JPS61161336A - 比例弁制御装置 - Google Patents
比例弁制御装置Info
- Publication number
- JPS61161336A JPS61161336A JP60001043A JP104385A JPS61161336A JP S61161336 A JPS61161336 A JP S61161336A JP 60001043 A JP60001043 A JP 60001043A JP 104385 A JP104385 A JP 104385A JP S61161336 A JPS61161336 A JP S61161336A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- proportional valve
- coil
- control
- signal
- current
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N1/00—Regulating fuel supply
- F23N1/002—Regulating fuel supply using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/16—Measuring bridge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2225/00—Measuring
- F23N2225/08—Measuring temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ガス燃焼器等に用いられ、燃焼負荷信号、す
なわち湯温、室温等に応じて連続的にガス流量（圧力）
を制御し、所望の温度を得るための比例弁の制御装置に
関するものである。
なわち湯温、室温等に応じて連続的にガス流量（圧力）
を制御し、所望の温度を得るための比例弁の制御装置に
関するものである。
従来の技術
従来の比例弁制御装置（例えば実公昭５７−５９８９１
号公報第３図）を第４図に示し、１は湯温、室温等の温
度を検出する感温素子、２は直流電源、３は後述する構
造の比例弁のコイル、４は感温素子１の信号に応じて比
例弁のコイル３に流れる電流を制御する制御回路である
。
号公報第３図）を第４図に示し、１は湯温、室温等の温
度を検出する感温素子、２は直流電源、３は後述する構
造の比例弁のコイル、４は感温素子１の信号に応じて比
例弁のコイル３に流れる電流を制御する制御回路である
。
制御回路４は感温素子１とブリッジを形成する抵抗５，
６，７、トランジスタ８，９、トランジスタ９０ベース
抵抗１０、エミッタ抵抗１１ｉ有する。
６，７、トランジスタ８，９、トランジスタ９０ベース
抵抗１０、エミッタ抵抗１１ｉ有する。
基準値は、抵抗５，６．７で定まり、トランジスタ８で
比較し、基準値と感温素子１の温度信号の差に比例した
信号をトランジスタ９で増幅し、比例弁のコイル３の電
流を変化させてガス流量を変化させ湯温、室温等を制御
する。
比較し、基準値と感温素子１の温度信号の差に比例した
信号をトランジスタ９で増幅し、比例弁のコイル３の電
流を変化させてガス流量を変化させ湯温、室温等を制御
する。
第５図にこの種比例弁制御装置に用いられる比例弁１２
の断面構造図を示し、流体人口１３と流体出口１４０間
に設けた弁座１５に対向して弾性部材１６を介して弁体
１７が設けられている。この弾性部材１６は、流体を完
全に遮断するために設けたものであり、バネ１日によっ
て弁座１５に押付けられる。弁体１７には流体圧を受け
て動作するダイヤフラム１９が設けられている。コイル
３の外側にはヨーク２０、また内側にはプランジャ２１
が設けられコイｖ３に通電することによりプランジャ２
１を下方へ変位させる電磁力が作用する。
の断面構造図を示し、流体人口１３と流体出口１４０間
に設けた弁座１５に対向して弾性部材１６を介して弁体
１７が設けられている。この弾性部材１６は、流体を完
全に遮断するために設けたものであり、バネ１日によっ
て弁座１５に押付けられる。弁体１７には流体圧を受け
て動作するダイヤフラム１９が設けられている。コイル
３の外側にはヨーク２０、また内側にはプランジャ２１
が設けられコイｖ３に通電することによりプランジャ２
１を下方へ変位させる電磁力が作用する。
ここでダイヤフラム１９と弁体１７の有効受圧面積は等
しく設けられているため流体入口１３（ＩＩＩの圧力変
動はキャンセルされる。またこの櫟プランジャタイプの
駆動部を用いた場合コイｌｖ３への通電量の２乗に比例
した電磁力が得られる。したがって通電量（電流）の２
乗に比例して流体出口１４側の圧力が制御できるととも
に、周知のガバナ機能も有している。
しく設けられているため流体入口１３（ＩＩＩの圧力変
動はキャンセルされる。またこの櫟プランジャタイプの
駆動部を用いた場合コイｌｖ３への通電量の２乗に比例
した電磁力が得られる。したがって通電量（電流）の２
乗に比例して流体出口１４側の圧力が制御できるととも
に、周知のガバナ機能も有している。
しかしながら、この種比例弁１２を用いる場合、流体遮
断を行うためバネ１８の閉弁力を大きくする必要があり
、その結果電磁力は通電量の２乗に比例して増加するた
め、第３図への特性に示すように比例弁制御電流１に対
して流体出口１４側の圧力（二次圧Ｐ２）の変化が急激
となる。すなわち、制御特性のゲインが大きくなり、制
御回路４のバラツキ及び温度特性により制御電流ｉが多
少（Δｌ）変化しても大きな二次圧変化ΔＰ２を生じる
。したがって高精度な制御が必要なＡ／Ｆ制御等には不
向きであり、逆火、不完全燃焼等の不具合が生じていた
。
断を行うためバネ１８の閉弁力を大きくする必要があり
、その結果電磁力は通電量の２乗に比例して増加するた
め、第３図への特性に示すように比例弁制御電流１に対
して流体出口１４側の圧力（二次圧Ｐ２）の変化が急激
となる。すなわち、制御特性のゲインが大きくなり、制
御回路４のバラツキ及び温度特性により制御電流ｉが多
少（Δｌ）変化しても大きな二次圧変化ΔＰ２を生じる
。したがって高精度な制御が必要なＡ／Ｆ制御等には不
向きであり、逆火、不完全燃焼等の不具合が生じていた
。
特に制御定格二次圧の低い４Ｃ１６０等のガスを制御す
る場合に前記制御特性のゲインが大となり解決が望まれ
ていた。
る場合に前記制御特性のゲインが大となり解決が望まれ
ていた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、上記従来の欠点である、制御電流に対する制
御圧力（流量）の変化を小さくする、つまり制御特性の
ゲインを小さくする点にある。
御圧力（流量）の変化を小さくする、つまり制御特性の
ゲインを小さくする点にある。
間ｉｉ解決するための手段
本発明は、上記従来の欠点に鑑みてなされたものであり
、圧力（流量）制御特性のゲインを低減し、多少の制御
電流の変化があっても制御二次圧（流量）が大きく変化
しないようにすること金目的とする。
、圧力（流量）制御特性のゲインを低減し、多少の制御
電流の変化があっても制御二次圧（流量）が大きく変化
しないようにすること金目的とする。
この目的を達成するために本発明による比例弁制御装置
は、コイルに通電することにより、流体圧力もしくは流
量を制御する比例弁と、外部信号に応じて比例弁を制御
する制御回路と、その制御回路の比例弁駆動信号を検出
する信号検出回路と、その信号検出回路の信号が所定値
となった時ＯＮして抵抗要素を前記比例弁のコイルに並
列接続するスイッチング回路とから構成したものである
。
は、コイルに通電することにより、流体圧力もしくは流
量を制御する比例弁と、外部信号に応じて比例弁を制御
する制御回路と、その制御回路の比例弁駆動信号を検出
する信号検出回路と、その信号検出回路の信号が所定値
となった時ＯＮして抵抗要素を前記比例弁のコイルに並
列接続するスイッチング回路とから構成したものである
。
作 用
この構成により、比例弁駆動信号が所定値となった時、
スイッチング回路が動作して抵抗要素が比例弁のコイル
に並列接続され、比例弁のコイルを流れる電流は、抵抗
要素と分流されて小さくなり、比例弁駆動信号の増加割
合に対して比例弁のコイルを流れる電流の増加割合が小
さくなる。したがって制御回路の比例弁駆動信号に対し
て比例弁によって制御される圧力（流量）の変化は小さ
くなり制御特性のゲインが低減される。
スイッチング回路が動作して抵抗要素が比例弁のコイル
に並列接続され、比例弁のコイルを流れる電流は、抵抗
要素と分流されて小さくなり、比例弁駆動信号の増加割
合に対して比例弁のコイルを流れる電流の増加割合が小
さくなる。したがって制御回路の比例弁駆動信号に対し
て比例弁によって制御される圧力（流量）の変化は小さ
くなり制御特性のゲインが低減される。
実施例
以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明による比例弁制御装置の具体的な回路
図を示し、２２は基準抵抗２３．２４及びオペアンプ２
５からなる信号検出回路であり、感温素子１の信号（外
部信号）に応じた制御回路４の比例弁駆動信号ｌを検出
する。２６は、制限抵抗２７．２８及びトランジスタ２
９からなるスイッチング回路でありオペアンプ２６の電
位が０になった時点でトランジスタ２９がｏＮし、抵抗
要素３０を比例弁のコイル３に並列接続する。その他は
第４図従来例と同じであり、同一記号をけして説明を省
略する。
図を示し、２２は基準抵抗２３．２４及びオペアンプ２
５からなる信号検出回路であり、感温素子１の信号（外
部信号）に応じた制御回路４の比例弁駆動信号ｌを検出
する。２６は、制限抵抗２７．２８及びトランジスタ２
９からなるスイッチング回路でありオペアンプ２６の電
位が０になった時点でトランジスタ２９がｏＮし、抵抗
要素３０を比例弁のコイル３に並列接続する。その他は
第４図従来例と同じであり、同一記号をけして説明を省
略する。
以上の構成において、熱要求が有った時、感温素子１、
抵抗５，６．７で構成されるブリッジの平衡がくずれト
ランジスタ９がＯＮして感温素子１の信号に応じた比例
弁駆動信号ｉが比例弁１２のコイルａに流れる。そして
所定の比例弁駆動信号ｉとなった時、すなわち抵抗１１
と基準抵抗２３゜２４での電位が０になった時点でオペ
アンプ２５がｏＦＦ し、スイッチング回路２６のトラ
ンジスタ２９のベース電流が流れてトランジスタ２９が
ＯＮＬ、抵抗要素３０がコイル３と並列接続される。そ
してその後は、比例弁駆動信号ｉはコイル３を流れる電
流ｉ１と抵抗要素３０を流れる抵抗１２ に分流される
。第２図は時間Ｔと電流Ｉの関係を示したものであり、
所定の電流値Ｉａで抵抗要素３０がコイ／Ｉ／３に並列
接続されるため、抵抗要素３０の定数に応じてコイル３
を流れる電流値ｉＩは降下し、その後は、小さいゲイン
で増加する。
抵抗５，６．７で構成されるブリッジの平衡がくずれト
ランジスタ９がＯＮして感温素子１の信号に応じた比例
弁駆動信号ｉが比例弁１２のコイルａに流れる。そして
所定の比例弁駆動信号ｉとなった時、すなわち抵抗１１
と基準抵抗２３゜２４での電位が０になった時点でオペ
アンプ２５がｏＦＦ し、スイッチング回路２６のトラ
ンジスタ２９のベース電流が流れてトランジスタ２９が
ＯＮＬ、抵抗要素３０がコイル３と並列接続される。そ
してその後は、比例弁駆動信号ｉはコイル３を流れる電
流ｉ１と抵抗要素３０を流れる抵抗１２ に分流される
。第２図は時間Ｔと電流Ｉの関係を示したものであり、
所定の電流値Ｉａで抵抗要素３０がコイ／Ｉ／３に並列
接続されるため、抵抗要素３０の定数に応じてコイル３
を流れる電流値ｉＩは降下し、その後は、小さいゲイン
で増加する。
ここで前記した所定の電流値Ｉａは、第３図Ｐ点に示し
たように比例弁１２の弁体１７が開弁する直前付近の電
流値に設定している。これはスイッチング回路２６が動
作した時コイル３を流れる電流１１が急激に降下するた
め、すぐに開弁した時点に設定した場合、いったん流体
が流れ、スイッチング回路２６が動作した時点で再度閉
弁する現象が発生するためである。
たように比例弁１２の弁体１７が開弁する直前付近の電
流値に設定している。これはスイッチング回路２６が動
作した時コイル３を流れる電流１１が急激に降下するた
め、すぐに開弁した時点に設定した場合、いったん流体
が流れ、スイッチング回路２６が動作した時点で再度閉
弁する現象が発生するためである。
第３図Ｂは本実施例による制御特性を示したものであり
、開弁付近の電流値１ａで抵抗要素３０がコイル３に並
