JPH0114603B2

JPH0114603B2 -

Info

Publication number: JPH0114603B2
Application number: JP55137042A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamagata; Takashi Kumagai; Kenzo Kashino
Original assignee: KANBISHI DENKI SEIZO
Current assignee: KANBISHI DENKI SEIZO
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1989-03-13
Also published as: JPS5760416A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ガバナー機構と電磁弁とを利用し、
ガスバーナの燃焼出力を最小から最大まで広範囲
に連続してしかも安全正確に制御し得るようにし
たガス燃焼出力比例制御回路に関する。

（従来の技術及び問題点）従来、このような比例制御装置として、ガバナ
ー等で一定圧力に調整されたガス等の通路に電磁
弁を設け、弁の開度、つまり弁口と弁体のリフト
を直線的に変化させて流量を制御していた。

ガバナー機構を利用するものでは、ダイヤフラ
ムに背圧スプリングの代りに永久磁石又は鉄片を
装着し、これに対向して電磁石を設けている。電
磁石に流す電流を直線的に変化させて、磁力によ
る吸引力或は反撥力を変化させ弁口と弁体のリフ
トを連続的に変化させる事ができる。電流値を直
線的に変化させ、弁開度を変え流量を制御してい
たわけである。

電磁石と、永久磁石又は鉄片との間の吸引力．
反撥力は励磁電流．電磁石．鉄片の透磁率．永久
磁石の磁化によつて異なる。温度が上れば多くの
場合、透磁率、磁化は減少する。励磁コイルの電
気抵抗は温度が上れば増加する。周囲温度、コイ
ルからのジユール熱によつて電磁石・永久磁石等
の温度が変動する。たとえ電源電圧の変動を抑制
できたとしても微妙な温度補償回路を必要とす
る。このように、弁開度を連続的に変化させるも
のでは精度よくガス燃焼出力を比例制御する事が
難しかつた。特に最小流量の設定が難しい。弁開
度が最小である時、ガスはとろ火になつている
が、少しでも流量が減少すると、火が消えてしま
い危険である。

（技術的課題）本発明は、このような連続的開度の変化による
比例制御装置の欠点を除き、信頼性高く、精度も
高く、しかも安価な装置を提供する。さらに本発
明の比例制御装置は、バーナーの種類、ガス種類
の変化にも対応できるようにすることを技術的課
題とする。

（実施例）以下、実施例を示す図面によつて詳細に説明す
る。

ダイヤフラム１はガス圧等でしなやかに応動す
る様に弾性体で構成する。ゴム膜でも良い。ダイ
ヤフラム１の受圧面側２の中央には、ガス流出口
３に通ずる弁口４を開閉制御する主弁体５の上端
を固着してある。ばね６は主弁体５を弁口４の方
向へ押圧するものであるが、このばねは省く事も
できる。

ガスは、ガス流入口７より受圧室８へと圧入さ
れる。さらにガスは弁口４と主弁体５の間を通過
し、ガス流出口３へ抜けガスバーナー等の燃焼機
器（図示せず）へ供給される。

次にダイヤフラム１の背圧を制御する機構につ
き説明する。

電磁弁９はプランジヤの先端に固着した弁板１
０を昇降させる。電磁弁に通電すると弁板１０が
弁孔１１を開放する。通電を止めると弁バネ１２
の弾性力で弁板１０は弁孔１１を塞ぐ。電磁弁９
は通電・非通電つまりオン・オフの２状態しかな
い。しかし、オン・オフ操作の時間又は周期を変
えることにより背圧室１３の背圧を制御する事が
できる。

弁孔１１を通つた流体は側方の通孔１４に入
り、狭いオリフイス孔１５から通路１６へ抜け
る。通路１６と背圧室１３の間にはオリフイス孔
１７が、通路１６とガス流出、３との間にはオリ
フイス孔１８が穿設されている。流体は通路１６
からオリフイス孔１７，１８を経て背圧室１３、
流出口３へ入る。

さらに弁孔１１と並列にオリフイス孔１９を設
ける。これは、弁孔１１が塞じている時も背圧室
１３にガス圧が加わるようにする為である。

ガバナー２０は、背圧室１３に至る通路２２の
中に設けられ、供給ガスの圧力が変動しても背圧
室１３に加わる圧力が影響を受けないようにす
る。

（作用）以上の構成に於て、その作用を説明する。

ガスは、ガス流入口７から受圧室８、弁口４を
経てガス流出口３へと流れてゆく。

ガス流入量が大になると、入口側に設けた受圧
室８の圧力が増加し、ダイヤフラム１を押上げ
る。すると主弁体５が上り、弁口４を塞ぐ方向に
動く。ガスがここで制限されるから、下流側の圧
力が低下する。このため主弁体５は下降し弁口４
はより大きく開く。この繰り返しでガス量を一定
範囲に制限する。しかし、これだけではガス量を
一定にすることはできても、比例燃焼に必要な任
意のガス量を得ることができない。ダイヤフラム
１の平衡点を動かす必要がある。このため背圧を
変動させる。

背圧室１３に通路１６から背圧力を作用させる
と、背圧力が高くなりダイヤフラム１は下方へ押
される。主弁体５は下降し、弁口４がより広く開
く。するとガス流量が増える。つまり背圧力の大
小により、ガス流量を制御する事ができる。

背圧力を変えるには電磁弁９のオン・オフ操作
の時間又は周期を変えればよい。ガス流入口７か
ら分流してガバナー２０を通り電磁弁９の弁孔１
１を通過した分流ガスは、通路１４、オリフイス
孔１５、絞り弁１７を通つて背圧室に入る。一部
はオリフイス孔１８から流出口３へ流れ去る。

オン・オフ操作の周期は一定でオンの時間Ton
（弁孔１１が開いている）と、オフの時間間Toff
（弁孔１１が閉じている）との比を変えるように
しても良い。つまり、式 Ton＋Toff＝Ｔ（周期）に於て、Tonを長くすると、電磁弁の開いている
時間が相対的に長くなるので、背圧室の圧力Pr
は高くなる。

或はオン時間Tonは一定とし、周期Ｔを短かく
すると、同様に背圧力Prが高まる。

このように、電磁弁９のオン・オフ操作の周期
又は時間を変える事により、背圧力Prを変え、
ガバナー機構により弁口４を通るガス流量を比例
制御する事ができる。

重要な事は、電磁弁９の弁孔１１から背圧室１
３に至る経路に、狭溢なオリフイス孔１５、絞り
弁１７を、流出口３に至る経路にオリフイス孔１
８を設けて、流量の脈動の影響を除き、時間遅れ
をもたせた、という事である。

流量が多い時は、流入口圧力P₁と流出口圧力
P₂とは接近しており、当然背圧Prも両者に近い
から、電磁弁がオン・オフで開閉しても背圧Pr
に脈動は起らない。

一般には P₁＞Pr＞P₂ であるが、電磁弁の閉時間Toffが相対的に長く
なり、入口圧P₁より出口圧P₂が著しく小さくな
ると、背圧Prの脈動が問題になる。背圧室１３
の容積が大きければ脈動をある程度抑える事がで
きる。しかしそれでは不充分で、オリフイス孔１
５、絞り弁１７で２回流路断面積を狭めている。
こうして流路の損失係数が大きくとれるから、電
磁弁のオン・オフ動作による影響は除くことがで
きる。流量すなわち背圧室へ入り込むガス量は平
滑化される。しかも、電磁弁９の開閉比Ton／
Toffを変えても、すぐには背圧室１３に伝達さ
れず、一定の時間遅れを伴つて背圧Prが変動す
る。

従つて、主弁体５の開閉動作は緩かに行われ
る。最大焼燃時より急に流量を絞つた時や、最小
流量へ移行する時のバツクフアイヤ、失火を防ぐ
事ができる。点火時に於ても、急激にガスが流出
して爆点火するという事がない。緩やかで安全な
点着火を保証する事ができる。

オリフイス軸２１に穿設されたバイパスオリフ
イス孔１９は、電磁弁９が常時オフの時に、ガス
炎が最小燃焼状態を維持できるように孔径を設定
してある。

他方、オリフイス孔１５は、電磁弁９が常時開
いている時にガス流が所望の最大流量になるよう
に設定する。

さらに、オリフイス軸２１をダイヤフラム１の
面と平行に螺子等によつて容易に着脱できる様に
設けると、オリフイス軸のみを交換できる。ガス
の種類．流量．バーナーの種類によつて、最小．
最大流量を規定するバイパスオリフイス孔１９、
オリフイス孔１５の寸法を変えなければならな
い。この例では、ユーザーの希望．ガス種の変更
の際、オリフイス軸２１だけを簡単に取替えられ
るようにしているから、装置の基本作動を損わず
に、安全でしかも容易に対応する事ができる。

電磁弁９の動作はオン・オフの２状態のみしか
なく、中間状態を連続的に変動するのではない。
オン時間Tonとオフ時間Toffの比のみによつて
弁孔１１を通るガス量が決定される。従つて、電
源電圧の変動．温度変化による透磁率の変化．コ
イル抵抗の変動などの影響を全く受けない。複雑
で高価な電源回路や温度補償回路等を必要としな
い。

電磁弁９は背圧室１３の背圧Prをコントロー
ルするに要する流量を通過させ或は遮断するだけ
であるから、小型で小電力のもので充分である。
流出口３へ通ずるオリフイス孔１８が狭いので、
特に電磁弁を小型にすることができる。従つて遠
隔操作も容易であり、安価でしかも信頼性の高い
ものを使用することができる。

（発明の効果）本発明は上述のように、電磁弁９を開いたとき
に最大流量が設定されるように電磁弁９の弁孔１
１と直列に開口する最大流量用のオリフイス孔１
５と、電磁弁９を閉じたときに電磁弁９の弁孔１
１を迂回して前記最大流量用のオリフイス孔１５
へ向うように弁孔１１と並列に最小流量用のオリ
フイス孔１９とを設け、最小流量時には電磁弁９
を閉じ、最大流量時には電磁弁９を開いたままと
し、中間流量時には電磁弁９をオン・オフ作動せ
しめるように構成したので、電磁弁９を閉じたま
まの時は、最小流量用のオリフイス孔１９を流れ
る少流量分が背圧室１３に入るため、背圧を最小
となし、これによりダイヤフラム１は上方で平衡
を維持するから弁口４を殆んど塞いで流出口３に
至るガス流量を最小にすることができる。又電磁
弁９を開けたままにすると、弁孔１１から最大流
量用のオリフイス孔１５を経て比較的多量のガス
が流れるため、背圧室１３の背圧が最大となつ
て、ダイヤフラム１を下方で平衡維持させるので
弁口４は大きく開きガス流量を最大にすることが
できる。又電磁弁９をオン・オフさせると中間の
流量が維持されるもので、さらに、オリフイス軸
２１を容易に着脱できる様に設けたのでオリフイ
ス軸のみを簡単に交換でき、これによりガス種の
変更の際、オリフイス軸２１だけを取替えれば装
置の基本作動を損わずに、安全でしかも容易に対
応する事ができる。

又、ガス燃焼出力制御の範囲が広範囲で、直線
的に制御でき、しかも正確である。オリフイスの
孔径を選ぶことによつて応答時間も適宜に設定す
ることができる。特に本発明においては、主弁体
５の開閉動作は緩かに行われる為最大燃焼時より
急に流量を絞つた時や、最小流量へ移行する時の
バツクフアイヤ、失火を防ぐ事ができる。点火時
に於ても、急激にガスが流出して爆点火するとい
う事がなく、緩やかで安全な点着火を保証する事
ができる。

又本発明では大型な制御回路を必要とせず、簡
単な制御機器で構成でき、電気的作動で遠隔操作
も容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係るガス燃焼出力比例
制御装置の断面図。１…ダイヤフラム、３…流出口、４…弁口、５
…主弁体、７…ガス流入口、８…受圧室、９…電
磁弁、１０…弁板、１１…弁孔、１２…弁バネ、
１３…背圧室、１４，１６，２２…通路、１５，
１７，１８，１９…オリフイス孔、２０…ガバナ
ー、３０…弁ケース本体。

Claims

【特許請求の範囲】１ガス圧と背圧力との力関係で変位するダイヤ
フラム１と、これに連動するように連結されてガ
ス流出３への弁口４を開閉制御する主弁体５とを
備えたガスガバナーにおいて、ガス流入口７から
分流してダイヤフラム１の背圧室１３へ通ずる通
路２２に供給ガス圧の一部で背圧力を外的にコン
トロールする電磁弁９を設け、電磁弁９の開閉動
作によるダイヤフラムの変化によりガス出力を制
御するようにした装置であつて、イ電磁弁９を開いたときに最大流量が設定され
るように電磁弁９の弁孔１１と直列に開口する
最大流量用のオリフイス孔１５と、ロ電磁弁９を閉じたときに電磁弁９の弁孔１１
を迂回して前記最大流量用のオリフイス孔１５
へ向うように弁孔１１と並列に最小流量用のオ
リフイス孔１９、とを設け、最小流量時には電磁弁９を閉じ、最大
流量時には電磁弁９を開いたままとし、中間流量
時には電磁弁９をオン・オフ作動せしめることを
特徴とするガス燃焼出力比例制御装置。２前記最大流量用のオリフイス孔１５と最小流
量用のオリフイス孔１９とを、ダイヤフラム１と
平行に着脱可能に本体ケース３０に装着されたオ
リフイス軸２１に設けた前記特許請求の範囲第１
項記載のガス燃焼出力比例制御装置。３前記最大流量用のオリフイス孔１５から背圧
室１３への通路と、ガス流出口３への通路にガス
流量の緩衝、時間遅れ用のオリフイス孔１７．１
８を設けた前記特許請求の範囲第１項記載のガス
燃焼出力比例制御装置。４前記ガス流入口７から分流して電磁弁９の弁
孔１１へ向う通路２２の途中に、ガバナー２０を
設けた前記特許請求の範囲第１項記載のガス燃焼
出力比例制御装置。