(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体に設けられたガス流出口とガス流入口とを連通するガス通路に弁座を設け、該弁座に着座する弁体をロッドにより吊設し、該ロッドに連設した電機子を弁本体に設けた電磁コイルにより移動して前記弁体を電磁コイルへの通電量に比例して開度変化させると共に、前記弁体のガス圧に応動するゴム製ダイヤフラムを前記弁体に連係させて設けた比例制御弁装置において、
前記ゴム製ダイヤフラムの温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの検出温度と前記ゴム製ダイヤフラムの温度特性とに応じて前記電磁コイルに印加する電流を補正する補正手段を設けたことを特徴とする比例制御弁装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記電磁コイルに印加する電流の補正を、前記検出温度が所定温度未満であるときは該検出温度に応じた補正を行い、前記検出温度が所定温度以上であるときは一定の補正値により補正を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の比例制御弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、暖房器等の燃焼装置に供給するガス等の気体の流量を制御する比例制御弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス燃焼装置においては、従来から一般的にその出力（発生熱量）を調整する手段として、ガスを供給する際に必要とされるガス流量に応じて弁の開度を連続的に変えることができる比例制御弁装置が用いられている。前記比例制御弁装置は、弁本体のガス流入口と前記燃焼装置に接続されるガス流出口とを連通するガス通路に設けられた弁座に着座する弁体を、電機子が連設されたロッドにより吊設し、弁本体に設けられた電磁コイルに与える通電量を変化させることにより前記電機子を移動させ、前記弁体の開度を連続的に変えるようになっている。前記燃焼装置では、出力を増加させようとするときには、前記比例弁の電磁コイルへの通電量を増加することにより前記電機子を移動させて前記弁体の開度を拡大し、ガス流入量を増加させる。
【０００３】
ところが、前記電磁コイルによる前記電機子の移動で弁体の開度を決めているだけでは、一次側のガス圧が変動すると二次側のガス圧も変動してガスの供給量が不安定になる。そこで、従来の比例制御弁装置では、ガス流入口側に一次側のガス圧に応動すると共に弁体に連係する感圧応動体により前記弁体の開度を自動的に調整し、一次側のガス圧が変動しても二次側のガス圧が変動しないようにしている。この感圧応動体としては、家庭用プロパンガス、都市ガス等では、通常ゴム製ダイヤフラムが使用されている。
【０００４】
一方、このような比例制御弁装置においては、周囲の温度の変化によって比例弁の温度が変化すると二次側のガス圧が変動してしまい、前記燃焼装置では出力が不安定になるという不都合がある。
【０００５】
本願発明者は、このような比例制御弁装置について試験を行った結果、ゴム製ダイヤフラムの温度変化による特性の変動が、二次側のガス圧の変動に大きく影響していることを知見した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、比例制御弁装置の改良を目的とし、さらに詳しくは、ダイヤフラムの温度が変化しても二次側のガス圧が変化しない比例制御弁装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の比例制御弁装置は、弁本体に設けられたガス流出口とガス流入口とを連通するガス通路に弁座を設け、該弁座に着座する弁体をロッドにより吊設し、該ロッドに連設した電機子を弁本体に設けた電磁コイルにより移動して前記弁体を電磁コイルへの通電量に比例して開度変化させると共に、前記弁体のガス圧に応動するゴム製ダイヤフラムを前記弁体に連係させて設けた比例制御弁装置において、前記ゴム製ダイヤフラムの温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの検出温度と前記ゴム製ダイヤフラムの温度特性とに応じて前記電磁コイルに印加する電流を補正する補正手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、二次側のガス圧に大きな影響を与えるゴム製ダイヤフラムの近傍の温度を検出して、当該検出温度により前記ゴム製ダイヤフラムの温度特性に応じて比例制御弁装置の温度補償を行うので、比例弁本体の温度変化によりダイヤフラムの温度が変化しても二次側のガス圧はほとんど変化しない。従って、本発明の比例制御弁装置を燃焼装置に用いたときは、略一定のガスが安定して燃焼装置に供給されるので、気温の変化又はバーナ等の加熱源の温度変化に左右されることのない安定した出力を得ることができる。
