JPH02140491A - サージ状態の決定方法 - Google Patents
サージ状態の決定方法Info
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- JPH02140491A JPH02140491A JP1193819A JP19381989A JPH02140491A JP H02140491 A JPH02140491 A JP H02140491A JP 1193819 A JP1193819 A JP 1193819A JP 19381989 A JP19381989 A JP 19381989A JP H02140491 A JPH02140491 A JP H02140491A
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- Japan
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- compressor
- flow
- surge
- signal
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2200/00—Mathematical features
- F05B2200/20—Special functions
- F05B2200/21—Root
- F05B2200/211—Square root
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、遠心力コンプレッサにおけるサージ状態の
決定方法に関する。
決定方法に関する。
〈従来の技術〉
遠心力コンプレッサはサージ現象を呈し易い傾向がある
。サージ現象は個々のコンプレッサ・システムにおける
流れの特定領域において起こることがよく知られている
。上記流れの領域は実験的に決めることができ、その領
域を避ける努力が行われる。また、サージ・ポイントは
コンプレッサの速度に影響される。上述のようなサージ
現象を避けるため、例えば、サージ・ポイントを回避す
るレベルまでコンプレッサ内を通過する流れを増やすた
めに圧縮空気をコンプレッサの吸入口に戻ずようなコン
プレッサ周辺の流路を含めたバイパス・システムが用い
られた。また、このような流路においてシステムを制御
するためにバイパス弁が用いられた。
。サージ現象は個々のコンプレッサ・システムにおける
流れの特定領域において起こることがよく知られている
。上記流れの領域は実験的に決めることができ、その領
域を避ける努力が行われる。また、サージ・ポイントは
コンプレッサの速度に影響される。上述のようなサージ
現象を避けるため、例えば、サージ・ポイントを回避す
るレベルまでコンプレッサ内を通過する流れを増やすた
めに圧縮空気をコンプレッサの吸入口に戻ずようなコン
プレッサ周辺の流路を含めたバイパス・システムが用い
られた。また、このような流路においてシステムを制御
するためにバイパス弁が用いられた。
その際に、サージ現象開始の検知とバイパス弁の制御に
よってサージ現象を避けるために二つの既知の方法が用
いられている。第１の方法においては、コンプレッサ・
システムにおけるサージ流の範囲が実験的に決められる
。そして、コンプレッサが臨海領域に近付いたときに信
号を発生してサージ現象の開始に応じてバイパス・シス
テムを操作する手段を用いるものである。典型的なこの
ような手段としてはコンプレッサによって生じる圧力差
を検知する手段がある。この圧力差はほぼコンプレッサ
速度の２乗で変動する。したがって、圧力および流量に
対してプロットされたサージ開始境界線は放物線を呈す
る。バイパス・システムを操作するために放物曲線を使
用することは困難であるので、従来のアプローチにおい
ては、流量の２乗で、したがってコンプレッサ速度の２
乗で変化するような流ｍ計の前後での圧力減少を用いて
いる。流量計の前後でのコンプレッサ圧力の増加率およ
び減少率は、流量や速度には関係の無い比較的に定数に
なっている。したがって、この比は実験的に決定した定
数との比較によってサージ防止用のバイパス弁を制御す
るのに有用である。
よってサージ現象を避けるために二つの既知の方法が用
いられている。第１の方法においては、コンプレッサ・
システムにおけるサージ流の範囲が実験的に決められる
。そして、コンプレッサが臨海領域に近付いたときに信
号を発生してサージ現象の開始に応じてバイパス・シス
テムを操作する手段を用いるものである。典型的なこの
ような手段としてはコンプレッサによって生じる圧力差
