JP7472076B2 - Method for supplying power to an electrically operated valve drive device and electrically operated valve drive device - Google Patents

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Description

本発明は、火力発電所や石油化学工場等の各種プラントに使用される電動弁駆動装置の給電方法および電動弁駆動装置に関する。 The present invention relates to a power supply method and an electric valve drive device used in various plants such as thermal power plants and petrochemical plants.

火力発電所や石油化学工場等のプラントでは、配管内を流れる水や蒸気など流体の流れを制御するため、数多くの電動弁駆動装置が使用されている。このような電動弁駆動装置には、減速歯車機構としてウォーム歯車が採用され、通常の運転モードでは電動モータの回転をウォーム歯車により減速し、バルブを開閉操作している。 In plants such as thermal power plants and petrochemical plants, numerous electric valve drive units are used to control the flow of fluids such as water and steam that flow through pipes. These electric valve drive units use a worm gear as a reduction gear mechanism, and in normal operating mode, the rotation of the electric motor is slowed down by the worm gear to open and close the valve.

しかし、台風の襲来など自然災害によるだけでなく、設備機器の故障等によっても各種プラントの商用電源は一部エリアにおいて停電することがある。商用電源の停電というような事態であっても、緊急操作を必要とするバルブにおいては、モータによる駆動に替えてバルブを手動操作しなければならない。このような事態は十分想定され得るものであって、電動弁駆動装置には、商用電源の停電時において手動操作するためのハンドホイールが標準的に備えられている。 However, commercial power supply to various plants can be cut off in some areas not only due to natural disasters such as typhoons, but also due to equipment failures. Even in the event of a commercial power outage, valves that require emergency operation must be operated manually instead of by a motor. Such situations are quite likely, and so motorized valve drive units are equipped as standard with a hand wheel for manual operation in the event of a commercial power outage.

また、電動弁駆動装置にはバルブ開度を表示するための開度計が標準的に備えられている。バルブの開閉操作において、バルブ開度はもっとも重要な制御情報であり、電気信号等により中央制御室へ送信されるだけでなく、現場でも視認できるよう電動弁駆動装置には開度計が備えられている。 Motor-operated valve drive units are also equipped as standard with a valve opening gauge to display the valve opening. When opening and closing a valve, the valve opening is the most important control information, and not only is it sent to the central control room via an electrical signal, but motor-operated valve drive units are also equipped with a valve opening gauge so that it can be visually confirmed on-site.

電動弁駆動装置に備えられる開度計の形式は時代の経過とともに変遷する。電動弁駆動装置の電装品としてアナログ機器が採用されていた時代にあっては、指示針の動きにより開度を示す機械式開度計が採用されていた。他方、近年のように電動弁駆動装置の電装品として電子機器が採用されるようになると、機械式開度計に替えて液晶表示器などの電子式開度計が採用されるようになった。機械式開度計であれば商用電源の停電時であっても指示針により開度を視認できるが、電子式開度計では停電すると開度計としてまったく機能し得ない。制御電源は電動弁駆動装置に組み込まれたスイッチング電源等により商用電源から供給されるため、商用電源が停電するとスイッチング電源も機能せず、制御電源が失われて開度計等の電子式表示器は機能しなくなる。 The type of gauge installed in motor-operated valve drive devices has changed over time. In the days when analog devices were used as electrical equipment for motor-operated valve drive devices, mechanical gauges were used that indicated the degree of opening by the movement of a pointer. On the other hand, in recent years, as electronic devices have come to be used as electrical equipment for motor-operated valve drive devices, electronic gauges with liquid crystal displays and other devices have been adopted instead of mechanical gauges. With a mechanical gauge, the degree of opening can be seen by the pointer even during a commercial power outage, but with an electronic gauge, if there is a power outage, it will not function at all as a gauge. The control power is supplied from the commercial power supply by a switching power supply or other device built into the motor-operated valve drive device, so if the commercial power supply is out of service, the switching power supply will not function either, and the control power will be lost, causing electronic displays such as gauges to stop functioning.

