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技術 弁開度制御方法

出願人 株式会社荏原製作所
発明者 笠原徹
出願日 1990年12月21日 (30年0ヶ月経過) 出願番号 1990-405092
公開日 1994年4月28日 (26年8ヶ月経過) 公開番号 1994-119057
状態 特許登録済
技術分野 水門 流量の制御
主要キーワード 運転保守 上水槽 計量計 オリフィス式 規定水量 流量特性曲線 規定流量 動力ケーブル
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年4月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

構成

本発明は、上水槽(例えばダム)より下流側へ、上水槽の水位変化相応して規定水量を自動的に放出する放流設備弁開度制御方法に関し、上記制御を行う流量制御弁制御盤7を設け、その制御盤に、弁開度演算ユニット7aと、該ユニットに接続された流量設定器7bと弁開度設定器7cとを設け、水位計2をユニットに接続し、流量制御弁のアクチュエータ5aを弁開度設定器に接続して構成し、弁開度演算ユニットは、好ましくは中央演算ユニットと、制御弁流量特性を記憶するロムと、管路条件を随時書込むラムと、流量補正回路とを設ける。管路条件から流量制御弁上下流側の差圧を検出し、流量制御弁の流量特性曲線から弁開度を決定して弁開度を制御する。

効果

流量計を設けないので、放流管内の塵等による流量計の閉塞事故がなくなり、規定流量の保持が可能となる。また、流量計の運転保守が不要となり、経済的にも優れている。

概要

背景

従来のこの種の方法においては、放流管の途中に設けた流量計、又は、放流管の下流に設けた流量測定により流量を測定し、その測定された流量の値に基づき、流量制御弁開度を設定して規定水量を放出するのが一般的であった。

概要

本発明は、上水槽(例えばダム)より下流側へ、上水槽の水位変化相応して規定水量を自動的に放出する放流設備弁開度制御方法に関し、上記制御を行う流量制御弁制御盤7を設け、その制御盤に、弁開度演算ユニット7aと、該ユニットに接続された流量設定器7bと弁開度設定器7cとを設け、水位計2をユニットに接続し、流量制御弁のアクチュエータ5aを弁開度設定器に接続して構成し、弁開度演算ユニットは、好ましくは中央演算ユニットと、制御弁流量特性を記憶するロムと、管路条件を随時書込むラムと、流量補正回路とを設ける。管路条件から流量制御弁上下流側の差圧を検出し、流量制御弁の流量特性曲線から弁開度を決定して弁開度を制御する。

流量計を設けないので、放流管内の塵等による流量計の閉塞事故がなくなり、規定流量の保持が可能となる。また、流量計の運転保守が不要となり、経済的にも優れている。

目的

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、流量を用いないで自動的に流量制御弁の開度を制御する弁開度制御方法を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

設定流量を設定し、管路条件による流量制御弁上流側及び下流側の損失水頭係数を用いて前記設定流量に対する損失水頭を算出し、算出した損失水頭及び水位計が検出した水位とから流量制御弁前後の差圧を計算すると共に、弁開度を想定し、流量制御弁の弁開度対容量係数特性曲線から想定した弁開度に対応する容量係数を読み取り、読み取った容量係数と前記差圧とから想定した弁開度に対する流量を算出し、算出流量が設定流量に等しくなる流量制御弁の弁開度を決定して設定し、設定した弁開度に流量制御弁を制御することを特徴とする弁開度制御方法。

技術分野

0001

本発明は、上水槽(例えばダム)より下流側へ、上水槽の水位変化相応して規定水量を自動的に放出する放流設備弁開度制御方法に関する。

背景技術

0002

従来のこの種の方法においては、放流管の途中に設けた流量計、又は、放流管の下流に設けた流量測定により流量を測定し、その測定された流量の値に基づき、流量制御弁開度を設定して規定水量を放出するのが一般的であった。

発明が解決しようとする課題

0003

上記の放流管の途中に設ける流量計が、オリフィス式流量計の場合は、オリフィスに上水槽より流入した塵等が詰まり易く、規定流量の設定保持が困難である。また、超音波流量計電磁流量計等を使用した場合は、その取付け位置に制限を受け、かつ、落雷等の外乱を受け易く、計量計運転保守が面倒である。

0004

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、流量を用いないで自動的に流量制御弁の開度を制御する弁開度制御方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

本発明によれば、設定流量を設定し、管路条件による流量制御弁上流側及び下流側の損失水頭係数を用いて前記設定流量に対する損失水頭を算出し、算出した損失水頭及び水位計が検出した水位とから流量制御弁前後の差圧を計算すると共に、弁開度を想定し、流量制御弁の弁開度対容量係数特性曲線から想定した弁開度に対応する容量係数を読み取り、読み取った容量係数と前記差圧とから想定した弁開度に対する流量を算出し、算出流量が設定流量に等しくなる流量制御弁の弁開度を決定して設定し、設定した弁開度に流量制御弁を制御することを特徴としている。

0006

上記制御を行う流量制御弁制御盤を設け、その制御盤に、弁開度演算ユニットと、該ユニットに接続された流量設定器と弁開度設定器とを設け、水位計をユニットに接続し、流量制御弁のアクチュエータを弁開度設定器に接続し、弁開度演算ユニットに、中央演算ユニットと、制御弁流量特性を記憶するロムと、管路条件を随時書込むラムと、流量補正回路とを設けるのが好ましい。

