JPH0127307B2 - - Google Patents
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- JPH0127307B2 JPH0127307B2 JP54108515A JP10851579A JPH0127307B2 JP H0127307 B2 JPH0127307 B2 JP H0127307B2 JP 54108515 A JP54108515 A JP 54108515A JP 10851579 A JP10851579 A JP 10851579A JP H0127307 B2 JPH0127307 B2 JP H0127307B2
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- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスの制御弁に係り、特にガス器具の
負荷に応じて自動的に燃焼量を制御する弁に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas control valve, and more particularly to a valve that automatically controls the combustion amount according to the load of a gas appliance.
一般にこの種装置に対しては弁体を動作させる
アクチエーターへの入力信号に比例してガス流量
が比例することはもちろんのこと、
(イ) ガス種の変換に簡単に対応できること。 In general, for this type of device, the gas flow rate is proportional to the input signal to the actuator that operates the valve body, and (a) it is easy to adapt to gas type conversion.
(ロ) バーナーによつて定まる安定燃焼の最小限界
に対応する最小ガス流量を確保できること。(b) A minimum gas flow rate corresponding to the minimum limit of stable combustion determined by the burner can be secured.
(ハ) 安全かつ確実に点火するガス流量を制御でき
ることなどの機能を有することが実用上必要で
ある。(c) It is practically necessary to have functions such as being able to safely and reliably control the gas flow rate for ignition.
(イ)項については、近時都市部の人口増のため既
設の都市ガス供給管ではガスの需要をまかなうこ
とが困難になり、ガス会社は供給発熱量の増大、
いわゆるガス種の変換によつてこれに対応してい
る。 Regarding item (a), due to the recent population increase in urban areas, it has become difficult to meet the demand for gas with existing city gas supply pipes, and gas companies have to
This is handled by so-called conversion of gas types.
従来のガス器具の場合には、ガス種の変換に際
してノズルの交換及びガバナーの二次圧調整程度
で対応できた。ガス器具が複雑になつても出来る
だけ簡単にガス種の変換に応じられることが必要
である。 In the case of conventional gas appliances, changing the gas type can be handled by simply replacing the nozzle and adjusting the secondary pressure of the governor. Even if gas appliances become more complex, it is necessary to be able to change gas types as easily as possible.
従来の比例制御弁の弁体は主として第１図に示
すフラツト弁を用いている。弁の最大開口面積は
弁座の内径によつて決るから、弁座の内径をDi
とし、弁のストロークをＳとすれば、フラツト弁
において最大開口面積を得るストロークSmax
は、π／４Di2＝πDiSmax Smax＝Di／４で決まる。 The valve body of a conventional proportional control valve is mainly a flat valve shown in FIG. The maximum opening area of the valve is determined by the inner diameter of the valve seat, so let Di be the inner diameter of the valve seat.
If the stroke of the valve is S, then the stroke Smax that obtains the maximum opening area in a flat valve is
is determined by π/4Di 2 =πDiSmax Smax=Di/4.
又弁座内径は許容される比例制御弁の最小圧力損
失と最大ガス流量で決まる。The inner diameter of the valve seat is determined by the allowable minimum pressure loss and maximum gas flow rate of the proportional control valve.
一方、弁体を動作させるアクチエーターがあ
る。アクチエーターはアクチエーターへの入力信
号に応じて弁を動作させるために入力信号が同じ
なら弁体のストロークは変らない。 On the other hand, there is an actuator that operates the valve body. The actuator operates the valve according to the input signal to the actuator, so if the input signal is the same, the stroke of the valve body will not change.
このためフラツト弁の場合には、ガス種の変換
に応じて弁体及び弁座を交換するばかりでなく、
弁体及び弁座の内径が変るとSmaxも変るからア
クチエーターの入力信号と弁体の動作の関係も変
える必要がある。 For this reason, in the case of flat valves, it is necessary not only to replace the valve body and valve seat depending on the change of gas type, but also to
If the inner diameter of the valve body and valve seat changes, Smax will also change, so it is necessary to change the relationship between the input signal of the actuator and the operation of the valve body.
(ロ)項については、燃焼状態においてガス量を絞
ると風による吹消え、バツクフアイヤー、不完全
燃焼等が生ずるため、バーナー毎に安定燃焼の最
小限界が定められる。ガスの制御弁としてはガス
流量がこの最小限界を下まわらないような機構が
必要となる。 Regarding item (b), if the amount of gas is reduced in the combustion state, blow-off due to wind, backfire, incomplete combustion, etc. will occur, so the minimum limit for stable combustion is determined for each burner. The gas control valve must have a mechanism that prevents the gas flow rate from falling below this minimum limit.
従来の比例制御弁に用いられているフラツト弁
の場合には、第２図に示すように弁体のストロー
クとガス流量比との関係はストロークの変化に対
して流量の変化が著しい。即ち敏感である。従つ
て弁体と弁座のスキマ（ストローク）のわずかの
寸法誤差が大きなガス流量の変化となる。 In the case of a flat valve used in a conventional proportional control valve, as shown in FIG. 2, the relationship between the stroke of the valve body and the gas flow rate ratio is such that the flow rate changes significantly as the stroke changes. That is, it is sensitive. Therefore, a slight dimensional error in the gap (stroke) between the valve body and the valve seat results in a large change in the gas flow rate.
このため、フラツト弁を用いた比例制御弁では
一般に主弁の他の最小ガス流量を確保するバイパ
ス孔が設けられている。更にバイパス孔には針弁
などが調整可能に取付けられ、ガス種の変換に応
じてバイパス流量を調整できるようにしたものも
ある。 For this reason, a proportional control valve using a flat valve is generally provided with a bypass hole to ensure a minimum gas flow rate other than the main valve. Furthermore, some devices have a needle valve or the like attached to the bypass hole so as to be adjustable, so that the bypass flow rate can be adjusted depending on the change of gas type.
(ハ)項については、ガス器具のバーナーの点火は
ガス器具の点火手段（例えば種火、放電）によつ
てバーナーの一部に点火し、その火炎が順次バー
ナーの全域に引火することによつて目的を達する
ことができる。このため、引火に要する最小ガス
流量が必要となる。併し、点火時のガス流量が多
すぎると引火に要するわずかの時間遅れの間に燃
焼室内にガスが充満し、一気に引火していわゆる
爆燃を生ずる危険性がある。 Regarding item (c), the ignition of the burner of a gas appliance is done by igniting a part of the burner using the ignition means of the gas appliance (e.g. pilot flame, electric discharge), and the flame igniting the entire area of the burner in sequence. You can reach your goal. Therefore, a minimum gas flow rate required for ignition is required. However, if the gas flow rate at the time of ignition is too large, there is a risk that the combustion chamber will be filled with gas during the short time delay required for ignition to occur, causing the combustion chamber to ignite all at once, resulting in so-called deflagration.
従つて安全かつ確実に点火するに要するガス流
量がバーナー毎に定められる事になる。 Therefore, the gas flow rate required for safe and reliable ignition is determined for each burner.
従来のフラツト弁を用いた比例制御弁では前述
したようにストロークの変化に対する流量の変化
が著しいため、比例制御弁だけで点火ガス流量の
制御をなし得ず、別に点火ガス流量を制御する機
構（緩点火機構）を持つているのが一搬である。 As mentioned above, with conventional proportional control valves using flat valves, the flow rate changes significantly with changes in stroke, so the ignition gas flow rate cannot be controlled by the proportional control valve alone, and a separate mechanism for controlling the ignition gas flow rate ( The one with a slow ignition mechanism is the most popular.
本発明は従来の比例制御弁に関する前記問題点
の解決のためになされたもので、ガス種の変換に
簡単に対応しうる特性を有し、安全かつ確実に点
火するようにガス量を制御し、安定した最小燃焼
を持続するための最小ガス流量を確保することが
できるガスの制御弁を提供することを目的とす
る。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems regarding conventional proportional control valves, and has characteristics that allow it to easily respond to changes in gas type, and controls the amount of gas so as to safely and reliably ignite. The present invention aims to provide a gas control valve that can ensure a minimum gas flow rate for sustaining stable minimum combustion.
以下本発明に係る一実施例を図面に基づいて説
明する。 An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings.
第３図は本発明の一実施例の断面図で、ガスの
流路におかれた弁座３及び該流路を開閉する弁体
４を内装する制御弁本体１と、前記弁体４を動作
させるアクチエーターとからなる。前記弁座３
は、従来のフラツト弁に代えてメス型円錐弁座が
用いられており、前記制御弁本体１に着脱自在に
装着されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention, showing a control valve main body 1 having a valve seat 3 placed in a gas flow path and a valve body 4 for opening and closing the gas flow path, and It consists of an actuator that operates. Said valve seat 3
A female conical valve seat is used in place of the conventional flat valve, and is detachably attached to the control valve body 1.
同図に於いて、１４はヨークで、上下両面が開
口し、かつ頂部周縁２０を有するケーシング１２
の下部に底板２１をカシメ等適宜手段をもつて取
付けてなる。このケーシング１２内にはボビン１
６に装着された電磁コイル１８を内装すると共
に、ボビン１６の上面と頂部周縁２０の下面との
間、及びボビン１６の下面と底板２１の内面との
間にガス洩れ防止用のＯリング２２、１３を夫々
介在させ、かつボビン１６中央部の軸方向に形成
された挿入孔２３内にプランジヤー１１を遊挿す
る。このプランジヤー１１は基端から先端に向け
て径小となるテーパ状に形成されており、この基
端と挿入孔２３の下部に螺合されたアジヤストス
クリユー１５との間には、後述する弁体４が弁座
３に着座する方向に付勢すべくスプリング１７を
介在させる。前記プランジヤー１１のスプリング
１７による付勢力がアジヤストスクリユー１５の
螺合位置を変えることにより適宜調整可能にすべ
く、ドライバー等の調整具が挿入可能な底板２１
の調整孔２４にキヤツプ２５を着脱自在に螺着す
る。 In the figure, 14 is a yoke, and the casing 12 is open on both upper and lower sides and has a top peripheral edge 20.
A bottom plate 21 is attached to the lower part of the base plate 21 by caulking or other suitable means. Inside this casing 12 is a bobbin 1.
An O-ring 22 for preventing gas leakage is installed between the upper surface of the bobbin 16 and the lower surface of the top peripheral edge 20 and between the lower surface of the bobbin 16 and the inner surface of the bottom plate 21, The plunger 11 is loosely inserted into the insertion hole 23 formed in the axial direction at the center of the bobbin 16, with the plunger 13 interposed therebetween. This plunger 11 is formed in a tapered shape whose diameter decreases from the base end to the tip, and there is a space between the base end and an adjusting screw 15 screwed into the lower part of the insertion hole 23, which will be described later. A spring 17 is interposed to bias the valve body 4 in the direction of seating on the valve seat 3. A bottom plate 21 into which an adjusting tool such as a screwdriver can be inserted so that the biasing force of the spring 17 of the plunger 11 can be adjusted as appropriate by changing the screwing position of the adjusting screw 15.
A cap 25 is removably screwed into the adjustment hole 24 of the cap.
一方、前記ケーシング１２の上部には上面にガ
ス入口２６が、又側面にガス出口２７が形成され
た本体１を着脱自在に螺着する。この場合本体１
の下面と前記頂部周縁２０の上面との間に外部へ
のガス洩れを防止すべくＯリング８を介在させ
る。本体１内には周縁が前記頂部周縁２０とボビ
ン１６との間に挾持して固定する如く断面略山形
状のガイド部材１０を内装すると共に、そのガイ
ド部材１０の中央部に形成された透孔にロツド９
を遊挿し、そのロツド９の一端を前記プランヂヤ
ー１１の先端に固定する。前述した、安定燃焼の
最小限界に対応する最小ガス流量を構造的に確保
するために、プランヂヤー１１の先端とガイド部
材１０の下面との間に、筒状のデイスタンスピー
ス２８をそのプランヂヤー１１の先端に挿入する
か又はガイド部材１０と一体に成形して介在させ
る。 On the other hand, the main body 1, which has a gas inlet 26 formed on the upper surface and a gas outlet 27 formed on the side surface, is removably screwed onto the upper part of the casing 12. In this case, body 1
An O-ring 8 is interposed between the lower surface of the top peripheral edge 20 and the upper surface of the top peripheral edge 20 to prevent gas leakage to the outside. A guide member 10 having a substantially mountain-shaped cross section is installed inside the main body 1 so that its peripheral edge is clamped and fixed between the top peripheral edge 20 and the bobbin 16, and a through hole is formed in the center of the guide member 10. ni rod 9
is loosely inserted, and one end of the rod 9 is fixed to the tip of the plunger 11. In order to structurally ensure the minimum gas flow rate corresponding to the minimum limit of stable combustion as described above, a cylindrical distance piece 28 is installed between the tip of the plunger 11 and the lower surface of the guide member 10. It is inserted into the tip or formed integrally with the guide member 10 and interposed therebetween.
デイスタンスピース２８の厚さは、最小ガス流
量に対応する弁のストロークＳを確保できるよう
に定めればよい。 The thickness of the distance piece 28 may be determined so as to ensure the stroke S of the valve corresponding to the minimum gas flow rate.
前記ロツド９の他端にねじ７によつて弁体４を
装着しかつメス型円錐弁座３はガス入口２６とガ
ス出口２７との間のガス流路孔２９の壁面に嵌着
させた孔用Ｃリング６と、ガス流路孔２９の壁面
に形成した段部３０との間に挾持させるように固
定する。 A valve body 4 is attached to the other end of the rod 9 by a screw 7, and the female conical valve seat 3 is a hole fitted into the wall surface of a gas passage hole 29 between a gas inlet 26 and a gas outlet 27. It is fixed so as to be sandwiched between the C-ring 6 and a step 30 formed on the wall surface of the gas passage hole 29.
なお、１９はグロメツトで電磁コイル１８から
コードを引出すべくケーシング１２の側部に形成
された透孔３１に嵌着されている。 Note that a grommet 19 is fitted into a through hole 31 formed in the side of the casing 12 to draw out the cord from the electromagnetic coil 18.
上記構成の本実施例では、ガス種の変換によつ
て前記メス型円錐弁座３と弁体４を交換する場
合、本体１をケーシング１２から離脱し、次いで
ねじ７を取外して弁体４を交換し、又Ｃリング６
を取外してメス型円錐弁座３を差し換えることに
よつて交換が可能である。 In this embodiment with the above configuration, when replacing the female conical valve seat 3 and the valve body 4 by changing the gas type, the main body 1 is removed from the casing 12, and then the screws 7 are removed and the valve body 4 is replaced. Replace and also C ring 6
Replacement is possible by removing the female conical valve seat 3 and replacing it.
次に本発明のガスの制御弁の動作について説明
する。 Next, the operation of the gas control valve of the present invention will be explained.
不使用時はスプリング１７によりプランヂヤ１
１、弁体４は弁座３の方向に押されている。最小
ガス流量を確保するために、その流量に対応した
隙間を弁体４とメス型円錐弁座３の間に構成すべ
く前記デイスタンスピース２８を設ける。 Plunger 1 is held by spring 17 when not in use.
1. The valve body 4 is pushed toward the valve seat 3. In order to ensure a minimum gas flow rate, the distance piece 28 is provided to create a gap between the valve body 4 and the female conical valve seat 3 corresponding to the minimum gas flow rate.
弁体４の動作は電磁コイル１８に流れる電流
（入力信号）によつて制御される。使用時には、
まづ点火するに要するガス流量（点火ガス流量）
を流すべくソレノイドに信号が送られ、点火ガス
流量に対応した隙間が弁体４とメス型円錐弁座３
の間に生ずるように弁体４が動作する。点火した
事を確認（点火確認手段の説明は略す）した後制
御動作に入り、負荷の変動に伴つてソレノイドへ
の入力信号が変化し、弁体４とメス型円錐弁座３
のスキマも変化してガス流量は負荷に応じて制御
される。 The operation of the valve body 4 is controlled by the current (input signal) flowing through the electromagnetic coil 18. When using,
Gas flow rate required to first ignite (ignition gas flow rate)
A signal is sent to the solenoid to flow the ignition gas, and a gap corresponding to the ignition gas flow rate is created between the valve body 4 and the female conical valve seat 3.
The valve body 4 operates so as to occur between. After confirming that ignition has occurred (the explanation of the ignition confirmation means is omitted), control operation begins, and the input signal to the solenoid changes as the load changes, causing the valve body 4 and female conical valve seat 3 to
The gas flow rate is controlled according to the load by changing the gap between the two.
しかし、ガスのガバナ（説明省略）の二次圧と
ノズルの径及び数によつて決まる最大ガス流量を
超えた負荷及び安定燃焼限界以下の負荷に対して
は制御不能であることは言うまでもない。 However, it goes without saying that it is impossible to control a load that exceeds the maximum gas flow rate determined by the secondary pressure of the gas governor (not explained) and the diameter and number of nozzles, and a load that is below the stable combustion limit.
本実施例に用いる弁は、本出願人が既に特願昭
54−34077号、特願昭54−34928号、特願昭54−
36697号において提案した流体の絞り弁を使用す
る。 The valve used in this example has already been patented by the applicant.
No. 54-34077, Patent Application No. 1983-34928, Special Application No. 1983-
The fluid throttling valve proposed in No. 36697 is used.
その特長とするところは、第１図及び第３図に
示すようにメス形円錐弁を基本として、その弁座
壁面を弁体のストローク比（Ｓ／Smax、但し
Smax…弁体の最大ストローク）がガスの流量比
（Ｑ／Qmax但しQmax…最大ガス流量）と一定
の対応（例えばＳ／Smax＝Ｑ／Qmax）を有す
るように定めたものである。 Its feature is that, as shown in Figures 1 and 3, it is basically a female conical valve, and the valve seat wall surface is adjusted to the stroke ratio of the valve body (S/Smax, however,
Smax...maximum stroke of the valve body) is determined so that it has a certain correspondence (for example, S/Smax=Q/Qmax) with the gas flow rate ratio (Q/Qmax, where Qmax...maximum gas flow rate).
更に、メス型円錐弁においては、予め弁体の最
大ストロークを定めておいても、第１図に示す弁
座の内径（Di）の断面積に等しい弁体と弁座と
の間で構成される弁の最大の開口面積は、弁座の
テーパーを変えることによつて得ることができ
る。このことは、
最大ストロークに対する最大ガス流量の比、
即ち、弁のストローク変化に対するガスの流量
変化（ゲイン）は最大ストロークを自由に選択
することによつて、自由に調節ができる。 Furthermore, in a female conical valve, even if the maximum stroke of the valve body is determined in advance, the distance between the valve body and the valve seat is equal to the cross-sectional area of the inner diameter (Di) of the valve seat shown in Figure 1. The maximum opening area of the valve can be obtained by varying the taper of the valve seat. This means that the ratio of maximum gas flow to maximum stroke,
That is, the gas flow rate change (gain) with respect to the valve stroke change can be freely adjusted by freely selecting the maximum stroke.
ガス種の変換等の場合にガスの最大流量が変
つても、弁体の最大ストロークを一定にしてお
いて弁径と弁座だけを交換すればよい。又適用
するガス器具の大きさが変つても弁体を駆動す
るアクチエーターは共通に使用することができ
るなどの利点を有する。 Even if the maximum flow rate of gas changes when changing the gas type, it is sufficient to keep the maximum stroke of the valve element constant and replace only the valve diameter and valve seat. Another advantage is that the actuator for driving the valve body can be used in common even if the size of the gas appliance to which it is applied changes.
但し、実用上の最大ストロークは種々の制約に
よつてその範囲が限定されることは当然である。 However, it goes without saying that the range of the practical maximum stroke is limited by various constraints.
又本実施例に用いるソレノイドは本出願人が既
に実願昭54−8304号において提案したものを用い
る。そのソレノイドは従来のソレノイドに比較し
て励磁電流とプランヂヤのストローク（吸引力）
の関係が直線的であり、かつヒステリシスが極め
て小さい反面、磁束の漏減が多く吸引力が小さ
い。 The solenoid used in this embodiment is the one already proposed by the applicant in Utility Model Application No. 8304/1983. The solenoid has a lower excitation current and plunger stroke (attractive force) compared to conventional solenoids.
Although the relationship is linear and the hysteresis is extremely small, there is a lot of magnetic flux leakage and the attractive force is small.
このソレノイドのプランヂヤによつて弁体を動
作させるとき、
励磁電流ｉとプランヂヤーのストロークＳが
直線であることは、弁座壁面の曲線が例えばス
トローク比とガスの流量比が等しく（Ｓ／
Smax＝Ｑ／Qmax）なるように設計されてい
るとき、ｉ／imax＝Ｓ／Smax＝Ｑ／Qmaxと
なつて、弁体の位置（ガスの流量）によつてス
トローク変化に対する流量変化（ゲイン）が変
らないことを意味する。 When the valve body is operated by the plunger of this solenoid, the fact that the excitation current i and the stroke S of the plunger are straight lines means that the curve of the valve seat wall surface is such that the stroke ratio and the gas flow rate ratio are equal (S/
Smax=Q/Qmax), i/imax=S/Smax=Q/Qmax, and the flow rate change (gain) with respect to stroke change depending on the position of the valve body (gas flow rate) means that it does not change.
