JP3706601B2 - 流量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量制御を行うための流量制御弁を備えた流量制御装置に関するもので、特に、流量制御弁の開度を検出するための線形可変差動変圧器を備えた流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の流量を制御するために流量制御弁が設けられるが、この流量制御弁の開度を検出するために、従来は、ポジショントランスミッタ等が使用されている。開度検出に使用されるポジショントランスミッタは、流量制御弁の開閉を行う弁シリンダの上下運動を回転運動に変換し、この回転運動によって磁気コイルに流れる電流値が変動し、変動した電流値を計測することによって、弁シリンダの位置を検出する。
【０００３】
しかしながら、ポジショントランスミッタを使用した場合、弁シリンダの上下運動を回転運動に変換して位置計測を行うため、実測値が弁シリンダの位置に対して線形的な値でなく、弁開度検出の精度が良くない。又、このような回転運動を行うために、回転軸や軸受などの摺動部が摩耗するため、設置当初の回転角度と変化し、その精度が悪化するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するために、弁シリンダの上下運動を直接測定することで弁シリンダの位置を検出する線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）が用いられる。このＬＶＤＴを備えた流量制御装置の内部構成を、図５に示す。図５において、流量制御弁１に設けられる弁シリンダ１ａに対して、二つのＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂが設置される。このとき、ＬＶＤＴ１００ａが、弁シリンダ１ａと連動する鉄心１０４ａと鉄心１０４ａの周囲に巻回された一次コイル１０１ａ及び二次コイル１０２ａ，１０３ａとによって構成され、又、ＬＶＤＴ１００ｂが、弁シリンダ１ａと連動する鉄心１０４ｂと鉄心１０４ｂの周囲に巻回された一次コイル１０１ｂ及び二次コイル１０２ｂ，１０３ｂとによって構成される。
【０００５】
ＬＶＤＴ１００ａにおいて、巻線が逆方向となる二次コイル１０２ａ，１０３ａが直列に接続され、この二次コイル１０２ａ，１０３ａの直列回路の両端に発生する電圧がサーボコントローラ１０５ａに入力される。このとき、一次コイル１０１ａには、サーボコントローラ１０５ａより交流電圧が与えられ、この一次コイル１０１ａによって発生する磁界に応じて、二次コイル１０２ａ，１０３ａに誘導電圧が発生する。
【０００６】
そして、二次コイル１０２ａ，１０３ａ内を鉄心１０４ａが移動するため、二次コイル１０２ａ，１０３ａそれぞれのインダクタンスが鉄心１０４ａの位置に応じて変化する。よって、巻線が逆方向となるため、二次コイル１０２ａ，１０３ａそれぞれに発生する電圧が互いに打ち消し合い、差動電圧としてサーボコントローラ１０５ａに入力される。尚、ＬＶＤＴ１００ｂにおいても、ＬＶＤＴ１００ａと同一の動作を行うため、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂには、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂより同一の差動電圧が入力される。
【０００７】
このように構成することによって、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂより発生した差動電圧は、弁シリンダ１ａの位置を線形的に表した値となり、その検出値による弁シリンダ１ａの位置測定精度が良くなる。又、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂにおいて、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂそれぞれから与えられる差動電圧をＣＰＵ５より与えられる流量制御弁１の開度を指定する指令信号と比較するとともに、それぞれの比較結果を監視し、その監視結果よりスイッチＳＷａの切換を行う。
【０００８】
このスイッチＳＷａは、流量制御弁１の開度を調整するサーボ弁４に対する制御信号をサーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂのいずれより与えるか選択するためのスイッチであり、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂそれぞれの監視結果によって切り換えられる。即ち、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂの比較結果が異なり、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂのうちいずれかが故障したと推測されたとき、故障していないと推測されたサーボコントローラからの制御信号をサーボ弁４に与えるように切換制御が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５のようにＬＶＤＴが設置された場合、例えば、一次コイルが断線してコイルに電流が流れなくなったとき、二次コイルに電流が誘導されないので、二次コイルに電流が流れず、鉄心が中央に位置したときと同等の差動電圧がサーボコントローラに与えられ、サーボ弁４を誤って駆動させてしまうことがある。このように、ＬＶＤＴの故障状態によっては、正常範囲となる差動電圧がサーボコントローラに与えられることがあるので、流量制御弁１を誤った方向に誤動作させることがある。
【００１０】
よって、図５のように、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂを利用した２系統のフィードバック制御を行い、ＬＶＤＴが正常な動作を行っている系統を利用してフィードバック制御を行うようにしても、実際には正常に動作せず、誤動作している場合がある。特に、ガスタービンなどに用いられる燃焼器の燃料制御を行う流量制御弁においては、誤動作させることによって、燃焼器内へ流入する燃料の量を過渡にして、燃焼器内の温度が危険な温度となり、燃焼器を壊してしまうことがある。
【００１１】
尚、このような問題に対して、特開２００１−２９１１８２号公報のような制御装置が提案されているが、当該公報においては、二次コイルそれぞれに発生する電圧の加算値を確認することで異常を確認しており、二次コイルそれぞれの電圧を確認するものではない。
【００１２】
