JP2808484B2 - 処理液温度制御装置 - Google Patents
処理液温度制御装置Info
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- JP2808484B2 JP2808484B2 JP2251775A JP25177590A JP2808484B2 JP 2808484 B2 JP2808484 B2 JP 2808484B2 JP 2251775 A JP2251775 A JP 2251775A JP 25177590 A JP25177590 A JP 25177590A JP 2808484 B2 JP2808484 B2 JP 2808484B2
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- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、飲料充填プラントの液処理機器に適用され
る処理液温度制御に関するものである。
る処理液温度制御に関するものである。
充填機が容器に充填した清涼飲料水の品質を決める要
因の１つに、飲料に所定の炭酸ガス量が含まれているこ
とが挙げられる。そのため、充填機へ送る充填液が所定
の品質を保つように液処理機器が設置されている。
因の１つに、飲料に所定の炭酸ガス量が含まれているこ
とが挙げられる。そのため、充填機へ送る充填液が所定
の品質を保つように液処理機器が設置されている。
第６図は、従来の液処理機器の構成を示す。
清水が脱気器１に導かれ、清水中の空気が除去され
る。脱気器１からの清水は、ポンプ２により混合器３に
送られる。一方、高糖度の原液が混合器３に送られ、所
定の混合比で清水と原液が混合され、所定の糖度の混合
液が得られる。（この混合液を以後、処理液と呼ぶ。）
処理液は、ポンプ４により熱交換器５に送られ、所定の
温度にまで冷却される。熱交換器５からの処理液は、ガ
ス吸収器６に入り、炭酸ガスを所定濃度まで吸収させら
れる。ガス吸収器６からの処理液は、ポンプ７により充
填機へ送られる。
る。脱気器１からの清水は、ポンプ２により混合器３に
送られる。一方、高糖度の原液が混合器３に送られ、所
定の混合比で清水と原液が混合され、所定の糖度の混合
液が得られる。（この混合液を以後、処理液と呼ぶ。）
処理液は、ポンプ４により熱交換器５に送られ、所定の
温度にまで冷却される。熱交換器５からの処理液は、ガ
ス吸収器６に入り、炭酸ガスを所定濃度まで吸収させら
れる。ガス吸収器６からの処理液は、ポンプ７により充
填機へ送られる。
次に熱交換器５に入る冷媒の流れについて説明する。
冷媒は、冷却装置８から送り出されて低温冷媒槽９に
貯えられる。一方、熱交換器５で処理液の熱を吸収した
高温冷媒は、高温冷媒槽10に貯えられる。高温冷媒槽10
からの冷媒は、ポンプ11により冷却装置８に送られ、低
温冷媒となって低温冷媒槽９に貯えられる。制御弁12
は、熱交換器５への冷媒温度13が常に所定の温度となる
ように低温冷媒槽９と高温冷媒槽10からのそれぞれの冷
媒の混合比を調整する。ポンプ14は熱交換器５へ常に一
定量の冷媒を送り込む。
貯えられる。一方、熱交換器５で処理液の熱を吸収した
高温冷媒は、高温冷媒槽10に貯えられる。高温冷媒槽10
からの冷媒は、ポンプ11により冷却装置８に送られ、低
温冷媒となって低温冷媒槽９に貯えられる。制御弁12
は、熱交換器５への冷媒温度13が常に所定の温度となる
ように低温冷媒槽９と高温冷媒槽10からのそれぞれの冷
媒の混合比を調整する。ポンプ14は熱交換器５へ常に一
定量の冷媒を送り込む。
以上より熱交換器５へ一定量且つ一定温度の処理液が
送り込まれてくるとき、ポンプ14より一定量且つ一定温
度の冷媒が熱交換器５に送り込まれることにより、熱交
換器５より一定温度の処理液が得られることになる。こ
の一定温度の処理液が得られることは、ガス吸収器６で
処理液の炭酸ガス温度が一定になるために是非必要な条
件となる。充填機での充填速度（単位時間当りの充填本
数）が低下した場合は、ガス吸収器での液面レベルが上
