JP2020135343A - Flow rate control device - Google Patents

Flow rate control device Download PDF

Info

Publication number
JP2020135343A
JP2020135343A JP2019027176A JP2019027176A JP2020135343A JP 2020135343 A JP2020135343 A JP 2020135343A JP 2019027176 A JP2019027176 A JP 2019027176A JP 2019027176 A JP2019027176 A JP 2019027176A JP 2020135343 A JP2020135343 A JP 2020135343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
solenoid
control device
temperature
rate control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019027176A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
崇夫 水内
Takao Mizuuchi
崇夫 水内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2019027176A priority Critical patent/JP2020135343A/en
Publication of JP2020135343A publication Critical patent/JP2020135343A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Flow Control (AREA)

Abstract

To accurately control the flow rate of a fluid by suppressing the heat generation of a solenoid.SOLUTION: A solenoid 2 that drives a valve 1 is cooled by a fan 4. For example, a temperature sensor 7 is provided to detect the temperature of the solenoid 2; and a rotation of the fan 4 is controlled by a fan control unit 52 so that a temperature tpv of the solenoid 2 detected by the temperature sensor 7 matches a prescribed temperature tsp.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流量制御装置に関し、特にソレノイドにより弁を駆動することによって流体の流量を制御する流量制御装置に関する。 The present invention relates to a flow rate control device, and more particularly to a flow rate control device that controls the flow rate of a fluid by driving a valve with a solenoid.

従来より、流体の流量を制御する流量制御装置として、マスフローコントローラと呼ばれる流体の流量を制御する装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, as a flow rate control device for controlling a fluid flow rate, a device for controlling a fluid flow rate called a mass flow controller has been used (see, for example, Patent Document 1).

このマスフローコントローラは、流体が流れる流路に設けられた弁と、この弁を駆動するソレノイドと、流路を流れる流体の流量を計測する流量計測部と、流量制御部とを備えている（例えば、特許文献２参照。）。 This mass flow controller includes a valve provided in the flow path through which the fluid flows, a solenoid for driving the valve, a flow rate measuring unit for measuring the flow rate of the fluid flowing in the flow path, and a flow rate control unit (for example). , Patent Document 2).

流量制御部は、流量計測部によって計測される流体の流量（実流量）と、設定器などによって設定される流体の流量（設定流量）とが一致するように、ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、弁の開度を調節し、流路を流れる流体の流量を制御する。 The flow rate control unit adjusts the current supplied to the solenoid so that the flow rate of the fluid measured by the flow rate measuring unit (actual flow rate) and the flow rate of the fluid set by the setting device (set flow rate) match. By doing so, the opening degree of the valve is adjusted and the flow rate of the fluid flowing through the flow path is controlled.

なお、流量計測部としては、流体がセンサ管を通過したとき、その流体の比熱により、２つのサーモレジスタが冷却されてその抵抗値が変化することを利用した構成が用いられる。 As the flow rate measuring unit, a configuration is used that utilizes the fact that when a fluid passes through a sensor tube, the specific heat of the fluid cools the two thermoregisters and changes their resistance values.

特開２０１８−５５４０４号公報JP-A-2018-55404 特開２０００−８１９１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-81914

しかしながら、従来のマスフローコントローラでは、流量制御部からの電流の供給を受けてソレノイドが発熱し、その熱が流路を流れる流体に伝わり、流量計測部での流量の計測精度が低下したり、発熱に伴ってソレノイドの電気抵抗が上昇し、出力荷重が減じられたりするなどして、精度よく流体の流量を制御することができなくなる、という問題があった。 However, in a conventional mass flow controller, the solenoid generates heat when a current is supplied from the flow rate control unit, and the heat is transferred to the fluid flowing through the flow path, which reduces the measurement accuracy of the flow rate in the flow rate measurement unit or generates heat. As a result, the electric resistance of the solenoid increases and the output load is reduced, so that there is a problem that the flow rate of the fluid cannot be controlled accurately.

