涡轮式流量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的涡轮式流量控制装置不使用阀芯而控制实际流量，谋求节电化。谋求能量的再利用。去掉位置传感器，确保长期的可靠性。所述涡轮式流量控制装置设置有由转子(6)和定子(7)构成的发电部(306)。转子(6)由装有永磁铁的环(6‑1)和叶轮(6‑2)构成。将转子(6)作为涡轮(308)。根据涡轮(308)的当前角速度和发电部(306)的当前扭矩推定流过流路的流体的实际流量，计算出使该被推定的实际流量与设定流量一致的发电部(306)的扭矩，基于计算出的扭矩以及涡轮(308)的磁极位置控制发电部(306)的扭矩。基于发电部(306)的当前的相电压值以及相电流值、发电部(306)的当前的绕组温度来推定涡轮(308)的磁极位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用涡轮控制流体的流量的涡轮式流量控制装置。
技术介绍
以往，在空调控制系统中具有风机盘管机组(FCU)等的空调机，对该空调机的换热器供给冷热水。在空调机的通向换热器的冷热水的供给通路上设置有流量控制阀，并设置有空调控制装置(控制器)作为控制该流量控制阀的开度的装置。空调控制装置对流量控制阀的开度进行控制，以使控制对象空间的室内温度的测量值和对于该室内温度所设定的室内温度的设定值之间的偏差为零，所述控制对象空间受到来自空调机的调节空气的供给。由此，空调机的向换热器进行的冷热水的供给量得以控制，从空调机向控制对象空间的调节空气的温度得以调节(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2008-45855号公报专利文献2日本特开2012-241659号公报专利文献3日本特开平5-106753号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在上述的空调控制系统中，设置在冷热水的供给通路中的流量控制阀通过使在流路内作为阀芯而设置的柱塞的开口面积变化，产生压力损失，从而实现流量控制，与此时产生的压力损失相当的能量作为发热被浪费。又，还存在为驱动阀芯而需要大功率这样的问题。另外，专利文献2中示出了一边对配水管路的自来水进行减压一边发电的自来水管道设施的剩余压力利用发电装置。该自来水管道设施的剩余压力利用发电装置中，具有供自来水流通的配水管路中所设置的水轮机、以及通过水轮机的旋转来发电的发电机，利用由发电机的发电负载决定的水轮机的旋转阻力，来降低水轮机的下游侧的压力。在该专利文献2中，作为实施形态2，示出了控制发电机的扭矩以使水轮机的流量为目标流量的技术。下面，将该技术称为专利文献2的技术。具体来说，检测出水轮机的角速度，根据该水轮机的角速度和扭矩指令值计算出水轮机的推定流量，根据该推定流量推定减压量，根据该推定减压量计算出用于实现目标流量的扭矩指令值，取推定流量与目标流量的差分，将流量的反馈项追加至扭矩指令值，取目标角速度与角速度的差分，将角速度的反馈项追加至扭矩指令值，将该追加了流量及角速度的反馈项的扭矩指令值输出至逆变器(参照引用文件2的第[0043]～[0049]段、图7、图8等的记载)。在该专利文献2的技术中，目标流量是相当于目标减压量(水轮机的上游侧与下游侧的压力差)的目标值，和目标减压量一样，设为根据自来水管道设施来确定的规定值。即，在专利文献2的技术中，以目标流量的值为一定值不变作为前提，控制发电机的扭矩，以使推定流量与作为该不变值而被确定的目标流量一致。即，专利文献2中，不考虑改变目标流量的值来控制实际流量，只不过是利用自来水管道设施的剩余压力来产生电能。又，专利文献3中示出了一种发电装置内置阀门，其具备：发电装置，所述发电装置具有被配置于阀门的阀箱内、利用阀芯打开时的流体能量旋转的转子以及通过该转子的旋转来发电的发电机；储存该发电装置所产生的电力的蓄电装置；利用该蓄电装置的输出电压来启动的电动机；以及将该电动机的旋转输出传递至阀杆的动力传递机构，所述发电装置内置阀门在将蓄电装置和电动机进行电连接的电路上设置有选择执行电动机的正反转及停止的开闭装置。该专利文献3中所示的发电装置内置阀门由于在内部使由转子和发电机构成的“发电装置”和对流体的流通及阻断进行控制的“阀装置”分离设置，因此构成零件较多，且，在流体的流动方向大型化。又，该引用文献3中，也不考虑改变目标流量的值来控制实际流量，只不过是利用阀芯的开阀时产生的流体能量，使阀芯自动的开闭，来降低能量损失。另外，虽可以利用发电电力使阀芯自动开关，但由于使用阀芯，因此需要大功率。本专利技术正是为了解决这样的课题而做出的，其目的在于，提供一种不使用阀芯而控制实际流量的、能够谋求节电化的涡轮式流量控制装置。又，提供一种在控制实际流量时，能够将作为发热被浪费的能量的一部分作为电能回收，谋求能量的再利用，对节能做出贡献的涡轮式流量控制装置。又，提供一种去掉对涡轮的磁极位置(组装在涡轮的磁铁的磁极位置)进行检测的位置传感器，能够确保长期的可靠性的涡轮式流量控制装置。用于解决课题的手段为达到这样的目的，本专利技术的涡轮式流量控制装置的特征在于，具有：涡轮，所述涡轮将流过流路的流体的能量转换为转动动能；发电部，所述发电部将涡轮所转换的转动动能转换为电能；设定流量输入部，所述设定流量输入部输入设定流量，所述设定流量的值根据流体的供给对象的负载变动而变化；流量控制部，所述流量控制部根据涡轮的当前的角速度和发电部的当前的扭矩来推定流过流路的流体的实际流量，计算使该被推定的实际流量与设定流量一致的发电部的扭矩；磁极位置推定部，所述磁极位置推定部推定涡轮中装入的磁铁的磁极的位置作为涡轮的磁极位置；以及发电部控制部，所述发电部控制部基于流量控制部计算出的扭矩以及磁极位置推定部推定出的涡轮的磁极位置，对发电部的扭矩进行控制。根据本专利技术，若设定流量根据流体的供给对象的负载变动而变化，则根据涡轮的当前的角速度和发电部的当前的扭矩来推定流过流路的流体的实际流量，控制发电部的扭矩，以使得该被推定出的实际流量与设定流量一直。由此，在本专利技术中，通过发电部的扭矩、即涡轮的旋转扭矩而不是阀芯来控制流过流路的流体的流量。又，在本专利技术中，在控制发电部的扭矩时，使用流量控制部所计算出的扭矩和涡轮的磁极位置，但该涡轮的磁极位置由磁极位置推定部进行推定。即，在本专利技术中，不使用位置传感器检测涡轮的磁极位置，不使用位置传感器地推定涡轮的磁极位置。在使用位置传感器的流量控制装置的情况下，由于位置传感器直接配置于配管，因此作为设置环境来说处于恶劣的状况，长期的可靠性方面成为问题。对此，在本专利技术中，由于不使用位置传感器地对涡轮的磁极位置进行推定，因此即使在无法使用位置传感器那样的恶劣的环境下也能知道涡轮的磁极位置，能够确保长期的可靠性。专利技术效果根据本专利技术，设置将流过流路的流体的能量转换为转动动能的涡轮、以及将涡轮所转换的转动动能转换为电能的发电部，将其值根据流体的供给对象的负载变动而变化的设定流量作为输入，根据涡轮的当前角速度和发电部的当前扭矩来推定流过流路的流体的实际流量，控制发电部的扭矩以使得该被推定的实际流量与设定流量一致，因此能够在不使用阀芯的情况下对实际流量进行控制，谋求节电化。又，在控制实际流量时，将作为发热被浪费的能量的一部分作为电能回收，谋求能量的再利用，对节能做出贡献也成为可能。又，通过由涡轮和发电部构成的“发电装置”能够实现流量控制和发电这两种功能，构成零件变少，能够实现小型化。又，根据本专利技术，推定涡轮的磁极位置，根据该推定了的涡轮的磁极位置以及流量控制部所运算的扭矩控制发电部的扭矩，因此能够去掉对涡轮的磁极位置进行检测的位置传感器，即便在无法使用位置传感器那样的恶劣的环境中也能得知涡轮的磁极位置，确保长期的可靠性。附图说明图1是示出使用了本专利技术所涉及的涡轮式流量控制装置的空调控制系统的一个实施形态的仪器配置图。图2为该空调控制系统中所使用的涡轮式流量控制装置的第一实施形态(实施形态1)的主要部分的结构图。图3是抽出并示出该涡轮式流量控制装置中的发电部的主要部分的立体图。图4是示出设置于该涡轮式流量控制装置的管路中的转子的立体图。图5是示出该涡轮式流量控制装置中的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮式流量控制装置，其特征在于，具有：涡轮，所述涡轮将流过流路的流体的能量转换为转动动能；发电部，所述发电部将所述涡轮所转换的转动动能转换为电能；设定流量输入部，所述设定流量输入部输入设定流量，所述设定流量的值根据所述流体的供给对象的负载变动而变化；流量控制部，所述流量控制部根据所述涡轮的当前的角速度和所述发电部的当前的扭矩来推定流过所述流路的流体的实际流量，计算使该被推定的实际流量与所述设定流量一致的所述发电部的扭矩；磁极位置推定部，所述磁极位置推定部推定所述涡轮中装入的磁铁的磁极的位置作为所述涡轮的磁极位置；以及发电部控制部，所述发电部控制部基于所述流量控制部计算出的扭矩以及所述磁极位置推定部推定出的所述涡轮的磁极位置，对所述发电部的扭矩进行控制。

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0736281.一种涡轮式流量控制装置，其特征在于，具有：涡轮，所述涡轮将流过流路的流体的能量转换为转动动能；发电部，所述发电部将所述涡轮所转换的转动动能转换为电能；设定流量输入部，所述设定流量输入部输入设定流量，所述设定流量的值根据所述流体的供给对象的负载变动而变化；流量控制部，所述流量控制部根据所述涡轮的当前的角速度和所述发电部的当前的扭矩来推定流过所述流路的流体的实际流量，计算使该被推定的实际流量与所述设定流量一致的所述发电部的扭矩；磁极位置推定部，所述磁极位置推定部推定所述涡轮中装...

【专利技术属性】
技术研发人员：成田浩昭，猿渡亮，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP