JP7157476B2 - 流量制御方法および流量制御装置 - Google Patents
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Description
2 絞り部
3 第1圧力センサ
4 第2圧力センサ
5 温度センサ
6 第1コントロール弁
7 制御回路
8 第2コントロール弁
9 オリフィス内蔵弁
100 圧力式流量制御装置
Claims (17)
- 流路に設けられた第1コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側に設けられた第2コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側かつ前記第2コントロール弁の上流側の流体圧力を測定する圧力センサとを備え、
前記圧力センサが出力する信号に基づいて前記第1コントロール弁の開度を制御することによって前記第2コントロール弁の下流側に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装置を用いて行う流量制御方法であって、
(a)前記圧力センサの出力に基づいて第1流量になるように前記第1コントロール弁の開度を制御しつつ前記第2コントロール弁を開いた状態に維持して前記第1流量で流体を流している状態から、前記第1コントロール弁の開度を閉じるステップと、
(b)前記圧力センサの出力に基づいて、前記第1コントロール弁の下流に残留する圧力を、前記第2コントロール弁の開度を調整することによって制御し、前記第2コントロール弁の下流側に第2流量で流体を流すステップと
を包含する、流量制御方法。 - 前記ステップ(b)において、αを比例定数、ΔP/Δtを前記圧力センサが出力する上流圧力の変化ΔPと前記上流圧力の変化ΔPに要した時間Δtの比である圧力変化率、Vを前記第1コントロール弁と前記第2コントロール弁との間の内容積としたとき、
Q=α・(ΔP/Δt)・V
で表されるビルドダウン流量Qが前記第2流量に一致するように、前記圧力センサが出力する信号に基づいて、前記第2コントロール弁の開度がフィードバック制御される、請求項1に記載の流量制御方法。 - 前記ステップ(b)を行った後、前記圧力センサの出力が所定値まで低下した時点で、前記圧力センサの出力に基づいて前記第1コントロール弁の開度を制御して前記第2流量で下流に流体を流すステップ(c)をさらに包含する、請求項1または2に記載の流量制御方法。
- 前記ステップ(a)において、前記第1流量で流体を流している期間、および、前記ステップ(c)において前記第1コントロール弁の開度を制御して前記第2流量で流体を流すとき、前記第2コントロール弁は全開に開かれている、請求項3に記載の流量制御方法。
- 前記ステップ(a)において、前記第1コントロール弁は、前記圧力センサの出力に基づいて前記第1コントロール弁の開度を前記第2流量になるように制御する時の開度よりも小さい開度に閉じられる、請求項1から4のいずれかに記載の流量制御方法。
- 前記ステップ(a)において、前記第1コントロール弁を閉じるタイミングと、前記ステップ(b)において前記第2コントロール弁の開度の調整を開始するタイミングとが同期している、請求項1から5のいずれかに記載の流量制御方法。
- 流路に設けられた第1コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側に設けられた第2コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側かつ前記第2コントロール弁の上流側の流体圧力を測定する圧力センサと、
前記第1コントロール弁および前記第2コントロール弁の動作を制御する制御回路であって、前記圧力センサが出力する信号に基づいて前記第1コントロール弁を制御することによって流量を制御するように構成された制御回路と
を備える流量制御装置であって、
前記制御回路は、
(a)前記圧力センサの出力に基づいて第1流量になるように前記第1コントロール弁の開度を制御しつつ前記第2コントロール弁を開いた状態に維持して前記第1流量で流体を流している状態から、前記第1コントロール弁の開度を閉じるステップと、
(b)前記圧力センサの出力に基づいて、前記第1コントロール弁の下流に残留する圧力を、前記第2コントロール弁の開度を調整することによって制御し、前記第2コントロール弁の下流側に第2流量で流体を流すステップと
を実行する、流量制御装置。 - 前記第2コントロール弁は、ノーマルオープン型のバルブである、請求項7に記載の流量制御装置。
- 前記第2コントロール弁の下流側に設けられた別の圧力センサをさらに備える、請求項7または8に記載の流量制御装置。
- 流路に設けられた第1コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側に設けられた第2コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側かつ前記第2コントロール弁の上流側の流体圧力を測定する圧力センサとを備え、
前記圧力センサが出力する信号に基づいて前記第2コントロール弁の下流側に流れる流体の流量を制御する流量制御装置であって、
第1流量から前記第1流量よりも小さい第2流量に流量を制御する際に、
前記第1コントロール弁の開度を閉じるとともに、前記圧力センサの出力に基づいて前記第2コントロール弁の開度を制御し、
前記第1コントロール弁の下流に残留した圧力の変化率が、前記第2コントロール弁から流出する時の流量が前記第2流量になるときの圧力の変化率と一致するように、前記第2コントロール弁の開度を制御する、流量制御装置。 - 前記第1コントロール弁は、前記第1流量から前記第2流量に流量を制御する際に、前記第2流量に対応する開度よりも小さい開度に制御される、請求項10に記載の流量制御装置。
- 前記第2コントロール弁の開度が、αを比例定数、ΔP/Δtを前記圧力センサが出力する上流圧力の変化ΔPと前記上流圧力の変化ΔPに要した時間Δtとの比である圧力変化率、Vを前記第1コントロール弁と前記第2コントロール弁との間の内容積としたとき、
Q=α・(ΔP/Δt)・V
で表される流量Qが前記第2流量となるときのΔP/Δtを維持できる開度に制御される、請求項10に記載の流量制御装置。 - 前記第2コントロール弁の下流側に設けられた別の圧力センサをさらに備える、請求項10に記載の流量制御装置。
- 流路に設けられた第1コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側に設けられた第2コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側かつ前記第2コントロール弁の上流側の流体圧力を測定する第1圧力センサとを備え、
前記第1圧力センサが出力する信号に基づいて前記第1コントロール弁の開度または前記第2コントロール弁の開度を制御することによって前記第2コントロール弁の下流側に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装置であって、
第1流量から前記第1流量よりも小さい第2流量に流量を制御する際に、
Q=K1・P1
に基づく前記第1コントロール弁の開度制御による流量の制御から、
Q=α・(ΔP/Δt)・V
に基づく前記第2コントロール弁の開度制御による流量の制御に切替え、
前記第1圧力センサの圧力が、所定の圧力に到達した時点で、
Q=K1・P1
に基づく前記第1コントロール弁の開度制御による流量の制御に戻し、ここで、Qは流量、K1は流体の種類と流体温度に依存する定数、P1は前記第1圧力センサが出力する上流圧力、αは比例定数、ΔP/Δtは前記上流圧力の圧力変化率、Vは前記第1コントロール弁と前記第2コントロール弁との間の内容積である、流量制御装置。 - 前記第1圧力センサの圧力が、
Q=K1・P1
による制御における、前記第2流量に相当する圧力に到達した時点で制御を戻す、請求項14に記載の流量制御装置。 - 流路に設けられた第1コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側に設けられた第2コントロール弁と、
前記第1コントロール弁の下流側かつ前記第2コントロール弁の上流側の流体圧力を測定する第1圧力センサと、
前記第2コントロール弁の下流側の流体圧力を測定する第2圧力センサとを備え、
前記第1及び第2圧力センサが出力する信号に基づいて前記第1コントロール弁の開度または前記第2コントロール弁の開度を制御することによって前記第2コントロール弁の下流側に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装置であって、
第1流量から前記第1流量よりも小さい第2流量に流量を制御する際に、
Q=K2・P2m(P1-P2)n
に基づく前記第1コントロール弁の開度制御による流量の制御から、
Q=α・(ΔP/Δt)・V
に基づく前記第2コントロール弁の開度制御による流量の制御に切替え、
前記第1及び第2圧力センサの圧力が、所定の圧力に到達した時点で、
Q=K2・P2m(P1-P2)n
に基づく前記第1コントロール弁の開度制御による流量の制御に戻し、ここで、Qは流量、K2は流体の種類と流体温度に依存する定数、P1は前記第1圧力センサが出力する上流圧力、P2は前記第2圧力センサが出力する下流圧力、mおよびnは実際の流量を元に導出される指数、αは比例定数、ΔP/Δtは前記上流圧力の圧力変化率、Vは前記第1コントロール弁と前記第2コントロール弁との間の内容積である、流量制御装置。 - 前記第1及び第2圧力センサの圧力が、
Q=K2・P2m(P1-P2)n
による制御における、前記第2流量に相当する圧力に到達した時点で制御を戻す、請求項16に記載の流量制御装置。
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