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技術 制御弁および制御弁の実開度変換特性校正方法

出願人 アズビル株式会社
発明者 古谷元洋野間口謙雄
出願日 2009年9月29日 (10年5ヶ月経過) 出願番号 2009-224111
公開日 2011年4月14日 (8年11ヶ月経過) 公開番号 2011-074933
状態 特許登録済
技術分野 弁の操作手段一般;電気駆動弁 弁開度、開閉状態の表示
主要キーワード 閉方向動作 キャリブレーションスイッチ 台座面 動作規制 自動キャリブレーション 回転角度検出器 自動校正 回転規制部材
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図面 (9)

課題

実開度変換特性校正現場で簡単に行えるようにする。

解決手段

ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接するまで駆動軸2−3を閉方向へ回転させ、その時のポテンショメータ2−4の出力を読み込む。次に、ストッパ4が開方向回転規制部1−6に当接するまで駆動軸2−3を開方向へ回転させ、その時のポテンショメータ2−4の出力を読み込む。この読み込んだ出力に基づいて実開度変換部2−5で使用する実開度変換テーブルTB1を校正する。

概要

背景

従来より、空調設備プラント等では、流体の流れを規制する弁体開閉アクチュエータが用いられている。このアクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転トルク減速する減速歯車機構とを備えており、減速歯車機構によって減速された回転トルクは駆動軸に伝達される。

このアクチュエータは、流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体に組み付けられ、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸を連結して用いられる。この場合、アクチュエータの駆動軸と弁体の弁軸とは連結部材を介して連結され、この連結部材を介して連結された状態で制御弁とされる(例えば、特許文献1参照)。

この制御弁において、アクチュエータには、上述した電動モータや減速歯車機構に加えて、駆動軸の回転角度を検出する回転角度検出器としてポテンショメータと、このポテンショメータが検出する駆動軸の回転角度を弁体の実開度に変換する実開度変換部と、電動モータの回転すなわち駆動軸の回転を制御する制御部とが設けられている(例えば、特許文献2参照)。

この場合、実開度変換部では、予め定められている実開度変換特性が用いられる。この実開度変換特性は、ポテンショメータの出力(駆動軸の回転角度)と弁体の実開度との関係を示すテーブル(実開度変換テーブル)として記憶されている場合もあるし、ポテンショメータの出力(駆動軸の回転角度)と弁体の実開度との関係を示す演算式(実開度変換式)として記憶されている場合もある。

また、制御部は、実開度変換部によって変換された弁体の実開度と外部機器より送られてくる設定開度とを比較し、両者の差がとなるように駆動軸の回転を制御する。この方式を開度制御方式と呼ぶ。

なお、実開度変換部によって変換された弁体の実開度を弁本体内を流れる流体の実流量に変換し、この変換された流体の実流量と外部機器より送られてくる設定流量とを比較し、両者の差が零となるように駆動軸の回転を制御する方式もある(例えば、特許文献3参照)。この方式を流量制御方式と呼ぶ。

このような制御弁では、弁本体とアクチュエータは必ず互いに組み付けた状態、すなわち制御弁の完成品として出荷されるとは限らず、別々の製造工程で製造されてアクチュエータ単体で出荷され、任意の弁本体に取り付けられる場合もある。その場合、従来においては、アクチュエータ単体が完成した時点で、人手によりポテンショメータの出力と駆動軸の回転角度とを確認して、実開度変換部で使用する実開度変換特性を校正する作業を行ったうえで、アクチュエータを出荷している。

概要

実開度変換特性の校正を現場で簡単に行えるようにする。ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接するまで駆動軸2−3を閉方向へ回転させ、その時のポテンショメータ2−4の出力を読み込む。次に、ストッパ4が開方向回転規制部1−6に当接するまで駆動軸2−3を開方向へ回転させ、その時のポテンショメータ2−4の出力を読み込む。この読み込んだ出力に基づいて実開度変換部2−5で使用する実開度変換テーブルTB1を校正する。

