JP3611405B2 - 流量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量設定用の弁体を備えた流量設定手段と、前記流量設定手段を通過した流体の噴出圧力を設定する噴出圧力設定手段とを備えた流体流路と、流量を設定する為の操作量Ｓを指令する操作量指令手段と、前記操作量指令手段にて指令された操作量Ｓに応じて前記弁体を移動させる弁体移動手段とが設けられ、前記弁体移動手段は、前記操作量指令手段の操作量Ｓの変更範囲の略全範囲において、その変更量ΔＳと、その変更量ΔＳに基づいて前記弁体を移動させたときにその移動にて生じる流量変化量ΔＱとその弁体が移動する前の流量Ｑとの比で規定される流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例関係を有する状態で、前記弁体を移動させるように構成されている流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冒記流量制御装置は、例えば図１６に示すように、流量設定用の弁体０１を備えた流量設定手段としての電磁比例弁０２が設けられている流体流路０３の先端部に、噴出圧力設定手段としてのノズル０４を装着したものであり、流量を設定する為の操作量Ｓを指令する操作量指令手段０５と、操作量指令手段０５にて指令された操作量Ｓに応じて弁体０１を移動させるための駆動電圧Ｖを電磁比例弁０２に入力する弁体移動手段０６とを設けて、操作量指令手段０５で指令される操作量Ｓの変更量ΔＳと、その操作量Ｓの変更にともなう流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例するように流量を制御するので、操作量Ｓの変更量ΔＳが一定量の場合、流量が少ない範囲で操作量Ｓを変更するとその流量が緩やかに変化し、流量が多い範囲で操作量Ｓを変更するとその流量が急激に変化して、いずれの範囲において操作量Ｓを変更しても、その変更量ΔＳが同じであればその流量変化率ΔＱ／Ｑが略一定に維持され、目標流量を変更設定するにあたって、その目標流量を現在流量からの流量変化率ΔＱ／Ｑとして設定できる利点がある。
そして、このような流量制御装置において、流体の比重や供給圧力等の流体供給条件の変更にかかわらず、操作量Ｓに対応して一定の流量Ｑを設定できるようにするため、従来、操作量Ｓが最大のときに同じ最大流量Ｑｍａｘ が設定されるように、ノズル０４をその絞り流路０７の流路径が異なるものに交換し、最少流量Ｑｍｉｎ が零以外の流量のときは、操作量Ｓが最小のときに同じ最少流量Ｑｍｉｎ が設定されるよう、流体流入用の貫通孔を備えた筒部材０８を弁体０１に装着している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術によれば、流体供給条件の変更にかかわらず、一定の最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ に設定できるものの、流体の比重や供給圧力の変更に起因して、操作量指令手０５で指令された操作量Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係を一定に維持できなくなり、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できない欠点がある。
【０００４】
詳述すると、電磁比例弁０２の弁体０１が一定位置に移動している状態で、比重１．０の流体がその電磁比例弁０２を通過する流量を仮にＱ０ とした場合、弁体０１がその同じ一定位置に移動している状態で、比重ｄの流体がその電磁比例弁０２を通過する流量Ｑは、そのときの弁体０１の上流側の流路における流体圧力をＰａ とし、ノズル０４と弁体０１との間の流路部分の流体圧力をＰｂ とすると、数１で示す関係がある。
【０００５】
【数１】
【０００６】
そして、数２で示す操作量Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係式の両片を積分して得られる数３の関係から、Ｓ＝Ｓｍｉｎ のときＱ０ ＝Ｑｍｉｎ，Ｓ＝Ｓｍａｘ のときＱ０ ＝Ｑｍａｘ とすると、数４が導かれ、これより、比重ｄの流体の流量Ｑは数５で表される。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【数３】
【０００９】
【数４】
【００１０】
【数５】
【００１１】
この数５は数６のように変形され、Ｓ＝Ｓ１ のときＱ＝Ｑ１ でかつＰｂ ＝Ｐｂ１，Ｓ＝Ｓ２ のときＱ＝Ｑ２ でかつＰｂ ＝Ｐｂ２とすると、Ｓ１ −Ｓ２ つまり変更量ΔＳは数７で表される。
【００１２】
【数６】
【００１３】
【数７】
【００１４】
また、ノズル０４を通過する比重ｄの流体の流量Ｑは、ノズル０４の流路断面積をＡ０ とし、そのときのノズル０４の下流側の流体圧力をＰ０ とすると、数８で示す関係がある。
【００１５】
【数８】
【００１６】
そして、数７と数８から、変更量ΔＳは数９に示す関係式で表され、この関係式からわかるように、第１項中の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ が同じで、かつ、最大操作量Ｓｍａｘ とその時の最大流量Ｑｍａｘ 及び最少操作量Ｓｍｉｎ とその時の最小流量Ｑｍｉｎ が同じであっても、第２項中の数１０に示す値Ｆが流体供給条件によって異なるので、その流体供給条件の如何によって、その流量変化率に対応する変更量ΔＳが変わってしまうからである。
【００１７】
【数９】
【００１８】
【数１０】
【００１９】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、流体供給条件の変更にかかわらず、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できるようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、その噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分の流体圧力Ｐｂ を弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ が、流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず、操作量Ｓが最大のときに設定される最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、数１０に示す値Ｆのうちの、下記数１１に示す値Ｑｓ を略一定に設定できる。
【００２１】
【数１１】
【００２２】
また、操作量Ｓに対応する流量Ｑが流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず略一定量になるように、操作量Ｓに応じた弁体の弁座に対する移動領域を調節する弁体移動領域調節手段が設けられているので、操作量Ｓ１ における流量Ｑ１ と操作量Ｓ２ における流量Ｑ２ が流体供給条件の変更にかかわらず略一定量になるように調節して、数１０に示す値ＦのうちのＱ１ ２及びＱ２ ２の項を略一定に設定できる。
従って、数９に示す関係式からわかるように、第１項中の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ が同じであれば、流体供給条件の如何によらず、その流量変化率に対応する変更量ΔＳが略一定量に維持されるので、流体供給条件の変更にかかわらず、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できる。
特に、噴出圧力を設定したときの流量と弁体の移動領域とを調節すれば良いので、流量設定手段自体の操作量Ｓと流量Ｑとの特性を調節する場合に比べて、簡便に調節できる効果がある。
【００２３】
請求項２記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、絞り流路を備えた流路形成部材を弁体の下流側に着脱自在に装着して構成され、流路形成部材をその絞り流路の流路断面積が異なるものに交換して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、同一仕様の多数の流量制御装置に対して流体供給条件を一律に変更する場合、それらの流路形成部材の各々を、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節できる一定仕様の流路形成部材に交換すれば良く、その調節作業を簡略化できる。
【００２４】
請求項３記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、流路断面積を一定範囲で連続的に調節可能な絞り流路を備えた流路形成部材を弁体の下流側に装着して構成され、その絞り流路の流路断面積を調節して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、特別な交換部品の製作並びにその交換作業が不要で、その調節作業を簡略化できる。
【００２５】
請求項４記載の流量制御装置は、
弁体移動領域調節手段が、弁体と弁座との相対位置を予め変更設定して、操作量Ｓの変更範囲に対応する弁体の弁座に対する移動領域を調節するように構成されているので、弁体や弁座の形状を変更する必要がなく、その調節作業を簡略化できる。
【００２６】
請求項５記載の流量制御装置は、
流量設定手段を迂回して、弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ を、噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分に導入可能なバイパス路が、圧力導入状態と圧力非導入状態とに切り換え可能に設けられているので、噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分の流体圧力Ｐｂ を弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ を容易に計測でき、最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように精度良く調節できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は給湯装置を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、予混合拡散燃焼式の複数のバーナＨと、そのバーナＨの各々に流体の一例としての可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、後述する流量設定手段１と噴出圧力設定手段２と操作量指令手段３と弁体移動手段４と弁体移動領域調節手段５とを備えた本発明による流量制御装置Ｋが設けられている。
尚、図１において、Ｐａ はガスの供給圧力、Ｐｂ は流量設定手段１と噴出圧力設定手段２との間のガス圧力、Ｐ０ は最終圧力である。
【００２８】
前記ガス供給装置Ｊは、可燃性ガスのガス供給管Ｌの途中部分に電磁開閉弁Ｍを接続するともに、図２に示すように、流量設定用の弁体１ａを備えた流量設定手段としての電磁比例弁１を電磁開閉弁Ｍの下流側に接続し、絞り流路２ａを備えた流路形成部材としての多数のノズル２が着脱自在に螺着固定されているヘッダー６をガス供給管Ｌの先端部に接続して構成されている。
【００２９】
従って、電磁比例弁１の下流側に着脱自在に装着したノズル２の各々が、その電磁比例弁１を通過した可燃性ガスの噴出圧力を設定する噴出圧力設定手段に構成され、このガス供給管Ｌのガス流路が流量設定手段１と噴出圧力設定手段２とを備えた流体流路に構成されている。
【００３０】
前記電磁比例弁１には、流量を設定するための操作量を設定つまみ３ａの回動操作で出力電圧Ｓとして指令する操作量指令手段としての可変抵抗器３と、可変抵抗器３からの出力電圧Ｓに応じた入力電圧Ｖを駆動信号として電磁比例弁１に備えた電磁コイル１ｂに入力して、可変抵抗器３にて指令された出力電圧Ｓに応じて弁体１ａを移動させるマイクロコンピュータ利用の弁体移動手段４とが設けられている。
【００３１】
前記可変抵抗器３は設定つまみ３ａの回動操作量に比例した出力電圧Ｓを弁体移動手段４に入力するように構成されているとともに、電磁コイル１ｂは弁体移動手段４からの入力電圧Ｖに比例した駆動移動量Ｅで弁体１ａを駆動移動させるように構成され、可変抵抗器３には、設定つまみ３ａに設けた指針３ｂで設定された実際の流量Ｑを指示する対数目盛り３ｃが設けられている。
【００３２】
前記弁体移動手段４は、可変抵抗器３からの出力電圧Ｓの変更範囲（Ｓｍｉｎ 〜Ｓｍａｘ ）の略全範囲において、その出力電圧Ｓの変更量ΔＳと、その変更量ΔＳに基づいて弁体１ａを移動させたときにその移動によって生じる流量変化量ΔＱとその弁体１ａが移動する前の流量Ｑとの比で規定される流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例関係を有する状態で弁体１ａを移動させるべく、出力電圧Ｓに対応する電磁コイル１ｂへの入力電圧Ｖを求めて、電磁比例弁１を作動させるように構成されている。
【００３３】
つまり、電磁比例弁１は、図３に示すように、弁体移動手段４から入力される入力電圧Ｖの変更範囲の全範囲において、その変化量ΔＶと弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥとが略比例し、かつ、図４に示すように、弁体１ａの移動範囲の全範囲において、その移動量Ｅの変化量ΔＥとその変化量ΔＥによって生じる流量変化量ΔＱとが略比例する特性関係を備え、弁体移動手段４は、可変抵抗器３の出力電圧Ｓと、その出力電圧Ｓに対応する電磁コイル１ｂへの入力電圧Ｖとの間の、次式（１）
ΔＶ／Ｖ＝Ｃ・ΔＳ………（１）
