JP5567228B2 - 弁装置 - Google Patents
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Description
2つ以上のガス流量において動作するガス燃焼式温風炉は、一般に、可変炉又は多段炉と呼ばれる。多段炉は、それらが性能及び快適性の向上を提供するという理由で既存の炉の代わりとして住宅所有者に選択されることが多い。しかしながら、多段加熱炉又は可変加熱炉では、炉制御部はガス弁との一方向通信用に構成されているのみである。これは、一般に、電圧源を印加する信号又はガス弁への可変電流信号の形態である。ところが、このような信号はフィードバックを提供することができず、ガス弁又は他の炉の構成要素の交換又は後付けには適合しない場合がある。従って、本願発明者は、可変段式加熱システム(variable stage heating systems)の制御の向上に対する需要が依然存在することを認識した。
弁装置、感圧装置、コントローラ、及びこれを含むシステムの例示的な実施形態を開示する。弁装置の例示的な一実施形態では、第1の弁座が第2の弁座と実質的に整列されている。第1の弁部材が第2の弁部材と実質的に整列されている。第1の弁部材は、第1の弁座に対し、少なくとも第1の弁部材が第1の弁座から離間している開位置と、第1の弁部材が第1の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。第2の弁部材は、第2の弁座に対し、少なくとも第2の弁部材が第2の弁座から離間している開位置と、第2の弁部材が第2の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。コイルによって発生した磁界に応答して、第1の弁部材及び第2の弁部材を少なくとも第2の弁座に対して動かし、第1の弁部材と第2の弁部材との間の開口面積を変化させるために電機子を動作することができる。
ここで、添付の図面を参照して実施形態例をより詳細に説明する。
本開示の一態様により、種々の感圧装置の例示的な実施形態が提供される。感圧装置は、座部に対して動き、感圧装置と座部との間の開口面積を変化させ、出口圧を制御する弁部材を有する弁装置と組み合わせて使用してもよい。感圧装置の例示的な実施形態はまた、感圧装置によって検出された出口圧に基づき、コイルへの入力電圧を変化させ、弁部材と弁座との間の開口面積を調節するコントローラと組み合わせて使用してもよい。
弁装置100はまた、第1の弁座102に対して動くことができる第1の弁部材112を含む。第1の弁部材112は、開位置にある場合、第1の弁座102から離間している。第1の弁部材112は、閉位置にある場合、第1の弁座102に着座している。
Claims (9)
- 弁装置であって、
第1の弁座と、
前記第1の弁座と実質的に整列した第2の弁座と、
第1の弁部材であって、前記第1の弁部材が、前記第1の弁座に対して、少なくとも、前記第1の弁座から離間している開位置と、前記第1の弁部材が前記第1の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる第1の弁部材と、
前記第1の弁部材と実質的に整列した第2の弁部材であって、前記第2の弁部材が、前記第2の弁座に対して、少なくとも、前記第2の弁部材が前記第2の弁座から離間している開位置と、前記第2の弁部材が前記第2の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる第2の弁部材と、
コイルと、
前記コイルによって発生した磁界に応答して、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材を移動させるために動作可能な電機子と、
当該弁装置の出口における圧力を示す出力電圧を供給するように構成されている感圧装置であって、
ダイヤフラムであって、前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラム、
発光部、
受光デバイス、及び
光減衰器であって、前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答し、前記発光部と前記受光デバイスとの間において前記ダイヤフラムにより動くことができるように前記ダイヤフラムに結合されており、圧力の変化に応答して、前記発光部と前記受光デバイスとの間において前記ダイヤフラムにより動くと、前記発光部から前記受光デバイスに伝達される光の量を減衰又は変化させるように構成されている、光減衰器を含む感圧装置と、
を含み、
前記受光デバイスが、前記受光デバイスによって検出された光の量に対応する電圧出力を応答的に提供するよう動作可能であり、電圧出力が前記ダイヤフラムに作用する検出された圧力を示すことと、
前記光減衰器が、前記光減衰器を通じて伝達される入射光の量を、前記光減衰器の厚さの関数として低減するように構成された可変厚さを有すること、又は、
前記光減衰器が、いくらかの入射光を前記光減衰器を通じて伝達させるほど十分な光透過性、及び前記光減衰器を通じて伝達される光の量を前記光減衰器の厚さの関数として低減するため、光伝達を妨げるほど十分な不透明度を有する材料を含むこと、又は、
前記ダイヤフラムが第1の面及び第2の面を有し、前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラムの第1の面に作用する流体圧力の変化に応答して動くことができるように、前記第1の面が当該弁装置内の加圧容積と流体連通していること、又は、
前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化により、前記ダイヤフラムが前記光減衰器を上下に動かすように、前記光減衰器が、ばねによって前記ダイヤフラムに付勢されたピンに配置されていること、又は、
前記発光部が前記受光デバイスに向けられるように、前記発光部と前記受光デバイスとが互いに整列かつ離間していること、又は、
