(57)【要約】【課題】バルブボディの位置の補正を適切に行える多方弁及び該多方弁を備える流体制御装置を提供すること。【解決手段】多方弁１は、バルブボディ２０の回転と同期して回転するスリット９２４が形成された回転板９２１と、回転板９２１による透光及び遮光を検出する光透過検出部９２２と、光透過検出部９２２により検出されたスリット９２４の縁部９２４ａ，９２４ｂをバルブボディ２０の原点位置として判定する原点位置判定部９２３と、を備える。スリット９２４の２つの縁部９２４ａ，９２４ｂは、連通状態Ｂに対応するバルブボディ２０の回転領域の中間点Ｍを挟むように配置される。原点位置判定部９２３は、一方の縁部９２４ａを回転動作の第１原点位置と判定し、他方の縁部９２４ｂを回転動作の第２原点位置と判定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口流路、第１流体出口流路、及び第２流体出口流路を備えるバルブケーシングと、
中心軸周りに回転可能な状態で前記バルブケーシング内に収容される軸直角断面が円形のバルブボディであって、表面に開口すると共に前記中心軸に沿って延びるボディ側入口穴；及び、表面に開口すると共に該ボディ側入口穴に連続して形成される１個又は２個のボディ側出口穴を備えるバルブボディと、
前記バルブボディに接触した状態で前記バルブケーシング内に配置されるバルブシートであって、前記第１流体出口流路側に配置され、シート側第１出口穴が形成された第１バルブシート；及び、前記第２流体出口流路側に配置され、シート側第２出口穴が形成された第２バルブシートからなるバルブシートと、
前記バルブボディを回転させる駆動機構と、
前記バルブボディの回転と同期して回転する回転板と、
前記回転板に形成されたスリットであって、前記回転板の回転方向に所定角度離間した２つの縁部で挟まれたスリットと、
一対の発光素子及び受光素子からなり、前記回転板による透光及び遮光を検出する光透過検出部と、
前記光透過検出部により検出された前記スリットの前記縁部を前記バルブボディの原点位置として判定する原点位置判定部と、を備え、
前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、前記バルブボディを前記中心軸周りに正転させた場合に、
（ｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴のいずれとも連通しない非連通状態；
（ｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する連通状態Ａ；
（ｉｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｂ；
（ｉｖ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｃ；及び、
（ｖ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｄ；の順に流通状態が切り替わるように、前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定され、
前記スリットの２つの縁部は、前記連通状態Ｂに対応する前記バルブボディの回転領域の中間点を挟むように配置され、
前記原点位置判定部は、前記中間点よりも前記連通状態Ａ側で検出される前記一方の縁部を回転動作の第１原点位置と判定し；前記中間点よりも前記連通状態Ｃ側で検出される前記他方の縁部を回転動作の第２原点位置と判定する多方弁。
【請求項２】
請求項１に記載の多方弁を備える流体制御装置であって、
前記駆動機構に対して前記回転角度の指示信号を電流値又は電圧値により出力する信号出力部と、
設定範囲の前記電流値又は前記電圧値と前記回転角度とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
前記記憶部は、前記連通状態Ａ及び前記連通状態Ｃに偏って前記設定範囲を割り当てて記憶する流体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多方弁及び該多方弁を備える流体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の燃焼装置において、燃焼装置に供給される燃料の流量を調整するために、流量調整弁が用いられている。燃焼装置に適用可能な流量調整弁としては、例えばニードル式やボール式のものが知られており、ステッピングモータ等の駆動機構によりバルブボディを回転させる構成である。そして、駆動機構によりバルブボディを回転させることで、流量調整弁の開度が変更される。
【０００３】
燃焼装置においてこのような流量調整弁を用いる場合、駆動機構により操作（回転）される流量調整弁の開度を正確に制御するために、バルブボディの閉位置における所定の位置を原点位置として設定し、燃焼開始時等にこの原点位置の検出を行っている。これにより、燃焼開始時にバルブボディの原点位置を確認でき、必要に応じて原点位置の補正が行える。よって、駆動機構により操作されるバルブボディの操作位置と実際位置のずれが防止される。
【０００４】
ところで、燃焼装置において、燃料を噴射する複数のノズルを備え、燃料を供給するノズルの数を変更することで、燃焼装置の燃焼状態を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４７５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような燃焼装置では、燃料を噴射するノズルに対応して燃料の供給を調整する流量調整弁を配置する必要があり、燃焼装置を構成するための部品点数が増加してしまう。そのため、複数の供給先に燃料等の流体を供給可能な流量調整弁としての多方弁が求められている。そして、このような多方弁においても、バルブボディの位置の補正を適切に行うことが求められる。
【０００７】
従って、本発明は、バルブボディの位置の補正を適切に行える多方弁及び該多方弁を備える流体制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、流体入口流路、第１流体出口流路、及び第２流体出口流路を備えるバルブケーシングと、中心軸周りに回転可能な状態で前記バルブケーシング内に収容される軸直角断面が円形のバルブボディであって、表面に開口すると共に前記中心軸に沿って延びるボディ側入口穴；及び、表面に開口すると共に該ボディ側入口穴に連続して形成される１個又は２個のボディ側出口穴を備えるバルブボディと、前記バルブボディに接触した状態で前記バルブケーシング内に配置されるバルブシートであって、前記第１流体出口流路側に配置され、シート側第１出口穴が形成された第１バルブシート；及び、前記第２流体出口流路側に配置され、シート側第２出口穴が形成された第２バルブシートからなるバルブシートと、前記バルブボディを回転させる駆動機構と、前記バルブボディの回転と同期して回転する回転板と、前記回転板に形成されたスリットであって、前記回転板の回転方向に所定角度離間した２つの縁部で挟まれたスリットと、一対の発光素子及び受光素子からなり、前記回転板による透光及び遮光を検出する光透過検出部と、前記光透過検出部により検出された前記スリットの前記縁部を前記バルブボディの原点位置として判定する原点位置判定部と、を備え、前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、前記バルブボディを前記中心軸周りに正転させた場合に、（ｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴のいずれとも連通しない非連通状態；（ｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する連通状態Ａ；（ｉｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｂ；（ｉｖ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｃ；及び、（ｖ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｄ；の順に流通状態が切り替わるように、前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定され、前記スリットの２つの縁部は、前記連通状態Ｂに対応する前記バルブボディの回転領域の中間点を挟むように配置され、前記原点位置判定部は、前記中間点よりも前記連通状態Ａ側で検出される前記一方の縁部を回転動作の第１原点位置と判定し；前記中間点よりも前記連通状態Ｃ側で検出される前記他方の縁部を回転動作の第２原点位置と判定する多方弁に関する。
【０００９】
また、本発明は、上述の多方弁を備える流体制御装置であって、前記駆動機構に対して前記回転角度の指示信号を電流値又は電圧値により出力する信号出力部と、設定範囲の前記電流値又は前記電圧値と前記回転角度とを対応付けて記憶する記憶部を備え、前記記憶部は、前記連通状態Ａ及び前記連通状態Ｃに偏って前記設定範囲を割り当てて記憶する流体制御装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バルブボディの位置の補正を適切に行える多方弁及び該多方弁を備える流体制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る多方弁及び流体制御装置を具備する燃焼装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る多方弁を示す図である。
【図３】本実施形態の多方弁におけるバルブボディを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）はボディ側第１出口穴側から視た側面図を示す。
【図４】本実施形態の多方弁における第１バルブシートを示す図であり、（ａ）は外側から視た正面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。
【図５】本実施形態の多方弁における第２バルブシートを示す図であり、（ａ）は外側から視た正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の部分拡大図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。
【図６】本実施形態の多方弁における回転板を部分的に示す平面図である。
【図７】本実施形態の多方弁の動作を説明する図であり、（ａ）は非連通状態を、（ｂ）は第１連通状態を、（ｃ）は第２連通状態を示す。
【図８】本実施形態の多方弁におけるバルブボディの回転角度又は指示電流値と流量との関係の一例を示す図であり、（ａ）はバルブボディの回転角度と流量との関係を示し、（ｂ）はバルブボディの回転角度に対して均等に指示電流値を割り当てた場合における指示電流値と流量との関係を示し、（ｃ）は連通状態Ａ及び連通状態Ｃに対応するバルブボディの回転角度に偏って指示電流値を割り当てた場合における指示電流値と流量との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る多方弁及びこの多方弁を備える流体制御装置は、液体燃料や気体燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラ等の燃焼装置に適用され、この燃料装置における燃料（流体）の燃焼状態を制御する。