昇し、液面レベル計15がレベル上昇を検知して、ポンプ
４が停止して処理液の熱交換を中断する。したがって、
充填機での充填速度が低下したときは、熱交換器５での
熱交換が間欠的に行なわれることになる。
送り込まれてくるとき、ポンプ14より一定量且つ一定温
度の冷媒が熱交換器５に送り込まれることにより、熱交
換器５より一定温度の処理液が得られることになる。こ
の一定温度の処理液が得られることは、ガス吸収器６で
処理液の炭酸ガス温度が一定になるために是非必要な条
件となる。充填機での充填速度（単位時間当りの充填本
数）が低下した場合は、ガス吸収器での液面レベルが上
昇し、液面レベル計15がレベル上昇を検知して、ポンプ
４が停止して処理液の熱交換を中断する。したがって、
充填機での充填速度が低下したときは、熱交換器５での
熱交換が間欠的に行なわれることになる。
熱交換器５での熱交換が間欠的に行なわれても、熱交
換開始時に短時間に所定の冷媒温度の冷媒が熱交換器５
に与えられるように、予じめ高温冷媒槽10と低温冷媒槽
９に、それぞれ高温、低温の冷媒を貯えている。
換開始時に短時間に所定の冷媒温度の冷媒が熱交換器５
に与えられるように、予じめ高温冷媒槽10と低温冷媒槽
９に、それぞれ高温、低温の冷媒を貯えている。
切換弁16は、ポンプ４が停止して熱交換器５への処理
後の供給が停止されたときに、冷媒が熱交換器５を通ら
ないようにバイパスさせるものである。
後の供給が停止されたときに、冷媒が熱交換器５を通ら
ないようにバイパスさせるものである。
従来装置では、低温冷媒槽９と高温冷媒槽10を設置し
て、それぞれ高温及び低温の冷媒の混合比を変えること
により所定の温度の冷媒が熱交換器５に短時間で供給で
きるようにしている。これによりポンプ４より処理液の
供給が開始され、熱交換が開始されても、所定の温度の
処理液が短時間に得られることになる。しかし、低温冷
媒槽９と高温冷媒槽10の設置は、次のような問題点をも
つ。
て、それぞれ高温及び低温の冷媒の混合比を変えること
により所定の温度の冷媒が熱交換器５に短時間で供給で
きるようにしている。これによりポンプ４より処理液の
供給が開始され、熱交換が開始されても、所定の温度の
処理液が短時間に得られることになる。しかし、低温冷
媒槽９と高温冷媒槽10の設置は、次のような問題点をも
つ。
（１） ２つの冷媒槽を持つため液処理機器の設置面積
が大きくなる。
が大きくなる。
（２） 冷媒槽のコストがかかる。
（３） 冷媒槽分だけ冷媒量が多く必要になり、運転開
始時にその分だけ冷却エネルギを多く必要とする。
始時にその分だけ冷却エネルギを多く必要とする。
本発明は、低温冷媒槽９および高温冷媒槽10を設置し
なくても、熱交換器出口での処理液温度を所定の温度に
制御できる制御装置を提供することを目的とするもので
ある。
なくても、熱交換器出口での処理液温度を所定の温度に
制御できる制御装置を提供することを目的とするもので
ある。
冷却装置８の冷媒を熱交換器５に供給するポンプ14と
熱交換器５の冷媒入口との間に、従来（第６図）の切換
弁16に替わり、第１図に示す如く、制御弁（三方弁）24
を設置する。
熱交換器５の冷媒入口との間に、従来（第６図）の切換
弁16に替わり、第１図に示す如く、制御弁（三方弁）24
を設置する。
第１図において、液温度検出器20、冷媒温度検出器21
の信号を入力して制御弁24の開度を制御する制御装置23
を設ける。
の信号を入力して制御弁24の開度を制御する制御装置23
を設ける。
冷媒ポンプ22（第６図の冷媒ポンプ14に相当）は、制
御弁24を経て熱交換器５に冷媒を送る。
御弁24を経て熱交換器５に冷媒を送る。
制御弁24は、液温度検出器20、冷媒温度検出器21の信
号に基づき、制御弁24の開度を調整して、ポンプ22から
の冷媒量のうち、一部を熱交換器をバイパスさせ、熱交
換器５を通る冷媒流量を調整することにより、熱交換器
５出口の処理液温度を一定に保つ。
号に基づき、制御弁24の開度を調整して、ポンプ22から
の冷媒量のうち、一部を熱交換器をバイパスさせ、熱交
換器５を通る冷媒流量を調整することにより、熱交換器
５出口の処理液温度を一定に保つ。
第１図は、低温冷媒槽９および高温冷媒槽10を設置し
ないで、熱交換器５の出口での処理液を所定の温度に制
御するための制御系の構成を示す。
ないで、熱交換器５の出口での処理液を所定の温度に制
御するための制御系の構成を示す。
液温度検出器20は、熱交換器５の出口での処理液温度
を計測し、冷媒温度検出器21は、熱交換器５の出口での
冷媒温度を計測する。冷媒ポンプ22は、従来装置と同様
に、一定量の冷媒を送り続ける。制御装置23は、温度検
出器20,21の信号を入力して、制御弁24（三方弁）の開
度を調整してポンプ22からの冷媒量のうち、一部を熱交
換器５をバイパスさせ、熱交換器５を通る冷媒流量を調
整することにより、熱交換器出口の処理液温度を所定値
に制御するものである。
を計測し、冷媒温度検出器21は、熱交換器５の出口での
冷媒温度を計測する。冷媒ポンプ22は、従来装置と同様
に、一定量の冷媒を送り続ける。制御装置23は、温度検
出器20,21の信号を入力して、制御弁24（三方弁）の開
度を調整してポンプ22からの冷媒量のうち、一部を熱交
換器５をバイパスさせ、熱交換器５を通る冷媒流量を調
整することにより、熱交換器出口の処理液温度を所定値
に制御するものである。
制御装置23には、高低温冷媒槽9,10がなくても、熱交
換器５で熱交換が行なわれていない状態から、ポンプ４
が起動され、処理液の供給が開始され、熱交換が開始さ
れても、所定の温度の処理液が短時間に得られることが
要求される。
換器５で熱交換が行なわれていない状態から、ポンプ４
が起動され、処理液の供給が開始され、熱交換が開始さ
れても、所定の温度の処理液が短時間に得られることが
要求される。
ところで、熱交換器５で処理液が流れ始めてから短時
間で処理液温度を所定値に制御するためには、出来るだ
け早く処理液温度の変化をなんらかの形で検知し、その
変化を制御弁24の開度にフイードバツクする必要があ
る。
間で処理液温度を所定値に制御するためには、出来るだ
け早く処理液温度の変化をなんらかの形で検知し、その
変化を制御弁24の開度にフイードバツクする必要があ
る。
最初の処理液温度の変化は、当然、熱交換器５の入口
部で起き、処理液温度の変化量は、熱交換器出口に向か
うにつれて大きくなる。さらに処理液温度の変化が始ま
る前に、熱交換器５の鋼材温度の変化が始まることは明
らかである。したがって、処理液温度の変化に先立つ熱
交換器鋼材温度の変化をなんらかの方法で検知し、その
変化を制御弁24の開度にフイードバツクすることによ
り、処理液温度制御をより迅速に行うことができる。
部で起き、処理液温度の変化量は、熱交換器出口に向か
うにつれて大きくなる。さらに処理液温度の変化が始ま
る前に、熱交換器５の鋼材温度の変化が始まることは明
らかである。したがって、処理液温度の変化に先立つ熱
交換器鋼材温度の変化をなんらかの方法で検知し、その
変化を制御弁24の開度にフイードバツクすることによ
り、処理液温度制御をより迅速に行うことができる。
そのために、熱交換器５を第３図に示すような４つに
分割された熱交換器５−1,5−2,5−3,5−４から成立つ
と考える。
分割された熱交換器５−1,5−2,5−3,5−４から成立つ
と考える。
熱交換器５−1,5−2,5−3,5−４の各処理液出口温度
をT1,T2,T3,T4とし、熱交換器５への入口処理液温度をT
0とする。
をT1,T2,T3,T4とし、熱交換器５への入口処理液温度をT
0とする。
一方、熱交換器５−4,5−3,5−2,5−１の各冷媒出口
温度をTb1,Tb2,Tb3,Tb4とし、熱交換器５への入口冷媒
温度をTb0とする。
温度をTb1,Tb2,Tb3,Tb4とし、熱交換器５への入口冷媒
温度をTb0とする。
熱交換器５−1,5−2,5−3,5−４の各鋼材温度は、近
似的に集中化して考え、一様温度とし、各々Tm1,Tm2,T
m3,Tm4とする。
似的に集中化して考え、一様温度とし、各々Tm1,Tm2,T
m3,Tm4とする。
以上述べたことから、制御装置23は、処理液出口温度
T4だけでなく、処理液温度T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,
