專利名稱:氣體流量控制器的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于專門用電器裝置驅(qū)動的氣體流量控制器，此流量控制器用于控制供給廚房機(jī)械、加熱爐或熱水供應(yīng)爐的燃油氣等可燃?xì)獾娜紵俊?br>根據(jù)燃燒對象的情況，氣體流量控制器適用于要求控制氣體的燃燒量的多種應(yīng)用。近來，通過調(diào)節(jié)用電量來控制這種控制，很簡單但又經(jīng)常使用的控制器是由圖1所示具有電磁閥組成的控制器，該控制器包含有若干個相互并聯(lián)安裝在通向燃燒器1的多個氣體通道2上的電磁閥，以及若干個具有不同直徑的孔口，而這些孔口都串聯(lián)到對應(yīng)的電磁閥上。當(dāng)所有的電磁閥3打開，達(dá)到最大的氣體燃燒量，而當(dāng)僅僅具有最小直徑的孔口4的電磁閥打開時，就達(dá)到最小的氣體燃燒量。根據(jù)多個電磁閥的組合，氣體燃燒量就可在最大和最小燃燒量之間階躍地變化，很顯然，當(dāng)所有電磁閥關(guān)閉，燃燒也就停止。
圖2所示為一可連續(xù)改變?nèi)紵康臍怏w控制器之可供選擇的實(shí)例。沿著進(jìn)口6和出口7之間的氣體通道5上有一個閥門口8和閥門9，該閥的端點(diǎn)由附有永久磁鐵11的膜片10支撐著。由磁鐵心12和激磁線圈13組成的電磁裝置14面對永久磁鐵安裝，根據(jù)輸入激磁線圈13的電流大小來調(diào)節(jié)進(jìn)入氣體通道5的氣體流量，尤其當(dāng)電流流過激磁線圈13就使得磁鐵芯12的極性引起對永久磁鐵111產(chǎn)生斥力，閥門9便從閥門口8移開以允許氣體流出。出口7處的氣體壓力由斥力大小和膜片10的有效壓力承受面所決定，這樣根據(jù)輸入激磁線圈13的電流大小便能控制位于氣流下游端燃燒器上所施加的氣體壓力。與上述情況相反，如果一軟的彈性件15加到閥門9的表面，當(dāng)電流不輸入激磁線圈13時，永久磁鐵11就吸引磁鐵芯12，氣流就中斷。(請參閱日本未經(jīng)審查實(shí)用新型公開號為NO55-49137)。
圖3至圖10所示為另一個具有手動開關(guān)的氣體控制器實(shí)例，它能多級調(diào)節(jié)氣體燃燒量。在氣體開關(guān)中，殼體18有一氣體進(jìn)口16和出口17，關(guān)閉件21可轉(zhuǎn)動地安裝，在它的側(cè)壁有一氣體通氣口19與氣體入口16相配合，關(guān)閉件21的軸向形成一導(dǎo)向孔20，與氣體通氣口19相連。在開關(guān)殼體18中形成了其通道端在下游與氣體出口17相通的小縮減比的第一通道22、中縮減比的第二通道23和大縮比的第三通道24。通過在關(guān)閉件側(cè)壁形成的氣體通氣口25和26，第一和第二通道22和23的端部在其上游向?qū)蚩?0打開，第三通道24的端部在其上游向開關(guān)殼體18底面的腔室27打開，此腔室與導(dǎo)向孔20相連，所以氣體流量能分三級變化(請參閱日本未經(jīng)審查實(shí)用新型公開號為NO59-21324)。
在上述實(shí)例中，如果控制軸28壓下，而先導(dǎo)閥29打開，導(dǎo)向孔20通過在氣流下游的側(cè)壁上形成的氣體通氣口30和閥29與先導(dǎo)氣體出口31相連。一個與控制軸28相配合的壓電點(diǎn)火裝置32和肉眼辨認(rèn)轉(zhuǎn)動位置的轉(zhuǎn)動顯示裝置33都安裝在控制軸28的基座上。
上述常規(guī)流量控制器發(fā)現(xiàn)并不滿意，尤其圖1所示實(shí)例需要相當(dāng)多的電磁閥，結(jié)果造成控制器尺寸大，這就不適于裝在其它應(yīng)用裝置上，深入一步，因?yàn)楫?dāng)全部電磁閥打開時，總電磁變大，所產(chǎn)生的熱量影響到與之相連的裝置而且還需要龐大和昂貴的供電線路。圖2所示的控制器有一最大流量與最小流量比值(即縮減比)的限定。由于當(dāng)閥門口8的一部分與閥門9接觸時，閥門口8處的空隙變得很小，這樣電流和輸入氣體壓力之間變化關(guān)系的重復(fù)性變得不穩(wěn)定，因此，對于需要可供選擇的縮減比的實(shí)際應(yīng)用，這種控制器就不適用了。由于永久磁鐵和磁路的制造誤差，對各個產(chǎn)品就會有不同的電流與氣壓之間的變化關(guān)系，因此在產(chǎn)品制造時就必須確定最大和最小燃燒量時的電流值，此外，當(dāng)電流未輸入時，依靠永久磁鐵的吸力施加到閥門上的壓力是微弱的，就不能取得可靠的氣密性。
在圖3至圖10所示實(shí)例中，氣體從關(guān)閉件21側(cè)壁所形成的氣體通氣口19引入，通過內(nèi)導(dǎo)向孔20既可導(dǎo)入關(guān)閉件21側(cè)壁的通道22，23又可導(dǎo)入與關(guān)閉件21底腔27相通的通道24，這樣氣體可受到三種調(diào)節(jié)即大、中、小縮減比的調(diào)節(jié)，并從氣體出口17輸出。因此，如果氣體需要多級調(diào)節(jié)，例如五級或六級調(diào)節(jié)，這就需要采用增大直徑的大尺寸的關(guān)閉件21。由于此原因或其他原因，上例的控制器不適宜大量生產(chǎn)，因用這種控制器裝在家用器具上外部尺寸太大。
在圖6至圖9中，上圖表示圖4中的關(guān)閉件21沿X-X剖面線所取的剖視圖，中圖表示圖4中的關(guān)閉件21沿Y-Y剖面線所取的剖視圖，下圖表示圖4中關(guān)閉件21沿Z-Z剖面線所取的剖視圖。
本發(fā)明是針對解決上述常遇到的難題而提供一種能取得大的氣體流量縮減比和高精度的氣體流量且操作所需的電能很小這樣一種流量控制器。
本發(fā)明的氣體流量控制器包含有一個用于變換打開或關(guān)閉在氣路上相互平行布置的多個通道的開關(guān);一個具有與多個通道對應(yīng)的多個孔口的多孔板;一個用于轉(zhuǎn)動開關(guān)的馬達(dá)驅(qū)動裝置;一個具有安裝在開關(guān)軸上的位置信號發(fā)生器和響應(yīng)位置信號的位置判斷電路、用于判斷開關(guān)的目前位置的位置確定裝置;以及一個響應(yīng)目標(biāo)信號和來自位置確定裝置的目前位置信號以對馬達(dá)驅(qū)動裝置發(fā)送驅(qū)動信號的驅(qū)動控制裝置。
在本發(fā)明氣體流量控制器的上述結(jié)構(gòu)中，依靠馬達(dá)驅(qū)動裝置的驅(qū)動力來轉(zhuǎn)動開關(guān)達(dá)到變換、打開或關(guān)閉這些多個通道依照開關(guān)停止位置，能選擇氣體流過的一組通道處于予先確定的狀態(tài)。在通道上備有具有不同直徑的多個孔口的多孔板。依照開關(guān)停止位置來確定穿孔板的一組所要求的孔口，就能使氣流從最大的燃燒量到最小的燃燒量成階躍變化。依靠孔徑大小來確定縮減比，這樣縮減比可以按要求來設(shè)計(jì)。深入一步，既然氣體流量精度只取決于孔徑，這就能達(dá)到高精度。在使開關(guān)停止時使用的位置確定裝置一直用裝在開關(guān)軸上的位置信號發(fā)生器來監(jiān)視目前位置，而目前位置包括開關(guān)停下來時的位置和開關(guān)尚未停下時的中間位置。當(dāng)由于燃燒量需要改變，目標(biāo)位置也相應(yīng)改變，在確定開關(guān)是順時針或逆時針轉(zhuǎn)動后，通過目前位置與目標(biāo)位置的比較，驅(qū)動控制裝置就向馬達(dá)驅(qū)動裝置發(fā)出一個驅(qū)動信號。當(dāng)目標(biāo)位置與目前位置重合在一起，驅(qū)動信號就終止以使開關(guān)停下。轉(zhuǎn)動馬達(dá)驅(qū)動裝置只需很短時間，在此期間，氣體燃燒量就改變了，結(jié)果，所產(chǎn)生的熱量可忽略不計(jì)。在電源額定值內(nèi)，電源工作很短時間，因而就能很容易實(shí)現(xiàn)采用體積小、重量輕的電源。很明顯，馬達(dá)驅(qū)動裝置的工作時間比氣體燃燒時間短得多。
