JPH0728529A - 流量制御弁装置 - Google Patents
流量制御弁装置Info
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- JPH0728529A JPH0728529A JP17176093A JP17176093A JPH0728529A JP H0728529 A JPH0728529 A JP H0728529A JP 17176093 A JP17176093 A JP 17176093A JP 17176093 A JP17176093 A JP 17176093A JP H0728529 A JPH0728529 A JP H0728529A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流量制御をスムースに行うことのできる流量
制御弁装置を得る。 【構成】 １次側流路２と２次側流路３とパイロット室
６との間に弁体４を設け、この弁体４に絞り孔７とパイ
ロット孔８とを設け、パイロット孔８をプランジャ１０
に設けたパイロット弁９により開閉する。プランジャ１
０はコイル１１の通電をパルス幅制御することにより上
下動させる。 【効果】 パイロット孔８が開閉制御されても弁体４の
開又は閉への移行は徐々に行われるので、流量が急変し
ない。
制御弁装置を得る。 【構成】 １次側流路２と２次側流路３とパイロット室
６との間に弁体４を設け、この弁体４に絞り孔７とパイ
ロット孔８とを設け、パイロット孔８をプランジャ１０
に設けたパイロット弁９により開閉する。プランジャ１
０はコイル１１の通電をパルス幅制御することにより上
下動させる。 【効果】 パイロット孔８が開閉制御されても弁体４の
開又は閉への移行は徐々に行われるので、流量が急変し
ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体の流量を制御す
るための比例弁，混合弁として用いられる流量制御弁装
置に関するものである。
るための比例弁，混合弁として用いられる流量制御弁装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より湯沸し器等に用いられるガスや
水の流量制御を行う制御弁として比例弁が用いられてい
る。ガス用の比例弁としては電磁力とバネとのバランス
により出口圧力を制御するものが用いられている。この
ガス用の比例弁は、ゴム製のダイアフラムが弁体と一体
化して用いられており、このダイアフラムからガスの浸
透があっても外部へガスが漏れないようにするために、
通常は開閉弁と組合わせて用いられ、開閉弁の下流側に
比例弁を設置するようにしている。
水の流量制御を行う制御弁として比例弁が用いられてい
る。ガス用の比例弁としては電磁力とバネとのバランス
により出口圧力を制御するものが用いられている。この
ガス用の比例弁は、ゴム製のダイアフラムが弁体と一体
化して用いられており、このダイアフラムからガスの浸
透があっても外部へガスが漏れないようにするために、
通常は開閉弁と組合わせて用いられ、開閉弁の下流側に
比例弁を設置するようにしている。
【０００３】また、水用の比例弁としては、直動弁はウ
ォーターハンマーを起こし易いため、通常、パイロット
方式の電磁弁が用いられている。また、冷水と温水との
混合比を制御する混合比例弁は、ウォーターハンマー防
止のため、混合比を決めるスロットルの駆動をモータに
より行うようにしている。
ォーターハンマーを起こし易いため、通常、パイロット
方式の電磁弁が用いられている。また、冷水と温水との
混合比を制御する混合比例弁は、ウォーターハンマー防
止のため、混合比を決めるスロットルの駆動をモータに
より行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス用
の比例弁は、開閉弁と組合わせて用いるためコストがか
かる。また、開閉等の閉止時には比例弁は全開となって
おり、このため開閉弁の弁開時にはガスが多量に流れて
バーナへの着火が不安定となり、不着火となったり、大
きな音を発生したりする。また、電磁力とバネとのバラ
ンス点は微妙に異るため、初期の弁開度が製品毎に大き
く異り、これを防止するにはフィードバック制御のため
の手段を必要としていた。
の比例弁は、開閉弁と組合わせて用いるためコストがか
かる。また、開閉等の閉止時には比例弁は全開となって
おり、このため開閉弁の弁開時にはガスが多量に流れて
バーナへの着火が不安定となり、不着火となったり、大
きな音を発生したりする。また、電磁力とバネとのバラ
ンス点は微妙に異るため、初期の弁開度が製品毎に大き
く異り、これを防止するにはフィードバック制御のため
の手段を必要としていた。
【０００５】また、水用のパイロット方式による比例弁
は、パイロット孔を小さくすれば、弁の開閉が緩やかに
なり、ウォーターハンマーを防止できるはずであるが、
水の元圧は例えば０．２〜７．５ｋｇ／ｃｍ2 と広範囲
にわたっており、低圧での動作を確実なものとするため
にはパイロット孔をあまり絞ることができず、この結
果、高い圧力程ウォーターハンマーを発生することにな
る。
は、パイロット孔を小さくすれば、弁の開閉が緩やかに
なり、ウォーターハンマーを防止できるはずであるが、
水の元圧は例えば０．２〜７．５ｋｇ／ｃｍ2 と広範囲
にわたっており、低圧での動作を確実なものとするため
にはパイロット孔をあまり絞ることができず、この結
果、高い圧力程ウォーターハンマーを発生することにな
る。
【０００６】さらに混合比例弁は、スロットルを駆動す
るモータは応答が遅く、このため水温の急激な変化に対
応できず、出湯温度の変化を小さくすることができな
い。
るモータは応答が遅く、このため水温の急激な変化に対
応できず、出湯温度の変化を小さくすることができな
い。
【０００７】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたもので、流量制御をスムースに行うことが
できると共に、流量変動の少い、また応答性の早い混合
弁として用いることのできる流量制御弁装置を提供する
ことを目的としている。
めになされたもので、流量制御をスムースに行うことが
できると共に、流量変動の少い、また応答性の早い混合
弁として用いることのできる流量制御弁装置を提供する
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明においては、ハ
ウジング内に１次側流路と２次側流路とパイロット室と
を設けると共に、１次側，２次側流路とパイロット室と
を画するように弁体を設け、さらに１次側流路とパイロ
ット室とを連通する絞り孔と２次側流路とパイロット室
とを連通するパイロット孔とを設け、このパイロット孔
をパイロット弁により開閉するように成し、このパイロ
ット弁をパルス幅制御される電磁手段によりＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御するようにしたものである。
ウジング内に１次側流路と２次側流路とパイロット室と
を設けると共に、１次側，２次側流路とパイロット室と
を画するように弁体を設け、さらに１次側流路とパイロ
ット室とを連通する絞り孔と２次側流路とパイロット室
とを連通するパイロット孔とを設け、このパイロット孔
をパイロット弁により開閉するように成し、このパイロ
ット弁をパルス幅制御される電磁手段によりＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御するようにしたものである。
【０００９】
【作用】上記弁体が移動することにより、１次側流路か
ら２次側流路への流体の流量が制御される。弁体及びパ
イロット弁の閉止時には１次側流路の流体が絞り孔を通
じてパイロット室に流れ込み、このため１次側流路とパ
イロット室とは同じ圧力となっている。この状態でパイ
ロット弁を動かしパイロット孔を開くと、パイロット室
の流体がパイロット孔を通じて２次側流路に流れ込み、
パイロット室の圧力が徐々に下がる。このため弁体が１
次側流路の圧力により押圧されて移動し、弁開状態とな
って１次側流路から２次側流路に流体が流れ込む。
ら２次側流路への流体の流量が制御される。弁体及びパ
イロット弁の閉止時には１次側流路の流体が絞り孔を通
じてパイロット室に流れ込み、このため１次側流路とパ
イロット室とは同じ圧力となっている。この状態でパイ
ロット弁を動かしパイロット孔を開くと、パイロット室
の流体がパイロット孔を通じて２次側流路に流れ込み、
パイロット室の圧力が徐々に下がる。このため弁体が１
次側流路の圧力により押圧されて移動し、弁開状態とな
って１次側流路から２次側流路に流体が流れ込む。
【００１０】パイロット弁は電磁手段により駆動される
が、電磁手段をパルス幅制御することにより、パイロッ
ト弁のパイロット孔に対する開時間と閉時間とがパルス
のデューティ比に応じて制御される。このように、パイ
ロット孔の開閉をパルス幅制御するため急に全開又は全
閉とはならないので直ぐに弁体は駆動されず、パイロッ
ト室の圧力の変化に応じて徐々に弁体が移動するので、
パルス幅制御によるＯＮ／ＯＦＦ制御であるにも拘ら
ず、スムーズな動作が行われ、また、流量の変動も少
い。遅れ時間発生部２１ａによって、コントローラ２９
の演算時間を確保できるため、流量の急変に会っても温
度変動を無くすことができる。
が、電磁手段をパルス幅制御することにより、パイロッ
ト弁のパイロット孔に対する開時間と閉時間とがパルス
のデューティ比に応じて制御される。このように、パイ
ロット孔の開閉をパルス幅制御するため急に全開又は全
閉とはならないので直ぐに弁体は駆動されず、パイロッ
ト室の圧力の変化に応じて徐々に弁体が移動するので、
パルス幅制御によるＯＮ／ＯＦＦ制御であるにも拘ら
ず、スムーズな動作が行われ、また、流量の変動も少
い。遅れ時間発生部２１ａによって、コントローラ２９
の演算時間を確保できるため、流量の急変に会っても温
度変動を無くすことができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１はハウジング、２はハウジング
１内に設けられた１次側流路、３は同じく２次側流路、
４は１次側流路２と２次側流路３とを連通・遮断して流
量制御を行うメイン弁として動作する弁体、５は弁体４
を支持すると共にシールを兼ねるゴム等からなる弾性部
材、６はハウジング１に設けられたパイロット室で、１
次側及び２次側流路２，３とは弁体４及び弾性部材５に
