JP2787369B2 - 自動圧力制御弁 - Google Patents
自動圧力制御弁Info
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- JP2787369B2 JP2787369B2 JP2186463A JP18646390A JP2787369B2 JP 2787369 B2 JP2787369 B2 JP 2787369B2 JP 2186463 A JP2186463 A JP 2186463A JP 18646390 A JP18646390 A JP 18646390A JP 2787369 B2 JP2787369 B2 JP 2787369B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水やエアーや各種ガス及び蒸気等の流体の圧
力を制御する弁に関し、特に弁の一次側（入口側）の圧
力の変化及び弁を通過する流量が変化しても弁の二次側
（出口側）圧力を一定に維持する自動圧力制御弁に関す
る。
力を制御する弁に関し、特に弁の一次側（入口側）の圧
力の変化及び弁を通過する流量が変化しても弁の二次側
（出口側）圧力を一定に維持する自動圧力制御弁に関す
る。
従来技術 従来上記のような圧力制御弁としては、いわゆる減圧
弁とか自動調節弁が用いられていた。
弁とか自動調節弁が用いられていた。
減圧弁は自力式の圧力調整弁で、二次側の圧力に応動
するダイヤフラムに設定圧力に応じた荷重を付勢する圧
力設定手段を取り付け、二次側の圧力が設定値より低く
なれば弁部を開弁して一次側の高圧流体を供給して圧力
の回復を計り、二次側圧力が設定値まで回復すると弁部
を閉弁することにより、減圧弁の二次側を一定の圧力に
維持するものである。
するダイヤフラムに設定圧力に応じた荷重を付勢する圧
力設定手段を取り付け、二次側の圧力が設定値より低く
なれば弁部を開弁して一次側の高圧流体を供給して圧力
の回復を計り、二次側圧力が設定値まで回復すると弁部
を閉弁することにより、減圧弁の二次側を一定の圧力に
維持するものである。
また、自動調節弁は他力式の圧力調節弁で、圧力セン
ターで二次側の圧力を検出し、これを設定機構を介して
入力した目標値と比較し、その偏差がゼロとなるように
アクチュエータを比例動作あるいは微分・積分動作のい
わゆるPID動作をして二次側の圧力を一定に維持するも
のである。
ターで二次側の圧力を検出し、これを設定機構を介して
入力した目標値と比較し、その偏差がゼロとなるように
アクチュエータを比例動作あるいは微分・積分動作のい
わゆるPID動作をして二次側の圧力を一定に維持するも
のである。
本発明が解決しようとする課題 減圧弁は二次側の圧力に応動するダイヤフラム等の圧
力応動部材や、荷重を発生するための圧力設定手段等が
必要であり、弁としての部品点数が多く複雑なものとな
ってしまう問題があった。
力応動部材や、荷重を発生するための圧力設定手段等が
必要であり、弁としての部品点数が多く複雑なものとな
ってしまう問題があった。
また自動調節弁は、複雑な信号処理をする制御器を必
要とするために高価なものとなってしまう問題、更には
PIDの定数設定が複雑で制御対象に最適な設定をするに
は非常な困難を伴う問題があった。
要とするために高価なものとなってしまう問題、更には
PIDの定数設定が複雑で制御対象に最適な設定をするに
は非常な困難を伴う問題があった。
従って本発明の技術的課題は、操作が簡単で且つ弁機
構も単純で故障が少なく安価な自動圧力制御弁を得るこ
とである。
構も単純で故障が少なく安価な自動圧力制御弁を得るこ
とである。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために講じた本発明の技術的手
段は、弁の開度を変更することにより通過流量を変更す
ることができる弁部材と、該弁部材の開度を変更するア
クチュエータ部と、上記弁部材の一次側と二次側の圧力
を検出する圧力検出手段を設けたものにおいて、圧力検
出手段で検出した弁部材の一次側の圧力の変化値に基い
て計算式； を用いて、又は、弁部材の二次側の圧力の変化値に基い
て計算式； を用いて、弁部材の二次側圧力を一定に維持するための
弁開度の変化率（弁開度を大きくしたりあるいは小さく
する度合を示し、Cv値とCv値の変化度合である△Cvを用
いて、△Cv/Cvで表わす）を算出する弁開度算出手段を
設け、当該弁開度算出手段で算出された弁開度に応じた
信号を上記アクチュエータ部に発する制御手段を具備し
て、弁の二次側圧力を一定に維持するものである。
段は、弁の開度を変更することにより通過流量を変更す
