JPS62109106A - 流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 この発明は、濾過処理装置への被処理流体の通過流量を
定値制御する流量制御装置に係わり、特に、複数の濾過
処理装置の各々に対して均等流がの被処理流体を通過さ
せるものにおいて、その均等流量の各々の合計値を一定
値に制御するようにした制御系の改良に関するものであ
る。

〈従来技術〉 濾過処理装置、とりわけ、プリコート処理を施すものに
おいては、大流量処理に対処すべく、複数台の装置を並
列運転する際に、各装置への通過流量が区々に異ってい
ると、通過流量の多い装置が集中的に汚染物質の堆積を
被ることになるので、その装置の濾過材の使用可能期間
が、極端に短縮してしまい、結局、装置全体についての
濾過材交換作業が増大するという不都合があった。

このような不都合を解消するためには、並列運転に供さ
れる複数台の濾過処理装置について、これらを通過する
被処理流体の流量を均等化し、各装置での濾過処理の負
担を均等に按分し、これにより、該装置で、使用される
濾過材の使用可能期間を全体として長期化することが行
われている。

そのような流体均等化の施された従来装置の構成が第２
図に示されている。

主流入路１は三つの分流路２ａ、２ｂ、２ｃに分れ。

それぞれには、成過材がプリコートされた濾過処理装置
３ａ、３ｂ、３ｃが挿入されている。

各濾過処理装置３ａ、３ｂ、３ｃの出口側の分流路２ａ
、　２ｂ、２ｃには、それぞれ、３台の流量検出器４ｄ
、４ｂ、４ｃが設けられており、各流量検出器がらは、
温州信号線５ａ、５ｂ、　５ｃが、それぞれ、３台の正
動作形の調節計６ａ、８ｂ、Ｂｅ　（以下第１の調節計
という）の各プロセス信号端子に延びている。さらに、
分流路２ａ、２ｂ、２ｃニは、前記流量検出器４ａ、４
ｂ、　４ｃに後続して、制御弁７ａ、７ｂ、７ｃが設け
られており、該制御弁に対しては、上記第１の調節計６
ａ、　ｅｂ、６ｃの操作出力信号端子がら弁操作信号線
８ａ、　８ｂ、８ｃがそれぞれ延びている。そして、そ
の弁操作信号線６ａ、６ｂ、８ｃは、それぞれ、信号比
較器９の各入力端子に接続され、該比較器には、信号反
転器１０が後続し、該反転器の出力端子からは、最大弁
開度信号線１１が逆動作形の調節計１２（以下第２の調
節計という）のプロセス信号端子に延びている。

一方、第２の調節計１２の操作出力信号端子は、前記３
台の第１の調節計６ａ、６ｂ、６ｃの各設定値信号端子
に対して均等流量指定信号線１４ａ　、　１４ｂ　、　
１４Ｃ１を通じて共通接続されていて、さらに、該調節
計１２の設定値信号端子は最大弁開度設定値信号線１３
を通じて、図外の電圧設定装置、例えば、ディジタル電
圧設定器等に接続されている。

そして、分流路２ａ、２ｂ、２ｃは、それらに設けられ
た各制御弁７ａ、７ｂ、７ｃの後方で主流出路１５にま
とめられている。なお、上記構成例では、制御弁７ａ、
７ｂ、７ｃとして　弁操作信号の増大傾向に対して、そ
の弁開度が減少方向に駆動されるものが採用されている
。

」二足のような従来装置において、主流入路１に対して
、図外の給水ポンプ等により、被処理流体を圧送し、こ
れを、分流路２ａ、２ｂ、２ｃを通じて、濾過処理装置
３ａ、３ｂ、　３ｃに供給して、ここで、被処理流体中
の汚染物質を除去すると、処理後の流体は、流量検出器
４ａ、４ｂ、４ｃ及び制御弁７ａ、７ｂ、７ｃをそれぞ
れ通過して、主流出路１５から流出するものであるが、
その際、一つの分流路２ａについて説明すると、流量検
出ｒｊｉ４ａからは、ここを通過する処理済みの被処理
流体の流量を表わす流量信号Ｓ５ａが第１の調節計６ａ
に対してプロセス信号として入力され、この信号Ｓ５ａ
に応答して、第１の調節計６ａは、その設定値信号端子
に供給されている後述の均等流量指定信号５１４と該信
号Ｓ５ａとの差に比例して増減し、その差が解消した時
点での値に留まる弁操作信号Ｓ８ａをその操作出力信号
端子から出力する。この信号Ｓ８ａに応答して、制御弁
７ａは、該信号Ｓ８ａにより表わされる弁開度を維持し
て、ここを通過する流体の流量を制御する。