このような問題を鑑みて、本発明は、流量制御弁の開度を検出する線形可変変圧器の異常を確認することができる流量制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流量制御装置は、流体の流量制御を行う流量制御弁と、該流量制御弁の弁シリンダと同一方向に移動するコアを備えるとともに前記弁シリンダの位置を検出する第１及び第２線形可変差動変圧器と、前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれからの検出信号に基づいて前記流量制御弁の開度を制御する制御信号を生成する第１及び第２サーボコントローラと、前記第１及び第２サーボコントローラそれぞれから出力される制御信号を選択して流量制御弁に与えるスイッチと、を備えた流量制御装置において、前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれが、前記コアと、交流電圧が与えられる一次コイルと、一次コイルの励磁電圧によって誘導電圧が発生するとともに並列に接続された２つの第１及び第２二次コイルと、を備え、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記一次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第１整流平滑化回路と、前記第１二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第２整流平滑化回路と、前記第２二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第３整流平滑化回路と、前記第１整流平滑化回路から出力される直流電圧が、第１直流電圧Ｖ１以上第２直流電圧Ｖ２以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第１比較回路と、前記第２及び第３整流平滑化回路それぞれから出力される直流電圧が第３直流電圧Ｖ３（但し、０＜Ｖ３＜Ｖ１）以上第４直流電圧Ｖ４（但し、Ｖ４＞Ｖ２）以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第２及び第３比較回路と、前記第１〜第３比較回路からの出力が入力されるＯＲ回路と、を備え、前記第１サーボコントローラが、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視するとともに、前記第２サーボコントローラが、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視し、前記第１サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第１サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第１サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第２サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換え、又、前記第２サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第２サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第２サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第１サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換えることを特徴とする。
【００１４】
このようにすることで、前記一次コイル及び前記第１及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視して、前記一次コイル及び前記第１及び第２二次コイルのいずれか一つにおいて、短絡又は断線が発生したとき、短絡又は断線したコイルの電圧が動作範囲外となることを確認することができる。そして、このように動作範囲外となる線形可変差動変圧器に基づくフィードバック制御を停止し、他方の線形可変差動変圧器に基づくフィードバック制御を行うようにする。このとき、動作範囲となる電圧範囲が０Ｖよりも高い電圧であるものとする。
【００１６】
又、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記第２及び第３整流平滑回路それぞれから出力される直流電圧の差分値を求める減算回路を備え、該減算回路で求められた差分値により前記流量制御弁の開度を検出する。更に、このとき、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記流量制御弁の開度を指定する指令信号と前記減算回路で求められた差分値とを比較した値に基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成回路を備える。
【００１７】
又、前記第１及び第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がともにＨｉとなるとき、前記第１及び第２サーボコントローラの動作を停止するとともに、前記流量制御弁に供給されている非常遮断油を抜いて弁を閉じるようにすることで、前記第１及び第２可変差動変圧器の動作がともに異常となるとき、前記流量制御弁を瞬間的に停止させて、安全な状態で前記流量制御装置を用いたシステムを停止させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態では、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料供給量を制御する流量制御装置を例に挙げて説明する。図１は、ガスタービンと流量制御装置との関係を示すブロック図である。又、図２は、流量制御装置の各部の関係を示すブロック図である。
【００１９】
図１のように、燃料の供給量が流量制御弁１によって制御されて、燃焼器６に供給されると、燃焼器６によって燃焼された燃焼ガスがガスタービン７を回転させる。又、流量制御弁１の開度が後述するＬＶＤＴ２ａ，２ｂで検出されると、検出値が制御装置３内のサーボコントローラ３ａ，３ｂに与えられ、この検出値に基づいてサーボ弁４を駆動することによって、流量制御弁１の開度が制御される。
【００２０】
図２の流量制御装置は、燃料供給量を設定する流量制御弁１と、流量制御弁１の開度を検出するＬＶＤＴ２ａ，２ｂと、ＬＶＤＴ２ａ，２ｂからの検出値が与えられるサーボコントローラ３ａ，３ｂと、流量制御弁の開度を制御するサーボ弁４と、サーボコントローラ３ａ，３ｂに流量制御弁１の開度を指定する指令信号を送出するＣＰＵ５と、サーボ弁４への制御信号を選択するスイッチＳＷとから構成される。尚、サーボコントローラ３ａ，３ｂ及びＣＰＵ５及びスイッチＳＷによって制御装置３が構成される。
【００２１】
又、ＬＶＤＴ２ａが、流量制御弁１の弁シリンダ１ａと連動する鉄心２１ａを巻回する一次コイル２２ａ及び二次コイル２３ａ，２４ａによって構成されるとともに、ＬＶＤＴ２ｂが、流量制御弁１の弁シリンダ１ａと連動する鉄心２１ｂを巻回する一次コイル２２ｂ及び二次コイル２３ｂ，２４ｂによって構成される。尚、鉄心２１ａ，２１ｂは、図３に示すように、弁シリンダ１ａに対して支持部１１を介して設置され、弁シリンダ１ａの上下運動に連動して、鉄心２１ａ，２１ｂも上下に移動する。