ることができる弁部材と、該弁部材の開度を変更するア
クチュエータ部と、上記弁部材の一次側と二次側の圧力
を検出する圧力検出手段を設けたものにおいて、圧力検
出手段で検出した弁部材の一次側の圧力の変化値に基い
て計算式； を用いて、又は、弁部材の二次側の圧力の変化値に基い
て計算式； を用いて、弁部材の二次側圧力を一定に維持するための
弁開度の変化率（弁開度を大きくしたりあるいは小さく
する度合を示し、Cv値とCv値の変化度合である△Cvを用
いて、△Cv/Cvで表わす）を算出する弁開度算出手段を
設け、当該弁開度算出手段で算出された弁開度に応じた
信号を上記アクチュエータ部に発する制御手段を具備し
て、弁の二次側圧力を一定に維持するものである。
作用 圧力検出手段で弁の一次側と二次側の圧力が検出され
る。一次側圧力に変化があると、その変化量に基いて二
次側圧力を一定にするための弁開度の変化率、すなわ
ち、一次側圧力が高くなれば弁開度を小さくする度合あ
るいは一次側圧力が低くなれば弁開度を大きくする度合
が算出され、この算出された値によりアクチュエータを
介して弁部の開度が調整され二次側圧力が所定値に維持
される。また、弁を通過する流量に変化が生じるとそれ
に応じて二次側圧力も変化する。この変化を圧力検出手
段で検出し、検出値に基いて二次側圧力を一定にするた
めの弁開度の変化率、すなわち、二次側圧力が高くなれ
ば弁開度を小さくする度合あるいは二次側圧力が低くな
れば弁開度を大きくする度合が算出され、この算出され
た値によりアクチュエータを介して弁部の開度が調整さ
れ二次側圧力が所定値に維持される。
る。一次側圧力に変化があると、その変化量に基いて二
次側圧力を一定にするための弁開度の変化率、すなわ
ち、一次側圧力が高くなれば弁開度を小さくする度合あ
るいは一次側圧力が低くなれば弁開度を大きくする度合
が算出され、この算出された値によりアクチュエータを
介して弁部の開度が調整され二次側圧力が所定値に維持
される。また、弁を通過する流量に変化が生じるとそれ
に応じて二次側圧力も変化する。この変化を圧力検出手
段で検出し、検出値に基いて二次側圧力を一定にするた
めの弁開度の変化率、すなわち、二次側圧力が高くなれ
ば弁開度を小さくする度合あるいは二次側圧力が低くな
れば弁開度を大きくする度合が算出され、この算出され
た値によりアクチュエータを介して弁部の開度が調整さ
れ二次側圧力が所定値に維持される。
効果 複雑なPID定数の設定が不要となり、操作が非常に簡
単なものとなると共に、減圧弁のような圧力応動部材や
荷重を発生するための圧力設定手段等が不要となり、弁
機構を単純なものとすることができる。
単なものとなると共に、減圧弁のような圧力応動部材や
荷重を発生するための圧力設定手段等が不要となり、弁
機構を単純なものとすることができる。
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図及び第２図参照）。
（第１図及び第２図参照）。
本実施例においては二次側の蒸気圧力を一定に維持す
る自動圧力制御弁の例を示す。
る自動圧力制御弁の例を示す。
第１図において、１が蒸気配管で、この蒸気配管１に
アクチュエータ部３を取り付けた弁部材２を配する。弁
部材２としては実際の使用条件によりどのような構造の
ものでもよく、ケージ弁やプラグ弁やＶポートのボール
弁やバタフライ弁等を適宜選定する。弁部材２の一次側
に圧力検出手段としての一次側圧力センサー４を、二次
側に二次側圧力センサー５を取り付け、制御手段６と接
続する。制御手段６内に各圧力センサー4,5からの検出
値を基に弁開度の変化率を算出する弁開度算出手段（図
示せず）を設ける。制御手段６と弁部材２のアクチュエ
ータ部３とを信号線により接続する。参照番号10は蒸気
使用装置で、12は蒸気使用装置10で発生した復水を排出
するためのスチームトラップである。
アクチュエータ部３を取り付けた弁部材２を配する。弁
部材２としては実際の使用条件によりどのような構造の
ものでもよく、ケージ弁やプラグ弁やＶポートのボール
弁やバタフライ弁等を適宜選定する。弁部材２の一次側
に圧力検出手段としての一次側圧力センサー４を、二次
側に二次側圧力センサー５を取り付け、制御手段６と接
続する。制御手段６内に各圧力センサー4,5からの検出
値を基に弁開度の変化率を算出する弁開度算出手段（図
示せず）を設ける。制御手段６と弁部材２のアクチュエ
ータ部３とを信号線により接続する。参照番号10は蒸気
使用装置で、12は蒸気使用装置10で発生した復水を排出
するためのスチームトラップである。
