JP2718821B2 - ガス流量制御装置 - Google Patents
ガス流量制御装置Info
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- JP2718821B2 JP2718821B2 JP2331485A JP33148590A JP2718821B2 JP 2718821 B2 JP2718821 B2 JP 2718821B2 JP 2331485 A JP2331485 A JP 2331485A JP 33148590 A JP33148590 A JP 33148590A JP 2718821 B2 JP2718821 B2 JP 2718821B2
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
- F23N5/184—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel using electronic means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
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- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- F23N2235/12—Fuel valves
- F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated
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- Control Of Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は給湯器のガスバーナ等に供給されるガスの
流量を形状記憶合金を用いた比例弁により制御するよう
にしたガス流量制御装置に関するものである。
流量を形状記憶合金を用いた比例弁により制御するよう
にしたガス流量制御装置に関するものである。
従来より、ガス流量を制御するガス比例弁として、形
状記憶合金を用いた比例弁が知られている。この比例弁
は線状の形状記憶合金に電流を流して発熱させ形状記憶
合金自身の温度を変態点まで上げて変態させることによ
り、弁を開閉させるようにしたものである。
状記憶合金を用いた比例弁が知られている。この比例弁
は線状の形状記憶合金に電流を流して発熱させ形状記憶
合金自身の温度を変態点まで上げて変態させることによ
り、弁を開閉させるようにしたものである。
しかしながら従来の形状記憶合金を用いた比例弁は、
形状合金の周囲温度や弁の開閉回数などにより形状記憶
合金の特性が変化してしまうため、同じ電流をこの比例
弁に与えても必ずしも常にガス流量が同じにならないと
いう問題点を持っている。
形状合金の周囲温度や弁の開閉回数などにより形状記憶
合金の特性が変化してしまうため、同じ電流をこの比例
弁に与えても必ずしも常にガス流量が同じにならないと
いう問題点を持っている。
また形状記憶合金は応答性が悪く、電流を変化させて
もすぐにガス流量が変化してくれないという問題点を持
っている。以上のことから、給湯器に形状記憶合金を用
いたガス比例弁を使用するのは困難とされていた。
もすぐにガス流量が変化してくれないという問題点を持
っている。以上のことから、給湯器に形状記憶合金を用
いたガス比例弁を使用するのは困難とされていた。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、形状記憶合金を用いたガス比例弁における上
記形状記憶合金の特性が変化しても、それを補正し、目
標のガス流量が直ちに得られるようにしたガス流量制御
装置を提供することを目的としている。
たもので、形状記憶合金を用いたガス比例弁における上
記形状記憶合金の特性が変化しても、それを補正し、目
標のガス流量が直ちに得られるようにしたガス流量制御
装置を提供することを目的としている。
この発明に係るガス流量制御装置は、形状記憶合金を
用いた比例弁から得られるガス流量を検出するガス流量
センサを設けると共に、このガス流量センサからフィー
ドバックされたガス流量とガス流量設定値とを比較、演
算して最適な電流を比例弁に供給する制御部とを設けた
ものである。
用いた比例弁から得られるガス流量を検出するガス流量
センサを設けると共に、このガス流量センサからフィー
ドバックされたガス流量とガス流量設定値とを比較、演
算して最適な電流を比例弁に供給する制御部とを設けた
ものである。
比例弁からバーナ等に供給される実際のガス流量をフ
ィードバックするので、目標のガス流量を常に正確に得
ることができる。
ィードバックするので、目標のガス流量を常に正確に得
ることができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明を給湯器に適用した場合の実施例を
示すもので、第１図において、１はバーナ、２はバーナ
１にガスを供給するガス管、３はガス管２のガス流量を
制御するための形状記憶合金を用いた比例弁、４はバー
ナ１で温められる水が配水される配水管で入水口4a出湯
口4bとを有する。
示すもので、第１図において、１はバーナ、２はバーナ
