JPH07189986A - ターボ式空気機械のサージング予防制御装置 - Google Patents
ターボ式空気機械のサージング予防制御装置Info
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- JPH07189986A JPH07189986A JP34904093A JP34904093A JPH07189986A JP H07189986 A JPH07189986 A JP H07189986A JP 34904093 A JP34904093 A JP 34904093A JP 34904093 A JP34904093 A JP 34904093A JP H07189986 A JPH07189986 A JP H07189986A
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、圧力の検出のみにより、自
動的且つ時間遅れなくサージングの発生を回避でき、も
しサージングに突入しても速やかにサージング域から脱
出できる簡便で低廉なターボ式空気機械のサージング防
止制御装置を提供するにある。 【構成】 本発明のターボ式空気機械のサージング防止
制御装置は、空気機械の吐出側の空気圧力を検出し電気
信号に変換する圧力発信器１と、該発信器から出力され
る信号のうち特定の帯域の信号のみを通過させる帯域フ
ィルタ２と、基準信号と帯域フィルタの出力信号を比較
しトリガパルスを発生するコンパレータ３と、該コンパ
レータから出力されるパルスにより空気機械の吐出側に
配設した排風弁を段階的に開弁する制御信号を出力する
回避演算器４ａと、排風弁を全開させる制御信号を出力
する脱出演算器４ｂとを有してなることを特徴とする。
動的且つ時間遅れなくサージングの発生を回避でき、も
しサージングに突入しても速やかにサージング域から脱
出できる簡便で低廉なターボ式空気機械のサージング防
止制御装置を提供するにある。 【構成】 本発明のターボ式空気機械のサージング防止
制御装置は、空気機械の吐出側の空気圧力を検出し電気
信号に変換する圧力発信器１と、該発信器から出力され
る信号のうち特定の帯域の信号のみを通過させる帯域フ
ィルタ２と、基準信号と帯域フィルタの出力信号を比較
しトリガパルスを発生するコンパレータ３と、該コンパ
レータから出力されるパルスにより空気機械の吐出側に
配設した排風弁を段階的に開弁する制御信号を出力する
回避演算器４ａと、排風弁を全開させる制御信号を出力
する脱出演算器４ｂとを有してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ターボ式空気機械に適用されるサ
ージングの発生を回避し、サージングが発生した場合は
サージング領域から脱出する制御装置に関する。
ージングの発生を回避し、サージングが発生した場合は
サージング領域から脱出する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボ式の送風機や圧縮機の運転中にサ
ージングが発生すると、風量・風圧が周期的に変動し、
これに伴って機体とそれに連なる弁や管路も振動を起こ
して作動状況が不安定となり、運転の継続が不可能にな
ることもある。従来はサージングへの対応として吐出風
量と風圧を計測し、経験値からサージングが発生するで
あろうと予測される領域を推定し、放風弁を解放するこ
とによりサージングの発生を回避する制御方式が採用さ
れていた。
ージングが発生すると、風量・風圧が周期的に変動し、
これに伴って機体とそれに連なる弁や管路も振動を起こ
して作動状況が不安定となり、運転の継続が不可能にな
ることもある。従来はサージングへの対応として吐出風
量と風圧を計測し、経験値からサージングが発生するで
あろうと予測される領域を推定し、放風弁を解放するこ
とによりサージングの発生を回避する制御方式が採用さ
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
技術によるサージングの回避／脱出の手段には次のよう
な問題点があった。経験値をもとにしてサージングの発
生領域を推定するのでは、空気機械の設置環境や運転条
件等との関連もあり的確な予測とはなり得なかった。ま
