JPH04130504A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は管路内を流れる流体の流量を制御するための流
量制御装置に関する。

「従来の技術Ｊ 管路内を流れる流体の流量を制御するための装置として
、たとえば熱式流量計を用いたものがある。熱式流量計
は、管路内を流れる流体を外部から加熱するとともに加
熱箇所の前後における流体の温度差を計測し、その温度
差と流体の比熱とから流量を求めるようにされたもので
ある。そして、上記の流量制御装置は、熱式流量計の上
流側にバルブを設け、このバルブの開度を熱式流量計の
計測結果に基づいて調節することで流量をフィードバッ
ク制御するように構成されてい、る。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のように流量計の計測結果に基づきバル
ブ開度を調節するようにされた流量制御装置では、バル
ブにゴミが詰まると制御不能となってしまうものである
。そして、特に、熱式流量計を用いる流量制御装置では
一般にバルブの開度が小さい範囲で使用されるものであ
って、最大流量とされたときにおいてもバルブ開度はた
とえば数十μ膳程度と極く小さいものであり、このため
、非常にゴミが詰まり易いものであり、その改善が要望
されていた。

「課題を解決するための手段」 本発明は、管路内を流れる流体の流量を流量計により計
測して、その計測結果に基づき管路の途中に設けられた
バルブの開度を調節することで流量を制御するように構
成された流量制御装置であって、前記バルブを直列に複
数設け、それらバルブの開度をそれぞれ前記流量計の計
、１１１結果Ｉこ基ついて交互にかつ周期的に増減させ
るように構成してなることを特徴としている。

「作用」 本発明の流量制御装置では、流量計による計測結果に基
づいて直列に設けられた複数のバルブの開度を調節して
流量制御を行うものであり、それらバルブの開度を交互
にかつ周期的に増減させるようになす。そして、それら
バルブの開度の増減パターンを、常にいずれ°か一方の
バルブの開度が設定流量を得るための設定開度となり、
かつ、他方のバルブの開度はそれより十分に大きくなる
ように設定することにより、管路を流れる流体の流量は
設定開度とされたバルブによって決定されて設定値に保
持される。また、そのバルブにゴミが引っ掛かったとし
ても、所定時間後にはこのノくルブの開度か大きくされ
るのでゴミは容易に通過してしまい、管路が詰まること
かない。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

第１図は本実施例の流量制御装置の全体概略構成を示す
図であって、符号Ｉは被制御流体か流れる管路、２はそ
の管路１の途中に設けられたバルブ部、３は熱式流量計
からなるセンサ部、４は制御回路であって、この制ａ回
路４は、センサ部３からの出力信号と外部から設定され
る流量設定信号とを比較して、管路１を流れる流体の流
量が設定値とな４ようにバルブ部２をフィートノくツク
制御するようにされている。

上記バルブ部２は、第２図に示すように、管路ｌに対し
て直列に配された２つのバルブ２１，２２から構成され
、これらバルブ２１．２２の開度はそれぞれ上記の制御
回路４により第３図に示すように制御されるようになっ
ている。すなわち、それらバルブ２１．２２の開度は所
定の時間間隔で交互に増減するようにされていて、一方
のバルブ２１（２２）の開度が大きくされたときには他
方のバルブ２２（２１）の開度は小さくなるようにされ
ている。そして、常にいずれか一方のバルブの開度は設
定流量値を得るための設定開度（これは、センサ部３の
検出結果に応じて刻々と変化する）に保持され、他方の
バルブの開度はそれより十分に大きくされるようになっ
ている。

また、上記のセンサ部３は、第４図に示すように、管路
１の外側に装着された発熱体３２と、その前後に位置し
て取り付けられた対の温度センサ３３．３４から構成さ
れたものである。すなわち、このセンサ部３は熱式流量
計そのものであって、発熱体３２により管路ｌ内を流れ
る流体を加熱するとともに温度センサ３３，３４により
加熱前後の流体の温度をそれぞれ計測し、その温度差Δ
Ｔと流体の定圧比熱ｃｐの値とから次の（１）式に基づ
いて流体の流量（質量流量）Ｑｓを演算部３５において
求め、その結果を上記の制御回路４に出力するように構
成されている。

