JPH08503757A - 圧縮機を監視し制御するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少くとも１個の圧力検出装置（３２）により圧縮機（１０）のハウジング（２４）の領域内の前記圧縮機（１０）の少くとも一つの段内の圧力変動を測定し、圧縮段（１２，１４）の一つに割当てられた特性周波数の範囲内に少くとも１つの特性ピーク（７０）を含む周波数信号をとり出し、そして圧縮機（１０）の動作状態を示す少くとも１つのピークパラメータを決定し、そしてこのピークパラメータが所定の範囲を越える場合に、圧縮機（１０）を制御するために用いられる状態変化信号を発生することによる、圧縮機（１０）を監視し制御するための方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】 圧縮機を監視し制御するための方法及び装置発明の分野 本発明は圧縮機を監視し制御するための方法及び装置に関するものであり、そ の圧縮機はロータとハウジングを有し、このロータは可変速または定速で回転軸 を中心に回転するように上記ハウジング内に装着されており、更にこの圧縮機は 少くとも一つの圧縮段を含み、この圧縮段は上記ロータに装着されて上記回転軸 に対して円周方向に次々に配置された動翼列と上記ハウジングに装着されて上記 回転軸について円周方向に次々に配置された静翼列を有している。 本発明は多段または単段圧縮機についてのブレード負荷の変化を早期に検出し 報告し、その報告された変化により圧縮機を制御する可能性を有するものである 。圧縮機は独立した装置（例えば化学または石油産業での大型ポンプまたはプロ セス圧縮機）または発電プラントにおけるように発電タービンエンジンとの組合 せとして動作しうる。この圧縮機は更に航空機、船舶または大型車輌を駆動する ために用いられるガスタービンの一部としても使用される。この圧縮機は半径流 型圧縮機または好適には軸流型圧縮機である。発明の背景 圧縮機は動翼または静翼列を有し、ロータ（円形動翼列）とステータ（円形静 止翼列）の組合せで一つの段を形成する。ロータ内で運動エネルギーが個々の翼 形ブレードによりガス流（通常空気）に変換される。それに続く段でこのエネル ギーがガス状空気流の減速の結果としてガス状空気の圧力を著しく上昇させる。 ガス状空気流のこの減速はステータ部の設計の結果として生じる。一つの段の圧 力比（出口圧力／入口圧力）は空気力学的なファクタにより制限されるから、多 くのターボ圧縮機では一段で達成しうるより高い圧力比を達成するために数段が 接続される。 ターボ圧縮機の最大達成可能な圧力比は圧縮機の特性と常時その圧縮機を流れ るガス状空気により与えられる圧縮機のいわゆる安定度限界によりきまる。圧縮 機内の圧力が増加すると、圧縮機ブレードにかかる空気力学的な負荷も増加しな くてはならない。多段圧縮機の最大動作速度では後段がこの空気力学的負荷（お よび応力）の大部分を担いそして安定度限界はこれら段の設計に固有の限界によ りきまる。それより低い速度で動作するときには圧縮機のこの安定度限界は圧縮 機の前段に関係する特性から導かれる限界によりきまる。 一つの圧縮段の通常の安定動作範囲では圧縮機ブレード間の翼チャンネルのす べてを通るガス状空気の軸流は 空気の体積がこれらチャンネルを通って運ばれるときに等しく且つ連続して生じ る。しかしながら、一つの圧縮段は不安定動作範囲と呼ばれる状態でも動作しう る。この不安定動作範囲では空気流と翼形ブレードとの間の相互作用に失速（ス トール）条件が存在しうるのであり、これが圧縮機の内部圧力プロファイルに著 しい変化を生じさせうる。これら圧力の変動は他方において圧縮機のブレードに 大きな応力を生じさせる。圧縮機が長い時間この不安定動作範囲で動作し続ける とすれば究極的にこの応力がブレードを損傷させることになる。不安定動作範囲 での動作はよくても効率を下げそして潜在的に破壊につながる。この動作モード は出来るだけ避けるべきである。 圧縮機の一つの段でのストールの発生は個々の翼形ブレードとそれらブレード に関連する翼を通り流れるガス状空気との相互作用からはじまる。理想的にはこ のガス状空気流は圧縮機全体を通り軸方向に連続であるべきであるが、ブレード 負荷が高いとこの連続流に局部的な破断を導入しうる。 各ブレードのまわりの空気流は各ブレードを覆いそれに密着する関連した流れ の境界層を有する。一つの動翼に関連する境界層はブレード自体が回転するとき に関連するブレードエンティティとして回転する。各ブレードの下流側のエッヂ ではこの境界層が、圧力および流速の 両方の局部的な低下を特徴とする“デルブ（delve）領域または後流（wake）領 域”と呼ばれる関連する境界エンティティ（entity）へと合流する。負荷が増加 すると、この後流領域は臨界的な質量またはサイズとなるまでそれに対応して拡 大する。ブレードの下流側のエッヂの後流領域がこの臨界的大きさとなると、（ １）そのブレードにまだ密着している小さな（新しい）後流領域および（２）こ の後流領域から物理的に分離した“境界層部分”に分かれる。動翼から分かれた これら“境界層部分”は遠心力により回転軸から半径方向外向きに動き圧縮機の ハウジングの円側円周表面に集まることは研究の結果知られている。分離した境 界層部分のこの集中はスワールとなり、ハウジングの内表面に乱流層（またはス ワールとなった領域の集中）をつくる。この乱流層は本発明において有用な関連 した確率的な圧力変動を有する。本発明においては増大した圧縮機負荷に関連す るこの初期状態を“分離流プレストール”と呼ぶことにする。 負荷が更に増大すると、ブレードの下流に破断した流れゾーンの大きさが拡大 しそしてまたはその数が増加する。不連続の単一ブレードチャンネル群または連 続ブレードチャンネルのすべての部分を流れる連続流の分断が生じうる。このブ ロック化は、一般にロータの周波数の０．５倍までの回転速度でその段全体を周 辺的に動く一種の“バブル状”のエンティティとして特徴づけること が出来る。この現象は“回転ストール”として知られている。ブレードの高さの 大きい段ではブレードチャンネルの半径方向外側の部分のみがブロックされそし てこの状態は“パートスパンストール”として知られている。負荷の増加により 一つの段のブレードチャンネル群は効果的にブロックされて“フルスパンストー ル”として知られる状態となる。全体の直径が小さい圧縮機の段の場合には、“ フルスパンストール”は“パートスパンストール”状態を通らずに直接生じうる 。 回転ストールから導かれる、あるいはブレード負荷の増加により急激に生じう る他の現象は“コンプレーササージ”である。この状態では一つの段（通常は最 終段）の全周がストール（全ブレードでフルスパンストール）となる。このとき 、圧縮機はこの段の背圧に対して全く動作することが出来ず、圧縮機内の流れは 破壊される。この高圧のガスは、適度のブレード負荷により再び正常の動作が出 来るようになるに充分な程度に圧縮機の出口圧が低下するまで圧縮機の出口から 入口に逆流する。