JPS6219694B2 - - Google Patents
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- JPS6219694B2 JPS6219694B2 JP7495878A JP7495878A JPS6219694B2 JP S6219694 B2 JPS6219694 B2 JP S6219694B2 JP 7495878 A JP7495878 A JP 7495878A JP 7495878 A JP7495878 A JP 7495878A JP S6219694 B2 JPS6219694 B2 JP S6219694B2
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- JP
- Japan
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- surging
- pressure
- fluid machine
- converter
- frequency
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 18
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
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- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、コンプレツサ、送風機、ポンプ等
の流体機械のサージングおよび旋回失速を電気的
に検出し警報を発信するようにした流体機械にお
けるサージングえよび旋回失速の警報方法に関す
る。
の流体機械のサージングおよび旋回失速を電気的
に検出し警報を発信するようにした流体機械にお
けるサージングえよび旋回失速の警報方法に関す
る。
コンプレツサにおいて、インペラが疲労、破損
する場合が生じることがあるが、この原因の１つ
として、コンプレツサの運転中のサージングまた
は旋回失速が考えられる。もし、運転中にこのよ
うな現象が生じた場合は直ちに対策を必要とする
ため従来の監視する装置として特公昭38−13841
号がある。この装置は軸流圧縮機の翼列間に圧力
の取出口を設け、これに時定数の異なる２本の空
気導管を結合し他端を差圧計に接続したものであ
る。
する場合が生じることがあるが、この原因の１つ
として、コンプレツサの運転中のサージングまた
は旋回失速が考えられる。もし、運転中にこのよ
うな現象が生じた場合は直ちに対策を必要とする
ため従来の監視する装置として特公昭38−13841
号がある。この装置は軸流圧縮機の翼列間に圧力
の取出口を設け、これに時定数の異なる２本の空
気導管を結合し他端を差圧計に接続したものであ
る。
すなわち、旋回失速時に発生する特有の周波数
の圧力変動に整合するように空気導管の直径、長
さ、および紋りなどを設定しておくことにより旋
回失速に伴なう周期的圧力変化だけを検出指示さ
せるようにしたものであるが接続する空気導管の
形状、寸法によつて測定可能な周波数が決定され
るため周波数を変更するには空気導管をその都度
取替えねばならないという欠点があつた。
の圧力変動に整合するように空気導管の直径、長
さ、および紋りなどを設定しておくことにより旋
回失速に伴なう周期的圧力変化だけを検出指示さ
せるようにしたものであるが接続する空気導管の
形状、寸法によつて測定可能な周波数が決定され
るため周波数を変更するには空気導管をその都度
取替えねばならないという欠点があつた。
この発明は、上記の点にかんがみ提案されたも
ので、コンプレツサ、送風機、ポンプ等の流体機
械のケーシングに圧力―電気変換器を固着し、内
部圧力変動を検知して電気信号として取り出し、
この電気信号を分岐させ一方の電気信号を上記流
体機械のサージングおよび旋回失速時に発生する
特有の振動数に同調するように予め選択された振
動成分のみを増幅する選択増幅器に入力し、他の
一方の電気信号を符号変換器の入力とし、選択増
幅器の出力と、符号変換器の出力を比較演算して
これらの差が予め定めた基準値以上になつたとき
に警報を発信させることを特徴とするものであ
る。
ので、コンプレツサ、送風機、ポンプ等の流体機
械のケーシングに圧力―電気変換器を固着し、内
部圧力変動を検知して電気信号として取り出し、
この電気信号を分岐させ一方の電気信号を上記流
体機械のサージングおよび旋回失速時に発生する
特有の振動数に同調するように予め選択された振
動成分のみを増幅する選択増幅器に入力し、他の
一方の電気信号を符号変換器の入力とし、選択増
幅器の出力と、符号変換器の出力を比較演算して
これらの差が予め定めた基準値以上になつたとき
に警報を発信させることを特徴とするものであ
る。
上記のような構成を有する本発明によれば、流
体機械に発生するサージング及び旋回失速減少が
電気的に検出されるので、たとえサージング及び
旋回失速時に発生する内部圧力変動の周波数特性
が変化しても選択増幅器の調整により容易にサー
ジング及び旋回失速が検出され、警報が発信され
ることになる。
体機械に発生するサージング及び旋回失速減少が
電気的に検出されるので、たとえサージング及び
旋回失速時に発生する内部圧力変動の周波数特性
が変化しても選択増幅器の調整により容易にサー
ジング及び旋回失速が検出され、警報が発信され
ることになる。
以下、この発明の流体機械におけるサージング
および旋回失速の警報方法の実施例について図面
に基づき説明する。第１図はその一実施例に適用
される警報装置の構成を示すブロツク図である。
この第１図における１はコンプレツサまたはブロ
ア等の流体機械である。この流体機械１の所定個
所には圧力―電気変換器２が固着されている。こ
の圧力―電気変換器２は流体機械１の内部で生じ
る圧力変動を電気信号として検出するためのもの
である。この圧力―電気変換器２の出力端は増幅
器３の入力端に接続されている。
および旋回失速の警報方法の実施例について図面
に基づき説明する。第１図はその一実施例に適用
される警報装置の構成を示すブロツク図である。
この第１図における１はコンプレツサまたはブロ
ア等の流体機械である。この流体機械１の所定個
所には圧力―電気変換器２が固着されている。こ
の圧力―電気変換器２は流体機械１の内部で生じ
る圧力変動を電気信号として検出するためのもの
である。この圧力―電気変換器２の出力端は増幅
器３の入力端に接続されている。
圧力―電気変換器２で得られた電気信号は増幅
器３で増幅され、増幅器３の出力信号４となる
が、この出力信号４は２分岐されるようになつて
いる。そのうちの一方は極性変換器５に導入さ
れ、この極性変換器５を通つた後、演算部６の第
１の入力となるように構成されている。また、上
記出力信号４のうちの他方は選択増幅部７を通し
て演算部６の第２の入力となるように構成されて
いる。
器３で増幅され、増幅器３の出力信号４となる
が、この出力信号４は２分岐されるようになつて
いる。そのうちの一方は極性変換器５に導入さ
れ、この極性変換器５を通つた後、演算部６の第
１の入力となるように構成されている。また、上
記出力信号４のうちの他方は選択増幅部７を通し
て演算部６の第２の入力となるように構成されて
いる。
この演算部６は第１の入力と第２の入力の代数
和を求めるものであり、この演算部６の出力は指
示警報計８に送出させ、そこで、その値が指示さ
れるようになつている。そして、その指示値が予
め設定された値を越えると、指示警報計８から警
報出力９を発生するようになつている。この警報
出力９は警報器１０に送られると、警報器１０が
鳴動するようになつている。
和を求めるものであり、この演算部６の出力は指
示警報計８に送出させ、そこで、その値が指示さ
れるようになつている。そして、その指示値が予
め設定された値を越えると、指示警報計８から警
報出力９を発生するようになつている。この警報
出力９は警報器１０に送られると、警報器１０が
鳴動するようになつている。
ここで、上記選択増幅部７の性能について詳細
に説明する。この選択増幅部７の周波数特性は第
２図に示されており、この第２図は横軸に周波数
をとり、縦軸に増幅度をとつて示している。こ
の第２図に示すように、サージングおよび旋回失
速時に発生する特有の周波数１，２（サージ
ング周波数）、３（旋回失速周波数）（以下、こ
れらをサージング周波数と云う）の信号が入力さ
れたときのみ、その信号を増幅し、それ以外の周
波数成分の信号については増幅しない機能を有す
るものである。
に説明する。この選択増幅部７の周波数特性は第
２図に示されており、この第２図は横軸に周波数
をとり、縦軸に増幅度をとつて示している。こ
の第２図に示すように、サージングおよび旋回失
速時に発生する特有の周波数１，２（サージ
ング周波数）、３（旋回失速周波数）（以下、こ
れらをサージング周波数と云う）の信号が入力さ
れたときのみ、その信号を増幅し、それ以外の周
波数成分の信号については増幅しない機能を有す
るものである。
この選択増幅部７は公知のものを用いているの
で、詳細な回路構成については説明を省略する
が、入力信号成分中、第２図にて示した特定の周
波数成分、すなわち、サージング周波数のみ増幅
する機能を有するものであれば、どのような回路
構成であつてもよい。一般的には、共振回路、同
調回路、帯域増幅回路などの組合せが考えられ
る。
で、詳細な回路構成については説明を省略する
が、入力信号成分中、第２図にて示した特定の周
波数成分、すなわち、サージング周波数のみ増幅
する機能を有するものであれば、どのような回路
構成であつてもよい。一般的には、共振回路、同
調回路、帯域増幅回路などの組合せが考えられ
る。
また、サージング周波数１，２，３，…
は対象とする流体機械の種類、大きさ、運転条件
などによつて異なるため、予め試運転時に計測確
認しておき、その周波数により選択増幅部７を調
整する。すなわち、サージング周波数１，
２，３，…は任意に設定できる構造である。
は対象とする流体機械の種類、大きさ、運転条件
などによつて異なるため、予め試運転時に計測確
認しておき、その周波数により選択増幅部７を調
整する。すなわち、サージング周波数１，
２，３，…は任意に設定できる構造である。
ここで、上述の増幅器３の出力を極性変換器５
および選択増幅部７との分岐回路を通過させて分
岐させる理由について概述することにする。この
分岐回路を設けなければ、第３図（流量比対圧力
比の関係を示す図）のように、圧力比の小さいと
ころで起こるサージと、圧力比の高いところで起
こるサージに対して、高いところで起こるサージ
に常に感応するために不都合を生じるからであ
る。この第３図におけるａはサージ線、ｂは作動
曲線、ｃ，ｄは旋回失速を示す。
および選択増幅部７との分岐回路を通過させて分
岐させる理由について概述することにする。この
分岐回路を設けなければ、第３図（流量比対圧力
比の関係を示す図）のように、圧力比の小さいと
ころで起こるサージと、圧力比の高いところで起
こるサージに対して、高いところで起こるサージ
に常に感応するために不都合を生じるからであ
る。この第３図におけるａはサージ線、ｂは作動
曲線、ｃ，ｄは旋回失速を示す。
また、第４図ａは上記圧力比の低いときの現象
の場合（共振周波数のないとき）でり、選択増幅
部７として、共振回路を用いた場合である。ま
た、第４図ｂ、第４図ｃのいずれも、選択増幅部
７として、第４図ａと同様に、共振回路を使用し
たもので、第４図ｂの場合は圧力比の高いときの
現象（共振周波数のないとき）である。そして、
第４図ｃの場合は圧力比が低いとき、高いときで
も可とするもので、共振周波数を含む場合で、警
報器１０が作動するときである。
の場合（共振周波数のないとき）でり、選択増幅
部７として、共振回路を用いた場合である。ま
た、第４図ｂ、第４図ｃのいずれも、選択増幅部
７として、第４図ａと同様に、共振回路を使用し
たもので、第４図ｂの場合は圧力比の高いときの
現象（共振周波数のないとき）である。そして、
第４図ｃの場合は圧力比が低いとき、高いときで
も可とするもので、共振周波数を含む場合で、警
報器１０が作動するときである。
次に、上述の第１図の警報装置によりこの発明
の流体機械におけるサージングおよび旋回失速の
警報方法について、サージングおよび旋回失速の
現象を生じていない場合と、サージングおよび旋
回失速の現象を生じている場合とに、項目的に分
けて説明る。
の流体機械におけるサージングおよび旋回失速の
警報方法について、サージングおよび旋回失速の
現象を生じていない場合と、サージングおよび旋
回失速の現象を生じている場合とに、項目的に分
けて説明る。
(a) サージングおよび旋回失速の現象を生じてい
ない場合 まず、サージングおよび旋回失速の現象が生じ
ていない場合から述べる。この場合は、流体機械
１を運転することによつて、流体機械１の内部に
圧力変動P0が生じ、この圧力変動P0は圧力―電気
変換器２によつて検出される。この圧力変動P0は
一般に次の(1)式のごとく表わされる。
ない場合 まず、サージングおよび旋回失速の現象が生じ
ていない場合から述べる。この場合は、流体機械
１を運転することによつて、流体機械１の内部に
圧力変動P0が生じ、この圧力変動P0は圧力―電気
変換器２によつて検出される。この圧力変動P0は
一般に次の(1)式のごとく表わされる。
P0＝A0＋ａ sinωｔ ……(1)
ただし、この(1)式において
A0は静圧
ａは圧力変動振幅
ωは角速度
ｔは時間
である。
このうち、サージングの現象に関するのはａ
sinωｔの項であり、サージングの現象を生じて
いない場合はP0＝A0となり、その圧力に相当す
る電気信号が増幅器３を経て、一方は極性変換器
５に供給され、他方は選択増幅部７に供給され
る。極性変換器５を通過した信号はP1＝−A0と
なつて演算部６の第１の入力となる。また、他方
は選択増幅部７を通過し、その信号成分中にサー
ジング周波数等を含んでいないために、選択増幅
部７では何等の処理も受けず、P2＝A0として出
力され、演算６の第２の入力となる。
sinωｔの項であり、サージングの現象を生じて
いない場合はP0＝A0となり、その圧力に相当す
る電気信号が増幅器３を経て、一方は極性変換器
５に供給され、他方は選択増幅部７に供給され
る。極性変換器５を通過した信号はP1＝−A0と
なつて演算部６の第１の入力となる。また、他方
は選択増幅部７を通過し、その信号成分中にサー
ジング周波数等を含んでいないために、選択増幅
部７では何等の処理も受けず、P2＝A0として出
力され、演算６の第２の入力となる。
この演算部６においては、第１の入力P1＝−
A0と第２の入力P2＝A0の代数和が次の(2)式のご
とく求められる。
A0と第２の入力P2＝A0の代数和が次の(2)式のご
とく求められる。
P1＋P2＝−A0＋A0＝０ ……(2)
このように、P1とP2は絶対値が等しく、符号が
異なる信号であるため、代数和は零となるため、
演算部６からの出力は発生しない。このように、
流体機械１の運転条件の変化にともない静圧A0
がこのように変化しても、サージング周波数に一
致しないかぎり、極性変換器５、選択増幅部７、
演算部６の回路構成によつてたえず打ち消される
ので、援漫な静圧変化に対しては、第１図に示す
警報装置は作動することはない。
異なる信号であるため、代数和は零となるため、
演算部６からの出力は発生しない。このように、
流体機械１の運転条件の変化にともない静圧A0
がこのように変化しても、サージング周波数に一
致しないかぎり、極性変換器５、選択増幅部７、
演算部６の回路構成によつてたえず打ち消される
ので、援漫な静圧変化に対しては、第１図に示す
警報装置は作動することはない。
(2) サージング現象が生じている場合
この場合における流体機械１の内部の圧力変動
P0は先に示した(1)式で表わされる。しかし、サー
ジングによる圧力変動分は１つの周波数によるａ
sinωｔだけでなく、次の(3)式のごとく、多く
の周波数の成分を含んでいる場合が多いが、説明
を簡単にするために、(1)式を用いる。
P0は先に示した(1)式で表わされる。しかし、サー
ジングによる圧力変動分は１つの周波数によるａ
sinωｔだけでなく、次の(3)式のごとく、多く
の周波数の成分を含んでいる場合が多いが、説明
を簡単にするために、(1)式を用いる。
P0＝A0＋ａ sinωｔ＋ｂ sinωｔ
……ｚ sinωｔ ……(3)
いま、圧力変動P0を圧力―電気変換器２で検出
し、それを増幅器３で増幅して得られた、増幅器
３の出力信号４が極性変換器５を通過することに
よつて、次の(4)式のようになる。
し、それを増幅器３で増幅して得られた、増幅器
３の出力信号４が極性変換器５を通過することに
よつて、次の(4)式のようになる。
P1＝−A0−a1 sinωｔ ……(4)
一方、圧力変動P0による増幅器３の出力信号４
が選択増幅部７を通過すると、上記(1)式における
ａ sinωｔの項が予め設定されたサージング周
波数（１，２，３，…）に一致すれば、第
２図の特性にしたがつて、振幅ａは数倍〜数10倍
と増幅される。この選択増幅部７の出力端に得ら
れる信号P2は次の(5)式のようになる。
が選択増幅部７を通過すると、上記(1)式における
ａ sinωｔの項が予め設定されたサージング周
波数（１，２，３，…）に一致すれば、第
２図の特性にしたがつて、振幅ａは数倍〜数10倍
と増幅される。この選択増幅部７の出力端に得ら
れる信号P2は次の(5)式のようになる。
P2＝A0＋a2 sinωｔ ……(5)
としては、コンプレツサ、ブロア、送風機、ガス
タービン、ジエツトエンジンなどに適用可能であ
る。
タービン、ジエツトエンジンなどに適用可能であ
る。
以上のように、この発明の流体機械におけるサ
ージングおよび旋回失速の警報方法によれば、コ
ンプレツサ、送風機、ポンプなどの流体機械のケ
ーシングに圧力―電気変換器を固着し内部圧力変
動を検知して電気信号として取り出し、この電気
信号を分岐させ一方の電気信号中の上記流体機械
のサージングおよび旋回失速時などに発生する特
有の振動数に同調するように予め選択された振動
成分のみを増幅する選択増幅器に入力し、他の一
方の電気信号を符号変換器の入力とし、選択器の
出力と符号変換器の出力を比較演算してこれらの
差が予め定めた基準値以上になつたときに警報さ
せることを特徴とすることを要旨としているの
で、以下の如き効果を有する。
ージングおよび旋回失速の警報方法によれば、コ
ンプレツサ、送風機、ポンプなどの流体機械のケ
ーシングに圧力―電気変換器を固着し内部圧力変
動を検知して電気信号として取り出し、この電気
信号を分岐させ一方の電気信号中の上記流体機械
のサージングおよび旋回失速時などに発生する特
有の振動数に同調するように予め選択された振動
成分のみを増幅する選択増幅器に入力し、他の一
方の電気信号を符号変換器の入力とし、選択器の
出力と符号変換器の出力を比較演算してこれらの
差が予め定めた基準値以上になつたときに警報さ
せることを特徴とすることを要旨としているの
で、以下の如き効果を有する。
(1) 流体機械に発生するサージング及び旋回失速
を電気的に検出するようにしたので、サージン
グ及び旋回失速時に発生する特有の周波数がサ
ージング及び旋回失速の種類に応じて変化して
も容易にサージング及び旋回失速を検知、警報
することができる。つまり、選択増幅部の周波
数特性を変化させてサージングおよび旋回失速
特有の周波数に同調させることにより対処して
いる。
を電気的に検出するようにしたので、サージン
グ及び旋回失速時に発生する特有の周波数がサ
ージング及び旋回失速の種類に応じて変化して
も容易にサージング及び旋回失速を検知、警報
することができる。つまり、選択増幅部の周波
数特性を変化させてサージングおよび旋回失速
特有の周波数に同調させることにより対処して
いる。
(2) 流体機械の内部圧力変動を圧力―電気変換器
により検出しているので圧力検出を小型化する
ことができる。
により検出しているので圧力検出を小型化する
ことができる。
(3) さらに、流体機械の内部圧力変動を上記した
圧力―電気変換器により電気的に検出している
ので、この圧力―電気変換器以外の装置を電気
配線により電気的結合を保つて環境条件のより
中央監視室に設けることができる。このため、
流体機械本体の保守が容易となり流体機械の信
頼性を高めることができる。
圧力―電気変換器により電気的に検出している
ので、この圧力―電気変換器以外の装置を電気
配線により電気的結合を保つて環境条件のより
中央監視室に設けることができる。このため、
流体機械本体の保守が容易となり流体機械の信
頼性を高めることができる。
第１図はこの発明の流体機械におけるサージン
グおよび旋回失速の警報方法の一実施例に適用さ
れる警報装置の構成を示すブロツク図、第２図は
同警報装置における選択増幅部の周波数特性を示
す図、第３図は同警報装置における流量比と圧力
比の関係を示す図、第４図ａないし第４図ｃはそ
れぞれ同警報装置における極性変換器と選択増幅
部との分岐回路の動作を説明するための図であ
る。 １……流体機械、２……圧力―電気変換器、３
……増幅器、５……極性変換器、６……演算部、
７……選択増幅部、８……指示警報計、１０……
警報器。
グおよび旋回失速の警報方法の一実施例に適用さ
れる警報装置の構成を示すブロツク図、第２図は
同警報装置における選択増幅部の周波数特性を示
す図、第３図は同警報装置における流量比と圧力
比の関係を示す図、第４図ａないし第４図ｃはそ
れぞれ同警報装置における極性変換器と選択増幅
部との分岐回路の動作を説明するための図であ
る。 １……流体機械、２……圧力―電気変換器、３
……増幅器、５……極性変換器、６……演算部、
７……選択増幅部、８……指示警報計、１０……
警報器。
Claims (1)
- １ コンプレツサ、送風機、ポンプ等の流体機械
のケーシングに圧力―電気変換器を固着し、内部
圧力変動を検知して電気信号として取り出し、こ
の電気信号を分岐させ一方の電気信号を上記流体
機械のサージングおよび旋回失速時に発生する特
有の振動数に同調するように予め選択された振動
成分のみを増幅する選択増幅器に入力し、他の一
方の電気信号を符号変換器の入力とし、選択増幅
器の出力と、符号変換器の出力を比較演算してこ
れらの差が予め定めた基準以上になつたときに警
報を発信させることを特徴とする流体機械におけ
るサージングおよび旋回失速の警報方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7495878A JPS551569A (en) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | Alarming method of surging and other in fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7495878A JPS551569A (en) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | Alarming method of surging and other in fluid machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS551569A JPS551569A (en) | 1980-01-08 |
| JPS6219694B2 true JPS6219694B2 (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=13562326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7495878A Granted JPS551569A (en) | 1978-06-21 | 1978-06-21 | Alarming method of surging and other in fluid machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS551569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282787A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | 株式会社日立製作所 | 文書編集装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57179388A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-04 | Hitachi Ltd | Eddy current detecting device for pump |
| WO2013059764A1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Prime Datum, Inc. | Direct drive fan system with variable process control |
-
1978
- 1978-06-21 JP JP7495878A patent/JPS551569A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282787A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | 株式会社日立製作所 | 文書編集装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS551569A (en) | 1980-01-08 |
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