JPH01111125A - ガス流量調節装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はガスを燃料として使用する加熱機器の燃焼口に
流入されるガスバルブの流量を自動調節するガス流量調
節装置に関するものである。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点従来にお
いては、機械的バルブの開閉作動を手動で調節する手動
操作手段又はソレノイドバルブの開閉作動を段階別に調
節する電子式の自動調節手段を利用してガス機器、例え
ば、ガスレンジとかガスボイラー等の燃焼口に流入され
るガスの流量を調節していた。

ソレノイドバルブの電子式自動調節手段は燃焼されるガ
スの流量を自動に調節することは出来るが、発熱量の変
化が段階別に調節されるので連続変化の精密制御をする
ことが出来ない。

機械的バルブの手動操作手段は人間が加熱機器を調節す
る場合、段階別調節手段よりはガスの流量を可及的に連
続変化させながら調節することはできるが、手動操作に
起因して加熱機器の機能拡張が困難なこと、及び構造の
櫓雑性及び線形制御の難しさがあり、且つ故障に因り信
頼性が低下する等の問題点があった。

したがって、本発明は上述した問題点を解決するため、
ガス機器の燃焼に流入するガスの流量を線形的に自動調
節可能なガス流量調節装置を提供することにその目的が
ある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための手段として本発明は、動力発
生手段であるモーターで発熱量、即ちガスの流量を指示
する情報に相応する回転力を発生させ、端部が円錐形に
なった可動棒と中央ネジとを軸方向に一体化させた可動
軸を案内ネジ管に螺合させた動力変換手段を設け、前記
動力変換手段を上記のモーターの回転軸に連動するプー
リーで制御して上記のモーターの回転力を直線運動に変
換し、ガス流入口及びガス流出口とを有すると共に上記
可動棒を挿入される可動棒進入口を前記ガス流入口及び
ガス流出口と相互に連通ずるように且つガス流出口と直
通連結されて形成されているコック本体よりなる燃料供
給制御手段により直線運動量、即ち直線方向に移動され
る可動棒の進入量に応じてガス通路の流出口に排出され
るガスの流量を調節し、上記の可動軸の一端の外周面に
挿設された可動輪の回転によりスライド可変抵抗の可動
子を可動棒の進入量に相応して移動させるバルブ開閉状
態の感知手段により可動子の移動に応じて変化する抵抗
値に対応した電圧を検知してバルブの開閉状態を感知す
ると共に設定された電圧を上記のモーターに提供して可
動棒をガス通路に進入させ又は後退させ進入量を調節す
ることを特徴とする特 作用 上記バルブ開閉状態感知手段をより詳細に説明するに、
ガス流量指示情報によってモーターが回転されながら可
動棒が所定位置迄進入されこれによりガス流出量が調節
されるので、この時スライド可変抵抗によって設定され
た信号が上記の指示情報と比較されて一致される場合に
モーターの回転が中止され、バルブの完全開放又は完全
開閉の状態に対応して可動子が最終位置迄移動されるこ
とによりスライド可変抵抗によって最大又は最小値の抵
抗値が設定され、可動棒の進入及び後退の範囲、即ち上
限と下限の進入の長さが決定される。

本発明においては動力発生手段であるモーターを除外し
た装置を発熱量制御バルブと称する。

実施例 以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明によるガス流量調節装置の断面を示した
概略図である。

第１図において、発熱量制御バルブは火力の発熱量によ
るガス流量指示信号によって制御される直流モーター１
の回転軸２にプーリー３を固定し、このプーリー３と連
動されて回転する可動軸４に軸方向に中央ネジ４ａ及び
端部が円錐形になった可動棒４ｂが一体になっており、
可動軸４の中央ネジ４ａは案内ネジ管５に螺合され、ガ
ス流入ロア及びガス流出口８が互に連通されると共にこ
のガス流出口８と直通連結された可動棒進入口６とから
なった゛Ｔ″字型のコック本体９に可動軸４の可動棒４
ｂが嵌合されてガス流出口８に流出される流量を調節さ
れるようにし、上記の可動軸４の一端の外周面に可動輪
１０が挿設されであるので可動輪１０が回転されること
によりスライド可変抵抗１２の可動子１１が直線移動さ
れるように構成されである。

