JP2023179833A - 圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機入口温度が低下した場合においても、効率低下を抑制する。【解決手段】圧縮機制御装置は、圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、入口ガイドベーンと可変静翼との間に配置された動翼と、入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、入口部における圧縮機入口温度を検出するための圧縮機入口温度検出部と、第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するための制御部と、を備える。制御部は、圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、圧縮機入口温度が低下するに従って、第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、第１アクチュエータ及び第２アクチュエータを制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラム
に関する。

例えばガスタービンや内燃機関等の機器に供給される圧縮気体を生成するための圧縮機が知られている。圧縮機では、例えば、入口部に設けられた入口ガイドベーン（ＩＧＶ：Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ）を介して給気が取り込まれ、入口ガイドベーンより下流側に複数段にわたって配置された動翼及び静翼によって圧縮気体が生成される。

この種の圧縮機では、入口ガイドベーンや静翼の開度を可変に構成することで、圧縮機の負荷に応じた開度制御が行われることがある。例えば特許文献１では、各段の負荷を評価し、負荷が高い段における静翼（可変静翼）の開度をアクチュエータで調整することで、各段の負荷を平均化する制御技術が開示されている。

特開２００２－６１５９４号公報

上記のように入口ガイドベーンや静翼の開度制御が可能な圧縮機において、例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機入口温度（吸気温度）が低下すると、圧縮機に取り込まれる吸気密度が増加する。この場合、圧縮機の供給先に対する圧縮気体の供給量が過大にならないように、入口ガイドベーンの開度を減少するように制御することで、圧縮機の吸気量を抑えることが考えられる。しかしながら、入口ガイドベーンの開度を減少させると、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下することで、動翼の更に下流側にある静翼に供給される空気温度が低下する。すると、静翼に供給される流速（マッハ数）が増加することで損失が増大し、圧縮機の効率低下を招いてしまう。

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、圧縮機入口温度が低下した場合においても、効率低下を抑制可能な圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラムを提供することを目的とする。

本開示の少なくとも一実施形態に係る圧縮機制御装置は、上記課題を解決するために、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するための圧縮機入口温度検出部と、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するための制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する。

本開示の少なくとも一実施形態に係る圧縮機の制御方法は、上記課題を解決するために、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
を備える圧縮機の制御方法であって、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
を備える。

本開示の少なくとも一実施形態に係る圧縮機の制御プログラムは、上記課題を解決するために、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
を備える圧縮機の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
を実行可能である。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、圧縮機入口温度が低下した場合においても、効率低下を抑制可能な圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラムを提供できる。

一実施形態に係る圧縮機の構成を概略的に示す断面図である。 図１の制御装置の内部構成を示すブロック構成図である。 参考技術に係る第１開度及び第２開度の開度比、及び、絶対値の圧縮機入口温度に対する制御例である。 図３における入口ガイドベーン、動翼及び可変静翼の様子を概略的に示す模式図である。 一実施形態に係る第１開度及び第２開度の開度比、及び、絶対値の圧縮機入口温度に対する制御例である。 図５における入口ガイドベーン、動翼及び可変静翼の様子を概略的に示す模式図である。 圧縮機１の負荷が部分負荷である場合における、第１開度及び第２開度の開度比、及び、絶対値の圧縮機入口温度に対する制御例である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は一実施形態に係る圧縮機１の構成を概略的に示す断面図である。圧縮機１は、外部から取り込んだ気体（例えば空気）を圧縮することで圧縮気体を生成し、当該圧縮気体を下流側の他の機器（例えばガスタービンや内燃機関等）に供給可能な軸流圧縮機である。

圧縮機１はケーシング２を備える。ケーシング２の上流側には、吸気を取り込むための圧縮機入口部４が設けられる。圧縮機入口部４の周囲には複数のストラット６が設けられ、その下流側には入口ガイドベーン８（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ）が設けられる。

入口ガイドベーン８は、その翼角度を変化させることで開度（第１開度Ｄ１）を可変な可変翼である。第１開度Ｄ１は、入口ガイドベーン８に接続された第１アクチュエータ１０によって翼角度が変化されることで調整可能である。第１アクチュエータ１０の動作は、後述する制御装置１００からの指令に基づいて制御される。

