JP3540738B2 - 流量分配装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量分配装置に係り、更に詳しくは、複数に分岐した分岐管に導かれた流体の流量を、目標とする流量に分配するための流量分配装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、図５に示すように、上下水道の薬品注入設備２０など、複数の水処理系統２１（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）からなり、各系統に対してそれぞれの処理量に応じた分配比で水や薬品などの流体を注入するような設備に対しては、流量分配装置が用いられている。
【０００３】
この種の流量分配装置では、水や薬品などの流体を供給する主管２３から複数に分岐した分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）毎に、各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）へ所定の流量に調節して分配するための弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）がそれぞれ備えられている。そして、これらの各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）へ流量分配を行う場合には、これら各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）個別の弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて、各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の流量分配装置では、以下のような問題がある。
【０００５】
たとえば、弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を個別に行う場合、分岐管２４（＃Ａ）の流量ＱＡを少なくするように弁２５（＃Ａ）を制御し、この弁２５（＃Ａ）を絞ると、流量ＱＡが減少する。しかしながらこの場合、同時に、流量ＱＢ、流量ＱＣは増加する。逆に、弁２５（＃Ａ）をより開くと、流量ＱＡが増加すると同時に、流量ＱＢ、流量ＱＣは減少する。このように、各弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）の制御を個別に行うと、ある弁２５の動作が他の弁２５の外乱となってしまう。
【０００６】
上述したように、弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を個別に行う場合には、１つの弁２５の動作が他の分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）の分岐流量に影響を及ぼすため、所望の流量配分を安定して達成することが困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数に分岐した分岐管の流量分配を行うにあたり、目標流量と測定流量とを用いて制御演算を行い、この演算結果に基づいて操作を行う弁を選択し、選択した弁のみの制御により流量分配を行うようにし、もって、ある分岐管への流量分配時に他の分岐管の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量配分を安定して達成することが可能な流量分配装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明では、主管内を流通する流体を、主管から分岐した複数の分岐管に、おのおの所定の流量で分配する流量分配装置であって、主管内を流通する流体の流量である主流量を測定する主流量測定手段と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐管内を流通する流体の流量である分岐流量の、主流量測定手段によって測定された主流量に対する比である流量比を調節する複数の分岐流量調節弁と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐流量調節弁の開度を測定する複数の分岐弁開度測定手段と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐流量を測定する複数の分岐流量測定手段と、複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量の総和に対する、各分岐管の目標流量の比率である流量目標比率を、各分岐管毎に演算する流量目標比率演算手段と、各分岐流量測定手段によって測定された各分岐流量の総和流量に対する、各分岐流量の比率である分岐流量比率を、各分岐管毎に演算する分岐流量比率演算手段と、流量目標比率演算手段によって演算された各分岐管毎の流量目標比率、および分岐流量比率演算手段によって演算された各分岐管毎の分岐流量比率に基づいて、各分岐管毎に備えられた各分岐流量調節弁の操作量を演算する弁操作量演算手段と、弁操作量演算手段によって演算された各分岐流量調節弁の操作量、および分岐弁開度測定手段によって測定された各分岐流量調節弁の開度に基づいて、各分岐流量調節弁から、操作量および開度で操作する分岐流量調節弁を選択する操作弁選択手段と、各分岐管毎に備えられ、各分岐管内を流通することによって導かれた流体を処理する複数の流体処理部と、各流体処理部に備えられ、各流体処理部における流体の流量を測定する処理部流量測定手段とを備えている。そして、複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量を、各分岐管毎に備えられた各処理部流量測定手段によって測定された流量としている。
【００１０】
従って、請求項１の発明の流量分配装置においては、以上のような手段を講じることにより、選択した分岐流量調整弁のみの制御により各分岐管に対する流量分配を行うことができる。更に、各分岐管によって導かれた例えば水処理施設などの各液体処理部において測定された流量から、分岐流量調節弁を選択することができる。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１の発明の流量分配装置において、操作弁選択手段は、弁操作量演算手段によって演算された各分岐流量調節弁の操作量が、各分岐流量調節弁をより開く方向である正の値である場合には、操作量が最大値である分岐流量調節弁を選択し、負の値である場合には、操作量が最小値である分岐流量調節弁を選択する。
【００１２】
従って、請求項２の発明の流量分配装置においては、以上のようにして分岐流量調節弁を選択することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図２を用いて説明する。
【００１７】
図１は、第１の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図である。
【００１８】
すなわち、本実施の形態に係る流量分配装置は、主管１内を流通する水や薬品などの流体を、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に、所定の流量で分配する装置であって、主管１にはポンプＰ１、弁Ｖ１、流量計Ｆ１、および弁Ｖ１の開度を測定する弁開度計Ｂ１を備えている。また、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）には、それぞれ弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、および弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度を測定する弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を備えている。更に、流量計Ｆ１、Ｆ２や弁開度計Ｂ１、Ｂ２によって測定された測定値に基づいて流量分配のための必要な演算および制御を行う全体流量制御演算部４、流量目標比率演算部５、流量計測値比率演算部６、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、弁選択部８、弁選択回路部９を備えている。
