JP3772381B2

JP3772381B2 - 弁およびそれを使用した熱搬送装置、液体燃焼器

Info

Publication number: JP3772381B2
Application number: JP07855496A
Authority: JP
Inventors: 勝蔵粉川; 泰昭田和
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2016-04-01
Also published as: JPH09269078A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液ガス等の流体の流れを利用する装置の、流れる通路を開閉する弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の弁体と弁座とコイルバネより構成した弁は、冷媒回路の電磁弁、逆止弁、あるいはブンゼン型液体燃焼装置のノズル部開閉する弁等多く用いられている。この様な弁は、例えば特公平５−３２０６０３号公報に示されるように、図８のような構成になっている。
【０００３】
すなわち、弁体１と、弁座２と、コイルバネ３より構成し、弁体２に対向して弁座１とコイルバネ３を設けてある。弁座２は、通路構成部材４に嵌合して取付け接続口５、６の間を弁体１により連通を開閉する。コイルバネ３は、一端を弁体１に接し他端を液体７を介して通路構成部材４に固定してある。液体７は調節ピストン８と調節ボルト９により加圧力を変化できる。
【０００４】
上記構成において、その動作を以下に説明する。閉弁時弁体１は、弁座２にコイルバネ３により圧接している。そのため、接続口５から接続口６に至る通路は連通を遮閉している。接続口５の圧力が高くなりコイルバネ３の力以上となると、コイルバネ３はこの力で縮み、弁体１は、弁座２から離れ、接続口５から接続口６に至る通路は連通する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成において、閉弁時は、弁体１と弁座２の漏れがなく通路の遮断することが要望される性能である。このため、弁体１を弁座２にコイルバネ３により圧接して、この圧接力で弁の気密を保っている。この為にはコイルバネ３は十分に強くする必要がある。また、動作を速くし応答性を向上する為にもコイルバネ３は強くする必要がある。そして、開弁動作の圧力は、弁体１のポート径（大きさ）とコイルバネ３の荷重値（強さ）で設定している。一方開弁時は、弁座２と離れた弁体１の間隙により接続口５から接続口６に至る通路の流れ抵抗を出来るだけ小さくすることが要望される性能である。このためには、弁座２から弁体１が出来るだけ離れた位置まで移動しコイルバネ３は圧縮される必要がある。
【０００６】
このことから、コイルバネ３は閉弁時の必要な荷重値を維持して出来るだけ小さいバネ常数に設計しているが、コイルバネ３の等ピッチのバネ常数は、バネの材質、線形、平均径、巻き数で決まる。
【０００７】
バネ常数Ｋは
【０００８】
【数１】
【０００９】
で表され、バネ常数Ｋは一定値となり、変形量に対して荷重の増加はリニアである。バネ常数Ｋを小さくするためには、バネの線径ｄを細く、コイル巻き数を多く、コイル平均径を大きくすればよい。しかし、挫屈等動作の安定性と応力による変形等信頼性から限界があり、弁座２から弁体１が十分に離れた位置まで移動できるコイルバネ３のバネ常数を小さくすることは困難であり、接続口５から接続口６に至る通路の流れ抵抗が大きく、この損失抵抗により開弁時十分な流量を確保できなかった。また、バネ常数Ｋを小さくすると、弁体１は弁座２から離れて動く開弁時、弁体１の自重による運動量によって、弁体１は開弁時の停止位置より大きくバウンドしてコイルバネ３の変形や音の発生を生じた。そのため、バネ常数は大きく設定する必要があった。
【００１０】
従来例では、そのため、コイルバネ３の一端を弁体１に接し他端を液体７を介して通路構成部材４に固定し、液体７は調節ピストン８と調節ボルト９により加圧力を変化できる。このため、調節ボルト９を回すと調節ピストン８が動き液体７の溜まる位置が変わり、液体７を介して通路構成部材４に固定するコイルバネ３の位置が動くためコイルバネ８の強さを変更できる。しかし、バネ常数と荷重強さは調節ボルト９を動かした場合のみ変化し、通常使用中は固定となり、この時のバネ常数はリニアである。