JPH04115239U - 熱量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】立ち上げ初期における熱量制御を安定に行える
ようにする。 【構成】一方の流体の流量を調節するバルブの開度信号
を入力し、その開度信号から流れる流体の流量を逆演算
する第１の演算手段と、この第１の演算手段による演算
結果から他方の流体の流量を算出する第２の演算手段
と、この第２の演算手段により得られた他方の流体の流
量を流すに必要なバルブの開度を演算し、その演算結果
に基づく操作信号を他方の流体の流量を調節するバルブ
に与える第３の演算手段とで構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばＬＮＧとＬＰＧとを混合するラインに適用される熱量制御装 置に関し、更に詳しくは、２つの流体の混合比率を制御することで、混合流体（ ガス）の熱量を制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、熱量制御装置として、２つの流体の流量を検出しその混合比率を制 御することにより、熱量を制御するようにした装置がある。

【０００３】 この様な熱量制御装置において、熱量制御の初期の立ち上げ時は、２つの流体 の流量値がほぼ「０」付近からスタートする為に、立ち上げ時点では比率制御を 行うことが困難で、手動モードにてシーケンシャルに各流体の流量を調節するバ ルブを、徐々に開くような手動調節を行っていた。そして、混合流体の流量値が 、フルスパンの１０％程度に達し安定した時点から、比率制御を開始するように していた。なお、混合流体の熱量を検出するために熱量計が用いられるが、一般 に遅れ時間が大きく、また、立ち上がりの過度期間における検出値を制御に用い ることはできない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このために、従来装置によれば以下のような課題があった。 (a) 手動モードによるバルブ開度の調節は、そこを流れる流体の流量が１０％以 下の微小であるので、流量値が確認できずオペレータが全くの勘と経験に頼るし かなく、安定な制御が期待できない。 (b) 手動モード時のバルブ開度は、１次圧力の変動により大きく左右されるため 、最良の熱量制御が行えない。

【０００５】 本考案は、これらの点に鑑みてなされたもので、立ち上げ初期における熱量制 御を安定に行える熱量制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この様な目的を達成する本考案は、 ２つの流体の流量を検出しその混合比率を制御することにより熱量を制御する ようにした制御装置において、 一方の流体の流量を調節するバルブの開度信号を入力し、その開度信号から流 れる流体の流量を逆演算する第１の演算手段と、 この第１の演算手段による演算結果から他方の流体の流量を算出する第２の演 算手段と、 この第２の演算手段により得られた他方の流体の流量を流すに必要なバルブの 開度を演算し、その演算結果に基づく操作信号を他方の流体の流量を調節するバ ルブに与える第３の演算手段と を備えて構成される。

【０００７】

【作用】

熱量制御の立ち上げ初期の小流量領域においては、通常の比率制御に代えて、 一方の流体の流量を調節するバルブの開度信号を第１の演算手段に入力し、その 開度信号から一方の流体の流量を逆演算し、第２の演算手段は、一方の流体の流 量から所定の混合比率の混合流体を得るための他方の流量を算出し、第３の演算 手段で開度を求め、それに基づく操作信号を他方の流体の流量を調節するバルブ に与え、他方の流体の流量を制御する。

【０００８】 これにより、従来比率制御ができず、いわゆるメクラ運転の状態であった小流 量領域での熱量制御を安定化することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。

【００１０】 図１は、本考案の一実施例を示す構成ブロック図である。図において、１はＬ ＮＧが流れる管路、２はＬＰＧが流れる管路、３はＬＮＧとＬＰＧの混合流体（ ガス）が送出される送出管路である。管路１にはそこを流れるＬＮＧの流量を検 出する流量センサ１１が設置されると共に、流量を調節するバルブ１２が設置さ れている。同様に管路２にはそこを流れるＬＰＧの流量を検出する流量センサ２ １が設置されると共に、流量を調節するバルブ２１が設置されている。また、送 出管路３には、混合流体の熱量を検出するための熱量（カロリー）計３１が設置 されている。

【００１１】 ４１は流量センサ１１からの信号を入力し、ＬＮＧの流量を制御するＬＮＧ流 量調節計で、例えばＰＩＤ演算を行うものが用いられ、制御演算結果は操作信号 ＭＶＡとしてバルブ１２に印加されている。同様に、４２は流量センサ２１から の信号を入力し、ＬＰＧの流量を制御するＬＰＧ流量調節計で、例えばＰＩＤ演 算を行うものが用いられ、制御演算結果は操作信号ＭＶＢとしてバルブ２２に印 加されている。

【００１２】 ４３は合計流量信号（各流量センサ１１，２１からの信号の合計値）ＦＴと、 設定値信号ＳＶＴとを入力し、混合流体の流量を制御するための送出ガス流量調 節計で、その出力ＭＶＴはＬＮＧ流量調節計４１と、ＬＰＧ／ＬＮＧの混合比率 Ｒを設定する比率設定手段４４に与えられている。４５は熱量計３１からの信号 と熱量制御設定値ＳＶＣとを入力し、送出される混合ガスの熱量を制御する熱量 調節計、４６は熱量調節計４５からの信号と、比率設定手段４４からの信号とか ら、ＬＰＧの流量設定値ＳＶＢを算出するＬＰＧ流量設定演算手段である。これ らの構成は、流量が安定した状態での比率制御を行うための構成で、従来装置の ものとほぼ同じである。

【００１３】 ５は本考案で特徴としている初期立ち上げ時に用いられる立ち上げ制御回路で ある。この回路において、５１はＬＮＧの流量を調節するバルブ１２の開度信号 ＭＶＡを入力し、その開度信号から管路１を流れるＬＮＧの流量を逆演算する第 １の演算手段、５２はこの第１の演算手段５１による演算結果から、ＬＰＧの流 量を算出する第２の演算手段、５３は第２の演算手段５２により得られたＬＰＧ の流量を流すに必要なバルブ２２の開度ＭＶＢを演算し、その演算結果に基づく 操作信号をＬＰＧの流量を調節するバルブ２２に与える第３の演算手段である。 ５０は操作量ＭＶを徐々に上げる徐々上げシーケンス手段で、はじめに、バルブ １２を微小な一定量だけ開くための操作信号ＭＶを出力するようになっている。

【００１４】 このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通りである。

【００１５】 第２図は、全体の動作を示すフローチャートである。はじめに、全計器を手動 状態にしておく。そして、徐々上げシーケンス手段５０からバルブ１２に操作信 号ＭＶを与え、ＬＮＧを流す。次にバルブ１２の開度信号ＭＶＡを受け、第１の 演算手段５１が、ＭＶＡ＝ＭＶＡ＋α１ （α１はΔＭＶ値で、定数）を求め る演算を行うと共に、このＭＶＡからＬＮＧの流量ＦＡ１を逆演算する（ＳＴ３ ）。第２の演算手段５２は、第１の演算手段５１によって得られたＬＮＧの流量 ＦＡ１から、ＬＰＧの流量ＦＢ１を算出する（ＳＴ４）。第３の演算手段５３は 、第２の演算手段５２により得られたＬＰＧの流量ＦＢ１を受け、この流量を流 す事が可能なバルブ２２のＣＶＢ価を算出し、さらにこのＣＶＢ価からバルブの 開度ＭＶＢを演算する（ＳＴ５，ＳＴ６）。この演算は、バルブの流量特性によ って算出が異る（イコール％，リニア）。バルブの流量特性は、バルブ開度と正 比例しないので、シーケンシャルに２つのバルブ１２，２２を一定比率で徐々に 開いたとしても、流量が一定比率にならないため、流量指示が出ていない領域で は制御することができないのである。

【００１６】 第３の演算手段５３による演算結果ＭＶＢは、ＬＰＧ流量調節計４２に与えら れ、バルブ２２の開度が演算結果ＭＶＢに基づい調節される。

【００１７】 続いて、ＬＮＧ及びＬＰＧの流量ＦＡ，ＦＢが安定したか判断する（例えば流 量値が１０％フルスパンを越えている場合は、流量が安定したと判断する）。こ こで、流量がまだ安定しないと判断された場合は、ＳＴ２に戻りバルブ１２の開 度を少し開けて、ＳＴ８までの動作を繰り返す。

【００１８】 図３は、バルブの出力（開度）と流量との関係を示す特性図である。バルブ１ ２，２２の開度信号ＭＶＡ，ＭＶＢは、手動モードにおいて、一定の比率で開け られ、ＬＮＧ及びＬＰＧの流量ＦＡ，ＦＢは、これに沿って徐々に増大する。そ して、これらの流量ＦＡ，ＦＢがフルスパンの例えば１０％を越えると、ＳＴ８ で流量が安定したと判断され、自動出力によるトータル流量設定徐々上げモード に移行する（ＳＴ９）。このモードでは、各調節計４１，４２，設定手段４４， ４６がそれぞれ自動モード（ＡＵＴＯ）に切り替えられている。そして、さらに 流量が増大したところで、熱量調節計４５が自動モードになる。続いて、合計流 量ＦＡ＋ＦＢを目標の流量に達するまで、徐々に増加させ（ＳＴ１０，ＳＴ１１ ）、通常の熱量流量制御にはいる（ＳＴ１２）。ＳＴ９からＳＴ１２までの自動 出力による設定徐々上げモードは、従来装置のものと同じである。

【００１９】 なお、この実施例では、２つの流体としてＬＮＧとＬＰＧとを用い、その混合 ガスの熱量を制御する場合を例にとったが、他の２つの流体あるいはガスを混合 して混合流体を製造すような場合でもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上、詳細に説明したように、本考案によれば、２つの流体の流量がゼロから 立ち上り小流量域における初期立ち上げ時の熱量制御を安定に行うことができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】全体の動作を示すフローチャートである。

【図３】バルブの出力（開度）と流量との関係を示す特
性図である。

【符号の説明】

１，２，３ 管路 １１，２１ 流量センサ １２，２２ バルブ ３１ 熱量計 ４１ ＬＮＧ流量調節計 ４２ ＬＰＧ流量調節計 ４３ 送出ガス流量調節計 ４３ 比率設定手段 ４５ 熱量調節計 ４６はＬＰＧ流量設定演算手段 ５ 立ち上げ制御回路 ５１ 第１の演算手段 ５２ 第２の演算手段 ５３ 第３の演算手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの流体の流量を検出しその混合比率
   を制御することにより熱量を制御するようにした制御装
   置において、一方の流体の流量を調節するバルブの開度
   信号を入力し、その開度信号から流れる流体の流量を逆
   演算する第１の演算手段と、この第１の演算手段による
   演算結果から他方の流体の流量を算出する第２の演算手
   段と、この第２の演算手段により得られた他方の流体の
   流量を流すに必要なバルブの開度を演算し、その演算結
   果に基づく操作信号を他方の流体の流量を調節するバル
   ブに与える第３の演算手段とを設けたことを特徴とする
   熱量制御装置。