JPWO2012127860A1 - Needle valve control system and fuel cell system - Google Patents

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Abstract

ニードル弁制御システム(500)は、駆動器と、駆動器の駆動力が付与されるニードルと、ニードルの先端を挿入する穴が形成されたオリフィスとを備えるニードル弁(5)と、ニードル弁(5)の開度と流体流量とを対応付けて記憶する情報記憶媒体(8)と、ニードル弁(5)の開度を制御する制御器(6)と、を備え、情報記憶媒体(8)は、流体流量が異なる場合における、流体流量とニードル弁(5)の開度との間の対応関係をそれぞれ記憶し、制御器(6)は、複数の対応関係から導かれる、流体流量とニードル弁(5)の開度との相関関数に従って、ニードル弁(5)の開度を制御する。  The needle valve control system (500) includes a needle valve (5) including a driver, a needle to which a driving force of the driver is applied, an orifice having a hole into which a tip of the needle is inserted, and a needle valve ( An information storage medium (8) for storing the opening degree of 5) and the fluid flow rate in association with each other, and a controller (6) for controlling the opening degree of the needle valve (5), the information storage medium (8) Stores the corresponding relationship between the fluid flow rate and the opening of the needle valve (5) when the fluid flow rates are different, and the controller (6) derives the fluid flow rate and the needle derived from the plurality of corresponding relationships. The opening degree of the needle valve (5) is controlled according to a correlation function with the opening degree of the valve (5).

Description

本発明はニードル弁制御システムおよび燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a needle valve control system and a fuel cell system.

流体(例えば、空気等)の流量を精度良くに調整するのに、ニードル弁を使用する場合がある。このようなニードル弁の特性は、ニードル弁の個体差等に左右される。   A needle valve may be used to accurately adjust the flow rate of a fluid (for example, air). The characteristics of such needle valves depend on individual differences among needle valves.

そこで、個々のデバイスの特性を示す情報を情報記憶媒体に記憶させて、ニードル弁の個体差に起因するデバイス個々の特性のばらつきを低減することを意図した技術がすでに提案されている(例えば 特許文献1参照)。   In view of this, there has already been proposed a technique intended to store information indicating the characteristics of individual devices in an information storage medium so as to reduce variations in individual characteristics of devices caused by individual differences in needle valves (for example, patents). Reference 1).

特開2000−220508号公報JP 2000-220508 A

しかし、特許文献1は、ニードル弁の開度を制御することは記載されていない。   However, Patent Document 1 does not describe controlling the opening degree of the needle valve.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来に比べ、ニードル弁の開度を精度良く制御できるニードル弁制御システムを提供することを目的とする。また、このようなニードル弁による流体流量の調整が行われる燃料電池システムを提供することも目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the needle valve control system which can control the opening degree of a needle valve with high precision compared with the past. It is another object of the present invention to provide a fuel cell system in which the fluid flow rate is adjusted by such a needle valve.

上記課題を解決するため、本発明のニードル弁制御システムは、駆動器と、
前記駆動器の駆動力が付与されるニードルと、前記ニードルの先端を挿入する穴が形成されたオリフィスとを備えるニードル弁と、
前記ニードル弁の開度と前記流体流量とを対応付けて記憶する情報記憶媒体と、
前記ニードルの開度を制御する制御器と、を備え、
前記情報記憶媒体は、前記流体流量が異なる場合における、前記流体流量と前記ニードル弁の開度との間の対応関係をそれぞれ記憶し、
前記制御器は、前記複数の対応関係から導かれる、前記流体流量と前記ニードルの開度との相関関数に従って、前記ニードル弁の開度を制御する。
In order to solve the above problems, a needle valve control system of the present invention includes a driver,
A needle valve comprising a needle to which a driving force of the driver is applied, and an orifice in which a hole for inserting a tip of the needle is formed;
An information storage medium for storing the opening degree of the needle valve and the fluid flow rate in association with each other;
A controller for controlling the opening of the needle,
The information storage medium stores a correspondence relationship between the fluid flow rate and the opening degree of the needle valve when the fluid flow rate is different, respectively.
The controller controls the opening degree of the needle valve according to a correlation function between the fluid flow rate and the opening degree of the needle, which is derived from the plurality of correspondence relationships.

かかる構成により、本発明のニードル弁制御システムは、従来に比べ、ニードル弁の開度を精度良く制御できる。   With this configuration, the needle valve control system according to the present invention can control the opening degree of the needle valve with higher accuracy than in the past.

本発明のニードル弁制御システムは、従来に比べ、ニードル弁の開度を精度良く制御できる。   The needle valve control system of the present invention can control the opening degree of the needle valve with higher accuracy than in the prior art.

図1は、ニードル弁の一例を示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a needle valve. 図2は、ニードル弁の検査システムの一例を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a needle valve inspection system. 図3は、ニードル弁の検査の一例を示したフロー図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the needle valve inspection. 図4は、空気流量とニードル弁の補正量との間の対応関係から導かれる、空気流量とニードル弁の補正量との相関関数の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a correlation function between the air flow rate and the needle valve correction amount, which is derived from the correspondence between the air flow rate and the needle valve correction amount. 図5は、実施の形態1のニードル弁制御システムを備える発電装置の一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a power generation device including the needle valve control system according to the first embodiment. 図6は、ニードル弁制御システムによるニードル弁の開度制御の一例を示したフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing an example of needle valve opening control by the needle valve control system. 図7は、実施の形態1のニードル弁制御システムを備える燃料電池システムの一例を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a fuel cell system including the needle valve control system according to the first embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態1、2によって限定されない。
(実施の形態1)
[本実施の形態の基礎となった知見]
実施の形態1の具体的な構成及び動作を説明する前に、ニードル弁5の機械的な個体差について、本件発明者等が直目した事項を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following first and second embodiments.
(Embodiment 1)
[Knowledge that became the basis of this embodiment]
Before describing the specific configuration and operation of the first embodiment, the matters that the inventors of the present invention have in mind regarding the mechanical individual differences of the needle valve 5 will be described.

まず、ニードル弁5の一構成例について図1を参照しながら説明する。   First, a configuration example of the needle valve 5 will be described with reference to FIG.

図1は、ニードル弁の一例を示した断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a needle valve.

図1に示すように、ニードル弁5は、ステッピングモータ等の駆動器56の駆動力が付与される棒状のニードル51と、このニードル51と対をなしているオリフィス53とを備える。オリフィス53は、ニードル51の先端を挿入する穴52が形成されている。また、ニードル51は、Oリング55を介してブロック54に螺着されている。   As shown in FIG. 1, the needle valve 5 includes a rod-shaped needle 51 to which a driving force of a driver 56 such as a stepping motor is applied, and an orifice 53 that forms a pair with the needle 51. The orifice 53 has a hole 52 into which the tip of the needle 51 is inserted. The needle 51 is screwed to the block 54 via an O-ring 55.

ニードル51が、駆動器56の駆動力を用いてブロック54のネジ山に沿って回転すると、ニードル51は上下に動く。一方、ニードル51の先端は、テーパ状に加工されており、駆動器56の駆動力に基づいて穴52内に挿入される。このとき、ニードル51の回転に応じて、ニードル弁5の操作量(例えば、開度)が調整される。なお、ニードル弁5の開度は、例えば、穴52を平面視した場合の穴52における流体通過面積率(%)に対応するものとし、ニードル弁5の全閉状態(流体通過面積率がゼロ%)からニードル弁5の全開状態(流体通過面積率が100%)まで、ニードル弁5の開度を連続的に制御できる。   As the needle 51 rotates along the thread of the block 54 using the driving force of the driver 56, the needle 51 moves up and down. On the other hand, the tip of the needle 51 is tapered and is inserted into the hole 52 based on the driving force of the driver 56. At this time, the operation amount (for example, opening degree) of the needle valve 5 is adjusted according to the rotation of the needle 51. The opening degree of the needle valve 5 corresponds to, for example, the fluid passage area ratio (%) in the hole 52 when the hole 52 is viewed in plan, and the needle valve 5 is fully closed (the fluid passage area ratio is zero). %) To the fully open state of the needle valve 5 (the fluid passage area ratio is 100%), the opening degree of the needle valve 5 can be controlled continuously.

以上により、ニードル弁5は、流入側から入る流体の流量を微量調整し、流出側から適量の流体を送出できる。   As described above, the needle valve 5 can finely adjust the flow rate of the fluid entering from the inflow side, and can send out an appropriate amount of fluid from the outflow side.

ここで、ニードル弁5の個体差の一要因として、本件発明者等は、以下のようなニードル51の加工精度に着目している。   Here, as one factor of the individual difference of the needle valve 5, the present inventors pay attention to the processing accuracy of the needle 51 as follows.

図1に示すように、ニードル弁5は、ニードル51の先端が、針の如く尖った円錐形をしており、流体流量の微量な調整を可能になっている。ところが、ニードル51の加工精度には一定の限界があるので、ニードル51の先端を必ずしも所望の形状に加工できない場合がある。例えば、図1の二点鎖線ライン102に示す如く、ニードル51の先端の円錐面が、浪打ように偏倚する場合がある。また、ニードル51の先端点100と、ニードル51の回転中心101と、が、一致しない場合もある。   As shown in FIG. 1, in the needle valve 5, the tip of the needle 51 has a conical shape that is pointed like a needle, so that a minute amount of fluid flow can be adjusted. However, since the processing accuracy of the needle 51 has a certain limit, the tip of the needle 51 may not always be processed into a desired shape. For example, as shown by the two-dot chain line 102 in FIG. Further, the tip point 100 of the needle 51 and the rotation center 101 of the needle 51 may not match.

このようなニードル弁5の機械的な個体差では、ニードル弁5の個体差の補正に用いる量(以下、「ニードル弁5の補正量」と略す場合がある)は、予め設定される基準操作量に対して一定のオフセット値とはならず、ニードル弁5の開度に依存して、基準操作量からプラス側にシフトする可能性もマイナス側にシフトする可能性もある。   With such mechanical individual differences of the needle valve 5, an amount used for correcting the individual difference of the needle valve 5 (hereinafter sometimes abbreviated as “correction amount of the needle valve 5”) is a preset reference operation. Depending on the opening degree of the needle valve 5, there is a possibility that the reference operation amount may be shifted to the plus side or the minus side depending on the opening degree of the needle valve 5.

従って、本件発明者等は、ニードル弁5の補正量の適切な設定には、ニードル弁5の開度と流体流量との間の対応関係を複数個取る以下の検査を行い、これらの複数の対応関係から導かれる、ニードル弁5の開度と流体流量の相関関数を知る必要があると判断した。   Accordingly, the inventors of the present invention conducted the following inspections to obtain a plurality of correspondences between the opening degree of the needle valve 5 and the fluid flow rate in order to appropriately set the correction amount of the needle valve 5, and the plurality of these It was determined that it was necessary to know the correlation function between the opening degree of the needle valve 5 and the fluid flow rate, which was derived from the correspondence relationship.

[ニードル弁の検査法]
図2は、ニードル弁の検査システムの一例を示した図である。図3は、ニードル弁の検査の一例を示したフロー図である。
[Needle valve inspection method]
FIG. 2 is a diagram showing an example of a needle valve inspection system. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the needle valve inspection.

なお、本例では、ニードル弁5を用いて空気流量の微量な調整を行う場合のニードル弁5の検査を例示しているが、流体の種類は、空気に限定されない。   In this example, the inspection of the needle valve 5 in the case of performing a minute adjustment of the air flow rate using the needle valve 5 is illustrated, but the type of fluid is not limited to air.

図2(a)に示すように、検査システムは、空気の流量を所定流量に制御するマスフローコントローラ200と、空気が流れている場合のニードル弁5の上流側と下流側との差圧(ニードル弁5の圧力損失)を測定する圧力計201と、を備える。   As shown in FIG. 2A, the inspection system includes a mass flow controller 200 that controls the flow rate of air to a predetermined flow rate, and a differential pressure (needle) between the upstream side and the downstream side of the needle valve 5 when air is flowing. And a pressure gauge 201 for measuring the pressure loss of the valve 5.

また、図2(b)には、ニードル弁5を流れる空気流量とニードル弁5の基準圧力(差圧)とによって特定されるニードル弁5の基準操作量(開度:α%)が示されている。ニードル弁5の基準操作量は、検査システムの制御系のコンピュータ(図示せず)に記憶されているものする。そして、この基準操作量を用いて、個々のニードル弁5の補正量が、出荷前のニードル弁5の製造工程において測定され、適宜の情報記憶媒体(例えば、EEPROM)に記憶される。   FIG. 2B shows a reference operation amount (opening: α%) of the needle valve 5 specified by the flow rate of air flowing through the needle valve 5 and the reference pressure (differential pressure) of the needle valve 5. ing. The reference operation amount of the needle valve 5 is stored in a computer (not shown) of the control system of the inspection system. Then, using this reference operation amount, the correction amount of each needle valve 5 is measured in the manufacturing process of the needle valve 5 before shipment, and stored in an appropriate information storage medium (for example, EEPROM).

なお、ここでは、検査システムの検査ポイントとして、q1[NLM]、q2[NLM]、q3[NLM]の空気流量が例示され、空気流量q1、q2、q3のそれぞれに対応する基準操作量(開度α1、α2、α3)と、そのときの基準圧力(差圧)P1、P2、P3は、図3(c)の如く、テーブル化されている。なお、検査ポイントの数は、これに限定されるものではなく、複数個であればよい。例えば、検査ポイントは、3以上でもいい。   Here, as the inspection points of the inspection system, the air flow rates of q1 [NLM], q2 [NLM], q3 [NLM] are exemplified, and the reference operation amounts (open) corresponding to the air flow rates q1, q2, q3, respectively. The degrees α1, α2, α3) and the reference pressures (differential pressures) P1, P2, P3 at that time are tabulated as shown in FIG. Note that the number of inspection points is not limited to this, and a plurality of inspection points may be used. For example, the inspection point may be 3 or more.

まず、図3に示すように、ニードル弁5の操作量が、所定の空気流量に対応するニードル弁5の基準操作量に設定される(ステップS401)。なお、以下では、空気流量q1に対応するニードル弁5の基準操作量(開度α1)の場合を例にとり、説明する。   First, as shown in FIG. 3, the operation amount of the needle valve 5 is set to the reference operation amount of the needle valve 5 corresponding to a predetermined air flow rate (step S401). In the following description, the case of the reference operation amount (opening angle α1) of the needle valve 5 corresponding to the air flow rate q1 will be described as an example.

空気流量q1の空気がニードル弁5を流れるように、マスフローコントローラ200が調整される(ステップS402)。   The mass flow controller 200 is adjusted so that air at the air flow rate q1 flows through the needle valve 5 (step S402).

この状態で、ニードル弁5の圧力損失が、圧力計201を用いて測定され、圧力計201の測定値と、ニードル弁5の開度α1に対応する基準圧力P1と、が比較される。そして、両者の差が、所定範囲内(例えば、±5%内)にあるか否かが判定される(ステップS403)。   In this state, the pressure loss of the needle valve 5 is measured using the pressure gauge 201, and the measured value of the pressure gauge 201 is compared with the reference pressure P1 corresponding to the opening degree α1 of the needle valve 5. Then, it is determined whether or not the difference between the two is within a predetermined range (for example, within ± 5%) (step S403).

ステップS403において、圧力計201の測定値と基準圧力P1との差が所定範囲外の場合、次の判定ステップに進み、圧力計201の測定値と、基準圧力P1との大小関係が判定される(ステップS404)。   In step S403, when the difference between the measured value of the pressure gauge 201 and the reference pressure P1 is outside the predetermined range, the process proceeds to the next determination step, and the magnitude relationship between the measured value of the pressure gauge 201 and the reference pressure P1 is determined. (Step S404).

ステップ404において、圧力計201の測定値が、基準圧力P1よりも大きい場合、ニードル弁5の操作量を所定量β(例えば、開度1%)分、増やすようにして、ニードル弁5の開度が再設定される(ステップS405)。そして、ステップS403以降の動作が再び実行される。   In step 404, if the measured value of the pressure gauge 201 is larger than the reference pressure P1, the needle valve 5 is opened by increasing the operation amount of the needle valve 5 by a predetermined amount β (for example, opening degree 1%). The degree is reset (step S405). And the operation | movement after step S403 is performed again.

逆に、ステップ404において、圧力計201の測定値が、基準圧力P1よりも小さい場合、ニードル弁5の操作量を所定量β(例えば、開度1%)分、減らすようにして、ニードル弁5の開度が再設定される(ステップS406)。そして、ステップS403以降の動作が再び実行される。   Conversely, if the measured value of the pressure gauge 201 is smaller than the reference pressure P1 in step 404, the operation amount of the needle valve 5 is decreased by a predetermined amount β (for example, opening degree 1%), and the needle valve The opening degree of 5 is reset (step S406). And the operation | movement after step S403 is performed again.

ステップS403において、圧力計201の測定値と基準圧力P1との差が所定範囲内の場合、このときのニードル弁5の補正量が、情報記憶媒体に記憶される(ステップS407)。ニードル弁5の補正量としては、情報記憶媒体に、例えば、ステップS403〜ステップS406において特定された、ニードル弁5の最終の開度を記憶してもいいし、ステップS403〜ステップS406において特定された、ニードル弁5の開度α1からの偏倚量を記憶してもいい。   In step S403, when the difference between the measured value of the pressure gauge 201 and the reference pressure P1 is within a predetermined range, the correction amount of the needle valve 5 at this time is stored in the information storage medium (step S407). As the correction amount of the needle valve 5, for example, the final opening degree of the needle valve 5 specified in step S403 to step S406 may be stored in the information storage medium, or specified in step S403 to step S406. Further, the amount of deviation from the opening degree α1 of the needle valve 5 may be stored.

その後、全ての検査ポイント(本例では、空気流量q1、q2、q3)において、ニードル弁5が検査されたか否かが判定される(ステップS408)。   Thereafter, it is determined whether or not the needle valve 5 has been inspected at all the inspection points (in this example, the air flow rates q1, q2, and q3) (step S408).

例えば、空気流量q2に対応するニードル弁5の検査が行われていない場合、空気流量をq1からq2に変更した後(ステップS409)、ステップS401において、空気流量q2に対応するニードル弁5の基準操作量(開度α2)が設定される。そして、ステップS402以降の動作が実行される。   For example, when the needle valve 5 corresponding to the air flow rate q2 is not inspected, the air flow rate is changed from q1 to q2 (step S409), and then in step S401, the reference of the needle valve 5 corresponding to the air flow rate q2 An operation amount (opening α2) is set. And the operation | movement after step S402 is performed.

一方、全ての検査ポイントにおいて、ニードル弁5が検査された場合、ニードル弁5の検査フローが終了する。   On the other hand, when the needle valve 5 is inspected at all inspection points, the inspection flow of the needle valve 5 ends.

このようにして、製造工程において、ニードル弁5の特性が、個々に測定され、所定流量を流すのに必要な所望の開度が、ニードル弁5の補正量として情報記憶媒体に記憶される。   In this way, in the manufacturing process, the characteristics of the needle valve 5 are individually measured, and a desired opening required for flowing a predetermined flow rate is stored in the information storage medium as a correction amount of the needle valve 5.

具体的には、情報記憶媒体は、空気流量が異なる場合(本例では、q=q1、q=q2、q=q3の場合)における、空気流量とニードル弁5の補正量との間の対応関係をそれぞれ記憶する。そして、かかる対応関係から導かれる、空気流量とニードル弁の補正量との相関関数に従って、ニードル弁5の開度がニードル51の駆動により制御される。   Specifically, the information storage medium has a correspondence between the air flow rate and the correction amount of the needle valve 5 when the air flow rate is different (in this example, q = q1, q = q2, q = q3). Remember each relationship. Then, the opening degree of the needle valve 5 is controlled by driving the needle 51 in accordance with the correlation function between the air flow rate and the correction amount of the needle valve, which is derived from the correspondence relationship.

図4は、空気流量とニードル弁の補正量との間の対応関係から導かれる、空気流量とニードル弁の補正量との相関関数の一例を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a correlation function between the air flow rate and the needle valve correction amount, which is derived from the correspondence between the air flow rate and the needle valve correction amount.

上記相関関数は、例えば、図4に例示するように、空気流量とニードル弁5の補正量との間の対応関係同士を直線補間することにより容易に求めることができる。   For example, as shown in FIG. 4, the correlation function can be easily obtained by linearly interpolating the correspondence between the air flow rate and the correction amount of the needle valve 5.

図4に示す例では、流体流量ゼロとニードル弁5の開度(ゼロ)との間の対応関係を表すデータ300と、流体流量q1とニードル弁5の開度α1との間の対応関係を表すデータ301と、が直線補間され、これにより、相関関数FAが導かれる。すると、この相関関数FAに従って、空気流量ゼロから空気流量q1の間の空気流量において、ニードル弁5の開度を設定できる。   In the example shown in FIG. 4, the data 300 representing the correspondence between zero fluid flow and the opening (zero) of the needle valve 5 and the correspondence between the fluid flow q1 and the opening α1 of the needle valve 5 are shown. The data 301 to be represented is linearly interpolated, and thereby the correlation function FA is derived. Then, according to the correlation function FA, the opening degree of the needle valve 5 can be set at an air flow rate between zero air flow rate and air flow rate q1.

また、流体流量q1とニードル弁5の開度α1との間の対応関係を表すデータ301と、流体流量q2とニードル弁5の開度α2との間の対応関係を表すデータ302と、が直線補間され、これにより、相関関数FBが導かれる。すると、この相関関数FBに従って、空気流量q1から空気流量q2の間の空気流量において、ニードル弁5の開度を設定できる。   Further, the data 301 representing the correspondence between the fluid flow rate q1 and the opening α1 of the needle valve 5 and the data 302 representing the correspondence between the fluid flow q2 and the opening α2 of the needle valve 5 are linear. Interpolation, which leads to the correlation function FB. Then, according to this correlation function FB, the opening degree of the needle valve 5 can be set at the air flow rate between the air flow rate q1 and the air flow rate q2.

また、流体流量q2とニードル弁5の開度α2との間の対応関係を表すデータ302と、流体流量q3とニードル弁5の開度α3との間の対応関係を表すデータ303と、が直線補間され、これにより、相関関数FCが導かれる。すると、この相関関数FCに従って、空気流量q2から空気流量q3の間の空気流量において、ニードル弁5の開度を設定できる。   Further, the data 302 representing the correspondence between the fluid flow rate q2 and the opening α2 of the needle valve 5 and the data 303 representing the correspondence between the fluid flow q3 and the opening α3 of the needle valve 5 are linear. Interpolation, and thereby a correlation function FC is derived. Then, according to this correlation function FC, the opening degree of the needle valve 5 can be set at the air flow rate between the air flow rate q2 and the air flow rate q3.

以上により、本実施形態では、ニードル弁5の個体間の特性のばらつきが抑制される。特に、ニードル弁5の機械的な個体差では、ニードル弁5の補正量は、予め設定される基準操作量に対して一定のオフセット値とはならず、ニードル弁5の開度に依存して、基準操作量からプラス側にシフトする可能性もマイナス側にシフトする可能性もあるが、かかる状況でも、ニードル弁5の個体間の特性のばらつきを適切に抑制できる。   As described above, in this embodiment, variation in characteristics of the needle valve 5 among individuals is suppressed. In particular, due to mechanical individual differences of the needle valve 5, the correction amount of the needle valve 5 is not a constant offset value with respect to a preset reference operation amount, but depends on the opening of the needle valve 5. Although there is a possibility of shifting from the reference operation amount to the plus side or to the minus side, even in such a situation, variation in characteristics among the individual needle valves 5 can be appropriately suppressed.

本発明は、このような知見に基づいて案出できたものであり、
第1の発明のある形態(aspect)のニードル弁制御システムは、
駆動器と、
駆動器の駆動力が付与されるニードルと、ニードルの先端を挿入する穴が形成されたオリフィスとを備えるニードル弁と、
ニードル弁の開度と流体流量とを対応付けて記憶する情報記憶媒体と、
ニードル弁の開度を制御する制御器と、を備え、
情報記憶媒体は、流体流量が異なる場合における、流体流量とニードル弁の開度との間の対応関係をそれぞれ記憶し、
制御器は、複数の対応関係から導かれる、流体流量とニードル弁の開度との相関関数に従って、ニードル弁の開度を制御する。
The present invention has been devised based on such knowledge,
An aspect of the aspect of the first invention is a needle valve control system,
A driver,
A needle valve comprising a needle to which a driving force of a driver is applied, and an orifice in which a hole for inserting the tip of the needle is formed;
An information storage medium for storing the opening of the needle valve and the fluid flow rate in association with each other;
A controller for controlling the opening of the needle valve,
The information storage medium stores the correspondence relationship between the fluid flow rate and the opening degree of the needle valve when the fluid flow rate is different,
The controller controls the opening degree of the needle valve according to a correlation function between the fluid flow rate and the opening degree of the needle valve, which is derived from a plurality of correspondence relationships.

これにより、従来に比べ、ニードル弁の開度を精度良く制御できる。   Thereby, the opening degree of the needle valve can be controlled with higher accuracy than in the past.

第2の発明のある形態は、第1の発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、情報記憶媒体が、複数の異なる流体流量に対応するニードル弁の基準操作量を記憶し、制御器が、前記基準操作量からの偏倚量に基づいてニードル弁の開度を導いてもよい。   According to a second aspect of the present invention, in the needle valve control system according to the first aspect of the present invention, the information storage medium stores a reference operation amount of the needle valve corresponding to a plurality of different fluid flow rates, and the controller includes: The opening degree of the needle valve may be derived based on a deviation amount from the reference operation amount.

第3の発明のある形態は、第1の発明又は第2の発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、制御器が、複数の対応関係同士を直線補間することにより上記の相関関数を導いてもよい。   According to a third aspect of the invention, in the needle valve control system according to the first aspect of the invention or the second aspect of the invention, the controller derives the correlation function by linearly interpolating a plurality of corresponding relationships. Also good.

第4の発明のある形態は、第1〜第3のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、複数の対応関係のうちの一つが、流体流量がゼロであってもよい。   According to a fourth aspect of the present invention, in the needle valve control system according to any one of the first to third aspects, one of the plurality of correspondence relationships may have a fluid flow rate of zero.

第5の発明のある形態は、第1〜第4のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、複数の対応関係の数が、少なくとも3以上であってもよい。   According to a fifth aspect of the present invention, in the needle valve control system according to any one of the first to fourth aspects, the number of the plurality of correspondence relationships may be at least three.

第6の発明のある形態は、第1〜第5のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、情報記憶媒体が、不揮発性メモリであり、ニードル弁の製造番号、製造ロットおよび製造時期のうちの少なくとも1つが、更に記憶されていてもよい。   According to a sixth aspect of the invention, there is provided the needle valve control system according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein the information storage medium is a non-volatile memory, and the manufacturing number, manufacturing lot, and manufacturing of the needle valve At least one of the times may be further stored.

第7の発明のある形態は、第1〜第6のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、情報記憶媒体の補正情報が冗長化されていてもよい。   According to a seventh aspect of the invention, in the needle valve control system according to any one of the first to sixth aspects, the correction information of the information storage medium may be made redundant.

第8の発明のある形態は、第1〜第7のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムにおいて、制御器が、ニードル弁の出荷前の検査時、電源投入時、試運転時および発電待機時のうちの少なくともいずれかのとき、複数の対応関係を情報記憶媒体から読み出してもよい。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the needle valve control system according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the controller is inspected before the needle valve is shipped, at the time of power-on, at the time of trial operation, and at the time of power generation. A plurality of correspondence relationships may be read from the information storage medium at least at any one of the standby times.

第9の発明のある形態の燃料電池システムは、水素含有ガス中の一酸化炭素を、酸化剤ガスを用いて除去する一酸化炭素除去器を備える水素生成装置と、水素生成装置からの水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備え、第1〜第8のいずれかの発明のある形態のニードル弁制御システムのニードル弁が、酸化剤ガスが前記一酸化炭素除去器に供給される流路上に配されている。
[装置構成]
以下、ニードル弁5の開度を制御するニードル弁制御システムの具体例について説明する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a hydrogen generator including a carbon monoxide remover that removes carbon monoxide in a hydrogen-containing gas using an oxidant gas, and a hydrogen content from the hydrogen generator. A fuel cell that generates electricity using gas, and the needle valve of the needle valve control system according to any one of the first to eighth aspects of the invention supplies the oxidant gas to the carbon monoxide remover. It is arranged on the flow path.
[Device configuration]
Hereinafter, a specific example of the needle valve control system for controlling the opening degree of the needle valve 5 will be described.

図5は、実施の形態1のニードル弁制御システムを備える発電装置の一例を示した図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a power generation device including the needle valve control system according to the first embodiment.

なお、ここでは、発電装置1の発電に必要なガスの流量を、ニードル弁5を用いて調整する例が示されている。   Here, an example is shown in which the flow rate of gas necessary for power generation by the power generation apparatus 1 is adjusted using the needle valve 5.

図5に示すように、発電装置1は、直流電力を発電する発電器2と、発電器2から給電される直流電力を交流電力に変換するインバータ3と、発電器2の発電に必要なガスを供給するガス供給部4と、備える。   As shown in FIG. 5, the power generation device 1 includes a generator 2 that generates DC power, an inverter 3 that converts DC power fed from the generator 2 into AC power, and a gas necessary for power generation by the generator 2. A gas supply unit 4 for supplying

そして、ガス供給部4と発電器2とを連通するガス流路17に、上記のニードル弁5が配されている。   The needle valve 5 is disposed in a gas flow path 17 that communicates the gas supply unit 4 and the power generator 2.

そこで、ニードル弁制御システム500は、ニードル弁5の開度を、駆動器56(図1参照)によるニードル51の駆動により制御する制御器6と、制御器6及びニードル弁5を接続するケーブル7と、個々のニードル弁5の補正量を記憶する情報記憶媒体8が実装された情報記憶基板11(以下、「基板11」と略す)と、を備える。   Therefore, the needle valve control system 500 includes a controller 6 that controls the opening degree of the needle valve 5 by driving the needle 51 by a driver 56 (see FIG. 1), and a cable 7 that connects the controller 6 and the needle valve 5. And an information storage substrate 11 (hereinafter abbreviated as “substrate 11”) on which an information storage medium 8 that stores the correction amount of each needle valve 5 is mounted.

これにより、ガス供給部4からのガス流量が、ニードル弁5により微量調整される。   Thereby, the gas flow rate from the gas supply unit 4 is finely adjusted by the needle valve 5.

情報記憶媒体8は、例えば、EPROMやEEPROM等の不揮発性メモリが例示される。   The information storage medium 8 is exemplified by a nonvolatile memory such as EPROM or EEPROM.

情報記憶媒体8には、ガス流量が異なる場合における、流体流量とニードル弁5の補正量との間の対応関係(以下、「補正情報」と略す場合がある)がそれぞれ、記憶されている。   The information storage medium 8 stores a correspondence relationship between the fluid flow rate and the correction amount of the needle valve 5 (hereinafter sometimes abbreviated as “correction information”) when the gas flow rates are different.

また、情報記憶媒体8には、このような補正情報以外に、ニードル弁5の製造番号、製造ロットおよび製造時期のうちの少なくとも一つを記憶してもよい。これにより、ニードル弁5の故障等で個々の識別情報が必要になった際にも、情報記憶媒体8より該当のデータを読み出し内容を確認することができるのでニードル弁5の管理が容易になる。   Further, in addition to such correction information, the information storage medium 8 may store at least one of the manufacturing number, manufacturing lot, and manufacturing time of the needle valve 5. Thus, even when individual identification information is required due to a failure of the needle valve 5 or the like, the corresponding data can be read from the information storage medium 8 and the contents can be confirmed, so that the management of the needle valve 5 is facilitated. .

更に、情報記憶媒体8の補正情報が冗長化されている。例えば、補正情報のデータを3バイト冗長とすると、ノイズ等の影響で1バイトが化けてしまったとしても、残り2バイトが正常に送信できているのであれば、多数決により正常なデータを取得することができる。   Furthermore, the correction information of the information storage medium 8 is made redundant. For example, if the correction information data is 3 bytes redundant, even if 1 byte is garbled due to noise or the like, if the remaining 2 bytes can be transmitted normally, normal data is acquired by majority vote. be able to.

また、制御器6に、記憶部(図示せず)を設け、情報記憶媒体8からの補正情報を、この記憶部に記憶させることにより、補正情報の冗長化を図ってもよい。このとき、ニードル弁5の開度制御が行われる際には、常に情報記憶媒体8の補正情報と制御器6の記憶部の補正情報とを照合し、両者間に差異がある場合には、制御器6の記憶部が記憶する補正情報が使用される。これにより、制御器6は、何らかの要因により情報記憶媒体8の補正情報が破壊された場合でも、正確な補正情報に基づいてニードル弁5の開度を制御できる。   Further, the controller 6 may be provided with a storage unit (not shown), and correction information from the information storage medium 8 may be stored in the storage unit so that the correction information is made redundant. At this time, when the opening degree control of the needle valve 5 is performed, the correction information of the information storage medium 8 and the correction information of the storage unit of the controller 6 are always collated, and if there is a difference between the two, Correction information stored in the storage unit of the controller 6 is used. Thereby, the controller 6 can control the opening degree of the needle valve 5 based on accurate correction information even when the correction information of the information storage medium 8 is destroyed due to some factor.

このように、制御器6は、情報記憶媒体8の補正情報に基づいて、ニードル弁5の開度の調整する演算処理部(図示せず)と、様々な制御プログラムや設定値等を記憶する記憶部と、制御信号を授受する装置(図示せず)とを備える。演算処理部としては、MPU、CPUが例示される。記憶部としては、EEPROM等の内部メモリが例示される。なお、制御器6は、単独の制御器で構成してもいいし、複数の制御器で構成してもいい。   As described above, the controller 6 stores an arithmetic processing unit (not shown) for adjusting the opening degree of the needle valve 5 based on the correction information in the information storage medium 8, various control programs, set values, and the like. A storage unit and a device (not shown) that exchanges control signals are provided. Examples of the arithmetic processing unit include an MPU and a CPU. An example of the storage unit is an internal memory such as an EEPROM. The controller 6 may be composed of a single controller or a plurality of controllers.

ここで、ニードル弁5と情報記憶媒体8とは一対一に対応するので、製造工程において、ニードル弁5の補正量が情報記憶媒体8に記憶された後は、ニードル弁5のそれぞれ対応する情報記憶媒体8は、ニードル弁5とセットにして管理される。   Here, since the needle valve 5 and the information storage medium 8 correspond one-to-one, after the correction amount of the needle valve 5 is stored in the information storage medium 8 in the manufacturing process, information corresponding to each of the needle valves 5 is stored. The storage medium 8 is managed as a set with the needle valve 5.

つまり、ニードル弁5と情報記憶媒体8は、ニードル弁5用の接続部9と接続部10においてケーブル7が接続され、ケーブル7はニードル弁5を制御する制御器6にも接続されている。このとき、上記のとおり、ニードル弁5と情報記憶媒体8とは、セットで管理されるので、接続部9にはケーブル7が容易に取り外しできない構造、或いは、両者をセットとして管理し易い構成にする方がよい。   That is, the needle valve 5 and the information storage medium 8 are connected to the cable 7 at the connecting portion 9 and the connecting portion 10 for the needle valve 5, and the cable 7 is also connected to the controller 6 that controls the needle valve 5. At this time, as described above, since the needle valve 5 and the information storage medium 8 are managed as a set, the cable 7 cannot be easily removed from the connecting portion 9 or the configuration in which both are easily managed as a set. Better to do.

前者の構造は、例えば、接続部9からケーブル7を物理的に取り外し困難なように、接着材等を用いて両者を一体化するとよい。   The former structure is good to unify both using an adhesive etc. so that it is difficult to physically remove the cable 7 from the connection part 9, for example.

後者の構成は、例えば、使用者に視覚的に注意喚起を促すような様々なタグを配するとよい。この場合、タグは、ニードル弁5、接続部9、ケーブル7への直接の印字やシール、ニードル弁5、接続部9、ケーブル7への結束バンドの取り付け、等が例示される。本構成では、ニードル弁5と情報記憶媒体8を備えたケーブル7を一体化できるわけではないが、前者の接着剤よりも取り扱いや管理が容易なので、製造工程の管理面においてメリットがある。   In the latter configuration, for example, various tags may be arranged so as to visually alert the user. In this case, examples of the tag include direct printing and sealing on the needle valve 5, the connection portion 9, and the cable 7, attachment of a binding band to the needle valve 5, the connection portion 9, and the cable 7. In this configuration, the needle valve 5 and the cable 7 provided with the information storage medium 8 cannot be integrated, but there are advantages in terms of management of the manufacturing process because the handling and management are easier than the former adhesive.

なお、制御器6に情報記憶媒体8の機能を持たせ、それにニードル弁5の補正量を書き込むという手段もある。しかし、ニードル弁5とケーブル7と制御器6をセットで管理を行うことは容易ではない。また。メンテナンスにおいて、ニードル弁5の交換に伴い、補正情報が異なるという理由で、故障していない制御器6も同時に交換を行うことはコスト面においても現実的ではない。   In addition, there is also a means for giving the controller 6 the function of the information storage medium 8 and writing the correction amount of the needle valve 5 therein. However, it is not easy to manage the needle valve 5, the cable 7, and the controller 6 as a set. Also. In the maintenance, it is not realistic in terms of cost to replace the controller 6 that has not failed at the same time because the correction information differs with the replacement of the needle valve 5.

また、図5に示すように、情報記憶媒体8は基板11に実装されている。この場合、情報記憶媒体8を含む基板11に実装された回路部品がむき出しになると、発電装置1に設けられている駆動器や板金等と回路部品と、が接触し、デッドショート等により回路部品が破壊するおそれがある。よって、ウレタン等の基板コーティング材を用いて基板11の表面にコーティングを施し、これにより、回路部品を含む基板11全体を保護する方がよい。なお、このような基板コーティング以外にガラステープや熱収縮性のあるチューブ等で基板11そのものを覆い、周囲から絶縁させるような構成にしてもよい。   As shown in FIG. 5, the information storage medium 8 is mounted on the substrate 11. In this case, when the circuit component mounted on the substrate 11 including the information storage medium 8 is exposed, the driver, the sheet metal, and the like provided in the power generation device 1 are in contact with the circuit component, and the circuit component is caused by a dead short or the like. May be destroyed. Therefore, it is better to coat the surface of the substrate 11 using a substrate coating material such as urethane, thereby protecting the entire substrate 11 including circuit components. In addition to such a substrate coating, the substrate 11 itself may be covered with a glass tape or a heat-shrinkable tube, and insulated from the surroundings.

以上のとおり、本実施の形態では、情報記憶媒体8の補正情報は、ガス流量が異なる場合における、ガス流量とニードル弁5の補正量との間の対応関係をそれぞれ含む。よって、制御器6は、情報記憶媒体8の補正情報に基づいて、従来に比べ、ニードル弁5の開度を精度良く制御し得る。
[動作]
次に、ニードル弁制御システム500によるニードル弁5の開度制御の一例について説明する。
As described above, in the present embodiment, the correction information in the information storage medium 8 includes the correspondence between the gas flow rate and the correction amount of the needle valve 5 when the gas flow rate is different. Therefore, the controller 6 can accurately control the opening degree of the needle valve 5 based on the correction information of the information storage medium 8 as compared with the conventional case.
[Operation]
Next, an example of opening degree control of the needle valve 5 by the needle valve control system 500 will be described.

図6は、ニードル弁制御システムによるニードル弁の開度制御の一例を示したフロー図である。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of needle valve opening control by the needle valve control system.

図6に示すように、制御器6に電源が投入された場合(ステップS601において「YES」の場合)、制御器6が、情報記憶媒体8の補正情報を読み出す(ステップS602)。   As shown in FIG. 6, when the controller 6 is powered on (in the case of “YES” in step S601), the controller 6 reads the correction information of the information storage medium 8 (step S602).

次いで、制御器6は、ステップS602の補正情報に基づいて、ニードル51の駆動により、ニードル弁5の開度の補正を行い(ステップS603)、これにより、ガス供給部4から送られて、ガス流路17内を流れるガスの流量が、適量に調整される。   Next, the controller 6 corrects the opening degree of the needle valve 5 by driving the needle 51 based on the correction information in step S602 (step S603), and is sent from the gas supply unit 4 to the gas. The flow rate of the gas flowing in the flow path 17 is adjusted to an appropriate amount.

なお、本例では、制御器6に電源が投入された場合、制御器6が、情報記憶媒体8の補正情報を読み出す例を述べたが、これに限らない。例えば、ニードル弁制御システム500(発電装置1)の出荷前の検査時、ニードル弁制御システム500(発電装置1)の試運転時、或いは、ニードル弁制御システム500(発電装置1)の発電待機時の何れかの場合、制御器6が、情報記憶媒体8の補正情報を読み出してもよい。
[変形例1]
本実施の形態では、マスフローコントローラ200を用いて流体の流量を所定流量に保ち、圧力計201の測定値(ニードル弁5の圧力損失)に基づいて、ニードル弁5を検査する例を示したが、これに限らない。
In this example, the controller 6 reads the correction information from the information storage medium 8 when the controller 6 is turned on. However, the present invention is not limited to this. For example, at the time of inspection before shipment of the needle valve control system 500 (power generation device 1), at the time of trial operation of the needle valve control system 500 (power generation device 1), or at the time of power generation standby of the needle valve control system 500 (power generation device 1). In any case, the controller 6 may read the correction information of the information storage medium 8.
[Modification 1]
In the present embodiment, an example has been described in which the flow rate of the fluid is maintained at a predetermined flow rate using the mass flow controller 200 and the needle valve 5 is inspected based on the measurement value of the pressure gauge 201 (pressure loss of the needle valve 5). Not limited to this.

例えば、検査システムは、流体流路を流れる流体の圧力を一定に保つレギュレータ(図示せず)と、ニードル弁5を流れる空気の流量を測定する流量計(図示せず)と、を備えてもよい。   For example, the inspection system may include a regulator (not shown) that keeps the pressure of the fluid flowing through the fluid flow path constant, and a flow meter (not shown) that measures the flow rate of the air flowing through the needle valve 5. Good.

これにより、レギュレータを用いて空気の圧力を所定圧に保ち、流量計の測定値(ニードル弁5を流れる流体流量)に基づいて、ニードル弁5を検査できる。
[変形例2]
本実施の形態では、ニードル弁5の開度が、穴52における流体通過面積率(%)に対応するものとしたが、これに限らず、ニードル51の変移量(穴52への押し込み量)に対応するものとしてもよい。
(実施の形態2)
図7は、実施の形態1のニードル弁制御システムを備える燃料電池システムの一例を示した図である。なお、ニードル弁制御システム500の制御器6、情報記憶媒体8が実装された基板11およびニードル弁5の構成については、実施の形態1と同じなので、説明を省略する。
Thereby, the pressure of air is kept at a predetermined pressure using a regulator, and the needle valve 5 can be inspected based on the measured value of the flow meter (the fluid flow rate flowing through the needle valve 5).
[Modification 2]
In the present embodiment, the opening degree of the needle valve 5 corresponds to the fluid passage area ratio (%) in the hole 52. However, the present invention is not limited to this, and the displacement amount of the needle 51 (the amount of pushing into the hole 52). It is good also as a thing corresponding to.
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a fuel cell system including the needle valve control system according to the first embodiment. Note that the configuration of the controller 6 of the needle valve control system 500, the substrate 11 on which the information storage medium 8 is mounted, and the needle valve 5 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

図7に示すように、燃料電池システム501は、燃料電池14と、水素生成装置15とを備える。   As shown in FIG. 7, the fuel cell system 501 includes a fuel cell 14 and a hydrogen generator 15.

水素生成装置15は、原料ガスを用いて水素含有ガスを生成する。例えば、水素生成装置15内の改質触媒(図示せず)において、原料ガスが改質反応して、水素含有ガスが生成される。図7には示されていないが、各改質反応において必要となる機器は適宜設けられる。例えば、改質反応が水蒸気改質反応であれば、改質触媒を加熱する燃焼器、水蒸気を生成する蒸発器、及び蒸発器に水を供給する水供給器が設けられる。なお、原料ガスは、メタンを主成分とする、都市で配管を用いて供給される都市ガス、天然ガス、LPG等の少なくとも炭素及び水素から構成される有機化合物を含むガスである。   The hydrogen generator 15 generates a hydrogen-containing gas using the source gas. For example, in a reforming catalyst (not shown) in the hydrogen generator 15, the raw material gas undergoes a reforming reaction to generate a hydrogen-containing gas. Although not shown in FIG. 7, equipment required for each reforming reaction is provided as appropriate. For example, if the reforming reaction is a steam reforming reaction, a combustor that heats the reforming catalyst, an evaporator that generates steam, and a water supplier that supplies water to the evaporator are provided. The raw material gas is a gas containing an organic compound composed of at least carbon and hydrogen, such as city gas, natural gas, and LPG, which is mainly supplied with a pipe in a city and has methane as a main component.

燃料電池14は、水素生成装置15より供給される水素含有ガスを用いて発電する。燃料電池14は、例えば、高分子電解質形燃料電池(PEFC)等を用いることができる。   The fuel cell 14 generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator 15. As the fuel cell 14, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) or the like can be used.

ここで、原料ガスが改質反応して、水素含有ガスが生成される場合、水素含有ガス中に、一酸化炭素が含まれる。   Here, when the raw material gas undergoes a reforming reaction to generate a hydrogen-containing gas, carbon monoxide is contained in the hydrogen-containing gas.

そこで、本実施の形態では、水素生成装置15は、水素含有ガス中の一酸化炭素を、酸化剤ガスを用いて除去する一酸化炭素除去器16を備える。そして、酸化剤ガス供給部504と一酸化炭素除去器16とを連通する酸化剤ガス流路517上に、上記のニードル弁5が配されている。   Therefore, in the present embodiment, the hydrogen generator 15 includes a carbon monoxide remover 16 that removes carbon monoxide in the hydrogen-containing gas using an oxidant gas. The needle valve 5 is disposed on an oxidant gas flow path 517 that communicates the oxidant gas supply unit 504 and the carbon monoxide remover 16.

これにより、ニードル弁5を用いて一酸化炭素除去器16に適量の酸化剤ガスを供給できるので、水素含有ガス中の一酸化炭素は、一酸化炭素除去器16によって所定濃度以下にまで除去される。その結果、燃料電池14は、このような水素含有ガスを用いて適切に発電できる。   Thus, since an appropriate amount of oxidant gas can be supplied to the carbon monoxide remover 16 using the needle valve 5, the carbon monoxide in the hydrogen-containing gas is removed to a predetermined concentration or less by the carbon monoxide remover 16. The As a result, the fuel cell 14 can appropriately generate power using such a hydrogen-containing gas.

つまり、酸化剤ガスの流量の調整が狙い通りに行かず、一酸化炭素除去器16において一酸化炭素が思うように除去されない場合、水素含有ガス中の一酸化炭素によって燃料電池14に悪影響を及ぼす場合がある。この場合、燃料電池14から出力される直流電圧の低下につながる恐れがある。   In other words, if the flow rate of the oxidant gas does not go as intended and carbon monoxide is not removed in the carbon monoxide remover 16 as expected, the carbon monoxide in the hydrogen-containing gas has an adverse effect on the fuel cell 14. There is a case. In this case, the DC voltage output from the fuel cell 14 may be reduced.

従って、ニードル弁5の開度を精度良く調整する必要があるが、上記のとおり、ニードル弁5の特性は、ニードル弁5の個体差等に左右されるので、ニードル弁5の開度を一律に制御することは難しい。特に、ニードル弁5の機械的な個体差では、ニードル弁5の補正量は、予め設定される基準操作量に対して一定のオフセット値とはならず、ニードル弁5の開度に依存して、基準操作量からプラス側にシフトする可能性もマイナス側にシフトする可能性もある。   Therefore, it is necessary to adjust the opening degree of the needle valve 5 with high accuracy. However, as described above, the characteristics of the needle valve 5 depend on individual differences of the needle valve 5 and the like, so the opening degree of the needle valve 5 is uniform. It is difficult to control. In particular, due to mechanical individual differences of the needle valve 5, the correction amount of the needle valve 5 is not a constant offset value with respect to a preset reference operation amount, but depends on the opening of the needle valve 5. The possibility of shifting from the reference operation amount to the plus side may also shift to the minus side.

そこで、本実施の形態では、情報記憶媒体8の補正情報は、酸化剤ガス流量が異なる場合における、酸化剤ガス流量とニードル弁5の補正量との間の対応関係をそれぞれ含む。よって、制御器6は、情報記憶媒体8の補正情報に基づいて、従来に比べ、ニードル弁5の開度を精度良く制御し得る。   Therefore, in the present embodiment, the correction information in the information storage medium 8 includes the correspondence between the oxidant gas flow rate and the correction amount of the needle valve 5 when the oxidant gas flow rate is different. Therefore, the controller 6 can accurately control the opening degree of the needle valve 5 based on the correction information of the information storage medium 8 as compared with the conventional case.

本発明のニードル弁制御システムは、従来に比べ、ニードル弁の開度を精度良く制御できる。よって、本発明は、例えば、発電装置の発電に必要な流体の流量調整に利用できる。   The needle valve control system of the present invention can control the opening degree of the needle valve with higher accuracy than in the prior art. Therefore, this invention can be utilized for the flow volume adjustment of the fluid required for the electric power generation of a power generator, for example.

1 発電装置
2 発電器
3 インバータ
4 ガス供給部
5 ニードル弁
6 制御器
7 ケーブル
8 情報記憶媒体
9 ニードル弁用の接続部
10 接続部
11 情報記憶基板
14 燃料電池
15 水素生成装置
16 一酸化炭素除去器
17 ガス流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Power generator 3 Inverter 4 Gas supply part 5 Needle valve 6 Controller 7 Cable 8 Information storage medium 9 Connection part for needle valves 10 Connection part 11 Information storage board 14 Fuel cell 15 Hydrogen generator 16 Carbon monoxide removal 17 Gas flow path

Claims (9)

駆動器と、
前記駆動器の駆動力が付与されるニードルと、前記ニードルの先端を挿入する穴が形成されたオリフィスとを備えるニードル弁と、
前記ニードル弁の開度と前記流体流量とを対応付けて記憶する情報記憶媒体と、
前記ニードルの開度を制御する制御器と、
を備え、
前記情報記憶媒体は、前記流体流量が異なる場合における、前記流体流量と前記ニードル弁の開度との間の対応関係をそれぞれ記憶し、
前記制御器は、前記複数の対応関係から導かれる、前記流体流量と前記ニードル弁の開度との相関関数に従って、前記ニードル弁の開度を制御するニードル弁制御システム。
A driver,
A needle valve comprising a needle to which a driving force of the driver is applied, and an orifice in which a hole for inserting a tip of the needle is formed;
An information storage medium for storing the opening degree of the needle valve and the fluid flow rate in association with each other;
A controller for controlling the opening of the needle;
With
The information storage medium stores a correspondence relationship between the fluid flow rate and the opening degree of the needle valve when the fluid flow rate is different, respectively.
The controller is a needle valve control system that controls the opening degree of the needle valve in accordance with a correlation function between the fluid flow rate and the opening degree of the needle valve, which is derived from the plurality of correspondence relationships.
前記情報記憶媒体は、前記複数の異なる流体流量に対応する前記ニードル弁の基準操作量を記憶し、
前記制御器は、前記基準操作量からの偏倚量に基づいて前記ニードル弁の開度を導く、請求項1に記載のニードル弁制御システム。
The information storage medium stores a reference operation amount of the needle valve corresponding to the plurality of different fluid flow rates,
The needle valve control system according to claim 1, wherein the controller guides an opening degree of the needle valve based on a deviation amount from the reference operation amount.
前記制御器は、前記複数の対応関係同士を直線補間することにより前記相関関数を導く請求項1または2に記載のニードル弁制御システム。   The needle valve control system according to claim 1, wherein the controller derives the correlation function by linearly interpolating the plurality of correspondence relationships. 前記複数の対応関係のうちの一つは、前記流体流量がゼロである請求項1−3のいずれかに記載のニードル弁制御システム。   4. The needle valve control system according to claim 1, wherein one of the plurality of correspondence relationships has the fluid flow rate of zero. 前記複数の対応関係の数は、少なくとも3以上である請求項1−4のいずれかに記載のニードル弁制御システム。   The needle valve control system according to claim 1, wherein the number of the plurality of correspondence relationships is at least 3 or more. 前記情報記憶媒体は、不揮発性メモリであり、前記ニードル弁の製造番号、製造ロットおよび製造時期のうちの少なくとも1つが、更に記憶されている請求項1−5のいずれかに記載のニードル弁制御システム。   The needle valve control according to claim 1, wherein the information storage medium is a nonvolatile memory, and at least one of a manufacturing number, a manufacturing lot, and a manufacturing time of the needle valve is further stored. system. 前記情報記憶媒体の補正情報が冗長化されている請求項1−6のいずれかに記載のニードル弁制御システム。   The needle valve control system according to claim 1, wherein correction information of the information storage medium is made redundant. 前記制御器は、前記ニードル弁の出荷前の検査時、電源投入時、試運転時および発電待機時のうちの少なくともいずれかのとき、前記複数の対応関係を前記情報記憶媒体から読み出す請求項1−7のいずれかに記載のニードル弁制御システム。   The controller reads the plurality of correspondence relationships from the information storage medium at least one of an inspection before shipment of the needle valve, a power-on, a test operation, and a power generation standby time. 8. The needle valve control system according to any one of 7 above. 水素含有ガス中の一酸化炭素を、酸化剤ガスを用いて除去する一酸化炭素除去器を備える水素生成装置と、
前記水素生成装置からの水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備え、
請求項1−8のいずれかに記載のニードル弁制御システムのニードル弁が、前記酸化剤ガスが前記一酸化炭素除去器に供給される流路上に配されている燃料電池システム。
A hydrogen generator comprising a carbon monoxide remover that removes carbon monoxide in a hydrogen-containing gas using an oxidant gas;
A fuel cell that generates electricity using the hydrogen-containing gas from the hydrogen generator,
9. A fuel cell system, wherein the needle valve of the needle valve control system according to claim 1 is disposed on a flow path through which the oxidant gas is supplied to the carbon monoxide remover.
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