１にガスを供給するガス管、３はガス管２のガス流量を
制御するための形状記憶合金を用いた比例弁、４はバー
ナ１で温められる水が配水される配水管で入水口4a出湯
口4bとを有する。
５は比例弁３に電流を供給する駆動回路、６は比例弁
３から出力されバーナ２に供給される実際のガス流量を
検出するガス流量センサ、７は出湯温度を設定する温度
設定器、８は配水管４の入水流量を検出するフローセン
サ、９は出湯温度を検出する出湯サーミスタ、10は入水
温度を検出する入水温センサである。
３から出力されバーナ２に供給される実際のガス流量を
検出するガス流量センサ、７は出湯温度を設定する温度
設定器、８は配水管４の入水流量を検出するフローセン
サ、９は出湯温度を検出する出湯サーミスタ、10は入水
温度を検出する入水温センサである。
11は比例弁３に駆動回路５を介して常にバイアス電流
を与えるためのバイアス電流回路、12は駆動回路５から
比例弁３に供給される電流を所定の最大値に制限する最
大電流リミット回路、13は比例弁３の形状記憶合金の両
端電圧を検出する比例弁電圧検出回路である。
を与えるためのバイアス電流回路、12は駆動回路５から
比例弁３に供給される電流を所定の最大値に制限する最
大電流リミット回路、13は比例弁３の形状記憶合金の両
端電圧を検出する比例弁電圧検出回路である。
14は上記各センサ等の検出値や設定温度等に基づい
て、比例弁に供給する電流や上記バイアス電流等を演算
する制御部としてのマイクロコンピュータ（以下、マイ
コンと言う）である。
て、比例弁に供給する電流や上記バイアス電流等を演算
する制御部としてのマイクロコンピュータ（以下、マイ
コンと言う）である。
第２図は第１図の装置における制御素を概念的に示し
たもので、第１図と同一部分には同一符号を付してあ
る。
たもので、第１図と同一部分には同一符号を付してあ
る。
第２図において点線で囲まれた部分がマイコン14であ
り、このマイコン14には、比較器15,16及びP.I.D演算部
17,18が設けられている。なお、この例では上記バイア
ス電流回路11をマイコン内に設けたものとして図示され
ている。
り、このマイコン14には、比較器15,16及びP.I.D演算部
17,18が設けられている。なお、この例では上記バイア
ス電流回路11をマイコン内に設けたものとして図示され
ている。
第３図は比例弁３の一例を概略的に示すもので、31は
円筒形のケースでガスの入口31a及び出口31bが設けられ
ている。32はＶ字形を成す線状の形状記憶合金、33は形
状記憶合金32の変態により弁開度が調整されるゴム等か
ら成る弁体、34は弁体33を付勢するスプリング、35,36
は形状記憶合金32の両端に接続された電流供給用の端子
で、上記駆動回路５及び比例弁電圧検出回路13はこの端
子35,36に接続される。
円筒形のケースでガスの入口31a及び出口31bが設けられ
ている。32はＶ字形を成す線状の形状記憶合金、33は形
状記憶合金32の変態により弁開度が調整されるゴム等か
ら成る弁体、34は弁体33を付勢するスプリング、35,36
は形状記憶合金32の両端に接続された電流供給用の端子
で、上記駆動回路５及び比例弁電圧検出回路13はこの端
子35,36に接続される。
次に上記構成による動作について説明する。
第１図及び第２図において、給湯器の燃焼シーケンス
がスタートすると、温度設定器７の設定温度Tspと入水
温サーミスタ10による入水温度とフローセンサ８による
入水流量と出湯サーミスタ９による出湯温度Tpvとによ
りマイコン14は、フィードフォワード制御とP.I.D演算
部17によるP.I.D演算とを行い、ガス流量設定値（必要
インプット量）Gspを求める。
がスタートすると、温度設定器７の設定温度Tspと入水
温サーミスタ10による入水温度とフローセンサ８による
入水流量と出湯サーミスタ９による出湯温度Tpvとによ
りマイコン14は、フィードフォワード制御とP.I.D演算
部17によるP.I.D演算とを行い、ガス流量設定値（必要
インプット量）Gspを求める。
さらにこのガス流量設定値Gspとガス流量センサ６よ
りフィードバックされてくる実際のガス流量Gpvとで、
P.I.D演算部18によるP.I.D演算を行うことにより、上記
Gpvが上記Gspと一致するような電流値を求める。この電
流値に応じて駆動回路５は比例弁３に電流を供給し、こ
れにより、ガス流量が制御される。その際、最大電流リ
ミット回路12により、上記電流値は所定の最大値に制限
され、これによって、上記形状記憶合金32の過熱が防止
される。
りフィードバックされてくる実際のガス流量Gpvとで、
P.I.D演算部18によるP.I.D演算を行うことにより、上記
Gpvが上記Gspと一致するような電流値を求める。この電
流値に応じて駆動回路５は比例弁３に電流を供給し、こ
れにより、ガス流量が制御される。その際、最大電流リ
ミット回路12により、上記電流値は所定の最大値に制限
され、これによって、上記形状記憶合金32の過熱が防止
される。
またバイアス電流回路11により、常に適当なバイアス
電流が比例弁３に与えられており、これによって形状記
憶合金32の温度低下を防止し、温度低下による形状記憶
合金32の寿命悪化を防止するようにしている。
電流が比例弁３に与えられており、これによって形状記
憶合金32の温度低下を防止し、温度低下による形状記憶
