JPH063327B2 - 膨張機の制御装置 - Google Patents
膨張機の制御装置Info
- Publication number
- JPH063327B2 JPH063327B2 JP3328287A JP3328287A JPH063327B2 JP H063327 B2 JPH063327 B2 JP H063327B2 JP 3328287 A JP3328287 A JP 3328287A JP 3328287 A JP3328287 A JP 3328287A JP H063327 B2 JPH063327 B2 JP H063327B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- expander
- pressure
- signal
- controller
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばヘリウム液化冷凍装置などに用いられ
る膨張タービンなどの膨張機の制御装置に関するもので
ある。
る膨張タービンなどの膨張機の制御装置に関するもので
ある。
ヘリウム液化冷凍装置などに用いられる膨張タービンな
どの膨張機は、その入口圧力が高過ぎず、かつ、入口ま
たは出口温度が低過ぎない条件で運転する必要がある
が、従来はその運転操作は手動操作、もしくは圧力制御
を単独ループで行う程度の方法が採用されていた。
どの膨張機は、その入口圧力が高過ぎず、かつ、入口ま
たは出口温度が低過ぎない条件で運転する必要がある
が、従来はその運転操作は手動操作、もしくは圧力制御
を単独ループで行う程度の方法が採用されていた。
なお、膨張機の制御について述べた先行技術文献として
は特開昭５７−１０８５５７号等がある。
は特開昭５７−１０８５５７号等がある。
従来の制御方法では、膨張機の冷熱発生量が冷凍負荷よ
りも大なる場合は、膨張機の温度が異常に低下し、膨張
機の処理ガスが膨張機内で液化して膨張機の破損に至ら
しめたり、あるいは膨張機へのガス流量不足により、冷
凍装置としての効率が大巾に低下したり、また、逆にガ
ス流量過大で膨張機の入口圧力が異常上昇して膨張機が
過負荷となり、極端な場合は過速度により膨張機停止の
やむなきに至るなど、運転の経済性および信頼性が低い
欠点があった。
りも大なる場合は、膨張機の温度が異常に低下し、膨張
機の処理ガスが膨張機内で液化して膨張機の破損に至ら
しめたり、あるいは膨張機へのガス流量不足により、冷
凍装置としての効率が大巾に低下したり、また、逆にガ
ス流量過大で膨張機の入口圧力が異常上昇して膨張機が
過負荷となり、極端な場合は過速度により膨張機停止の
やむなきに至るなど、運転の経済性および信頼性が低い
欠点があった。
本発明の目的は、従来技術の欠点を除去し、運転状況の
変化に追従して常に膨張機の温度低下ならびに膨張機の
圧力上昇を自動的に防止し、効率低下がなく安定した運
転が可能で、経済性，信頼性が共に高い膨張機の制御装
置を提供するとにある。
変化に追従して常に膨張機の温度低下ならびに膨張機の
圧力上昇を自動的に防止し、効率低下がなく安定した運
転が可能で、経済性，信頼性が共に高い膨張機の制御装
置を提供するとにある。
上記目的は、膨張機入口弁を備えた膨張機において、膨
張機出口圧力を検出し、その検出圧力が設定値より外れ
た場合、膨張入口弁の開度を増減するカスケード制御可
能な圧力調節計と、膨張機出口温度を検出し、その検出
温度が設定値より外れた場合信号を発信し、制御信号リ
ミッタを通して前記圧力調節計の制定値を変える温度調
節計を設け、前記制御信号リミッタは、温度調節計から
の出力信号が信号設定巾以内であればそのまま圧力調節
計側へ出力し、信号設定巾を越えた場合は、信号設定以
内に押えた信号を圧力調節計側へ出力する機能を備えた
ことにより達成される。
張機出口圧力を検出し、その検出圧力が設定値より外れ
た場合、膨張入口弁の開度を増減するカスケード制御可
能な圧力調節計と、膨張機出口温度を検出し、その検出
温度が設定値より外れた場合信号を発信し、制御信号リ
ミッタを通して前記圧力調節計の制定値を変える温度調
節計を設け、前記制御信号リミッタは、温度調節計から
の出力信号が信号設定巾以内であればそのまま圧力調節
計側へ出力し、信号設定巾を越えた場合は、信号設定以
内に押えた信号を圧力調節計側へ出力する機能を備えた
ことにより達成される。
圧力調節計３はガスケード制御可能となっており、その
設定値よりも検出圧力が上昇した場合は膨張機入口弁２
