JP2002061593A - 圧縮機のサージ回避運転制御システム - Google Patents
圧縮機のサージ回避運転制御システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧縮機のサージ回避運転制御システムに関
し、サージ突入直前の状態を監視し、圧縮空気を大気に
放出してサージを回避する。 【解決手段】 圧縮機の軸方向には非定常圧力センサ１
〜８が設けられ、その計測信号はアンプ５０を介してコ
ンピュータ１０へ入力される。コンピュータ１０は予め
サージ突入時の設定制限値２０が設定されており、計測
値と設定制限値２０とを比較しリアルタイムで監視し、
設定値を超えるとバルブ用制御装置１１へ信号を出力
し、制御装置１１はバルブ駆動装置を駆動して１秒以内
に抽気バルブ１２，１３，１４を全開とし放出管５４，
５５，５６より圧縮空気を大気へ放出する。これにより
サージによる圧縮機焼損を防ぐ。
し、サージ突入直前の状態を監視し、圧縮空気を大気に
放出してサージを回避する。 【解決手段】 圧縮機の軸方向には非定常圧力センサ１
〜８が設けられ、その計測信号はアンプ５０を介してコ
ンピュータ１０へ入力される。コンピュータ１０は予め
サージ突入時の設定制限値２０が設定されており、計測
値と設定制限値２０とを比較しリアルタイムで監視し、
設定値を超えるとバルブ用制御装置１１へ信号を出力
し、制御装置１１はバルブ駆動装置を駆動して１秒以内
に抽気バルブ１２，１３，１４を全開とし放出管５４，
５５，５６より圧縮空気を大気へ放出する。これにより
サージによる圧縮機焼損を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧縮機のサージ回避
運転制御システムに関し、サージに突入する直前にサー
ジを回避し、圧縮機内部焼損を確実に防ぐシステムであ
る。
運転制御システムに関し、サージに突入する直前にサー
ジを回避し、圧縮機内部焼損を確実に防ぐシステムであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のサージ回避をするための圧
縮機の運転システムの構成図であり、（ａ）は全体構成
図、（ｂ）は圧力変動の表示画面を示す図である。図
（ａ）において、４０は圧縮機のケーシングであり、そ
の内部は入口のＩＧＶ（inlet guide vane）４１、ロー
タ周囲に取付けられた動翼４２、ケーシング内壁周囲に
取付けられた静翼４３を有し、これら動翼、静翼は軸方
向に交互に配置され多段の圧縮機を構成している。又、
ケーシング４０の外周の後段側には抽気室４４，４５，
４６が設けられ、圧縮空気を途中の段から抽気し、ター
ビンの冷却用空気として利用できるようになっている。
４７は燃焼器であり、圧縮機出口の周囲に複数本、例え
ば８本が配設され、圧縮機からの吐出空気を吸い込んで
燃料を燃焼させるものである。このような構成の圧縮機
では空気６０は入口より吸入され、ＩＧＶ４１、動翼４
２、静翼４３、それ以降の多段に構成された動翼、静翼
間を通過して圧縮され、所定の圧力比の空気６１となっ
て吐出され、燃焼器４７へ吸い込まれる。
縮機の運転システムの構成図であり、（ａ）は全体構成
図、（ｂ）は圧力変動の表示画面を示す図である。図
（ａ）において、４０は圧縮機のケーシングであり、そ
の内部は入口のＩＧＶ（inlet guide vane）４１、ロー
タ周囲に取付けられた動翼４２、ケーシング内壁周囲に
取付けられた静翼４３を有し、これら動翼、静翼は軸方
向に交互に配置され多段の圧縮機を構成している。又、
ケーシング４０の外周の後段側には抽気室４４，４５，
４６が設けられ、圧縮空気を途中の段から抽気し、ター
ビンの冷却用空気として利用できるようになっている。
４７は燃焼器であり、圧縮機出口の周囲に複数本、例え
ば８本が配設され、圧縮機からの吐出空気を吸い込んで
燃料を燃焼させるものである。このような構成の圧縮機
では空気６０は入口より吸入され、ＩＧＶ４１、動翼４
２、静翼４３、それ以降の多段に構成された動翼、静翼
間を通過して圧縮され、所定の圧力比の空気６１となっ
て吐出され、燃焼器４７へ吸い込まれる。
【０００３】１〜８は圧力センサであり、ケーシング４
０内の非定常の内圧変動を測定するものである。１は圧
縮機入口の１段目のケーシング４０内の圧力センサ、２
は２段、３は３段、４は４段目の圧力センサであり、
５，６，７はそれぞれ抽気室４４，４５，４６内の圧力
センサ、８は圧縮機出口の圧力センサであり、それぞれ
圧縮機の軸方向の圧力を計測し、アンプ５０で増幅され
た後、メモリレコーダ５１に記録され監視される。
０内の非定常の内圧変動を測定するものである。１は圧
縮機入口の１段目のケーシング４０内の圧力センサ、２
は２段、３は３段、４は４段目の圧力センサであり、
５，６，７はそれぞれ抽気室４４，４５，４６内の圧力
センサ、８は圧縮機出口の圧力センサであり、それぞれ
圧縮機の軸方向の圧力を計測し、アンプ５０で増幅され
た後、メモリレコーダ５１に記録され監視される。
【０００４】従来の上記構成の軸流圧縮機サージ監視シ
ステムは、圧縮機内の圧力変動をセンサ１〜８で計測
し、この測定結果を（ｂ）に示すように画面表示させ、
予めわかっている実績圧力変動６２と比較し、この実績
圧力変動６２よりも測定圧力変動が高くなった場合にサ
ージに近いと判断し、監視員の判断によって停止の判定
を行い、監視員が停止のボタンを押して圧縮機の運転を
停止していた。
ステムは、圧縮機内の圧力変動をセンサ１〜８で計測
し、この測定結果を（ｂ）に示すように画面表示させ、
予めわかっている実績圧力変動６２と比較し、この実績
圧力変動６２よりも測定圧力変動が高くなった場合にサ
ージに近いと判断し、監視員の判断によって停止の判定
を行い、監視員が停止のボタンを押して圧縮機の運転を
停止していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の圧
縮機のサージ監視システムは、圧縮機内の圧力変動をセ
ンサで計測し、計測圧力が予め設定した実績圧力変動よ
りも高くなると監視員の判断でサージに近いと判断し圧
縮機の運転を停止していた。このため、サージマージン
がまだ存在する場合でも、実績圧力変動値に達すると運
転（圧力上昇運転）を停めており、高圧限界運転点を確
認せずに予測サージマージン以下で運転し、潜在的な昇
圧能力を発揮せずに使用しているのが現状である。又、
計測位置のずれによって計測圧力変動のレベルが実績値
と異なる場合、実績値による判断ではサージに突入して
しまい、圧縮機を焼損してしまうというリスクも大き
く、信頼性が低いものであった。
縮機のサージ監視システムは、圧縮機内の圧力変動をセ
ンサで計測し、計測圧力が予め設定した実績圧力変動よ
りも高くなると監視員の判断でサージに近いと判断し圧
縮機の運転を停止していた。このため、サージマージン
がまだ存在する場合でも、実績圧力変動値に達すると運
転（圧力上昇運転）を停めており、高圧限界運転点を確
認せずに予測サージマージン以下で運転し、潜在的な昇
圧能力を発揮せずに使用しているのが現状である。又、
計測位置のずれによって計測圧力変動のレベルが実績値
と異なる場合、実績値による判断ではサージに突入して
しまい、圧縮機を焼損してしまうというリスクも大き
く、信頼性が低いものであった。
【０００６】そこで本発明では、圧縮機内の圧力変動を
センサで計測し、この計測値をコンピュータに入力し、
コンピュータの判断によりサージ突入直前と判定した場
合には抽気バルブを開いて圧縮機内部の高圧、高温空気
を放出管より大気に放出し、サージによる圧縮機の焼損
を防ぐようにした圧縮機のサージ回避運転制御システム
を提供することを課題としてなされたものである。
センサで計測し、この計測値をコンピュータに入力し、
コンピュータの判断によりサージ突入直前と判定した場
合には抽気バルブを開いて圧縮機内部の高圧、高温空気
を放出管より大気に放出し、サージによる圧縮機の焼損
を防ぐようにした圧縮機のサージ回避運転制御システム
を提供することを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）〜（４）の手段を提供する。
決するために次の（１）〜（４）の手段を提供する。
【０００８】（１）多段の翼から構成され空気を抽気す
る抽気室を有する圧縮機内の軸方向に複数の圧力センサ
を取付け同圧力センサからの計測信号を監視してサージ
突入を防止する運転システムにおいて、前記抽気室に連
通する抽気管に設けられた抽気バルブと、前記圧力セン
サの計測信号を取込みサージ突入直前の状態を判定しサ
ージ突入信号を出力するコンピュータと、同コンピュー
タからの前記サージ突入信号を受け前記抽気バルブの開
信号を出力する制御装置と、同制御装置からの開信号を
受け前記抽気バルブを全開とするバルブ駆動装置とを備
え、前記コンピュータには予めサージ突入直前の圧力変
動の制限値を設定しておき、同コンピュータは前記セン
サからの計測値と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値が前記制限値に達するか、もしくはこの値を超える
とサージ突入直前と判定し、前記制御装置へ前記サージ
突入信号を出力することを特徴とする圧縮機のサージ回
避運転制御システム。
る抽気室を有する圧縮機内の軸方向に複数の圧力センサ
を取付け同圧力センサからの計測信号を監視してサージ
突入を防止する運転システムにおいて、前記抽気室に連
通する抽気管に設けられた抽気バルブと、前記圧力セン
サの計測信号を取込みサージ突入直前の状態を判定しサ
ージ突入信号を出力するコンピュータと、同コンピュー
タからの前記サージ突入信号を受け前記抽気バルブの開
信号を出力する制御装置と、同制御装置からの開信号を
受け前記抽気バルブを全開とするバルブ駆動装置とを備
え、前記コンピュータには予めサージ突入直前の圧力変
動の制限値を設定しておき、同コンピュータは前記セン
サからの計測値と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値が前記制限値に達するか、もしくはこの値を超える
とサージ突入直前と判定し、前記制御装置へ前記サージ
突入信号を出力することを特徴とする圧縮機のサージ回
避運転制御システム。
【０００９】（２）前記コンピュータは前記センサから
の計測値をウェーブレット変換してウェーブレット係数
を求め、同係数と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値のウェーブレット係数が前記制限値に達するか、も
しくは同制限値を超えるとサージ突入直前と判定し、前
記制御装置へ前記サージ突入信号を出力することを特徴
とする（１）記載の圧縮機のサージ回避運転制御システ
ム。
の計測値をウェーブレット変換してウェーブレット係数
を求め、同係数と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値のウェーブレット係数が前記制限値に達するか、も
しくは同制限値を超えるとサージ突入直前と判定し、前
記制御装置へ前記サージ突入信号を出力することを特徴
とする（１）記載の圧縮機のサージ回避運転制御システ
ム。
【００１０】（３）前記コンピュータは前記圧力センサ
からの計測値を受けると、現在の計測値から３秒前まで
の間の圧力変動値の移動平均値を求め、同移動平均値の
２倍を前記制限値として設定することを特徴とする
（１）又は（２）記載の圧縮機のサージ回避運転制御シ
ステム。
からの計測値を受けると、現在の計測値から３秒前まで
の間の圧力変動値の移動平均値を求め、同移動平均値の
２倍を前記制限値として設定することを特徴とする
（１）又は（２）記載の圧縮機のサージ回避運転制御シ
ステム。
【００１１】（４）前記駆動装置は前記制御装置から前
記開信号を受けると、前記抽気バルブを１秒以内に全開
とすることを特徴とする（１）又は（２）記載の圧縮機
のサージ回避運転制御システム。
記開信号を受けると、前記抽気バルブを１秒以内に全開
とすることを特徴とする（１）又は（２）記載の圧縮機
のサージ回避運転制御システム。
【００１２】本発明の（１）においては、圧力センサに
より各段の非定常内圧変動が計測され、コンピュータへ
入力される。コンピュータでは予めサージ突入の直前の
圧力変動の制限値を設定しておき、計測値と制限値とを
比較して監視する。コンピュータは計測値が制限値に達
するか、又はこの制限値を超えると、サージ突入直前と
判定し制御装置へサージ突入信号を出力する。制御装置
はこのサージ突入信号を受けると、圧縮機回転停止信号
を駆動力に出力し、又バルブ駆動装置へ抽気バルブ開信
号を出力し、抽気バルブを全開にして圧縮機内部の高
温、高圧空気を大気に開放する。このような制御によ
り、圧縮機の高圧限界運転点の確認が可能となり、か
つ、サージ突入による圧縮機内部の焼損を確実に防止す
ることができる。
より各段の非定常内圧変動が計測され、コンピュータへ
入力される。コンピュータでは予めサージ突入の直前の
圧力変動の制限値を設定しておき、計測値と制限値とを
比較して監視する。コンピュータは計測値が制限値に達
するか、又はこの制限値を超えると、サージ突入直前と
判定し制御装置へサージ突入信号を出力する。制御装置
はこのサージ突入信号を受けると、圧縮機回転停止信号
を駆動力に出力し、又バルブ駆動装置へ抽気バルブ開信
号を出力し、抽気バルブを全開にして圧縮機内部の高
温、高圧空気を大気に開放する。このような制御によ
り、圧縮機の高圧限界運転点の確認が可能となり、か
つ、サージ突入による圧縮機内部の焼損を確実に防止す
ることができる。
【００１３】本発明の（２）では、コンピュータは、圧
力センサからの計測値をウェーブレット変換により突変
データ波形抽出処理を行いウェーブレット係数を求め、
この係数と制限値とを比較するので、サージ突入直前の
状態が確実に判定でき、上記（１）の発明の効果が確実
に得られるものである。
力センサからの計測値をウェーブレット変換により突変
データ波形抽出処理を行いウェーブレット係数を求め、
この係数と制限値とを比較するので、サージ突入直前の
状態が確実に判定でき、上記（１）の発明の効果が確実
に得られるものである。
【００１４】本発明の（３）では、サージ突入時には圧
力変動が一瞬のうちに安定運転時の数倍以上高くなるの
で、コンピュータでは現在の圧力変動の計測値から３秒
前までの間の圧力変動の移動平均値を求め、この移動平
均値の２倍を制限値に設定する。この制限値の設定によ
りサージ突入直前の状態が精度良く判定することができ
る。
力変動が一瞬のうちに安定運転時の数倍以上高くなるの
で、コンピュータでは現在の圧力変動の計測値から３秒
前までの間の圧力変動の移動平均値を求め、この移動平
均値の２倍を制限値に設定する。この制限値の設定によ
りサージ突入直前の状態が精度良く判定することができ
る。
【００１５】本発明の（４）では、サージ突入は一瞬の
うちに圧力変動が安定運転時の数倍以上になり、圧力上
昇や温度上昇による圧縮機の焼損が急激に発生するの
で、これら焼損が起こる前、即ち圧力変動が急変してか
ら１秒以内に抽気弁を全開にして高温、高圧空気を瞬時
に大気に放出し、圧縮機の焼損を確実に防止することが
できる。
うちに圧力変動が安定運転時の数倍以上になり、圧力上
昇や温度上昇による圧縮機の焼損が急激に発生するの
で、これら焼損が起こる前、即ち圧力変動が急変してか
ら１秒以内に抽気弁を全開にして高温、高圧空気を瞬時
に大気に放出し、圧縮機の焼損を確実に防止することが
できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る圧縮機のサージ回避運転制御システ
ムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は圧力変動量のモニ
タ画面を示す図である。（ａ）図において、ケーシング
４０内には入口のＩＧＶ４１、ロータ周囲に取付けられ
た動翼４２、ケーシング内壁周囲に取付けられた静翼４
３を有し、これら動翼、静翼は軸方向に交互に配置され
多段の圧縮機を構成している。又、ケーシング４０の外
周後段側には抽気室４４，４５，４６が設けられ、圧縮
空気を途中の段から抽気し、タービンの冷却用空気とし
て利用できるようになっている。４７は燃焼器であり、
圧縮機から吐出空気を吸い込んで燃料を燃焼させる。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る圧縮機のサージ回避運転制御システ
ムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は圧力変動量のモニ
タ画面を示す図である。（ａ）図において、ケーシング
４０内には入口のＩＧＶ４１、ロータ周囲に取付けられ
た動翼４２、ケーシング内壁周囲に取付けられた静翼４
３を有し、これら動翼、静翼は軸方向に交互に配置され
多段の圧縮機を構成している。又、ケーシング４０の外
周後段側には抽気室４４，４５，４６が設けられ、圧縮
空気を途中の段から抽気し、タービンの冷却用空気とし
て利用できるようになっている。４７は燃焼器であり、
圧縮機から吐出空気を吸い込んで燃料を燃焼させる。
【００１７】このような構成の圧縮機では、従来例で説
明したように、空気６０は入口より吸入され、ＩＧＶ４
１、動翼４２、静翼４３、それ以降の多段に構成された
動翼、静翼間を通過して圧縮され、所定の圧力比の空気
６１となって吐出され、燃焼器４７へ供給される。
明したように、空気６０は入口より吸入され、ＩＧＶ４
１、動翼４２、静翼４３、それ以降の多段に構成された
動翼、静翼間を通過して圧縮され、所定の圧力比の空気
６１となって吐出され、燃焼器４７へ供給される。
【００１８】５１，５２，５３は抽気管であり、それぞ
れ抽気室４４，４５，４６に接続し、圧縮途中の空気を
抽気してタービンへ導き、冷却用空気として用いられ
る。１２，１３，１４は抽気バルブであり、それぞれ抽
気管５１，５２，５３に設けられ、開放することにより
抽気管からの空気を大気に放出するものである。１５，
１６，１７はバルブ駆動装置であり、モータ、シリン
ダ、等からなり抽気バルブ１２，１３，１４をそれぞれ
開閉するものである。
れ抽気室４４，４５，４６に接続し、圧縮途中の空気を
抽気してタービンへ導き、冷却用空気として用いられ
る。１２，１３，１４は抽気バルブであり、それぞれ抽
気管５１，５２，５３に設けられ、開放することにより
抽気管からの空気を大気に放出するものである。１５，
１６，１７はバルブ駆動装置であり、モータ、シリン
ダ、等からなり抽気バルブ１２，１３，１４をそれぞれ
開閉するものである。
【００１９】１０はコンピュータであり、アンプ５０を
介して従来と同じ構成の圧力センサ１〜８からの信号を
取込み、サージの発生直前の状態を検知し、バルブ用制
御装置１１に信号を出力し、バルブ駆動装置１５，１
６，１７を作動させ抽気バルブ１２，１３，１４を開く
ように制御する。
介して従来と同じ構成の圧力センサ１〜８からの信号を
取込み、サージの発生直前の状態を検知し、バルブ用制
御装置１１に信号を出力し、バルブ駆動装置１５，１
６，１７を作動させ抽気バルブ１２，１３，１４を開く
ように制御する。
【００２０】上記構成の実施の第１形態において、圧縮
機圧力比上昇時に各段動翼前に取付けられた非定常圧力
センサ１〜８によって各段の非定常内圧変動が計測さ
れ、それら信号はアンプ５０により増幅され、ディジタ
ル信号としてコンピュータ１０へ入力される。コンピュ
ータ１０では予め設定制限値２０（図１（ｂ）参照）を
設定しておく。サージ突入時には圧力変動値が一瞬で安
定運転時の数倍以上高くなるため、仮に３秒前から現在
の間の圧力変動値の移動平均値の２倍を設定制限値とし
て設定し、この値に達するか、又は、この値を超える
と、サージ突入直前と判定する。
機圧力比上昇時に各段動翼前に取付けられた非定常圧力
センサ１〜８によって各段の非定常内圧変動が計測さ
れ、それら信号はアンプ５０により増幅され、ディジタ
ル信号としてコンピュータ１０へ入力される。コンピュ
ータ１０では予め設定制限値２０（図１（ｂ）参照）を
設定しておく。サージ突入時には圧力変動値が一瞬で安
定運転時の数倍以上高くなるため、仮に３秒前から現在
の間の圧力変動値の移動平均値の２倍を設定制限値とし
て設定し、この値に達するか、又は、この値を超える
と、サージ突入直前と判定する。
【００２１】コンピュータ１０では入力される現在の計
測信号を任意のプログラム言語を用いてリアルタイムで
処理し、各段の非定常変動を（ｂ）図に示すようにディ
スプレイに表示する。又、計測信号と、設定制限値とを
比較し、現在の計測値が設定制限値２０を超えていない
かを判断する。圧力比を徐々に上昇し、上記の監視をリ
アルタイムで続行する。
測信号を任意のプログラム言語を用いてリアルタイムで
処理し、各段の非定常変動を（ｂ）図に示すようにディ
スプレイに表示する。又、計測信号と、設定制限値とを
比較し、現在の計測値が設定制限値２０を超えていない
かを判断する。圧力比を徐々に上昇し、上記の監視をリ
アルタイムで続行する。
【００２２】コンピュータ１０は計測値が設定制限値２
０を超えたと判定すると、サージ突入直前と判定し、バ
ルブ用制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装置
１１はバルブ駆動装置１５，１６，１７を制御し、抽気
バルブ１２，１３，１４を開き、抽気管５１，５２，５
３内の空気を放出管５４，５５，５６から大気へ放出す
る。この場合にバルブ駆動装置１５，１６，１７は約１
秒以内に抽気バルブ１２，１３，１４を全開とする必要
があり、１秒以内に空気を放出し、サージによる圧縮機
焼損を確実に防止する。
０を超えたと判定すると、サージ突入直前と判定し、バ
ルブ用制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装置
１１はバルブ駆動装置１５，１６，１７を制御し、抽気
バルブ１２，１３，１４を開き、抽気管５１，５２，５
３内の空気を放出管５４，５５，５６から大気へ放出す
る。この場合にバルブ駆動装置１５，１６，１７は約１
秒以内に抽気バルブ１２，１３，１４を全開とする必要
があり、１秒以内に空気を放出し、サージによる圧縮機
焼損を確実に防止する。
【００２３】図２は上記に説明した実施の第１形態にお
けるコンピュータの制御フローチャートである。図にお
いて、スタート後、ステップＳ１において、非定常圧力
センサ１〜８で圧縮機軸方向の圧力をmm秒のオーダでリ
アルタイムで計測し、この計測値はコンピュータ１０へ
入力される。次にＳ２ではコンピュータ１０では、３秒
前から現在までの計測圧力値の平均値を算出し、その平
均値の２倍を設定制限値として設定する。
けるコンピュータの制御フローチャートである。図にお
いて、スタート後、ステップＳ１において、非定常圧力
センサ１〜８で圧縮機軸方向の圧力をmm秒のオーダでリ
アルタイムで計測し、この計測値はコンピュータ１０へ
入力される。次にＳ２ではコンピュータ１０では、３秒
前から現在までの計測圧力値の平均値を算出し、その平
均値の２倍を設定制限値として設定する。
【００２４】次に、Ｓ３において、現在の圧力変動計測
値が設定制限値を超えたか否か判定し、設定制限値以内
であれば、Ｓ４において運転を続行してＳ１へ戻り、セ
ンサの信号を取り込む。この場合は圧力比上昇の運転が
可能となる。Ｓ３において、計測値が設定制限値を超え
ると、サージ突入直前と判定し、Ｓ５においてバルブ用
制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装置１１が
バルブ駆動装置１５，１６，１７を作動させ、抽気バル
ブ１２，１３，１４を全開として空気を大気に放出す
る。抽気バルブ１２，１３，１４を開くとＳ６において
圧縮機を停止させる。
値が設定制限値を超えたか否か判定し、設定制限値以内
であれば、Ｓ４において運転を続行してＳ１へ戻り、セ
ンサの信号を取り込む。この場合は圧力比上昇の運転が
可能となる。Ｓ３において、計測値が設定制限値を超え
ると、サージ突入直前と判定し、Ｓ５においてバルブ用
制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装置１１が
バルブ駆動装置１５，１６，１７を作動させ、抽気バル
ブ１２，１３，１４を全開として空気を大気に放出す
る。抽気バルブ１２，１３，１４を開くとＳ６において
圧縮機を停止させる。
【００２５】上記の実施の第１形態の圧縮機のサージ回
避運転制御システムによれば、非定常圧力センサ１〜８
により圧縮機内の軸方向の圧力を計測し、コンピュータ
１０により設定制限値と計測値とをリアルタイムに監視
し、計測値が設定制限値を超えるとサージ突入直前と判
断して圧縮機の回転を停止し、同時に抽気バルブ１２，
１３，１４を１秒以内に全開として圧縮機内部の高温、
高圧空気を放出管５４，５５，５６より大気へ放出する
ように制御する。この場合、抽気バルブ１２，１３，１
４は全部を全開とする。このような制御により、圧縮機
の高圧限界運転点の確認が可能となり、かつ、サージ突
入による圧縮機内部の焼損の被害を確実に防ぐことがで
きる。
避運転制御システムによれば、非定常圧力センサ１〜８
により圧縮機内の軸方向の圧力を計測し、コンピュータ
１０により設定制限値と計測値とをリアルタイムに監視
し、計測値が設定制限値を超えるとサージ突入直前と判
断して圧縮機の回転を停止し、同時に抽気バルブ１２，
１３，１４を１秒以内に全開として圧縮機内部の高温、
高圧空気を放出管５４，５５，５６より大気へ放出する
ように制御する。この場合、抽気バルブ１２，１３，１
４は全部を全開とする。このような制御により、圧縮機
の高圧限界運転点の確認が可能となり、かつ、サージ突
入による圧縮機内部の焼損の被害を確実に防ぐことがで
きる。
【００２６】図３は本発明の実施の第２形態に係る圧縮
機のサージ回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成
図、（ｂ）は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
図において、本実施の第２形態においては、実施の第１
形態と異なる部分はコンピュータの演算方式にあり、本
実施の第２形態においてはウェーブレット変換（突変デ
ータ波形抽出処理）を行うコンピュータ１０ａを採用し
たものである。その他の構成は図１に示す実施の第１形
態と同じであり、同一内容についての説明は省略し、本
実施の第２形態の特徴部分を中心に説明する。
機のサージ回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成
図、（ｂ）は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
図において、本実施の第２形態においては、実施の第１
形態と異なる部分はコンピュータの演算方式にあり、本
実施の第２形態においてはウェーブレット変換（突変デ
ータ波形抽出処理）を行うコンピュータ１０ａを採用し
たものである。その他の構成は図１に示す実施の第１形
態と同じであり、同一内容についての説明は省略し、本
実施の第２形態の特徴部分を中心に説明する。
【００２７】図３において、ある圧力比で運転し、非定
常圧力センサ１〜８によって各段の非定常内圧変動が計
測され、アンプ５０を介してコンピュータ１０ａにディ
ジタルデータとして入力される。コンピュータ１０ａで
は任意のプログラム言語を用いてリアルタイムで各段の
計測された非定常内圧変動データのウェーブレット変換
（突変データ波形抽出処理）を行いウェーブレット係数
を求め、ウェーブレット変換後の波形を（ｂ）図に示す
ようにディスプレイに表示する。コンピュータ１０ａに
は、図１に示す実施の第１形態と同様に予めサージ突入
時のリアルタイム用設定制限値２０ａを設定しておく。
常圧力センサ１〜８によって各段の非定常内圧変動が計
測され、アンプ５０を介してコンピュータ１０ａにディ
ジタルデータとして入力される。コンピュータ１０ａで
は任意のプログラム言語を用いてリアルタイムで各段の
計測された非定常内圧変動データのウェーブレット変換
（突変データ波形抽出処理）を行いウェーブレット係数
を求め、ウェーブレット変換後の波形を（ｂ）図に示す
ようにディスプレイに表示する。コンピュータ１０ａに
は、図１に示す実施の第１形態と同様に予めサージ突入
時のリアルタイム用設定制限値２０ａを設定しておく。
【００２８】コンピュータではリアルタイムで現在の計
測値のウェーブレット変換されたデータを予め設定した
設定制限値とを比較し、設定制限値を超えていないかど
うか監視を行い、圧力比を更に上昇させる。
測値のウェーブレット変換されたデータを予め設定した
設定制限値とを比較し、設定制限値を超えていないかど
うか監視を行い、圧力比を更に上昇させる。
【００２９】監視の過程において、断続的、或いは連続
的な旋回失速が発生し、いずれかの段の非定常内圧変動
が設定制限値を超えた場合、コンピュータ１０ａはサー
ジ突入直前と判断し、圧縮機を停止し同時にバルブ用制
御装置１１に信号を出力し、バルブ用制御装置１１はバ
ルブ駆動装置１５，１６，１７を制御し、抽気バルブ１
２，１３，１４を開き抽気管５１，５２，５３内の空気
を放出管５４，５５，５６から大気へ放出する。この場
合にバルブ駆動装置１５，１６，１７は１秒以内に抽気
バルブ１２，１３，１４を全開としてサージ突入による
圧縮機焼損を確実に防止する。又は抽気バルブ１２，１
３，１４のすべてを全開とする制御を行う。
的な旋回失速が発生し、いずれかの段の非定常内圧変動
が設定制限値を超えた場合、コンピュータ１０ａはサー
ジ突入直前と判断し、圧縮機を停止し同時にバルブ用制
御装置１１に信号を出力し、バルブ用制御装置１１はバ
ルブ駆動装置１５，１６，１７を制御し、抽気バルブ１
２，１３，１４を開き抽気管５１，５２，５３内の空気
を放出管５４，５５，５６から大気へ放出する。この場
合にバルブ駆動装置１５，１６，１７は１秒以内に抽気
バルブ１２，１３，１４を全開としてサージ突入による
圧縮機焼損を確実に防止する。又は抽気バルブ１２，１
３，１４のすべてを全開とする制御を行う。
【００３０】図４は上記に説明の実施の第２形態におけ
るコンピュータの制御フローチャートである。図におい
てスタート後、ステップＳ１において、非定常圧力セン
サ１〜８で圧縮機軸方向の圧力をリアルタイムで計測
し、コンピュータ１０ａへ入力する。次に、Ｓ２におい
てコンピュータ１０ａは非定常圧力変動値のウェーブレ
ット変換を実施し、ウェーブレット係数を算出する。
るコンピュータの制御フローチャートである。図におい
てスタート後、ステップＳ１において、非定常圧力セン
サ１〜８で圧縮機軸方向の圧力をリアルタイムで計測
し、コンピュータ１０ａへ入力する。次に、Ｓ２におい
てコンピュータ１０ａは非定常圧力変動値のウェーブレ
ット変換を実施し、ウェーブレット係数を算出する。
【００３１】次にＳ３において、現在計測された測定値
のウェーブレット係数が予め設定された設定制限値を超
えているか否かを調べ、超えていなければ、Ｓ４におい
て運転を続行してＳ１へ戻り再びセンサからの信号をコ
ンピュータ１０ａへ取り込む。Ｓ３において設定制限値
を超えていればサージ突入直前と判定し、Ｓ５において
バルブ用制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装
置１１が１秒以内にバルブ駆動装置１５，１６，１７を
作動させ、抽気バルブ１２，１３，１４を全開として空
気を大気へ放出する。抽気バルブ１２，１３，１４を開
くとＳ６において圧縮機を停止させる。
のウェーブレット係数が予め設定された設定制限値を超
えているか否かを調べ、超えていなければ、Ｓ４におい
て運転を続行してＳ１へ戻り再びセンサからの信号をコ
ンピュータ１０ａへ取り込む。Ｓ３において設定制限値
を超えていればサージ突入直前と判定し、Ｓ５において
バルブ用制御装置１１へ信号を出力し、バルブ用制御装
置１１が１秒以内にバルブ駆動装置１５，１６，１７を
作動させ、抽気バルブ１２，１３，１４を全開として空
気を大気へ放出する。抽気バルブ１２，１３，１４を開
くとＳ６において圧縮機を停止させる。
【００３２】上記の実施の第２形態によれば、非定常圧
力センサ１〜８により圧縮機内の圧力を計測し、コンピ
ュータ１０ａによりウェーブレット変換を行いウェーブ
レット係数を求め、このウェーブレット係数を設定制限
値と比較してリアルタイムで監視し、計測値が設定制限
値を超えるとサージ突入直前と判断して抽気バルブ１
２，１３，１４を１秒以内に全開として圧縮機内部の高
温、高圧空気を放出管５４，５５，５６より大気へ放出
するように制御する。このような制御により、実施の第
１形態と同様に圧縮機の高圧限界運転点の確認が可能と
なり、かつサージ突入による圧縮機内部の焼損の被害を
確実に防止することができる。
力センサ１〜８により圧縮機内の圧力を計測し、コンピ
ュータ１０ａによりウェーブレット変換を行いウェーブ
レット係数を求め、このウェーブレット係数を設定制限
値と比較してリアルタイムで監視し、計測値が設定制限
値を超えるとサージ突入直前と判断して抽気バルブ１
２，１３，１４を１秒以内に全開として圧縮機内部の高
温、高圧空気を放出管５４，５５，５６より大気へ放出
するように制御する。このような制御により、実施の第
１形態と同様に圧縮機の高圧限界運転点の確認が可能と
なり、かつサージ突入による圧縮機内部の焼損の被害を
確実に防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の圧縮機のサージ回避運転制御シ
ステムは、（１）多段の翼から構成され空気を抽気する
抽気室を有する圧縮機内の軸方向に複数の圧力センサを
取付け同圧力センサからの計測信号を監視してサージ突
入を防止する運転システムにおいて、前記抽気室に連通
する抽気管に設けられた抽気バルブと、前記圧力センサ
の計測信号を取込みサージ突入直前の状態を判定しサー
ジ突入信号を出力するコンピュータと、同コンピュータ
からの前記サージ突入信号を受け前記抽気バルブの開信
号を出力する制御装置と、同制御装置からの開信号を受
け前記抽気バルブを全開とするバルブ駆動装置とを備
え、前記コンピュータには予めサージ突入直前の圧力変
動の制限値を設定しておき、同コンピュータは前記セン
サからの計測値と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値が前記制限値に達するか、もしくはこの値を超える
とサージ突入直前と判定し、前記制御装置へ前記サージ
突入信号を出力することを特徴としている。
ステムは、（１）多段の翼から構成され空気を抽気する
抽気室を有する圧縮機内の軸方向に複数の圧力センサを
取付け同圧力センサからの計測信号を監視してサージ突
入を防止する運転システムにおいて、前記抽気室に連通
する抽気管に設けられた抽気バルブと、前記圧力センサ
の計測信号を取込みサージ突入直前の状態を判定しサー
ジ突入信号を出力するコンピュータと、同コンピュータ
からの前記サージ突入信号を受け前記抽気バルブの開信
号を出力する制御装置と、同制御装置からの開信号を受
け前記抽気バルブを全開とするバルブ駆動装置とを備
え、前記コンピュータには予めサージ突入直前の圧力変
動の制限値を設定しておき、同コンピュータは前記セン
サからの計測値と前記制限値とを比較して監視し、同計
測値が前記制限値に達するか、もしくはこの値を超える
とサージ突入直前と判定し、前記制御装置へ前記サージ
突入信号を出力することを特徴としている。
【００３４】上記構成により、サージ突入直前の状態と
なると、制御装置はバルブ駆動装置へ抽気バルブ開信号
を出力し、抽気バルブを全開にして圧縮機内部の高温、
高圧空気を大気へ開放する。このような制御により、圧
縮機の高圧限界運転点の確認が可能となり、かつ、サー
ジ突入による圧縮機内部の焼損を確実に防止することが
できる。
なると、制御装置はバルブ駆動装置へ抽気バルブ開信号
を出力し、抽気バルブを全開にして圧縮機内部の高温、
高圧空気を大気へ開放する。このような制御により、圧
縮機の高圧限界運転点の確認が可能となり、かつ、サー
ジ突入による圧縮機内部の焼損を確実に防止することが
できる。
【００３５】本発明の（２）では、コンピュータは、圧
力センサからの計測値をウェーブレット変換により突変
データ波形抽出処理を行いウェーブレット係数を求め、
この係数と制限値とを比較するので、サージ突入直前の
状態が確実に判定でき、上記（１）の発明の効果が確実
に得られるものである。
力センサからの計測値をウェーブレット変換により突変
データ波形抽出処理を行いウェーブレット係数を求め、
この係数と制限値とを比較するので、サージ突入直前の
状態が確実に判定でき、上記（１）の発明の効果が確実
に得られるものである。
【００３６】本発明の（３）では、サージ突入時には圧
力変動が一瞬のうちに安定運転時の数倍以上高くなるの
で、現在の計測値から３秒前までの間の圧力変動の移動
平均値を求め、この移動平均値の２倍を制限値に設定す
る。この制限値の設定によりサージ突入の状態が精度良
く判定することができる。
力変動が一瞬のうちに安定運転時の数倍以上高くなるの
で、現在の計測値から３秒前までの間の圧力変動の移動
平均値を求め、この移動平均値の２倍を制限値に設定す
る。この制限値の設定によりサージ突入の状態が精度良
く判定することができる。
【００３７】本発明の（４）では、サージ突入は一瞬の
うちに圧力変動が安定運転時の数倍以上になり、圧力上
昇や温度上昇による圧縮機の焼損が急激に発生するの
で、これら焼損が起こる前、即ち圧力変動が急変してか
ら１秒以内に抽気弁を全開にして高温、高圧空気を大気
に放出し、圧縮機の焼損を確実に防止することができ
る。
うちに圧力変動が安定運転時の数倍以上になり、圧力上
昇や温度上昇による圧縮機の焼損が急激に発生するの
で、これら焼損が起こる前、即ち圧力変動が急変してか
ら１秒以内に抽気弁を全開にして高温、高圧空気を大気
に放出し、圧縮機の焼損を確実に防止することができ
る。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る圧縮機のサージ
回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）
は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）
は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
【図２】本発明の実施の第１形態に係る制御のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る圧縮機のサージ
回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）
は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
回避運転制御システムを示し、（ａ）は構成図、（ｂ）
は圧力変動量のモニタ画面を示す図である。
【図４】本発明の実施の第２形態に係る制御のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】従来の圧縮機のサージ回避運転制御システムの
構成図である。
構成図である。
１〜８ 非定常圧力センサ １０，１０ａ コンピュータ １１ バルブ用制御装置 １２，１３，１４ 抽気バルブ １５，１６，１７ バルブ駆動装置 ４２ 動翼 ４３ 静翼 ４５，４６，４７ 抽気室 ５１，５２，５３ 抽気管 ５４，５５，５６ 放出管
Claims (4)
- 【請求項１】 多段の翼から構成され空気を抽気する抽
気室を有する圧縮機内の軸方向に複数の圧力センサを取
付け同圧力センサからの計測信号を監視してサージ突入
を防止する運転システムにおいて、前記抽気室に連通す
る抽気管に設けられた抽気バルブと、前記圧力センサの
計測信号を取込みサージ突入直前の状態を判定しサージ
突入信号を出力するコンピュータと、同コンピュータか
らの前記サージ突入信号を受け前記抽気バルブの開信号
を出力する制御装置と、同制御装置からの開信号を受け
前記抽気バルブを全開とするバルブ駆動装置とを備え、
前記コンピュータには予めサージ突入直前の圧力変動の
制限値を設定しておき、同コンピュータは前記センサか
らの計測値と前記制限値とを比較して監視し、同計測値
が前記制限値に達するか、もしくはこの値を超えるとサ
ージ突入直前と判定し、前記制御装置へ前記サージ突入
信号を出力することを特徴とする圧縮機のサージ回避運
転制御システム。 - 【請求項２】 前記コンピュータは前記センサからの計
測値をウェーブレット変換してウェーブレット係数を求
め、同係数と前記制限値とを比較して監視し、同計測値
のウェーブレット係数が前記制限値に達するか、もしく
は同制限値を超えるとサージ突入直前と判定し、前記制
御装置へ前記サージ突入信号を出力することを特徴とす
る請求項１記載の圧縮機のサージ回避運転制御システ
ム。 - 【請求項３】 前記コンピュータは前記圧力センサから
の計測値を受けると、現在の計測値から３秒前までの間
の圧力変動値の移動平均値を求め、同移動平均値の２倍
を前記制限値として設定することを特徴とする請求項１
又は２記載の圧縮機のサージ回避運転制御システム。 - 【請求項４】 前記駆動装置は前記制御装置から前記開
信号を受けると、前記抽気バルブを１秒以内に全開とす
ることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機のサー
ジ回避運転制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248393A JP2002061593A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 圧縮機のサージ回避運転制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000248393A JP2002061593A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 圧縮機のサージ回避運転制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002061593A true JP2002061593A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18738310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000248393A Pending JP2002061593A (ja) | 2000-08-18 | 2000-08-18 | 圧縮機のサージ回避運転制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002061593A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020196504A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 圧縮機システム |
| JP2022511007A (ja) * | 2018-12-03 | 2022-01-28 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | ターボジェットエンジン圧縮機に悪影響を及ぼす回転ストールを検出する方法および装置 |
-
2000
- 2000-08-18 JP JP2000248393A patent/JP2002061593A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022511007A (ja) * | 2018-12-03 | 2022-01-28 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | ターボジェットエンジン圧縮機に悪影響を及ぼす回転ストールを検出する方法および装置 |
| JP7433316B2 (ja) | 2018-12-03 | 2024-02-19 | サフラン・エアクラフト・エンジンズ | ターボジェットエンジン圧縮機に悪影響を及ぼす回転ストールを検出する方法および装置 |
| WO2020196504A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 圧縮機システム |
| JPWO2020196504A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | ||
| CN113574280A (zh) * | 2019-03-26 | 2021-10-29 | 三菱动力株式会社 | 压缩机系统 |
| JP7187674B2 (ja) | 2019-03-26 | 2022-12-12 | 三菱パワー株式会社 | 圧縮機システム |
| US11913476B2 (en) | 2019-03-26 | 2024-02-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Compressor system |
| CN113574280B (zh) * | 2019-03-26 | 2024-04-26 | 三菱重工业株式会社 | 压缩机系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030527 |