【００１９】
ポンプＰ１は、主管１内を流通する水などの流体を加圧し、図中矢印に示す方向に流体を流通させる。弁Ｖ１は、主管１内を流通する流体の流量（以下、「主流量」と称する）を調節する。流量計Ｆ１は、主流量を測定し、その測定結果を全体流量制御演算部４に出力する。弁開度計Ｂ１は、弁Ｖ１の開度を測定し、その測定結果を全体流量制御演算部４に出力する。
【００２０】
弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のおのおのに備えられ、各分岐管２内を流通する流体の流量（以下、「分岐流量」と称する）を調節する。流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、それぞれの分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の分岐流量を測定し、測定結果を流量計測値比率演算部６に出力する。弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度をそれぞれ測定し、その測定結果をそれぞれ対応する弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。
【００２１】
全体流量制御演算部４は、弁開度計Ｂ１から出力された弁Ｖ１の開度、流量計Ｆ１から出力された流量、および操作入力による入力される全体目標流量に基づいて、主管１内を流通する流体の流量を制御するための演算を行い、この演算結果に基づいて、弁Ｖ１の開度を操作する。
【００２２】
流量目標比率演算部５は、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のおのおのについて予め定めた目標流量Ｑ１、Ｑ２、・・、Ｑｎの総和に対する各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の目標流量の比率である流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを、各分岐管毎２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、たとえば分岐管２（＃１）に対する流量目標比率ＳＶ１は、以下に示す（１）式に従って演算する。
【００２３】
【数１】
【００２４】
流量計測値比率演算部６は、各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定された各分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎに基づいて、これら分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎの総和流量に対する各分岐流量の比率である分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎを各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、たとえば分岐管２（＃１）に対する分岐流量比率ＰＶ１は、以下に示す（２）式に従って演算する。
【００２５】
【数２】
【００２６】
弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、流量目標比率演算部５によって演算された各分岐管２毎の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎ、および流量計測値比率演算部６によって演算された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎の分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎに基づいて、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎをＰＩＤ演算などによって演算し、その結果を弁選択部８に出力する。なお、この操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎは、所定の制御範囲内に制限されるものである。
【００２７】
弁選択部８は、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度に基づいて、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の中から、この操作量および開度で操作する弁Ｖ２を選択し、その結果に基づいて弁選択回路部９を作動させる。弁Ｖ２の選択は、例えば、以下のような基準に基づいて行う。各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量が、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をより開く方向である正の値である場合には、操作量が最大値である弁Ｖ２を選択する。一方、各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量が、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をより閉じる方向である負の値である場合には、操作量が最小値である弁Ｖ２を選択する。
【００２８】
弁選択回路部９は、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度を、弁選択部８によって演算された操作量に応じて操作する。
【００２９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る流量分配装置の動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、主管１内を流通する水や薬品などの流体は、ポンプＰ１によって加圧され、図中矢印に示す方向に流れる。このように主管１内を流れる流体は、弁Ｖ１によってその流量が調節される。この弁Ｖ１の開度および流体の流量は、弁開度計Ｂ１および流量計Ｆ１によってそれぞれ測定され、ともに全体流量制御演算部４に出力される（Ｓ１）。
【００３１】
全体流量制御演算部４では、弁開度計Ｂ１から出力された弁開度、流量計Ｆ１から出力された流量に基づいてＰＩＤ演算などの制御演算が行われ、その演算結果に基づいて弁Ｖ１が操作され、主管１内の流量（主流量）が一定に制御される。なお、ステップＳ１における主流量および弁開度の測定は、一定の周期で行われており、それに伴う制御演算、およびこの演算結果に基づく弁Ｖ１の操作もまた一定の周期で行われる（Ｓ２）。
【００３２】
