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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025001658
(43)【公開日】2025-01-08
(54)【発明の名称】流量制御システムおよび流量制御方法
(51)【国際特許分類】
G05D 7/06 20060101AFI20241225BHJP
【ＦＩ】
G05D7/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024098523
(22)【出願日】2024-06-19
(31)【優先権主張番号】P 2023100700
(32)【優先日】2023-06-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004743
【氏名又は名称】日本軽金属株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000001096
【氏名又は名称】倉敷紡績株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 一馬
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼島 悠司
(72)【発明者】
【氏名】山本 裕之
【テーマコード（参考）】
5H307
【Ｆターム（参考）】
5H307AA01
5H307BB01
5H307DD01
5H307FF02
5H307FF12
5H307FF15
5H307HH04
(57)【要約】
【課題】ガスの含有物に関わらず、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整する流量制御システムを提供すること。
【解決手段】流量制御システム１は、ガスが流れるガス管１０と、ガス管１０に配置され、ガスの流量を調整する送風機２０と、ガス管１０を流れるガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサ４０と、ガス管１０を流れるガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサ３０と、送風機２０を制御する制御装置５０と、を備える。制御装置５０は、ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧および基準の温度である基準温度を予め記憶し、実静圧、実温度、基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度を用いて、ガス管１０を流れるガスの実際の流量である実流量を算出し、実流量と目標流量とを等しくするように送風機２０の操作量を決定する。
【選択図】図１
【解決手段】流量制御システム１は、ガスが流れるガス管１０と、ガス管１０に配置され、ガスの流量を調整する送風機２０と、ガス管１０を流れるガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサ４０と、ガス管１０を流れるガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサ３０と、送風機２０を制御する制御装置５０と、を備える。制御装置５０は、ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧および基準の温度である基準温度を予め記憶し、実静圧、実温度、基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度を用いて、ガス管１０を流れるガスの実際の流量である実流量を算出し、実流量と目標流量とを等しくするように送風機２０の操作量を決定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガスが流れるガス管と、
前記ガス管に配置され、前記ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサと、
前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサと、
前記流量調整部を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を予め記憶し、
前記実静圧、前記実温度、前記基準密度、前記基準速度、前記基準静圧、および、前記基準温度を用いて、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の流量である実流量を算出し、
前記実流量と目標流量とを等しくするように前記流量調整部の操作量を決定する、
流量制御システム。
前記ガス管に配置され、前記ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサと、
前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサと、
前記流量調整部を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を予め記憶し、
前記実静圧、前記実温度、前記基準密度、前記基準速度、前記基準静圧、および、前記基準温度を用いて、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の流量である実流量を算出し、
前記実流量と目標流量とを等しくするように前記流量調整部の操作量を決定する、
流量制御システム。
【請求項2】
前記制御装置は、下記式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）を用いて前記実流量を算出する、
請求項１に記載の流量制御システム。
ＰＴ０＝ＰＳ０＋ＰＤ０ …（１）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
なお、
ＰＴ０は前記ガスの基準の全圧である基準全圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＳ０は前記基準静圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＤ０は前記ガスの基準の速度圧である基準速度圧（単位：ｋＰａ）であり、
ρ０は前記基準密度（単位：ｋｇ／ｍ３）であり、
Ｖ０は前記基準速度（単位：ｍ／ｓ）であり、
ＰＳ１は前記実静圧（単位：ｋＰａ）であり、
Ｔ１は前記実温度（単位：℃）であり、
Ｔ０は前記基準温度（単位：℃）であり、
ＰＳ１’は前記基準温度の状態に補正された前記実静圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＴ１’は前記ガスの実際の全圧が前記基準温度の状態に補正された実全圧(単位:ｋＰａ)であり、
Ｖ１は前記ガスの実際の速度である実速度（単位：ｍ／ｓ）であり、
Ｇｗは前記実流量（単位：ｍ３／ｓ）であり、
Ａは前記ガスが流れる前記ガス管の流路の断面積（単位：ｍ２）である。
請求項１に記載の流量制御システム。
ＰＴ０＝ＰＳ０＋ＰＤ０ …（１）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
なお、
ＰＴ０は前記ガスの基準の全圧である基準全圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＳ０は前記基準静圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＤ０は前記ガスの基準の速度圧である基準速度圧（単位：ｋＰａ）であり、
