[發(fā)明專利]泵裝置以及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280069749.0
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN104114865A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 野野村勇治;鈴木佐智惠;絲山龍二;山中秋廣
• 申請（專利權(quán)）人: ULVAC機(jī)工株式會社
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B45/04
• 代理公司: 北京華夏正合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;栗濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種例如作為升壓風(fēng)機(jī)或者升壓泵使用的泵裝置以及其控制方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，作為使燃?xì)夂脱鯕獾葰怏w上升到所期望的壓力的設(shè)備，人們公知一種被稱為升壓風(fēng)機(jī)或者升壓泵的泵裝置。羅茨泵和隔膜泵等作為這種泵裝置使用，例如在下述專利文獻(xiàn)1中記載了一種于燃料電池系統(tǒng)中作為燃?xì)馍龎猴L(fēng)機(jī)來使用的隔膜泵。

在將上述泵裝置于燃料電池系統(tǒng)中使用時，一般采用如下方法，即，為使流量保持穩(wěn)定，在泵吐出側(cè)設(shè)置流量檢測器，利用該流量檢測器的檢出信號來控制泵的馬達(dá)。但是，設(shè)置流量檢測器不但花費(fèi)成本，而且在低流量運(yùn)轉(zhuǎn)時會因脈動影響而無法檢測出正確的流量，從而無法穩(wěn)定控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。

因而，在專利文獻(xiàn)2中記載了一種燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)能檢測出外部空氣溫度，并基于檢測出的外部空氣溫度來校正泵的轉(zhuǎn)動速度。從而能夠在不使用流量檢測器的情況下控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2009-47084號

專利文獻(xiàn)2：日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2007-234443號

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

但是，通過本發(fā)明者的實(shí)驗(yàn)明確證明，在基于外部空氣溫度控制泵的吐出流量的過程中，在使馬達(dá)的轉(zhuǎn)動速度保持一定，外部空氣溫度發(fā)生變化時，因?yàn)闇囟茸兓?時間變化率)，吐出流量產(chǎn)生了很大的偏差。即，在基于外部空氣溫度控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，很難以高再現(xiàn)性使吐出流量保持穩(wěn)定。

鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠不依存于外部空氣溫度而使吐出流量保持穩(wěn)定的泵裝置以及其控制方法。

問題解決方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案所涉及的泵裝置，具有泵主體、溫度傳感器、控制器。

上述泵主體具有吸入口、吐出口、泵室、可動部件和驅(qū)動部。上述泵室可以分別與上述吸入口和上述吐出口連通。上述可動部件交替進(jìn)行上述泵室的吸氣和排氣。上述驅(qū)動部包含馬達(dá)，該馬達(dá)能夠驅(qū)動上述可動部件，并能夠相應(yīng)于轉(zhuǎn)動速度使從上述吐出口吐出的氣體流量發(fā)生變化。

上述溫度傳感器，安裝于上述泵主體上，用于測定從上述吐出口吐出的氣體的溫度或者上述泵主體的溫度，并且輸出包含與上述氣體溫度相關(guān)的信息的溫度信號。

上述控制器具有輸入部、運(yùn)算部、輸出部。上述輸入部被輸入外部信號，該外部信號用來指定從上述吐出口吐出的上述氣體的標(biāo)準(zhǔn)流量。上述運(yùn)算部基于上述溫度信號運(yùn)算出從上述吐出口吐出的上述氣體的實(shí)際流量。上述輸出部輸出用于校正上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動速度的校正信號，以使上述實(shí)際流量與上述標(biāo)準(zhǔn)流量一致。

另外，本發(fā)明的一個技術(shù)方案所涉及的泵裝置的控制方法，包括：

輸出驅(qū)動信號，該驅(qū)動信號用使泵主體的吐出口吐出標(biāo)準(zhǔn)流量氣體的轉(zhuǎn)動速度來驅(qū)動馬達(dá)；

通過安裝于泵主體上的上述溫度傳感器，測定從上述吐出口吐出的氣體的溫度或者上述泵主體的溫度；

基于與上述溫度傳感器的輸出信號所包含的的上述氣體的溫度相關(guān)的溫度信號，運(yùn)算出從上述吐出口吐出的上述氣體的實(shí)際流量。

校正上述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動速度，并將校正后的轉(zhuǎn)動速度信號輸出給上述馬達(dá)，以使上述實(shí)際流量與上述標(biāo)準(zhǔn)流量一致。

附圖說明

圖1是表示適用了本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的泵裝置的泵系統(tǒng)的示意圖。

圖2是表示上述泵裝置的結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。

圖3是表示通過基于環(huán)境溫度來控制轉(zhuǎn)動速度，以使泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的流量變化狀況的一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖4是表示通過基于馬達(dá)表面溫度來控制轉(zhuǎn)動速度，以使泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的流量變化狀況的一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖5是表示上述泵裝置的局部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖6是說明上述泵裝置的控制方法的流程圖。

圖7是說明上述泵裝置的控制方法的主要部分的流程圖。

圖8是說明上述泵裝置的作用的一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖9是說明上述泵裝置的作用的一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖10是用于說明校正系數(shù)的導(dǎo)出方法的馬達(dá)轉(zhuǎn)動速度變化的評價(jià)結(jié)果。

圖11是用于說明校正系數(shù)的導(dǎo)出方法的馬達(dá)轉(zhuǎn)動速度變化的評價(jià)結(jié)果。

圖12是表示被用作校正系數(shù)的近似函數(shù)的圖。

圖13是說明上述泵裝置的作用的一個實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖14是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的泵裝置的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。

圖15是表示適用于上述泵裝置的閥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的剖面立體圖。