このようにして主管１内でその流量が一定に制御された流体は、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配される。そして各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配された流体は、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）において、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってその流量が調節される。各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度および各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を流れる流体の流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは、各弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）および各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、開度はそれぞれの弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へ、流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは流量計測値比率演算部６へそれぞれ出力される（Ｓ３）。
【００３３】
そして、流量目標比率演算部５では、操作入力された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における目標流量Ｑ１、Ｑ２、・・、Ｑｎに基づいて、上述した（１）式に基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ４）。
【００３４】
また、流量計測値比率演算部６では、各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定された各分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎに基づいて、上述した（２）式に基づいて、分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ５）。
【００３５】
弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）では、流量目標比率演算部５によって演算された各分岐管２毎の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎ、および流量計測値比率演算部６によって演算された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎の分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎに基づいて、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎが、ＰＩＤ演算などによって演算され、その結果が弁選択部８に出力される（Ｓ６）。
【００３６】
弁選択部８では、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎ、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度に基づいて、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の中から、この操作量および開度で操作する弁Ｖ２が選択される（Ｓ７）。
【００３７】
そして、弁選択回路部９によって、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度が、弁選択部８によって演算された操作量に応じて操作され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に対して所望の流量が安定して分配される（Ｓ８）。
【００３８】
このように、選択された弁Ｖ２のみが操作されるので、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量が安定して分配される。
【００３９】
上述したように、本実施の形態に係る流量分配装置においては、上記のような作用により、複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えらた弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のうち、１回の操作で出力を行うのはいずれか１つの弁Ｖ２のみとすることができる。
【００４０】
したがって、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量を安定して分配することが可能となる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図３から図４を用いて説明する。
【００４２】
図３は、第２の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態に係る流量配分装置は、図１に示す各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の下流側にそれぞれ、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって導かれた水や薬などの液体を処理する処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をそれぞれ備えている。この処理系統１１は、例えば、上下水道の薬品注入設備に相当する。
【００４４】
さらに、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）には、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを測定して、その結果を流量目標比率演算部５に出力する流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をそれぞれ備えている。
【００４５】
そして、流量目標比率演算部５は、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを、それぞれ総和流量（Ｗ１＋Ｗ２＋・・＋Ｗｎ）で除することによって、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、流量目標比率演算部５は、たとえば処理系統１１（＃１）に対する流量目標比率ＳＶ１を演算する場合、以下に示す（３）式に従って、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを用いて流量目標比率ＳＶ１をオンラインで自動的に演算する。
【００４６】
【数３】
【００４７】
その他の構成については、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、重複説明を避ける。
【００４８】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る流量分配装置の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
図４に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートのステップＳ３、Ｓ４に替えて、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を加えたものであって、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８は、図２に示すフローチャートで説明した通りである。したがって、ここでは、異なるステップを中心に、本実施の形態に係る流量分配装置の動作について説明する。
【００５０】
ステップＳ１で測定された結果に基づきなされたステップＳ２における制御演算によって、主管１内でその流量が一定に制御された流体は、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配される。そして各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配された流体は、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）において、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってその流量が調節され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の下流に備えられた各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと導かれる（Ｓ１１）。
【００５１】
各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度および各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を流れる流体の流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは、各弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）および各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、開度はそれぞれの弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へ、流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは流量計測値比率演算部６へそれぞれ出力される。また、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎが、流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、流量目標比率演算部５へと出力される（Ｓ１２）。
【００５２】
そして、流量目標比率演算部５では、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、上述した（３）式に基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ１３）。
【００５３】
また、前述したステップＳ５と同様にして、流量計測値比率演算部６では、分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ５）。
【００５４】
以下、図２で説明したステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と同様に動作し、最終的には、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度が、弁選択部８によって演算された操作量に基づいて操作され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に対して所望の流量が安定して分配される。
【００５５】
このように、選択された弁Ｖ２のみが操作されるので、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量が安定して分配される。
【００５６】
上述したように、本実施の形態に係る流量分配装置においては、上記のような作用により、流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定される流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎがオンラインで取得され、更にこの流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを自動的に演算することができる。
【００５７】
これによって、時々刻々変化する処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、分岐流量を決定する場合であっても、自動的に目標流量比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを演算し、更に、この目標流量比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎに基づいて操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎを演算することができる。
【００５８】
その結果、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量を安定して分配することが可能となる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数に分岐した分岐管の流量分配を行うにあたり、目標流量と測定流量とを用いて制御演算を行い、この演算結果に基づいて操作を行う弁を選択し、選択した弁のみの制御により流量分配を行うことができる。
【００６１】
以上により、ある分岐管への流量分配時に他の管路の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量配分を安定して達成することが可能な流量分配装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図
【図２】第１の実施の形態に係る流量分配装置の動作を示すフローチャート
【図３】第２の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図
【図４】第２の実施の形態に係る流量分配装置の動作を示すフローチャート
【図５】従来技術の流量分配装置の一例を示す部分構成図
【符号の説明】
Ｐ１…ポンプ
Ｖ１、Ｖ２…弁
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３…流量計
１、２３…主管
２、２４…分岐管
４…全体流量制御演算部
５…流量目標比率演算部
６…流量計測値比率演算部
７…弁制御演算部
８…弁選択部
９…弁選択回路部
１１…処理系統
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量分配装置に係り、更に詳しくは、複数に分岐した分岐管に導かれた流体の流量を、目標とする流量に分配するための流量分配装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、図５に示すように、上下水道の薬品注入設備２０など、複数の水処理系統２１（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）からなり、各系統に対してそれぞれの処理量に応じた分配比で水や薬品などの流体を注入するような設備に対しては、流量分配装置が用いられている。
【０００３】
この種の流量分配装置では、水や薬品などの流体を供給する主管２３から複数に分岐した分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）毎に、各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）へ所定の流量に調節して分配するための弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）がそれぞれ備えられている。そして、これらの各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）へ流量分配を行う場合には、これら各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）個別の弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて、各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の流量分配装置では、以下のような問題がある。
【０００５】