ρ０は前記基準密度（単位：ｋｇ／ｍ３）であり、
Ｖ０は前記基準速度（単位：ｍ／ｓ）であり、
ＰＳ１は前記実静圧（単位：ｋＰａ）であり、
Ｔ１は前記実温度（単位：℃）であり、
Ｔ０は前記基準温度（単位：℃）であり、
ＰＳ１’は前記基準温度の状態に補正された前記実静圧（単位：ｋＰａ）であり、
ＰＴ１’は前記ガスの実際の全圧が前記基準温度の状態に補正された実全圧(単位:ｋＰａ)であり、
Ｖ１は前記ガスの実際の速度である実速度（単位：ｍ／ｓ）であり、
Ｇｗは前記実流量（単位：ｍ３／ｓ）であり、
Ａは前記ガスが流れる前記ガス管の流路の断面積（単位：ｍ２）である。
【請求項3】
前記圧力センサは、前記ガス管において前記ガスが流れる流路から離れた部位に配置されている、
請求項１に記載の流量制御システム。
請求項１に記載の流量制御システム。
【請求項4】
前記温度センサは、前記ガス管において前記ガスが流れる流路から離れた部位に配置されている、
請求項１に記載の流量制御システム。
請求項１に記載の流量制御システム。
【請求項5】
前記ガスは、硫黄を含み、
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記ガスを脱硫するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記ガスを脱硫するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
【請求項6】
前記ガスは、窒素を含み、
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記ガスを脱硝するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記ガスを脱硝するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
【請求項7】
前記ガスは、炭素を含み、
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記炭素を回収するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
前記ガス管は、前記ガスを排出する工業炉と、前記炭素を回収するガス処理装置とを接続する、
請求項１に記載の流量制御システム。
【請求項8】
ガス管を流れ且つ流量調整部によって流量を調整されるガスにおいて前記ガス管を流れる前記ガスの実際の静圧である実静圧および前記ガスの実際の温度である実温度を検出する工程と、
前記実静圧および前記実温度を検出する工程で検出された前記実静圧および前記実温度、ならびに、前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を用いて、前記ガスの実際の流量である実流量を算出する工程と、
前記実流量を算出する工程で算出された前記実流量と目標流量とを等しくするように、前記流量調整部の操作量を決定する工程と、を含む、
流量制御方法。
前記実静圧および前記実温度を検出する工程で検出された前記実静圧および前記実温度、ならびに、前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を用いて、前記ガスの実際の流量である実流量を算出する工程と、
前記実流量を算出する工程で算出された前記実流量と目標流量とを等しくするように、前記流量調整部の操作量を決定する工程と、を含む、
流量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流量制御システムおよび流量制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、流体機械から圧送される流体の吐出流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段の計測結果に基づいて流体機械の被駆動軸の回転数を制御する制御器とを備える流量制御装置が開示されている。流量計測手段は、吐出通路中の流体を吸込通路に戻す還流通路に配置されている。流量計測手段には、例えばベンチュリ管、渦流量計、および、熱線流量計などを使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第３６３８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
流体が流れる流路内に流量計測手段が配置される場合、流量計測手段には流体が直接接触する。流体がダストを比較的多く含むガスである場合や流体が腐食性を有するガスである場合には、流量計測手段が摩耗または腐食する可能性がある。この場合、流体の流量を精度よく検出することができない可能性がある。
【0005】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ガスの含有物に関わらず、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整する流量制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る流量制御システムは、ガスが流れるガス管と、前記ガス管に配置され、前記ガスの流量を調整する流量調整部と、前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサと、前記ガス管において前記流量調整部の一次側に配置され、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサと、前記流量調整部を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を予め記憶し、前記実静圧、前記実温度、前記基準密度、前記基準速度、前記基準静圧、および、前記基準温度を用いて、前記ガス管を流れる前記ガスの実際の流量である実流量を算出し、前記実流量と目標流量とを等しくするように前記流量調整部の操作量を決定する。
【0007】
また、本開示の一態様に係る流量制御方法は、ガス管を流れ且つ流量調整部によって流量を調整されるガスにおいて前記ガス管を流れる前記ガスの実際の静圧である実静圧および前記ガスの実際の温度である実温度を検出する工程と、前記実静圧および前記実温度を検出する工程で検出された前記実静圧および前記実温度、ならびに、前記ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を用いて、前記ガスの実際の流量である実流量を算出する工程と、前記実流量を算出する工程で算出された前記実流量と目標流量とを等しくするように、前記流量調整部の操作量を決定する工程と、を含む。
【発明の効果】
【0008】
本開示の流量制御システムによれば、ガスの含有物に関わらず、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0011】
また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0012】
図１は、本開示の実施形態に係る流量制御システム１の構成を示す模式図である。流量制御システム１は、複数の工業炉２とガス処理装置３とを接続し、複数の工業炉２から排出されるガスをガス処理装置３に供給する。
【0013】
本実施形態において工業炉２の数は４つであり、第１工業炉２ａ、第２工業炉２ｂ、第３工業炉２ｃおよび第４工業炉２ｄが流量制御システム１に接続されている。なお、工業炉２の数が４つに限定されないことは言うまでもない。また、第１工業炉２ａ、第２工業炉２ｂ、第３工業炉２ｃおよび第４工業炉２ｄを区別することなく説明するときは単に「工業炉２」と称する。
【0014】