の両辺を積分して得られる、次式（２）
ｌｏｇ Ｖ＝Ｃ・Ｓ＋Ｄ（但し、Ｃ，Ｄは比例定数）………（２）
の関係を演算式、或いは、数表として記憶している。
【００３４】
そして、図５のフローチャートに示すように、可変抵抗器３から操作量としての出力電圧Ｓが出力されると、弁体移動手段４は式（２）の関係からその出力電圧Ｓに対応する入力電圧Ｖを演算し、その演算した入力電圧Ｖを電磁コイル１ｂに入力して、その入力電圧Ｖに比例する移動量Ｅになるよう弁体１ａを駆動移動させるように構成してある。
【００３５】
従って、入力電圧Ｖの変化量ΔＶと弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥ、並びに、弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥとその変化量ΔＥによって生じる流量変化量ΔＱとが略比例していることから、図６に示すように、次式（３）
ｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ（但し、Ａ，Ｂは比例定数）………（３）
の関係で流量Ｑが略制御され、（３）式を微分して得られる次式（４）から分かるように、
ΔＱ／Ｑ＝Ａ・ΔＳ………（４）
結果的に、図７に示すように、出力電圧Ｓの変更範囲（Ｓｍｉｎ 〜Ｓｍａｘ ）の略全範囲において、出力電圧Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例する関係で電磁比例弁１の作動が制御される。
【００３６】
前記出力電圧Ｓに対応する流量Ｑが、電磁比例弁１へのガス供給条件、つまり、ガス種の変更にともなうその比重や供給圧力等の変更にかかわらず略一定量になるように、出力電圧Ｓに応じた弁体１ｂの弁座１ｃに対する移動領域を調節する弁体移動領域調節手段５が設けられている。
【００３７】
前記弁体移動領域調節手段５は、弁箱１ｄに対して一定範囲で移動する弁体１ａに対する弁座１ｃの相対位置を予め変更設定して、出力電圧Ｓの変更範囲に対応する弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節するもので、図４に示すように、弁座１ｃが形成されている円柱状の弁座形成体５ａを弁箱１ｄの内側に周方向並びに弁体移動方向に摺動自在に気密に内嵌するとともに、その弁座形成体５ａに固定した弁座操作軸５ｂを弁箱１ｄに形成したボス５ｃに気密に挿通させ、そのボス５ｃと弁座操作軸５ｂとを螺合させて構成してある。
【００３８】
そして、弁座操作軸５ｂの螺進操作で弁座１ｃの弁体１ａに対する相対位置を変更設定して、弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節し、ロックナット５ｄでその位置に固定できるようにしてある。
【００３９】
次に、電磁比例弁１へのガス供給条件の変更にかかわらず、操作量指令手段としての可変抵抗器３で指令された操作量としての出力電圧Ｓの変更量ΔＳと、流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係を略一定に維持して、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できるようにする為の流量制御装置Ｋの調節方法を説明する。
【００４０】
先ず、基準となる可燃ガスを一定の供給圧力で供給している供給状態（以下、基準供給状態という）で、その出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が、図３で示すようにｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ で表され、かつ、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分のガス圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ が、出力電圧Ｓが最大のときに設定される最大流量Ｑｍａｘ 以上の一定量に設定されているとする。
【００４１】
そして、ガス種又は供給圧或いはその双方が変更されたガス供給条件において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分のガス圧力Ｐａ１と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ１が、基準供給状態において設定されていた仮想流量Ｑｓ と略同じになるように、その絞り流路２ａの流路径を予め設定してある所定の交換用ノズルに交換する。
【００４２】
つまり、基準供給状態において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定して、そのときの流量Ｑｓ を計測するとともに、変更したガス供給条件において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ をそのときの弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ１と略同じに設定して、そのときの流量Ｑｓ１を計測し、その変更したガス供給条件において計測された流量Ｑｓ１が、基準供給状態において計測された流量Ｑｓ と略同じになるように、そのノズル２の絞り流路２ａの流路径を選定して、その選定した流路径の絞り流路２ａが交換用ノズルに予め形成されている。
【００４３】
従って、流路形成部材としてのノズル２をその絞り流路２ａの流路断面積が異なるものに交換して、ガス供給条件の変更にかかわらず、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられている。
【００４４】
次に、その交換用ノズルに交換した状態で、その出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が、例えば図８に示すように、ｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ１ で表される場合、出力電圧ＳにバイアスＳ０ を与える状態で基準供給状態におけるｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ の関係と略同じになるよう、弁座操作軸５ｂの螺進操作で、図２に示すように、基準供給状態における弁座５ｃの位置からそのバイアスＳ０ に相当する距離ｄだけ予め移動しておくことにより、前述の数９に示す出力電圧Ｓの変更量ΔＳとその時の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ との関係が略一定になり、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できる。
【００４５】
