JP2002116824A - 液体流量の制御方法 - Google Patents

液体流量の制御方法

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JP2002116824A
JP2002116824A JP2000306010A JP2000306010A JP2002116824A JP 2002116824 A JP2002116824 A JP 2002116824A JP 2000306010 A JP2000306010 A JP 2000306010A JP 2000306010 A JP2000306010 A JP 2000306010A JP 2002116824 A JP2002116824 A JP 2002116824A
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control valve
flow rate
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small
fully
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English (en)
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Toshiyuki Maruoka
俊幸 丸岡
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量の制御を滑に行うとともに弁の能力のフ
ル活用を図る。 【解決手段】 大小2個の制御弁4を並列に配管に接続
し、配管を流れる液体の流量の制御を行う液体流量の制
御方法であって、液体流量が少ないときには、大制御弁
4aは全閉とし、小制御弁4bの開度を全閉と全開との
間で変化させて流量制御を行い、小制御弁4bの制御範
囲を越える流量であるときには大制御弁4aの開度を全
閉と全開との間で変化させて流量制御を行い、大制御弁
4aの開度を全閉からわずかに開いた状態に変化させる
ときには、小制御弁4bの開度を全開から全閉に変化さ
せ、大制御弁4aの開度をわずかにかに開いた状態から
全閉に変化させるときには、小制御弁4bの開度を全閉
から全開に変化させ、大制御弁4aの開度が全閉と全開
との中間の所要の開度の状態で、小制御弁4bの開度を
全閉から全開に変化させまたは全開から全閉に変化させ
たときに、大制御弁4aを上記所要の開度からわずかに
絞りまたはわずかに開いて小制御弁4bの流量変化分を
相殺するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラ給水制御など
の液体流量の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1はボイラの給水量制御装置のフロー
シートである。図において、1はドラム1aを有するボ
イラである。2はドラム1a内の液位を検出する液位検
出装置であり、3は液位検出装置からの信号によって、
ボイラ1への給水量を制御する給水量制御装置である。
4は制御弁で、大制御弁4aと小制御弁4bとが並列に
配管5に接続されている。6は給水ポンプである。
【0003】ボイラ1の蒸発量に応じて、ボイラの給水
量は制御弁4を開閉することにより制御する。制御弁4
は開度と流量との関係である流量特性がリニアになる弁
形状を持つ玉形弁を使用する。しかし、流量特性がリニ
アであって、制御レンジの大部分はリニアであったとし
ても制御可能な範囲より小さな流量域では、弁開度と流
量との関係がリニアではなく、図2に示すように、わず
かな弁開度の差でも、流量が大きく変動し、制御はon
−offに近い制御となり、要求される制御を満足しな
いものとなる。
【0004】そこで図1に示すように大小2個の制御弁
4a、4bを並列に配管5に接続して、小流量領域では
小制御弁4bを使用し、大流量領域では大制御弁4aを
使用することにより、小流量領域から大流量領域まで全
領域をカバーした制御をすることができる。たとえば、
制御弁に65A、小制御弁に25Aの口径のものを使用
したとすると、流量は口径の2乗に比例するので、全流
量を100%とすると、流量が0〜13%の間は小制御
弁4b、13〜100%の間は大制御弁4aで流量制御
を行うことになる。
【0005】図3は図1で示す制御装置で流量制御行う
際の従来の制御方法における、流量とそれぞれの弁の弁
開度の関係を示すグラフである。図に示すように流量が
0〜13%の範囲では大制御弁4aは全閉とし、小制御
弁の開度を0〜100%の間で変化させて制御を行う。
流量が13〜100%の範囲では大制御弁4aの開度を
0〜100%の間で変化させて制御を行う。大制御弁4
aの開度を全閉からわずかに開いた状態に変化させる
と、先に図2を用いて説明したように流量が急激に増加
するので、全開になっている小制御弁を急速に全閉にす
ることにより、全体の流量の変化をなだらかにする。流
量を小制御弁4bの制御範囲を越えて制御するときには
小制御弁は図3に示すように全閉のままとする。なお、
図3に示す流量と弁開度の関係は流量を増加させて行く
場合も流量を絞って行く場合も同じである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の流量制御方法では、大流量の領域では小制御弁4b
の開度を全閉とし、大制御弁4aのみで流量制御を行っ
ている。そのため2個の制御弁4を使いながら、それぞ
れの弁の能力をフルに活用しているとはいえない。
【0007】本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案
出されたもので、大小2個の制御弁を並列に配管に接続
して液体流量の制御を行う液体流量の制御方法におい
て、2個の制御弁の能力をフル活用し、従来よりも大流
量の領域まで制御可能にする液体流量の制御方法を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液体流量の制御方法は大小2個の制御弁を並列
に配管に接続し配管を流れる液体の流量の制御を行う液
体流量の制御方法であって、液体流量が少ないときに
は、大制御弁は全閉とし、小制御弁の開度を全閉と全開
との間で変化させて流量制御を行い、小制御弁の制御範
囲を越える流量であるときには大制御弁の開度を全閉と
全開との間で変化させて流量制御を行い、大制御弁の開
度を全閉からわずかに開いた状態に変化させるときに
は、小制御弁の開度を全開から全閉に変化させ、大制御
弁の開度をわずかに開いた状態から全閉に変化させると
きには、小制御弁の開度を全閉から全開に変化させ、大
制御弁の開度が全閉と全開との中間の所要の開度の状態
で、小制御弁の開度を全閉から全開に変化させまたは全
開から全閉に変化させたときに、大制御弁を上記所要の
開度からわずかに絞りまたはわずかに開いて小制御弁の
流量変化分を相殺するようにしたものである。
【0009】大制御弁の上記所要の開度は50%前後で
あることが好ましい。
【0010】小制御弁と大制御弁の口径比は1:2.6
程度であるのが好ましい。
【0011】次に本発明の作用を説明する。以上説明し
たように小制御弁の流量範囲をわずかに越える流量範囲
で、大制御弁を全閉からわずかに開くときや、わずかに
開いた状態から全閉にするときは、急激な流量変動が起
るが、小制御弁を全開から全閉、または全閉から全開に
すること、すなわち、大制御弁と小制御弁を逆方向に動
作させることにより、流量変動を相殺させる。また大制
御弁の開度が中間位、たとえば、50%前後のときに小
制御弁を全閉から全開、または全開から全閉に変化させ
たときに、大制御弁は小制御弁における流量変動を相殺
するように開度を逆方向にわずかに変化させる。このよ
うな制御をすることにより、小制御弁と大制御弁の流量
を加え合せた全体流量をリニアで滑らかな制御をするこ
とができる。さらに、流量制御範囲の最大流量では小制
御弁も大制御弁も全開になっているので、2個の制御弁
の能力をフルに活用しており、従来の制御方法に比べて
小制御弁の分だけ流量制御の範囲を拡大することができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の1実施形態につい
て図面を参照しつつ説明する。本発明の制御方法は図1
に示す装置を使用して実施されるが、図1については既
に説明済みなので、重複した説明は省略する。図4は本
発明の制御方法の説明用のグラフで、横軸に流量、縦軸
に弁開度を取り、大制御弁4aと小制御弁4bについ
て、それぞれ流量と開度の関係を示している。
【0013】たとえば、小制御弁4bおよび大制御弁4
aの口径をそれぞれ、25Aおよび65Aとすると流量
比は、口径の2乗に比例するので1:6.8になる。し
たがって、流量が0〜13%では大制御弁は全閉とし、
小制御弁4bの開度を全閉と全開の間で変化させて流量
制御を行う。流量が13〜100%の間では大制御弁4
aの開度を全閉から全開の間に変化させて流量制御を行
う。
【0014】流量が13〜16%の間では、大制御弁の
開度はわずかであり、微細な開度の差でも流量が大きく
変動するため大制御弁だけでは安定した制御が困難であ
る。そのため、大制御弁4aが全閉からわずかに開く間
またはわずかに開いたものが全閉になる間に、小制御弁
4bは全開から全閉または全閉から全開にすることによ
り、両方の流れの合計である全流量は滑らかに変化する
ので安定した流量制御が可能になる。
【0015】流量が16〜57%の間では小制御弁4b
は全閉とし、流量制御は大制御弁4aだけで行われる。
流量が57〜60%の間では小制御弁4bは全閉から全
開または全開から全閉の間で開度が変化する。小制御弁
4bが全閉から全開になるときには大制御弁4aは開度
を50%から40%に変化させ、逆に小制御弁4bが全
開から全閉になるときには大制御弁4aは開度を40%
から50%に変化させる。このように小制御弁4bの開
度を変化させることによる流量の急激な変化は大制御弁
4aの開度を逆方向にわずかに変化させることにより相
殺され、流量は滑らかに変化し安定した制御が可能にな
る。
【0016】流量が60〜100%の間では小制御弁4
bは全開とし、大制御弁4aの開度を40〜100%の
間で変化させて流量制御を行う。
【0017】流量が100%のときには小制御弁4bも
大制御弁4aも全開になっているので、2個の制御弁4
a、4bの能力フルに活用しており、従来の制御方法に
比べて、小制御弁4bの分だけ流量制御範囲を拡大する
ことができる。
【0018】なお、以上述べた流量や開度の数値は説明
の便宜上用いた仮定の数値であり、実際にこのようにな
るとは限らない。
【0019】本発明は以上述べた実施形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明の液体流量の制
御方法は大小2個の制御弁を並列に配管に接続して流量
の制御を行うにあたり、小流量域では小制御弁、大流量
域では大制御弁で流量制御を行い、小流量域の上限を越
えて流量制御を行うに際し、大制御弁を開き始めるとき
に小制御弁の開度を全開から全閉にし、大制御弁の開度
が中間のときに小制御弁を全閉から全開にするときに大
制御弁の開度をわずかに絞るようにしたので、流量制御
全範囲で滑らかな制御が可能になるとともに、2個の弁
の能力をフルに活用して広い範囲の制御が可能になるな
どの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液体流量の制御方法を実施するボイラ
の給水量制御装置のフローシートである。
【図2】流量制御弁の特性曲線のグラフである。
【図3】従来の液体流量の制御方法による流量と弁開度
の関係を示すグラフである。
【図4】本発明の液体流量の制御方法における流量と弁
開度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
4a 大制御弁 4b 小制御弁 5 配管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大小2個の制御弁を並列に配管に接続し
    配管を流れる液体の流量の制御を行う液体流量の制御方
    法であって、液体流量が少ないときには、大制御弁は全
    閉とし、小制御弁の開度を全閉と全開との間で変化させ
    て流量制御を行い、小制御弁の制御範囲を越える流量で
    あるときには大制御弁の開度を全閉と全開との間で変化
    させて流量制御を行い、大制御弁の開度を全閉からわず
    かに開いた状態に変化させるときには、小制御弁の開度
    を全開から全閉に変化させ、大制御弁の開度をわずかに
    開いた状態から全閉に変化させるときには、小制御弁の
    開度を全閉から全開に変化させ、大制御弁の開度が全閉
    と全開との中間の所要の開度の状態で、小制御弁の開度
    を全閉から全開に変化させまたは全開から全閉に変化さ
    せたときに、大制御弁を上記所要の開度からわずかに絞
    りまたはわずかに開いて小制御弁の流量変化分を相殺す
    るようにしたことを特徴とする液体流量の制御方法。
  2. 【請求項2】 大制御弁の上記所要の開度は50%前後
    である請求項1記載の液体流量の制御方法。
  3. 【請求項3】 小制御弁と大制御弁の口径比は1:2.
    6程度である請求項1または請求項2記載の液体流量の
    制御方法。
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