の開度を減じる如く、逆に検出圧力が設定値より低下し
た場合は膨張機入口弁２の開度を増す如く作用して、膨
張機10の入口圧力は圧力調節計３の設定値と一致する如
く自動的に制御される。
設定値よりも検出圧力が上昇した場合は膨張機入口弁２
の開度を減じる如く、逆に検出圧力が設定値より低下し
た場合は膨張機入口弁２の開度を増す如く作用して、膨
張機10の入口圧力は圧力調節計３の設定値と一致する如
く自動的に制御される。
一方、温度調節計１は、その設定値よりも検出温度が上
昇した場合は圧力調節計３の設定値を上昇させて膨張機
10の負荷を増す如く、逆に検出温度が設定値より低下し
た場合は圧力調節計３の設定値を低下させて膨張機10の
負荷を減じる如く作用して、膨張機10の入口温度は温度
調節計３の設定値と一致する如く自動的に制御される。
昇した場合は圧力調節計３の設定値を上昇させて膨張機
10の負荷を増す如く、逆に検出温度が設定値より低下し
た場合は圧力調節計３の設定値を低下させて膨張機10の
負荷を減じる如く作用して、膨張機10の入口温度は温度
調節計３の設定値と一致する如く自動的に制御される。
そして、温度調節計１の出力信号と圧力調節計３の設定
信号入力側との間に設けた制御信号リミッタ４は、その
信号設定巾よりも温度調節設計１からの信号が上昇、ま
たは低下しても、自動的にその信号設定巾以内に押える
如く昨用するため、圧力調節計３の設定値が極端に変化
しプロセスに悪影響を与えることを防止する。
信号入力側との間に設けた制御信号リミッタ４は、その
信号設定巾よりも温度調節設計１からの信号が上昇、ま
たは低下しても、自動的にその信号設定巾以内に押える
如く昨用するため、圧力調節計３の設定値が極端に変化
しプロセスに悪影響を与えることを防止する。
以下、本発明をヘリウム液化冷凍装置用膨張タービンに
適用した一実施例を図面によって説明する。
適用した一実施例を図面によって説明する。
第１図において、３はカスケード制御可能な圧力調節計
であり、その設定値よりも検出圧力が上昇した場合は膨
張機入口弁２の開度を減じる如く、逆に検出圧力が設定
値より低下した場合は膨張機入口弁２の開度を増す如く
作用する。
であり、その設定値よりも検出圧力が上昇した場合は膨
張機入口弁２の開度を減じる如く、逆に検出圧力が設定
値より低下した場合は膨張機入口弁２の開度を増す如く
作用する。
１は温度調節計であり、その設定値よりも検出温度が上
昇した場合は圧力調節計３の制定値を制御信号リミッチ
４を通じて上昇させ、逆に検出温度が設定値より低下し
た場合は圧力調節計３の設定値を制御信号リミッタ４を
通じて低下させる如く作用する。
昇した場合は圧力調節計３の制定値を制御信号リミッチ
４を通じて上昇させ、逆に検出温度が設定値より低下し
た場合は圧力調節計３の設定値を制御信号リミッタ４を
通じて低下させる如く作用する。
４は制御信号リミッタであり、温度調節計１の出力信号
と圧力調節計３の設定信号入力側との間に設けられ、あ
らかじめ設定された信号設定巾に対し、温度調節計１か
らの信号がその信号設定巾以内であればそのまま圧力調
節計３側へ出力し、温度調節計１からの信号が前記信号
設定巾を越えた場合は、前記信号設定巾以内に押えた信
号を圧力調節計３側へ出力する如く作用する。
と圧力調節計３の設定信号入力側との間に設けられ、あ
らかじめ設定された信号設定巾に対し、温度調節計１か
らの信号がその信号設定巾以内であればそのまま圧力調
節計３側へ出力し、温度調節計１からの信号が前記信号
設定巾を越えた場合は、前記信号設定巾以内に押えた信
号を圧力調節計３側へ出力する如く作用する。
圧縮機（図示せず）からの圧縮ガスは管５から冷凍機６
へ供給され、冷凍機６からの低圧リサイクルガスは管７
から圧縮機へ回収される。８は例えば超電導マグネット
などの冷凍負荷である。11ないし15は熱交換器、16はＪ
−Ｔ弁、９および10は膨張タービンなどの膨張機であ
る。
へ供給され、冷凍機６からの低圧リサイクルガスは管７
から圧縮機へ回収される。８は例えば超電導マグネット
などの冷凍負荷である。11ないし15は熱交換器、16はＪ
−Ｔ弁、９および10は膨張タービンなどの膨張機であ
る。
以上の構成において、各制御装置の動作を第１図および
第２図をもとに説明する。
第２図をもとに説明する。
冷凍負荷８と冷熱発生量が平衡している時は、温度調節
計１の設定値と検出温度が一致するため、第２図のステ
ップ１００に示す如く、温度調節計１の出力は変化しな
い。
計１の設定値と検出温度が一致するため、第２図のステ
ップ１００に示す如く、温度調節計１の出力は変化しな
い。
冷凍負荷８が増加し冷熱が不足気味となった時は、膨張
機10の入口温度が上昇し、温度調節計１の設定値よりも
検出温度が上昇するので、これをステップ１１０で判定
し、ステップ１２０でＰＩＤ演算など所定の制御演算を
行なったのち、その出力を制御信号リミッタ４の入力側
へ出力する。
機10の入口温度が上昇し、温度調節計１の設定値よりも
検出温度が上昇するので、これをステップ１１０で判定
し、ステップ１２０でＰＩＤ演算など所定の制御演算を
行なったのち、その出力を制御信号リミッタ４の入力側
へ出力する。
この場合、温度調節計１の出力は増加する如く構成す
る。
る。
制御信号リミッタ４では、ステップ１３０でその信号が
あらかじめ設定された上限信号よりも大きいか否かを判
定し、大きい時はステップ１４０で上限信号に加工し、
逆に上限信号以下の時は温度調節計１からの信号をその
まま圧力調節計３のカスケード設定入力側へ出力する
（ステップ１５０）。
あらかじめ設定された上限信号よりも大きいか否かを判
定し、大きい時はステップ１４０で上限信号に加工し、
逆に上限信号以下の時は温度調節計１からの信号をその
まま圧力調節計３のカスケード設定入力側へ出力する
（ステップ１５０）。
圧力調節計３は、制御信号リミッタ４から与えられた設
定値と検出圧力とが一致している時は、ステップ１６０
に示す如く圧力調節計３の出力は変化しないが、若し検
出圧力の方が上昇した時は、ステップ１７０でこれを判
定し、ステップ１８０でＰＩＤ演算など必要な制御演算
を行ない、その結果に基きステップ１９０で膨張機入口
弁２の開度を設定値と検出圧力とが一致するまで減じ続
ける。
定値と検出圧力とが一致している時は、ステップ１６０
に示す如く圧力調節計３の出力は変化しないが、若し検
出圧力の方が上昇した時は、ステップ１７０でこれを判
定し、ステップ１８０でＰＩＤ演算など必要な制御演算
を行ない、その結果に基きステップ１９０で膨張機入口
弁２の開度を設定値と検出圧力とが一致するまで減じ続
ける。
逆に検出圧力が設定値よりも低下した時は、ステップ２
００でこれを判定し、ステップ２１０でＰＩＤ演算等な
ど所定の制御演算を行ない、その結果に基きステップ２
２０で膨張機人口弁２の開度を設定値と検出圧力とが一
致するまで増し続ける。
００でこれを判定し、ステップ２１０でＰＩＤ演算等な
ど所定の制御演算を行ない、その結果に基きステップ２
２０で膨張機人口弁２の開度を設定値と検出圧力とが一
致するまで増し続ける。
圧力調節計３はこのように作用するので、膨張機10の入
口圧力は、制御信号リミッタ４から与えられる圧力調節
計３からの設定圧力と一致する如く自動的に制御され
る。
口圧力は、制御信号リミッタ４から与えられる圧力調節
計３からの設定圧力と一致する如く自動的に制御され
る。
一方、冷凍負荷８が減少して冷熱が余剰となった時は、
膨張機10の入口温度は温度調節計１の設定値よりも低下
するので、これをステップ２３０で判定し、ステップ２
４０でＰＩＤ演算など所定の制御演算を行なった後、そ
の出力を制御信号リミッタ４の入力側へ出力する。
膨張機10の入口温度は温度調節計１の設定値よりも低下
するので、これをステップ２３０で判定し、ステップ２
４０でＰＩＤ演算など所定の制御演算を行なった後、そ
の出力を制御信号リミッタ４の入力側へ出力する。
この場合、温度調節計１の出力は減少する如く構成す
る。
る。
制御信号リミツタ４では、ステップ２５０でその信号が
あらかじめ設定された下限信号よりも小さいか否かを判
定し、小さい時はステップ２６０で下限信号に加工し、
反対に下限信号以上の時は温度調節計１からの信号をそ
のまま圧力調節計３のカスケード設定入力側へ出力する
（ステップ２７０）。
あらかじめ設定された下限信号よりも小さいか否かを判
定し、小さい時はステップ２６０で下限信号に加工し、
反対に下限信号以上の時は温度調節計１からの信号をそ
のまま圧力調節計３のカスケード設定入力側へ出力する
（ステップ２７０）。
この場合も、圧力調節計３の作用は前述したステップ１
６０からステップ２２０までと同じである。
６０からステップ２２０までと同じである。
即ち、本発明では、温度調節計１をマスタ調節計とし、
圧力調節計３をマイナー調節計とする制御ループを構成
しているため、膨張機10の人口温度，圧力共自動制御さ
れる。おして、圧力調節計３の制定値が極端に変化する
のを防止する如く、制御信号リミッタ４は作用する。
圧力調節計３をマイナー調節計とする制御ループを構成
しているため、膨張機10の人口温度，圧力共自動制御さ
れる。おして、圧力調節計３の制定値が極端に変化する
のを防止する如く、制御信号リミッタ４は作用する。
本発明によれば、従来技術の欠点を除去した運転状況の
変化に自動的に追従して、常に膨張機の温度変動ならび
に膨張機入口圧力の過大な変動を自動的に防止すること
ができ、経済性、信頼性が共に高い膨張機の制御装置を
得ることができる。
変化に自動的に追従して、常に膨張機の温度変動ならび
に膨張機入口圧力の過大な変動を自動的に防止すること
ができ、経済性、信頼性が共に高い膨張機の制御装置を
得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すヘリウム液化冷凍装置
の系統図、第２図は制御の流れを示すフローチャートで
ある。 １……温度調節計、２……膨張機入口弁、３…圧力調節
計、４……制御信号リミッタ、５、７…管、６……冷凍
機、８……冷凍負荷、９、10……膨張機、11〜15……熱
交換器、16……Ｊ−Ｔ弁、ＰＶT……測定温度、ＳＶT…
…設定温度、ＭＶ…操作量、ＭＶＳ……制御信号リミッ
タ設定値、ＰＶP……測定圧力、ＳＶP……設定圧力
の系統図、第２図は制御の流れを示すフローチャートで
ある。 １……温度調節計、２……膨張機入口弁、３…圧力調節
計、４……制御信号リミッタ、５、７…管、６……冷凍
機、８……冷凍負荷、９、10……膨張機、11〜15……熱
交換器、16……Ｊ−Ｔ弁、ＰＶT……測定温度、ＳＶT…
…設定温度、ＭＶ…操作量、ＭＶＳ……制御信号リミッ
タ設定値、ＰＶP……測定圧力、ＳＶP……設定圧力
Claims (1)
- 【請求項１】膨張機入口弁を備えた膨張機において、膨
張機出口圧力を検出し、その検出圧力が設定値より外れ
た場合、膨張機入口弁の開度を増減するカスケード制御
可能な圧力調節計と、膨張機出口温度を検出し、その検
出温度が設定値より外れた場合信号を発信し、制御信号
リミッタを通して前記圧力調節計の設定値を変える温度
調節計を設け、前記制御信号リミッタは、温度調節計か
らの出力信号が信号設定巾以内であれがそのまま圧力調
節計側へ出力し、信号設定巾を越えた場合は、信号設定
巾以内に押えた信号を圧力調節計側へ出力する機能を備
えたことを特徴とする膨張機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328287A JPH063327B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 膨張機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328287A JPH063327B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 膨張機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201457A JPS63201457A (ja) | 1988-08-19 |
| JPH063327B2 true JPH063327B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=12382176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3328287A Expired - Lifetime JPH063327B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 膨張機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063327B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0788983B2 (ja) * | 1989-11-13 | 1995-09-27 | 株式会社神戸製鋼所 | タービン式膨張機の制御方法 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP3328287A patent/JPH063327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63201457A (ja) | 1988-08-19 |
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