従って、弁体移動領域調節手段５が、弁体１ａと弁座１ｃとの相対位置を予め変更設定して、操作量としての出力電圧Ｓの変更範囲に対応する弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節するように構成されている。
【００４６】
〔第２実施形態〕
図９は別実施形態のブロック図を示し、交換用ノズルに交換した状態で、その操作量としての出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が基準供給状態におけるｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ の関係と略同じになるよう、出力電圧ＳにバイアスＳ０ を与える状態で、弁体移動手段４からの入力電圧Ｖに補正電圧Ｖ０ を印加する形式の弁体移動領域調節手段５を設けてある。
【００４７】
そして、変更されたガス供給条件において出力電圧Ｓを弁体移動手段４に入力すると、この補正電圧Ｖ０ によって、図１０に示すように、基準供給状態における弁体１ａの出力電圧Ｓに対応する弁座５ｃに対する位置からバイアスＳ０ に相当する距離ｄだけ離れた位置に弁体１ａが移動するように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４８】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明による流量制御装置Ｋが設けられているコンロを模式的に示し、予混合拡散燃焼式のコンロ用バーナＨと、そのコンロ用バーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、第１実施形態と同様に、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としてのノズル２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図１２は、最終圧力Ｐ０ が変化する場合の実施形態として送風機８を備えた給湯装置を模式的に示し、第１実施形態と同様に、給湯用熱交換器Ｇと、予混合拡散燃焼式の複数のバーナＨと、そのバーナＨの各々に可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としてのノズル２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５０】
〔第５実施形態〕
図１３は、給湯装置の別実施形態を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、拡散燃焼式のバーナＨと、そのバーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としての可変オリフィス２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
【００５１】
従って、噴出圧力設定手段が、流路断面積を一定範囲で連続的に調節可能な絞り流路２ａを備えた流路形成部材としての可変オリフィス２を弁体１ａの下流側に装着して構成され、その絞り流路２ａの流路断面積を調節して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５２】
〔第６実施形態〕
図１４は、最終圧力Ｐ０ が変化する場合の実施形態として送風機８を備えた給湯装置を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、予混合燃焼式のバーナＨと、そのバーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としての可変オリフィス２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５３】
〔第７実施形態〕
図１５は別実施形態のブロック図を示し、流量設定手段としての電磁比例弁１を迂回して、弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ を、噴出圧力設定手段としてのノズル２と弁体１ａとの間の流路部分に導入可能なバイパス路Ｎが、流路切換弁７の切換操作で圧力導入状態と圧力非導入状態とに切り換え可能に設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５４】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による流量制御装置は、可燃ガスだけでなく、種々の気体又は液体等の流体の流量を制御するものであっても良い。
２．流量設定手段は、例えばスプール弁の操作量を変更して流量を設定するものであってもよく、その構造は特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の模式図
【図２】流量制御装置の詳細図
【図３】入力電圧Ｖと弁体移動量Ｅの関係を示すグラフ
【図４】弁体移動量Ｅと流量Ｑの関係を示すグラフ
【図５】フローチャート
【図６】操作量Ｓと流量Ｑの関係を示すグラフ
【図７】操作量Ｓの変更範囲の略全範囲において、変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例していることを示すグラフ
【図８】操作量Ｓと ｌｏｇＱの関係を示すグラフ
【図９】第２実施形態を示すブロック図
【図１０】要部の断面図
【図１１】第３実施形態を示す模式図
【図１２】第４実施形態を示す模式図
【図１３】第５実施形態を示す模式図
【図１４】第６実施形態を示す模式図
【図１５】第７実施形態を示すブロック図
【図１６】従来技術を示す要部断面図
【符号の説明】
１ 流量設定手段
１ａ 弁体
１ｃ 弁座
２ 噴出圧力設定手段（流路形成部材）
２ａ 絞り流路
３ 操作量指令手段
４ 弁体移動手段
５ 弁体移動領域調節手段
Ｐａ 流体圧力
Ｐｂ 流体圧力
Ｑ 流量
Ｑｍａｘ 最大流量
Ｑｓ 仮想流量
ΔＱ 流量変化量
ΔＱ／Ｑ 流量変化率
Ｓ 操作量
ΔＳ 変更量
Ｎ バイパス路
