JPH03213696A - 圧縮機の旋回失速防止装置 - Google Patents
圧縮機の旋回失速防止装置Info
- Publication number
- JPH03213696A JPH03213696A JP610390A JP610390A JPH03213696A JP H03213696 A JPH03213696 A JP H03213696A JP 610390 A JP610390 A JP 610390A JP 610390 A JP610390 A JP 610390A JP H03213696 A JPH03213696 A JP H03213696A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- rotating stall
- prevention device
- microphone
- stall prevention
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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〕
本発明は、圧縮機の旋回失速防止装置に係り、特に、圧
力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速の防止に好
適な圧縮機の旋回失速防止装置に関する。
力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速の防止に好
適な圧縮機の旋回失速防止装置に関する。
ケーシング内に、複数の静翼列と静翼列間に配列されて
回転する動翼列とを備えて圧縮機流路を形成している高
圧力比の多段軸流圧縮機では、翼列からの流れの剥離に
伴ってセルと呼ばれる部分失速した部分が、圧縮機回転
数の約半分の速度で回転する、いわゆる、旋回失速を起
す場合がある。
回転する動翼列とを備えて圧縮機流路を形成している高
圧力比の多段軸流圧縮機では、翼列からの流れの剥離に
伴ってセルと呼ばれる部分失速した部分が、圧縮機回転
数の約半分の速度で回転する、いわゆる、旋回失速を起
す場合がある。
第３図に圧縮機の圧力−流量特性線図を示すように、旋
回失速には、圧縮機の設計回転数以下の運転曲線（実線
）上の部分回転数で生じるもののほかに、圧力比が高い
サージ限界（−点鎖線）付近で発生するものがある。前
者は一般に、セル数とセルの伝播速度を乗じた翼加振周
波数が翼の一次固有振動数より低く、加振力も小さいた
めに翼振動応力は問題となるほど大きくならない。一方
、後者は圧力が高く加振力が大きく、セル数が一つであ
ることが多いため、軸に対してもアンバランスになる。
回失速には、圧縮機の設計回転数以下の運転曲線（実線
）上の部分回転数で生じるもののほかに、圧力比が高い
サージ限界（−点鎖線）付近で発生するものがある。前
者は一般に、セル数とセルの伝播速度を乗じた翼加振周
波数が翼の一次固有振動数より低く、加振力も小さいた
めに翼振動応力は問題となるほど大きくならない。一方
、後者は圧力が高く加振力が大きく、セル数が一つであ
ることが多いため、軸に対してもアンバランスになる。
このため、翼だけでなく軸にも多大な振動を励起し、場
合によっては、それらの破損につながる。従って、圧力
比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速の防止方法、
および、防止装置の確立は重要な課題である。
合によっては、それらの破損につながる。従って、圧力
比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速の防止方法、
および、防止装置の確立は重要な課題である。
従来の圧力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速の
防止装置は、特開昭６２−１０７２９３号公報及び特開
昭６３−３３９７８号公報記載のものが知られている。
防止装置は、特開昭６２−１０７２９３号公報及び特開
昭６３−３３９７８号公報記載のものが知られている。
これらの発明は、圧力比が高い領域で旋回失速に先行し
てサージングが発生することに着目し、圧縮機本体に取
り付けた圧力センサ、振動センサなどのサージセンサに
よってサージングによる急激な圧力上昇を検出し、制御
回路を通して放風弁を動作して旋回失速を未然に防ぐも
のである。
てサージングが発生することに着目し、圧縮機本体に取
り付けた圧力センサ、振動センサなどのサージセンサに
よってサージングによる急激な圧力上昇を検出し、制御
回路を通して放風弁を動作して旋回失速を未然に防ぐも
のである。
特開昭６２−１０７２９３号公報及び特開昭６３−３３
９７８号公報記載の従来の旋回失速防止装置は、圧縮機
本体に取りつけた圧力センサまたは振動センサなどのサ
ージセンサによってサージングによる圧力上昇を検出す
るものであった。
９７８号公報記載の従来の旋回失速防止装置は、圧縮機
本体に取りつけた圧力センサまたは振動センサなどのサ
ージセンサによってサージングによる圧力上昇を検出す
るものであった。
しかし、これらのサージセンサは圧縮機流路内の温度上
昇によって。
昇によって。
（１）リード線被覆が溶け、絶縁抵抗が低下する。
（２）センサの感度が変化し、補正が難しい。
などの問題があった。
本発明の目的は、圧力比が高いサージ限界付近で生じる
旋回失速を発生後ただちに回避し、信頼性の高い圧縮機
の旋回失速防止装置を提供することにある。
旋回失速を発生後ただちに回避し、信頼性の高い圧縮機
の旋回失速防止装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機の旋回
失速防止装置は、ケーシング内に、複数の静翼列と静翼
列間に配列されて回転する動翼列とを備えて圧縮機流路
を形成する圧縮機において、圧縮機本体外側に設けられ
たマイクロフォンと、このマイクロフォンからの信号を