目的

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体と、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸が連結されたアクチュエータとを備えた制御弁において、前記駆動軸に連結された弁軸の前記弁体の閉方向への動作を第1の動作位置で規制する閉方向動作規制部と、前記駆動軸に連結された弁軸の前記弁体の開方向への動作を第2の動作位置で規制する開方向動作規制部とを備え前記アクチュエータは、前記駆動軸の動作位置を検出する動作位置検出手段と、前記動作位置検出手段が検出する前記駆動軸の動作位置を予め定められている実開度変換特性を使用して前記弁体の実開度に変換する実開度変換手段と、キャリブレーション指令を受けて、前記駆動軸を前記弁体の閉方向へ動作させて前記第1の動作位置に達した時の前記動作位置検出手段が検出する動作位置を前記弁体の最小開度に対応する動作位置として読み込む一方、前記駆動軸を前記弁体の開方向へ動作させて前記第2の動作位置に達した時の前記動作位置検出手段が検出する動作位置を前記弁体の最大開度に対応する動作位置として読み込み、この読み込んだ最小開度および最大開度に対応する動作位置に基づいて前記実開度変換手段で使用する前記実開度変換特性を校正する実開度変換特性校正手段とを備えることを特徴とする制御弁。

請求項2

流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体と、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸が連結されたアクチュエータとを備えた制御弁において、前記駆動軸に連結された弁軸の回転に伴って回転するストッパと、前記駆動軸に連結された弁軸の前記弁体の閉方向への回転をその回転に伴う前記ストッパの当接により予め定められた第1の回転角度位置で規制する閉方向回転規制部と、前記駆動軸に連結された弁軸の前記弁体の開方向への回転をその回転に伴う前記ストッパの当接により予め定められた第2の回転角度位置で規制する開方向回転規制部とを備え前記アクチュエータは、前記駆動軸の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記回転角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度を予め定められている実開度変換特性を使用して前記弁体の実開度に変換する実開度変換手段と、キャリブレーション指令を受けて、前記ストッパが前記閉方向回転規制部に当接するまで前記駆動軸を前記弁体の閉方向へ回転させてその時の前記回転角度検出手段が検出する回転角度を前記弁体の最小開度に対応する回転角度として読み込む一方、前記ストッパが前記開方向回転規制部に当接するまで前記駆動軸を前記弁体の開方向へ回転させてその時の前記回転角度検出手段が検出する回転角度を前記弁体の最大開度に対応する回転角度として読み込み、この読み込んだ最小開度および最大開度に対応する回転角度に基づいて前記実開度変換手段で使用する前記実開度変換特性を校正する実開度変換特性校正手段とを備えることを特徴とする制御弁。

請求項3

請求項2に記載された制御弁において、前記閉方向回転規制部および前記開方向回転規制部は1つの部材に設けられていることを特徴とする制御弁。

請求項4

請求項2又は3に記載された制御弁において、前記アクチュエータは、前記実開度変換手段によって変換された前記弁体の実開度と外部機器より送られてくる設定開度とを比較して、両者の差がとなるように前記駆動軸の回転を制御する制御手段を備えることを特徴とする制御弁。

請求項5

請求項2又は3に記載された制御弁において、前記アクチュエータは、前記実開度変換手段によって変換された前記弁体の実開度を予め定められている実流量変換特性を用いて前記弁本体内を流れる流体の実流量に変換する実流量変換手段と、前記実流量変換手段によって変換された前記弁本体内を流れる流体の実流量と外部機器より送られてくる設定流量とを比較して、両者の差が零となるように前記駆動軸の回転を制御する制御手段とを備えることを特徴とする制御弁。

請求項6

請求項2〜5の何れか1項に記載された制御弁において、前記実開度変換特性校正手段は、前記ストッパが前記閉方向回転規制部に当接するまで前記駆動軸を回転させる際、前記回転角度検出手段が検出する回転角度を監視し、所定時間以上、前記回転角度検出手段が検出する回転角度が変化しなかった時に、前記ストッパが前記閉方向回転規制部に当接したと判断し、前記ストッパが前記開方向回転規制部に当接するまで前記駆動軸を回転させる際、前記回転角度検出手段が検出する回転角度を監視し、所定時間以上、前記回転角度検出手段が検出する回転角度が変化しなかった時に、前記ストッパが前記開方向回転規制部に当接したと判断することを特徴とする制御弁。