た、サージングの発生を機体や回転軸の振動、吸入空気
・吐出空気の温度などにより判定しているため、サージ
ングの発生からその判定までに時間遅れがあった。
技術によるサージングの回避／脱出の手段には次のよう
な問題点があった。経験値をもとにしてサージングの発
生領域を推定するのでは、空気機械の設置環境や運転条
件等との関連もあり的確な予測とはなり得なかった。ま
た、サージングの発生を機体や回転軸の振動、吸入空気
・吐出空気の温度などにより判定しているため、サージ
ングの発生からその判定までに時間遅れがあった。
【０００４】本発明の目的は前記問題点を解決し、サー
ジング近傍では微小な圧力変動を発生し、サージング時
には大きな圧力変動が発生することから、この現象を利
用し、圧力の検出のみにより、自動的に時間遅れなくサ
ージングの発生を回避でき、サージングに突入しても速
やかにサージング域から脱出できる簡便で低廉な制御装
置を提供するにある。
ジング近傍では微小な圧力変動を発生し、サージング時
には大きな圧力変動が発生することから、この現象を利
用し、圧力の検出のみにより、自動的に時間遅れなくサ
ージングの発生を回避でき、サージングに突入しても速
やかにサージング域から脱出できる簡便で低廉な制御装
置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１発明のターボ式空気
機械のサージング予防制御装置は、吐出圧力を検出し電
気信号に変換し増幅して出力する圧力発信器１と、該圧
力発信器の出力信号のうち設定した周波数帯域の信号の
みを通過させる帯域フィルタ２と、圧力変動のレベルに
対応して設定した基準信号と帯域フィルタの出力信号を
比較・判定し、判定結果をトリガパルスとして出力する
コンパレータ３と、該コンパレータから出力されるトリ
ガパルスにより放風弁６に段階的な開度増／開度減の信
号を順次出力するサージング回避演算器４ａとを有して
なることを特徴とする。
機械のサージング予防制御装置は、吐出圧力を検出し電
気信号に変換し増幅して出力する圧力発信器１と、該圧
力発信器の出力信号のうち設定した周波数帯域の信号の
みを通過させる帯域フィルタ２と、圧力変動のレベルに
対応して設定した基準信号と帯域フィルタの出力信号を
比較・判定し、判定結果をトリガパルスとして出力する
コンパレータ３と、該コンパレータから出力されるトリ
ガパルスにより放風弁６に段階的な開度増／開度減の信
号を順次出力するサージング回避演算器４ａとを有して
なることを特徴とする。
【０００６】第２発明のターボ式空気機械のサージング
予防制御装置は、サージングの発生時に検出される特定
周波数の大きな変動圧力の電気信号によってコンパレー
タ３から出力されるトリガパルスにより放風弁６を全開
する制御信号を出力するサージング脱出演算器４ｂを有
してなることのほか前記第１発明の予防制御装置と同様
の構成となっている。
予防制御装置は、サージングの発生時に検出される特定
周波数の大きな変動圧力の電気信号によってコンパレー
タ３から出力されるトリガパルスにより放風弁６を全開
する制御信号を出力するサージング脱出演算器４ｂを有
してなることのほか前記第１発明の予防制御装置と同様
の構成となっている。
【０００７】
【作用】前記した構成による第１発明、第２発明の作用
について説明する。 サージングによる変動圧力は、機体に穿設した圧力
検出孔あるいは該検出孔に接続した導圧管に取付けた圧
力変換器で検出し電気信号に変換する。この電気信号を
圧力発信器の増幅回路で信号処理に適するレベルまで増
幅して出力する。 圧力発振器から出力された信号にはサージングとは
関係のない周波数成分が含まれているが、帯域フィルタ
でそれを減衰させサージング近傍／サージング突入時の
周波数帯域の信号のみを通過させてコンパレータに出力
する。 コンパレータでは基準信号発生回路の出力レベルを
圧力変動のレベルに対応して設定し、該設定基準信号と
帯域フィルタから出力された信号を比較する。設定基準
信号より帯域フィルタの出力信号のほうが高レベルと判
定されると演算器に出力するトリガパルスを発生する。
について説明する。 サージングによる変動圧力は、機体に穿設した圧力
検出孔あるいは該検出孔に接続した導圧管に取付けた圧