図面の簡単な説明符号１３は可動子進入口６に設置され
てガス漏洩を防止するリング型パッキングであり、１４
はブラケットであり、１５はモーター１、案内ネジ管５
及びコック本体９がブラケット１４に着脱されるように
する固定ネジである。

第２図はプーリー３と連動される可動軸４の断面図であ
って、可動軸４の一端が切欠されている部分にプーリー
３が挾まれて遊動されるようにした状態を例示しており
、第３図は発熱用制御バルブにおいて可動棒４ｂが嵌挿
されたコック本体９の断面図であって、可動棒４ｂの内
径Ｄ１がコック本体９の内径、即ちガス通路の内径Ｄ２
より小さい状態を例示しである。

このような構成からなっている本発明のガス流量調節装
置の作用効果をこの装置を適用した加熱調理器の動作と
並行して説明する。

第４図は本発明によるガス供給量調節装置を加熱調理器
に適用した例であって、加熱調理器の諸般の動作を制御
する概略的なブロック図である。

ここにおいて、マイコン２５は加熱調理器の諸般の機能
を制御する手段の１例として第５図に例示したように入
出力に対する処理手順により機能制御を遂行する。

先ず、初期の運転時には機能入力部１６の入力信号を受
けたマイコン２５が点火回路１９に点火信号を提供し、
この点火回路１９からは高圧の放電を起して点火される
ようにする。

このような初期点火時又は調理器の運転中に発熱量制御
バルブが開放された状態で消火が生じガスが漏出する場
合、マイコン２５が加熱調理器内に設置されているガス
感知用センサー２３から提供される信号、例えば、ガス
漏洩感知信号を検出して、即時、これに対応する信号を
主バルブ駆動回路２つ及び警報発生回路１８に提供し、
ガスボンベ（又はタンク）３１から調理器に提供される
ガスを遮断させるように主バルブ３０を駆動すると共に
警報音が発生されるようにする。

ガス漏出がない場合には、マイコン２５は機能入力部１
６を通じて入力された機能選択信号に対応する機能を遂
行するが、この時、本発明を適用したガス流量調節装置
の発熱量制御バルブ開閉状態をチエツクしてバルブの開
放又は閉鎖を判断する。

上記のバルブの開放状態で、マイコン２５は炎感知用セ
ンサー２１から提供された炎感知信号を入力して、炎が
感知されなかった場合には再び点火回路１９を動作させ
て点火されるようにし、炎が感知された場合には設定さ
れた機能運転を遂行する。

一方、加熱調理器の運転中にバーナー３３が加熱されて
調度が危険状態迄上昇すると、マイコン２５はバーナー
濃度感知用センサー２２から提供されるバーナー濃度感
知信号を入力して、即時、全ての調理機能を中断させる
と同時に警報発生回路１８を駆動して危険状態を知らせ
る。

上記の動作において、バルブの閉鎖状態時にはマイコン
２５からはバルブの開放を指示する信号を出力して比較
部２６に提供し、この比較部２６からはバルブ開放動作
、即ち発熱…制御バルブ３２の可動棒（第１図の４ｂ）
の後退動作を制御する信号をモーター駆動部２７に提供
してモーター１を逆回転させる。

上記の発熱量制御バルブ１３の開閉状態、例えば、燃料
供給制御手段のガス通路内の可動棒４ｂの進入の長さを
感知するバルブ開閉位置感知器２８のスライド可変抵抗
１２によって上記のモーター１の逆回転は可動棒４ｂの
後退が所定位置に到達する時に中止されてガス流出口８
を通じてガスが供給される。

そして、加熱調理器の機能の中の自動調理時には飲食物
の調理状態感知用センサー２４から飲食物の量と調理状
態の加熱濃度を感知してマイコン１１に提供する。この
時、マイコン１１は上記の感知濃度に対応する発熱量指
示信号を出力して比較回路２６を通じてモーター駆動回
路２７に提供されるようにし、所定の発熱量指示情報に
相応する程モーター１を回転させて発熱量制御バルブ３
２を駆動する。

上記の比較回路２６は発熱量指示情報に対する電圧と現
在の発熱量制御バルブ３２の開閉状態に相応する電圧を
比較して一致する時迄モーター１を駆動するが、現在の
発熱量制御バルブの開閉状態に相応する電圧を感知する
手段としてはコック本体９に進入されている可動棒４ｂ
のガス流路進人の長さ、即ち発熱量制御バルブの開閉状
態を検出するスライド可変抵抗１２がある。

