JPH04124596A - 熱交換器の自動温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気から被加熱物に熱交換する熱交換器に於
いて、熱交換後の被加熱物の温度を自動的に一定値に制
御する装置に関する。

従来の技術 従来、上記の装置としては例えば第２図に示すようなも
のがあった。同図に於いて、３２は熱交換器で、３２ａ
は蒸気入口、３２ｂは被加熱物入口、３２Ｃは被加熱物
出口である。この蒸気人口３２ａには、減圧弁３３を介
して蒸気が供給される。この減圧弁３３は、その設定圧
力が駆動部３４によって変更できるように構成されてい
る。そして、その制御はＰＩＤコントローラ３５が行っ
ている。３６は、その制御のために用いる温度センサで
、熱交換器３２の被加熱物出口３２Ｇに設けられている
。

減圧弁３３及び駆動部３４は、例えば第３図に示すよう
に構成されている。即ち、本体４１内の上部に設けたモ
ータ４２の回転を減速器４３、スプライン軸４４を介し
て調節ねじ４５に伝達すると、調節ねじ４５の先端に削
設されたあねじ４６は、本体４１内に固定しためねじ部
４７に螺合しているので、調節ねじ４５は降下し、調節
ねじ４５の先端に当接しているボール４８、ばね受け４
９を介して圧力調整ばね５０の一端を圧縮する。

口の圧縮によって、圧力調整ばね５０の他端に設けられ
ているばね受け５１を介してダイヤフラム５２を圧縮し
、パイロットカイト５３を降下させ、パイロット弁５４
をコイルばね５５の作用力に抗して押し下げる。この状
態に於いて、導入口５６から蒸気が導入されると、この
蒸気の一部は、第１の通路５７を通って、パイロット弁
５４の下方の部屋に入り、開かれたパイロット弁５４、
第２の通路５８を通ってピストン５９の上方の部室に入
る。これによってピストン５９はコイルばね６０の作用
力に抗して降下し、主弁体６１を開く。

導入口５６から導入された１次圧蒸気の大部分は開かれ
た主弁体６１を介して２次圧蒸気として送出口６２から
熱交換器３２に送出される。この２次圧蒸気の一部は第
３の通路６３を通ってダイヤフラム５２の下部の部屋に
入る。この２次圧蒸気の圧力が圧力調整ばね５０で設定
した設定圧力よりも高いと、ダイヤフラム５２はコイル
ばね５５の作用力で押し上げられ、パイロット弁５４の
開度が小さくなる。従ってピストン５９（かかる蒸気圧
が小さくなり、コイルばね６０の作用力によって主弁体
６１の開度が小さくなり、２次圧を小ざくしで、設定圧
力に保持する。一方、２次圧か設定圧力よりも小さいと
、上記と逆の動作で２次圧を大きくして、設定圧力に保
持する。このように、減圧弁３３では、設定した設定圧
力に２次圧が自己調整される。

熱交換器３２に供給される蒸気の圧力は、減圧弁３３に
よって、設定圧力に自己調整されている。

蒸気の圧力とその温度とには相関関係があるので、蒸気
の圧力が一定値に維持されることにより、蒸気の温度も
成る一定値に維持される。、一方、ＰＩＤコン１〜ロー
ラ３５は温度センサ３６（よって検出された熱交換後の
被加熱物の温度である測定値ＰＶと、予め設定された被
加熱物の温度設定値ＳＶと、Ｐ（Ｄ定数とに基づいて、
ＰＩＤ演算部３７で操作出力値ＭＶを演算し、駆動部３
４を制御して、減圧弁３３の設定圧力を変化させる。

本発明が解決しようとする課題 上記のものでは、熱交換器等の制御系の特性によって、
操作出力値ＭＶと測定値ＰＶとは比例関係になく、ゲイ
ンが異なる場合がある。従って、どこかの設定温度に於
いてハンチングを生じる問題があった。

従って、本発明の技術的課題は、どの設定温度に於いて
も、ハンチングを生じないようにすることである。

課題を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、被加熱物と蒸気とが供給され蒸気からの熱伝
達（よって被加熱物を加熱する熱交換器と、この熱交換
器に供給される蒸気の圧力を予め設定された設定圧力に
自己調整する自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力
を変更する設定圧力変更手段と、上記熱交換器がら送出
される被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、この
温度検出手段で検出された測定値と予め設定された被加
熱物の温度設定値とＰＩＤ定数とから操作出力値を演算
するＰＩＤ演輝部と、このＰＩＤ演騨演算部算された操
作出力値と温度検出手段で検出された測定値とから両者
の関係式を演算する関数演算部と、上記ＰＩＤ演算部で
演算された操作出力値を補正して熱交換された被加熱物
の測定値と比例関係にある操作出力補正値を演算する操
作出力補正演算部とを、具備するものである。