合金32の寿命悪化を防止するようにしている。
さらに形状記憶合金32は変態すると抵抗値が変化する
ので、この抵抗値を比例弁電圧検出回路13で検出するこ
とにより、形状記憶合金32の特性の変化を知ることがで
きる。
ので、この抵抗値を比例弁電圧検出回路13で検出するこ
とにより、形状記憶合金32の特性の変化を知ることがで
きる。
請求項（１）記載の発明によれば、弁体と関連する形
状記憶合金に電流を通じて弁開度を制御することにより
ガス流量を制御する比例弁と、比例弁から出力されるガ
ス流量を検出するガス流量センサと、ガス流量センサの
検出値とガス流量設定値とを比較しその比較結果に応じ
て比例弁に供給する電流を制御する制御部と、比例弁に
おける形状記憶合金にバイアス電流を常に供給するバイ
アス電流回路とを備えるように構成したので、形状記憶
合金の温度低下を防止でき、従ってこの温度低下による
形状記憶合金の応答性の悪さ並びに寿命を改善でき、精
度の高い制御を行うことができる。
状記憶合金に電流を通じて弁開度を制御することにより
ガス流量を制御する比例弁と、比例弁から出力されるガ
ス流量を検出するガス流量センサと、ガス流量センサの
検出値とガス流量設定値とを比較しその比較結果に応じ
て比例弁に供給する電流を制御する制御部と、比例弁に
おける形状記憶合金にバイアス電流を常に供給するバイ
アス電流回路とを備えるように構成したので、形状記憶
合金の温度低下を防止でき、従ってこの温度低下による
形状記憶合金の応答性の悪さ並びに寿命を改善でき、精
度の高い制御を行うことができる。
また、請求項（２）記載の発明によれば、比例弁にお
ける形状記憶合金に供給される電流を所定の最大値に制
限する最大電流リミット回路を設けたので、この最大電
流リミット回路により、形状記憶合金の電流値は所定の
最大値に制限され、これによって形状記憶合金の加熱が
防止される効果がある。
ける形状記憶合金に供給される電流を所定の最大値に制
限する最大電流リミット回路を設けたので、この最大電
流リミット回路により、形状記憶合金の電流値は所定の
最大値に制限され、これによって形状記憶合金の加熱が
防止される効果がある。
さらに、請求項（３）記載の発明によれば、比例弁に
おける形状記憶合金の両端電圧を検出する比例弁電圧検
出回路を設けたので、この比例弁電圧検出回路により、
形状記憶合金の特性の変化を検出することができるなど
の効果がある。
おける形状記憶合金の両端電圧を検出する比例弁電圧検
出回路を設けたので、この比例弁電圧検出回路により、
形状記憶合金の特性の変化を検出することができるなど
の効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例によるガス流量制御装置を示
す構成図、第２図は同装置の制御素を示すブロック図、
第３図は同装置に用いられる比例弁を示す一部断面斜視
図である。 ３は比例弁、６はガス流量センサ、11はバイアス電流回
路、12は最大電流リミット回路、13は比例弁電圧検出回
路、14はマイクロコンピュータ制御部、32は形状記憶合
金、33は弁体。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
す構成図、第２図は同装置の制御素を示すブロック図、
第３図は同装置に用いられる比例弁を示す一部断面斜視
図である。 ３は比例弁、６はガス流量センサ、11はバイアス電流回
路、12は最大電流リミット回路、13は比例弁電圧検出回
路、14はマイクロコンピュータ制御部、32は形状記憶合
金、33は弁体。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】弁体と関連する形状記憶合金に電流を通じ
て弁開度を制御することによりガス流量を制御する比例
弁と、上記比例弁から出力されるガス流量を検出するガ
ス流量センサと、上記ガス流量センサの検出値とガス流
量設定値とを比較しその比較結果に応じて上記比例弁に
供給する電流を制御する制御部と、上記比例弁における
形状記憶合金にバイアス電流を常に供給するバイアス電
流回路とを備えたガス流量制御装置。 - 【請求項２】上記比例弁における形状記憶合金に供給さ
れる電流を所定の最大値に制限する最大電流リミット回
路を設けた請求項（１）記載のガス流量制御装置。 - 【請求項３】上記比例弁における上記形状記憶合金の両
端電圧を検出する比例弁電圧検出回路を設けた請求項
（１）記載のガス流量制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331485A JP2718821B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ガス流量制御装置 |
| GB9124268A GB2251963A (en) | 1990-11-29 | 1991-11-15 | Gas flow control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2331485A JP2718821B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ガス流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198611A JPH04198611A (ja) | 1992-07-20 |
