JP2016192039A

JP2016192039A - 流量制御弁

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Publication number: JP2016192039A
Application number: JP2015071279A
Authority: JP
Inventors: 秀明染谷; Hideaki Someya; 浩昭成田; Hiroaki Narita; 亮猿渡; Akira Saruwatari; 智文大橋; Tomofumi Ohashi
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Also published as: US9665105B2; KR20160117358A; US20160291606A1; CN106015687B; CN106015687A; KR101814274B1

Abstract

【課題】複雑な構成をとることなく、低コストで、全ての開度範囲において適切なトルクを供給できるようにする。
【解決手段】テーブル記憶部２０Ｃに、弁体１４の前後差圧とモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）との関係を示すテーブルＴＡを記憶させる。制御部２０Ａに弁開度制御部２０Ａ１とトルク制御部２０Ａ２とを設ける。弁開度制御部２０Ａ１は、弁開度検出器１７からの実開度θｐｖを弁開度実測値とし、この弁開度実測値θｐｖが弁開度設定値θｓｐに一致するようにモータ１６に駆動指令ＭＶを送る。トルク制御部２０Ａ２は、差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰに対応するトルクをテーブルＴＡから取得し、この取得したトルクを出力するようにモータ１６へ指令（トルク出力指令）Ｔを送る。
【選択図】図２

Description

この発明は、流路を流れる流体の流量を制御する流量制御弁に関するものである。

従来より、空調機への冷温水の流量を制御する空調制御システムがある（例えば、特許文献１，２参照）。この空調制御システムでは、空調機への冷温水の供給通路に流量制御バルブ（流量制御弁）を設置し、この流量制御バルブ内の弁体を駆動して、冷温水が流れる流路の開閉量を調節するようにしている。

通常、流量制御バルブは、空調制御装置から設定開度（弁開度設定値）を入力する一方、弁開度検出器によって検出される弁体の実開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値が弁開度設定値に一致するように弁体の駆動を制御する。これにより、流量制御バルブが設置されている流路に、弁開度設定値として指示された所望の流量の流体が流れる。このような流量制御バルブを開度制御型の流量制御バルブと呼んでいる。

一方、近年では、流量制御バルブ自身に流路を流れる流体の実流量を計測する機能を付加し、空調制御装置からは従来の設定開度（弁開度設定値）に相当する設定流量（設定流量値）を流量制御バルブに送り、流量制御バルブにおいて受信した設定流量（設定流量値）と計測した実流量（流量の実測値）とが一致するように弁体の駆動を制御するものもある。これにより、流量制御バルブが設置されている流路に、設定流量値として指示された所望の流量の流体が流れる。このような流量制御バルブを流量制御型の流量制御バルブと呼んでいる。

例えば、特許文献３には、弁体に結合された弁軸を回転させるモータと、弁軸の回転位置から弁体の実開度を検出する弁開度検出器と、弁体の前後差圧に基づいて実流量を求める実流量計測部（実流量演算部）とを設けた流量制御バルブが示されている。この特許文献３に示された流量制御バルブでは、開度制御モード時には、弁開度検出器によって検出される弁体の実開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値が弁開度設定値に一致するようにモータによる弁軸の回転量を制御するようにし、流量制御モード時には、実流量計測部（実流量演算部）によって求められる実流量を流量の実測値とし、この流量の実測値が設定流量値に一致するようにモータによる弁軸の回転量を制御するようにしている。

特開平１１−２１１１９１号公報特開平０６−２７２９３５号公報特開２００９−２４５０９６号公報特開２００８−１５１２９３号公報特開２００９−３３９１３号公報特開平８−２４７３２３号公報

しかしながら、一般に、弁体に結合された弁軸をモータで駆動するタイプの流量制御バルブは、開度に応じて負荷トルクが異なる。バルブの流路の１次側から流入する流量が一定のもとで、前後差圧が最もかかる全閉付近が最も負荷トルクが大きく、そこから開き始めるにつれ差圧が小さくなって行き、それに伴って負荷トルクは小さくなる。

一方、バルブを駆動する電動アクチュエータは、バルブ側の最大負荷トルク（つまり全閉時付近の負荷トルク）に合わせてその出力トルク（モータの発生トルクや歯車の減速比）を設計するため、例えば低出力モータ＋高減速比の歯車機構として設計した場合、全閉時付近の負荷トルクを満たすことはできるものの、バルブ開度全域にわたり動作スピードが遅く、動作時間が長くなりすぎて制御性が悪くなってしまう。逆に、高出力モータ（＋低減速比の歯車機構）を用いると、動作時間は短くなるものの、全閉付近が余剰トルクになるため、モータのコスト増を招いてしまう。

なお、トルクに応じて動力を切り替える技術などが多数あるが（例えば、特許文献４参照）、トルクに応じて動力伝達を切り替える機構を設けることで機構が複雑になったり、大型化する虞がある。また、モータの負荷トルクに応じてモータの出力を制御する技術もあるが（例えば、特許文献５参照）、負荷トルク検知などトルク制御専用の複雑な制御回路が必要になり、高コストとなる。また、特許文献６に示された流量制御弁では、開度情報を用いて大きなトルクが必要な全閉付近でトルクを増大させるようにしているが、中間開度などその他の開度部分で過剰なトルクを供給している可能性が発生する。過剰なトルクが供給されると無駄な電力が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複雑な構成をとることなく、低コストで、全ての開度範囲において適切なトルクを供給することが可能な流量制御弁を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、流体が流れる流路の開閉量を調節する弁体と、弁体に結合された弁軸と、弁軸を駆動する駆動部と、弁体の１次側の流体の圧力と２次側の流体の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、弁体の前後差圧と駆動部が出力すべきトルクとの関係を記憶する差圧−トルク記憶部と、流路に所望の流量の流体が流れるように駆動部による弁軸の駆動量を制御する駆動量制御部と、差圧−トルク記憶部に記憶されている関係から差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧に対応するトルクを求め、このトルクを出力するように駆動部による弁軸の駆動トルクを制御する駆動トルク制御部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、弁体の１次側の流体の圧力と２次側の流体の圧力との差圧が検出され、この検出された弁体の前後差圧に対応するトルクが差圧−トルク記憶部に記憶されている関係から求められ、このトルクを出力するように駆動部による弁軸の駆動トルクが制御される。

すなわち、本発明では、駆動部を例えばモータとした場合、バルブ（弁体）のトルク変動ではなく、バルブの差圧情報（前後差圧）でモータの出力トルク（弁軸の駆動トルク）が制御される。バルブは前後差圧によって必要な負荷トルクが変動する。そこで、本発明では、バルブの差圧情報を元に、差圧によって駆動部による弁軸の駆動トルクを制御し、最適なトルクを提供する。これにより、トルクに応じて動力伝達を切り替える機構を設けたり、負荷トルク検知などトルク制御専用の複雑な制御回路を設けたりすることなく、低コストで、全ての開度範囲において適切なトルクを供給することが可能となる。

本発明において、駆動部をモータとした場合、電流や電圧を可変にして出力トルクを変えることができるモータを使用することが望まれる。例えば、ブラシレスＤＣモータ、ステッピングモータ等が使用するモータの代表例として挙げられる。

本発明では、差圧−トルク記憶部に弁体の前後差圧と駆動部が出力すべきトルクとの関係を記憶させるが、弁体の開度を組み合わせるものとしてもよい。すなわち、弁体の前後差圧と弁体の開度と駆動部が出力すべきトルクとの関係を差圧−トルク記憶部に記憶させるようにしてもよい。この場合、弁軸の駆動位置から弁体の実開度を検出する弁開度検出器を備えるものとし、差圧−トルク記憶部に記憶されている関係から差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧と弁開度検出器によって検出された弁体の実開度とに対応するトルクを求め、このトルクを出力するように駆動部による弁軸の駆動トルクを制御するようにする。

また、本発明において、駆動量制御部は流路に所望の流量の流体が流れるように駆動部による弁軸の駆動量を制御するが、この弁軸の駆動量の制御には流量制御方式を採用してもよく、開度制御方式を採用してもよい。

流量制御方式を採用する場合、差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧に基づいて流路を流れる流体の実流量を求める実流量演算部を設けるものとし、実流量演算部によって求められる実流量（流量の実測値）が設定流量値に一致するように駆動部による弁軸の駆動量を制御するようにする。

開度制御方式を採用する場合、弁軸の駆動位置から弁体の実開度を検出する弁開度検出器を設け、弁開度検出器によって検出される弁体の実開度（弁開度実測値）が弁開度設定値に一致するように駆動部による弁軸の駆動量を制御するようにする。

また、本発明の流量制御弁は、回転弁であっても直動弁であっても構わない。回転弁では、弁軸の回転に伴って弁体の回転位置が変更され、その弁体の回転位置に応じて窓部を通過する流体の流量が変更される。直動弁では、弁軸の往復動作に伴って流路と弁体との間隙量が変更され、その間隙量に応じて流路と弁体との間隙を通過する流体の流量が変更される。

本発明によれば、弁体の前後差圧と駆動部が出力すべきトルクとの関係を記憶するようにし、この記憶されている関係から差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧に対応するトルクを求め、このトルクを出力するように駆動部による弁軸の駆動トルクを制御するようにしたので、複雑な構成をとることなく、低コストで、全ての開度範囲において適切なトルクを供給することが可能となる。

本発明に係る流量制御弁を用いた空調制御システムの一例を示す計装図である。この空調制御システムに用いられている流量制御バルブ（流量制御弁）の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。実施の形態２の流量制御弁バルブの要部を示す図である。実施の形態３の流量制御弁バルブの要部を示す図である。実施の形態４の流量制御弁バルブの要部を示す図である。回転弁の具体な構成例を示す図（平面断面図）である。直動弁の具体な構成例を示す図（側面断面図）である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る流量制御弁を用いた空調制御システムの一例を示す計装図である。

図１において、１は冷温水を生成する熱源機、２は熱源機１が生成する冷温水を搬送するポンプ、３は複数の熱源機１からの冷温水を混合する往ヘッダ、４は往水管路、５は往ヘッダ３から往水管路４を介して送られてくる冷温水の供給を受ける空調機、６は還水管路、７は空調機５において熱交換され還水管路６を介して送られてくる冷温水が戻される還ヘッダ、８は往ヘッダ３から空調機５に供給される冷温水の流量を制御する流量制御バルブ（流量制御弁）、９は空調機５から送り出される給気の温度を計測する給気温度センサ、１０は空調制御装置、１１は空調機５のコイル、１２は送風機である。

この空調制御システムにおいて、ポンプ２より圧送され熱源機１により熱量が付加された冷温水は、往ヘッダ３において混合され、往水管路４を介して空調機５へ供給され、空調機５を通過して還水管路６により還水として還ヘッダ７へ至り、再びポンプ２によって圧送され、以上の経路を循環する。例えば、冷房運転の場合、熱源機１では冷水が生成され、この冷水が循環する。暖房運転の場合、熱源機１では温水が生成され、この温水が循環する。

空調機５は、制御対象エリアから空調制御システムに戻る空気（還気）と外気との混合気を、冷温水が通過するコイル１１によって冷却または加熱し、この冷却または加熱された空気を給気として送風機１２を介して制御対象エリアに送り込む。空調機５は、冷房運転と暖房運転で共通のコイル１１を用いるシングルタイプの空調機であり、この空調機５へ循環させる冷温水の還水管路６に本発明に係る流量制御弁が流量制御バルブ８として設けられている。

〔実施の形態１〕
図２はこの空調制御システムに用いられている流量制御バルブ８の要部を示す図である。流量制御バルブ８は、空調機５を通過した冷温水が流入する流路を形成する管路１３と、この管路１３を流れる流体の流量（流路の開閉量）を調節する弁体１４と、この弁体１４に結合された弁軸１５と、この弁軸１５を回転させるモータ１６と、このモータ１６の駆動軸１６−１に連結された弁軸１５の回転位置（駆動軸１６−１付近の回転位置）から弁体１４の実開度θｐｖを検出する弁開度検出器１７と、管路１３内の弁体１４の１次側の流体の圧力を１次圧力Ｐ１として検出する１次側圧力センサ１８と、管路１３内の弁体１４の２次側の流体の圧力を２次圧力Ｐ２として検出する２次側圧力センサ１９と、処理部２０とを備えている。

処理部２０は、制御部２０Ａと、差圧検出部２０Ｂと、テーブル記憶部２０Ｃとを備えている。制御部２０Ａは、弁開度制御部２０Ａ１と、トルク制御部２０Ａ２とを備えている。

差圧検出部２０Ｂは、１次側圧力センサ１８からの流体の１次圧力Ｐ１と、２次側圧力センサ１９からの流体の２次圧力Ｐ２とを入力とし、１次圧力Ｐ１と２次圧力Ｐ２との差圧を弁体１４の前後差圧ΔＰとして検出する。なお、１次側圧力センサ１８及び２次側圧力センサ１９の代わりに差圧センサを設けて差圧ΔＰを差圧センサによって直接検出することも可能である。

テーブル記憶部２０Ｃには、弁体１４の前後差圧とモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）との関係を示すテーブルＴＡが記憶されている。この弁体１４の前後差圧とモータ１６が出力すべきトルクとの関係は実験により求められたものである。

また、モータ１６としては、電流や電圧を可変にして出力トルクを変えることができるモータを使用している。例えば、モータ１６として、ブラシレスＤＣモータやステッピングモータ等を使用している。

また、本実施の形態において、処理部２０は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。

以下、処理部２０における制御部２０Ａ内の弁開度制御部２０Ａ１およびトルク制御部２０Ａ２の機能を交えながら、この流量制御バルブ８における特徴的な処理動作について説明する。

なお、この例では、制御対象エリアの温度を設定温度に保つべく、０〜１００％の値をとる設定開度（弁開度設定値）θｓｐが空調制御装置１０より流量制御バルブ８へ与えられるものとする。

流量制御バルブ８において、空調制御装置１０からの弁開度設定値θｓｐは、弁開度制御部２０Ａ１へ与えられる。弁開度制御部２０Ａ１は、弁開度検出器１７からの実開度θｐｖを弁開度実測値とし、この弁開度実測値θｐｖが弁開度設定値θｓｐに一致するようにモータ１６に駆動指令ＭＶを送る。

これにより、弁軸１５が弁体１４とともに回転し、弁開度実測値θｐｖが弁開度設定値θｓｐに一致し、弁開度設定値θｓｐとして指示された所望の流量の流体が管路（流路）１３を流れるようになる。

また、この弁開度制御部２０Ａ１による弁体１４の開度の制御（弁軸１５の回転量の制御）に際し、トルク制御部２０Ａ２はモータ１６の出力トルクを制御する。

この場合、トルク制御部２０Ａ２は、差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰに対応するトルクをテーブル記憶部２０Ｃに記憶されているテーブルＴＡから取得し、この取得したトルクを出力するようにモータ１６へ指令（トルク出力指令）Ｔを送る。

これにより、モータ１６の出力トルクが制御され、その時の弁体１４の前後差圧ΔＰに応じた適切なトルクで弁軸１５が回転する。

このようにして、本実施の形態では、弁開度制御部２０Ａ１による弁軸１５の回転量の制御に際し、その時の弁体１４の前後差圧ΔＰに応じた適切なトルクでモータ１６の出力トルク（弁軸１５の駆動トルク）が制御されるものとなる。

これにより、トルクに応じて動力伝達を切り替える機構を設けたり、負荷トルク検知などトルク制御専用の複雑な制御回路を設けたりすることなく、低コストで、全ての開度範囲において適切なトルクを供給することができるようになる。

この実施の形態において、制御部２０Ａにおける弁開度制御部２０Ａ１が本発明でいう駆動量制御部に相当し、トルク制御部２０Ａ２が駆動トルク制御部に相当する。

〔実施の形態２〕
図２に示した例（実施の形態１）では、制御部２０Ａに弁開度制御部２０Ａ１を設け、弁開度実測値θｐｖが弁開度設定値θｓｐに一致するようにモータ１６に駆動指令ＭＶを送るようにした。

これに対して、実施の形態２では、図３に示すように、処理部２０に実流量演算部２０Ｄを設け、制御部２０Ａに弁開度制御部２０Ａ１に代えて流量制御部２０Ａ３を設けるようにする。

処理部２０において、実流量演算部２０Ｄは、差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰと弁開度検出器１７によって検出された弁体１４の実開度θｐｖとを入力とし、この入力された弁体１４の前後差圧ΔＰと弁体１４の実開度θｐｖとを所定の流量演算式に代入して管路１３を流れている流体の実流量Ｑｐｖを求める。

制御部２０Ａにおいて、流量制御部２０Ａ３は、実流量演算部２０Ｄによって求められた管路１３を流れている流体の実流量Ｑｐｖを流量の実測値とし、この流量の実測値Ｑｐｖが空調制御装置１０からの設定流量値Ｑｓｐに一致するようにモータ１６に駆動指令ＭＶを送る。

これにより、弁軸１５が弁体１４とともに回転し、流量の実測値Ｑｐｖが設定流量値Ｑｓｐに一致し、設定流量値Ｑｓｐとして指示された所望の流量の流体が管路（流路）１３を流れるようになる。

また、この流量制御部２０Ａ３による流量の制御（弁軸１５の回転量の制御）に際し、トルク制御部２０Ａ２は実施の形態１と同様にしてモータ１６の出力トルクを制御する。

すなわち、トルク制御部２０Ａ２は、差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰに対応するトルクをテーブル記憶部２０Ｃに記憶されているテーブルＴＡから取得し、この取得したトルクを出力するようにモータ１６へ指令（トルク出力指令）Ｔを送る。

このようにして、本実施の形態では、流量制御部２０Ａ３による弁軸１５の回転量の制御に際し、その時の弁体１４の前後差圧ΔＰに応じた適切なトルクでモータ１６の出力トルク（弁軸１５の駆動トルク）が制御されるものとなる。

この実施の形態において、制御部２０Ａにおける流量制御部２０Ａ３が本発明でいう駆動量制御部に相当し、トルク制御部２０Ａ２が駆動トルク制御部に相当する。

〔実施の形態３〕
図２に示した例（実施の形態１）では、テーブル記憶部２０Ｃに弁体１４の前後差圧とモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）との関係を示すテーブルＴＡを記憶させるようにした。

これに対して、実施の形態３では、図４に示すように、弁体１４の前後差圧と弁体１４の開度との組み合わせに対応したモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）を示すテーブルＴＢをテーブル記憶部２０Ｃに記憶させている。

この実施の形態３において、トルク制御部２０Ａ２は、弁開度制御部２０Ａ１による弁体１４の開度の制御（弁軸１５の回転量の制御）に際し、差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰと弁開度検出器１７によって検出された弁体１４の開度θｐｖとに対応するトルクをテーブル記憶部２０Ｃに記憶されているテーブルＴＢから取得し、この取得したトルクを出力するようにモータ１６へ指令（トルク出力指令）Ｔを送る。

これにより、モータ１６の出力トルクが制御され、その時の弁体１４の前後差圧ΔＰと弁体１４の開度θｐｖとに応じた適切なトルクで弁軸１５が回転する。

〔実施の形態４〕
図３に示した例（実施の形態２）では、テーブル記憶部２０Ｃに弁体１４の前後差圧とモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）との関係を示すテーブルＴＡを記憶させるようにした。

これに対して、実施の形態４では、図５に示すように、実施の形態３と同様、弁体１４の前後差圧と弁体１４の開度との組み合わせに対応したモータ１６が出力すべきトルク（出力トルク）を示すテーブルＴＢをテーブル記憶部２０Ｃに記憶させている。

この実施の形態４において、トルク制御部２０Ａ２は、流量制御部２０Ａ３による流量の制御（弁軸１５の回転量の制御）に際し、弁開度検出器１７によって検出された差圧検出部２０Ｂによって検出された弁体１４の前後差圧ΔＰと弁体１４の開度θｐｖとに対応するトルクをテーブル記憶部２０Ｃに記憶されているテーブルＴＢから取得し、この取得したトルクを出力するようにモータ１６へ指令（トルク出力指令）Ｔを送る。

なお、上述した実施の形態では、弁軸の回転に伴って弁体の回転位置が変更される回転弁を例にとって説明したが、弁軸の往復動作に伴って流路と弁体との間隙量が変更される直動弁でも同様にして適用することが可能である。図６に回転弁の具体な構成例（平面断面図）を示し、図７に直動弁の具体的な構成例（側面断面図）を示す。

図６に示された回転弁１００において、弁体１０１は、流路１０２の１次側から２次側へ流体を流す窓部１０１ａを有している。アクチュエータ（駆動部）１０３は、弁軸１０４をその軸心を中心として回転させる。制御部１０５は、アクチュエータ１０３による弁軸１０４の回転量と出力トルクを制御する。この回転弁１００では、弁軸１０４の回転に伴って弁体１０１の回転位置が変更され、その弁体１０１の回転位置に応じて窓部１０１ａを通過する流体の流量が変更される。なお、図６において、１０６は弁開度検出器、１０７は１次側圧力センサ、１０８は２次側圧力センサである。

図７に示した直動弁２００において、アクチュエータ（駆動部）２０３は、弁軸２０４をその軸方向に往復動作させる。制御部２０５は、アクチュエータ２０３による弁軸２０４の往復の動作量を制御する。この直動弁２００では、弁軸２０４の往復動作に伴って流路２０２と弁体２０１との間隙量ｈが変更され、その間隙量ｈに応じて流路２０２と弁体２０１との間隙を通過する流体の流量が変更される。なお、図７において、２０６は弁開度検出器、２０７は１次側圧力センサ、２０８は２次側圧力センサである。

また、上述した実施の形態１，２では、弁体１４の前後差圧ΔＰに対応するトルクをテーブルＴＡから、また実施の形態３，４では、弁体１４の前後差圧ΔＰと弁体１４の開度θｐｖとに対応するトルクをテーブルＴＢから取得する（テーブル方式）ようにしたが、式を定めて計算によって求める（算術方式）ようにしたりしてもよい。

また、上述した実施の形態では、空調制御システムにおける使用例として説明したが、工業分野への応用が可能である。特に、プロセス制御の流量制御システムに適用可能である。また、流体も冷水・温水に限らず、気体など様々な流体に応用が可能である。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

８…流量制御バルブ（流量制御弁）、１３…管路、１４…弁体、１５…弁軸、１６…モータ、１７…弁開度検出器、１８…１次側圧力センサ、１９…２次側圧力センサ、２０…処理部、２０Ａ…制御部、２０Ａ１…弁開度制御部、２０Ａ２…トルク制御部、２０Ａ３…流量制御部、２０Ｂ…差圧検出部、２０Ｃ…テーブル記憶部、２０Ｄ…実流量演算部、１００…回転弁、１０１…弁体、１０１ａ…窓部、１０２…流路、１０３…アクチュエータ、１０４…弁軸、１０５…制御部、１０６…弁開度検出器、１０７…１次側圧力センサ、１０８…２次側圧力センサ、２００…直動弁、２０１…弁体、２０２…流路、２０３…アクチュエータ、２０４…弁軸、２０５…制御部、２０６…弁開度検出器、２０７…１次側圧力センサ、２０８…２次側圧力センサ。

Claims

流体が流れる流路の開閉量を調節する弁体と、
前記弁体に結合された弁軸と、
前記弁軸を駆動する駆動部と、
前記弁体の１次側の流体の圧力と２次側の流体の圧力との差圧を弁体の前後差圧として検出する差圧検出部と、
前記弁体の前後差圧と前記駆動部が出力すべきトルクとの関係を記憶する差圧−トルク記憶部と、
前記流路に所望の流量の流体が流れるように前記駆動部による前記弁軸の駆動量を制御する駆動量制御部と、
前記差圧−トルク記憶部に記憶されている関係から前記差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧に対応するトルクを求め、このトルクを出力するように前記駆動部による前記弁軸の駆動トルクを制御する駆動トルク制御部と
を備えることを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記弁軸の駆動位置から前記弁体の実開度を検出する弁開度検出器を備え、
前記差圧−トルク記憶部は、
前記弁体の前後差圧と前記弁体の開度と前記駆動部が出力すべきトルクとの関係を記憶し、
前記駆動トルク制御部は、
前記差圧−トルク記憶部に記憶されている関係から前記差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧と前記弁開度検出器によって検出された弁体の実開度とに対応するトルクを求め、このトルクを出力するように前記駆動部による前記弁軸の駆動トルクを制御する
ことを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記差圧検出部によって検出された弁体の前後差圧に基づいて前記流路を流れる流体の実流量を求める実流量演算部を備え、
前記駆動量制御部は、
前記実流量演算部によって求められる前記流路を流れる流体の実流量を流量の実測値とし、この流量の実測値が設定流量値に一致するように前記駆動部による前記弁軸の駆動量を制御する
ことを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記弁軸の駆動位置から前記弁体の実開度を検出する弁開度検出器を備え、
前記駆動量制御部は、
前記弁開度検出器によって検出される前記弁体の実開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値が弁開度設定値に一致するように前記駆動部による前記弁軸の駆動量を制御する
ことを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記駆動部は、
出力トルクを変更可能なモータで構成されている
ことを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記弁体は、
前記流路の１次側から２次側へ流体を流す窓部を有し、
前記駆動部は、
前記弁軸をその軸心を中心として回転させ、
前記駆動量制御部は、
前記駆動部による前記弁軸の回転量を制御し、
前記弁軸の回転に伴って前記弁体の回転位が変更され、その弁体の回転位置に応じて前記窓部を通過する流体の流量が変更される
ことを特徴とする流量制御弁。
請求項１に記載された流量制御弁において、
前記駆動部は、
前記弁軸をその軸方向に往復動作させ、
前記駆動量制御部は、
前記駆動部による前記弁軸の往復の動作量を制御し、
前記弁軸の往復動作に伴って前記流路と前記弁体との間隙量が変更され、その間隙量に応じて前記流路と前記弁体との間隙を通過する流体の流量が変更される
ことを特徴とする流量制御弁。