工業炉２は、例えばアルミニウム工業における製造工程に用いられる工業炉である。なお、工業炉２は、アルミニウム工業に用いられるものに限定されないことは言うまでもない。工業炉２は、例えば、焼成炉、焙焼炉、黒鉛化炉、ろう付け炉、熱処理炉、および、原料の溶解に用いられる溶解炉でもよい。工業炉２から排出されるガスには硫黄（具体的には硫黄酸化物）および水分が含まれる。
【0015】
ガス処理装置３は、ガスを脱硫する脱硫装置である。なお、ガス処理装置３は、脱硫装置に限定されないことは言うまでもない。ガス処理装置３によって処理されたガスは、大気に放出される。
【0016】
流量制御システム１は、ガス管１０、送風機２０、温度センサ３０、圧力センサ４０、および、制御装置５０を備えている。本実施形態において送風機２０は「流量調整部」である。
【0017】
ガス管１０は、複数の工業炉２とガス処理装置３とを接続し、複数の工業炉２それぞれから排出されるガスが流れる。ガス管１０は、いわゆるダクトである。
【0018】
複数の工業炉２それぞれとガス管１０とは、連結管１０ａを介して接続されている。連結管１０ａには開閉弁１０ｂが配置されている。開閉弁１０ｂが開状態である場合、開状態である開閉弁１０ｂに対応する工業炉２からガスが排出される。開閉弁１０ｂの開閉は、複数の工業炉２のうち１つの工業炉２から排出されるガスがガス管１０に流れる状態に制御装置５０によって制御される。なお、図１において、第１工業炉２ａ、第２工業炉２ｂおよび第３工業炉２ｃに対応する開閉弁１０ｂは、閉状態であることを示している。また、第４工業炉２ｄに対応する開閉弁１０ｂは、開状態であることを示している。
【0019】
以下、第１工業炉２ａとガス処理装置３との間のガスの経路を第１系統、第２工業炉２ｂとガス処理装置３との間のガスの経路を第２系統、第３工業炉２ｃとガス処理装置３との間のガスの経路を第３系統、および、第４工業炉２ｄとガス処理装置３との間のガスの経路を第４系統と称する。また、第１系統、第２系統、第３系統および第４系統を区別することなく説明するときは単に「系統」と称する。図１は、複数の開閉弁１０ｂのうち第４工業炉２ｄに対応する開閉弁１０ｂが開状態であり、第４系統にガスが流れている状態である。
【0020】
また、複数の工業炉２において、工業炉２とガス処理装置３との間のガスの経路長さは互いに異なる。具体的には、第１系統、第２系統、第３系統および第４系統の順に、ガスの経路長さが長くなり、工業炉２とガス処理装置３との間の管路抵抗が大きくなる。
【0021】
送風機２０は、ガス管１０に配置され、ガスを送出する。送風機２０は、回転部２１および送風モータ２２を備えている。回転部２１は、羽根車（不図示）を含んで構成されている。送風モータ２２は回転部２１を回転させる電動機である。送風モータ２２が回転部２１を回転させることでガスを送出する。送風モータ２２の回転数（単位時間あたりの回転数：以下同じ）が増加するほど、ガス管１０を流れるガスの流量（単位時間あたりの流量：以下同じ）が増加する。なお、送風機２０は、回転部２１の単位時間あたりの回転数を検出する回転数センサをさらに備えてもよい。回転数センサは、例えば、機械式ロータリエンコーダ、光学式ロータリエンコーダ、磁気式ロータリエンコーダおよび電磁誘導式ロータリエンコーダなどである。回転数センサが検出した回転数は、制御装置５０に出力される。なお回転部２１の回転数と送風モータ２２の回転数とは比例関係にある。
【0022】
【0023】
温度センサ３０は、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置され、ガスの温度を検出する。温度センサ３０は、第１分岐管１０ｃを介してガス管１０に配置されている。つまり、温度センサ３０は、ガス管１０においてガスが流れる流路１１から離れた部位に配置されている。温度センサ３０が温度を検出する温度検出部３１は、流路１１の外部にある。温度センサ３０が検出した温度は、制御装置５０に出力される。
【0024】
圧力センサ４０は、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置され、ガスの静圧を検出する。圧力センサ４０は、第２分岐管１０ｄを介してガス管１０に配置されている。つまり、圧力センサ４０は、ガス管１０においてガスが流れる流路１１から離れた部位に配置されている。圧力センサ４０が静圧を検出する圧力検出部４１は、流路１１の外部にある。圧力センサ４０が検出した静圧は、制御装置５０に出力される。
【0025】
温度センサ３０および圧力センサ４０は、分岐管１０ｃ，１０ｄを介してガス管１０に配置されており、ガス管１０におけるガスの流路１１内には配置されていない。よって、ガスに含まれる硫黄などの成分、煤塵および粉塵などの含有物が温度センサ３０および圧力センサ４０に影響を及ぼすことは抑制される。よって、温度センサ３０および圧力センサ４０がガスの成分およびガスの含有物によって腐食および例えば摩耗による破損を抑制することができる。
【0026】
図１に示す制御装置５０は、流量制御システム１を統括制御する。制御装置５０は、送風機２０を制御し、工業炉２が排出するガスをガス処理装置３に供給する。制御装置５０は、記憶部５１、および、流量制御部５２を備えている。
【0027】
記憶部５１には、作業者がガスの成分およびガスの状態を予め計測（検出）することで得られる基準物理量が作業者によって入力されることで予め記憶されている。基準物理量は、具体的には、基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度である。
【0028】
基準密度、基準速度、基準静圧、および、基準温度は、作業者が製品の生産時以外のタイミングで工業炉２を運転させて、ガス管１０に流れるガスの速度、静圧および温度を計測することで定められる。なお、作業者は、基準密度、基準速度、基準静圧、および、基準温度の測定を行う場合、工業炉２を運転させなくてもよい。基準密度は、例えば、ガス管１０に流れるガスの組成を作業者が分析し、当該分析結果に基づいて算出される。基準速度は、例えばピトー管などの計測器をガス管１０内（流路１１）に配置されることで計測される。なお、基準速度を計測する計測器は、ガス管１０において、圧力センサ４０が配置されている部位に対応する流路１１の断面積と等しい断面積を有する流路１１の部位に配置される。
【0029】
また、基準静圧は、圧力センサ４０によって計測（検出）される。基準温度は、温度センサ３０によって計測（検出）される。
【0030】
また、上記のように、第１系統、第２系統、第３系統および第４系統の順に、工業炉２とガス処理装置３との間の管路抵抗が大きくなる。つまり、複数の系統それぞれにおいて、基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度の関係が互いに異なる。つまり、記憶部５１には、基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度が、複数の系統ごとに個別に作業者によって入力されることで記憶される。
【0031】
流量制御部５２は、製品の生産時での工業炉２の運転時においてガス管１０を流れるガスの実際の流量（以下、実流量と称する）を送風機２０によって制御する。具体的には、流量制御部５２は、温度センサ３０および圧力センサ４０の検出値に基づいてガス管１０を流れるガスの実流量を算出し、算出された実流量が目標流量となるように送風機２０の操作量を決定するフィードバック制御を実行する（詳細は後述する）。本実施形態において、フィードバック制御は、例えばＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller）である。
【0032】
