流量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方面提高可靠性。本发明专利技术的流量控制装置的特征在于，包括：发电机，其通过涡轮的旋转来发电；定子叶片，其具有设置为桨距角可变的叶片；角度检测部，其检测桨距角；流量推断部，其根据涡轮的角速度、发电机的扭矩以及桨距角来推断流体的流量；控制部，它们以推断出的流量与设定流量一致的方式控制发电机的扭矩，而且通过驱动马达来控制桨距角，在角度检测部无异常的情况下，流量推断部根据由角度检测部得到的桨距角的检测值来推断流量，在角度检测部有异常的情况下，流量推断部根据通过运算而推断出的桨距角的值来推断流量。

Flow control device

The invention maintains the precision of flow control on the one hand in the turbine type flow control device, and improves the reliability on the other hand. The characteristics of the flow control device of the invention is that comprises a generator through the rotation of the turbine to generate electricity; the stator blades, which is provided for the blade pitch angle variable; angle detection, the detection of the pitch angle; the flow inferred, according to angular velocity, the turbine motor torque and pitch to infer the fluid flow control part; them to infer the traffic flow and set consistent control of the generator torque and the driving motor to control the pitch angle, in the detection without exception, flow inference to infer the flow according to the detection of the pitch angle obtained by the detection portion of the value of the angle the detection department has abnormal situation, traffic department of inference to infer the flow according to the pitch angle through the operation and infer the value of the.