入口ガイドベーン８の下流側には、圧縮機入口部４から取り込まれた吸気を圧縮するための翼が複数段にわたって設けられる。これらの翼は、ケーシング２に回転可能に収容された回転軸１３に設けられた複数枚の動翼１Ｓ～６Ｓと、ケーシング２の内表面に設けられた複数枚の静翼１Ｃ～６Ｃとを含み、これら動翼１Ｓ～６Ｓ及び静翼１Ｃ～６Ｃは、回転軸１３の軸方向に沿って交互に配列される。すなわち各翼の配列の１段目には動翼１Ｓ及び静翼１Ｃが配置され、２段目には動翼２Ｓ及び静翼２Ｃが配置され、以降は同様に動翼３Ｓ～６Ｓ及び静翼３Ｃ～６Ｃがそれぞれ配置されることで、６段の圧縮機が構成される。
尚、図１では圧縮機の段数が６の場合を例示しているが、その段数は限定されない。

静翼Ｃ１は、その翼角度を変化させることで開度（第２開度Ｄ２）を可変な可変静翼である。第２開度Ｄ２は、静翼Ｃ１に接続された第２アクチュエータ１２によって翼角度が変化されることで調整可能である。第２アクチュエータ１２の動作は、後述する制御装置１００からの指令に基づいて制御される。

尚、以下の説明では静翼Ｃ１～Ｃ６のうち静翼Ｃ１に着目して述べるが、他の静翼Ｃ２～Ｃ６も可変静翼として構成される場合には、静翼Ｃ１に関する構成は、静翼Ｃ２～Ｃ６についても適用可能である。また静翼Ｃ１～Ｃ６の開度（第２開度Ｄ２）は、互いに独立して調整可能であってもよいし、例えば不図示のリンク機構によって互いに連動して調整可能であってもよい。

上記構成の圧縮機１には、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃを検出するための温度センサ１４が設けられる。温度センサ１４は圧縮機入口部４に設置され、図１では、ケーシング２の内表面のうちストラット６と入口ガイドベーン８との間に設けられている。
尚、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃは外気温度に略等しいため、温度センサ１４は、外気温度を検出可能な位置に配置してもよい。

圧縮機１は、圧縮機１を制御するための制御装置１００（圧縮機制御装置）を備える。制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。尚、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

図２は図１の制御装置１００の内部構成を示すブロック構成図である。制御装置１００は、圧縮機入口温度検出部１１０と、制御部１２０とを備える。

圧縮機入口温度検出部１１０は、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃを検出するための構成である。具体的には、圧縮機入口温度検出部１１０は、前述の温度センサ１４の検出信号を取得することにより、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃを検出する。

制御部１２０は、圧縮機入口温度検出部１１０で検出された圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに基づいて、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２を制御するための構成である。すなわち制御部１２０によって第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２を制御することにより、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１、及び、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２が調整可能である。

例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機１では、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下すると、圧縮機１に取り込まれる吸気密度が増加する。この場合、圧縮機１の供給先に対する圧縮気体の供給量が過大にならないように、入口ガイドベーン８又は可変静翼１Ｃの少なくとも一方を減少することが考えられる。ここで参考技術として、仮に可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２を略一定に保持しながら、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１を減少させるように制御した場合（すなわち第２開度Ｄ２に対する第１開度Ｄ１の開度比Ｄ１／Ｄ２が減少するように制御した場合）を検討する。

図３は参考技術に係る第１開度Ｄ１及び第２開度Ｄ２の開度比Ｄ１／Ｄ２、及び、絶対値Ｄ１，Ｄ２の圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対する制御例であり、図４は図３における入口ガイドベーン８、動翼１Ｓ及び可変静翼１Ｃの様子を概略的に示す模式図である。図３及び図４では、圧縮機１の負荷（出力）は定格負荷（定格出力）に一定に維持されていることを前提としており、図４では、図１に示す圧縮機１の構成のうち、入口ガイドベーン８、動翼１Ｓ及び可変静翼１Ｃを抽出して模式的に示している。

この参考技術では、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ以上である温度範囲では、図３に示すように、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１、及び、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２は、それぞれ圧縮機１の負荷に対応する開度Ｄ１ａ、Ｄ２ａでそれぞれ略一定に保持されている。より具体的には、制御部１２０は、第１開度Ｄ１の第２開度Ｄ２に対する開度比Ｄ１／Ｄ２を制御パラメータとして、圧縮機１の負荷に応じた開度比Ｄ１／Ｄ２の制御を行う。本実施形態では、圧縮機１の負荷（出力）は定格負荷（定格出力）に一定に維持されているため、第１開度Ｄ１ａ及び第２開度Ｄ２ａは、定格負荷に対応する開度比Ｄ１／Ｄ２になるように、それぞれ決定される。