前記光減衰器による、その長さにわたる減衰の量の漸進的変化の検出を可能にするほど十分な厚さ勾配を提供するため、前記光減衰器の幅がその長さにわたって徐々に薄くなること、又は、
前記光減衰器が前記発光部と前記受光デバイスとの間にない位置から、前記光減衰器の一部が前記発光部と前記受光デバイスとの間にある位置に前記光減衰器が動いたことを検知すると、前記受光デバイスが実質的に最大の電圧出力から部分電圧出力に変化する電圧出力を供給するように構成されており、前記受光デバイスが、その後、前記受光デバイスの現在の電圧出力の、前記受光デバイスに対する前記光減衰器の実際の既知位置における校正を可能にする電圧出力を提供するように構成されていること、或は、
上記の組み合わせを特徴とする、弁装置。 - 前記第1の弁部材が前記第2の弁部材と同軸であり、
前記第1の弁座が前記第2の弁座と同軸であり、
前記電機子が、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材の両方を移動させるために動作可能な単一の電機子であり、
当該弁装置が、当該弁装置を通過する流れ及び圧力を調整するための同軸のカスケード弁アセンブリを有する閉ループ調整同軸弁である、請求項1に記載の弁装置。 - コントローラが前記感圧装置と前記コイルとに結合されており、前記コントローラが、前記受光デバイスの変化する電圧出力から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記コイルへの入力電圧の印加を調節し、それにより、少なくとも前記第2の弁部材と前記第2の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されていること、又は、
前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して、前記感圧装置の光減衰器の動きの関数として変化する電圧出力が、当該弁装置を制御し、当該弁装置の出力を調整するために使用されること、或は、
その両方であることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。 - 当該弁装置内の加圧容積と連通している圧力センサであって、前記圧力センサが当該弁装置内において検出された圧力を示す出力電圧を供給するように構成されている、圧力センサと、
前記圧力センサと前記コイルとに結合されたコントローラであって、前記コントローラが、前記圧力センサの出力電圧から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記コイルへの入力電圧の印加を調節し、それにより、少なくとも前記第2の弁部材と前記第2の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されている、コントローラと、を更に含む、請求項1又は2に記載の弁装置。 - 前記感圧装置が、前記受光デバイスに伝達される光の量を変えることによって圧力変化に応答するように構成されており、検出された圧力を示す、前記受光デバイスに伝達される光の量に対応する電圧出力を提供する、請求項1又は2に記載の弁装置。
- 前記コイルがソレノイドコイルを含み、前記電機子が、少なくとも前記第2の弁部材を前記第2の弁座に対して動かし、前記ソレノイドコイルに印加される入力電圧に依存する発生した磁界の大きさに基づき、少なくとも前記第2の弁部材と前記第2の弁座との間の開口面積を変化させるために動作可能であるようにソレノイドコイルを構成し、
前記ソレノイドコイルに印加される入力電圧が、前記出口における圧力を示す、前記感圧装置によって供給される出力電圧に一部基づいており、
前記感圧装置と前記ソレノイドコイルとに結合されたコントローラを含み、前記コントローラが、前記感圧装置によって供給される出力電圧から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記ソレノイドコイルへの入力電圧の印加を制御し、それにより、前記第2の弁部材と前記第2の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されている、請求項5に記載の弁装置。 - 前記コイルが、前記電機子を印加電圧に基づき変位するステッピングモータの一部であること、又は、
前記電機子が、前記第1の弁部材を、前記第1の弁部材の閉位置と開位置との間において動かすため、第1の距離を動くように構成されており、かつ、前記第2の弁部材を、前記第2の弁部材の閉位置と開位置との間において動かすため、前記第1の距離を超えて動くように構成されていること、又は、
当該弁装置が1つより多い出口圧において動作を提供するように構成された閉ループ調整同軸弁であること、又は、
前記感圧装置が当該弁装置の本体の外側に配置されていること、或は、
上記の組み合わせを特徴とする請求項1又は2に記載の弁装置。 - 前記感圧装置が、レギュレータダイヤフラムと、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材との間の直接的な機械的リンクを必要とせずに、当該弁装置を通過する燃料流を調整するように前記コイルの動作を制御するための制御信号を提供すべく動作可能な圧力センサダイヤフラムを更に含むこと、又は、
当該弁装置が、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材に動きを機械的に付与するための、前記第1の弁部材又は前記第2の弁部材への直接的な機械的リンクを有するレギュレータダイヤフラムを含まないこと、或は、
その両方であることを特徴とする請求項1、2及び7のいずれか一項に記載の弁装置。 - 当該弁装置が、前記第1の弁部材及び前記第2の弁部材が当該弁装置を通過する流れ及び圧力を調整するための同軸のカスケード弁アセンブリを形成する、閉ループ調整同軸弁である請求項1及び3−8のいずれか一項に記載の弁装置。
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