JPH081330B2 - 流体連続加熱装置の温度制御装置 - Google Patents
流体連続加熱装置の温度制御装置Info
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- JPH081330B2 JPH081330B2 JP63033453A JP3345388A JPH081330B2 JP H081330 B2 JPH081330 B2 JP H081330B2 JP 63033453 A JP63033453 A JP 63033453A JP 3345388 A JP3345388 A JP 3345388A JP H081330 B2 JPH081330 B2 JP H081330B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、水や空気等の被加熱流体を水蒸気等の加
熱流体によって連続的に熱交換器で加熱する装置におい
て、熱交換器から出力される被加熱流体の温度（出口温
度）を一定に維持するように加熱流体の温度を制御する
装置に関する。
熱流体によって連続的に熱交換器で加熱する装置におい
て、熱交換器から出力される被加熱流体の温度（出口温
度）を一定に維持するように加熱流体の温度を制御する
装置に関する。
＜従来技術＞ 従来、上記のような温度制御装置としては、例えば第
６図に示すようなものがあった。同図において、２は熱
交換器で、これには配管４を介して被加熱流体が供給さ
れると共に、配管６を介して加熱流体も供給される。被
加熱流体は、熱交換器２内において加熱流体からの熱伝
達によって昇温され、配管８を介して出力される。配管
８には温度検出器10が設けられ、被加熱流体の出口温度
を検出し、制御部12に供給する。制御部12は検出された
出口温度と目標出口温度との偏差が０となるように配管
６中に設けた減圧弁14の設定圧力を変更し、熱交換器２
に供給される加熱流体の圧力を変更する。加熱流体の圧
力と温度との間には相関関係があるので、加熱流体の圧
力を変更することによって加熱流体の温度を変更するこ
とができる。これによって、出口温度を目標出口温度に
しようとするものである。
６図に示すようなものがあった。同図において、２は熱
交換器で、これには配管４を介して被加熱流体が供給さ
れると共に、配管６を介して加熱流体も供給される。被
加熱流体は、熱交換器２内において加熱流体からの熱伝
達によって昇温され、配管８を介して出力される。配管
８には温度検出器10が設けられ、被加熱流体の出口温度
を検出し、制御部12に供給する。制御部12は検出された
出口温度と目標出口温度との偏差が０となるように配管
６中に設けた減圧弁14の設定圧力を変更し、熱交換器２
に供給される加熱流体の圧力を変更する。加熱流体の圧
力と温度との間には相関関係があるので、加熱流体の圧
力を変更することによって加熱流体の温度を変更するこ
とができる。これによって、出口温度を目標出口温度に
しようとするものである。
＜発明が解決しようとする課題＞ 出口温度が変動する原因としては、熱交換器２に供給
される被加熱流体の温度（入口温度）の変動、熱交換器
２に供給される被加熱流体の流量の変動またはこれら両
者の変動が揚げられる。ところが、上述した従来の温度
制御装置では、出口温度の変動の原因を究明せずに、変
動を単に検出して、加熱流体の温度を調整しているだけ
であるので、高精度に出口温度を目標出口温度に調整す
ることができないという問題点があった。
される被加熱流体の温度（入口温度）の変動、熱交換器
２に供給される被加熱流体の流量の変動またはこれら両
者の変動が揚げられる。ところが、上述した従来の温度
制御装置では、出口温度の変動の原因を究明せずに、変
動を単に検出して、加熱流体の温度を調整しているだけ
であるので、高精度に出口温度を目標出口温度に調整す
ることができないという問題点があった。
この発明は、出口温度の変動の原因を究明し、その原
因に応じて被加熱流体の温度を調整し、高精度に出口温
度を目標出口温度に保持することを目的とする。
因に応じて被加熱流体の温度を調整し、高精度に出口温
度を目標出口温度に保持することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、この出願の各発明は、上
述した従来のもと同様に熱交換器と、圧力調整手段とを
備えている。そして、熱交換器に供給される加熱流体の
温度を検出する加熱流体温度検出手段と、入口温度を検
出する手段と、出口温度を検出する出口温度検出手段と
を備えている。
述した従来のもと同様に熱交換器と、圧力調整手段とを
備えている。そして、熱交換器に供給される加熱流体の
温度を検出する加熱流体温度検出手段と、入口温度を検
出する手段と、出口温度を検出する出口温度検出手段と
を備えている。
そして、被加熱流体の流量に変動があるか否かを判断
するために、請求項（１）記載の発明では、検出された
各温度に基いて、熱交換器に供給される被加熱流体の流
量の変動に従って値が変動する数値を順次算出する数値
算出手段と、先に算出された数値と今回算出した数値と
の間に変動があるか否かを判定する手段を備えている。
この数値に変動があると、流量に変動があることが分か
る。
するために、請求項（１）記載の発明では、検出された
各温度に基いて、熱交換器に供給される被加熱流体の流
量の変動に従って値が変動する数値を順次算出する数値
算出手段と、先に算出された数値と今回算出した数値と
の間に変動があるか否かを判定する手段を備えている。
この数値に変動があると、流量に変動があることが分か
る。
請求項（２）及び（３）記載の発明では、流量の変動
は、熱交換器に供給される被加熱流体の流量を検出する
流量検出器と、この流量検出器の出力に変動があるか否
かによって行なっている。
は、熱交換器に供給される被加熱流体の流量を検出する
流量検出器と、この流量検出器の出力に変動があるか否
かによって行なっている。
このような流量の変動があると、請求項（１）記載の
発明では、第１の圧力修正値算出手段が、今回算出され