| JP2718821B2 true JP2718821B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=18244174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2331485A Expired - Lifetime JP2718821B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | ガス流量制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718821B2 (ja) |
| GB (1) | GB2251963A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970000627B1 (ko) * | 1994-07-15 | 1997-01-16 | 대우전자 주식회사 | 형상기억 합금을 이용한 밸브 및 이 밸브를 채용한 앤티-로크 브레이크 시스템(abs) |
| US6076542A (en) * | 1995-12-01 | 2000-06-20 | Perception Incorporated | Fluid metering method |
| US5902927A (en) * | 1995-12-01 | 1999-05-11 | Perception Incorporated | Fluid metering apparatus and method |
| US6840257B2 (en) | 2001-05-08 | 2005-01-11 | Alberto Arena | Proportional valve with shape memory alloy actuator |
| CN108594897A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-09-28 | 西安电子科技大学 | 基于温度控制的形状记忆索网结构型面精度主动调节系统 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4199981A (en) * | 1977-02-16 | 1980-04-29 | Wen Young | Flow control device for fluids flowing in a closed conduit |
| US4645489A (en) * | 1982-11-30 | 1987-02-24 | Beta Phase, Inc. | Fluid delivery apparatus with shape-memory flow control element |
| JPS63214599A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Toshiba Corp | 液化天然ガス気化設備の制御装置 |
| JPH01208614A (ja) * | 1988-02-13 | 1989-08-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ボイラにおける燃料圧力制御装置 |
| US4838483A (en) * | 1988-04-11 | 1989-06-13 | American Standard Inc. | Vav valve control with transducer tolerance compensation |
| JP2586582B2 (ja) * | 1988-06-20 | 1997-03-05 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置の駆動方法 |
| JPH0830574B2 (ja) * | 1988-06-29 | 1996-03-27 | 株式会社東芝 | 燃焼制御装置 |
| JP2563532B2 (ja) * | 1988-10-28 | 1996-12-11 | 松下電器産業株式会社 | ガス燃焼量制御装置 |
| US4877051A (en) * | 1988-11-28 | 1989-10-31 | Mks Instruments, Inc. | Flow controller |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2331485A patent/JP2718821B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-15 GB GB9124268A patent/GB2251963A/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9124268D0 (en) | 1992-01-08 |
| JPH04198611A (ja) | 1992-07-20 |
| GB2251963A (en) | 1992-07-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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