【００１３】
燃焼装置２００は、図１に示すように、上流側が燃料タンク２１０に接続され下流側が燃焼室２２０に接続された燃料供給経路Ｌ１と、燃料供給経路Ｌ１に配置されたポンプＰと、燃焼室２２０の内部に配置され燃料供給経路Ｌ１の先端側に接続される複数のノズル（第１ノズル１２１、第２ノズル１２２及び第３ノズル１２３）と、燃料供給経路Ｌ１に配置された複数のバルブ（電磁弁Ｖ１〜Ｖ４，多方弁１）と、これら複数のバルブの開閉又は開度を制御する制御部２３０と、を備える。
【００１４】
燃料供給経路Ｌ１は、上流側が燃料タンク２１０に接続される主経路Ｌ１１と、この主経路Ｌ１１から分岐した３つの経路Ｌ１２，Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂと、を備える。より具体的には、主経路Ｌ１１は、途中位置において第１経路Ｌ１２及び第２経路Ｌ１３に分岐しており、第２経路Ｌ１３が更に、途中位置において２つの経路Ｌ１３ａ，Ｌ１３ｂに分岐している。
ポンプＰは、主経路Ｌ１１に配置される。
第１ノズル１２１，第２ノズル１２２，第３ノズル１２３は、それぞれ、第１経路Ｌ１２、経路Ｌ１３ａ、経路Ｌ１３ｂの先端側に接続される。
【００１５】
本実施形態では、複数のバルブとして、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４と、多方弁１と、を備える。
電磁弁Ｖ１は、主経路Ｌ１１に配置され、主経路Ｌ１１を開閉する。電磁弁Ｖ２は、第１経路Ｌ１２に配置され、第１経路Ｌ１２を開閉する。電磁弁Ｖ３は、経路Ｌ１３ａに配置され、経路Ｌ１３を開閉する。電磁弁Ｖ４は、経路Ｌ１３ｂに配置され、経路Ｌ１３ｂを開閉する。
【００１６】
多方弁１は、第２経路Ｌ１３と、経路Ｌ１３ａ及び経路Ｌ１３ｂと、の分岐部分に配置される。多方弁１は、開度調整可能な弁機構である。多方弁１は、閉止状態から第１の開度の範囲では、第２経路Ｌ１３を経路Ｌ１３ａのみと連通させ、第１の開度から第２の開度の範囲では、第２経路Ｌ１３を経路Ｌ１３ａ及び経路Ｌ１３ｂの両方と連通させる。これにより、多方弁１の開度を調整することで、第２経路Ｌ１３から供給される燃料を経路Ｌ１３ａ側のみに供給する状態と、経路Ｌ１３ａ及び経路Ｌ１３ｂの両方に供給する状態と、が切り替え可能となっている。また、多方弁１は、開度に応じて経路Ｌ１３ａを通じて第２ノズル１２２から噴出させる燃料の量、又は経路Ｌ１３ｂを通じて第３ノズル１２３から噴出させる燃料の量を比例的に変化させられる。
【００１７】
本実施形態の多方弁１の詳細について、図２〜図７を参照しながら説明する。
本実施形態の多方弁１は、一つの流体入口（流体入口流路１１２）と、二つの流体出口（第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１）を有し、流体入口から流入する流体の流体出口からの流出を調整する。多方弁１は、バルブケーシング１０と、バルブボディ２０と、バルブシート３０と、バルブステム４０と、付勢部材５０と、バルブボディ２０を回転させる駆動機構９１と、バルブボディ２０の基準位置を検出する位置検出部９２と、を備える。
【００１８】
バルブケーシング１０は、中空部を有する箱状に形成され多方弁１の外形を構成する。バルブケーシング１０は、ケース本体１１と、一対の側部ケース１３，１４と、を備える。
ケース本体１１は、両端部が開口すると共に、中央部にも開口が形成された断面Ｔ字状に形成される。ケース本体１１の中央部の開口は、流体入口流路１１２を構成する。
側部ケース１３は、ケース本体１１の一端側の開口を塞ぐ。側部ケース１３には、第１流体出口流路１３１が形成される。側部ケース１４は、ケース本体１１の他端側の開口を塞ぐ。側部ケース１４には、第２流体出口流路１４１が形成される。
ケース本体１１及び一対の側部ケース１３，１４は、Ｏリング等を介して水密に組み立てられる。
バルブケーシング１０（ケース本体１１）には、バルブステム４０が配置されるステム挿通穴１１１が形成される。ステム挿通穴１１１は、流体入口流路１１２と同軸上に形成される。第１実施形態では、ステム挿通穴１１１は、ケース本体１１の上面に形成され、流体入口流路１１２は、ケース本体１１の下面に形成される。
【００１９】
バルブボディ２０は、軸直角断面が円形を有する形状に形成される。本実施形態では、バルブボディ２０は、図１及び図２に示すように、球状に形成され、バルブケーシング１０の内部に収容される。バルブボディ２０は、ステム挿通穴１１１の中心軸と一致する中心軸Ｘを回転中心として、バルブケーシング１０に対して回転可能にバルブケーシング１０の内部に配置される。
バルブボディ２０には、ボディ側入口穴２１と、ボディ側出口穴２２としてのボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２と、ステム連結部２３と、が形成される。
ボディ側入口穴２１は、バルブボディ２０の球面における流体入口流路１１２に対向する位置に開口すると共に、中心軸Ｘに沿って延びる。
【００２０】
ボディ側第１出口穴２２１は、バルブボディ２０の球面に開口すると共に、バルブボディ２０の中心に向かって延び、ボディ側入口穴２１に連続する。ボディ側第２出口穴２２２は、バルブボディ２０の球面に開口すると共に、バルブボディ２０の中心に向かって延び、ボディ側入口穴２１に連続する。
ボディ側第１出口穴２２１は、バルブボディ２０を回転させた場合に、設定された回転角度で後述するシート側第１出口穴３１１を介して第１流体出口流路１３１に連通する位置に開口部が形成される（図７参照）。ボディ側第２出口穴２２２は、バルブボディ２０を回転させた場合に、設定された回転角度で後述するシート側第２出口穴３２１を介して第２流体出口流路１４１に連通する位置に開口部が形成される（図７参照）。
【００２１】
本実施形態では、ボディ側出口穴２２は２個形成され、ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２は、図３（ｂ）に示すように、ボディ側入口穴２１の延びる方向（中心軸Ｘ）に対して９０度の角度で延びる。また、図３（ｃ）に示すように、ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２は、互いの成す角度θが鈍角（例えば、１６０度）となるように延びる。
【００２２】
ステム連結部２３は、バルブボディ２０の球面におけるステム挿通穴１１１に対向する位置に形成される。ステム連結部２４は、バルブボディ２０の球面の一部が上面視において矩形となるように凹んだ形状に形成される。
【００２３】
バルブシート３０は、バルブボディ２０に接触した状態でバルブケーシング１０の内部に配置される。バルブシート３０の内面は、バルブボディ２０の球面に略対応した曲面形状を有し、これにより、バルブシート３０は、バルブボディ２０を摺動可能に支持する。本実施形態では、バルブシート３０は、図２に示すように、一方の側部ケース１３側に配置される第１バルブシート３１と、他方の側部ケース１４側に配置される第２バルブシート３２と、を備える。即ち、本実施形態では、第１バルブシート３１と第２バルブシート３２とによってバルブボディ２０を挟み込んで支持する。
【００２４】
第１バルブシート３１には、シート側第１出口穴３１１が形成される。シート側第１出口穴３１１は、第１流体出口流路１３１に連通する。シート側第１出口穴３１１は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、開口面積の小さい部分３１１ａと、開口面積の大きい部分３１１ｂと、を備える。開口面積の小さい部分３１１ａは、バルブボディ２０を後述する正転方向に回転させた場合に、ボディ側第１出口穴２２１と最初に連通する側に配置され、開口面積の大きい部分３１１ｂは、ボディ側第１出口穴２２１と開口面積の小さい部分３１１ａとが連通した後に連通する側に配置される。
第１実施形態では、第１バルブシート３１におけるシート側第１出口穴３１１の周囲のシート面３１２の曲率は、バルブボディ２０の球面の曲率よりもわずかに小さく設定される。
【００２５】
第２バルブシート３２には、シート側第２出口穴３２１が形成される。シート側第２出口穴３２１は、第２流体出口流路１４１に連通する。シート側第２出口穴３２１は、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、開口面積の小さい部分３２１ａと、開口面積が拡大していく部分３２１ｂと、開口面積の大きい部分３２１ｃと、を備える。開口面積の小さい部分３２１ａは、バルブボディ２０を正転方向に回転させた場合に、ボディ側第２出口穴２２２と最初に連通する側に配置され、開口面積が拡大していく部分３２１ｂは、ボディ側第２出口穴２２２と開口面積の小さい部分３２１ａとが連通した後に連通する側に配置される。そして、開口面積の大きい部分３２１ｃは、ボディ側第２出口穴２２２と開口面積が拡大していく部分３２１ｂとが連通した後に連通する側に配置される。
第１実施形態では、第２バルブシート３２におけるシート側第２出口穴３２１の周囲のシート面３２２の曲率は、バルブボディ２０の球面の曲率よりもわずかに小さく設定される。
【００２６】
バルブステム４０は、円柱状に形成され、ケース本体１１のステム挿通穴１１１に挿入された状態でバルブボディ２０に連結される。バルブステム４０は、ステム挿通穴１１１に配置されたベアリング１１３を介して、バルブケーシング１０に対して回転可能にステム挿通穴１１１に配置される。バルブステム４０は、このバルブステム４０の中心軸Ｘを回転中心としてバルブボディ２０を回転させる。
【００２７】
付勢部材５０は、バルブシート３０と側部ケース１３，１４との間に配置される。第１実施形態では、付勢部材５０は、第１バルブシート３１と一方の側部ケース１３との間、及び第２バルブシート３２と他方の側部ケース１４との間のそれぞれに配置される。付勢部材５０は、バルブシート３０をバルブボディ２０側に付勢し、バルブシート３０とバルブボディ２０との間の密着性（シール性）を高める。付勢部材５０は、例えば、異形線バネにより構成される。
【００２８】
駆動機構９１は、ステッピングモータ及び駆動回路を含んで構成される。駆動機構９１は、減速機構９３を介してバルブステム４０に連結される。駆動回路は、入力された指示信号（電流値又は電圧値）に対応付けられた回転角度（ステップ数）でバルブボディ２０を回転させるよう、ステップ数に対応した回数のパルス信号をステッピングモータに出力する。そして、ステッピングモータは、所定の回転角度（ステップ数）バルブステム４０を回転させることで、バルブボディ２０を、中心軸Ｘを回転中心として回転させる。
【００２９】
位置検出部９２は、バルブボディ２０の基準位置を検出する。位置検出部９２は、スリット９２４が形成された回転板９２１と、光透過検出部９２２と、原点位置判定部９２３と、を備える。
【００３０】
回転板９２１は、円板状に形成され、板面がバルブステム４０の軸方向に直交する方向に沿うようにバルブステム４０に取り付けられる。これにより、回転板９２１は、バルブステム４０及びバルブボディ２０と同期して回転する。
スリット９２４は、図６に示すように、回転板９２１の回転方向に所定角度離間した２つの縁部９２４ａ，９２４ｂで挟まれた形状に回転板９２１が切り欠かれて形成される。
【００３１】
光透過検出部９２２は、回転板９２１による透光及び遮光を検出する。光透過検出部９２２は、発光素子及び受光素子を含んで構成される。光透過検出部９２２は、発光素子及び受光素子が回転板９２１を挟むように配置される。
【００３２】
以上の光透過検出部９２２によれば、回転板９２１は、バルブステム４０の回転と同期して回転する。そして、光透過検出部９２２は、回転板９２１のスリット９２４の位置を、受光素子による発光素子からの光の受光の有無により検出することで、バルブステム４０及びバルブステム４０と同期して回転するバルブボディ２０の基準位置を検出する。
【００３３】
原点位置判定部９２３は、光透過検出部９２２により検出されたスリット９２４の縁部９２４ａ，９２４ｂの位置をバルブボディ２０の原点位置として判定する。原点位置判定部９２３による原点位置の判定の詳細については、後述する。
【００３４】
以上の多方弁１は、以下の５つの連通状態を有する。多方弁１の連通状態について、図７を参照しながら説明する。本実施形態の多方弁１は、バルブボディ２０の回転角度によって、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態、（ｉｉｉ）第２連通状態の３つの連通状態が、この順番で切り替わるように、ボディ側出口穴２２の個数（本実施形態では２個）、並びにボディ側出口穴２２、シート側第１出口穴３１１、及びシート側第２出口穴３２１の相対的な位置関係及び形状が設定される。
【００３５】
より具体的には、多方弁１は、バルブボディ２０が非連通状態にある位置を起点として、バルブボディ２０を、中心軸Ｘを回転中心として所定方向に回転させることで、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態、（ｉｉｉ）第２連通状態、の順で連通状態（つまり、流体の流通状態）が切り替わる。以下、非連通状態から第１連通状態、第２連通状態に切り替わる側の回転方向を正転方向という。
【００３６】
（ｉ）非連通状態
非連通状態は、図７（ａ）に示すように、ボディ側出口穴２２（ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２）の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１のいずれとも連通しない状態である。本実施形態では、非連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部は、第１バルブシート３１及びバルブケーシング１０により塞がれる。また、ボディ側第２出口穴２２２の開口部は、第２バルブシート３２及びバルブケーシング１０により塞がれる。これにより、流体入口流路１１２から流入する流体は、第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１のいずれからも流出しない。即ち、非連通状態は、多方弁１の閉位置に対応する。
【００３７】
（ｉｉ）第１連通状態
第１連通状態は、図７（ｂ）に示すように、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通する状態である。本実施形態では、第１連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１と連通し、ボディ側第２出口穴２２２の開口部はシート側第２出口穴３２１と連通していない。これにより、第１連通状態では、流体入口流路１１２から流入する流体は、第１流体出口流路１３１のみから流出する。本実施形態では、第１連通状態は、（ａ）連通状態Ａ、及び（ｂ）連通状態Ｂを含む。
【００３８】
（ａ）連通状態Ａ
連通状態Ａは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が比例的に増加する範囲の状態を示す。
本実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の小さい部分３１１ａ（図４参照）と連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ａとなる。
【００３９】
（ｂ）連通状態Ｂ
連通状態Ｂは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
本実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｂとなる。
【００４０】
このように、本実施形態では、第１連通状態が連通状態Ａを含むことで、第１連通状態において、第１流体出口流路１３１から流出される流体の流量を、比例的に調整できる。
【００４１】
（ｉｉｉ）第２連通状態
第２連通状態は、図７（ｃ）に示すように、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通する状態である。本実施形態では、第２連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１と連通し、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１と連通する。これにより、第２連通状態では、流体入口流路１１２から流入する流体は、第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１の両方から流出する。本実施形態では、第２連通状態は、（ｃ）連通状態Ｃ、及び（ｄ）連通状態Ｄを含む。
【００４２】
（ｃ）連通状態Ｃ
連通状態Ｃは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
本実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通し、かつ、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１の開口面積の小さい部分３２１ａと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｃとなる。
【００４３】
（ｄ）連通状態Ｄ
連通状態Ｄは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
本実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通し、かつ、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１の開口面積が拡大していく部分３２１ｂ又は開口面積の大きい部分３２１ｃと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｄとなる。
【００４４】
このように、本実施形態では、第２連通状態が連通状態Ｃを含むことで、第２連通状態において、第２流体出口流路１４１から流出される流体の流量を、比例的に調整できる。
【００４５】
制御部２３０は、電磁弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の開閉を制御すると共に、多方弁１の開度を制御（調整）し、また、ポンプＰの動作を制御することで燃焼装置２００の燃焼状態を制御する。制御部１３０は、内部にメモリ、タイマ、及び演算処理部を含むコンピュータにより実現される。制御部２３０による多方弁１の開度の制御の詳細については後述する。
【００４６】
以上の燃焼装置２００は、（１）燃焼停止状態、（２）第１ノズル１２１から燃料が噴射されて燃焼する第１燃焼状態、（３）第１ノズル１２１及び第２ノズル１２２から燃料が噴射されて燃焼する第２燃焼状態、及び（４）第１ノズル１２１、第２ノズル１２２及び第３ノズル１２３から燃料が噴射されて燃焼する第３燃焼状態、の４つの燃焼状態で燃焼可能となっている。
【００４７】
（１）燃焼停止状態
燃焼停止状態では、全てのバルブが閉止され燃料は第１ノズル１２１、第２ノズル１２２及び第３ノズル１２３のいずれからも噴出されない。
【００４８】
（２）第１燃焼状態
第１燃焼状態では、ポンプＰが駆動されると共に電磁弁Ｖ１及び電磁弁Ｖ２が開放される。これにより、主経路Ｌ１１、第１経路Ｌ１２を通じて第１ノズル１２１から燃料が噴出され、この噴出された燃料が着火されることで燃焼装置２００の燃焼が開始される。ここで、電磁弁Ｖ１及び電磁弁Ｖ２は、開閉切替弁であるため、第１燃焼状態における燃焼量は、一定となる。本実施形態では、第１燃焼状態における燃焼量は、最大燃焼量の２５％に設定される。尚、燃焼停止状態及び第１燃焼状態では、多方弁１は閉止されており、非連通状態にある。
【００４９】
（３）第２燃焼状態
第２燃焼状態では、第１燃焼状態から、更に電磁弁Ｖ３が開放されると共に、多方弁１が、閉止状態（開度０）と第１の開度との間の所定の開度で開かれる。これにより、第２経路Ｌ１３及び経路Ｌ１３ａを通じて第２ノズル１２２からも燃料が噴出されて燃焼量が増加される。この第２燃焼状態は、多方弁１における連通状態Ａ及び連通状態Ｂの範囲に対応する。ここで、多方弁１は、連通状態Ａにおいて開度に応じて第２ノズル１２２から噴出させる燃料の量を比例的に変化させられるため、第２燃焼状態における燃焼量も比例的に変化させられる。本実施形態では、第２ノズル１２２から噴出される燃料による燃焼量は、最大燃焼量の０〜３０％の範囲で比例的に変化可能に設定される。よって、第２燃焼状態における燃焼量は、最大燃焼量の２５％〜５５％の範囲に設定される。
【００５０】
（４）第３燃焼状態
第３燃焼状態では、第２燃焼状態から、更に電磁弁Ｖ４が開放されると共に、多方弁１が、第１の開度と第２の開度との間の所定の開度で開かれる。これにより、経路Ｌ１３ｂを通じて第３ノズル１２３からも燃料が噴出されて燃焼量が増加される。この第３燃焼状態は、多方弁１における連通状態Ｃ及び連通状態Ｄの範囲に対応する。ここで、多方弁１は、連通状態Ｃにおいて、第２ノズル１２２からの燃料の噴出量は一定である一方、第３ノズル１２３から噴出させる燃料の量を比例的に変化させられる。これにより、第３燃焼状態における燃焼量も比例的に変化させられる。本実施形態では、第３ノズル１２３から噴出される燃料による燃焼量は、最大燃焼量の０〜４５％の範囲で比例的に変化可能に設定される。よって、第３燃焼状態における燃焼量は、最大燃焼量の５５％〜１００％の範囲に設定される。
【００５１】
このように、本実施形態の燃焼装置２００は、燃焼停止状態と第１燃焼状態との間では、段階的（０％又は２５％）に燃焼量が制御され、第２燃焼状態（２５％〜５５％）及び第３燃焼状態（５５％〜１００％）では、連続的に燃焼量が制御される。
【００５２】
次に、多方弁１における原点位置判定部９２３による原点位置の判定、及び多方弁１の開度の制御について、図８を参照しながら説明する。
本実施形態では、上記５つの連通状態（非連通状態、及び連通状態Ａ〜Ｄ）を有する多方弁１の原点位置を、連通状態Ａ〜連通状態Ｂに対応する位置に設定された第１原点位置と、連通状態Ｂ〜連通状態Ｃに対応する位置に配置された第２原点位置と、を含んで構成することで、より正確な原点位置の補正を実現している。
【００５３】
より具体的には、上述のように、原点位置判定部９２３は、回転板９２１に形成されたスリット９２４の２つの縁部９２４ａ，９２４ｂの位置を光透過検出部９２２により検出し、バルブボディ２０の原点位置として判定する。ここで、本実施形態では、図６に示すように、スリット９２４の２つの縁部９２４ａ，９２４ｂは、連通状態Ｂに対応するバルブボディ２０の回転領域の中間点Ｍを挟むように配置される。そして、原点位置判定部９２３に、一方の縁部９２４ａを第１原点位置として判定させ、他方の縁部９２４ｂを第２原点位置として判定させた。
【００５４】
これにより、バルブボディ２０の開度を変更する場合に、連通状態Ｂから連通状態Ａに開度が変更される場合、及び連通状態Ｂから連通状態Ｃに開度が変更される場合のそれぞれにおいて（つまり、燃焼装置２００における第２燃焼状態での最大燃焼量（５５％）での燃焼状態から比例的に燃焼量を減少させる場合及び増加させる場合のそれぞれにおいて）原点位置判定部９２３による原点位置の判定を行える。よって、高い頻度でバルブボディ２０の原点位置の判定を行えるので、より正確な原点位置の補正を行える。
【００５５】
ここで、一方の縁部９２４ａは、中間点Ｍよりも連通状態Ａ側のバルブボディ２０の回転領域に位置するが、図６に示したように、連通状態Ｂのバルブボディ２０の回転領域に位置させる場合だけでなく、連通状態Ａのバルブボディ２０の回転領域に位置させてもよい。また、他方の縁部９２４ｂは、中間点Ｍよりも連通状態Ｃ側のバルブボディ２０の回転領域に位置するが、図６に示したように、連通状態Ｂのバルブボディ２０の回転領域に位置させる場合だけでなく、連通状態Ｃのバルブボディ２０の回転領域に位置させてもよい。いずれにしても、２つの縁部９２４ａ，９２４は、中間点Ｍから等間隔で離間されて配置されるのが好ましい。
【００５６】
次に、制御部２３０による多方弁１の開度の制御について説明する。制御部２３０は、燃焼装置２００の燃焼状態を、複数の電磁弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉、及び多方弁１の開度を調整することにより制御する。即ち、本実施形態では、制御部２３０、複数の電磁弁Ｖ１〜Ｖ４及び多方弁１により、燃焼装置２００において燃焼させる燃料の量を制御する流体制御装置１００が構成される。
【００５７】
制御部２３０は、多方弁１の開度を制御するための構成として、記憶部２３１と、信号出力部２３２と、を備える。
【００５８】
記憶部２３１は、制御部２３０による燃焼装置２００の燃焼状態の制御に必要な各種データを記憶する。
本実施形態では、記憶部２３１は、設定範囲の電流値と、バルブボディ２０の回転角度と、を対応付けて記憶する。より具体的には、記憶部２３１には、バルブボディ２０の回転角度（多方弁１の開度）が、所定範囲（例えば４ｍＡ〜２０ｍＡ）の電流値に対応付けられて記憶される。また、記憶部２３１は、燃焼装置２００に対する要求負荷（例えば蒸気ボイラの蒸気負荷）と、当該要求負荷に応じた燃焼装置２００の必要燃焼量と、を対応付けて記憶する。更に、記憶部２３１は、燃焼装置２００の必要燃焼量と、当該必要燃焼量に応じた複数の電磁弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉条件及び多方弁１の開度（バルブボディ２０の回転角度）と、を対応付けて記憶する。
【００５９】
信号出力部２３２は、駆動機構９１に対してバルブボディ２０の回転角度に関する指示信号を電流値により出力する。より具体的には、本実施形態では、制御部２３０は、例えば、要求負荷に係る信号を受信し、この受信した信号に基いて、燃焼装置２００による必要燃焼量を決定する。また、制御部２３０は、決定された必要燃焼量で燃焼装置２００を燃焼させるための複数の電磁弁Ｖ１〜Ｖ４の開閉条件及び多方弁１の開度を決定する。そして、信号出力部２３２は、複数の電磁弁Ｖ１〜Ｖ４に対して各電磁弁の開閉に関する指示信号を出力すると共に、多方弁１（駆動機構９１）に対して多方弁１の開度（バルブボディ２０の回転角度）に関する指示信号を電流値により出力する。
【００６０】
信号出力部２３２からの指示信号が入力されると、駆動機構９１（駆動回路）は、入力された電流値に対応付けられた回転角度（ステップ数）でバルブボディ２０を回転させるよう、ステップ数に対応した回数のパルス信号をステッピングモータに出力する。これにより、バルブボディ２０が回転する。尚、駆動回路は、記憶部２３１に記憶された電流値とバルブボディ２０の回転角度との対応関係と同様の対応関係に基づいて、入力された電流値に対応付けられた回転角度（ステップ数）に対応した回数の振動パルス信号を出力する。
【００６１】
ここで、本実施形態の多方弁１は、開度が変化しても吐出される流体（燃料）の流量が変化しない連通状態Ｂ及び連通状態Ｄと、開度が変化した場合に吐出される流体の流量が比例的に変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃと、を含む。
【００６２】
そこで、本実施形態では、設定範囲の電流値を、全ての連通状態（つまりバルブボディ２０の可動範囲全体）に亘って均等に割り当てず、開度の変化に従って流量が比例的に変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃに偏って割り当てた。
【００６３】
バルブボディ２０の開度と多方弁１の連通状態（吐出される流体の流量）との関係につき、図８を参照しながら説明する。
図８（ａ）は、多方弁１におけるバルブボディ２０の回転角度（０度〜３６度）と吐出される流体の流量との関係の一例を示す。図８（ａ）に示すように、多方弁１は、連通状態Ａ（回転角度０度〜約１１度）及び連通状態Ｃ（回転角度約２３度〜約３１度）において、比例的に流量が変化し、連通状態Ｂ（回転角度約１１度〜約２３度）及び連通状態Ｄ（回転角度約３１度〜約３７度）において、流量に変化が生じていない。この多方弁１において、設定範囲（ここでは、４ｍＡ〜２０ｍＡ）の電流値を、全ての連通状態（つまりバルブボディ２０の可動範囲全体）に亘って均等に割り当てると、電流値と流量との関係は、図８（ｂ）に示すようになる。
【００６４】
この場合、連通状態Ｂ及び連通状態Ｄに対してそれぞれ約９ｍＡ〜約１３ｍＡ、約１７ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の電流値が割り当てられることとなるため、比例的に流量が変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃに割り当てられる電流値の範囲は、それぞれ、４ｍＡ〜約９ｍＡ、約１３ｍＡ〜約１７ｍＡの範囲となる。そのため、回転角度の変化に伴う流量変化の大きい連通状態Ａ及び連通状態Ｃにおいて、各設定流量に対応して設定される電流値間の幅が狭くなり、正確な流量制御が困難となる。
【００６５】
これに対し、設定範囲の電流値を、開度の変化に従って流量が比例的に変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃに偏って割り当てると、電流値と流量との関係は、図８（ｃ）に示すようになる。
この場合、設定範囲の電流値の大部分を連通状態Ａ及び連通状態Ｃに割り当てることで、回転角度の変化に伴う流量変化の大きい連通状態Ａ及び連通状態Ｃにおいて、各設定流量に対応して設定される電流値間の幅を十分に確保できる。よって、正確な流量制御が可能となる。一方、連通状態Ｂ及び連通状態Ｄは、回転角度に伴った流量が変化しないため、これら連通状態Ｂ及び連通状態Ｄにおいて割り当てられる電流値の範囲が少なくなることによる影響は抑制される。
【００６６】
以上説明した本実施形態によれば、５つの連通状態（非連通状態、及び連通状態Ａ〜Ｄ）を有する多方弁１において、２つの縁部９２４ａ，９２５ｂが連通状態Ｂに対応する回転領域の中間点Ｍを挟むようにスリット９２４が形成された回転板９２１を、バルブボディ２０と同期して回転させた。そして、原点位置判定部９２３に、光透過検出部９２２により一方の縁部９２４ａが検出された位置を第１原点位置として判定させ、他方の縁部９２４ｂが検出された位置を第２原点位置として判定させた。
【００６７】
これにより、例えば、第１燃焼状態（非連通状態）で制御中に、燃焼量が増加して光透過検出部９２２により一方の縁部９２４ａが検出（検出ＯＦＦからＯＮへの変化）、又は、第２燃焼状態（連通状態Ｂ）で制御中に、燃焼量が減少して一方の縁部９２４ａが検出（検出ＯＮからＯＦＦへの変化）された場合に、原点位置判定部９２３は、第１原点位置を判定する。そして、制御部１３０は、この第１原点位置を基準にバルブボディ２０の回転角度（ステップ数）を制御する。
また、第２燃焼状態（連通状態Ｂ）で制御中に、燃焼量が増加して光透過検出部９２２により他方の縁部９２４ｂが検出（検出ＯＮからＯＦＦへの変化）、又は、第３燃焼状態（連通状態Ｄ）で制御中に、燃焼量が減少して他方の縁部９２４ｂが検出（検出ＯＦＦからＯＮへの変化）された場合に、原点位置判定部９２３は、第２原点位置を判定する。そして、制御部２３０は、この第２原点位置を基準にバルブボディ２０の回転角度（ステップ数）を制御する。
【００６８】
このように、燃焼装置２００において、燃料量の変更に伴って多方弁１の開度が変更される場合に、原点位置判定部９２３により複数の原点位置の判定を行えるので、高い頻度でバルブボディ２０の位置補正を行える。
【００６９】
また、流体制御装置１００（制御部２３０）を、駆動機構９１に対してバルブボディ２０の回転角度の指示信号を電流値により出力する信号出力部２３１と、設定範囲の電流値とバルブボディ２０の回転角度とを対応付けて記憶する記憶部２３１と、を含んで構成し、設定範囲の電流値を、開度の変化に従って流量が比例的に変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃに偏って割り当てた。これにより、バルブボディ２０の回転角度が変化しても流量が変化しない連通状態Ｂ及び連通状態Ｄに割り当てる電流値の範囲を少なくして、バルブボディ２０の回転角度に応じた流量変化の大きな連通状態Ａ及び連通状態Ｃに広い範囲の電流値を割り当てられる。よって、細かい流量制御を行える。
【００７０】
［変形例］
以上、本発明の多方弁１及び流体制御装置１００の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００７１】
例えば、本実施形態では、バルブボディ２０を、球状に形成したが、これに限らない。即ち、バルブボディは、軸直角断面が円形に形成されていればよく、バルブボディを、円柱状又は円錐柱状に形成してもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、信号出力部２３２に、駆動機構９１に対する回転角度の指示信号を電流値により出力させたが、これに限らない。即ち、回転角度の指示信号を設定範囲の電圧値（例えば１Ｖ〜５Ｖ）により出力させてもよい。この場合も、設定範囲の電圧値を、開度の変化に従って流量が比例的に変化する連通状態Ａ及び連通状態Ｃに偏って割り当てるようにする。
【符号の説明】
【００７３】
１  多方弁
１０  バルブケーシング
２０  バルブボディ
２１  ボディ側入口穴
２２  ボディ側出口穴
３０  バルブシート
３１  第１バルブシート
３２  第２バルブシート
４０  バルブステム
９１  駆動機構
１００  流体制御装置
１１２  流体入口流路
１３１  第１流体出口流路
１４１  第２流体出口流路
２２１  ボディ側第１出口穴
２２２  ボディ側第２出口穴
２３１  記憶部
２３２  信号出力部
３１１  シート側第１出口穴
３２１  シート側第２出口穴
９２１  回転板
９２２  光透過検出部
９２３  原点位置判定部
９２４  スリット
９２４ａ  一方の縁部
９２４ｂ  他方の縁部
【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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