(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁装置であって、
第１の弁座と、
前記第１の弁座と実質的に整列した第２の弁座と、
第１の弁部材であって、前記第１の弁部材が、前記第１の弁座に対して、少なくとも、前記第１の弁座から離間している開位置と、前記第１の弁部材が前記第１の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる第１の弁部材と、
前記第１の弁部材と実質的に整列した第２の弁部材であって、前記第２の弁部材が、前記第２の弁座に対して、少なくとも、前記第２の弁部材が前記第２の弁座から離間している開位置と、前記第２の弁部材が前記第２の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる第２の弁部材と、
コイルと、
前記コイルによって発生した磁界に応答して、前記第１の弁部材及び前記第２の弁部材を移動させるために動作可能な電機子と、
当該弁装置の出口における圧力を示す出力電圧を供給するように構成されている感圧装置であって、
ダイヤフラムであって、前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラム、
発光部、
受光デバイス、及び
光減衰器であって、前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答し、前記発光部と前記受光デバイスとの間において前記ダイヤフラムにより動くことができるように前記ダイヤフラムに結合されており、圧力の変化に応答して、前記発光部と前記受光デバイスとの間において前記ダイヤフラムにより動くと、前記発光部から前記受光デバイスに伝達される光の量を減衰又は変化させるように構成されている、光減衰器を含む感圧装置と、
を含み、
前記受光デバイスが、前記受光デバイスによって検出された光の量に対応する電圧出力を応答的に提供するよう動作可能であり、電圧出力が前記ダイヤフラムに作用する検出された圧力を示すことと、
前記光減衰器が、前記光減衰器を通じて伝達される入射光の量を、前記光減衰器の厚さの関数として低減するように構成された可変厚さを有すること、又は、
前記光減衰器が、いくらかの入射光を前記光減衰器を通じて伝達させるほど十分な光透過性、及び前記光減衰器を通じて伝達される光の量を前記光減衰器の厚さの関数として低減するため、光伝達を妨げるほど十分な不透明度を有する材料を含むこと、又は、
前記ダイヤフラムが第１の面及び第２の面を有し、前記ダイヤフラムが、前記ダイヤフラムの第１の面に作用する流体圧力の変化に応答して動くことができるように、前記第１の面が当該弁装置内の加圧容積と流体連通していること、又は、
前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化により、前記ダイヤフラムが前記光減衰器を上下に動かすように、前記光減衰器が、ばねによって前記ダイヤフラムに付勢されたピンに配置されていること、又は、
前記発光部が前記受光デバイスに向けられるように、前記発光部と前記受光デバイスとが互いに整列かつ離間していること、又は、
前記光減衰器による、その長さにわたる減衰の量の漸進的変化の検出を可能にするほど十分な厚さ勾配を提供するため、前記光減衰器の幅がその長さにわたって徐々に薄くなること、又は、
前記光減衰器が前記発光部と前記受光デバイスとの間にない位置から、前記光減衰器の一部が前記発光部と前記受光デバイスとの間にある位置に前記光減衰器が動いたことを検知すると、前記受光デバイスが実質的に最大の電圧出力から部分電圧出力に変化する電圧出力を供給するように構成されており、前記受光デバイスが、その後、前記受光デバイスの現在の電圧出力の、前記受光デバイスに対する前記光減衰器の実際の既知位置における校正を可能にする電圧出力を提供するように構成されていること、或は、
上記の組み合わせを特徴とする、弁装置。
【請求項２】
前記第１の弁部材が前記第２の弁部材と同軸であり、
前記第１の弁座が前記第２の弁座と同軸であり、
前記電機子が、前記第１の弁部材及び前記第２の弁部材の両方を移動させるために動作可能な単一の電機子であり、
当該弁装置が、当該弁装置を通過する流れ及び圧力を調整するための同軸のカスケード弁アセンブリを有する閉ループ調整同軸弁である、請求項１に記載の弁装置。
【請求項３】
コントローラが前記感圧装置と前記コイルとに結合されており、前記コントローラが、前記受光デバイスの変化する電圧出力から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記コイルへの入力電圧の印加を調節し、それにより、少なくとも前記第２の弁部材と前記第２の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されていること、又は、
前記ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して、前記感圧装置の光減衰器の動きの関数として変化する電圧出力が、当該弁装置を制御し、当該弁装置の出力を調整するために使用されること、或は、
その両方であることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
【請求項４】
当該弁装置内の加圧容積と連通している圧力センサであって、前記圧力センサが当該弁装置内において検出された圧力を示す出力電圧を供給するように構成されている、圧力センサと、
前記圧力センサと前記コイルとに結合されたコントローラであって、前記コントローラが、前記圧力センサの出力電圧から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記コイルへの入力電圧の印加を調節し、それにより、少なくとも前記第２の弁部材と前記第２の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されている、コントローラと、を更に含む、請求項１又は２に記載の弁装置。
【請求項５】
前記感圧装置が、前記受光デバイスに伝達される光の量を変えることによって圧力変化に応答するように構成されており、検出された圧力を示す、前記受光デバイスに伝達される光の量に対応する電圧出力を提供する、請求項１又は２に記載の弁装置。
【請求項６】
前記コイルがソレノイドコイルを含み、前記電機子が、少なくとも前記第２の弁部材を前記第２の弁座に対して動かし、前記ソレノイドコイルに印加される入力電圧に依存する発生した磁界の大きさに基づき、少なくとも前記第２の弁部材と前記第２の弁座との間の開口面積を変化させるために動作可能であるようにソレノイドコイルを構成し、
前記ソレノイドコイルに印加される入力電圧が、前記出口における圧力を示す、前記感圧装置によって供給される出力電圧に一部基づいており、
前記感圧装置と前記ソレノイドコイルとに結合されたコントローラを含み、前記コントローラが、前記感圧装置によって供給される出力電圧から検出された圧力を決定し、前記検出された圧力に基づき前記ソレノイドコイルへの入力電圧の印加を制御し、それにより、前記第２の弁部材と前記第２の弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成されている、請求項５に記載の弁装置。
【請求項７】
前記コイルが、前記電機子を印加電圧に基づき変位するステッピングモータの一部であること、又は、
前記電機子が、前記第１の弁部材を、前記第１の弁部材の閉位置と開位置との間において動かすため、第１の距離を動くように構成されており、かつ、前記第２の弁部材を、前記第２の弁部材の閉位置と開位置との間において動かすため、前記第１の距離を超えて動くように構成されていること、又は、
当該弁装置が１つより多い出口圧において動作を提供するように構成された閉ループ調整同軸弁であること、又は、
前記感圧装置が当該弁装置の本体の外側に配置されていること、或は、
上記の組み合わせを特徴とする請求項１又は２に記載の弁装置。
【請求項８】
前記感圧装置が、レギュレータダイヤフラムと、前記第１の弁部材及び前記第２の弁部材との間の直接的な機械的リンクを必要とせずに、当該弁装置を通過する燃料流を調整するように前記コイルの動作を制御するための制御信号を提供すべく動作可能な圧力センサダイヤフラムを更に含むこと、又は、
当該弁装置が、前記第１の弁部材及び前記第２の弁部材に動きを機械的に付与するための、前記第１の弁部材又は前記第２の弁部材への直接的な機械的リンクを有するレギュレータダイヤフラムを含まないこと、或は、
その両方であることを特徴とする請求項１、２及び７のいずれか一項に記載の弁装置。
【請求項９】
当該弁装置が、前記第１の弁部材及び前記第２の弁部材が当該弁装置を通過する流れ及び圧力を調整するための同軸のカスケード弁アセンブリを形成する、閉ループ調整同軸弁である請求項１及び３−８のいずれか一項に記載の弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、加熱器具の炎に対する燃料の弁制御用の弁、感圧デバイス、コントローラ及びこれを含むシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本項では、必ずしも先行技術に限らない、本開示に関係する背景技術情報を提供する。
２つ以上のガス流量において動作するガス燃焼式温風炉は、一般に、可変炉又は多段炉と呼ばれる。多段炉は、それらが性能及び快適性の向上を提供するという理由で既存の炉の代わりとして住宅所有者に選択されることが多い。しかしながら、多段加熱炉又は可変加熱炉では、炉制御部はガス弁との一方向通信用に構成されているのみである。これは、一般に、電圧源を印加する信号又はガス弁への可変電流信号の形態である。ところが、このような信号はフィードバックを提供することができず、ガス弁又は他の炉の構成要素の交換又は後付けには適合しない場合がある。従って、本願発明者は、可変段式加熱システム（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｓｔａｇｅ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍｓ）の制御の向上に対する需要が依然存在することを認識した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記した懸案を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本項は本開示の概要を提供するものであり、その全範囲又はその特徴のすべてを包括的に開示するものではない。
弁装置、感圧装置、コントローラ、及びこれを含むシステムの例示的な実施形態を開示する。弁装置の例示的な一実施形態では、第１の弁座が第２の弁座と実質的に整列されている。第１の弁部材が第２の弁部材と実質的に整列されている。第１の弁部材は、第１の弁座に対し、少なくとも第１の弁部材が第１の弁座から離間している開位置と、第１の弁部材が第１の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。第２の弁部材は、第２の弁座に対し、少なくとも第２の弁部材が第２の弁座から離間している開位置と、第２の弁部材が第２の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。コイルによって発生した磁界に応答して、第１の弁部材及び第２の弁部材を少なくとも第２の弁座に対して動かし、第１の弁部材と第２の弁部材との間の開口面積を変化させるために電機子を動作することができる。
【０００５】
本開示の別の態様により、弁の感圧装置の例示的な実施形態も提供される。例示的な一実施形態では、感圧装置は、ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラムと、発光部と、受光デバイスとを含む。ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して、光減衰器が発光部と受光デバイスとの間においてダイヤフラムにより動くことができるように、光減衰器がダイヤフラムに結合されている。光減衰器は、圧力の変化に応答して、発光部と受光デバイスとの間においてダイヤフラムにより動くと、発光部から受光デバイスに伝達される光の量を減衰又は変化させるように構成されている。受光デバイスは、受光デバイスによって検出された光の量に対応する電圧出力を応答的に提供するよう動作可能であり、電圧出力は、ダイヤフラムに作用する、検出された圧力を示す。
【０００６】
別の例示的な実施形態では、感圧装置は、ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラムと、第１の発光部と、第２の発光部と、第１の受光デバイスと、第２の受光デバイスとを含む。ダイヤフラムが、ダイヤフラムに作用する第１の圧力にさらされた場合、光インタラプタが、第１の発光部と第１の受光デバイスとの間においてダイヤフラムにより動くことができるように、かつ、ダイヤフラムが、ダイヤフラムに作用する第２の圧力にさらされた場合、光インタラプタが、第２の発光部と第２の受光デバイスとの間においてダイヤフラムにより動くことができるように、光インタラプタがダイヤフラムに結合されている。第１の圧力及び第２の圧力に対応する第１の受光デバイス及び第２の受光デバイスによって光インタラプタが検出される、第１の位置と第２の位置との間を補間することにより、弁装置の所望の圧力が形成されうる。
【０００７】
別の例示的な実施形態では、感圧装置は、ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラムと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、トリガーとを含む。トリガーは、ダイヤフラムが、ダイヤフラムに作用する第１の圧力にさらされた場合、第１のスイッチを作動させるためトリガーがダイヤフラムにより動くことができるように、かつ、ダイヤフラムが、ダイヤフラムに作用する第２の圧力にさらされた場合、第２のスイッチを作動させるためトリガーがダイヤフラムにより動くことができるように、ダイヤフラムに結合されている。第１のスイッチ及び第２のスイッチデバイスは、第１の圧力及び第２の圧力それぞれにおいて検出された圧力を示す出力を応答的に提供するよう動作可能である。
【０００８】
別の例示的な実施形態では、感圧装置は、変圧器と、ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答して動くことができるダイヤフラムとを含む。変圧器は可動コアを含む。可動コアは、ダイヤフラムに作用する圧力の変化と共に変圧器の出力を変化させるため、ダイヤフラムにより可動コアが動くことができるようにダイヤフラムに結合されている。変圧器は、出口圧の変化に対応するコアの動きと共に変化する出力を提供するよう動作可能である。
【０００９】
本開示の別の態様により、弁の動作を制御するためのコントローラ又は制御システムの例示的な実施形態が提供される。例示的な一実施形態では、システムが、弁の加圧容積内の圧力を示す出力を提供する圧力センサと通信するコントローラを含む。コントローラは、コイルによって発生した磁界に基づき弁と弁座との間の開口面積を変化させるコイルへの入力電圧の印加を制御するように構成されており、磁界の大きさはコイルに印加される入力電圧に依存する。コントローラは、圧力センサの出力から検出された圧力を決定し、検出された圧力に基づきコイルへの入力電圧の印加を応答的に調節して、それにより、弁と弁座との間の開口面積を調節し、弁の出口において所望の圧力を達成するように構成されている。
【００１０】
別の例示的な実施形態では、システムは、ソレノイドコイルと、圧力センサと、コントローラとを含む。ソレノイドコイルは、ソレノイドコイルへの入力電圧に応答して磁界を発生させ、磁界の大きさに基づき、弁部材を変位し、弁部材と弁座との間の開口面積を変化させ、出口における圧力を調節するように構成されている。磁界の大きさはソレノイドコイルに印加される入力電圧に依存する。圧力センサは、出口と通信しており、出口における圧力を示す出力を供給するように構成されている。コントローラは圧力センサと通信している。コントローラは、圧力センサの出力から検出された出口圧を決定し、出口における圧力を示す圧力センサの出力に基づき、ソレノイドコイルへの入力電圧の印加を応答的に制御し、それにより、弁部材と弁座との間の開口面積を調節し、出口における所望の圧力を達成するように構成されている。
【００１１】
本明細書中に記載される説明から更なる適用領域が明らかになる。この発明の概要における記載及び特定の例は単に説明目的であることを意図し、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１２】
本明細書中に記載される図面は、全ての可能な実施形態ではなく、選択した実施形態を単に例示する目的のためであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】可変出力型加熱装置へのガス流量を調節するための弁装置の例示的な実施形態の断面図。
【図２】本開示の原理による、図１に示される弁装置の斜視図。
【図３】図１に示される弁の切開図であり、感圧装置の例示的な実施形態を示す図。
【図４】図３に示される感圧装置の切開図。
【図５】図３に示される感圧装置の別の切開図。
【図６】図４及び図５に示される感圧装置と組み合わせた別の例示的な弁装置の斜視図。
【図７】本開示の原理による感圧装置の第２の実施形態の断面図。
【図８】本開示の原理による感圧装置の第３の実施形態の断面図。
【図９】本開示の原理による感圧装置の第４の実施形態の断面図。
【図１０】本開示の原理による弁のコントローラの例示的な実施形態の概略図。
【図１１】種々の弁装置及びコントローラと組み合わせた圧力センサ装置の種々の例示的な実施形態を示す図表。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面のいくつかの図における類似の参照番号は類似の部品を示す。
ここで、添付の図面を参照して実施形態例をより詳細に説明する。
本開示の一態様により、種々の感圧装置の例示的な実施形態が提供される。感圧装置は、座部に対して動き、感圧装置と座部との間の開口面積を変化させ、出口圧を制御する弁部材を有する弁装置と組み合わせて使用してもよい。感圧装置の例示的な実施形態はまた、感圧装置によって検出された出口圧に基づき、コイルへの入力電圧を変化させ、弁部材と弁座との間の開口面積を調節するコントローラと組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
本開示の別の態様によれば、圧力センサ装置の種々の実施形態と組み合わせて使用してもよい弁装置の例示的な実施形態も提供される。例示的な一実施形態では、弁装置は、第１の弁座と、第１の弁座と実質的に整列した（例えば、ほぼ同軸の）第２の弁座とを含んでもよい。第１の弁部材は、第２の弁部材と実質的に整列している（例えば、ほぼ同軸である）。第１の弁部材は、第１の弁座に対して、少なくとも第１の弁部材が第１の弁座から離間している開位置と、第１の弁部材が第１の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。第２の弁部材は、第２の弁座に対して、少なくとも第２の弁部材が第２の弁座から離間している開位置と、第２の弁部材が第２の弁座に着座している閉位置との間において動くことができる。コイルによって発生した磁界に応答して、第１の弁部材及び第２の弁部材を少なくとも第２の弁座に対して動かし、それらの間の開口面積を変化させるために電機子を動作することができる。弁装置は、出口圧を変化させ、それにより、可変容量型加熱装置の加熱出力を変化させるよう動作できるように構成されている調整弁装置であってもよい。
【００１６】
本開示の別の態様によれば、弁の感圧装置の例示的な実施形態も提供される。感圧装置の例示的な一実施形態では、ダイヤフラムに作用する圧力を示す出力電圧が提供される。ダイヤフラムは弁と流体連通している。ダイヤフラムは圧力の変化に応答して動くことができる。感圧装置はまた、発光部と、受光デバイスと、光減衰器とを含む。光減衰器は発光部と受光デバイスとの間において動く。光減衰器は、ダイヤフラムに作用する圧力の変化に応答したダイヤフラムの動きにより動作する。光減衰器が圧力の変化に応答したダイヤフラムにより動作すると、光減衰器は受光デバイスに伝達される光の量を減衰させる。
【００１７】
本開示の別の態様によれば、弁の動作を制御するためのコントローラ又は制御システムの例示的な実施形態が提供される。例示的な一実施形態では、コントローラ又はプロセッサーが、弁の加圧容積内の圧力を示す出力を提供する圧力センサと通信する。コイルによって発生した磁界に基づき、弁と弁座との間の開口面積を変化させるため、コイルへの入力電圧の印加が制御される。磁界の大きさはコイルに印加される入力電圧に依存する。コントローラ又はプロセッサーは、圧力センサの出力から検出された圧力を決定し、検出された圧力に基づきコイルへの入力電圧の印加を応答的に調節し、それにより、弁と弁座との間の開口面積を調節し、弁の出口における所望の圧力を達成するように構成されている。
【００１８】
ここで図を参照すると、図１は、加熱装置の出力を制御するためにガス流を制御するため動作可能な弁装置１００の第１の例示的な実施形態を示す。この例では、弁装置１００は、単一出口動作容量（ｓｉｎｇｌｅ  ｏｕｔｌｅｔ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｃａｐａｃｉｔｙ）を提供する単段弁（ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔａｇｅ  ｖａｌｖｅ）であっても、少なくとも２つの異なる動作容量を提供する二段弁（ｔｗｏ−ｓｔａｇｅ  ｖａｌｖｅ）であっても、可変容量動作を提供する調整弁であってもよい。
【００１９】
弁装置１００は、第１の弁座１０２と、第２の弁座１０４と、出口１０６とを含む。第２の弁座１０４は第１の弁座１０２と実質的に整列している。
弁装置１００はまた、第１の弁座１０２に対して動くことができる第１の弁部材１１２を含む。第１の弁部材１１２は、開位置にある場合、第１の弁座１０２から離間している。第１の弁部材１１２は、閉位置にある場合、第１の弁座１０２に着座している。
【００２０】
弁装置１００は、第１の弁部材１１２と実質的に整列している（例えば、同軸である）第２の弁部材１１４を更に含む。第２の弁部材１１４は第２の弁座１０４に対して動くことができる。第２の弁部材１１４は、開位置にある場合、第２の弁座１０４から離間している。第２の弁部材１１４は、閉位置にある場合、第２の弁座１０４に着座している。
【００２１】
引き続き図１を参照すると、弁装置１００はまた、コイル１２０と、電機子１２２とを含む。電機子１２２は、コイル１２０によって発生した磁界に応答して第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４を作動的に動かすように構成されている。電機子１２２は第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４を第２の弁座１０４に対して動かし、それらの間の開口面積を変化させるように構成されている。電機子１２２は第１の距離を移動し、第１の弁部材１１２を第１の弁座１０２に対する閉位置から離して開位置に移行させるように構成されている。電機子１２２は、第１の距離を超えて移動し、また、その後、第２の弁部材１１４を第２の弁座１０４に対する閉位置から離して開位置に移行させるようにも構成されている。
【００２２】
いくつかの従来のガス弁とは異なり、弁装置１００を通過するガスの流れは、流れを制御すべく弁部材を移動させるための調整用ダイヤフラム（ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ  ｄｉａｐｈｒａｇｍ）には分流されない。この例示的な実施形態では、弁装置１００は、弁部材の動きを座部（例えば、第１の弁座１０２又は第２の弁座１０４）に対して機械的に付与するための、弁部材（例えば、第１の弁部材１１２又は第２の弁部材１１４）への直接的な機械的リンクを有するいかなるレギュレータダイヤフラム（ｒｅｇｕｌａｔｏｒ  ｄｉａｐｈｒａｇｍ）も含まない。分流されたガス流に応動するレギュレータダイヤフラムによる流れの制御の代わりに、弁装置１００を通過するガスの流れの全体が、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４と、第１の弁座１０２及び第２の弁座１０４とにより直接制御される。従って、弁１００のこの例示的な実施形態は、弁ポペットに動きを付与するレギュレータダイヤフラムにより流れを制御する間接動弁（ｉｎｄｉｒｅｃｔ−ａｃｔｉｎｇ  ｖａｌｖｅ）とは対照的に、流量を第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４により直接制御する直動弁（ｄｉｒｅｃｔ−ａｃｔｉｎｇ  ｖａｌｖｅ）である。
【００２３】
更に、並列弁部材を有するいくつかの従来のガス弁とは異なり、第１の弁部材１１２と第２の弁部材１１４は実質的に整列している（例えば、同軸である）。このため、並列弁部材を有する弁に対して、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４と、第１の弁座１０２及び第２の弁座１０４とにより弁１００を通過するガスの流れ全体が制御される直線「範囲」（図１に示される）を低減できる一方で、同時に、バーナの動作を支持するのに十分な有効ガス流容量が提供される。単に例として、特定の一実施形態は、１．９０５センチメートル（０．７５インチ）以下の長さに低減された直線「範囲」を含む一方で、同時に、少なくとも約１０５，５０５．５９キロジュール（１００，０００英熱量単位（ＢＴＵ：Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｕｎｉｔｓ））レベルのバーナの動作を支持するのに十分な有効ガス流容量を提供する。この段落に開示されるこの特定の寸法（１．９０５センチメートル（０．７５インチ））及び数値（１０５，５０５．５９キロジュール（１００，０００ＢＴＵ））は、それらが本質的には例であり、本開示の範囲を限定しないため、単に説明の目的のために提供されている。本出願におけるあらゆる数値寸法及び値は単に例示的な目的のため提供され、提供される特定の寸法及び値（例えば、バーナの動作レベル等に関する）は本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、それらは特定の用途及び／又は最終用途によって変更してもよい。
【００２４】
弁装置１００は、単一出口動作容量を提供する単段弁であっても、少なくとも２つの異なる動作容量を提供する二段弁であっても、可変容量動作を提供する調整弁であってもよい。弁装置１００のコイル１２０及び電機子１２２は、ソレノイド、ステッピングモータ、又は少なくとも１つのコイルに印加される電圧に応答して電機子を変位するための他の適切なデバイスの一部であってもよい。例えば、コイル１２０は、ステッピングモータの少なくとも１つのコイルへの印加電圧に基づき電機子１２２を変位するリニア変位ステッピングモータの一部であってもよい。コイル１２０はソレノイドコイルであってもよい。ソレノイドコイルは、電機子１２２が、発生した磁界の大きさに基づき、第２の弁部材１１４を第２の弁座１０４に対して動かし、それらの間の開口面積を変化させるため動作できるように構成されている。磁界は、更には、コイル１２０に印加される入力電圧に依存しうる。従って、電機子１２２は、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４をそれら各々の弁座１０２及び弁座１０４から集合的に（両部材を単一ユニットとして離す）離すことができ、従って、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４と、それら各々の第１の弁座１０２及び第２の弁座１０４との間の開口面積を変化させ、それにより、出口１０６における圧力を制御する。
【００２５】
弁装置１００はいかなる感圧装置も含むことなく独立型デバイスとして動作してもよい。又は、本明細書中に開示されるように、弁装置１００を感圧装置と組み合わせて使用してもよい。
【００２６】
電機子１２２を移動させるべく磁界を発生させるために印加される入力電圧の制御によって、弁装置１００は、第１の弁座１０２及び第２の弁座１０４と、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４との間の開口面積の程度を変えることができる。これにより、出口１０６における圧力が変化する。以下の表１は、弁装置１００への入力電圧の種々の例、及び電機子１２２が上方に動き、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４を弁座１０２，１０４から離れる方に変位させる、形成された対応する圧力レベルを示す。
【００２７】
【表１】
0005567228.tif 000002
電機子１２２の動きに対応するヒステリシスにより、電機子１２２を上方に動かすために印加される１．６ボルトの入力電圧は、電機子１２２を下方に動かすために印加される１．６ボルトの入力電圧と同じ弁位置を形成することができない。電機子１２２が上方に動くか下方に動くかによって、１．６ボルトの入力電圧は異なる出口圧を形成する。そのような出口圧の違いを、入力電圧の種々の例によって形成された圧力を示す以下の表２に示す。この場合、電機子１２２が下方に動き、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４を弁座１０２，１０４の方に動かす。
【００２８】
【表２】
0005567228.tif 000003
従って、（図１に示されるような）コイル１２０に印加される所与の入力電圧は設定出口圧を形成することができない。コイル１２０の温度は継続的な使用による時間の経過と共に上昇し、コイル１２０の抵抗が増加しうるため、異なる時にコイル１２０に印加される設定入力電圧レベルは、従って、温度上昇によるコイル抵抗の増加のために、コイル１２０全体において同じ電流アンペア数にはならない。これは、異なる時にコイル１２０に印加された所与の入力電圧レベルは、同じ磁界の大きさを発生させることはなく、電機子１２２ならびに第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４の可変変位に至る場合があることを意味する。これは、不安定な開口面積を生じるおそれがあり、出口１０６における不安定な圧力の原因となりうる。従って、いくつかの例示的な実施形態は、本明細書中に開示される感圧装置と組み合わせた弁装置１００を含んでもよい。そのような例示的な実施形態では、以下に説明するように、感圧装置は圧力センサダイヤフラムを含んでもよい。圧力センサダイヤフラムは、コイルの動作を制御するための制御信号を提供し、弁装置１００を通過するガス流を（レギュレータダイヤフラムと任意の弁部材との間に直接的な機械的リンクなしで）調整する。
【００２９】
本開示の更なる態様により、弁内の加圧容積と連通するように構成された感圧装置の例示的な実施形態が提供される。そのような例示的な実施形態では、感圧装置は、弁の出口において又はその近辺において検出された圧力を示す出力を提供するように構成されている。検出された圧力を示す出力を、例えば、所望の動作容量レベルを設定するため、コイル（例えば、弁装置１００のコイル１２０（図１））に印加される電圧を制御するために利用してもよい。以下に記載される感圧装置の種々の実施形態において、検出された圧力を示す出力は、異なるように、及び／又は、異なる形態で提供してもよい。単に例として、圧力センサは、少なくとも約１８９，９１０．０６キロジュール（１８０，０００英熱量単位）以下のバーナの動作を支持するのに十分な有効流れ容量を有する弁装置の制御に利用される、約３．８センチメートル（１．５インチ）未満の直径を有する単一のダイヤフラムのみを含んでもよい。
【００３０】
ここで図３を参照すると、弁装置１００は、感圧装置１５０の例示的な実施形態を示すために一部切開して示される。感圧装置１５０は、全般的に、ダイヤフラム１５２に印加される圧力の変化に応答して受光デバイス１７２に伝達される光の量を変化させるように構成されている。受光デバイス１７２は、検出された光の量に対応し、かつ、検出された圧力を示す電圧出力を提供する。
【００３１】
図４に示されるように、ダイヤフラム１５２は第１の面１５２ａ及び第２の面１５２ｂを含む。第１の面１５２ａに作用する圧力の変化に応答してダイヤフラム１５２が動くことができるように、第１の面１５２ａは弁装置内の加圧容積と連通している。
【００３２】
感圧装置１５０は、圧力の変化により、ダイヤフラム１５２が光減衰器１６４を上昇又は下降させるように、ダイヤフラム１５２によって動く光減衰器１６４を更に含む。光減衰器１６４は、圧力の変化に応答したダイヤフラム１５２により光減衰器１６４が動くと、光減衰器１６４を通じて受光デバイス１７２に伝達される光の量を変化又は減衰させるように構成されている。
【００３３】
例として、光減衰器１６４は、光減衰器１６４を通じて伝達される入射光の量を光減衰器１６４の厚さの関数として低減するように構成された可変厚さを有してもよい。その代わりに、光減衰器１６４は、半透明な材料で作成してもよく、かつ、光減衰器１６４がダイヤフラム１５２によって動く際、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量を変化又は減衰させるための、漸減する厚さを有する不透明な線を含んでもよい。更なる例として、光減衰器１６４は、半透明な材料で作成してもよく、かつ、光減衰器１６４がダイヤフラム１５２によって動く際、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量を変化又は減衰させる、光減衰器１６４上にある不透明な点又は線の直線的増加パターン、又はその穴の制御されたパターンを含んでもよい。光減衰器１６４はまた、不透明な材料で作成してもよく、かつ、光減衰器１６４がダイヤフラム１５２によって動く際、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量を変化又は減衰させるための、漸減する幅を有するスロットを含んでもよい。
【００３４】
引き続き図４を参照すると、感圧装置１５０はまた、発光部１７０及び受光デバイス１７２を含む。光減衰器１６４の減衰部が圧力の変化に応答して発光部１７０と受光デバイス１７２との間において上下に動くように、発光部１７０及び受光デバイス１７２は光減衰器１６４に対して配置されている。更には、受光デバイス１７２は、光減衰器１６４を通じて伝達され、かつ、受光デバイス１７２によって検出された光の量に対応する電圧出力を応答的に提供する。電圧出力はダイヤフラム１５２に作用する検出された圧力を示す。
