JPH0619554A - 弁装置 - Google Patents

弁装置

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JPH0619554A
JPH0619554A JP33687691A JP33687691A JPH0619554A JP H0619554 A JPH0619554 A JP H0619554A JP 33687691 A JP33687691 A JP 33687691A JP 33687691 A JP33687691 A JP 33687691A JP H0619554 A JPH0619554 A JP H0619554A
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JP
Japan
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flow rate
pressure
valve
unit
fluid
Prior art date
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Pending
Application number
JP33687691A
Other languages
English (en)
Inventor
Seishiro Igarashi
征四郎 五十嵐
Masaya Tachibana
雅哉 橘
Jun Suzuki
純 鈴木
Katsuma Iso
勝馬 磯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Motoyama Eng Works Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Motoyama Eng Works Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Motoyama Eng Works Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Publication of JPH0619554A publication Critical patent/JPH0619554A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】圧力調整および流量制御の両機能に加えて、流
量検出機構を有し、所要スペースが小さく、かつ低コス
トで、組付け等が容易な弁装置を提供する。 【構成】配管26に流通される流体の圧力に応動する駆
動部2、この駆動部により作動されて弁孔8の開度を調
整する弁体9を備え、弁の開度、1次圧力、2次圧力お
よび流体温度を検出する検出部21、22、23、2
4、これらと連携して流体の流量を演算する信号処理部
25を備えた流量検出機構4と、この流量検出機構によ
り演算された流量に応じて上記駆動部に伝えられる圧力
を制御して弁体を作動させる作動圧力制御機構3とを備
えたことを特徴とする。 【作用】弁開度、1次圧力、2次圧力、流体温度の各検
出部、流体流量を演算する信号処理部からなる流量検出
機構を備えたので、別個の流量検出手段が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば地域冷暖房シス
テムのように特定供給源から多数需要者に熱エネルギー
を配給するための配管系等に設けられる弁装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】地域冷暖房システムにおいては、一般に
個別需要者の利用態様が様々であり、熱媒体の需要流量
も不規則に変動する。したがって、供給源における一元
的制御のみで対応することが困難で、通常は各需要者ご
とに熱媒体圧力を所望レベルに自動調整する手段、需要
流量が契約値(以下、許容値という)を超過しないよう
に自動的に制御する手段および、需要流量を検出する手
段が必要である。そのため、従来は図5に例示するよう
に、個別配管aごとに圧力調整弁b、流量制御弁c(オ
リフィス弁dおよび差圧弁eからなる)、および計量器
fなどを併設するようにしていた。したがって、装置が
大型で広いスペースを必要とし、かつ流量制御弁cにつ
いては需要者ごとに需要流量が許容値を超過しないよう
に設定しなければならないため調整が繁雑になるなど、
コスト的にも不利であった。
【0003】このような問題点を解決するため本出願人
らは、図6に例示するように流体圧力に応動する駆動部
gを有す弁本体hに、流体流量に関連して上記駆動部g
