JPS608357B2 - 動翼可変軸流フアンにおける動翼制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は勤翼可変鞠流ファンにおいて、動翼の取付角度
を制御する動翼制御装置の改良に関するものである。

勤翼可変軸流ファンはたとえば火力発電プラント用のボ
ィラ通風ファンなどに適用される。

電力の消費量は刻々変動するので「それに対応してボイ
ラの燃料の消費量が調節され、同時に通風ファンの風量
も調節される。動翼可変軸流ファンはその勤翼の取付角
度を変えることにより風量の調節を行うことができる。
動翼の取付角度は油圧により作動される操作シリンダと
、この操作シリンダと勤翼軸とを連結するりンク機構に
より変えられる。これら操作シリンダやりンク機構など
には勤翼の取付角付を変えるたびにその操作油圧力に比
例した荷重が作用する。動翼はその開閉指令が電気また
は空気の制御系統を通して油圧系統に伝えられ、操作シ
リンダに油圧が加えられることにより、取付角度が操作
されるようになっている。動翼の開閉指令はボィラの必
要とする風量から決まるが、それは消費電力の変動から
生じるものであり、発電プラントの時定数の大きさから
考えひんぱんに負荷の大きさを変えるようなことは行な
われず、一時間数回程度である。ところが、動翼の制御
系がハンチングを起こした場合などのように、消費電力
の変動とは別に数十秒程度の周期で動翼の開閉指令がひ
んぱんに繰返されることがある。このハンチングはプラ
ント全体のものではなく、局部的な部分、たとえば燃料
の供給系統のハンチング、あるいはタービンのガバナの
振動などがあっても起こるものでありｔこのため従来の
勤翼制御装置ではハンチングにより、操作シリンダやり
ンク機構などに短い周期で変動荷重が作用し、その繰返
し数が短期間で疲労破壊の回数に達してしまうという欠
点があった。勤翼制御装置の油圧制御系を安定化するた
め従釆はアキュームレータを使用したり、パイロット弁
やスプールなどの不感帯幅を増大したり、あるし、は積
分時間の調整などがシステムの特性に応じて考えられ採
用されている。しかし、ァキュームレータを使用の場合
、アキュ−ムレ−外ま駆動油圧の配管系の油圧の上昇を
遅らせることはできるが、油圧は変動するので、操作シ
リンダやりンク機構などの動翼の駆動機構に荷重がかか
る不都合がある。不感帯幅を増大するものではオフセッ
ト量が大きくなり、制御精度が低下する欠点がある。さ
らにｔ積分時間を大きくした場合には緊急の場合の応答
性が悪化するという欠点があった。本発明は上述の事柄
にもとづきなされたもので、発電負荷（消費電力）の変
動のような長い周期で変動する開閉指令には応答するが
「補器類のハンチングのような短い周期で変動する開閉
指令に対しては応答しないものでかつ従来装置の欠点を
改良した勤翼可変軸流ファンにおける動翼制御装置を提
供することを目的とするものである。

本発明の特徴とするところは、動翼藤に連結されたりン
ク機構と、このリンク機構を介して動翼軸を回転させる
ことにより勤翼の取付角度を操作する操作シリンダと、
この操作シリンダ内へ圧油を導入するために主軸に設け
られた圧油導入装置と、この圧油導入装置へ圧油を供給
するための圧油源と、この圧油源と圧油導入装置の間に
設けられたパイロット弁と、指定風量と現時点の実際の
測定風量とを比較し「その比較値に応じてパイロット弁
を操作するための操作器とを備え、圧油導入装置とパイ
ロット弁との間にシリンダと、シリンダ内に左右に移動
自在に設けたピストンとから成るむだ時間発生装置を設
け、むだ時間発生装置のシリンダの一方側に、操作シリ
ンダ内の収納したピストンの一方側に蓮通した圧油導入
装置の−方の出口とパイロット弁に設けた出入口とを蓮
通する圧油出入口を設け、むだ時間発生装置のシリンダ
の他方側に、操作シリンダ内に収納したピストンの他方
側に運通した圧油導入装置の他方の出口とパイロット弁
に設けた前記出入口とは別なる出入口とを蓮適する別な
る圧油出入口を設けたものである。勤翼の取付角度がラ
ンダムな外乱の影響により常に不安定にふらつくような
場合もそのふらつきに応じてシステムを常に制御する必
要はなく「物理量の平均値を監視し制御すればよい。