一方で、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ未満の温度範囲では、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対して可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２は開度Ｄ２ａのまま略一定に保持される一方で、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１は圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って開度Ｄ１ａから減少することで、開度比Ｄ１／Ｄ２が減少するように制御される。このように入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１が減少すると、図４に示すように、入口ガイドベーン８の下流側において動翼１Ｓの負荷が低下し、動翼１Ｓの更に下流側において可変静翼１Ｃに供給される空気温度が低下する。すると、可変静翼１Ｃに供給される流速（マッハ数）が増加することで損失が増大し、圧縮機１の効率低下を招いてしまう。このような課題は、以下に説明する実施形態によって好適に解決される。

図５は一実施形態に係る第１開度Ｄ１及び第２開度Ｄ２の開度比Ｄ１／Ｄ２、及び、絶対値Ｄ１，Ｄ２の圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対する制御例であり、図６は図５における入口ガイドベーン８、動翼１Ｓ及び可変静翼１Ｃの様子を概略的に示す模式図である。図５及び図６では、前述の図３及び図４と同様に、圧縮機１の負荷（出力）は定格負荷（定格出力）に一定に維持されていることを前提としており、図６では、図１に示す圧縮機１の構成のうち、入口ガイドベーン８、動翼１Ｓ及び可変静翼１Ｃを抽出して模式的に示している。

本実施形態では、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ以上である温度範囲では、図３と同様に、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１、及び、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２は、それぞれ負荷（定格負荷）に対応する開度比Ｄ１／Ｄ２になるように、それぞれ開度Ｄ１ａ、Ｄ２ａで略一定に保持されている。

一方で、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ未満の温度範囲では、制御部１２０は、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って、第２開度Ｄ２に対する第１開度Ｄ１の開度比Ｄ１／Ｄ２が増加するように、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２を制御する。図５では、このような制御の一例として、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対して入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１が開度Ｄ１ａのまま略一定に保持される一方で、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２を圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って開度Ｄ２ａから減少するように制御される。

このような制御部１２０による第１開度Ｄ１及び第２開度Ｄ２の制御について、開度変化率の観点から補足して説明すると、制御部１２０は、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ未満である場合に、第１開度Ｄ１の圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対する第１変化率Ｒ１より、第２開度Ｄ２の圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対する第２変化率Ｒ２が大きくなるように、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２を制御する。本実施形態では、図５に示すように、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ未満である温度範囲において、第１開度Ｄ１は略一定に保持されるため第１変化率Ｒ１は略ゼロであるのに対して、第２開度Ｄ２は圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低くなるに従って減少するため、第２変化率Ｒ２は第１変化率Ｒ１より大きい。

これにより、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下することで圧縮機１に取り込まれる吸気密度が増加するに従って、入口ガイドベーン８に比べて可変静翼１Ｃの開度を相対的に多く減少させることで、入口ガイドベーン８の開度減少を抑えながら、可変静翼１Ｃの開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機１からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーン８の開度減少が前述の参考技術に比べて抑えられることで、図６に示すように、入口ガイドベーン８の下流側にある動翼１Ｓの負荷が低下しにくく、動翼１Ｓの更に下流側にある静翼１Ｃに供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下した場合においても、圧縮機１の効率低下を効果的に抑制することができる。

このような制御部１２０による第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２の制御は、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ未満である場合に、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈ以上である場合に比べて、開度比Ｄ１／Ｄ２が増加するように行われる。つまり、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが閾値Ｔｔｈより低くなった場合には、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１に比べて可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２が相対的に多く減少するように制御される。これにより、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低温になった場合には、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１の減少を抑えながら、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２の減少により圧縮気体の生成を抑えることで、入口ガイドベーン８の下流側にある動翼１Ｓの負荷が低下しにくく、動翼１Ｓの更に下流側にある可変静翼１Ｃに供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下した場合においても、圧縮機１の効率低下を効果的に抑制することができる。

また閾値Ｔｔｈは、圧縮機１の負荷に基づいて可変に設定されてもよい。例えば閾値Ｔｔｈは圧縮機１の負荷が減少するに従って低く設定される。図７は圧縮機１の負荷が部分負荷である場合における、第１開度Ｄ１及び第２開度Ｄ２の開度比Ｄ１／Ｄ２、及び、絶対値Ｄ１，Ｄ２の圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対する制御例である。

図７では、圧縮機１の負荷（出力）は前述の定格負荷（定格出力）より低い所定の部分負荷に一定に維持されていることを前提としており、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが部分負荷値に対応する閾値Ｔｔｈ´（＜Ｔｔｈ）以上である温度範囲では、入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１は部分負荷値に対応する開度Ｄ１ｂで略一定に保持されるとともに、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２は部分負荷値に対応する開度Ｄ２ｂで略一定に保持されている。これらの開度Ｄ１ｂ、Ｄ２ｂは、前述の定格負荷時に対応する開度Ｄ１ａ、Ｄ２ａに比べて、それぞれ小さい値となる。

一方で、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが部分負荷値に対応する閾値Ｔｔｈ´未満の温度範囲では、制御部１２０は、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って、第２開度Ｄ２に対する第１開度Ｄ１の開度比Ｄ１／Ｄ２が増加するように、第１アクチュエータ１０及び第２アクチュエータ１２を制御する。図７では、このような制御の一例として、圧縮機入口温度Ｔ１Ｃに対して入口ガイドベーン８の第１開度Ｄ１が開度Ｄ１ａのまま略一定に保持される一方で、可変静翼１Ｃの第２開度Ｄ２が圧縮機入口温度Ｔ１Ｃが低下するに従って開度Ｄ２ａから減少するように制御される。

負荷に応じて入口ガイドベーン８及び可変静翼１Ｃの開度が異なるため、このように閾値Ｔｔｈが圧縮機１の負荷に基づいて可変とすることで、圧縮機１を効率よく運用することができる。

以上説明したように上記各実施形態によれば、例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、圧縮機入口温度が低下するにしたがって、入口ガイドベーンの第１開度の可変静翼の第２開度に対する開度比が増加するように、アクチュエータの制御が行われる。これにより、圧縮機入口温度が低下することで圧縮機に取り込まれる吸気密度が増加するに従って、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度を相対的に多く減少させることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーンの開度減少が抑えられることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。
その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、効率低下を抑制可能な圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラムを提供できる。

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）一態様に係る圧縮機制御装置は、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するための圧縮機入口温度検出部と、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するための制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する。

上記（１）の態様によれば、例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、圧縮機入口温度が低下するにしたがって、入口ガイドベーンの第１開度の可変静翼の第２開度に対する開度比が増加するように、アクチュエータの制御が行われる。これにより、圧縮機入口温度が低下することで圧縮機に取り込まれる吸気密度が増加するに従って、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度を相対的に多く減少させることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーンの開度減少が抑えられることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が前記閾値以上である場合に比べて、前記開度比が増加するように前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する。

上記（２）の態様によれば、圧縮機入口温度が閾値未満に低下した場合には、圧縮機入口温度が閾値以上である場合に比べて、開度比が増加するように制御されることで、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度が相対的に多く減少させられる。これにより、圧縮機入口温度が低温になった場合においても、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑えることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

（３）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
前記閾値は、前記圧縮機の負荷が減少するに従って低く設定される。

上記（３）の態様によれば、負荷に応じて入口ガイドベーン、および可変静翼の開度が異なるため、閾値を圧縮機の負荷が減少するに従って低く設定することにより、圧縮機を効率よく運用することができる。

（４）他の態様では、上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記第１開度の前記圧縮機入口温度に対する第１変化率より、前記第２開度の前記圧縮機入口温度に対する第２変化率が大きくなるように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する。

上記（４）の態様によれば、圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、入口ガイドベーンの第１開度の圧縮機入口温度に対する第１変化率より、可変静翼の第２開度の圧縮機入口温度に対する第２変化率が大きくなるように、アクチュエータが制御される。これにより、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度変化率を相対的に大きくすることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーンの開度減少が抑えられることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

（５）他の態様では、上記（１）から（４）のいずれか一態様において、
前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記第１開度が保持されるように、前記第１アクチュエータを制御する。

上記（５）の態様によれば、
圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、入口ガイドベーンの第１開度が例えば略一定に保持されることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑制される。これにより、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

（６）他の態様では、上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記圧縮機は、前記可変静翼及び前記動翼を多段に構成してなり、
前記可変静翼の各々は、前記第２アクチュエータによって互いに連動して調整される。

上記（６）の態様によれば、入口ガイドベーンの下流側には可変静翼及び動翼が多段に配置される。このような構成において、各段の可変静翼は、第２アクチュエータによって互いに連動して調整される。

（７）他の態様では、上記（１）から（６）のいずれか一態様において、
前記制御部は、前記圧縮機の負荷に基づいて前記開度比を制御する。

上記（７）の態様によれば、入口ガイドベーン及び可変静翼は圧縮機の負荷に対応する開度比に基づいて制御される。これにより、圧縮機の負荷の値によって、入口ガイドベーン及び可変静翼は、負荷に対応する開度比が実現されるように所定の関連性をもって制御される。

（８）一態様に係る圧縮機の制御方法は、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
を備える圧縮機の制御方法であって、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
を備える。

上記（８）の態様によれば、例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、圧縮機入口温度が低下するにしたがって、入口ガイドベーンの第１開度の可変静翼の第２開度に対する開度比が増加するように、アクチュエータの制御が行われる。これにより、圧縮機入口温度が低下することで圧縮機に取り込まれる吸気密度が増加するに従って、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度を相対的に多く減少させることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーンの開度減少が抑えられることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

（９）一態様に係る圧縮機の制御プログラムは、
圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
を備える圧縮機の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
を実行可能である。

上記（９）の態様によれば、例えば寒冷地や気候変動によって圧縮機入口温度が閾値未満になった場合には、圧縮機入口温度が低下するにしたがって、入口ガイドベーンの第１開度の可変静翼の第２開度に対する開度比が増加するように、アクチュエータの制御が行われる。これにより、圧縮機入口温度が低下することで圧縮機に取り込まれる吸気密度が増加するに従って、入口ガイドベーンに比べて可変静翼の開度を相対的に多く減少させることで、入口ガイドベーンの開度減少を抑えながら、可変静翼の開度減少により圧縮気体の生成を抑え、圧縮機からの供給先に対する圧縮気体の供給量を好適に制御できる。このとき入口ガイドベーンの開度減少が抑えられることで、入口ガイドベーンの下流側にある動翼の負荷が低下しにくく、動翼の更に下流側にある静翼に供給される流速（マッハ数）の増加が抑制される。その結果、圧縮機入口温度が低下した場合においても、圧縮機の効率低下を効果的に抑制することができる。

１ 圧縮機
１Ｃ～６Ｃ 静翼（可変静翼）
１Ｓ～６Ｓ 動翼
２ ケーシング
４ 圧縮機入口部
６ ストラット
８ 入口ガイドベーン
１０ 第１アクチュエータ
１２ 第２アクチュエータ
１３ 回転軸
１４ 温度センサ
１００ 制御装置（圧縮機制御装置）
１１０ 圧縮機入口温度検出部
１２０ 制御部
Ｄ１ 第１開度
Ｄ２ 第２開度
Ｔ１Ｃ 圧縮機入口温度
Ｔｔｈ 閾値

Claims (9)

1. 圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
   前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
   前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
   前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
   前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
   前記入口部における圧縮機入口温度を検出するための圧縮機入口温度検出部と、
   前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するための制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する、圧縮機制御装置。
2. 前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が前記閾値以上である場合に比べて、前記開度比が増加するように前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
3. 前記閾値は、前記圧縮機の負荷が減少するに従って低く設定される、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
4. 前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記第１開度の前記圧縮機入口温度に対する第１変化率より、前記第２開度の前記圧縮機入口温度に対する第２変化率が大きくなるように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御する、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
5. 前記制御部は、前記圧縮機入口温度が前記閾値未満である場合に、前記第１開度が保持されるように、前記第１アクチュエータを制御する、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
6. 前記圧縮機は、前記可変静翼及び前記動翼を多段に構成してなり、
   前記可変静翼の各々は、前記第２アクチュエータによって互いに連動して調整される、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
7. 前記制御部は、前記圧縮機の負荷に基づいて前記開度比を制御する、請求項１又は２に記載の圧縮機制御装置。
8. 圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
   前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
   前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
   前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
   前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
   を備える圧縮機の制御方法であって、
   前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
   前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
   を備える、圧縮機の制御方法。
9. 圧縮機の入口部に設けられた入口ガイドベーンと、
   前記入口ガイドベーンの下流側に配置された可変静翼と、
   前記入口ガイドベーンと前記可変静翼との間に配置された動翼と、
   前記入口ガイドベーンの第１開度を調整するための第１アクチュエータと、
   前記可変静翼の第２開度を調整するための第２アクチュエータと、
   を備える圧縮機の制御プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記入口部における圧縮機入口温度を検出するステップと、
   前記圧縮機入口温度が閾値未満である場合に、前記圧縮機入口温度が低下するに従って、前記第２開度に対する前記第１開度の開度比が増加するように、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを制御するステップと
   を実行可能な、圧縮機の制御プログラム。

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