列接続されるため、コイル３に流れる電流は降下し、再
度開弁する電流に達するためには第２図ΔＩだけ多く流
す必要があり、Ｐ点よりΔ■だけ大きい点から開弁し、
その後は、従来の特性Ａよりも小さなゲインで二次圧Ｐ
２が制御される。従って制御電流のバラツキΔｌに対し
て小さな二次圧のバラツキΔＰ２′にすることができる
。
、開弁付近の電流値１ａで抵抗要素３０がコイル３に並
列接続されるため、コイル３に流れる電流は降下し、再
度開弁する電流に達するためには第２図ΔＩだけ多く流
す必要があり、Ｐ点よりΔ■だけ大きい点から開弁し、
その後は、従来の特性Ａよりも小さなゲインで二次圧Ｐ
２が制御される。従って制御電流のバラツキΔｌに対し
て小さな二次圧のバラツキΔＰ２′にすることができる
。
以上のごとく本実施例によれば、比例弁駆動信号が所定
値に達した時比例弁１２のコイＩし３に抵抗要素３ｏを
自動的に並列接続し、比例弁駆動信号に対してコイル３
に流れる電流の変化度合を小さくできるため、制御特性
のゲインを小さくでき、制御回路４のバラツキ及び温度
特性によＶ制御電流ｉがバラツキを生じても制御二次圧
（流量）の変化を小さくすることができる。したがって
比例弁１２の閉弁力、つまりバネ１８のカを充分確保し
なからＡ／Ｆ制御等の高精度の圧力（流量）制御が可能
となる。また信号検出回路２２の検出信号が、比例弁１
２の開弁電流付近に達した時スイッチング回路２６をＯ
Ｎさせるようにしたため、流体が流れた後再度閉弁する
といｔ過渡現象が発生せず安全である。
値に達した時比例弁１２のコイＩし３に抵抗要素３ｏを
自動的に並列接続し、比例弁駆動信号に対してコイル３
に流れる電流の変化度合を小さくできるため、制御特性
のゲインを小さくでき、制御回路４のバラツキ及び温度
特性によＶ制御電流ｉがバラツキを生じても制御二次圧
（流量）の変化を小さくすることができる。したがって
比例弁１２の閉弁力、つまりバネ１８のカを充分確保し
なからＡ／Ｆ制御等の高精度の圧力（流量）制御が可能
となる。また信号検出回路２２の検出信号が、比例弁１
２の開弁電流付近に達した時スイッチング回路２６をＯ
Ｎさせるようにしたため、流体が流れた後再度閉弁する
といｔ過渡現象が発生せず安全である。
なお、制御二次圧Ｐ２の大きいＬＰＧ等のガスを制御す
る場合の制御特性のゲインは比較的小さいため、実使用
に際しては、切替スイッチ等を設け（図示せず）必要な
ガス種のみ実施するようにする。また本実施例によれば
、制御電流ｉが多く必要となるわけであるが、前記した
制御二次圧Ｐ２の大きいＬＰＧの最大制御電流ｉ以下と
なるよう抵抗要素３０の定数を調整すれば全ガス種を通
じて同一の制御回路４及び比例弁１２ｔ−使用できる。
る場合の制御特性のゲインは比較的小さいため、実使用
に際しては、切替スイッチ等を設け（図示せず）必要な
ガス種のみ実施するようにする。また本実施例によれば
、制御電流ｉが多く必要となるわけであるが、前記した
制御二次圧Ｐ２の大きいＬＰＧの最大制御電流ｉ以下と
なるよう抵抗要素３０の定数を調整すれば全ガス種を通
じて同一の制御回路４及び比例弁１２ｔ−使用できる。
発明の効果
以上詳述したように本発明の比例弁制御装置によれば以
下の効果が得られる。
下の効果が得られる。
（１）制御回路の比例弁駆動信号が所定値に達した時比
例弁のコイルに抵抗要素を自動的に並列接続し、比例弁
駆動信号に対する比例弁のコイルに流れる電流の変化度
合を小さくできるため制御特性のゲインを小さくできる
。したがって制御回路及び比例弁のバラツキ、温特によ
る制御圧力（流量）の変化を少なくすることができ、比
例弁の閉弁力を充分に確保しながら、Ａ／Ｆｆ［ｉｌＪ
御等の高精度の制御が可能となる。
例弁のコイルに抵抗要素を自動的に並列接続し、比例弁
駆動信号に対する比例弁のコイルに流れる電流の変化度
合を小さくできるため制御特性のゲインを小さくできる
。したがって制御回路及び比例弁のバラツキ、温特によ
る制御圧力（流量）の変化を少なくすることができ、比
例弁の閉弁力を充分に確保しながら、Ａ／Ｆｆ［ｉｌＪ
御等の高精度の制御が可能となる。
■ 抵抗要素の抵抗値を変更するのみにより制御特性の
ゲインを任意に調整することが可能となり別機種への応
用転量が容易となる。
ゲインを任意に調整することが可能となり別機種への応
用転量が容易となる。
（３制御特性のゲインが小さくできるため、外部信号及
び制御回路の精度を緩慢なものにでき、装置の低コスト
化を実現する。
び制御回路の精度を緩慢なものにでき、装置の低コスト
化を実現する。
第１図は本発明の一実施例を示す比例弁制御装置の電気
回路図、第２図は同時間と電流の関係を示す特性図、第
３図は制御電流と二次圧の関係を示す特性図、第４図は
従来例を示す比例弁制御装置の電気回路図、第５図は比
例弁の断面図である。 ３・・・コイル、４・・・制御回路、１２・・・比例弁
、２２・・・信号検出回路、２６・・・スイッチング回
路、３０・・・抵抗要素。 第２図 第３図 第４図 第５図 ？θ
回路図、第２図は同時間と電流の関係を示す特性図、第
３図は制御電流と二次圧の関係を示す特性図、第４図は
従来例を示す比例弁制御装置の電気回路図、第５図は比
例弁の断面図である。 ３・・・コイル、４・・・制御回路、１２・・・比例弁
、２２・・・信号検出回路、２６・・・スイッチング回
路、３０・・・抵抗要素。 第２図 第３図 第４図 第５図 ？θ
Claims (2)
- （１）コイルに通電することにより流体圧力もしくは流
量を制御する比例弁と外部信号に応じて前記比例弁を制
御する制御回路と、前記制御回路の比例弁駆動信号を検
出する信号検出回路と、前記信号検出回路の信号が所定
の値となった時オンして抵抗要素を前記比例弁のコイル
に並例接続するスイッチング回路とから構成した比例弁
制御装置。 - （２）信号検出回路の信号が、前記比例弁の開弁電流付
近に達した時スイッチング回路をオンさせてなる特許請
求の範囲第１項記載の比例弁制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001043A JPS61161336A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 比例弁制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60001043A JPS61161336A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 比例弁制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161336A true JPS61161336A (ja) | 1986-07-22 |
Family
ID=11490529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60001043A Pending JPS61161336A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 比例弁制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161336A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376435A (en) * | 1976-12-18 | 1978-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Indicating circuit for completion of preheating |
-
1985
- 1985-01-08 JP JP60001043A patent/JPS61161336A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376435A (en) * | 1976-12-18 | 1978-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Indicating circuit for completion of preheating |
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