より画されている。
する。図１において、１はハウジング、２はハウジング
１内に設けられた１次側流路、３は同じく２次側流路、
４は１次側流路２と２次側流路３とを連通・遮断して流
量制御を行うメイン弁として動作する弁体、５は弁体４
を支持すると共にシールを兼ねるゴム等からなる弾性部
材、６はハウジング１に設けられたパイロット室で、１
次側及び２次側流路２，３とは弁体４及び弾性部材５に
より画されている。
【００１２】７は１次側流路２とパイロット室６とを連
通するために弁体４及び弾性部材５に設けられた絞り
孔、８は２次側流路３とパイロット室６とを連通するた
めに弁体４に設けられたパイロット孔、９はパイロット
孔８の開閉を行うパイロット弁、１０はパイロット弁９
と一体的に上下動可能に設けられたプランジャ、１１は
プランジャ１０を駆動するコイルで、プランジャ１０と
共に電磁手段を構成する。１２はバネで、パイロット弁
９がパイロット孔８を閉止する方向に、即ち、プランジ
ャ１０を下降方向に付勢している。
通するために弁体４及び弾性部材５に設けられた絞り
孔、８は２次側流路３とパイロット室６とを連通するた
めに弁体４に設けられたパイロット孔、９はパイロット
孔８の開閉を行うパイロット弁、１０はパイロット弁９
と一体的に上下動可能に設けられたプランジャ、１１は
プランジャ１０を駆動するコイルで、プランジャ１０と
共に電磁手段を構成する。１２はバネで、パイロット弁
９がパイロット孔８を閉止する方向に、即ち、プランジ
ャ１０を下降方向に付勢している。
【００１３】次に上記構成による動作について説明す
る。図１（ａ）はメイン弁の閉状態を示し、同図（ｂ）
はコイル１１が通電されたメイン弁の開状態を示す。
（ａ）において、１次側流路２に流入した流体は絞り孔
７を通じてパイロット室６へも流れ込み、１次側流路２
とパイロット室６の圧力は同じになる。この状態では、
プランジャ１０がバネ１２により押し下げられてパイロ
ット弁９がパイロット孔８を閉止している。
る。図１（ａ）はメイン弁の閉状態を示し、同図（ｂ）
はコイル１１が通電されたメイン弁の開状態を示す。
（ａ）において、１次側流路２に流入した流体は絞り孔
７を通じてパイロット室６へも流れ込み、１次側流路２
とパイロット室６の圧力は同じになる。この状態では、
プランジャ１０がバネ１２により押し下げられてパイロ
ット弁９がパイロット孔８を閉止している。
【００１４】この状態でコイル１１に通電すると、プラ
ンジャ１０はパイロット弁９と共にバネ１２に抗して上
方に移動し、パイロット孔８が開く。このためパイロッ
ト室６内の流体がパイロット孔８を通じて２次側流路３
に流れ込み、従って、パイロット室６の圧力が徐々に下
っていく。この結果、図１（ｂ）に示すように、１次側
流路２の圧力によって弁体４が弾性部材５を変形させな
がら押し上げられ、これによって１次側流路２と２次側
流路３とが連通し、１次側流路２の流体が２次側流路３
に流入する。
ンジャ１０はパイロット弁９と共にバネ１２に抗して上
方に移動し、パイロット孔８が開く。このためパイロッ
ト室６内の流体がパイロット孔８を通じて２次側流路３
に流れ込み、従って、パイロット室６の圧力が徐々に下
っていく。この結果、図１（ｂ）に示すように、１次側
流路２の圧力によって弁体４が弾性部材５を変形させな
がら押し上げられ、これによって１次側流路２と２次側
流路３とが連通し、１次側流路２の流体が２次側流路３
に流入する。
【００１５】この弁開状態からコイル１１の通電を解除
すると、プランジャ１０はバネ１２により下方に移動
し、パイロット弁９がパイロット孔８を閉止し、さらに
弁体４を押し下げて、１次側流路２と２次側流路３とが
再び遮断される。従って、コイル１１の通電を解除して
から少し遅れて弁体４が徐々に閉状態となる。
すると、プランジャ１０はバネ１２により下方に移動
し、パイロット弁９がパイロット孔８を閉止し、さらに
弁体４を押し下げて、１次側流路２と２次側流路３とが
再び遮断される。従って、コイル１１の通電を解除して
から少し遅れて弁体４が徐々に閉状態となる。
【００１６】図２はコイル１１を通電するためのパルス
信号を示すもので、一定周期のパルスのデューティ比を
制御することにより、パイロット孔８の開時間と閉時間
が制御される。この図２では（ａ）（ｂ）（ｃ）の順
に、即ち、デューティ比が大きくなる程、開時間が長く
なり、従って、流量が大きくなることを示している。図
３はデューティ比と流量との関係を示すグラフである。
信号を示すもので、一定周期のパルスのデューティ比を
制御することにより、パイロット孔８の開時間と閉時間
が制御される。この図２では（ａ）（ｂ）（ｃ）の順
に、即ち、デューティ比が大きくなる程、開時間が長く
なり、従って、流量が大きくなることを示している。図
３はデューティ比と流量との関係を示すグラフである。
【００１７】本実施例では、電磁手段をパルス幅制御し
てパイロット孔８をＯＮ／ＯＦＦのデューティ比で制御
している。前述したように、パイロット孔８の開及び閉
のデューティ比を徐々に変える制御であるために、メイ
ン弁としての弁体４の閉から開、開から閉への移行は徐
々に行われるので、２次側流路３からの流体の流量が急
激に変化することがない。このため流体がガスの場合は