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、ソレノイドの発熱を抑えるようにして、精度よく流体の流量を制御することができる流量制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a flow rate control device capable of accurately controlling a fluid flow rate by suppressing heat generation of a solenoid. To do.

このような目的を達成するために、本発明に係る流量制御装置は、流体が流れる流路（Ｌ１）に設けられた弁（１）と、前記弁を駆動するように構成されたソレノイド（２）と、前記ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、前記弁の開度を調節し、前記流路を流れる流体の流量を制御するように構成された流量制御部（５１）と、前記ソレノイドを冷却するように構成された冷却部（４）とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the flow rate control device according to the present invention includes a valve (1) provided in a flow path (L1) through which a fluid flows, and a solenoid (2) configured to drive the valve. ), A flow rate control unit (51) configured to adjust the opening degree of the valve and control the flow rate of the fluid flowing through the flow path by adjusting the current supplied to the solenoid, and the solenoid. It is characterized by including a cooling unit (4) configured to cool the water.

本発明では、例えば、冷却部をファンとし、このファンから風を送るようにして、ソレノイドを冷却する。これにより、ソレノイドの発熱が抑えられる。 In the present invention, for example, the cooling unit is used as a fan, and the solenoid is cooled by sending air from the fan. As a result, heat generation of the solenoid is suppressed.

なお、本発明において、冷却部はファンに限られるものではなく、ペルチェ素子やヒートシンクなどを用いてもよい。また、ソレノイドの温度が予め定められた温度と一致するようにファンの回転を制御したり、ペルチェ素子を流れる電流を制御するようにしたりしてもよい。 In the present invention, the cooling unit is not limited to the fan, and a Peltier element, a heat sink, or the like may be used. Further, the rotation of the fan may be controlled so that the temperature of the solenoid coincides with a predetermined temperature, or the current flowing through the Peltier element may be controlled.

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。 In the above description, as an example, the components on the drawing corresponding to the components of the invention are indicated by reference numerals in parentheses.

以上説明したように、本発明によれば、ソレノイドを冷却する冷却部を設けたので、ソレノイドの発熱を抑えるようにして、精度よく流体の流量を制御することができるようになる。 As described above, according to the present invention, since the cooling unit for cooling the solenoid is provided, it is possible to control the flow rate of the fluid with high accuracy by suppressing the heat generation of the solenoid.

図１は、本発明の実施の形態に係るマスフローコントローラの要部を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a mass flow controller according to an embodiment of the present invention. 図２は、ソレノイドの温度とは関係なくファンを回転し続けるようにした例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example in which the fan is kept rotating regardless of the temperature of the solenoid. 図３は、ソレノイドを冷却する冷却部としてペルチェ素子を設けた例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example in which a Peltier element is provided as a cooling unit for cooling the solenoid. 図４は、ソレノイドを冷却する冷却部としてヒートシンクを設けた例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example in which a heat sink is provided as a cooling unit for cooling the solenoid.

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は本発明の実施の形態に係るマスフローコントローラ１００の要部を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main part of a mass flow controller 100 according to an embodiment of the present invention.

このマスフローコントローラ１００は、使用される流体が流れる流路Ｌ１に設けられた弁１と、この弁１を駆動するソレノイド２と、流路Ｌ１につながる流路Ｌ２を流れる流体の流量を計測する流量計測部３と、ファン４と、制御部５とを備えている。 The mass flow controller 100 measures the flow rate of the valve 1 provided in the flow path L1 through which the fluid to be used flows, the solenoid 2 for driving the valve 1, and the fluid flowing through the flow path L2 connected to the flow path L1. It includes a measuring unit 3, a fan 4, and a control unit 5.

このマスフローコントローラ１００において、弁１とソレノイド２と流路Ｌ１とはソレノイドバルブ６の構成要素として設けられており、ファン４はソレノイドバルブ６に近接して設けられている。また、ソレノイドバルブ６には、ソレノイド２の温度を検出する温度センサ７が設けられている。 In the mass flow controller 100, the valve 1, the solenoid 2, and the flow path L1 are provided as components of the solenoid valve 6, and the fan 4 is provided close to the solenoid valve 6. Further, the solenoid valve 6 is provided with a temperature sensor 7 that detects the temperature of the solenoid 2.

また、流量計測部３は、流体が流入・流出する管路部８内の流路を流路Ｌ２とし、この流路Ｌ２を流れる流体の流量を流路Ｌ１に流れる流体の流量（実流量）Ｑｐｖとして計測する。なお、図１では、ソレノイドバルブ６内の流路Ｌ１は断面で示しているが、管路部８内の流路Ｌ２は、管路部８を側面図として示している関係上、点線でその符号のみを引き出して示している。 Further, the flow rate measuring unit 3 uses the flow path in the pipeline portion 8 through which the fluid flows in and out as the flow path L2, and the flow rate of the fluid flowing through the flow path L2 is the flow rate of the fluid flowing through the flow path L1 (actual flow rate). Measure as Qpv. In FIG. 1, the flow path L1 in the solenoid valve 6 is shown in cross section, but the flow path L2 in the pipeline portion 8 is shown by a dotted line because the pipeline portion 8 is shown as a side view. Only the code is extracted and shown.

また、流量計測部３としては、図示してはいないが、流体がセンサ管を通過したとき、その流体の比熱により、２つのサーモレジスタが冷却されてその抵抗値が変化することを利用した構成が用いられている。 Further, although not shown, the flow rate measuring unit 3 is configured by utilizing the fact that when a fluid passes through a sensor tube, the two thermoregisters are cooled by the specific heat of the fluid and their resistance values change. Is used.

このマスフローコントローラ１００において、制御部５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、流量制御部５１とファン制御部５２とを備えている。 In the mass flow controller 100, the control unit 5 is realized by hardware including a processor and a storage device and a program that realizes various functions in cooperation with these hardware, and is realized by a flow rate control unit 51 and a fan control unit 52. And have.

流量制御部５１は、流量計測部３によって計測される流路Ｌ２（流路Ｌ１）を流れる流体の実流量Ｑｐｖと、設定器などによって設定される流体の設定流量Ｑｓｐとを入力とし、実流量Ｑｐｖと設定流量Ｑｓｐとが一致するように、ソレノイド２へ供給する電流を調整する。ソレノイド２は、流量制御部５１から供給される電流に応じて、弁１の開度を調節し、流路Ｌ１を流れる流体の流量を制御する。 The flow rate control unit 51 inputs the actual flow rate Qpv of the fluid flowing through the flow path L2 (flow path L1) measured by the flow rate measurement unit 3 and the set flow rate Qsp of the fluid set by a setter or the like, and the actual flow rate. The current supplied to the solenoid 2 is adjusted so that the Qpv and the set flow rate Qsp match. The solenoid 2 adjusts the opening degree of the valve 1 according to the current supplied from the flow rate control unit 51, and controls the flow rate of the fluid flowing through the flow path L1.

ファン制御部５２は、温度センサ７によって検出されるソレノイド２の温度（検出温度）ｔｐｖと、予め定められた温度（設定温度）ｔｓｐとを入力とし、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとが一致するように、ファン４の回転を制御する。ここで、設定温度ｔｓｐは、流体の流量制御に影響を及ぼさない温度として、実験などによって定められている。また、ファン制御部５２は、ファン４の回転を断続的に制御したり、ファンの回転数を制御したりして、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとを一致させる。 The fan control unit 52 inputs the temperature (detection temperature) tpv of the solenoid 2 detected by the temperature sensor 7 and the predetermined temperature (set temperature) tsp, and the detected temperature tpv and the set temperature tsp match. As described above, the rotation of the fan 4 is controlled. Here, the set temperature tsp is set by an experiment or the like as a temperature that does not affect the flow rate control of the fluid. Further, the fan control unit 52 intermittently controls the rotation of the fan 4 and controls the rotation speed of the fan to match the detected temperature tpv with the set temperature tsp.

このようにして、本実施の形態では、ファン４から送られてくる風によって、ソレノイド２が冷却され、ソレノイド２の発熱が抑えられるものとなる。これにより、流量計測部３での流量の計測精度が低下したり、ソレノイド２の出力荷重が減じられたりすることがなく、精度よく流体の流量を制御することができるようになる。 In this way, in the present embodiment, the solenoid 2 is cooled by the wind sent from the fan 4, and the heat generation of the solenoid 2 is suppressed. As a result, the flow rate measurement accuracy of the flow rate measuring unit 3 does not decrease, and the output load of the solenoid 2 is not reduced, so that the flow rate of the fluid can be controlled accurately.

なお、この実施の形態では、検出温度ｔｐｖが設定温度ｔｓｐと一致するようにファン４の回転を制御するようにしたが、図２に示すように、ソレノイド２の温度とは関係なく、ファン４を回転させ続けるようにしてもよい。 In this embodiment, the rotation of the fan 4 is controlled so that the detected temperature tpv matches the set temperature tsp, but as shown in FIG. 2, the fan 4 is irrespective of the temperature of the solenoid 2. May continue to rotate.

また、図３に示すように、ペルチェ素子９を用いてソレノイド２を冷却するようにしてもよい。ペルチェ素子９を用いる場合、ファン制御部５２に代えて、ペルチェ素子制御部５２’を設けるものとする。この場合、ペルチェ素子制御部５２’は、検出温度ｔｐｖと設定温度ｔｓｐとが一致するように、ペルチェ素子９を流れる電流を制御する。 Further, as shown in FIG. 3, the solenoid 2 may be cooled by using the Peltier element 9. When the Peltier element 9 is used, the Peltier element control unit 52'is provided in place of the fan control unit 52. In this case, the Peltier element control unit 52'controls the current flowing through the Peltier element 9 so that the detected temperature tpv and the set temperature tsp match.

また、ソレノイド２を冷却する冷却部として、例えば図４に示すように、ヒートシンク１０を設けるなどしてもよい。また、図１や図２に示した構成において、ヒートシンク１０を設けるようにしてもよい。 Further, as a cooling unit for cooling the solenoid 2, for example, a heat sink 10 may be provided as shown in FIG. Further, in the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the heat sink 10 may be provided.

〔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。 [Extension of Embodiment]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

１…弁、２…ソレノイド、３…流量計測部、４…ファン、５…制御部、６…ソレノイドバルブ、７…温度センサ、８…管路部、９…ペルチェ素子、１０…ヒートシンク、５１…流量制御部、５２…ファン制御部、５２’…ペルチェ素子制御部、Ｌ１，Ｌ２…流路、１００…マスフローコントローラ。 1 ... valve, 2 ... solenoid, 3 ... flow rate measuring unit, 4 ... fan, 5 ... control unit, 6 ... solenoid valve, 7 ... temperature sensor, 8 ... pipeline part, 9 ... Peltier element, 10 ... heat sink, 51 ... Flow rate control unit, 52 ... fan control unit, 52'... Peltier element control unit, L1, L2 ... flow path, 100 ... mass flow controller.

Claims (7)