Tm2,Tm3,Tm4をフイードバツク信号として使って制御弁2
4の開度を決めることにより、迅速な処理液温度制御を
行うことができる。
T4だけでなく、処理液温度T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,
Tm2,Tm3,Tm4をフイードバツク信号として使って制御弁2
4の開度を決めることにより、迅速な処理液温度制御を
行うことができる。
ところが、プレート式熱交換器のように、多数のプレ
ートが短いピツチで取付けられている場合には、熱交換
器の途中の処理液温度T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,Tm2,
Tm3,Tm4を計測することは難しい。
ートが短いピツチで取付けられている場合には、熱交換
器の途中の処理液温度T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,Tm2,
Tm3,Tm4を計測することは難しい。
実際上、計測できる量は、次の５つである。
処理液出口温度 T4 処理液入口温度 T0 冷媒入口温度 Tb0 冷媒出口温度 Tb4 処理液流量 QW したがって、上記５つの量から時々刻々、処理液温度
T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,Tm2,Tm3,Tm4を推定する必
要がある。この推定を数理的に行うのが、観測器であ
る。
T1,T2,T3および鋼材温度Tm1,Tm2,Tm3,Tm4を推定する必
要がある。この推定を数理的に行うのが、観測器であ
る。
観測器を設計するため４つに分割した熱交換器の動特
性数式モデルを次の（１）〜（11）式で表わす。
性数式モデルを次の（１）〜（11）式で表わす。
Ｇ＝γQw （９） h1＝h2＝h3＝h4＝KwQw 0.8 （10） hb1＝hb2＝hb3＝hb4＝KbQb 0.8 （11） ここで C:処理液比熱 γ：処理液比重量 G:処理液重量流量 V1〜V4:各分割熱交換器での処理液容積 h1〜h4:各分割熱交換器での処理液側熱伝達率 A1〜A4:各分割熱交換器での処理液側伝熱面積 hb1〜hb4:各分割熱交換器での冷媒側熱伝達率 Ab1〜Ab4:各分割熱交換器での冷媒側伝熱面積 Gm1〜Gm4:各分割熱交換器での鋼材重量 Cm:鋼材比熱 T1〜T4:各分割熱交換器出口での処理液温度 Tm1〜Tm4:各分割熱交換器での鋼材温度 Qw:処理液流量 Kw:処理液側熱伝達率hwをhw＝KwQw 0.8と表わしたとき
の定数 Qb:冷媒流量 Kb:冷媒側熱伝達率hbをhb＝KbQb 0.8と表わしたときの
定数 （10）式で処理液側熱伝達率hwは、各分割熱交換器で
等しいと仮定した。これは各分割熱交換器で処理液流速
は等しいことと、処理液温度の相異による処理液物性値
の相異は小さく、これによる熱伝達率の変化は小さいと
考えた。
の定数 Qb:冷媒流量 Kb:冷媒側熱伝達率hbをhb＝KbQb 0.8と表わしたときの
定数 （10）式で処理液側熱伝達率hwは、各分割熱交換器で
等しいと仮定した。これは各分割熱交換器で処理液流速
は等しいことと、処理液温度の相異による処理液物性値
の相異は小さく、これによる熱伝達率の変化は小さいと
考えた。
（11）式で冷媒側熱伝達率hbは、各分割熱交換器で等
しいと仮定したが、これは、（10）式と同じ仮定によ
る。
しいと仮定したが、これは、（10）式と同じ仮定によ
る。
次に冷媒側の熱平衡式を述べる。ここで、冷媒の流量
が処理液より多く、熱交換器内での滞留時間が短いこと
から、熱交換器内での熱容量を無視した、各分割熱交換
器毎に（12）〜（15）式が成立つ。
が処理液より多く、熱交換器内での滞留時間が短いこと
から、熱交換器内での熱容量を無視した、各分割熱交換
器毎に（12）〜（15）式が成立つ。
γbQbCb（Tb4−Tb3）＝KbQb 0.8Ab1（Tm1−Tb3） （12） γbQbCb（Tb3−Tb2）＝KbQb 0.8Ab2（Tm2−Tb2） （13） γbQbCb（Tb2−Tb1）＝KbQb 0.8Ab3（Tm3−Tb1） （14） γbQbCb（Tb1−Tb0）＝KbQb 0.8Ab4（Tm4−Tb0） （15） 次に（１）〜（８）式を線形化する。