この背圧が低下しない場合にはこの変化する動作が続くことに なる。これらの変動は非常に低い周波数（一般に数ヘルツ）で生じそして、ロー タが軸方向に前後にシフトするための短時間で圧縮機を破壊する。更に、圧縮機 のサージはガスタービンの場合には点火チャンバへのこの連続する全べての空気 流の変動により生じる。これら変 動は点火チャンバ内の火を消すかあるいは（まれな場合には）圧縮機全体にター ビンのバックファイヤの前提条件をつくるような形でタービンの点火チャンバ内 の環境を破断しうる。圧縮機はそのような条件下では運転すべきではなく、よく てもそれら段についての動作が効率的ではなくなりストール効果が生じうる。 他方、圧縮機を最適効率（すなわち圧縮機の全体の状態で与えられる最適最大 可能流量に出来るだけ近い状態で）動作させることが望ましい。現代のターボエ ンジンは一般にエンジン全体についての種々の動作パラメータを測定し出力する 燃料またはエネルギー制御システムを有している。そのような制御システムには 極めて精度の高い圧力検知装置またはシステムが含まれる。例えば、ロバートＣ ．シェル他の１９８０年５月２７日出願の「圧力測定システム」と題する米国特 許第４３２２９７７号明細書、フランクＪ．アントナツイの１９８４年３月６日 付の「圧力比測定システム」と題する米国特許第４４３４６４４号明細書、１９ ８３年１２月２７目付の「圧力トラスジューサ」と題する米国特許第４４２２３ ５５号明細書、フランクＪ．アントナツイの「定設定時間を有する圧力測定シス テム」と題する米国特許第４４４９４０９号明細書、Ｊ．ブルイシュ他の１９８ ４年７月３日付の「差圧測定システム」と題する米国特許第４４５７１７９号明 細書、およびフランクＪ．アント ナツイ他の１９８３年１２月２０日付の「不変基準コンデンサを有する圧力トラ ンスジューサ」と題する米国特許第４４２２１２５号明細書に圧力測定システム が示されている。 ヘンリ他の米国特許第４２１６６７２号明細書は選ばれたエンジンの圧力の急 激な変化を検出することにより動作する、ガスタービンエンジンのストールの発 生を検出し示すための装置を開示している。 ロスリング他の米国特許第４０５５９９４号明細書は軸流ファンまたは圧縮機 のストール条件を検出する方法及び装置を開示している。この方法及び装置はフ ァンホイールの回転方向とは逆の方向に作用する全空気圧とほゞ同一の半径方向 の面内のダクト壁の静圧に対応する基準圧力との間の差を測定する。 フランクＪ．アントナッツイの米国特許第４６１８８５６号明細書は圧力を測 定しタービンエンジンの圧縮機における圧力サージを検出する検出器を示してい る。この検出器は、容量検出コンデンサと実質的に一定の基準コンデンサを含む アナログ−ディジタル圧力測定システムに組込まれる。 本発明については種々の圧力装置を用いることが出来るが、上記した特許およ び下記の文献の内容は本発明の動作の完全な理解のためにここに引用する。 Ｖ．Ｈ．ガーニア、Ａ．Ｈ．エプシュタイン、Ｅ．Ｍ． グライツァーの文献“軸流圧縮機におけるストール開始インジケーションとして の回転波”、“ガスタービンおよび航空エンジンコングレス及び展示”、１９９ ０年６月１１−１４日、ベルギーブラッセル、ＡＳＭＥNo．９０−ＧＴ−１５６ 、は回転ストールの観測を開示している。低速圧縮機の場合には、空気流の軸方 向速度は圧縮機の周辺に配置された数個の熱線風速計で測定される。夫々のセン サ信号から複素フーリエ係数が計算される。これら係数は圧縮機の周辺に沿って 動く波の時間の関数として波の位置と大きさについての詳細な情報を含む。これ ら進行波は回転ストール波と識別されるべきである。高速圧縮機の場合には壁に 装着された数個の高速応答静圧トランスジューサが用いられ、それらからの信号 から一次および二次フーリエ係数が導出される。しかしながら、この直接スペク トル法は、回転ストール波のピークの高さがシステムのダンピングと励起の大き さの両方の関数であるため圧縮機の安定性についての情報を直接に得ることが出 来ない。波のダンピングを予測するためにダンピングモデルがダンピングファク タの初期の予測のためのデータに固定される。この技術によれば圧縮機のサージ を避けるために修正操作（燃料供給、ノズル面積、翼の設定等の変更）を行うた めの短い警告時間（数１０−数百のロータ回転の領域で）を使用出来る。 Ｋ．マチオダキス、Ａ．パパタナシウス、Ｅ．ロウキ スおよびＬ．パパイリオウの文献“ガスタービンブレードの故障の指示手段とし ての高速応答壁面測定”、“ガスタービンおよび航空エンジンコングレスおよび 展示”、１９９０年６月１１−１４日、ベルギー、ブラッセル、ＡＳＭＥ No． ９０−ＧＴ−３４１では回転ストールが軸の回転速度の分数である回転速度に対 応する測定された圧力における特別の波形の発生に関係するとされている。 この技術において知られるシステムは予不安定指示にもとづく不安定動作条件 を検出することは出来ない。これらは進行した状態におけるすでに確定した不安 定条件のみを検出出来るのであり、従って、より微妙な不安定性から圧縮機に対 する損傷が生じうる領域における動作を避けねばならない。そのような領域での 動作を避けるために従来の圧縮機の制御システムは高い安全係数をもって動作す る。この安全係数は圧縮機の最大可能質量流量より充分下である。事実、従来の 圧縮機はそのため本発明と比較すると効率が低くそして経済性が低い。 更に、従来の制御システムは実際のストールまたはサージの発生前に非常に短 い時間においてのみストール条件またはサージ条件へと向う圧縮機の傾向を検出 することが出来る。多くの場合、上記の検出後にストールまたはサージを避ける ための修正作用を行うに充分な時間はない。 圧縮機のストールおよび圧縮機のサージの危険の度合 を減らすことは従来の制御システムを高い安全係数で運転する別の理由である。発明の概要 本発明の目的は軸流圧縮機の、その最大流量に近い流れ条件における小さな変 化を検出することにおいて感度の高い監視方法を提供することである。 本発明の他の目的は圧縮機のストールの早期警報を与える軸流圧縮機の監視方 法を提供することである。 本発明の他の目的は信号評価について共通の計算技術を用いて、オンラインで の高速応答監視を可能にする軸流圧縮機の監視方法を提供することである。 これら目的の一以上は次の段階を含む本発明の方法により解決される。 ａ）少くとも１個の、センサ信号を出す圧力検知装置によりハウジングの領域 内の圧縮段内の少くとも１段内の圧力変化を測定する段階； ｂ）上記センサ信号から、夫々の周波数区間内の上記センサ信号の周波数成分 の振幅を示す周波数信号をとり出す段階； ｃ）上記夫々の周波数信号が上記圧縮段の一つに割当てられた夫々の圧縮段の 上記回転速度とブレードの数の積として定義される特性周波数の一つの領域に少 くとも一つの特性ピークを含むかどうかをチェックしそして上記特性ピークの形 を示す少くとも１個のピークパラメ ータを決定する段階； ｄ）上記ピークパラメータが所定値範囲を越える値をもつ場合、上記圧縮機の 動作状態の変化を示す状態変化信号を発生する段階。 