そこで、仮に何らかの原因により、分流路２ａの流Ｕｌ
シが減少傾向を示し、流量検出器４ａからの流量信号Ｓ
５ａも減少傾向を示す場合には、第１の調節計６ｄでは
、その設定値信号端子に供給されている均等流量指定信
号Ｓ１４を固定して考察すれば、該信ｔ′ｆｓ１４（設
定値信号）に対して流量信号５５ａ（プロセス信号）が
相対的に減少するので、弁操作信号Ｓ８ａが減少し、こ
れを受けた制御弁７ｄでは、その弁開度が増大する。こ
のような弁操作信号Ｓ８ａの減少傾向は、制御弁７ａの
弁開度の増大を促し、分流路２ａの流量を増大させ、こ
れにより、流量信号Ｓ５ａが、説明のこの段階では固定
している均等流量信号５１４に対して平衡するまで、上
記の流量増大傾向が続行し、平衡時点での弁操作信号Ｓ
８ａに対応する弁開度に制御弁７ａが制御された状態に
落ち着く。かくして、第１の調節計８ａ、６ｂ、６ｃの
制御作用により、分流路２ａ、２ｂ、２Ｃの流量が各第
１の調節計の共通の均等流量指定信号５１４で指定され
る唯一の流量［］標値に向けて定価制御されるので、各
分流路２ａ、２ｂ、２Ｃの流量は、常に均等になるもの
である。

さらに、濾過処理装置３ａの汚染状態が他の濾過処理装
置３ｂ、３ｃのそれに比べて進行していると仮定すると
、該濾過処理装置３ａでの差圧が他の装置３ｂ、　３ｃ
のそれよりも大きくなるので、分流路２ａの流量が分流
路中で最小のものになろうとする。

しかしながら、各分流路２ｄ、２ｂ、２Ｃの流量は、上
述の定（１”ｌ　ｉ’ｌ）制御の作用により、互いに均
等となるのであるから、そのような流量が分流路２ａを
通過するためには、制御ブｆ７ａの弁開度が他の制御弁
７ｂ、７Ｃのそれよりも大きくなるように制御されるも
のである。そのように制御された制御弁７ａの弁開度を
実質的に表わす弁操作信号Ｓ８ａは、さらに信号比較器
９に供給されるが、この信号比較器９には、濾過処理装
置３ｂ、３Ｃ後方の分流路２ｂ、２ｃに関してそれぞれ
上記同様に配設された流賃検出器４ｂ、４ｃ、第１の調
節計８ｂ、　８ｃ、及び制御弁７ｂ、７ｃを含む構成中
の、第１の調節計６ｂ、６ｃからの弁操作信号Ｓ　８ｂ
、Ｓ　８ｃも、それぞれ供給されていて、これらの弁操
作信号Ｓ　８ａ、　Ｓ　８ｂ、　Ｓ　８ｃのうち、その
値が最小であるものが比較選択されて、ここから出力さ
れる。ところで、この実施例では、最小の弁操作信号は
最大の弁開度を表わすものであるから、上記信号比較器
９では、制御弁７ａ、７ｂ、７ｃのうち、前記動作説明
に従えば、最大の弁開度となっているものに供給されて
いる弁操作信号Ｓ８ａが比較選択されることとなる。

そして、該比較器９からの出力信号は後続の信号反転器
ｌＯにてその変化方向が反転されて、最大弁開度信号Ｓ
ｌｌとして、第２の調節計１２のプロセス信号端子に供
給される。

