JPH05202896A - 動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制御装置 - Google Patents

動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制御装置

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Publication number
JPH05202896A
JPH05202896A JP1334792A JP1334792A JPH05202896A JP H05202896 A JPH05202896 A JP H05202896A JP 1334792 A JP1334792 A JP 1334792A JP 1334792 A JP1334792 A JP 1334792A JP H05202896 A JPH05202896 A JP H05202896A
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JP
Japan
Prior art keywords
blade
blade angle
variable
pressure oil
displacement
Prior art date
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Pending
Application number
JP1334792A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyobumi Kobayashi
清文 小林
Mutsuro Nishimura
睦郎 西村
Yutaka Arita
豊 有田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
Original Assignee
Mitsui Miike Machinery Co Ltd
Mitsui Miike Engineering Corp
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Publication date
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Publication of JPH05202896A publication Critical patent/JPH05202896A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で故障等が生じ難い信頼性の高い
動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制御装置を提供するこ
と。 【構成】 翼車軸内にピストンシリンダによって軸方向
に往復動自在に駆動される作動ロッドを配設し、該作動
ロッドに連設せるピストンロッドから延出する軸に油圧
ユニットからの圧油を供給排出する給排口を有するロー
タリージョイトを連結し、かつ前記作動ロッドを油圧に
よって往復動することにより該作動ロッドに対して鉛直
方向に放射状に装着された動翼の翼角を制御する動翼可
変ピッチ軸流ファンにおいて、前記ピストンロッドから
延出する軸の変位を検出することにより動翼翼角位置の
信号を出力する変位計、予め設定された翼角設定位置と
検出位置との偏差量に応じた電流信号を出力するコント
ローラ及びその信号により前記圧油の方向と流量を制御
する比例制御弁とを備えた動翼可変ピッチ軸流ファンの
翼角制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路トンネル換気設備
を始めとして、トンネル掘削、大深度地下、鉱山等にお
いて装備される換気設備、さらには工事用その他一般の
風量制御を要する設備にも装備される動翼可変ピッチ軸
流ファンの翼角制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より存在する動翼可変ピッチ軸流フ
ァンは図1に示されるような機械的にサーボ系を形成す
ることで、サーボ弁での変位量に応じた作動油量をピス
トンシリンダに送給することによって動翼の翼角の制御
を行うようにしたものが普通であった。即ち、動翼1´
の翼角位置は動翼軸方向に油圧で移動するピストンロッ
ド3´の動きを通じて、重錘11´を下端に有するワイ
ヤー4´、リンクレバーであるフローティングレバー5
´を介してサーボシリンダ8´のスプール9´に伝達さ
れ、一方、翼角設定位置は、指示レバー7´を介してフ
ローティングレバー5´に指示されるようになってい
て、アクチュエータ6´の作動によりフローテングレバ
ー5´が5a´を支点として上下動し、それによってス
プール9´が移動しサーボ弁8´が開き、油圧ユニット
10´からピストンシリンダ2´に圧油が送給されてピ
ストンロッド3´に油圧が作用して翼角位置が変位し、
それにしたがって、ワイヤー4´、リンクレバーである
フローティングレバー5´を介して5a´も移動してス
プール9´が逆方向に移動してサーボ弁8´は油圧ユニ
ット10´から遮断されるような構成のものであった。
【0003】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな動翼可変ピッチ軸流ファンは、リンクレバーまたは
ワイヤーを介して翼角の位置を検出するものであり、し
かもサーボ系も指示レバー、サーボ弁で構成されている
ので、サーボ系そのものの構造が複雑で製造上のコスト
もかかり、またサーボ弁の作動不良等の故障も生じ易い
等の問題点があった。
【0004】本発明は、そのような問題点を解消するた
めに創案されたものであり、その目的とするところは、
構造、特にサーボ系の構造が簡単で、故障等が生じにく
い信頼性の高い動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制御装
置を提供するにある。
【0005】
【発明が解決するための手段】上記目的を達成するため
に、翼車軸内にピストンシリンダによって軸方向に往復
動自在に駆動される作動ロッドを配設し、該作動ロッド
に連設せるピストンロッドから延出する軸に油圧ユニッ
トからの圧油を供給排出する給排口を有するロータリー
ジョイトを連結し、かつ前記作動ロッドを油圧によって
往復動することにより該作動ロッドに対して鉛直方向に
放射状に装着された動翼の翼角を制御する動翼可変ピッ
チ軸流ファンにおいて、前記ピストンロッドから延出す
る軸の変位を検出することにより動翼翼角位置の信号を
出力する変位計、予め設定された翼角設定位置と検出位
置との偏差量に応じた電流信号を出力するコントローラ
及びその信号により前記圧油の方向と流量を制御する比
例制御弁とを備えたことを特徴とするものが提供され
る。
【0006】
【作用】このような特徴を有する本発明の動翼可変ピッ
チ軸流ファンの翼角制御装置によれば、動翼の翼角位置
がピストンシリンダのピストンロッドを通じてパルス等
の電気信号で出力され、その信号がコントローラに送り
込まれ、一方、コントローラに設定された適正な翼角位
置がコントローラにおいて比較演算の後、電流変換器で
直流電流に変換されて出力され、比例制御弁が励磁され
るとともに、その電流信号に基づいて該比例制御弁を通
じて流出入する圧油の流量制御が行われる。そこで、油
圧ユニットからの圧油は比例制御弁を通じてロータリー
ジョイントに設けられた給排口から供給排出が行われ、
ピストンロッドの軸方向への移動によって動翼の翼角位
置が可変ピッチ機構を介して設定位置に達するまで回動
される。その場合翼角位置はパルス信号等の形で常時コ
ントローラに入力されている。そしてコントローラにお
ける設定値に達したとき比例電磁弁への電流の供給はな
くなり、比例電磁弁は圧油の流出入が遮断された元の状
態に戻って動翼の位置は固定される。その間、翼車軸は
回転を続けていることはいうまでもない。上記のような
制御により動翼可変ピッチ軸流ファンの効率的運転が簡
単に行える。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2は本発明の動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角
制御装置の全体構成を示す図である。図2において1は
動翼可変ピッチ軸流ファンの翼車で、ケーシングの内胴
2の外側に所定間隔毎に複数個の動翼3が配設されてお
り、その動翼3は動翼ロッド4の根端がレバー5が翼車
軸6内の作動ロッド7上に放射状に動翼3の数だけ所定
間隔毎に取付軸8を有するディスク9のその取付軸8に
枢着されている。その作動ロッド7には円筒状の内胴2
に装着されたピストンシリンダ10のピストンロッド1
1が取り付けられており、そのピストンロッド11にロ
ータリージョイント12の軸13が取り付けられてい
て、その軸13の軸端が非接触式の差動トランス14に
連結されている。軸13は作動ロッド7とともに回転す
ることなく軸方向にのみしか変位しないようになってい
る。したがって、その差動トランス14は軸13の軸方
向の変位をパルスとして採り出す変位計として構成さ
れ、そのパルスの数はコントローラ15における高速カ
ウンタ16で計数される。そしてそのパルスの計数され
た数はコントローラ15内の予め設定された動翼の翼角
位置を示すパルス数を示す設定部と前記計数されたパル
ス数とを比較する比較部よりなるシーケンサ17に入力
され、設定部に入力されている所定のパルス数の設定値
と翼角位置を示すパルス数として検出された値とを比較
演算した偏差量が電流変換器で直流電流に変換され、そ
の電流信号が比例電磁弁19を励磁し、その弁棒(符号
なし)をその比例電磁弁19の連通位置に移動させ、油
圧ユニット20からの圧油を圧油ライン21、22を通
じてロータリージョイント12の給排口231 、232
のいずれか一方よりピストンシリンダ10に供給され、
その給排口231 、232 の他方から排出されるように
なっている。
【0008】本発明の実施例はこのような構成になって
いるので、従来のサーボ系とは異なり、偏差量に応じた
高精度のフィードバック制御を行うことができる。ま
た、遠心力により動翼3に生ずるピッチ低下モーメント
をバランスさせるために動翼ロッド4の下端部にはカウ
ンターウエイト24が装着されている。さらにその動翼
ロッド4の上端部にはスラスト軸受25が配設されてい
て、翼車1の回転中における軸方向のスラストを受け止
めるようになっている。
【0009】ここで、上記実施例に応じて動翼可変ピッ
チ軸流ファンを効率的に運転できるように風量制御を行
うためにコントローラ15のシーケンサ17におけるパ
ルス数による設定値を所定運転モードにしたがって設定
すると、今まで或る運転状態にあった動翼可変ピッチ軸
流ファンの翼車1の動翼3の翼角位置が差動トランス1
4においてパルスの形で表示されているから、そのパル
ス数を高速パルスカウンタ16でカウントされ、その値
と設定値の偏差量がシーケンサ17で比較演算される。
その偏差量が電流変換器18で直流電流に変換され、そ
の電流によって比例制御弁19が励磁され、例えば、油
圧ユニット20から圧油ライン21を通じて電流量に比
例した圧油が給排口231 より送給され、ロータリージ
ョイント12の通路(符号なし)を通ってピストンシリ
ンダ10のピストンロッド12の図2の左側を押圧し、
ピストンシリンダ10のシリンダのピストンロッド11
の右側の圧油は給排口232 より圧油ライン22、比例
電磁弁19を通じて油圧ユニット20に還流する。その
ようにして検出され値と設定値との偏差量が0になるま
で、圧油はピストンロッド11の左側に送給され、偏差
量がなくなったとき、電流は比例電磁弁19に流れなく
なるから、比例電磁弁19は元の位置に復帰し、油圧ユ
ニット20からの圧油のピストンシリンダ10への供給
は停止する。そうすると、それまで翼車軸6の軸方向右
側へピストンロッド11の移動によって回動していた動
翼3はその位置に固定されて、最良の運転状態で効率よ
く運転されることになる。モードの選択は自動はいうま
でもなく、手動で行えることは勿論である。また翼角の
検出器として差動トランス等の非接触式のものを用いて
いるので、ファン運転中でも安定した検出ができ振動等
の影響を受けにくい。
【0010】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の動翼可変
ピッチ軸流ファンの翼角制御装置は、翼車軸内にピスト
ンシリンダによって軸方向に往復動自在に駆動される作
動ロッドを配設し、該作動ロッドに連設せるピストンロ
ッドから延出する軸に油圧ユニットからの圧油を供給排
出する給排口を有するロータリージョイトを連結し、か
つ前記作動ロッドを油圧によって往復動することにより
該作動ロッドに対して鉛直方向に放射状に装着された動
翼の翼角を制御する動翼可変ピッチ軸流ファンにおい
て、前記ピストンロッドから延出する軸の変位を検出す
ることにより動翼翼角位置の信号を出力する変位計、予
め設定された翼角設定位置と検出位置との偏差量に応じ
た電流信号を出力するコントローラ及びその信号により
前記圧油の方向と流量を制御する比例制御弁とを備えた
ものであるので、従来のサーボ系を備えたこの種装置に
比べて構造が簡単で、故障が生じ難く、信頼性が高く、
比例電磁弁としては通常のものを用いても製作すること
ができ、コスト的にも安価なものとすることができる。
またサーボ系を電気的なもので構成したので、応答時間
の変更を簡単に行うことができる。しかも構造が簡単で
あるので装置の保守点検、作動油の管理も簡単である等
の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、従来の動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制
御装置の全体構成図である。
【図2】は、本発明の動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角
制御装置の実施例を示す2分割された動翼側部分の模式
的構成図である。
【図3】は、本発明の動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角
制御装置の実施例を示す2分割されたコントローラ側部
分の模式的構成図である。
【符号の説明】 1 動翼可変ピッチ軸流ファンの翼車 2 内胴 3 動翼 4 動翼ロッド 5 レバー 6 翼車軸 7 作動ロッド 8 取付軸 9 ディスク 10 ピストンシリンダ 11 ピストンロッド 12 ロータリージョイント 13 軸 14 差動トランス 15 コントローラ 16 高速カウンタ 17 シーケンサ 18 電流変換器 19 比例電磁弁 20 油圧ユニット 21 圧油ライン 22 圧油ライン 23 給排口 24 カウンタウェイト 25 スラスト軸受
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2、図3は本発明の動翼可変ピッチ軸流ファン
の翼角制御装置の2分割された構成を示す図である。
において1は動翼可変ピッチ軸流ファンの翼車で、ケー
シングの内胴2の外側に所定間隔毎に複数個の動翼3が
配設されており、その動翼3は動翼ロッド4の根端がレ
バー5が翼車軸6内の作動ロッド7上に放射状に動翼3
の数だけ所定間隔毎に取付軸8を有するディスク9のそ
の取付軸8に枢着されている。その作動ロッド7には円
筒状の内胴2に装着されたピストンシリンダ10のピス
トンロッド11が取り付けられており、そのピストンロ
ッド11にロータリージョイント12の軸13が取り付
けられていて、その軸13の軸端が非接触式の差動トラ
ンス14に連結されている。軸13は作動ロッド7とと
もに回転することなく軸方向にのみしか変位しないよう
になっている。したがって、その差動トランス14は軸
13の軸方向の変位をパルスとして採り出す変位計とし
て構成され、そのパルスの数はコントローラ15におけ
る高速カウンタ16で計数される。そしてそのパルスの
計数された数はコントローラ15内の予め設定された動
翼の翼角位置を示すパルス数を示す設定部と前記計数さ
れたパルス数とを比較する比較部よりなるシーケンサ1
7に入力され、設定部に入力されている所定のパルス数
の設定値と翼角位置を示すパルス数として検出された値
とを比較演算した偏差量が電流変換器で直流電流に変換
され、その電流信号が比例電磁弁19を励磁し、その弁
棒(符号なし)をその比例電磁弁19の連通位置に移動
させ、油圧ユニット20からの圧油を圧油ライン21、
22を通じてロータリージョイント12の給排口2
1 、232 のいずれか一方よりピストンシリンダ10
に供給され、その給排口231 、232 の他方から排出
されるようになっている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 翼車軸内にピストンシリンダによって軸
    方向に往復動自在に駆動される作動ロッドを配設し、該
    作動ロッドに連設せるピストンロッドから延出する軸に
    油圧ユニットからの圧油を供給排出する給排口を有する
    ロータリージョイトを連結し、かつ前記作動ロッドを油
    圧によって往復動することにより該作動ロッドに対して
    鉛直方向に放射状に装着された動翼の翼角を制御する動
    翼可変ピッチ軸流ファンにおいて、前記ピストンロッド
    から延出する軸の変位を検出することにより動翼翼角位
    置の信号を出力する変位計、予め設定された翼角設定位
    置と検出位置との偏差量に応じた電流信号を出力するコ
    ントローラ及びその信号により前記圧油の方向と流量を
    制御する比例制御弁とを備えたことを特徴とする動翼可
    変ピッチ軸流ファンの翼角制御装置。
JP1334792A 1992-01-28 1992-01-28 動翼可変ピッチ軸流ファンの翼角制御装置 Pending JPH05202896A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014139560A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Howden Denmark Aps Rotating oil union with centerline mounted displacement probe, system for measuring displacement of regulation system of variable pitch axial fan and method thereof
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