本発明によれば、この特性ピークが観測される。このピークは最大可能質量流 量近辺の流れ条件の変化に感応する。圧縮機がこの最大流量から大きく離れた状 態で動作しているとき、圧力検出装置を通る動翼の後流領域はその検出装置のと ころで特性周波数をもつ圧力変化を発生する。夫々の検知信号から導かれる周波 数信号は夫々特性ピークを示し、その形はピークパラメータ（ピークの高さ、ピ ークの幅その他）で限定される。夫々のロータ周波数についての上記最大質量流 量近くに負荷を増加させると、この特性ピークはより明瞭（高さの増大そしてま たは幅の増大）となり、これが負荷の増加に対しての後流領域に関係することが 判った。しかしながら、更に負荷が増大すると特性ピークは低下する。この現象 は各ブレードの下流側エッジの領域での境界層の領域の“境界層部分”と呼ばれ る部分への分離によるものであり、これら境界層部分が圧縮機の内側周辺表面に 集中して確率的な変動を伴う比較的厚い層を形成する。圧縮機の内周辺表面での この層の圧力変化を検出する圧力検出装置は背景雑音成分が大きく周期的成分が 小さい検知信号を出す。このように、上記した分離流のプレストール 条件では、特性ピークは低下し、そしてこれは、圧縮機の内周辺でのこの確率的 に変動する層が増大して回転ブレードの回転する後流領域による周期的な圧力変 動に対し圧力検出装置をシールドするために、一般に消滅する。プレストール状 態では、その段のブロックは実質的にない。更に負荷が増加したときにのみプレ ストール状態はストール状態（回転ストール、部分スパンストール、フルスパン ストール、圧縮機サージ）になる。 発電プラントの部分に従来のガスタービン（例えばジェネラルエレクトリクＬ Ｍ５０００）を用いるとき、ガスタービンの停止への前段階である圧縮機フルス トールの第１の徴候は実際の停止前の３０分間以上この特性ピークを観測するこ とで識別出来る。この背景において、本発明はエンジンストールに対する適正な 目安が与えられるようにストール条件の早期警報を与えるようにする。 周波数信号は、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）または高速ハートレー変換 （ＦＨＴ）のような共通の評価技術を用いることにより検知信号から容易に導く ことが出来る。モデル計算は不要である。 動翼の後流領域による圧力変動は上記圧力検出装置を夫々の圧縮段の動翼と静 翼の間でハウジングに配置することにより測定することが出来る。 周波数は容易に入手出来る電子的変換装置を用いての高速フーリエ変換により 得ることが出来る。本発明によ る方法では絶対圧力の時間で変化する部分のみが重要である。これら圧力変動は 圧電、ピエゾ抵抗圧力センサまたは特に圧電容量圧力センサにより直接測定出来 る。他の圧力センサとしてはストレンゲージ圧力センサがある。 特性ピークの形を示すピークパラメータはピークの高さまたはピーク幅である 。これらにおいて、パラメータは容易に決定出来そして限界値または許された領 域の限界と容易に比較出来る。 評価精度を高めあるいは評価作業を低下するために、周波数信号の評価を行う ための周波数区間は４０００Ｈｚ以下の小さい幅とされる。好適な幅は２０００ Ｈｚであり、この場合には特性周波数から１０００Ｈｚを引いたものと特性周波 数に１０００Ｈｚを加えたものとの間にのみ信号周波数が決定される。 圧縮機の二つの異る段に割当てられた二つの特性ピークを観測することでこの 監視方法の感度を高めることが出来ることが判った。高い圧縮機の回転速度では 、これら段の負荷は下流側に向って増加する。すなわち圧縮機の軸方向の高圧端 に最も近い段に高速時に最大の負荷がかかる。圧縮機が最大可能負荷近辺の領域 で駆動される場合、一般に最終段は分離流プレストール条件となり、それ故対応 する特性ピークは非常に小さく、背景信号によりかくされてしまう。圧縮機の実 際の流体の流れ状態により、最終段の直後の特性ピークは負荷の増大に伴い 減少する。これは特性ピークが負荷と共に上昇する、最終段の直前の段とは対照 的である。これは最終段の直前の段における分離の増大傾向と後流領域の増大傾 向によるものである。このように、上記した二つの段における特性ピークの形は 流体の流れ状態の小さい変化も検出出来るように逆方向となる。 好適にはピークパラメータは上記した少くとも二つの異る特性ピークの夫々の 個々のピークパラメータの定格の和として定義される。これら個々のパラメータ は夫々の特性ピークの形により決定される。このように、一つのパラメータのみ を観測すればよい。 最終段の前およびその前における特性ピークの逆の依存性をもつ上記した三つ の圧縮段の場合には、この定格和は最終圧力段に割当てられた特性ピークのピー ク高さの逆数、最終圧力段の前の段に割当てられた特性ピークの高さの逆数、お よび最終圧力段の更に前の段に割当てられた特性ピークの高さの和として定義出 来る。 この圧縮機がその最大回転速度より充分低い速度で動作しているとき、前段の 圧力変動はこの系の状態を決定するために上述の方法（夫々の特性ピークの形の 変化の観測）で観測出来る。より低速であって且つ高負荷では前記の分離とスト ールの効果は主として前段で観測される。しかしながら、この圧縮機の全速モー ドは殆んどの場合、経済的な性能によりより重要である。 １個のセンサの出力信号からとり出される周波数信号は一般に圧縮機を通る圧 力波の動きにより配置された圧力センサにおけるその段の特性ピークのみならず その上流の段の特性ピークをも示している。しかしながら、特性ピークの大きさ は圧力センサに対する距離が大きくなる程小さくなるから場合によっては問題と する夫々の段（および特性ピーク）について別々の圧力センサを用いることがよ り有利となる。いずれにしても測定段の特性ピークは、一般に動翼の数およびそ れによる特性周波数が異るから容易に区別出来る。 本発明は更に軸流圧縮機の上記の測定方法に基づく軸流圧縮機の制御方法であ って、その方法からとり出される状態変化信号がこの軸流圧縮機を制御するため に用いられるという特徴を有する方法に関している。圧縮機の構造および動作パ ラメータ、特に圧縮機の回転速度により、段の内の少くとも一つの段（一般には その圧縮機の高圧エンドにある最終段）は分離流プレストール状態（圧縮機が最 大効率で駆動されるとき、これはその質量流量の上限近くとなる）にある。 圧縮機の実際の性能が最大可能質量流量から離れる方向に変化するとき、分離 効果は減少しそして特定の段についての特性ピークが対応して増大する。この増 大は圧縮機の負荷を増加するように軸流圧縮機を制御するための入力として使用 出来る。同様に、特性ピークの低下は 圧縮機の負荷を減少させるように軸流圧縮機を制御するために用いることが出来 る。負荷の増大により、最終段の前の前の段の特性ピークがまず後流領域の成長 と共に増大しそして流れの分離（プレストール状態）の開始で減少する。この傾 向の観視が圧縮機の過負荷の回避、すなわち圧縮機のストールまたはサージの回 避および最適質量流量よりはるか下の経済的に不利な形で圧縮機を動作させない ようにするための圧縮機の制御の基本となる。 