このため、動作圧力は調節可能であるが、バネ常数を大幅に小さくしてかつ、コイルバネ３の変形や音の発生を防止することは困難であった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するもので、弁体と、弁座と、コイルバネと、駆動力発生部と、制御部より構成し、前記弁体に対向して前記弁座と前記コイルバネを設け、前記コイルバネのコイルピッチを複数値とし、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、この駆動力発生部を前記制御部で動作させる時、この制御部は動作を繰り返した後動作させるものである。すなわち、圧縮の小さい時はコイルバネ全体のバネ常数で荷重値が決まり、圧縮が大きくなるとコイルバネのピッチの小さい部分は密着しバネの機能がなくなり、密着していないピッチのバネ常数のみで荷重値が決まる。そして、弁の動作させる時、制御部は動作を繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部は弁体の運動量を順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。そのため、ピッチをそれぞれの値に設定する事により、弁体の動作時のバネ常数を大幅に小さくしてかつ、開閉動作は動作を繰り返した後動作させるため弁体のバウンドや衝撃によるコイルバネの変形や音の発生を防止し、弁の流れ抵抗を小さく音の発生のなく信頼性の向上を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、弁体と、弁座と、複数ピッチのコイルバネと、駆動力発生部と、制御部より構成し、前記弁体に対向して前記弁座と前記コイルバネを設け、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、開弁または閉弁の指示が前記制御部に入力された時、前記制御部は前記駆動力発生部に動作ＯＮまたは動作ＯＦＦの指示を出し短時間これを維持し、その後動作前の状態に戻し前記時間と略同じ時間維持する動作を繰り返し、前記動作を複数回繰り返させた後前記指示に合わせた開弁または閉弁の指示を出すことにより動作を完了させる制御において、前記動作ＯＮおよび動作ＯＦＦの時間を順次長くしながら繰り返すものである。そして、駆動力発生部の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に応じて前記制御部は動作を前記動作を繰り返す時間あるいは回数を増減させて動作させるものである。
【００１３】
本発明は上記構成によって圧縮の小さい時はコイルバネ全体のバネ常数で荷重値が決まり、圧縮が大きくなるとコイルバネのピッチの小さい部分は密着しバネの機能がなくなり、密着していないピッチのバネ常数で荷重値が決まる。そのため、ピッチをそれぞれの値に設定する事により、弁体の動作時のバネ常数を大幅に小さくしてかつ、そして、弁の動作させる時、制御部は動作を繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部は弁体の運動量を順次増加させて弁体を動作を完了させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。そのため、コイルバネの変形や音の発生を防止し、弁の流れ抵抗を小さく音の発生がなく信頼性の向上を図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は弁体と、弁座と、複数ピッチのコイルバネと、駆動力発生部と、これを動作させる制御部を備え、前記弁体に対向して前記弁座と前記コイルバネを設け、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、開弁または閉弁の指示が前記制御部に入力された時、前記制御部は前記駆動力発生部に動作ＯＮまたは動作ＯＦＦの指示を出し短時間これを維持し、その後動作前の状態に戻し前記時間と略同じ時間維持する動作を繰り返し、前記動作を複数回繰り返させた後前記指示に合わせた開弁または閉弁の指示を出すことにより動作を完了させる制御において、前記動作ＯＮおよび動作ＯＦＦの時間を順次長くしながら繰り返すものである。
【００１５】
本発明は上記構成によって、圧縮の小さい時はコイルバネ全体のバネ常数で荷重値が決まり、圧縮が大きくなるとコイルバネのピッチの小さい部分は密着しバネの機能がなくなり、密着していないピッチのバネ常数で荷重値が決まる。そのため、ピッチをそれぞれの値に設定する事により、弁体の動作時のバネ常数を大幅に小さくしてかつ、そして、弁の動作させる時、制御部は動作を繰り返した後動作を完了させることにより、駆動力発生部は弁体の運動量を順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。そのため、コイルバネの変形や音の発生を防止し、弁の流れ抵抗を小さく音の発生がなく信頼性の向上を図れる。