すると、第２の調節計１２は、その設定値信号端子に供
給されている最大弁開度設定値信号３１３と旧記最大弁
開度信号３１１との差に逆比例して増減し、その差が解
消した時点での値に留まる均等流量指定信号Ｓ１４を各
第１の調節計６ａ、６ｂ、６ｃの設定値信号端子に一斉
供給する。すなわち、第２の調節計１２では、最大弁開
度信号Ｓｌｌで表わされる制御弁７ａの弁開度が、図外
の電圧設定装置にて手動設定された最大弁開度設定値信
号３１３で表わされる弁開度に対して平衡するまで、均
等流量指定信号・Ｓ１４の変更が続行する。

そして、このようにして、変更された均等流量指定信号
Ｓｆ４で指定される新たな流量目標値に向けて、各分量
路２ａ、２ｂ、２ｃの流量を、今度は追値制御するよう
に、前記各第１の調節計６ａ、６ｂ、６ｃが作動する。

かくして、濾過処理装置３ａ、３ｂ、３ｃを均等に通過
する被処理流体の流量は、該濾過処理装置のうち、その
差圧が最大であるもののＩｉ砥を制御する制御弁の弁開
度が第２の調節計１２への最大弁開度設定値信号Ｓ１３
により設定されている弁開度に等しくなった状態下で、
その弁開度が最大である制御弁を通過する流量値として
確定されるものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来装置では、各分流路に挿
入された濾過処理装置を通過する被処理流体の流はが常
に均等化され、各濾過処理装置での濾過処理の負担が均
等に按分されはするものの、各分流路に設けられた制御
弁のうちで最も大きい弁開度となっている制御弁の弁開
度が設定値に向けて定値制御されるものであるから、そ
の最も大きい弁開度となっている制御弁を通過する流体
の流量値、換言すれば、各濾過処理装置を通過する被処
理流体の流量の絶対値、さらに換言すれば、各濾過処理
装置を通過する被処理流体の流量の合評価に関しては、
主流入路にこれを圧送する給水ポンプ等の供給系の状況
や、Ｓ過処理装置の構造あるいは濾過材の汚染度合い等
の負荷の状況に応じて区々に異なる値を皇するものであ
って、流量の絶対値自体は全く制御され得ないものであ
ったそして、濾過処理装置、とりわけ、プリコート処理
を施したものにあっては、その通過流量に関して比較的
厳しい制約が課せられており、その適正使用Ｉｉｆ、Ｎ
　Ｒ囲が相当に限定されているものであるところ、上述
の従来装置によっては、それが全く制御され得ないので
、濾過処理装置に対して、過大あるいは過少流量の被処
理流体を通過させてしまうことがしばしばであった。そ
の結果、過大流賃を通過させた場合には、濾過処理装置
から汚染物質のリークを生じたりするし、一方、過少流
量を通過させた場合には、処理時間が長大になり、作業
能率が低下するという問題点があった。

さらには、各濾過処理装置を通過する被処理流体のｌｆ
Ｔ、　ｆｆの絶対値が制御されないということは、とり
もなおさず、それらの合計値である合計流量値もまた制
御されないこととなるので、しばしば、その合計流儀値
が過大な値までに増大し、その結果、給水ポンプにキャ
ビティションを招いたりするという問題点もあった。

く問題点を解決するための手段〉 この発明は、上記従来技術に基づく各濾過処理装置での
不適切な流量値に起因する汚染物質のリークや作業能率
低下の問題点、さらには、各濾過処理袋ごでの流量の合
計流量値の増大に起因する給水ポンプのキャビティショ
ンの問題点に鑑み、並列運転されている各濾過装置を均
等の流量で通過するように制御された各被濾過装置での
流量値を合計して合計流量値を算出し、その合計流量値
を合計Ｉｉｉ設定値に向けて定価制御することにより、
各濾過処理装置での被処理流体の流量値、ひいては、そ
れらの合計値を適正な範囲に制御し、もって、濾過処理
装置からの汚染物質のリークや作業能率の低ｆ、さらに
は、給水ポンプのキャビディジョンの発生等を完全に防
止して前記問題点を解決するものである。

く作用〉 この発明の構成は、第１図に示されるように、複数の分
流路２ａ、　２ｂ、　２ｃ中で並列運転されている各濾
過処理装置３ａ、　３ｂ、　３ｃでの被処理流体の流量
を均等化する際に、各制御弁７ａ、　７ｂ、　７ｃごと
の各第１の調節計Ｅｉａ、　６ｂ、　８ｃには、均等流
量指定信号Ｓ１４が一斉に供給され、これに応答して、
この調節計８ａ、　６ｂ、　６ｃが、それぞれ、その共
通の均等流量指定信号５１４（設定値信号）と各分流路
中の流量検出器４ｃ、　４ｂ、　４ｃからの流量信号Ｓ
５ａ、　Ｓ５ｂ、　５５ｃ（プロセス信号）とを平衡さ
せ、その出力信号Ｓ８ａ、　Ｓ８ｂ、　５８ｃ（操作出
力信号）で各制御弁の弁開度を制御することにより、互
いに均等な流量の被処理流体が各濾過処理装置を通過す
るようにした制御系において、これに付設された合計流
量演算器１６は、各流量検出器４ａ、　４ｂ、　４ｃか
らの各流量信号Ｓ５ａ、　Ｓ５ｂ、　Ｓ５ｃに応答して
、これらの信号により表わされる各流量値を加算して合
計流量値を算出し、その算出結果を表わす合計流量信号
Ｓｔを出力し、さらに付設された第２の調節計１２は、
この合計流量信号Ｓｔ　　（プロセス信号）と予め設定
されている合計流量設定値を表わす合計流量設定値信号
５１５（設定値信号）とを平衡させて、その操作出力信
号を均等流量指定信号５１４（設定値信号）として各第
１の調節計６ａ、　８ｂ、　６ｃに一斉供給するように
作用し、これにより、均等に按分されて各分流路２ａ、
　２ｂ、　２ｃを通過する被処理流体の合計流量値が、
設定された合計流量設定値となるように各分流路２ａ、
　２ｂ、　２ｃ中の制御弁７ａ、　７ｂ、　７ｃが制御
されるものである。

〈実施例〉 この発明の一実施例を第１図に基づいて説明すれば以下
のとおりである。

各流量検出器４ａ、　４ｂ、　４ｃから各第１の調節計
８ａ。

６ｂ、　６ｃの各プロセス信号端子に延びる流量信号線
５ａ、　５ｂ、　５ｃは、それぞれ、途中で１分枝され
て合計流量演算器１６の各入力信号端子に接続され、該
演算器１６の出力信号端子は第２の調節計１２のプロセ
ス信号端子に延びている。

そして、第２の調節計１２の設定信号端子は、ポテンシ
ョメータ等から成り設定操作に応じた合計流量設定値を
表わす合計流量設定値信号Ｓ１５を出力する合計流量設
定器１７の出力端子に接続され、さらに、該調節計１２
の操作出力信号端子は、合計流量信号線１１を通じて各
第１の調節計８ａ、　８ｂ、　８ｃの各設定値信号端子
に共通接続される。他の構成要素は第２図中同一の符号
で示されるものとそれぞれ同一である。