商用電源が停電した場合、モータ駆動によるバルブの操作はできなくなるが、ハンドホイールを手動操作してバルブを開閉しなければならないこともある。手動操作されるとバルブの開度は変化することになるが、停電によりバルブの開度は表示されない。また、手動操作をする必要がない場合であっても、停電時においてバルブ開度等を知覚したいことがある。しかし、電子式開度計が採用された電動弁駆動装置では、商用電源が停電すると、バルブ開度等を知覚することができない。 When the commercial power supply is cut off, it is no longer possible to operate the valve by motor drive, but it may be necessary to open and close the valve by manually operating the hand wheel. Manual operation will change the valve opening, but the valve opening is not displayed due to a power outage. Even if manual operation is not required, there are times when it is desirable to be able to sense the valve opening during a power outage. However, with an electric valve drive device that uses an electronic valve opening gauge, it is not possible to sense the valve opening during a commercial power outage.

そこで、商用電源の停電時においても制御電源を確保するため、電動弁駆動装置内に電池を備えたものがある(例えば、特許文献1)。また、電動弁駆動装置内にスーパーキャパシタとか、ウルトラキャパシタと称される大容量のキャパシタを備え、商用電源の停電対策としたものがある(例えば、特許文献2)。 To address this issue, some electric valve drive devices are equipped with a battery in order to ensure control power even during a commercial power outage (see, for example, Patent Document 1). Other electric valve drive devices are equipped with a large-capacity capacitor called a supercapacitor or ultracapacitor as a measure against commercial power outages (see, for example, Patent Document 2).

しかし、電池を備えた電動弁駆動装置であっても、停電発生前に電池が放電していて、実際に停電した際には開度情報等を表示できない場合がある。また、充電可能な二次電池を備えた電動弁駆動装置では、電池の放電後に十分な充電を行うのに長時間を要するという問題がある。 However, even in motor-operated valve drive devices equipped with batteries, the battery may be discharged before a power outage occurs, and when a power outage actually occurs, the opening information, etc. may not be displayed. Also, in motor-operated valve drive devices equipped with rechargeable secondary batteries, there is the problem that it takes a long time to fully charge the battery after it has been discharged.

また、電動弁駆動装置の内部にキャパシタを備える場合は、キャパシタの蓄電エネルギー密度が低いため、長時間の電力供給を賄える電源とするのは難しい。さらに、蓄電エネルギー密度が低いことに起因してキャパシタは嵩張るため、小型化の要請が強い電子式の電動弁駆動装置に採用するのは困難という問題がある。 In addition, when a capacitor is provided inside the motor-operated valve drive device, it is difficult to use it as a power source that can supply power for a long period of time because the capacitor's storage energy density is low. Furthermore, because the capacitor has a low storage energy density, it is bulky, which makes it difficult to use it in an electronic motor-operated valve drive device, which requires miniaturization.

特公平7-111653号公報Japanese Patent Publication No. 7-111653 特表2009-543004号公報JP 2009-543004 A

本発明は、上述した従来技術が有する問題に鑑み、商用電源の停電時において、電動弁駆動装置の制御用電源を可搬型の給電装置により非接触で給電することを課題とする。 In consideration of the problems with the conventional technology described above, the present invention aims to provide a portable power supply device that can supply power to control an electric valve drive device in a non-contact manner during a commercial power outage.

本発明による電動弁駆動装置の給電方法は、直流電源と、前記直流電源からの直流を高周波交流に変換する送電回路と、前記送電回路からの高周波交流により磁束を生じる送電コイルと、を備える給電装置と、前記送電コイルに対向して配置され前記磁束が鎖交する受電コイルと、前記受電コイルで発生する高周波交流を所定電圧の直流に変換する受電回路と、商用電源により弁を駆動するモータと、前記モータを制御する制御回路と、を備える電動弁駆動装置と、からなり、商用電源が停電状態で、電磁誘導方式により前記直流電源からの電力が前記制御回路非接触で供給されることを特徴とするものである。 The power supply method for an electric valve drive device according to the present invention comprises a power supply device including a DC power source, a power transmission circuit that converts DC from the DC power source into high frequency AC, and a power transmission coil that generates magnetic flux by the high frequency AC from the power transmission circuit, a power receiving coil arranged opposite the power transmission coil and with which the magnetic flux intersects, a power receiving circuit that converts the high frequency AC generated in the power receiving coil into DC of a predetermined voltage, an electric valve drive device including a motor that drives a valve using a commercial power source, and a control circuit that controls the motor, and is characterized in that when the commercial power source is in a state of a power outage, power from the DC power source is supplied to the control circuit contactlessly by an electromagnetic induction method .

また、本発明による電動弁駆動装置の給電方法は、直流電源と、前記直流電源からの直流を高周波交流に変換するキャパシタを含む送電回路と、前記送電回路からの高周波交流により磁束を生じる送電コイルと、を備える給電装置と、前記送電コイルに対向して配置され前記磁束が鎖交する受電コイルと、前記受電コイルで発生する高周波交流を所定電圧の直流に変換するキャパシタを含む受電回路と、商用電源により弁を駆動するモータと、前記モータを制御する制御回路と、を備える電動弁駆動装置と、からなり、商用電源が停電状態で、磁気共振方式により前記直流電源からの電力が前記制御回路に非接触で供給されることを特徴とするものである。Furthermore, a power supply method for an electric valve drive device according to the present invention comprises a power supply device including a DC power source, a power transmission circuit including a capacitor that converts DC from the DC power source into high frequency AC, and a power transmission coil that generates magnetic flux by the high frequency AC from the power transmission circuit, a power receiving coil arranged opposite the power transmission coil and with which the magnetic flux intersects, a power receiving circuit including a capacitor that converts the high frequency AC generated in the power receiving coil into DC of a predetermined voltage, an electric valve drive device including a motor that drives a valve using a commercial power source, and a control circuit that controls the motor, and is characterized in that when the commercial power source is in a state of a power outage, power from the DC power source is supplied to the control circuit in a contactless manner using a magnetic resonance method.

本発明によれば、商用電源の停電時においても、運転係員等が給電装置を現場に携行し、電動弁駆動装置の制御電源に対し非接触で給電することができる。したがって、停電時に手動操作する必要のあるバルブであっても、バルブの開度情報等を表示できる。また、バルブの位置リミット等の制御値の設定変更を行うことができる。また、非接触で給電できることからケーブル接続作業は不要であり、現場での準備作業を短時間で行うことができる。さらに、非接触給電であるから、プラントの防爆エリアであっても安全に給電することができる。 According to the present invention, even during a power outage in the commercial power supply, an operator can carry a power supply device to the site and supply power to the control power supply of the electric valve drive device without contact. Therefore, even for valves that must be operated manually during a power outage, valve opening information, etc. can be displayed. In addition, it is possible to change the settings of control values such as the valve position limit. Furthermore, since power can be supplied without contact, cable connection work is not necessary, and preparation work on site can be completed in a short time. Furthermore, because it is a contactless power supply, power can be supplied safely even in explosion-proof areas of the plant.

本発明に係る電動弁駆動装置の外観斜視図である。1 is an external perspective view of an electric valve drive device according to the present invention; 本発明に係る給電方法および電動弁駆動装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a power supply method and an electric valve drive device according to the present invention; 電磁誘導方式による給電方法を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power supply method using electromagnetic induction. 磁気共振方式による給電方法を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power supply method using a magnetic resonance method. マイクロ波方式による給電方法を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a microwave power supply method. 光伝送方式による給電方法を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a power supply method using an optical transmission system.

以下、本発明の実施の形態について、図1~図6を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る電動弁駆動装置1の外観斜視図であり、その一部をスケルトンとして表している。電動弁駆動装置1は、装置本体のハウジング2内に歯車機構部3としてウォーム歯車を備えている。ハウジング2の一側面にはモータ4が取り付けられ、モータ軸はウォーム軸5に連結されている。ウォームホイール6にはドライブスリーブ7が内嵌され、モータ軸が回転することにより、ドライブスリーブ7を介してバルブのステムを駆動できるようになっている。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 6. Fig. 1 is an external perspective view of an electric valve drive device 1 according to the present invention, with a portion of it shown as a skeleton. The electric valve drive device 1 has a worm gear as a gear mechanism 3 inside a housing 2 of the device body. A motor 4 is attached to one side of the housing 2, and the motor shaft is connected to a worm shaft 5. A drive sleeve 7 is fitted inside the worm wheel 6, and the rotation of the motor shaft drives the valve stem via the drive sleeve 7.

モータ2が取り付けられた側面とは反対側のハウジング2の側面には、表示・操作部8が設けられ、この表示・操作部8の蓋体9にはバルブ開度等の制御情報を表示するための表示器10と、バルブを現場で開閉操作するためのローカル操作スイッチ類11が設けられている。また、表示・操作部8の内部には、表示器10や操作スイッチ類11を機能させるための制御回路12と、その制御回路12に直流電力を供給するためのスイッチング電源13が組み込まれている。 A display and operation unit 8 is provided on the side of the housing 2 opposite the side on which the motor 2 is attached, and a lid 9 of this display and operation unit 8 is provided with a display 10 for displaying control information such as the valve opening degree, and local operation switches 11 for opening and closing the valve locally. Also built into the display and operation unit 8 are a control circuit 12 for operating the display 10 and operation switches 11, and a switching power supply 13 for supplying DC power to the control circuit 12.

また、ハウジング2の他の側面には端子箱14が設けられ、端子箱14内にはモータ4やスイッチング電源13を商用電源に接続するためのケーブル、および制御回路と中央制御室との通信を行う計装ケーブル等、を接続する端子台15が備えられている。 A terminal box 14 is provided on the other side of the housing 2, and inside the terminal box 14 is a terminal block 15 for connecting cables for connecting the motor 4 and switching power supply 13 to a commercial power source, and instrumentation cables for communication between the control circuit and the central control room.

また、ハウジング2の下部には、ドライブスリーブ7の回転をステムの直線動作に変換するためのスラストアダプタ16が設けられている。 In addition, a thrust adapter 16 is provided at the bottom of the housing 2 to convert the rotation of the drive sleeve 7 into linear motion of the stem.

さらに、ハウジング2の上部には、バルブを手動操作するためのハンドホイール17が設けられ、ハンドホイール17はクラッチ18を介してドライブスリーブ7に結合されている。このことにより、手動でバルブを操作する必要があるときは、クラッチ18を脱状態にした後、ハンドホイール17を回転させてバルブを手動操作することができる。このような構成は、従来の電動弁駆動装置と同じである。 Furthermore, a hand wheel 17 for manually operating the valve is provided on the top of the housing 2, and the hand wheel 17 is connected to the drive sleeve 7 via a clutch 18. As a result, when it is necessary to operate the valve manually, the clutch 18 can be disengaged and then the hand wheel 17 can be rotated to manually operate the valve. This configuration is the same as that of a conventional electric valve drive device.

図2は、本発明の給電方法および電動弁駆動装置を示すブロック図である。本発明に係る電動弁駆動装置の給電方法は、給電装置20の直流電源21からの電力を、非接触により電動弁駆動装置の制御回路12へ給電するものであり、給電装置20は直流電源21と送電部22とを有する。直流電源21には、主としてリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。送電部22は送電回路23を有し、直流電源21からの電流を非接触給電に適した高周波交流に変換する。 Figure 2 is a block diagram showing the power supply method and the electric valve drive device of the present invention. The power supply method for the electric valve drive device of the present invention supplies power from a DC power source 21 of a power supply device 20 to a control circuit 12 of the electric valve drive device in a non-contact manner, and the power supply device 20 has a DC power source 21 and a power transmission unit 22. A secondary battery such as a lithium ion battery is mainly used as the DC power source 21. The power transmission unit 22 has a power transmission circuit 23 and converts the current from the DC power source 21 into a high-frequency AC suitable for non-contact power supply.

給電装置20と電動弁駆動装置1とはケーブル等で接続されることなく、物理的に別体として構成されている。このことにより給電装置20は、運転係員等が容易に携行できるようになっている。給電装置20の二次電池は予め充電され、運転係員室等に常備されており、何らかの障害発生により商用電源が停電した際には、運転係員等が給電装置20を現場へ迅速に携行できる。 The power supply device 20 and the electric valve drive device 1 are not connected by a cable or the like, but are configured as physically separate entities. This makes the power supply device 20 easily portable by the operation staff, etc. The secondary battery of the power supply device 20 is pre-charged and kept on hand in the operation staff room, etc., so that in the event of a commercial power outage due to some kind of failure, the operation staff, etc. can quickly carry the power supply device 20 to the site.

電動弁駆動装置1は、図1について説明した従来技術としての構成に加え、本発明の特徴的構成である受電部30を備えている。受電部30で受電された電力は受電回路31を経由して制御回路12に供給される。 The electric valve drive device 1 includes a power receiving unit 30, which is a characteristic feature of the present invention, in addition to the configuration of the conventional technology described in FIG. 1. The power received by the power receiving unit 30 is supplied to the control circuit 12 via the power receiving circuit 31.

給電装置20の送電部22と、電動弁駆動装置1の受電部30との間の非接触給電方法には、電磁誘導方式、磁気共振(共鳴)方式、マイクロ波方式、光伝送方式など種々の方式を使用することができる。本発明は、これら種々の方式について限定するものではなく、いずれの方式による非接触給電も含まれる。 A variety of methods can be used for the non-contact power supply between the power transmission unit 22 of the power supply device 20 and the power receiving unit 30 of the electric valve drive device 1, including an electromagnetic induction method, a magnetic resonance method, a microwave method, and an optical transmission method. The present invention is not limited to these various methods, and includes any method of non-contact power supply.

図3は、電磁誘導方式による非接触給電を示すブロック図である。電磁誘導方式による非接触給電の送電部22は、送電回路23と送電コイル24とを備える。送電回路23は、直流電源21からの直流を高周波交流に変換するものであり、周知技術であるインバータ回路を備える。送電コイル24は、高周波交流を流すことにより生じる磁束を、対向して配置された受電コイル31に鎖交させ、受電コイル31に誘導起電力を発生させるものである。 Figure 3 is a block diagram showing contactless power supply using the electromagnetic induction method. The power transmission unit 22 of the contactless power supply using the electromagnetic induction method includes a power transmission circuit 23 and a power transmission coil 24. The power transmission circuit 23 converts the direct current from the direct current power source 21 into high-frequency alternating current, and includes an inverter circuit, which is a well-known technology. The power transmission coil 24 links the magnetic flux generated by passing the high-frequency alternating current to the power receiving coil 31 arranged opposite to it, thereby generating an induced electromotive force in the power receiving coil 31.

受電部30は、電動弁駆動装置1の端子箱カバー19の内面に設けられた受電コイル31と、受電回路32とからなる。受電コイル31には、コア付きコイルや空芯コイルなど種々の形式のコイルを用いることができる。受電回路32は、受電コイル31で発生する高周波交流を所定電圧の直流に変換するものであり、周知技術である整流回路・平滑回路を備える。 The power receiving unit 30 consists of a power receiving coil 31 provided on the inner surface of the terminal box cover 19 of the electric valve drive device 1, and a power receiving circuit 32. The power receiving coil 31 can be of various types, such as a cored coil or an air-core coil. The power receiving circuit 32 converts the high-frequency alternating current generated by the power receiving coil 31 into direct current of a predetermined voltage, and includes a rectifier circuit and a smoothing circuit, which are well-known technologies.

電磁誘導方式において効率的な非接触給電を行うためには、送電コイル24と受電コイル31とで形成される磁気回路における磁束漏れを極力少なくする必要がある。そのためには、受電コイル31に対して送電コイル24を正しい位置に対向して配置する必要がある。そこで、端子箱カバー19の外面には、給電装置20を載置するホルダー(図示省略)が設けられている。 To efficiently supply power without contact using the electromagnetic induction method, it is necessary to minimize magnetic flux leakage in the magnetic circuit formed by the power transmission coil 24 and the power receiving coil 31. To achieve this, the power transmission coil 24 must be positioned opposite the power receiving coil 31 in the correct position. Therefore, a holder (not shown) for placing the power supply device 20 is provided on the outer surface of the terminal box cover 19.

近年、普及が進んでいる電子式の電動弁駆動装置1の多くは、表示・操作部8の蓋体9に取付けるスイッチ類11を、蓋体9に取付孔を設けない非貫通式として蓋体9に取付けている。このようにして設けられたスイッチ類11では、磁気を利用してスイッチ類11の操作情報を表示・操作部8の内部に伝えている。また、バルブの開度センサとして磁気式エンコーダを使用しているものもある。そして、電子式の電動弁駆動装置1において、電磁誘導方式や電磁共振方式により非接触給電を行うと、磁気がスイッチやセンサの機能に悪影響を与える恐れがある場合もある。 In recent years, many of the electronic motor-operated valve drive devices 1 that have become increasingly popular have switches 11 attached to the cover 9 of the display/operation unit 8 in a non-through manner, with no mounting holes in the cover 9. Switches 11 installed in this way use magnetism to transmit operation information about the switches 11 to the inside of the display/operation unit 8. Some also use a magnetic encoder as a valve opening sensor. In addition, in electronic motor-operated valve drive devices 1, if non-contact power supply is performed using an electromagnetic induction method or an electromagnetic resonance method, magnetism may adversely affect the function of the switches and sensors.

このような磁気による悪影響を回避するためには、受電コイル31と、スイッチ類11とを磁気遮蔽するのが有効である。そのため、受電コイル31を端子台カバー19の内面に設置するとともに、受電コイル31の内側に鉄等の磁性体33を設けて磁気遮蔽している。 To avoid such adverse effects of magnetism, it is effective to magnetically shield the power receiving coil 31 and the switches 11. For this reason, the power receiving coil 31 is installed on the inner surface of the terminal block cover 19, and a magnetic material 33 such as iron is provided on the inside of the power receiving coil 31 for magnetic shielding.

また、端子台カバー19と受電コイル31とを一体化することにより、非接触給電を後付け可能なオプションとして提供することができる。したがって、設置済の既存の電動弁駆動装置を現場にて非接触給電方法に改造することもできる。 In addition, by integrating the terminal block cover 19 and the power receiving coil 31, it is possible to provide non-contact power supply as an option that can be added later. Therefore, it is possible to convert an existing motorized valve drive device that has already been installed to a non-contact power supply method on-site.

そして、受電コイル31で受電した電力は端子箱14内の端子台15を経由して制御回路12へ供給される。端子台カバー19は、種々の材料から製作され得るが、製作容易性や経済性からアルミニウム合金等で製作されることが多い。ただし、光伝送方式による場合には、少なくとも受電コイル31が設けられる部位について、光透過性を有する強化プラスチックまたは強化ガラス等で形成される。このことにより、防爆エリアに設置される電動弁駆動装置であっても非接触給電を行うことができる。 The power received by the power receiving coil 31 is then supplied to the control circuit 12 via the terminal block 15 in the terminal box 14. The terminal block cover 19 can be made from a variety of materials, but is often made from an aluminum alloy or the like for ease of manufacture and cost-effectiveness. However, when using the optical transmission method, at least the area where the power receiving coil 31 is provided is made from a light-transmitting reinforced plastic or reinforced glass. This allows contactless power supply even for an electric valve drive device installed in an explosion-proof area.

図4は、磁気共振方式による非接触給電を示すブロック図である。磁気共振方式による送電部22は、キャパシタ34を含む送電回路23と、インダクタすなわち送電コイル24とを備える。また、受電部30も、キャパシタ34を含む受電回路32と、インダクタすなわち受電コイル31とを備える。磁気共振方式による非接触給電は、送電コイル24のインダクタンスLとキャパシタの静電容量CとからなるLC回路に、共振周波数に相当する交流電力を印加して振動磁場を発生させ、共鳴現象によって数波長以内の距離にある受電コイル31に給電するものである。電磁誘導方式に較べると、送電コイル24と受電コイル31との間隔、すなわち送電距離を大きくできる長所がある。 Figure 4 is a block diagram showing contactless power supply using the magnetic resonance method. The power transmission unit 22 using the magnetic resonance method includes a power transmission circuit 23 including a capacitor 34, and an inductor, i.e., a power transmission coil 24. The power receiving unit 30 also includes a power receiving circuit 32 including a capacitor 34, and an inductor, i.e., a power receiving coil 31. Contactless power supply using the magnetic resonance method applies AC power corresponding to the resonance frequency to an LC circuit consisting of the inductance L of the power transmission coil 24 and the capacitance C of the capacitor to generate an oscillating magnetic field, and supplies power to the power receiving coil 31 located within a distance of several wavelengths by the resonance phenomenon. Compared to the electromagnetic induction method, this has the advantage that the distance between the power transmission coil 24 and the power receiving coil 31, i.e., the power transmission distance, can be made larger.

図5は、マイクロ波方式による非接触給電を示すブロック図である。マイクロ波方式による非接触給電の送電部22は、マイクロ波発振器と増幅器を含む送電回路23と、送電アンテナ35とを備える。また、受電部30は、受電アンテナ36と受電回路32とを備える。受電回路32は、受電アンテナ36からの高周波交流を所定電圧の直流に変換するものである。 Figure 5 is a block diagram showing contactless power supply using a microwave method. The power transmission unit 22 of the contactless power supply using a microwave method includes a power transmission circuit 23 including a microwave oscillator and an amplifier, and a power transmission antenna 35. The power receiving unit 30 includes a power receiving antenna 36 and a power receiving circuit 32. The power receiving circuit 32 converts the high-frequency alternating current from the power receiving antenna 36 into a direct current of a predetermined voltage.

図6は、光伝送方式による非接触給電を示すブロック図である。光伝送方式による非接触給電の送電部22は、送電回路23と送電光源37とを備える。送電回路23は送電光源37を発光させるものであり、LEDを送電光源37とする場合であれば、LED駆動回路が相当する。送電光源37はLEDに限らず、レーザーを使用することもできる。光伝送方式による非接触給電の受電部30は、太陽電池38と、受電回路32とを備える。太陽電池38は市販されている汎用品を用いることができるが、嵩張らないためには光電変換効率が高いものが好ましい。受電回路32は、太陽電池38で発生する直流の電力を制御回路12に適した所定の電圧に変換するものである。 Figure 6 is a block diagram showing non-contact power supply by optical transmission. The power transmission unit 22 of the non-contact power supply by optical transmission includes a power transmission circuit 23 and a power transmission light source 37. The power transmission circuit 23 is for making the power transmission light source 37 emit light, and if the power transmission light source 37 is an LED, it corresponds to an LED drive circuit. The power transmission light source 37 is not limited to an LED, and a laser can also be used. The power receiving unit 30 of the non-contact power supply by optical transmission includes a solar cell 38 and a power receiving circuit 32. The solar cell 38 can be a commercially available general-purpose product, but it is preferable to use one with high photoelectric conversion efficiency in order to reduce bulk. The power receiving circuit 32 converts the DC power generated by the solar cell 38 into a predetermined voltage suitable for the control circuit 12.

つぎに、本発明の電動弁駆動装置の給電方法について、具体的な運用手順を説明する。(1)給電装置の二次電池は、運転係員室等において、停電に備えるべく予め充電しておく。直流電源として一次電池を用いている場合には、定期的に新しい電池に交換する。
(2)商用電源が停電するか、設備障害によって一部エリアでのバルブの電源供給が断たれた場合、運転係員等が給電装置を現場へ携行する。
(3)給電装置を送電モードにして電動弁駆動装置の端子台カバーに設けられたホルダーに載置し、給電装置から電動弁駆動装置の制御部に給電されることを確認する。具体的には、電動弁駆動装置の表示器に開度情報等が表示されていることで確認する。
(4)バルブを手動で開閉操作する必要がある場合、表示器に表示されるバルブ開度を確認しながら、ハンドホイールを回転させてバルブの開閉操作を行う。
(5)制御情報の設定変更が必要な場合は、ローカル操作スイッチを操作して設定変更を行う。設定変更を行ったときは、設定内容を制御部に搭載されたメモリーに書き込み、現場作業を終了する。
(6)ホルダーに載置した給電装置を回収して運転係員室等に持ち帰り、次回の現場作業に備えて直流電源の二次電池を充電する。一次電池を使用している場合には、必要に応じて新しい電池に交換する。
Next, specific operating procedures for the power supply method for the motor-operated valve drive device of the present invention will be described. (1) The secondary battery of the power supply device is charged in advance in the driver's room or elsewhere in preparation for a power outage. If a primary battery is used as the DC power source, it is periodically replaced with a new battery.
(2) If the commercial power supply goes out or if power supply to valves in some areas is cut off due to equipment failure, the operating staff will carry a power supply device to the site.
(3) Set the power supply device to power transmission mode, place it on the holder on the terminal block cover of the electric valve drive device, and check that power is being supplied from the power supply device to the control unit of the electric valve drive device. Specifically, check that the opening information, etc. is displayed on the display of the electric valve drive device.
(4) When it is necessary to manually open or close a valve, open or close the valve by rotating the hand wheel while checking the valve opening displayed on the display.
(5) If the control information settings need to be changed, change the settings by operating the local operation switch. When the settings are changed, write the settings to the memory installed in the control unit and end the on-site work.
(6) Collect the power supply device from the holder and take it back to the operator's room or other location, and charge the secondary battery of the DC power source in preparation for the next on-site operation. If a primary battery is being used, replace it with a new battery as necessary.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。例えば、上述した実施の形態では、電動弁駆動装置内に電池を備えていない場合について説明したが、電動弁駆動装置内に電池を備えることを排除するものではなく、電池と併用することもできる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and can be embodied in various forms. For example, in the above-mentioned embodiment, a case where a battery is not provided in the electric valve drive device is described, but the inclusion of a battery in the electric valve drive device is not excluded, and it can be used in combination with a battery.

