JPS6153605B2 - - Google Patents

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JPS6153605B2
JPS6153605B2 JP56147601A JP14760181A JPS6153605B2 JP S6153605 B2 JPS6153605 B2 JP S6153605B2 JP 56147601 A JP56147601 A JP 56147601A JP 14760181 A JP14760181 A JP 14760181A JP S6153605 B2 JPS6153605 B2 JP S6153605B2
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JP
Japan
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valve
proportional control
control valve
valve opening
energization
Prior art date
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Expired
Application number
JP56147601A
Other languages
English (en)
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JPS5847922A (ja
Inventor
Tomohide Matsumoto
Takashi Tanahashi
Hideo Uematsu
Masaji Yamauchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56147601A priority Critical patent/JPS5847922A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/24Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/245Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electrical or electromechanical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00Fail safe
    • F23N2231/18Detecting fluid leaks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通電量に応じて流体流量を連続的に
可変する比例制御弁を用い、例えば湯沸器等に使
用した場合湯温をその使用量が変つても一定に保
つよう燃焼量を制御する燃焼制御装置に関する。
本発明の目的は、前記比例制御弁がなんらかの
原因により異常状態となつた時、それを検知して
元弁をOFFし、事故を未然に防ぐこと、及び器
具使用時の不快感を解消することのできる燃焼制
御装置を提供することにある。
従来より、弁に電磁力を作用させ通電量に応じ
て流量を連続的に変える比例制御弁が提案されて
おり、器具の使い勝手の向上が図られ、大きな効
果を奏している。この比例制御弁の構成を大別す
ると流量制御部と電気駆動部とに分けられ、流量
制御部は、ダイアフラムを設けて衆知のガバナ機
能を併設したものとしないものとに分類され、電
気駆動部としては、電磁プランジヤ型、ムービン
グコイル型、反発磁石型、モーター駆動型等種々
提案されている。
しかしながら従来の比例制御弁では、万一比例
制御弁が故障した場合に安全上の不安があつた。
その第1は前記流量制御部がガバナ機能を併設
した構造の場合、前記ダイアフラムの破損する心
配があることである。通常このダイアフラムは、
比例制御弁の動作特性の点から0.3mm前後の厚さ
のニトリルゴム製のものが使用され、またこの種
の比例制御弁では衆知のガバナのように出口圧力
を一定に保つのみでなく、湯温等を検知し、その
信号に応じて弁開度が変化するため、器具の使用
中常時ダイアフラムは繰返し応力を受けることに
なる。更に応力がかかつた状態で大気中の濃度が
高いオゾンと作用すると、オゾンにより劣化が発
生することがある。その結果、ダイアフラムが破
損し、生ガスが大気中に流出する事故につながる
心配があつた。
第2は、全開燃焼の状態で前記電気駆動部がロ
ツクされた場合等比例制御弁が異常状態となつた
時、器具として湯沸器の場合を考えると、設定温
度より高い温度の湯が出て不快感を与える。従つ
て比例制御弁がもし故障した場合の安全対策が要
望されていた。
本発明は上記実情にのぞみ比例制御弁に与えら
れる通電量に対して弁開度は所定の範囲内にある
ことに着目し、比例制御弁の弁開度を検出する、
弁開度検知器を設けるとともに、比例制御弁への
通電量を検知する通電量検知回路と、検知された
弁開度及び通電量を比較判別する判別回路を設け
ることにより、所定の通電量における弁開度を検
