JPH0916266A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力流体の一次圧が経年的に変化した場合
に、流量調節器のゲインを自動的に調節して、安定した
流量制御を行わせる。 【構成】 一次側の圧力流体３を流量制御弁５を介して
二次側設定圧力流体６として供給する装置の流量制御弁
５を制御する装置であって、流量検出信号２９と流量指
令信号２６から流量制御弁５を制御する流量調節器３４
と、流量検出信号２９から初期一次圧力信号３７を得る
関数発生器３６と、流量検出信号２９から模擬二次圧力
信号３９を得る関数発生器３８と、初期一次圧力信号３
７と模擬二次圧力信号３９から初期制御差圧信号４１を
得る引算器４０と、圧力検出信号４２と模擬二次圧力信
号３９から現在の差圧信号４３を得る引算器４４と、初
期制御差圧信号４１と現在の差圧信号４３から比の信号
４５を得る割算器４６と、比の信号４５に基づいたゲイ
ン補正信号４８を流量調節器３４に出力する関数発生器
４７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流量制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、冷熱発電設備に適用した従来の
流量制御装置の一例を示すものであって、液化ガス等が
貯蔵されている貯蔵タンク１等にポンプ等の加圧源２が
接続されており、該加圧源２によって例えば約７０ｋに
昇圧された圧力流体３は、一次側配管４を介して流量制
御弁５に導かれて圧力が調節されるようになっている。

【０００３】該流量制御弁５により圧力が調節された二
次側設定圧力流体６は、二次側配管７を介して気化器８
に導かれ、海水９との熱交換によって気化される。高圧
タービン１１入口には圧力計１９が設けてあり該圧力計
１９の圧力検出信号２０が５６ｋの圧力設定値２１に一
致するようにタービン加減弁１７の開度を調節するター
ビン入口圧力調節器２２が設けられている。ガス１０
は、高圧タービン１１に導かれて該高圧タービン１１を
回転することにより発電機１２を駆動し、更に、冷熱タ
ービン加熱器１３により加熱された後、低圧タービン１
４に導かれて該低圧タービン１４を回転することにより
発電機１２を駆動し、その後例えば約４．５ｋの送給ガ
ス１５となって送給配管１６により火力発電所等に燃料
等として供給されるようになっている。

【０００４】又、タービン停止中は前記高圧タービン１
１入側の二次側配管７と、低圧タービン１４出側の送給
配管１６との間を接続しているタービンバイパス弁１７
ａを備えたタービンバイパス配管１８をガス１０が流れ
るようになっており、更に圧力計１９の圧力検出信号２
０が５６ｋの圧力設定値２１に一致するように前記ター
ビンバイパス弁１７ａの開度を調節するタービン入口圧
力調節器２２ａが設けられている。

【０００５】一方、前記送給配管１６に送給ガス１５の
圧力を検出する圧力計２３を設け、該圧力計２３からの
圧力検出信号２４が４．５ｋの送給ガス圧設定値２５に
一致するように流量指令信号２６を出力する指令調節器
２７を設けると共に、前記加圧源２の出口に液化ガスか
らなる圧力流体３の流量を検出する流量計２８を設け、
該流量計２８からの流量検出信号２９が前記指令調節器
２７からの設定指令としての流量指令信号２６に一致す
るように前記流量制御弁５に制御信号３０を出力して流
量制御弁５の開度を調節する流量調節器３１を備えて、
カスケード制御回路を構成している。

【０００６】又、前記流量調節器３１には、手動によっ
て流量調節器３１のゲインを設定することができる手動
設定機構３２を備えている。

【０００７】上記において、貯蔵タンク１等に貯蔵され
た液化ガスは、加圧源２によって例えば約７０ｋに昇圧
されて圧力流体３となって一次側配管４により流量制御
弁５に導かれ、該流量制御弁５で圧力が調節された二次
側設定圧力流体６は気化器８に導かれて例えば約５６ｋ
のガス１０となって高圧タービン１１に導かれ、該高圧
タービン１１を回転することにより発電機１２を駆動
し、更に、冷熱タービン加熱器１３により加熱された
後、低圧タービン１４に導かれて該低圧タービン１４を
回転することにより発電機１２を駆動し、その後例えば
約４．５ｋの送給ガス１５となって送給配管１６に供給
される。

【０００８】この時、高圧タービン１１入口に設けた圧
力計１９の圧力検出信号２０が、タービン入口圧力調節
器２２又は２２ａに入力されている例えば５６ｋの圧力
設定値２１に一致するように、タービン入口に設けられ
たタービン加減弁１７又はタービンバイパス配管１８に
備えられたタービンバイパス弁１７ａの開度を調節す
る。

【０００９】一方、例えば４．５ｋの送給ガス圧設定値
２５が入力されている指令調節器２７に、前記送給配管
１６に設けた圧力計２３からの圧力検出信号２４が入力
されることにより、指令調節器２７は、前記圧力検出信
号２４を送給ガス圧設定値２５（４．５ｋ）に一致させ
るように流量指令信号２６を流量調節器３１に出力す
る。

【００１０】この時、流量調節器３１には、一次側配管
４に備えた流量計２８からの流量検出信号２９が入力さ
れているので、該流量検出信号２９が前記設定指令とし
ての流量指令信号２６に一致するように制御信号３０が
流量制御弁５に出力されて、該流量制御弁５の開度が調
節される。

【００１１】上記したような装置において、例えば加圧
源２等の装置が損傷するなどによって取替えたり、或い
はオーバーオールしたような場合に、一次側配管４の圧
力流体３の一次圧が経年的に変化する場合がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、一次側配
管４の圧力流体３の一次圧が経年的に変化した場合に
は、一次側配管４を流れる圧力流体３の圧力と流量の関
係が予め定められている流量制御弁５のＣｖ値（弁流量
係数）が変化することになり、そのために流量制御弁５
の開度を調節している流量調節器３１の性能が実際のも
のと一致しなくなり、よって良好な制御性を保つことが
不可能になってしまう問題がある。

【００１３】このため、従来では、前記したように圧力
流体３の一次圧が経年的に変化した場合には、手動設定
機構３２を操作して流量調節器３１のゲインを適当に調
節しては装置の運転を行うという作業を繰返すことによ
り、制御を安定した状態に保つようにしている。

【００１４】しかし、前記した従来方式では、安定した
制御状態が得られるまで、手動による調節を繰返す必要
があるために、調節作業に長時間を要し、また調整をす
る要員を確保する必要があるために効率的でないという
問題を有していた。

【００１５】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、圧力流体の一次圧が経年的に変化した場合に、流量
調節器のゲインを自動的に調節して、常に安定した流量
の制御を行えるようにした流量制御装置を提供すること
を目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の流量制御装置
は、加圧源２に接続された一次側配管４の圧力流体３
を、流量制御弁５を介して二次側設定圧力流体６として
二次側配管７に供給するようにしている装置の前記流量
制御弁５を制御する流量制御装置であって、前記一次側
配管４に設置した流量計２８及び圧力計３３と、前記流
量計２８の流量検出信号２９と流量指令信号２６とを入
力して前記流量制御弁５に制御信号３５を出力する流量
調節器３４と、前記流量計２８の流量検出信号２９を入
力して、経年変化以前の流量−一次圧力の初期設定から
初期一次圧力信号３７を出力する関数発生器３６と、前
記流量計２８の流量検出信号２９を入力して、二次側設
定圧力を得るのに必要な二次側配管７の圧損を加えた二
次圧力を模擬して模擬二次圧力信号３９を出力する関数
発生器３８と、前記初期一次圧力信号３７と模擬二次圧
力信号３９とを入力して引算することにより初期制御差
圧信号４１を出力する引算器４０と、前記圧力計３３の
圧力検出信号４２と前記模擬二次圧力信号３９とを入力
して引算することにより現在の差圧信号４３を出力する
引算器４４と、前記初期制御差圧信号４１と現在の差圧
信号４３とを割算して比の信号４５を出力する割算器４
６と、該割算器４６からの比の信号４５を入力して該比
の信号４５に応じたゲイン補正信号４８を前記流量調節
器３４に出力する関数発生器４７とを備えたことを特徴
としている。

【００１７】

【作用】本発明では、圧力流体３の一次圧が経年的に変
化すると、初期制御差圧信号４１と現在の差圧信号４３
との間に差が生じて、割算器４６からの比の信号４５が
変化し、よって比の信号４５を入力している関数発生器
４７からのゲイン補正信号４８も変化して流量調節器３
４のゲインが自動的に調節されるので、前記一次圧が変
化しても、流量制御弁５の差圧が自動的に修正されて良
好な制御性を保つことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１９】図１は、前記図５の従来の装置に適用した
本発明の一実施例を示したもので、図中同一の符号を付
したものは同一物を表わしている。

【００２０】図１に示すように、加圧源２に接続された
一次側配管４の圧力流体３を、流量制御弁５を介して二
次側設定圧力流体６として二次側配管７に供給するよう
にしている装置において、圧力流体３の一次圧が経年的
に変化した場合には、流量制御弁５の前後の差圧が変化
することになる。

【００２１】このため、一次側配管４に流量計２８と圧
力計３３を設置し、前記流量計２８の流量検出信号２９
が流量調節器３４に入力されており、又該流量調節器３
４には、図５に示した指令調節器２７からの設定指令と
しての流量指令信号２６が入力されていて、前記流量検
出信号２９が流量指令信号２６に一致するように制御信
号３５を流量制御弁５に出力するようになっている。

【００２２】前記流量計２８からの流量検出信号２９
は、関数発生器３６に入力されており、該関数発生器３
６は、図２に示すように、経年変化以前の流量−一次圧
力の初期設定に基づいた初期一次圧力信号３７を出力す
るようになっている。

【００２３】また、前記流量計２８からの流量検出信号
２９は、関数発生器３８に入力されており、該関数発生
器３８は、図３に示すように、二次側設定圧力（５６
ｋ）を得るのに必要な二次側配管７の圧損を加えた二次
圧力を流量に対して模擬して模擬二次圧力信号３９を出
力するようになっている。

【００２４】前記関数発生器３６からの初期一次圧力信
号３７と、前記関数発生器からの模擬二次圧力信号３９
とを入力して引算することにより、初期制御差圧信号４
１を出力する引算器４０を設けている。

【００２５】一方、前記圧力計３３からの圧力検出信号
４２と、前記関数発生器３８からの模擬二次圧力信号３
９とを入力して引算することにより、現在の差圧信号４
３を出力する引算器４４を設けている。

【００２６】更に、前記初期制御差圧信号４１（ａ）と
現在の差圧信号４３（ｂ）とを入力して、ｂ／ａの割算
を行うことにより比の信号４５を出力する割算器４６を
設け、該割算器４６からの比の信号４５を関数発生器４
７に入力している。

【００２７】関数発生器４７は、図４に示すように、前
記比の信号４５に応じたゲイン補正信号４８を前記流量
調節器３４に出力して、該流量調節器３４のゲインを自
動的に調節するようにしている。一例を示すと次の表１
のようになる。

【００２８】

【表１】

【００２９】即ち、流量制御弁５の弁流量係数Ｃｖは

【数１】Ｃｖ＝Ｑ／√ΔＰ Ｑ ：流量 ΔＰ：差圧 であるから前記関数発生器４７にて

【数２】１／√ΔＰの経年変化の比＝１／√ｂ／√ａ を組んで、この値により流量調節器３４のゲインを補正
するようにしている。

【００３０】次に上記実施例の作用を説明する。

【００３１】前記したように、一次側配管４の圧力流体
３の流量が流量計２８により検出されて、流量検出信号
２９が流量調節器３４に入力され、また流量調節器３４
に、指令調節器２７からの流量指令信号２６が設定指令
として入力されていることにより、前記流量検出信号２
９が流量指令信号２６に一致するように流量制御弁５に
制御信号３５が出力されて、流量制御弁５の開度が調節
されて、送給ガス１５の圧力が４．５ｋに保持される。

【００３２】この時、前記流量計２８からの流量検出信
号２９が関数発生器３６に入力されており、該関数発生
器３６は、図２に示すように、経年変化以前の流量−一
次圧力の初期設定に基づいた初期一次圧力信号３７を出
力し、また、前記流量計２８からの流量検出信号２９が
関数発生器３８に入力されており、該関数発生器３８
は、図３に示すように、二次側設定圧力（５６ｋ）を得
るのに必要な二次側配管７の圧損を加えた二次圧力を模
擬して模擬二次圧力信号３９を出力する。

【００３３】前記関数発生器３６からの初期一次圧力信
号３７と、前記関数発生器からの模擬二次圧力信号３９
とが引算器４０に力されて引算されることにより、初期
制御差圧信号４１が出力され、また、圧力計３３からの
圧力検出信号４２と、前記関数発生器３８からの模擬二
次圧力信号３９とが引算器４４に入力されて引算される
ことにより、現在の差圧信号４３が出力される。

【００３４】更に、前記初期制御差圧信号４１と現在の
差圧信号４３とが割算器４６に入力されて、割算器４６
は、現在の差圧信号４３を初期制御差圧信号４１で割る
割算を行い、比の信号４５を関数発生器４７に出力す
る。

【００３５】関数発生器４７は、図４に示すように、前
記比の信号４５に応じたゲイン補正信号４８を前記流量
調節器３４に出力して、該流量調節器３４のゲインを自
動的に調節する。

【００３６】上記において、加圧源２から流量制御弁５
に導かれる圧力流体３の一次圧に変化がない場合には、
初期制御差圧信号４１と現在の差圧信号４３との間には
殆ど差がなく、よって比の信号４５は例えば「１」を示
し、よってゲイン補正信号４８も「１」を示すことにな
る。

【００３７】加圧源２の取替え等によって、圧力流体３
の一次圧が経年的に変化した場合には、流量制御弁５の
前後の差圧が変化することになる。

【００３８】この場合は、初期制御差圧信号４１と現在
の差圧信号４３との間に差が生じ、よって比の信号４５
は例えば「１」より大きいか、或いは小さい値を示し、
よってゲイン補正信号４８も「１」より大きいか、或い
は小さい値を示すことになる。

【００３９】従って、流量調節器３４は、前記ゲイン補
正信号４８によって自動的にゲインが調節され、よって
一次圧が変化しても、その変化に応じて流量制御弁５の
差圧を自動的に修正し、送給ガス１５の圧力を４．５ｋ
に安定して制御できるようになる。

【００４０】尚、上記実施例においては、冷熱発電設備
に適用した場合の流量制御装置について説明したが、本
発明は上記装置以外の種々の装置の流量制御に適用する
ことができるものである。

【００４１】

【発明の効果】本発明の流量制御装置によれば、圧力流
体３の一次圧が経年的に変化すると、初期制御差圧信号
４１と現在の差圧信号４３との間に差が生じて、割算器
４６からの比の信号４５が変化し、よって比の信号４５
を入力している関数発生器４７からのゲイン補正信号４
８も変化して流量調節器３４のゲインが自動的に調節さ
れるので、前記一次圧が変化しても、流量制御弁５の差
圧を自動的に修正して安定した制御を行うことができる
優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】経年変化以前の流量−一次圧力の初期設定に基
づいた初期一次圧力信号３７の一例を示す線図である。

【図３】二次側設定圧力を得るのに必要な二次側配管の
圧損を加えた二次圧力を流量に対して模擬して得た模擬
二次圧力信号３９の一例を示す線図である。

【図４】比の信号とゲインの関係を示す線図である。

【図５】従来の流量制御装置の一例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

２ 加圧源 ３ 圧力流体 ４ 一次側配管 ５ 流量制御弁 ６ 二次側設定圧力流体 ７ 二次側配管 ２６ 流量指令信号 ２８ 流量計 ２９ 流量検出信号 ３３ 圧力計 ３４ 流量調節器 ３５ 制御信号 ３６ 関数発生器 ３７ 初期一次圧力信号 ３８ 関数発生器 ３９ 模擬二次圧力信号 ４０ 引算器 ４１ 初期制御差圧信号 ４２ 圧力検出信号 ４３ 現在の差圧信号 ４４ 引算器 ４５ 比の信号 ４６ 割算器 ４７ 関数発生器 ４８ ゲイン補正信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧源２に接続された一次側配管４の圧
   力流体３を、流量制御弁５を介して二次側設定圧力流体
   ６として二次側配管７に供給するようにしている装置の
   前記流量制御弁５を制御する流量制御装置であって、前
   記一次側配管４に設置した流量計２８及び圧力計３３
   と、前記流量計２８の流量検出信号２９と流量指令信号
   ２６とを入力して前記流量制御弁５に制御信号３５を出
   力する流量調節器３４と、前記流量計２８の流量検出信
   号２９を入力して、経年変化以前の流量−一次圧力の初
   期設定から初期一次圧力信号３７を出力する関数発生器
   ３６と、前記流量計２８の流量検出信号２９を入力し
   て、二次側設定圧力を得るのに必要な二次側配管７の圧
   損を加えた二次圧力を模擬して模擬二次圧力信号３９を
   出力する関数発生器３８と、前記初期一次圧力信号３７
   と模擬二次圧力信号３９とを入力して引算することによ
   り初期制御差圧信号４１を出力する引算器４０と、前記
   圧力計３３の圧力検出信号４２と前記模擬二次圧力信号
   ３９とを入力して引算することにより現在の差圧信号４
   ３を出力する引算器４４と、前記初期制御差圧信号４１
   と現在の差圧信号４３とを割算して比の信号４５を出力
   する割算器４６と、該割算器４６からの比の信号４５を
   入力して該比の信号４５に応じたゲイン補正信号４８を
   前記流量調節器３４に出力する関数発生器４７とを備え
   たことを特徴とする流量制御装置。