請求項7

流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体と、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸が連結されたアクチュエータと、このアクチュエータの駆動軸の動作位置を検出する動作位置検出手段と、前記動作位置検出手段が検出する前記駆動軸の動作位置を予め定められている実開度変換特性を使用して前記弁体の実開度に変換する実開度変換手段とを備えた制御弁の実開度変換特性校正方法において、キャリブレーション指令を受けて、前記駆動軸を前記弁体の閉方向へ動作させて最も閉方向の動作位置である第1の動作位置に達した時の前記動作位置検出手段が検出する動作位置を前記弁体の最小開度に対応する動作位置として読み込むステップと、前記駆動軸を前記弁体の開方向へ動作させて最も開方向の動作位置である第2の動作位置に達した時の前記動作位置検出手段が検出する動作位置を前記弁体の最大開度に対応する動作位置として読み込むステップと、この読み込んだ最小開度および最大開度に対応する動作位置に基づいて前記実開度変換手段で使用する前記実開度変換特性を校正するステップとを備えることを特徴とする制御弁の実開度変換特性校正方法。

技術分野

0001

この発明は、アクチュエータを弁本体に組み付けた制御弁およびその制御弁の実開度変換特性校正方法に関するものである。

背景技術

0002

従来より、空調設備プラント等では、流体の流れを規制する弁体開閉にアクチュエータが用いられている。このアクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転トルク減速する減速歯車機構とを備えており、減速歯車機構によって減速された回転トルクは駆動軸に伝達される。

0003

このアクチュエータは、流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体に組み付けられ、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸を連結して用いられる。この場合、アクチュエータの駆動軸と弁体の弁軸とは連結部材を介して連結され、この連結部材を介して連結された状態で制御弁とされる(例えば、特許文献1参照)。

0004

この制御弁において、アクチュエータには、上述した電動モータや減速歯車機構に加えて、駆動軸の回転角度を検出する回転角度検出器としてポテンショメータと、このポテンショメータが検出する駆動軸の回転角度を弁体の実開度に変換する実開度変換部と、電動モータの回転すなわち駆動軸の回転を制御する制御部とが設けられている(例えば、特許文献2参照)。

0005

この場合、実開度変換部では、予め定められている実開度変換特性が用いられる。この実開度変換特性は、ポテンショメータの出力(駆動軸の回転角度)と弁体の実開度との関係を示すテーブル(実開度変換テーブル)として記憶されている場合もあるし、ポテンショメータの出力(駆動軸の回転角度)と弁体の実開度との関係を示す演算式(実開度変換式)として記憶されている場合もある。

0006

また、制御部は、実開度変換部によって変換された弁体の実開度と外部機器より送られてくる設定開度とを比較し、両者の差がとなるように駆動軸の回転を制御する。この方式を開度制御方式と呼ぶ。

0007

なお、実開度変換部によって変換された弁体の実開度を弁本体内を流れる流体の実流量に変換し、この変換された流体の実流量と外部機器より送られてくる設定流量とを比較し、両者の差が零となるように駆動軸の回転を制御する方式もある(例えば、特許文献3参照)。この方式を流量制御方式と呼ぶ。

0008

このような制御弁では、弁本体とアクチュエータは必ず互いに組み付けた状態、すなわち制御弁の完成品として出荷されるとは限らず、別々の製造工程で製造されてアクチュエータ単体で出荷され、任意の弁本体に取り付けられる場合もある。その場合、従来においては、アクチュエータ単体が完成した時点で、人手によりポテンショメータの出力と駆動軸の回転角度とを確認して、実開度変換部で使用する実開度変換特性を校正する作業を行ったうえで、アクチュエータを出荷している。

先行技術

0009

特再公表2002−059513号公報
特開2000−329512号公報
特開平7−174596号公報

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、上述した制御弁では、アクチュエータを現場の弁本体に組み付ける際、取り付け位置のばらつき、各部品の組み付け位置のばらつき、及び加工のばらつき等により、実際の弁体の開度とポテンショメータが検出する駆動軸の回転角度との関係が固体毎に異なり、弁本体にアクチュエータを組み付けただけでは、開度制御や流量制御の精度を向上させることが困難である。

