JPS5815802B2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は貯水槽或は池（以下単に池）に電動弁を介して
給水し、池より任意量流出させる場合における流量制御
装置に関する。

第１図はこの種従来流量制御装置の制御系統を示したも
のである。

この図で１１は池、１２は池１１の水位を検出する水位
検出器、１３はこの水位検出器１２の変位を電気信号に
変換する変換器、１４は調節計、１５は開閉制御装置、
１６が定速度電動機１７で操作される流入電動弁である
。

第２図は電動弁１６として現在実用されているスルース
弁、バタフライ弁、ロート弁等の弁開度−流量特性であ
る。

第１図装置で池１１の水位を任意の点を中心に水位を一
定制御する場合には、池１１の水位を水位検出器１２で
測定し、変換器１３を介してこの測定値を調節計１４内
の水位目標値と比較し、測定値が目標値より高ければ弁
゛閉パ、低ければ弁“開″の指令を定速運転の弁操作電
動機１７の可逆開閉装置１４に与えて流量制御を行なっ
ているが、池１１からの流出量Ｑ。

が少ない時は電動弁１６は第２図の弁開度０〜１０係程
度の領域で運転することになる。

しかしこの領域では第２図特性から明らかなように弁開
度の微小変化に対する流量の変化が非常に大きい部分で
あり、このため弁開閉にともなっておきる池１１の水位
変動ΔＨが大きくなりすぎ、水位制御ループを安定に動
作させることが困難となっている。

本発明はこの点にかんがみ、弁開度の大小にかかわらず
池の水位制御を安定に行ないうる流入弁開閉による流量
制御装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照して本発明を説明するに、本発明では第
３図ａに一実施例を示すように、弁操作電動機１７の電
源として電動機１７の急停止、逆転制御を可能とするた
め、サイリスク正、逆変換器“を逆並列接続した変換器
１８を用い、且つ可変速電源とするためそのゲート制御
の位相制御装置１９を備えており、ここで電動流入弁１
６の開度を電気信号Ｖ・に変換する変換器２０及びこの
弁開度信号Ｖｉを所要の波形出力Ｖ。

に変換する関数発生器２１を設け、この関数発生器２１
出力を弁操作電動機１７の運転速度指令として位相制御
装置１９に人力する構成とす勾他の部分は第１図と同一
なので、それらの説明は省略する。

前記変換器２０としては第４図に示す特性のものが、ま
た関数発生器２１としては第５図に示す特性のものが用
いられる。

第５図で、横軸が入力電圧、縦軸が出力である。

同、第３図すは弁開度θと流量Ｑｉの関係を示す図であ
る。

即ち、第４図から変換器２０の出力Ｖｉは弁開度に比例
し、！、た関数発生器２１の出力Ｖ。

、いい換えれば弁操作電動機１７の運転速度は変換器２
０の出力Ｖｉに対し第５図の関係にあるから、流入弁１
６の弁開度と弁開閉速度は第６図の特性となる。

この第６図の特性から、弁開度が小さい（流出量Ｑ。

が少ない）領域では弁開閉速度が遅く、従って流量変化
が小さく、また弁開度の大きい領域では弁開閉速度が速
く、従って流量変化が大きくなることが分る。

第７図は弁動作中の時間と流量の関係を、流入弁開度若
しくは初期流量をパラメータにとって示したものである
。

この第７図で横軸は弁開閉のスタートを原点にとった弁
動作時間で、ｔ’ｒｏ〜ｔＴＮは弁全開迄の所要時間で
ある。

縦軸の谷点はＱ。〜ＱＮの如く初期流量を表わし、Ｑｏ
＝Ｏは弁全開の状態を表わしている。

縦軸を中心に右向き実線部分は弁“開″、左向き点線部
分は弁閉″の場合を表わしている。

この特性図から分るように、初期流量の如何にかかわら
ず、弁動作中は時間に対し流量変化を制御安定上置も望
ましい同一感度の直線にすることができる。

このように本発明では、流入弁開度信号を得、この開度
信号を関数発生器により変換して弁操作電動機の運転速
度を定め、弁開度が小さい領域では流量変化が小さくな
るように弁開度を制御するよう圧したので、弁開度の小
さい領域での制御の不安定性が解決でき、弁の全閉から
全開迄の全域に亘って安定一様な制御が可能となる。

上記実施例では、流入弁開閉による池の水位を安定制御
する場合について説明したが、吐出弁、抽出弁、流量調
節弁等各種用途に使用されている弁等で、流体の流量自
動制御を行なう際、弁開度と流量の関係が第２図のよう
な非直線性を有するもの全てについて適用できる。

一例として浄水場のポンプ井或いは着水井の水位を流入
弁で自動制御を行なったり、吐出弁で送水量の自動制御
を行なう設備においては、夜間は給水量が相当減少する
ため、また浄水場の建設を教則に分けて行なう場合の第
１期通水期間には処理水量をその計画能力を数分の−に
て運転するため、流入弁或いは吐出弁を極端に絞る必要
が生じるが、この場合、従来方式であると首述のように
自動制御が困難となり、このため手動運転を行なう例の
多いのが実情であり、自動化されている浄水場であるに
も拘らず、別途運転者を確保する必要が生じていた。

また弁による流体流量の自動制御装置には、目標流量値
の多少に拘らず、安定に動作できることが要求されるが
、実用上従来この条件を満足していない場合が多い。

これらにおいて、上記本発明方式を適用すれば、機械装
置あるいはプラントの運転を略完全に自動化することが
できる。

しかも、流体圧送系で弁制御を行なうときには流量変化
率の過大に起因する・・ンマーリング、サージング現象
の発生を抑制するのに有効であり、経済設計ができる利
点もある。

以上記載の本発明によれば、弁開度の大小にかかわらず
池の水位制御を安定に行なえうる流入弁開閉による流量
制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図の従来の流入弁開閉による流量制御装置の系統図
、第２図は第１図の電動流入弁の弁開度−流量特性図、
第３図ａは本発明の一実施例の系統図、また同図りはａ
図の電動弁開度と流入量の関係を説明する図、第４図は
同実施例の変換器の弁開度−出力電圧特性図、第５図は
同実施例の関数発生器の入力電圧−出力電圧特性図、第
６図は同実施例における弁開度−弁開閉璃度特性図、第
７図は同実施例における弁動作時間−流量特性図である
。 １１・・・・・・池、１２・・・・・・水位検出器、１
３・・・・・・水位−電気信号変換器、１４・・・・・
・調節計、１５・・・・・・開閉制御装置、１６・・・
・・・電動弁、１７・・・・・・弁操作電動機、２０・
・・・・・弁開度−電気信号変換器、２１・・・・・・
関数発生器、１８・・・・・・可逆、可変電圧電源、１
９・・・・・・位相制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯水槽或いは池に電動弁を介して給水し、池より任
   意流量流出させる設備で、水位計からの弁開閉信号で弁
   操作電動機を運転し、池の水位を任意の点を中心に定水
   位制御するものにおいて、前記電動弁の開度に応じた弁
   開度信号を得る変換器及び弁開度信号の小さい領域では
   出力が著しく小さくなる関数発生器を設け、この関数発
   生器出力を前記弁操作電動機の速度指令値とし、弁開度
   の小さい領域では電動弁開閉速度を低くするようにした
   流量制御装置。