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量設定用の弁体を備えた流量設定手段と、前記流量設定手段を通過した流体の噴出圧力を設定する噴出圧力設定手段とを備えた流体流路と、流量を設定する為の操作量Ｓを指令する操作量指令手段と、前記操作量指令手段にて指令された操作量Ｓに応じて前記弁体を移動させる弁体移動手段とが設けられ、前記弁体移動手段は、前記操作量指令手段の操作量Ｓの変更範囲の略全範囲において、その変更量ΔＳと、その変更量ΔＳに基づいて前記弁体を移動させたときにその移動にて生じる流量変化量ΔＱとその弁体が移動する前の流量Ｑとの比で規定される流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例関係を有する状態で、前記弁体を移動させるように構成されている流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冒記流量制御装置は、例えば図１６に示すように、流量設定用の弁体０１を備えた流量設定手段としての電磁比例弁０２が設けられている流体流路０３の先端部に、噴出圧力設定手段としてのノズル０４を装着したものであり、流量を設定する為の操作量Ｓを指令する操作量指令手段０５と、操作量指令手段０５にて指令された操作量Ｓに応じて弁体０１を移動させるための駆動電圧Ｖを電磁比例弁０２に入力する弁体移動手段０６とを設けて、操作量指令手段０５で指令される操作量Ｓの変更量ΔＳと、その操作量Ｓの変更にともなう流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例するように流量を制御するので、操作量Ｓの変更量ΔＳが一定量の場合、流量が少ない範囲で操作量Ｓを変更するとその流量が緩やかに変化し、流量が多い範囲で操作量Ｓを変更するとその流量が急激に変化して、いずれの範囲において操作量Ｓを変更しても、その変更量ΔＳが同じであればその流量変化率ΔＱ／Ｑが略一定に維持され、目標流量を変更設定するにあたって、その目標流量を現在流量からの流量変化率ΔＱ／Ｑとして設定できる利点がある。
そして、このような流量制御装置において、流体の比重や供給圧力等の流体供給条件の変更にかかわらず、操作量Ｓに対応して一定の流量Ｑを設定できるようにするため、従来、操作量Ｓが最大のときに同じ最大流量Ｑｍａｘ が設定されるように、ノズル０４をその絞り流路０７の流路径が異なるものに交換し、最少流量Ｑｍｉｎ が零以外の流量のときは、操作量Ｓが最小のときに同じ最少流量Ｑｍｉｎ が設定されるよう、流体流入用の貫通孔を備えた筒部材０８を弁体０１に装着している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術によれば、流体供給条件の変更にかかわらず、一定の最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ に設定できるものの、流体の比重や供給圧力の変更に起因して、操作量指令手０５で指令された操作量Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係を一定に維持できなくなり、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できない欠点がある。
【０００４】
詳述すると、電磁比例弁０２の弁体０１が一定位置に移動している状態で、比重１．０の流体がその電磁比例弁０２を通過する流量を仮にＱ０ とした場合、弁体０１がその同じ一定位置に移動している状態で、比重ｄの流体がその電磁比例弁０２を通過する流量Ｑは、そのときの弁体０１の上流側の流路における流体圧力をＰａ とし、ノズル０４と弁体０１との間の流路部分の流体圧力をＰｂ とすると、数１で示す関係がある。
【０００５】
【数１】
そして、数２で示す操作量Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係式の両片を積分して得られる数３の関係から、Ｓ＝Ｓｍｉｎ のときＱ０ ＝Ｑｍｉｎ，Ｓ＝Ｓｍａｘ のときＱ０ ＝Ｑｍａｘ とすると、数４が導かれ、これより、比重ｄの流体の流量Ｑは数５で表される。
【０００７】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
この数５は数６のように変形され、Ｓ＝Ｓ１ のときＱ＝Ｑ１ でかつＰｂ ＝Ｐｂ１，Ｓ＝Ｓ２ のときＱ＝Ｑ２ でかつＰｂ ＝Ｐｂ２とすると、Ｓ１ −Ｓ２ つまり変更量ΔＳは数７で表される。
【００１２】
【数６】
【数７】
また、ノズル０４を通過する比重ｄの流体の流量Ｑは、ノズル０４の流路断面積をＡ０ とし、そのときのノズル０４の下流側の流体圧力をＰ０ とすると、数８で示す関係がある。
【００１５】
【数８】
そして、数７と数８から、変更量ΔＳは数９に示す関係式で表され、この関係式からわかるように、第１項中の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ が同じで、かつ、最大操作量Ｓｍａｘ とその時の最大流量Ｑｍａｘ 及び最少操作量Ｓｍｉｎ とその時の最小流量Ｑｍｉｎ が同じであっても、第２項中の数１０に示す値Ｆが流体供給条件によって異なるので、その流体供給条件の如何によって、その流量変化率に対応する変更量ΔＳが変わってしまうからである。
【００１７】
【数９】
【数１０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、流体供給条件の変更にかかわらず、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できるようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、その噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分の流体圧力Ｐｂ を弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ が、流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず、操作量Ｓが最大のときに設定される最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、数１０に示す値Ｆのうちの、下記数１１に示す値Ｑｓ を略一定に設定できる。
【００２１】
【数１１】
また、操作量Ｓに対応する流量Ｑが流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず略一定量になるように、操作量Ｓに応じた弁体の弁座に対する移動領域を調節する弁体移動領域調節手段が設けられているので、操作量Ｓ１ における流量Ｑ１ と操作量Ｓ２ における流量Ｑ２ が流体供給条件の変更にかかわらず略一定量になるように調節して、数１０に示す値ＦのうちのＱ１ ２及びＱ２ ２の項を略一定に設定できる。
従って、数９に示す関係式からわかるように、第１項中の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ が同じであれば、流体供給条件の如何によらず、その流量変化率に対応する変更量ΔＳが略一定量に維持されるので、流体供給条件の変更にかかわらず、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できる。
特に、噴出圧力を設定したときの流量と弁体の移動領域とを調節すれば良いので、流量設定手段自体の操作量Ｓと流量Ｑとの特性を調節する場合に比べて、簡便に調節できる効果がある。
【００２３】
