JPS62296209A - 流量制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、水圧や負荷の変動にかかわらず流量を設定値
に保つ流量制御装置に関するものであり、特に家庭用ガ
ス瞬間給湯器等に使われる流量制御装置に関する。

従来の技術 従来この種の流量制御装置として第５図に示す装置がよ
く使われている。第５図において流量１の中に水の流れ
により回転する回転翼２と、回転翼２に固定された磁石
３と、磁石３に望んで流路の外部に設けられた融慨検出
器４とで構成てれた法律センサ５が没けられ、をらに流
路１にはモークロ、減速ギヤ７により駆動される流量調
節弁８が設けられ、流量センサ５の信号はＦ／Ｖ交換部
９を経て流量設定信号と比較きれ、その偏差信号が誤差
増幅部１０で増幅きれモータ６を駆動するよう構成され
ている。

発明が解決しようとする問題点 上記構成において回転翼２は流量に比例した速度で回転
し磁気検出器４で流量に比例した周波数パルスとなりＦ
／Ｖ交換交換局波数−電圧交換され、流量設定信号と比
較でれてその輔差信号が偏差増幅部１０で増幅てれ、モ
ータ６が駆動される。

ここで流量偏差があれば、モータ６は偏差を補正する方
向に回転し、偏差が無くなったところでモータが停止し
、流量をほぼ設定値に等しくなる様制御される。流量調
節弁６は閉止状態から必笹流償までを連続的に調節する
ものでありその回転角度と、流量の関係は例えば第６図
に示すように設定きれる。一般に家庭用機器に供給てれ
る水道水圧範囲は広く例えば１〜８　ｋｇ／　ｃｒｎと
広い範囲での動作が要求される。第６図（２）は低水圧
時の同（Ｂｌは高水圧時の特性となり特に高水圧時の単
位回転角度に対する流量の変化率（弁感度）は大きくな
る。

特に低圧時の圧力損失の影響を小さくするために弁の開
口を大きくしようとするほどこの傾向は大きい。いま、
流量調節弁８が閉止状態から流量設定信号を与えると、
流量はまだ零のため、偏差が大きく大きな電圧がモータ
６に加えられ急速に流量調節弁８が開かれる。弁が開き
始めて流量が流れ回転翼２が回転を始めるが、その慣性
による回転の遅れや、低流量の範囲ではその回転数（周
波ａ）が低いためＦ／Ｖ交換交換局応答の遅れ等があり
、流量センサ信号が設定値に達した時には実際の流量は
行き過ぎて、いわゆるオーバーシュートを発生して振動
しながら設定値に近づいていくことになる。前述のよう
に水圧が高くなるほど弁感度が大きくなりその傾向を増
していくという問題点があった。

本発明は上記従来例の問題点を解決しようとするもので
あり、高水圧時の立上りの万一バーシュートを抑えた安
定性の高い流量制御装置を実現するものである。

問題点を解決するだめの手段 このために本発明は、流路の閉止・開放を行なう止水弁
と、流量値を連続的に調節する流量調節弁とを流量ＸＫ
直列に設け、共通のギヤードモータで駆動するとともに
止水弁より遅れて流量調節弁が開くように両者を連係し
、さらに流量調節弁と並列にバイパス通路を設けるよう
に構成したものである。

作　　用 上記構成により、流路の閉止状態から止水弁が開放され
ると、流量調節弁はまだ閉じている状態でバイパス路を
通る流量が流量センサの始動流量を越え回・伝体の回動
が開始きれる。その後に流量調節弁で流量が調節される
段階ではすでに流量センサ及びＦ／Ｖ交換は安定に達し
ており行き過ぎを生じることなく安定に流量調節がなて
れる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図において流路１１内に賽回流を発生させる固定翼
１２と固定翼１２の下流に旋回流によって円筒状の流路
内径にそって回動する磁性ボール１３とポール１３の動
きを流路の外から検知する回転検出器１４とで流量セン
サ５を構成し、流量センサの下流に熱交換器１５、さら
に下流に、弁ボデー１７にモータ６により減速器７、駆
動ギヤ１８．１９を経て回転駆動され、ねじ送り部によ
り直線に移動する駆動軸２１と、弁ポデー１７内で駆動
軸にスプリング２２で押された止水弁２３と止水弁２３
の下流で駆動軸２１に貫通てれ、下流側の軸段差２４に
位置規制きれ軸方向に移動自在で、駆動軸２１の貝通部
のすきまでバイパス路を形成する流量調節弁２５と、流
量センサ５からの周波数信号を受けて周期測定、逆数演
算により流量信号を得る流量演算部２６と流量信号と設
定信号２７の差を増幅してモータ６を駆動する偏差増幅
部２８とで構成される。