【００２２】
更に、サーボコントローラ３ａ，３ｂの構成を、図４に示す。尚、サーボコントローラ３ａ，３ｂは、同一の構成であるので、サーボコントローラ３ａを代表して説明する。
【００２３】
サーボコントローラ３ａは、一次コイル２２ａに高周波電流を与える発振器３１と、一次コイル２２ａ及び二次コイル２３ａ，２４ａそれぞれにおける交流電圧を整流する整流回路Ｄ１〜Ｄ３と、整流回路Ｄ１〜Ｄ３で整流された電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３と、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３によって平滑化されて得られた直流電圧を増幅するアンプＧ１〜Ｇ３と、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力を正常動作範囲内か否か比較する比較回路３２ａ〜３２ｃと、比較回路３２ａ〜３２ｃからの信号を遅延させる遅延回路３３ａ〜３３ｃと、アンプＧ２，Ｇ３からの出力電圧の差分を求める減算回路３４と、減算回路３４からの出力とＣＰＵ５からの指令信号との差分を求める減算回路３５と、減算回路３５からの出力より制御信号を生成する制御信号生成回路３６と、遅延回路３３ａ〜３３ｃからの出力とサーボコントローラ３ａの異常を示す信号とが入力されるＯＲ回路３７と、ＯＲ回路３７からの出力と他方のサーボコントローラ３ｂ内のＯＲ回路３７からの出力が入力されてスイッチＳＷの切換制御を行うスイッチ制御回路３８とを備える。
【００２４】
このように構成されるＬＶＤＴ２ａ，２ｂ及びサーボコントローラ３ａ，３ｂの動作について、ＬＶＤＴ２ａ及びサーボコントローラ３ａを代表して以下に説明する。発振器３１より高周波電流が一次コイル２２ａに与えられると、この一次コイル２２ａに発生する励磁電圧に誘導されて二次コイル２３ａ，２４ａに交流電圧が発生する。尚、このとき、鉄心２１ａの位置に応じて、二次コイル２３ａ，２４ａに発生する交流電圧の電圧値が変わり、鉄心２１ａの中心が二次コイル２３ａ，２４ａの接続部に位置するとき、二次コイル２３ａ，２４ａのインダクタンスと等しくなるため、二次コイル２３ａ，２４ａに発生する交流電圧が等しくなる。
【００２５】
一次コイル２２ａの励磁電圧が整流回路Ｄ１及び平滑コンデンサＣ１によって直流電圧に変換されてアンプＧ１に与えられるとともに、二次コイル２３ａの誘導電圧が整流回路Ｄ２及び平滑コンデンサＣ２によって、又、二次コイル２４ａの誘導電圧が整流回路Ｄ３及び平滑コンデンサＣ３によって、それぞれ直流電圧に変換されてアンプＧ２，Ｇ３に与えられる。アンプＧ１〜Ｇ３で増幅された直流電圧は、比較回路３２ａ〜３２ｃに与えられ、所定の電圧範囲内にあるか否かが確認される。尚、比較回路３２ａで比較される電圧範囲がＶａ以上Ｖｂ以下であるとともに、比較回路３２ｂ，３２ｃで比較される電圧範囲がＶｃ以上Ｖｄ以下（０＜Ｖｃ＜Ｖａ、Ｖｄ＞Ｖｂ）である。このＶａ以上Ｖｂ以下の電圧範囲及びＶｃ以上Ｖｄ以下の電圧範囲を、以下、正常電圧範囲とする。
【００２６】
そして、比較回路３２ａ〜３２ｃにおいて、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力電圧が正常電圧範囲内となる場合は正常であるとしてその出力をＬｏｗとし、又、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力電圧が正常電圧範囲外となる場合は異常であるとしてその出力をＨｉとする。この比較回路３２ａ〜３２ｃからの出力が、遅延回路３３ａ〜３３ｃで所定時間分遅延された後、ＯＲ回路３７に入力される。
【００２７】
即ち、一次コイル２２ａで短絡が発生したとき、一次コイル２２ａにおける励磁電圧が０Ｖとなるため、アンプＧ１の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ａにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ａの出力がＨｉとされる。又、一次コイル２２ａで断線が発生したとき、一次コイル２２ａが励磁されないため、二次コイル２３ａ，２４ａも電磁誘導されないので、アンプＧ１〜Ｇ３の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ａ〜３２ｃにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力がＨｉとされる。
【００２８】
又、二次コイル２３ａにおいて短絡又は断線が発生した場合、二次コイル２３ａには誘導電圧が発生しないので、アンプＧ２の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ｂにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ｂの出力がＨｉとされる。又、二次コイル２４ａにおいて短絡又は断線が発生した場合も同様に、二次コイル２４ａには誘導電圧が発生しないので、アンプＧ３の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ｃにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ｃの出力がＨｉとされる。
【００２９】
更に、アンプＧ２，Ｇ３からの出力は、減算回路３４に与えられて、アンプＧ２からの出力よりアンプＧ３からの出力が減算される。この減算回路３４で求められた値が、ＬＶＤＴ２ａによる流量制御弁１の開度の検出値として、減算回路３５に送出される。そして、減算回路３５において、ＣＰＵ５より与えられる指令信号の値より減算回路３４からの出力が減算されて、流量制御弁１の開度制御を行うためのパラメータとなる値が得られる。
【００３０】
その後、減算回路３５からの出力が制御信号生成回路３６に与えられ、制御信号生成回路３６において、減算回路３５からの出力に基づいて、微分成分及び積分成分が付加されたＰＩＤフィードバック制御用の制御信号が生成される。この制御信号は、スイッチＳＷを介してサーボ弁４に与えられ、流量制御弁１の開度がＣＰＵ５による指令信号で指示される値に近づくように制御される。
【００３１】
又、ＯＲ回路３７には、上述の遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力とサーボコントローラ３ａの異常を示す信号とが入力される。尚、サーボコントローラ３ａの異常を示す信号は、サーボコントローラ３ａが異常となったときにＨｉとなり、サーボコントローラ３ａが正常に動作しているときはＬｏｗである。よって、遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力及びサーボコントローラ３ａの異常を示す信号のいずれかがＨｉとなったとき、Ｈｉの信号をＯＲ回路３７より出力される。即ち、一次コイル２２ａ、二次コイル２３ａ，２４ａ、サーボコントローラ３ａのいずれかに異常が発生すると、ＯＲ回路３７よりＨｉとなる信号が出力される。