力変換器で検出し電気信号に変換する。この電気信号を
圧力発信器の増幅回路で信号処理に適するレベルまで増
幅して出力する。 圧力発振器から出力された信号にはサージングとは
関係のない周波数成分が含まれているが、帯域フィルタ
でそれを減衰させサージング近傍／サージング突入時の
周波数帯域の信号のみを通過させてコンパレータに出力
する。 コンパレータでは基準信号発生回路の出力レベルを
圧力変動のレベルに対応して設定し、該設定基準信号と
帯域フィルタから出力された信号を比較する。設定基準
信号より帯域フィルタの出力信号のほうが高レベルと判
定されると演算器に出力するトリガパルスを発生する。
【０００８】 演算器では、もしサージンク以外の信
号がパルスとして取込まれた場合でも、サージング時の
繰返し特性を利用して、例えば１０秒とした規定時間内
に３回以上のトリガパルスを入力しない限り放風弁への
制御信号を出力しないので、サージングに限定した制御
が可能となる。 サージング近傍での信号とサージング突入時の信号
はコンパレータでの基準信号の出力設定レベルによって
見分けることができる。これは基準信号のレベルと対応
させる圧力変動の信号レベルが、サージング近傍では小
さく、サージンク突入時には大きいことによる。
号がパルスとして取込まれた場合でも、サージング時の
繰返し特性を利用して、例えば１０秒とした規定時間内
に３回以上のトリガパルスを入力しない限り放風弁への
制御信号を出力しないので、サージングに限定した制御
が可能となる。 サージング近傍での信号とサージング突入時の信号
はコンパレータでの基準信号の出力設定レベルによって
見分けることができる。これは基準信号のレベルと対応
させる圧力変動の信号レベルが、サージング近傍では小
さく、サージンク突入時には大きいことによる。
【０００９】
【実施例】図１に第１発明、第２発明の実施例に係る遠
心圧縮機のサージング予防制御装置のシステム構成図を
示した。図１を参照してその構成と作用について説明す
る。遠心圧縮機は羽根車１０の回転によりうず室２０内
で気体を圧縮しその圧力を上昇させる。圧力比が上限に
達するとサージングが発生し、機体とそれに連なる弁や
管路にも振動を生じ作動状況が不安定になる。うず室２
０に穿設した圧力検出孔に圧力変換器１ａを取付けてう
ず室出口部の圧力を検出し電気信号に変換する。この電
気信号を圧力発信機１の増幅回路で信号処理に適するレ
ベルまで増幅して出力する。その際０．５〜２０Ｈｚの
圧力変動Ｂが計測される。なお、サージング近傍では、
ほぼ同一の周波数帯域でサージング時に比べれば小さな
圧力変動Ａが生じる。
心圧縮機のサージング予防制御装置のシステム構成図を
示した。図１を参照してその構成と作用について説明す
る。遠心圧縮機は羽根車１０の回転によりうず室２０内
で気体を圧縮しその圧力を上昇させる。圧力比が上限に
達するとサージングが発生し、機体とそれに連なる弁や
管路にも振動を生じ作動状況が不安定になる。うず室２
０に穿設した圧力検出孔に圧力変換器１ａを取付けてう
ず室出口部の圧力を検出し電気信号に変換する。この電
気信号を圧力発信機１の増幅回路で信号処理に適するレ
ベルまで増幅して出力する。その際０．５〜２０Ｈｚの
圧力変動Ｂが計測される。なお、サージング近傍では、
ほぼ同一の周波数帯域でサージング時に比べれば小さな
圧力変動Ａが生じる。
【００１０】圧力発信器１から出力された変動圧力の信
号にはサージングとは関係のない周波数成分が含まれて
いるが、帯域フィルタ２でそれを減衰させサージング近
傍／サージング時の周波数帯域のみを通過させてコンパ
レータ３に出力する。コンパレータ３では内蔵する基準
信号発生回路の出力レベルを、帯域フィルタ２から入力
する変動圧力の信号のレベルに対応するように設定し、
基準信号と変動圧力の信号を比較する。基準信号より変
動圧力の信号のほうが高レベルであると判定されるとト
リガパルスを発生し、基準信号の設定レベルにより出力
先が回避演算器４ａもしくは脱出演算器４ｂと区分さ
れ、トリガパルスを出力する。
号にはサージングとは関係のない周波数成分が含まれて
いるが、帯域フィルタ２でそれを減衰させサージング近
傍／サージング時の周波数帯域のみを通過させてコンパ
レータ３に出力する。コンパレータ３では内蔵する基準
信号発生回路の出力レベルを、帯域フィルタ２から入力
する変動圧力の信号のレベルに対応するように設定し、
基準信号と変動圧力の信号を比較する。基準信号より変
動圧力の信号のほうが高レベルであると判定されるとト
リガパルスを発生し、基準信号の設定レベルにより出力
先が回避演算器４ａもしくは脱出演算器４ｂと区分さ
れ、トリガパルスを出力する。
【００１１】図１におけるサージング回避演算器４ａで
の信号処理のフローチャートを図２に示す。コンパレー
タ３で発生したトリガパルスが規定時間（例えば１０
秒）以内に規定回数（例えば３回）以上サージング回避
演算器４ａに入力した場合は、明らかにサージング近傍
の圧力変動信号であると判定できるので放風弁６の開度
を規定開度（例えば５％）開く。その後も圧力変動を検
出した場合は、さら弁開度を該時点での開度から規定開
度だけ開き、吐出圧を低下させてサージングの発生を回
避する。
の信号処理のフローチャートを図２に示す。コンパレー
タ３で発生したトリガパルスが規定時間（例えば１０
秒）以内に規定回数（例えば３回）以上サージング回避
演算器４ａに入力した場合は、明らかにサージング近傍
の圧力変動信号であると判定できるので放風弁６の開度
を規定開度（例えば５％）開く。その後も圧力変動を検
出した場合は、さら弁開度を該時点での開度から規定開
度だけ開き、吐出圧を低下させてサージングの発生を回
避する。
【００１２】また、放風弁６が開かれサージング防止が
機能している状況で、規定時間（例えば３０秒）以上に
わたって圧力変動が検出されない場合は、該時点での開
度から規定開度（例えば２％）放風弁６を閉じる。遠心
圧縮機の運転域がサージング近傍を外れて圧力変動が無
い場合は放風弁６は全閉状態となっている。
機能している状況で、規定時間（例えば３０秒）以上に
わたって圧力変動が検出されない場合は、該時点での開
度から規定開度（例えば２％）放風弁６を閉じる。遠心
圧縮機の運転域がサージング近傍を外れて圧力変動が無
い場合は放風弁６は全閉状態となっている。
【００１３】次に図１におけるサージング脱出演算器４
ｂでの信号処理のフローチャートを図３に示した。図１
において、コンパレータ３の基準信号の出力レベルを、
サージング突入時の変動圧力の信号のレベルに対応する
ように設定しておき、基準信号と変動圧力信号を比較・
判定し、トリガパルスをサージング脱出演算器４ｂに出
力する。該演算器に規定時間（例えば１０秒）以内に規
定回数（例えば３回）を超えてトリガパルスが入力した
時点でサージング突入と判定され、回路切換器５が制御
信号ラインから全開信号ラインに切換えられる。この回
路切換えによって放風弁６は全開とされ、圧縮機の吐出
圧力が低下してサージングから脱出する。
ｂでの信号処理のフローチャートを図３に示した。図１
において、コンパレータ３の基準信号の出力レベルを、
サージング突入時の変動圧力の信号のレベルに対応する
ように設定しておき、基準信号と変動圧力信号を比較・
判定し、トリガパルスをサージング脱出演算器４ｂに出
力する。該演算器に規定時間（例えば１０秒）以内に規
定回数（例えば３回）を超えてトリガパルスが入力した
時点でサージング突入と判定され、回路切換器５が制御
信号ラインから全開信号ラインに切換えられる。この回
路切換えによって放風弁６は全開とされ、圧縮機の吐出
圧力が低下してサージングから脱出する。
【００１４】図１に示した実施例では、放風弁６を電磁
制御弁とし、該弁への信号ラインを回路切換器５で切換
える方式としているが、放風弁を空気圧制御弁とし、電
磁式方向制御弁により放風弁に通じる制御用空気流路を
切換える方式も適用できる。
制御弁とし、該弁への信号ラインを回路切換器５で切換
える方式としているが、放風弁を空気圧制御弁とし、電
磁式方向制御弁により放風弁に通じる制御用空気流路を
切換える方式も適用できる。
【００１５】
【発明の効果】サージング現象が生じる流体機械におい
て、変動圧力の検出のみにより、自動的且つ時間遅れな
くサージングの発生を回避し得ると共に、もしサージン
グに突入しても速やかにサージング域から脱出すること
ができる。
て、変動圧力の検出のみにより、自動的且つ時間遅れな
くサージングの発生を回避し得ると共に、もしサージン
