JPH0316517B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はターボ圧縮機の容量制御方法に関
し、特にターボ圧縮機の出力側に設けた放風弁の
制御によつてサージ発生を抑制する制御方法に関
する。

従来技術 ターボ圧縮機の流量制御システムの一つとして
第６図に示すものが従来知られている。第６図に
おいて、ターボ圧縮機１の入力側には吸込絞り弁
２が設けられるとともに、出力側には圧力検出器
３と、この圧力検出器３の出力に応じて吸込絞り
弁２の開度を制御する圧力調節計４とが設けられ
圧力制御ループを構成している。

さらにターボ圧縮機１の出力側には余剰空気を
排出する放風弁５が設けられ、流量検出器６と流
量検出器６の信号により放風弁５の開度を制御す
る流量調節計７とが設けられ、流量制御ループが
構成されている。上記の制御システムにおいて、
ターボ圧縮機１の容量制御は吸込絞り弁２（又は
吸込ガイドベーン）を制御することにより吐出圧
力（流量の場合もある）を一定に制御する。この
場合圧縮機のサージ防止を目的として吸込又は吐
出流量が規定値以下にならないように流量制御ル
ープによつて放風弁５（又はバイパス弁）を制御
する。

しかるにこのような従来の制御方法において
は、圧力制御ループと流量制御ループとが相互に
独立的に作動するようになつているので、二つの
制御ループが制御状態にあると、相互の制御ルー
プの干渉が生じ易く、このため各々単独ループで
は可能なループゲインが得られなく、いづれか片
方又は両方のループゲインを下げる必要が生じ
る。このため負荷変動が発生すると制御量に大き
なオーバシユートが生じ、サージ防止を目的とす
る流量制御にとつて特に問題となる。これを解決
するためにサージマージンを多く取ると放風量が
多くなるという欠点がある。

発明の目的 この発明は上述の欠点を除き、サージの発生を
防止して流量制御と圧力制御動作とを安定に行な
い、かつ放風量も低減できるターボ圧縮機の制御
方法を提供することを目的とする。

発明の構成 本願発明のターボ圧縮機の制御方法は、圧縮機
の吸込流量または吐出流量を検出する流量検出器
と、該検出器からの信号に基づいて圧縮機の吐出
側に設けた放風弁又は、圧縮機の吐出側から吸込
側へのバイパスライン中に設けられたバイパス弁
の開度を制御する流量調節計とで構成した流量制
御ループと、圧縮機の吸込圧力および又は吐出圧
力を検出する圧力検出器と、該検出器からの信号
に基づいて圧縮機の吸込容量調整装置を制御する
圧力調節計とで構成した圧力制御ループとを備え
た容量システムにおいて、圧力検出器で検出した
吐出圧を微分し、その微分結果から、吐出圧が上
昇しているときは、上記放風弁またはバイパス弁
を開側に動作させるべく前記微分出力に対応する
信号を出力する一方、吐出圧が下降しているとき
は、放風弁またはバイパス弁を閉側に動作させる
べく０の信号を出力し、該信号と上記流量調節計
よりの検出信号とを加算して得た信号に基づき上
記放風弁またはバイパス弁の開度を制御すること
を特徴とする。

実施例 第１図において第６図と均等な部分には同じ符
号を付した。

圧力調節計４の出力信号は微分回路１１に印加
され、その微分出力はリミツタ１２に供給され
る。

微分回路１１は、圧力調節計４の出力変化から
圧縮機１の吐出圧が上昇傾向にあるか下降傾向に
あるかを検出し、リミツタ１２は、吐出圧が上昇
傾向にあるときは、放風弁５を開側に動作させる
べく、ある所定上限以下の大きさの信号を出力
し、一方、吐出圧が下降傾向にあるときは、放風
弁５を閉側に動作させるべく、０の信号を出力す
る。

リミツタ１２の出力信号は加算回路１３に印加
されて、流量調節計７の出力信号との和がこの加
算回路１３で演算され、演算に従つて放風弁５の
開度が調節される。

以上の構成において、たとえば負荷が低減して
圧縮機１からの吐出圧が上昇し圧力調節計４の出
力が減少すると吸込絞り弁２は絞られる。一方、
微分回路１１の出力は放風弁５を開側に動作させ
る信号を出力し、その信号はリミツタ１２を介し
て加算回路１３に印加され、流量調節計７の出力
と加算されその加算値にしたがつて放風弁５が開
かれる。

つまり、放風弁５は、圧力制御ループ（リミツ
タ１２の出力）と、流量制御ループ（流量調節計
７の出力）とに基づき制御される。尚、吐出圧の
上昇が大きく、微分回路１１の出力が所定値以上
に大きくなつても、リミツタ１２より出力される
信号に上限があるので、放風弁５の開度に寄与す
る圧力制御ループによる制御量は、ある限度内に
抑えられる。