【００３２】
そして、このＯＲ回路３７からの出力が異常検知信号Ｓ１としてスイッチ制御回路３８に与えられるとともに、サーボコントローラ３ｂ内のＯＲ回路３７からの出力が異常検知信号Ｓ２としてスイッチ制御回路３８に与えられる。尚、この異常検知信号Ｓ１，Ｓ２は、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８にも与えられる。又、このサーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８は、サーボコントローラ３ａによってサーボ弁４が制御されており、サーボコントローラ３ｂが待機状態とされているときにＯＮとなり、逆に、サーボコントローラ３ｂによってサーボ弁４が制御されており、サーボコントローラ３ａが待機状態とされているとき、ＯＦＦとなる。
【００３３】
そして、サーボコントローラ３ａによってサーボ弁４が制御され、スイッチ制御回路３８がＯＮであるとき、異常検知信号Ｓ１がＬｏｗであるときは、スイッチ制御回路３８によるスイッチＳＷを接点ａに接続したままとして、サーボコントローラ３ａの制御信号生成回路３６からの制御信号をサーボ弁４に与える。又、異常検知信号Ｓ１がＨｉとなると、異常検知信号Ｓ２がＬｏｗであるときは、スイッチＳＷを接点ｂに接続して、サーボコントローラ３ｂの制御信号生成回路３６からの制御信号をサーボ弁４に与えるようにする。このとき、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８にも信号を与えてＯＮとするとともに、サーボコントローラ３ａのスイッチ制御回路３８をＯＦＦとする。
【００３４】
又、異常検知信号Ｓ１がＨｉとなったときに、異常検知信号Ｓ２もＨｉである場合は、スイッチＳＷを接点ｃに接続して、サーボコントローラ３ａ，３ｂからの制御信号がサーボ弁４に与えられないようにし、流量制御弁１の制御動作を停止するとともに、流量制御弁１が危険な方向に開かないようにする。このとき、流量制御弁１においては、非常遮断油が抜かれることによって、流量制御弁１を瞬間的に閉じる。
【００３５】
更に、サーボコントローラ３ａが待機状態であり、スイッチ制御回路３８がＯＦＦである場合において、異常検出信号Ｓ２がＨｉとなるとともに異常検出信号Ｓ１がＬｏｗであるとき、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８によって、サーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８に信号が与えられて、サーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８がＯＮとなるとともに、サーボコントローラ３ａからの制御信号がサーボ弁４に与えられる。
【００３６】
このように、本実施形態によると、流量制御のフィードバック制御系にＬＶＤＴ及びサーボコントローラを２系統設置し、いずれかに異常が発生したとき、正常に動作している１系統を利用して、流量制御のフィードバック制御を行う。又、両系統に異常が発生した場合は、サーボ弁へ制御信号を与えるための信号線を切断するとともに、流量制御弁の非常遮断油を抜くことで、燃料供給を停止させる。よって、図１のように、本発明の流量制御装置をガスタービンの燃焼器へ供給する燃料の流量制御に利用した場合、燃焼器への燃料供給を安全に監視することができる。
【００３７】
尚、本実施形態においては、ガスタービンシステムにおける燃料の流量制御を行うための流量制御装置として説明したが、ガスタービンシステムのみの適用に限らず、ガスタービン以外のシステムへの適用を行っても構わない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、線形可変差動変圧器を構成する一次コイル及び第１及び第２二次コイルそれぞれにおいて発生する電圧をサーボコントローラで監視することによって、線形可変差動変圧器が正常に動作しているか否かを確認するので、容易に且つ確実に線形可変差動変圧器の状態を確認することができる。よって、この線形可変差動変圧器及びサーボコントローラによるフィードバック制御系を２系統使用することで、正常に動作している系統を利用して流量制御を行うことができ、この流量制御装置を利用するシステムを安全に運営することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の流量制御装置を備えたガスタービンシステムの構成を示すブロック図。
【図２】 本発明の流量制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】 図２の流量制御弁と鉄心との関係を示す概略構成図。
【図４】 図２のサーボコントローラの内部構成を示すブロック図。
【図５】 従来の流量制御装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 流量制御弁
２ａ，２ｂ ＬＶＤＴ
３ 制御装置
３ａ，３ｂ サーボコントローラ
４ サーボ弁
５ ＣＰＵ
６ 燃焼器
７ ガスタービン
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量制御を行うための流量制御弁を備えた流量制御装置に関するもので、特に、流量制御弁の開度を検出するための線形可変差動変圧器を備えた流量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の流量を制御するために流量制御弁が設けられるが、この流量制御弁の開度を検出するために、従来は、ポジショントランスミッタ等が使用されている。開度検出に使用されるポジショントランスミッタは、流量制御弁の開閉を行う弁シリンダの上下運動を回転運動に変換し、この回転運動によって磁気コイルに流れる電流値が変動し、変動した電流値を計測することによって、弁シリンダの位置を検出する。
【０００３】
しかしながら、ポジショントランスミッタを使用した場合、弁シリンダの上下運動を回転運動に変換して位置計測を行うため、実測値が弁シリンダの位置に対して線形的な値でなく、弁開度検出の精度が良くない。又、このような回転運動を行うために、回転軸や軸受などの摺動部が摩耗するため、設置当初の回転角度と変化し、その精度が悪化するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するために、弁シリンダの上下運動を直接測定することで弁シリンダの位置を検出する線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）が用いられる。このＬＶＤＴを備えた流量制御装置の内部構成を、図５に示す。図５において、流量制御弁１に設けられる弁シリンダ１ａに対して、二つのＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂが設置される。このとき、ＬＶＤＴ１００ａが、弁シリンダ１ａと連動する鉄心１０４ａと鉄心１０４ａの周囲に巻回された一次コイル１０１ａ及び二次コイル１０２ａ，１０３ａとによって構成され、又、ＬＶＤＴ１００ｂが、弁シリンダ１ａと連動する鉄心１０４ｂと鉄心１０４ｂの周囲に巻回された一次コイル１０１ｂ及び二次コイル１０２ｂ，１０３ｂとによって構成される。