を制御可能な作動圧力制御機構iを組合せたもの(特願
平2−405110号)を先に提案した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記提案のものは、圧
力調整および流量制御の両機能を備えながら上記図5に
示した従来例と比較すれば、構造が簡単かつ小型で低コ
ストであり、さらに調整も容易である。しかしながら、
上記計量器fを別個に設けなければならないため所要ス
ペースが大きく、装備工事や初期調整等に手数を要する
などの問題がある。
【0005】本発明は上記提案をさらに改良したもの
で、圧力調整および流量制御の両機能の他に、流量検出
機能をも兼備し、所要スペースがさらに小さく、かつ低
コストであるとともに、装備工事や初期調整などが容易
で、特に地域冷暖房システム等に好適な弁装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、配管に流通さ
れる流体の圧力に応動する駆動部、およびこの駆動部に
より作動されて弁孔の開度を調整する弁体を備えた弁装
置において、上記弁の開度、1次圧力、2次圧力および
流体温度をそれぞれ検出する検出部、ならびにこれらと
連携して上記流体の流量を演算する信号処理部を備えた
流量検出機構と、この流量検出機構により演算された流
量に応じて上記駆動部に伝えられる圧力を制御する作動
圧力制御機構と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】上記の構成においては、弁開度、1次圧力、2
次圧力および流体温度の各検出部、およびこれらと連携
して流体流量を演算する信号処理部を備えた流量検出機
構を設けたので、これにより流量を検出することがで
き、この検出の結果、作動圧力制御機構を作動させるこ
とができるため、別個に流量検出手段を設ける必要がな
く、所要スペースが小型化、低コスト化されるととも
に、装備工事や初期調整などがさらに簡易化される。
【0008】
【実施例】以下、本発明につき図示の一実施例を参照し
ながら説明する。図1において、弁装置は相互に連携す
る弁本体1、駆動部2、作動圧力制御機構3および、流
量検出機構4を一体的に備えている。
【0009】上記弁本体1の弁箱5には1次流路6およ
び2次流路7が形設されており、これら両流路6,7間
に設けられた弁孔8の開度を制御する弁体9は、弁軸1
0を介して上記駆動部2に連結されている。
【0010】上記駆動部2は連結部材11を介して弁箱
5と連結されたケース12を備えている。このケース1
2には、密閉された第1室13および外気と連通する第
2室14が形設されており、かつこれら両室13,14
間には中央部が弁軸10に連結されたダイヤフラム15
が設けられている。また、ケース12と弁軸10との間
には弁体9を開方向に付勢可能なばね16が介設されて
おり、上記第1室13は下流側制御流路17を介して2
次流路7と連通されている。後述するように、弁本体1
および駆動部2は相互に連携して圧力調整作用をなし得
るので、両者は圧力調整弁を構成している。
【0011】上記作動圧力制御機構3は、駆動部2の第
1室13を弁本体1の1次流路6に連通する上流側制御
流路18、この上流側制御流路18に設けられる絞り弁
19および、この絞り弁19の開度を制御する絞り制御
部20等を備えている。
【0012】上記流量検出機構4は、連結部材11と弁
軸10との相対的変位量を検出する弁開度検出部21、
1次流路6と連通する1次圧力検出部22、2次流路7
と連通する2次圧力検出部23、1次流路6における流
体温度を検出する1次温度検出部24および、これらの
検出信号を処理するとともに上記絞り制御部20に制御
信号を送出する信号処理部25を備えている。
【0013】上記信号処理部25は、需要流量の許容
値、弁の構造等によって定まる圧力回復係数(この実施
例の場合は0.9)、熱媒体の比重およびその他の所要
定数等を設定するための各設定部、弁本体1における流
量係数(C)−弁開度(H)特性(図2参照)や、縮流
部(弁孔8の開口部)圧力と1次圧力および1次温度と
の関係などを記憶する各記憶部ならびに、これらと連携
する演算部等を備えている。この演算部における演算方
式は弁構造や熱媒体などによって異なるが、例えば熱媒
体が水の場合には、次のような演算を行うように構成さ
れている。 Q=C(Δp1 1/2 /(A・G1/2 ) …(1) Q=C・F(P1 −Pvc1/2 /(A・G1/2 ) …(2) Δp1 =(P1 −P2 ) …(3) Pvc={0.96−0.28(Pv /Pc 1/2 }Pv …(4) ただし、式(1)はΔp1 <F2 (P1 −Pvc)の場