0011

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、手間のかかる校正作業なしで、バルブを流れる流量を高い精度で制御可能な制御弁を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

このような目的を達成するために本発明は、流体の流れを規制する弁体を収容した弁本体と、この弁本体に収容された弁体の弁軸にその駆動軸が連結されたアクチュエータとを備えた制御弁において、駆動軸に連結された弁軸の弁体の閉方向への動作を第1の動作位置で規制する閉方向動作規制部と、駆動軸に連結された弁軸の弁体の開方向への動作を第2の動作位置で規制する開方向動作規制部とを設け、アクチュエータに、駆動軸の動作位置を検出する動作位置検出手段と、動作位置検出手段が検出する駆動軸の動作位置を予め定められている実開度変換特性を使用して弁体の実開度に変換する実開度変換手段と、
キャリブレーション指令を受けて、駆動軸を弁体の閉方向へ動作させて第1の動作位置に達した時の動作位置検出手段が検出する動作位置を弁体の最小開度に対応する動作位置として読み込む一方、駆動軸を弁体の開方向へ動作させて 第2の動作位置に達した時の動作位置検出手段が検出する動作位置を弁体の最大開度に対応する動作位置として読み込み、この読み込んだ最小開度および最大開度に対応する動作位置に基づいて実開度変換手段で使用する実開度変換特性を校正する実開度変換特性校正手段とを設けたものである。

0013

この発明において、アクチュエータは、キャリブレーション指令を受けると、駆動軸を弁体の閉方向へ動作させて第1の動作位置に達した時の動作位置検出手段が検出する動作位置を弁体の最小開度に対応する動作位置として読み込む一方、駆動軸を弁体の開方向へ動作させて 第2の動作位置に達した時の動作位置検出手段が検出する動作位置を弁体の最大開度に対応する動作位置として読み込み、この読み込んだ最小開度および最大開度に対応する動作位置に基づいて実開度変換手段で使用する実開度変換特性を校正する。

発明の効果

0014

本発明によれば、弁本体にアクチュエータを組み付けた状態で、アクチュエータにキャリブレーション指令を与えるだけで、駆動軸が第1の動作位置および第2の動作位置に達するまで動作し、実開度変換手段で使用する実開度変換特性の校正が自動的に行われるものとなり、弁本体とアクチュエータの組み付け状態での弁体の開度とポテンショメータが検出する駆動軸の回転角度のずれが解消され精度の高い制御が可能となる。また、このキャリブレーションは配管に取り付けられた状態でも実施が可能なため、現場で何らかのトラブルでアクチュエータ交換をした場合でも工場出荷時と同様に精度の高い制御を維持することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明に係る制御弁の一実施の形態(開度制御方式を採用した例)の要部を示す構成図である。
この制御弁の実開度変換部で使用される実開度変換テーブルを例示する図である。
この制御弁における弁軸と駆動軸との連結部を上面から見た図である。
この制御弁において実行される実開度変換テーブルの自動校正自動キャリブレーション)を説明するためのフローチャートである。
自動校正後の実開度変換テーブルを校正前の実開度変換テーブルと対比して示す図である。
方向回転規制部と開方向回転規制部とを1つの部材に設けるようにした例(回転規制部材としてピンを使用した例)を示す図である。
回転規制部材としてピンを使用した場合の別の例を示す図である。
本発明に係る制御弁の別の実施の形態(流量制御方式を採用した例)の要部を示す構成図である。

実施例

0016

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
図1はこの発明に係る制御弁の一実施の形態の要部を示す構成図である。同図において、1は弁本体、2は弁本体1に組み付けられたアクチュエータである。この弁本体1とアクチュエータ2とで制御弁100が構成されている。なお、この例では、制御弁100が既に現場に設置され、外部機器200と接続されているものとする。

0017

〔弁本体〕
弁本体1は、流体が流れる管路1−1と、この管路1−1内に設けられた弁体1−2とを備え、弁体1−2には弁軸1−3が軸着されている。この弁体1−2に軸着された弁軸1−3の先端は、管路1−1の外壁の一部として形成された台座部1−4の上面(台座面)1−4aより外側に突き出ている。