たとえば、弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を個別に行う場合、分岐管２４（＃Ａ）の流量ＱＡを少なくするように弁２５（＃Ａ）を制御し、この弁２５（＃Ａ）を絞ると、流量ＱＡが減少する。しかしながらこの場合、同時に、流量ＱＢ、流量ＱＣは増加する。逆に、弁２５（＃Ａ）をより開くと、流量ＱＡが増加すると同時に、流量ＱＢ、流量ＱＣは減少する。このように、各弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）の制御を個別に行うと、ある弁２５の動作が他の弁２５の外乱となってしまう。
【０００６】
上述したように、弁２５（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）を用いて各分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）への流量配分を個別に行う場合には、１つの弁２５の動作が他の分岐管２４（＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃ）の分岐流量に影響を及ぼすため、所望の流量配分を安定して達成することが困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数に分岐した分岐管の流量分配を行うにあたり、目標流量と測定流量とを用いて制御演算を行い、この演算結果に基づいて操作を行う弁を選択し、選択した弁のみの制御により流量分配を行うようにし、もって、ある分岐管への流量分配時に他の分岐管の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量配分を安定して達成することが可能な流量分配装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明では、主管内を流通する流体を、主管から分岐した複数の分岐管に、おのおの所定の流量で分配する流量分配装置であって、主管内を流通する流体の流量である主流量を測定する主流量測定手段と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐管内を流通する流体の流量である分岐流量の、主流量測定手段によって測定された主流量に対する比である流量比を調節する複数の分岐流量調節弁と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐流量調節弁の開度を測定する複数の分岐弁開度測定手段と、複数の分岐管のおのおのに備えられ、各分岐流量を測定する複数の分岐流量測定手段と、複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量の総和に対する、各分岐管の目標流量の比率である流量目標比率を、各分岐管毎に演算する流量目標比率演算手段と、各分岐流量測定手段によって測定された各分岐流量の総和流量に対する、各分岐流量の比率である分岐流量比率を、各分岐管毎に演算する分岐流量比率演算手段と、流量目標比率演算手段によって演算された各分岐管毎の流量目標比率、および分岐流量比率演算手段によって演算された各分岐管毎の分岐流量比率に基づいて、各分岐管毎に備えられた各分岐流量調節弁の操作量を演算する弁操作量演算手段と、弁操作量演算手段によって演算された各分岐流量調節弁の操作量、および分岐弁開度測定手段によって測定された各分岐流量調節弁の開度に基づいて、各分岐流量調節弁から、操作量および開度で操作する分岐流量調節弁を選択する操作弁選択手段と、各分岐管毎に備えられ、各分岐管内を流通することによって導かれた流体を処理する複数の流体処理部と、各流体処理部に備えられ、各流体処理部における流体の流量を測定する処理部流量測定手段とを備えている。そして、複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量を、各分岐管毎に備えられた各処理部流量測定手段によって測定された流量としている。
【００１０】
従って、請求項１の発明の流量分配装置においては、以上のような手段を講じることにより、選択した分岐流量調整弁のみの制御により各分岐管に対する流量分配を行うことができる。更に、各分岐管によって導かれた例えば水処理施設などの各液体処理部において測定された流量から、分岐流量調節弁を選択することができる。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１の発明の流量分配装置において、操作弁選択手段は、弁操作量演算手段によって演算された各分岐流量調節弁の操作量が、各分岐流量調節弁をより開く方向である正の値である場合には、操作量が最大値である分岐流量調節弁を選択し、負の値である場合には、操作量が最小値である分岐流量調節弁を選択する。
【００１２】
従って、請求項２の発明の流量分配装置においては、以上のようにして分岐流量調節弁を選択することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図２を用いて説明する。
【００１７】
図１は、第１の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図である。
【００１８】
すなわち、本実施の形態に係る流量分配装置は、主管１内を流通する水や薬品などの流体を、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に、所定の流量で分配する装置であって、主管１にはポンプＰ１、弁Ｖ１、流量計Ｆ１、および弁Ｖ１の開度を測定する弁開度計Ｂ１を備えている。また、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）には、それぞれ弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、および弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度を測定する弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を備えている。更に、流量計Ｆ１、Ｆ２や弁開度計Ｂ１、Ｂ２によって測定された測定値に基づいて流量分配のための必要な演算および制御を行う全体流量制御演算部４、流量目標比率演算部５、流量計測値比率演算部６、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）、弁選択部８、弁選択回路部９を備えている。
【００１９】
ポンプＰ１は、主管１内を流通する水などの流体を加圧し、図中矢印に示す方向に流体を流通させる。弁Ｖ１は、主管１内を流通する流体の流量（以下、「主流量」と称する）を調節する。流量計Ｆ１は、主流量を測定し、その測定結果を全体流量制御演算部４に出力する。弁開度計Ｂ１は、弁Ｖ１の開度を測定し、その測定結果を全体流量制御演算部４に出力する。
【００２０】
弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のおのおのに備えられ、各分岐管２内を流通する流体の流量（以下、「分岐流量」と称する）を調節する。流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、それぞれの分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の分岐流量を測定し、測定結果を流量計測値比率演算部６に出力する。弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度をそれぞれ測定し、その測定結果をそれぞれ対応する弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。
【００２１】
全体流量制御演算部４は、弁開度計Ｂ１から出力された弁Ｖ１の開度、流量計Ｆ１から出力された流量、および操作入力による入力される全体目標流量に基づいて、主管１内を流通する流体の流量を制御するための演算を行い、この演算結果に基づいて、弁Ｖ１の開度を操作する。
