JP2544242B2 - 熱交換器の自動温度制御装置 - Google Patents
熱交換器の自動温度制御装置Info
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- JP2544242B2 JP2544242B2 JP2245899A JP24589990A JP2544242B2 JP 2544242 B2 JP2544242 B2 JP 2544242B2 JP 2245899 A JP2245899 A JP 2245899A JP 24589990 A JP24589990 A JP 24589990A JP 2544242 B2 JP2544242 B2 JP 2544242B2
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- Japan
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- heat exchanger
- value
- operation output
- heated
- pressure
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- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気から被加熱物に熱交換する熱交換器に
於いて、熱交換後の被加熱物の温度を自動的に一定値に
制御する装置に関する。
於いて、熱交換後の被加熱物の温度を自動的に一定値に
制御する装置に関する。
従来の技術 従来、上記の装置としては例えば第２図に示すような
ものがあった。同図に於いて、32は熱交換器で、32aは
蒸気入口、32bは被加熱物入口、32cは被加熱物出口であ
る。この蒸気入口32aには、減圧弁33を介して蒸気が供
給される。この減圧弁33は、その設定圧力が駆動部34に
よって変更できるように構成されている。そして、その
制御はPIDコントローラ35が行っている。36は、その制
御のために用いる温度センサで、熱交換器32の被加熱物
出口32cに設けられている。
ものがあった。同図に於いて、32は熱交換器で、32aは
蒸気入口、32bは被加熱物入口、32cは被加熱物出口であ
る。この蒸気入口32aには、減圧弁33を介して蒸気が供
給される。この減圧弁33は、その設定圧力が駆動部34に
よって変更できるように構成されている。そして、その
制御はPIDコントローラ35が行っている。36は、その制
御のために用いる温度センサで、熱交換器32の被加熱物
出口32cに設けられている。
減圧弁33及び駆動部34は、例えば第３図に示すように
構成されている。即ち、本体41内の上部に設けたモータ
42の回転を減速器43、スプライン軸44を介して調節ねじ
45に伝達すると、調節ねじ45の先端に削設されたおねじ
46は、本体41内に固定しためねじ部47に螺合しているの
で、調節ねじ45は降下し、調節ねじ45の先端に当接して
いるボール48、ばね受け49を介して圧力調整ばね50の一
端を圧縮する。この圧縮によって、圧力調整ばね50の他
端に設けられているばね受け51を介してダイヤフラム52
を圧縮し、パイロットガイド53を降下させ、パイロット
弁54をコイルばね55の作用力に抗して押し下げる。この
状態に於いて、導入口56から蒸気が導入されると、この
蒸気の一部は、第１の通路57を通って、パイロット弁54
の下方の部屋に入り、開かれたパイロット弁54、第２の
通路58を通ってピストン59の上方の部屋に入る。これに
よってピストン59はコイルばね60の作用力に抗して降下
し、主弁体61を開く。導入口56から導入された１次圧蒸
気の大部分は開かれた主弁体61を介して２次圧蒸気とし
て送出口62から熱交換器32に送出される。この２次圧蒸
気の一部は第３の通路63を通ってダイヤフラム52の下部
の部屋に入る。この２次圧蒸気の圧力が圧力調整ばね50
で設定した設定圧力よりも高いと、ダイヤフラム52はコ
イルばね55の作用力で押し上げられ、パイロット弁54の
開度が小さくなる。従ってピストン59にかかる蒸気圧が
小さくなり、コイルばね60の作用力によって主弁体61の
開度が小さくなり、２次圧を小さくして、設定圧力に保
持する。一方、２次圧が設定圧力よりも小さいと、上記
と逆の動作で２次圧を大きくして、設定圧力に保持す
る。このように、減圧弁33では、設定した設定圧力に２
次圧が自己調整される。
構成されている。即ち、本体41内の上部に設けたモータ
42の回転を減速器43、スプライン軸44を介して調節ねじ
45に伝達すると、調節ねじ45の先端に削設されたおねじ
46は、本体41内に固定しためねじ部47に螺合しているの
で、調節ねじ45は降下し、調節ねじ45の先端に当接して
いるボール48、ばね受け49を介して圧力調整ばね50の一
端を圧縮する。この圧縮によって、圧力調整ばね50の他
端に設けられているばね受け51を介してダイヤフラム52
を圧縮し、パイロットガイド53を降下させ、パイロット
弁54をコイルばね55の作用力に抗して押し下げる。この
状態に於いて、導入口56から蒸気が導入されると、この
蒸気の一部は、第１の通路57を通って、パイロット弁54