0018

また、管路1−1の台座面1−4aには、弁軸1−3の閉方向(弁体1−2の閉方向)への回転を規制するための閉方向回転規制部1−5と、弁軸1−3の開方向(弁体1−2の開方向)への回転を規制するための開方向回転規制部1−6とが設けられている。この閉方向回転規制部1−5および開方向回転規制部1−6による弁軸1−3の回転の規制については後述する。

0019

〔アクチュエータ〕
アクチュエータ2は、モータ(駆動部)2−1と、モータ2−1の回転トルクを減速する減速歯車機構2−2と、減速歯車機構2−2によって減速された回転トルクが伝達される駆動軸2−3と、駆動軸2−3の回転角度を検出するポテンショメータ(回転角度検出器)2−4と、ポテンショメータ2−4が検出する駆動軸2−3の回転角度Spvを予め定められている実開度変換テーブル(ポテンショメータ出力−開度変換テーブル)TB1を使用して弁体1−2の実開度θpvに変換する実開度変換部2−5とを備えている。図2に実開度変換部2−5で使用される実開度変換テーブルTB1を例示する。

0020

また、このアクチュエータ2は、実開度変換部2−5によって変換された弁体1−2の実開度θpvと外部機器200より送られてくる設定開度θspとを比較し、両者の差が零となるようにモータ2−1の回転すなわち駆動軸2−3の回転を制御する制御部2−6と、キャリブレーションスイッチ2−7と、キャリブレーションスイッチ2−7がONとされた場合に実開度変換部2−5における実開度変換テーブルTB1を校正する実開度変換テーブル校正部2−8とを備えている。

0021

このアクチュエータ2において、実開度変換部2−5,制御部2−6および実開度変換テーブル校正部2−8は、メモリに格納されているプログラムに従って動作するCPUの処理機能として実現される。

0022

〔制御弁〕
制御弁100において、弁本体1の弁軸1−3とアクチュエータ2の駆動軸2−3とは、連結部材3を介して連結されている。連結部材3については、特許文献1などにその具体例が示されているので、ここでの詳細な説明は省略する。

0023

本実施の形態において、連結部材3にはストッパ4が設けられている。図3に弁軸1−3と駆動軸2−3との連結部を上面から見た図を示す。ストッパ4は、棒状とされ、連結部材3の外周方向に突出して設けられている。このストッパ4は、連結部材3の回転、すなわち駆動軸2−3に連結された弁軸1−3の回転に伴って回転する。なお、連結部材3は、弁軸1−3に対するストッパ4の回転角度位置を所定の位置として、弁軸1−3側に固定されている。

0024

ストッパ4の一方の側面4aは第1の当接面とされ、この第1の当接面4aが閉方向回転規制部1−5に当接することによって、弁軸1−3の閉方向への回転が規制される。すなわち、閉方向回転規制部1−5は、駆動軸2−3に連結された弁軸1−3の閉方向への回転をその回転に伴うストッパ4の当接により、閉方向回転規制部1−5の設置位置で定まる第1の回転角度位置で規制する。

0025

ストッパ4の他方の側面4bは第2の当接面とされ、この第2の当接面4bが開方向回転規制部1−6に当接することによって、弁軸1−3の開方向への回転が規制される。すなわち、開方向回転規制部1−6は、駆動軸2−3に連結された弁軸1−3の開方向への回転をその回転に伴うストッパ4の当接により、開方向回転規制部1−6の設置位置で定まる第2の回転角度位置で規制する。

0026

本実施の形態では、弁軸1−3に対して固定されたストッパ4の回転角度位置によって、閉方向回転規制部1−5が規制する第1の回転角度位置が弁体1−2の最小開度に対応する回転角度位置とされ、開方向回転規制部1−6が規制する第2の回転角度位置が弁体1−2の最大開度に対応する回転角度位置とされている。

0027

これにより、本実施の形態では、駆動軸2−3に連結された弁軸1−3が回転し、ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接すると、弁体1−2の開度が最小開度となり、ストッパ4が開方向回転規制部1−6に当接すると、弁体1−2の開度が最大開度となる。