ここで、弁部材２を通過する蒸気流量をＷ（kg/h）、
一次側圧力をP1（kg/cm2abs）、二次側圧力をP2（kg/cm
2 abs）、弁部材２のCv値（弁固有の流量係数を表わす
値）をCv、圧力降下比をＸ、チョーク流量を１とした場
合の非チョーク流量係数をα、但し、 とすると、 Ｗ＝9.29・α・Cv・P1 …（３） で表わすことができる。いま一次側の圧力が変化して二
次側の圧力を一定に維持しようとする場合、必要とする
弁開度の変化率：△Cv/Cvは上記（１）〜（３）式よ
り、 また、 より、 すなわち、 となり、一次側の圧力の変化に対して上記の△Cv1だけ
弁部材２の開度を変更することにより二次側の圧力を一
定に維持することができる。
一次側圧力をP1（kg/cm2abs）、二次側圧力をP2（kg/cm
2 abs）、弁部材２のCv値（弁固有の流量係数を表わす
値）をCv、圧力降下比をＸ、チョーク流量を１とした場
合の非チョーク流量係数をα、但し、 とすると、 Ｗ＝9.29・α・Cv・P1 …（３） で表わすことができる。いま一次側の圧力が変化して二
次側の圧力を一定に維持しようとする場合、必要とする
弁開度の変化率：△Cv/Cvは上記（１）〜（３）式よ
り、 また、 より、 すなわち、 となり、一次側の圧力の変化に対して上記の△Cv1だけ
弁部材２の開度を変更することにより二次側の圧力を一
定に維持することができる。
つぎに、弁部材２を通過する流量が変化して結果とし
てP2が変化した場合にその変化を修正して一定に維持し
ようとした場合、上記と同様に、 となり、上記の△Cv2だけ弁部材の開度を変更すること
により二次側の圧力を一定にすることができる。
てP2が変化した場合にその変化を修正して一定に維持し
ようとした場合、上記と同様に、 となり、上記の△Cv2だけ弁部材の開度を変更すること
により二次側の圧力を一定にすることができる。
以下、第２図に示す弁開度算出手段を含む制御部６の
動作フローチャートを参照しながらこの実施例の動作に
ついて説明する。
動作フローチャートを参照しながらこの実施例の動作に
ついて説明する。
まず制御手段６に付属しているキーボード（図示せ
ず）を操作して蒸気使用装置10側が所定の圧力で定常運
転になるようにする（ステップS2）。そして、定常運転
時におけるP1,P2,Cvをそれぞれ読取り格納する（ステッ
プS4,6,8）。つぎに△Cv1と△Cv2をそれぞれゼロとして
初期設定を行う（ステップ10）。以下、一次側圧力セン
サー４で検出した一次側圧力P1を読取り格納し（ステッ
プ12）、P1に変化があるか否かを判断し（ステップ1
4）、変化があればその変化によって二次側圧力が変化
しないために必要な弁開度量を算出し（ステップ16）、
同様に蒸気流量すなわち二次側圧力を測定し（ステップ
18）、変化があるか否かを判断し（ステップ20）、変化
があればその変化を修正できるだけの弁開度量を算出し
（ステップ22）、上記両方の弁開度量を加算し（ステッ
プ24）、必要な弁開度変更量として出力し（ステップ2
6）アクチュエータ部３を介して弁部材２の弁開度を調
整することにより二次側、すなわち蒸気使用装置10側の
圧力を所定値に維持する。
ず）を操作して蒸気使用装置10側が所定の圧力で定常運
転になるようにする（ステップS2）。そして、定常運転
時におけるP1,P2,Cvをそれぞれ読取り格納する（ステッ
プS4,6,8）。つぎに△Cv1と△Cv2をそれぞれゼロとして
初期設定を行う（ステップ10）。以下、一次側圧力セン
サー４で検出した一次側圧力P1を読取り格納し（ステッ
プ12）、P1に変化があるか否かを判断し（ステップ1
4）、変化があればその変化によって二次側圧力が変化
しないために必要な弁開度量を算出し（ステップ16）、
同様に蒸気流量すなわち二次側圧力を測定し（ステップ
18）、変化があるか否かを判断し（ステップ20）、変化
があればその変化を修正できるだけの弁開度量を算出し
（ステップ22）、上記両方の弁開度量を加算し（ステッ
プ24）、必要な弁開度変更量として出力し（ステップ2
6）アクチュエータ部３を介して弁部材２の弁開度を調
整することにより二次側、すなわち蒸気使用装置10側の
圧力を所定値に維持する。
本実施例においては蒸気圧力を一定にする例を示した
が、他の流体例えばエアーの場合もその流量式は空気流
量をＱ（m3/min）として、 Ｑ＝Ｋ・α・Cv・P1 で表わされ上記（３）式と定数が異なるだけなので同じ
プログラムを用いて圧力を制御することができる。
が、他の流体例えばエアーの場合もその流量式は空気流
量をＱ（m3/min）として、 Ｑ＝Ｋ・α・Cv・P1 で表わされ上記（３）式と定数が異なるだけなので同じ