【技术实现步骤摘要】
流量控制装置
本专利技术涉及一种使用涡轮来控制流体的流量的涡轮式流量控制装置。
技术介绍
在大厦等的空调控制系统、化工厂等中，使用有流量控制阀作为控制各种流体的流量的流量控制装置。例如，在空调控制系统中，在去往空调机的换热器的冷热水的供给通道上设置有流量控制阀，通过空调控制装置来控制该流量控制阀的开度，由此，去往空调机的换热器的冷热水的供给量得到控制，从而调节来自空调机的去往控制对象空间的调节空气的温度。另外，近年来，随着对地球环境的意识的提高，作为空调控制系统中的以往的流量控制阀的替换品，一直在推进涡轮式流量控制装置的开发。例如，在专利文献1中揭示有一种涡轮式流量控制装置，其包括将涡轮的旋转动能转换为电能的发电机，通过上述发电机的扭矩来控制在流路中流动的流体的流量，并且在流量控制装置内使用通过上述发电机而获得的电能。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利特开2015-96791号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的问题】然而，以往的涡轮式流量控制装置仅仅通过发电机的扭矩控制来控制流体的流量，因此存在流量控制的可调比比以往的流量控制阀低的问题。例如，上述以往的涡轮式流量控制装置的可调比在差压30kPa下为“4：1”左右，在将涡轮式流量控制装置用作流量控制阀的替换品的情况下，在实际使用时需要“100：1”左右的可调比。因此，在本申请之前，本申请专利技术者等人对如下涡轮式流量控制装置进行了研究：将从管道流入的冷热水经由定子叶片而流通至发电机(涡轮)，并且，通过对构成定子叶片的叶片的角度和发电机的扭矩进行控制来控制冷热水的流量。根据该流量控制装置，与以往的涡轮式流量控制装置相比，可提高流量控制的可调比。另一方面，本申请专利技术者等人所研究的上述流量控制装置中，为了高精度地算出发电机的扭矩和定子叶片的叶片的角度的控制量，必须测定定子叶片的叶片的角度，从而在该测定中使用有角度传感器。通常，角度传感器为精密设备，因此不适于在高温多湿的环境、发生较大振动这样的环境下使用。另一方面，流量控制装置是直接设置在供冷热水等控制对象流体流动的管道等上而加以使用的。因而，在将角度传感器内置于流量控制装置中的情况下，对于内置的角度传感器而言，使用环境较为恶劣。因此，不容易长期保持上述流量控制装置内的角度传感器的可靠性，有流量控制装置的可靠性降低之虞。因此，在本申请专利技术之前，本申请专利技术者等人对不使用角度传感器而通过运算处理来推断定子叶片的叶片的角度的方法进行了研究，以规避上述的角度传感器的可靠性问题。然而，由于上述方法是使用推断值而非由角度传感器得到的高精度的实测值来进行流量控制，因此，与使用角度传感器的情况相比，不能否定流量控制的精度降低的可能性。本专利技术是鉴于上述问题而成，本专利技术的目的在于在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方面提高可靠性。【解决问题的技术手段】本专利技术的流量控制装置(1)的特征在于，包括：发电机(16)，其具有承受流体而旋转的涡轮(160)，通过所述涡轮的旋转来发电；定子叶片(17)，其具备基体(170)和多个叶片(171)，所述基体(170)与涡轮同轴配置，所述多个叶片(171)在基体上沿与基体的轴(P)正交的方向延伸，而且具有承受流体的主面(171b)，设置为主面与正交于基体的轴的平面所成的桨距角(Agv)可变；流量推断部(131)，其根据涡轮的角速度(ω)、发电机的扭矩(T)以及桨距角来推断流体的流量；控制部(132、133、14、15、24、25)，它们以由流量推断部推断出的流量(QZ)与流体的设定流量(Qref)一致的方式控制发电机的扭矩，而且通过马达驱动来控制叶片的桨距角；角度检测部(23)，其检测桨距角；角度推断部(26、36)，它们根据马达(250、350)的旋转角度来推断桨距角；以及异常判定部(27)，其判定角度检测部是否有异常，在由异常判定部判定为无异常的情况下，流量推断部根据由角度检测部检测到的桨距角的检测值(Agv_r(n))来推断流量，在由异常判定部判定为有异常的情况下，流量推断部根据由角度推断部算出的桨距角的推断值(Agv_e(n))来推断流量。在上述流量控制装置中，异常判定部可在根据马达的旋转角度而算出的桨距角的值(Agv_ck(n))与由角度检测部得到的桨距角的检测值(Agv_r(n))一致的情况下判定为角度检测部无异常，在算出的桨距角的值与由角度检测部得到的桨距角的检测值不一致的情况下判定为角度检测部有异常。在上述流量控制装置中，控制部可包括：桨距角目标值算出部(133)，其以由流量推断部推断出的流量与流体的设定流量一致的方式算出桨距角的目标值(Agvref)；马达(250、350)，它们通过驱动叶片来调节桨距角；以及定子叶片控制部(24、34)，它们以叶片的桨距角与由桨距角目标值算出部算出的桨距角的目标值一致的方式算出马达的操作量而驱动马达，异常判定部可通过对此前刚刚由桨距角检测部检测到的桨距角的检测值加上或减去与马达的操作量相应的旋转角度来算出桨距角。在上述流量控制装置中，马达可为步进马达，马达的操作量可为输入至马达的脉冲数。在上述流量控制装置中，马达可为通过所供给的交流电源所生成的旋转磁场而旋转的同步马达，马达的操作量可为马达的驱动时间。再者，在上述说明中，作为一例，以附加括号的方式来记载对应于专利技术的构成要素的附图上的参考符号。【专利技术的效果】通过以上所说明的内容，根据本专利技术，可在涡轮式流量控制装置中一方面保持流量控制的精度、另一方提高可靠性。附图说明图1为表示使用实施方式1的涡轮式流量控制装置的空调控制系统的构成的图。图2为表示实施方式1的流量控制装置的内部构成的框图。图3为表示实施方式1的流量控制装置的外观的一部分的立体图。图4为表示实施方式1的流量控制装置的外观的一部分的分解立体图。图5为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的构成的图。图6为用以说明实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角的图。图7为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(0度)的一例的图。图8为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(45度)的一例的图。图9为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(0度)的一例的图。图10为表示实施方式1的流量控制装置中的定子叶片的桨距角(45度)的一例的图。图11为表示展示无因次流量、无因次扭矩及桨距角的关系的三维曲面的一例的图。图12为表示由实施方式1的流量控制装置进行的定子叶片的控制的流程的流程图。图13为表示实施方式1的正常模式下的桨距角的调节的流程的图。图14为表示实施方式1的异常判定处理的流程的图。图15为表示实施方式1的无角度传感器模式下的桨距角的调节的流程的图。图16为表示实施方式1的流量控制装置的正常模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。图17为表示实施方式1的流量控制装置的无角度传感器模式下的桨距角的调节的另一例的流程图。图18为表示实施方式2的流量控制装置的内部构成的框图。图19为表示由实施方式2的流量控制装置进行的定子叶片的控制的流程的流程图。图20为表示实施方式2的正常模式下的桨距角的调节的流程的图。图21为表示实施方式2的异常判定处理的流程的图。图22为表示实施方式2的无角度传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量控制装置，其特征在于，包括：发电机，其具有承受流体而旋转的涡轮，通过所述涡轮的旋转来发电；定子叶片，其具备基体和多个叶片，所述基体与所述涡轮同轴配置，所述多个叶片在所述基体上沿与所述基体的轴正交的方向延伸，而且具有承受所述流体的主面，设置为所述主面与正交于所述轴的平面所成的桨距角可变；流量推断部，其根据所述涡轮的角速度、所述发电机的扭矩以及所述桨距角来推断所述流体的流量；控制部，其以由流量推断部推断出的流量与所述流体的设定流量一致的方式控制所述发电机的扭矩，而且通过驱动马达来控制所述叶片的所述桨距角；角度检测部，其检测所述桨距角；角度推断部，其根据所述马达的旋转角度来推断所述桨距角；以及异常判定部，其判定所述角度检测部是否有异常，在由所述异常判定部判定为无异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度检测部检测到的所述桨距角的检测值来推断所述流量，在由所述异常判定部判定为有异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度推断部算出的所述桨距角的推断值来推断所述流量。

【技术特征摘要】
2016.03.02 JP 2016-0403071.一种流量控制装置，其特征在于，包括：发电机，其具有承受流体而旋转的涡轮，通过所述涡轮的旋转来发电；定子叶片，其具备基体和多个叶片，所述基体与所述涡轮同轴配置，所述多个叶片在所述基体上沿与所述基体的轴正交的方向延伸，而且具有承受所述流体的主面，设置为所述主面与正交于所述轴的平面所成的桨距角可变；流量推断部，其根据所述涡轮的角速度、所述发电机的扭矩以及所述桨距角来推断所述流体的流量；控制部，其以由流量推断部推断出的流量与所述流体的设定流量一致的方式控制所述发电机的扭矩，而且通过驱动马达来控制所述叶片的所述桨距角；角度检测部，其检测所述桨距角；角度推断部，其根据所述马达的旋转角度来推断所述桨距角；以及异常判定部，其判定所述角度检测部是否有异常，在由所述异常判定部判定为无异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度检测部检测到的所述桨距角的检测值来推断所述流量，在由所述异常判定部判定为有异常的情况下，所述流量推断部根据由所述角度推断部算出的所述桨距角的推断值来推断所述流量。2.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在...

【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