【００３５】
出口との通信に関しては、ダイヤフラム１５２を、例えば、弁装置１００の出口１０６と、検出チャンバ１５４との間に設けられたオリフィス１５６（図１を参照）を通じて出口１０６と連通している検出チャンバ１５４内に配置してもよい。図３に示されるダイヤフラム１５２は弁体１０１内の検出チャンバ１５４内に配置されているが、ダイヤフラム１５２は、その代わりに、弁装置１００から独立しているが、弁装置１００の出口１０６と連通しているハウジング（図示せず）内に配置してもよい。
【００３６】
ダイヤフラム１５２によって動かすことができる光減衰器１６４について、光減衰器１６４は、ばね１６０によってダイヤフラム１５２の第２の面１５２ｂ（第１の面１５２ａの逆）に付勢されるピン１６２（図４）に配置してもよい。従って、検出チャンバ１５４に伝達される圧力の変化により、ダイヤフラム１５２がピン１６２を上昇又は下降させ、このため、光減衰器１６４が上昇又は下降する。
【００３７】
示される実施形態では、光減衰器１６４は可変厚さを有し、ピン１６２の一部分に配置されている。ダイヤフラム１５２を移動させる出口圧の変化に応答して、光減衰器１６４が発光部１７０と受光デバイス１７２との間において上下に動くことができるように、発光部１７０及び受光デバイス１７２はピン１６２及び光減衰器１６４に対して配置される。
【００３８】
発光部１７０は、電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）、又は他の類似の発光デバイスを含んでもよい。受光デバイス１７２は、光学センサと、光電池、又は入射光の検知に応答して出力電圧を生成するように構成されたコレクターベースを有するトランジスタとを含んでもよい。図５に示されるように、発光部１７０が受光デバイス１７２に向けられるように、発光部１７０と受光デバイス１７２とは互いに整列かつ離間している。そのような発光部１７０及び受光デバイス１７２の一例は、ロームセミコンダクタ（Ｒｏｈｍ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）によって製造されているＲＰＩ５７９  フォトインタラプタである。
【００３９】
上記のように、光減衰器１６４が圧力の変化に応答したダイヤフラム１５２によって移動すると、光減衰器１６４を通じて受光デバイス１７２に伝達される光の量を光減衰器１６４が変化又は減衰させるように構成されている。例えば、光減衰器１６４は、入射光の一部（表面に当たる光）を光減衰器１６４を通じて伝達できるほど十分な光透過性を有するが、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量を光減衰器１６４の厚さの関数として低減するほど光伝達を妨げるのに有効な十分な量の不透明度を有する、半透明な材料で作成してもよい。広範な実験により、光を妨げかつ測定可能な光の低減を得るには過剰な半透明性及び不十分な不透明度が原因で、多くの材料は容認できないことが判明した。広範な実験ではまた、不十分な半透明性及び過剰な不透明度のために容認できないが、光減衰器１６４を通じて伝達される全ての光を効果的に遮断する多くの材料が判明した。広範な実験及び試験により、光減衰器１６４を通じてある程度の入射光を伝達できるほど十分な光透過性を有し、かつ、厚さの関数として、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量を低減するため光伝達を妨げるほど十分な不透明度を有する適切な材料が判明した。例示的な適切な材料には、サビックイノベーティブプラスチックス（Ｓａｂｉｃ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）によって製造されている４２０ポリブチレンテレフタレート（バロックスＰＢＴ（Ｖａｌｏｘ（商標）  ＰＢＴ））、又はポリブチレンテレフタレートナチュラル（バロックス３５７−ＢＫ１００１（Ｖａｌｏｘ（商標）  ３５７−ＢＫ１００１））及びプレクシグラス３１６５ブラック（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）  ３１６５  Ｂｌａｃｋ）を含む。一実施形態例では、光減衰器１６４は、光減衰器１６４を通じて伝達される入射光の量を光減衰器１６４の厚さの関数として低減するように構成された可変厚さを有する。以下に説明するように、０．３１７５センチメートル（０．１２５インチ）〜０．０５０８センチメートル（０．０２０インチ）の厚さにおいて、上記材料は入射光を十分に妨げ、それぞれ０〜５ボルトの範囲の光センサ電圧出力を得る。
【００４０】
図３〜６に示されるように、図示された光減衰器１６４は、その長さにわたり底部から上部まで徐々に増加する幅を有する略くさび形の構成を有する。例として、光減衰器１６４の幅は、光減衰器１６４を通じて伝達される光の量の漸進的変化の検出をその長さにわたり可能にするほど十分な厚さ勾配を提供するため、（例えば、少なくとも約０．６３５センチメートル（０．２５０インチ）の）長さにわたり徐々に減少してもよい。この例を続けると、光減衰器１６４の最も広い部分は少なくとも０．２２８６センチメートル（０．０９０インチ）の厚さ１６６を有する一方で、光減衰器１６４の最も狭い又は最も薄い部分は０．０７６２センチメートル（０．０３０インチ）以下の厚さ１６８を有する。
【００４１】
光減衰器１６４の、ダイヤフラム１５２から最も遠くに位置する部分は最大厚さ１６６を有する一方で、光減衰器１６４の、ダイヤフラム１５２の最も近くに位置する部分は最薄厚さ１６８を有する。従って、ダイヤフラム１５２を上昇させ、光減衰器１６４のより薄い部分を発光部１７０と受光デバイス１７２との間に動かしうる圧力の増加は、受光デバイス１７２に伝達される光の量の増加につながりうる。同様に、ダイヤフラム１５２を下降させ、光減衰器１６４のより厚い部分を発光部１７０と受光デバイス１７２との間に動かしうる圧力の低下は、受光デバイス１７２に伝達される光の量の減少につながりうる。受光デバイス１７２は、光減衰器１６４を通じて伝達され、かつ、受光デバイス１７２によって検出された光の量に対応する電圧出力を応答的に提供する。従って、出口圧の増加又は減少により、同様に、検出された圧力を示す電圧出力の増加又は減少を生じる。
【００４２】
発光部１７０及び受光デバイス１７２は、デバイスの長期間の動作後、出力のドリフト又は減少を生じるおそれがある。例えば、ＬＥＤにより放出される光は時間の経過と共に減衰又は減少するおそれがあり、受光デバイス１７２の、光レベルを検知する能力が時間の経過と共に低下する可能性がある。この例示的な実施形態では、感圧装置１５０は、従って、光減衰器１６４の対応する位置において検出された光伝達の量について出力電圧の新規な自己校正を実施するように構成してもよい。受光デバイス１７２は、光減衰器１６４が発光部１７０と受光デバイス１７２との間にない位置から、光減衰器１６４の一部が発光部１７０と受光デバイス１７２との間にある位置への光減衰器１６４の動きを検知すると、実質的に最大の電圧出力から部分電圧出力（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｏｕｔｐｕｔ）に変化する電圧出力を提供するように構成されている。受光デバイス１７２は、その後、感圧装置１５０が、受光デバイス１７２の電流電圧出力を、受光デバイス１７２に対する光減衰器１６４の実際の既知位置において校正することを可能にする電圧出力レベルを提供するように構成されている。従って、光減衰器１６４が発光部１７０と受光デバイス１７２との間において非散乱位置から散乱位置に動く際に光減衰器１６４の既知位置が検出されると、発光部１７０（又は受光デバイス１７２）の減衰に起因する、検出された光／電圧出力の事前値（ｐｒｉｏｒ  ｖａｌｕｅ）に対するあらゆる減少が、所望の圧力設定に対応する所望の電圧設定値を相殺するための誤差として利用される。この例示的な手法では、感圧装置１５０は、発光部１７０又は受光デバイス１７２の出力のドリフト又は減衰を補償するため自身で校正するように構成されている。
【００４３】
図４及び図５に示されるように、感圧装置１５０はまた、第２の又は冗長発光部１７６と、第２の又は冗長受光デバイス１７８とを含んでもよい。発光部１７６及び受光デバイス１７８を発光部１７０及び受光デバイス１７２の校正に用いてもよい。
【００４４】
上記の感圧装置１５０は、図１に示される弁装置１００と組み合わせて使用してもよい。上記の感圧装置１５０を利用することによって、ばねをダイヤフラム１５２に押し付けるためのねじ又は類似のデバイスを使用して付勢ばね１６０の力を調節することにより、弁装置１００の所望の全容量動作圧設定を（製造後又は設置時に）設定してもよい。従って、発光部１７０と受光デバイス１７２との間における光減衰器１６４の位置を維持するため、生じるより高いばねの付勢力はダイヤフラム１５２に作用するより高い動作圧によって相殺される必要がある。これを例において示すため、弁装置１００の全容量における所望の動作圧を、例えば、感圧装置１５０が約３．０ボルトの出力電圧を提供しうる、８７１．８１パスカル（３−１／２水柱インチ）に設定してもよい。後の、８７１．８１パスカル（３−１／２水柱インチの全容量動作圧を超える出口圧の増加は、受光デバイスの出力電圧レベルを（例えば、３．５ボルトに）増加しうる。この場合、第２の弁部材１１４を第２の弁座１０４に近づけ、出口における圧力を低下させ、所望の圧力設定を達成するために、コイル１２０に印加される電圧がその後調節される。上記を示すため、以下の表では、例示的なセンサ出力電圧及び対応する検出された出口圧を提供する。
【００４５】
【表３】
0005567228.tif 000004
複数レベルの加熱動作又は可変加熱出力を提供する加熱器具において、コイル１２０に印加される入力電圧は、弁部材１１２，１１４と弁座１０２，１０４との間の開口面積を低減し、（例えば、全容量動作を下回る）低段（ｌｏｗ−ｓｔａｇｅ）加熱を形成するために制御されうる。例えば、コイル１２０に印加される入力電圧は、弁座１０２，１０４に対する開口面積を低減し、低減された加熱容量レベルに対応する約５２３．０９パスカル（２．１水柱インチ）の出口圧を形成し、その後、検出された圧力出力電圧に基づきコイル１２０への入力電圧を必要に応じて制御して、弁部材を調節可能に変位し、所望の出口圧の約５２３．０９パスカル（２．１水柱インチ）を維持するよう制御されうる。この手法は、所与の数のステップ動き、弁部材（又は弁部材を設定変位位置に動かす従来の弁）を単一変位位置に動かすステッピングモータとは対照的である。単一変位位置は所望の出口圧を提供することが期待される。
【００４６】
所望の出口圧を提供することが期待される設定変位位置に弁部材を動かすために動作するいくつかの従来の弁とは異なり、弁装置１００は出口１０６における圧力を検出して、ソレノイド作動のための入力電圧を連続的に制御し、少なくとも１つの弁部材（例えば、弁部材１１２、弁部材１１４）の、少なくとも１つの弁座（弁座１０２、弁座１０４）に対する変位を必要に応じて調節して、所望の出口圧を達成し、かつ維持する。所望の出口圧は、全動作圧である８７１．８１パスカル（３．５水柱インチ）であっても、低段動作圧である５２３．０９パスカル（２．１水柱インチ）であっても、その間の任意の数の所望の動作圧であってもよい。弁出口１０６において検出された圧力を示す出力電圧を得ることによって、コイル１２０への入力電圧は、コイル１２０の温度及び抵抗の増加、弁装置１００の入口における圧力の増加又は減少、及び出口１０６の下流側圧力の増加又は減少を生じさせるように制御されうる。従って、出口１０６における圧力を所望の動作圧にて継続的に維持するため、コイル１２０への入力電圧は検出された出口圧を示す出力に基づき制御されうる。
【００４７】
例示的な実施形態では、感圧装置１５０（図３〜５）と弁装置１００（図１）は、加熱装置又は器具の加熱出力を変化させるためのガス流を調節するため、共に又は組み合わせて使用してもよい。追加の又は別の例示的な実施形態では、感圧装置１５０（図３〜５）と弁装置１００（図１）は、更に、検出された圧力に基づき弁装置の動作を制御するため、コントローラ又は制御システムと組み合わせて使用してもよい。従って、本明細書中に開示される例示的な実施形態は、弁装置１００と、感圧装置１５０と、コントローラとを含んでもよい。ここで図１０を参照すると、コントローラ、制御システム、又は制御部６００が示される。コントローラ、制御システム、又は制御部６００は、感圧装置１５０と、弁装置１００のコイル１２０とに結合されてもよい。この例示的な実施形態では、コントローラ６００は、感圧装置１５０の出力電圧から検出された圧力を決定し、検出された圧力に基づきコイル１２０への入力電圧の印加を調節し、それにより、少なくとも第２の弁部材１１４と第２の弁座１０４との間の開口面積を調節し、所望の出口圧を達成するように構成されている。
【００４８】
感圧装置１５０は、その代わりに、調整弁又は弁装置１００以外の異なる弁に組み込んでも、調整弁又は弁装置１００以外の異なる弁と共に使用してもよい。例えば、図６は、感圧装置１５０も使用してよい弁装置１００’を示す。この実施形態例では、弁装置１００’は、コイル１２０に印加される入力電圧に応答し、弁座（図示せず）に対して動く弁部材（図示せず）を含む。弁装置の１つのそのような例は、エマーソン  エレクトリック  カンパニー（Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．）のホワイトロジャーズ部門（Ｗｈｉｔｅ−Ｒｏｄｇｅｒｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）によって製造されている３６Ｅ２７調整ガス弁である。従って、この実施形態は、加熱装置の加熱出力を変化させるためのガス流を調節するため、感圧装置１５０（図３〜５）と組み合わせた弁装置１００’（図６）を含む。
【００４９】
追加の又は別の例示的な実施形態では、感圧装置１５０（図３〜５）及び弁装置１００’（図６）は、更に、検出された圧力に基づき弁装置１００’の動作を制御するためのコントローラ又は制御システムと組み合わせて使用してもよい。従って、本明細書中に開示される例示的な実施形態は、弁装置１００’と、感圧装置１５０と、コントローラとを含んでもよい。図１０を参照すると、感圧装置１５０と、弁装置１００’のコイル１２０とに結合してもよいコントローラ又は制御システム６００が示される。この例示的な実施形態では、コントローラ６００は、感圧装置１５０の出力電圧から検出された圧力を決定し、検出された圧力に基づきコイル１２０への入力電圧の印加を調節して、それにより、弁部材と弁座との間の開口面積を調節し、所望の出口圧を達成するように構成されている。
【００５０】
図７は、感圧装置２５０の別の例示的な実施形態を示す。感圧装置２５０は、本明細書中に開示される任意の１つ以上の弁装置（例えば、弁装置１００、弁装置１００’等）又は他の適切な弁（例えば、３６Ｅ２７調整ガス弁等）において使用してもよい。図７に示されるように、感圧装置２５０は、ダイヤフラム２５２と、光インタラプタ２６４と、第１の発光部２７０及び第２の発光部２７６と、第１の受光デバイス２７２及び第２の受光デバイス２７８とを含む。
【００５１】
ダイヤフラム２５２は第１の面２５２ａ及び第２の面２５２ｂを含む。ダイヤフラム２５２の第１の面２５２ａに作用する圧力の変化に応答してダイヤフラム２５２が動くことができるように、第１の面２５２ａは弁装置内の加圧容積と連通している。ダイヤフラム２５２に作用する圧力の変化によりダイヤフラム２５２が光インタラプタ２６４を上昇又は下降させるように、光インタラプタ２６４はダイヤフラム２５２によって動く。
【００５２】
この例示的な実施形態では、光インタラプタ２６４は、光インタラプタ２６４を通じた光の伝達を実質的に妨げるように構成された材料を含む。光インタラプタ２６４の材料は、均一又は一定であり、変化せず徐々に薄くならない所与の厚さを有してもよい。
【００５３】
発光部２７０，２７６及び受光デバイス２７２，２７８は、それらの間における光インタラプタ２６４の動きを検知するように、光インタラプタ２６４に対して（その対向側に）配置されている。この例では、第１の発光部２７０と第１の受光デバイス２７２は光インタラプタ２６４の対向側に配置され、ダイヤフラム２５２が光インタラプタ２６４を第１の発光部２７０と第１の受光デバイス２７２との間において動かす第１の圧力にダイヤフラム２５２がさらされた場合に検知する。第２の発光部２７６と第２の受光デバイス２７８は、第１の発光部２７０及び第１の受光デバイス２７２よりも高く、又は上方において、光インタラプタ２６４の対向側に配置される。この例示的な手法で、第２の発光部２７６及び第２の受光デバイス２７８は、ダイヤフラム２５２が第１の圧力よりも高い第２の圧力にさらされると、光インタラプタ２６４が第２の発光部２７６と第２の受光デバイス２７８との間において動いているときを検知することができる。従って、出口がダイヤフラム２５２と連通している弁（例えば、弁装置１００又は１００’等）の所望の圧力は、以下に説明するように、光インタラプタ２６４が、第１の圧力及び第２の圧力に対応する第１の受光デバイス２７２及び第２の受光デバイス２７８によって検出される、弁の第１の位置と第２の位置との間を補間することによって形成されうる（例えば、第１の弁部材及び第２の弁部材の変位を形成するためコイルに印加される第１の電圧及び第２の電圧）。
【００５４】
動作時（例えば、製造時）、第１の発光部２７０と第１の受光デバイス２７２との間において光インタラプタ２６４が検出されると、第１の出口圧が測定される。第２の発光部２７６と第２の受光デバイス２７８との間に光インタラプタ２６４が検出されると、第２の出口圧が測定される。第１の出口圧と第２の出口圧との間の所望の出口圧は、第１の出口圧及び第２の出口圧に対応する第１のセンサ２７２及び第２のセンサ２７８の既知位置から、第１の出口圧及び第２の出口圧に対応する第１の受光デバイス２７２及び第２の受光デバイス２７８の既知位置に対応する第１の弁部材位置と第２の弁部材位置（又は弁のコイルに印加される第１の電圧と第２の電圧）との間を補間することによって設定されうる。弁部材位置（又はコイルに印加される電圧）の制御には、第１の出口圧と第２の出口圧との間における任意の数の調節可能な位置を決定するための、第１の光センサ２７２の位置に対応するコイルへの入力電圧と、第２の光センサ２７８の位置に対応するコイルへの入力電圧との間の補間を含みうる。
【００５５】
例示的な実施形態では、感圧装置２５０（図７）は、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）、もしくは加熱装置又は器具の加熱出力を変化させるためのガス流を調節するための任意の他の適切な弁と共に使用しても、それらと組み合わせて使用してもよい。更なる例として、感圧装置２５０は、その代わりに、調整弁、弁装置１００、又は弁装置１００’以外の異なる弁に組み込んでも、調整弁、弁装置１００、又は弁装置１００’以外の異なる弁と共に使用してもよい。例えば、感圧装置２５０は、エマーソン  エレクトリック  カンパニー（Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．）のホワイトロジャーズ部門（Ｗｈｉｔｅ−Ｒｏｄｇｅｒｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）によって製造されている３６Ｅ２７調整ガス弁と共に使用しても、それに組み込んでもよい。
【００５６】
追加の又は別の例示的な実施形態では、感圧装置２５０（図７）及び弁装置（例えば、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）等）は、更に、検出された圧力に基づき弁装置の動作を制御するためのコントローラ又は制御システム（例えば、コントローラ６００（図１０）等）と組み合わせて使用してもよい。従って、本明細書中に開示される例示的な実施形態は、弁装置１００又は弁装置１００’と、感圧装置２５０と、コントローラ６００とを含んでもよい。この場合、コントローラ６００は感圧装置２５０とコイル１２０とに結合されている。コントローラ６００は、感圧装置２５０の出力から検出された圧力を決定し、検出された圧力に一部基づきコイル１２０への入力電圧の印加を調節して、弁部材と弁座との間の開口面積を調節し、所望の出口圧を達成するように構成してもよい。従って、弁装置の所望の圧力は感圧装置２５０の出力に基づき設定されうる。
【００５７】
図８は、感圧装置３５０の別の例示的な実施形態を示す。感圧装置３５０は、本明細書中に開示される任意の１つ以上の弁装置（例えば、弁装置１００、弁装置１００’等）又は他の適切な弁（例えば、３６Ｅ２７調整ガス弁等）において使用してもよい。図８に示されるように、感圧装置３５０は、第１の面３５２ａ及び第２の面３５２ｂを有するダイヤフラム３５２を含む。ダイヤフラム３５２が、ダイヤフラム３５２の第１の面３５２ａに作用する圧力の変化に応答して動くことができるように、第１の面３５２ａは弁装置内の加圧容積と連通している。
【００５８】
ダイヤフラム３５２に作用する圧力の変化によりダイヤフラム３５２が可動スイッチトリガー３６４を上昇又は下降させるように、可動スイッチトリガー３６４はダイヤフラム３５２によって動く。感圧装置３５０はまた、第１のスイッチデバイス３７２及び第２のスイッチデバイス３７８を含む。第１のスイッチデバイス３７２は、ダイヤフラム３５２が第１の圧力にさらされた場合、可動スイッチトリガー３６４を検知するために配置されている。第２のスイッチデバイス３７８は、第１のスイッチデバイス３７２の上方に配置されており、ダイヤフラム３５２が第１の圧力よりも高い第２の圧力にさらされた場合、可動スイッチトリガー３６４を検知するよう動作可能である。第１のスイッチデバイス３７２及び第２のスイッチデバイス３７８は、第１の圧力及び第２の圧力を示す出力を応答的に提供する。
【００５９】
図８に示されるように、ダイヤフラム３５２に作用する圧力の変化によりダイヤフラム３５２がピン３６２及びスイッチトリガー３６４を上昇又は下降させるように、スイッチトリガー３６４はダイヤフラム３５２に対して付勢されるピン３６２に配置されている。スイッチトリガー３６４は、ピン３６２に対してほぼ直交する向きに、ピン３６２から、かつ、ピン３６２を超えて外側に突出している。スイッチトリガー３６４が、第１のセンサ／スイッチデバイス３７２と、第２のセンサ／スイッチデバイス３７８との間において上下に動くことができるように、第１のセンサ／スイッチデバイス３７２は第２のセンサ／スイッチデバイス３７８の下に位置する。
【００６０】
スイッチトリガー３６４が第１のスイッチデバイス３７２に係合するか、第１のスイッチデバイス３７２を切り換えるように、第１のセンサ／スイッチデバイス３７２はスイッチトリガー３６４に対して配置されている。第１のセンサ／スイッチデバイス３７２は、好ましくは、スイッチトリガー３６４の公称位置の下に配置され、その公称位置において、弁部材は所望の定格出口圧を提供するよう動作しうる。第２のセンサ／スイッチデバイス３７８はスイッチトリガー３６４の公称位置の上方に位置する。
【００６１】
動作時（例えば、製造時）、第１のセンサ／スイッチデバイス３７２がスイッチトリガー３６４との接触を検知すると第１の出口圧が測定される。第２のセンサ／スイッチデバイス３７８がスイッチトリガー３６４との接触を検知すると第２の出口圧が測定される。第１の出口圧及び第２の出口圧に対応する第１のセンサ／スイッチデバイス３７２及び第２のセンサ／スイッチデバイス３７８の既知位置に対応する第１の弁位置と第２の弁位置（又は弁コイルに印加される第１の電圧及び第２の電圧）との間を補間することにより、第１の出口圧及び第２の出口圧に対応する第１のセンサ／スイッチデバイス３７２及び第２のセンサ／スイッチデバイス３７８の既知位置から、第１の出口圧と第２の出口圧との間の所望の出口圧が形成されうる。弁部材位置（又はコイルに印加される電圧）の制御には、第１のセンサ／スイッチデバイス３７２の位置に対応するコイルへの入力電圧と、第２のセンサ／スイッチデバイス３７８の位置に対応するコイルへの入力電圧との間の補間を含むことができ、第１の出口圧と第２の出口圧との間における任意の数の調節可能な位置が決定される。
【００６２】
例示的な実施形態では、感圧装置３５０（図８）は、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）、もしくは加熱装置又は器具の加熱出力を変化させるためのガス流を調節するための任意の他の適切な弁と共に使用しても、それらと組み合わせて使用してもよい。例えば、感圧装置３５０は、エマーソン  エレクトリック  カンパニー（Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．）のホワイトロジャーズ部門（Ｗｈｉｔｅ−Ｒｏｄｇｅｒｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）によって製造されている３６Ｅ２７調整ガス弁と共に使用しても、それに組み込んでもよい。
【００６３】
追加の又は別の例示的な実施形態では、感圧装置３５０（図８）及び弁装置（例えば、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）等）は、更に、検出された圧力に基づき弁装置の動作を制御するためのコントローラ又は制御システム（例えば、コントローラ６００（図１０）等）と組み合わせて使用してもよい。従って、本明細書中に開示される例示的な実施形態は、弁装置１００又は弁装置１００’と、感圧装置３５０と、コントローラ６００とを含んでもよい。この場合、コントローラ６００は、感圧装置４５０と、コイル１２０とに結合されている。コントローラ６００は、感圧装置３５０の出力から検出された圧力を決定し、検出された圧力に一部基づきコイル１２０への入力電圧の印加を調節して、弁部材と弁座との間の開口面積を調節し、所望の出口圧を達成するように構成してもよい。従って、弁装置の所望の圧力は感圧装置３５０の出力に基づき設定されうる。
【００６４】
図９は、感圧装置４５０の別の例示的な実施形態を示す。感圧装置４５０は、本明細書中に開示される任意の１つ以上の弁装置（例えば、弁装置１００、弁装置１００’等）、又は他の適切な弁（例えば、３６Ｅ２７調整ガス弁等）において使用してもよい。図９に示されるように、感圧装置４５０は、第１の面４５２ａ及び第２の面４５２ｂを有するダイヤフラム４５２を含む。ダイヤフラム４５２の第１の面４５２ａに作用する圧力の変化に応答してダイヤフラム４５２が動くことができるように、第１の面４５２ａは弁装置内の加圧容積と連通している。
【００６５】
ダイヤフラム４５２に作用する圧力の変化に応答してコア４６４がダイヤフラム４５２と共に動くように、感圧装置４５０はダイヤフラム４５２に配置されたコア４６４を含む。コア４６４は変圧器４７２に対して動く。変圧器４７２は、コア４６４の動きと共に変化する電流の出力を提供する。変圧器４７２によって提供された電流出力は、ダイヤフラム４５２に作用する圧力の変化に対応する。ダイヤフラム４５２は弁体内に配置してもよい。また、この例では、コア４６４は変圧器４７２の一部分であってもよい。動作時、弁のコイル（例えば、コイル１２０）への入力電圧を感圧装置４５０の出力に基づき制御し、それにより、弁部材と弁座との間の開口面積を調節し、所望の出口圧を達成してもよい。
【００６６】
例示的な実施形態では、感圧装置４５０（図９）は、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）、もしくは加熱装置又は器具の加熱出力を変化させるためのガス流を調節するための任意の他の適切な弁と共に使用しても、それらと組み合わせて使用してもよい。例えば、感圧装置４５０は、エマーソン  エレクトリック  カンパニー（Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏ．）のホワイトロジャーズ部門（Ｗｈｉｔｅ−Ｒｏｄｇｅｒｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）によって製造されている３６Ｅ２７調整ガス弁と共に使用しても、又はそれに組み込んでもよい。
【００６７】
追加の又は別の例示的な実施形態では、感圧装置４５０（図９）及び弁装置（例えば、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）等）は、更に、検出された圧力に基づき弁装置の動作を制御するための、コントローラ又は制御システム（例えば、コントローラ６００（図１０）等）と組み合わせて使用してもよい。従って、本明細書中に開示される例示的な実施形態は、弁装置１００又は弁装置１００’と、感圧装置４５０と、コントローラ６００とを含んでもよい。この場合、コントローラ６００が感圧装置４５０とコイル１２０とに結合される。コントローラ６００は、感圧装置４５０の出力から検出された圧力を決定し、検出された圧力に一部基づきコイル１２０への入力電圧の印加を調節し、弁部材と弁座との間の開口面積を調節して、所望の出口圧を達成するように構成してもよい。従って、弁装置の所望の圧力は感圧装置４５０の出力に基づき設定されうる。
【００６８】
本開示の更なる態様により、感圧装置の出力に基づき弁装置を制御するためのコントローラ又は制御システムの例示的な実施形態を提供する。例えば、図１０は、コントローラ又は制御システム６００の例示的な実施形態を示し、これは、感圧装置１５０（図６）、感圧装置２５０（図７）、感圧装置３５０（図８）、感圧装置４５０（図９）等のような感圧装置の出力に基づき、弁装置１００（図１）、弁装置１００’（図６）、３６Ｅ２７調整ガス弁、又は他の適切な弁を制御するために使用してもよい。
【００６９】
図１０に示されるように、コントローラ６００は、図１に示される弁装置１００などの弁装置の加圧容積内の圧力を示す出力を提供する感圧装置と通信するマイクロプロセッサー６０２を含む。感圧装置は上記の感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０又は感圧装置４５０のいずれであってもよく、その代わりとして、ダイトラン（Ｄｙｔｒａｎ）によって製造されている、７．２５ｍＶ／ＫＰａ（５０ｍＶ／ｐｓｉ）の出力を有する２００６Ｖ２圧力トランスデューサ／センサなどの圧力を示す出力を提供する任意の適切な感圧装置であってもよい。更なる例では、マイクロプロセッサー６０２は、マイクロチップ  テクノロジー  インコーポレイテッド（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）によって製造されているＰＩＣ１２Ｆ６１５／６８３マイクロプロセッサーであってもよい。
【００７０】
コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２はコイルへの入力電圧の印加を制御するように構成されている。そのようなコイルは、図１に示されるコイル１２０であってもよい。コイル１２０は、コイル１２０に印加される入力電圧に依存する、コイル１２０によって発生した磁界に基づき、第１の弁部材１１２および第２の弁部材１１４と、少なくとも第２の弁座１０４との間の開口面積を変化させる。
【００７１】
コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２は、感圧装置の出力から検出された出口圧（例えば、感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０又は感圧装置４５０）を決定し、検出された出口圧に基づきコイル１２０への入力電圧の印加を応答的に調節し、それにより、開口面積（例えば、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４と、第２の弁座１０４との間の面積）を調節し、弁装置１００の出口１０６における所望の圧力を達成するように構成されている。
【００７２】
コントローラ６００は、炉のコントローラ（図示せず）から、特定の動作容量レベルにおける加熱動作を要求する入力信号を受信するように構成された入力コネクタ６０４を有してもよい。コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２は、特定の動作容量レベルを示す周波数を有する入力信号の存在を検知するように構成されている。例えば、入力制御信号は４パーセント〜９５パーセントのデューティサイクル比を有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であってもよい。この場合、入力信号は、４パーセント〜９５パーセント変化するデューティサイクルがそれぞれ加熱装置の全動作容量レベルの３５パーセント〜１００パーセント変化する動作容量レベルに相当するパルス幅変調信号であってもよい。コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２は、以下に記載されるように、コイル１２０への特定の入力電圧信号を発生させることによって入力制御信号に応答するように構成されている。
【００７３】
マイクロプロセッサー６０２は、出口１０６におけるガス圧力を、炉のコントローラ（例えば、炉の統合制御部（ＩＦＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｆｕｒｎａｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ））によって要求される動作容量レベルに対応するよう変化させるために、弁部材（例えば、図１の第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４）の変位を生じさせるべく、コイル１２０（図１に示される）に印加される入力電圧を決定するよう動作可能な１つ以上の命令によりコード化されたメモリ（例えば、プログラマブル読み出し専用メモリ）を有する。炉のコントローラは、コントローラ６００とマイクロプロセッサー６０２とに２４ボルトの交流を供給してもよい。コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２は、以下に説明するように、所望の動作容量レベルに対応するガス圧力を形成するために、弁部材（例えば、第１の弁部材１１２及び第２の弁部材１１４）の所定の量の動きをコイル１２０に命令するため又は生じさせるための入力電圧信号を発生させるように構成されている。
【００７４】