このような構成において、仮に、第２の調節計１２から
の操作出力信号である均等流量指定信号Ｓ１４を固定し
て考察すると、各第１の調節計８ａ、　６ｂ。

６ｃに関しては、第２図に基づ〈従来装置の動作説明が
そのまま成立し、その際の、第２の調節計１２からの均
等流量指定信号５１４（設定値信号）に対して、各流量
検出器４ａ、　４ｂ、　４ｃからの流量信号Ｓ５ａ、　
ｓ　５ｂ、　ｓ　５ｃ　（プロセス信号）を平衡させる
ような定価制御が第１の調節計６ａ、　６ｂ、　６ｃに
より各別に行なわれ、結果的に、各分流路２ａ、　２ｂ
、　２ｃでの被処理流体の流量が、均等流量指定信号５
１４で表わされるＩｉ、％として、均等化されるもので
あるそして、今度は、第２の調節計１２の設定値信号端
子に合計流量演算器１６からの合計流量信号Ｓｔを供給
して考察すると、先ず１合計流量演算器１６では、その
入力端子に各流量検出器４ａ、　４ｂ、　４ｃからの流
量信号Ｓ５ａ、　Ｓ５ｂ、　Ｓ５ｃが供給されていて、
それらの信号で表わされる各流量値がここで加算されて
、その加算結果としての合計流量値を表わす合計流量信
号Ｓｔが得られるものであるが、次いで、かかる合計流
量信号Ｓｔをプロセス信号として受けた第２の調節計１
２は、合計流量設定器１７から設定値信号として供給さ
れている合計流量設定値信号Ｓ１５に対して上記合計流
量信号Ｓｔが一致するように定値制御を行ない、その際
の操作出力信号である均等流量指定信号Ｓ１４を設定値
信号として、前述の第１の各調節計８ａ、　６ｂ、　６
ｃに対して一斉供給する。

例えば、いま、何らかの理由により合計流量演算器１６
からの合計流量信号Ｓｔが増大し、これが予め設定され
ている合計流量設定値信号５１５よりも大きくなると、
これらの信号が供給されている第２の調節計１２では、
設定値信号よりもプロセス信号の方が大になるので、こ
れに応じて、逆動作形の第２の調節計１２は、その操作
出力信号である均等流量指定信号Ｓ１４を減少させる。

すると、各第１の調節計６ａ、　８ｂ、　８ｃは、各流
量検出器４ａ、　４ｂ。

４Ｃからの流量信号Ｓ５ａ、　Ｓ５ｂ、　Ｓ５ｃを上述
の減少した共通の均等流量指定信号Ｓ１４に対して平衡
させるように、すなわち、各制御弁７ａ、　７ｂ、　７
ｃの弁開度を落すように作動して、各分流路２ａ、　２
ｂ、　２ｃ中の濾過装置３ａ、　３ｂ、　３ｃを通過す
る被処理流体の流量を減少させる。

そして、かかる流量減少傾向は、流量検出器４ａ。

４ｂ、　４ｃからの流量信号Ｓ５ａ、　Ｓ５ｂ、　Ｓ５
ｃ、ひいては、合計流量演算器１６からの合計流量信号
Ｓｔの減少をもたらし、この合計流量信号Ｓｔが合計流
■設定値信号５１５に平衡するまでそのＩｉ量減少傾向
が続行する。

さらに、何らかの理由により合計ｌｉ、清信号Ｓｔが、
上記の説明とは逆に減少し、これが合計流量設定値信号
Ｓ１５よりも小さくなった場合には、第２の調節計１２
が均等流量指定信号３１４を増大させ、これに応じて各
第１の調節計Ｇａ、　６ｂ、　８ｃが、今度は逆に、各
分流路２ａ、　２ｂ、　２ｃでの被処理流体の流量を増
大させるべく、各制御弁？ａ、　７ｂ、　７ｃの弁開１
ｉを上げるように作動する。

かくシテ、各第１　ノ３４ｍ計８ａ、　８ｂ、　６ｃは
、第２の調節計１２での、合計流量信号Ｓｔを合計流量
設定値信号Ｓ１５に向けて定植制御すべく時々刻々変化
する操作出力信号であるところの共通の均等流量指定信
号Ｓ１４に対して、各流量検出器４ａ、　４ｂ、　４ｃ
からの各？ｌｌ　ｍ信号Ｓ５ａ、　Ｓ５ｂ、　Ｓ５ｃを
各別に追値制御すべく、各分流路２ａ、　２ｂ、　２ｃ
中の各制御弁４ａ、　４ｂ、　、４ｃの弁開度を調節し
、これにより、各分流路２ａ、　２ｂ、　２ｃごとの各
濾過処理装置３ａ、　３ｂ、　３ｃに対して、合計流量
設定値に等しい合計流量値を当該分流路数に均等に按分
して得られる流量値の被処理流体を通ずるものである。