た数値と先に算出された数値とそのときの被加熱流体の
温度と入口温度とに基いて出口温度を所定値に維持する
ために必要な加熱流体の圧力変動分を算出し、圧力調整
手段に供給している。請求項（２）また（３）記載の発
明では、先に算出された数値を流量の変動に応じて補正
し、先の数値と補正した数値とそのときの被加熱流体の
温度とに基いて、第１の圧力修正値算出手段が、圧力修
正値を算出し、圧力調整手段に供給する。
発明では、第１の圧力修正値算出手段が、今回算出され
た数値と先に算出された数値とそのときの被加熱流体の
温度と入口温度とに基いて出口温度を所定値に維持する
ために必要な加熱流体の圧力変動分を算出し、圧力調整
手段に供給している。請求項（２）また（３）記載の発
明では、先に算出された数値を流量の変動に応じて補正
し、先の数値と補正した数値とそのときの被加熱流体の
温度とに基いて、第１の圧力修正値算出手段が、圧力修
正値を算出し、圧力調整手段に供給する。
請求項（１）または（３）記載の発明では、被加熱流
体に温度変化があるか否かを、入口温度に変化があるか
否かを検出する手段で検出し、この入口温度の変動分と
上記先に算出された数値とに基いて上記出口温度を上記
所定値に維持するために必要な上記加熱流体の圧力変動
分を、第２の圧力修正値算出手段が算出し、圧力調整手
段に供給する。請求項（２）記載の発明では、流量に変
動があるか否かの判断を行なった後に、出口温度に変動
があるか否かを判断する手段を設けることによって、被
加熱流体の温度に変化があるか否かを判断している。も
し、流量に変化がなくて、出口温度が変化しているな
ら、この出口温度の変動は、入口温度の変動に起因する
ものであり、もし流量に変動があったなら、それは第１
の修正値算出手段によって修正されているから、修正さ
れても出口温度に変動があるということは入口温度が変
動していることに起因している。従って、出口温度に変
動があるか否かによって、入口温度に変動があるか否か
を判断できる。出口温度に変動があると、上記数値と出
口温度の変動分とに基いて第２の圧力修正値算出手段
が、修正値を算出し、圧力調整手段に供給する。
体に温度変化があるか否かを、入口温度に変化があるか
否かを検出する手段で検出し、この入口温度の変動分と
上記先に算出された数値とに基いて上記出口温度を上記
所定値に維持するために必要な上記加熱流体の圧力変動
分を、第２の圧力修正値算出手段が算出し、圧力調整手
段に供給する。請求項（２）記載の発明では、流量に変
動があるか否かの判断を行なった後に、出口温度に変動
があるか否かを判断する手段を設けることによって、被
加熱流体の温度に変化があるか否かを判断している。も
し、流量に変化がなくて、出口温度が変化しているな
ら、この出口温度の変動は、入口温度の変動に起因する
ものであり、もし流量に変動があったなら、それは第１
の修正値算出手段によって修正されているから、修正さ
れても出口温度に変動があるということは入口温度が変
動していることに起因している。従って、出口温度に変
動があるか否かによって、入口温度に変動があるか否か
を判断できる。出口温度に変動があると、上記数値と出
口温度の変動分とに基いて第２の圧力修正値算出手段
が、修正値を算出し、圧力調整手段に供給する。
また、加熱流体温度検出手段としては、請求項（４）
記載のように加熱流体の圧力を検出し、これを温度に換
算するようにしてもよい。無論、温度検出器を用いて、
検出してもよい。
記載のように加熱流体の圧力を検出し、これを温度に換
算するようにしてもよい。無論、温度検出器を用いて、
検出してもよい。
＜作用＞ 請求項（１）記載の発明では、流量の変動によって値
が変動する数値に変動があるか否かによって流量に変動
があるか否かを判断し、変動がある場合には第１の修正
値算出手段が、流量の変動による出口温度の変動を相殺
するのに必要な加熱流体の変動量を算出し、圧力調整手
段に供給する。請求項（２）または（３）記載の発明で
は、被加熱流体の現実の流量を測定し、変動があるか否
かを判断し、変動のある場合には同様に第１の修正値算
出手段が、請求項（１）と同様に修正値を算出し、圧力
調整手段に供給する。
が変動する数値に変動があるか否かによって流量に変動
があるか否かを判断し、変動がある場合には第１の修正
値算出手段が、流量の変動による出口温度の変動を相殺
するのに必要な加熱流体の変動量を算出し、圧力調整手
段に供給する。請求項（２）または（３）記載の発明で
は、被加熱流体の現実の流量を測定し、変動があるか否
かを判断し、変動のある場合には同様に第１の修正値算
出手段が、請求項（１）と同様に修正値を算出し、圧力
調整手段に供給する。
請求項（１）または（２）記載の発明では、現実の入
口温度に変動があるか否かを検出し、変動がある場合に
は第２の修正値算出手段が、入口温度の変動による出口
温度の変動を相殺するのに必要な加熱流体の変動量を算
出し、圧力調整手段に供給する。請求項（３）記載の発
明では、出口温度に変動があるか否かを判断し、変動が
あれば、入口温度の変動があるので、第２の修正値演算
手段が、被加熱流体の変動量を算出し、圧力調整手段に
供給する。
口温度に変動があるか否かを検出し、変動がある場合に
は第２の修正値算出手段が、入口温度の変動による出口
温度の変動を相殺するのに必要な加熱流体の変動量を算
出し、圧力調整手段に供給する。請求項（３）記載の発
明では、出口温度に変動があるか否かを判断し、変動が
あれば、入口温度の変動があるので、第２の修正値演算
手段が、被加熱流体の変動量を算出し、圧力調整手段に
供給する。
＜実施例＞ 第１図乃至第３図に第１の実施例を示す。第１図にお
いて、20は熱交換器で、配管22を介して被加熱流体が供
給され、配管24を介して加熱流体が供給され、加熱流体
によって昇温された被加熱流体は配管26を介して出力さ
れる。配管24の中途には、圧力調整手段として減圧弁28
が設けられている。この減圧弁28は、設定圧力の変更手
段を有し、これを調整することによって、２次圧、即ち
熱交換器20に供給される加熱流体の圧力を調整できる。
