JP2019109185A - 流量演算装置、流量演算方法および流量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量の計測精度を高める。高精度な流量制御を実現する。【解決手段】流量制御バルブ（回転弁）２０８に弁開度補正部１０Ｃと補正テーブル記憶部１０Ｄと動作状態判断部１０Ｇを設ける。弁開度補正部１０Ｃにおいて、補正値決定部１０Ｃ４は、動作状態判断部１０Ｇによって弁軸７が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得部１０Ｃ１によって取得される弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを実際に使用する補正値αRとして決定し、動作状態判断部１０Ｇによって弁軸７が停止した状態にあると判断されている場合には、補正値記憶部１０Ｃ３に記憶されている弁軸７が停止する直前の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを実際に使用する補正値αRとして決定し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。弁開度実測値補正部１０Ｃ２は、補正値決定部１０Ｃ４によって決定された補正値αRを用いて弁開度実測値θｐｖを補正する。【選択図】 図２

Description

本発明は、流路を流れる流体の流量を演算する流量演算装置、流量演算方法および演算された流量を用いて流路を流れる流体の流量を制御する流量制御装置に関する。

従来、配管路には流量計と弁の両者を配置し、流量計によって計測された流量に基づいて弁の開度（弁開度）を制御するようにしていた。しかし、このような方法では、流量計と弁の両者を配管しなければならず、コストもアップする。そこで、流量計測機能と弁開度の制御機能との両機能を具備した流量制御バルブが望まれ、実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。

この流量制御バルブは、流体が流れる流路を形成する管路とこの管路を流れる流体の流量（流路の開閉量）を調節する弁体とを備えた弁本体と、この弁本体に取り付けられ弁体の開度を制御するアクチュエータとを備えている。アクチュエータは弁体に結合された弁軸を回転させるモータを備えている。また、アクチュエータには、ＣＰＵやメモリが搭載されている。弁本体には、弁体の上流側の流体圧力Ｐ１を計測する第１の圧力センサと、弁体の下流側の流体圧力Ｐ２を計測する第２の圧力センサと、弁軸の回転位置から弁体の開度θを検出する弁開度センサが設けられている。

アクチュエータのＣＰＵは、第１の圧力センサからの流体圧力Ｐ１と第２の圧力センサからの流体圧力Ｐ２との圧力差として検出される弁体の前後差圧（差圧）ΔＰを差圧検出値として取得し、弁開度センサからの弁開度θと差圧ΔＰとの組合せに応じた流量係数Ｃｖをメモリに格納されている特性テーブルから読み出し、この流量係数Ｃｖと差圧ΔＰとから弁本体の管路内を流れる流体の流量Ｑを下記（１）式により算出する。そして、この算出した流量Ｑを計測流量Ｑｐｖとして設定流量Ｑｓｐと比較し、計測流量Ｑｐｖが設定流量Ｑｓｐに一致するように弁軸の回転量を制御する。

Ｑ＝Ａ・Ｃｖ・（ΔＰ）^1/2 ・・・・（１）
但し、Ａは定数。

図１９に特許文献３に示された流量制御バルブの要部の構成を示す。この流量制御バルブ１０１は、流体１０２の流路１０３を形成する弁本体１０４と、この弁本体１０４の内部に配設された弁体（ボール弁体）１０５と、この弁体１０５を弁本体１０４の外部から回転させる弁軸１０６等で構成されている。

弁体１０５は、弁軸１０６の軸線と直交する方向に貫通流路１０７を有し、弁本体１０４の内部中央に前後２つのシートリング１０８を介して弁軸１０６を中心として回転可能に配設され、外周面がシートリング１０８に接触する球面着座部を形成している。流体１０２は図示左(上流側)から右(下流側)へ流れる。

弁体１０５の貫通流路１０７は、弁軸１０６の軸線と直交する通路からなり、この通路(貫通流路)１０７の上流側の開口部１０７₁が流量調整窓とされ、下流側の開口部１０７₂が直径Ｄの円形とされている。

図２０Ａに弁体１０５を貫通流路１０７の上流側から見た図を示し、図２０Ｂに弁体１０５を貫通流路１０７の下流側から見た図を示す。上流側の開口部（流量調整窓）１０７₁は、所定の流量特性を示す形状、この例では断面形状が弁体１０５の回転方向（矢印Ｒ方向）におおむね扇形となる形状とされている。また、流量調整窓１０７₁の下流側は、円形の開口部１０７₂に同径でつながる空洞(円柱状の空洞)とされている。

弁体１０５には、その上面中央に凹部１０９が形成されており、この凹部１０９に弁軸１０６の下端１０６ａが嵌合固定されている。弁軸１０６は、弁本体１０４の中央の筒部１１０にＯリング１１１を介して回転可能に挿通されており、その上端１０６ｂが筒部１１０の上方に突出している。この弁軸１０６がモータによって駆動されることにより、弁軸１０６を中心として弁体１０５が矢印Ｒ方向またはその逆方向にほゞ９０゜の角度範囲内で回動される。

図１９は流量制御バルブ１０１を全開とした状態を示している。この状態から弁体１０５を９０゜回動させると、上流側の開口部１０７₁と下流側の開口部１０７₂が全閉状態となる。全閉と全開との中間開度においては、弁本体１０４内を流れる流体に対する上流側の開口部（流量調整窓）１０７₁の開き量に応じた量の流体が流れる。

なお、図１９に示した流量制御バルブ１０１では、弁体１０５の上流側に流量調整窓１０７₁が設けられているが、図２１に示すように、弁体１０５の下流側に流量調整窓１０７₁が設けられるタイプもある。例えば、特許文献４に示された流量計測機能付きボールバルブでは（図２２参照）、弁体１０５の下流側に流量調整窓１０７₁が設けられている。

特開２００９−１１５２７１号公報 特開２０１０−１０８３３８号公報（特許第５２８６０３２号公報） 特開２００３−１１３９４８号公報 特開２０１３−１５１６０号公報（特許第５９２６００９号公報） 特開２０１７−０６７５８５号公報

しかしながら、弁体に結合された弁軸を回転させるタイプの流量制御バルブ（回転弁）では、流体を閉止するためのシートや軸受と弁体間の摩擦抵抗により、弁体を回転させる際に弁軸にねじれが生じる。さらに、前後差圧（流体の圧力）が発生すると、弁軸を支えているシートや軸受との間の摩擦抵抗が増加し、弁軸のねじれがさらに増加する。また、内圧（流体の圧力）が発生すると、弁体または弁軸が弁本体に押し付けられ、その摩擦抵抗によって弁軸のねじれがさらに増加する。

弁軸にねじれが生じると、弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）と弁体の実際の開度（弁開度実値）との間に誤差が発生する。このため、上記（１）式によって求められる計測流量Ｑｐｖに弁軸のねじれに起因する誤差が生じ、流量制御の精度が低下してしまう。

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、流量の計測精度を高めることが可能な流量演算装置および流量演算方法を提供することにある。また、高精度な流量制御を実現することが可能な流量制御装置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、本発明に係る流量演算装置は、流体が通過する通路（６）を備えた弁体（３）の通路に設けられた流量調整窓（６₁）の前後の流体の圧力差を差圧として取得するように構成された差圧取得部（１０Ｂ）と、弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正するように構成された弁開度補正部（１０Ｃ）と、弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断するように構成された動作状態判断部（１０Ｇ）と、弁開度補正部によって補正された弁開度と差圧取得部によって取得された差圧とに基づいて流路を流れる流体の流量を算出するように構成された流量算出部（１０Ｅ）とを備え、弁開度補正部（１０Ｃ）は、弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得するように構成された補正値取得部（１０Ｃ１）と、補正値取得部によって弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値を記憶する補正値記憶部（１０Ｃ３）と、動作状態判断部によって弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得部によって取得されるその時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、動作状態判断部によって弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、補正値記憶部に記憶されている弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定するように構成された補正値決定部（１０Ｃ４）と、補正値決定部によって決定された補正値を用いて弁開度実測値を補正するように構成された弁開度実測値補正部（１０Ｃ２）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る流量演算方法は、流体が通過する通路を備えた弁体の通路に設けられた流量調整窓の前後の流体の圧力差を差圧として取得する差圧取得ステップ（１０Ｂ）と、弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正する弁開度補正ステップ（１０Ｃ）と、弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断する動作状態判断ステップ（１０Ｇ）と、弁開度補正ステップによって補正された弁開度と差圧取得ステップによって取得された差圧とに基づいて流路を流れる流体の流量を算出する流量算出ステップ（１０Ｅ）とを備え、弁開度補正ステップ（１０Ｃ）は、弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得する補正値取得ステップ（１０Ｃ１）と、補正値取得ステップによって弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値をメモリに記憶する補正値記憶ステップ（１０Ｃ３）と、動作状態判断ステップによって弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得ステップによって取得されるその時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、動作状態判断ステップによって弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、メモリに記憶されている弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定する補正値決定ステップ（１０Ｃ４）と、補正値決定ステップによって決定された補正値を用いて弁開度実測値を補正する弁開度実測値補正ステップ（１０Ｃ２）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る流量制御装置は、流体が通過する通路（６）を備えた弁体（３）の通路に設けられた流量調整窓（６₁）の前後の流体の圧力差を差圧として取得するように構成された差圧取得部（１０Ｂ）と、弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正するように構成された弁開度補正部（１０Ｃ）と、弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断するように構成された動作状態判断部（１０Ｇ）と、弁開度補正部によって補正された弁開度と差圧取得部によって取得された差圧とに基づいて流路を流れる流体の流量を算出するように構成された流量算出部（１０Ｅ）と、流量算出部によって算出される流体の流量を計測流量とし、この計測流量が設定流量に一致するように弁軸の回転量を制御する弁開度制御部（１０Ａ）とを備え、弁開度補正部（１０Ｃ）は、弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得するように構成された補正値取得部（１０Ｃ１）と、補正値取得部によって弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値を記憶する補正値記憶部（１０Ｃ３）と、動作状態判断部によって弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得部によって取得されるその時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、動作状態判断部によって弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、補正値記憶部に記憶されている弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定するように構成された補正値決定部（１０Ｃ４）と、補正値決定部によって決定された補正値を用いて弁開度実測値を補正するように構成された弁開度実測値補正部（１０Ｃ２）とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて弁開度実測値（弁開度）が補正される。弁軸のねじれ量は、弁体の開度と弁体の前後差圧との組み合わせとねじれ量との関係、弁体の前後差圧とねじれ量との関係、内圧とねじれ量との関係などから知ることが可能である。

本発明では、このような関係から知ることが可能な弁軸のねじれ量に着目し、このねじれ量に対応した補正値で弁開度実測値を補正し、この補正された弁開度（補正後の弁開度）とその時の差圧（流量調整窓の前後の流体の圧力差）とに基づいて、流路を流れる流体の流量を算出する。これにより、弁体の実際の開度（弁開度実値）と弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）との間に発生する誤差を無くすようにして、流量の計測精度を高めることが可能となる。

また、本発明では、補正値取得部によって弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎に、その取得された補正値を記憶するようにする。また、弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断するようにし、弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得部によって取得されるその時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定するようにする。

例えば、弁体の前後差圧から補正値を求めるようにした場合、弁軸が停止した状態では弁体の前後差圧が変化しても弁軸のもねじれ量は変わらないために補正値が妥当ではなくなり、弁開度実値と補正後の弁開度との間に誤差が生じてしまう。本発明では、弁軸が停止した状態にある場合、弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて弁開度実測値が補正されるので、弁軸の停止中に弁体の前後差圧が変化しても、弁開度実値と補正後の弁開度との間に誤差が生じることがなくなる。これにより、開度保持状態における流量計測精度の更なる向上を実現することが可能となる。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

以上説明したように、本発明によれば、弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて弁開度実測値を補正するようにしたので、弁体の実際の開度（弁開度実値）と弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）との間に発生する誤差を無くすようにして、流量の計測精度を高めることが可能となる。また、流量の計測精度を高めることによって、高精度な流量制御を実現することが可能となる。

また、本発明によれば、弁軸が停止した状態にある場合、弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて弁開度実測値が補正されるものとなり、弁軸の停止中に弁体の前後差圧などが変化しても、弁開度実値と補正後の弁開度との間に誤差が生じないようにして、開度保持状態における流量計測精度の更なる向上を実現することが可能となる。

図１は、本発明に係る流量制御装置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２は、図１に示した空調制御システムに用いられている流量制御バルブの一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。 図３は、図２に示した流量制御バルブで用いる補正テーブルを例示する図である。 図４は、図２に示した流量制御バルブで用いる特性テーブルを例示する図である。 図５は、図２に示した流量制御バルブにおいて弁体の実際の弁開度（弁開度実値）θｐｒと弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）θｐｖとの間に生じる誤差δが無くなる様子を説明する図である。 図６は、弁軸の動作／停止状態と、補正値記憶部に記憶される補正値αと、弁開度実測値補正部で実際に使用される補正値α_Rとの関係を示す図である。 図７は、実施の形態２の流量制御バルブの要部を示す図である。 図８Ａは、実施の形態２の流量制御バルブで用いる閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）を例示する図である。 図８Ｂは、実施の形態２の流量制御バルブで用いる開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）を例示する図である。 図９Ａは、実施の形態２の流量制御バルブにおいて閉方向に開度を変更した場合の図５に対応する図である。 図９Ｂは、実施の形態２の流量制御バルブにおいて開方向に開度を変更した場合の図５に対応する図である。 図１０は、弁体の前後差圧とねじれ量との関係を示す図である。 図１１は、弁体の開度とねじれ量との関係を示す図である。 図１２は、内圧とねじれ量との関係を示す図である。 図１３は、実施の形態３の流量制御バルブの要部を示す図である。 図１４は、実施の形態３の流量制御バルブで用いる補正テーブルを例示する図である。 図１５は、実施の形態４の流量制御バルブの要部を示す図である。 図１６Ａは、実施の形態４の流量制御バルブで用いる閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）を例示する図である。 図１６Ｂは、実施の形態４の流量制御バルブで用いる開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）を例示する図である。 図１７は、実施の形態３において流量調整窓が下流側に設けられているタイプとした場合の図１３に対応する図である。 図１８は、実施の形態４において流量調整窓が下流側に設けられているタイプとした場合の図１５に対応する図である。 図１９は、特許文献３に示された流量制御バルブの要部の構成を示す図である。 図２０Ａは、図１９に示した流量制御バルブにおける弁体を貫通流路の上流側から見た図である。 図２０Ｂは、図１９に示した流量制御バルブにおける弁体を貫通流路の下流側から見た図である。 図２１は、弁体の下流側に流量調整窓が設けられているタイプの流量制御バルブを例示する図である。 図２２は、特許文献４に示された流量計測機能付きボールバルブの要部を示す図である。

〔発明の経緯〕
本出願人は、先に、弁体の開度および弁体の前後差圧の両方あるいは何れか一方に基づいて、その時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を求め、この求めた補正値を用いて弁開度実測値を補正することにより、弁体の実際の開度（弁開度実値）と弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）との間に発生する誤差を無くすことを考えた（特許文献５参照）。

その後、本出願人は、検証の結果、弁体の前後差圧から弁軸のねじれ量に対応する補正値を求めるようにした場合、開度保持状態（モータ停止）状態では、すなわち弁軸が停止した状態にある場合には、弁体の前後差圧が変化しても弁軸のねじれ量は変わらないために補正値が妥当ではなくなり、弁開度実値と補正後の弁開度との間に誤差が生じる、という課題を発見した。

そこで、本発明では、弁軸が停止した状態にある場合、弁軸が停止する直前の弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて弁開度実測値を補正することによって、弁体の実際の開度（弁開度実値）と弁軸の回転位置から検出される弁体の開度（弁開度実測値）との間に発生する誤差を無くすようにする。

〔実施の形態〕
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演算装置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、２０１は冷温水を生成する熱源機、２０２は熱源機２０１が生成する冷温水を搬送するポンプ、２０３は複数の熱源機２０１からの冷温水を混合する往ヘッダ、２０４は往水管路、２０５は往ヘッダ２０３から往水管路２０４を介して送られてくる冷温水の供給を受ける空調機、２０６は還水管路、２０７は空調機２０５において熱交換され還水管路２０６を介して送られてくる冷温水が戻される還ヘッダ、２０８は往ヘッダ２０３から空調機２０５に供給される冷温水の流量を制御する流量制御バルブ（回転弁）、２０９は空調機２０５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、２１０は空調制御装置、２１１は空調機２０５のコイル、２１２は送風機である。

この空調制御システムにおいて、ポンプ２０２より圧送され熱源機２０１により熱量が付加された冷温水は、往ヘッダ２０３において混合され、往水管路２０４を介して空調機２０５へ供給され、空調機２０５を通過して還水管路２０６により還水として還ヘッダ２０７へ至り、再びポンプ２０２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２０１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２０１では温水が生成され、この温水が循環する。

空調機２０５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２１１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２１２を介して制御対象エリアに送り込む。空調機２０５は、冷房運転と暖房運転で共通のコイル２１１を用いるシングルタイプの空調機であり、この空調機２０５へ循環させる冷温水の還水管路２０６に本発明に係る流量制御装置が流量制御バルブ２０８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２０８の要部を示す図である。流量制御バルブ２０８は、弁本体１−１と、この弁本体１−１に取り付けられたアクチュエータ１−２とで構成されている。この例において、流量制御バルブ２０８としては、図１９に示したタイプ（流量調整窓が上流側に設けられているタイプ）が用いられている。

弁本体１−１は、空調機２０５を通過した冷温水が流入する流路を形成する管路２と、この管路２を流れる流体の流量（流路の開閉量）を調節する弁体３とを備えており、弁体３の上流側にはその管路２内の流体圧力（１次側の流体の圧力）Ｐ１を検出する１次側圧力センサ４が設けられ、弁体３の下流側にはその管路２内の流体圧力（２次側の流体の圧力）Ｐ２を検出する２次側圧力センサ５が設けられている。弁体３は、管路２を流れる流体が通過する通路６を有し、この通路６の上流側の開口部が流量調整窓６₁とされている。

アクチュエータ１−２は、弁体３に結合された弁軸７を回転させるモータ８と、このモータ８の駆動軸８−１に連結された弁軸７の回転位置（駆動軸８−１付近の回転位置）から弁体３の開度θｐｖを検出する弁開度検出器９と、処理部１０とを備えている。

処理部１０は、弁開度制御部１０Ａと、差圧検出部１０Ｂと、弁開度補正部１０Ｃと、補正テーブル記憶部１０Ｄと、流量算出部１０Ｅと、特性テーブル記憶部１０Ｆと、動作状態判断部１０Ｇとを備えている。弁開度補正部１０Ｃは、補正値取得部１０Ｃ１と、弁開度実測値補正部１０Ｃ２と、補正値記憶部１０Ｃ３と、補正値決定部１０Ｃ４とを備えている。流量算出部１０Ｅは、Ｃｖ値決定部１０Ｅ１と、実流量算出部１０Ｅ２とを備えている。

差圧検出部１０Ｂは、１次側圧力センサ４からの流体の１次圧力Ｐ１と、２次側圧力センサ５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３の前後差圧（本質的には流量調整窓６₁の前後の流体の圧力差（差圧））ΔＰとして検出する。なお、１次側圧力センサ４及び２次側圧力センサ５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。また、差圧検出部１０Ｂは、１次圧力Ｐ１と２次圧力Ｐ２との差を差圧ΔＰとして演算する構成も含まれ、本発明ではこのような構成を含めて差圧検出部１０Ｂに相当する構成を差圧取得部と呼んでいる。

補正テーブル記憶部１０Ｄには、弁体３の開度と弁体３の前後差圧との組み合わせに対応してその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを定めた補正テーブルＴＡ（図３参照）が記憶されている。この補正テーブルＴＡにおいて、補正値αは、実験によって求められた値であり、弁体３の開度と弁体３の前後差圧とから推定されるその時の弁軸７のねじれ量を開度〔％ＦＳ〕で表した値である。

なお、補正テーブルＴＡにおいて、弁軸７のねじれ量を示す補正値αは、他にも角度〔゜〕、動作時間〔ｓ〕、動作量〔ｍｍ〕、制御信号量〔ＶやＡ〕などで表した値としてもよい。この実施の形態では、弁軸７のねじれ量を％ＦＳ（フルスケールに対する割合）で表した開度値とする。

特性テーブル記憶部１０Ｆには、弁体３の弁開度と弁体３の前後差圧との組合せに対応してその時の流量係数Ｃｖを定めた特性テーブルＴＢ（図４参照）が記憶されている。この例では、弁体３の前後差圧（差圧）を３種類とし、弁体３の弁開度と３種類の差圧との組合せに対応してその時の流量係数Ｃｖを定めた特性テーブルＴＢが記憶されている。

また、本実施の形態において、処理部１０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１０における弁開度制御部１０Ａ、弁開度補正部１０Ｃ、流量算出部１０Ｅおよび動作状態判断部１０Ｇの機能を交えながら、この流量制御バルブ２０８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、設定流量Ｑｓｐが空調制御装置２１０より流量制御バルブ２０８へ与えられるものとする。この場合、空調制御装置２１０からの設定流量Ｑｓｐは、弁開度制御部１０Ａへ送られる。

流量制御バルブ２０８において、差圧検出部１０Ｂは、１次側圧力センサ４からの流体の１次圧力Ｐ１と、２次側圧力センサ５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との圧力差を弁体３の前後差圧（差圧）ΔＰとして検出する。この差圧検出部１０Ｂが検出する弁体３の前後差圧ΔＰは差圧検出値として流量算出部１０Ｅおよび弁開度補正部１０Ｃへ送られる。

弁開度検出器９は、モータ８の駆動軸８−１に連結された弁軸７の回転位置（駆動軸８−１付近の回転位置）から弁体３の弁開度θｐｖを検出する。この弁開度検出器９が検出する弁開度θｐｖは、弁開度実測値として弁開度補正部１０Ｃへ送られる。

弁開度補正部１０Ｃにおいて、補正値取得部１０Ｃ１は、弁開度検出器９からの弁開度実測値θｐｖと差圧検出部１０Ｂからの差圧検出値ΔＰとを入力とし、この弁開度実測値θｐｖと差圧検出値ΔＰとの組み合わせに対応する補正値αを補正テーブルＴＡから取得し、この取得した補正値αを補正値記憶部１０Ｃ３および補正値決定部１０Ｃ４へ送る。

この補正値取得部１０Ｃ１による補正値αの取得は定周期で行われる。また、補正値記憶部１０Ｃ３は、補正値取得部１０Ｃ１から補正値αが送られてくる毎に、その送られてくる補正値αを記憶する。この場合、補正値記憶部１０Ｃ３には、取得された補正値αが順番に記憶されて行く。

動作状態判断部１０Ｇは、弁開度制御部１０Ａにおける弁開度の制御状況に基づき、弁軸７が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断し、その判断結果を補正値決定部１０Ｃ４へ送る。すなわち、動作状態判断部１０Ｇは、弁開度制御部１０Ａがモータ８を駆動している場合には弁軸７が回転している状態（動作している状態）にあると判断し、弁開度制御部１０Ａがモータ８を停止させている場合には弁軸７が停止した状態にあると判断し、その判断結果（動作／停止）を補正値決定部１０Ｃ４へ送る。なお、この実施の形態では、動作状態判断部１０Ｇから弁開度制御部１０Ａに動作確認信号を送り、弁開度制御部１０Ａから動作状態判断部１０Ｇに動作指令状態の信号を返すような構成を想定しているが、弁開度制御部１０Ａから動作状態判断部１０Ｇに常に動作指令状態の信号を送り続けるような構成としてもよい。

補正値決定部１０Ｃ４は、動作状態判断部１０Ｇによって弁軸７が回転している状態にあると判断されている場合には、補正値取得部１０Ｃ１からの弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを実際に使用する補正値α_Rとして決定し、動作状態判断部１０Ｇによって弁軸７が停止した状態にあると判断されている場合には、補正値記憶部１０Ｃ３に記憶されている弁軸７が停止する直前の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを実際に使用する補正値α_Rとして決定する。以下、弁軸７が回転している場合と、弁軸７が停止している場合とに分けて説明する。

〔弁軸が回転している場合〕
動作状態判断部１０Ｇは、弁開度制御部１０Ａにおける弁開度の制御状況に基づき、例えば、計測流量Ｑｐｖと設定流量Ｑｓｐとが不一致の状態にあり、弁開度制御部１０Ａがモータ８へ駆動停止指令を送っているような場合、弁軸７が回転している状態にあると判断する。

この場合、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値取得部１０Ｃ１からの補正値αを実際に使用する補正値α_Rとして決定し、この決定した補正値α_Rを弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。

弁開度実測値補正部１０Ｃ２は、補正値決定部１０Ｃ４からの補正値α_Rを用いて弁開度検出器９からの弁開度実測値θｐｖを補正し、この補正した弁開度実測値θｐｖをθｐｖ’として弁開度制御部１０Ａへ送る。

この流量制御バルブ２０８では、流れる流体の圧力により弁軸７にねじれが生じる。このため、弁軸７の回転位置から検出される弁体３の弁開度（弁開度実測値）θｐｖと弁体３の実際の開度（弁開度実値）θｐｒとの間に誤差δが発生する（図５参照）。そこで、本実施の形態では、この誤差δが生じないように、弁開度実測値補正部１０Ｃ２において弁開度実測値θｐｖを補正値α_Rを用いて補正し、補正された弁開度実測値（補正後の弁開度）θｐｖ’と弁開度実値θｐｒとを一致させる。

例えば、図５に示した状態において、弁軸７の回転位置から検出される弁体３の弁開度（弁開度実測値）θｐｖが５０％、弁体３の前後差圧ΔＰが１０００ｋＰａである場合、補正値取得部１０Ｃ１では補正テーブルＴＡ（図３）から補正値αとして０．３％ＦＳが取得される。これにより、弁開度実測値補正部１０Ｃ２で補正された弁開度θｐｖ’は、θｐｖ’＝θｐｖ−α＝５０％−０．３％＝４９.７％となり、弁開度実値θｐｒ＝４９.７％と一致するものとなる。

弁開度実測値補正部１０Ｃ２で補正された弁開度θｐｖ’は流量算出部１０Ｅに送られる。流量算出部１０Ｅにおいて、Ｃｖ値決定部１０Ｅ１は、差圧検出部１０Ｂからの差圧検出値ΔＰと弁開度実測値補正部１０Ｃ２からの補正された弁開度θｐｖ’とを入力とし、差圧検出値ΔＰと補正された弁開度θｐｖ’との組合せに対応する流量係数Ｃｖを特性テーブルＴＢから取得し、実流量算出部１０Ｅ２に送る。

実流量算出部１０Ｅ２は、Ｃｖ値決定部１０Ｅ１からの流量係数Ｃｖと差圧検出部１０Ｂからの差圧検出値ΔＰとを入力とし、この流量係数Ｃｖと差圧ΔＰとから管路２内を流れる流体の流量ＱをＱ＝Ａ・Ｃｖ・（ΔＰ）^1/2として算出し、この算出した流量Ｑを計測流量Ｑｐｖとして弁開度制御部１０Ａへ送る。

弁開度制御部１０Ａは、流量算出部１０Ｅからの計測流量Ｑｐｖと空調制御装置２１０からの設定流量Ｑｓｐとを入力とし、計測流量Ｑｐｖが設定流量Ｑｓｐに一致するようにモータ８へ指令を送る。これにより、弁軸７が回転し、弁体３の開閉量が調節され、計測流量Ｑｐｖが設定流量Ｑｓｐに一致するものとなる。

このようにして、本実施の形態によれば、弁軸７が回転している場合、補正テーブルＴＡから求められるその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値α（α_R）で弁開度実測値θｐｖが補正されるものとなる。これにより、弁体３の実際の開度（弁開度実値）θｐｒと弁軸７の回転位置から検出される弁体３の弁開度（弁開度実測値）θｐｖとの間に発生する誤差δが無くなり、流量の計測精度が高まり、高精度な流量制御が実現されるものとなる。

〔弁軸が停止している場合〕
動作状態判断部１０Ｇは、弁開度制御部１０Ａにおける弁開度の制御状況に基づき、例えば、計測流量Ｑｐｖと設定流量Ｑｓｐとが一致した状態にあり、弁開度制御部１０Ａがモータ８へ駆動指令を送っているような場合、弁軸７が回転している状態にあると判断する。

この場合、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値記憶部１０Ｃ３に記憶されている弁軸７が停止する直前の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを実際に使用する補正値α_Rとして決定し、その決定した補正値α_Rを弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。

図６に、弁軸７の動作／停止状態と、補正値記憶部１０Ｃ３に記憶される補正値αと、弁開度実測値補正部１０Ｃ２で実際に使用される補正値α_Rと関係を示す。

補正値記憶部１０Ｃ３には、補正値取得部１０Ｃ１が補正値αを取得する毎に、その取得した補正値αが記憶される。図６に示した例では、補正値αが「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」，「Ｄ」，「Ｅ」，「Ｆ」，「Ｇ」，「Ｈ」，「Ｉ」というように、補正値記憶部１０Ｃ３に順番に記憶されて行く。

この場合、弁軸７の動作中（図６に示すｔ１〜ｔ２点）、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値取得部１０Ｃ１からの補正値「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」を補正値α_Rとして決定し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。

弁軸７が停止すると（図６に示すｔ２点）、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値記憶部１０Ｃ３に記憶されている弁軸７が停止する直前の補正値「Ｃ」を補正値α_Rとして決定し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。

補正値決定部１０Ｃ４は、弁軸７が停止している間（図６に示すｔ２〜ｔ３点）、弁軸７が停止する直前の補正値「Ｃ」を補正値α_Rとして保持し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送り続ける。

そして、弁軸７の動作が開始されると（図６に示すｔ３）、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値取得部１０Ｃ１からの補正値「Ｇ」を補正値α_Rとして決定し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送り始める。以下同様にして、補正値決定部１０Ｃ４は、補正値取得部１０Ｃ１からの補正値「Ｈ」，「Ｉ」を補正値α_Rとして決定し、弁開度実測値補正部１０Ｃ２へ送る。

このようにして、本実施の形態では、弁軸７が停止した状態にある場合、弁軸７が停止する直前の弁軸７のねじれ量に対応する補正値α（α_R）を用いて弁開度実測値θｐｖが補正されるものとなる。これにより、弁軸７の停止中に弁体３の前後差圧ΔＰが変化しても、弁開度実値θｐｒと補正後の弁開度θｐｖ’との間に誤差が生じることがなく、開度保持状態における流量計測精度の更なる向上が実現されるものとなる。

なお、補正テーブルＴＡに設定する補正値αを開度〔％ＦＳ〕ではなく、角度〔゜〕、動作時間〔ｓ〕、動作量〔ｍｍ〕、制御信号量〔ＶやＡ〕などの他の値として表した場合でも、同様にして弁開度実測値θｐｖを補正することによって、弁体３の実際の開度（弁開度実値）θｐｒと弁軸７の回転位置から検出される弁体３の弁開度（弁開度実測値）θｐｖとの間に発生する誤差δを無くすようにすることが可能である。

〔実施の形態２〕
図２に示した例（実施の形態１）では、補正テーブル記憶部１０Ｄに記憶させる補正テーブルを１つとしているが、図７に実施の形態２として示すように、弁開度の変更方向を考慮し、閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）ＴＡ１（図８Ａ参照）と開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）ＴＡ２（図８Ｂ参照）の２つの補正テーブルを補正テーブル記憶部１０Ｄに記憶させるようにしてもよい。

この場合、閉方向変更用の補正テーブルＴＡ１には、弁体３の弁開度と弁体３の前後差圧との組み合わせに対応した第１の補正値α１を設定するものとし、この第１の補正値α１の各々を正の値（プラス値）とする。また、開方向変更用の補正テーブルＴＡ２には、弁体３の弁開度と弁体３の前後差圧との組み合わせに対応した第２の補正値α２を設定するものとし、この第２の補正値α２の各々を負の値（マイナス値）とする。

また、補正値取得部１０Ｃ１において、弁開度の変更方向を判断するようにし、弁開度が減少する方向（閉方向）に変更される場合には、弁開度検出器９によって検出された弁体３の開度θｐｖと差圧検出部１０Ｂによって検出された前後差圧ΔＰとに対応する第１の補正値α１を閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）ＴＡ１から取得するようにする。また、弁開度が増大する方向（開方向）に変更される場合には、弁開度検出器９によって検出された弁体３の開度θｐｖと差圧検出部１０Ｂによって検出された前後差圧ΔＰとに対応する第２の補正値α２を開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）ＴＡ２から取得するようにする。そして、取得した第１の補正値α１あるいは第２の補正値α２をその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αとして補正値記憶部１０Ｃ３および補正値決定部１０Ｃ４に送るようにする。

なお、閉方向変更用の補正テーブルＴＡ１における第１の補正値α１の各々をプラス値とし、開方向変更用の補正テーブルＴＡ２における第２の補正値α２の各々をマイナス値とするのは、次のような理由による。

図９Ａに弁開度を例えば６０％から５０％へ変更した場合の図５に対応する図を示す。この場合、弁体３の実際の弁開度（弁開度実値）θｐｒと弁軸７の回転位置から検出される弁体３の弁開度（弁開度実測値）θｐｖとの間に誤差δが生じ、この誤差δを無くすためには弁開度を増加させる必要がある。このため、第１の補正値α１をプラス値として、弁開度実値θｐｒと補正後の弁開度θｐｖ’とを一致させるようにする。

図９Ｂに弁開度を例えば４０％から５０％へ変更した場合の図５に対応する図を示す。この場合、弁体３の実際の開度（弁開度実値）θｐｒと弁軸７の回転位置から検出される弁体３の開度（弁開度実測値）θｐｖとの間に誤差δが生じ、この誤差δを無くすためには弁開度を減少させる必要がある。このため、第２の補正値α２をマイナス値として、弁開度実値θｐｒと補正後の弁開度θｐｖ’とを一致させるようにする。

なお、実施の形態１（図２に示した例）において、弁開度の変更方向を考慮するものとした場合、弁開度実測値補正部１０Ｃ２において弁開度の変更方向を判断するようにし、弁開度が減少する方向に変更される場合には、弁開度実測値θｐｖに補正値α_Rをプラス値として加えるようにし、弁開度が増大する方向に変更される場合には、弁開度実測値θｐｖに補正値α_Rをマイナス値として加えるようにすればよい。

また、上述した実施の形態では、弁軸７のねじれ量に対応する補正値を弁体３の弁開度と弁体３の前後差圧との組合せに対応する値としたが、弁体３の前後差圧に対応する値としてもよく、内圧に対応する値としてもよい。また、弁体３の開度と弁体３の前後差圧と内圧とを組み合わせ、この組み合わせに対応する値を弁軸７のねじれ量に対応する補正値とするようにしてもよい。このようにすることによって、さらに高精度な流量制御を実現することができる。

例えば、弁軸７のねじれ量は、差圧とねじれ量との関係（図１０参照）だけではなく、弁体３の開度とねじれ量との関係（図１１参照）や内圧とねじれ量との関係（図１２参照）から知ることも可能である。このような関係を利用し、内圧と開度との組み合わせに対応する値として弁軸７のねじれ量に対応する補正値を定めるようにしたり、内圧と前後差圧との組み合わせに対応する値として弁軸７のねじれ量に対応する補正値を定めたり、内圧と開度と前後差圧との組み合わせに対応する値として弁軸７のねじれ量に対応する補正値を定めるようにしたりしてもよい。

また、上述した実施の形態では、弁軸７のねじれ量に対応する補正開度（％ＦＳ）をテーブルから取得する（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。

例えば、内圧に対応する値とする場合、補正開度（％ＦＳ）＝ａ×Ｐ_IN（ａ：補正係数、Ｐ_IN：内圧（kPa））として、弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを算出するようにする。この場合、実施の形態２では、補正係数ａとして第１の補正係数ａ１（プラス値）と第２の補正係数ａ２（マイナス値）とを定め、弁開度の変更方向に応じて弁軸７のねじれ量に対応する補正値α１，α２を算出するようにする。

また、差圧ΔＰから弁軸７に発生するトルク値を求め、このトルク値と弁軸７や駆動軸８−１の材質・形状（部材長さ、弾性係数、断面二次極モーメント）からねじれ量を算出し、この算出したねじれ量をその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値としてもよい。また、このねじれ量を算出する際、弁体３の弁開度の変更方向を判断し、この判断した弁開度の変更方向を算出されるねじれ量に反映するようにしてもよい。下記に一般的なねじれ角の演算式を示す。また、このトルク値から算出されるねじれ量を補正値とした補正テーブルを補正テーブル記憶部１０Ｄに記憶させておくようにしてもよい。

θ＝ＴＩ／ＧＩｐ ・・・・（２）
θ：ねじれ角、Ｔ：トルク、Ｉ：部材長さ、Ｇ：横弾性係数、Ｉｐ：断面二次極モーメント。

〔実施の形態３〕
図１３に、実施の形態３として、弁軸７のねじれ量に対応する補正値を内圧に対応する値とした例を示す。この実施の形態３は、実施の形態１（図２）の変形例であり、内圧検出部１０Ｈを設けている。

内圧検出部１０Ｈは、２次側圧力センサ５が検出する弁体３の下流側の管路２内の流体の圧力Ｐ２を内圧Ｐ_INとして検出する。すなわち、２次側圧力センサ５が検出する弁体３の下流側の管路２内の流体の圧力Ｐ２を、弁体３の通路６の壁面６₂に作用する流体の圧力に置き換え、これを内圧Ｐ_INとして検出する。

また、この実施の形態３では、補正テーブル記憶部１０Ｄに、内圧Ｐ_INに対応してその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αを定めた補正テーブルＴＡ’（図１４参照）を記憶させている。この補正テーブルＴＡ’において、補正値αは、実験によって求められた値であり、内圧Ｐ_INから推定されるその時の弁軸７のねじれ量を開度〔％ＦＳ〕で表した値である。

この実施の形態３において、補正値取得部１０Ｃ１は、内圧検出部１０Ｈによって検出された内圧Ｐ_INに対応する補正値αを補正テーブルＴＡ’から取得し、この取得した補正値αを補正値記憶部１０Ｃ３および補正値決定部１０Ｃ４に送る。この他の動作は、実施の形態１と同じであるので、ここでの説明は省略する。

〔実施の形態４〕
図１５に、実施の形態４として、弁軸７のねじれ量に対応する補正値を内圧に対応する値とした別の例を示す。この実施の形態４は、実施の形態２（図７）の変形例であり、実施の形態３と同様、内圧Ｐ_INを検出する内圧検出部１０Ｈを設けている。

また、この実施の形態４では、補正テーブル記憶部１０Ｄに、弁開度の変更方向を考慮し、閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）ＴＡ１’（図１６Ａ参照）と開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）ＴＡ２’（図１６Ｂ参照）の２つの補正テーブルを記憶させている。

この場合、閉方向変更用の補正テーブルＴＡ１’には、内圧Ｐ_INに対応した第１の補正値α１を設定するものとし、この第１の補正値α１の各々を正の値（プラス値）とする。また、開方向変更用の補正テーブルＴＡ２’には、内圧Ｐ_INに対応した第２の補正値α２を設定するものとし、この第２の補正値α２の各々を負の値（マイナス値）とする。

この実施の形態４において、補正値取得部１０Ｃ１は、弁開度の変更方向を判断し、弁開度が減少する方向（閉方向）に変更された場合には、内圧検出部１０Ｈによって検出された内圧Ｐ_INに対応する第１の補正値α１を閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）ＴＡ１’から取得し、弁開度設定値θｓｐが増大する方向（開方向）に変更された場合には、内圧検出部１０Ｈによって検出された内圧Ｐ_INに対応する第２の補正値α２を開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）ＴＡ２’から取得し、この取得した第１の補正値α１あるいは第２の補正値α２をその時の弁軸７のねじれ量に対応する補正値αとして補正値記憶部１０Ｃ３および補正値決定部１０Ｃ４に送る。この他の動作は、実施の形態２と同じであるので、ここでの説明は省略する。

上述した実施の形態３，４では、流量制御バルブ２０８を図１９に示したようなタイプ（流量調整窓が上流側に設けられているタイプ）とした例で説明したが、図２１に示したようなタイプ（流量調整窓が下流側に設けられているタイプ）としてもよい。実施の形態３において、流量調整窓が下流側に設けられているタイプとした場合の図１３に対応する図を図１７に示す。実施の形態４において、流量調整窓が下流側に設けられているタイプとした場合の図１５に対応する図を図１８に示す。

図１３および図１５に示した例では、流量調整窓６₁の前後の流体の圧力の内、弁軸７がある方の圧力として、弁体３の下流側の管路２内の流体の圧力Ｐ２を内圧Ｐ_INとして検出するようにしているが、図１７および図１８に示した例では、流量調整窓６₁の前後の流体の圧力の内、弁軸７がある方の圧力として、弁体３の上流側の管路２内の流体の圧力Ｐ１を内圧Ｐ_INとして検出するようにする。

なお、効果は劣るが、流量調整窓６₁の前後の流体の圧力の内、弁軸７がない方の圧力を内圧として検出するようにしてもよい。本発明でいう内圧には、流量調整窓６₁の前後の流体の圧力の内、弁軸７がある方の圧力だけではなく、弁軸７がない方の圧力も含まれるものである。

また、上述した実施の形態では、動作状態判断部１０Ｇにおいて、弁開度制御部１０Ａによる弁開度の制御状況に基づいて弁軸７が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断させるようにしたが、例えば、弁開度検出器９からの開度θｐｖの変化を監視し、弁軸７が回転している状態にあるのか停止しているのかを判断させるようにしてもよい。また、モータ８への駆動電流などを監視し、弁軸７が回転している状態にあるのか停止しているのかを判断させるようにしてもよい。また、動作状態判断部１０Ｇは、弁開度制御部１０Ａに設けられていてもよい。

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。

１−１…弁本体、１−２…アクチュエータ、２…管路、３…弁体、４…１次側圧力センサ、５…２次側圧力センサ、６…通路、６₁…流量調整窓、７…弁軸、８…モータ、９…弁開度検出器、１０…処理部、１０Ａ…弁開度制御部、１０Ｂ…差圧検出部、１０Ｃ…弁開度補正部、１０Ｃ１…補正値取得部、１０Ｃ２…弁開度実測値補正部、１０Ｃ３…補正値記憶部、１０Ｃ４…補正値決定部、１０Ｄ…補正テーブル記憶部、１０Ｅ…流量算出部、１０Ｅ１…Ｃｖ値決定部、１０Ｅ２…実流量算出部、１０Ｆ…特性テーブル記憶部、１０Ｇ…動作状態判断部、１０Ｈ…内圧検出部、ＴＡ，ＴＡ’…補正テーブル、ＴＡ１，ＴＡ１’…閉方向変更用の補正テーブル（第１の補正テーブル）、ＴＡ２，ＴＡ２’…開方向変更用の補正テーブル（第２の補正テーブル）、ＴＢ…特性テーブル、２０８…流量制御バルブ。

Claims (9)

1. 流路を流れる流体の流量を演算する流量演算装置において、
   前記流体が通過する通路を備えた弁体の前記通路に設けられた流量調整窓の前後の流体の圧力差を差圧として取得するように構成された差圧取得部と、
   前記弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される前記弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正するように構成された弁開度補正部と、
   前記弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断するように構成された動作状態判断部と、
   前記弁開度補正部によって補正された弁開度と前記差圧取得部によって取得された差圧とに基づいて前記流路を流れる流体の流量を算出するように構成された流量算出部とを備え、
   前記弁開度補正部は、
   前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得するように構成された補正値取得部と、
   前記補正値取得部によって前記弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値を記憶する補正値記憶部と、
   前記動作状態判断部によって前記弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、前記補正値取得部によって取得されるその時の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、前記動作状態判断部によって前記弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、前記補正値記憶部に記憶されている前記弁軸が停止する直前の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定するように構成された補正値決定部と、
   前記補正値決定部によって決定された補正値を用いて前記弁開度実測値を補正するように構成された弁開度実測値補正部と
   を備えることを特徴とする流量演算装置。
2. 流路を流れる流体の流量を演算する流量演算方法において、
   前記流体が通過する通路を備えた弁体の前記通路に設けられた流量調整窓の前後の流体の圧力差を差圧として取得する差圧取得ステップと、
   前記弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される前記弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正する弁開度補正ステップと、
   前記弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断する動作状態判断ステップと、
   前記弁開度補正ステップによって補正された弁開度と前記差圧取得ステップによって取得された差圧とに基づいて前記流路を流れる流体の流量を算出する流量算出ステップとを備え、
   前記弁開度補正ステップは、
   前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得する補正値取得ステップと、
   前記補正値取得ステップによって前記弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値をメモリに記憶する補正値記憶ステップと、
   前記動作状態判断ステップによって前記弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、前記補正値取得ステップによって取得されるその時の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、前記動作状態判断ステップによって前記弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、前記メモリに記憶されている前記弁軸が停止する直前の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定する補正値決定ステップと、
   前記補正値決定ステップによって決定された補正値を用いて前記弁開度実測値を補正する弁開度実測値補正ステップと
   を備えることを特徴とする流量演算方法。
3. 流路を流れる流体の流量を制御する流量制御装置において、
   前記流体が通過する通路を備えた弁体の前記通路に設けられた流量調整窓の前後の流体の圧力差を差圧として取得するように構成された差圧取得部と、
   前記弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される前記弁体の開度を弁開度実測値とし、この弁開度実測値を前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を用いて補正するように構成された弁開度補正部と、
   前記弁軸が回転している状態にあるのか停止している状態にあるのかを判断するように構成された動作状態判断部と、
   前記弁開度補正部によって補正された弁開度と前記差圧取得部によって取得された差圧とに基づいて前記流路を流れる流体の流量を算出するように構成された流量算出部と、
   前記流量算出部によって算出される流体の流量を計測流量とし、この計測流量が設定流量に一致するように前記弁軸の回転量を制御する弁開度制御部とを備え、
   前記弁開度補正部は、
   前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得するように構成された補正値取得部と、
   前記補正値取得部によって前記弁軸のねじれ量に対応する補正値が取得される毎にその取得された補正値を記憶する補正値記憶部と、
   前記動作状態判断部によって前記弁軸が回転している状態にあると判断されている場合には、前記補正値取得部によって取得されるその時の弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定し、前記動作状態判断部によって前記弁軸が停止した状態にあると判断されている場合には、前記補正値記憶部に記憶されている前記弁軸が停止する直前の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を実際に使用する補正値として決定するように構成された補正値決定部と、
   前記補正値決定部によって決定された補正値を用いて前記弁開度実測値を補正するように構成された弁開度実測値補正部と
   を備えることを特徴とする流量制御装置。
4. 請求項１に記載された流量演算装置において、
   前記補正値取得部は、
   前記弁体に結合された弁軸の回転位置から検出される前記弁体の開度と前記差圧取得部によって取得される差圧とに基づいてその時の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得する
   ことを特徴とする流量演算装置。
5. 請求項１に記載された流量演算装置において、
   前記補正値取得部は、
   前記差圧取得部によって取得される差圧からその時の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得する
   ことを特徴とする流量演算装置。
6. 請求項１に記載された流量演算装置において、
   前記流体の圧力を内圧として検出するように構成された内圧検出部を備え、
   前記補正値取得部は、
   前記内圧検出部によって検出される内圧からその時の前記弁軸のねじれ量に対応する補正値を取得する
   ことを特徴とする流量演算装置。
7. 請求項６に記載された流量演算装置において、
   前記内圧検出部は、
   前記流量調整窓の前後の流体の圧力の内、前記弁軸がある方の圧力を前記内圧として検出する
   ことを特徴とする流量演算装置。
8. 請求項６に記載された流量演算装置において、
   前記流量調整窓は、
   前記弁体の通路の上流側に設けられており、
   前記内圧検出部は、
   前記弁体の下流側の流路内の流体の圧力を前記内圧として検出する
   ことを特徴とする流量演算装置。
9. 請求項６に記載された流量演算装置において、
   前記流量調整窓は、
   前記弁体の通路の下流側に設けられており、
   前記内圧検出部は、
   前記弁体の上流側の流路内の流体の圧力を前記内圧として検出する
   ことを特徴とする流量演算装置。

Images