【０００９】
また、前記補正手段は、前記電磁コイルに印加する電流の補正を、前記検出温度が所定温度未満であるときは該検出温度に応じた補正を行い、前記検出温度が所定温度以上であるときは一定の補正値により補正を行う。これは、前記ダイヤフラムの特性は温度によって影響を受けるが、温度が所定温度以上になればそれ以上特性が変化せず安定するからである。
【００１０】
従って、本発明の比例制御弁装置によれば、このようなゴム製ダイヤフラムの温度特性を考慮して、温度センサの検出温度が所定温度未満のときは該検出温度に応じた補正を行い、検出温度が所定温度以上のときは一定値での補正を行うことにより、ゴム製ダイヤフラムの温度特性に応じた温度補償を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の比例制御弁装置の一例を示す説明的断面図、図２はゴム製ダイヤフラムの温度特性を示すグラフ、図３は比例制御弁装置の温度補正の一例を示す説明図、図４は温度と補正値の関係を示すグラフである。
【００１２】
本実施形態の比例制御弁装置は、暖房器の燃焼装置に用いられるものであり、図１に示すように、弁本体１が、出力を任意に変更できる図示しない燃焼装置にガスを供給するガス通路２に設けられており、弁本体１の一次側には、ガス通路２の開閉を行う電磁弁３，４が設けられている。本実施形態において燃焼装置に供給されるガスは、図１における矢印で示すように、電磁弁３に設けられたガス流入口５から電磁弁３，４の内部を通過して弁本体１に流入し、この弁本体１でガス圧の調節及びガス量の調節が行われ、燃焼装置に送られる。
【００１３】
弁本体１は、図示しないガスの供給源からガスが供給される一次室６と、燃焼装置の運転状況に応じてに必要なガス量を供給するよう調節する二次室７と、弁体８の開度を調節するためのフェライト磁石９ａ、電磁コイル９ｂや電機子１０を収納する収納部１１とから形成される。また、一次室６にはガス流入口１２が設けられており、二次室７にはガス流出口１３が設けられている。尚、収納部１１は樹脂で形成され、収納部以外の弁本体１はアルミで形成されている。
【００１４】
一次室６と収納部１１との境界には、ゴム製のダイヤフラム１４が設けられており、その外周は一次室６と収納部１１との接合部で挟持され、その中心部は弁体８と連結しているロッド１５に連結されている。このダイヤフラム１４によって、一次室６と収納部１１とが遮断されている。
【００１５】
一次室６と二次室７との境界には、弁本体１に形成された弁座１６に着座する弁体８が設けられている。弁体８はロッド１５により吊設されており、二次室７側に設けられたスプリング１７により弁を閉じる方向に付勢されている。
【００１６】
収納部１１には、電磁コイル９ｂと、この電磁コイル９ｂに印加される電流によって移動自在に設けられた電機子１０とが収納されている。また、電機子１０の先端部はロッド１５の頭部に当接している。この収納部１１は開口部１１ａにより大気解放されており、その気圧は大気圧となっている。
【００１７】
また、ダイヤフラム１４の近傍の弁本体１外面にはサーミスタ１８が取付ネジにより螺着されている。本実施形態では、このサーミスタ１８によってダイヤフラム１４の近傍の温度を検知している。
【００１８】
次に、本実施形態における比例制御弁装置の作動について説明する。まず、燃焼装置が作動していないときには、電磁弁３，４及び電磁コイル９ｂには電流は印加されていないので、電磁弁３，４は閉じており、弁体８もスプリング１７により弁座１６に付勢されて閉じた状態となっている。
【００１９】
燃焼装置を作動させたときは、電磁弁３，４に電流が印加されて電磁弁３，４が開き、ガスがガス通路２を通ってガス流入口１２から弁本体１の一次室６に流入する。このとき、電磁コイル９ｂには燃焼装置で設定された出力に応じた電流と、ダイヤフラム１４近傍の温度により決定された補正電流とが印加される。電磁コイル９ｂが印加される電流に応じた力で電機子１０を図１において下方に移動させると、電機子１０の先端部によってロッド１５が下方に押される。このロッド１５には弁体８が連結されているので、弁体８が下方に移動して弁座１６から離れ、弁体８と弁座１６との間に隙間が生じる。このとき、電機子１０が電磁コイルにより押される力と、スプリング１７の張力とダイヤフラム１４の受圧力との合力とがつり合う点で弁体８の開度が保持される。従って、一次室６に流入したガスが弁体８と弁座１６との隙間を通って二次室７に流入し、ガス流出口１３から燃焼装置にガスが送られる。
【００２０】
