專利名稱：火力調節裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對設置于燃氣器具的燃燒嘴的氣體供給量進行控制、進行燃燒嘴的點消火及火力調節的火力調節裝置。
背景技術：
作為傳統的火力調節裝置已知的有日本專利特許第2129580號公報，它是一種在各燃燒嘴上安裝有用于火力調節的相當于流量調節機構的電機驅動式的電動閥的結構。在這種結構中使用通常的電機，因此，需要在包含電機的回轉軸的驅動系統的一部分上設置位置傳感器。并通過該位置傳感器在檢測電動閥的開度的同時調節開度。
在這種火力調節裝置機構中，為檢測電動閥的開度，必須設置位置傳感器。并必須在經常對位置傳感器的輸出信號進行檢查的同時進行電動閥的開度調節。因此產生電動閥的開度控制極其麻煩的不良現象。
本發明鑒于上述問題，其目的在于提供一種在由電機驅動流量調節機構時不需要由位置傳感器經常監視流量調節機構的開度的火力調節裝置。
本
發明內容
為解決上述課題，本發明的火力調節裝置的結構是，將由電機驅動、對向燃燒嘴供給氣體的燃氣量進行增減控制并在閉閥位置上使氣體的供給停止的流量調節機構設置在對向流量調節機構的氣體的供給通道進行開閉的電磁式安全閥的下游側，其特征在于，將步進電機用作所述電機，在由向步進電機供給的脈沖數來控制所述流量調節機構的開度的同時，在流量調節機構的全閉位置與全開位置之間的所定位置上設定點火裝置的作動位置，當流量調節機構的實際開度到達所定位置時使點火裝置作動，同時對由所述脈沖數規定的開度與實際開度的誤差進行補正。
在本發明中，由于作為驅動流量調節機構的電機采用步進電機，因此可由向步進電機供給的脈沖數來控制開度，又，可在所定的開度位置上保持其開度。但在使用步進電機時，往往會產生從供給的脈沖數中想定的開度與實際開度存在誤差這樣一種脫調的錯誤。為此，即使在使用步進電機時，也與以往的電動閥一樣，若設置檢測開度的位置傳感器，則裝置無法簡化。
在本發明中，不檢測流量調節機構的開度，而是只用向步進電機供給的脈沖數來進行開度控制。但對于脫調問題，則利用在燃氣燃燒嘴中必然設定的點火裝置的作動位置來進行補正。
另外，也可設置與步進電機的回轉軸連動回轉的凸輪板，安裝一旦凸輪板回轉所定角度時即作動的微動開關，由微動開關的作動來檢測所述流量調節機構的實際開度到達點火裝置的作動位置。
從上述的說明中可以看出，本發明由于采用流量調節機構的驅動使用步進電機、由向步進電機供給的脈沖數對流量調節機構的開度進行調節的結構，不需要設置經常檢測實施的開度的位置傳感器等，由此使結構簡化。另外，由于可利用點火裝置的作動位置對脫調等的錯誤進行補正，故可使實際開度相對于想定的開度不會產生大的誤差。
附圖的簡單說明
圖1為表示燃氣器具的整體結構的方框圖。
圖2為表示閥組件結構的剖視圖。
圖3為表示操作盤部分的結構圖。
圖4為表示凸輪的動作圖。
圖5為表示點火時的控制程序圖。
圖6為表示另一實施形態的凸輪動作圖。
具體實施例方式
參照圖1，GT是燃氣工作臺，具有2個爐用燃燒嘴BC和1個格柵用燃燒嘴BG。這些各燃燒嘴BC、BG可從燃氣供給管GP供給氣體。火力調節用的閥組件1在各燃燒嘴BC、BG上分別串聯狀連接。
該閥組件1由電磁式安全閥2和流量調節閥3構成，所述電磁式安全閥2對向各燃燒嘴BC、BG的氣體的供給通道進行開閉，所述流量調節閥3對向各燃燒嘴BC、BG供給的氣體流量進行增減以調節火力。
參照圖2，安全閥2將電磁線圈和彈簧內裝于電磁線圈部21。閥體20由該彈簧始終向閉閥方向施加力，一旦電磁線圈通電，即克服彈簧的彈力而向開閥方向驅動閥體20，使氣體的供給通道開放。反之，一旦向電磁線圈的通電停止，則電磁線圈的磁力消失，由彈簧的彈力使閥體20返回至開閥方向，將氣體的供給通道關閉。
流量調節閥3主要由回轉板31、固定板32和節流孔板33構成。再參照圖3，回轉板31通過與步進電機34的驅動軸34a連結的回轉軸35進行回轉。另一方面，固定板32固定在閥組件1的框體上。在回轉板31上沿回轉方向開設有長孔31a，在固定板32上沿長孔31a的軌跡形成有多個貫通孔32a。
一旦長孔31a與貫通孔32a不一致，則氣體不能通過長孔31a，從而氣體不能向各燃燒嘴BC、BG供給。若驅動步進電機34使回轉板31回轉，則長孔31a逐漸與貫通孔32a一致。氣體通過與長孔31a一致的貫通孔32a。但由于長孔31a形成與2個貫通孔32a一致的長度，因此若使長孔31a回轉，則與長孔31a一致的貫通孔32a的組合依次進行更換。
另外，燃氣種類不同時，必須根椐燃氣種類變更氣體的供給量。為此，在節流孔板33的上面通過襯墊32b重疊有與各種燃氣種類對應流量的形成有節流孔33a的節流孔板33。采用這種結構，若使回轉板31回轉，則可依次選擇氣體通過的節流孔33a，將由節流孔33a調節好的量的氣體向各燃燒嘴BC、BG供給。另外，變更燃氣種類時，只要將節流孔板33根椐變更后的燃氣種類進行替換即可。
然而，步進電機34由從未圖示的控制裝置供給的脈沖信號進行回轉驅動。并且，驅動軸34a的回轉角度與供給的脈沖數成正比。在本發明中，驅動軸34a的實際回轉角度不采用編碼器等連續檢測的反饋控制，而是采用只通過供給的脈沖數進行回轉角度控制的開環控制。一旦氣體供給量到達所定量時，則必須具有使未圖示的點火器以及點火電極的點火裝置作動，對各燃燒嘴BC、BG進行點火，故構成為通過將凸輪4安裝在步進電機34的驅動軸34a上，一旦由凸輪4將安裝于該凸輪4附近的微動開關5接通，即可使點火裝置進行作動。
參照圖4，在流量調節閥3處于關閉狀態的(a)所示的狀態下，一旦驅動步進電機34使回轉板31回轉，則流量調節閥3成為開閥狀態。但由開閥初期的開度供給的燃氣量是相當于弱火的燃氣量，量極少。在這種狀態下，即使點火裝置作動，各燃燒嘴BC、BG也不能點火。因此，在將回轉板31約回轉110度的時點上使點火裝置作動。一旦回轉板31回轉110度，凸輪4即連動也回轉110度，如(b)所示，凸輪部41使微動開關5接通。
該110度的位置被設定在稍許靠近于中火位置的弱火位置上。但在使回轉板31回轉110度的狀態下，依然不能向各燃燒嘴BC、BG供給可點火的燃氣量。在使點火裝置先行作動的狀態下，進一步使回轉板31回轉，在向各燃燒嘴BC、BG供給的燃氣量增加時，供給的燃氣量超出了可點火的燃氣量，由已經作動的點火裝置進行點火。
參照圖5作進一步說明，一旦將點火指示對準控制裝置，則控制裝置首先使2個參數的N和M復位為0(S1)。其次，使驅動軸34a反轉至原點。原點可通過微動開關5接通來檢測。當驅動軸34a反轉所定時間而使微動開關5不能關閉時，對參數N進行校驗(S3)，當比1小的值即為0時，在重新對驅動軸34a反轉所定時間進行原點調整的同時(S4)，在參數N上加1(S5)。
這樣，即使進行了2次原點調整，微動開關5也不在關閉位置時，從S3進入S6，作為原點錯誤而停止在其以后的作動(S6)。若微動開關5確認關閉，則控制裝置對步進電機34供給224脈沖，使回轉板31回轉。另外，224脈沖相當于中火位置即130度的回轉角度。
如上所述，將微動開關5設定為在110度的位置形成接通狀態。110度在本實施形態中相當于190脈沖。由此，若無異常，則控制裝置在輸出所有224脈沖之前將微動開關5接通。這樣，即使輸出224脈沖，在微動開關5未成為接通時，作為一種固接于回轉板31等的操作盤作動錯誤已經發生，將其以后的控制中止(S8、S9)。另一方面，一旦微動開關5接通，則在其時點已輸出的脈沖數被記憶的同時，若脈沖數超出200，則不是立即中止點火動作，而是作為在回轉途中發生輕度的脫調等，將參數M復位為1(S10、S11、S12)。
微動開關5的接通是表示回轉板31至少回轉110度、可通過流量調節閥的燃氣量靠近于可點火的燃氣量。但在該時點上，因安全閥未開閥，故氣體不能向燃燒嘴供給。一旦微動開關5接通，則點火裝置作動(S13)，使回轉板31繼續回轉。從控制裝置輸出的脈沖數成為224脈沖，一旦到達中火位置，則步進電機34停止(S14)。若處于中火位置，則由于在此狀態下由向燃燒嘴供給的燃氣量可點火而使安全閥2開閥，并向燃燒嘴供給氣體進行點火(S15)。
安全閥2開閥，向燃燒嘴供給氣體開始之后，在10秒以內一旦確認點火，則停止點火裝置(S16、S17)，若在10秒以內不能確認點火，則進入步驟18(S18)。當所述微動開關5接通時點的步驟數超出了200時，在步驟12(S12)中將參數M復位為1。步驟M復位為1是一種輕度脫調等的錯誤發生的場合，若參數M仍然為0，則點火裝置停止，在將安全閥2閉閥之后判斷為點火錯誤(S19、S20、S21)。若參數M復位為1，則判斷為回轉板31不能充分回轉至中火位置，停止點火裝置，在將安全閥2閉閥之后判斷為操作盤作動錯誤(S22、S23、S24)。
這樣，由于將微動開關5接通的位置設定在靠近于可點火位置的閉閥側上，因此只要閥組件1不發生異常，若進行點火操作，則微動開關5一定會接通。由此，當微動開關5未接通時，可檢測異常發生。又，可由微動開關5實際接通時點的脈沖數對其后控制的脈沖數進行補正。即，在本來190脈沖的位置處，微動開關55應當接通，但實際上，將接通時點的脈沖數與190脈沖之差作為誤差，可進行點火結束后的控制補正。
又，在點火后至消火期間，因微動開關5一定處于關閉狀態，故可從接通位置的脈沖數與關閉位置的脈沖數中算出滯后量，將該算出的滯后量記憶在控制裝置內，在下次控制時，該滯后量適用于反轉時的控制。
然而，在本實施形態中，因分別在流量調節閥3上裝有安全閥2，故在燃燒嘴休止期間的安全閥2仍然處于閉閥的狀態下使步進電機34回轉，可更新補正值和滯后量的值。這樣，在燃燒嘴休止的狀態下，一旦使步進電機34回轉，則可防止O形環及其它滑動部的固接。另外，在長時期不使步進電機34回轉的狀態下進行點火操作時，也可采取通過從回轉開始后不久降低向步進電機34供給的脈沖信號的頻率數、增大轉矩來進行固接的方法。
在開始燃燒嘴點火調理時，往往需要使用中火與強火之間的火力進行長時間的調理。在此場合，在長時間的調理中，因微動開關5仍然保持接通狀態而沒有關閉，故有可能會產生由脫調等造成的誤差累積。為此，一旦在控制開度處于接通狀態下向步進電機34供給的脈沖數的累計超出所定值，則會自動地將步進電機34驅動至閉閥側，將微動開關5關閉并進行補正，也可使其返回原來的位置。
在上述的實施形態中，步進電機34的回轉開始之后，在微動開關5回轉到接通的110度期間，控制裝置實際上不能檢測步進電機34的回轉。為此，如圖6所示，也可形成臺階部42，當步進電機34回轉開始時立即將微動開關5的第1接點接通。該微動開關5具有第1接點和第2接點，由臺階部42將第1接點接通，由凸輪部41將第2接點接通。
然而，在本實施形態中，凸輪4形成1段，使用的是1個微動開關5，但也可將凸輪4制成2段，同時對應于各凸輪4安裝2個微動開關5，一方的微動開關在中火位置進行接通，另一方的微動開關在強火位置上進行接通。這樣，通過設置2個微動開關，可自由選擇中火點火和強火點火。
權利要求
1.一種火力調節裝置，其中，將由電機驅動、對向燃燒嘴供給氣體的燃氣量進行增減控制并在閉閥位置上使氣體的供給停止的流量調節機構設置在對向流量調節機構的氣體的供給通道進行開閉的電磁式安全閥的下游側，其特征在于，將步進電機用作所述電機，在由向步進電機供給的脈沖數來控制所述流量調節機構的開度的同時，在流量調節機構的全閉位置與全開位置之間的所定位置上設定點火裝置的作動位置，當流量調節機構的實際開度到達所定位置時使點火裝置作動，同時對由所述脈沖數規定的開度與實際開度的誤差進行補正。
2.如權利要求1所述的火力調節裝置，其特征在于，設置與步進電機的回轉軸連動回轉的凸輪板，安裝一旦凸輪板回轉所定角度時即作動的微動開關，由微動開關的作動來檢測所述流量調節機構的實際開度到達點火裝置的作動位置。
全文摘要
采用轉動式編碼器等的位置傳感器經常檢測由同步進電機(34)驅動開閥的流量調節閥(3)的開度雖能提高開度控制的精度，但控制裝置復雜。又，在對控制向燃燒嘴供給的燃氣量的流量調節閥(3)的開度進行控制時無法要求那樣高的精度。本發明的火力調節裝置的特征在于由向節流孔板(34)供給的脈沖數來控制流量調節閥(3)的開度；另外，一旦用于點火裝置作動的微動開關(5)接通即可對脈沖數與實際開度的誤差進行補正。
文檔編號F16K37/00GK1414295SQ0214691
公開日2003年4月30日 申請日期2002年10月22日 優先權日2001年10月22日
發明者林雄一, 清水正則, 水谷圭一 申請人:林內株式會社