の下方の部屋に入り、開かれたパイロット弁54、第２の
通路58を通ってピストン59の上方の部屋に入る。これに
よってピストン59はコイルばね60の作用力に抗して降下
し、主弁体61を開く。導入口56から導入された１次圧蒸
気の大部分は開かれた主弁体61を介して２次圧蒸気とし
て送出口62から熱交換器32に送出される。この２次圧蒸
気の一部は第３の通路63を通ってダイヤフラム52の下部
の部屋に入る。この２次圧蒸気の圧力が圧力調整ばね50
で設定した設定圧力よりも高いと、ダイヤフラム52はコ
イルばね55の作用力で押し上げられ、パイロット弁54の
開度が小さくなる。従ってピストン59にかかる蒸気圧が
小さくなり、コイルばね60の作用力によって主弁体61の
開度が小さくなり、２次圧を小さくして、設定圧力に保
持する。一方、２次圧が設定圧力よりも小さいと、上記
と逆の動作で２次圧を大きくして、設定圧力に保持す
る。このように、減圧弁33では、設定した設定圧力に２
次圧が自己調整される。
熱交換器32に供給される蒸気の圧力は、減圧弁33によ
って、設定圧力に自己調整されている。蒸気の圧力とそ
の温度とには相関関係があるので、蒸気の圧力が一定値
に維持されることにより、蒸気の温度も或る一定値に維
持される。一方、PIDコントローラ35は温度センサ36に
よって検出された熱交換後の被加熱物の温度である測定
値PVと、予め設定された被加熱物の温度設定値SVと、PI
D定数とに基づいて、PID演算部37で操作出力値MVを演算
し、駆動部34を制御して、減圧弁33の設定圧力を変化さ
せる。
って、設定圧力に自己調整されている。蒸気の圧力とそ
の温度とには相関関係があるので、蒸気の圧力が一定値
に維持されることにより、蒸気の温度も或る一定値に維
持される。一方、PIDコントローラ35は温度センサ36に
よって検出された熱交換後の被加熱物の温度である測定
値PVと、予め設定された被加熱物の温度設定値SVと、PI
D定数とに基づいて、PID演算部37で操作出力値MVを演算
し、駆動部34を制御して、減圧弁33の設定圧力を変化さ
せる。
本発明が解決しようとする課題 上記のものでは、熱交換器等の制御系の特性によっ
て、操作出力値MVと測定値PVとは比例関係になく、ゲイ
ンが異なる場合がある。従って、どこかの設定温度に於
いてハンチングを生じる問題があった。
て、操作出力値MVと測定値PVとは比例関係になく、ゲイ
ンが異なる場合がある。従って、どこかの設定温度に於
いてハンチングを生じる問題があった。
従って、本発明の技術的課題は、どの設定温度に於い
ても、ハンチングを生じないようにすることである。
ても、ハンチングを生じないようにすることである。
課題を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技
術的手段は、被加熱物と蒸気とが供給され蒸気からの熱
伝達によって被加熱物を加熱する熱交換器と、この熱交
換器に供給される蒸気の圧力を予め設定された設定圧力
に自己調整する自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧
力を変更する設定圧力変更手段と、上記熱交換器から送
出される被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、こ
の温度検出手段で検出された測定値と予め設定された被
加熱物の温度設定値とPID定数とから操作出力値を演算
するPID演算部とを備えた熱交換器の自動温度制御装置
において、上記PID演算部で演算された操作出力値と温
度検出手段で検出された測定値とから両者の関係式を演
算する関数演算部と、上記PID演算部で演算された操作
出力値を補正して操作出力補正値を演算する操作出力補
正演算部を備え、この操作出力補正演算部で演算された
操作出力補正値と、上記熱交換器で熱交換された被加熱
物の測定値とが比例関係にあることを特徴とする熱交換
器の自動温度制御装置にある。
術的手段は、被加熱物と蒸気とが供給され蒸気からの熱
伝達によって被加熱物を加熱する熱交換器と、この熱交
換器に供給される蒸気の圧力を予め設定された設定圧力
に自己調整する自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧
力を変更する設定圧力変更手段と、上記熱交換器から送
出される被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、こ
の温度検出手段で検出された測定値と予め設定された被
加熱物の温度設定値とPID定数とから操作出力値を演算
するPID演算部とを備えた熱交換器の自動温度制御装置
において、上記PID演算部で演算された操作出力値と温
度検出手段で検出された測定値とから両者の関係式を演
算する関数演算部と、上記PID演算部で演算された操作
出力値を補正して操作出力補正値を演算する操作出力補
正演算部を備え、この操作出力補正演算部で演算された
操作出力補正値と、上記熱交換器で熱交換された被加熱
物の測定値とが比例関係にあることを特徴とする熱交換
器の自動温度制御装置にある。
作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。
PID演算部は温度検出手段によって検出された被加熱
物の温度と、予め設定された被加熱物の温度設定値と、
PID定数とに基づいて、操作出力値を演算する。この操
作出力値と、この操作出力値によって得られた測定値と
から、両者の関係式を関数演算部で演算する。そして、
操作出力補正演算部で操作出力値を測定値と比例関係に
ある操作出力補正値に補正して、設定圧力変更手段に入
力する。この操作出力補正値に基づいて設定圧力変更手
段が制御され、自己調整弁の設定圧力が変更され、即
ち、熱交換器に供給される蒸気の温度が制御され、被加
熱物が熱交換される。操作出力補正値と測定値とは比例
関係にあるので、高温域でも低温域でもゲインは同じに
なる。従って、どの設定温度に於いてもハンチングを生
じることがない。
物の温度と、予め設定された被加熱物の温度設定値と、
PID定数とに基づいて、操作出力値を演算する。この操
作出力値と、この操作出力値によって得られた測定値と
から、両者の関係式を関数演算部で演算する。そして、
操作出力補正演算部で操作出力値を測定値と比例関係に
ある操作出力補正値に補正して、設定圧力変更手段に入
力する。この操作出力補正値に基づいて設定圧力変更手
段が制御され、自己調整弁の設定圧力が変更され、即
ち、熱交換器に供給される蒸気の温度が制御され、被加
熱物が熱交換される。操作出力補正値と測定値とは比例
関係にあるので、高温域でも低温域でもゲインは同じに
なる。従って、どの設定温度に於いてもハンチングを生
じることがない。
実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する。
第１図に於いて、２は熱交換器で、2aは蒸気入口、2b
は被加熱物入口、2cは被加熱物出口である。この蒸気入
口2aには、減圧弁３を介して蒸気が供給される。この減
圧弁３は、その設定圧力が駆動部４によって変更できる
ように構成されている。そして、その制御はPIDコント
ローラ５が行っている。６は、その制御のために用いる
温度センサで、熱交換器２の被加熱物出口2cに設けられ
ている。
は被加熱物入口、2cは被加熱物出口である。この蒸気入
口2aには、減圧弁３を介して蒸気が供給される。この減
圧弁３は、その設定圧力が駆動部４によって変更できる
ように構成されている。そして、その制御はPIDコント
ローラ５が行っている。６は、その制御のために用いる
温度センサで、熱交換器２の被加熱物出口2cに設けられ
ている。
減圧弁３及び駆動部４には、従来技術として第３図で
説明したものを用いる。
説明したものを用いる。
熱交換器２に供給される蒸気の圧力は、減圧弁３によ
って、設定圧力に自己調整されている。蒸気の圧力とそ
の温度とには相関関係があるので、蒸気の圧力が一定値
に維持されることにより、蒸気の温度も或る一定値に維
持される。一方、PIDコントローラ５は先ず、スイッチ1
0を端子C1側へ切り換えて、温度センサ６によって検出
された熱交換後の被加熱物の温度である測定値PVと、予
め設定された被加熱物の温度設定値SVと、PID定数とに
基づいて、PID演算部７で操作出力値MVを算出する。こ
の操作出力値MVと、この操作出力値MVによって得られた
測定値PVとから、両者の関係式を関数演算部８で演算す
る。次に、スイッチ10を端子C2側に切り換えて、操作出
力補正演算部９で操作出力値MVを測定値PVと比例関係に
ある操作出力補正値MV′に補正し、駆動部４に入力す
る。即ち、操作出力補正値MV′と測定値PVとは比例関係
にあり、この操作出力補正値MV′に基づいて駆動部４が
制御され、減圧弁３の設定圧力が変更され、即ち、熱交
換器２に供給される蒸気の温度が制御されて、熱交換器
２の被制御物の出口側温度が設定値に保たれる。
って、設定圧力に自己調整されている。蒸気の圧力とそ
の温度とには相関関係があるので、蒸気の圧力が一定値
に維持されることにより、蒸気の温度も或る一定値に維
持される。一方、PIDコントローラ５は先ず、スイッチ1
0を端子C1側へ切り換えて、温度センサ６によって検出
された熱交換後の被加熱物の温度である測定値PVと、予
め設定された被加熱物の温度設定値SVと、PID定数とに
基づいて、PID演算部７で操作出力値MVを算出する。こ
の操作出力値MVと、この操作出力値MVによって得られた
測定値PVとから、両者の関係式を関数演算部８で演算す
る。次に、スイッチ10を端子C2側に切り換えて、操作出
力補正演算部９で操作出力値MVを測定値PVと比例関係に
ある操作出力補正値MV′に補正し、駆動部４に入力す
る。即ち、操作出力補正値MV′と測定値PVとは比例関係
にあり、この操作出力補正値MV′に基づいて駆動部４が
制御され、減圧弁３の設定圧力が変更され、即ち、熱交
換器２に供給される蒸気の温度が制御されて、熱交換器
２の被制御物の出口側温度が設定値に保たれる。
発明の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。
測定値と操作出力補正値とが比例関係になるようにし
たので、被加熱物の全ての設定温度範囲に於いて１つの
PID定数でハンチングを起こさない安定した制御がで
き、取扱操作が簡単になる。
たので、被加熱物の全ての設定温度範囲に於いて１つの
PID定数でハンチングを起こさない安定した制御がで
き、取扱操作が簡単になる。
第１図は本発明の熱交換器に於ける自動温度制御装置の
１実施例の概略図、第２図は従来の熱交換器に於ける自
動温度制御装置の概略図、第３図はこの実施例及び従来
の自動温度制御装置に用いる減圧弁の断面図である。 2:熱交換器 3:減圧弁（自己調整弁） 4:駆動部 6:温度センサ（温度検出手段） 7:PID演算部 8:操作出力補正演算部 9:関数演算部 10:スイッチ
１実施例の概略図、第２図は従来の熱交換器に於ける自
動温度制御装置の概略図、第３図はこの実施例及び従来
の自動温度制御装置に用いる減圧弁の断面図である。 2:熱交換器 3:減圧弁（自己調整弁） 4:駆動部 6:温度センサ（温度検出手段） 7:PID演算部 8:操作出力補正演算部 9:関数演算部 10:スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】被加熱物と蒸気とが供給され蒸気からの熱
伝達によって被加熱物を加熱する熱交換器と、この熱交
換器に供給される蒸気の圧力を予め設定された設定圧力
に自己調整する自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧
力を変更する設定圧力変更手段と、上記熱交換器から送
出される被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、こ
の温度検出手段で検出された測定値と予め設定された被
加熱物の温度設定値とPID定数とから操作出力値を演算
するPID演算部とを備えた熱交換器の自動温度制御装置
において、上記PID演算部で演算された操作出力値と温
度検出手段で検出された測定値とから両者の関係式を演
算する関数演算部と、上記PID演算部で演算された操作
出力値を補正して操作出力補正値を演算する操作出力補
正演算部を備え、この操作出力補正演算部で演算された
操作出力補正値と、上記熱交換器で熱交換された被加熱
物の測定値とが比例関係にあることを特徴とする熱交換
器の自動温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245899A JP2544242B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 熱交換器の自動温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2245899A JP2544242B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 熱交換器の自動温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124596A JPH04124596A (ja) | 1992-04-24 |
| JP2544242B2 true JP2544242B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17140478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2245899A Expired - Fee Related JP2544242B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 熱交換器の自動温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544242B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156417A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Toshiba Corp | 温度制御装置 |
| JPH0781738B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1995-09-06 | オムロン株式会社 | 給湯器の燃焼制御装置 |
| JPS6314047A (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-21 | 三菱重工業株式会社 | 自動車用空調装置の冷媒流量制御装置 |
| JPH083879Y2 (ja) * | 1988-06-16 | 1996-01-31 | 株式会社テイエルブイ | 熱交換器における自動温度制御装置 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2245899A patent/JP2544242B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04124596A (ja) | 1992-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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