知し、比例制御弁が異常状態となり、弁開度が所
定の弁開度の範囲外となつた時、上流側に設けた
元弁をOFFしてガス回路を遮断するように構成
することにより安全性に優れた燃焼制御装置を提
供するものであり、以下図面とともに説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す湯沸器の構
造図であり、1は元弁、2は閉止弁であり、その
中間点より分岐してパイロツトバーナー3へのガ
ス通路4が設けられている。5は後に詳述する構
造の比例制御弁であり、上部に検知コイル6及び
磁気コア7からなる差動変圧器型の弁開度検知器
8が設けられている。9は比例制御弁5の下流側
に設けた器具ノズル、10はメインバーナー、1
1はメインバーナの上部に設けた熱交換器であ
る。12は、熱交換器11で熱せられた湯の温度
を検知する湯温検知素子であり、検知信号を電気
制御回路13へ送り、電気制御回路13はその信
号に応じて比例制御弁5への通電量を制御する。
14は前記比例制御弁5への通電量を検知する
通電量検知回路であり、前記弁開度検知器8から
の信号を受ける判別回路15へ信号を与える。
第2図は前記判別回路15の構造を示すブロツ
ク図であり、16は弁開度検知器8の信号を受け
る検出器、17は前記比例制御弁5に与える通電
量、及び弁開度の値を設定する設定器、18は、
前記設定器17の値と、通電量検知回路14の信
号、及び弁開度検知器8からの信号を比較する比
較器であり、所定の通電量において所定の弁開度
からはずれた場合、電気制御回路13へ信号を送
り、元弁1をOFFするように構成されている。
第3図は比例制御弁5の構造図を示し、19は
流体入口、20は流体出口、21は弁座、22は
弁座21に対向して設けた弁体、23は弁体22
の上部に設けたダイアフラムでありガバナ部が形
成されている。24は電磁コイル、25は板バネ
26により、電磁コイル24と略同軸上に支持さ
れたプランジヤであり、電磁コイル24に通電す
ることにより発生する力を弁体22に伝達し、ス
プリング27の閉止力に打勝つて開弁するごとく
構成されている。
またプランジヤ25の上部には、前記磁気コア
7が設けられており、磁気コア7に対向して設け
た検知コイル6とにより、差動変圧器型の弁開度
検知器8が構成されており、プランジヤ25の移
動量、すなわち弁開度xの値を判別回路15へ伝
達する。28は背圧室29と大気とを連通する大
気連通孔であり、ガバナ鳴き等の関係から0.5〜
0.7mm程度の小孔が設けられている。
以上の構成において次に動作を説明する。
正常動作時においては、元弁1をONするとガ
スはパイロツトバーナーへのガス通路4を通り、
パイロツトバーナー3への点火がなされる。その
後閉止弁2をONするとガスは比例制御弁5へ流
入し、電磁コイル24へ通電すると開弁して器具
ノズル9からメインバーナー10へと流入し燃焼
が開始される。メインバーナー10へ着火する
と、熱交換器11はその燃焼熱を受け通過する水
を加熱する。熱交換器11の下流に設けた湯温検
知素子12は湯温を電気制御回路13へフイード
バツクし、その信号に応じて比例制御弁5への通
電量が制御される。つまり所要の湯温となるよう
燃焼量が制御される。ここで比例制御弁5は衆知
のガバナ機能も果す。第4図は比例制御弁5の電
磁コイル24への通電量I(mA)と弁開度x
(mm)の関係を示す特性図であり、所定の供給圧
の場合はAとなり、供給圧の変動、及び比例制御
弁5の特性バラツキを考慮した場合の特性の範囲
はB、Cとなる。つまり、正常動作時において
は、B〜Cの範囲内で動作していることになる。
次に異常時すなわちダイアフラム23が破損し
て生ガスが背圧室29に流入した場合の動作につ
いて説明する。第3図において、ダイアフラム2
3が開孔すると、背圧室29に流体入口19の圧
力P1が作用する。この時生ガスはダイアフラム2
3の開孔部(通常は微小なものである)より、背
圧室29をへて大気連通孔28から流出するた
め、背圧室29の圧力はP1よりも小さくなる。こ
の圧力をP3とし、ダイアフラム23の有効受圧面
積をSDとすると、P3・SDだけ下向きの力が大き
くなる。つまり第4図P点、Q点等に示すように
同一電流imにおいて弁開度は正常動作範囲より
も大きくなることがわかる。弁開度検知器8はそ
の異常信号を判別回路15に与え、比較器18で
設定器17の値と比較され電気制御回路13は元
弁1をOFFする。また第3図において、全開燃
焼状態で板バネ26が破断し、プランジヤ25が
電磁コイル26に接触してロツクされた場合にお
いても同様に正常動作範囲からはずれるため元弁
1はOFFされる。また本発明の実施例では弁開
度xが正常動作範囲よりも小さい場合、すなわち
弁開度がxmよりも小さい場合も元弁1を遮断可
能である。
つまり、通電量検知回路14での検知信号が所
定の電流値imとなつた時のみ弁開度検知器8の
信号を判別回路15で判別し、その弁開度xが正
常動作範囲外となる場合のみ元弁1をOFFする
ものであり、プランジヤ25の摩耗、板バネ26
の破断によるプランジヤ25のロツク、コイル2
4の断線及び本実施例のごとくダイアフラム23
を内蔵する形式のものにおいてはダイアフラムの
破損等比例制御弁の異常を高精度に検知し、湯沸
器に実装した場合の高温出湯、不完全燃焼、ダイ
アフラムの破損による生ガスの流出等不安全動作
を未然に防止することができる。
また電気制御回路13の故障によりコイル24
に過大電流が流れた場合においてもコイル電流I
と弁開度Xの関係は設定器17で設定された範囲
外となり元弁1をOFFにし安全側へ動作する。
なお前記通電量検知回路14で検知する信号は、
実用上、電磁コイル24に流れる電流でもよい
し、電気制御回路13からの指令信号、すなわち
電磁コイル24へ流すべき電流値に対応した信号
であればよい。
またその電流の量、すなわち第4図における
imは、比例制御弁5の初期供給電流(例えば緩
点火電流)と異なる値に設定する。これは閉止弁
2をONすると急激に比例制御弁5に圧力が作用
し、過渡的に所定の弁開度の範囲を外れる場合が
あるためである。さらに本実施例のごとく所定の
電流値imでのみ弁開度Xの信号を判別するのみ
でなく、制御範囲全域にわたりコイル電流Iと弁
開度Xの信号を比較器18に取込み、第4図の特
性BとCに示す正常動作範囲外となつた時元弁1
をOFFするようにしてもよい。これにより比例
制御弁の動作中は常時異常検知が行なえ、より信
頼性が向上する。
また図示していないが、必要によりブザーもし
くは発光ダイオード等により異常を報知する異常
報知手段を設けることも可能である。
以上詳細に説明したように本発明は比例制御弁
に与えられる通電量が一定の時、比例制御弁の弁
開度は所定の範囲内にあることに着目し、弁開度
検知器と通電量検知回路を設け、比例制御弁に異
常が発生した時通電量と弁開度の関係が設定範囲
外となつたことを検知し、上流側に設けた元弁を
閉成するものであり以下の効果を有する。
(1) 通電量と弁開度を検知することにより比例制
御弁自体の異常、故障の判別が可能となり危険
状態を未然に防止できるため安全性が向上す
る。
(2) 通電量検知回路と弁開度検知器の両方の信号
と設定値を比較する判別回路を設けて異常を検
出するため異常検出精度が向上する。つまり比
例制御弁が正常である時のみ燃焼制御が行なわ
れる。したがつて高精度の燃焼制御が可能とな
る。このことは特に高精度のガス量制御を必要
とするA/F制御に好適である。
(3) 通電量検知回路と弁開度検知器及び判別回路
を設けたため電気制御回路側の故障も検知し安
全側へ動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す湯沸器の構造
図、第2図は同、判別回路の構造を示すブロツク
図、第3図は同、比例制御弁の断面構造図、第4
図は比例制御弁のコイル電流と弁開度の関係を示
す特性図である。 1……元弁、5……比例制御弁、6……検知コ
イル、7……磁器コア、8,8a……弁開度検知
器、13……電気制御回路、14……通電量検知
回路、15……判別回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 通電量に応じて流体流路断面積を可変する比
    例制御弁と、前記比例制御弁に設けられた弁開度
    検知器と、前記比例制御弁への通電量を検知する
    通電量検知回路と、前記弁開度検知器と通電量検
    知回路の信号と設定値とを比較する判別回路と、
    前記比例制御弁の上流側に設けられ前記比例制御
    弁の異常により前記弁開度検知器と通電量検知回
    路の信号が前記設定値外となつた時閉成される元
    弁とから構成した燃焼制御装置。
JP56147601A 1981-09-17 1981-09-17 燃焼制御装置 Granted JPS5847922A (ja)

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JP56147601A JPS5847922A (ja) 1981-09-17 1981-09-17 燃焼制御装置

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JPS5847922A JPS5847922A (ja) 1983-03-19
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JPS60213306A (ja) * 1984-04-09 1985-10-25 Hitachi Ltd 圧延機における板厚制御方法
JPH0730918B2 (ja) * 1986-08-20 1995-04-10 松下電器産業株式会社 燃焼制御装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5547000B2 (ja) * 1971-12-30 1980-11-27

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JPS5547000B2 (ja) * 1971-12-30 1980-11-27

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