請求項２記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、絞り流路を備えた流路形成部材を弁体の下流側に着脱自在に装着して構成され、流路形成部材をその絞り流路の流路断面積が異なるものに交換して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、同一仕様の多数の流量制御装置に対して流体供給条件を一律に変更する場合、それらの流路形成部材の各々を、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節できる一定仕様の流路形成部材に交換すれば良く、その調節作業を簡略化できる。
【００２４】
請求項３記載の流量制御装置は、
噴出圧力設定手段が、流路断面積を一定範囲で連続的に調節可能な絞り流路を備えた流路形成部材を弁体の下流側に装着して構成され、その絞り流路の流路断面積を調節して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられているので、特別な交換部品の製作並びにその交換作業が不要で、その調節作業を簡略化できる。
【００２５】
請求項４記載の流量制御装置は、
弁体移動領域調節手段が、弁体と弁座との相対位置を予め変更設定して、操作量Ｓの変更範囲に対応する弁体の弁座に対する移動領域を調節するように構成されているので、弁体や弁座の形状を変更する必要がなく、その調節作業を簡略化できる。
【００２６】
請求項５記載の流量制御装置は、
流量設定手段を迂回して、弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ を、噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分に導入可能なバイパス路が、圧力導入状態と圧力非導入状態とに切り換え可能に設けられているので、噴出圧力設定手段と弁体との間の流路部分の流体圧力Ｐｂ を弁体の上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ を容易に計測でき、最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように精度良く調節できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は給湯装置を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、予混合拡散燃焼式の複数のバーナＨと、そのバーナＨの各々に流体の一例としての可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、後述する流量設定手段１と噴出圧力設定手段２と操作量指令手段３と弁体移動手段４と弁体移動領域調節手段５とを備えた本発明による流量制御装置Ｋが設けられている。
尚、図１において、Ｐａ はガスの供給圧力、Ｐｂ は流量設定手段１と噴出圧力設定手段２との間のガス圧力、Ｐ０ は最終圧力である。
【００２８】
前記ガス供給装置Ｊは、可燃性ガスのガス供給管Ｌの途中部分に電磁開閉弁Ｍを接続するともに、図２に示すように、流量設定用の弁体１ａを備えた流量設定手段としての電磁比例弁１を電磁開閉弁Ｍの下流側に接続し、絞り流路２ａを備えた流路形成部材としての多数のノズル２が着脱自在に螺着固定されているヘッダー６をガス供給管Ｌの先端部に接続して構成されている。
【００２９】
従って、電磁比例弁１の下流側に着脱自在に装着したノズル２の各々が、その電磁比例弁１を通過した可燃性ガスの噴出圧力を設定する噴出圧力設定手段に構成され、このガス供給管Ｌのガス流路が流量設定手段１と噴出圧力設定手段２とを備えた流体流路に構成されている。
【００３０】
前記電磁比例弁１には、流量を設定するための操作量を設定つまみ３ａの回動操作で出力電圧Ｓとして指令する操作量指令手段としての可変抵抗器３と、可変抵抗器３からの出力電圧Ｓに応じた入力電圧Ｖを駆動信号として電磁比例弁１に備えた電磁コイル１ｂに入力して、可変抵抗器３にて指令された出力電圧Ｓに応じて弁体１ａを移動させるマイクロコンピュータ利用の弁体移動手段４とが設けられている。
【００３１】
前記可変抵抗器３は設定つまみ３ａの回動操作量に比例した出力電圧Ｓを弁体移動手段４に入力するように構成されているとともに、電磁コイル１ｂは弁体移動手段４からの入力電圧Ｖに比例した駆動移動量Ｅで弁体１ａを駆動移動させるように構成され、可変抵抗器３には、設定つまみ３ａに設けた指針３ｂで設定された実際の流量Ｑを指示する対数目盛り３ｃが設けられている。
【００３２】
前記弁体移動手段４は、可変抵抗器３からの出力電圧Ｓの変更範囲（Ｓｍｉｎ 〜Ｓｍａｘ ）の略全範囲において、その出力電圧Ｓの変更量ΔＳと、その変更量ΔＳに基づいて弁体１ａを移動させたときにその移動によって生じる流量変化量ΔＱとその弁体１ａが移動する前の流量Ｑとの比で規定される流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例関係を有する状態で弁体１ａを移動させるべく、出力電圧Ｓに対応する電磁コイル１ｂへの入力電圧Ｖを求めて、電磁比例弁１を作動させるように構成されている。
【００３３】
つまり、電磁比例弁１は、図３に示すように、弁体移動手段４から入力される入力電圧Ｖの変更範囲の全範囲において、その変化量ΔＶと弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥとが略比例し、かつ、図４に示すように、弁体１ａの移動範囲の全範囲において、その移動量Ｅの変化量ΔＥとその変化量ΔＥによって生じる流量変化量ΔＱとが略比例する特性関係を備え、弁体移動手段４は、可変抵抗器３の出力電圧Ｓと、その出力電圧Ｓに対応する電磁コイル１ｂへの入力電圧Ｖとの間の、次式（１）
ΔＶ／Ｖ＝Ｃ・ΔＳ………（１）
の両辺を積分して得られる、次式（２）
ｌｏｇ Ｖ＝Ｃ・Ｓ＋Ｄ（但し、Ｃ，Ｄは比例定数）………（２）
の関係を演算式、或いは、数表として記憶している。
【００３４】
そして、図５のフローチャートに示すように、可変抵抗器３から操作量としての出力電圧Ｓが出力されると、弁体移動手段４は式（２）の関係からその出力電圧Ｓに対応する入力電圧Ｖを演算し、その演算した入力電圧Ｖを電磁コイル１ｂに入力して、その入力電圧Ｖに比例する移動量Ｅになるよう弁体１ａを駆動移動させるように構成してある。
【００３５】
従って、入力電圧Ｖの変化量ΔＶと弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥ、並びに、弁体１ａの移動量Ｅの変化量ΔＥとその変化量ΔＥによって生じる流量変化量ΔＱとが略比例していることから、図６に示すように、次式（３）
ｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ（但し、Ａ，Ｂは比例定数）………（３）
の関係で流量Ｑが略制御され、（３）式を微分して得られる次式（４）から分かるように、
ΔＱ／Ｑ＝Ａ・ΔＳ………（４）
結果的に、図７に示すように、出力電圧Ｓの変更範囲（Ｓｍｉｎ 〜Ｓｍａｘ ）の略全範囲において、出力電圧Ｓの変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例する関係で電磁比例弁１の作動が制御される。
【００３６】
前記出力電圧Ｓに対応する流量Ｑが、電磁比例弁１へのガス供給条件、つまり、ガス種の変更にともなうその比重や供給圧力等の変更にかかわらず略一定量になるように、出力電圧Ｓに応じた弁体１ｂの弁座１ｃに対する移動領域を調節する弁体移動領域調節手段５が設けられている。
【００３７】
前記弁体移動領域調節手段５は、弁箱１ｄに対して一定範囲で移動する弁体１ａに対する弁座１ｃの相対位置を予め変更設定して、出力電圧Ｓの変更範囲に対応する弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節するもので、図４に示すように、弁座１ｃが形成されている円柱状の弁座形成体５ａを弁箱１ｄの内側に周方向並びに弁体移動方向に摺動自在に気密に内嵌するとともに、その弁座形成体５ａに固定した弁座操作軸５ｂを弁箱１ｄに形成したボス５ｃに気密に挿通させ、そのボス５ｃと弁座操作軸５ｂとを螺合させて構成してある。
【００３８】
そして、弁座操作軸５ｂの螺進操作で弁座１ｃの弁体１ａに対する相対位置を変更設定して、弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節し、ロックナット５ｄでその位置に固定できるようにしてある。
【００３９】
次に、電磁比例弁１へのガス供給条件の変更にかかわらず、操作量指令手段としての可変抵抗器３で指令された操作量としての出力電圧Ｓの変更量ΔＳと、流量変化率ΔＱ／Ｑとの比例関係を略一定に維持して、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できるようにする為の流量制御装置Ｋの調節方法を説明する。
【００４０】
先ず、基準となる可燃ガスを一定の供給圧力で供給している供給状態（以下、基準供給状態という）で、その出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が、図３で示すようにｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ で表され、かつ、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分のガス圧力Ｐａ と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ が、出力電圧Ｓが最大のときに設定される最大流量Ｑｍａｘ 以上の一定量に設定されているとする。
【００４１】
そして、ガス種又は供給圧或いはその双方が変更されたガス供給条件において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分のガス圧力Ｐａ１と略同じに設定したときの仮想流量Ｑｓ１が、基準供給状態において設定されていた仮想流量Ｑｓ と略同じになるように、その絞り流路２ａの流路径を予め設定してある所定の交換用ノズルに交換する。
【００４２】
つまり、基準供給状態において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ を弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ と略同じに設定して、そのときの流量Ｑｓ を計測するとともに、変更したガス供給条件において、ノズル２と弁体１ａとの間の流路部分のガス圧力Ｐｂ をそのときの弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ１と略同じに設定して、そのときの流量Ｑｓ１を計測し、その変更したガス供給条件において計測された流量Ｑｓ１が、基準供給状態において計測された流量Ｑｓ と略同じになるように、そのノズル２の絞り流路２ａの流路径を選定して、その選定した流路径の絞り流路２ａが交換用ノズルに予め形成されている。
【００４３】
従って、流路形成部材としてのノズル２をその絞り流路２ａの流路断面積が異なるものに交換して、ガス供給条件の変更にかかわらず、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられている。
【００４４】
次に、その交換用ノズルに交換した状態で、その出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が、例えば図８に示すように、ｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ１ で表される場合、出力電圧ＳにバイアスＳ０ を与える状態で基準供給状態におけるｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ の関係と略同じになるよう、弁座操作軸５ｂの螺進操作で、図２に示すように、基準供給状態における弁座５ｃの位置からそのバイアスＳ０ に相当する距離ｄだけ予め移動しておくことにより、前述の数９に示す出力電圧Ｓの変更量ΔＳとその時の流量変化率に相当する値Ｑ１ ／Ｑ２ との関係が略一定になり、最大流量Ｑｍａｘ と最少流量Ｑｍｉｎ との間の範囲における流量Ｑを精度良く制御できる。
【００４５】
従って、弁体移動領域調節手段５が、弁体１ａと弁座１ｃとの相対位置を予め変更設定して、操作量としての出力電圧Ｓの変更範囲に対応する弁体１ａの弁座１ｃに対する移動領域を調節するように構成されている。
【００４６】
〔第２実施形態〕
図９は別実施形態のブロック図を示し、交換用ノズルに交換した状態で、その操作量としての出力電圧Ｓと流量Ｑとの関係が基準供給状態におけるｌｏｇ Ｑ＝Ａ・Ｓ＋Ｂ０ の関係と略同じになるよう、出力電圧ＳにバイアスＳ０ を与える状態で、弁体移動手段４からの入力電圧Ｖに補正電圧Ｖ０ を印加する形式の弁体移動領域調節手段５を設けてある。
【００４７】
そして、変更されたガス供給条件において出力電圧Ｓを弁体移動手段４に入力すると、この補正電圧Ｖ０ によって、図１０に示すように、基準供給状態における弁体１ａの出力電圧Ｓに対応する弁座５ｃに対する位置からバイアスＳ０ に相当する距離ｄだけ離れた位置に弁体１ａが移動するように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４８】
〔第３実施形態〕
図１１は、本発明による流量制御装置Ｋが設けられているコンロを模式的に示し、予混合拡散燃焼式のコンロ用バーナＨと、そのコンロ用バーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、第１実施形態と同様に、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としてのノズル２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図１２は、最終圧力Ｐ０ が変化する場合の実施形態として送風機８を備えた給湯装置を模式的に示し、第１実施形態と同様に、給湯用熱交換器Ｇと、予混合拡散燃焼式の複数のバーナＨと、そのバーナＨの各々に可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としてのノズル２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５０】
〔第５実施形態〕
図１３は、給湯装置の別実施形態を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、拡散燃焼式のバーナＨと、そのバーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としての可変オリフィス２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
【００５１】
従って、噴出圧力設定手段が、流路断面積を一定範囲で連続的に調節可能な絞り流路２ａを備えた流路形成部材としての可変オリフィス２を弁体１ａの下流側に装着して構成され、その絞り流路２ａの流路断面積を調節して、仮想流量Ｑｓ が最大流量Ｑｍａｘ 以上の略一定量になるように調節可能に設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５２】
〔第６実施形態〕
図１４は、最終圧力Ｐ０ が変化する場合の実施形態として送風機８を備えた給湯装置を模式的に示し、給湯用熱交換器Ｇと、予混合燃焼式のバーナＨと、そのバーナＨに可燃性ガスを供給するガス供給装置Ｊとが設けられ、このガス供給装置Ｊには、流量設定手段としての電磁比例弁１と、噴出圧力設定手段としての可変オリフィス２と、操作量指令手段３と、弁体移動手段４と、弁体移動領域調節手段５とが設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５３】
〔第７実施形態〕
図１５は別実施形態のブロック図を示し、流量設定手段としての電磁比例弁１を迂回して、弁体１ａの上流側の流路部分の流体圧力Ｐａ を、噴出圧力設定手段としてのノズル２と弁体１ａとの間の流路部分に導入可能なバイパス路Ｎが、流路切換弁７の切換操作で圧力導入状態と圧力非導入状態とに切り換え可能に設けられている。
その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態で示した弁体移動領域調節手段５を設けても良い。
【００５４】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による流量制御装置は、可燃ガスだけでなく、種々の気体又は液体等の流体の流量を制御するものであっても良い。
２．流量設定手段は、例えばスプール弁の操作量を変更して流量を設定するものであってもよく、その構造は特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯装置の模式図
【図２】流量制御装置の詳細図
【図３】入力電圧Ｖと弁体移動量Ｅの関係を示すグラフ
【図４】弁体移動量Ｅと流量Ｑの関係を示すグラフ
【図５】フローチャート
【図６】操作量Ｓと流量Ｑの関係を示すグラフ
【図７】操作量Ｓの変更範囲の略全範囲において、変更量ΔＳと流量変化率ΔＱ／Ｑとが略比例していることを示すグラフ
【図８】操作量Ｓと ｌｏｇＱの関係を示すグラフ
【図９】第２実施形態を示すブロック図
【図１０】要部の断面図
【図１１】第３実施形態を示す模式図
【図１２】第４実施形態を示す模式図
【図１３】第５実施形態を示す模式図
【図１４】第６実施形態を示す模式図
【図１５】第７実施形態を示すブロック図
【図１６】従来技術を示す要部断面図
【符号の説明】
１ 流量設定手段
１ａ 弁体
１ｃ 弁座
２ 噴出圧力設定手段（流路形成部材）
２ａ 絞り流路
３ 操作量指令手段
４ 弁体移動手段
５ 弁体移動領域調節手段
Ｐａ 流体圧力
Ｐｂ 流体圧力
Ｑ 流量
Ｑｍａｘ 最大流量
Ｑｓ 仮想流量
ΔＱ 流量変化量
ΔＱ／Ｑ 流量変化率
Ｓ 操作量
ΔＳ 変更量
Ｎ バイパス路
Claims (5)
- 流量設定用の弁体を備えた流量設定手段と、前記流量設定手段を通過した流体の噴出圧力を設定する噴出圧力設定手段とを備えた流体流路と、
流量を設定する為の操作量（Ｓ）を指令する操作量指令手段と、
前記操作量指令手段にて指令された操作量（Ｓ）に応じて前記弁体を移動させる弁体移動手段とが設けられ、
前記弁体移動手段は、
前記操作量指令手段の操作量（Ｓ）の変更範囲の略全範囲において、その変更量（ΔＳ）と、その変更量（ΔＳ）に基づいて前記弁体を移動させたときにその移動にて生じる流量変化量（ΔＱ）とその弁体が移動する前の流量（Ｑ）との比で規定される流量変化率（ΔＱ／Ｑ）とが略比例関係を有する状態で、前記弁体を移動させるように構成されている流量制御装置であって、
前記噴出圧力設定手段が、
その噴出圧力設定手段と前記弁体との間の流路部分の流体圧力（Ｐｂ ）を前記弁体の上流側の流路部分の流体圧力（Ｐａ ）と略同じに設定したときの仮想流量（Ｑｓ ）が、前記流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず、前記操作量（Ｓ）が最大のときに設定される最大流量（Ｑｍａｘ ）以上の略一定量になるように調節可能に設けられ、
前記操作量（Ｓ）に対応する流量（Ｑ）が前記流量設定手段への流体供給条件の変更にかかわらず略一定量になるように、前記操作量（Ｓ）に応じた前記弁体の弁座に対する移動領域を調節する弁体移動領域調節手段が設けられている流量制御装置。 - 前記噴出圧力設定手段が、絞り流路を備えた流路形成部材を前記弁体の下流側に着脱自在に装着して構成され、
前記流路形成部材をその絞り流路の流路断面積が異なるものに交換して、前記仮想流量（Ｑｓ ）が前記最大流量（Ｑｍａｘ ）以上の略一定量になるように調節可能に設けられている請求項１記載の流量制御装置。 - 前記噴出圧力設定手段が、流路断面積を一定範囲で連続的に調節可能な絞り流路を備えた流路形成部材を前記弁体の下流側に装着して構成され、
その絞り流路の流路断面積を調節して、前記仮想流量（Ｑｓ ）が前記最大流量（Ｑｍａｘ ）以上の略一定量になるように調節可能に設けられている請求項１記載の流量制御装置。 - 前記弁体移動領域調節手段が、前記弁体と前記弁座との相対位置を予め変更設定して、前記操作量（Ｓ）の変更範囲に対応する前記弁体の前記弁座に対する移動領域を調節するように構成されている請求項１，２又は３記載の流量制御装置。
- 前記流量設定手段を迂回して、前記弁体の上流側の流路部分の流体圧力（Ｐａ ）を、前記噴出圧力設定手段と前記弁体との間の流路部分に導入可能なバイパス路が、圧力導入状態と圧力非導入状態とに切り換え可能に設けられている請求項１，２，３又は４記載の流量制御装置。
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