すなわちｔ短時間の変化に対しては応答せず「ある時間
以上の偏差が生じた場合に勤翼を作動させるようにする
ために本発明の勤翼制御装置はむだ時間発生装置を設け
たものである。以下、その本発明の一実施例を図面によ
り詳細に説明する。図は運転中にシステムの要求に応じ
てコンピュータから指令される指定風量により勤翼の取
付角度を変えて風量を制御するようにした勤翼可変軸流
ファンにおける勤翼制御装置を示すものである。

図に示すように、勤翼寛は主軸２に設けられたィンベラ
ハブ３に動翼軸亀を介して取付けられている。

勤翼亀の取付角度は勤翼鞠４に連結されたりンク機構５
とこのリンク機構５に連結した操作シリンダ６により操
作される。操作シリンダ６内には主軸２に固設されたピ
ストン７が設けられており「操作シリンダ６内のピスト
ン７の両側に圧油を供給することにより、シリンダ６を
滋方向に変位させ「リンク機構５を介して動翼軸４を回
転させ「勤翼１の取付角度を変えるようになっている。
８は主軸２の轍端部に設けられた圧油導入装置で、圧油
源９からの庄油を一旦この圧油導入装置８に導入し、こ
こから主軸２に穿談した給油孔ｉｏ，竃１を通して操作
シリンダ６内に圧油を供給するようにしている。

亀２は圧油源９と圧油導入装置８との間に設けられたパ
イロット弁、１３はパイロット弁１２のスプール１４を
リンク１５およびカム機構１５′を介して操作する操作
器で、この操作器１３は指定風量と現時点の実際の測定
風量とを比較し、その比較値に応じてパイロット弁１２
を操作するようにしている。指定風量Ｑは上位の系統、
例えばコンピューター６によりコントローラ１７に与え
られ、実際の風量は勤翼翼の後部に設けられた圧力セン
サ１８により測定され「トランスデューサ１９によって
変換され側定風量ｑとして算出されたコントローラ１７
に入る。コントローう１７で指定風量Ｑと現時点の実際
の測定風量ｑを比較され、その比較値（Ｑ−ｑ）が操作
器１３に入るようになっている。２０‘ま圧油導入装置
８とパイロット弁１２との間に設けられたむだ時間発生
装置で「 このむだ時間発生装置２０‘まシリンダ２１
とこのシリング２１内に左右に移動自在に設けられたピ
ストン２２を備えている。

シリンダ２亀の一方側に設けられた出入口２１ａは「
ピストン？の一方側に蓮通した圧油導入装置８の一方の
出入口８ａとパイロット弁竃２に設けられた出入口翼２
ａとを蓮適している導管２３の途中に蓮通されている。
シリンダ２１の他方側に設けられた出入口２１ｂは「ピ
ストン７の他方側に蓮通した圧粉導入装置亀の他方の出
入口８ｂとパイロット弁１２に設けられた出入口８２ｂ
とを運通している導管２４の途中に蓮通されている。し
たがって、圧油源９からの氏油がパイロット弁１２およ
び運通管２３または２４を介して庄油導入装置８に供給
されるときに、蓮導管２３，２４に蓮通されたむだ時間
発生装置２０に圧油が作用しもピストン２２が左右のい
ずれかに移動する。そして「ピストン２２がシリンダ２
１の端面に到達するまでのむだ時間経過後、庄油が圧油
導入装置に供給されるように構成されている。次に〜以
上説明した本発明装置の一実施例の動作を説明する。

今、コンピュ−夕１６から指定風量Ｑがコントローラー
７に与えられているとする。

現時点の実際の風量は圧力センサー８により常時測定さ
れ「トランスデューサ１９によって変換されて測定風量
ｑとして算出されコントローラ１７に与えられている。
コントローラ亀７では指定風量Ｑと測定風量ｑとを比較
してその比較値（Ｑ−ｑ）を求め、この比較値（Ｑ−ｑ
）に応じて操作器１３を操作する。今仮りに、測定風量
ｑが指定風量Ｑよりも４・さくなった場合を考えると、
操作器１３の腕は下方に回動し、リンク１５を介してパ
イロット弁１２のスプールｉ４を下方に変位させ、氏油
源９からの圧油を導管２３から送るようにする。導管２
３に圧油が送られると、これに蓮通したシリンダ２１内
に圧油が供給され、ピストン２２は右方に移動する。こ
のとき、シリンダ２１内のピストン２２の右側にあった
油は導管２４およびパイロット弁１２を通って排出され
る。ピストン２２が右端まで移動し「その後も圧油源９
からの圧油が錘通管２３を通して供給されると、圧油導
入装置８の出入口８ａから給油孔亀０を通り操作シリン
ダＳ内のピストン７の右側に圧油が供給され、この部分
の油圧が上昇し、操作シリンダ６は右方に変位する。こ
の操作シリンダ６の変位によりリンク機構５を介して動
翼軸４を左回りもこ回動させ、勤翼亀の取付角度を大き
くして風量を増大し、指定風量Ｑになるようにする。操
作シリンダ６が右方に変位したとき「ピストン７の左側
にある油は給油孔亀１、圧油導入装置８の出入口８ｂ「
導管２４、パイロット弁１２を通って外部に排出される
。測定風量ｑが指定風量Ｑよりも大なる場合の動作は上
述の説明とはちようど逆になるのでその説明は省く。

