JPS5815A - 圧力制御装置 - Google Patents

圧力制御装置

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JPS5815A
JPS5815A JP9788781A JP9788781A JPS5815A JP S5815 A JPS5815 A JP S5815A JP 9788781 A JP9788781 A JP 9788781A JP 9788781 A JP9788781 A JP 9788781A JP S5815 A JPS5815 A JP S5815A
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pressure
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pressure chamber
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JP9788781A
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JPS6362654B2 (ja
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Tomohide Matsumoto
朋秀 松本
Takashi Tanahashi
隆 棚橋
Shigeru Shirai
滋 白井
Masaji Yamauchi
山内 正次
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5815A publication Critical patent/JPS5815A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/007Regulating fuel supply using mechanical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

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】 本発明は、ガスの圧力を制御する圧力制御装置に関し、
特に、ガスの圧力損失を小さくできるとともに小さな力
で駆動可能な圧力制御装置を提供す)ものである。
一般にガス圧を制御する方法としては、弁体及び弁座を
設けるとともに前記弁体の上部にダイアフラムを設けて
構成される、衆知のガスガバナが良く知られている。と
ころが、この種のガスガバナは、ガス圧力を直接ダイア
フラムに受けるだめ、動作させるためには、比較的大き
な力を必要とし、例えば、前記の力を発生する手段とし
て、電気的駆動部等を用いた場合、駆動部の大型化、高
コスト化を招いていた。上記問題点を解決する手段とし
て既に特願昭55−129705号として出願した差圧
駆動方式の圧力制御装置がある。第1図はその一実施例
を示すものであり、図面とともに説明する。
第1図において1は流体入口、2は流体出口、3は、流
量に応じて径が決まる弁座である。4は前記弁座3に対
向して設けた弁体であり、その上部にはダイアフラム6
が、背圧室6と一次圧室7を遮断するごとく設けられて
いる。二次圧室8の下流には、差圧を発生する差圧発生
オリフィス9が設けられており、さらに差圧発生オリフ
ィス9の下流側は、前記背圧室6と連通されている。
1oは前記弁体4に力を伝達し、動作させるだめの駆動
部である。以上の構成において次に動作原理を説明する
。第1図において力の釣合いを考えると、 F+P1・S■+P3・5D=P1・SD十P2・Sv
 ・・・・・・1ここに、F ;駆動部の発生する力 P1;−次王室圧力 P2+二次王室圧力 Pa;背圧室圧力 Sv;弁体有効受圧面積 SD;ダイアスラム有効受圧面積 1式においてSDとSvは等しく設けられるため、F=
P2・Sy Pa・5D=SV(P2 p3) +++
・++e++ 2°となり、力Fに比例して差圧(P2
−Pa)、つまり流量が制御されることがわかる。
ここで、参考に差圧駆動方式でない場合、つまり差圧発
生オリフィス9がなく、しかも背圧室6が大気に開放さ
れた形式の場合を同じように考えてみると、 F+P1.5v=P1 ・SD+P2 ・Sy ・−・
”・・・4F=P2・Sv 、5D−8V・・・・・・
・・・・・・・・・・・5となる。そこで力Fを比較す
ると、差圧駆動方式では、P2とPaの差圧だけの力で
動作させることができるのがわかる。
以上説明したように第1図の構成は、小さな力で動作さ
せることができ、かつ、長期使用により、万一ダイアフ
ラム6が破損しても、大気中に生ガスが流出しない極め
て有効な手段である。
しかし、第1図構成は、差圧駆動方式にしたことにより
、以下に述べる問題点を有していた。
第1に、差圧発生オリフィス9を設けなければならない
ため、その分だけ圧力損失が大きくなり、使用できる器
具バーナーの範囲が限定されてしまうことである。すな
わち、比較的低いバーナーへノド圧で、正常な燃焼をす
るバーナーしか使用できない。
第2図は、弁開度と出口側圧力(バーナーヘッド圧)の
関係を示し、実線が差圧駆動方式の場合を示す。差圧駆
動方式の場合、同一弁開度り、に対して、Pa−Pbだ
け、すなわち、差圧発生オリフィス9の圧力損失分だけ
出口側圧力が低くなることがわかる。
第2の問題点は、供給圧P1の変動に対する出口側圧力
P3の変動、すなわち衆知のガバナ特性を考えた場合、
弁体4、及びダイアフラム5の有効受圧面積のバラツキ
が大きく影響をおよぼし、そのバラツキを吸収しようと
する場合、前記差圧発生オリフィス9部での圧力損失を
さらに大きくする必要があることである。以下、その点
について説明する。前記1式において、 Pa−C−P2・・・・・・・・・・・・・・・・7(
C<1)SD=に一8v・・・・・・・・・・・・・・
・・s  (k#1)ただし C;圧力損失係数 k ;面積係数 1式に7,8式を代入すると、 F+P1・Sv+C−P2・k−8v=P1・k−8v
+P2・SV・・・・・・・・・・9 9式を変形すると、 F+P1・SV(1−k )=P2・5V(1−C−k
)・・・・・・・・・・ 11 11式より供給圧P の変動ΔP1  に対する出口側
圧力P3の変動ΔP3 の比ηつまりガバナ特性は12
式によってあられされる。
第3図は、差圧発生197479部での圧力損失係数C
をパラメータとした場合の面積係数にと圧力変動比ηを
12式によりもとめたものである。
変動比ηを小さくしだい場合、つまり供給圧P1の変動
に対して、出口側圧力P3を一定に保ちたい場合、面積
係数には1に近づける必要があること、及び圧力損失係
数Cの値が小さいほど、つまり差圧発生オリフィス9で
の圧力損失を大きくするほど、変動比ηは小さくなるの
がわかる。
ところで、実用上、製造1組立段階での各寸法精度のバ
ラツキ、及びダイアフラム5の弁開度による、有効受圧
面積の変化等を考えた場合、面積係数kを1にすること
は、はとんど不可能であり、しだがって圧力損失係数C
の値をできるだけ小さくして、すなわち差圧発生オリフ
ィス9での圧力損失を大きくして、そのバラツキを吸収
しなくてはならない。
本発明は、上記従来例の問題点を解消するものであり、
以下本発明の一実施例を図面とともに説明する。
第4図は、本発明の一実施例を示し、11は流体入口、
12は流体出口であり、その下流には器具ノズル13が
設けられ、バーナー14で燃焼する。
15は第1弁座であり、16は第1弁座15に対向して
設けた、第1弁体である。17は第1弁体16の上部に
設けた第1ダイアフラムであり、以上で第1制御部18
を構成する。19は、少なくとも第1弁座15よりも径
が小さい第2弁座であり、2oは第2弁座19に対向し
て設けた第2弁体、21は第2弁体2oに上部に設けた
第2ダイアフラムである。以上で第2制御部22を構成
する。そして第1制御部18の一次圧室イと第1制御部
22の一次圧室口とを第1導通路23で連通し、且つ、
第1制御部18の背圧室ハと第2制御部22の二次圧室
二を絞り24を介して連通ずる。
さらに、第2制御部22の二次王室二の下流には、差圧
発生オリフィス25を設け、その下流側を第2導通路2
6で背圧室ホと連通ずるとともに導管27でバーナー1
4の近傍へ着火可能に導く。
28は、第2弁体20に作用して動作させる力Fを発生
する駆動部である。
以上の構成において動作を説明する。
まず、第2制御部22の力の釣合いを考えると、F+P
1・SV2+P3・5D2=P1・SD2+Pb−8v
2・・・13ここに、F;駆動部の発生する力 Pl;−次圧室41口の圧力 y2;二次圧室二の圧力 P3 +背圧室ホの圧力 Sv2;第2弁体20の有効受圧面積 SD2;第2;イアフラム21の有効受圧面積 13式においでSV2とSD2は等しく設けられるため
、 F=fy2・5V2−P3・5D2−8v2(P′2−
P3)・・・・14となり力Fに比例して圧力P′2及
びP3が制御されるのがわかる。
次に第1制御部18も同様に考えると、Pl・SD、+
P2・5v1−P′2・SD1+P1・SVl・・・・
1にこに、P2;二次圧室への圧力 Svl;第1弁体16の有効受圧面積 SD1;第1;イアフラム17の有効受圧面積 16式でSVlとSDlは等しく設けられるため、P2
−sv1=P’2・SDI ニーP2 =P’2−・−
・・・・17となり、力Fに比例して二次王室への圧力
P2を制御できるのがわかる。
ここで14式に示すように、二次圧室への圧力を制御す
るのに要する力Fば、第1制御部18の大きさにかかわ
らず、第2制御部22の第2弁体2゜もしくは、第2ダ
イアフラム21の有効受圧面積と、差圧発生オリフィス
26の圧力損失の大きさによってきまり、第1図従来例
よりもさらに小さな力Fで大流量を制御することができ
る。
まだ、流体出口12側には差圧発生オリフィス26がな
いため、圧力損失も小さくなる。
さらに、本発明では、差圧発生オリフィス26の下流側
をバーナー14の近傍へ導き着火させる構造のため、前
記圧力損失係数Cの値を小さくでき、面積係数にのバラ
ツキによる変動比η1 の値を小さくすることが容易と
なる。・なお本発明の実施例における変動比η、は、P
l の変動ΔP1  に対するP2の変動ΔP2 の比
であり、10式からとなり、第3図に示したものと若干
具なり第5図のようになるが、同様の特性となる。
まだ長期の使用により、第1ダイアフラム17゜第2ダ
イアフラム21が破損した場合でも、生ガスは大気中に
洩れることなく、導管27の開孔部で着火し、安全であ
る。
以上詳細に説明したように本発明は、第1制御部と第2
制御部を設けて、それらの室を関連させ、第2制御部を
差圧駆動方式とするとともに、その出口側を燃焼熱源近
傍に導き着火させるようにしたものであり、 1 極めて小さな力で大流量の制御が可能となり、駆動
部のコンパクト化、低コスト化を実現する。
2 差圧駆動方式にもかかわらず、圧力損失が小さく、
且つダイアフラム、弁体の有効受圧面積のバラツキに起
因するガバナ特性のバラツキを小さくすることができる
3 ダイアフラムが万一破損しても、生ガスが大気中へ
流出せず、安全である。□ などの重要な効果を有する圧力制御装置を提供するもの
である。
なお駆動部としてどのような型式のものを使用しても、
同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の従来例を示す圧力制御装置の構造図、
第2図は弁開度と出口側圧力の関係を示す特性図、第3
図は従来例における圧力損失係数をパラメータとした場
合の面積係数と圧力変動比の関係を示す特性図、第4図
は本発明の一実施例を示す圧力制御装置の構造図、第6
図は本発明における圧力損失係数をパラメータとした場
合の面積係数と圧力変動比の関係を示す特性図である。 14・・・・・・バーナー、15・・・・・・第1弁座
、16・・・・・・第1弁体、17・・・・・・第1ダ
イアフラム、第1制御部、19・・・・・・第2弁座、
20・・・・・・第2弁体、21・・・・・・第2ダイ
アフラム、22・・・・・・第2制御部、25・・・・
・差圧発生オリフィス、27・・・・・・導管、28・
・・・・・駆動部、42口・・・・・・−次圧室、ハ、
ホ・・・・・・背圧室、二、へ・・・・・・二次王室。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 #−開度しく乱乳) 第3図 面潴係数に 第4rM 第 5yA 面a係数に

