JP2003314489A - 流体機械のサージ防止方法 - Google Patents
流体機械のサージ防止方法Info
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- JP2003314489A JP2003314489A JP2002122242A JP2002122242A JP2003314489A JP 2003314489 A JP2003314489 A JP 2003314489A JP 2002122242 A JP2002122242 A JP 2002122242A JP 2002122242 A JP2002122242 A JP 2002122242A JP 2003314489 A JP2003314489 A JP 2003314489A
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- JP
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- fluid machine
- fluid
- flow rate
- suction
- machine
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体機械の被駆動軸の回転速度の変動または
流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による特
性変化に対応してサージングを防止することができる流
体機械のサージ防止方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の基準回転速度Ｎｓに対応して流体
機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロ
ピーヘッドとからなるサージ防止曲線ＳＬ１を予め設定
し、流体機械１の吸込容積流量ＦＩおよび回転速度ＳＩ
を計測し、流体機械１の等エントロピーヘッドＨを演算
し、計測された吸込容積流量ＦＩおよび演算された等エ
ントロピーヘッドＨを流体機械１の回転速度ＳＩにより
補正して基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容積流量
Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓを算出し、これら
の計算結果とサージ防止曲線ＳＬ１の値とを比較して流
体機械１のサージングを防止すべくなしてある。
流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による特
性変化に対応してサージングを防止することができる流
体機械のサージ防止方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の基準回転速度Ｎｓに対応して流体
機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロ
ピーヘッドとからなるサージ防止曲線ＳＬ１を予め設定
し、流体機械１の吸込容積流量ＦＩおよび回転速度ＳＩ
を計測し、流体機械１の等エントロピーヘッドＨを演算
し、計測された吸込容積流量ＦＩおよび演算された等エ
ントロピーヘッドＨを流体機械１の回転速度ＳＩにより
補正して基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容積流量
Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓを算出し、これら
の計算結果とサージ防止曲線ＳＬ１の値とを比較して流
体機械１のサージングを防止すべくなしてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体を圧送する送
風機および圧縮機などの流体機械のサージ防止方法に関
する。
風機および圧縮機などの流体機械のサージ防止方法に関
する。
【０００２】
【従来技術】従来より、流体を圧送する送風機および圧
縮機などの流体機械では、流体機械に吸い込まれる流体
の流量が少なくなるとサージングが発生し、流体機械の
運転が不安定になるという問題がある。
縮機などの流体機械では、流体機械に吸い込まれる流体
の流量が少なくなるとサージングが発生し、流体機械の
運転が不安定になるという問題がある。
【０００３】このような問題に対して多くの提案がなさ
れ、例えば、特公平７−８８８３０号公報では、流体機
械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と流体機械の被駆
動軸の回転速度との比および流体機械の圧縮比（昇圧能
力）をパラメータとしてサージ防止曲線を設定してサー
ジング防止を計っている。
れ、例えば、特公平７−８８８３０号公報では、流体機
械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と流体機械の被駆
動軸の回転速度との比および流体機械の圧縮比（昇圧能
力）をパラメータとしてサージ防止曲線を設定してサー