図３は、流量制御部５２が実流量を算出し、送風機２０の操作量を決定するときに実行するフローチャートである。流量制御部５２は、図３に示すフローチャートを製品の生産時に実行する。製品の生産は、複数の工業炉２のうち１つの工業炉２で行われる。つまり、製品の生産時において、製品の生産に用いられる１つの工業炉２に対応する開閉弁１０ｂのみが開状態であり、当該１つの工業炉２から排出されるガスが、当該１つの工業炉２に対応する系統を流れる。以下、図１に示すように、第４工業炉２ｄに対応する開閉弁１０ｂが開状態であり、第４系統をガスが流れる場合について説明する。
【0033】
流量制御部５２は、製品の生産開始時において、送風機２０の送風モータ２２を、予め定められている所定の回転数で制御する。これにより、工業炉２から排出されるガスは、ガス管１０を介してガス処理装置３に供給される。所定の回転数は、例えば、ガス管１０を流れるガスの流量が後述する目標流量より小さい流量となる回転数である。
【0034】
流量制御部５２は、ステップＳ１で基準物理量を取得する。具体的には、流量制御部５２は、ガスについて予め定められた基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度を記憶部５１から取得する。
【0035】
続けて、流量制御部５２は、ステップＳ２でガスが流れる系統を特定する。具体的には、流量制御部５２は、開閉弁１０ｂが開状態である系統を特定する。図１に示すように、第４工業炉２ｄに対応する開閉弁１０ｂが開状態である場合、流量制御部５２は、第４系統を特定する。
【0036】
さらに、流量制御部５２は、ステップＳ３で、ガスの実温度および実静圧を取得する。実温度は、製品の生産時においてガス管１０（系統）を流れるガスの実際の温度であり、温度センサ３０によって検出される温度である。実静圧は、製品の生産時においてガス管１０（系統）を流れるガスの実際の静圧であり、圧力センサ４０によって検出される静圧である。
【0037】
続けて、流量制御部５２は、ステップＳ４で、ガスの実流量を算出する。流量制御部５２は、下記式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）を用いて実流量を算出する。式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）は、記憶部５１に記憶されている。
【0038】
ＰＴ０＝ＰＳ０＋ＰＤ０ …（１）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
【0039】
式（１）において、ＰＴ０はガスの基準の全圧である基準全圧（単位：ｋＰａ）であり、ＰＳ０は基準静圧（単位：ｋＰａ）であり、ＰＤ０はガスの基準の速度圧である基準速度圧（単位：ｋＰａ）である。式（１）は、基準静圧（ＰＳ０）と基準速度圧（ＰＤ０）の和が基準全圧（ＰＴ０）であることを示す。
【0040】
式（２）において、ρ０は基準密度（単位：ｋｇ／ｍ３）であり、Ｖ０は基準速度（単位：ｍ／ｓ）である。式（２）は、ガスの運動エネルギを圧力の単位で示す式であり、ベルヌーイの定理に基づいて導出される。上記のように、基準静圧（ＰＳ０）、基準密度（ρ０）および基準速度（Ｖ０）は、ステップＳ１で取得されている。
【0041】
流量制御部５２は、式（１）および式（２）、ならびに、ステップＳ２で特定した系統に対応する基準静圧（ＰＳ０）、基準密度（ρ０）および基準速度（Ｖ０）を用いて、基準速度圧（ＰＤ０）および基準全圧（ＰＴ０）を算出する。
【0042】
式（３）において、ＰＳ１はステップＳ３で取得する実静圧（単位：ｋＰａ）であり、Ｔ１はステップＳ３で取得する実温度（単位：℃）であり、Ｔ０はステップＳ２で特定した系統に対応する基準温度（単位：℃）である。すなわち、式（３）のＰＳ１’は、ＰＳ１をガスの基準温度の状態に補正した値である。
【0043】
式（４）において、ＰＴ１'はガスの実際の全圧である実全圧(単位:ｋＰａ)を基準温度の状態に補正した値である。式（４）の第２項は、式（２）と同様に、ガスの運動エネルギを圧力の単位で示す式であり、ベルヌーイの定理に基づいて導出される。
【0044】
式（５）は、基準全圧（ＰＴ０）と補正された実全圧（ＰＴ１’）との関係を示す式である。式（５）は、ガスの圧力損失がガスの速度の２乗に比例することに基づいて導出される。
【0045】
流量制御部５２は、式（３）、式（４）および式（５）、ステップＳ３で取得した実静圧（ＰＳ１）および実温度（Ｔ１）、式（１）および式（２）で算出した基準速度圧（ＰＤ０）および基準全圧（ＰＴ０）、ならびに、基準温度（Ｔ０）および基準密度（ρ０）を用いて、実速度（Ｖ１）を算出する。
【0046】
式（６）において、Ｇｗは実流量（単位：ｍ３／ｓ）であり、Ａは圧力センサ４０が配置されている部位に対応する流路１１の断面積（単位：ｍ２）である。流路１１の断面積（Ａ）は、記憶部５１に予め記憶されている。なお、流路１１の断面積（Ａ）は、複数の系統において互いに等しい。
【0047】
流量制御部５２は、式（６）、および、上記のように算出した実速度（Ｖ１）を用いて、実流量（Ｇｗ）を算出する。
【0048】
さらに、流量制御部５２は、ステップＳ５で送風機２０の操作量を決定する。具体的には、流量制御部５２は、ステップＳ４で算出した実流量と目標流量とを等しくするように、実流量と目標流量との偏差に基づいて、送風機２０の送風モータ２２の回転数（単位時間あたりの回転数）を決定する。本実施形態において操作量は、送風モータ２２の回転数である。
【0049】
目標流量は、製品の生産量およびガス処理装置３の脱硫効率などによって定められ、作業者によって制御装置５０に予め入力される。また、目標流量は、以下に説明する領域に対応する範囲内で定められている。
【0050】
図４は、ガスの流量と送風機２０の吸込圧力と送風モータ２２の回転数との関係を示す図である。図４において、横軸はガスの流量であり、左側の縦軸は送風機２０の吸込圧力（すなわちガス管１０における送風機２０の一次側の圧力（全圧））であり、右側の縦軸は送風機２０の吐出圧力（すなわちガス管１０における送風機２０の二次側の圧力（全圧））である。なお、左側の縦軸において矢印の指す方向はマイナスの値が小さくなる（マイナスの値の絶対値が大きくなる）方向であり、右側の縦軸において矢印の指す方向はプラスの値が大きくなる（絶対値が大きくなる）方向である。
【0051】
図４に二点鎖線で示す５つの曲線は、それぞれ、系統ごとの抵抗曲線であり、第１抵抗曲線Ｒ１、第２抵抗曲線Ｒ２、第３抵抗曲線Ｒ３、第４抵抗曲線Ｒ４、および、第２の第４抵抗曲線Ｒ４ａである。第１抵抗曲線Ｒ１は第１系統に対応する。第２抵抗曲線Ｒ２は第２系統に対応する。第３抵抗曲線Ｒ３は第３系統に対応する。第４抵抗曲線Ｒ４は第４系統に対応する。上記のように、第１系統、第２系統、第３系統および第４系統の順に管路抵抗が大きく、第１抵抗曲線Ｒ１、第２抵抗曲線Ｒ２、第３抵抗曲線Ｒ３および第４抵抗曲線Ｒ４の順に曲線の勾配は大きくなる。なお、第２の第４抵抗曲線Ｒ４ａについては、後述する。
【0052】
図４に実線で示す４つの曲線は、それぞれ、送風モータ２２の任意の回転数に対応する送風機２０の特性曲線である。第１特性曲線Ｔ１、第２特性曲線Ｔ２、第３特性曲線Ｔ３および第４特性曲線Ｔ４の順に送風モータ２２の回転数が大きくなる。また、特性曲線と抵抗曲線との交点に対応するガスの流量は、特性曲線の回転数におけるガスの流量に相当する。
【0053】
例えば、第４系統にガスが流れている場合において、送風モータ２２の回転数が第１特性曲線Ｔ１の回転数であるとき、ガスの流量は、第４抵抗曲線Ｒ４と第１特性曲線Ｔ１との交点である第１作動点ＯＰ１に対応する第１流量Ｑ１となる。同様に、送風モータ２２の回転数が第２特性曲線Ｔ２の回転数であるとき、ガスの流量は、第４抵抗曲線Ｒ４と第２特性曲線Ｔ２との交点である第２作動点ＯＰ２に対応する第２流量Ｑ２となる。
【0054】
また、同様に、送風モータ２２の回転数が第３特性曲線Ｔ３の回転数であるとき、ガスの流量は、第４抵抗曲線Ｒ４と第３特性曲線Ｔ３との交点である第３作動点ＯＰ３に対応する第３流量Ｑ３となる。同様に、送風モータ２２の回転数が第４特性曲線Ｔ４の回転数であるとき、ガスの流量は、第４抵抗曲線Ｒ４と第４特性曲線Ｔ４との交点である第４作動点ＯＰ４に対応する第４流量Ｑ４となる。以下、第１作動点ＯＰ１、第２作動点ＯＰ２、第３作動点ＯＰ３および第４作動点ＯＰ４を区別することなく説明するときは、単に「作動点」と称する。
【0055】
また、第４系統にガスが流れている場合において、送風モータ２２の回転数が第１特性曲線Ｔ１の回転数であるとき、吸込圧力は、第１作動点ＯＰ１に対応する第１圧力Ｐ１となる。同様に、送風モータ２２の回転数が第２特性曲線Ｔ２の回転数であるとき、吸込圧力は、第２作動点ＯＰ２に対応する第２圧力Ｐ２となる。
【0056】
また、同様に、送風モータ２２の回転数が第３特性曲線Ｔ３の回転数であるとき、吸込圧力は、第３作動点ＯＰ３に対応する第３圧力Ｐ３となる。同様に、送風モータ２２の回転数が第４特性曲線Ｔ４の回転数であるとき、吸込圧力は、第４作動点ＯＰ４に対応する第４圧力Ｐ４となる。
【0057】
抵抗曲線は、ガスの流量が大きくなるほど吸込圧力が小さくなる。また、抵抗曲線と任意の回転数の特性曲線との交点（作動点）は、１つである。したがって、第１流量Ｑ１、第２流量Ｑ２、第３流量Ｑ３および第４流量Ｑ４は、互いに異なり、この順に大きくなる。また、第１圧力Ｐ１、第２圧力Ｐ２、第３圧力Ｐ３および第４圧力Ｐ４は、互いに異なり、この順に小さくなる。
【0058】
このように、第４系統にガスが流れている場合において、ガスの流量および吸込圧力は、送風モータ２２の回転数に応じて、第４抵抗曲線Ｒ４に沿って変化する。このことは、他の系統についても同様である。
【0059】
なお、例えば、第４系統をガスが流れ、かつ、送風モータ２２の回転数が第４特性曲線Ｔ４の回転数である場合において、第４作動点ＯＰ４に対応する第４圧力Ｐ４は上記のステップＳ３で取得する実静圧（ＰＳ１）に相当し、第４作動点ＯＰ４に対応する第４流量Ｑ４は上記のステップＳ４で算出される実流量（Ｇｗ）に相当する。なお、このことは、第４抵抗曲線Ｒ４における他の作動点に対応する吸込圧力およびガスの流量、ならびに、他の抵抗曲線における作動点に対応する吸込圧力およびガスの流量についても同様である。
【0060】
目標流量は、図４に示す第１境界線Ｌ１と第２境界線Ｌ２との間の領域に作動点が位置するように定められる。図４において、第１境界線Ｌ１よりガスの流量が小さい領域Ａ１は、吸込圧力（吐出圧力）に対してガスの流量が小さくなることで、送風機２０の運転状態が不安定となる現象（いわゆるサージング現象）が発生する領域である。一方、図４において、第２境界線Ｌ２より流量が大きい領域Ａ２は、送風機２０の一次側の圧力が増加してもガスの流量が増加しない現象（いわゆるチョーク現象）が発生する領域である。
【0061】
目標流量は、第１境界線Ｌ１と第２境界線Ｌ２との間の領域Ａ３に作動点が位置する範囲内で定められている。つまり、目標流量は、送風機２０の運転が安定しており、回転部２１の回転数が増加するほど流量が増加する領域Ａ３に対応する流量の範囲内で定められている。なお、上記の所定の流量も、目標流量と同様に、領域Ａ３に対応する流量の範囲内で定められている。
【0062】
図３に示すステップＳ５では、流量制御部５２は、ステップＳ４で算出した実流量と目標流量との偏差を小さくする送風モータ２２の回転数を決定する。流量制御部５２は、決定した回転数を送風機２０に出力する。送風モータ２２が出力された回転数で回転することで、ガス管１０（系統）を流れるガスの流量が目標流量に近づく。
【0063】
流量制御部５２は、ステップＳ５が終了すると、プログラムをステップＳ３に戻す。このように、製品の生産時において、流量制御部５２は、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５を繰り返し実行することで、ガス管１０を流れる流量を目標流量と等しくするように調整する。このように、流量制御システム１は、ガス管１０を流れるガスの流量を、ガス管１０内のガスの流路１１内に計測器などを配置することなく、ガスの流量を精度良く調整することができる。
【0064】
以上説明したように、本実施形態に係る流量制御システム１は、ガスが流れるガス管１０と、ガス管１０に配置され、ガスの流量を調整する送風機２０と、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置され、ガス管１０を流れるガスの実際の静圧である実静圧を検出する圧力センサ４０と、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置され、ガス管１０を流れるガスの実際の温度である実温度を検出する温度センサ３０と、送風機２０を制御する制御装置５０と、を備える。制御装置５０は、ガスについて予め定められた基準の密度である基準密度、基準の速度である基準速度、基準の静圧である基準静圧、および、基準の温度である基準温度を予め記憶し、実静圧、実温度、基準密度、基準速度、基準静圧、および、基準温度を用いて、ガス管１０を流れるガスの実際の流量である実流量を算出し、実流量と目標流量とを等しくするように送風機２０の操作量を決定する。
これによれば、流量制御システム１は、ガス管１０の流路１１内に計測器などを配置することなく、基準密度などを予め記憶することでガス管１０を流れるガスの流量を精度よく算出することができる。また、流量制御システム１は、ガスの特性（例えば腐食性）および処理対象物やフライアッシュなどの含有物の影響が抑制された状態で、ガス管１０を流れるガスの流量を算出することができる。よって、流量制御システム１は、ガスの性状に関わらず、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整することができる。
さらに、流量制御システム１は、上記のようにガスの流量を検出するための計測器（例えば羽根車式流量計）を流路１１内に配置しない。また、流量制御システム１は、流路１１の外部に配置され、ガスの流量を検出可能な計測器（例えば超音波式流量計）を用いずにガスの流量を調整することができる。よって、流量制御システム１の低コスト化を図ることができる。
これによれば、流量制御システム１は、ガス管１０の流路１１内に計測器などを配置することなく、基準密度などを予め記憶することでガス管１０を流れるガスの流量を精度よく算出することができる。また、流量制御システム１は、ガスの特性（例えば腐食性）および処理対象物やフライアッシュなどの含有物の影響が抑制された状態で、ガス管１０を流れるガスの流量を算出することができる。よって、流量制御システム１は、ガスの性状に関わらず、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整することができる。
さらに、流量制御システム１は、上記のようにガスの流量を検出するための計測器（例えば羽根車式流量計）を流路１１内に配置しない。また、流量制御システム１は、流路１１の外部に配置され、ガスの流量を検出可能な計測器（例えば超音波式流量計）を用いずにガスの流量を調整することができる。よって、流量制御システム１の低コスト化を図ることができる。
【0065】
また、制御装置５０は、上記式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）を用いて実流量を算出する。
これによれば、流量制御システム１は、ガスの流量をより精度よく算出ことができる。
これによれば、流量制御システム１は、ガスの流量をより精度よく算出ことができる。