図１０に示されるように、フォトインタラプタの出力（例えば、光センサ１７２（図３）等）はマイクロプロセッサー６０２のアナログ入力／出力ピンに接続されている。フォトインタラプタデバイスのアナログ−デジタル読取り値に基づき、任意の時点のフォトインタラプタデバイスの出力を決定するためにフォトインタラプタデバイスの１つ以上の出力の移動平均を使用してもよい。フォトインタラプタは、好ましくは、活性領域において動作するトランジスタを含む。フォトインタラプタの出力は、フォトインタラプタによって検出された入射光の量によって、０〜５ボルトの直流において変化させてもよい。
【００７５】
マイクロプロセッサー６０２は、例えば、所望の検出された出口圧に対応するフォトインタラプタの出力「設定値」を含むように構成されるかプログラムされると共に、設定値に対する許容公差又は変動（誤差帯域）を更に含んでもよい。そのような設定値及び誤差帯域は、マイクロプロセッサー６０２のソフトウェアに組み込んでもよい。マイクロプロセッサー６０２は、最初に（例えば、起動時）、デフォルトデューティサイクルを有するパルス幅変調（ＰＷＭ：ｐｕｌｓｅ−ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を、弁１００の出口における圧力を変化させるためコイル１２０に印加される入力電圧及び／又は信号を制御する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に所定の時間提供する。所定の時間が経過した後、「設定値」に対するフォトインタラプタデバイス出力の誤差が決定される。フォトインタラプタデバイスの出力に基づき、離散時間ベース比例積分微分（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）アルゴリズムが使用され、ＰＷＭ信号のデューティサイクルの変化（例えば、信号が「高い」時間と信号が「低い」時間の比）が決定される。これにより、出口における圧力を変化させるためにコイル１２０に印加される入力電圧又は信号を変化させ、所望の圧力及び目標／設定値が達成される。決定された誤差が（例えば、ソフトウェアにおいて指定した）許容誤差帯域内である場合、ＰＷＭ信号のデューティサイクルは変化しない。
【００７６】
従って、コントローラ６００及び／又はマイクロプロセッサー６０２は、少なくとも１つの弁部材（例えば、弁部材１１２、弁部材１１４）を少なくとも１つの弁座（例えば、弁座１０２、弁座１０４）に対して変位し、所望の動作容量レベルに対応する所望の出口圧を形成するためにコイルに印加される入力電圧の印加を制御するための制御信号を発生させるように構成されている。マイクロプロセッサー６０２は、更に、出口における圧力を示す感圧装置（例えば、感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０、感圧装置４５０）の出力を、所望の動作容量レベルに相当する予定圧力値に対応する設定値と比較し、予定圧力値に対する誤差量を決定して、コイルの制御信号に対応する補正値を決定し、弁部材（例えば、弁部材１１２、弁部材１１４）の変位を調節し、所望の動作容量レベルに相当する所望の出口圧を達成するように構成されている。マイクロプロセッサー６０２は、決定された補正値に基づき、コイル１２０に印加される入力電圧の印加を制御するための制御信号を発生して、弁部材を変位し、加熱器具の所望の動作容量レベルに対応する所望の出口圧を実質的に達成するように構成されている。
【００７７】
コントローラ６００は、パルス幅変調信号以外の制御信号を発生させてもよく、この場合、その信号はコイルへの入力電圧の印加を制御するのに好適である。図１に示される弁装置１００は、上記の感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０又は感圧装置４５０のいずれにおいて使用してもよく、その代わりに、ダイトラン（Ｄｙｔｒａｎ）によって製造されている、７．２５ｍＶ／ＫＰａ（５０ｍＶ／ｐｓｉ）の出力を有する２００６Ｖ２圧力トランスデューサ／センサなどの、圧力を示す出力を提供する任意の適切な感圧装置において使用してもよい。種々の感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０又は感圧装置４５０は、弁の出力を変化させるため開口面積を変化させるように構成されている種々の弁において使用してもよい。従って、感圧装置、弁装置及びコントローラの種々の組み合わせが提供される。図１１を参照すると、図表は、圧力センサ装置と、本開示による弁構成要素との種々の可能な組み合わせを示す。例えば、半透明な光減衰器１６４を有する圧力センサ装置１５０を、図６に示される弁装置１００’、図１に示される弁装置１００、他の調整弁等において使用してもよい。更なる例として、弁装置１００を、弁装置７０２に示される従来の感圧装置７００において使用してもよく、弁装置１００を、種々の感圧装置１５０、感圧装置２５０、感圧装置３５０又は感圧装置４５０において使用してもよい。
【００７８】
本願の態様により、調整ガス弁の例示的な実施形態は、内蔵感圧アセンブリから情報を受信する内蔵マイクロプロセッサーによって制御される締切及び調整構成要素として同軸弁アセンブリを含む又は組み込む。感圧アセンブリは、光学エミッター及びコレクターを各面に備えた、変化する厚さを有する半透明な材料で構成された部材に作用するダイヤフラムで構成されている。圧力の変化に応答し、半透明な部材の動きの関数として変化するエミッター／コレクターデバイスの電圧出力は、弁の出力を調整するため同軸アセンブリを制御するために使用される。
【００７９】
本願の態様により、一体型安全インジケータを備えたガス弁用途の電子圧力センサの例示的な実施形態が開示される。この例示的な実施形態では、圧力センサが弁の内部にあり、弁が閉止されているはずの場合における漏洩状態を検知するために使用される。センサは、ガス圧力の関数として動くダイヤフラムに結合された、配置された、又は取り付けられた、入力コイルと、出力コイルと、可動コアとを備えた変圧器（例えば、線形可変差動変圧器）を含む。第１の、即ち出力コイルが、第２の、即ち入力コイル内に配置されるように、入力コイルと出力コイルとは並列関係で配置されている。この内圧センサは、内部漏れ、例えば、ガスの圧力（流れ）を、電気作動式燃料ガス弁において全く必要とされていない場合に検出する、監視する、及び／又は検知するために使用されうる。変圧器、入力コイル及び出力コイル、ならびに可動コアを使用することにより、出力コイルの電圧又は電流を測定することによって入力コイル及び出力コイル内におけるコアの位置を測定することができる。コアの係合が増加すると変圧器の効率が上昇する。コアはダイヤフラムとばねとの間に懸吊されてもよく、圧力が増加するにつれてダイヤフラムはコアをコイル内に更に動かし、かつ押し込み、変圧器効率を上昇させ、出力コイル信号を増加させる。コアの「ゼロ圧力」位置を調節するための手段を、ばね圧力の調節部又はコア上のコイルの調節可能位置に組み込んでもよい。電子機器内の論理回路は、漏れ制御状態において生じうるのと同様、全く必要とされていない場合における圧力の存在を圧力センサが可聴的又は視覚的にエンドユーザに警告することを可能にするよう構成してもよい。このアセンブリは、従って、圧力変化に対するアナログ応答を出力するために動作可能であってもよい。
【００８０】
本願の態様により、ガス弁用アドオン感圧モジュールの例示的な実施形態が開示される。この例示的な実施形態では、アドオン感圧モジュールは、出口圧を検出するためのダイヤフラムスイッチを含む。いくつかの実施形態では、感圧機能を弁体自体に配置してもよいが、この特定の実施形態では、ガス弁体又は入口バーナ管に取り付けられた、又はガス弁体又は入口バーナ管から独立した別個の本体に感圧モジュールを配置する。センサからの出力は、ガス弁に搭載されたコントローラに接続されうる、又は、炉のコントローラが弁の調整機構を動作しうるように、炉のコントローラ（例えば、炉の統合制御部（ＩＦＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｆｕｒｎａｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ））に直接接続されうる。この後者の場合、ガス弁は内蔵コントローラを有している必要はない。これは、制御用アルゴリズムを、代わりに、炉のコントローラに与えてもよいためである。
【００８１】
例として、アドオン感圧モジュールはガス弁の出口圧用タップ（ｏｕｔｌｅｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｔａｐ）にねじ止めされてもよい。そのような例では、漏れ制限オリフィスにより小型ダイヤフラムの下面に供給する。小型ダイヤフラムは、ダイヤフラムがガス圧力に基づきばね力に抗して直線的に動くように、圧力への対抗として調節可能なばね式であってもよい。ダイヤフラムの直線運動により起動する２つの単独で調節可能な光センサを設けてもよい。これら２つのセンサの出力は、４つ以下の異なる状態を有するデジタル出力に変換してもよく、これは、炉制御部によって閉ループフィードバックを生成するために使用されうる。
【００８２】
本願の態様により、閉ループ調整同軸ガス弁（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ  ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  ｃｏａｘｉａｌ  ｇａｓ  ｖａｌｖｅ）の例示的な実施形態が開示される。この例示的な実施形態では、調整ガス弁は同軸のカスケード弁アセンブリを用いる又は含む。これは、弁を通過する流れ及び圧力を調整するために使用してもよい。アセンブリは、弁のステージを設定するための定点電気機械式センサ（ｆｉｘｅｄ  ｐｏｉｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｅｎｓｏｒ）と組み合わせて使用してもよい。弁は、内圧トランスデューサと、冗長圧力センサアセンブリとを含む。冗長圧力センサアセンブリは、ダイヤフラムに作用するガス圧力によって作動される「フラグ」によって作動する２つのスイッチを含む。この実施形態例では、スイッチ型の入力とは対照的に、光技術を基にした可変出力センサを使用してもよい。一例として、一実施形態には、更なる制御オプション及び熱補償を提供する低圧電子感圧（ｌｏｗ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ）を含んでもよい。これは、自己診断能力の他の機能も可能にする。従って、この例示的な実施形態は、上に開示される閉ループ制御、同軸コイル電力変調（例えば、電圧、アンペア数、又はＰＷＭ制御）、ならびにその全内容を参照により本明細書中に組み込む、米国特許第６，０４７，７１８号明細書に開示されるような同軸機能及び特徴を含んでもよい。同軸機能は、弁の冗長性及び効率的な流路を提供してもよく、これが更には、相対的に小型の弁における大容量を可能にしてもよい。同軸コイル電力変調は正確なフロー制御を提供することができ、かつ１、２又は３段階制御ならびに全変調を可能にする。閉ループ制御は、弁を、流量、オリフィスサイズ又は下流側の制限と無関係にすることができる。この例示的な実施形態により実現されうる更なる可能な利点には、高及び低出口圧設定値限界、自己診断機能、限定された漏れ検知、感圧の冗長性、及び感圧精度検証の１つ以上（だが一部又は全部である必要はない）を含んでもよい。
【００８３】
本願の態様により、所望の出力を提供するために光学センサが使用されるシステム及び方法の例示的な実施形態が開示される。動作中、弁出口は温度により、及び検出方法の位置における弁の変化により異なる可能性がある。この対処法ならびに補償法は、既知点の位置を弁に伝達し、これをメモリ（例えば、永久メモリ）に記憶することである。例示的な一実施形態では、校正による２つの既知点を、単段弁、二段弁又は調整弁を制御するために使用してもよい。例えば、１つの光学センサが単段の単一取付部（ｓｅｔｔｉｎｇ）の上方に、他方の光学センサが単段の単一取付部の下方にあるように２つの光学センサが配置される。二段用途においては、１つの光学センサが二段の上部取付部の上方に位置し、他方の光学センサが二段の下部取付部の下方に位置する。試験時、弁がその後組み立てられる際、出口圧読取り値は２つの光学センサの永久メモリに記憶されうる。その後、モデルによっては、１つの点、２つの点又は多くの点に到達するため、制御部がこれら２つの既知点間を補間しうる。特定の用途によって、電流又は電圧を測定し、補間のために使用してもよい。加えて、この例示的な実施形態はまた、出口圧においてその平均有効性を加える又は減ずるための温度の検出を含んでもよい。冗長性を追加のセンサの形態で追加してもよい。
【００８４】
本願の態様により、２つの既知点間の位置を検出するために、及び／又は、弁制御のための比例積分微分（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御ループへの入力として光学的諸特性が使用されるシステム及び方法の例示的な実施形態が開示される。例示的な実施形態は、送信部から受信部への変化する光のレベル又は量があるように構成されたセンサ（例えば、漸進領域（ｇｒａｄｕａｌ  ｒｅｇｉｏｎ）を有するセンサ、ホールセンサ）を含む。例として、２つの終点間に可変出力を有する光学センサ又はホールセンサを使用してもよい。エミッターフォトダイオードとコレクターフォトダイオードとの間に位置する媒体によって、例えば、可変厚さを有する材料、インクのスクリーニング、材料のドーピング、変化する幅を有するスロット等によって変動性を設けても形成してもよい。可変出力は弁の出力圧力を示す。検出の範囲を制御し、それを所望の領域に維持するため、送信部によって送信される光の量は（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ：ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって）変化されうる。制御部は下端部又は上端部を拾い、その位置がその端部にある際、受信部が正に実施を開始するか、ほぼ完全に実施しているかのいずれか適切な方となるように、送信端における光を調節しうる。この、送信部における光出力の調節は、例えば、ある期間及び温度においてＬＥＤを補助してもよい。また、２つの光学デジタルセンサの１つに近いある範囲における検出のためにホールによる手法（ｈａｌｌ  ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用してもよい。この例では、燃料ガス弁の制御における内部フィードバックのため、及び／又は、システムの動作範囲を決定するため、２つの終点を設定し、それらの間を補間するためにセンサを使用してもよい。この例示的な実施形態を、単段制御及び二段制御ならびに調整制御のＰＩＤ制御のためのアナログ信号を提供するために使用してもよい。
【００８５】
従って、上記の実施形態及びそれらの組み合わせを、上に開示した特徴の任意の組み合わせを有する種々の種類のシステムにおいて、その他を実施することなく、使用することができる。また、上記のガス弁及びコントローラを、温水器及びボイラ器具を含む、他の形態の加熱装置及び冷却装置に使用することも可能である。従って、本発明の範囲から逸脱することなく、開示される実施形態及びそれらの変形形態を使用することが可能である。
【００８６】
本開示が完全であり、かつ、当業者にその範囲を完全に伝達するように実施形態例が提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するため、特定の構成要素、デバイス及び方法の実施例等の、数々の特定の詳細を述べる。特定の詳細を用いる必要がなく、実施形態例を多くの異なる形態にて具現化してもよく、そのいずれもが本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態例では、周知の工程、周知のデバイス構造及び周知の技術は詳細に記載されない。
【００８７】
本明細書中に使用される専門用語は単に特定の実施形態例を説明するためであり、限定を意図するものではない。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に他を指示しない限り、複数形も含むことを意図してもよい。用語「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「を有する（ｈａｖｉｎｇ）」は包含的であり、従って、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又は構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素及び／又はそれらの群の存在又は付加を排除しない。本明細書中に記載される方法のステップ、プロセス及び動作は、実施の順序として明記されない限り、記載される、又は示される特定の順序でのそれらの実施を必ずしも必要とすると解釈されるものではない。また、追加の又は別のステップを使用してもよいと理解される。
【００８８】
要素又は層が別の要素又は層「上にある（ｏｎ）」、「に係合している（ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「に連結している（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、又は「に結合している（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と称される場合、他の要素又は層の直に上にあっても、他の要素又は層と直接係合しても、直接連結しても、直接結合してもよく、そうでなければ、介在要素又は層が存在してもよい。対照的に、要素が別の要素又は層の「直に上にある（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、別の要素又は層「に直接係合している（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「に直接連結されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」又は「に直接結合されている（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と称される場合、存在する介在要素又は層はなくてもよい。要素間の関係を記載するために使用される他の語は同様に解釈されるべきである（例えば、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」に対して「直接間に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」に対して「直接隣接する（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」等）。本明細書では、用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、関連する記載された物品の１つ以上の一部及び全ての組み合わせを含む。
【００８９】
本明細書中において、第１の（ｆｉｒｓｔ）、第２の（ｓｅｃｏｎｄ）、第３の（ｔｈｉｒｄ）等の用語を種々の要素、構成要素、領域、層及び／又は部分を記載するために使用してもよいが、これら要素、構成要素、領域、層及び／又は部分はこれら用語によって限定されるべきではない。これら用語は、１つの要素、構成要素、領域、部分を、別の領域、層又は部分から区別するために使用されるのみとされうる。本明細書中において使用される場合、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの用語及び他の数の用語は、文脈により明確に示されない限り、順位又は順序を意味しない。従って、以下に記載される第１の要素、構成要素、領域、層又は部分は、実施形態例の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層又は部分と称することもできる。
【００９０】
数値寸法及び値は単に例示的な目的のため本明細書中に提供される。提供される特定の数値寸法及び値は本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、それらは特定の用途及び／又は最終用途によって変化させてもよい。
【００９１】
「内側（ｉｎｎｅｒ）」、「外側（ｏｕｔｅｒ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「より下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」等のような空間的な相対語は、本明細書中において、図に示すように、１つの要素又は特徴の、別の要素（単数又は複数）又は特徴（単数又は複数）に対する関係を説明するにあたり説明を容易にするために使用してもよい。空間的な相対語は図に示される向きに加えて、使用時又は動作時におけるデバイスの種々の向きを包含することを意図しうる。例えば、図のデバイスを裏返した場合、他の要素又は特徴の「下（ｂｅｌｏｗ）」又は「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記載した要素は、そこで、他の要素又は特徴の「上（ａｂｏｖｅ）」に向けられる。従って、用語例「下（ｂｅｌｏｗ）」は、上及び下の向きの双方を包含しうる。デバイスは他の状態に向けることができ（９０度回転される、又は他の向きにある）、本明細書中に使用される空間的相対語はそれに従い解釈される。
【００９２】
本明細書中における特定の値及び特定のパラメータの値の特定の範囲の開示は、本明細書中に開示される実施例の１つ以上において有用とされうる他の値及び値の範囲を除外しない。更に、本明細書中に記載された特定のパラメータの任意の２つの特定の値は特定のパラメータに好適とされうる様々な値の終点を画定しうることが想定される（即ち、特定のパラメータの第１の値及び第２の値の開示は第１の値と第２の値との間の任意の値を特定のパラメータに用いられうるということを開示すると解釈されうる）。同様に、パラメータの値の２つ以上の範囲の開示は（そのような範囲が入れ子状であるか、重なっているか、別個であるかに関わらず）、開示される範囲の終点を使用することにより要求される可能性のある値の範囲のあらゆる可能な組み合わせを包含することが想定される。
【００９３】
先の実施形態の記載は説明及び記載のために提供されており、網羅的であることも開示を限定することも意図しない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は一般に特定の実施形態に限定されないが、該当する場合には、特に示されずとも記載されずとも、交換可能であり、選択された実施形態に使用されうる。これはまた、多くの方法で変形させてもよい。そのような変形形態は本開示から逸脱するものとみなされるべきではなく、あらゆるそのような変更は開示の範囲内に含まれることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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