【００１６】
そして、駆動力発生部を前記制御部で動作させ弁を開閉動作させる時、制御部は動作を繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部は弁体の運動量を順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。そのため、弁体の動作は、駆動力発生部を制御部で動作開始させると、最初は制御部が動作を繰り返すため力が小さくゆっくりと動き、その後、力が１００％で速く動作するため、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止できる。また、制御部は動作を順次動作時間を長く繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部を制御部で動作開始させると、次第に制御部が動作を繰り返す時間が長くなるため力が順次増加するため、弁体の動作は、最初遅くその後次第に速く動作するため、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁の応答速度を速くできる。
【００１７】
また電磁力による駆動力発生部の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に応じて制御部は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減させるものである。
【００１８】
そして駆動力発生部の温度により変化する電磁力に対して、この温度検出手段の出力に応じて制御部は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減して弁体を動作させるため、温度変化による駆動力発生部の力を弁体の運動量に合わせて順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。
【００１９】
また冷媒加熱器と、この冷媒加熱器の上方に配設された上部の受液部と下部の気液セパレータ液溜部に仕切る仕切り板を内部に有する容器と、前記冷媒加熱器と前記気液セパレータ液溜部を連通する入口管と出口管と、前記仕切り板に弁を有する熱搬送部と、前記気液セパレータ液溜部，放熱器，および前記受液部を順次接続した環状の循環路からなる熱搬送装置の前記弁は、駆動力発生部とこの駆動力発生部の駆動軸と弁座と弁体と複数ピッチのコイルバネと制御部で構成し、この弁体に対向して前記駆動軸と前記コイルバネを設け、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、この駆動力発生部を前記制御部で動作させる時、この制御部は動作を繰り返させた後動作を完了させるものである。
【００２０】
そしてこの制御部は動作を繰り返した後動作させる事により、弁が開弁した時の抵抗を大幅に小さくでき、液冷媒を受液部からセパレータ液溜部に移動させる時間を短くなり熱搬送力の増大が可能となり、開閉弁時は、動作させる時、この制御部は動作を繰り返した後動作させるため、弁体の動作が最初遅くその後次第に速く動作するため、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁の応答速度を速くできる。
【００２１】
また気化器に開口したノズル部に設けた弁座と、この弁座に当接する弁体と、前記弁体に接続した駆動力発生部と、弁体と前記駆動力発生部の間に複数ピッチのコイルバネを設け、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、この駆動力発生部を前記制御部で動作させる時、この制御部は動作を繰り返させた後動作を完了させるものである。
【００２２】
そして制御部は動作を繰り返した後動作させる事により、液体燃料ガスが噴出するノズル部を閉止する弁座と弁体は高レベル気密が必要であり弁座と弁体を強いコイルバネにより圧接しているが、弁座から駆動力発生部の力により弁体を離す時、コイルバネのコイルピッチの一部を大きくし複数値とし弁体が弁座から十分に離れる位置以後のバネ常数を大幅に大きくでき、制御部で動作させる時、動作を繰り返した後動作を完了させるため、大きくバウンドすることなくコイルバネの変形や音の発生を生じる事がない。
【００２３】
（実施例１）