合、 式(2)はΔp1 ≧F2 (P1 −Pvc)の場合であり、 Q…熱媒体の体積流量( m3 /hr )、 C…流量係数、 P1 …1次圧力(kgf/cm2 )、 P2 …2次圧力(kgf/
cm2 )、 Pvc…縮流部圧力(kgf/cm2 )、 Pv …弁を流れる液のそれぞれ温度による飽和蒸気圧
(kgf/cm2 )、 Pc …液の臨界圧力(kgf/cm2 )、 A…定数、 F…圧力回復係数、 G…熱媒体の比重。
【0014】すなわち、需要流量の許容値、定数A(水
の場合は1.167)、圧力回復係数F(この実施例で
は0.9)および比重G等は設定部にそれぞれ設定さ
れ、かつ1次圧力P1 および2次圧力P2 はそれぞれの
検出信号が利用されるが、流量係数Cは弁開度検出部2
1の検出信号に応じ、また、縮流部圧力Pvcは1次圧力
検出部22および1次温度検出部24の各検出信号に関
連して、それぞれの記憶部から読取られる。ここで、縮
流部圧力Pvcは、式(4)から理解できる通り、流体の
温度をパラメータとしているので、1次温度検出部24
による温度検出が必要となる。
【0015】上記演算部においては式(3)および
(4)の演算およびその結果の比較が行われ、その判定
に応じて式(1)または(2)の演算が行われる。そし
て、流量Qに対応する信号が作動圧力制御機構3の絞り
制御部20および、必要に応じて設けられる弁開度表示
部等に導かれる。
【0016】図3は上記実施例を地域冷暖房システムに
適用した場合を例示し、弁本体1は熱媒体が流通される
往路側個別配管26に接続されている。往路側個別配管
26は、地域冷暖房システムにおける集中供給源(エネ
ルギープラント)から熱エネルギーを多数需要者に供給
するもので、上記弁本体1の上流側には圧力計27、開
閉弁28およびストレーナ29が、また下流側には開閉
弁28および圧力計27がそれぞれ設けられている。ま
た、上記往路側個別配管26には開閉弁28を備えた保
守用バイパス管30が接続されている。
【0017】31は復路側個別配管であり、上記地域冷
暖房システムにおいて、多数需要者がエネルギープラン
トから配給された熱エネルギーを消費したのち、熱媒体
を再びエネルギープラントに戻すための配管である。こ
の復路側個別配管31には、帰還温度検出部、つまり2
次温度検出部32が設置されており、この2次温度検出
部32で検出した温度についての信号は信号処理部25
に送られ、後述するが、1次温度検出部24の温度と比
較して消費熱量を測定することができるようになってい
る。次に、上述のように構成された実施例の作用につい
て説明する。
【0018】図4に経過時間(T)と需要流量(Q)と
の関係を例示するように、往路側個別配管26に流通さ
れる需要流量が許容値Q0 以下の場合(領域I)には、
信号処理部25から絞り制御部20に入力される制御信
号により絞り弁19が圧力制御動作をせずに閉じられて
おり、駆動部2の上流側制御流路18は閉塞されてい
る。したがって、駆動部2の第1室13には2次圧力P
2 が導かれ、ダイヤフラム15を閉方向に付勢する。こ
の閉方向付勢力とばね16による開方向付勢力が弁軸1
0を介してバランスして弁開度が自動調整され、これに
より弁装置の2次圧力が予め設定された所望レベルに維
持されている。すなわち、弁装置は2次圧力に応じて弁
開度を自動制御することにより通常の圧力調整作用を行
なう。
【0019】この状態において流量が増加し、需要流量
が許容値Q0 を超過した場合(領域II)には、信号処理
部25から入力される制御信号に応じて絞り制御部20
が作動し、よって絞り弁19が開かれる。したがって、
駆動部2の第1室13には1次圧力P1 が導かれ、ダイ
ヤフラム15を閉方向に付勢する。この閉方向付勢力は
ばね16による開方向付勢力に抗して弁体9を閉方向に
移動させ、これにより流量が許容値Q0 (またはその近
傍)まで減少される(領域III )。すなわち、駆動部2
および作動圧力制御機構3と連携することにより弁装置
は流量制御作用を行なう。
【0020】そして、需要流量が許容値Q0 (またはそ
の近傍)よりさらに低下すれば(領域IV)絞り弁19が
閉じられ、動作態様は流量制御領域から圧力調整領域に
移行する。
【0021】上記の構造によれば、弁本体1および駆動
部2に対し作動圧力制御機構3およびこれを制御する流
量検出機構4を一体的に設けるようにしたので、従来の
ように圧力調整および流量制御の両作用を行うため別個
に直列接続された3つの弁および計量器を要するものに
比べて、小型で所要スペースも少なく、コストが低廉で
