JPS6044542B2 - サ−ボ式比例圧力制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気信号により流体圧力、とくに燃 焼用
ガス圧を比例的に制御するサーボ式圧力制御弁の最小圧
力の制御性の改良に関するものてある。

従来この種のサーボ式比例圧力制御弁は最小圧力を制
御する機構が設けられていない。

すなわち第２図は従来のサーボ式圧力制御弁のコントロ
ールから電磁コイルヘの出力電流と出口通路の圧力との
関係を示すもので、これによると出力電流の減少ととも
に出口通路の圧力も減少するが、とくに燃焼用ガスの圧
力制御のばあい、燃焼装置たとえばガスバーナによつて
決まる最小圧力以下になると、安定した燃焼はもとより
、ブローオフによる生ガス放出等の危険な状態が生じる
おそれがある。 この発明は、このような従来の欠点を
解消しようとするもので、コントローラから電磁コイル
ヘの出力電流がどのように減少しても、出口通路の圧力
があらかじめ設定した最小値以下にはならないように改
良したサーボ式比例圧力制御弁を提供することを目的と
している。

この発明のサーボ式比例圧力制御弁は、サーボ弁の開
度を制御する電磁コイルに供給される電流がゼ川こなつ
ても、サーボ弁の開度が所定の最小値以下にならないよ
うに、フィードバックダイヤフラムを押圧する弾性部材
を有する。

すなわちこの弾性部材は、電磁コイルに供給される電流
が減少することでプランジャーがフィードバックダイヤ
フラムに対して後退する過程で、出口通路の圧力が所定
の最小値に達したときに、フィードバックダイヤフラム
に作用しているフィードバック圧力とバランスするよう
にフィードバックダイヤフラムを押圧する。これによつ
て出力通路の圧力は設定された最小値以下になることは
ない。以下にこの発明の一実施例を図について説明する
。すなわち第１図において符号１で示すバルブ本体の内
部は熱焼ガス供給側に接続される入口通路２とバーナ側
に接続される通路３とが形成され、この両者は主弁４に
よつて開閉されるボート５を介して相互に連通している
。主弁４はガイド６とスプリング７によつて支持され、
このスプリング７によつてボート５を閉じる方向に付勢
されている。また出口通路３に対して主ダイヤフラム室
８を区画している主ダイヤフラム９に接している。弁本
体１にはワーキングガス切替え弁機構を内蔵したサーボ
弁本体１０が固定されている。ワーキングガス切替え弁
機構には入口通路２より通路１１、オリフィス１２を通
して導かれてくるワーキングガスを閉止する小弁座１３
とバイパス弁１４と切替弁１５とワーキングガスをサー
ボ弁側に導く通路１６と主ダイヤフラム室８と連通する
通路１７によつて構成され、これによつて切替え弁１５
は入口通路２から主ダイヤフラム室８への通路および入
口通路２からサーボ弁２０を介して出口通路３に通する
通路の一組の通路と、主ダイヤフラム室８から出口通路
３に通する通路を選択的に切替える。なお切替え弁１５
を駆動する駆動部は図に示してない。またサーボ弁本体
１０の上部にはサーボ弁座１８を有する座板２８が固定
され、この弁座上にはフィードバックダイヤフラム１９
が設けられ、その周縁部において弁座１８の周縁部に固
着されている。フィードバックダイヤフラム１９の下面
中央には弁座１８を開閉するサーボ弁２０が固定されて
いる。座板２８には通路１６と出口通路３に連通する通
路２５とを弁座１８を通して連通させる孔２９が設けら
れている。サーボ弁本体１０の上部には電磁コイル２２
が設けられ、このコイルの中央部にはプランジャー２１
が上下動自在に設けられ、かつその下端部はフィードバ
ックダイヤフラム１９のサーボ弁２０が設けられた面と
反対側の面すなわちワーキングガス圧検出側と反対側に
当接し、さらにそのプランジャー２１は弾性板２７によ
り支持されている。これによつて電磁コイルはプランジ
ャー２１とともにフィードバックダイヤフラムに加える
力を制御する磁気回路を構成する。サーボ弁本体１０に
は板ばねからなる弾性部材２３の一端が調節ねじ２４に
よつて取付けられ、その他端はプランジャー２１の下端
とサーボ弁２０との間においてこのサーボ弁２０に付勢
力を与えている。そしてこの弾性部材によつて、主弁４
の閉止状態で出口通路３の圧力はあらかじめ設定された
所定の値以上に維持される。これら座板２８、フィード
バックダイヤフラム１９、サーボ弁２０、プランジャー
２１、電磁コイル２２、弾性板２７、弾性部材２３およ
び調節ねじ２４によつてサーボ弁機構が構成される。上
述のように構成されたサーボ式圧力制御弁においてガス
燃焼装置に熱要求がないばあい、切替え弁機構の小弁座
１３は切替え弁１５によつて閉となる。したがつて入口
通路２により導かれたワーキングガスは小弁座１３で遮
断されるとともにバイパス弁座１４が開となる。一方主
ダイヤフラム室８はバイパス弁座１４を通して出口通路
３と連通しているため、主ダイヤフラム室８の残余ワー
キングガスは出口通路３に排出され、主弁４はスプリン
グ７の力によりボート５を閉じるように付勢される。次
に熱要求があるばあいは、切替え弁１５が小弁座１３を
開き、代つてバイパス弁１４を閉とする。

したがつてワーキングガスは通路１７を通して主ダイヤ
フラム室８に導かれるため主ダイヤフラム室８の圧力は
ワーキングガスによつて上昇し、出口通路３の圧力より
高くなるので、主ダイヤフラム９はスプリング７の力に
抗して主弁４を開く方向に力を発生する。主ダイヤフラ
ム９に生じた力がスプリング７の力より大きくなると主
弁４は開き始め、燃焼ガスはボート５を通して出口通路
３に流れ始める。同時に出口通路３の圧力が上昇し始め
る。この圧力は通路２６を通してフィードバックダイヤ
フラム１９にフィードバックされる。一方電磁コイル２
２にはコントローラ（図に示してない）からの出力電流
が供給されるが、この電流により生じた磁気力がプラン
ジャー２１を介してフィードバックダイヤフラム１９に
加わる。したがつてこのフィードバックダイヤフラムは
その下方からフィードバック圧力が、またその上方から
プランジャー２１により力が加わつているが、最終的に
コントローラが演算した設定電流によつて生じるプラン
ジャ２１の力とフィードバック圧力がフィードバックダ
イヤフラム１９を介して生じる力とバランスするように
動作する。したがつて熱要求の度合いと比較してボート
５の開度が大きいばあい出口通路３の圧力は高いすなわ
ちガス流量が多いため、フィードバック圧力も高く、こ
のためフィードバックダイヤフラム１９は上方へ動作し
、このフィードバックダイヤフラムに固定されたサーボ
弁２０はサーボ弁座１８の開口面積を大きくする方向に
動作する。したがつてワーキングガスはサーボ弁座１８
を通して出口通路３にブリードする。このブリードによ
り主ダイヤフラム室８の圧力が減少し、主弁４は閉じる
方向に動くためボート５の開口度は減少し、熱要求と一
致した位置でバランスする。そして熱要求が減少すれば
コントローラの出力電流が減少するためプランジャー２
１の磁気力が弱くなり、フィードバックダイヤフラム１
９は上方へ移動する。

これによりサーボ弁２０とサーボ弁座１８の開口面積が
広がるため、主ダイヤフラム室８のワーキングガスがそ
れに応じて排出され、主ダイヤフラム室８の圧力が減少
し、主弁４は閉じる方向に移動するため出口通路３の圧
力が減少する。さらに熱要求が減少してサーボ弁２０が
全開位置（第２図のａ点）となると主ダイヤフラム室８
の残余ワーキングガスは排出され、主弁４は閉となる。
ただし入口通路２より通路１１，１６，２５，２６を通
して若干のガスが流れている。このときフィードバック
ダイヤフラム１９には下方からのフィードバック圧力と
、上方からの磁気力、さらに上方から弾性部材２３によ
る最小圧力制御のための力が与えられている。なお弾性
部材２３による付勢力は調節ねじ２４により燃焼装置に
よる最小圧力値に応じて調節できるので、その最小圧力
をＰ１に設定したばあい、熱要求が減少してプランジャ
ー２１が上方へ移動し、出口通路３の圧力がＰ１となる
位置でフィードバックダイヤフラム１９には下方からの
フィードバック圧力と、上方からの弾性部材２３による
付勢力によりバランスする。このためさらに熱要求が減
少し続けてもプランジャー２１が上方へ移動するのみで
出口通路３の圧力はＰ１を維持する（第３図）。この発
明は上述のようにフィードバックダイヤフラムに、主弁
の閉止状態に近い状態において出ーロ通路の圧力をあら
かじめ設定へ＾た所定の値以上に維持する弾性部材を当
接させているので、主弁の閉止状態に近い状態において
出口通路のガス流量はあらかじめ定められたある値以上
に維持され、したがつてブローオフによる生ガス放出を
防止することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるサーボ式比例圧力制御弁の一
実施例を示す正断面図、第２図は従来のサーボ式比例圧
力制御弁におけるコントローラから電磁コイルへ流れる
出力電流と出口通路の圧力との関係を示すグラフ、第３
図はこの発明のサーボ式比例圧力制御弁におけるコント
ローラから電磁コイルへ流れる出力電流と出口通路の圧
力との関係を示すグラフである。 １・・・・・・弁本体、２・・・・・・入口通路、３・
・・・・・出口通路、４・・・・・・主弁、５・・・・
・・ボート、６・・・・・・ガイド、７・・・・・スプ
リング、８・・・・・・主ダイヤフラム室、９・・・・
主ダイヤフラム、１０・・・・・・サーボ弁本体、１１
・・・・・・通路、１２・・・・・オリフィス、１３・
・・・・・小弁座、１４・・・・・・バイパス弁座、１
５・・・・・・切替え弁、１６・・・・・・通路、１７
・・・・・・通路、１８・・・・・・サーボ弁座、１９
・・・・フィードバックダイヤフラム、２０・・・・サ
ーボ弁、２１・・・・・プランジャー、２２・・電磁コ
イル、２３・・・・・弾性部材、２４・・・・・・調節
ねじ、２５・・・・・・通路、２６・・・・・・通路、
２７・・・・・・弾性板、２８・・・・・・座板、２９
・・・・・・孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポートを介して相互に連通する入口通路および出口
   通路を有するバルブ本体と、上記ポートの開口面積を制
   御する主弁と、この主弁を駆動する主ダイヤフラムと、
   上記主弁を常時閉止方向に付勢するスプリングと、上記
   出口通路の圧力を検出するフィードバックダイヤフラム
   を有するサーボ弁と、上記入口通路から上記主ダイヤフ
   ラム室に通ずる通路と上記入口通路から上記サーボ弁を
   介して上記出口通路に通ずる通路とからなる第１の系路
   と、上記主ダイヤフラム室から上記出口通路に通する第
   ２の系路と、上記第１の系路と上記第２の系路のいずれ
   か一方を選択する切替え弁と、上記フィードバックダイ
   ヤフラムに当接して設けられたプランジャーと、このプ
   ランジャーを駆動する電磁コイルとからなるサーボ式比
   例圧力制御弁において、上記フィードバックダイヤフラ
   ムと等接し、このフィードバックダイヤフラムを上記サ
   ーボ弁の開度が所定の値まで小さくなるように押圧する
   弾性部材を設けたことを特徴とするサーボ式比例圧力制
   御弁。