【０００５】
ＬＶＤＴ１００ａにおいて、巻線が逆方向となる二次コイル１０２ａ，１０３ａが直列に接続され、この二次コイル１０２ａ，１０３ａの直列回路の両端に発生する電圧がサーボコントローラ１０５ａに入力される。このとき、一次コイル１０１ａには、サーボコントローラ１０５ａより交流電圧が与えられ、この一次コイル１０１ａによって発生する磁界に応じて、二次コイル１０２ａ，１０３ａに誘導電圧が発生する。
【０００６】
そして、二次コイル１０２ａ，１０３ａ内を鉄心１０４ａが移動するため、二次コイル１０２ａ，１０３ａそれぞれのインダクタンスが鉄心１０４ａの位置に応じて変化する。よって、巻線が逆方向となるため、二次コイル１０２ａ，１０３ａそれぞれに発生する電圧が互いに打ち消し合い、差動電圧としてサーボコントローラ１０５ａに入力される。尚、ＬＶＤＴ１００ｂにおいても、ＬＶＤＴ１００ａと同一の動作を行うため、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂには、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂより同一の差動電圧が入力される。
【０００７】
このように構成することによって、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂより発生した差動電圧は、弁シリンダ１ａの位置を線形的に表した値となり、その検出値による弁シリンダ１ａの位置測定精度が良くなる。又、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂにおいて、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂそれぞれから与えられる差動電圧をＣＰＵ５より与えられる流量制御弁１の開度を指定する指令信号と比較するとともに、それぞれの比較結果を監視し、その監視結果よりスイッチＳＷａの切換を行う。
【０００８】
このスイッチＳＷａは、流量制御弁１の開度を調整するサーボ弁４に対する制御信号をサーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂのいずれより与えるか選択するためのスイッチであり、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂそれぞれの監視結果によって切り換えられる。即ち、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂの比較結果が異なり、サーボコントローラ１０５ａ，１０５ｂのうちいずれかが故障したと推測されたとき、故障していないと推測されたサーボコントローラからの制御信号をサーボ弁４に与えるように切換制御が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５のようにＬＶＤＴが設置された場合、例えば、一次コイルが断線してコイルに電流が流れなくなったとき、二次コイルに電流が誘導されないので、二次コイルに電流が流れず、鉄心が中央に位置したときと同等の差動電圧がサーボコントローラに与えられ、サーボ弁４を誤って駆動させてしまうことがある。このように、ＬＶＤＴの故障状態によっては、正常範囲となる差動電圧がサーボコントローラに与えられることがあるので、流量制御弁１を誤った方向に誤動作させることがある。
【００１０】
よって、図５のように、ＬＶＤＴ１００ａ，１００ｂを利用した２系統のフィードバック制御を行い、ＬＶＤＴが正常な動作を行っている系統を利用してフィードバック制御を行うようにしても、実際には正常に動作せず、誤動作している場合がある。特に、ガスタービンなどに用いられる燃焼器の燃料制御を行う流量制御弁においては、誤動作させることによって、燃焼器内へ流入する燃料の量を過渡にして、燃焼器内の温度が危険な温度となり、燃焼器を壊してしまうことがある。
【００１１】
尚、このような問題に対して、特開２００１−２９１１８２号公報のような制御装置が提案されているが、当該公報においては、二次コイルそれぞれに発生する電圧の加算値を確認することで異常を確認しており、二次コイルそれぞれの電圧を確認するものではない。
【００１２】
このような問題を鑑みて、本発明は、流量制御弁の開度を検出する線形可変変圧器の異常を確認することができる流量制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流量制御装置は、流体の流量制御を行う流量制御弁と、該流量制御弁の弁シリンダと同一方向に移動するコアを備えるとともに前記弁シリンダの位置を検出する第１及び第２線形可変差動変圧器と、前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれからの検出信号に基づいて前記流量制御弁の開度を制御する制御信号を生成する第１及び第２サーボコントローラと、前記第１及び第２サーボコントローラそれぞれから出力される制御信号を選択して流量制御弁に与えるスイッチと、を備えた流量制御装置において、前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれが、前記コアと、交流電圧が与えられる一次コイルと、一次コイルの励磁電圧によって誘導電圧が発生するとともに並列に接続された２つの第１及び第２二次コイルと、を備え、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記一次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第１整流平滑化回路と、前記第１二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第２整流平滑化回路と、前記第２二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第３整流平滑化回路と、前記第１整流平滑化回路から出力される直流電圧が、第１直流電圧Ｖ１以上第２直流電圧Ｖ２以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第１比較回路と、前記第２及び第３整流平滑化回路それぞれから出力される直流電圧が第３直流電圧Ｖ３（但し、０＜Ｖ３＜Ｖ１）以上第４直流電圧Ｖ４（但し、Ｖ４＞Ｖ２）以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第２及び第３比較回路と、前記第１〜第３比較回路からの出力が入力されるＯＲ回路と、を備え、前記第１サーボコントローラが、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視するとともに、前記第２サーボコントローラが、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