を検知する手段がある。この圧力差はほぼコンプレッサ
速度の２乗で変動する。したがって、圧力および流量に
対してプロットされたサージ開始境界線は放物線を呈す
る。バイパス・システムを操作するために放物曲線を使
用することは困難であるので、従来のアプローチにおい
ては、流量の２乗で、したがってコンプレッサ速度の２
乗で変化するような流ｍ計の前後での圧力減少を用いて
いる。流量計の前後でのコンプレッサ圧力の増加率およ
び減少率は、流量や速度には関係の無い比較的に定数に
なっている。したがって、この比は実験的に決定した定
数との比較によってサージ防止用のバイパス弁を制御す
るのに有用である。
サージ・コントロールの他の従来法として振動を検知で
きる手段を用いる方法がある。サージ開始の合図として
特徴のある振動か観測できる。バイパス弁は、臨海領域
を避けるためにコンプレッサを通過する流れの状態を人
工的に変えるように制御される。
きる手段を用いる方法がある。サージ開始の合図として
特徴のある振動か観測できる。バイパス弁は、臨海領域
を避けるためにコンプレッサを通過する流れの状態を人
工的に変えるように制御される。
サージ現象の懸念があるようなコンプレッサ・システム
は、−船釣に値“２°付近のコンプレッサ圧力増加率を
有する。コンプレッサ・ヘッドにおける利得（ｈｅａｄ
ｇａｉｎ）はコンプレッサ速度の２乗で変化する。こ
のコンプレッサ・ヘッドにおける利得は圧力上昇と以下
に示すような関係がある。
は、−船釣に値“２°付近のコンプレッサ圧力増加率を
有する。コンプレッサ・ヘッドにおける利得（ｈｅａｄ
ｇａｉｎ）はコンプレッサ速度の２乗で変化する。こ
のコンプレッサ・ヘッドにおける利得は圧力上昇と以下
に示すような関係がある。
１−１ ＝ （Ｒ−Ｔ ａｖｇｉｎ（Ｐ ｔ／ Ｐ 、
））／Ｗｍここで、 Ｒ：ガス定数 ’Ｌ”ａｖｅ： コンプレッサの平均温度Ｗｍ：分子量 Ｐ ｔ／ｐ ｌ ： コンプレッサにおける圧力増加 １４：ヘッド Ｐｔ／Ｐ＋の小さい値に対するＩｎ（Ｐ −／Ｐ Ｉ）
の値は以下の表に示すように（ｐ ｔ Ｐ ｌ）／Ｐ
ｌの値に近付く。
））／Ｗｍここで、 Ｒ：ガス定数 ’Ｌ”ａｖｅ： コンプレッサの平均温度Ｗｍ：分子量 Ｐ ｔ／ｐ ｌ ： コンプレッサにおける圧力増加 １４：ヘッド Ｐｔ／Ｐ＋の小さい値に対するＩｎ（Ｐ −／Ｐ Ｉ）
の値は以下の表に示すように（ｐ ｔ Ｐ ｌ）／Ｐ
ｌの値に近付く。
Ｐｊ／Ｐ、 ！、００１１．＋ １．２ １
．５ ２．０ ３．０ １０．０Ｉｎ（Ｐ、／Ｐ
、） ０．００１ ．０９５ ．１８２ ．４Ｇ５ ．
６９０１．０９９ ２．３０３丑窃足、９９９．９５０
．９１０．８１０．６９（１，５５Ｇ 、２６０」二
連のことから、圧力上昇率が非常に小さい場合に比（ｐ
！−Ｐ 、）／Ｐ 、はＰ 、／Ｐ 、の対数の値に
等しくなるということが分かる。換言すれば、低圧力比
においては、コンプレッサ圧力上昇に基づ〈従来法は正
しいと言える。しかしながら、それと同時に、誤差は圧
力比の上昇と共に急激に」１昇すると言える。圧力比！
、１：１における誤差は５％であり、圧力比２；ｌにお
ける誤差は３１％である。
．５ ２．０ ３．０ １０．０Ｉｎ（Ｐ、／Ｐ
、） ０．００１ ．０９５ ．１８２ ．４Ｇ５ ．
６９０１．０９９ ２．３０３丑窃足、９９９．９５０
．９１０．８１０．６９（１，５５Ｇ 、２６０」二
連のことから、圧力上昇率が非常に小さい場合に比（ｐ
！−Ｐ 、）／Ｐ 、はＰ 、／Ｐ 、の対数の値に
等しくなるということが分かる。換言すれば、低圧力比
においては、コンプレッサ圧力上昇に基づ〈従来法は正
しいと言える。しかしながら、それと同時に、誤差は圧
力比の上昇と共に急激に」１昇すると言える。圧力比！
、１：１における誤差は５％であり、圧力比２；ｌにお
ける誤差は３１％である。
〈発明の目的１手段、効果〉
この発明は、コンプレッサ・システムにおけるサージを
制御するための低価格で簡単な方法および装置を口蓋し
たものである。速度信号は流量信号の平方根と共に使用
され、この流量信号は速度信号との比で示された場合に
、サージ現象の可能性に影響を及ぼすようなコンプレッ
サ状態の確実な尺度を与えるのである。このような比と
実験的に決定された定数との比較することによって、コ
ンプレッサを通過する流量の増加を促進させるためにバ
イパス弁やそれと同様のものが動作させられるようなサ
ージ現象の正確な予報が与えられるのである。
制御するための低価格で簡単な方法および装置を口蓋し
たものである。速度信号は流量信号の平方根と共に使用
され、この流量信号は速度信号との比で示された場合に
、サージ現象の可能性に影響を及ぼすようなコンプレッ
サ状態の確実な尺度を与えるのである。このような比と
実験的に決定された定数との比較することによって、コ
ンプレッサを通過する流量の増加を促進させるためにバ
イパス弁やそれと同様のものが動作させられるようなサ
ージ現象の正確な予報が与えられるのである。
そこで、この発明の目的は、コンプレッサ・システムに
おける改善されたサージ状態の決定方法を提供すること
にある。
おける改善されたサージ状態の決定方法を提供すること
にある。
〈実施例〉
第１図はコンプレッサ１０を概略的に示している。吐出
流が流路１４を通って吐出される間に、コンプレッサへ
の吸入流は流路１２を通って供給される。バイパス・ラ
イン１６は吐出流路１４から吸入流路１２へ延在して示
されている。バイパス弁１８はバイパス・ライン１６を
通る流れを制御する。そして、バイパス・ライン１６は
、バイパス弁１８が開いたときに吸入流路１２へ戻る高
圧流を吐出流路１４から受は取るのである。この流れの
方向転換は、サージが起きる可能性のある流れの領域を
避けるための手法としてコンプレッサが受は取る流れの
１を増加させる。
流が流路１４を通って吐出される間に、コンプレッサへ
の吸入流は流路１２を通って供給される。バイパス・ラ
イン１６は吐出流路１４から吸入流路１２へ延在して示
されている。バイパス弁１８はバイパス・ライン１６を
通る流れを制御する。そして、バイパス・ライン１６は
、バイパス弁１８が開いたときに吸入流路１２へ戻る高
圧流を吐出流路１４から受は取るのである。この流れの
方向転換は、サージが起きる可能性のある流れの領域を
避けるための手法としてコンプレッサが受は取る流れの
１を増加させる。
吸入流路１２と関連のあるものとしてエルボ−２０が在
る。このようなエルボ−は流量検出方法の創作に好都合
な機構を与える。エルボ−を通過する流量の２乗で変化
するようなエルボ−による圧力低下を確証するために、
圧力がエルボ−２０の上流と下流の両方で計測される。
る。このようなエルボ−は流量検出方法の創作に好都合
な機構を与える。エルボ−を通過する流量の２乗で変化
するようなエルボ−による圧力低下を確証するために、
圧力がエルボ−２０の上流と下流の両方で計測される。
エルボ−２０においてこのようにして流量を計測する計
測器２２が図式的に示されている。
測器２２が図式的に示されている。
コンブレッザ袖に連結されている典型的なトランスデユ
ーサであるセンサ２４は、コンプレッサ速度の検出に使
用される。流ｍ信号と流速信号はコンバータ２８に入力
される。流量に直接比例した表示を得るために、流量信
号は最初コンバータ２８によって平方根に変換される。
ーサであるセンサ２４は、コンプレッサ速度の検出に使
用される。流ｍ信号と流速信号はコンバータ２８に入力
される。流量に直接比例した表示を得るために、流量信
号は最初コンバータ２８によって平方根に変換される。
コンバータ２６はセンサ２４とコンバータ２８からの信
号を受け、上記二つの信号の比を設定する。この比は次
にコンプレッサ・システムの実験結果によって設定され
た定数と比較される。そして、コンプレッサ・システム
の状態が定数に近い比の値を示すような状態である場合
には、コンバータ２６からの信号は流れが流路１６を通
過するようにバイパス・バルブ１８を動作させるのであ
る。
号を受け、上記二つの信号の比を設定する。この比は次
にコンプレッサ・システムの実験結果によって設定され
た定数と比較される。そして、コンプレッサ・システム
の状態が定数に近い比の値を示すような状態である場合
には、コンバータ２６からの信号は流れが流路１６を通
過するようにバイパス・バルブ１８を動作させるのであ
る。
通常、コンプレッサ・システムにおいてはコンプレッサ
速度検出トランスデューザと流ｍ計が用いられている。
速度検出トランスデューザと流ｍ計が用いられている。
したがって、バイパス・システムの確立に際して特に検
出装置を付加する必要はないのである。また、従来のコ
ンバータは、適切な制御システムを形成するためのバル
ブ制御装置と組み合わ仕て使用される。サージ・コント
ロール・システムが動作状態になるような上記比の値は
、電気的構成要素のいずれかにおける単純な量の調整に
よって調節可能である。例えば、システムによって検出
された一ヒ記比の値を調節するためには速度信号が拡大
される。このような調整は、コンプレッサ・システムの
新しい運転状態を樹立するような定数との比較に帰着さ
せられる。
出装置を付加する必要はないのである。また、従来のコ
ンバータは、適切な制御システムを形成するためのバル
ブ制御装置と組み合わ仕て使用される。サージ・コント
ロール・システムが動作状態になるような上記比の値は
、電気的構成要素のいずれかにおける単純な量の調整に
よって調節可能である。例えば、システムによって検出
された一ヒ記比の値を調節するためには速度信号が拡大
される。このような調整は、コンプレッサ・システムの
新しい運転状態を樹立するような定数との比較に帰着さ
せられる。
したがって、コンプレッサ・システムにおけるサージ現
象の正確な制御を安価に行なえる方法および装置が明ら
かにされた。この発明の実施例および応用例が図示され
記述されたが、当業者によりてこの発明の概念から外れ
ることなく多くの修正が可能であることが明らかである
。それゆえに、この発明は特許請求の範囲の精神以外に
おいては何等制限されるものではないのである。
象の正確な制御を安価に行なえる方法および装置が明ら
かにされた。この発明の実施例および応用例が図示され
記述されたが、当業者によりてこの発明の概念から外れ
ることなく多くの修正が可能であることが明らかである
。それゆえに、この発明は特許請求の範囲の精神以外に
おいては何等制限されるものではないのである。
第１図はコンプレッサ・システムおよびコンプレッサ・
システムに結合されたサージ制御システムの概略図であ
る。 １０・・・コンプレッサ、１２・・・吸入側の流路、１
４・・・吐出側の流路、 １６・・・バイパス・ライ
ン、Ｉ８・・・バイパス弁、２０・・・エルボ−２２・
・・計測器（流ｍ計）、２４・・・センサ、２６．２８
・・・コンバータ。 特許出願人 ロートフロー・コーポレーション代理人
弁理士 青 山 葆 はか１名メンσ／
システムに結合されたサージ制御システムの概略図であ
る。 １０・・・コンプレッサ、１２・・・吸入側の流路、１
４・・・吐出側の流路、 １６・・・バイパス・ライ
ン、Ｉ８・・・バイパス弁、２０・・・エルボ−２２・
・・計測器（流ｍ計）、２４・・・センサ、２６．２８
・・・コンバータ。 特許出願人 ロートフロー・コーポレーション代理人
弁理士 青 山 葆 はか１名メンσ／
Claims (1)
- （１）コンプレッサ速度に比例した第１の信号を生じる
ためにコンプレッサの速度を直接検出するステップと、 流れにおける圧力減少を測定する流れ検出システムを用
いてコンプレッサに流入する流れを検出して、圧力減少
に比例するセンサー信号を発生させ、このセンサー信号
をコンプレッサ流量および上記センサー信号の平方根に
比例する第２の信号に変換するステップと、 上記第１と第２の信号の比をコンプレッサにおけるサー
ジ状態を表す設定された定数と比較するステップを備え
るコンプレッサにおけるサージ状態の決定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US225,235 | 1981-01-15 | ||
| US07/225,235 US5002459A (en) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | Surge control system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140491A true JPH02140491A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2695929B2 JP2695929B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=22844090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193819A Expired - Lifetime JP2695929B2 (ja) | 1988-07-28 | 1989-07-26 | サージ状態の決定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5002459A (ja) |
| EP (1) | EP0352469A3 (ja) |
| JP (1) | JP2695929B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021502511A (ja) * | 2017-10-31 | 2021-01-28 | クライオスター・ソシエテ・パール・アクシオンス・サンプリフィエ | 圧縮機の出口圧力を制御するための方法 |
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