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アクティブコントローラー & アクティブアクチュエーター

MC-COSシリーズの高度な制御性を実現する要素です。専用コントローラーとアクチュエーターの組合わせで実現できた3つの技術が設定値変更時と外乱影響時の追従性・制御性を良くしています。 フィードバックではない能動的な予測制御動作を取り入れているため、アクティブコントローラー & アクティブアクチュエーターと呼んでいます。

TLV独自の予測制御

コントローラーは設定圧力から狙うべきバルブのポジション（減圧弁の調整ねじ位置に相当）を計算してアクチュエーターに出力します。アクチュエーターはコントローラーから指示されたバルブのポジションへ一気に動きます。所定のポジションに到達した後、偏差があれば設定圧力になるまで修正動作を行ないます。

学習機能

設定値変更の度に測定圧力の変化の速さを記憶して、次回以降の設定値変更時の修正動作に生かされます。

高速動作

可変速サーボ機構が狙ったポジションまで高速で一気に到達させます。

安全率（スチームトラップ）

トラップ選定時に考慮すべき安全率には2つの要素があります。

ドレン量に対する安全率

1つは、理論計算値や予測を超える量のドレンに対しても対応できるように、予め余裕をもった大きな排水量のトラップを選定するためのものです。スチームトラップが設置される蒸気使用装置や蒸気輸送配管で発生するドレン量は、蒸気通気始めの昇温時が最大になります。この時のドレン量は、蒸気使用設備自体の昇温に要する蒸気量と、生産物の昇温に要する蒸気量の合計であり、それぞれを計算し、合算して求めます。
そして、この計算上の最大ドレン量に対して、トラップの排水能力に余裕を持たせるために、通常1.5～2.0倍の安全率を掛け、その値でトラップのカタログ等の排水量グラフからトラップを選定します。

使用するトラップの種類に応じて必要な安全率

トラップのカタログ等に掲載されているドレン排水量は、連続的にドレンを排出させた場合の排水量であり、実際の作動時の排水量とは異なるケースがあります。つまり、ディスク式やバケット式トラップは、本来は間欠作動のトラップです。そのため、このような間欠作動のトラップを選定する場合には、実際の使用時に間欠作動になるように、カタログの排水量に対して、一般に2.0～3.0倍の安全率を取る必要があります。但し、フロート式のような連続作動のトラップを選定する場合には、この安全率は必要ありません。

インパルス式スチームトラップ

ピストン弁のつば部からの流入蒸気量と、中心の貫通孔からの流出蒸気量を外部からのネジ調節によって設定し、ピストン弁の上下動によって弁口を開閉し、ドレンを間欠的に排出するスチームトラップです。

ウォーターハンマー

配管内に滞留したドレンと蒸気が接触して蒸気が急凝縮する現象です。シェルアンドチューブ熱交換器のような細管を持つ装置では、ハンマーの衝撃でチューブが破損することがあります。

渦式

流体の流れの中に三角柱を置き、その後方に規則正しく発生するカルマン渦の数を計測します。カルマン渦の発生数と流速との関係から蒸気流量を求めます。

エアトラップ

空気中のドレンは空気の温度がその露点以下まで冷却されたときに発生します。空気配管中の水分を除去するために使用されるのがエアトラップです。空気輸送配管にインライン設置するタイプと、枝管を介してトラップに流入してくるドレンを排除するタイプの2通りがあります。

エアバインディング

トラップ自体に異常は無いはずなのに、ドレンを上手く排出できなくなる現象です。ドレンがトラップへ流入しようとしている時に、ドレンより先に空気などの不凝縮ガスがトラップ内に入った場合、トラップが閉弁してしまうことが原因です。

エゼクタ－方式

ドレン回収ポンプにおいて真空を発生させる手段またはキャビテーション防止の手段として用いられる方式です。
エゼクターの作り出す到達真空度は駆動水の温度を制御する事により任意に調整できます。ノズル部から駆動水が噴射されると合流部で駆動水温度の飽和圧力と同じ圧力の真空が発生するのです。
CP-Nでは、エゼクターのディフューザー部での増圧効果を、渦巻きポンプのキャビテーションを防止するための圧力を得るブースターとして使用しています。エゼクター部ではドレン回収管内のドレンと同じ温度の駆動水が循環しているため、ドレン回収管内圧力と同じ圧力が発生します。その結果、1mの流入水頭でドレンが流入でき、ディフューザー部の増圧によりキャビテーションを防止します。

オープン回収

ドレン回収は大きく2つに分けることができます。オープン回収とクローズド回収です。
オープン回収は一旦大気開放雰囲気にさらして回収するため、回収可能な温度の上限が100℃になります。しかし比較的低コストでシステム構築できるメリットがあります。

オリフィス

オリフィスとは直訳すると「開口部」のことです。スチームトラップにおいては、メカニカルタイプのトラップにある弁座部分の穴のことをオリフィスと呼んでいます。

オリフィスNo.

装置用フリーフロート・スチームトラップJ3Xの場合、オリフィスNo.は2,5,8,10,21の5種類あります。各オリフィスNo.の数字はkg/cm2で表示した最高使用圧力を示しています。従って、数字が大きいほど高い圧力まで使用できますが、その反面同じ作動圧力差での排出能力は小さくなります。

温調トラップ

温調トラップの最大の特長は、「排出するドレンの温度を設定できる」ことです。トラップ手前にドレンを滞留させることにより、60℃や80℃といった、元の蒸気の温度に比べてかなり低い温度のドレンを排出することができます。

温度･圧力補正

渦流量計は流速を計測し、得られた流量を容積流量で表します。
しかし通常蒸気の量はkg/hや、t/dayといった質量流量で表されますので、蒸気を計測する場合は比重量の値を使用して、質量流量に単位換算する必要があります。 蒸気の場合、比重量の値が圧力によって大きく異なりますので、圧力変動がある蒸気流量を計測する場合は、あらかじめ定めた一点の比重量で計算を行うと、正しい質量流量が得られません。

下図は一定流量の蒸気の圧力を0.3MPaG～0.7MPaGの間で変動させ、単位換算に使用する比重量の値として0.5MPaGの値を使用した場合の真値との偏差を表したものです。これを見ると、圧力が0.5MPaGの時は偏差ゼロですが、圧力が0.5MPaGから離れるにつれて偏差が大きくなっていることがわかります。

質量流量補正のポイントは、リアルタイムに適正な比重量を使用して計算を行うことです。
飽和蒸気の場合は、温度か圧力のいずれか一方がわかれば、比重量を特定できます。また、過熱蒸気の比重量を特定するためには、温度と圧力の両方の値が必要です。