作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

ＰＩＤ演算部は温度検出手段によって検出された被加熱
物の温度と、予め設定された被加熱物の温度設定値と、
ＰＩＤ定数とに基づいて、操作出力値を演算する。この
操作出力値と、この操作出力値によって得られた測定値
とから、両者の関係式を関数演算部で演算する。そして
、操作出力補正演算部で操作出力値を測定値と比例関係
にある操作出力補正値に補正して、設定圧力変更手段に
入力する。この操作出力補正値に基づいて設定圧力変更
手段が制御され、自己調整弁の設定圧力が変更され、即
ち、熱交換器に供給される蒸気の温度が制御され、被加
熱物が熱交換される。操作出力補正値と測定値とは比例
関係にあるので、高温域でも低温域でもゲインは同じに
なる。従って、どの設定温度に於いてもハンチングを生
じることがない。

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図に於いて、２は熱交換器で、２ａは蒸気入口、２
ｂは被加熱物入口、２Ｇは被加熱物出口である。この蒸
気人口２ａには、減圧弁３を介して蒸気が供給される。

この減圧弁３は、その設定圧力が駆動部４によって変更
できるように構成されている。そして、その制御はＰＩ
Ｄコントローラ５が行っている。６は、その制御のため
に用いる温度センサて、熱交換器２の被加熱物出口２Ｃ
に設けられている。

減圧弁３及び駆動部４には、従来技術として第３図で説
明したものを用いる。

熱交換器２に供給される蒸気の圧力は、減圧弁３によっ
て、設定圧力に自己調整されている。蒸気の圧力とその
温度とには相関関係があるので、蒸気の圧力が一定値に
維持されることにより、蒸気の温度も成る一定値に維持
される。一方、ＰＩＤコントローラ５は先ず、スイッチ
１０を端子Ｃ１側へ切り換えて、温度センサ６によって
検出された熱交換後の被加熱物の温度である測定値ＰＶ
と、予め設定された被加熱物の温度設定値Ｓｖと、ＰＩ
Ｄ定数とに基づいて、ＰＩＤ演算部７で操作出力値ＭＶ
を算出する。この操作出力値ＭＶと、この操作出力値Ｍ
Ｖによって得られた測定値ＰＶとから、両者の関係式を
関数演算部８で演算する。

次に、スイッチ１０を端子Ｃ２側に切り換えて、操作出
力補正演算部９で操作出力値ＭＶを測定値ＰＶと比例関
係にある操作出力補正値ＭＶ−に補正し、駆動部４に入
力する。即ち、操作出力補正値ＭＶ”と測定値ＰＶとは
比例関係にあり、この操作出力補正値ＭＶ−に基づいて
駆動部４が制御され、減圧弁３の設定圧力が変更され、
即ち、熱交換器２に供給される蒸気の温度が制御されて
、熱交換器２の被制御物の出口側温度が設定値に保たれ
る。

発明の効果 本発明は下記の特有の効果を生じる。

測定値と操作出力補正値とが比例関係になるようにした
ので、被加熱物の全ての設定温度範囲に於いて１つのＰ
ＩＤ定数でハンチングを起こさない安定した制御ができ
、取扱操作が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱交換器に於ける自動温度制御装置の
１実施例の概略図、第２図は従来の熱交換器に於ける自
動温度制御装置の概略図、第３図はこの実施例及び従来
の自動温度制御装置に用いる減圧弁の断面図である。 ２：熱交換器 ３：減圧弁く自己調整弁） ４：駆動部 ６：温度センサ（温度検出手段） ７：ＰＩＤ演痒部 ８：操作出力補正演算部 ９：関数演算部 １０：スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被加熱物と蒸気とが供給され蒸気からの熱伝達によ
   つて被加熱物を加熱する熱交換器と、この熱交換器に供
   給される蒸気の圧力を予め設定された設定圧力に自己調
   整する自己調整弁と、この自己調整弁の設定圧力を変更
   する設定圧力変更手段と、上記熱交換器から送出される
   被加熱物の温度を検出する温度検出手段と、この温度検
   出手段で検出された測定値と予め設定された被加熱物の
   温度設定値とＰＩＤ定数とから操作出力値を演算するＰ
   ＩＤ演算部と、このＰＩＤ演算部で演算された操作出力
   値と温度検出手段で検出された測定値とから両者の関係
   式を演算する関数演算部と、上記ＰＩＤ演算部で演算さ
   れた操作出力値を補正して熱交換された被加熱物の測定
   値と比例関係にある操作出力補正値を演算する操作出力
   補正演算部とを、具備する熱交換器の自動温度制御装置
   。