次に、送風緩から流れる流体に乱れがあり、その流体圧
力に微少なふらつきを生じた場合などのように、平均風
量は指定風量Ｑであるにもかかわらず「測定風量ｑには
ふらつきが生じ、それにより操作器蔓３の腕が短い周期
で上下に動くと、リンク亀５およびカム機構量５′を介
してパイロット弁１２のスプール１４がハンチングの形
で上下に変位する。

ところが、このような場合は圧油源９からの圧油は短い
周期で導管２３と２…こ交互に供給されるので、本発明
装置においてはむだ時間発生装置２８のピストン２２が
左右に移動するだけであり、圧油が操作シリンダ６に作
用するのを防止でき、したがって動翼１の取付角度は変
化しない。すなわち、ピストン２２が左右に移動してい
る時間がむだ時間となり、この時間内に比較値（Ｑ−ｑ
）の符号が変化すれば、操作シリンダ６に圧油が作用す
ることはなく、ハンチングが起きても操作シリンダ６や
りンク機構５に短い周期の変動荷重は作用しないのでそ
れらの寿命を延ばすことができる。なお、指定風量Ｑは
上位の系統から指定が与えられるがし この上位系統の
制御系がハンチングを起こし、指定風量Ｑに微少なふら
つきを生じることもある。このような場合も前述の説明
と同様に本発明装置では操作シリング６に庄油が作用す
るのを防止できる。本発明装置におけるむだ時間発生装
置２０のむだ時間の長さはシリンダ２１の容量と圧油源
９からの給油量により容易に決定することができ、送風
緩から流れる流体圧力のふらつきなどの周期を勘案し、
かつ操作シリンダ６の応答性を損なうことのないように
決定する。

以上詳述したように本発明の勤翼可変樹流ファンにおけ
る動翼制御装置はも圧油導入装置とパイロット弁との間
にシリンダとピストンを傭えるむだ時間発生装置を設け
ているので、発電負荷の変動のような長い周期で変動す
る開閉指令には応答するが「補器類のハンチングのよう
な短い周期で変動する開閉指令に対しては応答しないよ
うになっており〜 したがって操作シリングやりンク機
機などの勤翼の駆動機構に短い周期の変動荷重がかかる
のを防止できそれらの寿命を延ばすことができる効果が
ある。

しかも本発明装置によればｔ従来のように不感帯幅を増
大した場合における制御精度の低下や、積分時間を大き
くした場合における応答性の悪化などの欠点も改良され
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の動翼可変軸流ファンにおける動翼制御装置
の一実施例を示す制御系統図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 動翼軸に連結されたリンク機構と、このリンク機構
   を介して動翼軸を回転させることにより動翼の取付角度
   を操作する操作シリンダと、この操作シリンダ内へ圧油
   を導入するために主軸に設けられた圧油導入装置と、こ
   の圧油導入装置へ圧油を供給するための圧油源と、この
   圧油源と圧油導入装置の間に設けられたパイロツト弁と
   、指定風量と現時点の実際の測定風量とを比較し、その
   比較値に応じてパイロツト弁を操作するための操作器と
   を備え、圧油導入装置とパイロツト弁との間にシリンダ
   と、該シリンダ内に左右に移動自在に設けたピストンと
   から成るむだ時間発生装置を設け、該むだ時間発生装置
   の前記シリンダの一方側に、操作シリンダ内に収納した
   ピストンの一方側に連通した圧油導入装置の一方の出口
   とパイロツト弁に設けた出入口とを連通する圧油出入口
   を設け、前記むだ時間発生装置の前記シリンダの他方側
   に、操作シリンダ内に収納した前記ピストンの他方側に
   連通した圧油導入装置の他方の出口とパイロツト弁に設
   けた前記出入口とは別なる出入口とを連通する別なる圧
   油出入口を設けたことを特徴とする動翼可変軸流フアン
   における動翼制御装置。