JPS6069376A

JPS6069376A - バルブ制御装置

Info

Publication number: JPS6069376A
Application number: JP58178553A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ii; 伊井　憲次
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-09-27
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1985-04-20

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、空気調和、プロ士スの制御等において、流体
の流量を正確に制御する必要がある場合とか、その流量
を監視、記録が必要である場合等に利用できるバルブに
関する。

従来例の構成とその問題点第１図、第２図を使って従来のパルプの動作とその問題
点について説明する。第１図は、従来の代表的な電動パ
ルプの断面図である。１は本体、２は弁座、３は弁体、
４は吸入口、５は吐出口、６は弁体駆動軸、７は弁体駆
動電動機、８ｉｌ−１：弁体駆動制御回路、９は液もれ
防止シーノペ１０はケーシングである。

上記構成において流体は、外部ポンプの働きにより吸入
０４と吐出０５との間に与えられた圧力差によって吸入
口４より本体１内に流入し、弁座２と弁体３のすきまを
通り、吐出口５より流出する。そしてこの流量の制御は
、弁体駆動制御回路８に与えられた開度設定信号に応じ
た開度となるように１弁体駆動制御回路８より出力され
る信号に基づいて、弁体駆動電動機７を回転させ、弁体
駆動軸６を通して、弁体３のリフト量を変化させ弁座２
と弁座３のすきまと流れる流体の持つ粘性管路の粗さ等
から決まる流路抵抗と、弁体３の前後の圧力差から決定
される流量の流体を流させる。

第２図はこの弁体３のリフトｍと流量の関係を示した図
である。

（イ）は、クイックオープニング特性（ロ）（は、リニア特性（ハ）ハ、イコールパーセンテージ特ｉ生である。

このような特性を出すためには、弁体の形状を変えるこ
とで行うことができるが、この時弁体３の前後差圧を一
定にしなければならない条件があるため、外部要因によ
るポンプ能力変動等による弁体前後差圧の変動により流
量特性が変わってぐる。

従来のパルプでは、流量制御の方法は前記の方法による
ため弁体３のリフト量のみの２イードバツク制御になっ
ている。そのためリフト量と流量の間に介在する流路抵
抗、弁体前後の圧力差のパラメーターについては、半ば
、成り行き状態になっていた。またバルブ設、ｆｆ時点
で、これらの要因についてもある程度考慮されるが、流
路抵抗は、弁体形状、管路の表面粗さ、流体粘性等で、
弁体前後差圧は、配管引回し、ポンプ能力の変動等不確
定要素で構成されるために、精度を要求される流量制御
に用いられるパルプ及び配管設計を複雑で困難なものに
していた。

更に、流体のパルプ通過流量を知る必要が生じた場合は
、流量計測のために別途流量計を設置しなけれはならな
いという欠点を有していた。

発明の目的本発明は、空調機の冷温水制御パルプや、プロセスでの
油量制御等、液体をパイプによって搬送する際の流量を
正確に制御すると共沈、その瞬時流量を監視し、記録を
可能とする流量出力機能をパルプに持たせることを目的
とする。

発明の構成本発明は、上記目的を達成するために、従来よりポンプ
として用すられてきたギヤポンプ等の容量式ポンプをパ
ルプに応用改良し、同ポンプの締め切り特性と液体の非
圧縮性に帰因する回転数と流量とのリニアな特性により
、従来パルプの欠点であった管路抵抗と弁体前後差圧の
変化による配管設計及びパルプ設計の複雑さを解消し、
流量の可変要素を歯車の形状と回転速度のみに限定し、
正確な流量制御を可能とすると共に歯車の回転数を検知
することで、別設の流量計なしに瞬時流量を測定できる
ようにし、従来、別々に設置が必要であったパルプと流
量計を一体化することを可能にしたものである。

実施列の説明以下に、本発明の実施例を第３図〜第７図を用いて説明
する。

第３図はパルプ本体としてのギヤポンプの断面図である
。

１１はバルブ本体のケーシング、１２．１２ａは弁体と
なる一対の歯車で、軸１３，１３ａを中心に回転して歯
合する。４はケーシング１１に設けた吸入口で５は吐出
口であり、この両口には、外部配管接続のためのネジが
切られている。そして、歯車１２．１２ａが、第３図矢
印方向に回転することにより、歯車１２．１２ａの外周
部とケーシング１１の合せ部との空間、（第３図の斜線
部１４）内の流体が連続的に吸入口４から吐出口５に送
られる。

本発明は、通常ギヤポンプとして使用される場合と異な
り、歯車１２．１２ａの吸入口側の圧力が吐出口ｍ１１
ｊより高いため１２．１２ａの回転トルクは、ポンプの
場合に比較して小さくて良い。

第４図は本発明パルプの匍」御ブロック図を示す。

１２．１２ａは歯車で、１３．１３ａは歯車駆動軸、１
５は歯車駆動軸１３と共に回転するスリット板、１６は
光発光素子である発光ダイオード（以下ＬＥＤと記す。

）１７は光受光素子であるホトトランジスタで、スリッ
ト板１５を間にして発光ダイオード１６と相対向してい
る。１８はホトトランジスタ１７に接続した回転数検出
回路、１９は流量演算出力回路、２ｏは流量出力端子、
２１は流量設定端子、２２は流量設定比較回路、２３は
成動機速度制呻回路、２４は電動機駆動制御回路、２６
は心動機駆動用端子、２６はバルブ駆動用誘導心動機（
以下心動機と記す）である。

第５図は本発明バルブの具体的な断面図を示す。

１２ｂはケーシング１１と歯車１２．１２ａの側酊間に
介在した液もれ防止シール材である。１８゜１９．２２
の各制御１川路を１つのＰ板に、そして祇劾機駆動制御
回路２４を１つのＰ板上にそれぞれ収めてケース２７に
収める。２０，２１．２５の各端子はケース２７の外に
取り出している。

スリット板１５は、半径方向に多数のスリットを切った
円板である。

第６図において、ＬＥＤ１６より発光された光が、スリ
ット板１５によって断続的に遮断されることによりホト
トランジスター１７の出力は第７図（ａ）のようになる
。

一方、第６図のトリガパルス発生部２８より発生される
第７図の信号（ｂ）は、カウンター２９のリセット１可
路に入力されカウンターが入力状態になる。一方遅延回
路３０により第７図の波形（ｃ）のように△Ｔ１遅れた
パルスで、単安定マルチバイブレータ−３１がトリガー
され、第７図の波形（ｄ）の信号が出力される。この波
形（ｄ）の出力と出力（ａ）の論理積をとった第７図の
出力（ｅ）は、歯車１２，１２ａの回転速度に比例した
パルス数になるため、これをカウンター２９で計数し、
Ｄ／Ａコンバータ３２で、３０ａの遅延で作られる第７
図のタイミング（ｆ）で、回転速度に比例した電圧信号
に変換して、流量出力回路１９の乗算６３３に送り、可
変抵抗器Ｒ１によって設定される定数を乗じて、流量出
力端子２０より出力される。一方、前記出力が次段の流
量設定比較回路２２中の差動増巾器３４に送られ、流量
設定端子２１より入力される流量設定端子と比較され、
その差が出力され、流量出力ｄ圧に加算器３５で加えら
れ出力される。電動機速度制御回路のＳＷ１以降は、第
２図に示した（イ）。

（ロ）、（ハ）の特陛を出すためのもので、乗算器３６
゜３７に付属の可変抵抗器Ｒ２，Ｒ３の調整によりゲイ
ンを変えｄｆ；ｊ　１’４を変えたそれぞれの回路をＳ
′ｗ１により選択することができる。電動機速度制御部
２３からの出力は電動機駆動制御回路２４内のＡＣ周波
数変換器３８（以下インノ（−ターと記す）へ入力され
その人力−圧に比例した周波数の交流ｄ源に変換され誘
導′電動機２６に供電され、電動・機の回転力となる。

なお上記実施列において、回転数検出回路１８の構成は
、ＬＥＤ１６とホトトランジスタ１７で行ったが、成球
とホトトランジスタでも、磁石とホール素子の組み合せ
でもよく、要は、回転数を電気的に変ｊ奥できるもので
あればよい。

また、心動機駆動制御部と成勅磯の組合せがインバータ
ーと誘導成勤磯てあったが、直流電源装置と直流電動機
の組み合せでもよい０更に上記実施列では、バルブ部の歯車を用いたが、スク
リューでも、レシプロ式のものであってもよい。要は、
容量式のポンプであるものは応用が可能である。

発明の効果本発明のバルブは、上記のような構成であり、以下に示
すような効果が得られるものである。すなわち、流体の
流量を駆動電動機の回転数により制御することで、正確
な流量制御が可能になると共に、別設の流量計なしに、
瞬時流量の監視、記録に必要な信号を取り出すことがで
き、それに伴ってバルブ設計及び配管設計の簡易化、施
工の省力化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動バルブの断面図、第２図は従来バル
ブの弁体のちがいによる流量％作図、第３図は本発明の
一実施例のバルブ部分の断面図、細ブロック図、第２図
は本発明の回転数検出回路各部の波形面である。１１・・・・・・ケーシング、１２，１２ａ・・・・・
・歯車（弁体）、１３・・・・・・歯車駆動軸（回転軸
）、１５・・・・・・スリット板（回転板）、１６・・
・・・・ＬＥＤ、１７・・・・・・ホ）ｈランジスタ、
１８・・・・・・回転数検出回路、１９・・・・・・流
量出力回路、２０・・・・・流量出力端子、２１・・・
・・・流量設定端子、２２・・・・・流量設定比較回路
、２３・・・・・・電動機速度制御回路、２４・・・・
・・電動機部・動制御回路、２５・・・・・・電動機駆
動用電力端子、２６・・・・・・誘導電動機（電動機）
。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図弁イネソフト量　φ 第３図第４図２６第５図第６図Ｉど　１２ｂ第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

２ケのかみ合った歯車によって構成されるギアポンプと
、このギアポンプの一方の歯車の回転軸に取り付けられ
た回転板と、前記回転軸に出力軸を接続する電動機と、
前記回転板に近接して設置された回転数検出素子と、そ
の検出素子からの信号を流量検出信号に変換し、外部に
出力する端子をもつ流量出力回路と、これに接続され流
量検出信号を入力し、流量設定端子より入力される設定
流量信号を入力し、二つの信号の差信号を作り出す流訃
設定比較回路と、前記！設定比較回路の信号を入力して
、電動機の回転数を制御する信号を出力す゛る電動機速
度制菌回路と、これに入力側で接続され、電動機にその
出力を接続する電動機駆動制御回路により構成されるパ
ルプ制御装置。