JP2017174428A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑え、設定や管理の負担を大幅に軽減することが可能な流量制御装置を提供する。【解決手段】本発明の流量制御装置１１は、流路１３に設けられる流量調節弁２１と、流路１３を流れる流体の流量を測定する流量測定部４１と、流量測定部４１の測定結果に基づき流量調節弁２１の開度を制御する制御部６１と、を備え、流量調節弁２１の開度を検知するリミットセンサ（開度検知センサ）２４６が全開を検知した時点で圧力不足を検知する圧力不足検知機能を有しているため、従来の圧力センサで圧力異常を検知する方式に比べて製造コストを大幅に削減することができ、流量低下による異常が発生する前に圧力不足を早い段階で必要な時期に知らせることが可能になる。【選択図】図１

Description

本発明は、流量測定部の測定結果に基づき流量調節弁の開度を調節する流量制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、流体温度調整機と切換マニホールドとの間を配管により接続し、当該切換マニホールドに組み込まれた電磁切換弁の開閉を切り換えることにより、回路を流れる流体の流れを制御する技術が開示されている。

特開平５−８４７４７号公報

ところで、流量制御装置においては、流量計、流量調節弁、及び制御装置を内蔵したものが知られている。このような流量制御装置において、通常は配管内の圧力不足を圧力センサで検知し、一定以下の圧力になったら警報を出力するなどの対策をとっている。しかし、圧力だけでは配管のどこかに詰まりが生じた場合に、供給圧は足りているが実際には流量が流れないといった不具合が生じる。この不具合を解消するために、配管の様々な箇所に圧力センサを設置することも考えられるが、設置作業が面倒である上に、製造コストが大幅に増大するという問題がある。

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、製造コストを抑え、設定や管理の負担を大幅に軽減することが可能な流量制御装置を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するため、本発明に係る流量制御装置は、流路に設けられる流量調節弁と、前記流路を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部の測定結果に基づき前記流量調節弁の開度を制御する制御部と、を備え、前記流量調節弁の開度を検知する開度検知センサが全開を検知した時点で圧力不足を検知する圧力不足検知機能を有することを特徴とする。

また、本発明に係る流量制御装置において、前記流量調節弁の積算動作量が予め定められた設定値に到達したときに、当該流量調節弁の寿命を報知するバルブ寿命報知機能を有していてもよい。

また、本発明に係る流量制御装置において、前記流量調節弁を全閉したにも関わらず流量が予め定められた設定値以上のときに、当該流量調節弁の内部における液体の漏れを報知する内部リーク報知機能を有していてもよい。

また、本発明に係る流量制御装置において、前記流量測定部における羽根車の積算回転数が予め定められた設定値に到達したときに、当該流量測定部の寿命を報知する流量計寿命報知機能を有していてもよい。

また、本発明に係る流量制御装置において、前記圧力不足検知機能、前記バルブ寿命報知機能、前記内部リーク報知機能、または前記流量計寿命報知機能の各機能に対応したパターンで発光するＬＥＤを有していてもよい。

本発明の流量制御装置によれば、流量調節弁の開度検知センサが全開を検知した時点で圧力不足を検知する圧力不足検知機能を有することにより、従来の圧力センサで圧力異常を検知する方式に比べて製造コストを大幅に削減することができ、流量低下による異常が発生する前に圧力不足を早い段階で必要な時期に知らせることが可能になる。したがって、異常が発生してもしばらくの間であれば、装置や設備を異常停止させずに、都合の良いタイミングで配管やフィルタの清掃を行うことができ、設定や管理の負担を大幅に軽減することができる。

本実施形態に係る流量制御ユニットの正面図の一部を示す図であって、特に、マニホールドを断面で示した図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図２における左側の流量制御装置を拡大して示した図である。 図３における流量制御装置の部分拡大図であって、（ａ）はハウジングの断面図、（ｂ）はモータアクチュエータのＢ−Ｂ矢視図である。

本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、便宜的に、図１における左右（方向）を流量制御ユニット１の前後、図２における左右（方向）を流量制御ユニット１の左右、並びに図１乃至図３における上下（方向）を流量制御ユニット１又は流量制御装置１１の上下と定める。
図１、図２に示されるように、流量制御ユニット１は、略直方体に形成されて前後方向へ延びるマニホールド２と、当該マニホールド２に連装される複数個の流量制御装置１１と、マニホールド２と各流量制御装置１１とを接続するジョイント９１（接続手段）と、を備える。

（マニホールド）
マニホールド２は、当該マニホールド２の内部を前後方向へ延びるキャビティ３と、当該マニホールド２の下部に設けられてストレーナ（図示省略）を経由した流体（本実施形態では「水」）をキャビティ３へ導入する導入口（図示省略）と、を有する。また、マニホールド２は、当該マニホールド２の上面２Ａに開口してキャビティ３と連通する複数個のポート４を有する。

図２に示されるように、ポート４は、左右方向に一定間隔をあけて２列に配列される。また、図１に示されるように、各列のポート４は、前後方向に一定間隔をあけて配列される。換言すると、ポート４は、前後方向へ長いグリッド状に配列される。なお、各ポート４の開口部には、当該ポート４の内径よりも大きい内径の接続口５が形成される。また、マニホールド２の材料には、プラスチック又は非磁性金属が適用される。

（流量制御装置）
図３に示されるように、流量制御装置１１は、プラスチック又は非磁性金属からなるボディ１２と、当該ボディ１２の内部を上下方向へ延びて流体が下から上へ向かって流れる流路１３と、を有する。ボディ１２は、当該ボディ１２の下端に開口して後述のジョイント９１（接続手段）が接続される流入口１４と、当該ボディ１２の上端に開口してアダプタ１７が接続（嵌合）される流出口１５と、を有する。ここでは、便宜的に、ボディ１２の流入口１４から流出口１５までの流路を総称して流路１３という。なお、アダプタ１７には、管継手を接続するための管用テーパねじが形成される。

（流量調節弁）
流量制御装置１１は、ボールバルブ機構により構成される流量調節弁２１を備える。流量調節弁２１は、軸部２５と、当該軸部２５の先端（図３における右端）に設けられて流路１３を遮断可能なボール部２３と、を備えた弁体２２を有する。軸部２５の基端（図１における左端）は、モータアクチュエータ２４の回転軸２４Ａに接続される。ボディ１２には、当該ボディ１２を水平方向（図３における左右方向）へ貫通して流路１３に連通する軸孔２６が形成される。軸孔２６には、弁体２２の軸部２５が摺動可能に嵌合される。なお、弁体２２の軸部２５とボディ１２の軸孔２６との間は、Ｏリング２７によりシールされる。また、モータアクチュエータ２４は、ステッピングモータ、減速機構、及び位置検出センサを含む。

流量調節弁２１は、弁体２２のボール部２３を挟んで流路１３の上流側及び下流側に配置される一対のボールパッキン２８及び２９を有する。上流側のボールパッキン２８は、固定ナット３０にて下流側（図３における上側）へ押し付けられることにより、弁座部２８Ａがボール部２３に対して摺動可能に密着する。また、下流側のボールパッキン２９は、固定ナット３１にて上流側（図３における下側）へ押し付けられることにより、弁座部２９Ａがボール部２３に対して摺動可能に密着する。ここで、図３に示されるのは、流量調節弁２１が全開の状態であり、この状態では、弁体２２のボール部２３の流路２３Ａの軸線は、ボールパッキン２８及び固定ナット３０を貫通して延びる流路３２の軸線と、ボールパッキン２９及び固定ナット３１を貫通して延びる流路３３の軸線とに一致し、延いては流路１３の軸線Ｌに一致する。

なお、流路３２は、ボール部２３側（弁座部２８Ａ側）とは反対側（図３における左側）の端部に、流路面積が漸次縮径される縮径部３２Ａを有する。また、流路３３は、ボール部２３側（弁座部２９Ａ側）とは反対側（図３における右側）の端部に、流路面積が漸次拡径される拡径部３３Ａを有する。また、固定ナット３０と流路１３との間は、Ｏリング３４によりシールされる。また、固定ナット３１と流路１３との間は、Ｏリング３５によりシールされる。さらに、図３における符号３６は、軸孔２６に対する弁体２２の軸線方向（図３における左右方向）への移動を阻止する抜け止めプレートである。

（流量測定部）
流量制御装置１１は、流量調節弁２１の上流（図３における下側）を流れる流体の流量を、後述する羽根車４２の回転数に基づき間接的に測定する流量測定部４１を備える。流量測定部４１は、所謂、羽根車（タービン）式流量計であり、羽根車４２と、当該羽根車４２を回転可能に支持する支持枠４５と、を有する。羽根車４２は、流路１３の軸線Ｌ（図３参照）上に配置される回転軸４３と、当該回転軸４３の周囲に等間隔で設けられる複数個（本実施形態では「４個」）の翼部４４（タービン翼）と、を有する。そして、本実施形態における羽根車４２の製造は、磁化していない磁性体の金属粉を材料とするメタルインジェクションモールディング（ＭＩＭ：Metal Injection Molding）が適用され、回転軸４３と複数個の翼部４４とが一体（同時）に成形される。なお、メタルインジェクションモールディングの材料（磁性体）として、例えば、磁性ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ６３０）が適用される。

図３に示されるように、支持枠４５は、通過する流体に旋回流を生じさせる旋回流プレート４６と、羽根車４２の翼部４４を囲うスリーブ４７と、に分割して構成される。旋回流プレート４６は、プラスチック又は非磁性金属により構成され、中央には、羽根車４２の回転軸４３の下端を支持する軸受部４８が設けられる。スリーブ４７は、プラスチック又は非磁性金属により構成され、中央には、羽根車４２の回転軸４３の上端を支持する軸受部４９が設けられる。なお、支持枠４５（スリーブ４７）は、上端が、流路１３に形成された段部５０に突き当てられることにより、上下方向、すなわち、流路１３の軸線Ｌに沿う方向へ位置決めされる。また、支持枠４５（旋回流プレート４６）は、流路１３の内周に装着されたＣ形止め輪５６により、下方向（上流側）への移動が阻止される。

一方、流量測定部４１は、羽根車４２の回転数を測定するセンサユニット５１を備える。センサユニット５１は、センサ基板５２と、当該センサ基板５２に実装されるＧＭＲ（Giant Magnetoresistance）センサ５３と、当該ＧＭＲセンサ５３にバイアス磁界を印加するバイアスマグネット５７（例えば、フェライト系バルク磁石）と、を含む。センサ基板５２は、ボディ１２の凹部１６から流路１３内に配置された羽根車４２に向かって延びるセンサユニット収容部５４に収容される。そして、センサユニット５１は、ＧＭＲセンサ５３により検知した羽根車４２の回転に伴う磁界強度の変化に基づき当該羽根車４２の回転数を測定し、測定結果に応じたパルス信号（便宜的に「回転数信号」と称する）を後述する制御部６１へ出力する。

なお、本実施形態において、ＧＭＲセンサ５３は、センサ基板５２上に、羽根車４２の回転方向（前後方向）に間隔をあけて２個のＧＭＲ素子が配置されてホイートストンブリッジが構成されており、当該２個のＧＭＲ素子の抵抗値の変化に基づき、磁界強度の変化を検出するように構成されている。また、図３における符号５５は、センサ基板５２と制御部６１の制御基板６２とを接続する信号ケーブルである。さらに、図３における符号５９は、旋回流プレート４６とスリーブ４７との間をシールするＯリングである。

（制御部）
流量制御装置１１は、前述の流量測定部４１の測定結果（羽根車４２の回転数）に基づき流量調節弁２１の開度をフィードバック制御する制御部６１を備える。制御部６１は、演算部、記憶部等を備える、所謂、マイクロコンピュータであり、流量測定部４１から出力された回転数信号（流量測定部４１により測定された流量）に基づき、流量調節弁２１の開度をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）する。すなわち、制御部６１は、回転数信号を流量の測定値に変換、換言すると、データテーブルに基づき回転数を流量に換算し、当該測定値（流量測定値）と設定値（流量目標値）とを演算処理する。そして、演算処理結果に基づきモータアクチュエータ２４を制御することにより、弁体２２、延いてはボール部２３を回転させ、流路１３を流れる流体の流量を調節するように構成される。

制御部６１は、ボディ１２の一側面（図３における左側面）に形成された凹部１６に収容される制御基板６２を有する。ボディ１２の一側面には、モータアクチュエータ２４を収容するアルミ合金製のハウジング６３が設けられ、当該ハウジング６３と凹部１６との間の空間は、パッキン６４により密閉される。なお、パッキン６４は、ボディ１２の凹部１６の周縁に形成されたパッキン溝６５に嵌め込まれる。また、ハウジング６３の下部には、外部との通信（本実施形態では「ＲＳ４８５」）に使用される防水コネクタ６６が取り付けられる。また、防水コネクタ６６と制御基板６２とは、信号ケーブル６７（本実施形態では「５芯」）により接続される。また、図３における符号６８は、制御基板６２に実装されたＬＥＤ（フルカラー）である。さらに、図３における符号６９は、ＬＥＤ６８を外部から視認するための透明樹脂からなる光伝送窓である。

（接続手段）
図２に示されるように、ジョイント９１（接続手段）は、直線状の管体により形成され、軸線方向（上下方向）に分割可能なジョイントアダプタ７１（第１管部材）とジョイントアダプタ８１（第２管部材）とを有する。ジョイントアダプタ７１の基端には、マニホールド２の各ポート４の接続口５及び流量制御装置１１の流入口１４に接続可能な第１端部７２が形成される。そして、ジョイントアダプタ７１は、第１端部７２（軸）をポート４の接続口５（孔）に差し込むことによりマニホールド２に接続され、他方で、第１端部７２（軸）を流量制御装置１１の流入口１４（孔）に差し込むことにより当該流量制御装置１１に接続される。換言すると、マニホールド２の各ポート４の接続口５と流量制御装置１１の流入口１４とは、同一形状に形成される（内径が同じ）。

なお、ジョイントアダプタ７１の第１端部７２の先端には、Ｏリング７３を装着するための小径部７４が形成され、当該Ｏリング７３により、ジョイントアダプタ７１の第１端部７２とマニホールド２の各ポート４の接続口５又は流量制御装置１１の流入口１４との間がシールされる。また、ジョイントアダプタ７１の内部には、当該ジョイントアダプタ７１を通過する流体に含まれる異物を捕捉するためのフィルタ７が設けられる。さらに、図３における符号８は、フィルタ７のジョイントアダプタ７１に対する軸線方向（上下方向）への移動を阻止するＣ形止め輪である。

一方、ジョイントアダプタ８１の基端には、前述のジョイントアダプタ７１の第１端部７２と同一形状の第１端部８２が形成される。すなわち、ジョイントアダプタ８１は、第１端部８２（軸）をポート４の接続口５（孔）に差し込むことによりマニホールド２に接続され、他方で、第１端部８２（軸）を流量制御装置１１の流入口１４（孔）に差し込むことにより当該流量制御装置１１に接続される。なお、ジョイントアダプタ８１の第１端部８２の先端には、Ｏリング８３を装着するための小径部８４が形成され、当該Ｏリング８３により、ジョイントアダプタ８１の第１端部８２とマニホールド２の各ポート４の接続口５又は流量制御装置１１の流入口１４との間がシールされる。

そして、ジョイントアダプタ７１（８１）は、第１端部７２（８２）の外周に形成された第１フランジ７５（８５）が流量制御装置１１のボディ１２の下端面に当接されることにより、当該流量制御装置１１に対して軸線方向（上下方向）に位置決めされる。また、ジョイントアダプタ７１（８１）は、ねじ５８（図１参照）にて第１フランジ７５（８５）をボディ１２に固定することにより流量制御装置１１に装着される。他方で、ジョイントアダプタ７１（８１）は、第１端部７２（８２）の外周に形成された第１フランジ７５（８５）がマニホールド２の上端面に当接されることにより、当該マニホールド２に対して軸線方向（上下方向）に位置決めされる。また、ジョイントアダプタ７１（８１）は、ねじ５８にて第１フランジ７５（８５）をマニホールド２に固定することにより当該マニホールド２に装着される。

そして、ジョイント９１は、ジョイントアダプタ７１（第１管部材）の先端に形成された第２端部７６（軸）を、ジョイントアダプタ８１（第２管部材）の先端に形成された第２端部８６（孔）に差し込むことにより、当該ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１とが連結され、その結果、流量制御装置１１がマニホールド２に接続される。なお、ジョイントアダプタ７１の第２端部７６の先端には、Ｏリング７９を装着するための小径部７８が形成され、当該Ｏリング７９により、ジョイントアダプタ７１の第２端部７６とジョイントアダプタ８１の第２端部８６との間がシールされる。

図１、図２に示されるように、ジョイント９１は、ジョイントアダプタ７１の外周に形成された第２フランジ７７と、ジョイントアダプタ８１の外周に形成された第２フランジ８７とが当接される。これにより、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１とが軸線方向（上下方向）へ相対位置決めされる。また、ジョイント９１は、相互に重ねられた第２フランジ７７と第２フランジ８７との連結部９２に金属製のクリップ９３を装着することにより、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との軸線方向（上下方向）への相対移動が阻止される。なお、クリップ９３は、市販の金属製留め具を使用することができる。また、ジョイントアダプタ７１及びジョイントアダプタ８１の材料には、プラスチック又は金属が適用される。

図１、図２に示されるように、ジョイント９１は、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との軸線方向長さが相違する。ここで、ジョイントアダプタ７１の軸線方向長さは、第１フランジ７５の取付面から第２フランジ７７の連結面までの距離（図１におけるＨ１）である。一方、ジョイントアダプタ８１の軸線方向長さは、第１フランジ８５の取付面から第２フランジ８７の連結面までの距離（図１におけるＨ２）である。なお、ジョイントアダプタ８１の軸線方向長さ（Ｈ２）は、ジョイントアダプタ７１の軸線方向長さ（Ｈ１）にクリップ９３の厚さ（図１におけるＨ３）を加えた値以上に定められる（Ｈ２≧Ｈ１＋Ｈ３）。

そして、図１に示されるように、流量制御ユニット１は、前後方向（図１における左右方向）に隣接する流量制御装置１１間のジョイント９１の向きが互い違い（上下が逆さま）になるように、マニホールド２にジョイント９１が配列される。換言すると、前後方向に隣接するジョイント９１間でジョイントアダプタ７１（第１管部材）とジョイントアダプタ８１（第２管部材）とが互い違いになるように、マニホールド２にジョイント９１が配列される。同様に、図２に示されるように、流量制御装置１は、左右方向（図２における左右方向）に隣接する流量制御装置１１間のジョイント９１の向きが互い違いになるように、マニホールド２にジョイント９１が配列される。換言すると、左右方向に隣接するジョイント９１間でジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１とが互い違いになるように、マニホールド２にジョイント９１が配列される。

よって、図１、図２に示されるように、流量制御ユニット１は、前後方向及び左右方向に隣接する流量制御装置１１のジョイント９１間で、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との連結部９２の位置（マニホールド２上面からの高さ）、すなわち、クリップ９３の位置が相違する。なお、図２における符号１８は、各流量制御装置１１の上部に設けられ、マニホールド２上で左右方向（背中合わせ）に隣接する流量制御装置１１間を連結するための連結具である。ここで、図２は、連結具１８を架け渡す前の状態、すなわち、背中合わせに隣接する流量制御装置１１間の非連結状態を示す。

（作用）
前述の流量制御ユニット１の作用を説明する。
まず、マニホールド２に流量制御装置１１を連装する場合、予め、マニホールド２の各ポート４の接続口５に、ジョイントアダプタ７１（第１管部材）の第１端部７２又はジョイントアダプタ８１（第２管部材）の第１端部８２を接続しておく。このとき、前後方向（図１における左右方向）及び左右方向（図２における左右方向）の隣接するジョイントアダプタ７１（８１）が互い違いとなるように、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１とを配列、すなわち、同種のジョイントアダプタ７１（８１）が隣接しないように配列する。

一方、流量制御装置１１においては、流入口１４にジョイントアダプタ７１（第１管部材）の第１端部７２を接続した流量制御装置１１と、流入口１４にジョイントアダプタ８１（第２管部材）の第１端部８２を接続した流量制御装置１１と、を用意しておく。そして、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１とを連結させるようにして、各流量制御装置１１をマニホールド２に装着する。これにより、マニホールド２上の前後方向及び左右方向に隣接するジョイント９１は、上下が互い違い、換言すると、連結部９２の位置（高さ）が互い違いとなる。

この状態で、各ジョイント９１の連結部９２にクリップ９３を装着することにより、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との連結が保持され、延いては各流量制御装置１１のマニホールド２に対する接続が保持される。また、左右方向に隣接する流量制御装置１１間を、一方の流量制御装置１１の連結具１８を他方の流量制御装置１１の連結具１８に架け渡して連結させる。なお、クリップ９３を装着するタイミング、及び連結具１８を架け渡すタイミングは、任意である。また、流量制御装置１１をマニホールド２から取り外す場合、クリップ９３を取り外すと共に連結具１８による連結を解除することにより、任意の流量制御装置１１を、マニホールド２から簡単に取り外す（引き抜く）ことができる。

（流量制御）
まず、流体供給手段（例えば「ポンプ」等）により、流体（本実施形態では「水」）がマニホールド２へ導入されると、当該流体は、当該マニホールド２の各ポート４、及び各ジョイント９１を経由して各流量制御装置１１へ供給される。各流量制御装置１１へ導入された流体、すなわち、各流量制御装置１１の流路１３を流れる流体は、旋回流となり流量測定部４１の羽根車４２を回転させる。

すると、各流量制御装置１１では、流量測定部４１において、羽根車４２の回転に伴う磁界強度の変化がＧＭＲセンサ５３により検知され、当該磁界強度の変化に基づき羽根車４２の回転数が測定される。当該流量測定部４１の流量測定結果しての回転数信号（パルス信号）は、制御部６１へ出力される。制御部６１は、受信した回転数信号を、流路１３を流れる流体の流量（流量測定値）へ変換する。

さらに、制御部６１は、当該流量測定値と、外部の制御装置（図示省略）から防水コネクタ６６の信号ケーブル６７を介して受信した流量制御信号（流量目標値）とを演算処理（ＰＩＤ処理）し、演算処理結果としての制御信号（モータ制御信号）をモータアクチュエータ２４へ出力する。これにより、モータアクチュエータ２４は、当該モータ制御信号に基づき作動する。これにより、流量調節弁２１（ボールバルブ）の開度、すなわち、流路１３の流路面積が調節され、延いては流路１３を流れる流体の流量が調節される。

（圧力不足検知機能）
そして、流量制御装置１１は、流路１３内の圧力不足を検知する圧力不足検知機能を有する。当該圧力不足検知機能は、モータアクチュエータ２４に設けられた流量調節弁２１（ボールバルブ）の開度検知センサ（例えば、リミットセンサ、ポテンションメータ等）が開度１００％（全開）を検知した時点で圧力不足を検知するものである。当該圧力不足は、ハウジング６３の光伝送窓６９、すなわち、ＬＥＤ６８の発光パターンにより視認することができる。

ここで、圧力不足検知機能について更に詳しく説明する。図４に示すように、モータアクチュエータ２４は複数段のギア２４１，２４２，２４３を有しており、このうち最終段のギア２４３にマグネット２４４が挿入されている。また、本実施形態では基板２４５に実装されたリミットセンサ２４６が内部に設けられており、最終段のギア２４３が全閉から全開（０〜３１５°）の範囲で回転するのに対応して、全閉側のリミットセンサ２４６Ａと全開側のリミットセンサ２４６Ｂがマグネット２４４を検知し、閉じ過ぎや開き過ぎを防ぐため、制御部６１を通じてモータ２４７の運転を停止させるように構成されている。
すなわち、制御中にバルブ開度が全開に達した場合（全開側のリミットセンサ２４６Ｂが検知）、それ以上多くの流量を流す方へ流量調節弁２１の開度を調節することができず、調節代が限界に達したことになる。これにより、予め設定された流量値を流すには圧力が足りず、早い段階で圧力不足であると判断することができる。

また、配管の圧力損失は、流路にスケールなどが溜まると上昇するため、長期間運転すると圧力が足らなくなり、予めマージンを持って供給圧を高くして運用したとしても、あとどの位で限界に達するのかを判断することができない。このため、一般的には流量センサを設置して流量が一定以下になると圧力異常とみなす方式を採用しているが、この方式の場合、流量異常（流量計異常、瞬間的な圧力低下など）なのか、それとも圧力不足なのかが解らない。
これに対し、本実施形態のようにリミットセンサ２４６で圧力不足を検知する方式によれば、流量低下による異常が発生する前に、圧力不足を早い段階で必要な時期に知らせることが可能になる。このため、異常が発生してもしばらくの間であれば、装置や設備を異常停止させずに、都合の良いタイミングで配管やフィルタの清掃を行うことができ、設定や管理の負担が大幅に軽減する。なお、本実施形態では、リミットセンサ２４６が一定時間連続して全開を検知した場合に圧力不足であると検知するため、瞬間的な圧力低下による流量異常の場合には圧力不足でないノイズとして除外されることになる。

（バルブに関する報知機能）
また、流量制御装置１１は、流量調節弁２１に使用されるＯリング２７の寿命、延いては流量調節弁２１（ボールバルブ）の寿命を報知するバルブ寿命報知機能を有する。流量制御装置１１においては、流量調節弁２１の積算動作量がカウントされて制御部６１の不揮発性メモリに記憶されており、バルブ寿命報知機能は、当該流量調節弁２１の積算動作量が予め定められた設定値に到達すると、Ｏリング２７が寿命（交換時期）であると判断する。なお、Ｏリング２７が寿命であることは、ハウジング６３の光伝送窓６９、すなわち、ＬＥＤ６８の発光パターンにより視認することができる。また、外部端末との通信機能を利用することにより、現時点における流量調節弁２１の積算動作量を知ることが可能である。

（流量計に関する報知機能）
また、流量制御装置１１は、流量測定部４１に使用されている羽根車４２の寿命、延いては流量測定部４１（流量計）の寿命を報知する流量計寿命報知機能を有する。流量制御装置１１では、羽根車４２の回転数がカウントされて制御部６１の不揮発性メモリに記憶されており、流量計寿命報知機能は、当該羽根車４２の積算回転数が予め定められた設定値に到達することにより、流量計が寿命であると判断する。なお、流量計が寿命であることは、ハウジング６３の光伝送窓６９、すなわち、ＬＥＤ６８の発光パターンにより視認することができる。

（内部リーク報知機能）
また、流量制御装置１１は、流量調節弁２１の内部における流体の漏れ（水漏れ）を報知する内部リーク報知機能を有する。当該内部リーク報知機能は、流量調節弁２１を全閉したにも関わらず、流体が一定時間の間に一定流量以上流れた場合、換言すると、一定時間における流量測定部４１の羽根車４２の回転数が一定以上であった場合、内部リークが発生したと判断する。なお、内部リークの発生は、ハウジング６３の光伝送窓６９、すなわち、ＬＥＤ６８の発光パターンにより視認することができる。

（効果）
本実施形態によれば、流量制御ユニット１は、各流量制御装置１１とマニホールド２との間に介在させたジョイント９１（接続手段）により、各流量制御装置１１がマニホールド２に接続（連装）される。また、ジョイント９１は、ジョイントアダプタ７１（第１管部材）と、当該ジョイントアダプタ７１に対して抜き差し可能に連結されるジョイントアダプタ８１（第２管部材）と、ジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との連結部９２に装着されて当該連結部９２を保持するクリップ９３と、を有する。

よって、クリップ９３を手で操作（着脱）することにより、工具を使用することなく、各流量制御装置１１のマニホールド２に対する取り付け及び取り外しができるので、製造工程における組み付け作業、及びメンテナンス時における流量制御装置１１の交換作業等を合理化することができる。
また、隣接する流量制御装置１１間に工具を差し込むスペースを確保する必要がないので、隣接する流量制御装置１１（ジョイント９１）間の取付ピッチを最小限に止めることが可能であり、流量制御ユニット１を小型化することができる。
さらに、左右に隣接する流量制御装置１１間、すなわち、背中合わせで隣接する流量制御装置１１間を、一方の流量制御装置１１の連結具１８を他方の流量制御装置１１に架け渡すことにより連結したので、流量制御装置１１の取付強度、延いては流量制御ユニット１の剛性を高めることができる。加えて、連結具１８により連結された一対の流量制御装置１１間の相対移動を阻止することが可能であり、連結具１８を各流量制御装置１１の回り止めとして機能させる、すなわち、マニホールド２に連装された各流量制御装置１１における軸線Ｌ（図３参照）を中心とする回転を阻止することができる。

また、ジョイントアダプタ７１の軸線方向長さ（Ｈ１）とジョイントアダプタ８１の軸線方向長さ（Ｈ２）とが相違する、特に、本実施形態では、ジョイントアダプタ８１の軸線方向長さ（Ｈ２）を、ジョイントアダプタ７１の軸線方向長さ（Ｈ１）にクリップ９３の厚さ（Ｈ３）を加えた値以上に設定した（Ｈ２≧Ｈ１＋Ｈ３）。そして、前後及び左右の隣接するジョイント９１間でジョイントアダプタ７１（第１管部材）とジョイントアダプタ８１（第２管部材）とが互い違いとなるように、換言すると、隣接する流量制御装置１１でジョイントアダプタ７１とジョイントアダプタ８１との連結部９２の高さ、延いてはクリップ９３の取付高さが互い違いとなるように、マニホールド２上にジョイント９１を配列したので、クリップ９３の操作性が向上し、延いては組付け性及びメンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、流量測定部４１の羽根車４２を磁化していない磁性体を材料とするメタルインジェクションモールディングにより製造したので、複雑な形状の羽根車４２を高い精度で成形することができる。また、切削加工された羽根車と比較して、製造コストを大幅に削減することができる。これにより、羽根車４２の回転軸４３と複数個の翼部４４とを一体に成形することが可能であり、回転軸４３と複数個の翼部４４とを別個に製造した羽根車と比較して、部品点数を削減することができる。また、製造コスト削減の観点から、切削加工に代えて回転軸４３と複数個の翼部４４とを接合（圧入、接着等）して製造される羽根車では、接合部の信頼性低下に伴う品質管理の厳格化が問題になるが、本実施形態に係る羽根車４２は、メタルインジェクションモールディングの適用により、これらの問題を解消することができる。

また、本実施形態によれば、流量調節弁２１の開度検知センサが開度１００％（全開）を検知した時点で圧力不足を検知する圧力不足検知機能を備えた流量制御装置１１を適用したので、圧力センサを別途設置して、当該圧力センサにより測定された差圧に基づき圧力異常を検知する従来手法と比較した場合、製造コストを大幅に削減することができ、且つ設定（閾値）、管理等に手間と時間とを要することがない。

また、本実施形態によれば、流量調節弁２１の積算動作量が予め定められた設定値に到達することにより、Ｏリング２７の寿命を報知するバルブ寿命報知機能を備えた流量制御装置１１を適用したので、Ｏリング２７の摩耗に起因する流量制御装置１１の外部リークを未然に防ぐことが可能である。これにより、流量制御装置１１を防水構造にすることが可能であり、当該流量制御装置１１の適用の自由度を拡大することができる。さらに、流量調節弁２１の積算動作量が制御部６１の不揮発性メモリに記憶されるので、例えば、中古品であっても当該機能を確保することができる。

また、本実施形態によれば、羽根車４２の積算回転数が予め定められた設定値に到達することにより、流量計の寿命を報知する流量計寿命報知機能を備えた流量制御装置１１を適用したので、回転軸４３の摩耗に起因する羽根車４２の動作不良を未然に防ぐことが可能であり、流量測定部４１（流量計）の測定値の信頼性、延いては流量制御装置１１の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、流量調節弁２１を全閉したにも関わらず、流体が一定時間の間に一定流量以上流れたことを検知することにより、内部リークを報知する内部リーク報知機能を備えた流量制御装置１１を適用したので、従来は自己判断が困難であった内部リークを検知することができる。

また、本実施形態によれば、フルカラーのＬＥＤ６８の発光パターンをハウジング６３の光伝送窓６９から視認することができるようにした。したがって、ＬＥＤ６８の発光色の違い、点灯や点滅などで区別して、圧力不足検知機能、バルブ寿命報知機能、流量計寿命報知機能、内部リーク報知機能の各機能に対応したパターンで発光させることにより、複数台の流量制御装置１１が正常に動いているかどうかを瞬時に一つの光伝送窓６９で状態把握することができる。

なお、実施形態は前述したもの限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
前述の実施形態では、羽根車（タービン）式流量計を適用した流量制御装置１１を説明したが、流量制御装置１１は、例えば、カルマン渦式流量計、電磁式流量計、超音波式流量計、差圧式流量計、コリオリ式流量計、及び熱式流量計等を適用することができる。
また、前述の実施形態では、ボールバルブを適用した流量調節弁２１を備える流量制御装置１１を説明したが、流量調節弁２１は、ニードルバルブ、グローバルバルブ、ゲートバルブ、及びバタフライバルブ等を適用することができる。

１１：流量制御装置
１３：流路
２１：流量調節弁
２４：モータアクチュエータ
２４１，２４２，２４３：ギア
２４４：マグネット
２４５：基板
２４６：リミットセンサ（開度検知センサ）
２４７：モータ
４１：流量測定部
４２：羽根車
６１：制御部
６８：ＬＥＤ（フルカラー）

Claims (5)

1. 流路に設けられる流量調節弁と、
   前記流路を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
   前記流量測定部の測定結果に基づき前記流量調節弁の開度を制御する制御部と、を備え、
   前記流量調節弁の開度を検知する開度検知センサが全開を検知した時点で圧力不足を検知する圧力不足検知機能を有することを特徴とする流量制御装置。
2. 前記流量調節弁の積算動作量が予め定められた設定値に到達したときに、当該流量調節弁の寿命を報知するバルブ寿命報知機能を有することを特徴とする請求項１に記載の流量制御装置。
3. 前記流量調節弁を全閉したにも関わらず流量が予め定められた設定値以上のときに、当該流量調節弁の内部における液体の漏れを報知する内部リーク報知機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の流量制御装置。
4. 前記流量測定部における羽根車の積算回転数が予め定められた設定値に到達したときに、当該流量測定部の寿命を報知する流量計寿命報知機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の流量制御装置。
5. 前記圧力不足検知機能、前記バルブ寿命報知機能、前記内部リーク報知機能、または前記流量計寿命報知機能の各機能に対応したパターンで発光するＬＥＤを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の流量制御装置。