【0066】
また、圧力センサ４０および温度センサ３０は、それぞれ、ガス管１０においてガスが流れる流路１１から離れた部位に配置されている。
これによれば、圧力センサ４０および温度センサ３０は、それぞれ、ガスの性状による影響が抑制される。よって、圧力センサ４０は、ガスの実静圧を精度良く検出することができる。また、温度センサ３０は、ガスの実温度を精度良く検出することができる。
これによれば、圧力センサ４０および温度センサ３０は、それぞれ、ガスの性状による影響が抑制される。よって、圧力センサ４０は、ガスの実静圧を精度良く検出することができる。また、温度センサ３０は、ガスの実温度を精度良く検出することができる。
【0067】
また、ガスは、硫黄を含む。ガス管１０は、ガスを排出する工業炉２と、ガスを脱硫するガス処理装置３（脱硫装置）とを接続する。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが硫黄を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２とガスを脱硫する脱硫装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが硫黄を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２とガスを脱硫する脱硫装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
【0068】
以上、本開示の好適な実施の形態を説明したが、本開示はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本開示の技術的範囲に属する。
【0069】
次に、本開示の実施形態の第１変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0070】
図５は、本開示の実施形態の第１変形例に係る流量制御システム１の構成を示す模式図である。本第１変形例の流量制御システム１は、上記の実施形態の流量制御システム１と比べて、第１ダンパ１６０をさらに備えている。第１ダンパ１６０は、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置されている。第１ダンパ１６０は、ガス管１０を流れるガスの流量を調整する。第１ダンパ１６０は、いわゆる吸込みダンパである。本第１変形例において、第１ダンパ１６０は「流量調整部」に相当する。
【0071】
本第１変形例において、流量制御部５２は、図３に示すステップＳ５で第１ダンパ１６０の操作量を決定する。具体的には、流量制御部５２は、ステップＳ４で算出した実流量と目標流量とを等しくするように、第１ダンパ１６０の開度を調整するアクチュエータの操作量を決定する。
【0072】
流量制御部５２は、決定した操作量を第１ダンパ１６０に出力する。これにより、第１ダンパ１６０の開度が変化して、ガス管１０を流れるガスの流量が目標流量に近づく。
【0073】
例えば、第４系統にガスが流れており、且つ、送風モータ２２の回転数が第４特性曲線Ｔ４の回転数である場合において、第１ダンパ１６０の開度が変化すると、第４系統の管路抵抗が変化する。具体的には、流量制御部５２が決定した操作量により第１ダンパ１６０の開度が小さくなると、第４系統の管路抵抗が大きくなり、図４に示す第４抵抗曲線Ｒ４は、勾配が第４抵抗曲線Ｒ４より大きい第２の第４抵抗曲線Ｒ４ａに変化する。この勾配の変化に応じて作動点は第４作動点ＯＰ４から第２の第４作動点ＯＰ４ａに第４特性曲線Ｔ４に沿って移動する。これにより、ガスの流量は、第４作動点ＯＰ４に対応する第４流量Ｑ４から第２の第４流量Ｑ４ａに調整される。
【0074】
なお、本第１変形例において、流量制御部５２は、送風機２０の送風モータ２２を上記の所定の回転数で制御してもよいし、第１ダンパ１６０の開度に応じて送風モータ２２の回転数を調整してもよい。
【0075】
次に、本開示の実施形態の第２変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0076】
図６は、本開示の実施形態の第２変形例に係る流量制御システム１の構成を示す模式図である。本第２変形例の流量制御システム１は、上記の実施形態の流量制御システム１と比べて、第２ダンパ２７０をさらに備えている。第２ダンパ２７０は、ガス管１０において送風機２０の二次側に配置されている。第２ダンパ２７０は、ガス管１０を流れるガスの流量を調整する。第２ダンパ２７０は、いわゆる吐出ダンパである。本第２変形例において、第２ダンパ２７０は「流量調整部」に相当する。
【0077】
本第２変形例において、流量制御部５２は、図３に示すステップＳ５で第２ダンパ２７０の操作量を決定する。具体的には、流量制御部５２は、ステップＳ４で算出した実流量と目標流量とを等しくするように、第２ダンパ２７０の開度を調整するアクチュエータの操作量を決定する。
【0078】
流量制御部５２は、決定した操作量を第２ダンパ２７０に出力する。これにより、第２ダンパ２７０の開度が変化して、ガス管１０を流れるガスの流量が目標流量に近づく。第２ダンパ２７０の開度が変化すると、上記の第１ダンパ１６０の開度が変化する場合と同様に、系統の管路抵抗が変化し、ガスの流量が調整される。なお、本第２変形例において、上記の第１ダンパ１６０を配置してもよい。
【0079】
次に、本開示の実施形態の第３変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0080】
図７は、本開示の実施形態の第３変形例に係る流量制御システム１の構成を示す模式図である。本第３変形例の流量制御システム１は、上記の実施形態の流量制御システム１と比べて、インレットガイドベーン３８０をさらに備えている。インレットガイドベーン３８０は、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置されている。インレットガイドベーン３８０は、ガス管１０を流れるガスの流量を調整する。本第３変形例において、インレットガイドベーン３８０は「流量調整部」に相当する。
【0081】
本第３変形例において、流量制御部５２は、図３に示すステップＳ５でインレットガイドベーン３８０の操作量を決定する。具体的には、流量制御部５２は、ステップＳ４で算出した実流量と目標流量とを等しくするように、インレットガイドベーン３８０の開度を調整するアクチュエータの操作量を決定する。
【0082】
流量制御部５２は、決定した操作量をインレットガイドベーン３８０に出力する。これにより、インレットガイドベーン３８０の開度が変化して、ガス管１０を流れるガスの流量が目標流量に近づく。インレットガイドベーン３８０の開度が変化すると、上記の第１ダンパ１６０の開度が変化する場合と同様に、系統の管路抵抗が変化し、ガスの流量が調整される。なお、本第３変形例において、上記の第１ダンパ１６０および第２ダンパ２７０の少なくとも一方を配置してもよい。
【0083】
次に、本開示の実施形態の第４変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0084】
図８は、本開示の実施形態の第４変形例に係る流量制御システム１の温度センサ４３０を示す模式図である。
【0085】
本第４変形例の温度センサ４３０は、流路１１内に位置する突出部４３２を備える。温度センサ４３０の温度検出部４３１は、突出部４３２に収容されている。つまり、本第４変形例において、温度検出部４３１は、流路１１内に配置されている。ガス管１０の径方向外側に向かうほどガスの速度は低下する。つまり、温度検出部４３１が流路１１内に配置されることで、温度検出部４３１は、ガスの温度変化を早期に検出する。よって、温度検出部４３１が流路１１内に配置される場合、温度検出部４３１が流路１１の外部に配置されている場合と比べて、流量制御システム１の熱応答性を向上させることができる。
【0086】
また、本第４変形例の流量制御システム１は、保護カバー４４０をさらに備えている。保護カバー４４０は、流路１１内において、突出部４３２を覆い、突出部４３２および温度検出部４３１を保護する。保護カバー４４０は、例えば筒状であり、ガス管１０に対して着脱可能である。
【0087】
保護カバー４４０は、ガスの含有物が突出部４３２に直接接触することを抑制する。よって、保護カバー４４０は、ガスの含有物によって、突出部４３２が摩耗し、突出部４３２および温度検出部４３１が破損することを防止する。よって、本第４変形例の流量制御システム１は、温度検出部４３１が流路１１内にある場合においても、ガスの流量を精度よく計測し、ガスの流量を調整することができる。
【0088】
次に、本開示の実施形態の他の変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0089】
例えば、温度センサ３０は、ガス管１０の外表面の温度を検出してもよい。これによれば、温度センサ３０の腐食および破損を確実に防止することができる。
【0090】
また、制御装置５０は、ＰＩＤ制御におけるゲインを変更可能としてもよい。当該ゲインは、例えば作業者によって制御装置５０に入力される。これによれば、流量制御部５２は、ガスの流量の変化量が適切な量となる操作量を決定することができる。
【0091】
また、記憶部５１は、上記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）と数学的に同等の数式を記憶してもよい。例えば、記憶部５１は、下記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４Ａ）、式（４Ｂ）、式（５）および式（６）を記憶する。この場合、流量制御部５２は、式（１）、式（２）、式（３）、式（４Ａ）、式（４Ｂ）、式（５）および式（６）を用いて、上記の実施形態と同様に、実流量（Ｇｗ）を算出する。
【0092】
ＰＴ０＝ＰＳ０＋ＰＤ０ …（１）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋ＰＤ１’ …（４Ａ）
ＰＤ１’＝（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４Ｂ）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
ＰＤ０＝（ρ０×Ｖ０ ２／２）×１０－３ …（２）
ＰＳ１’＝ＰＳ１×（２７３．１５＋Ｔ１）／（２７３．１５＋Ｔ０） …（３）
ＰＴ１’＝ＰＳ１’＋ＰＤ１’ …（４Ａ）
ＰＤ１’＝（ρ０×Ｖ１ ２／２）×１０－３ …（４Ｂ）
ＰＴ１’＝ＰＴ０×（Ｖ１／Ｖ０）２ …（５）
Ｇｗ＝Ａ×Ｖ１ …（６）
【0093】
式（４Ａ）において、ＰＤ１’はガスの実際の速度圧である実速度圧（単位：ｋＰａ）を基準温度の状態に補正した値である。式（４Ａ）は、補正された実静圧（ＰＳ１’）と補正された実速度圧（ＰＤ１’）の和が補正された実全圧（ＰＴ１’）であることを示す。
【0094】
式（４Ｂ）は、式（２）と同様に、ガスの運動エネルギを圧力の単位で示す式であり、ベルヌーイの定理に基づいて導出される。
【0095】
また、流量制御部５２は、算出した実流量（Ｇｗ）を標準状態に対応する値に補正してもよい。具体的には、流量制御部５２は、記憶部５１にさらに記憶される下記の式（７）、式（８）、および、式（９）に基づいて、実流量を補正する。
【0096】
Ｃ１＝（２７３．１５）／（２７３．１５＋Ｔ1） …（７）
Ｃ２＝（１０１．３２５＋ＰＳ1）／１０１．３２５ …（８）
Ｇｗ’＝Ｇｗ×Ｃ１×Ｃ２ …（９）
Ｃ２＝（１０１．３２５＋ＰＳ1）／１０１．３２５ …（８）
Ｇｗ’＝Ｇｗ×Ｃ１×Ｃ２ …（９）
【0097】
式（７）において、Ｃ１は、温度に関する補正係数である。式（８）において、Ｃ２は、静圧に関する補正係数である。式（９）において、Ｇｗ’は、実流量（Ｇｗ）をガスの標準状態に補正した値である。
【0098】
また、工業炉２から排出されるガスには、窒素（具体的には窒素酸化物：例えば二酸化窒素）が含まれてもよい。ガスに窒素酸化物が含まれる場合、ガス処理装置３は、窒素酸化物を除去する脱硝装置でもよい。ガス処理装置３が脱硝装置である場合、上記の目標流量はガス処理装置３の脱硝効率などによって定められてもよい。
【0099】
また、工業炉２から排出されるガスには、炭素（具体的には炭素酸化物：例えば二酸化炭素）が含まれてもよい。ガスに炭素酸化物が含まれる場合、ガス処理装置３は、炭素酸化物を分離回収する回収装置でもよい。ガス処理装置３が回収装置である場合、上記の目標流量はガス処理装置３の回収効率などによって定められてもよい。
【0100】
なお、ガスには硫黄酸化物、窒素酸化物および炭素酸化物の少なくとも１つが含まれてもよい。また、ガス処理装置３には脱硫装置、脱硝装置および回収装置の３つの装置のうち、硫黄酸化物、窒素酸化物および炭素酸化物のうちガスに含まれる酸化物に対応する装置が含まれてもよい。
【0101】
本変形例によれば、ガスは、窒素を含む。ガス管１０は、ガスを排出する工業炉２と、ガスを脱硝するガス処理装置３（脱硝装置）とを接続する。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが窒素（窒素化合物）を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２とガスを脱硝する脱硝装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが窒素（窒素化合物）を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２とガスを脱硝する脱硝装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
【0102】
また、ガスは、炭素を含む。ガス管１０は、ガスを排出する工業炉２と、炭素酸化物を回収するガス処理装置３（回収装置）とを接続する。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが炭素（炭素酸化物）を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２と炭素（炭素酸化物）を回収する回収装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
これによれば、流量制御システム１は、ガスが炭素（炭素酸化物）を含み、ガス管１０がガスを排出する工業炉２と炭素（炭素酸化物）を回収する回収装置とを接続する場合においても、ガスの流量を精度よく調整ことができる。
【0103】
次に、本開示の実施形態の他の１つの変形例に係る流量制御システム１について、上記の実施形態と異なる部分を主として説明する。
【0104】
図９は、本開示の実施形態の他の１つの変形例に係る流量制御システム１の構成を示す図である。
【0105】
本変形例の流量制御システム１は、ガスセンサ５９０、および、制御装置５０に含まれる取得部５５３をさらに備える。ガスセンサ５９０は、ガス管１０において送風機２０の一次側に配置され、ガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を検出する。ガスセンサ５９０は、例えば二酸化硫黄を検出する二酸化硫黄センサである。ガスセンサ５９０が検出した硫黄酸化物の濃度は、取得部５５３に出力される。
【0106】
また、本変形例の流量制御システム１は、排出管５１１、第２のガスセンサ５９１、第２の温度センサ５３０、第２の圧力センサ５４０、および、演算装置５９２をさらに備える。排出管５１１は、ガス処理装置３から導出されたガスを大気に排出する。第２のガスセンサ５９１、第２の温度センサ５３０、第２の圧力センサ５４０は、排出管５１１に配置される。
【0107】
第２のガスセンサ５９１は、ガスセンサ５９０と同様に構成され、排出管５１１を流れるガスに含まれる硫黄酸化物の濃度を検出する。つまり、第２のガスセンサ５９１は、ガス処理装置３によって処理されたガス（以下、処理後のガスと称する）に含まれる硫黄酸化物の濃度を検出する。第２のガスセンサ５９１は、例えば二酸化硫黄を検出する二酸化硫黄センサである。ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、硫黄酸化物を検出可能なガスクロマトグラフでもよい。
【0108】
第２の温度センサ５３０は、処理後のガスの温度を検出する。第２の圧力センサ５４０は、処理後のガスの静圧を検出する。第２の温度センサ５３０および第２の圧力センサ５４０は、上記の実施形態の温度センサ３０および圧力センサ４０と同様に分岐管を介して排出管５１１に配置される。
【0109】
第２の温度センサ５３０が検出した温度、および、第２の圧力センサ５４０が検出した静圧は、演算装置５９２に出力される。
【0110】
演算装置５９２は、取得部５９２ａ、流量算出部５９２ｂ、効率算出部５９２ｃ、および、記憶部５９２ｄを備える。
【0111】
取得部５９２ａは、第２のガスセンサ５９１の検出値を取得し、当該検出値を効率算出部５９２ｃに出力する。
【0112】
流量算出部５９２ｂは、第２の温度センサ５３０の検出値および第２の圧力センサ５４０の検出値に基づいて処理後のガスの実流量を、上記の実施形態の流量制御部５２と同様に算出する。記憶部５９２ｄには、処理後のガスに対応する基準密度、基準速度、基準静圧および基準温度、並びに、上記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）および式（６）が記憶されている。
【0113】
効率算出部５９２ｃは、ガス処理装置３の脱硫効率を算出する。効率算出部５９２ｃは、制御装置５０の取得部５５３および流量制御部５２からガス管１０を流れるガス（以下、処理前のガスと称する）に含まれる硫黄酸化物の濃度および処理前のガスの実流量を取得する。効率算出部５９２ｃは、当該硫黄酸化物の濃度および当該実流量から処理前のガスに含まれる硫黄酸化物の流量を算出する。
【0114】
また、効率算出部５９２ｃは、取得部５９２ａおよび流量算出部５９２ｂから処理後のガスに含まれる硫黄酸化物の濃度および処理後のガスの実流量を取得する。効率算出部５９２ｃは、当該硫黄酸化物の濃度および当該実流量から処理後のガスに含まれる硫黄酸化物の流量を算出する。
【0115】
さらに、効率算出部５９２ｃは、処理前のガスに含まれる硫黄酸化物の流量および処理後のガスに含まれる硫黄酸化物の流量に基づいて、処理前のガスに含まれる硫黄酸化物の流量に対するガス処理装置３が硫黄酸化物を除去した単位時間あたりの量の割合（すなわち脱硫効率）を算出する。演算装置５９２は、算出した脱硫効率を表示部に表示してもよい。これにより、使用者は、流量制御システム１の動作中に脱硫効率を監視することができる。
【0116】
なお、制御装置５０の流量制御部５２は、算出された脱硫効率に基づいて目標流量を補正してもよい。また、演算装置５９２は、処理前のガスの実流量および処理後のガスの実流量を、上記の式（７），（８），（９）に基づいて標準状態に対応する値に補正してもよい。さらに、制御装置５０と演算装置５９２とは、一体でもよい。
【0117】
また、処理前のガスには、硫黄（具体的には硫黄酸化物）、窒素（具体的には窒素酸化物）および炭素（具体的には炭素酸化物）のうち少なくとも１つの酸化物が含まれてもよい。処理前のガスに窒素酸化物が含まれる場合、ガス処理装置３は、窒素酸化物を除去する脱硝装置を含んでもよい。処理前のガスに炭素酸化物が含まれる場合、ガス処理装置３は、炭素酸化物を分離回収する回収装置を含んでもよい。
【0118】
また、ガス処理装置３は、脱硝装置を含む場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、窒素酸化物を検出してもよい。この場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、例えば二酸化窒素を検出するグラフェンガスセンサを含む。なお、この場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、窒素酸化物を検出可能なガスクロマトグラフでもよい。
【0119】
またこの場合、制御装置５０の取得部５５３は処理前のガスに含まれる窒素酸化物の濃度を取得し、演算装置５９２の取得部５９２ａは処理後のガスに含まれる窒素酸化物の濃度を取得する。
【0120】
さらにこの場合、効率算出部５９２ｃは、処理前のガスに含まれる窒素酸化物の流量および処理後のガスに含まれる窒素酸化物の流量を算出し、処理前のガスに含まれる窒素酸化物の流量に対するガス処理装置３が窒素酸化物を除去した単位時間あたりの量の割合（すなわち脱硝効率）を算出してもよい。演算装置５９２は、算出した脱硝効率を表示部に表示してもよい。これにより、使用者は、流量制御システム１の動作中に脱硝効率を監視することができる。
【0121】
また、ガス処理装置３は、回収装置を含む場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、炭素酸化物を検出してもよい。この場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、例えば二酸化炭素を検出するグラフェンガスセンサを含む。なお、この場合、ガスセンサ５９０および第２のガスセンサ５９１は、炭素酸化物を検出可能なガスクロマトグラフでもよい。
【0122】
またこの場合、制御装置５０の取得部５５３は処理前のガスに含まれる炭素酸化物の濃度を取得し、演算装置５９２の取得部５９２ａは処理後のガスに含まれる炭素酸化物の濃度を取得する。
【0123】
さらにこの場合、効率算出部５９２ｃは、処理前のガスに含まれる炭素酸化物の流量および処理後のガスに含まれる炭素酸化物の流量を算出し、処理前のガスに含まれる炭素酸化物の流量に対するガス処理装置３が炭素酸化物を回収した単位時間あたりの量の割合（すなわち回収効率）を算出してもよい。演算装置５９２は、算出した回収効率を表示部に表示してもよい。これにより、使用者は、流量制御システム１の動作中に回収効率を監視することができる。
【0124】
なお、目標流量は、ガス処理装置３の脱硝効率および回収効率などによって定められてもよい。また、制御装置５０の流量制御部５２は、算出された脱硫効率、脱硝効率および回収効率に基づいて目標流量を補正してもよい。ガス処理装置３は、脱硫装置、脱硝装置、および、回収装置のうち少なくとも１つを含む装置でもよい。
【符号の説明】
【0125】
１ 流量制御システム
２ 工業炉
３ ガス処理装置
１０ ガス管
１１ 流路
２０ 送風機
２１ 回転部
２２ 送風モータ
３０ 温度センサ
４０ 圧力センサ
５０ 制御装置
５１ 記憶部
５２ 流量制御部
１６０ 第１ダンパ
２７０ 第２ダンパ
３８０ インレットガイドベーン
２ 工業炉
３ ガス処理装置
１０ ガス管
１１ 流路
２０ 送風機
２１ 回転部
２２ 送風モータ
３０ 温度センサ
４０ 圧力センサ
５０ 制御装置
５１ 記憶部
５２ 流量制御部
１６０ 第１ダンパ
２７０ 第２ダンパ
３８０ インレットガイドベーン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】