JPH04181082A - 流量計機能付き調節弁 - 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〉 本考案は蒸気や圧縮空気等の配管系に取り付けて、二次
側の流体圧力や流量、温度、湿度等を調節する弁に関し
、特にその弁に流量測定機能を持たせたものに関する。

〈従来の技術〉 一般的な設備は流体使用機器の前（調節弁のみを取り付
けて、流体を制御しているが、理想的には更に流量計を
併設し、生産性、及び品質管理の充実を図ることが望ま
れる。例えば流体が蒸気の場合、蒸気使用機器への蒸気
流量を把握することにより生産性を常に管理しているこ
とが多い。つまり、より少ない蒸気の消費で、より多く
の生産を１指している。

そこで従来の生産システムとしては、調節弁と流量計を
それぞれ単体で設シていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のシステムでは取り付は工事に手間が掛かり、設備
自体も大変大掛かりなものになってしまう。又、最初に
流量計を取り付けるという考えはコスト面もからんで、
容易に行なわれていないのが現状である。また、流量計
が差圧式の場合にはオリフィスが固定である為にその測
定範囲が小さく問題であった。

従って本発明の技術的課題は、調節弁でありながら、同
時に流量計の機能を内蔵し、全体として小型で安価なも
のを提供することである。

く課題を解決する為の手段〉 上記の課題を解決する為に講じた本考案の技術的手段は
、調節計からの操作出力信号に暴いて駆動部が作動して
弁が所望位置に開弁することにより通過する流体の流量
を制御する調節弁に、弁の開度変化とその時のＣｖ値の
関係を予め求めて前記調節計内のコンピュータに記憶せ
しめ、弁の一次側と二次側の圧力を検出する手段をそれ
ぞれ設け、調節計が出力した前記操作出力信号に対応す
るＣｖ値を前記記憶せしめた関係から求め、この求めら
れたＣｖ値と前記圧力検出手段からの圧力値とから弁を
通過する流体の流量を演算する機能を付加したものであ
る。

く作用〉 一般的に弁を通過する流体の流量を求めるにはその弁の
Ｃｖ値とその弁の前後の圧力かわかれば求めることか出
来る。ここで、Ｃｖ値とは１５，６°Ｃの清水を弁の出
入口の差圧０．０７Ｋｇ／ｃｍに保って流した時の流量
をＵＳ　ｇａｌ／ｍｉｎで表したものである。

調節計から弁へ出力する操作出力信号（開度指示信号）
とその信号により駆動されて変位した弁の開度はほぼ等
しいので、調節計にてその弁の開度を知ることか出来る
。従って調節計内に記憶された弁の開度とＣｖ値との関
係から調節計か駆動部へ指示した弁開度に対するＣｖ値
か求められる。−方、弁の一次側と二次側に設けられた
圧力検出器からデータが調節計に常時入力され、その値
と前記求めたＣｖ値から流量を演算することが出来る。

〈実施例〉 上記技術手段の具体例を示す実施例を説明する。

（第１図及び第２図参照） 本実施例は二次側の圧力を所望の圧力に調節する調蔀弁
に流量計機能を付加したものであり、第１図は空気駆動
式の調節弁を概略的に表したちので弁本体部２、駆動部
４及び調節計６及び電気空気式バルブポジショナ１８か
ら構成される。弁本体部２は入口８、出口１０を有し、
両者を弁口１２で連通する。入口８は一次側配管１４に
、出口１０は二次側配管１６にそれぞれ接続する。

駆動部４はダイヤフラム２０の上面に駆動のための操作
空気圧力を作用せしめ、下面には開弁方向に作用するば
ね２２を設け、その両刃釣り合いによリステム２４が上
下へ移動し、その下端に設けられた弁３４が弁口１２を
開閉するようになっている。参照番号２８はステム２４
、つまり弁３４の変位を検出してバルブポジショナ１８
に伝達するレバーである。