グに突入しても速やかにサージング域から脱出すること
ができる。
【図１】第１発明と第２発明の実施例に係る遠心圧縮機
のサージング予防制御装置のシステム構成図。
のサージング予防制御装置のシステム構成図。
【図２】図１におけるサージング回避演算器４ａでの信
号処理のフローチャート。
号処理のフローチャート。
【図３】図１におけるサージング脱出演算器４ｂでの信
号処理のフローチャート。
号処理のフローチャート。
１…圧力発信器、１ｂ…圧力変換器、２…帯域フィル
タ、３…コンパレータ、４ａ…サージング回避演算器、
４ｂ…サージング脱出演算器、５…回路切換器、６…放
風弁、１０…羽根車、２０…うず室。
タ、３…コンパレータ、４ａ…サージング回避演算器、
４ｂ…サージング脱出演算器、５…回路切換器、６…放
風弁、１０…羽根車、２０…うず室。
Claims (2)
- 【請求項１】 ターボ式空気機械において、吐出側の変
動圧力を検出して電気信号に変換する圧力発信器（１）
と、該圧力発信器から出力される信号のうちサージング
近傍ないし発生時の周波数帯域の信号のみを通過させる
帯域フィルタ（２）と、変動圧力のレベルに応じた基準
信号と前記帯域フィルタから出力された信号を比較し、
帯域フィルタからの出力信号のレベルが高い場合に制御
用のパルスを発生するコンパレータ（３）と、該コンパ
レータから出力されるトリガパルスにより放風弁（６）
を段階的に開弁／閉弁する制御信号を出力するサージン
グ回避演算器（４ａ）とを有してなることを特徴とする
ターボ式空気機械のサージング予防制御装置。 - 【請求項２】 サージング発生時に検出される特定周波
数の大きな変動圧力の電気信号によってコンパレータ
（３）から出力されるトリガパルスにより放風弁（６）
を全開させる制御信号を出力するサージング脱出演算器
（４ｂ）を有してなることを特徴とする請求項１記載の
ターボ式空気機械のサージング予防制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34904093A JPH07189986A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ターボ式空気機械のサージング予防制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34904093A JPH07189986A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ターボ式空気機械のサージング予防制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07189986A true JPH07189986A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18401091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34904093A Withdrawn JPH07189986A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | ターボ式空気機械のサージング予防制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07189986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014066209A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 圧縮機、圧縮機の運転制御方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP34904093A patent/JPH07189986A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014066209A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 圧縮機、圧縮機の運転制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |