JPS6314366B2 - - Google Patents
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- JPS6314366B2 JPS6314366B2 JP56016155A JP1615581A JPS6314366B2 JP S6314366 B2 JPS6314366 B2 JP S6314366B2 JP 56016155 A JP56016155 A JP 56016155A JP 1615581 A JP1615581 A JP 1615581A JP S6314366 B2 JPS6314366 B2 JP S6314366B2
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- control valve
- proportional control
- permanent magnet
- electromagnetic coil
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/08—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
- F16K31/082—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet using a electromagnet and a permanent magnet
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気回路の一部に永久磁石を設け、そ
の永久磁石によつて発生する磁力を利用して流体
の流量を制御する流体比例制御弁に関し、特に永
久磁石の有する温度係数にもとづく制御流量の温
度変化による影響を解消し、使用温度が変化して
も設定流量の得られる高精度の流体比例制御弁を
提供することを目的とするものである。
の永久磁石によつて発生する磁力を利用して流体
の流量を制御する流体比例制御弁に関し、特に永
久磁石の有する温度係数にもとづく制御流量の温
度変化による影響を解消し、使用温度が変化して
も設定流量の得られる高精度の流体比例制御弁を
提供することを目的とするものである。
第１図は従来例としてガス湯沸器の構成図を示
し、１はガスコツク、２はガスバーナー、３は種
火バーナー、４は熱交換器であり、前記ガスバー
ナ２の燃焼熱により水を湯にする。５は前記熱交
換器４の下流側に設けた湯温検知器であり、電気
制御回路６に信号を与える。７は後述する構造の
流体比例制御弁であり、前記湯温検知器５の信
号、すなわち、制御対象信号に応じてガスバーナ
２へのガス流量を連続的に制御し、所望の湯温が
得られるようにフイードバツク系が構成されてい
る。
し、１はガスコツク、２はガスバーナー、３は種
火バーナー、４は熱交換器であり、前記ガスバー
ナ２の燃焼熱により水を湯にする。５は前記熱交
換器４の下流側に設けた湯温検知器であり、電気
制御回路６に信号を与える。７は後述する構造の
流体比例制御弁であり、前記湯温検知器５の信
号、すなわち、制御対象信号に応じてガスバーナ
２へのガス流量を連続的に制御し、所望の湯温が
得られるようにフイードバツク系が構成されてい
る。
第２図は第１図の構成における流体比例制御弁
７の構造を示し、８は流体入口、９は流体出口、
１０は流体入口８と流体出口９の間に設けた弁
座、１１は前記弁座１０に対向して設けた弁体で
あり、その上部にダイアフラム１２を設け、流体
入口８側の圧力が変化しても流体出口９側の圧力
を一定に保つようガバナ部を構成している。
７の構造を示し、８は流体入口、９は流体出口、
１０は流体入口８と流体出口９の間に設けた弁
座、１１は前記弁座１０に対向して設けた弁体で
あり、その上部にダイアフラム１２を設け、流体
入口８側の圧力が変化しても流体出口９側の圧力
を一定に保つようガバナ部を構成している。
１３は永久磁石、１４はセンターポール、１５
はトツプヨーク、１６はボトムヨークであり磁気
回路を構成している。１７は前記センターポール
１４とボトムヨーク１６で形成される磁気ギヤツ
プ中に設けたコイルボビンであり、電磁コイル１
８が巻装されている。前記磁気ギヤツプの磁束密
度をＢ、電磁コイル１８の長さをｌ、電磁コイル
１８に流す電流をｉとすると弁体１１に作用する
力Ｆは、Ｆ＝Ｂ・ｌ・ｉなる式で表わされ、いわ
ゆる動電型駆動部が形成されている。１９は大気
連通孔である。
はトツプヨーク、１６はボトムヨークであり磁気
回路を構成している。１７は前記センターポール
１４とボトムヨーク１６で形成される磁気ギヤツ
プ中に設けたコイルボビンであり、電磁コイル１
８が巻装されている。前記磁気ギヤツプの磁束密
度をＢ、電磁コイル１８の長さをｌ、電磁コイル
１８に流す電流をｉとすると弁体１１に作用する
力Ｆは、Ｆ＝Ｂ・ｌ・ｉなる式で表わされ、いわ
ゆる動電型駆動部が形成されている。１９は大気
連通孔である。
以上の構成において、力の均合関係は、
Ｆ＋P1・SV＝P1・SD＋P2・SV ……(1)
Ｆ ：弁体１１に作用する力
P1：流体入口８側の圧力
P2：流体出口９側の圧力
SV：弁体１１の有効受圧面積
SD：ダイアフラム１２の有効受圧面積
ここでSVとSDは一般に等しく設けられるため
(1)式は、 Ｆ＝P2・SV …(2) また P2＝Ｆ／SV …(3) となり流体出口９側の圧力P2はＦに比例して得
られ、すなわち電磁コイル１８に流す電流に比例
して得られることがわかる。
(1)式は、 Ｆ＝P2・SV …(2) また P2＝Ｆ／SV …(3) となり流体出口９側の圧力P2はＦに比例して得
られ、すなわち電磁コイル１８に流す電流に比例
して得られることがわかる。
以上述べてきた従来例において問題となつてい
るのは、永久磁石１３が温度係数を有しているた
め、使用温度により磁束密度Ｂが変化し、前記、
Ｆ＝Ｂ・ｌ・ｉの関係で弁体１１に作用する力Ｆ
が変化してしまい所定の制御信号に応じた電流が
電磁コイル１８に供給されているにもかかわらず
精度よく流量制御ができないことである。
るのは、永久磁石１３が温度係数を有しているた
め、使用温度により磁束密度Ｂが変化し、前記、
Ｆ＝Ｂ・ｌ・ｉの関係で弁体１１に作用する力Ｆ
が変化してしまい所定の制御信号に応じた電流が
電磁コイル１８に供給されているにもかかわらず
精度よく流量制御ができないことである。
一般によく使用されるフエライト系磁石の場
合、前記温度係数は−0.18％／℃と大きく、特に
湯沸器等の燃焼器具の場合、輻射熱、熱伝導、外
気温の変化等により、定格燃焼量が得られない場
合もしくは逆に定格燃焼量をオーバーする場合が
あり、設定温度を精度よく得られなかつた。第３
図は永久磁石１３の温度をパラメータとした時の
電磁コイル１８への通電量と弁体１１に作用する
力の関係を示す。同じ力FPを得ようとするとき
必要な電流値は永久磁石１３の温度によりI1，
I2，I3とそれぞれ異なることがわかる。第４図は
同じく永久磁石１３の温度をパラメータとした時
の電磁コイル１８への通電量と流体出口９の流量
の関係、すなわち、流体比例制御弁７の特性を示
す。同じコイル電流値ICで制御しようとする場
合、得られる流量Ｑは、永久磁石１３の温度によ
り、Q1，Q2，Q3となり、設定流量に誤差を生じ
ることがわかる。
合、前記温度係数は−0.18％／℃と大きく、特に
湯沸器等の燃焼器具の場合、輻射熱、熱伝導、外
気温の変化等により、定格燃焼量が得られない場
合もしくは逆に定格燃焼量をオーバーする場合が
あり、設定温度を精度よく得られなかつた。第３
図は永久磁石１３の温度をパラメータとした時の
電磁コイル１８への通電量と弁体１１に作用する
力の関係を示す。同じ力FPを得ようとするとき
必要な電流値は永久磁石１３の温度によりI1，
I2，I3とそれぞれ異なることがわかる。第４図は
同じく永久磁石１３の温度をパラメータとした時
の電磁コイル１８への通電量と流体出口９の流量
の関係、すなわち、流体比例制御弁７の特性を示
す。同じコイル電流値ICで制御しようとする場
合、得られる流量Ｑは、永久磁石１３の温度によ
り、Q1，Q2，Q3となり、設定流量に誤差を生じ
ることがわかる。
本発明は前記従来例の問題点を解消するもので
あり、流体比例制御弁に設けた永久磁石の温度が
変化しても所定の制御流量が得られる高精度の流
体比例制御弁を提供することを目的とする。
あり、流体比例制御弁に設けた永久磁石の温度が
変化しても所定の制御流量が得られる高精度の流
体比例制御弁を提供することを目的とする。
本発明の要点は永久磁石の温度変化を温度検知
素子によつて検出し、その信号に応じて電磁コイ
ルへの通電量を補正する温度補償回路を設け、永
久磁石の温度変化による電磁力変化を解消する点
にある。
素子によつて検出し、その信号に応じて電磁コイ
ルへの通電量を補正する温度補償回路を設け、永
久磁石の温度変化による電磁力変化を解消する点
にある。
これにより流体比例制御弁に設けた永久磁石の
温度が変化しても温度補償回路により電磁コイル
への通電量が補正され、湯温等の制御対象信号に
応じて高精度に流量を制御できる。
温度が変化しても温度補償回路により電磁コイル
への通電量が補正され、湯温等の制御対象信号に
応じて高精度に流量を制御できる。
以下図面とともに説明する。第５図は本発明の
一実施例を応用した湯沸器の構成図であり、２０
は流体比例制御弁２１の後述する位置に設けたた
とえばサーミスタで構成した温度検知素子であ
り、流体比例制御弁２１に内蔵した永久磁石の温
度を検知する。２２は前記温度検知素子２０の検
知信号を受けて、流体比例制御弁２１への通電量
を制御する温度補償回路である。第６図は本発明
の一実施例における温度検知素子２０の取付位置
を示すもので、永久磁石１３に密着して温度検知
素子２０を設けたものである。その他は従来例と
同じ構成であり同一記号を附して説明を省略す
る。
一実施例を応用した湯沸器の構成図であり、２０
は流体比例制御弁２１の後述する位置に設けたた
とえばサーミスタで構成した温度検知素子であ
り、流体比例制御弁２１に内蔵した永久磁石の温
度を検知する。２２は前記温度検知素子２０の検
知信号を受けて、流体比例制御弁２１への通電量
を制御する温度補償回路である。第６図は本発明
の一実施例における温度検知素子２０の取付位置
を示すもので、永久磁石１３に密着して温度検知
素子２０を設けたものである。その他は従来例と
同じ構成であり同一記号を附して説明を省略す
る。
以上の構成において次に動作を説明する。
従来例と同様にガスコツク１を開くと、ガス体
は流体比例制御弁２１と種火バーナー３とに分岐
され、種火バーナー３に点火することによりガス
バーナー２に点火がなされ燃焼が始まる。一方水
は熱交換器４でガスバーナー２の燃焼熱を受け湯
となる。そして熱交換器４の下流に設けた湯温検
知素子５でその温度が検知され、設定温度、すな
わち得たい湯温と比較され、電気制御回路６が設
定温度にづくように流体比例制御弁２１への通電
量を制御しガスバーナー２へのガス流量が制御さ
れる。つまり、湯温をガスバーナー２の燃焼量で
制御するため、湯の使用量が変化しても常に設定
した一定の温度の湯が得られる。一方燃焼が始ま
ると、流体比例制御弁７はその輻射熱、伝導熱、
を受け、内蔵した永久磁石１３の温度は前記燃焼
熱に応じて変化し、永久磁石１３の磁束密度が変
化する。
は流体比例制御弁２１と種火バーナー３とに分岐
され、種火バーナー３に点火することによりガス
バーナー２に点火がなされ燃焼が始まる。一方水
は熱交換器４でガスバーナー２の燃焼熱を受け湯
となる。そして熱交換器４の下流に設けた湯温検
知素子５でその温度が検知され、設定温度、すな
わち得たい湯温と比較され、電気制御回路６が設
定温度にづくように流体比例制御弁２１への通電
量を制御しガスバーナー２へのガス流量が制御さ
れる。つまり、湯温をガスバーナー２の燃焼量で
制御するため、湯の使用量が変化しても常に設定
した一定の温度の湯が得られる。一方燃焼が始ま
ると、流体比例制御弁７はその輻射熱、伝導熱、
を受け、内蔵した永久磁石１３の温度は前記燃焼
熱に応じて変化し、永久磁石１３の磁束密度が変
化する。
温度検知素子２０は前記永久磁石１３の温度を
検知し、その検知信号を温度補償回路２２に与
え、温度補償回路２２はその検知信号に応じて流
体比例制御弁２１への通電量を制御する。つまり
流体比例制御弁２１は湯温検知素子５と温度検知
素子２０の両方の信号を受けて制御される。した
がつて永久磁石１３の温度が変化しても常に精度
良くガス流量が制御され、夏と冬など温度差が大
きくても、設定した温度が得られる。
検知し、その検知信号を温度補償回路２２に与
え、温度補償回路２２はその検知信号に応じて流
体比例制御弁２１への通電量を制御する。つまり
流体比例制御弁２１は湯温検知素子５と温度検知
素子２０の両方の信号を受けて制御される。した
がつて永久磁石１３の温度が変化しても常に精度
良くガス流量が制御され、夏と冬など温度差が大
きくても、設定した温度が得られる。
第７図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、温度検知素子２０を流体比例制御弁２１の外
筐に設けたものであり、同様の効果を有するとと
もに、不要な加工を必要とせず、簡単に取付けら
れるという実用的効果もある。
り、温度検知素子２０を流体比例制御弁２１の外
筐に設けたものであり、同様の効果を有するとと
もに、不要な加工を必要とせず、簡単に取付けら
れるという実用的効果もある。
以上詳述したように本発明は流体比例制御弁に
設けた永久磁石の温度変化を温度検知素子によつ
て検知し、その信号に応じて電磁コイルへの通電
量を補正する温度補償回路を設けたので、夏、冬
などの温度差が大きい場合、また燃焼源からの熱
伝導、輻射熱等によつて永久磁石の温度が変化し
た場合においても温度補償回路により自動的に電
磁コイルへの通電量が補正され、湯温等の制御対
象信号に応じた電磁力が得られる。つまり制御流
量が制御対象信号に応じて高精度に制御できるも
のである。また、これにより機器に流体比例制御
弁を実装する場合、燃焼熱源近傍温度変化の大き
い部位にも取付けられることが可能となり設置の
自由度が著しく向上するという効果が得られる。
設けた永久磁石の温度変化を温度検知素子によつ
て検知し、その信号に応じて電磁コイルへの通電
量を補正する温度補償回路を設けたので、夏、冬
などの温度差が大きい場合、また燃焼源からの熱
伝導、輻射熱等によつて永久磁石の温度が変化し
た場合においても温度補償回路により自動的に電
磁コイルへの通電量が補正され、湯温等の制御対
象信号に応じた電磁力が得られる。つまり制御流
量が制御対象信号に応じて高精度に制御できるも
のである。また、これにより機器に流体比例制御
弁を実装する場合、燃焼熱源近傍温度変化の大き
い部位にも取付けられることが可能となり設置の
自由度が著しく向上するという効果が得られる。
なお本発明の実施例では主にガス湯沸器への応
用例を中心に説明したが、その他の器具に実施し
ても同様の効果を有し、また制御流体にも限定さ
れるものではない。更に本発明の実施例ではアク
チエータとして、動電型駆動部を有する流体比例
制御弁を説明したが、永久磁石を利用したもので
あれば、この種のものに限定されるものではな
い。
用例を中心に説明したが、その他の器具に実施し
ても同様の効果を有し、また制御流体にも限定さ
れるものではない。更に本発明の実施例ではアク
チエータとして、動電型駆動部を有する流体比例
制御弁を説明したが、永久磁石を利用したもので
あれば、この種のものに限定されるものではな
い。
第１図は従来例の湯沸器の構成図、第２図は従
来例の流体比例制御弁の構造図、第３図は従来例
における力とコイル電流の特性図、第４図は従来
例における流体比例制御弁の特性図、第５図は本
発明の一実施例を応用した湯沸器の構造図、第６
図、第７図は本発明における温度検知素子の取付
位置を示す流体比例制御弁の一部省略断面図であ
る。 １１……弁体、１３……永久磁石、１５……ト
ツプヨーク、１６……ボトムヨーク、１８……電
磁コイル、２０……温度検知素子、２１……流体
比例制御弁、２２……温度補償回路。
来例の流体比例制御弁の構造図、第３図は従来例
における力とコイル電流の特性図、第４図は従来
例における流体比例制御弁の特性図、第５図は本
発明の一実施例を応用した湯沸器の構造図、第６
図、第７図は本発明における温度検知素子の取付
位置を示す流体比例制御弁の一部省略断面図であ
る。 １１……弁体、１３……永久磁石、１５……ト
ツプヨーク、１６……ボトムヨーク、１８……電
磁コイル、２０……温度検知素子、２１……流体
比例制御弁、２２……温度補償回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石とヨークからなる磁気回路と、電磁
コイルと、前記電磁コイルへの通電量を変えるこ
とにより駆動される弁体を有するとともに制御対
象信号に応じて前記電磁コイルへの通電量を連続
的に制御する電気回路と、前記永久磁石の温度変
化を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子
の信号に応じて前記電磁コイルへの通電量を補正
する温度補償回路とから構成した流体比例制御
弁。 ２ 温度検知素子を永久磁石と密着して設けた特
許請求の範囲第１項記載の流体比例制御弁。 ３ 温度検知素子を流体比例制御弁の外筐に設け
た特許請求の範囲第１項記載の流体比例制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1615581A JPS57130114A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Fluid proportional control valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1615581A JPS57130114A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Fluid proportional control valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57130114A JPS57130114A (en) | 1982-08-12 |
| JPS6314366B2 true JPS6314366B2 (ja) | 1988-03-30 |
Family
ID=11908609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1615581A Granted JPS57130114A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Fluid proportional control valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57130114A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58677A (ja) * | 1981-06-23 | 1983-01-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電磁式比例弁駆動回路 |
| JP5617328B2 (ja) * | 2010-04-28 | 2014-11-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射弁の動作検出装置 |
| CN102878340A (zh) * | 2012-10-08 | 2013-01-16 | 如皋市易达电子有限责任公司 | 一种abs塑料防腐电磁阀防变形控制电路 |
| CN107401630B (zh) * | 2017-08-10 | 2019-06-21 | 上海空间推进研究所 | 微型自锁阀及其控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55100209U (ja) * | 1978-12-28 | 1980-07-12 |
-
1981
- 1981-02-04 JP JP1615581A patent/JPS57130114A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57130114A (en) | 1982-08-12 |
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