ΔＴ＝に−Ｃｐ−Ｑｍ　　（ｋは定数）・−・・−（１
）上記構成の流量制御装置では、各バルブ２１２２の開
度設定パターンを第３図に示すようになしたことにより
、管路１を流れる流量を設定値に維持できることは勿論
のこと、バルブ２１．２２にゴミが詰まることを有効に
解消できるものである。すなわち、常？こいずれか一方
のバルブの開度か設定流量値を得るための設定開度に維
持されるとともに、その設定開度は他方のバルブの開度
に比して十分に小さくされているので、管路１を流れる
流体の流量はこのバルブの設定開度によって決定され、
したがって流量は設定値に保持されることになる。そし
て、そのバルブにゴミが引っ掛かったとしても、所定時
間後にはこのバルブの開度は大きくされるのでゴミは容
易に通過してしまうことになり、バルブが詰まることが
ない。したがって、特にバルブ開度が小さい範囲で状態
で使用されてゴミが詰まり易い場合に採用して好適であ
る。

また、制御対象の流体が脈動を生じている場合、すなわ
ち、流量が周期的に増減する場合には、従来の流ｔ　＄
Ｊ　ｍ装置では必ずしも十分な精度が得られないもので
あったが、上記の流量制御装置では脈動が生じている場
合にも高精度で流量を制御することが可能である。

そのことについて第５図を参照して説明する。

管路１を流れる流体の流量が第５図の上側に実線で示す
ように脈動を生じている場合、その周期に対応して各バ
ルブ２１．２２の開度を第５図の下側に示すように制御
する。つまり、流量が平均値より大きくなっているとき
には、上流側のバルブ２１の開度を流量設定値を得るた
めの設定開度となして下流側のバルブ２２の開度を大き
くし、逆に、流量が平均値より小さくなっているときに
は、下流側のバルブ２２の開度を設定開度となして上流
側のバルブ２１の開度を大きくするのである。

このように、各バルブ２１．２２の開度を脈動の周期に
対応させて設定することにより脈動を解消させることが
でき、バルブ部２を通過した後の流量は第５図の上側に
破線で示すようにほぼ平均値に維持される。したかって
、センサ部３における流量検出精度が向上し、その結果
、高精度の随員制御が可能となる。

なお、上記実施例では、センサ部に熱式流量計を用いた
構成としたが、熱式流量計に限らず他の形式の流量計を
用いることも可能である。

「発明の効果Ｊ 以上で詳細に説明したように、本発明の流量制御装置は
、流量計による計測結果に基づいて直列に設けた複数の
バルブの開度を交互にかつ周期的に増減させるように構
成したものであるから、それらバルブの開度の増減パタ
ーンを、常にいずれか一方のバルブの開度が設定流量値
を得るための設定開度となっているとともに他方のバル
ブの開度がそれより十分に大きくなるように設定するこ
とによって、管路を流れる流体の流量を設定値に保持で
きることは勿論のこと、バルブにゴミが詰まることを有
効に防止し得、しかも、制御対象の流体が脈動を生じて
いる場合にもその脈動を解消し得て高精度の制御を行い
得る、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る流量制御装置の一実
施例を示すもので、第１図はその全体概略構成図、第２
図はバルブ部の構成図、第３図はバルブの開度設定パタ
ーンを示す図、第４図はセンサ部の構成図、第５図は脈
動を解消させるための開度設定パターンを示す図である
。 ・・・・・・管路、２・・・・・・バルブ部、・・・・
・・センサ部（流量計）、４・・・・・・制御回路、１
．２２・・・・・・バルブ、 ２・・・・・・発熱体、３３．３４・・・・・・温度セ
ンサ、５・・・・・・演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管路内を流れる流体の流量を流量計により計測して、そ
   の計測結果に基づき管路の途中に設けられたバルブの開
   度を調節することで流量を制御するように構成された流
   量制御装置であって、前記バルブを直列に複数設け、そ
   れらバルブの開度をそれぞれ前記流量計の計測結果に基
   づいて交互にかつ周期的に増減させるように構成してな
   ることを特徴とする流量制御装置。