上記の進入の長さｍはガス流入ロアからガス流出口８の
方向に進入された可動棒４ｂの先端迄の長さである。

このように、発熱量を変化させる指示情報によりモータ
ーが発熱量制御バルブの開閉を制御するので、このガス
流量を調節する装置の作用を詳細に説明する。

モーター１が駆動される時、回転軸２が所定方向に回転
されてプーリー３も共に回転する。

したがって、可動軸４が回転されることにより中央ネジ
４ａが案内ネジ管５を沿って前進又は後進されると共に
可動棒３ｂも燃料供給制御手段のコック本体９のガス通
路を通じて往復直線運動をするようになって可動棒３ｂ
の先端がガス流出口８の方に進入又はガス流出口８から
後退するようになる。

上記の発熱量制御バルブ３２の可動棒４ｂが往復直線運
動されることにより可動棒の進入の長さｍが可変される
。

これと同時に、可動軸４の一端の外周面に挿設された可
動輪７０回転によりスライド可変抵抗１２の可動子１１
も往復直線運動されて上記の可動子４ｂの進入の長さｍ
程度可変される。

即ち、スライド可変抵抗１２は可動子１１の位置により
比較回路２６に提供される電圧が可変決定されるが、こ
の電圧は発熱量制御バルブ３２の開閉状態に対する情報
である。

上記したように可動子４ｂの進入の長さｍが変ねると、
ガス流出口８に流出されるガス流出量Ｃｏ（＋が可変さ
れる。

即ち、第３図において、 π Ｄｉ　−（Ｄ２２　Ｄ＋　２＞とすれば、ここにおいて
、Ｄ２はコック本体の内径であり、Ｄｌは可動棒４ｂの
内径であり、Ｃ１ｇはガス流入口に流入されるガス量で
ある。

そして、Ｄｉは外周の断面積であって、コック本体と可
動棒との間の空間の断面積である。

これにより、ガス流入＠ｃ＋ｏは通常、一定するため発
熱量制御バルブの可動棒の進入の長さの可変によりガス
流出量が調節されるのである。

上記の可動子４ｂの進入の長さｍとガス流出量の関係は
第６図に図示されている通りであり、ガス出力量が過多
なバルブの位置ではガス出力量の調節機能面において殆
ど効果がない一方、ガス出力量が過小であると消火され
るので、発熱量制御バルブの進入の長さｍの上限と上限
をスライド可変抵抗１２の可動子１１が移動される最終
位置により設定し、その区間（第６図のＣＶＬ）内での
み可動棒が進入又は後退されるようにする。

このようなガス流量調節装置の動作を電気的に制御する
１例の詳細回路を第７図を参照して詳細に説明する。

第７図はマイコンで制御される多機能の加熱調連盟等に
適用されたガス流量調節装置を電気的に制御するのに適
合な回路である。

直流モーター１を駆動して加熱調理器の発熱量が最適の
状態に維持されるように制御する装置は、第７図のよう
に、発熱量指示情報に相応する信号と発熱量制御バルブ
の開閉状態に相応する信号を比較してモーターの駆動方
向を決定する比較回路２６と、比較回路２６から出力さ
れた複数の信号によりモーターを正、又は逆回転させる
モーター駆動回路２７及び、モーターの回転により制御
される発熱量制御バルブの開閉状態を感知してこれに相
応する電気信号を上記の比較回路４０に提供するバルブ
の開閉位置感知器２８とで構成されている。

具体的に説明すると、マイコン２５から指示された発熱
量情報に相応する信号の電圧ＶＡは比較用演算増幅器Ｏ
Ｐ＋の反転端子と比較用演算増幅器ＯＰ２の非反転端子
に印加され、可変抵抗ＶＲによって可変されて設定され
る電圧ＶＢは発熱量制御バルブの開閉状態を感知した信
号で演算増幅器ＯＰ＋の非反転端子と演算増幅器ＯＰ２
の反転端子に印加されである。

上記の電圧ＶＡが電圧Ｖａより大きい時には演算増幅器
ＯＰ２から゛ハイ″レベル信号が出力されてモーター１
を逆回転させるトランジスター０２を“ＯＮ　”される
ようにし、電圧Ｖｓが電圧ＶＡより大きい場合には演算
増幅器ＯＰ＋から“ハイ″レベル信号が出力されてモー
ター１を正回転させるトランジスター〇＋を“’ＯＮ”
されるようにする。

上記の可変抵抗ＶＲはガス流量調節装置のスライド可変
抵抗１２であって、直流電源Ｅ１を抵抗Ｒ９及びＲｈｏ
と共に直流型ｍ　Ｅ　＋を分圧されるようにし、バルブ
開閉状態の感知電圧Ｖｅを比較回路２６に提供されるよ
うにする。

即ち、発熱量制御バルブ３２においてスライド可変抵抗
１２の可動子１１が移動される際に抵抗値が変化され、
これにより上記の感知電圧ＶＢが変化されながら比較回
路２６に印加される。

初期動作時、発熱量制御バルブ３２が閉鎖された状態に
おいてはバルブ開閉状態の感知電圧Ｖｅが発熱量指示電
圧ＶＡより低いために演算増幅器ＯＰ　２の“ハイ″レ
ベル信号がアンドゲートＧ３を経てトランジスターＱ２
を導通させ、これにより発熱量制御バルブ３２を開放さ
せる方向にモーター１が逆回転される。

上記の動作によってパル１３２が開放されながらスライ
ド可変抵抗１２の可動子１１が移動されると共にバルブ
開閉状態の感知電圧Ｖｅが増加して上記の電圧ＶＡと等
しくなるとモーター１の逆回転が中止されて可動棒４ｂ
がガス流出口からの後退を中止するようになる。

一方、発熱量制御バルブ３２が開放された状態で発熱量
を減らすとか加熱を中止させる場合にはバルブ開閉状態
感知電圧Ｖａが発熱量指示電圧ＶＡより大きいので演算
増幅器ＯＰ＋のパハイ″レベル信号がナントゲートＧ２
によって反転されてトランジスターＱ１を導通させ、こ
れにより発熱量制御バルブ３２を閉鎖させる方向にモー
ター１が正回転される。

又、上記の動作によってバルブ３２が閉鎖されながらス
ライド可変抵抗１２の可動子１１が移動されると共に感
知電圧ＶＢが感小して上記の電圧ＶＡと同じくなると、
モーター１の正回転が中止されて可動棒４ｂがガス流出
口の方に進入を中止するようになる。

第７図において、比較用の演算増幅器ＯＰ２の非反転端
子に連結されている抵抗Ｒ１〜Ｒ５はモーター１の継続
的な微動現象を防止するためのものであり、ダイオード
Ｄ＋　とＤ２とは上記の演算増幅器ＯＰ＋　とＯＲ３と
の出力が入力電圧に影響を及ぶことを防止するためのも
のであり、ナントゲートＧ１とＧ２及びアンドゲートＧ
３は回路の不完全な動作時にモーター駆動用トランジス
ター０１と０２との破壊を防止するためのものである。

又、ダイオードＤ３とＤ４とはトランジスターＱ１と０
２との０Ｎ−ＯＦＦ動作時にモーター１内から発生され
る逆起電力を吸収してＱｌと０２とを保護するためのも
のである。

発明の効果 以上で説明したように本発明に依ると、ガス流量調節装
置はガス機器の火力を調節しようとする場合ガス流量を
線形的に流出させることにより発熱量を連続可変可能な
精密制御として調節することができ、発熱量制御バルブ
のコック内径と可動棒の内径を変化させてこれに相応す
るマイコンの発熱量指示情報を提供すればガス機器以外
にも液体燃料を使用する暖房機器等にも適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス流量調節装置の断面を示した
概略図、第２図は第１図のＡ−Ａ線の断面図、第３図は
第１図のＢ−Ｂ線の断面図、第４図は本発明の装置を加
熱調理器に適用した場合の制御回路のブロック図、第５
図は本発明による装置を適用した加熱調理器を運転状態
により動作されるようにする制御装置の１例でマイコン
を使用した場合における処理手順を表わしたフローチャ
ート、第６図は本発明による装置における発熱量制御バ
ルブの進入の長さとガス流出量との関係を例示した動作
特性図、第７図は本発明によるガス流量調節装置を電気
的に制御する詳細回路図である。 １・・・モーター、２・・・回転軸、３・・・プーリー
、４・・−可動軸、４ａ：・・・中央ネジ、４ｂ・・・
可動棒、５・・・案内ネジ管、６・・・可動棒進入口、
７・・・ガス流入口、８・・・ガス流出口、９・・・コ
ック本体、１０・・・可動輪、１１・・・可動子、１２
・・・可変抵抗、１３・・・パッキング、１４・・・ブ
ラケット、１５・・・固定ネジ、２５・・・マイコン、
２６・・・比較回路、２７・・・モーター駆動回路、２
８・・・バルブ開閉位置感知器、２９・・・主バルブ駆
動回路、３０・・・主バルブ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）モーターで回転力を発生させる動力発生手段と、
   回転方向による回転力を往復直線運動に変換する動力変
   換手段と、上記の直線運動に相応してガスの流量を調節
   して流出させる燃料供給制御手段と、上記の往復直線運
   動によるバルブ開閉状態を検出するバルブ移動制限手段
   とよりなり、発熱量を指示する情報に相応するガスの流
   量が排出されるようにしたガス流量調節装置。
2. （２）動力変換手段はモーター（１）の回転軸（２）に
   固着されたプーリー（３）と連動される可動軸（４）に
   一体的に設けられた中央ネジ（４ａ）と可動棒（４ｂ）
   とを有し、中央ネジ（４ａ）を案内ネジ管（５）に螺合
   させることにより可動軸（４）が回転される際中央ネジ
   （４ａ）が案内ネジ管（５）に沿つて動き可動棒（４ｂ
   ）が進入又は後退されるようにしたことを特徴とする請
   求項１記載のガス流量調節装置。
3. （３）上記可動軸（４）の端部は切欠きされている部分
   を有し、該部分にはプーリー（３）が嵌挿されて遊動さ
   れるようにしたことを特徴とする請求項２記載のガス流
   量調節装置。
4. （４）可動棒（４ｂ）の端部は円錐形になつていること
   を特徴とする請求項２又は３記載のガス流量調節装置。
5. （５）燃料供給制御手段は相互に連通するガス流入口（
   ７）と、流出口（８）と、該ガス流出口（８）に直通連
   結されると共に可動棒（４ｂ）が進入されるようにした
   可動棒進入口（６）とを有するコック本体（９）よりな
   り、可動棒進入口（６）及び可動棒（４ｂ）との隙間に
   パッキング（１３）が介込されるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載のガス流量調節装置。
6. （６）バルブ移動制限手段は上記可動軸（４）の一端の
   外周面に挿設された可動輪（１０）の回転によりスライ
   ド可変抵抗（１２）の可動子（１１）を直線移動させる
   ことを特徴とする請求項１記載のガス流量調節装置。
7. （７）バルブ移動制限手段はスライド可変抵抗（１２）
   の可動子（１１）の最終位置により最大又は最小の抵抗
   値が設定されるように可動軸（４）の可動棒（４ｂ）の
   移動範囲を設定することを特徴とする請求項１又は６記
   載のガス流量調節装置。
8. （８）マイコン（２５）から出力された発熱量指示情報
   に相応する電気信号と発熱量制御バルブの開閉程度を検
   出した信号とを比較してモーターの駆動方向を決定する
   比較回路（２６）と、比較回路の出力信号のレベルによ
   り発熱量制御バルブの開閉駆動用モーター（１）を二つ
   の比較信号が一致する迄制御するモーター駆動回路（２
   ７）と、発熱量制御バルブの開閉程度を検出するバルブ
   開閉位置感知器（２８）とよりなることを特徴とするガ
   ス流量調節装置。
9. （９）バルブ開閉位置感知器（２８）は発熱量制御バル
   ブの開閉状態により電圧が可変設定されるようにしたこ
   とを特徴とする請求項８記載のガス流量調節装置。
10. （１０）マイコン（２５）は飲食物量と調理状態の加熱
    濃度を感知するセンサー（２４）から提供された信号に
    よる発熱量の変化に相応する発熱量指示情報を出力する
    ことを特徴とする請求項８記載のガス流量調節装置。