８……機構部のカム、３９……機構部のスライ
ドピン、４２……閉弁用ばね、４４……レバー、
４５……溝付コマ（４４，４５……閉弁用ばね解
除機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体の入口、出口、弁座を形成した弁ボデイ
   と、弁座に対向する弁体と、前記弁体に中心部を
   固着して閉弁方向に流体圧力が作用するダイヤフ
   ラムと、モータと、前記モータの回転運動を直線
   運動に変換する機構部と、前記機構部の直線運動
   で伸縮し弁体に開弁方向の力を作用させる調節ば
   ねと、前に弁体を閉弁させる方向に力を作用させ
   る閉弁用ばねと、前記調節ばね動作域で、前記閉
   弁用ばねの力が前記弁体に作用しないように働く
   閉弁用ばね解除機構とからなる閉止機能付比例
   弁。 ２ 閉弁用ばねに引張りばねを用いる構成とした
   特許請求の範囲第１項記載の閉止機能付比例弁。