このように、燃焼装置により設定された出力で燃焼が行われているときに、一次側のガス圧が何らかの原因で高くなったときは、一次室６の内部圧力も上昇する。すると、ダイヤフラム１４に加わる圧力も高くなるため、ダイヤフラム１４は図１において上方に押されることになる。このダイヤフラム１４の中心部にはロッド１５が連結されているため、ロッド１５もガス圧が高くなった分だけ上方に引き上げられ、ロッド１５に連結されている弁体８も引き上げられる。従って、弁体８と弁座１６との隙間すなわち弁体８の開度が小さくなり、一次側のガス圧が高くなってもその分二次側に流入するガスの量が減少するので、二次側のガス圧は一定に保たれる。逆に一次側の圧力が低くなったときには、ダイヤフラム１４が下方に押されて弁の開度が大きくなるので、二次側のガス圧は一定に保たれる。
【００２１】
次に、ダイヤフラム１４の温度が変化したときの制御について説明する。図２はゴム製ダイヤフラム１４の温度特性を示すグラフであり、温度補正をしない場合に弁本体１のダイヤフラム１４近傍の温度の変化によって変化する二次側のガス圧を示している。本実施形態のダイヤフラム１４では、温度が６℃から約３６℃までは温度が上がると二次側のガス圧が減少するが、約３６℃を越えるとほとんど変化しなくなる。
【００２２】
本実施形態においては、図３に示すように、燃焼装置の温度設定手段１９により暖房器の設定温度が設定されると、比例弁電流算出部２０によって室温検出手段２１で検出される室温が設定温度になるように比例弁電流を算出する。一方、サーミスタ１８からの信号により温度検出手段２２によって弁本体１のダイヤフラム１４近傍の温度を検出し、補正値決定部２３によってダイヤフラム１４の特性に応じた補正値を決定する。そして、比例弁電流決定手段２４によって、それぞれ算出された比例弁電流と決定された補正値とから比例弁に印加する電流を決定し、比例制御弁装置の温度補償を行っている。
【００２３】
次に、補正値の決定について図４を参照してさらに詳細に説明する。図４は、ダイヤフラム１４の温度特性に対応した電流の補正値を示すグラフである。本実施形態においては、図４において標準温度Ｔｎ  における補正値Ｈｎ  を０としており、標準温度Ｔｎ  を２０℃としている。また、補正値決定部２３では、この温度検出手段２２で検知した温度Ｔｓ  における補正値Ｈｓ  を補正値としている。この補正値Ｈｓ  は、温度がＴｍｉｎ  からＴｍａｘ  までの間はダイヤフラム１４の特性の変化に応じて温度Ｔｓ  に比例した値となる。また、温度がＴｍａｘ  を越えるときはダイヤフラム１４の特性はほとんど変化しないので、温度Ｔｓ  が一定温度Ｔｍａｘ  を越えれば補正値は一定の値Ｈｍａｘ  となる。
【００２４】
比例弁電流決定部２４では、比例弁電流算出部２０により算出された電流値と、補正値決定部２３により決定された補正値Ｈｓ  とを演算して比例弁電流を決定する。この比例弁電流決定部２４で決定された電流が比例弁の電磁コイル９ｂに印加される。
【００２５】
上記実施形態では、ダイヤフラム１４を比例制御弁装置の一次側に設けたものを示したが、これに限らず二次側に設けたものとしてもよい。また、前記実施形態においては比例制御弁装置を暖房器の燃焼装置に用いた例を示しているが、これに限らず、給湯器等の燃焼装置に用いてもよい。
【００２６】
尚、弁本体１は、通常燃焼装置の内部に設けられているため、燃焼装置の運転を開始すれば弁本体１の雰囲気温度もすぐに上昇する。従って、通常は温度がＴｍａｘ  を越えたときの補正値を一定にすることを考慮すればよい。
【００２７】
このように、本発明の比例制御弁装置によれば、温度の変化による二次側のガス圧の変動に影響の大きいゴム製ダイヤフラムの温度特性に応じて比例弁に印加する電流の値を補正しているので、温度の変化によりゴム製ダイヤフラムの特性が変化しても二次側のガス圧は略一定に保たれる。したがって、燃焼装置周辺の温度が変化しても燃焼量は変化せず、安定した出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の比例制御弁装置の実施形態の一例を示す説明的断面図。
【図２】ゴム製ダイヤフラムの温度特性を示すグラフ。
【図３】比例制御弁装置の温度補正の一例を示す説明図。
【図４】温度と補正値の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…弁本体、２…ガス通路、３，４…電磁弁、６…一次室、７…二次室、８…弁体、９ａ…フェライト磁石、９ｂ…電磁コイル、１０…電機子、１１…収納部、１２…ガス流入口、１３…ガス流出口、１４…ダイヤフラム、１５…ロッド、１６…弁座、１７…スプリング、１８…サーミスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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