圖1表示一常規(guī)氣體流量控制器的示意圖。
圖2表示另一常規(guī)氣體流量控制器的剖面圖;
圖3表示一常規(guī)開關(guān)的局部剖視圖;
圖4是常規(guī)的關(guān)閉件的前視圖;
圖5為圖4所示關(guān)閉件的縱向剖視圖;
圖6、7、8、9為圖4所示關(guān)閉件的各個轉(zhuǎn)角位置時的開關(guān)橫向剖視圖;
圖10是根據(jù)先有技術(shù)表明氣體流量變化的曲線圖;
圖11表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第一個實(shí)施例主要部件的剖視圖;
圖12是氣體控制器關(guān)閉件的透視圖;
圖13表示關(guān)閉件的孔與槽之間位置關(guān)系的展開圖;
圖14表示多孔板的平面圖;
圖15表示位置信號發(fā)生器的平面圖;
圖16表示絕對型編碼器的滑動接觸面的圖案，圖17表示位置信號發(fā)生器的另一個實(shí)例之特性曲線圖;
圖18表示位置信號發(fā)生器的另一個絕對型編碼器之滑動接觸面的圖案;
圖19表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第二個實(shí)施例的主要部件剖視圖;
圖20(A)和圖20(B)是關(guān)閉件的前視圖和側(cè)視圖;
圖21表示關(guān)閉件的孔、槽與在殼體上形成的通道之間位置關(guān)系展開圖;
圖22是多孔板的平面圖;
圖23(A)和圖23(B)是聯(lián)軸節(jié)軸的前視圖和側(cè)視圖;
圖24表示絕對型編碼器的滑動接觸面的圖案;
圖25(A)和圖25(B)表示開關(guān)完全關(guān)閉位置時上游和下游端關(guān)閉件槽與通道之間的關(guān)系圖;
圖26表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第三個實(shí)施例主要部件的剖視圖;
圖27是馬達(dá)停止時的電流特性曲線圖;
圖28表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第四個實(shí)施例主要部件的剖視圖;
圖29是用于說明氣體控制器控制操作中的曲線圖;
圖30表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第五個實(shí)施例主要部件的剖視圖;
圖31表示根據(jù)本發(fā)明氣體控制器的第六個實(shí)施例主要部件的剖視圖。
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。在圖11中，位于氣體通道34處的開關(guān)35是由繞其中心軸轉(zhuǎn)動的關(guān)閉件36和關(guān)閉件36外的殼體37所構(gòu)成。關(guān)閉件有一如圖12所示的外觀，在它的軸向形成了若干個孔38a、38b、38c、38d和38e而在它的園周方向形成不同長度的槽39b、39c、39d、和39e并分別與相應(yīng)的孔相連通?？?8和槽39如圖13展開圖所示，它們之間以角度關(guān)系來配置。沿徑向穿過殼體壁，在殼體上形成若干通道40a、40b、40c、40d和40e，各通道在高度方向都對應(yīng)關(guān)閉件36的各個孔38，在通道的外端裝上有各種不同孔徑的孔口41a、41b、41c、41d和41e的多孔板42，各個孔口都對應(yīng)各個通道40，在多孔板42的下游端，依靠管接頭43把各通道聯(lián)在一起通到燃燒器去(圖上未示出)。圖14是多孔板42的平面圖。關(guān)閉件36的上端部分由圖12所示D字形軸44組成，切口45就在軸44的端部而D字形軸44插入諸如圖15所示編碼器或電位器那樣的位置信號發(fā)生器46轉(zhuǎn)動部分中心所形成的D字形孔47。借助具有輸出軸48的馬達(dá)驅(qū)動裝置49，該輸出軸與切口45結(jié)合就能帶動軸44旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)驅(qū)動裝置49通常由馬達(dá)50和增加轉(zhuǎn)矩的減速齒輪箱51組成。圖15表明使用四位數(shù)編碼器的位置信號發(fā)生器的一個實(shí)例。圖16所示為編碼器的滑動接觸面的圖案。用來轉(zhuǎn)動軸44的編碼器的轉(zhuǎn)動部分有一徑向延伸的滑動刷，滑動刷轉(zhuǎn)動時要同時保持最內(nèi)圖環(huán)形接觸面與其它4個外圈環(huán)形接觸面46b之間的接觸，最內(nèi)圈環(huán)形面與各個外圈環(huán)形面之間的電接觸在畫有陰影線的部分是接通的，在其它部分是斷開的。假定電接通狀態(tài)用“1”表示而斷開狀態(tài)用“0”表示，依最里面到最外面的次序，電刷的角度分別用1111表示0°角，用1110表示0°～60°角的中間部分，用1101表示60°角，用1100表示60°～120°角的中間部分，用1011表示120°角，用1010表示120°～180°角的中間部分，用1001表示180°角，用1000表示180°～240°之間的中間部分，用0111表示240°角，用0110表示240°～300°角的中間部分，用0101表示300°角以及用0100表示300°～0°角之間的中間部分。隨著關(guān)閉件36的轉(zhuǎn)動，這些接通斷開信號的組合就變化。假定圖13所示關(guān)閉件展開圖上所用的角度與圖16所示編碼器圖案上所用的角度相重合，并且假定若干個在殼體37上形成的通道40所處的位置都位于0°角位置時，那么，信號1111表示開關(guān)35的停止位置，信號1101表明氣體流過多孔板42所有的孔口41取得了最大的燃燒量，接著通過信號1011、1001到0111表示燃燒量逐漸減小，信號0101表明那時氣體只流過孔41e取得最小的燃燒量。依靠由位置判斷電路52和位置信號發(fā)生器46所組成的位置確定裝置53就能判斷出開關(guān)的位置，其中電路52接收來自信號發(fā)生器46的信號，把此信號與事先貯存的位數(shù)信號進(jìn)行比較。根據(jù)燃燒對象的情況或起動，停止指令所確定的目標(biāo)位置信號T1和來自位置確定裝置53的目前位置信號T2都輸入到驅(qū)動控制裝置54。驅(qū)動控制裝置54使馬達(dá)50向可以獲得目標(biāo)位置信號T1的方向轉(zhuǎn)動，一旦達(dá)到目標(biāo)位置，馬達(dá)50的電源就停止供電。
在上述氣體控制器的結(jié)構(gòu)中，僅僅依靠多孔板42上各個孔口41的孔徑來確定在各個開關(guān)轉(zhuǎn)動位置時氣流的縮減比和精度，因此就能容易獲得氣體流量的大的縮減比和高的精度。如果氣體流量不需改變，則只需驅(qū)動位置確定裝置53，這樣能耗就降低。具體地說，通過安裝有圖16所示圖案的絕對型編碼器，關(guān)閉件便能準(zhǔn)確無誤地停在所要求的位置上。結(jié)果，既使在關(guān)閉件36上的孔38與殼體37上的通道40在停下時會有些位移，也不必害怕可能會引起的燃燒量的降低。所以氣流流過的通道40和孔38的直徑余量做到盡量地小，結(jié)果就可以把關(guān)閉件36設(shè)計(jì)成較小的直徑和長度，同時也就減小了馬達(dá)驅(qū)動裝置49的輸出轉(zhuǎn)矩。
圖17所示為本發(fā)明所用位置信號發(fā)生器的另一個實(shí)例。該例中，所用的電位器所給出的電阻值正比于轉(zhuǎn)動角，因此就能指示出關(guān)閉件36的目前位置。用此法，好處就在于聯(lián)到位置信號發(fā)生器46和位置判斷電路52的信號線的數(shù)目可減少。