いくつかの特性ピークの変化の同時観測を容易にするためには個々の特性ピー クの個々のパラメータの定格和として一つのピークパラメータを定義するとよい 。 本発明はまた、軸流圧縮機を監視するための上記の方法を用いた軸流圧縮機の 監視装置に関する。また本発明は軸流圧縮機を制御するための上記方法により軸 流圧縮機を制御するための装置に関する。図面の簡単な説明 本発明を充分理解するために次の説明および図面を参照する。 図１はガスタービンの一部としての軸流圧縮機の概略図であって動的圧力プロ ーブの位置を示す図である。 図２は図１の圧縮機の概略図であってその高圧側の三つの最終圧縮段を示す図 である。 図３は評価装置に接続した動的圧力プローブのブロック図である。 図４は特性ピークを有する周波数信号を示す図である。 図５ａ，ｂ，ｃは負荷を増大させることで得られる図４の特性ピークの三つの 形を図５ａから順に示す図である。 図６は負荷に対する上記三つの最終段の特性ピークの形の依存性を示す表であ る。好適な実施例の説明 同一数字を同一要素に用いた図面においてまずガスタービンエンジンの代表的 な圧縮機を示す（本発明の部分を含む）図１および図２を参照すると、圧縮機１ ０は低圧部分１２と高圧部分１４からなる。この圧縮機の動翼１６はロータ２０ の軸１８に装着される。静翼２２（案内翼）はこの圧縮機１０のハウジング（ケ ーシング）２４に装着されており、従って静止している。空気はガスタービンエ ンジンの入口２６に入りそして圧力を増大しつつ圧縮機の圧縮段に軸方向に動き そして出口２８に到る。この圧縮機の軸３０はロータ２０の回転軸となる。図示 しないが、本発明は半径流型の圧縮機についても使用出来る。 上記圧縮段の夫々は同数のブレードからなる二列のブレード、すなわち動翼１ ６の列と静翼２２の列からなる。各列のブレードは軸３０に関して周辺に次々に 配置される。図２は動翼１６ａと静翼２２ａを有する出口２８におけるこの圧縮 機の最終段（圧縮機の軸方向高圧エンド） 段を示す。最終段の前部二つの段は動翼１６ｂと静翼２２ｂおよび動翼１６ｃと 静翼２２ｃを夫々有している。 図１の圧縮機１０は夫々の段の負荷を変えるためのブレードの向きの調整のた めの補機歯車装置３０を含む。図１は更に低圧部分１２と高圧部分１４の間の抽 気コレクタ３１を示している。本発明に用いられる圧縮機は通常の構成のもので あるから、これ以上の詳細は不要である。 本発明によれば、動的圧力センサの形の数個の圧力検出装置が圧縮機１０の高 圧部分１４の段の動翼１６と静翼２２の間の軸方向のギャップ内に装着される。 図１、２に示す最も好適な実施例では、これら圧力センサは圧縮機１０の出口２ ８に最も近い最終の三つの段に装着される。最後の段に関連する圧力センサは３ ２ａで示され、それに続くセンサ（圧縮機１０の下流へ向って）は３２ｂと３２ ｃで示されている。各センサ３２の入口開口３５はハウジング２４を限定する壁 ３６の内周面３４と同一面内にある。このように、各センサ３２は内周面３４で 生じる夫々の段の圧力変動を測定する。夫々のセンサ３２は動翼１６の列とその 下流となる静翼２２の列の間の軸方向のギャップ内にあるから、各センサは各動 翼の下流側エッジ３８での軸方向空気流により発生するいわゆる後流領域（Dell en-regioneu）について感応する。夫々の動翼１６と共に回転するこれら後流領 域は濃 度が低く、流速も低くそして流れの方向が変化する領域である。夫々のセンサ３ ２を開口４０（ボアスコープ穴）に直接装着するのではなく、一端で開口４０に 装着され他端でセンサを支持する長いアダプタ（図示せず）を用いてもよい。 図示の圧縮機１０の高圧部分１４の軸方向高圧端のセンサ３２の配置は高速（ 設計速度）で動作する圧縮機について好適である。低速または動作条件の変化す るものについては圧力センサを圧縮機１０の高圧部分１４の他方の軸方向端部で 動翼と静翼の間の軸方向ギャップに装着してもよい。また、四個以上のセンサを 用いてもよく、図３では第４のセンサ３２ｄを用いている。少くとも１個のセン サがあればよい。好適には圧電圧力センサである動的圧力センサはその信頼性、 高温での動作性および２００００Ｈｚまでの高周波圧力変動に対する感度の故に 用いられている（例えばキスラー圧力センサ型式６０３１）。 図２、３に示すように、各センサはセンサ信号を増幅する増幅器４２を有する 。これら増幅器４２はライン４４，４６により評価装置４８に接続する。 図３に示すように、評価装置４８は数個の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アナラ イザ５０を含み、これらは、夫々の増幅器（ＡＭＰ）４２ａ−ｂと夫々のＦＦＴ アナライザ５０ａ−ｄとの間に接続したアナログディジタル変 換器ＡＤＣ（またはマルチプレクサ）５２ａ−ｄを介して上記増幅器４２ａ−４ ２ｄからの信号を受ける。 ＦＦＴアナライザ５０ａ−ｂからの信号はコンピュータ装置５４に送られる。 この装置５４はいくつかの装置、特にストール検出器５６を含み、その機能は上 述した。このストール検出器５６の他に、圧縮機の状態についての検出器、例え ば圧縮機１０の低圧部分１２のブレードの接触を検出するための汚染検出器５８ および圧縮機を損傷する可能性のある大振幅のブレードの振動を誘出しうる圧力 変動を検出するためのブレード励振検出器６０、を備えることが出来る。しかし ながら、本発明によるストール検出は汚染検出及びブレード励振検出とは別に行 ってもよい。 ＦＦＴアナライザ５０ａ−ｄからの周波数信号の計算を容易にするために、信 号分離用の装置６２がＦＦＴアナライザ５０ａ−ｄを検出器５６，５８，６０の 間に接続される。装置６２はＦＦＴアナライザからの生のディジタルデータを処 理し、平滑化するためのフィルタアルゴリズムを含む。制御プログラムはＡＤＣ ５２ａ−ｄを介してＦＦＴアナライザ５０ａ−ｄに個々の動的圧力センサ４２ａ −ｄの夫々のセンサ信号を周期的に切換える。結果としてこのＦＦＴアナライザ からの周波数信号は装置６２で平滑化された後に検出器５６，５８，６０に送ら れて夫々の基準パターンと比較される。この比較によ り所定の許容差しきい値を越えるずれがあることが示されれば、計算された評価 が汚染またはストールまたはブレードの励振を示すために状態表示装置６４に送 られる。このように、圧縮機１０の動作と状態が監視出来る。この監視とは別に 、この計算された評価を制御目的に使用することも出来る。評価装置４８に接続 した夫々の圧縮機制御装置６６も図３に示されており、これは圧縮機１０の制御 用である。圧縮機の異常状態が検出器５６，５８，６０の内の１個により検出さ れると、圧縮機制御装置６６は、例えば負荷を減少させること（歯車装置３０に より、あるいは回転速度を落すために燃焼部分の燃料噴射率を低下させることに よりブレードの向きを調整する）によって圧縮機１０の損傷の危険を回避する手 段をとる。ある場合には、この圧縮機制御装置６６は圧縮機１０を停止させるこ とも出来る。 検出器５６，５８，６０において、平滑化された周波数信号は評価される。こ の周波数信号は夫々の周波数区間におけるセンサ信号の周波数成分の振幅を示す 。 ストール検出器５６はいわゆる特性周波数Ｃである特定の周波数の近辺の特定 の周波数領域内の周波数信号をチェックする。この周波数Ｃはロータ２０の現在 の回転速度ｎと夫々の圧縮段の動翼のブレード数ｚの積すなわち、 Ｃ＝ｎ・ｚ （１） として限定される。 Ｃ近辺の周波数区間は４０００Ｈｚ以下、好適には２０００Ｈｚである幅を有 し、上限ＵＬがＣ＋１０００Ｈｚで下限ＬＬがＣ−１０００Ｈｚとなるようにし ている（図５参照）。一般に、動翼の数は同一の段の静翼の数に等しい。 夫々の圧縮段の動翼１６と共に回転する後流領域は特性周波数Ｃでセンサ３２ を通過する。それ故、周波数信号はＣに夫々の特性ピーク７０を示す。この特性 ピークの形状は夫々の段の負荷が図５Ａに示すピーク７０ａを有する通常段負荷 から増加するとき特性的な形で変化することが判った。第１の相において、この ピークは図５Ｂ（ピーク７０ｂ）に示すようにより特徴的となる。この特性ピー クの高さと幅は負荷の増加と共に増大する。 これは回転するブレードの後流領域が増大するためであって、夫々のセンサ３２ の位置において特性周波数をもつより特徴的な圧力変化を発生させる。 しかしながら、負荷が更に増加すると、このピークの高さは急激に低下しそし てこのピークは傾斜した背景ライン７２によりカバーされる。これは動翼１６の 境界層の部分の分離による。境界層のこれら分離した部分はロータ２０による回 転力の影響でハウジング２４の内周面３４に向って半径方向外向きに動く。ここ でスワール状となった分離した領域が集中し、そして確率的に変動す る比較的厚い層となる。この層は後流領域の圧力変動からこのセンサ３２をシー ルドし、それ故、このセンサで検出される特性ピークが急激に低下し背景ライン ７２にかくされる。この分離相は、境界層の分離と分離した流れの領域の内周辺 面３４での集中が夫々の段の圧力比を著しく低下させないために分離流プレスト ール相と呼ぶことが出来る。殆んどの場合に流れの阻止を伴う顕微鏡的な領域（ バブル）を伴ったストール効果（回転ストール）はこの特性ピークが消滅したと きに見られる（図５ｃ）。 それ故、特性ピークの観測は圧縮機の監視そしてまたは制御に対する鋭敏な手 段である。特性ピーク７０の形の変化を検出する一つの可能性はパターン認識に よる予定のピーク形状との比較である。しかしながら、この評価は、一つの完全 なピーク形ばかりでなく１つのピークパラメータが観測されそして限界値と比較 されるのであれば簡略化される。このピークパラメータは図４に示すように背景 ライン７２の上のピーク高さＡＭＡＸまたはピーク幅２−１として限定されうる 。 圧縮機の感度の高い監視または制御には、数個の異る段の特性ピークを観測す る。設計速度で動作する圧縮機の監視そしてまたは制御用の最も好適な実施例で は、高圧部分１４の最後の三つの段の特性ピークを観測する。この実施例では最 後の段は１３番目の段であり、そのピ ークパラメータ（特にピークの高さ）をＰ１３とする。その結果、他の二つのピ ークパラメータはＰ１２とＰ１１である。図６の表は負荷を増加させたときのピ ークパラメータＰ１３，Ｐ１２，Ｐ１１を示しており、上向きの矢印は高さと負 荷の増加、下向きの矢印は負荷の減少を示し、矢印の数が大きさを示す。最も右 の欄は“ストールレベル”であり、このストールレベル（一般的なピークパラメ ータ）は次式で表わされる。 タイプＬＭ５０００のガスタービンの圧縮機についての実験によれば、最後の 圧縮段における分離はガスタービンが通常の流れ条件下でその全速動作モードで 動作するとき殆んど常に存在することが判った。この場合の夫々の段の負荷Ｌ２ は図６にライン２に示してある。しかしながら、負荷をＬ１（図６のライン１） に下げると、段１３の分離は消滅し、それ故図５ｃにはじまり、特性ピーク７０ ｂにそして最終的に７０ａへと特性ピークが発生する。これは図６に上向きの二 本の矢印で示してある。これと同時に段１２の特性ピークはピーク７ｂから７０ ａへと低下する（図５Ｂ、５Ａ）。 １１番目の段のピーク７０ａは変化しない。式２による 上記のピークパラメータＳＬは、係数ａが係数ｂより大きいためにＬ２からＬ１ への負荷の減少で減少し、逆数Ａ／Ｐ１３の寄与が逆数Ｂ／Ｐ１２の寄与を凌駕 する。 他方、負荷を正常値Ｌ２からＬ３に増加するときは段１３の特性ピークは不変 である（図５ｄ）が図５ｂから５ｃへ段１２の特性ピークが発生し、段１１の特 性ピークが図５ａから５ｂへと発生する。パラメータＡ，Ｂ，Ｃにより、ピーク パラメータは図６の右側に示すように多かれ少なかれ鋭く増加する。 負荷を更にＬ４に増加すると、段１２と１３の特性ピークは不変である（図５ ｄ）が、段１１の特性ピークは図５ｂから図５ｄへと変化する。その結果、ピー クパラメータが減少する。 使用される圧縮機の型式と動作モードにより、圧縮機のストールまたは圧縮機 のサージの危険性は負荷Ｌ１とＬ２では無視しうるものであり、Ｌ３では比較的 低く、Ｌ４で高くなる。それ故、ストールまたはサージの危険を回避するための 圧縮機の監視または制御はパラメータＳＬを監視し、それが或る上限しきい値Ｔ Ｕを越えたときにアラーム信号を出すことで可能である。圧縮機の最大可能負荷 値より低い不経済な形で動作するのを避けるために、低いしきい値ＴＬを限定し 、実際のピークパラメータ値ＳＬがＴＬより低くなったときアラーム信号を出す ようにしてもよい。いずれにしても図２、３の評価 装置４８は状態表示装置６４にアラーム信号を出して、保守要員に適正にそれを 知らせる。 ピークパラメータＳＬは圧縮機の閉ループ制御にも使用出来る。測定されたピ ークパラメータＳＬが低いしきい値ＴＬと高いしきい値ＴＵの間の許容範囲を出 たとき、圧縮機制御装置は圧縮機の負荷を所望の方向に変えるために圧縮機の１ 以上の動作パラメータを変化させるための制御信号を受ける。 従って式２を用いることにより、ストールが発生しうる負荷Ｌ４は避けられる 、すなわち、段１１の分離効果は避けられる。それ故、安定性の限界はＬ３とＬ ４の間である。 しかしながら、段１３（負荷Ｌ４）で分離がスタートした後にこの安定性の限 界となったときにはピークパラメータについての次の式（３）が好適である。 特性ピークは段１３から段１１へと増加するから、係数Ｃは係数Ｂより大、係 数Ｂは係数Ａより大に選ばれる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年８月２４日 【補正内容】 請求の範囲 １．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸のま わりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少くと も１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円周 方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円周 方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための方法において、 ａ）少くとも１個の、センサ信号を出す圧力検出装置により前記ハウジングの 領域内の圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変化を測定する段階と、 ｂ）一つの周波数区間内の夫々の前記センサ信号の夫々の複数の周波数成分を 含み、夫々の周波数区間内の夫々のセンサ信号の前記周波数成分の夫々の振幅を 示す周波数信号を前記センサ信号の夫々からとり出す段階と、 ｃ）前記周波数信号の内の少くとも１個の周波数信号内の少くとも１個の周波 数成分が前記圧縮段の内の一つに割当てられた、前記回転速度と前記夫々の圧縮 段の動翼の数との積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの特性ピークを含 むかどうかをチェックする段階と、 ｄ）前記特性ピークの形を示す少くとも１個のピークパラメータを決定する段 階と、 ｅ）前記ピークパラメータが所定の値範囲を越える値を有するとき前記圧縮機 の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生する段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 ２．前記圧力検出装置は前記圧縮段の内の一つ動翼と静翼の間で前記ハウジン グに配置される請求項１記載の方法。 ３．前記周波数信号は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により得られる請求項１記 載の方法。 ４．前記周波数信号は高速ハートレー変換（ＦＨＴ）で得られる請求項１記載 の方法。 ５．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサを含む請求項１記載 の方法。 ６．前記ピークパラメータは特性ピークのピーク高さを示す請求項１記載の方 法。 ７．前記ピーク高さは前記特性周波数の領域内の前記周波数信号の最大値と前 記所定の周波数区間内の前記周波数信号の平均値との差の、前記平均値に対する 比である請求項６記載の方法。 ８．前記ピークパラメータは前記特性ピークのピーク幅を示す請求項１記載の 方法。 ９．前記ピーク幅は最大値の半値における全幅である請求項８記載の方法。 １０．前記予定の周波数区間は４０００Ｈｚより小 さい幅を有する請求項１記載の方法。 １１．前記予定の周波数区間は２０００Ｈｚの幅を有する請求項１０記載の方 法。 １２．前記段階ｃ）およびｄ）は少くとも二つの異る圧縮段に割当てられた異 る特性周波数の少くとも二つの異る特性ピークについて夫々行われ、前記段階ｅ ）による前記状態変化信号は前記少くとも二つの特性ピークの内の少くとも一つ のピークパラメータが前記夫々の特性ピークに割当てられた所定の値の範囲を越 える値を有する場合に発生される請求項１記載の方法。 １３．前記少くとも二つの異る特性ピークは１個の圧力検出装置のセンサ信号 からとり出される周波数信号の一部分である請求項１２記載の方法。 １４．前記少くとも二つの異る特性ピークは、夫々少くとも二つの圧力検出装 置のセンサ信号からとり出された周波数信号の一部分である請求項１２記載の方 法。 １５．前記段階ｃ）およびｄ）は少くとも二つの異る圧縮段に割当てられた特 性周波数をもつ少くとも二つの異る特性ピークについて夫々行われ、前記ピーク パラメータは前記少くとも二つの異る特性ピークの夫々の個々のピークパラメー タの重みづけ和であり、夫々の特性ピークのピーク形状により決定される請求項 １記載の方法。 １６．前記個々のピークパラメータの少くとも１個 は夫々の特性ピークのピーク高さの逆数で定義される請求項１５記載の方法。 １７．前記個々のピークパラメータの少くとも１個は夫々のピークパラメータ のピーク高さで定義される請求項１５記載の方法。 １８．前記ピークパラメータは前記軸流圧縮機の軸方向の高圧側軸端に最も近 い最終圧力段に割当てられた特性ピークのピーク高さの逆数、最終圧力段の前の 段に割当てられた特性ピークの高さの逆数および最終圧力段の前の前の段に割当 てられた特性ピークの高さの逆数の重みづけされた数で定義される請求項１５記 載の軸流圧縮機の監視方法。 １９．前記ピークパラメータは前記軸流圧縮機の高圧側軸端に最も近い最終圧 力段、その前の段および更にその前の段に割当てられた特性ピークの高さの逆数 の重みづけ和で定義される請求項１５記載の軸流圧縮機の監視方法。 ２０．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸の まわりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少く とも１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を制御するための 方法において、 ａ）少くとも１個の、センサ信号を出力する圧力検出装置により前記ハウジン グの領域内の圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変化を測定する段階と、 ｂ）一つの周波数区間内の夫々の前記センサ信号の夫々の複数の周波数成分を 含み、夫々の周波数区間内の夫々のセンサ信号の前記周波数成分の夫々の振幅を 示す周波数信号を前記センサ信号の夫々からとり出す段階と、 ｃ）前記周波数信号の内の少くとも１個の周波数信号内の少くとも１個の周波 数成分が前記圧縮段の内の一つに割当てられた、前記回転速度と前記夫々の圧縮 段の動翼の数との積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの特性ピークを含 むかどうかをチェックする段階と、 ｄ）前記特性ピークの形を示す少くとも１個のピークパラメータを決定する段 階と、 ｅ）前記ピークパラメータが所定の値範囲を越える値を有するとき前記圧縮機 の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生する段階と、 ｆ）前記圧縮機を制御するために前記状態変化信号を用いる段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 ２１．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸の まわりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少く とも １個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円周方 向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円周方 向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための監視装置において 、 前記圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変動を測定してセンサ信号を出す少く とも１個の圧力検出装置と、 前記センサ信号から、夫々の周波数区間内のセンサ信号の夫々の複数の周波数 成分を含み夫々の周波数区間内のそのセンサ信号の周波数成分の振幅を表わす周 波数信号をとり出すための少くとも１個の変換装置と、 前記圧縮機の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生するための状態検出装 置であって、前記周波数信号の夫々が前記圧縮段の一つに割当てられた前記回転 速度と夫々の圧縮段の動翼の数の積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの 特性ピークを更に含むかどうかをチェックし、その特性ピークの形を示す少くと も一つのピークパラメータを決定し、そして前記ピークパラメータが所定の値範 囲を越える値を有するとき前記状態変化信号を発生する状態検出装置と、 前記状態変化信号を受け、前記圧縮機の夫々の動作状態を示す状態表示装置と 、 を備えていることを特徴とする監視装置。 ２２．前記圧力検出装置は前記ハウジング内の前記 圧縮段の一つの動翼と静翼の間の位置に配置される請求項２１記載の監視装置。 ２３．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサである請求項２１ 記載の監視装置。 ２４．前記変換装置は高速フーリエ変換装置を含む請求項２１記載の監視装置 。 ２５．前記変換装置は高速ハートレー変換装置を含む請求項２１記載の監視装 置。 ２６．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸の まわりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少く とも１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための制御装置にお いて、 前記圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変動を測定してセンサ信号を出力する 少くとも１個の圧力検出装置と、 前記センサ信号から、夫々の周波数区間内のセンサ信号の夫々の複数の周波数 成分を含み夫々の周波数区間内のそのセンサ信号の周波数成分の振幅を表わす周 波数信号をとり出すための少くとも１個の変換装置と、 前記圧縮機の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生するための状態検出装 置であって、前記周波数信号の 夫々が前記圧縮段の一つに割当てられた前記回転速度と夫々の圧縮段の動翼の数 の積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの特性ピークを更に含むかどうか をチェックし、その特性ピークの形を示す少くとも一つのピークパラメータを決 定し、そして前記ピークパラメータが所定の値範囲を越える値を有するとき前記 状態変化信号を発生し、前記状態変化信号を前記圧縮機の夫々の動作を制御する 制御装置に送る状態検出装置と、 を備えていることを特徴とする制御装置。 ２７．前記圧力検出装置は前記ハウジング内の前記圧縮段の一つの動翼と静翼 の間の位置に配置される請求項２６記載の制御装置。 ２８．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサである請求項２６ 記載の制御装置。 ２９．前記変換装置は高速フーリエ変換装置を含む請求項２６記載の制御装置 。 ３０．前記変換装置は高速ハートレー変換装置を含む請求項２６記載の制御装 置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ， ＵＡ，ＵＳ (72)発明者 ガルス，ハインツ エー. ドイツ連邦共和国アーヒェン、イン、デ ル、ショーエナウエル、アウェ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸のま わりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少くと も１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円周 方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円周 方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための方法において、 ａ）少くとも１個の、センサ信号を出力する圧力検知装置によりハウジングの 領域内の圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変化を測定する段階と、 ｂ）前記センサ信号から、夫々の周波数区間内の前記センサ信号の周波数成分 の振幅を示す周波数信号をとり出す段階と、 ｃ）前記夫々の周波数信号が前記圧縮段の一つに割当てられた夫々の圧縮段の 前記回転速度とブレードの数の積として定義される特性周波数の一つの領域に少 くとも一つの特性ピークを含むかどうかをチェックしそして前記特性ピークの形 を示す少くとも１個のピークパラメータを決定する段階と、 ｄ）前記ピークパラメータが所定値範囲を越える値をもつ場合、前記圧縮機の 動作状態の変化を示す状態変 化信号を発生する段階と、 を備えていることを特徴する方法。 ２．前記圧力検出装置は前記圧縮段の内の一つ動翼と静翼の間で前記ハウジン グに配置される請求項１記載の方法。 ３．前記周波数信号は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により得られる請求項１記 載の方法。 ４．前記周波数信号は高速ハートレー変換（ＦＨＴ）で得られる請求項１記載 の方法。 ５．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサを含む請求項１記載 の方法。 ６．前記ピークパラメータは特性ピークのピーク高さを示す請求項１記載の方 法。 ７．前記ピーク高さは前記特性周波数の領域内の前記周波数信号の最大値と前 記所定の周波数区間内の前記周波数信号の平均値との差の、前記平均値に対する 比である請求項６記載の方法。 ８．前記ピークパラメータは前記特性ピークのピーク幅を示す請求項１記載の 方法。 ９．前記ピーク幅は最大値の半値における全幅である請求項８記載の方法。 １０．前記所定の周波数区間は４０００Ｈｚより小さい幅を有する請求項１記 載の方法。 １１．前記所定の周波数区間は２０００Ｈｚの幅を 有する請求項１０記載の方法。 １２．前記段階ｃ）は少くとも二つの異る圧縮段に割当てられた異る特性周波 数の少くとも二つの異る特性ピークについて夫々行われ、前記段階ｄ）による前 記状態変化信号は前記少くとも二つの特性ピークの内の少くとも一つのピークパ ラメータが前記夫々の特性ピークに割当てられた所定の値の範囲を越える値を有 する場合に発生される請求項１記載の方法。 １３．前記少くとも二つの異る特性ピークは１個の圧力検出装置のセンサ信号 からとり出される周波数信号の部分である請求項１２記載の方法。 １４．前記少くとも二つの異る特性ピークは、夫々少くとも二つの圧力検出装 置のセンサ信号からとり出された周波数信号の部分である請求項１２記載の方法 。 １５．前記段階ｃ）は少くとも二つの異る圧縮段に割当てられた特性周波数を もつ少くとも二つの異る特性ピークについて夫々行われ、前記ピークパラメータ は前記少くとも二つの異る特性ピークの夫々の個々のピークパラメータの重みづ け和であり、夫々の特性ピークのピーク形状により決定される請求項１記載の方 法。 １６．前記個々のピークパラメータの少くとも１個は夫々の特性ピークのピー ク高さの逆数で定義される請求項１５記載の方法。 １７．前記個々のピークパラメータの少くとも１個 は夫々のピークパラメータのピーク高さで定義される請求項１５記載の方法。 １８．前記ピークパラメータは前記軸流圧縮機の軸方向の高圧側軸端に最も近 い最終圧力段に割当てられた特性ピークのピーク高さの逆数、最終圧力段の前の 段に割当てられた特性ピークの高さの逆数および最終圧力段の前の前の段に割当 てられた特性ピークの高さの逆数の重みづけされた数で限定される請求項１５記 載の軸流圧縮機の監視方法。 １９．前記ピークパラメータは前記軸流圧縮機の高圧側端に最も近い最終圧力 段、その前の段および更にその前の段に割当てられた特性ピークの高さの逆数の 重みづけ和で定義される請求項１５記載の軸流圧縮機の監視方法。 ２０．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸の まわりで可変または一定な回転速度で回転するように装着されており、更に少く とも１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を制御するための方法であって 、 ａ）少くとも１個の、センサ信号を出す圧力検知装置によりハウジングの領域 内の圧縮段の内の少くとも１ 段内の圧力変化を測定する段階と、 ｂ）前記センサ信号から、夫々の周波数区間内の前記センサ信号の周波数成分 の振幅を示す周波数信号をとり出す段階と、 を備えている方法において、 ｃ）前記夫々の周波数信号が前記圧縮段の一つに割当てられた夫々の圧縮段の 前記回転速度とブレードの数の積として定義される特性周波数の一つの領域に少 くとも一つの特性ピークを含むかどうかをチェックしそして前記特性ピークの形 を示す少くとも１個のピークパラメータを決定する段階と、 ｄ）前記ピークパラメータが所定の値範囲を越える値をもつ場合、前記圧縮機 の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生する段階と、 ｅ）前記軸流圧縮機を制御するために前記状態変化信号を用いる段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 ２１．ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸の まわりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少く とも１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその円 周方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための 監視装置において、 前記圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変動を測定してセンサ信号を出力する 少くとも１個の圧力検出装置と、 前記センサ信号から夫々の周波数区間内のそのセンサ信号の周波数成分の振幅 を表わす周波数信号をとり出すための少くとも１個の変換装置と、 前記圧縮機の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生するための状態検出装 置であって、前記周波数信号の夫々が前記圧縮段の一つに割当てられた前記回転 速度と夫々の圧縮段の動翼の数の積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの 特性ピークを含むかどうかをチェックし、その特性ピークの形を示す少くとも一 つのピークパラメータを決定し、そして前記ピークパラメータが所定の値範囲を 越える値を有するとき前記状態変化信号を発生する状態検出装置と、 前記状態変化信号を受け、前記圧縮機の夫々の動作状態を示す状態表示装置と 、 を備えていることを特徴とする監視装置。 ２２．前記圧力検出装置は前記ハウジング内の前記圧縮段の一つの動翼と静翼 の間の位置に配置される請求項２１記載の監視装置。 ２３．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサである請求項２１ 記載の監視装置。 ２４．前記変換装置は高速フーリエ変換装置を含む 請求項２１記載の監視装置。 ２５．前記変換装置は高速ハートレー変換装置を含む請求項２１記載の監視装 置。 ２６． ロータとハウジングを含み、前記ロータが前記ハウジング内に回転軸 のまわりで可変または一定の回転速度で回転するように装着されており、更に少 くとも１個の圧縮段を含み、この圧縮段は前記ロータ上に前記回転軸に対しその 円周方向に次々と配置された動翼列と前記ハウジング上に前記回転軸に対しその 円周方向に次々に配置された静翼列を有する圧縮機を監視するための制御装置に おいて、 前記圧縮段の内の少くとも１段内の圧力変動を測定してセンサ信号を出す少く とも１個の圧力検出装置と、 前記センサ信号から夫々の周波数区間内のそのセンサ信号の周波数成分の振幅 を表わす周波数信号をとり出すための少くとも１個の変換装置と、 前記圧縮機の動作状態の変化を示す状態変化信号を発生するための状態検出装 置であって、前記周波数信号の夫々が前記圧縮段の一つに割当てられた前記回転 速度と夫々の圧縮段の動翼の数の積である特性周波数の範囲内に少くとも一つの 特性ピークを含むかどうかをチェックし、その特性ピークの形を示す少くとも一 つのピークパラメータを決定し、そして前記ピークパラメータが所定の値範囲を 越える値を有するとき前記状態変化信号を発 生し、前記状態変化信号を前記圧縮機の夫々の動作を制御する制御装置に送る状 態検出装置と、 を備えていることを特徴とする制御装置。 ２７．前記圧力検出装置は前記ハウジング内の前記圧縮段の一つの動翼と静翼 の間の位置に配置される請求項２６記載の制御装置。 ２８．前記圧力検出装置は圧電またはピエゾ抵抗圧力センサである請求項２６ 記載の制御装置。 ２９．前記変換装置は高速フーリエ変換装置を含む請求項２６記載の制御装置 。 ３０．前記変換装置は高速ハートレー変換装置を含む請求項２６記載の制御装 置。