本発明に係る電動弁駆動部の給電方法および電動弁駆動装置は、各種プラントに設置される電動弁駆動装置に適用することができる。 The power supply method and motorized valve drive device of the present invention can be applied to motorized valve drive devices installed in various plants.

1 電動弁駆動装置
3 歯車機構部(ウォーム歯車)
4 モータ
12 制御部(制御回路)
20 給電装置
21 直流電源
22 送電部
24 送電コイル
30 受電部
31 受電コイル
34 コンデンサ(キャパシタ)
35 送電アンテナ
36 受電アンテナ
37 送電光源
38 太陽電池
1 Electric valve drive device 3 Gear mechanism (worm gear)
4 Motor 12 Control unit (control circuit)
20 Power supply device 21 DC power supply 22 Power transmission unit 24 Power transmission coil 30 Power receiving unit 31 Power receiving coil 34 Capacitor
35 Power transmitting antenna 36 Power receiving antenna 37 Power transmitting light source 38 Solar cell

Claims (2)

直流電源と、前記直流電源からの直流を高周波交流に変換する送電回路と、前記送電回路からの高周波交流により磁束を生じる送電コイルと、を備える給電装置と、
前記送電コイルに対向して配置され前記磁束が鎖交する受電コイルと、前記受電コイルで発生する高周波交流を所定電圧の直流に変換する受電回路と、商用電源により弁を駆動するモータと、前記モータを制御する制御回路と、を備える電動弁駆動装置と、からなり、
商用電源が停電状態で、電磁誘導方式により前記直流電源からの電力が前記制御回路非接触で供給されることを特徴とする電動弁駆動装置の給電方法。
A power supply device including a DC power source, a power transmission circuit that converts DC from the DC power source into high-frequency AC, and a power transmission coil that generates a magnetic flux by the high-frequency AC from the power transmission circuit;
an electric valve drive device including: a power receiving coil arranged opposite to the power transmitting coil and with which the magnetic flux interlinks; a power receiving circuit that converts high-frequency AC generated in the power receiving coil into DC of a predetermined voltage; a motor that drives a valve using a commercial power source; and a control circuit that controls the motor;
1. A power supply method for an electric valve drive device, comprising the steps of: supplying power from said DC power source to said control circuit in a non-contact manner by electromagnetic induction when a commercial power source is in a power outage state.
直流電源と、前記直流電源からの直流を高周波交流に変換するキャパシタを含む送電回路と、前記送電回路からの高周波交流により磁束を生じる送電コイルと、を備える給電装置と、A power supply device including a DC power source, a power transmission circuit including a capacitor that converts DC from the DC power source into high-frequency AC, and a power transmission coil that generates a magnetic flux by the high-frequency AC from the power transmission circuit;
前記送電コイルに対向して配置され前記磁束が鎖交する受電コイルと、前記受電コイルで発生する高周波交流を所定電圧の直流に変換するキャパシタを含む受電回路と、商用電源により弁を駆動するモータと、前記モータを制御する制御回路と、を備える電動弁駆動装置と、からなり、an electric valve drive device including: a power receiving coil arranged opposite to the power transmitting coil and with which the magnetic flux is linked; a power receiving circuit including a capacitor that converts high-frequency AC generated in the power receiving coil into DC of a predetermined voltage; a motor that drives a valve using a commercial power source; and a control circuit that controls the motor;
商用電源が停電状態で、磁気共振方式により前記直流電源からの電力が前記制御回路に非接触で供給されることを特徴とする電動弁駆動装置の給電方法。A power supply method for an electric valve drive device, comprising the steps of: supplying power from said DC power source to said control circuit in a non-contact manner by a magnetic resonance method when a commercial power source is in a power outage state.
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