そして、ヒステリシスが極めて小さいこと
は、目標とするソレノイドの励磁電流に対し
て、上から近づいても、下から近づいても弁体
の位置はほゞ一定である。即ち一定の励磁電流
に対する弁体の位置（弁体のストローク比）は
一定であり、弁の開口面積は常に一定となる。
従つてガスの流量（流量比）も一定となる。 The fact that the hysteresis is extremely small means that the position of the valve body remains almost constant with respect to the target solenoid's excitation current, regardless of whether it is approached from above or from below. That is, the position of the valve body (stroke ratio of the valve body) with respect to a constant excitation current is constant, and the opening area of the valve is always constant.
Therefore, the gas flow rate (flow rate ratio) is also constant.
反面、このソレノイドは吸引力が弱いため弁
体のまわりを流れるガスによつて生ずる弁体の
圧力損失が、弁体をガスの流れの上流から下流
の方向へ動かすような力（浮力）が働く。この
浮力はソレノイドの励磁電流と弁体の位置に影
響を与え、ガスの制御弁の特性を損うので無視
することはできない。 On the other hand, this solenoid has a weak suction force, so the pressure loss of the valve body caused by the gas flowing around the valve body creates a force (buoyant force) that moves the valve body from upstream to downstream of the gas flow. . This buoyancy cannot be ignored because it affects the excitation current of the solenoid and the position of the valve body, impairing the characteristics of the gas control valve.
以上説明した弁とソレノイドを使つた、本発明
のガスの制御弁の特長について以下詳細に説明す
る。 The features of the gas control valve of the present invention using the valve and solenoid described above will be explained in detail below.
ガス種の変換に対応するためには、前述したよ
うに単に弁体と弁座の交換だけではなく、次の条
件が必要である。即ち、
分解組立が容易であること。 In order to accommodate the change of gas type, the following conditions are required in addition to simply replacing the valve body and valve seat as described above. In other words, it must be easy to disassemble and assemble.
アクチエーターの入力信号の大きさと、ガス
の最大流量に対する部分負荷に於けるガス流量
の比が一定の対応を有すること。 There is a constant correspondence between the magnitude of the actuator input signal and the ratio of the gas flow rate at partial load to the maximum gas flow rate.
ガス種による浮力の大きさの違いをキヤンセ
ルするためソレノイドのスプリングを調整でき
ることが必要である。 It is necessary to be able to adjust the solenoid spring to cancel the difference in buoyancy depending on the gas type.
については論を持たないので説明を略す。 I have no argument about this, so I will omit the explanation.
アクチエーターの入力信号の大きさとガスの最
大流量に対する部分負荷に於けるガス流量の比が
一定の対応を有すること。 There is a constant correspondence between the magnitude of the actuator input signal and the ratio of the gas flow rate at partial load to the maximum gas flow rate.
ガス用比例制御弁に於いては、同一発熱量のガ
ス器具でも、その弁座内径Diは適用するガス種
によつてガス流量も供給ガス圧も異るので、適用
ガス種毎に弁体の径及び弁座内径を変える必要が
ある。従来のフラツト弁では前述のように弁座内
径を変えると、弁座内径より得たその面積に等し
い弁体と弁座で構成される最大開口面積を得る最
大ストロークは変化する。このことは弁体を動作
させるアクチエーターの入力信号と弁体の動作の
関係も変える必要が生じる。もし、アクチエータ
ーの入力信号と弁体の動作の関係を一定にして、
弁側で対応しようとするときは、最もガス流量の
少ない（単位体積当りの発熱量の多い…例えば
LPG）ガスに適用する弁体の最大ストロークに
他のガス種の最大ストロークを一致させ、必要な
最大開口面積を確保するためには弁座内径及び弁
体の径を大きくする必要がある。これは、弁体の
ストローク変化に対するガス流量の変化（ゲイ
ン）が大きくなること及び全体が大型化してコス
ト高になり儀装上も問題を生ずることになる。 In proportional control valves for gas, even for gas appliances with the same calorific value, the inner diameter Di of the valve seat, gas flow rate, and supply gas pressure vary depending on the gas type, so the valve body should be adjusted for each gas type. It is necessary to change the diameter and inner diameter of the valve seat. In conventional flat valves, if the inner diameter of the valve seat is changed as described above, the maximum stroke to obtain the maximum opening area of the valve body and the valve seat equal to the area obtained from the inner diameter of the valve seat changes. This requires changing the relationship between the input signal of the actuator that operates the valve body and the operation of the valve body. If the relationship between the input signal of the actuator and the operation of the valve body is kept constant,
When trying to deal with this on the valve side, select the gas with the lowest flow rate (higher calorific value per unit volume...for example)
In order to match the maximum stroke of the valve body for other gas types with the maximum stroke of the valve body for LPG) gas, and to ensure the required maximum opening area, it is necessary to increase the inner diameter of the valve seat and the diameter of the valve body. This increases the change in gas flow rate (gain) with respect to the change in stroke of the valve body, increases the size of the entire valve, increases cost, and causes problems in terms of ceremonial equipment.
本発明に用いた弁（特願昭54−3407号、特願昭
54−34928号、特願昭54−36697号）は、前述した
ように弁体の最大ストロークを予め定めることが
できるから、
弁体のストローク変化に対するガス流量（ガ
ス器具の消費熱量）の変化（ゲイン）は一定で
あり、しかもある程度ゲインの選択に自由度が
ある。 Valve used in the present invention (Japanese Patent Application No. 54-3407,
No. 54-34928, Japanese Patent Application No. 54-36697), since the maximum stroke of the valve body can be determined in advance as mentioned above, the change in gas flow rate (heat consumption of gas appliances) due to the change in stroke of the valve body ( (gain) is constant, and there is some degree of freedom in selecting the gain.
アクチエーターの入力信号と弁体の動作の関
係は一定となるからガス種によりアクチエータ
ーの入力信号と弁体の動作の関係を変える必要
はない。（各ガス種に対しアクチエーターは共
通に使用できる。）
フラツト弁でアクチエーターの特性を一定と
したものに比較すると小型になる。 Since the relationship between the input signal of the actuator and the operation of the valve body is constant, there is no need to change the relationship between the input signal of the actuator and the operation of the valve body depending on the type of gas. (A common actuator can be used for each type of gas.) It is smaller than a flat valve with constant actuator characteristics.
更にガス種の変換に対応するためには今一つの
問題がある。即ち、この種比例制御弁に用いるア
クチエーターの入力信号とストローク（吸引力）
の関係は直線的でかつヒステリシスの小さい事が
望ましいが、これを実現するためには磁束の漏減
が多くなり、吸引力は弱くなる。このためガスが
弁を通過する際に生ずる圧力損失が、弁体の前後
に圧力差を生じ、弁体を動かそうとする力（以下
浮力と呼ぶ）によつてアクチエーターの入力信号
とストロークの関係が変化し、その変化量は実用
上無視できない。 Furthermore, there is another problem in dealing with the conversion of gas types. In other words, the input signal and stroke (suction force) of the actuator used in this type of proportional control valve.
It is desirable that the relationship be linear and have small hysteresis, but in order to achieve this, the leakage of magnetic flux will increase and the attractive force will become weaker. For this reason, the pressure loss that occurs when gas passes through the valve creates a pressure difference across the valve body, and the force that attempts to move the valve body (hereinafter referred to as buoyancy force) causes the input signal and stroke of the actuator to change. The relationship changes, and the amount of change cannot be ignored in practical terms.
浮力は弁体の前後に生ずる圧力差と弁体の面積
の積で与えられる。弁体の径（面積）及び圧力差
は適用ガス器具が同じならばガス種によつて異
る。従つて浮力もガス種によつて異る。 Buoyancy is given by the product of the pressure difference that occurs before and after the valve body and the area of the valve body. The diameter (area) and pressure difference of the valve body differ depending on the type of gas if the applicable gas appliance is the same. Therefore, buoyancy also differs depending on the type of gas.
今ここにＡ、Ｂ、Ｃの三種類のガスがあつて、
第３図の矢印の方向にガスが流れ、第３図の比例
制御弁は全閉機能を有す（弁座３と弁体４は、ソ
レノイドの電流Ｏのときは当接している）るもの
とすると、
弁は全閉しているからこのときはガス圧（浮
力）を受けて弁体４は開く方向に動く、その浮力
を夫々第４図に示す如くａ、ｂ、ｃとする。 There are three types of gas here, A, B, and C.
Gas flows in the direction of the arrow in Figure 3, and the proportional control valve in Figure 3 has a fully closing function (valve seat 3 and valve body 4 are in contact when the solenoid current is O). Then, since the valve is fully closed, the valve body 4 moves in the opening direction in response to gas pressure (buoyant force), and the buoyant forces are respectively a, b, and c as shown in FIG.
弁の全閉状態を維持するためには、第３図のス
プリング１７の取付荷重は夫々ａ、ｂ、ｃより大
きくなくてはならない。スプリングの取付荷重を
ａ、ｂ、ｃとしたとき、スプリング取付荷重力と
浮力はキヤンセルされて、ソレノイド１８へ電流
が流れはじめると弁は開きはじめる。 In order to maintain the fully closed state of the valve, the mounting loads of the springs 17 shown in FIG. 3 must be greater than a, b, and c, respectively. When the spring mounting loads are set to a, b, and c, the spring mounting load force and buoyancy force are canceled, and when current begins to flow to the solenoid 18, the valve begins to open.
第４図はスプリングの取付荷重とアクチエータ
との関係を示す図で、もしスプリング取付荷重ａ
のソレノイドにガス種ｃ用の弁を用いてガス種ｃ
に使用したとき浮力はｃしかかからないので、ス
プリング取付荷重ａのうち（ａ−ｃ）の分だけは
キヤンセルされずに残るため、弁はソレノイド１
８への電流がｉ（ａ−ｃ）になつてはじめて動き
はじめる。 Figure 4 is a diagram showing the relationship between the spring mounting load and the actuator.If the spring mounting load a
Use a valve for gas type c on the solenoid to
Since only c is applied to the buoyant force when used in the
It starts moving only when the current to 8 becomes i(ac).
このように吸引力の弱いスプリングを用いたと
きは浮力に応じてスプリング取付荷重を調整し弁
が開きはじめる電流を一定にすることが、ガス流
量（発熱量）とアクチエーターの入力信号に一定
の対応を持たせるために必要である。 When using a spring with a weak suction force like this, it is important to adjust the spring mounting load according to the buoyancy and keep the current at which the valve starts to open constant, so that the gas flow rate (calorific value) and actuator input signal are constant. It is necessary to have correspondence.
第３図のアジヤストスクリユー１５はこの目的
に供せられるものである。弁体と弁座の間に適当
なスキマを持たせて、最小ガス流量を確保すると
きは、最小ガス流量を流したときの浮力を基準に
して同様の調整を行なえばよい。 The adjusting screw 15 shown in FIG. 3 is used for this purpose. When ensuring a minimum gas flow rate by providing an appropriate gap between the valve body and the valve seat, similar adjustments may be made based on the buoyancy when the minimum gas flow rate is applied.
アクチエーターを各ガス種に共通に使用してガ
スの最小流量を確保する手段として弁体と弁座の
間に適当な隙間を設けるためには、
ガス種によつてその隙間が変らないこと。 In order to provide an appropriate gap between the valve body and valve seat as a means of ensuring the minimum flow rate of gas by using an actuator commonly for each gas type, the gap must not change depending on the gas type.
弁体とメス型円錐弁座の隙間のバラツキが最
小ガス流量のバラツキの許容範囲を超えない程
度に小さく納まること。即ち、弁体のストロー
ク変化に対するガス流量の変化（ゲイン）が小
さいこと。 The variation in the gap between the valve body and the female conical valve seat must be small enough that it does not exceed the allowable range for variation in the minimum gas flow rate. That is, the change (gain) in the gas flow rate with respect to the stroke change of the valve body is small.
が必要である。is necessary.
再三述べるように本発明に用いる弁は、ガス種
に関係なく弁体のストロークを予め定めることが
でき、しかも弁体のストローク比とガスの流量比
にはガス種に関係なく一定の対応があるため、前
記項を基本的に満足する。 As mentioned again, in the valve used in the present invention, the stroke of the valve body can be determined in advance regardless of the type of gas, and furthermore, the stroke ratio of the valve body and the flow rate ratio of the gas have a constant correspondence regardless of the type of gas. Therefore, the above item is basically satisfied.
更にストロークを予め定めることができるの
で、最大ストロークと最大ガス流量の比、即ちゲ
インを自由に選ぶことができるので、フラツト弁
に比較すると、弁体とメス型円錐弁座の隙間のバ
ラツキが大きくなつても、それが最小ガス流量の
バラツキに及ぼす影響は少ない。 Furthermore, since the stroke can be predetermined, the ratio of the maximum stroke to the maximum gas flow rate, that is, the gain, can be freely selected, so compared to a flat valve, the gap between the valve body and the female conical valve seat has greater variation. Even if the temperature increases, it has little effect on the variation in the minimum gas flow rate.
安全かつ確実に点火するに要するガス流量の制
御（以下緩点火流量の制御とよぶ）は、本発明で
はアクチエーターの入力信号を制御することによ
つて行う。 In the present invention, control of the gas flow rate required for safe and reliable ignition (hereinafter referred to as slow ignition flow rate control) is performed by controlling the input signal of the actuator.
この種比例制御弁において、緩点火流量の制御
をアクチエーターの入力信号の制御によつて行う
という考え方は従来から存在した。 In this type of proportional control valve, the concept of controlling the slow ignition flow rate by controlling the input signal of the actuator has existed for a long time.
併し、アクチエーターの入力信号のバラツキ、
アクチエーターの特性のバラツキ（入力信号に対
する弁体の動作位置のバラツキ）及びガス種によ
つて異る浮力の影響があつて、それらが及ぼす緩
点火流量のバラツキが許容範囲内に納まらないた
め実現は不可能であり、別に緩点火機構を設けて
いた。 However, variations in the input signal of the actuator,
This was achieved because variations in actuator characteristics (variations in the operating position of the valve body in response to input signals) and buoyancy, which vary depending on the type of gas, cause variations in the slow ignition flow rate that are not within the permissible range. This was not possible, and a separate slow ignition mechanism was provided.
しかし、前述のように既出願済の流体の絞り弁
を用いることにより弁体の動作位置がガス流量に
及ぼす影響を小さくし、スプリングの取付荷重を
調整してガス種の浮力の影響をキヤンセルできる
構造にしたことによつて、比例制御弁への入力信
号を制御することによつて、緩点火機構を別に設
ける必要はなくなつた。 However, as mentioned above, by using a previously applied fluid throttle valve, the influence of the operating position of the valve body on the gas flow rate can be reduced, and the influence of the buoyancy of the gas species can be canceled by adjusting the mounting load of the spring. By controlling the input signal to the proportional control valve, this structure eliminates the need for a separate slow ignition mechanism.
上記の構成からなる本発明によれば、制御弁本
体に装着した弁座をメス型円錐弁座としたので、
弁の最大の開口面積は、弁座のテーパーを変える
ことによつて得ることができ、従来のフラツト弁
の場合には、ガス種の変換に応じて弁体及び弁座
を交換するばかりでなく、弁体及び弁座の内径が
変ると、最大開口面積を得るストロークSmaxも
変るから、アクチエーターの入力信号と弁体の動
作の関係も変える必要があつたが、本発明では、
ガスの最大流量が変つても、弁体の最大ストロー
クを一定にしておき、弁径と弁座だけを交換すれ
ばよい。そして、アクチエーターを構成する電磁
コイルを装着したボビンが内装されたケーシング
を、制御弁本体に着脱自在に取付けてあることと
相俟つて、ガス種の変換に簡単に対応することが
できる。また、プランジヤーの先端とガイド部材
の下面との間に、デイスタンスピースを介在さ
せ、弁体とメス型円錐弁座との間に〓間を設けた
ので、燃焼を接続するに要する最小ガス流量に対
応する弁のストロークＳを確保できる効果があ
る。 According to the present invention having the above configuration, since the valve seat attached to the control valve body is a female conical valve seat,
The maximum opening area of the valve can be obtained by changing the taper of the valve seat, and in the case of conventional flat valves, it is not only necessary to replace the valve body and valve seat depending on the change of gas type. If the inner diameters of the valve body and valve seat change, the stroke Smax for obtaining the maximum opening area also changes, so it was necessary to change the relationship between the input signal of the actuator and the operation of the valve body, but in the present invention,
Even if the maximum gas flow rate changes, the maximum stroke of the valve body remains constant and only the valve diameter and valve seat need to be replaced. In addition, since the casing containing the bobbin equipped with the electromagnetic coil constituting the actuator is removably attached to the control valve body, it is possible to easily change the gas type. In addition, a distance piece is interposed between the tip of the plunger and the lower surface of the guide member, and a distance is provided between the valve body and the female conical valve seat, so the minimum gas flow rate required to connect combustion This has the effect of ensuring a valve stroke S corresponding to .
以上により本発明は当初の目的、即ち (イ) ガス種の変換に簡単に対応できること。 As described above, the present invention achieves the original purpose, namely (b) Easily adaptable to conversion of gas types.
(ロ) バーナーによつて定まる安定燃焼の最小限界
に対応する最小ガス流量を確保すること。(b) Ensure the minimum gas flow rate that corresponds to the minimum limit for stable combustion determined by the burner.
(ハ) 安全かつ確実に点火するガス流量を制御でき
ること。(c) The flow rate of igniting gas must be able to be controlled safely and reliably.
を達成できる効果を奏する。It has the effect of achieving the following.
第１図は各種比例制御弁について要部断面図、
第２図は各種比例制御弁の弁体ストロークと被制
御ガス流量比との関係を示す図、第３図は本発明
に係る制御弁の縦断面図、第４図はスプリングの
取付荷重とアクチエーターとの関係を示す図であ
る。
２…Ｏリング、３…弁座、４…弁体、６…Ｃリ
ング、１７…スプリング、１８…電磁コイル、Ｓ
…弁座の弁体と当接する位置からストローク方向
上の弁体までの間隙。
Figure 1 is a sectional view of the main parts of various proportional control valves.
Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the valve body stroke and the controlled gas flow rate ratio of various proportional control valves, Fig. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the control valve according to the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the spring mounting load and the actuation ratio. It is a diagram showing the relationship with Aether. 2...O ring, 3...valve seat, 4...valve body, 6...C ring, 17...spring, 18...electromagnetic coil, S
...The gap from the position where the valve seat contacts the valve body to the valve body in the stroke direction.
Claims (1)
該流路を開閉する弁体と、該弁体を前記弁座に圧
接させるためのスプリングを備え、前記弁体と前
記弁座とにより制御されるガスの流量が前記弁体
を動作させるアクチエーターの入力信号と比例す
るように構成したガスの制御弁において、前記弁
座は、制御弁本体に着脱自在に装着されたメス型
円錐弁座からなり、前記制御弁本体には、前記ア
クチエーターを構成する電磁コイルを装着したボ
ビンが内装されたケーシングを着脱自在に取付け
るとともに、前記弁体と前記メス型円錐弁座との
間には、燃焼を持続するに要する最小ガス流量を
確保する〓間が設けられてなることを特徴とする
ガスの制御弁。1 A valve seat placed in the gas flow path of the control valve body,
An actuator comprising a valve body that opens and closes the flow path and a spring that presses the valve body against the valve seat, and in which the flow rate of gas controlled by the valve body and the valve seat operates the valve body. In the gas control valve configured to be proportional to an input signal, the valve seat is a female conical valve seat removably attached to the control valve body, and the actuator is mounted on the control valve body. A casing containing a bobbin equipped with electromagnetic coils is removably attached, and a space is provided between the valve body and the female conical valve seat to ensure the minimum gas flow rate required to sustain combustion. A gas control valve characterized by being provided with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10851579A JPS5635869A (en) | 1979-08-24 | 1979-08-24 | Gas control valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10851579A JPS5635869A (en) | 1979-08-24 | 1979-08-24 | Gas control valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635869A JPS5635869A (en) | 1981-04-08 |
| JPH0127307B2 true JPH0127307B2 (en) | 1989-05-29 |
Family
ID=14486737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10851579A Granted JPS5635869A (en) | 1979-08-24 | 1979-08-24 | Gas control valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635869A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4529165A (en) * | 1984-08-14 | 1985-07-16 | United Technologies Diesel Systems, Inc. | Solenoid valve |
| JP2584578Y2 (en) * | 1992-01-16 | 1998-11-05 | 株式会社ユニシアジェックス | Pressure control valve |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS474460U (en) * | 1971-02-04 | 1972-09-11 | ||
| JPS5376436A (en) * | 1976-12-18 | 1978-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal control circuit |
-
1979
- 1979-08-24 JP JP10851579A patent/JPS5635869A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS474460U (en) * | 1971-02-04 | 1972-09-11 | ||
| JPS5376436A (en) * | 1976-12-18 | 1978-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal control circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635869A (en) | 1981-04-08 |
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