バーナが不着火となることがなく、また流体が水の場合
はウォーターハンマーが生じることはない。
てパイロット孔８をＯＮ／ＯＦＦのデューティ比で制御
している。前述したように、パイロット孔８の開及び閉
のデューティ比を徐々に変える制御であるために、メイ
ン弁としての弁体４の閉から開、開から閉への移行は徐
々に行われるので、２次側流路３からの流体の流量が急
激に変化することがない。このため流体がガスの場合は
バーナが不着火となることがなく、また流体が水の場合
はウォーターハンマーが生じることはない。
【００１８】図４はこの発明による流量制御弁装置を２
個用いて混合比例弁として用いた場合のシステムを示す
構成図である。図４において、２０は冷水用のパイプ、
２１は熱水用のパイプ、２２は冷水と熱水とを混合した
温水を得るパイプ、２３Ａはパイプ２１の冷水の流量制
御を行う図１の構成を有する流量制御弁装置、２３Ｂは
パイプ２１の流量を制御する流量制御弁装置、２４は冷
水の温度を検出する温度センサ、２５は熱水の温度を検
出する温度センサ、２６は温水の温度を検出する温度セ
ンサである。
個用いて混合比例弁として用いた場合のシステムを示す
構成図である。図４において、２０は冷水用のパイプ、
２１は熱水用のパイプ、２２は冷水と熱水とを混合した
温水を得るパイプ、２３Ａはパイプ２１の冷水の流量制
御を行う図１の構成を有する流量制御弁装置、２３Ｂは
パイプ２１の流量を制御する流量制御弁装置、２４は冷
水の温度を検出する温度センサ、２５は熱水の温度を検
出する温度センサ、２６は温水の温度を検出する温度セ
ンサである。
【００１９】２７は冷水の流量を検出する流量センサ、
２８は熱水の流量を検出する流量センサ、２１ａは温度
センサ２５の下流側のパイプ２１の一部に一定の容積又
は長さを用意した遅れ時間発生部、２９は各温度センサ
２４，２５，２６及び各流量センサの検出値に基づいて
流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂをパルス幅制御するコン
トローラである。
２８は熱水の流量を検出する流量センサ、２１ａは温度
センサ２５の下流側のパイプ２１の一部に一定の容積又
は長さを用意した遅れ時間発生部、２９は各温度センサ
２４，２５，２６及び各流量センサの検出値に基づいて
流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂをパルス幅制御するコン
トローラである。
【００２０】上記構成によれば、コントローラ２９は各
センサの検出に応じて流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂを
制御して冷水と熱水との混合比を変えることにより、パ
イプ２２から得られる温水の温度を制御することができ
る。この場合、パイプ２１の遅れ時間発生部２１ａによ
って温度センサ２５による熱水温度の検出から演算出力
までの時間を確保することができる。また、流量センサ
２７，２８により流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂの弁の
漏れを検出することができる。さらに流量センサ２７，
２８とパイロット弁９のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比制
御によって応答性が速く、かつ滑らかに動作する混合弁
を得ることができる。なお、熱水と冷水を混合する比例
弁の複数の組み合せにおいて、混合前の温度を検知する
センサと混合部の間に一定の容積部分を用意してむだ時
間を与えるようにすることもできる。
センサの検出に応じて流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂを
制御して冷水と熱水との混合比を変えることにより、パ
イプ２２から得られる温水の温度を制御することができ
る。この場合、パイプ２１の遅れ時間発生部２１ａによ
って温度センサ２５による熱水温度の検出から演算出力
までの時間を確保することができる。また、流量センサ
２７，２８により流量制御弁装置２３Ａ，２３Ｂの弁の
漏れを検出することができる。さらに流量センサ２７，
２８とパイロット弁９のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比制
御によって応答性が速く、かつ滑らかに動作する混合弁
を得ることができる。なお、熱水と冷水を混合する比例
弁の複数の組み合せにおいて、混合前の温度を検知する
センサと混合部の間に一定の容積部分を用意してむだ時
間を与えるようにすることもできる。
【００２１】
【発明の効果】この発明によればパイロット弁をパルス
幅制御により開閉することによってメイン弁を徐々に駆
動するように構成したので、ＯＮ／ＯＦＦ制御であるに
も拘らずスムースな流量制御を行うことができ、流量の
急激な変化にも対応することができる。このため流体が
ガスの場合は、バーナの不着火や大きな音が発生するこ
とがなくなる。また流体が液体の場合は、ウォーターハ
ンマーを防止することができ、さらに応答の早い混合弁
として用いることもでき、簡単な構成で安価な流量制御
弁装置を得ることができる効果がある。