如圖11所示在多個通道40下游處采用了一個單通道。然而只有一個穿過多孔板的孔口41e的通道可不依附于其他通道而獨(dú)立安置用于副燃燒器。
迄今在上述實(shí)施例中所說明的氣體流量控制器具有能達(dá)到大縮減比的效果，同時保持氣體流量精度和低的能耗以及下列效果(1)由位置信號發(fā)生器和位置判斷電路組成的位置確定裝置的結(jié)構(gòu)做到當(dāng)需要時可在任何時候都能達(dá)到關(guān)閉件的目前位置，因此，作為對付瞬間電源故障的措施，不需要備用電源或電容器，這不同于采用增值型編碼器依靠加或減對應(yīng)于與參考位置的偏離量的脈沖數(shù)來估計(jì)目前位置的情況。深入一步，在長時間電源故障恢復(fù)以后，不需要采用使編碼器回到參考位置的操作程序，這樣便簡化了驅(qū)動控制裝置。
(2)位置信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)做到能檢測到開關(guān)的停止位置和中間位置，所以，由于馬達(dá)驅(qū)動裝置的慣性當(dāng)開關(guān)超越停止位置，位置信號發(fā)生器立刻檢測到開關(guān)已超越停止位置，并把開關(guān)朝相反方向驅(qū)動，結(jié)果，就能得到對氣體流量變化快的響應(yīng)速度。
(3)既然氣體流量控制器是由其關(guān)閉件可轉(zhuǎn)動的開關(guān)所構(gòu)成，這就能取得開關(guān)在停止位置的高可靠性。
圖18所示為位置信號發(fā)生器46的又一個實(shí)例，其中采用了絕對型編碼器，它可獲得以相對于轉(zhuǎn)動角的二進(jìn)制位數(shù)編碼(格雷碼)信號的形式分別指定開關(guān)的停止位置和中間位置的若干個輸出信號。用于使軸44轉(zhuǎn)動的編碼器的轉(zhuǎn)動部分有一沿徑向延伸的滑動刷，該滑動刷轉(zhuǎn)動時要同時保持最內(nèi)圈環(huán)形接觸面與其它4個外圈環(huán)形接觸面之間的接觸。最內(nèi)圈環(huán)形面與各個外圈環(huán)形面之間的電接觸在畫有陰影線的部分是接通的，在其它部分是斷開的。聯(lián)到最內(nèi)圈共同接觸面的接線柱用標(biāo)號55來表示，其它聯(lián)到外圈接觸面的接線柱以從里到外的次序分別用標(biāo)號56a，56b，56c，和56d來表示，而如圖18所示的角度區(qū)域分別用下述標(biāo)號A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L來表示。共同接線柱和各個外圈接線柱之間取得的信號的變化如表1所示，其中假定電接通狀態(tài)用“1”表示，斷開狀態(tài)用“0”表示。
表1
如表1所示，當(dāng)區(qū)域改變時，絕對型編碼器的輸出信號通過變化一個位數(shù)而改變它的內(nèi)容，這樣就得到二進(jìn)制位數(shù)編碼(格雷碼)信號。隨著關(guān)閉件的轉(zhuǎn)動，這些四位數(shù)的信號組合就改變。假定圖13所示的關(guān)閉件展開圖所用的角度剛好與圖18所示的編碼器圖案所用的角度重合，這時殼體37上形成的若干通道40所處的位置定義為0°角位置，于是，信號1111表示開關(guān)35的停止位置，信號0101表示氣體流過多孔板42所有孔41且燃燒量為最大，接著通過信號1001，0000，1100表明燃燒量逐漸減小，信號0110表示那時氣體只流過孔41e且得最小的燃燒量。依靠由位置判斷電路52和位置信號發(fā)生器所構(gòu)成的位置確定裝置53來判斷開關(guān)的位置，其中電路52接收來自信號發(fā)生器46的信號，并把此信號與予先貯存的位數(shù)信號進(jìn)行比較。根據(jù)燃燒對象的情況或起動、停止的指令所確定的目標(biāo)位置信號T1和來自位置確定裝置53的目前位置信號T2都輸入到驅(qū)動控制裝置54，驅(qū)動控制裝置54使馬達(dá)50朝可以獲得目標(biāo)位置信號T1的方向轉(zhuǎn)動。一旦達(dá)到目標(biāo)位置，馬達(dá)50的電源就停止供電。
在上述氣體控制器的結(jié)構(gòu)中，只依靠多孔板上各個孔口的孔徑確定開關(guān)在每個轉(zhuǎn)動位置時氣體流量的縮減比和精度，因此就能容易獲得氣體流量大的縮減比和高的精度。要是氣流毋須更動，那么只需驅(qū)動位置確定裝置53，這樣能耗就降低。具體地說，通過安裝圖18所示圖案的絕對型編碼器，關(guān)閉件便能準(zhǔn)確無誤地停在所要求的位置上。結(jié)果，即使在關(guān)閉件36上的孔38以及殼體37上的通道40在停下時會有些位移，也不必害怕這會引起燃燒量的降低。所以氣流流過的通道40和孔38的直徑余量做到盡量地小，結(jié)果就能把關(guān)閉件36設(shè)計(jì)成較小的直徑和長度，同時也就減小了馬達(dá)驅(qū)動裝置49的輸出轉(zhuǎn)矩。
如圖11所示，在多個通道40的下游處采用了一個單獨(dú)通道，然而只有一個通過多孔板上孔口41e的通道可不依附于其它通道而獨(dú)立安置用于副燃燒器。
迄今在上述實(shí)施例中所說明的氣體流量控制器具有能達(dá)到大縮減比的效果，同時保持氣體流量的高的精度和低的能耗以及下列效果(1)位置信號發(fā)出器發(fā)出二進(jìn)制位數(shù)編碼輸出信號(格雷碼信號)，因此當(dāng)位置信號在停止位置與靠近停止位置的其他位置之間變化時的任何顫動會減小到一位數(shù)的變化。這樣，來自位置信號發(fā)生器的信號成為變化前和變化后二個信號中的一個，而毋須害怕位置判斷電路所判斷開關(guān)的位置會太偏離正確位置。對氣體流量控制器這點(diǎn)特別重要，因?yàn)槟鼙苊庥捎谶^量氣體供應(yīng)所引起的過熱，一旦氣體被截止，就能避免釋放出氣體的危險。
(2)位置信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)做到能檢測到開關(guān)的停止位置和中間位置，所以，由于馬達(dá)驅(qū)動裝置的慣性當(dāng)開關(guān)超越停止位置時，位置信號發(fā)生器立刻檢測到開關(guān)已超越停止位置，并把開關(guān)朝相反方向驅(qū)動，結(jié)果，就能得到對氣體流量變化快的響應(yīng)速度。
圖19至圖23所示為氣體流量控制器第二個實(shí)施例。第二實(shí)施例的位置信號發(fā)生器采用了絕對型編碼器，它能獲取分別分配到停止位置和中間位置的若干個輸出信號。此實(shí)施例的位置信號發(fā)生器的要點(diǎn)在于只有完全關(guān)閉位置前后的中間區(qū)域被各個分割，從位置信號發(fā)生器來的輸出信號被分配到這些分割區(qū)域。第一實(shí)施例中圖11到圖16所示分割區(qū)的相似部件用相同的標(biāo)號表示，詳細(xì)說明此處從略。
在位置信號發(fā)生器46中，具有圖24所示圖案的絕對型編碼器的轉(zhuǎn)動部分有一徑向延伸的滑動刷，滑動刷轉(zhuǎn)動時要同時保持最內(nèi)圈共同環(huán)形接觸面與其它四個外圈環(huán)形接觸面之間的接觸。在圖24中，最內(nèi)圈環(huán)形面與各個外圈環(huán)形面之間的電接觸在畫有陰影線的部分是接通的，在其它部分是斷開的。接到最內(nèi)圈共同接觸環(huán)的接線柱用標(biāo)號58表示，其它接到外圈接觸環(huán)的接線柱分別用標(biāo)號57a、57b、57c和57d來表示。在圖24所示的各個角度位置，由接觸面接通位數(shù)和斷開位數(shù)所組成四位數(shù)碼輸出信號在表格2中詳細(xì)列出，其中假定電接通狀態(tài)用“1”表示，電斷開狀態(tài)用“0”表示。