プログラムを用いて圧力を制御することができる。
第１図は本発明の自動圧力制御弁の実施例のブロック
図、第２図は同実施例のフローチャート図である。 1:蒸気配管、2:弁部材 3:アクチュエータ部 4:一次側圧力センサー 5:二次側圧力センサー、6:制御手段 10:蒸気使用装置 12:スチームトラップ
図、第２図は同実施例のフローチャート図である。 1:蒸気配管、2:弁部材 3:アクチュエータ部 4:一次側圧力センサー 5:二次側圧力センサー、6:制御手段 10:蒸気使用装置 12:スチームトラップ
Claims (1)
- 【請求項１】弁の開度を変更することにより通過流量を
変更することができる弁部材と、該弁部材の開度を変更
するアクチュエータ部と、上記弁部材の一次側と二次側
の圧力を検出する圧力検出手段を設けたものにおいて、
圧力検出手段で検出した弁部材の一次側の圧力の変化値
に基いて計算式； を用いて、又は、弁部材の二次側の圧力の変化値に基い
て計算式； を用いて、弁部材の二次側圧力を一定に維持するための
弁開度の変化率（弁開度を大きくしたりあるいは小さく
する度合を示し、Cv値とCv値の変化度合である△Cvを用
いて、△Cv/Cvで表わす）を算出する弁開度算出手段を
設け、当該弁開度算出手段で算出された弁開度に応じた
信号を上記アクチュエータ部に発する制御手段を具備し
て、弁の二次側圧力を一定に維持することを特徴とする
自動圧力制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186463A JP2787369B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 自動圧力制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186463A JP2787369B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 自動圧力制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477808A JPH0477808A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2787369B2 true JP2787369B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16188912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2186463A Expired - Fee Related JP2787369B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 自動圧力制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787369B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5430621B2 (ja) * | 2011-08-10 | 2014-03-05 | Ｃｋｄ株式会社 | ガス流量検定システム及びガス流量検定ユニット |
| JP5837521B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2015-12-24 | Ckd株式会社 | 電空レギュレータ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5911416A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 給水減圧弁装置 |
| JPS62285118A (ja) * | 1986-06-04 | 1987-12-11 | Hitachi Ltd | 圧力制御装置 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP2186463A patent/JP2787369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477808A (ja) | 1992-03-11 |
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Legal Events
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