流体が流れる流路に設けられた弁と、
前記弁を駆動するように構成されたソレノイドと、
前記ソレノイドへ供給する電流を調整することによって、前記弁の開度を調節し、前記流路を流れる流体の流量を制御するように構成された流量制御部と、
前記ソレノイドを冷却するように構成された冷却部と
を備えることを特徴とする流量制御装置。 A valve provided in the flow path through which the fluid flows,
A solenoid configured to drive the valve and
A flow rate control unit configured to adjust the opening degree of the valve and control the flow rate of the fluid flowing through the flow path by adjusting the current supplied to the solenoid.
A flow rate control device including a cooling unit configured to cool the solenoid. 請求項１に記載された流量制御装置において、
前記ソレノイドの温度を検出するように構成された温度検出部と、
前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記冷却部を制御するように構成された制御部と
をさらに備えることを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to claim 1,
A temperature detector configured to detect the temperature of the solenoid,
A flow rate control device further comprising a control unit configured to control the cooling unit according to the temperature of the solenoid detected by the temperature detection unit. 請求項２に記載された流量制御装置において、
前記制御部は、
前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度が予め定められた温度と一致するように前記冷却部を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to claim 2,
The control unit
A flow rate control device characterized in that the cooling unit is controlled so that the temperature of the solenoid detected by the temperature detecting unit matches a predetermined temperature. 請求項１から３のいずれか１項に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ファンおよびペルチェ素子のいずれかである
ことを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to any one of claims 1 to 3,
The flow control device, wherein the cooling unit is either a fan or a Peltier element. 請求項４に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ファンであり、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記ファンの回転を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to claim 4,
The cooling unit is a fan and
The control unit is a flow rate control device, which is configured to control the rotation of the fan according to the temperature of the solenoid detected by the temperature detection unit. 請求項４に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ペルチェ素子であり、
前記制御部は、前記温度検出部によって検出される前記ソレノイドの温度に応じて前記ペルチェ素子を流れる電流を制御するように構成されている
ことを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to claim 4,
The cooling unit is a Peltier element.
The control unit is a flow rate control device characterized in that the control unit is configured to control the current flowing through the Peltier element according to the temperature of the solenoid detected by the temperature detection unit. 請求項１に記載された流量制御装置において、
前記冷却部は、ヒートシンクを含む
ことを特徴とする流量制御装置。 In the flow rate control device according to claim 1,
The cooling unit is a flow control device including a heat sink.
JP2019027176A 2019-02-19 2019-02-19 Flow rate control device Pending JP2020135343A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019027176A JP2020135343A (en) 2019-02-19 2019-02-19 Flow rate control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019027176A JP2020135343A (en) 2019-02-19 2019-02-19 Flow rate control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020135343A true JP2020135343A (en) 2020-08-31

Family

ID=72278651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019027176A Pending JP2020135343A (en) 2019-02-19 2019-02-19 Flow rate control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020135343A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2573378C2 (en) Device and method of valve opening control for hvac system
JP6681885B2 (en) Refrigerant system and method of cooling variable speed drive for compressor
US9599997B2 (en) Feedback-controlled fluid valve
CN105465860B (en) A kind of range hood actual flow measuring device and its measurement method
JPH05150839A (en) Valve controller and method of valve control
KR20170038699A (en) Flow rate calculation device, flow rate calculation method, and flow rate control device
EP3819616A1 (en) Improving, detecting and indicating stability in an industrial temperature dry block calibrator
CN105570175A (en) Constant-air-volume motor drive control method for fan
JP4233586B2 (en) Temperature control system for machine tools
JP5214572B2 (en) Engine coolant control device and engine bench test system
JP2005045997A (en) Control of fan speed using altitude sensor
US10855211B2 (en) Self-calibration of ECM motor and variable frequency drive inferred torque
MX2021014636A (en) Hot wire anemometer air flow measurement, puff detection and ambient temperature tracking.
JP6305956B2 (en) Rotary valve
JP2012131480A (en) Vehicle equipped with air conditioning apparatus
JP2020135343A (en) Flow rate control device
KR102654592B1 (en) Dust sensor
JP2009250471A (en) Hot water supply device
JP2011080652A (en) Damper failure diagnosis device for air conditioning system
KR101638507B1 (en) Auto Controller for face velocity and Fume Hood having the Auto Controller
JP2009210183A (en) Water heater
JP3401208B2 (en) Air conditioning control system
CN208140202U (en) Gas flow surveying instrument, air flue and ventilator
KR100654563B1 (en) Apparatus for measuring altitude and air cooling system using the same
CN109357919B (en) Portable wide-range atmospheric sampling instrument