この変更手段の調整は、マイクロコンピュータ30が圧力
調整信号を減圧弁28に与えることによって行なう。
いて、20は熱交換器で、配管22を介して被加熱流体が供
給され、配管24を介して加熱流体が供給され、加熱流体
によって昇温された被加熱流体は配管26を介して出力さ
れる。配管24の中途には、圧力調整手段として減圧弁28
が設けられている。この減圧弁28は、設定圧力の変更手
段を有し、これを調整することによって、２次圧、即ち
熱交換器20に供給される加熱流体の圧力を調整できる。
この変更手段の調整は、マイクロコンピュータ30が圧力
調整信号を減圧弁28に与えることによって行なう。
減圧弁28と熱交換器20との間の配管24には、圧力検出
器32が設けられており、熱交換器20に供給される加熱流
体の圧力を検出している。この圧力検出信号は、A/D変
換器33でディジタル信号に変換され、マイクロコンピュ
ータ30に供給される。配管22には、入口温度検出器34が
設けられ、熱交換器20に供給される被加熱流体の温度
（入口温度）を検出している。この入口温度検出信号
は、A/D変換器36でディジタル信号に変換されて、マイ
クロコンピュータ30に供給される。同様に、配管26にも
出口温度検出器38が設けられており、熱交換器20から出
力される被加熱流体の温度（出口温度）を検出する。こ
の出口温度検出信号は、A/D変換器40でディジタル信号
に変換され、マイクロコンピュータ30に供給される。
器32が設けられており、熱交換器20に供給される加熱流
体の圧力を検出している。この圧力検出信号は、A/D変
換器33でディジタル信号に変換され、マイクロコンピュ
ータ30に供給される。配管22には、入口温度検出器34が
設けられ、熱交換器20に供給される被加熱流体の温度
（入口温度）を検出している。この入口温度検出信号
は、A/D変換器36でディジタル信号に変換されて、マイ
クロコンピュータ30に供給される。同様に、配管26にも
出口温度検出器38が設けられており、熱交換器20から出
力される被加熱流体の温度（出口温度）を検出する。こ
の出口温度検出信号は、A/D変換器40でディジタル信号
に変換され、マイクロコンピュータ30に供給される。
マイクロコンピュータ30は、出口温度に変動がある場
合、入力されたデータに基いてその出口温度の変動が入
口温度の変動に起因するものか、被加熱流体の流量の変
動に起因するものかを判断し、その判断結果に応じて被
加熱流体の圧力を調整し、被加熱流体の出口温度を目標
出口温度に維持する。もし、入口温度の変動や被加熱流
体の流量の変動が大きくて、減圧弁28の最大設定圧力ま
たは最低設定圧力を超えた圧力変動が必要な場合には、
警報器42を作動させる。
合、入力されたデータに基いてその出口温度の変動が入
口温度の変動に起因するものか、被加熱流体の流量の変
動に起因するものかを判断し、その判断結果に応じて被
加熱流体の圧力を調整し、被加熱流体の出口温度を目標
出口温度に維持する。もし、入口温度の変動や被加熱流
体の流量の変動が大きくて、減圧弁28の最大設定圧力ま
たは最低設定圧力を超えた圧力変動が必要な場合には、
警報器42を作動させる。
以下、第２図に示すマイクロコンピュータ30の動作フ
ローチャートを参照しながら、この実施例の動作につい
て説明するが、その前に第３図を参照して、この実施例
では、どのようにして流量変動が生じているか否かを判
断し、変動のある場合どのように加熱流体の温度を変更
しているのか、及びどのようにして入口温度が変動して
いるか否か判断し、変動のある場合どのように加熱流体
の温度を変更しているのかについて説明する。
ローチャートを参照しながら、この実施例の動作につい
て説明するが、その前に第３図を参照して、この実施例
では、どのようにして流量変動が生じているか否かを判
断し、変動のある場合どのように加熱流体の温度を変更
しているのか、及びどのようにして入口温度が変動して
いるか否か判断し、変動のある場合どのように加熱流体
の温度を変更しているのかについて説明する。
第３図において、tsは加熱流体の温度、tiは入口温
度、toは出口温度であり、入口温度差Δ1、出口温度
Δ2、対数平均温度差Δmは、それぞれ次のように表わさ
れる。
度、toは出口温度であり、入口温度差Δ1、出口温度
Δ2、対数平均温度差Δmは、それぞれ次のように表わさ
れる。
Δ1＝ts−ti Δ2＝ts−to Δm＝（Δ1−Δ2）/ln（Δ1／Δ2） また熱交換器20のカロリー負荷Ｑは、被加熱流体の流
量をＧとすると、 Ｑ∝（Δ1−Δ2）Ｇ ∝（Δ1−Δ2）/ln（Δ1／Δ2） となる。よって、 Ｇ・ln（Δ1／Δ2）＝定数 となり、 Δ1／Δ2＝（ts−ti）／（ts−to） ＝Ｒ・・・・（１） と置けば、 Ｇ・lnR＝定数・・・・（２） となる。これよりＲの値は計算によって求められ、Ｇに
変動があるとＲの値も変動することが分かる。これを利
用して、この実施例ではts、ti、toを入力するたびにＲ
を算出し、先に算出したＲと等しいか否かによって流量
Ｇが変動しているか否かを判別している。また、tiに変
動があるか否かは、tiを入力するたびに、前回のtiと等
しいか否かを判断することによって行なっている。
量をＧとすると、 Ｑ∝（Δ1−Δ2）Ｇ ∝（Δ1−Δ2）/ln（Δ1／Δ2） となる。よって、 Ｇ・ln（Δ1／Δ2）＝定数 となり、 Δ1／Δ2＝（ts−ti）／（ts−to） ＝Ｒ・・・・（１） と置けば、 Ｇ・lnR＝定数・・・・（２） となる。これよりＲの値は計算によって求められ、Ｇに
変動があるとＲの値も変動することが分かる。これを利
用して、この実施例ではts、ti、toを入力するたびにＲ
を算出し、先に算出したＲと等しいか否かによって流量
Ｇが変動しているか否かを判別している。また、tiに変
動があるか否かは、tiを入力するたびに、前回のtiと等
しいか否かを判断することによって行なっている。
また、流量Ｇに変動があった場合は次のようにしても
tsを補正している。ts、ti、toの間には第３図及び
（１）式から明らかなように次のような関係式が成立す
る。
tsを補正している。ts、ti、toの間には第３図及び
（１）式から明らかなように次のような関係式が成立す
る。
to＝ts−（ts−ti）Ｒ・・・・（３） ここで、流量の変化によってＲが変動することによって
toが変動したとすると、その変動分Δto′は、 Δto′＝−（ts−ti）ΔＲ で表わされる。この変動後のtoは、 to＝ts−（ts−ti）（Ｒ＋ΔＲ） ＝ts−（ts−ti）Ｒ′ で表わされる。tsを変動させて、toを変動させると、そ
の変動分Δto″は Δto″＝Δts−ΔtsＲ′ ＝（１−Δts）Ｒ′ で表わされる。Δto″はΔto′が０となるように選択す
る必要があるので、 Δto″＋Δto′＝０ これを整理すると、Δtsは Δts＝ΔＲ・（ts−ti）／（１−Ｒ′）・・・・
（４） となり、Ｒが変動したときは（４）式に従ってΔtsを補
正すればよいことが分かる。
toが変動したとすると、その変動分Δto′は、 Δto′＝−（ts−ti）ΔＲ で表わされる。この変動後のtoは、 to＝ts−（ts−ti）（Ｒ＋ΔＲ） ＝ts−（ts−ti）Ｒ′ で表わされる。tsを変動させて、toを変動させると、そ
の変動分Δto″は Δto″＝Δts−ΔtsＲ′ ＝（１−Δts）Ｒ′ で表わされる。Δto″はΔto′が０となるように選択す
る必要があるので、 Δto″＋Δto′＝０ これを整理すると、Δtsは Δts＝ΔＲ・（ts−ti）／（１−Ｒ′）・・・・
（４） となり、Ｒが変動したときは（４）式に従ってΔtsを補
正すればよいことが分かる。
また、Ｇが一定で、即ち、Ｒが一定で入口温度tiのみ
が変動すると、その変動分Δto′は、 Δto′＝ΔtiＲ となる。このΔto′を０とするために、tiを変動させる
と、そのときのtoの変動分Δto″は、 Δto″＝（１−Ｒ）Δts となる。Δto″はΔto′が０となるように選択している
ので、 Δto″＋Δto′＝０ となり、これを整理すると、 Δts＝−ＲΔti／（１−Ｒ）・・・・・・（５） となり、Δtsを（５）式に従って補正すれば、tiの変動
によるtoの変動を補償できることが分かる。また、入口
温度tiと流量Ｇとが共に変動した場合には、（４）式及
び（５）式の双方に従ってtsを補正すればよい。
が変動すると、その変動分Δto′は、 Δto′＝ΔtiＲ となる。このΔto′を０とするために、tiを変動させる
と、そのときのtoの変動分Δto″は、 Δto″＝（１−Ｒ）Δts となる。Δto″はΔto′が０となるように選択している
ので、 Δto″＋Δto′＝０ となり、これを整理すると、 Δts＝−ＲΔti／（１−Ｒ）・・・・・・（５） となり、Δtsを（５）式に従って補正すれば、tiの変動
によるtoの変動を補償できることが分かる。また、入口
温度tiと流量Ｇとが共に変動した場合には、（４）式及
び（５）式の双方に従ってtsを補正すればよい。
第２図の動作フローチャートにおいて、まずマイクロ
コンピュータ30に付属しているキーボード等（図示せ
ず）を操作して、減圧弁28に圧力調整信号を与えて、減
圧弁28の設定圧力を調整し、出口温度が目標出口温度に
なるようにする（ステップS2）。そして、出口温度検出
器38の出力toを読取り格納する（ステップS4）。次に圧
力検出器30から加熱流体の圧力ｐを読取り格納し、この
圧力ｐをマイクロコンピュータ30に設けたルックアップ
テーブルメモリ（図示せず）を用いて、加熱流体の温度
tsに換算し、格納する（ステップS6、８）。次に、入口
温度検出器34から被加熱流体の入口温度tiを読取り格納
する（ステップS10）。そして、ts、to、tiを用いて、
（１）式に基いてＲを算出し、格納する（ステップS1
2、14）。ここまでが、いわば初期設定となる。
コンピュータ30に付属しているキーボード等（図示せ
ず）を操作して、減圧弁28に圧力調整信号を与えて、減
圧弁28の設定圧力を調整し、出口温度が目標出口温度に
なるようにする（ステップS2）。そして、出口温度検出
器38の出力toを読取り格納する（ステップS4）。次に圧
力検出器30から加熱流体の圧力ｐを読取り格納し、この
圧力ｐをマイクロコンピュータ30に設けたルックアップ
テーブルメモリ（図示せず）を用いて、加熱流体の温度
tsに換算し、格納する（ステップS6、８）。次に、入口
温度検出器34から被加熱流体の入口温度tiを読取り格納
する（ステップS10）。そして、ts、to、tiを用いて、
（１）式に基いてＲを算出し、格納する（ステップS1
2、14）。ここまでが、いわば初期設定となる。
この初期設定に続いて、入口温度検出器34からそのと
きの入口温度ti′を測定格納し、先の入口温度tiと等し
いか判断する（ステップS16、18）。この判断がNOであ
ると、入口温度に変動があることが分かるので、入口温
度の変動分Δtiを算出し、（５）式に従ってtsの変動分
Δtsを算出し、このΔtsをルックアップテーブルメモリ
を用いて減圧弁28の圧力変更分Δｐに換算する（ステッ
プS20、22、24）。そして、Δｐだけ減圧弁28の設定圧
力を変更する（ステップS26）。これによって、入口温
度の変動による出口温度の変動の補正は終了する。
きの入口温度ti′を測定格納し、先の入口温度tiと等し
いか判断する（ステップS16、18）。この判断がNOであ
ると、入口温度に変動があることが分かるので、入口温
度の変動分Δtiを算出し、（５）式に従ってtsの変動分
Δtsを算出し、このΔtsをルックアップテーブルメモリ
を用いて減圧弁28の圧力変更分Δｐに換算する（ステッ
プS20、22、24）。そして、Δｐだけ減圧弁28の設定圧
力を変更する（ステップS26）。これによって、入口温
度の変動による出口温度の変動の補正は終了する。
このような入口温度の変動による出口温度の変動の補
正の後、またはステップS18の答がYESの場合（入口温度
に変動がない場合）、そのときの出口温度to′を出口温
度検出器38から読取り、このto′と先に読取り格納した
ti′とtsとを用いて、Ｒ′を算出する（ステップS28、3
0）。もし、被加熱流体の流量Ｇに変動がなければ、こ
のＲ′は先に算出したＲと等しいはずてあるので、Ｒと
Ｒ′とを比較し（ステップS32）、流量Ｇに変動がある
か否かを判定する。このステップS32の答えがNOである
と、流量に変動があることになるので、Ｒ′を格納した
後、Ｒとの偏差ΔＲを算出し、（４）式に従って、流量
の変動を補正するのに必要な加熱流体の変動量Δtsを算
出し、これを減圧弁28における圧力の変動量Δｐに換算
する（ステップS34、36、38、40）。そして、減圧弁28
にΔｐを供給し、被加熱流体の出口温度を目標出口温度
とするように加熱流体の温度を変更する（ステップS4
2）。これによって、被加熱流体の流量の変動による出
口温度の変動の補正が終了する。
正の後、またはステップS18の答がYESの場合（入口温度
に変動がない場合）、そのときの出口温度to′を出口温
度検出器38から読取り、このto′と先に読取り格納した
ti′とtsとを用いて、Ｒ′を算出する（ステップS28、3
0）。もし、被加熱流体の流量Ｇに変動がなければ、こ
のＲ′は先に算出したＲと等しいはずてあるので、Ｒと
Ｒ′とを比較し（ステップS32）、流量Ｇに変動がある
か否かを判定する。このステップS32の答えがNOである
と、流量に変動があることになるので、Ｒ′を格納した
後、Ｒとの偏差ΔＲを算出し、（４）式に従って、流量
の変動を補正するのに必要な加熱流体の変動量Δtsを算
出し、これを減圧弁28における圧力の変動量Δｐに換算
する（ステップS34、36、38、40）。そして、減圧弁28
にΔｐを供給し、被加熱流体の出口温度を目標出口温度
とするように加熱流体の温度を変更する（ステップS4
2）。これによって、被加熱流体の流量の変動による出
口温度の変動の補正が終了する。
この後、またはステップS32の答がYESの場合（流量の
変動がなかった場合）、ステップS8、10、12、14と同様
にしてｐ、tiの読取り格納、Ｐのtsへの換算格納及びＲ
の算出格納が行なわれ、次の修正の準備が行なわれる
（ステップS44）。そして、加熱流体の圧力ｐが減圧弁2
8の調整可能上限値ULより小さくてかつ下限値LLよりも
大きいか判断する（ステップS46）。もし、この答がNO
であると、減圧弁28はその圧力調整可能範囲の上限また
は下限に張り付いており、これ以上は被加熱流体の温度
や流量が変動しても調整不能であるので、警報器42を作
動させ（ステップS48）、停止する。また、ステップS46
での答えがYESであると、減圧弁28は被加熱流体の温度
や流量が変動しても調整可能であるので、ステップS16
に戻り、以下、上述したのと同様に動作する。
変動がなかった場合）、ステップS8、10、12、14と同様
にしてｐ、tiの読取り格納、Ｐのtsへの換算格納及びＲ
の算出格納が行なわれ、次の修正の準備が行なわれる
（ステップS44）。そして、加熱流体の圧力ｐが減圧弁2
8の調整可能上限値ULより小さくてかつ下限値LLよりも
大きいか判断する（ステップS46）。もし、この答がNO
であると、減圧弁28はその圧力調整可能範囲の上限また
は下限に張り付いており、これ以上は被加熱流体の温度
や流量が変動しても調整不能であるので、警報器42を作
動させ（ステップS48）、停止する。また、ステップS46
での答えがYESであると、減圧弁28は被加熱流体の温度
や流量が変動しても調整可能であるので、ステップS16
に戻り、以下、上述したのと同様に動作する。
このように、この実施例では、入口温度のみに変動が
ある場合には、ステップS16、18、20、22、24、26、2
8、30、32、44が実行され、流量のみに変動がある場合
には、ステップS16、18、28、30、32、34、36、38、4
0、42、44が実行され、入口温度及び流量共に変動があ
る場合には、ステップS16〜44が順に実行され、被加熱
流体の出口温度を目標出口温度に維持する。
ある場合には、ステップS16、18、20、22、24、26、2
8、30、32、44が実行され、流量のみに変動がある場合
には、ステップS16、18、28、30、32、34、36、38、4
0、42、44が実行され、入口温度及び流量共に変動があ
る場合には、ステップS16〜44が順に実行され、被加熱
流体の出口温度を目標出口温度に維持する。
第４図に第２の実施例におけるマイクロコンピュータ
30の動作フローチャートを示す。この実施例では第１図
に点線で示すように、被加熱流体の流量を検出する流量
検出器43と、この流量検出器からの流量信号をディジタ
ル信号にA/D変換器44で変換し、マイクロコンピュータ3
0に供給するように構成し、実際の被加熱流体の流量に
変化があるか否かを判断している点と、この流量に変動
があるか否かを判断をした後に、出口温度に変動がある
か否かを判断することによって入口温度に変動があるか
否かを判断している。
30の動作フローチャートを示す。この実施例では第１図
に点線で示すように、被加熱流体の流量を検出する流量
検出器43と、この流量検出器からの流量信号をディジタ
ル信号にA/D変換器44で変換し、マイクロコンピュータ3
0に供給するように構成し、実際の被加熱流体の流量に
変化があるか否かを判断している点と、この流量に変動
があるか否かを判断をした後に、出口温度に変動がある
か否かを判断することによって入口温度に変動があるか
否かを判断している。
このように実際に流量の変化があるか否かを検出して
いるので、流量が変化した後のＲ′を知る必要がある
が、これは、次のようにして行なっている。（２）式よ
り GlnR＝定数・・・・（２） であり、Ｇ′、Ｒ′の場合も、 Ｇ′lnR′＝定数・・・・（２）′ であり、（２）＝（２）′であるので、 GlnR＝Ｇ′lnR′ よって、Ｒ′は となり、（６）式からＲ′が算出される。
いるので、流量が変化した後のＲ′を知る必要がある
が、これは、次のようにして行なっている。（２）式よ
り GlnR＝定数・・・・（２） であり、Ｇ′、Ｒ′の場合も、 Ｇ′lnR′＝定数・・・・（２）′ であり、（２）＝（２）′であるので、 GlnR＝Ｇ′lnR′ よって、Ｒ′は となり、（６）式からＲ′が算出される。
