渦輪式流量控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用渦輪來控制流體的流量的渦輪式流量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，空調(diào)控制系統(tǒng)中具有風(fēng)機盤管單元(FCU)等的空調(diào)機，用于對該空調(diào)機的換熱器供給冷熱水。在通向空調(diào)機的換熱器的冷熱水的供給通路上設(shè)置有流量控制閥，設(shè)置有空調(diào)控制裝置(控制器)以作為控制該流量控制閥的開度的裝置。
[0003]空調(diào)控制裝置對流量控制閥的開度進行控制，以使控制對象空間的室內(nèi)溫度的測量值和針對該室內(nèi)溫度所設(shè)定的室內(nèi)溫度的設(shè)定值之間的偏差為零，所述控制對象空間受到來自空調(diào)機的調(diào)節(jié)空氣的供給。由此，向空調(diào)機的換熱器的冷熱水的供給量得以控制，從空調(diào)機向控制對象空間的調(diào)節(jié)空氣的溫度得以調(diào)節(jié)(例如，參照專利文獻I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I日本特開2008-45855號公報
[0007]專利文獻2日本特開2012-241659號公報
[0008]專利文獻3日本特開平5-106753號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]然而，上述空調(diào)控制系統(tǒng)中，被設(shè)置于冷熱水的供給通路的流量控制閥使流路內(nèi)作為閥芯被設(shè)置的栓塞(Plug)的開口面積改變，產(chǎn)生壓力損失，從而實現(xiàn)流量控制，與此時所產(chǎn)生的壓力損失相當?shù)哪芰孔鳛榘l(fā)熱被浪費。又，存在為了驅(qū)動閥芯而需要大功率的冋題。
[0011]另外，專利文獻2中，示出一邊降低供水管路的自來水的壓力一邊發(fā)電的水道設(shè)施的利用剩余壓力的發(fā)電裝置。該水道設(shè)施的利用剩余壓力的發(fā)電裝置中，具有自來水流通的供水管路中所設(shè)置的水輪機、以及通過水輪機的旋轉(zhuǎn)來發(fā)電的發(fā)電機，通過由發(fā)電機的發(fā)電負載產(chǎn)生的水輪機的旋轉(zhuǎn)阻力，來降低水輪機的下游側(cè)的壓力。
[0012]該專利文獻2中，作為實施方式2，示出控制發(fā)電機的扭矩以使水輪機的流量為目標流量的技術(shù)。下面，將該技術(shù)稱為專利文獻2的技術(shù)。
[0013]具體來說，檢測出水輪機的角速度，根據(jù)該水輪機的角速度和扭矩指令值計算出水輪機的估算流量，根據(jù)該估算流量對減壓量進行估算，根據(jù)該估算減壓量計算出用于實現(xiàn)目標流量的扭矩指令值，取估算流量和目標流量的差分，將流量的反饋項追加至扭矩指令值，取目標角速度和角速度的差分，將角速度的反饋項追加至扭矩指令值，將追加了該流量及角速度的反饋項的扭矩指令值輸出至逆變器(參照引用文件2的第
[0043]?
[0049]段、圖7、圖8等的記載)。
[0014]該專利文獻2所示的技術(shù)中，目標流量是相當于目標減壓量(水輪機的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差)的目標值，和目標減壓量一樣，設(shè)為根據(jù)水道設(shè)施來確定的規(guī)定值。
[0015]S卩，專利文獻2中示出的技術(shù)中，以目標流量的值為一定值不變作為前提，控制發(fā)電機的扭矩，以使估算流量與作為該不變值而被確定的目標流量一致。即，專利文獻2中，不考慮改變目標流量的值來控制實際流量，只不過是利用水道設(shè)施的剩余壓力來產(chǎn)生電會K。
[0016]又，專利文獻3中，示出一種發(fā)電裝置內(nèi)置閥門，其具備:發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置具有被配置于閥門的閥箱內(nèi)、利用閥芯開口時的流體能量旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子以及通過該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)來發(fā)電的發(fā)電機；儲存該發(fā)電裝置所產(chǎn)生的電力的蓄電裝置；利用該蓄電裝置的輸出電壓來啟動的電動機；以及將該電動機的旋轉(zhuǎn)輸出傳遞至閥桿的動力傳遞機構(gòu)，所述發(fā)電裝置內(nèi)置閥門在將蓄電裝置和電動機進行電路連接的電路上設(shè)置有選擇電動機的正反轉(zhuǎn)及停止并使其運行的開閉裝置。
[0017]該專利文獻3中所示的發(fā)電裝置內(nèi)置閥門由于在內(nèi)部使由轉(zhuǎn)子和發(fā)電機構(gòu)成的“發(fā)電裝置”和對流體的流通及切斷進行控制的“閥裝置”分離設(shè)置，因此構(gòu)成零件較多，且，流體的流動方向大型化。又，該引用文獻3中，也不考慮改變目標流量的值來控制實際流量，只不過是利用閥芯的開閥時產(chǎn)生的流體能量，使閥芯自動的開閉，來降低能量損失。另夕卜，雖可以利用發(fā)電電力使閥芯自動開關(guān)，但由于使用閥芯，因此需要大功率。
[0018]本發(fā)明正是為了解決這樣的課題而做出的，其目的在于，提供一種不使用閥芯而控制實際流量的、能夠謀求節(jié)電化的渦輪式流量控制裝置。
[0019]又，提供一種在控制實際流量時，能夠?qū)⒆鳛榘l(fā)熱被浪費的能量的一部分作為電能回收，謀求能量的再利用，對節(jié)能做出貢獻的渦輪式流量控制裝置。
[0020]解決問題的手段
[0021]為了達成這樣的目的，本發(fā)明的渦輪式流量控制裝置的特征在于，具有:渦輪，所述渦輪將流過流路的流體的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動能量；將渦輪所轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)運動能量轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電部；設(shè)定流量輸入部，所述設(shè)定流量部輸入設(shè)定流量，所述設(shè)定流量的值根據(jù)流體的供給對象的負載變動而變化；流量控制部，所述流量控制部根據(jù)渦輪的當前角速度和發(fā)電部的當前扭矩來估算流過流路的流體的實際流量，對使該被估算的實際流量與設(shè)定流量一致的發(fā)電部的扭矩進行計算；發(fā)電部，所述發(fā)電部基于流量控制部計算出的扭矩，對發(fā)電部的扭矩進行控制(技術(shù)方案I)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，一旦設(shè)定流量根據(jù)流體的供給對象的負載變動而變化，根據(jù)渦輪的當前角速度和發(fā)電部的當前扭矩，估算出流過流路的流體的實際流量，對發(fā)電部的扭矩進行控制，以使該被估算的實際流量與設(shè)定流量一致。由此，本發(fā)明中，并不是通過閥芯，而是通過發(fā)電部306的扭矩、即渦輪308的旋轉(zhuǎn)扭矩，控制流過流路的流體的流量。
[0023]本發(fā)明中，進一步設(shè)置:蓄電部，所述蓄電部將發(fā)電部轉(zhuǎn)換的電能積蓄為蓄電電力；以及電源部，所述電源部將在蓄電部積蓄的蓄電電力作為渦輪式流量控制裝置內(nèi)所使用的電力進行分配(技術(shù)方案2)。由此，發(fā)電部所轉(zhuǎn)換的電能作為蓄電電力被蓄積在蓄電部中，即，通過渦輪被轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動能量的流體的能量進一步通過發(fā)電部轉(zhuǎn)換為電能并作為蓄電電力蓄積于蓄電部中，該蓄電部所蓄積的蓄電電力被作為渦輪式流量控制裝置內(nèi)所使用的電力而進行分配。
[0024]雖然在本發(fā)明中，電源部將蓄電部所積蓄的蓄電電力作為在渦輪式流量控制裝置內(nèi)所使用的電力而進行分配，但若通過蓄電部所積蓄的蓄電電力能夠全部供給自身的運轉(zhuǎn)的話，則較為理想。但是，即使是完全理想的情況下，也有憑蓄電電力無法供給的情況下。假設(shè)這樣的情況下，在本發(fā)明中，蓄電部所積蓄的蓄電電力不足的情況下，將與從外部電源供給的電力匯合的電力作為渦輪式流量控制裝置內(nèi)所使用的電力進行分配，蓄電部所積蓄的蓄電電力剩余的情況下，將該余下的電力作為剩余電力再生到商業(yè)用電源中(技術(shù)方案3)。
[0025]本發(fā)明中，包括設(shè)定流量的來自外部的數(shù)據(jù)也可以通過有線/無線中的任一個接收。又，剩余電力向商業(yè)用電源的再生以及來自外部電源的電力供給也可以通過有線/無線中的任一個進行(技術(shù)方案4?7)。包含設(shè)定流量的來自外部的數(shù)據(jù)的接收、剩余電力向商業(yè)用電源的再生及來自外部電源的電力的提供若都通過無線進行的話，通向渦輪式流量控制裝置的配線將能夠全部消除。又，以蓄電部蓄積的蓄電電力全部供給自身的運轉(zhuǎn)的話，則停止向渦輪式流量控制裝置供給來自外部的電力，能夠?qū)崿F(xiàn)完全無線化。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有將流過流路的流體的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動能量的渦輪、以及將渦輪所轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)運動能量轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電部，將根據(jù)流體的供給對象的負載變動而值變化的設(shè)定流量作為輸入，根據(jù)渦輪的當前角速度和發(fā)電部的當前扭矩來估算流過流路的流體的實際流量，控制發(fā)電部的扭矩，使得該被估算的實際流量與設(shè)定流量一致，因此不使用閥芯的情況下對實際流量進行控制，能夠謀求節(jié)電化。又，在控制實際流量時，將作為發(fā)熱被浪費的能量的一部分作為電能回收，謀求能量的再利用，對節(jié)能做出貢獻也成為可能。又，通過由渦輪和發(fā)電部構(gòu)成的“發(fā)電裝置”能夠?qū)崿F(xiàn)流量控制和發(fā)電這兩種功能，構(gòu)成零件變少，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
【附圖說明】
[0028]圖1是示出使用了本發(fā)明所涉及的渦輪式流量控制裝置的空調(diào)控制系統(tǒng)的一個實施方式的儀表圖。
[0029]圖2為該空調(diào)控制系統(tǒng)中所使用的渦輪式流量控制裝置的第一實施方式(實施方式I)的關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3是抽出并示出該渦輪式流量控制裝置中的發(fā)電部的關(guān)鍵部件的立體圖。
[0031]圖4是示出設(shè)置于該渦輪式流量控制裝置的管路中的轉(zhuǎn)子的立體圖。
[0032]圖5是實施方式2的渦輪式流量控制裝置的關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖6是實施方式3的渦輪式流量控制裝置的關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖7是實施方式4的渦輪式流量控制裝置的關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0035]以下，基于附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行詳細說明。圖1是示出使用了本發(fā)明所涉及的渦輪式流量控制裝置的空調(diào)控制系統(tǒng)的一個實施方式的儀表圖。