表2
標(biāo)號(a)到(b)表示在表格2和圖24中的角度，相當(dāng)于圖21所示的標(biāo)號(a)到(g)的角度。假定關(guān)閉件位于圖21所示的角度(a)位置而同時位置信號發(fā)生器46的滑動刷在區(qū)域A，那么就獲得1111信號。當(dāng)滑動刷逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到區(qū)域D之中，那么氣體僅流過孔口59f到副燃燒器。在這種情況下，獲得了1101信號。下一步滑動刷轉(zhuǎn)到F區(qū)域，氣體流過所有的孔口59a、59b、59c、59d、59e和59f而進(jìn)入最大燃燒量狀態(tài)，同時獲得0001信號?；瑒铀⑦M(jìn)一步轉(zhuǎn)動，多孔板上孔口的組合就會改變，并轉(zhuǎn)到角度(g)時，在獲取信號0010同時進(jìn)入了最小燃燒量狀態(tài)。孔口的布置為59a、59b、59c、59d、59e和59f通過在殼體上的通道63a、63b、63c、63d、63e和63f到孔61a、61b、61c、61d、61e和61f或關(guān)閉件上的槽62a、62b、62c、62d、62e、和62f，以上布置與圖11所示的布置相似。
不同的輸出信號分別分配給圖24所示在角θ1處分開的區(qū)域C和區(qū)域B。如果關(guān)閉件從角(b)順時針方向轉(zhuǎn)動以減小圖25(A)所示槽62f和通道63f之間的重疊區(qū)，那么角θ1即為副燃燒器的熄火角。類似地，如果關(guān)閉件從角(g)逆時針方向轉(zhuǎn)動，區(qū)域P和區(qū)域O即被副燃燒器或主燃燒器的熄火角θ2所分隔。因而，隨著關(guān)閉件從角(g)轉(zhuǎn)向非燃燒狀態(tài)，就獲得了二個不同的輸出信號。
在關(guān)閉件各個位置的輸出信號形式與燃燒量之間的關(guān)系是事先貯存在驅(qū)動控制裝置54內(nèi)的。根據(jù)燃燒對象的情況或起動、停止的指令所確定的目標(biāo)位置信號和來自位置確定裝置46的目前位置信號相互進(jìn)行比較后來帶動馬達(dá)驅(qū)動裝置49以便朝能取得目標(biāo)位置信號的方向轉(zhuǎn)動馬達(dá)。當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)位置，供給馬達(dá)的電源也就停止供電。
圖23(A)和圖23(B)表明一個帶有凸出部分66的連軸節(jié)軸64，該凸出部分66就插入到關(guān)閉件36端頭的切口65內(nèi)，而連軸節(jié)軸的相反一端有一凹槽67，馬達(dá)驅(qū)動裝置50的輸出軸48就插入此凹槽67內(nèi)，凸出部分66和凹槽67相互都垂直安置。
氣體燃燒裝置的工作可靠性是至關(guān)重要的，尤其在開關(guān)完全關(guān)閉位置處要靈巧，例如隨著氣體流動的開始點(diǎn)火裝置就同時起動，或者說當(dāng)燃燒裝置一熄火，關(guān)閉件必須完全停止氣體流動。按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，在完全關(guān)閉位置前后，分別提供二個不同位置信號，正好在燃燒器熄火前的位置時也分成二個不同信號。因此，如果關(guān)閉件從區(qū)域D錯誤地以順時針方向轉(zhuǎn)動而不是逆時針方向轉(zhuǎn)動，于是代表區(qū)域C的信號和代表區(qū)域D的信號也輸出以檢測錯誤的轉(zhuǎn)動。這樣，能二次檢測到錯誤的操作因而能改正關(guān)閉件的轉(zhuǎn)動使之朝正確方向轉(zhuǎn)動而不須對燃燒器熄火。這也可運(yùn)用于關(guān)閉件從區(qū)域N錯誤地轉(zhuǎn)向完全關(guān)閉位置的情況，這種重復(fù)檢查關(guān)閉的操作有效地改善了可靠性。
迄今上述實(shí)施例所說明的氣體流量控制器具有能達(dá)到大縮減比的效果而同時保持氣流的精度和減少能源消耗以及以下的效果1)因?yàn)樵谕耆P(guān)閉位置前后分別能獲得不同信號，因此能夠有利于避免錯誤的熄火操作。而且如果當(dāng)關(guān)閉件朝著打開位置轉(zhuǎn)動時起動點(diǎn)火裝置或其它相連的裝置，就能進(jìn)行檢查。因此，防止逸出原氣體的功能的可靠性得以改善，而該功能對于安全操作燃燒器是至關(guān)重要的。
在圖26和27中示出了本發(fā)明的氣體流量控制器的第三個實(shí)施例。該氣體流量控制器包括一個響應(yīng)開關(guān)的目標(biāo)位置信號和來自開關(guān)位置確定裝置53的信號的操作控制裝置71;一個響應(yīng)操作控制裝置71而給馬達(dá)驅(qū)動裝置49輸入驅(qū)動信號的驅(qū)動控制裝置54，以及一個定時裝置70，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動裝置40被驅(qū)動使馬達(dá)回轉(zhuǎn)時，該定時裝置70輸出一個驅(qū)動停止信號并在一預(yù)定的時間間隔之后輸出一個反向信號。
參照圖26，如果在馬達(dá)驅(qū)動裝置49工作期間示出一個反方向的目標(biāo)位置，則通過起動停止控制裝置68使電機(jī)50立刻停止。但在瞬時停止信號輸出后使電機(jī)50完全停下還需要一定的時間。如圖27所示，使電機(jī)停下來所需要的時間ta是指從(時間T＝to)輸出一個瞬時停止信號到馬達(dá)停止時刻(即時刻T＝t1)的時間，如圖27中的電機(jī)電流曲線圖所描述的那樣。定時裝置70的時間定得比時間ta要長。當(dāng)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動時，從起動/停止控制裝置68中輸出一個停止信號。此后，在經(jīng)過一預(yù)定的時間間隔后，從起動/停止控制裝置68中輸出一個反向信號。
至此在上面實(shí)施例中所描述的氣體流量控制器具有能夠在保持氣體流量精度和減少能量消耗的同時達(dá)到高的縮減比的效果以及下面的一些效果(1)由于使電機(jī)瞬時反向轉(zhuǎn)動的反向信號是在停止信號輸出之后的一預(yù)定時間間隔后輸出的，從而避免了在瞬時反向轉(zhuǎn)動時所造成的過量的電機(jī)電流，由此提高了電機(jī)的耐久性。
(2)可以減小反向轉(zhuǎn)動時施加于減速齒輪系的沖擊負(fù)荷，從而提高了減速齒輪系的可靠性和耐久性。
在圖28和29中示出了本發(fā)明的氣體流量控制器的第四個實(shí)施例。該氣體流量控制器包含一個響應(yīng)開關(guān)的目標(biāo)位置信號T1和來自位置確定裝置53的目前位置信號T2的操作控制裝置71;一個響應(yīng)來自操作控制裝置71的信號、通過馬達(dá)驅(qū)動裝置49調(diào)節(jié)馬達(dá)速度的速度控制裝置69;以及一個通過馬達(dá)驅(qū)動裝置49起動和停止電機(jī)的起動/停止控制裝置68。
參照圖28，位置確定裝置53由位置判斷電路52和位置信號發(fā)生器46組成。在位置確定裝置53中的電路52接收一個來自信號發(fā)生器46的信號并將該信號與事先存貯的二進(jìn)制位數(shù)編碼信號進(jìn)行比較，由此對開關(guān)位置進(jìn)行判斷。一個依據(jù)燃燒對象的情況或依據(jù)起動或停止指令所確定的目標(biāo)位置信號T1和一個來自位置確定裝置53的目前位置信號T2都輸入操作控制裝置71。起動/停止控制裝置68接收一個來自操作控制裝置71的信號，以控制電機(jī)50的起動、停止和轉(zhuǎn)動方向。速度控制裝置69改變供給電機(jī)的功率以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度。