0007

上記のように構成された弁開度制御方法において、弁開度演算ユニットは、管路条件から設定流量に対する流量制御弁上下流側の差圧を算出し、流量制御弁の流量特性曲線から弁開度を決定して流量制御弁の開度を制御する。

0008

下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

0009

図1には本発明を実施する装置が示されている。

0010

上水槽であるダム1内には、水位計2が設けられ、その水位計2は、信号ケーブル8を介して全体を符号7で示す流量制御弁制御盤に接続されている。このダム1にスクリーン3を介して取付けられた上流側放流管4には、流量制御弁5が接続され、その流量制御弁5には、下流側放流管6が接続されている。この流量制御弁5には、制御弁アクチュエータ5aとポテンショメータ5bとが設けられ、それぞれ動力ケーブル9a、信号ケーブル9bにより流量制御弁制御盤7に接続されている。その流量制御弁制御盤7には、水位計2が接続された弁開度演算ユニット7aが設けられ、このユニット7aには、流量設定器7bと、制御弁アクチュエータ5a及びポテンショメータ5bが接続された弁開度設定器7cとが接続されている。

0011

図2において、弁開度演算ユニット7aは、マイクロコンピュータで構成され、中央演算ユニット(CPU)Aと、ユニットAに接続されたロム(ROM)B、ラム(RAM)C及び流量構成回路Dとが設けられている。そして、ユニットAには、A/Dコンバータ2aを介して水位計2と、流量設定器7bと、弁開度設定器7cとがそれぞれ接続されている。

0012

前記ロムBには、流量制御弁5の弁開度対容量係数の流量特性曲線Eが記憶され、ラムCには、管路条件Fすなわち管径管長及び損失係数が随時書込まれるようになっている。また、ユニットAの表示部には、流量表示G、上水槽水位表示H、制御弁開度支持表示J及び制御弁開度表示Kが表示されるようになっている。

0013

次に、図3を参照して本発明の実施態様を説明する。

0014

流量設定器7bで設定流量(V0)を設定すると(ステップS1)、弁開度演算ユニット7aは、あらかじめ入力された管径、管長及び損失係数の管路条件Fに基づき、流量制御弁5の上流側、下流側の損失水頭係数Kt1、Kt2を用い、設定流量V0に対する損失水頭Ht1、Ht2を次式により計算する(ステップS2)。

0015

Ht1=Kt1・Q2
Ht2=Kt2・Q2
次いで、水位計2で水位Hを検出し(ステップS3)、水位H及び損失水頭Ht1、Ht2の値を用い、制御弁5の前後の差圧ΔPを次式により計算する(ステップS4)。

0016

ΔP=H−KC1(Ht1−Ht2)
ここで、KC1は補正係数
他方、設定流量V0に対応する制御弁5の弁開度V0を想定する(ステップS5)。そこで、あらかじめ入力されている「制御弁開度V0対容量係数CV曲線すなわち流量特性曲線Eから、想定弁開度V0に対応する容量係数値CVを読取る(ステップS6)。そこで差圧ΔPを容量係数値CVとから、想定弁開度VOに対する流量QCを次式により算出する(ステップS7)。

0017

QC=CV・KC2・ΔPの平方根
ここで、KC2は補正係数
この際、流量補正回路Dにおいて、算出差圧ΔPが実測差圧ΔP1と等しいか否かを判定し(ステップP1)、YESだったら、正常表示を行い(ステップP2)、NOの場合は、補正係数KC1の修正を行って(ステップP3)、ステップS4にフィードバックする。また、算出流量QCが実測流量Q1に等しいか否かを判定し(ステップP4)、YESだったら、正常表示を行い(ステップP5)、NOの場合は、補正係数KC2の修正を行って(ステップP6)、ステップS7にフィードバックする。

0018

ステップS7に引続き、算出流量QCが設定流量Q0に等しいか否かを判定する(ステップS8)。NOの場合は、弁開度V0の修正を行って(ステップS9)、ステップS6に戻り、YESだったら、流量制御弁5の弁開度V0を決定する(ステップS10)。そこで、弁開度設定器7cは弁開度を設定し、制御弁アクチュエータ5aに制御信号を出力する(ステップS11)。したがって、アクチュエータ5aが作動し、ポテンショメータ5bは開度を弁開度設定器7cにフィードバックして制御弁5を設定開度開弁する(ステップ12)。これにより流量制御弁5から設定流量Q0を放流する(ステップS13)。

発明の効果

0019

本発明は、以上説明したように構成されているので、流量計を設けないので、放流管内の塵等による流量計の閉塞事故がなくなり、規定流量の保持が可能となる。また、流量計の運転保守が不要となり、経済的にも優れている。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明を実施する装置を示す全体構成図。
図2制御ブロック図。
図3演算フローシート図。

--

0021

1・・・ダム
2・・・水位計
4・・・上流側放流管
5・・・流量制御弁
5a・・・制御弁アクチュエータ
5b・・・ポテンショメータ
6・・・下流側放流管
7・・・流量制御弁制御盤
7a・・・弁開度演算ユニット
7b・・・流量設定器
7c・・・弁開度設定器

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