JPS60111093A - 軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 - Google Patents
軸流圧縮機のサ−ジング防止装置Info
- Publication number
- JPS60111093A JPS60111093A JP21614083A JP21614083A JPS60111093A JP S60111093 A JPS60111093 A JP S60111093A JP 21614083 A JP21614083 A JP 21614083A JP 21614083 A JP21614083 A JP 21614083A JP S60111093 A JPS60111093 A JP S60111093A
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- JP
- Japan
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- compressor
- pressure ratio
- pressure
- detector
- ratio
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- 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】
〔発明の利用分野〕
この発明は軸流圧縮機に係り、特にサージング等ｎ：、
縮機の不安定住ｆＪＪ域での運転を避ける必要のある場
合に好適な軸流圧縮機のサージング防ＩＦ、装置に関す
るものである。
縮機の不安定住ｆＪＪ域での運転を避ける必要のある場
合に好適な軸流圧縮機のサージング防ＩＦ、装置に関す
るものである。
近年、ガスタービンの高温化と共に、これに用いるｌ’
ｌｌｌ流圧縮機の高圧力比化が進んでおり、このため段
当り圧力比がｔ、３〜１．５に達するものも出現【７て
いる。これに伴ない安定作動域がせばまり、ガスタービ
ンの始動性や制御性に問題を生寸゛る場合がある。第１
図は通常の４ｎｆｒ流圧縮流圧一般的特性を示す。第１
ト４において、曲％！ １． ＋ ２・・・４は圧縮機
回転数一定の場合の流量と吐出圧力の特性を示し、点線
はサージングラインを示す７通り；（°の軸流圧縮機の
場合、点線の右側が安定作動域であるが、左側領域では
サージング、旋回失速などを生ずるため圧縮機の安定動
作が出来ない。このような圧縮機の不安定領域では圧縮
機内の圧力変動が急増して翼の振動や軸振動を増大させ
、はなはだしい時には翼の破損事故に至ることすらある
。
ｌｌｌ流圧縮機の高圧力比化が進んでおり、このため段
当り圧力比がｔ、３〜１．５に達するものも出現【７て
いる。これに伴ない安定作動域がせばまり、ガスタービ
ンの始動性や制御性に問題を生寸゛る場合がある。第１
図は通常の４ｎｆｒ流圧縮流圧一般的特性を示す。第１
ト４において、曲％！ １． ＋ ２・・・４は圧縮機
回転数一定の場合の流量と吐出圧力の特性を示し、点線
はサージングラインを示す７通り；（°の軸流圧縮機の
場合、点線の右側が安定作動域であるが、左側領域では
サージング、旋回失速などを生ずるため圧縮機の安定動
作が出来ない。このような圧縮機の不安定領域では圧縮
機内の圧力変動が急増して翼の振動や軸振動を増大させ
、はなはだしい時には翼の破損事故に至ることすらある
。
したがって圧縮機の作動点を変化させて使用する時には
、このような不安定域に入らぬよう監視制御する圧縮機
のサージング防止制御装置が必要となる。従来用いられ
ているサージング防止装置をそなえた軸流圧縮機の構成
を第２図に示す。軸流圧縮機はケージング６の内側に取
付けられた複数個の静翼列７と静翼列の間に動翼列８を
そなえて回転するロータ９から構成されている。第２図
の構成において、予め予備試験でめた圧縮機−の特性マ
ツプが記憶装置１４に記憶されている。圧縮機の吐出圧
検出器１１および流量検出器１２からの出力は演算装置
１３に導かれる。演算装置１３からの出力は放風弁制御
装置］５に導かれ、圧縮機の作動点が前記記憶装置１４
に記憶されている圧縮機特性マツプ上、安定域にあるか
不安定域にあるかを比較判定する。圧縮機の作動点を変
化させて使用する時、圧縮機作動点が圧縮機の安定域か
ら不安定域に到達すると放風弁１０を開き、安定作動域
内に留るよう制御する、このようにしてサージング域／
＼の突入を阻１１−することが出来る。
、このような不安定域に入らぬよう監視制御する圧縮機
のサージング防止制御装置が必要となる。従来用いられ