【００２２】
流量目標比率演算部５は、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のおのおのについて予め定めた目標流量Ｑ１、Ｑ２、・・、Ｑｎの総和に対する各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の目標流量の比率である流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを、各分岐管毎２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、たとえば分岐管２（＃１）に対する流量目標比率ＳＶ１は、以下に示す（１）式に従って演算する。
【００２３】
【数１】
流量計測値比率演算部６は、各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定された各分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎに基づいて、これら分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎの総和流量に対する各分岐流量の比率である分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎを各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、たとえば分岐管２（＃１）に対する分岐流量比率ＰＶ１は、以下に示す（２）式に従って演算する。
【００２５】
【数２】
弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）は、流量目標比率演算部５によって演算された各分岐管２毎の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎ、および流量計測値比率演算部６によって演算された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎の分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎに基づいて、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎをＰＩＤ演算などによって演算し、その結果を弁選択部８に出力する。なお、この操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎは、所定の制御範囲内に制限されるものである。
【００２７】
弁選択部８は、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度に基づいて、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の中から、この操作量および開度で操作する弁Ｖ２を選択し、その結果に基づいて弁選択回路部９を作動させる。弁Ｖ２の選択は、例えば、以下のような基準に基づいて行う。各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量が、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をより開く方向である正の値である場合には、操作量が最大値である弁Ｖ２を選択する。一方、各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量が、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をより閉じる方向である負の値である場合には、操作量が最小値である弁Ｖ２を選択する。
【００２８】
弁選択回路部９は、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度を、弁選択部８によって演算された操作量に応じて操作する。
【００２９】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る流量分配装置の動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
まず、主管１内を流通する水や薬品などの流体は、ポンプＰ１によって加圧され、図中矢印に示す方向に流れる。このように主管１内を流れる流体は、弁Ｖ１によってその流量が調節される。この弁Ｖ１の開度および流体の流量は、弁開度計Ｂ１および流量計Ｆ１によってそれぞれ測定され、ともに全体流量制御演算部４に出力される（Ｓ１）。
【００３１】
全体流量制御演算部４では、弁開度計Ｂ１から出力された弁開度、流量計Ｆ１から出力された流量に基づいてＰＩＤ演算などの制御演算が行われ、その演算結果に基づいて弁Ｖ１が操作され、主管１内の流量（主流量）が一定に制御される。なお、ステップＳ１における主流量および弁開度の測定は、一定の周期で行われており、それに伴う制御演算、およびこの演算結果に基づく弁Ｖ１の操作もまた一定の周期で行われる（Ｓ２）。
【００３２】
このようにして主管１内でその流量が一定に制御された流体は、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配される。そして各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配された流体は、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）において、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってその流量が調節される。各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度および各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を流れる流体の流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは、各弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）および各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、開度はそれぞれの弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へ、流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは流量計測値比率演算部６へそれぞれ出力される（Ｓ３）。
【００３３】
そして、流量目標比率演算部５では、操作入力された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における目標流量Ｑ１、Ｑ２、・・、Ｑｎに基づいて、上述した（１）式に基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ４）。
【００３４】
また、流量計測値比率演算部６では、各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定された各分岐流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎに基づいて、上述した（２）式に基づいて、分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ５）。
【００３５】
弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）では、流量目標比率演算部５によって演算された各分岐管２毎の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎ、および流量計測値比率演算部６によって演算された各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎の分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎに基づいて、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）毎に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎが、ＰＩＤ演算などによって演算され、その結果が弁選択部８に出力される（Ｓ６）。
【００３６】
弁選択部８では、弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって演算された各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎ、各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度に基づいて、分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えられた各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の中から、この操作量および開度で操作する弁Ｖ２が選択される（Ｓ７）。
【００３７】
そして、弁選択回路部９によって、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度が、弁選択部８によって演算された操作量に応じて操作され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に対して所望の流量が安定して分配される（Ｓ８）。
【００３８】
このように、選択された弁Ｖ２のみが操作されるので、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量が安定して分配される。
【００３９】
上述したように、本実施の形態に係る流量分配装置においては、上記のような作用により、複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に備えらた弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）のうち、１回の操作で出力を行うのはいずれか１つの弁Ｖ２のみとすることができる。
【００４０】
したがって、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量を安定して分配することが可能となる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図３から図４を用いて説明する。
【００４２】
図３は、第２の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４３】
すなわち、本実施の形態に係る流量配分装置は、図１に示す各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の下流側にそれぞれ、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって導かれた水や薬などの液体を処理する処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をそれぞれ備えている。この処理系統１１は、例えば、上下水道の薬品注入設備に相当する。
【００４４】
さらに、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）には、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを測定して、その結果を流量目標比率演算部５に出力する流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）をそれぞれ備えている。
【００４５】
そして、流量目標比率演算部５は、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを、それぞれ総和流量（Ｗ１＋Ｗ２＋・・＋Ｗｎ）で除することによって、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを演算し、その結果を各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力する。すなわち、流量目標比率演算部５は、たとえば処理系統１１（＃１）に対する流量目標比率ＳＶ１を演算する場合、以下に示す（３）式に従って、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎを用いて流量目標比率ＳＶ１をオンラインで自動的に演算する。
【００４６】
【数３】
その他の構成については、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、重複説明を避ける。
【００４８】
次に、以上のように構成した本実施の形態に係る流量分配装置の動作について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
図４に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートのステップＳ３、Ｓ４に替えて、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を加えたものであって、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８は、図２に示すフローチャートで説明した通りである。したがって、ここでは、異なるステップを中心に、本実施の形態に係る流量分配装置の動作について説明する。
【００５０】
ステップＳ１で測定された結果に基づきなされたステップＳ２における制御演算によって、主管１内でその流量が一定に制御された流体は、主管１から分岐した複数の分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配される。そして各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと分配された流体は、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）において、弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってその流量が調節され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の下流に備えられた各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へと導かれる（Ｓ１１）。
【００５１】
各弁Ｖ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の開度および各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）を流れる流体の流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは、各弁開度計Ｂ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）および各流量計Ｆ２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、開度はそれぞれの弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）へ、流量ｑ１、ｑ２、・・、ｑｎは流量計測値比率演算部６へそれぞれ出力される。また、各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎが、流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によってそれぞれ測定され、流量目標比率演算部５へと出力される（Ｓ１２）。
【００５２】
そして、流量目標比率演算部５では、各流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）から出力された各処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）における流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、上述した（３）式に基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ１３）。
【００５３】
また、前述したステップＳ５と同様にして、流量計測値比率演算部６では、分岐流量比率ＰＶ１、ＰＶ２、・・、ＰＶｎが演算され、その結果が各弁制御演算部７（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に出力される（Ｓ５）。
【００５４】
以下、図２で説明したステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と同様に動作し、最終的には、弁選択部８によって選択された弁Ｖ２の開度が、弁選択部８によって演算された操作量に基づいて操作され、各分岐管２（＃１、＃２、・・、＃ｎ）に対して所望の流量が安定して分配される。
【００５５】
このように、選択された弁Ｖ２のみが操作されるので、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量が安定して分配される。
【００５６】
上述したように、本実施の形態に係る流量分配装置においては、上記のような作用により、流量計Ｆ３（＃１、＃２、・・、＃ｎ）によって測定される流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎがオンラインで取得され、更にこの流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、流量目標比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを自動的に演算することができる。
【００５７】
これによって、時々刻々変化する処理系統１１（＃１、＃２、・・、＃ｎ）の流量Ｗ１、Ｗ２、・・、Ｗｎに基づいて、分岐流量を決定する場合であっても、自動的に目標流量比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎを演算し、更に、この目標流量比率ＳＶ１、ＳＶ２、・・、ＳＶｎに基づいて操作量ＭＶ１、ＭＶ２、・・、ＭＶｎを演算することができる。
【００５８】
その結果、ある分岐管２への流量分配時に、他の分岐管２の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量を安定して分配することが可能となる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数に分岐した分岐管の流量分配を行うにあたり、目標流量と測定流量とを用いて制御演算を行い、この演算結果に基づいて操作を行う弁を選択し、選択した弁のみの制御により流量分配を行うことができる。
【００６１】
以上により、ある分岐管への流量分配時に他の管路の分岐流量に影響を及ぼすことなく、所望の流量配分を安定して達成することが可能な流量分配装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図
【図２】第１の実施の形態に係る流量分配装置の動作を示すフローチャート
【図３】第２の実施の形態に係る流量分配装置の一例を示す構成図
【図４】第２の実施の形態に係る流量分配装置の動作を示すフローチャート
【図５】従来技術の流量分配装置の一例を示す部分構成図
【符号の説明】
Ｐ１…ポンプ
Ｖ１、Ｖ２…弁
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３…流量計
１、２３…主管
２、２４…分岐管
４…全体流量制御演算部
５…流量目標比率演算部
６…流量計測値比率演算部
７…弁制御演算部
８…弁選択部
９…弁選択回路部
１１…処理系統
Claims (2)
- 主管内を流通する流体を、前記主管から分岐した複数の分岐管に、おのおの所定の流量で分配する流量分配装置であって、
前記主管内を流通する前記流体の流量である主流量を測定する主流量測定手段と、
前記複数の分岐管のおのおのに備えられ、前記各分岐管内を流通する前記流体の流量である分岐流量の、前記主流量測定手段によって測定された主流量に対する比である流量比を調節する複数の分岐流量調節弁と、
前記複数の分岐管のおのおのに備えられ、前記各分岐流量調節弁の開度を測定する複数の分岐弁開度測定手段と、
前記複数の分岐管のおのおのに備えられ、前記各分岐流量を測定する複数の分岐流量測定手段と、
前記複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量の総和に対する、前記各分岐管の前記目標流量の比率である流量目標比率を、前記各分岐管毎に演算する流量目標比率演算手段と、
前記各分岐流量測定手段によって測定された前記各分岐流量の総和流量に対する、前記各分岐流量の比率である分岐流量比率を、前記各分岐管毎に演算する分岐流量比率演算手段と、
前記流量目標比率演算手段によって演算された前記各分岐管毎の流量目標比率、および前記分岐流量比率演算手段によって演算された前記各分岐管毎の分岐流量比率に基づいて、前記各分岐管毎に備えられた前記各分岐流量調節弁の操作量を演算する弁操作量演算手段と、
前記弁操作量演算手段によって演算された前記各分岐流量調節弁の操作量、および前記分岐弁開度測定手段によって測定された前記各分岐流量調節弁の開度に基づいて、前記各分岐流量調節弁から、前記操作量および開度で操作する分岐流量調節弁を選択する操作弁選択手段と、
前記各分岐管毎に備えられ、前記各分岐管内を流通することによって導かれた前記流体を処理する複数の流体処理部と、
前記各流体処理部に備えられ、前記各流体処理部における前記流体の流量を測定する処理部流量測定手段とを備え、
前記複数の分岐管のおのおのについて予め定めた目標流量を、前記各分岐管毎に備えられた各処理部流量測定手段によって測定された流量としたことを特徴とする流量分配装置。 - 請求項１に記載の流量分配装置において、
前記操作弁選択手段は、前記弁操作量演算手段によって演算された前記各分岐流量調節弁の操作量が、前記各分岐流量調節弁をより開く方向である正の値である場合には、前記操作量が最大値である分岐流量調節弁を選択し、負の値である場合には、前記操作量が最小値である分岐流量調節弁を選択するようにしたことを特徴とする流量分配装置。
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2000
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|---|---|---|---|---|
| DE112006000836B4 (de) | 2005-04-21 | 2022-03-31 | Mks Instruments, Inc. | Gas-Zuführungsverfahren und -System unter Einschluss einer Strömungsverhältnis-Steuerung unter Verwendung einer antisymmetrischen optimalen Steuerung |
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