以下本発明の実施例１を図１で説明する。図１において、図８と同一符号は同一部材を示し同一機能を有しているので詳細な説明は省略し、異なる点を中心に説明する。１は弁体であり、弁座２と、コイルバネ３と、駆動力発生部１０と、制御部１１より構成している。弁体１に対向して弁座２とコイルバネ３を設けて弁体１を弁座２にコイルバネ３の力で押し付けるように取り付けてある。コイルバネ３はコイルピッチＡ１２のバネＡとコイルピッチＢ１３のバネＢの複数値（２種類）としてある。弁座２は通路構成部材４に嵌合、咬しめ等により密着して固定し、通路構成部材４は接続口５、６により夫々回路に接続している。コイルバネ３は他端を保持部１４にて保持し、この保持部１４は弁座２にピン１５で止めてある。弁座２には、開口部１６が設けてある。駆動力発生部１０と弁体１は駆動力発生部１０の駆動軸１７で接続し、この駆動力発生部１０は制御部１１で動作させる。この制御部１１は駆動力発生部１０を動作させるとき、動作を繰り返させた後動作させる。
【００２４】
上記構成において、バネＡとバネＢのバネ常数は異なり、１つのバネでバネ常数を複数にできるものである。すなわち、荷重が小さく圧縮量が小さい時はコイルバネ３全体のバネ常数で荷重値が決まり、圧縮が大きくなるとコイルバネ３のピッチの小さい部分は密着しバネの機能がなくなり、密着していないピッチのバネ常数で荷重値が決まる。そのため、ピッチをそれぞれの値に設定する事により、弁体の動作時のバネ常数を大幅に小さくしてかつ、コイルバネ３の変形や音の発生を防止し、弁の流れ抵抗を小さく音の発生がなく信頼性の向上を図れる。
【００２５】
コイルバネをバネＡ、バネＢの２つのコイルピッチについて説明する。コイルピッチＡ１０＜コイルピッチＢ１１とすると、
Ｌ₀：コイルバネの自由長
Ｇ：横弾性係数
ｄ：バネの線径
Ｄ：コイル平均径
Ｎａ：コイル巻き数
Ｌ₀A：ピッチＡの自由長
ＮA：コイル巻き数
Ｌ₀B：ピッチＡの自由長
ＮB：コイル巻き数
コイルピッチＡ１０のバネ常数ＫAは
【００２６】
【数２】
【００２７】
コイルピッチＢ１１のバネ常数ＫBは
【００２８】
【数３】
【００２９】
となり、コイルバネ３全体のバネ常数ＫTは
【００３０】
【数４】
【００３１】
いま、荷重Ｗをこのコイルバネ３に加えた場合、コイルピッチＡ１０はＷ／ＫA のひずみであり、コイルピッチＢ１１はＷ／ＫB のひずみであり、コイルバネ３全体は（Ｗ／ＫA＋Ｗ／ＫB）＝Ｗ／ＫT のひずみである。そして、ＮA＞ＮBの場合、すなわちコイルピッチＡ１０＜コイルピッチＢ１１、荷重を増加してコイルピッチＡ１０のひずみが（自由長Ｌ₀A−ｄ×ＮA）となった時にコイルピッチＡ１０は密着する。このため、コイルバネ３のバネ常数はＫTからＫBになる。ＮA＞ＮBであるからＫBはＫTより大きくなる。よって、ＮAをＮBに対して大幅に大きく設定した時、弁体１が弁座２から十分に離れる位置まではバネ常数を小さくし、さらに大きくバウンドするバネ常数を大幅に大きくできる。
【００３２】
すなわち、図２に示す荷重と弁の動きについて説明する。弁座２に弁体１が接した時洩れを防止するため荷重Ｓが必要である。弁体１が弁座２より離れるに従いコイルバネ３は圧縮し荷重が増加する。そして、流体の流れ圧力とつり合った位置で弁体１は停止する。この時の弁座２と弁体１の隙間を流体は流れる。この隙間が大きい程流体の流れ抵抗は小さくなり流量の増大が図れる。また、最初弁体１は弁座２から離れて動く開弁時、弁体１の自重による運動量によって、弁体１は開弁時の停止位置より大きくバウンドしてコイルバネ３の過大変形や弁体１が保持部１２に当たり大きい音の発生を生じるのを防止するために弁ストローク最大の位置ｄ点の荷重を大きくする必要がある。今までのコイルバネピッチが等間隔のバネは破線で示すようにバネ常数が一定値であり、弁体が弁座より離れるに従いコイルバネを圧縮し荷重はリニアに増加する。そこで、弁ストロークａの弁座２に弁体１が接する時必要な荷重Ｓと弁ストローク最大の位置ｄ点の荷重Ｐ１によりバネ常数は決まり、弁ストロークｂ点で流体の流れ圧力とつり合って弁体１は停止する。本実施例のバネは実線で示すようにバネ常数が２つの値で有り、弁体１が弁座２より離れるに従いコイルバネ３全体を圧縮し荷重がリニアに増加するａ−ｃ間とコイルバネピッチＡが密着しコイルバネＢの部分のみがバネでありコイルバネＢのバネ常数で動作するｃ−ｄ間の折れ線状になる。そこで、弁ストロークａの弁座２に弁体１が接する時必要な荷重Ｓを通るバネ常数の小さい（コイルバネピッチＡを小さく）線と、弁ストローク最大の位置ｄ点の荷重Ｐ１より大きい荷重値Ｐ２を通りバネ常数の大きい（コイルバネピッチＢを大きく）線により設定すると、流体の流れ圧力とつり合って弁体１が停止する弁ストローク点は点ｂから点ｃとなり、弁体１は弁座２より大きく開口し流れ抵抗が小さく流量が増加する。そして、弁ストローク最大の位置ｄ点の荷重は、Ｐ１より大きいＰ２であり、弁体１は開弁時の停止位置より大きくバウンドしすることがなくコイルバネ３の過大変形や弁体１が保持部１２に当たり大きい音の発生を生じるのを防止できる。
【００３３】
そして、弁体１に接続した駆動力発生部１０は、バネ常数を小さく設定できるため、駆動力発生部１０の力を小さくできる。また、駆動力発生部１０を制御部１１で動作させ弁を開閉動作させる時、制御部１１は動作を繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部１０は弁体１の運動量を順次増加させて弁体１を動作させるため、重量とコイルバネ３と釣合ながらスムーズに動作する。そのため、弁体１の動作は、駆動力発生部１０を制御部１１で動作開始させると、最初は制御部１０が動作を繰り返すため力が小さくゆっくりと動き、その後、力が１００％で速く動作するため、コイルバネ３の変形や弁体１と弁座２が当たり衝撃音の発生を防止できる。図３に駆動力発生部１０を動作させる制御部１１の動作を示す。弁を開弁または閉弁する指示が発生する（使用条件から制御部１１に入力があった時）と、制御部１１は駆動力発生装置１０に動作ONまたはOFFの指示を出し短時間これを維持するその後動作前の状態に短期間戻し再度これを繰り返す。この動作を繰り返した後、前記弁を開弁または閉弁する指示に合わせた動作を駆動力発生部１０に指示を出す。このため、駆動力発生装置１０はこの指示に応じて力を発生し、弁体１に力を加える。前記繰り返す時間が短いため、弁体１に加わる力は順次増減し弁体１はスムーズに動く。すなわち、開弁時は駆動力発生装置１０から弁体１に加わる力が増加し閉止圧力より大きくなると弁体１は弁座２より離れ、弁体１が開弁した位置に近くなった時駆動力発生装置１０の力を連続とし弁体１弁座２の距離を大きくする。また、閉弁時は、駆動力発生装置１０から弁体１に加わる力が減少し弁体１はコイルバネ３の力とのバランスでゆっくり弁座２に近づき、弁体１が弁座２に接触した後駆動力発生装置１０の力を連続してOFFとし閉止圧力を保つ。
【００３４】
（実施例２）
また、別の実施例である図４に駆動力発生部１０を動作させる制御部１１の動作を示す。制御部１１は動作を順次動作時間を長く繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部１０を制御部１１で動作開始させると、次第に制御部１１が動作を繰り返す時間が長くなるため力が順次増加する。このため、弁体１の動作は、開弁する場合も閉弁する場合も最初遅くその後次第に速く動作するため、コイルバネ３の変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁体１の動作が速くなり弁の応答速度を速くできる。そして、電磁コイル等の電磁力により構成する駆動力発生部１０を用い、電磁力による駆動力発生部１０に温度を検出する温度抵抗体、サーミスタ等の温度検出手段１８を取付け、この温度検出手段１８の出力に応じて制御部１１は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減させる。
【００３５】
電磁コイル等の電磁力により構成する駆動力発生部１０は、通電すると温度が変化し、かつ温度により駆動力発生部１０の力が変化する。そのことにより、駆動力発生部１０の温度により変化する電磁力に対して、この温度検出手段１８の出力に応じて制御部１１は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減して弁体１を動作させるため、温度変化による駆動力発生部１０の力を弁体１の運動量に合わせて順次増加させて弁体１を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作できる。すなわち、駆動力発生部１０の温度が上昇すると駆動力発生部１０の力が小さく変化する。このため、温度検出手段１８の出力が高温を制御部１１に出力し、制御部１１は動作を繰り返す時間を長くあるいは回数を増加して弁体１を動作させるため、駆動力発生部１０の力は弁体１とコイルバネ３に合わせた力に一定となる。
【００３６】
（実施例３）
別の実施例である図５に示す。図６はこの部分拡大図である。１９は、冷媒加熱器２０の上方に配置された容器であり、この容器１９を上部の受液部２１と下部の気液セパレータ液溜部２２に仕切り板２３により仕切っている。冷媒加熱器２０と気液セパレータ液溜部２２を入口管２４と出口管２５で連通してある。２６は、バーナ２７を有する冷媒加熱器２０と気液セパレータ液溜部２２を環状管路に接続し、受液部２１と気液セパレータ液溜部２２の間に開閉弁２７を設けた管路と前記環状管路に接続した熱搬送部である。２８は気液セパレータ液溜部２２、放熱器２９、第２逆止弁３０、受液部２１を順次配管接続した環状の循環路である。容器１９は、鉄アルミ等金属を成型した後ブレージング、溶接で仕切り板２３と一体に形成し、開閉弁２７は仕切り板２３と接合または、一体構成とし、開閉弁２７は電磁コイル３１とプランジャに接続した駆動軸３２よりなる駆動力発生部３３と、仕切り板２３と一体に構成した弁座３４と弁体３５とコイルバネ３６より構成する。そして、弁体３５に対向して当接させて駆動軸３２とコイルバネ３６を設け、駆動発生部３３に接続して開閉弁２７の開閉を制御する制御部３７を設けている。コイルバネ３６はコイルピッチを複数値としてある。駆動軸３２と弁体３５の当接部は、間隙を設けて構成しており開閉弁２７が閉止させる時は駆動軸３２と弁体３５は離れている。弁体３５は、テフロン、ナイロン等の樹脂で構成しこの弁体３５に鉄、アルミ等の金属で構成した接触部３８を取付け、この接触部３８に駆動軸３２を間隙を介して当接して接続している。また、制御部３７は、駆動力発生部３３の開閉弁２７に電気的に接続し開閉弁２７を開閉動作させ、この動作させる時、この制御部３７は動作を繰り返した後動作させる制御するものであり、そして、制御部３７は、バーナ２７の燃焼量を増減する燃焼量可変装置３９と温度検知器４０に電気的に接続してある。この図５は開閉弁２７が閉成した図である。
【００３７】
上記構成において、開閉弁２７の開閉動作とバーナ２７での燃焼により冷媒加熱による熱搬送の暖房を行なう。ここで冷媒の流れは、開閉弁２７が閉状態の時に、ガスの冷媒が放熱器２９で凝縮液化し過冷却となって放熱した後この液冷媒が液冷媒戻り管から第２逆止弁３０を介して受液部２１に流入し、このガス冷媒が凝縮することにより受液部２１内の圧力が低下し、急激に受液部２１へ液冷媒が流入する。この受液部２１内が液冷媒で満液状態になると液冷媒の流れは停止する。そこで、開閉弁２７を開とすると、受液部２１と気液セパレータ液溜部２２とは連通して均圧状態となり、受液部２１内の液冷媒は重力により開閉弁２７を通り気液セパレータ液溜部２２内へ流入する。この時、受液部２１の液冷媒と置換する気液セパレータ液溜部２２のガス冷媒は、開閉弁２７を通り受液器２１へと流れる。
【００３８】
次に、受液器２１内の液冷媒が全て流れ出た時、開閉弁２７を再び閉にすると、受液器２１内でガス冷媒の凝縮が始まり、受液部２１が瞬時に減圧され低圧となる。そのため、受液部２１内に放熱器２９の凝縮過冷却した液冷媒が吸引され、受液部２１が液冷媒で満たされるサイクルを繰り返す。ここで、コイルバネ３６はコイルピッチを複数値としてあるため、弁体３５が弁座３４から十分に離れる位置まではバネ常数を小さくし、その後の位置はバネ常数を大幅に大きくできる。そのため、開閉弁２７が開弁した時のこの弁座３４と弁体３５を通過する液冷媒ガス冷媒の流れ抵抗を大幅に小さくでき、液冷媒を受液部２１からセパレータ液溜部２２に移動させる時間を短くなる。そのため、前記冷媒のサイクル時間が短くなり、時間当たりのサイクル回数が増加でき熱搬送能力の増大が可能となる。そして、コイルバネ３６のハネ常数が小さい事は、駆動発生部３３の動作力も小さくて十分に動作を行うことができるため、駆動力発生部３３の消費電力が小さくなり、駆動力発生部３３は小型にできコンバクト化と低コスト化が可能となる。
【００３９】
この駆動力発生部３３を制御部３７で動作させる時、制御部３７は動作を繰り返した後動作させる。そのため、弁体１に加わる力は順次増減し弁体３５はスムーズに動く。すなわち、開弁時は駆動力発生装置３３から弁体３５に加わる力が増加し閉止圧力より大きくなると弁体３５は弁座３４より離れ、弁体３５が開弁した位置に近くなった時駆動力発生装置３３の力を連続とし弁体３５と弁座３４の距離を大きくする。また、駆動力発生装置３３の力は、弁体３５に順次増加して加わるため、弁体３５が大きくバウンドしすることなくコイルバネの変形や音の発生を生じる事がないことから、駆動力発生装置３３の力を強く設定できるため、開弁時の駆動力発生装置３３の力がコイルバネ３６より強くでき弁体３５と弁座３４の間隙を大きくできる。この事により、弁が開弁した時の抵抗を大幅に小さくでき、液冷媒を受液部２１からセパレータ液溜部２２に移動させる時間を短くなり熱搬送能力の増大が可能となり、開弁閉弁時の動作させる時、この制御部３７は動作を繰り返した後動作させため、弁体３５の動作が最初遅くその後次第に速く速く動作するため、コイルバネ３６の変形や弁体３５と弁座３４が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁の応答速度を速くできる。また、開弁以上の弁ストロークのバネ常数が大きくできるため駆動力発生部３３が弁体３５を押した場合も弁体３５が開弁時の停止位置より大きくバウンドすることなくコイルバネ３６の変形や音の発生を生じる事がないため摩耗が少なく、より確実な動作を長期適に保証できるものである。そして、駆動入力は減少し、熱搬送のための入力としては開閉弁２７の入力のみであり経済性が高いものである。また、受液部２１と気液セパレータ液溜部２２を一つの容器１９で構成したため部品点数が少なくなり、またこのためロー付け箇所の減少になり信頼性が向上し、かつコンパクト、低コストとなる。
【００４０】
（実施例４）
別の実施例を図７に示す。これは、加熱した気化管中に液体燃料を圧送して気化させ、ノズルより高速で噴出させて燃焼するブンゼン型液体燃焼器である。気化管４１に密接してヒータ４２を取付け、この気化管４１の一端にには燃料ポンプ４３と連接した燃料供給パイプ４４が接続され、他端には０．５ｍｍ〜０．８ｍｍ程度の開口を有するノズル部４５が設けて有る。気化管４１を加熱するヒータ４２は気化管４１近傍の温度を検出するサーミスタ４６により通電をＯＮ−ＯＦＦ制御する。そして、気化器４１に開口したノズル部４５には弁座４７を設け、この弁座４７に当接する弁体４８と、弁体４８に接続した駆動力発生部４９を設け、弁体４８と駆動力発生部４９の間にコイルバネ５０を設けてある。このコイルバネ５０はコイルピッチを複数値としてある。駆動力発生部４９と弁体４８を接続してある。
【００４１】
駆動力発生部４９を制御する制御部５１を設け、駆動力発生部４９は制御部５１で動作させる時、この制御部５１は動作を繰り返した後動作させる。ブンゼン型液体燃焼器が停止する時は、気化器４１内に残った燃料ガスが燃焼せずに放散すると非常に不快な臭いを発生するため、気化器４１は瞬時に閉塞する必要がある。また、運転開始時はノズル部４５からの燃料ガスの噴出スピードにより燃焼ガスを吸引するため、ノズル部４５の燃料ガス噴出スピードは良好な燃焼を行うのに重要である。そのため、液体燃料ガスが噴出するノズル部４５を閉止する弁座４７と弁体４８は高レベル気密が必要であり弁座４７と弁体４８を強いコイルバネ５０により圧接している。弁座４７から駆動力発生部４９の力により弁体４８を離す時、コイルバネ５０のコイルピッチの一部を他の部分より大きくし複数値してある事により、弁体４８が弁座４７から十分に離れる位置以後のバネ常数を大幅に大きくできる。
【００４２】
このため、弁体４８は弁座４７から十分に離れる位置以後はバネ常数が大幅に大大きく荷重が急激に増加するため直ちにこの動作のブレーキがかかり、バウンドしてコイルバネの変形や音の発生を生じる事が無い。また、弁体４８が弁座４７から十分に離れる位置までのバネ常数は小さくできるため、弁体４８は弁座４７から確実に距離を保つことが可能となり、弁座４７と弁体４８間の抵抗が小さく安定するためノズル部４５の燃料ガス噴出スピードは安定して高速に維持でき、良好な燃焼を保てるものである。開弁閉弁時の動作させる時、この制御部５１は動作を繰り返した後動作させるため、弁体４８の動作が最初遅くその後次第に速く動作できるため、コイルバネ５０の変形や弁体４８と弁座４７が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁の応答速度を速くできる。また、開弁以上の弁ストロークのバネ常数が大きくできるため駆動力発生部４９が弁体４８を押した場合も弁体４８が開弁時の停止位置より大きくバウンドすることなくコイルバネ５０の変形や音の発生を生じる事がないため摩耗が少なく、より確実な動作を長期適に保証できるものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明の弁は、弁体と、弁座と、コイルバネと、駆動力発生部と、制御部より構成し、前記弁体に対向して前記弁座と前記コイルバネを設け、前記コイルバネのコイルピッチを複数値とし、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、この駆動力発生部を前記制御部で動作させる時、この制御部は動作を繰り返した後動作させるので以下の効果がある。
【００４４】
（１）圧縮の小さい時はコイルバネ全体のバネ常数で荷重値が決まり、圧縮が大きくなるとコイルバネのピッチの小さい部分は密着しバネの機能がなくなり、密着していないピッチのバネ常数で荷重値が決まるため、弁体の動作時のバネ常数を大幅に小さくしてかつ、制御部は動作を繰り返した後動作させることにより、駆動力発生部は弁体の運動量を順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。そして、弁体の動作は最初遅くその後次第に速く速く動作するため、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止できる。
【００４５】
（２）制御部は動作を順次動作時間を長く繰り返した後動作させることにより、制御部で動作開始させると、次第に力が順次増加する。このため、弁体の動作は、開弁する場合も閉弁する場合も最初遅くその後次第に滑らかに速く速く動作するため、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁体の動作が速くなり弁の応答速度を速くできる。
【００４６】
（３）駆動力発生部の温度を検出する温度検出手段の出力に応じて制御部は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減させることにより、駆動力発生部の温度により変化する電磁力に対して、この温度検出手段の出力に応じて制御部は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減して弁体を動作させるため、温度変化による駆動力発生部の力を弁体の運動量に合わせて順次増加させて弁体を動作させるため、重量とコイルバネと釣合ながらスムーズに動作する。
【００４７】
（４）冷媒加熱器の上方に配設された上部の受液部と下部の気液セパレータ液溜部に仕切る仕切り板を内部に有する容器の仕切り板に弁を有する熱搬送部の弁を、駆動力発生部の駆動軸と弁座と弁体とコイルバネと制御部で構成し、前記コイルバネのコイルピッチを複数値とし、前記駆動力発生部を前記制御部で動作させる時、制御部は動作を繰り返した後動作させる事により、弁が開弁した時の抵抗を大幅に小さくでき、熱搬送能力の増大が可能となり、コイルバネの変形や弁体と弁座が当たり衝撃音の発生を防止でき、かつ、弁の応答速度を速くできる。
【００４８】
（５）気化器に開口したノズル部に設けた弁座と弁体と、この弁体に接続した駆動力発生部との間にコイルバネを設け、このコイルバネのコイルピッチを複数値とし、前記駆動力発生部を制御部で動作させる時、この制御部は動作を繰り返した後動作させる事により、大きくバウンドすることなくコイルバネの変形や音の発生を生じる事がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１の弁の構成断面図
（ｂ）同コイルバネの側面図
【図２】同実施例１と従来の弁の荷重と弁ストローク図
【図３】同実施例１の弁の動作指示と駆動力発生部の動作図
【図４】本発明の実施例２の弁の動作指示と駆動力発生部の動作図
【図５】同実施例３の具体的使用例の弁の構成断面図
【図６】同実施例３の弁部の部分拡大構成断面図
【図７】本発明の実施例４の弁の構成断面図
【図８】従来の弁の構成断面図
【符号の説明】
１弁体
２弁座
３コイルバネ
１０駆動力発生部
１１制御部
１２コイルピッチＡ
１３コイルピッチＢ

Claims

弁体と、弁座と、複数ピッチのコイルバネと、駆動力発生部と、これを動作させる制御部を備え、前記弁体に対向して前記弁座と前記コイルバネを設け、前記駆動力発生部と前記弁体を接続し、開弁または閉弁の指示が前記制御部に入力された時、前記制御部は前記駆動力発生部に動作ＯＮまたは動作ＯＦＦの指示を出し短時間これを維持し、その後動作前の状態に戻し前記時間と略同じ時間維持する動作を繰り返し、前記動作を複数回繰り返させた後前記指示に合わせた開弁または閉弁の指示を出すことにより動作を完了させる制御において、前記動作ＯＮおよび動作ＯＦＦの時間を順次長くしながら繰り返すことを特徴とする弁。
電磁力による駆動力発生部の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の出力に応じて制御部は動作を繰り返す時間あるいは回数を増減させる請求項１記載の弁。
冷媒加熱器と、この冷媒加熱器の上方に配設された上部の受液部と下部の気液セパレータ液溜部に仕切る仕切り板を内部に有する容器と、前記冷媒加熱器と前記気液セパレータ液溜部を連通する入口管と出口管と、前記仕切り板に弁を有する熱搬送部と、前記気液セパレータ液溜部、放熱器、および前記受液部を順次接続した環状の循環路からなる熱搬送装置において、前記弁として請求項 1 または２に記載の弁を使用した熱搬送装置。
気化器に開口したノズル部に請求項１または２に記載の弁を設けた液体燃焼器。