（16）〜（23）式で、線形化するときの基準量には右
肩に丸印をつけ、線形化のための変動量は△で表わす。
肩に丸印をつけ、線形化のための変動量は△で表わす。
次に（12）〜（15）式を線形化する。
（24）〜（27）式を次のように表わす。
ΔTb1＝a11ΔTm4＋b11ΔQb＋e11ΔTb0 （28） ΔTb2＝a21ΔTm3＋a22ΔTm4＋b21ΔQb＋e21ΔTb0 （29） ΔTb3＝a31ΔTm2＋a32ΔTm3＋a33ΔTm4 ＋b31ΔQb＋e31ΔTb0 （30） ΔTb4＝a41ΔTm1＋a42ΔTm2＋a43ΔTm3 ＋a44ΔTm4＋b41ΔQb＋C41ΔTb0 （31） （20）式に（30）式のΔTb3を代入すると、 同様に（21）（29）式より 次に明細書に示す熱電対の動特性数式モデル（９）
（10）式を線形化する。
（10）式を線形化する。
（36）式のΔTb4に（31）式のΔTb4を代入すると、 以上より、最終的な線形化数式モデルは、（16）〜
（19）式、（23）式、（32）〜（34）式、（35）式、
（37）式で与えられる。
（19）式、（23）式、（32）〜（34）式、（35）式、
（37）式で与えられる。
状態ベクトルＸとして、次の状態変数からなるものを
考える。
考える。
Ｘ＝［ΔT1,ΔT2,ΔT3,ΔT4,ΔTm1,ΔTm2,ΔTm3,ΔT
m4,ΔT4s,ΔTb4s］Ｔ （38） Ｔは転置を示す。
m4,ΔT4s,ΔTb4s］Ｔ （38） Ｔは転置を示す。
操作ベクトルｕとして、１つの状態変数ΔQbからなる
ものを考える。
ものを考える。
ｕ＝ΔQb （39） 外乱ベクトルωとして、次の状態変数からなるものを
考える。
考える。
ω＝［ΔQw,ΔT0,ΔTb0］Ｔ （40） 上述の線形化数式モデル（16）〜（19）式、（23）
式、（32）〜（34）式、（35）式および（37）式を（3
8）式の状態ベクトルＸ、（39）式の操作ベクトルｕ、
（40）式の外乱ベクトルωを使って表現すると、次のよ
うな状態方程式表現ができる。
式、（32）〜（34）式、（35）式および（37）式を（3
8）式の状態ベクトルＸ、（39）式の操作ベクトルｕ、
（40）式の外乱ベクトルωを使って表現すると、次のよ
うな状態方程式表現ができる。
（ｔ）＝Ax（ｔ）＋Bu（ｔ）＋Ew（ｔ） （41） 行列A,B,Eは、線形化するときの基準量で決まる定数
である。その定数の中には（Qw 0）−0.2，（Qb 0）−0.2
のような量があるので、線形化基準状態としては、処理
液、冷媒とも流れている定常状態を選択する必要があ
る。
である。その定数の中には（Qw 0）−0.2，（Qb 0）−0.2
のような量があるので、線形化基準状態としては、処理
液、冷媒とも流れている定常状態を選択する必要があ
る。
観測器が推定した状態ベクトルを で表わすと は次式で与えられる。
すなわち、観測器は、計測して得られる観測ベクトル
ｙ＝［ΔT4s,ΔTb4s］と、制御器が指令する冷媒量ΔQb
からなる操作ベクトルｕを入力して、（42）式を時間積
分演算することにより、状態ベクトルの推定値（ｔ）
を得ることができる。
ｙ＝［ΔT4s,ΔTb4s］と、制御器が指令する冷媒量ΔQb
からなる操作ベクトルｕを入力して、（42）式を時間積
分演算することにより、状態ベクトルの推定値（ｔ）
を得ることができる。
したがって、処理液出口温度の制御系は、第２図のブ
ロツクの線図で表わすことができる。
ロツクの線図で表わすことができる。
熱交換器５からの処理液出口温度の計測値と冷媒出口
温度の計測値と前記制御弁24の開度で決まる冷媒流量の
信号を入力して、熱交換器内部での処理液温度と鋼材温
度を推定するのが観測器30である。
温度の計測値と前記制御弁24の開度で決まる冷媒流量の
信号を入力して、熱交換器内部での処理液温度と鋼材温
度を推定するのが観測器30である。
減算器31は、処理液出口温度の設定値と前記処理液出