0028

この制御弁100では、弁本体1にアクチュエータ2を組み付ける際、取り付け位置のばらつき、各部品の組み付け位置のばらつき、及び加工のばらつき等により、実際の弁体1−2の開度とポテンショメータ2−4が検出する駆動軸2−3の回転角度との関係が固体毎に異なる。

0029

このため、従来においては、1台ずつ実流量試験により流量を確認し、実開度変換部2−5で使用する実開度変換テーブルTB1を校正していた。これに対し、本実施の形態では、キャリブレーションスイッチ2−7をONとするだけで、実開度変換部2−5で使用される実開度変換テーブルTB1が自動的に校正されるものとなる。

0030

以下、この実開度変換テーブルTB1の自動校正(自動キャリブレーション)について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートに従う処理は実開度変換テーブル校正部2−8が行う。

0031

〔自動キャリブレーション〕
実開度変換テーブル校正部2−8は、キャリブレーションスイッチ2−7がONとされると(ステップS101のYES)、制御部2−6における現在の動作状態チェックし、通常の開度制御中か否かを確認する(ステップS102)。

0032

ここで、通常の開度制御中であれば(ステップS102のYES)、実開度変換テーブル校正部2−8は、制御部2−6における通常の開度制御を中止させ(ステップS103)、ステップS104の処理へ進む。通常の開度制御中でなければ(ステップS102のNO)、直ちにステップS104の処理へ進む。

0033

ステップS104において、実開度変換テーブル校正部2−8は、モータ2−1を駆動し、駆動軸2−3を強制的に閉方向に回転させる。この駆動軸2−3の閉方向への回転中、実開度変換テーブル校正部2−8は、ポテンショメータ2−4の出力を監視する(ステップS105)。

0034

駆動軸2−3の閉方向への回転により、駆動軸2−3に連結された弁軸1−3も閉方向へ回転し、弁体1−2が閉じられて行く。この弁軸1−3の閉方向への回転は、ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接することによって規制され、この規制された回転角度位置(第1の回転角度位置)において弁体1−2の開度は最小開度となる。

0035

実開度変換テーブル校正部2−8は、ポテンショメータ2−4の出力が変化しなくなり、その変化しない状態が所定時間以上続いたことを確認すると(ステップS106のYES)、ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接したと判断し、その時のポテンショメータ2−4の出力を読み込む(ステップS107)。

0036

この場合、ストッパ4が閉方向回転規制部1−5に当接した時のポテンショメータ2−4が検出する駆動軸2−3の回転角度Spvを、弁体1−2の最小開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S1として読み込む。

0037

次に、実開度変換テーブル校正部2−8は、モータ2−1を逆方向に駆動し、駆動軸2−3を強制的に開方向に回転させる(ステップS108)。この駆動軸2−3の開方向への回転中、実開度変換テーブル校正部2−8は、ポテンショメータ2−4の出力を監視する(ステップS109)。

0038

駆動軸2−3の開方向への回転により、駆動軸2−3に連結された弁軸1−3も開方向へ回転し、弁体1−2が開かれて行く。この弁軸1−3の開方向への回転は、ストッパ4の第2の当接面4bが開方向回転規制部1−6に当接することによって規制され、この規制された回転角度位置(第2の回転角度位置)において弁体1−2の開度は最大開度となる。

0039

実開度変換テーブル校正部2−8は、ポテンショメータ2−4の出力が変化しなくなり、その変化しない状態が所定時間以上続いたことを確認すると(ステップS110のYES)、ストッパ4が開方向回転規制部1−6に当接したと判断し、その時のポテンショメータの出力を読み込む(ステップS111)。

0040

この場合、ストッパ4が開方向回転規制部1−6に当接した時のポテンショメータ2−4が検出する駆動軸2−3の回転角度Spvを、弁体1−2の最大開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S2として読み込む。

0041

そして、実開度変換テーブル校正部2−8は、ステップS107で読み込んだ弁体1−2の最小開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S1とステップS111で読み込んだ弁体1−2の最大開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S2に基づいて実開度変換部3−5で使用する実開度変換テーブルTB1を校正する(ステップS112)。

0042

図5校正後と校正前の実開度変換テーブルTB1を対比して示す。同図に示す特性Iは校正前の実開度変換テーブルTB1を示し、特性IIは校正後の実開度変換テーブルTB1を示す。

0043

実開度変換テーブル校正部2−8は、ステップS107で読み込んだ駆動軸2−3の回転角度S1を弁体1−2の最小開度(0%位置)に対応させ、ステップS111で読み込んだ駆動軸2−3の回転角度S2を弁体1−2の最大開度(100%位置)に対応させ、この2つの点を直線で結ぶことによって校正後の実開度変換テーブルTB1(特性II)を得る。

0044

実開度変換テーブル校正部2−8は、このようにして実開度変換テーブルTB1を校正した後、制御部2−6における通常の開度制御を中止させていた場合には(ステップS113のYES)、通常の開度制御へ復帰させたうえ(ステップS114)、実開度変換テーブルTB1の自動校正処理を終了する。

0045

このようにして、本実施の形態では、キャリブレーションスイッチ2−7をONとするだけで、実開度変換部2−5で使用する実開度変換テーブルTB1の校正が自動的に行われるものとなり、実流量試験により流量を確認することなく(実際に流体を流すことなく)、また弁本体1を一緒工場送り返すことなく、実開度変換テーブルTB1の校正を現場で簡単に行うことができるようになる。

0046

なお、図4に示したフローチャートでは、駆動軸2−3を強制的に閉方向へ回転させて、弁体1−2の最小開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S1を読み込み、次に、駆動軸2−3を強制的に開方向へ回転させて、弁体1−2の最大開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S2を読み込むようにしたが、その順番を逆としてもよい。すなわち、駆動軸2−3を強制的に開方向へ回転させて、弁体1−2の最大開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S2を読み込み、次に、駆動軸2−3を強制的に閉方向へ回転させて、弁体1−2の最小開度に対応する駆動軸2−3の回転角度S1を読み込むようにしてもよい。

0047

〔実施の形態2〕
実施の形態1では、閉方向回転規制部1−5と開方向回転規制部1−6とを別々の部材として設けたが、閉方向回転規制部と開方向回転規制部とを1つの部材に設けるようにしてもよい。

0048

例えば、図6に示すように、第1の当接面5aと第2の当接面5bとを有する円盤状のストッパ5を用い、このストッパ5に対してピン6を回転規制部材として設け、このピン6にストッパ5の当接面5aおよび5bを当接させるようにしてもよい。

0049

この場合、ストッパ5の当接面5aがピン6の右側面6aに当接することによって弁軸1−3の閉方向への回転が規制され、ストッパ5の当接面5bがピン6の左側面6bに当接することによって弁軸1−3の開方向への回転が規制される。この例では、ピン6の右側面6aが閉方向回転規制部となり、ピン6の左側面6bが開方向回転規制部となる。

0050

このように、閉方向回転規制部と開方向回転規制部とを1つの部材に設けることによって、部品点数を削減し、弁本体1における回転規制部を設けるためのスペースも狭くて済む。

0051

〔実施の形態3〕
図7に回転規制部材としてピン6を使用した場合の別の例を示す。図7(a)は弁本体1にアクチュエータ2を組み合わせた状態での要部を示し、図7(b)は弁本体1にアクチュエータ2を組み合わせる前の状態での要部を示している。この例では、ストッパを「y」字状のストッパ7とし、このストッパ7の基端部7aを止め金具8を用いて弁軸1−3にボルト9,9で締め付けて固定している。

0052

この場合、ストッパ7の基端部7aより伸びフック部7bの前面7b1がピン6の右側面6aに当接することによって弁軸1−3の閉方向への回転が規制され、ストッパ7の基端部7aより伸びるフック部7bの背面7b2がピン6の左側面6bに当接することによって弁軸1−3の開方向への回転が規制される。この例でも、ピン6の右側面6aが閉方向回転規制部となり、ピン6の左側面6bが開方向回転規制部となる。

0053

〔実施の形態4〕
実施の形態1では、開度制御方式を採用した制御弁を例にとって説明したが、流量制御方式を採用した制御弁でも同様にして実開度変換テーブルの自動校正を行うようにすることができる。