視し、前記第１サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第１サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第１サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第２サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換え、又、前記第２サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第２サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第２サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第１サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換えることを特徴とする。
【００１４】
このようにすることで、前記一次コイル及び前記第１及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視して、前記一次コイル及び前記第１及び第２二次コイルのいずれか一つにおいて、短絡又は断線が発生したとき、短絡又は断線したコイルの電圧が動作範囲外となることを確認することができる。そして、このように動作範囲外となる線形可変差動変圧器に基づくフィードバック制御を停止し、他方の線形可変差動変圧器に基づくフィードバック制御を行うようにする。このとき、動作範囲となる電圧範囲が０Ｖよりも高い電圧であるものとする。
【００１６】
又、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記第２及び第３整流平滑回路それぞれから出力される直流電圧の差分値を求める減算回路を備え、該減算回路で求められた差分値により前記流量制御弁の開度を検出する。更に、このとき、前記第１及び第２サーボコントローラが、前記流量制御弁の開度を指定する指令信号と前記減算回路で求められた差分値とを比較した値に基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成回路を備える。
【００１７】
又、前記第１及び第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がともにＨｉとなるとき、前記第１及び第２サーボコントローラの動作を停止するとともに、前記流量制御弁に供給されている非常遮断油を抜いて弁を閉じるようにすることで、前記第１及び第２可変差動変圧器の動作がともに異常となるとき、前記流量制御弁を瞬間的に停止させて、安全な状態で前記流量制御装置を用いたシステムを停止させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施形態では、ガスタービンの燃焼器に供給する燃料供給量を制御する流量制御装置を例に挙げて説明する。図１は、ガスタービンと流量制御装置との関係を示すブロック図である。又、図２は、流量制御装置の各部の関係を示すブロック図である。
【００１９】
図１のように、燃料の供給量が流量制御弁１によって制御されて、燃焼器６に供給されると、燃焼器６によって燃焼された燃焼ガスがガスタービン７を回転させる。又、流量制御弁１の開度が後述するＬＶＤＴ２ａ，２ｂで検出されると、検出値が制御装置３内のサーボコントローラ３ａ，３ｂに与えられ、この検出値に基づいてサーボ弁４を駆動することによって、流量制御弁１の開度が制御される。
【００２０】
図２の流量制御装置は、燃料供給量を設定する流量制御弁１と、流量制御弁１の開度を検出するＬＶＤＴ２ａ，２ｂと、ＬＶＤＴ２ａ，２ｂからの検出値が与えられるサーボコントローラ３ａ，３ｂと、流量制御弁の開度を制御するサーボ弁４と、サーボコントローラ３ａ，３ｂに流量制御弁１の開度を指定する指令信号を送出するＣＰＵ５と、サーボ弁４への制御信号を選択するスイッチＳＷとから構成される。尚、サーボコントローラ３ａ，３ｂ及びＣＰＵ５及びスイッチＳＷによって制御装置３が構成される。
【００２１】
又、ＬＶＤＴ２ａが、流量制御弁１の弁シリンダ１ａと連動する鉄心２１ａを巻回する一次コイル２２ａ及び二次コイル２３ａ，２４ａによって構成されるとともに、ＬＶＤＴ２ｂが、流量制御弁１の弁シリンダ１ａと連動する鉄心２１ｂを巻回する一次コイル２２ｂ及び二次コイル２３ｂ，２４ｂによって構成される。尚、鉄心２１ａ，２１ｂは、図３に示すように、弁シリンダ１ａに対して支持部１１を介して設置され、弁シリンダ１ａの上下運動に連動して、鉄心２１ａ，２１ｂも上下に移動する。
【００２２】
更に、サーボコントローラ３ａ，３ｂの構成を、図４に示す。尚、サーボコントローラ３ａ，３ｂは、同一の構成であるので、サーボコントローラ３ａを代表して説明する。
【００２３】
サーボコントローラ３ａは、一次コイル２２ａに高周波電流を与える発振器３１と、一次コイル２２ａ及び二次コイル２３ａ，２４ａそれぞれにおける交流電圧を整流する整流回路Ｄ１〜Ｄ３と、整流回路Ｄ１〜Ｄ３で整流された電圧を平滑化する平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３と、平滑コンデンサＣ１〜Ｃ３によって平滑化されて得られた直流電圧を増幅するアンプＧ１〜Ｇ３と、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力を正常動作範囲内か否か比較する比較回路３２ａ〜３２ｃと、比較回路３２ａ〜３２ｃからの信号を遅延させる遅延回路３３ａ〜３３ｃと、アンプＧ２，Ｇ３からの出力電圧の差分を求める減算回路３４と、減算回路３４からの出力とＣＰＵ５からの指令信号との差分を求める減算回路３５と、減算回路３５からの出力より制御信号を生成する制御信号生成回路３６と、遅延回路３３ａ〜３３ｃからの出力とサーボコントローラ３ａの異常を示す信号とが入力されるＯＲ回路３７と、ＯＲ回路３７からの出力と他方のサーボコントローラ３ｂ内のＯＲ回路３７からの出力が入力されてスイッチＳＷの切換制御を行うスイッチ制御回路３８とを備える。
【００２４】
このように構成されるＬＶＤＴ２ａ，２ｂ及びサーボコントローラ３ａ，３ｂの動作について、ＬＶＤＴ２ａ及びサーボコントローラ３ａを代表して以下に説明する。発振器３１より高周波電流が一次コイル２２ａに与えられると、この一次コイル２２ａに発生する励磁電圧に誘導されて二次コイル２３ａ，２４ａに交流電圧が発生する。尚、このとき、鉄心２１ａの位置に応じて、二次コイル２３ａ，２４ａに発生する交流電圧の電圧値が変わり、鉄心２１ａの中心が二次コイル２３ａ，２４ａの接続部に位置するとき、二次コイル２３ａ，２４ａのインダクタンスと等しくなるため、二次コイル２３ａ，２４ａに発生する交流電圧が等しくなる。
【００２５】
一次コイル２２ａの励磁電圧が整流回路Ｄ１及び平滑コンデンサＣ１によって直流電圧に変換されてアンプＧ１に与えられるとともに、二次コイル２３ａの誘導電圧が整流回路Ｄ２及び平滑コンデンサＣ２によって、又、二次コイル２４ａの誘導電圧が整流回路Ｄ３及び平滑コンデンサＣ３によって、それぞれ直流電圧に変換されてアンプＧ２，Ｇ３に与えられる。アンプＧ１〜Ｇ３で増幅された直流電圧は、比較回路３２ａ〜３２ｃに与えられ、所定の電圧範囲内にあるか否かが確認される。尚、比較回路３２ａで比較される電圧範囲がＶａ以上Ｖｂ以下であるとともに、比較回路３２ｂ，３２ｃで比較される電圧範囲がＶｃ以上Ｖｄ以下（０＜Ｖｃ＜Ｖａ、Ｖｄ＞Ｖｂ）である。このＶａ以上Ｖｂ以下の電圧範囲及びＶｃ以上Ｖｄ以下の電圧範囲を、以下、正常電圧範囲とする。
【００２６】
そして、比較回路３２ａ〜３２ｃにおいて、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力電圧が正常電圧範囲内となる場合は正常であるとしてその出力をＬｏｗとし、又、アンプＧ１〜Ｇ３からの出力電圧が正常電圧範囲外となる場合は異常であるとしてその出力をＨｉとする。この比較回路３２ａ〜３２ｃからの出力が、遅延回路３３ａ〜３３ｃで所定時間分遅延された後、ＯＲ回路３７に入力される。
【００２７】
即ち、一次コイル２２ａで短絡が発生したとき、一次コイル２２ａにおける励磁電圧が０Ｖとなるため、アンプＧ１の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ａにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ａの出力がＨｉとされる。又、一次コイル２２ａで断線が発生したとき、一次コイル２２ａが励磁されないため、二次コイル２３ａ，２４ａも電磁誘導されないので、アンプＧ１〜Ｇ３の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ａ〜３２ｃにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力がＨｉとされる。
【００２８】
又、二次コイル２３ａにおいて短絡又は断線が発生した場合、二次コイル２３ａには誘導電圧が発生しないので、アンプＧ２の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ｂにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ｂの出力がＨｉとされる。又、二次コイル２４ａにおいて短絡又は断線が発生した場合も同様に、二次コイル２４ａには誘導電圧が発生しないので、アンプＧ３の出力が０Ｖとなり、比較回路３２ｃにおいて異常であることが確認されて、遅延回路３３ｃの出力がＨｉとされる。
【００２９】
更に、アンプＧ２，Ｇ３からの出力は、減算回路３４に与えられて、アンプＧ２からの出力よりアンプＧ３からの出力が減算される。この減算回路３４で求められた値が、ＬＶＤＴ２ａによる流量制御弁１の開度の検出値として、減算回路３５に送出される。そして、減算回路３５において、ＣＰＵ５より与えられる指令信号の値より減算回路３４からの出力が減算されて、流量制御弁１の開度制御を行うためのパラメータとなる値が得られる。
【００３０】
その後、減算回路３５からの出力が制御信号生成回路３６に与えられ、制御信号生成回路３６において、減算回路３５からの出力に基づいて、微分成分及び積分成分が付加されたＰＩＤフィードバック制御用の制御信号が生成される。この制御信号は、スイッチＳＷを介してサーボ弁４に与えられ、流量制御弁１の開度がＣＰＵ５による指令信号で指示される値に近づくように制御される。
【００３１】
又、ＯＲ回路３７には、上述の遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力とサーボコントローラ３ａの異常を示す信号とが入力される。尚、サーボコントローラ３ａの異常を示す信号は、サーボコントローラ３ａが異常となったときにＨｉとなり、サーボコントローラ３ａが正常に動作しているときはＬｏｗである。よって、遅延回路３３ａ〜３３ｃの出力及びサーボコントローラ３ａの異常を示す信号のいずれかがＨｉとなったとき、Ｈｉの信号をＯＲ回路３７より出力される。即ち、一次コイル２２ａ、二次コイル２３ａ，２４ａ、サーボコントローラ３ａのいずれかに異常が発生すると、ＯＲ回路３７よりＨｉとなる信号が出力される。
【００３２】
そして、このＯＲ回路３７からの出力が異常検知信号Ｓ１としてスイッチ制御回路３８に与えられるとともに、サーボコントローラ３ｂ内のＯＲ回路３７からの出力が異常検知信号Ｓ２としてスイッチ制御回路３８に与えられる。尚、この異常検知信号Ｓ１，Ｓ２は、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８にも与えられる。又、このサーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８は、サーボコントローラ３ａによってサーボ弁４が制御されており、サーボコントローラ３ｂが待機状態とされているときにＯＮとなり、逆に、サーボコントローラ３ｂによってサーボ弁４が制御されており、サーボコントローラ３ａが待機状態とされているとき、ＯＦＦとなる。
【００３３】
そして、サーボコントローラ３ａによってサーボ弁４が制御され、スイッチ制御回路３８がＯＮであるとき、異常検知信号Ｓ１がＬｏｗであるときは、スイッチ制御回路３８によるスイッチＳＷを接点ａに接続したままとして、サーボコントローラ３ａの制御信号生成回路３６からの制御信号をサーボ弁４に与える。又、異常検知信号Ｓ１がＨｉとなると、異常検知信号Ｓ２がＬｏｗであるときは、スイッチＳＷを接点ｂに接続して、サーボコントローラ３ｂの制御信号生成回路３６からの制御信号をサーボ弁４に与えるようにする。このとき、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８にも信号を与えてＯＮとするとともに、サーボコントローラ３ａのスイッチ制御回路３８をＯＦＦとする。
【００３４】
又、異常検知信号Ｓ１がＨｉとなったときに、異常検知信号Ｓ２もＨｉである場合は、スイッチＳＷを接点ｃに接続して、サーボコントローラ３ａ，３ｂからの制御信号がサーボ弁４に与えられないようにし、流量制御弁１の制御動作を停止するとともに、流量制御弁１が危険な方向に開かないようにする。このとき、流量制御弁１においては、非常遮断油が抜かれることによって、流量制御弁１を瞬間的に閉じる。
【００３５】
更に、サーボコントローラ３ａが待機状態であり、スイッチ制御回路３８がＯＦＦである場合において、異常検出信号Ｓ２がＨｉとなるとともに異常検出信号Ｓ１がＬｏｗであるとき、サーボコントローラ３ｂ内のスイッチ制御回路３８によって、サーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８に信号が与えられて、サーボコントローラ３ａ内のスイッチ制御回路３８がＯＮとなるとともに、サーボコントローラ３ａからの制御信号がサーボ弁４に与えられる。
【００３６】