上記構成において、止水弁２３及び流量調節弁２５が共
に閉じている状態から設定信号２７が加えられると、偏
差が大きくなりモータ６は高速で駆動され、まず止水弁
２３が開放きれ、第２図の状態になる。第２図において
駆動軸２１は止水弁２３を押し、止水弁のバッキング２
９が弁座３０を離れる。このとき軸段差２４は流量調節
弁２５に轟たっておらず、流量調節弁２５は水圧に押さ
れて弁座３１に当接している。駆動軸２１と流量調節弁
のすきまはバイパス路３２を形成して第３図囚のように
流量が流れ始める。この流量が流量センサの始動流量よ
りも大きく設定しておけば同図（２）の区間を通過する
間に流量センサは安定状態に達している。さらに軸段差
２４が流量調節弁２５に当接するとバイパス路３１が閉
じられ、同時に弁座３１と流量調節弁２５との間で流量
が流れ始める。このとき第３図（Ｂｌのように一旦流量
はバイパス流量よりも小さくなるため、バイパス流量以
下の流量でも調節は可能となる。第３図（ｑの流量調節
域に入ったときには流量センサは安定な回転に達してお
り、以後流量センサ５の信号をフィードバックして第４
図■）のように安定に流量制御を行なうことができる。

また流量調節弁２５を独立に設けたことにより、弁口径
及び弁形状により弁感度を低くできる。同図（Ｅｌは従
来例の流量制御装置による特性である。

ここで第３図にのバイパス流量は水圧が高い時はど大き
く、したがってより早く水量センサ５を始動させる方向
であるため有効に上記の作用が行なわれる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、止水弁と流量値を連続に
調節する流量調節弁とを流路Ｘに直列に設け、共通のギ
ヤードモータで駆動するとともに止水弁より遅れて流量
調節弁をｒａｍ　＜様両者を連係するとともに流量調節
弁と並列にバイパス通路を設けるよう構成したことによ
り、立上り時にバイパス通路を流れる流量で流量センサ
を始動し流計調節弁が開くまでの間に流量センサの回転
が安定状態に達するように作用し、オーバーシュートの
ない安定な流量制御を可能にし、特に高水圧時に有効に
作用し、さらに止水弁と流量調節弁とを独立場せること
により、止水弁はシール性能のみ考慮し、流量調節弁は
流量調節の安定性と精度のみを考慮して最適の弁形状を
用いることができるため、安定性及び流量調節精度の高
い高性能の流量制御装置を実現できるという大きな効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の流量制御装置の構成図、第
２図は同装置の止水弁、流量調節弁付近は詳細断面図、
第３図は同装置の駆動軸変位に対する流量の特性図、第
４図は同装置及び従来例の立上り流量過渡特性図、第５
図は従来の流量制御装置の構成図、第６図は同装置の調
節弁角度に対する流量の特性図である。 ６・・・・・・モータ、７・・・・・・減速器、１３・
・・・・・暁性ポール、１４・・・・・・回転検出器、
２１・・・・・駆動軸、２３・・・・・止水弁、２５・
・・・・・流量調節弁、３２・・・・・・バイパス路。 代即人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！−
−−モータ １３・−、ｄ岐享−ル ２ｊ−走夛葭治午 第２図 ２γ 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流路中に、流体の流れに応じて回動する回転体と
   その動きを検出する検出器とからなる流量センサと、流
   路の閉止、開放を行なう止水弁と、流量値を連続的に調
   節する流量調節弁とを直列に設け、前記止水弁と前記流
   量調節弁とを共通に駆動するギヤードモータとを設け、
   前記流量調節弁が前記止水弁よりも遅れて開くように両
   者を連係し、さらに前記流量調節弁と並列にバイパス路
   を設け、前記流量センサの信号により前記止水弁、前記
   流量調節弁とをフィードバック制御する流量制御装置。
2. （２）流路中に直線移動する駆動軸と、前記駆動軸にス
   プリングで押されて連結された止水弁と、前記止水弁の
   下流で前記駆動軸に貫通され、下流側の軸段差に位置規
   制されるとともに軸方向に移動自在に設けられた流量調
   節弁とを有し、前記駆動軸と前記調節弁の駆動軸貫通穴
   とのすきまをバイパス路とする特許請求の範囲第１項記
   載の流量制御装置。