流量について（スピコン、リリーフバルブ）

質問

スピコンって流量調整のためにありますよね。
なんでしぼれば流量が変わる理由がわかりません。
連続の式で変わらないのでは？
それとスピコンでしぼってもシリンダーにかかる圧力は変わりませんよね？

リリーフバルブをしぼると流量が増えると聞いたのですがよくわかりません。
圧力が大きくなるのは分かりますがなぜ流量が増える。
減るのではないの？

頭が混乱しているのですが・・・

回答No.4

funflier

No.1・2・3です。再度補足を頂きましたが、
例えば油圧機器は一切動かさないとし、内部リークも無いとすると圧力
ライン流量はゼロです。ここでこんな回路を仮定すると、
1）リリーフバルブが存在しない。つまりなにも絞らない。すると、配管内
　は低圧で、ポンプの供給流量で循環し続ける。
２）リリーフラインが存在しない。つまりリリーフバルブが常に全閉。ポンプは
　ひたすら加圧する。機器動作してないので理論的にはどこにも流量が無い。
という両極端を考えると比較すれば「戻りの流量」が多いのは1）で間違いないです。
しかし、実際は
３）リリーフバルブが一定圧に制御する。この場合、「5」の設定圧にした際
　でも、「8」に設定した際でも、ポンプが設定まで加圧した後を考えると
　シリンダー等の機器が動いてなければポンプからの送油はリリーフバルブ
　から戻される。この場合でも、圧力ラインに「詰め込んで」しまえば
　送油は戻されるだけで、定積で一定回転のポンプなら両方の戻り流量は
　変わらない。つまりリリーフバルブの「逃がす量」は変わらない。
ここまでは圧力ラインには流量が無い仮定ですが、機器動作時には圧力ライン
に流れが生じます。この流量が増える理由として圧力を上げた（リリーフバルブ
を絞った）場合、機器動作が速くなるので、時間当たり「圧力ラインを流れる量」
が増える、つまり「この」流量が増す、という観点をご質問の最初の話は言って
いるのだと考えます。

「＞逃す量が減ったから圧力ラインの流量が増えると」というのは「どうして」
圧力ラインに流れが生じるのか、またその度合いは何によるか、を考えると
違いませんか。圧力ラインの流量が増えた結果、圧力を保つためには速く動いた
機器のシリンダー体積分詰め込まなくてはならないので時間で比較した逃がし量
が減ることはあっても（あるいは一切逃がさないか）、例えばリリーフバルブを
全閉に絞って全く逃がさないとしても機器動作が無ければ圧力ラインに流れ
そのものが無いのですから、圧力ライン流量は増えないことになります。
「原因」と「結果」が入れ替わっている感じなのですが、いかがでしょうか。

回答No.3

funflier

No.1・2です。No.2に語弊のある書き方をした気がしますので。
「＞これをポンプ基準で吐出量から「流量」を考えて「逃がす」分が増える
　から循環する流量が増える、などと考え始めると」
は今回リリーフバルブを絞った（圧力を上げた）場合を話題にしているので
表現としては逆で、
「これをポンプ基準で吐出量から「流量」を考えて「逃がす」分が『減る』
　から循環する流量が『減る』、などと考え始めると」
というべきだったかと思います。この点訂正します。

補足

ご丁寧な説明で本当にありがとうございます。

<リリーフバルブを絞るということはコントロールバルブとシリンダーへ向かうライン圧を上げたことになるので、シリンダーのスピコンが同一設定であるならば、シリンダーは早く動き、供給される流量は単位時間当たりでは増える

と

＜ポンプ基準で吐出量から「流量」を考えて「逃がす」分が『減る』から循環する流量が『減る』

は逆のことを言っていないですか？
絞って逃す量が減ったから圧力ラインの流量が増えると認識したのですが違うのかな。
う～ん、せっかく細かく説明してもらったのに理解していないのかな・・・

回答No.2

funflier

No.1です。補足を頂きましたが、
＞システム上流と言っているのは本来流体を流したい流路？
「上流」言ったのはシリンダー等に対し圧力を送る側、「pressure line」
とか「圧油管」「圧空ライン」と呼ばれる部分で、これに対しシリンダー
からタンクへ戻す側を「return line」「戻り油管」などと呼ぶと思います。
呼称は複数ある様です。

＞リリーフバルブはしぼると流体を放出する量が減るのでその本来流したい
＞流路に流れる流量が増えるということですか？
申し上げたかったことと少々違います。油圧回路を図解しているサイトが
あったのでご紹介しておきます。
http://www.ishinotec.com/Lecture/html/circuit/index.html
このサイト、実際に図中の「主電源」（緑のボタン）を押して入れ、回路
を動かすことが出来ます。

どこの「流量」かということになりますが、通常問題になるのは負荷である
シリンダーへの供給のことだと思います。ここで図の左下リリーフバルブを
絞るということはコントロールバルブとシリンダーへ向かうライン圧を上げた
ことになるので、シリンダーのスピコンが同一設定であるならば、シリンダー
は早く動き、供給される流量は単位時間当たりでは増える筈です。お聞きに
なったのはそういう意味ではないか、と推測しているのです。

またここで「差動回路（2速制御）の動作説明」を見ると、シリンダー両側
に同時に圧力を供給して受圧面積差で早く動かす方法があります。この際は、
シリンダー側に流入するのは出て行ったロッド体積分だけなのでシリンダー
へ供給する圧力ラインの「流量」は基本的回路の場合より少なくなります。

これをポンプ基準で吐出量から「流量」を考えて「逃がす」分が増えるから
循環する流量が増える、などと考え始めると混乱になってくるのではないで
しょうか？　ラインの「どこを」指して言っているかを、可能ならその
「＞リリーフバルブをしぼると流量が増えると聞いた」先にお確かめ下さい。

回答No.1

funflier

空圧か油圧の話と思いますが、またその分野の専門家でもないのでこの解釈で
合っているかは解りませんが、
＞連続の式で変わらないのでは？
これだと水道蛇口を絞ることには意味がなく流量が変わらないことになります。
「連続の式」はあくまで「蛇口で絞る前と後の配管内の流量は等しい」と言って
いるのであって、「蛇口が全開のときと半開のときでも流量は等しい」、とは
言えません。スピコンも同じで、流量自体は絞れば減ります。ただ、スピコン
基準で上流と下流の流量はたとえ断面積変化があっても同じになるということ
になります。この式自体は保存則であって、「物質は突然現れたり消えたりは
しない」ということを言っています。

＞スピコンでしぼってもシリンダーにかかる圧力は変わりませんよね？
圧力自体はパスカルの原理があるので変わりません。しかし流量が減るので
シリンダーが満たされる時間が増え、文字通り「スピード」が「コントロール」
されて遅くなります。

＞リリーフバルブをしぼると流量が増えると聞いたのですが
例えばポンプ吐出圧が「10」とし、リリーフ設定が「5」になっているところを
「8」にしたとすると、システム上流（pressure line）の圧力が増え、負荷で
ある油圧モーターやシリンダーアクチュエーターは「早く」動くので結果
流量は増すと思うのですが。

と、いう事ではないでしょうか？

補足

ご回答ありがとうございます。
連続の式の意味を履き違えていました。おかげで理解できました。
なるほどスピードがコントロールできる原理がわかりました。
システム上流と言っているのは本来流体を流したい流路？
（言葉が変だな、伝わらなそう）
リリーフバルブはしぼると流体を放出する量が減るのでその本来流したい流路に流れる流量が増えるということですか？