く効果〉 以上のように、この発明によれば、各分流路中の各流量
検出器からの流量信号を合計流量演算器に導いて、ここ
で、合計流量値を算出し、これを表わす合計流量信号を
第２の調節計に対してプロセス信号として供給し、この
第２の調節計から、この合計流星信号を予め設定された
合計流量設定値信号に対して定価制御すべく出力される
操作出力信号であるところの均等流量指定信号を各分流
路中の各流量検出器ごとの各第１の調節計に設定値イ、
ｊ号として一斉供給し、この第１の調節計にて、各流量
検出器からの各流量信号を共通の均等流量指定信号に対
して追値制御すべく、各分流路ごとの制御弁の弁開度を
調節する構成としたことにより、各分流路中の濾過処理
装置には、その合計流ｊａ値が予め設定された合計流量
設定値に一致するような各流量値の被処理流体が均等に
按分されて通過するので、各濾過処理装置での被処理流
体の通過咬着の絶対イｒｔｉを適正な使用流量範囲内に
留めることができ、しかして、過大流量に起因する汚染
物質のリークや過少流量に起因する作業能率の低下の発
生を完全に防止できるばかりか、複数の濾過処理装置全
体を通過する被処理流体の合計流量値をも適正な値に制
御できるので、過大な合計流量に起因する給水ポンプの
ギヤビテイショノの発生をも確実に防止できるという優
れた効果が奏される。

その上、各分流路ごとの各流量検出器からの流量信号が
表わす各流量値を合計流量演算器にて合計して、合計流
量値を算出する構成としたことにより、合計流量を、直
接的に測定する必要がないので、そのための大流量用流
量計の配設を回避することができ、その分だけコスト逓
減が図れるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図第２図
は従来装置のそれを示す回路図である。 １・・・を流入路 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、・・・分流路３ａ、３ｂ、３
Ｃ１・・・過処理装置 ４ａ、４ｂ、４ｃ、・・・温州検出路 ６ａ、６ｂ、６ｃ、・・・第１の調節計７ａ、７ｂ、７
ｃ、・・・制御弁 １２・・・第２の、ｉｌ！１節計 １５・・・主流出路 １６・・・合計流量演算器 １７・・・合計流量設定値 Ｓ　５ａ、　　Ｓ　５ｂ、Ｓ　５ｃ、・・・流量信号Ｓ
ｔ・・・合計流量信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被処理流体が通過する複数の分流路２ａ、２ｂ、２ｃに
   挿入された複数の濾過処理装置３ａ、３ｂ、３ｃと、各
   分流路２ａ、２ｂ、２ｃ中に設けられ、各分流路を通過
   する流体の流量を計測し、その計測結果を流量信号Ｓ５
   ａ、Ｓ５ｂ、Ｓ５ｃとして、それぞれ、出力する流量検
   出器４ａ、４ｂ、４ｃと、 各分流路２ａ、２ｂ、２ｃ中に設けられ、各弁操作信号
   Ｓ８ａ、Ｓ８ｂ、Ｓ８ｃに応答して、その弁開度を増減
   し、各分流路を通過する流体の流量を制御する制御弁７
   ａ、７ｂ、７ｃと、 設定値信号としての均等流量指定信号Ｓ１４に対してプ
   ロセス信号としての流量信号Ｓ５ａ、Ｓ５ｂ、Ｓ５ｃを
   平衡させて、操作出力信号としての弁操作信号Ｓ８ａ、
   Ｓ８ｂ、Ｓ８ｃを各制御弁７ａ、７ｂ、７ｃに供給する
   第１の調節計６ａ、６ｂ、６ｃと、 を有する流量制御装置において、 各流量検出器４ａ、４ｂ、４ｃからの流量信号Ｓ５ａ、
   Ｓ５ｂ、Ｓ５ｃで表わされる各流量値を合計して合計流
   量値を算出し、その算出結果を合計流量信号Ｓｔとして
   出力する合計流量演算器１６と、 合計流量設定値を表わす設定値信号としての合計流量設
   定値信号Ｓ１５に対してプロセス信号としての合計流量
   信号Ｓｔを平衡させて、操作出力信号としての均等流量
   指定信号Ｓ１４を各第１の調節計６ａ、６ｂ、６ｃに対
   して設定値信号として一斉供給する第２の調節計１２と を付設して成る流量制御装置。