JPH0512916U - タンク圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】タンク内の上部ガス容積が大きく変動する場合
においても常に高い精度でタンク内圧力を適正な値に制
御する。 【構成】制御対象となるタンク内の上部ガス容積を液位
検出器７により検出し、この検出内容に応じてタンク内
圧力の目標値を調節計８で可変設定してタンク１内の圧
力を制御する制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロケットエンジン試験設備等で用いられる加圧タンク内の圧力制御 を行なうタンク圧力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ロケットエンジン試験設備等で用いられる加圧タンク内の圧力制御を行なうタ ンク圧力制御装置の従来の構成を図５に示す。同図で１は制御対象となるタンク 、２はタンク１の底部に設けられ、タンク１内の圧力を検知する圧力センサ、３ はタンク１はタンク１内の圧力が予め設定された目標値となるように調節演算を 行なう調節計、４は調節計３からの指令によりタンク１内への加圧ガスの流入量 を制御する制御弁、５はこの制御弁４を介してタンク１へ流入させる加圧ガスを 貯蔵した加圧ガス源、６はタンク１内の圧力の目標値が予め設定されている圧力 設定器である。

【０００３】 このような構成にあって、圧力センサ２で検知されたタンク１内の圧力と、圧 力設定器６に予め固定的に設定してあるタンク１内圧力の目標値Ｐset との差を 調節計３が比例、積分、微分演算にて求める。

【０００４】 調節計３は、求めた差に応じた指令信号を制御弁４へ出力してこれを操作し、 加圧ガス源５から制御弁４を介してタンク１に流入する加圧ガスの流量を加減し 、タンク１内の圧力が圧力設定器６に設定されている目標値Ｐset となるように 制御する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記のような従来の構成のタンク圧力制御装置では、タンク１内 圧力の目標値Ｐset が予め固定的に設定されており、タンク１内の液位の相違に よる上部加圧ガス容積の変化に伴なう制御特性の変化にも対応できず、上部加圧 ガス容積の値によっては制御精度が低下することがある。

【０００６】 これは、特に制御を開始した直後に顕著となるもので、不適切な目標値を設定 することでタンク内の圧力が大きくオーバーシュートする可能性もあり、たいへ ん危険である。

【０００７】 本考案は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは 、制御対象となるタンク内の上部ガス容積の変化に関係なく、常に精度の高い圧 力制御が可能なタンク圧力制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】

すなわち本考案は、制御対象となるタンク内の上部ガス容積を検出し、この検 出内容に応じてタンク内圧力の目標値を可変設定して制御するようにしたもので 、タンク内上部ガス容積が大きく変動するシステムにおいても常に高い精度でタ ンク内圧力を適正な値に制御することができる。

【０００９】

【実施例】

以下図面を参照して本考案の一実施例を説明する。 図１はその構成を示すもので、基本的な構成は上記図５に示したものと同様で あるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。

【００１０】 しかるに、タンク１には液位を検出する液位検出器７が取付けられる。この液 位検出器７は、タンク１内の液位を検知することによって上部ガス容積を検出す るためのもので、その検出信号は調節計８に入力される。

【００１１】 この調節計８は、圧力センサ２で検知されたタンク１内の圧力と、圧力設定器 ６に予め固定的に設定してあるタンク１内圧力の目標値Ｐset との差を比例、積 分、微分演算にて求めた上で、さらに液位検出器７からの検出信号に応じて予め 数通り設定していた補正値を求めた差に加え、その結果得られる指令信号を制御 弁４へ出力する。 制御弁４は、調節計８からの指令信号によって操作され、加圧ガス源５から制 御弁４を介してタンク１に流入する加圧ガスの流量を加減する。

【００１２】 上記のような構成にあって、制御のゲインをＰとすると、図２に示すようにタ ンク１上部の加圧ガス容積が小さい（＝液位が高い）ときは少量のガス流入によ りタンク１内圧力が大きく変わるため、ゲインＰは小さいほうが望ましく、反対 にタンク１上部の加圧ガス容積が大きい（＝液位が低い）ときは大量のガス流入 がないとタンク１内圧力を迅速に変化させることができないため、ゲインＰは大 きいほうが望ましい。

【００１３】 そこで、タンク１内上部ガスの容積に応じて予め複数種類の適正なゲインＰを 調節計８に設定しておく。そして、液位検出器７からタンク１内の液位（＝上部 ガス容積）の検出信号が調節計８に入力されたら、調節計８はその検出信号に応 じてゲインＰを選択し、圧力設定器６からの目標値Ｐset にこのゲインＰを補正 値として乗じ、その値と圧力センサ２からのタンク１内圧力との差によって制御 弁４を操作して加圧ガス源５からタンク１への加圧ガスの流入量を制御するもの である。

【００１４】 図３は、タンク１内の液位が３６％である場合と８８％である場合の制御開始 以後のタンク下部圧力の変化を示すもので、いずれの場合にあっても制御開始直 後にタンク１内圧力を高い精度で制御している状態が分かる。

【００１５】 これに対して、図４は、上記図５で示した従来のタンク圧力制御装置による同 様の制御状態を示すものである。この状態では、液位が低い場合に適切となる値 でゲインが固定的に設定されているいるために、特にタンク１内の液位が８８％ のように高い場合に、制御ゲインが高すぎて過敏に反応してしまい、タンク下部 圧力が目標値に収束するまでの時間が大幅にかかり、結果的に制御精度が低下し てしまっていることがわかる。

【００１６】 なお、上記実施例ではタンク１上部のガス容積を検出する手段として液位を検 知する例を示したが、これに限るものではなく、他の種々の手段で同様の結果を 得ることができるのは勿論である。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳記した如く本考案によれば、制御対象となるタンク内の上部ガス容積を 検出し、この検出内容に応じてタンク内圧力の目標値を可変設定して制御するよ うにしたので、タンク内の上部ガス容積が大きく変動するシステムにおいても常 に高い精度でタンク内圧力を適正な値に制御することが可能なタンク圧力制御装 置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る構成を示す図。

【図２】上部ガス容積と適切な制御ゲインとの関係を示
す図。

【図３】本考案の一実施例に係るタンク内液位が異なる
場合の制御シミュレーション結果を示す図。

【図４】従来方式によるタンク内液位が異なる場合の制
御シミュレーション結果を示す図。

【図５】従来のタンク圧力制御装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…タンク、２…圧力センサ、３…調節計、４…制御
弁、５…加圧ガス源、６…圧力設定器、７…液位検出
器、８…調節計。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御対象となるタンク内の上部ガス容積
   を検出する検出手段と、 この検出手段で得たタンク内の上部ガス容積に応じてタ
   ンク内圧力の目標値を可変する可変手段とを具備したこ
   とを特徴とするタンク圧力制御装置。