ているサージング防止装置をそなえた軸流圧縮機の構成
を第２図に示す。軸流圧縮機はケージング６の内側に取
付けられた複数個の静翼列７と静翼列の間に動翼列８を
そなえて回転するロータ９から構成されている。第２図
の構成において、予め予備試験でめた圧縮機−の特性マ
ツプが記憶装置１４に記憶されている。圧縮機の吐出圧
検出器１１および流量検出器１２からの出力は演算装置
１３に導かれる。演算装置１３からの出力は放風弁制御
装置］５に導かれ、圧縮機の作動点が前記記憶装置１４
に記憶されている圧縮機特性マツプ上、安定域にあるか
不安定域にあるかを比較判定する。圧縮機の作動点を変
化させて使用する時、圧縮機作動点が圧縮機の安定域か
ら不安定域に到達すると放風弁１０を開き、安定作動域
内に留るよう制御する、このようにしてサージング域／
＼の突入を阻１１−することが出来る。
従来の豪、トージンク防Ｉ］二装置では前述のごとく、
圧縮画の流量検出器イテ必要どずろ。通常の圧縮機に用
いる流づ、計は−７：ＩＩｆ′ｉ１精度上の観点から流
量ａ１の上、下流に１１．管部（通常、」二干流合け−
で管径の２０〜３０倍の長さ）を要す。このため、圧縮
機の配管が長くなり配管費用が増大する欠点がある。
圧縮画の流量検出器イテ必要どずろ。通常の圧縮機に用
いる流づ、計は−７：ＩＩｆ′ｉ１精度上の観点から流
量ａ１の上、下流に１１．管部（通常、」二干流合け−
で管径の２０〜３０倍の長さ）を要す。このため、圧縮
機の配管が長くなり配管費用が増大する欠点がある。
この発明は上述のＪｊ項に基づきなされたもので。
安価でかつ確実な制御を行うことが出来る軸流圧縮機の
サージング防止装置を提供することを目的としている、 〔発明の（既要〕 この発明間軸流圧縮機の作動点の判定を圧縮機の流量を
吐出圧力により行う従来の方法に代え、修正回転数と圧
力比で判定することにより圧縮機流星測定用の長い配管
を設置することなく、確度の高いサージング域止が出来
るとこに着目してなされたものである。通常の軸流圧縮
機の特性図を第３図に示す。第３図では前述の第１図と
異なり、たて軸には圧縮機の圧力比π、横軸には修正流
量ｄパラメータ回転数には修正回転数百を用し）てしＡ
る。圧力比π、修正流量Ｇ、修正回転数にの定義式は以
下の通りである。
サージング防止装置を提供することを目的としている、 〔発明の（既要〕 この発明間軸流圧縮機の作動点の判定を圧縮機の流量を
吐出圧力により行う従来の方法に代え、修正回転数と圧
力比で判定することにより圧縮機流星測定用の長い配管
を設置することなく、確度の高いサージング域止が出来
るとこに着目してなされたものである。通常の軸流圧縮
機の特性図を第３図に示す。第３図では前述の第１図と
異なり、たて軸には圧縮機の圧力比π、横軸には修正流
量ｄパラメータ回転数には修正回転数百を用し）てしＡ
る。圧力比π、修正流量Ｇ、修正回転数にの定義式は以
下の通りである。
π＝ Ｐ ｄ ／ Ｐ ｓ ・・・・（１）Ｑ ＝ 、
”Ｔ” ｓ ／ Ｐ ｓ Ｇ ＝＝ （２）ｎ ＝ ｎ
／ 、斤１ ・・・・（３）ここに Ｐｄ：圧縮機吐
出圧力（ｋｇ／ｍ２ａｂ５）ＰＳ：＋＋ 入口圧力（Ｉ
Ｉ） Ｔｓ： ＩＩ 入口湿度（Ｉ＜） Ｇ ： 〃 流 量 ｎ： 〃 回転数 一般に圧縮機の特性は圧縮機の父萼ｒ力、入口温度によ
り影響を受けるが上述のように圧力比、修正流量、修正
回転数をパラメータにして特性を整理すれば圧縮機の入
口状態の影響は補正される。
”Ｔ” ｓ ／ Ｐ ｓ Ｇ ＝＝ （２）ｎ ＝ ｎ
／ 、斤１ ・・・・（３）ここに Ｐｄ：圧縮機吐
出圧力（ｋｇ／ｍ２ａｂ５）ＰＳ：＋＋ 入口圧力（Ｉ
Ｉ） Ｔｓ： ＩＩ 入口湿度（Ｉ＜） Ｇ ： 〃 流 量 ｎ： 〃 回転数 一般に圧縮機の特性は圧縮機の父萼ｒ力、入口温度によ
り影響を受けるが上述のように圧力比、修正流量、修正
回転数をパラメータにして特性を整理すれば圧縮機の入
口状態の影響は補正される。
すなわち、第３図のようなマツプで整理すれば、π炉晶
４５２椋１＋ Ｘ ｌ−１（＋能の鬼等を受けかい〜楠
正回転数一定ライン上で不安定域に突入する圧力比を読
み取り、横軸を修正回転数ｎでブロン１−すると第４図
に示すように表わされる。第４図ではサージラインの下
方に安定域、上方に不安定域がある。
４５２椋１＋ Ｘ ｌ−１（＋能の鬼等を受けかい〜楠
正回転数一定ライン上で不安定域に突入する圧力比を読
み取り、横軸を修正回転数ｎでブロン１−すると第４図
に示すように表わされる。第４図ではサージラインの下
方に安定域、上方に不安定域がある。
第４図の特性を予め測定し、ておけば、細流圧縮機の修
■回転数を圧力比から安定作動域か不安定作動域かの判
定が出来る。以上述べたごとく、この発明は圧縮機の修
正回転数と圧力比から圧縮機の安定、不安定の判定を行
うサージング防止装置を提供するものである。
■回転数を圧力比から安定作動域か不安定作動域かの判
定が出来る。以上述べたごとく、この発明は圧縮機の修
正回転数と圧力比から圧縮機の安定、不安定の判定を行
うサージング防止装置を提供するものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を第５図に従い更にくわしく説
明する。Ｊｌ＋流圧縮機はケーシング６の内側に取付け
られた複数個の静翼列７とこれら静翼列の間に動翼列８
をそなえて回転するロータ９から構成されている。圧縮
機の入口部には圧縮機入口圧力検出器１６、入口温度検
出器１７、圧縮機吐出圧力検出器１ｊが、また、ロータ
上には圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器１
８が設けられている。また、入口圧力検出器Ｊ６、入口
温度検出器１７、吐出圧力検出器１１、回転数検出器１
８の出力は、演算装置１３に導かれ、圧縮機の圧力比、
修正回転数を算出する。記憶装置１４には予め行った予
備試験により圧縮機の修正回転数と限界圧力比の関係が
記憶されている。演算装置１３から出力さ九る圧縮機の
作動点圧力比と記憶装置１４の限界圧力比を比較し、圧
力比が限界圧力比に達すると放風弁制御装置１５により
放風弁を開放し、サージング領域への突入を叩出するこ
とが出来る。
明する。Ｊｌ＋流圧縮機はケーシング６の内側に取付け
られた複数個の静翼列７とこれら静翼列の間に動翼列８
をそなえて回転するロータ９から構成されている。圧縮
機の入口部には圧縮機入口圧力検出器１６、入口温度検
出器１７、圧縮機吐出圧力検出器１ｊが、また、ロータ
上には圧縮機ロータの回転数を検出する回転数検出器１
８が設けられている。また、入口圧力検出器Ｊ６、入口
温度検出器１７、吐出圧力検出器１１、回転数検出器１
８の出力は、演算装置１３に導かれ、圧縮機の圧力比、
修正回転数を算出する。記憶装置１４には予め行った予
備試験により圧縮機の修正回転数と限界圧力比の関係が
記憶されている。演算装置１３から出力さ九る圧縮機の
作動点圧力比と記憶装置１４の限界圧力比を比較し、圧
力比が限界圧力比に達すると放風弁制御装置１５により
放風弁を開放し、サージング領域への突入を叩出するこ
とが出来る。
以」二連へたごとく、この発明では従来のサージング防
止装置と異なり、流量、吐出圧力により圧縮機作動点の
判定を行う代りに、圧力比と修正回転数により圧縮機の
作動点の判定を行う。このため、圧縮機下流の長い流厭
配管が不要となり安価で確度の高い軸流圧縮機のサージ
ング防止装置４に提供できる効果がある。
止装置と異なり、流量、吐出圧力により圧縮機作動点の
判定を行う代りに、圧力比と修正回転数により圧縮機の
作動点の判定を行う。このため、圧縮機下流の長い流厭
配管が不要となり安価で確度の高い軸流圧縮機のサージ
ング防止装置４に提供できる効果がある。
第１図、第３図、第４図は軸流圧縮機の特性装置の概略
図、第５図はこの発明のサージング防止装置の概略図で
ある。 ６・・・々−シング、７・静翼列、８・動翼列、９・・
・ロータ、１０・・・放風弁、１１・−・吐出圧力４が
１出器、１３・・演算装置、１４・記憶装置、１５・放
原、４１制御装置、１６・・・入［１圧力＠ｔ？、器、
１７人「１温度検出器、１８・・回もミ数検出器。 代理人 弁理−１，高樒明孟 ＼、 （、 第 １ 図 ；ｉ−ｌ （。 第 ＺＩ１２１１ 樋 第 ３ ロ イ１蒐ト正シ丸１１１′ ｚｊ下 ＶＪ ４ 口 ］
図、第５図はこの発明のサージング防止装置の概略図で
ある。 ６・・・々−シング、７・静翼列、８・動翼列、９・・
・ロータ、１０・・・放風弁、１１・−・吐出圧力４が
１出器、１３・・演算装置、１４・記憶装置、１５・放
原、４１制御装置、１６・・・入［１圧力＠ｔ？、器、
１７人「１温度検出器、１８・・回もミ数検出器。 代理人 弁理−１，高樒明孟 ＼、 （、 第 １ 図 ；ｉ−ｌ （。 第 ＺＩ１２１１ 樋 第 ３ ロ イ１蒐ト正シ丸１１１′ ｚｊ下 ＶＪ ４ 口 ］
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 おいて、圧縮機の入し］圧力を検出する入１コ圧力検出
器、入口温度を検出する人口温度検出器、圧縮機吐出圧
力を検出する吐出圧力検７ｊ５器、圧縮機ロータの回転
数を検出する回転数検出器および前記入口圧力検出器、
人［１温度検出器、吐出圧力検出器、回転数検出器から
の出力を用いて圧縮機の圧力比、修正回転数を算出する
？ｔ；【孫装置、才９よび予め前記圧Ｉｉ！機の限界圧
力比を記憶させた記憶装置、およびｆｉ！ｆ記演算装置
で算出した圧力比と前記記Ｆｊ、装置に記憶しである限
界圧力比とを比較し、前記算出圧力比が、前記限界圧力
比より大の時に前記放風弁の開度を増し、圧縮機の圧力
比が前記限界圧力比以内に留まるよう制御する放風弁制
御装置を設けたことを特徴とする軸流圧縮機のサージン
グ防止装冒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21614083A JPS60111093A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21614083A JPS60111093A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111093A true JPS60111093A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16683895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21614083A Pending JPS60111093A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111093A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102518598A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-06-27 | 北京时代科仪新能源科技有限公司 | 离心式空压机及其控制方法和*** |
| ITFI20130064A1 (it) * | 2013-03-26 | 2014-09-27 | Nuovo Pignone Srl | "methods and systems for controlling turbocompressors" |
| US10202980B2 (en) | 2011-10-03 | 2019-02-12 | Ihi Rotating Machinery Engineering Co., Ltd. | Centrifugal compressor apparatus and method for preventing surge therein |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP21614083A patent/JPS60111093A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10202980B2 (en) | 2011-10-03 | 2019-02-12 | Ihi Rotating Machinery Engineering Co., Ltd. | Centrifugal compressor apparatus and method for preventing surge therein |
| CN102518598A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-06-27 | 北京时代科仪新能源科技有限公司 | 离心式空压机及其控制方法和*** |
| ITFI20130064A1 (it) * | 2013-03-26 | 2014-09-27 | Nuovo Pignone Srl | "methods and systems for controlling turbocompressors" |
| WO2014154629A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Nuovo Pignone Srl | Methods and systems for controlling turbocompressors |
| JP2016514789A (ja) * | 2013-03-26 | 2016-05-23 | ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． | ターボ圧縮機を制御するための方法およびシステム |
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