JPS599283Y2 - 制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は流体の制御弁に関し、更に詳細にはガバナ機
能と共に流量制御機能を備えた制御弁に関する。

第１図は従来の制御弁を示す断面図であり、図において
１は制御弁（ガバナ）本体で、ガス入口｛Ｌ２から供給
されたガスは、弁座４と弁体５で構威されるガス通路（
以下、「連通部」という）５０を径て、排出部３に至る
。

６は弁体５を固定するダイヤフラムで大気との気密作用
を有する。

７はダイヤフラムの受圧面積を常に所定値に保つための
受圧板で、ダイヤフラム６に固定されている。

８は二次圧調節バネ、９はこのバネ８のバネ圧を調節す
るための調節ネジである。

１０は一次室、１１は二次室を構或している。

１２はダイヤフラム６より上部に形戊された空間を大気
に連通ずる為の連通孔である。

以上の様に構威された制御弁（ガバナ）は、大気圧と調
節ガス圧（二次室１１内の圧力を言う。

以下二次圧と言う。

）との差圧の検出によって、流体の人口孔２に供給され
るガス圧（以下一次圧という。

）の変動によらず常に一定の二次圧に保つ事が可能であ
る。

動作は、二次圧と大気圧の差によってダイヤフラム６に
作られた力と、調節バネ８のバネ圧によってきめられた
設定値、すなわち定まった圧力がかかつている。

二次圧がこの設定圧力より高ければダイヤフラム１は上
昇し低ければ下降する。

この差圧の検出による動きが弁体５に伝えられ、設定圧
力より高いときは、連通部５０の流路断面積をせまくし
低いときは広くするように弁体５の開度が変化する。

したがって設定圧力（二次圧）は、ダイヤフラム６面積
と調節バネ８のバネ圧力によって定められ一次圧の変動
によらず、常に一定の二次圧を保ち、すなわち、負荷に
供給するガス流量を常に一定に保つ事が可能である。

したがって、従来の制御弁の二次圧調節装置は、以上の
ように構或されているので、例えばＬＰＧ、都市ガス等
の各種ガスあるいは液体などに供用する場合、調節ネジ
９を調節して二次圧の設定を変える必要があった。

したがって例えばガス種を頻繁に変える様な燃焼装置又
二次圧の設定を頻繁に変える様な燃焼装置などにおいて
は、非常に取扱い不便なものであった。

この考案は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、電磁石と磁性体を組合せた簡単
な構或で上記二次圧の設定を電気的に調節可能であり、
しがもガバナ機能と同時に流量制御機能を具えた制御弁
を提供することを目的としている。

以下、この考案の一実施例を図｝について説明する。

第２図において１〜１２及び５０は第１図と同一または
相当部分を示すが、特に１，５及び７は非磁性材料で構
戊される。

１３はつぼ形の外磁極を有する電磁石であり、その中心
軸部に中心磁極１４を有している。

１５は巻線わく、１６は巻線で、この巻線１６に通電す
る事によって磁路が形或される。

電磁石１３の磁路は、中心磁極１４と、外磁極の開口側
部１３ ａと中心磁極の先端部１４ａを結ぶ空気ギャッ
プ中で形戊され特に、この空気ギャップからのもれ磁束
が電磁石１３の下部側（制御弁本体側）に多量に生じる
構造に工夫されている。

１７は円筒状の永久磁石でこの中心軸線は中心磁極１４
の中心軸線に一致しており、かつ弁体５、ダイヤフラム
６、受圧板７の中心軸にも一致するように上記５，
６． ７と一体に保持されておりその極性は軸方向着
磁であって、電磁石１３の中心磁極に生じる極性と同極
性側を、電磁石１３に面するように設けられている。

従って巻線１６に通電していないときは中心磁極１４に
自己の磁気でもって吸引され、巻線１６に通電したとき
には中心磁極１４が同極性に励磁され、この中心磁極１
４と永久磁石１７の間に周方向均一な磁気反発力Ｆ１が
発生する。

したがって電磁石パワーを可変する事によって磁気反発
力はほぼ比例的に可変出来る。

第２図に示す実施例の場合上記の磁気反発力を有効に得
るには永久磁石１７と外磁極の開口部１３ａとのギャッ
プＢはＡ＜Ｂとする事によって可能である。

又、この構或では永久磁石１７を中心軸線からずらせる
様な応力は、電磁石１３と永久磁石１７の構威が軸対称
でかつ周方向にも均一な磁気反発力が得られることから
、ほとんど零と考えられる。

又、ダイヤフラム６への二次圧の影響で、弁体５、永久
磁石１７は、周方向均一なダンパーを有した構造であり
、電磁石１３と永久磁石１７の軸のずれもほとんど無く
、したがって磁気反発力とダイヤフラムヘの二次圧の作
用する力との差圧で、弁体５は上下にスムーズに動作可
能である。

第３図は、上記実施例に示した制御弁の特性を示すもの
である。

図においてａ点は、永久磁石１７が中心磁極１４に対し
て吸引力を失なう点ですなわち、電磁石１３の磁力と永
久磁石１７の磁力が等しくなる点である。

この点よりさらに電磁石パワーを増せば、しだいに二次
圧を調節可能となり、所望の二次圧を得る事が可能とな
る。

従って巻線１６へ流す電流の大きさを変えることによっ
て二次圧に見合った流体の流量を得ることが可能であり
、一方上記電流を所望の値に保持した場合にはガバナの
働きを与えることが可能である。

第３図において縦軸に流量をとった場合にもほぼ同様の
曲線となる。

従来ガバナの前段にガバナとは別に流量の制御弁を設け
て用いていたが上記説明から理解されるようにこの考案
によればこれらを一つのもので兼ねさせることが可能で
あるという顕著な特徴を有する。

なお、上記第２図に示す構或において磁気反発力を有効
に得る為には、中心磁極１４の径よりも永久磁石１７の
径は大きくする必要があり、この逆の場合は、有効に磁
気反発力が得られない。

又、長期間にわたって第３図に得られる特性を維持する
ためには、永久磁石の磁気的特性を十分に吟味して、減
磁の影響が出ない様に電磁石、その他の設計を行なう必
要があることは言うまでもない。

又、磁気反発力を有効に得る為にフエライト磁石、その
他の保磁力の大きな永久磁石を利用する等の事も言うま
でもない。

又、この考案によれば、弁体と弁座の気密作用を十分持
たせた構造では、電磁石への通電が行なわれていない時
、永久磁石は中心磁極に対して吸引力が作用し、したが
って流体開止弁としての効果を合せ持つという利点を有
する。

第４図はこの考案の他の実施例を示し、永久磁石１７と
して中心磁極１７ ａの外周に対向して突設され該中心
磁極１７ ａと反対の極性を有する外磁極１７ ｂを備
えたものを用いた例である。

この場合には反発力がさらに有効に働くことが期待でき
る。

この他永久磁石１７と弁体５とを同一の材料で形戊する
こともできる。

なお、以上説明した実施例は、電磁石１３の構或を中心
磁極１４と、これをとりまくつぼ形の磁極とで構或した
ものを示したが、必ずしもこの構戒とする必要はなく、
例えばつぼ形の外磁極をコ字形ヨークとリング状の磁極
とで構威してもよい。

このように永久磁石１７の周囲をとりまく磁極を環状に
するのは、永久磁石１７との間に発生する反発力が均一
かつバランスのとれた力とするためのもので、通電量と
二次圧との比例関係を良好に保つうえで大きな影響を有
するからである。

ところで上記説明では反発力を利用する場合について説
明したが、必ずしもこれに限定されないことは言うまで
もなく、従って永久磁石に代えてけい素鋼など他の磁性
体を用いても良い。

さらに流体としてガス以外に液体あるいはスラノーなど
の液状体の制御弁としても用いることができることは勿
論である。

また、上記実施例では二次室にダイヤフラムを有するも
のについて説明したが、弁体とダイヤフラムの面積を適
当に選ぶことにより一次室にダイヤフラムを設けること
も可能であることは云うまでもない。

本考案の用途としては例えば室温、湯温などの情報をフ
ィードバックして所定の室温、湯温を得るように燃料入
力の制御を行なう入力制御ガバナとして有効に用いられ
、さらに燃焼装置、内燃機関等の空燃費を制御するため
の弁などとして広く用いられる。

以上説明した通り、この考案の制御弁は送給される流体
を受け入れる一次室、この一次室に連通部を介して連通
し上記一次室から流体を受け入れる二次室、この二次室
に設けられた流体の排出部、上記一次室または二次室の
一部を構戊すると共に該一次室または二次室の圧力に応
動して可動し得るダイヤフラム、このダイヤフラムと共
に可動し上記連通部の流路断面積を可変し得る弁体、こ
の弁体に保持された磁性体、この磁性体を吸引または反
発し得る電磁石を備えたものにおいて、前記磁性体と弁
体とをその各中心軸線が上記ダイヤフラムの中心軸線と
一致するように配置するとともに、上記電磁石はその中
心磁極の中心軸線が上記磁性体の中心軸線に一致してお
り、しかもその中心磁極の周囲に環状の外磁極を配置し
た構或を有し、この外磁極及び中心磁極と磁性体との間
に空気ギャップを形威した構或であるので、二次圧の調
節が容易であり、しかも通電量と二次圧との比例関係を
良好に保つことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガバナを示す縦断面図、第２図はこの考
案の一実施例を示す要部断面図、第３図はこの考案にな
る制御弁の特性を示す図、第４図は他の実施例を示す要
部断面図である。 図中、３は排出部、５は弁体、６は弾性部材としてのダ
イヤフラム、１３は電磁石、１７は永久磁石、５０は連
通部である。 各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）送給される流体を受け入れる一次室、この一次室
   に連通部を介して連通し上記一次室から流体を受け入れ
   る二次室、この二次室に設けられた流体の排出部、上記
   一次室または二次室の一部を構或すると共に該一次室ま
   たは二次室の圧力に応動して可動し得るダイヤフラム、
   このダイヤフラムと共に可動し上記連通部の流路断面積
   を可変し得る弁体、この弁体に保持された磁性体、この
   磁性体を吸引または反発し得る電磁石を備えたものにお
   いて、前記磁性体と弁体とをその各中心軸線が上記ダイ
   ヤフラムの中心軸線と一致するように配置するとともに
   、上記電磁石はその中心磁極の中心軸線が上記磁性体の
   中心軸線に一致しでおり、しかもその中心磁極の周囲に
   環状の外磁極を配置した構戊を有し、この外磁極及び中
   心磁極と磁性体との間に空気ギャップを形威したことを
   特徴とする制御弁。
2. （２）磁性体が永久磁石であることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の制御弁。