一方、これとは逆に圧縮機１の吐出圧が下降し
たときは、リミツタ１２は０の信号を出力するの
で放風弁５の開度は、流量制御ループのみにより
制御される。

以上のように微分回路１１の出力はフイードフ
オワード信号として放風弁５に印加されるので、
このフイードフオワード量を調整することによ
り、流量制御ループと圧力制御ループの位相差を
少なくして両ループ間での相互干渉を低減してシ
ステムを安定化することができる。上述の実施例
の動作を第２図のフローチヤートで表わしてい
る。

上記の動作によつて第７図の線ADBに沿つて
システムは作動する。なお曲線ACDは従来の制
御システムの動作曲線である。それ故サージ限界
線Ｓとの距離を大きくとることができ負荷変動に
対するサージ防止特性を改善することができる。

いいかえるとサージ防止線（FIC線）をサージ
線Ｓに近づけることができるのでターボ圧縮機の
放風しない容量調節範囲を大きくとることができ
るようになり、省エネ運転が可能となる。

第３図はこの発明の他の実施例であり放風弁５
に代えて、バイパス弁２０を圧縮機１の吐出側か
ら吸込側へ向かう方向に設けたものである。

そして第１図に示した実施例と同様の微分回路
１１、リミツタ１２で得た信号と流量調節計７で
得た信号とを加算回路１３で加算して、その加算
結果によりバイパス弁２０の開度を制御するもの
である。

第４図は圧力検出器３と圧力調節計４とを圧縮
機１の吸込側に設けて、第３図の実施例における
と同様にバイパス弁２０の開度を加算回路１３の
信号で制御するようにしたものである。

第５図は２つの圧力調節計４ａと４ｂとを圧縮
機１の吸込側と吐出側とに設けて、各圧力調節計
４ａと４ｂの出力をオートセレクタ２１で選択す
るようにしたものである。オートセレクタ２１は
吸込圧が設定値以下になると吸込側の圧力調節計
４ａの出力信号を選択して微分回路１１へ送り、
微分してさらにリミツタ１２を介して加算回路１
３へ送る。

一方、吐出圧が設定値以上になると、オートセ
レクタ２１は、吐出側の圧力調節計４ｂの出力信
号を選択して、上記と同様に、信号を加算回路１
３へ送る。

この構成によつてバイパス弁２０の開度を吸込
側の圧力調節計４ａと吐出側の圧力調節計４ｂの
いずれかの信号に応じて制御し、圧縮機１の吐出
側および吸込圧力が規定値を超えないように保
つ。なおバイパス弁の代わりに出力空気を一部大
気へ放出する放風弁を設けてもよい。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明によればターボ圧
縮機の制御システムにおいて流量制御ループと圧
力制御ループの間の相互干渉を低減できサージ発
生を防止できシステムを容易に安定化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図は第１図の実施例の動作を示すフロー
チヤート、第３図ないし第５図はこの発明の他の
実施例を示すブロツク図、第６図は従来のシステ
ムのブロツク図、第７図は第１図のシステムと第
５図のシステムの流量対吐出圧力の動作曲線であ
る。 １……ターボ圧縮機、２……吸込絞り弁、３…
…圧力検出器、４……圧力調節計、５……放風
弁、６……流量検出器、７……流量調節計、１１
……微分回路、１２……リミツタ、１３……加算
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ターボ圧縮機における容量制御方法であつ
   て、圧縮機の吸込流量または吐出流量を検出する
   流量検出器と、該検出器からの信号に基づいて圧
   縮機の吐出側に設けた放風弁又は、圧縮機の吐出
   側から吸込側へのバイパスライン中に設けられた
   バイパス弁の開度を制御する流量調節計とで構成
   した流量制御ループと、圧縮機の吸込圧力および
   又は吐出圧力を検出する圧力検出器と、該検出器
   からの信号に基づいて圧縮機の吸込容量調節装置
   を制御する圧力調節計とで構成した圧力制御ルー
   プとを備えた容量システムにおいて、圧力検出器
   で検出した吐出圧を微分し、その微分結果から、
   吐出圧が上昇しているときは、上記放風弁または
   バイパス弁を開側に動作させるべく前記微分出力
   に対応する信号を出力する一方、吐出圧が下降し
   ているときは、放風弁またはバイパス弁を閉側に
   動作させるべく０の信号を出力し、該信号と上記
   流量調節計よりの検出信号とを加算して得た信号
   に基づき上記放風弁またはバイパス弁の開度を制
   御することを特徴とするターボ圧縮機の制御方
   法。