ジング防止を計っている。
【０００４】特開平１０−８９２８７号公報では、流体
機械の被駆動軸の回転速度により流体機械のサージング
を防止し、流体機械から圧送される流体の吐出圧力が所
定の値を超えたときに放風弁が開くように構成されてい
る。
機械の被駆動軸の回転速度により流体機械のサージング
を防止し、流体機械から圧送される流体の吐出圧力が所
定の値を超えたときに放風弁が開くように構成されてい
る。
【０００５】実開平６−３４１９５号公報では、流体機
械の被駆動軸の回転速度と流体機械に吸い込まれる流体
の吸込温度とを考慮して流体機械のサージングの防止を
計っている。
械の被駆動軸の回転速度と流体機械に吸い込まれる流体
の吸込温度とを考慮して流体機械のサージングの防止を
計っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
７−８８８３０号公報では、予め設定されるサージ防止
曲線に流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動に
よる流体機械の圧縮比の変動が考慮されていない。ま
た、特開平１０−８９２８７号公報では、流体機械から
圧送される流体の吐出圧力のみに基づいて流体機械のサ
ージングが防止されており、流体機械の被駆動軸の回転
速度および流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変
化に対応していない。また、実開平６−３４１９５号公
報では、流体機械から圧送される流体の吐出側の運転状
態が考慮されておらず、実質的には流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込流量のみで流体機械のサージングを防止
している。
７−８８８３０号公報では、予め設定されるサージ防止
曲線に流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動に
よる流体機械の圧縮比の変動が考慮されていない。ま
た、特開平１０−８９２８７号公報では、流体機械から
圧送される流体の吐出圧力のみに基づいて流体機械のサ
ージングが防止されており、流体機械の被駆動軸の回転
速度および流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変
化に対応していない。また、実開平６−３４１９５号公
報では、流体機械から圧送される流体の吐出側の運転状
態が考慮されておらず、実質的には流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込流量のみで流体機械のサージングを防止
している。
【０００７】以上のように、流体機械に対して多くのサ
ージ防止方法が提案されているが、これらは、流体機械
の被駆動軸の回転速度の変動および流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込温度の変動に対応していない。そのた
め、流体機械のサージングを防止するために設定される
サージ防止曲線に大きな余裕を持つ必要がある。その結
果、流体機械の運転可能な範囲が狭くなるといった問題
点がある。
ージ防止方法が提案されているが、これらは、流体機械
の被駆動軸の回転速度の変動および流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込温度の変動に対応していない。そのた
め、流体機械のサージングを防止するために設定される
サージ防止曲線に大きな余裕を持つ必要がある。その結
果、流体機械の運転可能な範囲が狭くなるといった問題
点がある。
【０００８】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、流体機械の被駆動軸の回転速度の変動およ
び流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による
特性変化に対応してサージングを防止することができる
流体機械のサージ防止方法を提供することを目的とす
る。
ものであり、流体機械の被駆動軸の回転速度の変動およ
び流体機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による
特性変化に対応してサージングを防止することができる
流体機械のサージ防止方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、流体機械の被駆動軸の基準回転速度に
対応して、流体機械に吸い込まれる流体の吸込容積流量
と、前記流体機械が前記流体を圧縮することによって得
られる前記流体機械の等エントロピーヘッドとからなる
サージ防止曲線を予め設定し、流体機械に吸い込まれる
流体の吸込容積流量および流体機械の被駆動軸の回転速
度を計測し、流体機械が流体を圧縮することによって得
られる流体機械の等エントロピーヘッドを演算し、これ
らの吸込容積流量と等エントロピーヘッドとを、計測さ
れた回転速度により補正し、基準回転速度に対応する補
正吸込容積流量と補正等エントロピーヘッドとを算出