口温度の計測値とを入力して、その差を出力する。
口温度の計測値とを入力して、その差を出力する。
積分器32は、前記減算器31の出力を入力して、その時
間積分値を出力する。第１の乗算器33は、前記積分器32
の出力に前記積分ゲインｆを乗ずる。第２の乗算器34
は、前記観測器30の出力である状態ベクトル推定値
（ｔ）に前記状態フイードバツクゲインＦを乗ずる。
間積分値を出力する。第１の乗算器33は、前記積分器32
の出力に前記積分ゲインｆを乗ずる。第２の乗算器34
は、前記観測器30の出力である状態ベクトル推定値
（ｔ）に前記状態フイードバツクゲインＦを乗ずる。
加算器35は、前記第１の乗算器33の出力と前記第２の
乗算器34の出力とを加算し、この出力に応じて前記制御
弁24の開度が決められる。
乗算器34の出力とを加算し、この出力に応じて前記制御
弁24の開度が決められる。
第２図の一転鎖線の部分が第１図の制御器23に相当す
る。
る。
このように、熱交換器５内部の処理液温度や鋼材温度
を観測器30で推定し、冷媒流量を調整するためのフイー
ドバツク信号として使うとともに、処理液出口温度T4s
の制御偏差を入力する積分器32を導入することにより、
応答性の優れた、しかも温度目標値に対して定常偏差の
ない制御系を実現できる。
を観測器30で推定し、冷媒流量を調整するためのフイー
ドバツク信号として使うとともに、処理液出口温度T4s
の制御偏差を入力する積分器32を導入することにより、
応答性の優れた、しかも温度目標値に対して定常偏差の
ない制御系を実現できる。
次に、下記の定格能力をもつ熱交換器の制御系につい
て説明する。
て説明する。
処理液流量 300/min 処理液入口温度 30℃ 処理液出口温度 1℃ 冷媒流量 560/min 冷媒入口温度 −１℃ 冷媒出口温度 15℃ フイードバツクゲインは次の値を用いた。
ｆ＝2.5 Ｆ＝［−0.35−0.63−1.5−3.8−0.15−0.28−0.58−
1.5−11.8−0.15］ 上記ゲインは、冷媒流量指令を単位/secで表わした
ときのものである。
1.5−11.8−0.15］ 上記ゲインは、冷媒流量指令を単位/secで表わした
ときのものである。
観測器30のゲインＫは、次の値を用いた。
第４図は処理液が低負荷流量15/minから定格負荷流
量300/minまで突変したときの処理液出口温度の制御
性能を示す。
量300/minまで突変したときの処理液出口温度の制御
性能を示す。
第４図（ａ）は、処理液出口温度の計測値T4s と実際の処理液出口温度T4（−で示す）を示す。
処理液出口温度の変化量は、最大1.1℃で約30秒で目
標温度１℃に設定している。
標温度１℃に設定している。
第４図（ｂ）は、処理液および冷媒の出入口温度を示
す。
す。
処理液の入口温度 は30℃、冷媒の入口温度 は−１℃としている。処理液出口温度 および冷媒出口温度（−で示す）を示す。
第４図（Ｃ）は、処理液および冷媒の流量変化を示
す。処理液流量 の突変的な増加に対して、冷媒流量（−で示す）も急速
に増加して、処理液出口温度の上昇を抑えていることが
判る。
す。処理液流量 の突変的な増加に対して、冷媒流量（−で示す）も急速
に増加して、処理液出口温度の上昇を抑えていることが
判る。
第５図は、第２図で点線で示すように処理液流量Q
w［/sec］のフイードフオワード信号を付加したとき
の制御性能を示す。フイードフオワードゲインFFは1.5
とした。
w［/sec］のフイードフオワード信号を付加したとき
の制御性能を示す。フイードフオワードゲインFFは1.5
とした。
第５図（ａ）より判るように、処理液出口温度の変化
量は１℃以下でフイードフオワード信号を使わない第４
図の場合より処理液出口温度の変化量は小さくなってい
ることが判る。
量は１℃以下でフイードフオワード信号を使わない第４
図の場合より処理液出口温度の変化量は小さくなってい
ることが判る。
この制御系を用いることにより、従来の低温冷媒槽９
及び高温冷媒槽10を用いなくても、安定な処理液温度制
御を行うことができる。
及び高温冷媒槽10を用いなくても、安定な処理液温度制
御を行うことができる。