調節計６では設定圧力と二次側圧力検出器３２からの実
測圧力が比較され、ＰＩＤ制御に基いてその偏差を収斂
する為の弁の操作出力信号を信号線３８にて電気空気式
バルブポジショナ１８へ一般的に％開度を４〜２０１１
１Ａの電流信号に変換して送る。電気空気式バルブポジ
ショナ１８では駆動用の空気圧力（供給配管３６）を調
節計６から送られてきた操作出力信号に比例した操作空
気圧力に変換し、導管２６にてダイヤフラム２０の上面
へ供給する。また、更に前記バルブポジショナの作用に
より弁の開度を正確に調節計６からの出力圧力値になる
ように修正動作が行なわれる。従って調節計６から送出
される操作出力信号（弁の％開度）と実際の弁の開度は
殆ど一致することになる。

次に流量計機能に就いて説明する。−膜内に弁を通過す
る流体の流量を求めるにはその弁のＣｖ値とその弁の前
後の圧力かわかれば求めることが出来る。ここで調節弁
の場合、弁の開度が変化する為にＣｖ値もそれに従って
変化する問題があるが、弁の開度変化とその時のＣｖ値
を予め求めておくことによりこれは解消される。その関
係をグラフに示したのが第２図であり、弁の形状により
種々の関係がある（４０，４２．４４＞。従って上記求
めた弁の開度とＣＶ値の関係を調節計６内のコンピュー
タに記憶しておく。

一方、二次側の圧力は前記圧力検出器３２で検出してい
るが、更に一次側の圧力を検出器３０にて検出しその信
号値をそれぞれ調節計６へ送る。前述したように弁の開
度は調節計６から送出される操作出力信号（弁の％開度
）と一致するので、この操作出力信号を利用して弁の開
度とＣｖ値の前記関係から実際のＣｖ値を求める口とか
出来る。従ってこのＣｖ値と前記検出した一次側と二次
側の圧力からその時の流量を下記の計算式に基いて調節
計内のコンピュータで演締することか出来る。

Ｑ＝１３．５＊Ｃｖ＊　Ｆ■Ｆπ下７Ｐ”２ＴＱ：流量 △Ｐ：差圧 Ｐ１ニー次側圧力 Ｐ２二二次側圧力 但し、Ｐ２が（ＰＩ　）／２より小さいときは臨界流速
に達する為にｆ律訂＝　０．８７＊Ｐ１とする。

〈発明の効果〉 別途流量計を設けなくても調節弁だけで流量を求めるこ
とが出来る。しかも調節弁には別途機器や部材を設ける
必要はないので非常に小型で全体として小スペースにな
る。

また、調節計からの弁開度指示値を実際の弁開度として
利用している為に新たに弁の開度を検出する部材を設け
る必要はない。

従来の差圧式流量計は固定オリフィス式の為、測定範囲
か限られていたか、本発明では可変第１ノフイス式なの
で広範囲に渡って一台で測定か可能である。

調節弁の弁口と流量計のオリフィスを併用しているので
、従来の流量計の圧力損失分か無くなり、円滑な流体の
流れとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の調節弁の概略図、第２図は弁
の％開度とＣｖ値の関係を示したグラフである。 ２：弁本体部　　　　４：駆動部 ６：調節計　　　　　８：入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、調節計からの操作出力信号に基いて駆動部が作動し
   て弁が所望位置に開弁することにより通過する流体の流
   量を制御する調節弁に、弁の開度変化とその時のＣｖ値
   の関係を予め求めて前記調節計内のコンピュータに記憶
   せしめ、弁の一次側と二次側の圧力を検出する手段をそ
   れぞれ設け、調節計が出力した前記操作出力信号に対応
   するＣｖ値を前記記憶せしめた関係から求め、この求め
   られたＣｖ値と前記圧力検出手段からの圧力値とから弁
   を通過する流体の流量を演算する機能を付加した、流量
   計機能付き調節弁。