下面將描述對電機(jī)50的控制操作。該描述是針對關(guān)閉件從圖16中所示的圖案中的0度角(編碼1111)轉(zhuǎn)到120度角(編碼1011)的情況進(jìn)行的。當(dāng)發(fā)出將關(guān)閉件從0度角移至120度角的指令后，該包含了順時針轉(zhuǎn)動(從圖16中看時)和最大供給電壓的信息的指令被輸入到起動/停止控制裝置68和速度控制裝置69中。如圖29所示在時間T＝Tos后立即供給一個最大功率給馬達(dá)50，因此無論馬達(dá)50開始通電時的負(fù)荷有多大都保證了快速起動響應(yīng)。馬達(dá)在最大功率下驅(qū)動的最短驅(qū)動時間由操作控制裝置71預(yù)先確定。從位置信號發(fā)生器46測出的編碼信號隨著馬達(dá)50的轉(zhuǎn)動而變化。當(dāng)關(guān)閉件達(dá)到圖16中的60度角和120度角之間的中間位置(編碼1100)時，在高速控制裝置69的控制下，對馬達(dá)50的功率供給在圖29中所示的時刻T＝t1s時被減低了，從而降低了馬達(dá)50的轉(zhuǎn)動速度。當(dāng)在這降低的速度下轉(zhuǎn)動的馬達(dá)50使關(guān)閉件到達(dá)120度角(編碼1011)時，由起動/停止控制裝置68終止對馬達(dá)50的供電，同時縮短馬達(dá)接線端之間的距離以對馬達(dá)進(jìn)行制動并使電機(jī)50在圖29中所示的時刻T＝t2s處立刻停下來。由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速被減低，因此能夠在角度稍微超過時使電機(jī)停下。這樣，在由數(shù)碼1011所確定的角度范圍內(nèi)確定停止位置是可能的，因此保證了穩(wěn)定的和精確的氣體流量。
至此在上面的實(shí)施例中所描述的氣體流量控制器具有能夠在保持氣體流量的精度和降低能量消耗的同時達(dá)到高的縮減比的效果，以及下面的一些效果。
(1)一旦在緊接著目標(biāo)位置之前接收到一個使馬達(dá)瞬時停止在目標(biāo)位置處的編碼信號時，電機(jī)的速度即被減低。因此，可以獲得確定開關(guān)的關(guān)閉件精度的某個最佳位置，由此保證了高精度地控制氣體流量。
(2)由于在馬達(dá)開始通電時在一預(yù)定時間間隔內(nèi)對馬達(dá)供給最大功率，因此即使在高負(fù)荷下開始給馬達(dá)通電也能夠保證足夠的轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速。
(3)位置信號發(fā)生器設(shè)計(jì)得能檢測出開關(guān)的各種停止位置和各種中間位置。因此，即使關(guān)閉件由于馬達(dá)驅(qū)動裝置的慣性而超過停止位置，也可以立刻將其檢測出來并使馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動。結(jié)果，隨著氣體流量的改變而能獲得快的響應(yīng)速度。
在圖30中示出了本發(fā)明的氣體流量控制器的第五個實(shí)施例。該氣體流量控制器包括一個輸出對應(yīng)于開關(guān)位置的位置信號發(fā)生器46;一個響應(yīng)來自位置信號發(fā)生器的信號、用于確定開關(guān)位置的位置確定裝置53;一個存貯位置信號出現(xiàn)次序、根據(jù)目標(biāo)位置信號T1和來自位置確定裝置53信號T2來判斷位置信號是否正確的操作控制裝置71;以及一個響應(yīng)來自操作控制裝置71的信號、用于控制馬達(dá)驅(qū)動裝置49的驅(qū)動控制裝置54。
參照圖30，位置確定裝置53利用安裝在開關(guān)軸上的位置信號發(fā)生器46始終監(jiān)測著目前位置，該目前位置包括將使開關(guān)停止的位置和不使開關(guān)停止的其它中間位置。當(dāng)由于燃燒量需要改變而要改變目標(biāo)位置時，在通過將目前位置與目標(biāo)位置進(jìn)行比較以確定是順時針還是反時針轉(zhuǎn)動開關(guān)后，操作控制裝置71發(fā)出一個驅(qū)動信號經(jīng)過驅(qū)動控制裝置54送入馬達(dá)驅(qū)動裝置49。開關(guān)的位置始終由接收來自位置信號發(fā)生器46的信號的位置確定裝置53監(jiān)測。當(dāng)開關(guān)到達(dá)目標(biāo)位置時，馬達(dá)驅(qū)動裝置49就被停止。這樣，氣體流量被逐級地改變。由于操作控制裝置71存貯位置信號出現(xiàn)的次序，因此，操作控制裝置71可以根據(jù)目前位置信號、目標(biāo)位置信號和轉(zhuǎn)動方向來估計(jì)下一個信號，由此確定從位置確定裝置53連續(xù)采樣的信號是否是正確的。如果信號不正確，就起動馬達(dá)驅(qū)動裝置49使馬達(dá)速度降低或使馬達(dá)停止。然后，再次校檢該信號看是否是正確地檢測了一個不正常狀況。
利用位置信號發(fā)生器檢測不正常狀況的過程還將更詳細(xì)地描述。該描述是針對關(guān)閉件在圖16中所示的圖形中從0度角(編碼1111)轉(zhuǎn)到120度角(編碼1011)的情況進(jìn)行。當(dāng)發(fā)出將關(guān)閉件從0度角移至120度角的指令后，該包含了順時針轉(zhuǎn)動(當(dāng)從圖16中看時)和最大輸入電壓的指令被輸送到起動/停止控制裝置68和速度控制裝置69中。圖16的圖線中所示的位置信號出現(xiàn)的次序存貯在操作控制裝置71中，使得能夠根據(jù)目標(biāo)位置、目前位置和旋轉(zhuǎn)方向估計(jì)下一個要檢測的編碼信號。在馬達(dá)開始通電時的目前編碼是1111，估計(jì)的下一個編碼是1110。因此，如果在馬達(dá)開始通電時位置信號發(fā)生器46發(fā)出的信號編碼既不是1111也不是1110，就可以認(rèn)為存在一個不正常狀況。如果檢測到一個不正常的信號，操作控制裝置71就發(fā)出一個速度降低信號給速度控制裝置69來降低馬達(dá)50的速度以再次檢查信號編碼。如果該不正常的信號是由暫時的干擾或噪音引起的，則在大多數(shù)情況下，該不正常的信號在上述檢查過程中將變成一個正常的信號。如果被確定為一個正常的信號，則馬達(dá)50恢復(fù)到正常的速度。如果在上述檢查過程中被確定為一個不正常的信號，操作控制裝置71則發(fā)出一個停止信號給起動/停止控制裝置68使馬達(dá)50停止。然后，對該信號的編碼再進(jìn)行檢查，如果該信號是一個不正常的信號，則將開/閉閥34關(guān)閉使氣體供給停止，并用例如電氣信號器(buzzer)(未示出)指示出不正常的狀況。位置信號發(fā)生器46發(fā)出的信號是在降低馬達(dá)速度時進(jìn)行檢查的。其原因是由于當(dāng)電機(jī)高速轉(zhuǎn)動時，諸如編碼器或電位器等這樣的位置信號發(fā)生器46可能產(chǎn)生干擾，因此就需要在電機(jī)以低速轉(zhuǎn)動或停止后進(jìn)行這種檢查，以便消除由暫時的干擾或噪音所造成的錯誤檢查結(jié)果。
如果沒有檢測出不正常信號，正常的工作過程繼續(xù)進(jìn)行，則由位置信號發(fā)生器46檢測的信號編碼隨著馬達(dá)50的轉(zhuǎn)動而變化。當(dāng)關(guān)閉件到達(dá)圖16中的60度角與120度角之間的中間位置(編碼1100)時，在速度控制裝置69的控制下減小對馬達(dá)50的功率供給，從而降低馬達(dá)50的轉(zhuǎn)速。當(dāng)以這種低速轉(zhuǎn)動的馬達(dá)50使關(guān)閉件達(dá)到120度角(編碼1011)時，通過起動/停止控制裝置68終止對馬達(dá)50的功率供給，同時縮短馬達(dá)50接線端之間的距離以對馬達(dá)進(jìn)行制動并使馬達(dá)50立刻停止。由于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速被降低，因此能夠在角度稍微超過的情況下使馬達(dá)立刻停下來。這樣，在由編碼1011所確定的角度范圍內(nèi)確定位置是可能的，從而保證了穩(wěn)定的和精確的氣體流量。