あるばかりでなく、圧力損失もより小さくなる。また、
装備工事および初期調整等が容易であるとともに信頼性
に優れている。
【0022】また、復路側個別配管31に設けた2次温
度検出部32で検出した温度信号を信号処理部25に送
り、この信号処理部25で1次温度検出部24により測
定された1次温度および弁本体1を流れる流量を演算す
れば(信号処理部25が消費熱量演算部を兼用)、消費
された瞬時熱量や積算熱量等の検出、表示、記録などを
行わせることができる。
【0023】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば上記駆動部2に代えてピストン
式駆動部、パイロット弁その他の適宜駆動手段を設ける
ようにしてもよい。その他、本発明の要旨とするところ
の範囲内で種々の変更ないし応用が可能である。
【0024】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、圧
力調整および流量制限の機能に加えて、流量検出機能を
も具備するから、所要スペースが小さく、かつ低コスト
であり、装備工事や初期調整なども容易で、特に地域冷
暖房システムに好適な弁装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る弁装置を示す断面図。
【図2】同実施例における弁本体の流量係数(C)−弁
開度(H)特性を例示する線図。
【図3】同実施例を地域冷暖房システムに適用した場合
を例示する系統図。
【図4】同実施例の動作を説明するための線図。
【図5】従来例を示す系統図。
【図6】他の先行技術における地域冷暖房システムに適
用した場合を例示する系統図。
【符号の説明】
1…弁本体、2…駆動部、3…作動圧力制御機構、4…
流量検出機構、6…1次流路、7…2次流路、19…絞
り弁、20…絞り制御部、21…弁開度検出部、22…
1次圧力検出部、23…2次圧力検出部、24…1次温
度検出部、25…信号処理部、26…往路側個別配管、
31…復路側個別配管、32…2次温度検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 16/06 C 7314−3H (72)発明者 鈴木 純 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番1号 株式会社本山製作所内 (72)発明者 磯 勝馬 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番1号 株式会社本山製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配管に流通される流体の圧力に応動する
    駆動部、およびこの駆動部により作動されて弁孔の開度
    を調整する弁体を備えた弁装置において、 上記弁の開度、1次圧力、2次圧力、および流体温度を
    それぞれ検出する検出部、ならびにこれらと連携して上
    記流体の流量を演算する信号処理部からなる流量検出機
    構と、 この流量検出機構により演算された流量に応じて上記駆
    動部に伝えられる圧力を制御する作動圧力制御機構と、 を備えたことを特徴とする弁装置。
  2. 【請求項2】 上記弁装置は熱媒体が供給源から供給さ
    れる往路側配管に設置され、この熱媒体が供給源に帰還
    される復路側配管に2次温度検出部を設け、この2次温
    度検出部で検出した2次温度と、上記流量検出機構に設
    けた温度検出部で検出した1次温度およびこの流量検出
    機構で演算した流量とから、消費熱量を演算する消費熱
    量演算部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の弁
    装置。
JP33687691A 1991-12-19 1991-12-19 弁装置 Pending JPH0619554A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503785A (ja) * 1999-06-29 2003-01-28 フィッシャー コントロールズ インターナショナル, インコーポレイテッド 調整器による診断システムおよび方法
KR102110563B1 (ko) * 2019-01-30 2020-05-13 한국건설기술연구원 가스 파이프 라인용 안티 서지밸브, 및 이를 이용한 가스 전송 시스템

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