し、これらの計算結果とサージ防止曲線の値とを比較し
て流体機械のサージング防止制御を行うべくなしてあ
る。ここで、「等エントロピーヘッド」とは、流体機械
に吸い込まれる流体が等エントロピー圧縮される過程に
おいて加えられる流体の単位重量あたりの最少仕事量で
ある。
解決するために、流体機械の被駆動軸の基準回転速度に
対応して、流体機械に吸い込まれる流体の吸込容積流量
と、前記流体機械が前記流体を圧縮することによって得
られる前記流体機械の等エントロピーヘッドとからなる
サージ防止曲線を予め設定し、流体機械に吸い込まれる
流体の吸込容積流量および流体機械の被駆動軸の回転速
度を計測し、流体機械が流体を圧縮することによって得
られる流体機械の等エントロピーヘッドを演算し、これ
らの吸込容積流量と等エントロピーヘッドとを、計測さ
れた回転速度により補正し、基準回転速度に対応する補
正吸込容積流量と補正等エントロピーヘッドとを算出
し、これらの計算結果とサージ防止曲線の値とを比較し
て流体機械のサージング防止制御を行うべくなしてあ
る。ここで、「等エントロピーヘッド」とは、流体機械
に吸い込まれる流体が等エントロピー圧縮される過程に
おいて加えられる流体の単位重量あたりの最少仕事量で
ある。
【００１０】本発明は、流体機械の被駆動軸の回転速度
が一定の下では、流体機械に吸い込まれる流体の吸込容
積流量と等エントロピーヘッドとからなる特性曲線が、
流体機械固有のものであることと、流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込温度に影響されないことと、等エントロ
ピーヘッドが流体機械の被駆動軸の回転速度比の略２乗
に比例することと、吸込容積流量が流体機械の被駆動軸
の回転速度比に略比例することとに着目してなされたも
のである。
が一定の下では、流体機械に吸い込まれる流体の吸込容
積流量と等エントロピーヘッドとからなる特性曲線が、
流体機械固有のものであることと、流体機械に吸い込ま
れる流体の吸込温度に影響されないことと、等エントロ
ピーヘッドが流体機械の被駆動軸の回転速度比の略２乗
に比例することと、吸込容積流量が流体機械の被駆動軸
の回転速度比に略比例することとに着目してなされたも
のである。
【００１１】そこで、本発明では、上記の特性曲線とし
て、流体機械の被駆動軸の基準回転速度に対応する流体
機械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロピ
ーヘッドとからなるサージ防止曲線を使用している。ま
た、該サージ防止曲線の条件と合わせるために、計測さ
れた流体機械に吸い込まれた流体の吸込容積流量と、演
算された等エントロピーヘッドとを、計測された流体機
械の被駆動軸の回転速度によって補正し、上記の基準回
転速度に対応する補正吸込容積流量と補正等エントロピ
ーヘッドとを算出している。これにより、流体機械の被
駆動軸の回転速度の変動および流体機械に吸い込まれる
流体の吸込温度が変動する場合であっても、常に一定の
基準（予め作成されたサージ防止曲線）に基づいて流体
機械のサージング防止制御が行われる。さらに、流体機
械に吸い込まれる流体の吸込温度に影響されないサージ
防止曲線を使用して判断しているので、流体機械がサー
ジングを起こす限界付近までその運転を行うことができ
る。
て、流体機械の被駆動軸の基準回転速度に対応する流体
機械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロピ
ーヘッドとからなるサージ防止曲線を使用している。ま
た、該サージ防止曲線の条件と合わせるために、計測さ
れた流体機械に吸い込まれた流体の吸込容積流量と、演
算された等エントロピーヘッドとを、計測された流体機
械の被駆動軸の回転速度によって補正し、上記の基準回
転速度に対応する補正吸込容積流量と補正等エントロピ
ーヘッドとを算出している。これにより、流体機械の被
駆動軸の回転速度の変動および流体機械に吸い込まれる
流体の吸込温度が変動する場合であっても、常に一定の
基準（予め作成されたサージ防止曲線）に基づいて流体
機械のサージング防止制御が行われる。さらに、流体機
械に吸い込まれる流体の吸込温度に影響されないサージ
防止曲線を使用して判断しているので、流体機械がサー
ジングを起こす限界付近までその運転を行うことができ
る。
【００１２】なお、上記の「吸込容積流量」は、オリフ
ィスなどの流量計測器から算出される質量流量を流体機
械に吸い込まれる流体の吸込温度、吸込圧力などにより
換算するものでもよい。また、上記の「等エントロピー
ヘッド」は、流体機械に吸い込まれる流体の吸込圧力お
よび吸込温度並びに流体機械から圧送する吐出圧力とか
ら演算される。
ィスなどの流量計測器から算出される質量流量を流体機
械に吸い込まれる流体の吸込温度、吸込圧力などにより
換算するものでもよい。また、上記の「等エントロピー
ヘッド」は、流体機械に吸い込まれる流体の吸込圧力お
よび吸込温度並びに流体機械から圧送する吐出圧力とか
ら演算される。
【００１３】さらに、本発明は、流体機械のサージング
防止制御をその吐出側に設けられた放風弁の開度制御に
よって行うことができる。
防止制御をその吐出側に設けられた放風弁の開度制御に
よって行うことができる。
【００１４】この構成によれば、流体機械のサージング
が発生する前に流体機械の吐出側に設けられた放風弁が
開くので、流体機械から圧送される流体の一部を放風弁
を介して大気中などに放出することができる。その結
果、流体機械に吸い込まれる流体の流量が所定量確保さ
れ、流体機械のサージングが発生することを防止するこ
とができる。なお、ここでは、流体機械の吐出側に放風
弁を取り付け、ここから流体を放出することにより流体
機械のサージングを回避しているが、その他の方法であ
っても構わない。例えば、流体機械から圧送される流体
の一部を流体機械の吸込側に戻すように構成することも
可能である。
が発生する前に流体機械の吐出側に設けられた放風弁が
開くので、流体機械から圧送される流体の一部を放風弁
を介して大気中などに放出することができる。その結
果、流体機械に吸い込まれる流体の流量が所定量確保さ
れ、流体機械のサージングが発生することを防止するこ
とができる。なお、ここでは、流体機械の吐出側に放風
弁を取り付け、ここから流体を放出することにより流体
機械のサージングを回避しているが、その他の方法であ
っても構わない。例えば、流体機械から圧送される流体
の一部を流体機械の吸込側に戻すように構成することも
可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】別紙図面に基づいて、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１６】図１は、本発明に係る流量制御方法が適用
される流体機械およびその制御系を示す系統図である。
される流体機械およびその制御系を示す系統図である。
【００１７】流体機械１は、ケーシング１１を有し、そ
の中に、回転することによって流入する流体を昇圧する
羽根車１２が収納されている。該羽根車１２には、被駆
動軸１３が接続され、該被駆動軸１３には駆動機１４が
接続されている。該被駆動軸１３には、回転速度計３４
が設けられている。ケーシング１１の略中央部には、流
入通路１５が接続され、この流入通路１５には、流量計
測器３０、圧力計測器３１および温度計測器３２が設け
られている。また、ケーシング１１には、流出通路１６
が接続され、該流出通路１６には、圧力計測器３３が設
けられている。さらに、流出通路１６の途中から排気通
路１７が分岐され、該排気通路１７には放風弁１８が設
けられている。該放風弁１８には、アクチュエータ１８
ａが取り付けられている。これらの計測器３０〜３４
は、それぞれ回線５１〜５５を介して制御器５０に接続
されている。また、放風弁１８のアクチュエータ１８ａ
は、回線５６を介して制御器５０に接続されている。
の中に、回転することによって流入する流体を昇圧する
羽根車１２が収納されている。該羽根車１２には、被駆
動軸１３が接続され、該被駆動軸１３には駆動機１４が
接続されている。該被駆動軸１３には、回転速度計３４
が設けられている。ケーシング１１の略中央部には、流
入通路１５が接続され、この流入通路１５には、流量計
測器３０、圧力計測器３１および温度計測器３２が設け
られている。また、ケーシング１１には、流出通路１６
が接続され、該流出通路１６には、圧力計測器３３が設
けられている。さらに、流出通路１６の途中から排気通
路１７が分岐され、該排気通路１７には放風弁１８が設
けられている。該放風弁１８には、アクチュエータ１８
ａが取り付けられている。これらの計測器３０〜３４
は、それぞれ回線５１〜５５を介して制御器５０に接続
されている。また、放風弁１８のアクチュエータ１８ａ
は、回線５６を介して制御器５０に接続されている。
【００１８】この構成によれば、駆動機１４により被駆
動軸１３を介して羽根車１２を回転させると、図１の矢
符ＧＩＮが示すように、流体が流入通路１５を介して羽
根車１２に吸い込まれる。その後、羽根車１２によって
昇圧された流体は、図１の矢符ＧＯＵＴが示すように流
出通路１６を介して流出する。この際、流体機械１の被
駆動軸１３の回転速度ＳＩは回転速度計３４により計測
され、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量Ｆ
Ｉ、吸込圧力ＰＩ、吸込温度ＴＩは、流量計測器３０、
圧力計測器３１および温度計測器３２によりそれぞれ計
測され、流体機械１から圧送される流体の吐出圧力ＰＯ
は圧力計測器３３によって計測される。これらの計測結
果は、制御器５０に送信され、該制御器５０において演
算された後、その演算結果が放風弁１８のアクチュエー
タ１８ａに送信され、放風弁１８の開度が制御される。
該放風弁１８が開閉することによって、流体機械１から
圧送される流体の一部は、図１の矢符ＧＥＸＴが示すよ
うに、排気通路１７を介して大気中に排気する。このよ
うに「放風弁の開度制御」を行うことによって、流体機
械１の「サージング防止制御」を行っている。なお、こ
こでは、排気通路１７のみ設ける場合について示してい
るが、さらに流出通路１６と流入通路１５とを連絡する
通路（図示せず）を設け、流出通路１６内を流れる流体
の一部を流入通路１５に還流するようにしても構わな
い。
動軸１３を介して羽根車１２を回転させると、図１の矢
符ＧＩＮが示すように、流体が流入通路１５を介して羽
根車１２に吸い込まれる。その後、羽根車１２によって
昇圧された流体は、図１の矢符ＧＯＵＴが示すように流
出通路１６を介して流出する。この際、流体機械１の被
駆動軸１３の回転速度ＳＩは回転速度計３４により計測
され、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量Ｆ
Ｉ、吸込圧力ＰＩ、吸込温度ＴＩは、流量計測器３０、
圧力計測器３１および温度計測器３２によりそれぞれ計
測され、流体機械１から圧送される流体の吐出圧力ＰＯ
は圧力計測器３３によって計測される。これらの計測結
果は、制御器５０に送信され、該制御器５０において演
算された後、その演算結果が放風弁１８のアクチュエー
タ１８ａに送信され、放風弁１８の開度が制御される。
該放風弁１８が開閉することによって、流体機械１から
圧送される流体の一部は、図１の矢符ＧＥＸＴが示すよ
うに、排気通路１７を介して大気中に排気する。このよ
うに「放風弁の開度制御」を行うことによって、流体機
械１の「サージング防止制御」を行っている。なお、こ
こでは、排気通路１７のみ設ける場合について示してい
るが、さらに流出通路１６と流入通路１５とを連絡する
通路（図示せず）を設け、流出通路１６内を流れる流体
の一部を流入通路１５に還流するようにしても構わな
い。
【００１９】以上のように構成される流体機械１のサー
ジ防止方法について図１および図２を参照しながら以下
に説明する。
ジ防止方法について図１および図２を参照しながら以下
に説明する。
【００２０】図２は、本発明に係るサージ防止方法のフ
ローチャートである。まず、ステップＡ１では、流量計
測器３０、圧力計測器３１および温度計測器３２用い
て、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量Ｆ
Ｉ、吸込圧力ＰＩおよび吸込温度ＴＩをそれぞれ計測す
る。同様に、流体機械１から圧送される流体の吐出圧力
ＰＯおよび流体機械１の被駆動軸１３の回転速度ＳＩを
それぞれ計測する。
ローチャートである。まず、ステップＡ１では、流量計
測器３０、圧力計測器３１および温度計測器３２用い
て、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容積流量Ｆ
Ｉ、吸込圧力ＰＩおよび吸込温度ＴＩをそれぞれ計測す
る。同様に、流体機械１から圧送される流体の吐出圧力
ＰＯおよび流体機械１の被駆動軸１３の回転速度ＳＩを
それぞれ計測する。
【００２１】その後、ステップＡ２では、ステップＡ１
において計測された吸込温度ＴＩ、吸込圧力ＰＩおよび
吐出圧力ＰＯから等エントロピーヘッドＨが〔数１〕に
基づいて算出される。
において計測された吸込温度ＴＩ、吸込圧力ＰＩおよび
吐出圧力ＰＯから等エントロピーヘッドＨが〔数１〕に
基づいて算出される。
【００２２】
【数１】
【００２３】ここで、g：重力加速度、ｎ：等エントロ
ピー体積指数、Ｒ：ガス定数である。
ピー体積指数、Ｒ：ガス定数である。
【００２４】その後、ステップＡ３およびステップＡ４
では、〔数２〕および〔数３〕を用いて、吸込容積流量
ＦＩと等エントロピーヘッドＨとが流体機械１の被駆動
軸１３の回転速度ＳＩによって補正され、流体機械１の
被駆動軸１３の基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容
積流量Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓとが算出さ
れる。
では、〔数２〕および〔数３〕を用いて、吸込容積流量
ＦＩと等エントロピーヘッドＨとが流体機械１の被駆動
軸１３の回転速度ＳＩによって補正され、流体機械１の
被駆動軸１３の基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容
積流量Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓとが算出さ
れる。
【００２５】
【数２】Ｈｓ＝Ｈ・（Ｎｓ／ＳＩ）2
【００２６】
【数３】Ｑｓ＝ＦＩ・（Ｎｓ／ＳＩ）
ここで、流体機械１の被駆動軸１３の基準回転速度Ｎｓ
は、流体機械１の性能試験に使用される回転速度であ
り、例えば、流体機械１の設計回転速度が使用される。
は、流体機械１の性能試験に使用される回転速度であ
り、例えば、流体機械１の設計回転速度が使用される。
【００２７】その後、ステップＡ５では、流体機械１に
応じて予め設定された吸込容積流量と等エントロピーヘ
ッドとからなるサージ防止曲線より、ステップＡ４で算
出された補正吸込容積流量Ｑｓに対応する等エントロピ
ーヘッドＨｔが算出される。または、これに代わって、
ステップＡ４において算出された補正等エントロピーヘ
ッドＨｓに対応する吸込容積流量Ｑｔを算出することも
できる。
応じて予め設定された吸込容積流量と等エントロピーヘ
ッドとからなるサージ防止曲線より、ステップＡ４で算
出された補正吸込容積流量Ｑｓに対応する等エントロピ
ーヘッドＨｔが算出される。または、これに代わって、
ステップＡ４において算出された補正等エントロピーヘ
ッドＨｓに対応する吸込容積流量Ｑｔを算出することも
できる。
【００２８】ステップＡ５が終了した後、ステップＡ６
において、Ｑｓ−ＱｔまたはＨｓ−Ｈｔを算出する。Ｑ
ｓ＜ＱｔまたはＨｓ＞Ｈｔである場合には、ステップＡ
７のように放風弁１８を開き、Ｑｓ＞ＱｔまたはＨｓ＜
Ｈｔである場合には、ステップＡ８のように放風弁１８
を閉める。なお、放風弁１８の開閉は、流体機械１から
圧送される流体の吐出圧力ＰＯが変動しないように制御
器５０により制御される。もちろん、その他の方法を用
いて流体機械１から圧送される流体の吐出圧力ＰＯを変
動しないように制御しても構わない。
において、Ｑｓ−ＱｔまたはＨｓ−Ｈｔを算出する。Ｑ
ｓ＜ＱｔまたはＨｓ＞Ｈｔである場合には、ステップＡ
７のように放風弁１８を開き、Ｑｓ＞ＱｔまたはＨｓ＜
Ｈｔである場合には、ステップＡ８のように放風弁１８
を閉める。なお、放風弁１８の開閉は、流体機械１から
圧送される流体の吐出圧力ＰＯが変動しないように制御
器５０により制御される。もちろん、その他の方法を用
いて流体機械１から圧送される流体の吐出圧力ＰＯを変
動しないように制御しても構わない。
【００２９】これにより、流体機械１内を流れる流体の
流量が、流体機械１がサージングを起こさない流量に維
持され、流体機械１のサージングを回避することができ
る。
流量が、流体機械１がサージングを起こさない流量に維
持され、流体機械１のサージングを回避することができ
る。
【００３０】その後、ステップＡ１に戻り、再びステッ
プＡ１〜Ａ８が繰り返し実行される。これらの一連のス
テップをフィードバック制御することにより、流体機械
１のサージング発生を防止する。
プＡ１〜Ａ８が繰り返し実行される。これらの一連のス
テップをフィードバック制御することにより、流体機械
１のサージング発生を防止する。
【００３１】ところで、上記の「サージ防止曲線」は、
流体機械１の性能試験により予め設定される。その一例
を図３に示す。
流体機械１の性能試験により予め設定される。その一例
を図３に示す。
【００３２】図３の横軸は流体機械１に吸い込まれる流
体の吸込容積流量である。また、図３の縦軸は、等エン
トロピーヘッドである。図中の右側の特性曲線ＣＶ１
は、流体機械１の可変案内羽根（図示せず）が全開状態
の場合を示し、図中の左側の特性曲線ＣＶ２は、流体機
械１の可変案内羽根が全閉状態の場合を示している。こ
れらの特性曲線ＣＶ１、ＣＶ２の上端を繋ぐ曲線がサー
ジ限界曲線ＳＬ２である。該サージ限界曲線ＳＬ２の上
側の領域（サージング領域ＳＡ２）では、流体機械１が
サージングを起こし不安定な運転となる。一方、特性曲
線ＣＶ１、ＣＶ２とサージ限界曲線ＳＬ２とに囲まれる
領域（安定運転領域ＳＡ１）では、流体機械１が安定に
運転される。そして、サージ防止曲線ＳＬ１は、サージ
限界曲線ＳＬ２に小さな余裕を取り設定されている。な
お、図３に示すサージ防止曲線ＳＬ１は一例であり、流
体機械１の特性に応じて図４（ａ）に示すような折れ線
状または図４（ｂ）に示すような曲線状など各種形式で
作成することができる。また、サージ防止曲線ＳＬ１
は、関数式またはデータ形式などで作成しても構わな
い。これらは、上記の制御器５０に記憶されている。
体の吸込容積流量である。また、図３の縦軸は、等エン
トロピーヘッドである。図中の右側の特性曲線ＣＶ１
は、流体機械１の可変案内羽根（図示せず）が全開状態
の場合を示し、図中の左側の特性曲線ＣＶ２は、流体機
械１の可変案内羽根が全閉状態の場合を示している。こ
れらの特性曲線ＣＶ１、ＣＶ２の上端を繋ぐ曲線がサー
ジ限界曲線ＳＬ２である。該サージ限界曲線ＳＬ２の上
側の領域（サージング領域ＳＡ２）では、流体機械１が
サージングを起こし不安定な運転となる。一方、特性曲
線ＣＶ１、ＣＶ２とサージ限界曲線ＳＬ２とに囲まれる
領域（安定運転領域ＳＡ１）では、流体機械１が安定に
運転される。そして、サージ防止曲線ＳＬ１は、サージ
限界曲線ＳＬ２に小さな余裕を取り設定されている。な
お、図３に示すサージ防止曲線ＳＬ１は一例であり、流
体機械１の特性に応じて図４（ａ）に示すような折れ線
状または図４（ｂ）に示すような曲線状など各種形式で
作成することができる。また、サージ防止曲線ＳＬ１
は、関数式またはデータ形式などで作成しても構わな
い。これらは、上記の制御器５０に記憶されている。
【００３３】また、これらの特性曲線は、一定の回転速
度（本実施の形態では、上記の基準回転速度Ｎｓであ
る）に対して固有のものであり、一定の回転速度の下で
は、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込温度ＴＩによ
らず一定である。一方、ステップＡ３、Ａ４で示したよ
うに、本実施の形態では、「等エントロピーヘッドが回
転速度比の２乗に比例する」関係と「吸込容積流量が回
転速度比に比例する」関係を関数で設定したことによ
り、計測された流体機械１の被駆動軸１３の回転速度Ｓ
Ｉに対応した吸込容積流量ＦＩと等エントロピーヘッド
Ｈとから、基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容積流
量Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓを容易に算出す
ることができる。従って、流体機械１に吸い込まれる流
体の吸込温度ＴＩおよび流体機械１の被駆動軸１３の回
転速度ＳＩが変動する場合であっても、基準回転速度Ｎ
ｓに対応する１つの特性曲線に基づいて流体機械１の運
転状態を判断することができる。
度（本実施の形態では、上記の基準回転速度Ｎｓであ
る）に対して固有のものであり、一定の回転速度の下で
は、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込温度ＴＩによ
らず一定である。一方、ステップＡ３、Ａ４で示したよ
うに、本実施の形態では、「等エントロピーヘッドが回
転速度比の２乗に比例する」関係と「吸込容積流量が回
転速度比に比例する」関係を関数で設定したことによ
り、計測された流体機械１の被駆動軸１３の回転速度Ｓ
Ｉに対応した吸込容積流量ＦＩと等エントロピーヘッド
Ｈとから、基準回転速度Ｎｓに対応する補正吸込容積流
量Ｑｓと補正等エントロピーヘッドＨｓを容易に算出す
ることができる。従って、流体機械１に吸い込まれる流
体の吸込温度ＴＩおよび流体機械１の被駆動軸１３の回
転速度ＳＩが変動する場合であっても、基準回転速度Ｎ
ｓに対応する１つの特性曲線に基づいて流体機械１の運
転状態を判断することができる。
【００３４】以上より、本実施の形態に示すサージ防止
曲線ＳＬ１は、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込温
度ＴＩおよび流体機械１の被駆動軸１３の回転速度ＳＩ
の変動を考慮した大きな余裕を設ける必要がなく、サー
ジ限界曲線ＳＬ２の近傍に設けることができる。具体的
には、例えば、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容
積流量に対して、等エントロピーヘッドに５％程度の余
裕を持つのみでよい。これにより、流体機械１の運転可
能な範囲を広げることができる。
曲線ＳＬ１は、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込温
度ＴＩおよび流体機械１の被駆動軸１３の回転速度ＳＩ
の変動を考慮した大きな余裕を設ける必要がなく、サー
ジ限界曲線ＳＬ２の近傍に設けることができる。具体的
には、例えば、流体機械１に吸い込まれる流体の吸込容
積流量に対して、等エントロピーヘッドに５％程度の余
裕を持つのみでよい。これにより、流体機械１の運転可
能な範囲を広げることができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明に係るサージ防止方法は、流体機
械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロピー
ヘッドとを流体機械の被駆動軸の回転速度によって補正
し、予め設定したサージ防止曲線の値と比較することに
より、流体機械の被駆動軸の回転速度の変動または流体
機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による特性変
化に対応してサージングを防止することができる。
械に吸い込まれる流体の吸込容積流量と等エントロピー
ヘッドとを流体機械の被駆動軸の回転速度によって補正
し、予め設定したサージ防止曲線の値と比較することに
より、流体機械の被駆動軸の回転速度の変動または流体
機械に吸い込まれる流体の吸込温度の変動による特性変
化に対応してサージングを防止することができる。
【図１】 本発明に係る流量制御方法が適用される流体
機械およびその制御系を示す系統図である。
機械およびその制御系を示す系統図である。
【図２】 本発明に係るサージ防止方法のフローチャー
トである。
トである。
【図３】 本発明に係るサージ防止方法が適用される流
体機械のサージ防止曲線の一例を示す図である。
体機械のサージ防止曲線の一例を示す図である。
【図４】 本発明に係るサージ防止方法が適用される流
体機械のサージ防止曲線のその他の例を示す図である。
体機械のサージ防止曲線のその他の例を示す図である。
１ 流体機械
１２ 羽根車
１３ 被駆動軸
１４ 駆動機
１８ 放風弁
３０ 流量計測器
３１ 圧力計測器
３２ 温度計測器
３３ 圧力計測器
３４ 回転速度計
５０ 制御器
ＳＩ 回転速度
Ｎｓ 基準回転速度
ＦＩ 吸込容積流量
Ｑｓ 補正吸込容積流量
Ｈ 等エントロピーヘッド
Ｈｓ 補正等エントロピーヘッド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3H021 AA01 BA25 CA03 CA04 CA06
DA14 EA07 EA11
3H045 AA06 AA09 AA12 AA26 BA41
CA06 CA09 CA19 DA18 EA04
EA34 EA36
Claims (2)
- 【請求項１】 流体機械の被駆動軸の基準回転速度に対
応して、前記流体機械に吸い込まれる流体の吸込容積流
量と、前記流体機械が前記流体を圧縮することによって
得られる前記流体機械の等エントロピーヘッドとからな
るサージ防止曲線を予め設定し、 前記流体機械に吸い込まれる前記流体が吸込容積流量お
よび前記流体機械の被駆動軸の回転速度を計測し、 前記流体機械が前記流体を圧縮することによって得られ
る前記流体機械の等エントロピーヘッドを演算し、 これらの吸込容積流量と等エントロピーヘッドとを、計
測された回転速度により補正し、前記基準回転速度に対
応する補正吸込容積流量と補正等エントロピーヘッドと
を算出し、 これらの計算結果と前記サージ防止曲線の値とを比較し
て前記流体機械のサージング防止制御を行う流体機械の
サージ防止方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の流体機械のサージ防止方
法において、 前記サージング防止制御が、前記流体機械の吐出側に設
けられた放風弁の開度制御によって行われることを特徴
とする流体機械のサージング防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122242A JP3590033B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 流体機械のサージ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122242A JP3590033B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 流体機械のサージ防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003314489A true JP2003314489A (ja) | 2003-11-06 |
| JP3590033B2 JP3590033B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=29537909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122242A Expired - Fee Related JP3590033B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 流体機械のサージ防止方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3590033B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014181905A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | Daikin Applied Americas Inc | 冷凍装置および冷凍機の制御装置 |
| CN104989661A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 上海诺地乐通用设备制造有限公司 | 单级高速离心鼓风机的防喘振节能控制装置 |
| CN106382245A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-08 | 王先宏 | 压缩机喘振控制方法和系统 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122242A patent/JP3590033B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014181905A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | Daikin Applied Americas Inc | 冷凍装置および冷凍機の制御装置 |
| US10539353B2 (en) | 2013-03-15 | 2020-01-21 | Daikin Applied Americas Inc. | Refrigerating apparatus and control device for refrigerating machine |
| CN104989661A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 上海诺地乐通用设备制造有限公司 | 单级高速离心鼓风机的防喘振节能控制装置 |
| CN106382245A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-02-08 | 王先宏 | 压缩机喘振控制方法和系统 |
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|---|---|
| JP3590033B2 (ja) | 2004-11-17 |
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