また、入口温度の変動による出口温度の変動を補正す
るために、加熱流体の温度を変動させる量Δtsは、次の
ようにして決定される。（３）式よりもtiの変動により
toがΔtoだけ変動した場合、これを補正するためにtsを
Δtsだけ変動させると、toの変動量Δto′は Δto′＝（１−Ｒ）Δts となる。ΔtoをΔto′で補正するのだから、 Δto＋Δto′＝０ となり、これを整理すると、 Δts＝−Δto／（１−Ｒ）・・・・・・（７） となり、（７）式に基いてtsを補正すれば、入口温度の
変動を補正できる。
るために、加熱流体の温度を変動させる量Δtsは、次の
ようにして決定される。（３）式よりもtiの変動により
toがΔtoだけ変動した場合、これを補正するためにtsを
Δtsだけ変動させると、toの変動量Δto′は Δto′＝（１−Ｒ）Δts となる。ΔtoをΔto′で補正するのだから、 Δto＋Δto′＝０ となり、これを整理すると、 Δts＝−Δto／（１−Ｒ）・・・・・・（７） となり、（７）式に基いてtsを補正すれば、入口温度の
変動を補正できる。
第４図の動作フローチャートにおいて、ステップS2乃
至14の初期設定の部分は第１の実施例と同様であるが、
ステップS6と８との間に新たに流量Ｇの読取り格納のス
テップ50が追加されている点が第１の実施例と異なる。
至14の初期設定の部分は第１の実施例と同様であるが、
ステップS6と８との間に新たに流量Ｇの読取り格納のス
テップ50が追加されている点が第１の実施例と異なる。
この初期設定に続いて、流量変動があるか否かを判断
するため、まずそのときの流量Ｇ′を測定し、さきに読
取り格納した流量Ｇと等しいか否かの判断をする（ステ
ップS52、54）。この答えがNOであると、流量に変化が
あることになるので、Ｇ′を格納し、式（６）に従って
流量変化後のＲ′を算出し、格納する（ステップS56、5
8、60）。これに続いて、第１の実施例における流量の
変動の補正と同様にＲとＲ′との偏差ΔＲを算出し、
（４）式に基いて流量の変化に基く出口温度の変動を補
正するために必要な加熱流体の温度変化分Δtsを算出
し、これを圧力変化分Δｐに換算する（ステップS36、3
8、40）。そして、減圧弁28にΔｐだけ圧力を変更する
ように圧力調整信号を送る（ステップS42）。
するため、まずそのときの流量Ｇ′を測定し、さきに読
取り格納した流量Ｇと等しいか否かの判断をする（ステ
ップS52、54）。この答えがNOであると、流量に変化が
あることになるので、Ｇ′を格納し、式（６）に従って
流量変化後のＲ′を算出し、格納する（ステップS56、5
8、60）。これに続いて、第１の実施例における流量の
変動の補正と同様にＲとＲ′との偏差ΔＲを算出し、
（４）式に基いて流量の変化に基く出口温度の変動を補
正するために必要な加熱流体の温度変化分Δtsを算出
し、これを圧力変化分Δｐに換算する（ステップS36、3
8、40）。そして、減圧弁28にΔｐだけ圧力を変更する
ように圧力調整信号を送る（ステップS42）。
これに続いて、またはステップS54の答えがNOの場合
（流量に変化がない場合）、そのときの出口温度to′が
測定され、これが先に測定されたtoと等しいか否か判断
される（ステップS62、64）。この答がNOであると、入
口温度に変動があることになるので、toとto′との偏差
が算出され、（７）式に従って入口温度の変動分を補正
するために必要な加熱流体の変動分Δtsが算出され、こ
れを圧力変化分Δｐに換算する（ステップS66、68、7
0）。そして、このΔｐだけ減圧弁28の圧力を変動させ
るように減圧弁28に圧力調整信号を供給する（ステップ
S72）。
（流量に変化がない場合）、そのときの出口温度to′が
測定され、これが先に測定されたtoと等しいか否か判断
される（ステップS62、64）。この答がNOであると、入
口温度に変動があることになるので、toとto′との偏差
が算出され、（７）式に従って入口温度の変動分を補正
するために必要な加熱流体の変動分Δtsが算出され、こ
れを圧力変化分Δｐに換算する（ステップS66、68、7
0）。そして、このΔｐだけ減圧弁28の圧力を変動させ
るように減圧弁28に圧力調整信号を供給する（ステップ
S72）。
その後、初期設定と同様にti、Ｇ、ｐを読取り格納
し、ｐをtsに換算格納し、Ｒを算出格納し、次の入口温
度または流量の修正に備える（ステップS74）。そし
て、第１の実施例と同様にステップS46を実行し、この
答えがNOならステップS48を実行し、YESならステップS5
2以降を実行する。
し、ｐをtsに換算格納し、Ｒを算出格納し、次の入口温
度または流量の修正に備える（ステップS74）。そし
て、第１の実施例と同様にステップS46を実行し、この
答えがNOならステップS48を実行し、YESならステップS5
2以降を実行する。
第５図に第３の実施例の動作フローチャートを示す。
この実施例は、第２の実施例と同様に被加熱流体の流量
の変動を実際の流量を検出することによって行なってお
り、また、入口温度の変動も第１の実施例と同様に実際
の入口温度を検出することによって行なっている。いわ
ば、第１の実施例と第２の実施例とを折衷したものであ
る。それゆえ、第３の実施例の動作フローチャートの各
ブロックに第１及び第２の実施例の動作フローチャート
の対応するブロックと同一符号を付して詳細な説明を省
略する。
この実施例は、第２の実施例と同様に被加熱流体の流量
の変動を実際の流量を検出することによって行なってお
り、また、入口温度の変動も第１の実施例と同様に実際
の入口温度を検出することによって行なっている。いわ
ば、第１の実施例と第２の実施例とを折衷したものであ
る。それゆえ、第３の実施例の動作フローチャートの各
ブロックに第１及び第２の実施例の動作フローチャート
の対応するブロックと同一符号を付して詳細な説明を省
略する。
＜効果＞ 以上のように、この発明によれば、被加熱流体の出口
温度の変動の原因が、被加熱流体の入口温度の変動にあ
るのか、被加熱流体の流量の変動にあるのか判別し、そ
の判別結果に応じて加熱流体の温度を調整している。従
って、高精度に出口温度を目標出口温度に制御すること
ができる。しかも、その制御に用いる制御演算は、加熱
流体の温度、被加熱流体の入口温度、出口温度に基づく
比較的簡単な計算式での演算のみであり、微分、積分等
の複雑な制御用計算が不要となり、制御装置の構成を簡
略化できる。特に請求項（１）の発明のように流量の変
動を数値Ｒに変動があるか否かによって判別しているの
で、わざわざ流量検出器を設ける必要がなく、コストを
引き下げることができる。また、請求項（４）記載の発
明のように加熱流体の温度tsを、減圧弁の２次圧力から
換算するようにすると、一般的に減圧弁を用いる場合、
減圧弁に圧力計を付属させることが多いので、これを流
用してtsを知ることができ、コストを引き下げることが
できる。
温度の変動の原因が、被加熱流体の入口温度の変動にあ
るのか、被加熱流体の流量の変動にあるのか判別し、そ
の判別結果に応じて加熱流体の温度を調整している。従
って、高精度に出口温度を目標出口温度に制御すること
ができる。しかも、その制御に用いる制御演算は、加熱
流体の温度、被加熱流体の入口温度、出口温度に基づく
比較的簡単な計算式での演算のみであり、微分、積分等
の複雑な制御用計算が不要となり、制御装置の構成を簡
略化できる。特に請求項（１）の発明のように流量の変
動を数値Ｒに変動があるか否かによって判別しているの
で、わざわざ流量検出器を設ける必要がなく、コストを
引き下げることができる。また、請求項（４）記載の発
明のように加熱流体の温度tsを、減圧弁の２次圧力から
換算するようにすると、一般的に減圧弁を用いる場合、
減圧弁に圧力計を付属させることが多いので、これを流
用してtsを知ることができ、コストを引き下げることが
できる。
第１図はこの発明の第１の実施例のブロック図、第２図
は同第１の実施例の動作フローチャート、第３図は同第
１の実施例における被加熱流体の入口温度と出口温度と
加熱流体の温度との関係を示す図、第４図は同第２の実
施例の動作フローチャート、第５図は同第３の実施例の
動作フローチャート、第６図は従来の流体連続加熱装置
の温度制御装置のブロック図である。 20……熱交換器、28……減圧弁（圧力調整手段）、30…
…マイクロコンピュータ、32……圧力検出器、34……入
口温度検出器、38……出口温度検出器。
は同第１の実施例の動作フローチャート、第３図は同第
１の実施例における被加熱流体の入口温度と出口温度と
加熱流体の温度との関係を示す図、第４図は同第２の実
施例の動作フローチャート、第５図は同第３の実施例の
動作フローチャート、第６図は従来の流体連続加熱装置
の温度制御装置のブロック図である。 20……熱交換器、28……減圧弁（圧力調整手段）、30…
…マイクロコンピュータ、32……圧力検出器、34……入
口温度検出器、38……出口温度検出器。
Claims (4)
- 【請求項１】被加熱流体と加熱流体とが連続的に供給さ
れ上記加熱流体からの熱伝達によって上記被加熱流体を
加熱する熱交換器と、この熱交換器に供給される上記加
熱流体の圧力を調整する圧力調整手段と、上記熱交換器
に供給される上記加熱流体の温度を検出する加熱流体温
度検出手段と、上記熱交換器に供給される上記被加熱流
体の入口温度を検出する入口温度検出手段と、上記熱交
換器から出力される上記被加熱流体の出口温度を検出す
る出口温度検出手段と、上記検出された各温度に基い
て、上記熱交換器に供給される被加熱流体の流量の変動
に従って値が変動する数値を順次算出する数値算出手段
と、先に算出された上記数値と今回算出した数値との間
に変動があるか否かを判定する手段と、この判定手段が
変動ありと判定したとき今回算出された数値と先に算出
された数値とそのときの被加熱流体の温度と入口温度と
に基いて上記出口温度を所定値に維持するために必要な
上記加熱流体の圧力変動分を算出し、上記圧力調整手段
に供給する第１の圧力修正値算出手段と、上記入口温度
に変化があるか否かを検出する手段と、この検出手段が
上記入口温度の変化を検出したとき上記入口温度の変動
分と上記数値とに基いて上記出口温度を上記所定値に維
持するために必要な上記加熱流体の圧力変動分を算出
し、上記圧力調整手段に供給する第２の圧力修正値算出
手段とを、具備する流体連続加熱装置の温度制御装置。 - 【請求項２】被加熱流体と加熱流体とが連続的に供給さ
れ上記加熱流体からの熱伝達によって上記被加熱流体を
加熱する熱交換器と、この熱交換器に供給される上記加
熱流体の圧力を調整する圧力調整手段と、上記熱交換器
に供給される上記加熱流体の温度を検出する加熱流体温
度検出手段と、上記熱交換器に供給される上記被加熱流
体の入口温度を検出する入口温度検出手段と、上記熱交
換器から出力される上記被加熱流体の出口温度を検出す
る出口温度検出手段と、上記検出された各温度に基い
て、上記熱交換器に供給される被加熱流体の流量に従っ
て値が変動する数値を順次算出する数値算出手段と、上
記熱交換器に供給される被加熱流体の流量を検出する流
量検出手段と、上記検出された流量に変動があるか否か
を判断する手段と、上記流量に変動があると上記判断手
段が判断したとき上記算出された数値を上記流量の変動
に応じて補正する数値補正手段と、補正された数値と上
記数値とそのときの被加熱流体の温度と入口温度とに基
いて上記出口温度を所定値に維持するために必要な上記
被加熱流体の圧力変動分を算出し、上記圧力調整手段に
供給する第１の圧力修正値算出手段と、上記出口温度の
変動があるか否かを判定する手段と、上記出口温度が変
動していると上記判定手段が判定したとき上記出口温度
の変動分と上記算出された数値とに基いて上記出口温度
を上記所定値に維持するために必要な上記加熱流体の圧
力変動分を算出し、上記圧力調整手段に供給する第２の
圧力修正値算出手段とを、具備する流体連続加熱装置の
温度制御装置。 - 【請求項３】被加熱流体と加熱流体とが連続的に供給さ
れ上記加熱流体からの熱伝達によって上記被加熱流体を