本発明は熱交換器出口での処理液温度を検出する液温
度検出器と、熱交換器出口での冷媒温度を検出する冷媒
温度検出器と、液温度検出器と冷媒温度検出器の両信号
を入力して熱交換器に送り余分の冷媒をバイパスさせる
制御弁の開度を算出する制御器と、前記液温度検出器と
冷媒温度検出器の両信号と前記制御弁の開度で決まる冷
媒流量の信号を受けて、前記熱交換器内部の処理液温度
と鋼材温度とを推定する観測器と、処理液出口温度の設
定値と前記液温度検出器の信号を入力してその差を出力
する減算器と、前記減算器の出力を入力して時間積分を
行う積分器と、前記積分器の出力に積分ゲインを乗ずる
第１の乗算器と、前記観測器の出力に状態フィードバッ
クゲインを乗ずる第２の乗算器と、前記第１の乗算器の
出力と第２の乗算器の出力を加算する加算器とからな
り、前記制御器により前記加算器の出力に応じて前記制
御弁の弁開度を決めるように構成したことにより次の効
果を有する。
度検出器と、熱交換器出口での冷媒温度を検出する冷媒
温度検出器と、液温度検出器と冷媒温度検出器の両信号
を入力して熱交換器に送り余分の冷媒をバイパスさせる
制御弁の開度を算出する制御器と、前記液温度検出器と
冷媒温度検出器の両信号と前記制御弁の開度で決まる冷
媒流量の信号を受けて、前記熱交換器内部の処理液温度
と鋼材温度とを推定する観測器と、処理液出口温度の設
定値と前記液温度検出器の信号を入力してその差を出力
する減算器と、前記減算器の出力を入力して時間積分を
行う積分器と、前記積分器の出力に積分ゲインを乗ずる
第１の乗算器と、前記観測器の出力に状態フィードバッ
クゲインを乗ずる第２の乗算器と、前記第１の乗算器の
出力と第２の乗算器の出力を加算する加算器とからな
り、前記制御器により前記加算器の出力に応じて前記制
御弁の弁開度を決めるように構成したことにより次の効
果を有する。
熱交換器内部での処理液温度および鋼材温度を処理液
出口温度および冷媒出口温度を使って推定し、フイード
バツク信号として使うことにより、応答性の速い処理液
温度制御が可能となる。
出口温度および冷媒出口温度を使って推定し、フイード
バツク信号として使うことにより、応答性の速い処理液
温度制御が可能となる。
従来の液処理機器で必要とした低温冷媒槽および高温
冷媒槽を設けることなく、処理液の大幅な突変負荷に対
しても、熱交換器出口での処理液温度の変動を１℃程度
に抑えることができる。
冷媒槽を設けることなく、処理液の大幅な突変負荷に対
しても、熱交換器出口での処理液温度の変動を１℃程度
に抑えることができる。
第１図は本発明の実施例に係るシステム構成図、第２図
は本発明による制御器の詳細構成図、第３図は熱交換器
を分割したモデル図、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
本発明の実施例における効果を示す線図、第５図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の他の実施例における
効果を示す線図、第６図は従来の液処理機器のシステム
構成図である。 １……脱気器、３……混合器、 ５……熱交換器、６……ガス吸収器、 ８……冷却装置、20……液温度検出器、 21……冷媒温度検出器、22……冷媒ポンプ、 23……制御装置、24……制御弁
は本発明による制御器の詳細構成図、第３図は熱交換器
を分割したモデル図、第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は
本発明の実施例における効果を示す線図、第５図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の他の実施例における
効果を示す線図、第６図は従来の液処理機器のシステム
構成図である。 １……脱気器、３……混合器、 ５……熱交換器、６……ガス吸収器、 ８……冷却装置、20……液温度検出器、 21……冷媒温度検出器、22……冷媒ポンプ、 23……制御装置、24……制御弁