至此在上面的實(shí)施例中所述的氣體流量控制器具有能夠在保持氣體流量精度和降低能量消耗的同時達(dá)到高的縮減比的效果，以及下面的一些效果(1)來自位置信號發(fā)生器的信號的次序被存貯起來，以便根據(jù)目標(biāo)位置、目前位置和轉(zhuǎn)動方向估計(jì)下一個信號。估計(jì)的信號用于檢查來自位置信號發(fā)生器的信號是否正確。因此，可以檢測出不正常的信號以避免錯誤的工作過程而保證高的可靠性。
(2)為了再次檢查被檢測的來自位置信號發(fā)生器的不正常的信號，馬達(dá)被減速或停止。因此，可以避免由暫時的干擾或噪音所造成的錯誤工作過程。
圖31示出了本發(fā)明的氣體流量控制器的第六個實(shí)施例。該氣體流量控制器包括一個響應(yīng)來自位置信號發(fā)生器46的開關(guān)的目前位置信號T2和用于選擇關(guān)閉件的轉(zhuǎn)動方向的目標(biāo)位置信號T1的方向選擇裝置72;以及一個發(fā)出代表著由方向選擇裝置72所選擇的方向的驅(qū)動信號給馬達(dá)驅(qū)動裝置49的驅(qū)動控制裝置54。方向選擇裝置72中有一個判斷裝置73。如果目標(biāo)位置信號指出開關(guān)的完全關(guān)閉位置，判斷裝置73則選擇了一個方向使開關(guān)能經(jīng)過最短的距離返回到完全關(guān)閉位置。如果目標(biāo)位置信號指示的不是完全關(guān)閉位置，判斷裝置73則選擇一個方向使開關(guān)不經(jīng)過完全關(guān)閉位置。
參照圖31，位置信號發(fā)生器46始終監(jiān)測著包括將使開關(guān)停止的位置和不使開關(guān)停止的其它中間位置的目前位置。當(dāng)由于燃燒量需要改變而要改變目標(biāo)位置時，方向選擇裝置72將參考目前位置確定是順時針還是反時針轉(zhuǎn)動開關(guān)。然后，驅(qū)動控制裝置54起動馬達(dá)驅(qū)動裝置49使馬達(dá)轉(zhuǎn)動。當(dāng)開關(guān)達(dá)到目標(biāo)位置后，馬達(dá)驅(qū)動裝置49被停止。在這種情況下，如果目標(biāo)位置是完全關(guān)閉位置，則由方向選擇裝置72選擇最短距離的方向，如果不是完全關(guān)閉位置，則選擇開關(guān)不經(jīng)過完全關(guān)閉位置的方向。如前所述，對馬達(dá)驅(qū)動裝置49的驅(qū)動只要用很短的時間，在這段時之內(nèi)將使燃燒量改變。結(jié)果，可以忽略產(chǎn)生的熱量并且在電源的額定負(fù)荷內(nèi)只工作一段短的時間。因此，可以容易地使用體積小重量輕的電源。顯然，馬達(dá)驅(qū)動裝置的工作時間要大大地短于燃燒時間。
位置信號發(fā)生器46的輸出信號圖案與關(guān)閉件在每一個位置的燃燒量之間的變化關(guān)系預(yù)先存貯的方向選擇裝置72中。根據(jù)燃燒對象的情況或起動或停止指令來確定的目標(biāo)位置信號與目前位置信號相互之間進(jìn)行比較，以便為馬達(dá)驅(qū)動裝置49選擇轉(zhuǎn)動方向。在這種情況下，方向選擇裝置72的判斷裝置73以下述方式工作如果開關(guān)從完全關(guān)閉位置開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)從圖24中看時，馬達(dá)是反時針方向轉(zhuǎn)動的，以便先點(diǎn)燃副燃燒器。如果使開關(guān)轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置，那么馬達(dá)是在開關(guān)能經(jīng)過最短距離到達(dá)角(a)位置的方向上轉(zhuǎn)動。根據(jù)判斷結(jié)果，方向選擇裝置72的極性改變裝置74使驅(qū)動控制裝置54改變馬達(dá)的電源的極性。操作驅(qū)動控制裝置54使馬達(dá)電流接通和關(guān)閉或使馬達(dá)的轉(zhuǎn)動停止。
為了避免氣體燃燒裝置的爆燃，采用一個著火順序，首先點(diǎn)燃副燃燒器，然后再點(diǎn)燃主燃燒器。通過轉(zhuǎn)動本發(fā)明中的關(guān)閉件37可以容易地實(shí)現(xiàn)這個順序。如果為了點(diǎn)燃燃燒器，關(guān)閉件錯誤地從角(a)(圖24)處順時針轉(zhuǎn)動，在區(qū)域P和O的位置信號能夠被立刻檢測出來，因此可以通過錯誤操作本身將錯誤檢測出來。
由于一當(dāng)接收到停止指令時，開關(guān)就在從目前位置到關(guān)閉位置的最短距離的方向上被轉(zhuǎn)動，因此能夠有利地縮短開關(guān)的滑動距離，從而有助于改善具有一定壽命的開關(guān)的耐用性。
如至止所描述的，這個實(shí)施例的氣體流量控制器能夠達(dá)到前面所述的相同的效果，以及下面的一些效果。
(1)由于關(guān)閉件在經(jīng)過最短的距離達(dá)到完全關(guān)閉氣體供給的關(guān)閉位置方向上轉(zhuǎn)動，因此可以縮短從開始需要停止氣體供給到使燃燒器熄火之間的時間。這就避免了對只有小熱容量的物體的過量加熱。尤其是可以避免可能由于過分加熱而引起的飲具中的食物的溢出。
(2)在氣體流量控制器的結(jié)構(gòu)中，開關(guān)的關(guān)閉件是轉(zhuǎn)動的，因此，與電磁閥相比，其阻止氣體流動的可靠性是極高的。
(3)即使代表著不使關(guān)閉件停止位置的那些中間位置信號也可以由位置信號發(fā)生器獲得。因此，如果關(guān)閉件正在由方向選擇裝置指示的方向上轉(zhuǎn)動時，可以迅速地對其位置信號進(jìn)行檢查，由此改善了工作的可靠性。
下面將描述圖11至圖16中所示的本發(fā)明的第一個實(shí)施例的另一個要點(diǎn)，特別是開關(guān)35。
開關(guān)35包括一個關(guān)閉件36，在該關(guān)閉件36的周壁上有多個孔38和槽39，通過轉(zhuǎn)動關(guān)閉件36，這些孔38和槽39使多個通道40變換、打開和關(guān)閉。這些通道40與關(guān)閉件36的孔38和槽39相對應(yīng)，還有一些與這些通道40相對應(yīng)的孔口41，其中相對于前一個槽每個槽39的周向長度設(shè)置得比離開關(guān)閉件36的軸44較遠(yuǎn)的位置上的槽39的周向長度要長。