このように、本実施形態によると、流量制御のフィードバック制御系にＬＶＤＴ及びサーボコントローラを２系統設置し、いずれかに異常が発生したとき、正常に動作している１系統を利用して、流量制御のフィードバック制御を行う。又、両系統に異常が発生した場合は、サーボ弁へ制御信号を与えるための信号線を切断するとともに、流量制御弁の非常遮断油を抜くことで、燃料供給を停止させる。よって、図１のように、本発明の流量制御装置をガスタービンの燃焼器へ供給する燃料の流量制御に利用した場合、燃焼器への燃料供給を安全に監視することができる。
【００３７】
尚、本実施形態においては、ガスタービンシステムにおける燃料の流量制御を行うための流量制御装置として説明したが、ガスタービンシステムのみの適用に限らず、ガスタービン以外のシステムへの適用を行っても構わない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、線形可変差動変圧器を構成する一次コイル及び第１及び第２二次コイルそれぞれにおいて発生する電圧をサーボコントローラで監視することによって、線形可変差動変圧器が正常に動作しているか否かを確認するので、容易に且つ確実に線形可変差動変圧器の状態を確認することができる。よって、この線形可変差動変圧器及びサーボコントローラによるフィードバック制御系を２系統使用することで、正常に動作している系統を利用して流量制御を行うことができ、この流量制御装置を利用するシステムを安全に運営することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の流量制御装置を備えたガスタービンシステムの構成を示すブロック図。
【図２】 本発明の流量制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】 図２の流量制御弁と鉄心との関係を示す概略構成図。
【図４】 図２のサーボコントローラの内部構成を示すブロック図。
【図５】 従来の流量制御装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１ 流量制御弁
２ａ，２ｂ ＬＶＤＴ
３ 制御装置
３ａ，３ｂ サーボコントローラ
４ サーボ弁
５ ＣＰＵ
６ 燃焼器
７ ガスタービン
Claims (4)
- 流体の流量制御を行う流量制御弁と、該流量制御弁の弁シリンダと同一方向に移動するコアを備えるとともに前記弁シリンダの位置を検出する第１及び第２線形可変差動変圧器と、前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれからの検出信号に基づいて前記流量制御弁の開度を制御する制御信号を生成する第１及び第２サーボコントローラと、前記第１及び第２サーボコントローラそれぞれから出力される制御信号を選択して流量制御弁に与えるスイッチと、を備えた流量制御装置において、
前記第１及び第２線形可変差動変圧器それぞれが、
前記コアと、
交流電圧が与えられる一次コイルと、
一次コイルの励磁電圧によって前記コアの位置に応じた誘導電圧が発生するとともに並列に接続される２つの第１及び第２二次コイルと、
を備え、
前記第１及び第２サーボコントローラが、
前記一次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第１整流平滑化回路と、
前記第１二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第２整流平滑化回路と、
前記第２二次コイルに発生する交流電圧を整流平滑化する第３整流平滑化回路と、
前記第１整流平滑化回路から出力される直流電圧が、第１直流電圧Ｖ１以上第２直流電圧Ｖ２以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第１比較回路と、
前記第２及び第３整流平滑化回路それぞれから出力される直流電圧が第３直流電圧Ｖ３（但し、０＜Ｖ３＜Ｖ１）以上第４直流電圧Ｖ４（但し、Ｖ４＞Ｖ２）以下となる正常な動作範囲にあるときＬｏｗを出力し、正常な動作範囲外となるときＨｉを出力する第２及び第３比較回路と、
前記第１〜第３比較回路からの出力が入力されるＯＲ回路と、
を備え、
前記第１サーボコントローラが、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視するとともに、前記第２サーボコントローラが、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルそれぞれに発生する電圧を監視し、
前記第１サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第１線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第１サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第１サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第２サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換え、
又、前記第２サーボコントローラからの制御信号が前記スイッチによって選択されているとき、前記第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＨｉとなり、前記第２線形可変差動変圧器内の一次コイル及び第１二次コイル及び第２二次コイルのうち少なくとも一つが正常な動作範囲外の電圧を出力したことを確認すると、前記第２サーボコントローラを待機状態として、前記スイッチによる前記第２サーボコントローラからの制御信号の選択を停止するとともに、前記第１サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がＬｏｗであれば、前記第１サーボコントローラからの制御信号が選択されるように前記スイッチを切り換えることを特徴とする流量制御装置。 - 前記第１及び第２サーボコントローラが、前記第２及び第３整流平滑回路それぞれから出力される直流電圧の差分値を求める減算回路を備え、該減算回路で求められた差分値により前記流量制御弁の開度を検出することを特徴とする請求項１に記載の流量制御装置。
- 前記第１及び第２サーボコントローラが、前記流量制御弁の開度を指定する指令信号と前記減算回路で求められた差分値とを比較した値に基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成回路を備えることを特徴とする請求項２に記載の流量制御装置。
- 前記第１及び第２サーボコントローラ内の前記ＯＲ回路の出力がともにＨｉとなるとき、前記第１及び第２サーボコントローラの動作を停止するとともに、前記流量制御弁に供給されている非常遮断油を抜いて弁を閉じることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の流量制御装置。
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