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1弁体と第1弁座及び第1ダイアフラムから構
    成される第1制御部と、第2弁体と第2弁座及び第2ダ
    イアフラムより構成される、第2制御部を設けるととも
    に、第、制御部の一次系室と第2制御部の1次圧室を連
    通し、且つ第1制御部の背圧室と、第2制御部の二次王
    室を連通ずるとともに、前記第2制御部の二次圧室下流
    に差圧発生部を設け、その差圧発生部の下流側と第2制
    御部の背圧室を連通したことを特徴とする圧力制御装置
  2. (2)上記第2制御部の二次王室を燃焼熱源近傍に導い
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の圧力制
    御装置。
JP9788781A 1981-06-24 1981-06-24 圧力制御装置 Granted JPS5815A (ja)

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JP9788781A JPS5815A (ja) 1981-06-24 1981-06-24 圧力制御装置

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JPS5815A true JPS5815A (ja) 1983-01-05
JPS6362654B2 JPS6362654B2 (ja) 1988-12-05

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ID=14204255

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JP9788781A Granted JPS5815A (ja) 1981-06-24 1981-06-24 圧力制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233187A (ja) * 2004-12-27 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子
JP2012099018A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Tokyo Gas Co Ltd 整圧装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233187A (ja) * 2004-12-27 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子
JP2012099018A (ja) * 2010-11-04 2012-05-24 Tokyo Gas Co Ltd 整圧装置

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