0054

図8に流量制御方式を採用した制御弁の構成図を示す。この制御弁では、アクチュエータ2に実流量変換部2−9を設け、実開度変換部2−5からの弁体1−2の実開度θpvを予め定められている実流量変換テーブルTB2を用いて弁本体1内を流れる流体の実流量Qpvに変換し、この変換した流体の実流量Qpvを制御部2−6へ送るようにする。また、外部機器200より制御部2−6へ設定流量QSpを送るようにする。

0055

制御部2−6では、実流量変換部2−9から送られてくる流体の実流量Qpvと外部機器200より送られてくる設定流量Qspとを比較し、両者の差が零となるように駆動軸2−3の回転を制御する。

0056

この流量制御方式を採用した制御弁100でも、図1に示した開度制御方式を採用した制御弁100と同様にして、実開度変換部2−5で使用する実開度変換テーブルTB1の自動校正を行う。

0057

〔他の実施の形態〕
上述した実施の形態では、キャリブレーションスイッチ2−7をONとすることによって実開度変換テーブル校正部2−8へキャリブレーション指令を与えるようにしたが、外部機器200からの信号として実開度変換テーブル校正部2−8へキャリブレーション指令を与えるようにしてもよい。

0058

また、上述した実施の形態では、アクチュエータ2にキャリブレーションスイッチ2−7を設けるようにしたが、必ずしもアクチュエータ2にキャリブレーションスイッチ2−7を設けなくてもよい。例えば、ハンディターミナルなどの設定器からの信号として、キャリブレーション指令を実開度変換テーブル校正部2−8へ与えるようにしてもよい。

0059

また、上述した実施の形態では、ポテンショメータ2−4の出力が所定時間以上変化しないことを確認することによってストッパ4の閉方向回転規制部1−5や開方向回転規制部1−6への当接を検出するようにしたが、電磁力、光などの非接触式センサを使用して、ストッパ4の閉方向回転規制部1−5や開方向回転規制部1−6への当接を検出するようにしてもよい。また、リミットスイッチなどの接触式のセンサを使用して、ストッパ4の閉方向回転規制部1−5や開方向回転規制部1−6への当接を検出するようにしてもよい。

0060

上述した実施の形態では、ポテンショメータ2−4の出力が所定時間以上変化しないことを確認する方式とすることにより、別途センサを設けることなく、ストッパ4の閉方向回転規制部1−5や開方向回転規制部1−6への当接を検出することができ、コストダウンを図ることができる。

0061

また、上述した実施の形態では、実開度変換部2−5において実開度変換テーブルを使用するようにしたが、実開度変換テーブルに代えて実開度変換式を使用するようにしてもよい。この場合、実開度変換テーブルと同様にして、実開度変換式の校正を行うようにする。

0062

また、上述した実施の形態では、制御弁100が既に現場に設置され、外部機器200と接続されているものとしたが、外部機器200と接続する前であっても、同様にして実開度変換テーブルの自動校正を行うことができる。

0063

また、上述した実施の形態では、電動式のアクチュエータを使用した制御弁を例にとって説明したが、空気式のアクチュエータを使用した制御弁でも同様に構成することができる。また、必ずしも回転式の弁体でなくてもよく、直動式の弁体であってもよい。

0064

本発明の制御弁は、実開度変換特性の自動校正を行うことが可能な制御弁として、空調設備やプラントなど各種の設備で利用することが可能である。

0065

1…弁本体、1−1…管路、1−2…弁体、1−3…弁軸、1−4…台座部、1−4a…台座面、1−5…閉方向回転規制部、1−6…開方向回転規制部、2…アクチュエータ、2−1…モータ(駆動部)、2−2…減速歯車機構、2−3…弁軸、2−4…ポテンショメータ(回転角度検出器)、2−5…実開度変換部、2−6…制御部、2−7…キャリブレーションスイッチ、2−8…実開度変換テーブル校正部、2−9…実流量変換部、3…連結部材、4…ストッパ、4a…第1の当接面、4b…第2の当接面、5…ストッパ、5a…第1の当接面、5b…第2の当接面、6…ピン、6a…右側面、6b…左側面、7…ストッパ、7a…基端部、7b…フック部、7b1…前面、7b2…背面、8…止め金具、9…ボルト、TB1…実開度変換テーブル、TB1…実流量変換テーブル、100…制御弁、200…外部機器。

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