判断してアクチュエータを作動させる制御回路と、圧縮
機の吐出側に設けられ、アクチュエータによって開閉す
る放風弁手段とで構成したものである。
失速防止装置は、ケーシング内に、複数の静翼列と静翼
列間に配列されて回転する動翼列とを備えて圧縮機流路
を形成する圧縮機において、圧縮機本体外側に設けられ
たマイクロフォンと、このマイクロフォンからの信号を
判断してアクチュエータを作動させる制御回路と、圧縮
機の吐出側に設けられ、アクチュエータによって開閉す
る放風弁手段とで構成したものである。
まず、圧力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失速現
象について説明する。
象について説明する。
第４図は、多段軸流圧縮機で発生した旋回失速の測定結
果で、圧縮機のケーシングにおける壁圧および軸振動の
時刻歴波形図である。
果で、圧縮機のケーシングにおける壁圧および軸振動の
時刻歴波形図である。
図中−点鎖線を境として壁圧、軸振動ともに振幅が急激
に増加している。これは圧縮機で異常な旋回失速が生じ
たためである。この旋回失速が生じると同時に、そのセ
ル数と伝播速度との積で決まる周波数の大きな音が発生
する。
に増加している。これは圧縮機で異常な旋回失速が生じ
たためである。この旋回失速が生じると同時に、そのセ
ル数と伝播速度との積で決まる周波数の大きな音が発生
する。
従って、旋回失速とともに生じる音を圧縮機の本体外側
に設置したマイクロフォンで検出し、その直後に放風弁
を開くことにより圧縮機を無負荷の状態にすれば、旋回
失速をただちに回避することができる。
に設置したマイクロフォンで検出し、その直後に放風弁
を開くことにより圧縮機を無負荷の状態にすれば、旋回
失速をただちに回避することができる。
マイクロフォンは、圧縮機の本体外側に設置されるため
、温度上昇の影響を受けず、上述の課題は解決される。
、温度上昇の影響を受けず、上述の課題は解決される。
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の一実施例に係る圧縮機の旋回失速防
止装置の系統図、第２図は、第１図の回路の動作説明図
である。
止装置の系統図、第２図は、第１図の回路の動作説明図
である。
第１図において、圧縮機１は、ケーシング内に、複数の
静翼列と静翼列間に配列されて回転する動翼列とを備え
て圧縮機流路を形成する多段軸流の圧縮機で、吸入配管
２を介して空気を吸入し、圧縮空気を吐出配列管３に吐
出すものである。
静翼列と静翼列間に配列されて回転する動翼列とを備え
て圧縮機流路を形成する多段軸流の圧縮機で、吸入配管
２を介して空気を吸入し、圧縮空気を吐出配列管３に吐
出すものである。
なお、ガスタービンの場合は、圧縮機で生成された圧縮
空気が燃焼器やタービンへの空気源となるように構成さ
れている。
空気が燃焼器やタービンへの空気源となるように構成さ
れている。
吐出配管３には、バイパス配管４が接続され、その吐出
側には放風弁５が具備されている。
側には放風弁５が具備されている。
放風弁５は、圧縮機１の通常運転時に閉鎖されているが
、緊急時にはアクチュエータ６によって急開口しうるよ
うに構成されている。
、緊急時にはアクチュエータ６によって急開口しうるよ
うに構成されている。
圧縮機１の外側には、マイクロフォン７が取付けられて
おり、これによって圧縮機１より生じる音を検出する。
おり、これによって圧縮機１より生じる音を検出する。
フィルタ回路８では、マイクロフォン７から出力された
信号の高周波ノイズをカットする。整流回路９では、交
流信号をその振幅の大きさに応じた第２図のような直流
信号に変換し、出力判別回路１０に出力する。
信号の高周波ノイズをカットする。整流回路９では、交
流信号をその振幅の大きさに応じた第２図のような直流
信号に変換し、出力判別回路１０に出力する。
出力判別回路１０では、入力電圧の大きさに応じ、予め
設定された基準電圧値以上では成る一定の電圧を発生し
出力するが、それ以外の入力電圧では出力しないように
設定されている。
設定された基準電圧値以上では成る一定の電圧を発生し
出力するが、それ以外の入力電圧では出力しないように
設定されている。
アクチュエータ６は、出力判別回路１０から信号が入力
された場合に限り作動して放風弁５を開口する。
された場合に限り作動して放風弁５を開口する。
マイクロフォン７により、第２図に示すような旋回失速
発生時の大きな音を検出した場合、上述の過程によって
アクチュエータ６が作動し、放風弁５を開口する。放風
弁５の開口によって、圧縮機１は圧力が急激に降下し無
負荷状態になるため、旋回失速発生後、ただちに、回避
することが実現できる。
発生時の大きな音を検出した場合、上述の過程によって
アクチュエータ６が作動し、放風弁５を開口する。放風
弁５の開口によって、圧縮機１は圧力が急激に降下し無
負荷状態になるため、旋回失速発生後、ただちに、回避
することが実現できる。
本実施例によれば、圧縮機の本体外側にマイクロフォン
を取付け、このマイクロフォンからの信号を判断して放
風弁を開口するようにしたので、簡単な制御回路で、圧
力比が高いサージ限界付近に生じる旋回失速を発生後た
だちに防止し、信頼性の高い圧縮機を得ることができる
。
を取付け、このマイクロフォンからの信号を判断して放
風弁を開口するようにしたので、簡単な制御回路で、圧
力比が高いサージ限界付近に生じる旋回失速を発生後た
だちに防止し、信頼性の高い圧縮機を得ることができる
。
また、フィルタ回路８と整流回路９を用いるかわりに、
ＦＦＴアナライザを用いてもよい。その場合は、旋回失
速の周波数における音のレベルがある設定値よりも大き
い時に放風弁が開くように制御すればよい。本実施例に
よれば、旋回失速による周波数成分を、回転次数成分等
から分離できるので、より精度の高い旋回失速防止が可
能である。
ＦＦＴアナライザを用いてもよい。その場合は、旋回失