加熱する熱交換器と、この熱交換器に供給される上記加
熱流体の圧力を調整する圧力調整手段と、上記熱交換器
に供給される上記加熱流体の温度を検出する加熱流体温
度検出手段と、上記熱交換器に供給される上記被加熱流
体の入口温度を検出する入口温度検出手段と、上記熱交
換器から出力される上記被加熱流体の出口温度を検出す
る出口温度検出手段と、上記検出された各温度に基い
て、上記熱交換器に供給される被加熱流体の流量の変動
に従って値が変動する数値を順次算出する数値算出手段
と、上記熱交換器に供給される被加熱流体の流量を検出
する流量検出手段と、上記検出された流量に変動がある
か否かを判断する手段と、上記流量に変動があると上記
判断手段が判断したとき上記算出された数値を上記流量
の変動に応じて補正する数値補正手段と、補正された数
値と上記数値とそのときの被加熱流体の温度と入口温度
とに基いて上記出口温度を所定値に維持するために必要
な上記加熱流体の圧力変動分を算出し、上記圧力調整手
段に供給する第１の圧力修正値算出手段と、上記入口温
度の変動があるか否かを判定する手段と、上記入口温度
が変動していると上記判定手段が判定したとき上記入口
温度の変動分と上記算出された数値とに基いて上記入口
温度を上記所定値に維持するために必要な上記加熱流体
の圧力変動分を算出し、上記圧力調整手段に供給する第
２の圧力修正値算出手段とを、具備する流体連続加熱装
置の温度制御装置。 - 【請求項４】上記加熱流体の温度検出手段が、上記加熱
流体の圧力検出手段と、この検出された圧力を温度に換
算する換算手段とを備える請求項（１）、（２）または
（３）記載の流体連続加熱装置の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033453A JPH081330B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体連続加熱装置の温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63033453A JPH081330B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体連続加熱装置の温度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208652A JPH01208652A (ja) | 1989-08-22 |
| JPH081330B2 true JPH081330B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=12386953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63033453A Expired - Fee Related JPH081330B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体連続加熱装置の温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081330B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2725716B2 (ja) * | 1991-03-06 | 1998-03-11 | 東京瓦斯株式会社 | 減圧ボイラ式気化器に於ける不凝縮性ガスの検出方法及び不凝縮性ガスの検出を伴う減圧ボイラ式気化器の制御方法 |
| JP2725715B2 (ja) * | 1991-03-06 | 1998-03-11 | 東京瓦斯株式会社 | 減圧ボイラ式気化器の制御装置 |
| JP3042637B2 (ja) * | 1991-03-06 | 2000-05-15 | 東京瓦斯株式会社 | 減圧ボイラ式気化器の制御方法 |
| DE102011016198A1 (de) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Robert Bosch Gmbh | Durchlaufhitzer |
| JP6895170B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2021-06-30 | 株式会社ミヤワキ | フィードフォワード制御型給湯システムおよび給湯方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57120003A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-26 | Tlv Co Ltd | Heat exchanger type drain recovery apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132347U (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-20 |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP63033453A patent/JPH081330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57120003A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-26 | Tlv Co Ltd | Heat exchanger type drain recovery apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01208652A (ja) | 1989-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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