采用這個實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，通過關(guān)閉件36的轉(zhuǎn)動，使多個通道40變換、打開和關(guān)閉。由氣體流過的一組通道40可以根據(jù)關(guān)閉件36的停止位置設(shè)置在預(yù)先確定的位置上。在每個通道40處設(shè)有一個不同直徑的孔。這樣，通過根據(jù)關(guān)閉件的停止位置選擇一組氣體流過的所要求的孔口41，就能夠從最大燃燒量到最小燃燒量逐漸地改變氣體流量。由于縮減比是依據(jù)孔口的直徑確定的，因此，可以按照希望那樣來設(shè)計(jì)高的縮減比。由于氣體流量精度也僅僅取決于孔口的直徑，因此也可以保證高的氣體流量精度。由于氣體流過關(guān)閉件壁上的孔38和槽39到達(dá)孔口41，氣體流量逐漸變化(例如變化五級或六級)的結(jié)構(gòu)得以容易地實(shí)現(xiàn)。由于采用了結(jié)構(gòu)簡單的通道，因此可以容易地尺寸緊湊地對氣體流量控制器進(jìn)行成批生產(chǎn)。此外，相對于前一個槽39，關(guān)閉件36的每個槽39的周向長度設(shè)置得比處于距關(guān)閉件36的軸44較遠(yuǎn)位置的槽39的周向長度要長。因此，在對關(guān)閉件36的外周壁進(jìn)行切削加工時(此時關(guān)閉件36的軸44用夾具夾緊并使其旋轉(zhuǎn)，而且切削刀具切削關(guān)閉件36的外周壁)，將不可能造成所謂的“振刀”現(xiàn)象，即造成不規(guī)則的波紋切削表面，因?yàn)樵陉P(guān)閉件36的軸44的附近，關(guān)閉件36的撓曲強(qiáng)度很高，而在這些位置上只有那些周向長度較短的槽。因此，可以保證關(guān)閉件36的例如圓度、直度和表面粗糙度的穩(wěn)定的加工精度。根據(jù)采用在靠近軸44處加工周向長度較長的關(guān)閉件的試驗(yàn)，在切削加工過程中出現(xiàn)了振刀現(xiàn)象，從而不能保證關(guān)閉件的圓度、直度和表面粗糙度的穩(wěn)定的加工精度。用這樣的關(guān)閉件組裝的開關(guān)被往復(fù)轉(zhuǎn)動以對其進(jìn)行耐久性試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，在還沒有達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)的很少的一些轉(zhuǎn)數(shù)之后就出現(xiàn)了以下的一些問題，即，由于缺乏潤滑脂，開關(guān)殼體和關(guān)閉件之間出現(xiàn)部分接觸，開關(guān)殼體和關(guān)閉件之間的滑動表面上發(fā)現(xiàn)了部分磨損傷痕，以及發(fā)生泄漏等。對于這種情況，采用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的關(guān)閉件能夠順利地達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)。
如上所述，該實(shí)施例的氣體流量控制器能夠達(dá)到以下的效果(1)通過關(guān)閉件的轉(zhuǎn)動而對多個通道進(jìn)行變換、打開和關(guān)閉的全部孔和槽都制作在關(guān)閉件的周壁上。這些孔和槽能夠全部地或單獨(dú)地與孔口相聯(lián)通。因此，有利于獲得具有高精度的氣體流量并容易地且尺寸緊湊地進(jìn)行成批生產(chǎn)的氣體流量控制器。
(2)由于關(guān)閉件的每個槽的周向長度在靠近軸的位置設(shè)置得較短，因此，關(guān)閉件的例如圓度、直度和表面粗糙度的穩(wěn)定加工精度以及突出的工作耐久性得以保證。
下面將對圖19至24中示出的本發(fā)明的第二個實(shí)施例的另一個要點(diǎn)進(jìn)行描述，尤其是開關(guān)35。
開關(guān)35包括關(guān)閉件36，在關(guān)閉件36的周壁上有一些孔61和槽62，當(dāng)轉(zhuǎn)動關(guān)閉件時用于變換、打開和關(guān)閉多個通道40;具有與關(guān)閉件36的孔61和槽62相對應(yīng)的多個通道40的開關(guān)殼體37;以及對應(yīng)于多個通道40而作的一些孔口41;其中導(dǎo)向孔36a位于關(guān)閉件36內(nèi)并在其軸向方向上，關(guān)閉件36的底部是開著的，相對著多個孔口59中的直徑最大的孔口59a的關(guān)閉件36的通道61a設(shè)置在錐形關(guān)閉件36的直徑大于對應(yīng)于其它孔口的其它通道的位置處的直徑的地方。
采用本實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)動關(guān)閉件36，使多個通道60變換、打開和關(guān)閉。根據(jù)關(guān)閉件36的停止位置可以將氣體流過的一組通道60確定在預(yù)先確定的位置上。每個通道處都設(shè)有一個不同直徑的孔口59。這樣，根據(jù)關(guān)閉件的停止位置，通過按要求選擇一組氣體流過的孔口59，就可從最大燃燒量到最小燃燒量逐級地改變氣體流量。由于縮減比是根據(jù)孔口的直徑確定的，因此可以按照人們的希望設(shè)計(jì)高的縮減比。同樣也可以保證高精度的氣體流動，因?yàn)樗鼉H僅取決于孔口的直徑。由于氣體從關(guān)閉件內(nèi)沿著其軸向制作的并且其底部為開著的導(dǎo)向孔36a進(jìn)入，然而流過關(guān)閉件36的孔61和槽62到達(dá)孔口59，因此容易實(shí)現(xiàn)氣體流量逐級變化(例如五級或六級)的結(jié)構(gòu)。此外，由于與具有最大直徑的孔口59a相對應(yīng)的通道布置在錐形關(guān)閉件36具有較大直徑的位置上，因此在小尺寸的關(guān)閉件36中能夠獲得橫截面積相對大的通道。這樣，即使使用小尺寸的關(guān)閉件，也能保證通道中壓力損失很低。
如上所述，本實(shí)施例的氣體流量控制器能夠達(dá)到以下的效果(1)對應(yīng)于具有最大直徑的孔口的關(guān)閉件的通道布置在錐形關(guān)閉件的直徑大于對應(yīng)于其它孔口的其它孔道處的直徑的位置上。因此，即使采用能夠多級改變氣體流量的結(jié)構(gòu)，也可以獲得具有大流通面積的通道的和在通道中低壓力損失的，并且是緊湊的氣體流量控制器。
(2)由于對應(yīng)于具有最大直徑的孔口的通道布置在關(guān)閉件具有較大直徑的位置處，因此，通過以等分的角度轉(zhuǎn)動關(guān)閉件對氣體流量進(jìn)行多級改變的設(shè)計(jì)方案可以很容易地實(shí)現(xiàn)。
(3)由于所有的孔口可以制作在一塊單獨(dú)的板上，從而能夠容易地實(shí)現(xiàn)氣體原料的大量生產(chǎn)和改變。
權(quán)利要求
1.一種氣體控制器包括一個用于變換、打開和關(guān)閉多個通道的開關(guān)，一個具有與所述多個通道相對應(yīng)的多個孔口的多孔板，一個用于驅(qū)動以使所述開關(guān)轉(zhuǎn)動的馬達(dá)驅(qū)動裝置，一個具有一個安裝在所述開關(guān)的軸上的位置信號發(fā)生器和一個響應(yīng)來自所述位置信號發(fā)生器的信號以判斷所述開關(guān)的位置的位置確定裝置，以及一個響應(yīng)目標(biāo)位置信號和來自所述位置確定裝置的目前位置信號以對所述馬達(dá)驅(qū)動裝置發(fā)送驅(qū)動信號的驅(qū)動控制裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，其中所述位置信號發(fā)生器由絕對型編碼器構(gòu)成，所述編碼器采用多種組合的二進(jìn)制位數(shù)編碼信號指定多個開關(guān)停止位置和中間位置。
3.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，其中所述位置信號發(fā)生器由絕對型編碼器構(gòu)成，由所述編碼器輸出的用于指定多個開關(guān)停止位置和中間位置的信號是相應(yīng)于轉(zhuǎn)動角度的二進(jìn)制位數(shù)編碼(格雷碼)信號。
4.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，其中所述位置信號發(fā)生器由絕對型編碼器組成，由所述編碼器的輸出信號指定多個開關(guān)停止位置和中間位置，且其中只有開關(guān)的完全關(guān)閉位置前后的那些中間位置進(jìn)行了劃分以對應(yīng)不同的輸出信號。
5.如權(quán)利要求
4所述的氣體控制器，其中在所述位置信號發(fā)生器中，在所述開關(guān)的完全關(guān)閉位置前后的中間位置處的劃分點(diǎn)設(shè)定在當(dāng)所述開關(guān)朝著完全關(guān)閉位置轉(zhuǎn)動而氣體通道剛要關(guān)閉之前的位置上。
6.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，包括一個響應(yīng)所述開關(guān)的目標(biāo)位置信號和來自所述位置確定裝置的信號的操作控制裝置，一個響應(yīng)來自所述操作控制裝置的信號用于對所述馬達(dá)驅(qū)動裝置發(fā)送信號的驅(qū)動控制裝置，和一個用于當(dāng)所述馬達(dá)驅(qū)動裝置置于反向轉(zhuǎn)動時，輸出一個驅(qū)動停止信號，而經(jīng)過一預(yù)定時間間隔之后，又輸出一個反向信號的定時裝置。
7.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，包括一個響應(yīng)所述開關(guān)的目標(biāo)位置信號和來自所述位置確定裝置的信號的操作控制裝置，一個響應(yīng)來自所述操作控制裝置的信號，用于調(diào)節(jié)由所述馬達(dá)驅(qū)動裝置所確定的速度的速度控制裝置，和一個用于起動和停止所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的起動/停止控制裝置。
8.如權(quán)利要求
7所述的氣體控制器，其中所述位置信號發(fā)生器貯存目標(biāo)位置信號前后的估計(jì)的信號，由此當(dāng)檢測所述估計(jì)的信號時，所述速度控制裝置使所述馬達(dá)驅(qū)動裝置在降低的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)檢測到所述目標(biāo)位置信號時，所述起動/停止控制裝置使所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
9.如權(quán)利要求
8所述的氣體控制器，其中在開始驅(qū)動所述馬達(dá)驅(qū)動裝置時，在一預(yù)定時間間隔內(nèi)輸入最大的功率，而不管此時的位置信號如何。
10.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，包括一個輸出對應(yīng)于所述開關(guān)的位置的信號的位置信號發(fā)生器，一個響應(yīng)所述位置信號用于判斷開關(guān)的位置的位置判斷裝置，一個貯存位置信號出現(xiàn)的次序和根據(jù)目標(biāo)位置信號和來自所述位置判斷裝置的信號來判斷位置信號是否正確的操作控制裝置，和一個響應(yīng)來自所述操作控制裝置的信號、用于控制所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的驅(qū)動控制裝置。
11.如權(quán)利要求
10所述的氣體控制器，其中所述驅(qū)動控制裝置包括一個用于起動和停止所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的起動/停止控制裝置，當(dāng)檢測到不正常的位置信號時，所述驅(qū)動控制裝置使所述馬達(dá)驅(qū)動裝置停止并檢查開關(guān)的位置。
12.如權(quán)利要求
10所述的氣體控制器，其中所述驅(qū)動控制裝置包括一個用于起動和停止所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的起動/停止控制裝置和一個用于使所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)減低速度的速度控制裝置，由此當(dāng)檢測到不正常的位置信號時，使所述馬達(dá)驅(qū)動裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)速度降低以再次檢查位置信號。
13.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，包括一個響應(yīng)來自所述開關(guān)位置信號發(fā)生器的目前位置信號和目標(biāo)位置信號、用于選擇所述開關(guān)的轉(zhuǎn)動方向的方向選擇裝置，和一個給所述馬達(dá)驅(qū)動裝置發(fā)送代表著由所述方向選擇裝置選擇的方向的驅(qū)動信號的驅(qū)動控制裝置。
14.如權(quán)利要求
13所述的氣體控制器，其中所述方向選擇裝置包括一個判斷裝置，由此當(dāng)所述目標(biāo)位置信號指示出所述開關(guān)的完全關(guān)閉位置時，所述判斷裝置就選擇一個從目前位置到所述完全關(guān)閉位置的距離最短的方向，而當(dāng)所述目標(biāo)位置信號指示的不是所述完全關(guān)閉位置時，則由所述判斷裝置選擇一個所述開關(guān)不經(jīng)過所述完全關(guān)閉位置的方向。
15.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，其中所述開關(guān)包括一個關(guān)閉件，所述關(guān)閉件的周壁上有多個孔和槽，當(dāng)關(guān)閉件轉(zhuǎn)動時，所述多個孔和槽使多個通道變換、打開和關(guān)閉，所述開關(guān)還包括一個具有與所述孔和槽相對應(yīng)的所述多個通道的開關(guān)殼體，和與所述多個通道相對應(yīng)的多個孔口，相對于前一個槽，其中每個槽的周向長度設(shè)置得比處于離所述關(guān)閉件的軸較遠(yuǎn)位置上的另一個槽的周向長度要長。
16.如權(quán)利要求
1所述的氣體控制器，其中所述開關(guān)包括一個關(guān)閉件，所述關(guān)閉件的周壁上有多個孔和槽，當(dāng)關(guān)閉件轉(zhuǎn)動時，所述多個孔和槽使多個通道變換、打開和關(guān)閉，所述開關(guān)還包括一個具有與所述孔和槽相對應(yīng)的所述多個通道的開關(guān)殼體，和與所述多個通道相對應(yīng)的多個孔口，其中在所述關(guān)閉件內(nèi)部沿關(guān)閉件的軸向方向上開有一個導(dǎo)向孔，所述關(guān)閉件的底部是開著的，與所述多個孔口中具有最大直徑的孔口相對應(yīng)的所述關(guān)閉件的通道布置在所述錐形關(guān)閉件比在與其它孔口對應(yīng)的其它通道位置處具有大直徑的位置處。
專利摘要
在調(diào)節(jié)氣體燃燒裝置的氣體燃燒量時所采用的一種氣體流量控制器。該氣體流量控制器的結(jié)構(gòu)中，用馬達(dá)轉(zhuǎn)動位于開關(guān)內(nèi)部的關(guān)閉件。在該關(guān)閉件的軸線方向上設(shè)置有多個孔，在關(guān)閉件外壁周向設(shè)置有與孔一一對應(yīng)的多個槽。該開關(guān)用于變換、打開和關(guān)閉多個孔口通道。根據(jù)來自辨別開關(guān)位置的位置確定裝置信號來驅(qū)動馬達(dá)。該氣體流量控制器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠保證高的氣體流量精度、高的縮減比和低的能量消耗。
文檔編號G05D7/06GK87103348SQ87103348
公開日1987年12月9日 申請日期1987年5月7日
發(fā)明者白井滋, 山本芳雄, 長岡行夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan