JP2008020102A - 流体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コージェネレーションシステムや半導体製造装置などに供給される原燃料の流量が大きく変動すると、流量制御が不安定になってしまう。
【解決手段】 流体の圧力を昇圧する昇圧機とこの圧力を所定の調節圧力にする圧力調節弁とこの所定圧力の流体の流量を流量制御信号に従って自動調節する流量制御調節弁と流れる流体の流量を検出する流量センサと流量検出信号の値が予め定めた流量設定信号の値と略等しくなるように流量制御信号を制御する流量制御部とからなり所望流量の流体を供給する流体供給装置において、圧力調節弁を比例制御圧力調節機に置換し、この比例制御圧力調節機は昇圧された流体の圧力を流量制御調節弁の１次圧力と２次圧力との差圧が適正範囲内になるように流量設定信号の値に応じて予め設定された調節圧力に調節することを特徴とする流体供給装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、コージェネレーションシステムや半導体製造装置などに供給される原燃料の流量制御を調節する流体供給装置に関するものである。

図９は、従来技術のコージェネレーションシステムの原燃料の流体供給装置の構成図である。

同図に示す流体供給装置は、原燃料（空気、都市ガス、窒素及び水素等）の流体を予め定めた圧力に昇圧する昇圧機２と、予め定めた複数個所の流体の圧力を計測する第１圧力計３、第２圧力計４及び第３圧力計５と、流量設定回路２６によって設定される予め定めた流量設定信号Ｓ５の値に基づいて流量制御を行うマスフローコントローラ９と、上記流量が調節された流体を順方向に供給し逆方向への流れを阻止する逆止弁１０で構成されている。

同図において、燃料電池モジュール１は供給される原燃料の化学反応によって発電すると共に高温の排気ガスも発生する。また、上記排気ガスは排気用導管１７から排出され図示省略の熱交換器に供給され、熱を回収し温水などに変換して利用される。

マスフローコントローラ９は、小流量から大流量の広い範囲において流量制御を行うことができる特性を有しているので、流量設定信号Ｓ５の広い設定範囲に対して充分対応ができる。

上述の流体供給装置において、起動及び停止や負荷変動時等原燃料の流量が大幅に増加又は減少するが、上記マスフローコントローラ９を用いることにより原燃料の流量が大幅に変動しても流量制御が可能となる。（例えば、特許文献１）

また、上記マスフローコントローラ９よりも小さい入出力間の降下圧力（差圧）で流量制御を行う、図１０に示す流量制御調節弁７を用いたコージェネレーションシステムも有る。

図１０に示すコージェネレーションシステムは、上記マスフローコントローラ９を上記流量制御調節弁７に置換し、流量制御部１８によって予め定めた流量設定信号Ｓ５の値と流量制御調節弁７を流れる流体の流量を流量センサ８によって検出した流量検出信号Ｓ１の値とに基づいて、この流量検出信号Ｓ１の値が上記流量設定信号Ｓ５の値と略等しくなるように流量制御信号Ｓ２を制御し、上記流量制御調節弁７を流れる流体の流量を制御する。よって精度の良い流量制御が可能となる。（例えば、特許文献１）

特開２００４−３６３４５６号公報

図９に示す従来技術のマスフローコントローラ９は、原燃料の流体を小流量から大流量の広いレンジで流量制御できる長所を有しているが、反面、入出力間の降下圧力が大きいという欠点も有している。このために、所定の個所に予め定めた圧力を供給するために昇圧能力を上げることが要求され、上記昇圧能力の大きい昇圧機が必要となる。また、流量制御範囲が広いマスフローコントローラ９はコストも高い。

マスフローコントローラ９より降下圧力の小さい流量制御調節弁７を使用すると、昇圧能力の小さな昇圧機で済む。しかし、図１０に示す流量制御調節弁７は圧力調節弁６の所定調節圧力Ｐｒに対して流量制御可能な安定差圧範囲ΔＰｄが狭いという欠点を有する。よって、上記欠点により下記に示す不具合が生じる。図１１は、流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁７の圧力との関係を示すグラフである。Ｌ１は従来技術の原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、流量の増加に関係なく１次圧力は常に一定である。Ｌ２は原燃料の流量と流量制御調節弁７の２次圧力との関係を示し、流量の増加に応じて２次圧力が増加する。同図において、Ｐｒは圧力調節弁６の予め定めた調節圧力値を示し、Ｐｈは上記流量制御調節弁７の２次圧力の最大動作限界値を示し、ＰＬは最小動作限界値を示す。Ｐｒ−Ｐh=ΔＰｓは上記流量制御調節弁７の最小動作差圧値を示し、Ｐｒ−ＰＬ＝ΔＰｍは上記流量制御調節弁７の最大動作差圧値を示す。そして、ΔＰｓ≦ΔＰｄ≦ΔＰｍを満たすΔＰｄが上記流量制御調節弁７の安定差圧範囲を示し、この範囲に上記流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧が納まれば安定した流量制御を行う。

つぎに、流量制御部１８によって流量設定信号Ｓ５の値をＬａに設定すると、図１１に示すＬ２の交点Ａの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力値はＰａとなる。この２次圧力値Ｐａは、１次圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄの範囲に納まるために安定した流量制御を行う。しかし、上記流量設定信号Ｓ５の値をＬａからＬｂに変更すると、Ｌ２の交点Ａから交点Ｂに移動し、この交点Ｂの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力の値はＰｂとなる。この２次圧力値Ｐｂは、１次圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄの範囲から大きく外れてしまい安定した流量制御ができなくなる。よって、上記流量設定信号Ｓ５の値をＬｂで安定した流量制御を行うには圧力調節弁６の調節圧力Ｐｒを再度適性値に変更する必要がある。

そこで、上記の課題を解決するコージェネレーションシステムや半導体製造装置などの流体供給装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、流体の圧力を昇圧する昇圧機と、この昇圧された流体の圧力を所定調節圧力にする圧力調節弁と、この所定圧力の流体の流量を流量制御信号に従って自動調節する流量制御調節弁と、この流量制御調節弁を流れる流体の流量を検出して流量検出信号を出力する流量センサと、この流量検出信号の値が予め定めた流量設定信号の値と略等しくなるように前記流量制御信号を制御する流量制御部とからなり、所望流量の流体を供給する流体供給装置において、前記圧力調節弁を比例制御圧力調節機に置換し、この比例制御圧力調節機は前記昇圧された流体の圧力を前記流量制御調節弁の１次圧力と２次圧力との差圧が適正範囲内になるように、前記流量設定信号の値に応じて予め設定された調節圧力に調節することを特徴とする流体供給装置である。

第２の発明は、請求項１記載の比例制御圧力調節機が第１圧力調節弁及び第１電磁弁及び第１逆止弁の直列接続から形成される第１圧力調節路を、第ｎ圧力調節路まで並列接続した構成であり、前記流量設定信号の値に応じて前記第１電磁弁から前記第ｎ電磁弁までいずれか１つを開にして前記各圧力調節路に流体を流し、前記第１圧力調節弁の第１調節圧力乃至第ｎ圧力調節弁の第ｎ調節圧力は、前記各圧力調節路を流体が流れたときの前記差圧が適正範囲内になるように昇順に高くなる予め設定された調節圧力であることを特徴とする流体供給装置である。

第３の発明は、請求項１記載の圧力調節弁と流量制御調節弁との間に請求項２記載の第１乃至第ｎ圧力調節弁を第１乃至第ｎ圧力降圧体に置換した比例制御圧力調節機を設け、この第１圧力降圧体は第１流量の流体が流れたときに第１降圧値だけ降圧し、前記第ｎ圧力降圧体は第ｎ流量の流体が流れたときに第ｎ降圧値だけ降圧し、前記第１乃至第ｎ流量は昇順に大きくなる値であり、前記第１乃至第ｎ降圧値は昇順に低くなる値であることを特徴とする流体供給装置である。

第４の発明は、流体の圧力を昇圧する昇圧機と、この昇圧された流体の圧力を所定調節圧力にする圧力調節弁と、この所定圧力の流体の流量を流量制御信号に従って自動調節する流量制御調節弁と、この流量制御調節弁を流れる流体の流量を検出して流量検出信号を出力する流量センサと、この流量検出信号の値が予め定めた流量設定信号の値と略等しくなるように前記流量制御信号を制御する流量制御部とからなり、所望流量の流体を供給する流体供給装置において、前記流量制御調節弁の２次側に背圧弁を設け、この背圧弁によって前記流量制御調節弁の２次圧力を所定値に保つことを特徴とする流体供給装置である。

第１の発明によれば、圧力調節弁を比例制御圧力調節機に置換することにより、流量設定信号の値に応じて流量制御調節弁の安定差圧範囲ΔＰｄに納まるように1次圧力を自動調節するので、安定差圧範囲が狭い流量制御調節弁を使用しても小流量から大流量の広い範囲で流量制御を行うことが可能となる。さらに、流量制御調節弁の1次圧力と２次圧力との間の降下圧力が小さくなるので昇圧能力の小さい小型の昇圧機が使用できる。

第２の発明によれば、上記第１の発明の効果はもとより、専用の比例制御圧力調節機を使用しないで一般的な圧力調節弁を複数個用いて構成されるので、流量設定信号の値に応じた圧力調節弁を動作させるだけで流量制御調節弁の１次圧力を簡単に最適調節できる。

第３の発明によれば、上記第１の発明の効果はもとより、一般的な圧力降圧体を複数個用いて比例制御圧力調節機を構成することで、コストを下げることができる。

第４の発明によれば、流量制御調節弁の２次側に背圧弁を設けることにより、上記第１の発明の効果と同等の効果が期待できる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施形態１のコージェネレーションシステムに原燃料を供給する流体供給装置の構成図である。同図において、図９及び図１０に示す従来技術のコージェネレーションシステムの流体供給装置の構成図と、同一符号は同一動作を行うので説明は省略し符号が相違する構成について説明する。

図１において、流量制御部１８は、予め定めた流量設定信号Ｓ５の値と流量制御調節弁７を流れる流体の流量を流量センサ８によって検出した流量検出信号Ｓ１の値とを略等しくなるように流量制御信号Ｓ２を制御すると共に上記流量設定信号Ｓ５を圧力設定回路２７に入力する。

圧力設定回路２７は、流量設定信号Ｓ５の値によって決まる流量制御調節弁７の２次圧力の値に対して１次圧力が安定差圧範囲ΔＰｄの中心値となる（(ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）だけ昇圧する圧力設定信号Ｓ３に変換して出力する。

比例制御圧力調節機２１は、流量制御調節弁７の１次圧力を制御する装置であり、圧力設定信号Ｓ３に基づいて上記流量制御調節弁７の１次圧力が２次圧力に対して（(ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）昇圧された圧力に自動調節する。

図２は、実施の形態１の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。同図において、Ｌ１は従来技術の原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、流量の増加に関係なく１次圧力は常に一定である。Ｌ２は原燃料の流量と流量制御調節弁７の２次圧力との関係を示し、流量の増加に応じて２次圧力が増加する。Ｌ３はＬ５とL６の中心に位置し、流量設定信号Ｓ５の値に応じて比例制御圧力調節機２１が流量制御調節弁７の１次圧力を２次圧力に対して（(ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）昇圧する状態を示す。Ｌ５は上記流量設定信号Ｓ５の値に応じて比例制御圧力調節機２１が流量制御調節弁７の１次圧力を２次圧力に対してΔＰｍ昇圧する状態を示し、上記流量制御調節弁７の１次圧力の最大昇圧限界領域を示す。Ｌ６は上記流量設定信号Ｓ５の値に応じて比例制御圧力調節機２１が流量制御調節弁７の１次圧力を２次圧力に対してΔPｓ昇圧する状態を示し、上記流量制御調節弁７の１次圧力の最小昇圧限界領域を示す。

図２において、流量設定信号Ｓ５の値をＬａに設定すると、比例制御圧力調節機２１は、Ｌ２の交点Ａの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐａに対して、（(ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）昇圧したＬ３の交点Ｃに示す圧力になるように上記流量制御調節弁７の１次圧力を調節する。このとき、上記流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧値は安定差圧範囲ΔＰｄに納まり安定した流量制御を行う。

続いて、上記流量設定信号Ｓ５の値をＬａからＬｂに変更すると、比例制御圧力調節機２１は、Ｌ２の交点Ｂの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐｂに対して、再度（(ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）昇圧したＬ３の交点Ｄに示す圧力になるように上記流量制御調節弁７の１次圧力を調節する。このときも、上記流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧値は安定差圧範囲ΔＰｄの範囲に納まる。

上述より、比例制御圧力調節機２１は、流量設定信号Ｓ５の値の変化に応じて、流量制御調節弁７の１次圧力が２次圧力に対して常に（ΔＰｓ+ΔＰｍ)／２）昇圧した値に調節するので小流量から大流量の広いレンジで流量制御できる。

［実施の形態２］
図３は実施形態２の比例制御圧力調節機であって、圧力調節弁を用いて構成した比例制御圧力調節機の詳細図である。同図において、図１及び図１０に示す流体供給装置の構成図と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略し符号が相違する構成について説明する。

図３に示す、比例制御圧力調節機２１ａは、調節圧力の低い第１圧力調節弁６−１から順に調節圧力の高い第５圧力調節弁６−５を用いて、第１圧力調節弁６−１、第１電磁弁１９−１及び第１逆止弁２４−１の直列接続から形成される第１圧力調節路と、第２圧力調節弁６−２、第２電磁弁１９−２及び第２逆止弁２４−２の直列接続から形成される第２圧力調節路と、第３圧力調節弁６−３、第３電磁弁１９−３及び第３逆止弁２４−３の直列接続から形成される第３圧力調節路と、第４圧力調節弁６−４、第４電磁弁１９−４及び第４逆止弁２４−４の直列接続から形成される第４圧力調節路と、第５圧力調節弁６−５、第５電磁弁１９−５及び第５逆止弁２４−５の直列接続から形成される第５圧力調節路とを並列接続し、各圧力調節弁の調節圧力は、流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧が流量制御可能な安定差圧範囲ΔＰｄに納まるように調節されている。

電磁弁制御回路２５は、流量制御部１８によって設定された流量設定信号Ｓ５の値に応じた電磁弁を選択し、流量設定値が小さいときは、第１電磁弁１９−１を開にして調節圧力の低い第１圧力調節路を選択し、逆に流量設定値が大きいときは、第５電磁弁１９−５を開にして調節圧力の高い第５圧力調節路を選択する。

図４は、実施形態２の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。同図において、Ｌ１は上述した従来技術の原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、流量の増加に関係なく１次圧力は常に一定である。Ｌ２は原燃料の流量と流量制御調節弁７の２次圧力との関係を示し、流量の増加に応じて２次圧力が増加する。Ｌ４は原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、小流量の流量設定範囲ΔＫ１では、第１圧力調節弁６−１の調節圧力である低圧のＰ１に調節し、大流量の流量設定範囲ΔＫ５では、第５圧力調節弁６−５の調節圧力である高圧のＰ５に調節され、流量の増加に応じて上記１次圧力が階段状に増加する。また、流量設定範囲ΔＫ３において、流量設定値がＬｃの時、流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧は最小動作差圧値ΔＰｓであり、流量設定値がＬｄの時、前記差圧（Ｐ３−Ｐ２+ΔＰｓ）は最大動作差圧値ΔＰｍより小さくなるように流量設定範囲ΔＫ３の範囲が決められている。その他のΔＫ１、ΔＫ２、ΔＫ４及びΔＫ５も上記と同様である。

図４において、流量設定信号Ｓ５の値をＬａに設定すると、電磁弁制御回路２５は流量設定信号Ｓ５の値Ｌａが、図４に示す予め定めた流量設定範囲のどの範囲に入るか判別し、上記Ｌａが流量設定範囲ΔＫ５に入ると、上記電磁弁制御回路２５は流量設定範囲ΔＫ５に対応する第５電磁弁１９−５に電磁弁制御信号Ｓ４を入力して開にし、第５圧力調節路を開路して流量制御調節弁７の１次圧力をＰ５に調節する。このとき、Ｌ２の交点Ａの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐａは調節された１次圧力Ｐ５に対して安定差圧範囲ΔＰｄに納まり安定した流量制御を行う。

続いて、流量設定信号Ｓ５の値をＬａからＬｂに変更すると、電磁弁制御回路２５は流量設定信号Ｓ５の値Ｌｂが、図４に示す予め定めた流量設定範囲のどの範囲に入るか再度判別し、上記Ｌｂが流量設定範囲ΔＫ３に入ると上記電磁弁制御回路２５は第５電磁弁１９−５を閉にして第５圧力調節路を閉路すると共に流量設定範囲ΔＫ３に対応する第３電磁弁１９−３を開にし、第３圧力調節路を開路して流量制御調節弁７の１次圧力Ｐ５からＰ３に再調節する。このとき、Ｌ２の交点Ｂの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐｂは降圧された１次圧力Ｐ３に対して安定差圧範囲ΔＰｄに納まり安定した流量制御を行う。上述より流量を小流量から大流量に広く変化させても、安定した流量制御が可能となる。

［実施の形態３］
図５は、実施形態３の比例制御圧力調節機であって、圧力降圧体を用いて構成した比例制御圧力調節機の詳細図である。同図において、図１、図３及び図１０に示す流体供給装置の構成図と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略し符号が相違する構成について説明する。

図５に示す、比例制御圧力調節機２１ｂは、上記比例制御圧力調節機２１ａの調節圧力の低い第１圧力調節弁６−１から調節圧力の高い第５圧力調節弁６−５を流路抵抗（降下圧力）の大きい第１圧力降圧体２０−１から流路抵抗の小さい第５圧力降圧体２０−５に置換して形成し、上記比例制御圧力調節機２１ｂを圧力調節弁６と流量制御調節弁７との間に配置している。

図６は、実施形態３の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。同図において、圧力調節弁６の調節圧力は予め定めた値Ｐ６に調節されている。Ｌ２は原燃料の流量と流量制御調節弁７の２次圧力との関係を示し、流量の増加に応じて２次圧力が増加する。Ｌ５は原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、小流量の流量設定範囲ΔＫ１では、流路抵抗の大きい第１圧力降圧体２０−１により、上記範囲ΔＫ１内の流量によって決まる圧力Ｐ１ａからＰ１ｂの範囲に降圧され、大流量の流量設定範囲ΔＫ５では、流路抵抗の小さい第５圧力降圧体２０−５により、上記範囲ΔＫ５内の流量によって決まる圧力Ｐ５ａからＰ５ｂの範囲に降圧され、流量の増加に応じて上記１次圧力が階段状に増加する。実施形態３においては、圧力降圧体を用いているため、各々の流量設定範囲内において、流量制御調節弁７の１次圧力は一定ではなく、流量に伴いＬ５で示すように変動する。また、流量設定範囲ΔＫ３において、流量設定値がＬｃの時、流量制御調節弁７の１次圧力と２次圧力との差圧は最小動作差圧値ΔＰｓであり、流量設定値がＬdの時、前記差圧（Ｐ３ｂ−Ｐ２ａ+ΔＰｓ）は最大動作差圧値ΔＰｍより小さくなるように流量設定範囲ΔＫ３の範囲が決められている。その他のΔＫ１、ΔＫ２、ΔＫ４及びΔＫ５も上記と同様である。

つぎに、図６を用いて動作について説明する。流量設定信号Ｓ５の値をＬａに設定すると、電磁弁制御回路２５は流量設定信号Ｓ５の値Ｌａが流量設定範囲ΔＫ５に入ると判別し、第５電磁弁１９−５に電磁弁制御信号Ｓ４を入力して開にし、第５圧力調節路を開路して流量制御調節弁７の１次圧力をＬ５の交点Cの圧力に調節する。このとき、Ｌ２の交点Ａの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐａは調節された１次圧力に対して安定差圧範囲ΔＰｄに納まり安定した流量制御を行う。

続いて、上記流量設定信号Ｓ５の値をＬａからＬｂに変更すると、電磁弁制御回路２５は流量設定信号Ｓ５の値Ｌｂが流量設定範囲ΔＫ３に入ると判別し、上記電磁弁制御回路２５は第５電磁弁１９−５を閉にして第５圧力調節路を閉路すると共に流量設定範囲ΔＫ３に対応する第３電磁弁１９−３に電磁弁制御信号Ｓ４を入力して開にし、第３圧力調節路を開路して流量制御調節弁７の１次圧力をＬ５の交点Ｄの圧力に再調節する。このとき、Ｌ２の交点Ｂの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力Ｐｂは降圧された１次圧力に対して安定差圧範囲ΔＰｄに納まり安定した流量制御を行う。

上記圧力降圧体の代わりに、手動で降下圧力を調節できる圧力降下弁を用いてもよい。

［実施の形態４］
図７は、実施形態４のコージェネレーションシステムに原燃料を供給する流体供給装置の構成図である。同図において、図１０に示す流体供給装置の構成図と同一符号は、同一動作を行うので説明は省略し符号が相違する構成について説明する。

実施形態４は、流量制御調節弁7の２次側に背圧弁２２を設け、この背圧弁２２によって流量制御調節弁７の２次圧力を流量の変化に関係なく予め定めた値を保持するように調節している。

図８は、実施の形態４の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。同図において、Ｌ１は上述した従来技術の原燃料の流量と流量制御調節弁７の１次圧力との関係を示し、流量の増加に関係なく１次圧力は常に一定である。Ｌ２は原燃料の流量と背圧弁２２の２次圧力との関係を示し、流量の増加に応じて２次圧力が増加する。Ｌ６は流量の増加と背圧弁２２の１次圧力との関係を示す。

図８において、背圧弁２２の１次圧力は、図８に示す圧力調節弁の調節圧力Ｐｒに対して流量制御調節弁７が安定動作する安定差圧範囲ΔＰｄに納まるように調節されているため、上記背圧弁２２の１次圧力の効果により流量が変化しても流量制御調節弁７の２次圧力は上記調節圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄから外れることはない。

流量設定信号Ｓ５の値をＬａに設定すると、上記背圧弁２２を設けない場合には、Ｌ２の交点Ａの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力はＰａとなる。そして、上記背圧弁２２を設けた場合には、Ｌ６の交点Ｅの圧力が流量制御調節弁７の２次圧力になる。このとき、上記流量制御調節弁７の２次圧力は１次圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄを外れることはない。

続いて、流量設定信号Ｓ５の値をＬａがＬｂに変更すると、上記背圧弁２２を設けない場合には、Ｌ２の交点Ｂの流量に対する流量制御調節弁７の２次圧力はＰｂとなり、１次圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄの範囲には納まらなくなる。しかし、設けた場合には、Ｌ６の交点Ｆの圧力が流量制御調節弁７の２次圧力となるために、１次圧力Ｐｒに対して安定差圧範囲ΔＰｄに納まるようになる。

上記実施の形態の説明では、コージェネレーションシステムを例として説明したが、半導体製造装置など流体供給装置を必要とする装置に対しても適用でき、同様な効果が得られるものである。

本発明の実施形態１のコージェネレーションシステムに原燃料を供給する流供給装置の構成図である。 実施形態１の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。 実施形態２の比例制御圧力調節機であって、圧力調節弁を用いて構成した第２比例制御圧力調節機の詳細図である。 実施形態２の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。 実施形態３の比例制御圧力調節機であって、圧力降圧弁を用いて構成した第３比例制御圧力調節機の詳細図である。 実施形態３の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。 実施形態４のコージェネレーションシステムに原燃料の流体供給装置の構成図である。 実施形態４の流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。 従来技術のコージェネレーションシステム原燃料の流体供給装置の構成図である。 従来技術２のコージェネレーションシステムに原燃料を供給する流体供給装置の構成図である。 図９に示す流体供給装置の原燃料の流量と流量制御調節弁の圧力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 燃料電池モジュール
２ 昇圧機
３ 第１圧力計
４ 第２圧力計
５ 第３圧力計
６ 圧力調節弁
６−１ 第１圧力調節弁
６−２ 第２圧力調節弁
６−３ 第３圧力調節弁
６−４ 第４圧力調節弁
６−５ 第５圧力調節弁
７ 流量制御調節弁
８ 流量センサ
９ マスフローコントローラ
１０ 逆止弁
１１、１２ 配管
１３、１４ 配管
１５、１６ 配管
１７ 排気用導管
１８ 流量制御部
１９−１ 第１電磁弁
１９−２ 第２電磁弁
１９−３ 第３電磁弁
１９−４ 第４電磁弁
１９−５ 第５電磁弁
２０−１ 第１圧力降圧体
２０−２ 第２圧力降圧体
２０−３ 第３圧力降圧体
２０−４ 第４圧力降圧体
２０−５ 第５圧力降圧体
２１ 比例制御圧力調節機
２１ａ 比例制御圧力調節機
２１ｂ 比例制御圧力調節機
２２ 背圧弁
２３ 第４圧力計
２４−１ 第１逆止弁
２４−２ 第２逆止弁
２４−３ 第３逆止弁
２４−４ 第４逆止弁
２４−５ 第５逆止弁
２５ 電磁弁制御回路
２６ 流量設定回路
２７ 圧力設定回路

Ｓ１ 流量検出信号
Ｓ２ 流量制御信号
Ｓ３ 圧力設定信号
Ｓ４ 電磁弁制御信号
Ｓ５ 流量設定信号

Claims (4)

1. 流体の圧力を昇圧する昇圧機と、この昇圧された流体の圧力を所定調節圧力にする圧力調節弁と、この所定圧力の流体の流量を流量制御信号に従って自動調節する流量制御調節弁と、この流量制御調節弁を流れる流体の流量を検出して流量検出信号を出力する流量センサと、この流量検出信号の値が予め定めた流量設定信号の値と略等しくなるように前記流量制御信号を制御する流量制御部とからなり、所望流量の流体を供給する流体供給装置において、前記圧力調節弁を比例制御圧力調節機に置換し、この比例制御圧力調節機は前記昇圧された流体の圧力を前記流量制御調節弁の１次圧力と２次圧力との差圧が適正範囲内になるように、前記流量設定信号の値に応じて予め設定された調節圧力に調節することを特徴とする流体供給装置。
2. 請求項１記載の比例制御圧力調節機が第１圧力調節弁及び第１電磁弁及び第１逆止弁の直列接続から形成される第１圧力調節路を、第ｎ圧力調節路まで並列接続した構成であり、前記流量設定信号の値に応じて前記第１電磁弁から前記第ｎ電磁弁までいずれか１つを開にして前記各圧力調節路に流体を流し、前記第１圧力調節弁の第１調節圧力乃至第ｎ圧力調節弁の第ｎ調節圧力は、前記各圧力調節路を流体が流れたときの前記差圧が適正範囲内になるように昇順に高くなる予め設定された調節圧力であることを特徴とする流体供給装置。
3. 請求項１記載の圧力調節弁と流量制御調節弁との間に請求項２記載の第１乃至第ｎ圧力調節弁を第１乃至第ｎ圧力降圧体に置換した比例制御圧力調節機を設け、この第１圧力降圧体は第１流量の流体が流れたときに第１降圧値だけ降圧し、前記第ｎ圧力降圧体は第ｎ流量の流体が流れたときに第ｎ降圧値だけ降圧し、前記第１乃至第ｎ流量は昇順に大きくなる値であり、前記第１乃至第ｎ降圧値は昇順に低くなる値であることを特徴とする流体供給装置。
4. 流体の圧力を昇圧する昇圧機と、この昇圧された流体の圧力を所定調節圧力にする圧力調節弁と、この所定圧力の流体の流量を流量制御信号に従って自動調節する流量制御調節弁と、この流量制御調節弁を流れる流体の流量を検出して流量検出信号を出力する流量センサと、この流量検出信号の値が予め定めた流量設定信号の値と略等しくなるように前記流量制御信号を制御する流量制御部とからなり、所望流量の流体を供給する流体供給装置において、前記流量制御調節弁の２次側に背圧弁を設け、この背圧弁によって前記流量制御調節弁の２次圧力を所定値に保つことを特徴とする流体供給装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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