幅制御により開閉することによってメイン弁を徐々に駆
動するように構成したので、ＯＮ／ＯＦＦ制御であるに
も拘らずスムースな流量制御を行うことができ、流量の
急激な変化にも対応することができる。このため流体が
ガスの場合は、バーナの不着火や大きな音が発生するこ
とがなくなる。また流体が液体の場合は、ウォーターハ
ンマーを防止することができ、さらに応答の早い混合弁
として用いることもでき、簡単な構成で安価な流量制御
弁装置を得ることができる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による流量制御弁装置を示
す側面断面図である。
す側面断面図である。
【図２】同装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。
る。
【図３】同装置の動作を示すグラフ図である。
【図４】同装置を混合弁として用いた場合のシステムの
構成図である。
構成図である。
１ ハウジング ２ １次側流路 ３ ２次側流路 ４ 弁体 ６ パイロット室 ７ 絞り孔 ８ パイロット孔 ９ パイロット弁 １０ プランジャ（電磁手段） １１ コイル（電磁手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 １次側流路と２次側流路とパイロット室
とが形成されたハウジングと、上記１次側流路と２次側
流路との連通・遮断を行うと共に、この１次側流路及び
２次側流路と上記パイロット室とを画する弁体と、上記
１次側流路と上記パイロット室とを連通する絞り孔と、
上記２次側流路と上記パイロット室とを連通するパイロ
ット孔と、上記パイロット孔の開閉を行うパイロット弁
と、上記パイロット弁を駆動する電磁手段と、上記電磁
手段をパルス幅制御する制御手段とをそれぞれ具備して
成る流量制御弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5171760A JP3025395B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 流量制御弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5171760A JP3025395B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 流量制御弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0728529A true JPH0728529A (ja) | 1995-01-31 |
| JP3025395B2 JP3025395B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=15929175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5171760A Expired - Fee Related JP3025395B2 (ja) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | 流量制御弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025395B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10289017A (ja) * | 1997-04-16 | 1998-10-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体制御弁制御装置 |
| JP2009515094A (ja) * | 2005-11-09 | 2009-04-09 | キャタピラー インコーポレイテッド | 可変圧力噴射用の多源燃料システム |
| JP2011215913A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Ckd Corp | 流量コントローラ、流量コントローラを備える流量制御システム、流量コントローラ制御プログラム、及び、流量制御プログラム |
| WO2013114486A1 (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | 株式会社フジキン | 半導体製造装置のガス分流供給装置 |
| WO2020059659A1 (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | 航空機用湯水供給システム |
| JP2020046832A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 横浜ゴム株式会社 | 航空機用湯水供給システム |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP5171760A patent/JP3025395B2/ja not_active Expired - Fee Related
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