速の周波数における音のレベルがある設定値よりも大き
い時に放風弁が開くように制御すればよい。本実施例に
よれば、旋回失速による周波数成分を、回転次数成分等
から分離できるので、より精度の高い旋回失速防止が可
能である。
本発明によれば、圧力比が高いサージ限界付近に生じる
旋回失速を発生後、ただちに、回避でき、信頼性の高い
圧縮機の旋回失速防止装置を提供することができる。
旋回失速を発生後、ただちに、回避でき、信頼性の高い
圧縮機の旋回失速防止装置を提供することができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る圧縮機の旋回失速防
止装置の系統図、第２図は、第１図の動作説明図、第３
図は、圧縮機の圧カー流量特性線図、第４図は、多段軸
流圧縮機の壁圧及び軸振動の時刻歴波形図である。 １・・・圧縮機、２・・・吸入配管、３・・・吐出配管
、４・・・バイパス配管、５・・・放風弁、６・・・ア
クチュエータ、７・・・マイクロフォン、８・・・フィ
ルタ、９・・・整流同率 図 纂 図 口開 嘉 ３ 図 流１ａ 図
止装置の系統図、第２図は、第１図の動作説明図、第３
図は、圧縮機の圧カー流量特性線図、第４図は、多段軸
流圧縮機の壁圧及び軸振動の時刻歴波形図である。 １・・・圧縮機、２・・・吸入配管、３・・・吐出配管
、４・・・バイパス配管、５・・・放風弁、６・・・ア
クチュエータ、７・・・マイクロフォン、８・・・フィ
ルタ、９・・・整流同率 図 纂 図 口開 嘉 ３ 図 流１ａ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ケーシング内に、複数の静翼列と前記静翼列間に配
列されて回転する動翼列とを備えて圧縮機流路を形成す
る圧縮機において、 前記圧縮機の本体外側に設けられたマイクロフォンと、
前記マイクロフォンからの信号を判断してアクチュエー
タを作動せしめる制御回路と、前記圧縮機の吐出側に設
けられ、前記アクチュエータによつて開閉する放風弁手
段とを備えていることを特徴とする圧縮機の旋回失速防
止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP610390A JPH03213696A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 圧縮機の旋回失速防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP610390A JPH03213696A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 圧縮機の旋回失速防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213696A true JPH03213696A (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=11629169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP610390A Pending JPH03213696A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 圧縮機の旋回失速防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03213696A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0685652A2 (en) | 1994-05-19 | 1995-12-06 | Ebara Corporation | Surge detection device and turbomachinery therewith |
| JP2012528989A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー | 制御システム |
| WO2018054546A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines turboverdichters, turboverdichter mit pumpgrenzregler und luftzerlegungsanlage |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP610390A patent/JPH03213696A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0685652A2 (en) | 1994-05-19 | 1995-12-06 | Ebara Corporation | Surge detection device and turbomachinery therewith |
| JP2012528989A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー | 制御システム |
| US11378088B2 (en) | 2009-06-05 | 2022-07-05 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Control system for centrifugal compressor |
| WO2018054546A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines turboverdichters, turboverdichter mit pumpgrenzregler und luftzerlegungsanlage |
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