特許6596361IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

タービンを用いて流体の流量を制御するタービン式の流量制御装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、従来のタービン式の流量制御装置では、発電機のトルク制御のみによって流体の流量を制御しているため、流量制御のレンジアビリティが従来の流量制御バルブと比較して低いという問題がある。例えば、上述した従来のタービン式の流量制御装置のレンジアビリティは、差圧30kPaにおいて“4:1”程度であり、タービン式の流量制御装置を流量制御バルブの置き換えとして用いる場合には、実用上、“100:1”程度のレンジアビリティが必要となる。 そこで、本願発明者らは、本願に先立って、配管から流れ込む冷温水を静翼を介して発電機を構成するタービンに通水するとともに、静翼を構成する羽根の角度と発電機のトルクとを制御することによって、冷温水の流量を制御するタービン式の流量制御装置を検討した。この流量制御装置によれば、流量制御のレンジアビリティを従来のタービン式の流量制御装置よりも向上させることが可能となる。 一方で、本願発明者らが検討した流量制御装置は、発電機のトルクと静翼の羽根の角度の制御量を高精度に算出するために静翼の羽根の角度を測定する必要があり、その測定には角度センサが用いられている。 一般に、角度センサは、精密機器であるため、高温多湿な環境や大きな振動が発生するような環境での使用には適さないが、流量制御装置は冷温水等の制御対象の流体が流れる配管等に直接設置されて使用されるため、流量制御装置に内蔵された角度センサにとっては劣悪な使用環境となる。そのため、流量制御装置内の角度センサの信頼性を長期的に保つことは容易ではなく、流量制御装置の信頼性が低下するおそれがある。 本発明は、の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、タービン式の流量制御装置の信頼性を向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明に係る流量制御装置(1)は、流体を受けて回転するタービン(160)を有し、前記タービンの回転によって発電する発電機(16)と、タービンと同軸に配置された基体(170)と、基体上に基体の軸(P)と直交する方向に延在するとともに流体を受ける主面(171b)を有し、主面と基体の軸に直交する平面とのなすピッチ角度(Agv)が変更可能に設けられた複数の羽根(171)とを備えた静翼(17)と、ピッ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
以上説明したことにより、本発明によれば、タービン式の流量制御装置の信頼性を向上させることが可能となる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、実施の形態1に係るタービン式の流量制御装置を用いた空調制御システムの構成を示す図である。

【図2】図2は、実施の形態1に係る流量制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図3】図3は、実施の形態1に係る流量制御装置の外観の一部を示す斜視図である。

【図4】図4は、実施の形態1に係る流量制御装置の外観の一部を示す分解斜視図である。

【図5】図5は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼の構成を示す図である。

【図6】図6は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼のピッチ角度を説明するための図である。

【図7】図7は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼のピッチ角度(0度)の一例を示す図である。

【図8】図8は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼のピッチ角度(45度)の一例を示す図である。

【図9】図9は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼のピッチ角度(0度)の一例を示す図である。

【図10】図10は、実施の形態1に係る流量制御装置における静翼のピッチ角度(45度)の一例を示す図である。

【図11】図11は、無次元流量と無次元トルクとピッチ角度との関係を示す三次元曲面の一例を示す図である。

【図12】図12は、実施の形態1に係る流量制御装置によるピッチ角度の調節および推定に係る処理の流れを示すフロー図である。

【図13】図13は、実施の形態1に係る流量制御装置によるピッチ角度の調節および推定に係る別の処理の流れを示すフロー図である。

【図14】図14は、実施の形態2に係る流量制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図15】図15は、実施の形態2に係る流量制御装置によるピッチ角度の調節および推定に係る処理の流れを示すフロー図である。

【図16】図16は、実施の形態2に係る流量制御装置によるピッチ角度の調節および推定に係る別の処理の流れを示すフロー図である。

【図17】図17は、実施の形態3に係る流量制御装置の内部構成を示すブロック図である。

【図18】図18は、実施の形態2に係る流量制御装置の変形例を示すブロック図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1…空調制御システム、2…制御対象空間、3…空調機(FCU)、4…空調制御装置、5…外部電源、LR…還水管路、LS…往水管路、31…熱交換器、32…ファン、100,101,102,103…流量制御装置、11…データ通信部、12…システム制御部、13…流量制御部、131…流量推定部、132…トルク目標値算出部、133…ピッチ角度目標値算出部、14…インバータ制御部、15…インバータ、16…発電機、160…タービン、161…固定子、17…静翼、170…基体、171…羽根、171a…羽根の端部、171b…羽根の主面、172…回動軸、18…蓄電部、19…電源部、20…商用電源回生部、21…位置センサ、22…記憶部、221…関数情報、222…モータ情報、24,34…静翼制御部、25,35…駆動部、250…ステッピングモータ、350…同期モータ、26,36…角度推定部、29…アンテナ、30…ワイヤレスデータ通信部、31…ワイヤレス送受電部。

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