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 浩文 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番 地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作 所内 (56)参考文献 特開 昭60−138382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−62543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B67C 3/00 F25D 17/02 F24F 11/02
Claims (1)
- 【請求項１】熱交換器出口での処理液温度を検出する液
温度検出器と、熱交換器出口での冷媒温度を検出する冷
媒温度検出器と、液温度検出器と冷媒温度検出器の両信
号を入力して熱交換器に送り余分の冷媒をバイパスさせ
る制御弁の開度を算出する制御器と、前記液温度検出器
と冷媒温度検出器の両信号と前記制御弁の開度で決まる
冷媒流量の信号を受けて、前記熱交換器内部の処理液温
度と鋼材温度とを推定する観測器と、処理液出口温度の
設定値と前記液温度検出器の信号を入力してその差を出
力する減算器と、前記減算器の出力を入力して時間積分
を行う積分器と、前記積分器の出力に積分ゲインを乗ず
る第１の乗算器と、前記観測器の出力に状態フィードバ
ックゲインを乗ずる第２の乗算器と、前記第１の乗算器
の出力と第２の乗算器の出力を加算する加算器とからな
り、前記制御器により前記加算器の出力に応じて前記制
御弁の弁開度を決めるように構成したことを特徴とする
処理液温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251775A JP2808484B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 処理液温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2251775A JP2808484B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 処理液温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142287A JPH04142287A (ja) | 1992-05-15 |
| JP2808484B2 true JP2808484B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17227739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2251775A Expired - Fee Related JP2808484B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 処理液温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808484B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138382A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | 高砂熱学工業株式会社 | 液体温度精密制御装置 |
| JPS6062543A (ja) * | 1984-08-02 | 1985-04-10 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置 |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP2251775A patent/JP2808484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04142287A (ja) | 1992-05-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |