JP2017091031A - Regulating valve - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示された技術は、調節弁に関する。 The technology disclosed herein relates to a control valve.
従来より、流通する蒸気の流量を調節する調節弁であって、流量の計算が可能なものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a control valve that adjusts the flow rate of flowing steam and that can calculate the flow rate.
例えば、特許文献1に記載の調節弁では、弁の上流側の温度と下流側の温度を求め、これらの温度を上流側の蒸気の圧力と下流側の蒸気の圧力に換算し、これらの圧力を用いて蒸気の流量を演算している。 For example, in the control valve described in Patent Literature 1, the upstream temperature and the downstream temperature of the valve are obtained, and these temperatures are converted into the upstream steam pressure and the downstream steam pressure, and these pressures are calculated. Is used to calculate the flow rate of steam.
しかしながら、特許文献1に記載の調節弁では、飽和温度と飽和蒸気圧との関係を用いて蒸気の温度を圧力に換算している。つまり、蒸気が飽和蒸気であることを前提として流量を演算している。そのため、蒸気が過熱蒸気である場合には、流量の演算精度が低下してしまう。 However, in the control valve described in Patent Document 1, the temperature of the steam is converted into a pressure using the relationship between the saturation temperature and the saturation vapor pressure. That is, the flow rate is calculated on the assumption that the steam is saturated steam. Therefore, when the steam is superheated steam, the calculation accuracy of the flow rate is lowered.
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蒸気が過熱蒸気であっても流量を精度良く演算できる調節弁を提供することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such points, and an object thereof is to provide a control valve capable of calculating the flow rate with high accuracy even when the steam is superheated steam.
ここに開示された技術は、弁体を有する弁本体と、前記弁本体の開度を制御することによって前記弁本体を流通する蒸気の流量を調節する制御部とを備えた調節弁を対象とする。調節弁は、前記弁体の上流側の蒸気の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出部と、前記弁体の上流側の蒸気の温度である第1温度を検出する温度検出部と、前記弁体の下流側の蒸気の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出部と、前記弁本体の開度とCv値との関係であるCv値特性を記憶した記憶部とをさらに備え、前記制御部は、前記弁本体の開度と前記記憶部の前記Cv値特性とに基づいて求めた、該弁本体の開度に対応するCv値と、前記第1圧力検出部により検出された第1圧力と、前記温度検出部により検出された第1温度と、前記第2圧力検出部により検出された第2圧力とに基づいて、前記弁本体を流通する蒸気の流量を演算する。 The technology disclosed herein is directed to a control valve including a valve body having a valve body, and a control unit that adjusts the flow rate of steam flowing through the valve body by controlling the opening of the valve body. To do. The regulating valve detects a first pressure that is a pressure of steam upstream of the valve body, and a temperature detector that detects a first temperature that is the temperature of steam upstream of the valve body. A second pressure detection unit that detects a second pressure that is a pressure of steam downstream of the valve body, and a storage unit that stores a Cv value characteristic that is a relationship between the degree of opening of the valve body and the Cv value; The control unit further includes a Cv value corresponding to the opening of the valve body, which is obtained based on the opening of the valve body and the Cv value characteristic of the storage unit, and the first pressure detection unit. The flow rate of the steam flowing through the valve body based on the first pressure detected by the temperature detection unit, the first temperature detected by the temperature detection unit, and the second pressure detected by the second pressure detection unit. Calculate.
ここに開示された調節弁によれば、蒸気が過熱蒸気であっても流量を精度良く演算できる。 According to the control valve disclosed here, the flow rate can be accurately calculated even if the steam is superheated steam.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、調節弁の概略的な構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control valve.
調節弁100は、空気駆動式の調節弁であって、流量計機能が付加されている。調節弁100は、弁体16を有する弁本体10と、弁本体10を駆動する駆動部20と、駆動部20を制御する制御部30と、弁体16の上流側の蒸気の圧力である第1圧力P1及び弁体16の上流側の蒸気の温度である第1温度T1を検出する第1センサ41と、弁体16の下流側の蒸気の圧力である第2圧力P2を検出する第2センサ42と、弁本体10の開度とCv値との関係であるCv値特性を記憶したメモリ50とを備えている。
The
弁本体10は、入口12及び出口13を有するケーシング11と、弁口14を有し、ケーシング11内に収容された弁座15と、弁口14を開閉する弁体16と、弁体16に連結されたステム17とを有している。
The
入口12には、上流側配管61が接続されている。出口13には、下流側配管62が接続されている。入口12と出口13とは、ケーシング11内において弁口14を介して連通している。上流側配管61からの蒸気が入口12を介してケーシング11内に流入し、弁口14を通過した蒸気は出口13を介して下流側配管62へ流出する。
An
弁口14の開度は、弁体16によって調節される。弁口14は、弁体16が弁座15に着座することによって閉じられる。弁体16が弁座15から離れるに従って、弁口14の開度は大きくなる。ステム17は、駆動部20にも連結されている。弁体16は、ステム17を介して駆動部20に駆動される。
The opening degree of the
駆動部20は、ケーシング21と、ケーシング21内の空間を上部空間21aと下部空間21bとに仕切るダイヤフラム22と、ダイヤフラム22を上方に付勢するバネ23と、弁体16の位置を調節するバルブポジショナ24とを有している。
The
バルブポジショナ24には、供給配管25を介して駆動用の空気が供給されている。バルブポジショナ24は、制御部30からの指令を受け、供給配管25から供給された空気の圧力を該指令に基づいて調節し、圧力調節後の空気をケーシング21の上部空間21aに導管26を介して供給する。ダイヤフラム22は、上部空間21aとバネ23の付勢力とのバランスによって上下に変位する。ダイヤフラム22には、ステム17が連結されている。ダイヤフラム22が上下に変位することによって、ステム17を介して弁体16が変位する。
Driving air is supplied to the
また、バルブポジショナ24は、ステム17に連結されたレバー27を有している。つまり、バルブポジショナ24は、レバー27の変位に基づいてステム17の変位、即ち、弁体16の変位を検出する。
The
第1センサ41は、流体の圧力及び温度の両方を検出するセンサである。第1センサ41は、ケーシング11の入口12に取り付けられている。第1センサ41は、入口12を通過する流体の圧力及び温度を検出する。第2センサ42は、流体の圧力を検出するセンサである。第2センサ42は、ケーシング11の出口13に取り付けられている。第2センサ42は、出口13を通過する流体の圧力を検出する。第1センサ41は、第1圧力検出部及び温度検出部の一例である。第2センサ42は、第2圧力検出部の一例である。
The
制御部30は、プロセッサで構成され、メモリ50と信号の授受が可能に接続されている。また、制御部30には、第1センサ41及び第2センサ42が接続され、第1センサ41及び第2センサ42の検出信号が入力される。制御部30は、弁本体10の開度を目標開度にすべく、バルブポジショナ24に指令を出力する。すなわち、制御部30は、弁体16の位置が目標開度に対応する位置となるようにバルブポジショナ24に指令を出力する。それに加えて、制御部30は、弁本体10を流通する蒸気の流量Qを演算する。
The
メモリ50には、弁本体10の開度とCv値との関係であるCv値特性、及び、蒸気の飽和温度と飽和蒸気圧との関係である飽和蒸気圧特性が予め記憶されている。メモリ50は、記憶部の一例である。
The
以下、図2のフローチャートを参照しながら、流量Qの演算について説明する。 Hereinafter, the calculation of the flow rate Q will be described with reference to the flowchart of FIG.
制御部30は、ステップS1において、バルブポジショナ24へ出力した指令に対応する弁本体10の目標開度を読み出し、目標開度をメモリ50のCv値特性に照らし合わせて目標開度に対応するCv値を求める。
In step S <b> 1, the
そして、制御部30は、ステップS2において、第1センサ41の検出結果である第1圧力P1及び第1温度T1、並びに、第2センサ42の検出結果である第2圧力P2を読み込む。
In step S <b> 2, the
続いて、制御部30は、ステップS3において、弁本体10を流通する蒸気が過熱蒸気か否かを判定する。具体的には、制御部30は、第1圧力P1をメモリ50の飽和蒸気圧特性に照らし合わせて第1圧力P1に対応する飽和温度を求め、第1温度T1が飽和温度よりも高いか否かを判定する。第1温度T1が飽和温度よりも高い場合には、制御部30は、蒸気が過熱蒸気であると判定する一方、第1温度T1が飽和温度以下である場合には、制御部30は、蒸気が過熱蒸気ではないと判定する。
Subsequently, in step S3, the
蒸気が過熱蒸気である場合、制御部30は、ステップS4において、過熱度S(=第1温度T1−飽和温度)を算出する。一方、蒸気が過熱蒸気でない場合、制御部30は、ステップS5において、過熱度S=0とする。
When the steam is superheated steam, the
続いて、制御部30は、ステップS6において、Cv値、第1圧力P1[MPa(abs)]、第1温度T1[℃]、第2圧力P2[MPa(abs)]及び過熱度S[℃]を用いて、以下の式(1)に基づいて流量Q[kg/h]を算出する。尚、ΔP=P1−P2であ
Subsequently, in step S6, the
以上のように、調節弁100は、弁体16を有する弁本体10と、弁本体10の開度を制御することによって弁本体10を流通する蒸気の流量を調節する制御部30とを備えている。調節弁100は、弁体16の上流側の蒸気の圧力である第1圧力P1及び弁体16の上流側の蒸気の温度である第1温度T1を検出する第1センサ41(第1圧力検出部、温度検出部)と、弁体16の下流側の蒸気の圧力である第2圧力P2を検出する第2センサ42(第2圧力検出部)と、弁本体10の開度とCv値との関係であるCv値特性を記憶したメモリ50(記憶部)とをさらに備え、制御部30は、弁本体10の開度とメモリ50のCv値特性とに基づいて求めた、弁本体10の開度に対応するCv値と、第1センサ41により検出された第1圧力P1と、第1センサ41により検出された第1温度T1と、第2センサ42により検出された第2圧力P2とに基づいて、弁本体10を流通する蒸気の流量Qを演算する。
As described above, the
この構成によれば、弁体16の上流側及び下流側の蒸気の圧力(第1圧力P1及び第2圧力P2)だけでなく、弁体16の上流側の蒸気の温度(第1温度T1)も考慮して流量Qが求められる。そのため、蒸気が過熱蒸気であっても、流量Qを精度良く求めることができる。 According to this configuration, not only the upstream and downstream steam pressures of the valve body 16 (first pressure P1 and second pressure P2), but also the upstream steam temperature of the valve body 16 (first temperature T1). The flow rate Q is determined in consideration of the above. Therefore, even if the steam is superheated steam, the flow rate Q can be obtained with high accuracy.
具体的には、制御部30は、第1圧力P1と第1温度T1とに基づいて蒸気が過熱蒸気か否かを判定し、蒸気が過熱蒸気の場合には過熱度Sを考慮して弁本体10を流通する蒸気の流量Qを演算する。
Specifically, the
この構成によれば、蒸気が過熱蒸気であるか否かを判定できると共に、蒸気が過熱蒸気の場合には過熱度Sを考慮して流量Qが求められる。 According to this configuration, it is possible to determine whether or not the steam is superheated steam, and when the steam is superheated steam, the flow rate Q is obtained in consideration of the superheat degree S.
さらに、第1センサ41は、蒸気の流路における同じ位置において第1圧力P1及び第1温度T1を検出する。
Further, the
この構成によれば、蒸気が過熱蒸気か否かの判定精度及び過熱度の算出精度を向上させることができる。 According to this configuration, it is possible to improve the accuracy of determining whether the steam is superheated steam and the accuracy of calculating the superheat degree.
《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
<< Other Embodiments >>
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as a new embodiment. In addition, among the components described in the attached drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the technology. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 About the said embodiment, it is good also as following structures.
調節弁10の構成は、一例に過ぎず、これに限定されない。例えば、弁口14の開度は、バルブポジショナ24以外の手段で調節する構成であってもよい。
The configuration of the
第1センサ41は、第1圧力P1と第1温度T1との両方を検出するセンサであるが、第1圧力P1を検出するセンサと第1温度T1を検出するセンサとを別々に設けてもよい。その場合、第1圧力P1を検出するセンサと第1温度T1を検出するセンサとは、蒸気の流路における異なる位置に設けられていてもよい。
The
また、第1センサ41及び第2センサ42は、ケーシング11(具体的には、入口12及び出口13)に設けられているが、それぞれ上流側配管61及び下流側配管62に設けてもよい。
The
第1センサ41は、蒸気の温度を直接検出しているが、ケーシング11の表面温度又は上流側配管61の表面温度を検出することによって、蒸気の温度を間接的に検出するものであってもよい。
The
図2に示すフローチャートは、一例に過ぎず、流量Qを求めることができる限りは、ステップの順番を変更したり、ステップを省略してもよい。例えば、ステップS1とステップS2の順番を入れ替えたり、両者を並行して処理してもよい。 The flowchart shown in FIG. 2 is merely an example, and as long as the flow rate Q can be obtained, the order of the steps may be changed or the steps may be omitted. For example, the order of step S1 and step S2 may be interchanged, or both may be processed in parallel.
以上説明したように、ここに開示された技術は、調節弁について有用である。 As described above, the technique disclosed herein is useful for a control valve.
100 調節弁
10 弁本体
16 弁体
30 制御部
41 第1センサ(第1圧力検出部、温度検出部)
42 第2センサ(第2圧力検出部)
50 メモリ(記憶部)
DESCRIPTION OF
42 2nd sensor (2nd pressure detection part)
50 memory (storage unit)
Claims (3)
前記弁本体の開度を制御することによって前記弁本体を流通する蒸気の流量を調節する制御部とを備えた調節弁であって、
前記弁体の上流側の蒸気の圧力である第1圧力を検出する第1圧力検出部と、
前記弁体の上流側の蒸気の温度である第1温度を検出する温度検出部と、
前記弁体の下流側の蒸気の圧力である第2圧力を検出する第2圧力検出部と、
前記弁本体の開度とCv値との関係であるCv値特性を記憶した記憶部とをさらに備え、
前記制御部は、前記弁本体の開度と前記記憶部の前記Cv値特性とに基づいて求めた、該弁本体の開度に対応するCv値と、前記第1圧力検出部により検出された第1圧力と、前記温度検出部により検出された第1温度と、前記第2圧力検出部により検出された第2圧力とに基づいて、前記弁本体を流通する蒸気の流量を演算することを特徴とする調節弁。 A valve body having a valve body;
A control valve comprising a control unit for adjusting a flow rate of steam flowing through the valve body by controlling an opening degree of the valve body,
A first pressure detector that detects a first pressure that is a pressure of steam upstream of the valve body;
A temperature detector that detects a first temperature that is the temperature of the steam upstream of the valve body;
A second pressure detection unit that detects a second pressure that is a pressure of steam downstream of the valve body;
A storage unit storing a Cv value characteristic that is a relationship between the opening of the valve body and the Cv value;
The control unit is detected by the first pressure detection unit and a Cv value corresponding to the opening of the valve body, which is obtained based on the opening of the valve body and the Cv value characteristic of the storage unit. Based on the first pressure, the first temperature detected by the temperature detector, and the second pressure detected by the second pressure detector, calculating the flow rate of the steam flowing through the valve body. Characteristic regulating valve.
前記制御部は、前記第1圧力と前記第1温度とに基づいて蒸気が過熱蒸気か否かを判定し、蒸気が過熱蒸気の場合には過熱度を考慮して前記弁本体を流通する蒸気の流量を演算することを特徴とする調節弁。 The control valve according to claim 1,
The controller determines whether the steam is superheated steam based on the first pressure and the first temperature, and when the steam is superheated steam, the steam flowing through the valve body in consideration of the degree of superheat. A control valve characterized by calculating the flow rate of the valve.
前記温度検出部は、蒸気の流路において前記第1圧力検出部と同じ位置において前記第1温度を検出することを特徴とする調節弁。
The control valve according to claim 1 or 2,
The temperature detecting unit detects the first temperature at the same position as the first pressure detecting unit in the steam flow path.
Priority Applications (1)
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JP2015217235A JP2017091031A (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Regulating valve |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2015217235A Pending JP2017091031A (en) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Regulating valve |
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2015
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