JPH07317503A - 回転機械の軸振動制御装置 - Google Patents

回転機械の軸振動制御装置

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JPH07317503A
JPH07317503A JP13507794A JP13507794A JPH07317503A JP H07317503 A JPH07317503 A JP H07317503A JP 13507794 A JP13507794 A JP 13507794A JP 13507794 A JP13507794 A JP 13507794A JP H07317503 A JPH07317503 A JP H07317503A
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JP
Japan
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shaft
valve opening
rotor shaft
vibration
oil
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Withdrawn
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JP13507794A
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English (en)
Inventor
Takashi Mikogami
隆 御子神
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸受背面ダンパを備えた回転機械において、
軸振動の検出系に故障等の不具合が発生しても、軸受背
面ダンパに常時必要な油量を供給して、ロータ軸系の振
動過大による破損の発生を防止する。 【構成】 ガスタービン等の回転機械の軸振動の検出値
及びロータ軸の検出回転数に基づき電磁弁の実測対応弁
開度を算出し、この実測対応弁開度が予め設定された最
小弁開度設定値よりも小さくなったときには、電磁弁の
必要弁開度として前記最小弁開度を出力するように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン、排気ター
ボ過給機等の高速回転機械におけるロータ軸の振動(横
振動)の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービン等の高速回転機械において
は、ロータ軸の横振動を許容値以下に抑制するため、ロ
ータ軸の軸受の外周背部に圧油が供給される密閉室を形
成した軸受背面油圧ダンパが用いられている。
【0003】図3にはかかる軸受背面油圧ダンパを用い
たガスタービンの軸振動制御装置の1例の系統図が示さ
れている。図3において、1はタービン、2はコンプレ
ッサ、3は該タービン1及びコンプレッサ2が固着され
るロータ軸である。4,5は前記ロータ軸3の前後を支
承する軸受である。
【0004】前記2個の軸受4,5の外輪の外周面とハ
ウジング9との間には、間隙Aを存して区画された軸受
背面ダンパ15,16が形成される。該ダンパ15,1
6には、オイルポンプ12から圧送された圧油が油路2
1,22を介して導かれている。10,11は前記油路
21,22を開閉あるいは通路面積を制御する調整弁で
ある。
【0005】前記ガスタービンにおいては、ロータ軸3
の振動破壊を防止するため、前記のような軸受背面ダン
パ15,16を各軸受に設けて、該ダンパに供給される
圧油の減衰作用によりロータ軸3の振動(横振動)を抑
制している。そして、各ダンパ15,16への圧油の供
給量は調整弁10,11にて油路21,22の面積を調
整することにより制御している。
【0006】さらに、前記調整弁10,11の開度は軸
受4,5の近傍に配設された軸振動計06,07により
ロータ軸3の振動を検知し、この振動計出力に従い調整
弁10,11を手動弁により開度制御している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記のようなガスター
ビンの軸振動制御装置においては、軸振動計06,07
によりロータ軸の振動を検出し、軸振動の検出値に従い
調整弁の開度を調整することにより、軸受背面ダンパの
減衰機能を制御しているので、ロータ軸の振動の抑制は
可能である。
【0008】しかしながら、調整弁の開度は、軸振動の
制限値に対応して予め設定された弁開度になるように振
動計からの軸振動の検出値に従い制御するにとどまって
いるので、軸振動検出系の故障等により軸振動の検出値
が実際の軸振動よりも過小となった際には、軸受背面ダ
ンパへの油量が不足することにより、振動減衰機能が低
下し、ロータ軸系の破損を招く。
【0009】本発明の目的は、軸受背面ダンパを備えた
回転機械において、軸振動の検出系に故障等の不具合が
発生しても、軸受背面ダンパには常時所要の油量を供給
可能として、ロータ軸系の破損等を防止することであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、調整弁即ち電磁弁の最小弁開度を適切に制御
するようにしたもので、その特徴とする点は、ロータ軸
を軸支する軸受の外周背部に、オイルポンプからの圧油
が供給されて軸受の振動を抑制する軸受背面ダンパを備
えた回転機械において、前記ロータ軸の振動を検出する
軸振動検出器と、前記ロータ軸の回転数を検出する回転
数検出器と、前記オイルポンプと軸受背面ダンパとを接
続する油路中に設けられて該ダンパへの油量を調整する
電磁弁と、前記軸振動検出器及び回転数検出器からロー
タ軸の軸振動の検出信号及び回転数の検出信号が夫々入
力される制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ロー
タ軸の軸振動の検出値及びロータ軸の検出回転数に対応
する実測対応の弁開度を算出する実測対応弁開度算出手
段と、前記軸振動及び回転数に対応して設定された最小
弁開度設定値(θ1 )と前記実測対応弁開度(θ3 )と
を比較し、θ1 >θ3 のとき、必要弁開度として前記最
小弁開度設定値(θ1 )を前記電磁弁に出力する弁開度
選択部とを備えたことにある。
【0011】
【作用】本発明によれば、ロータ軸の軸振動の検出信号
とロータ軸の回転数とが制御装置に入力され、制御装置
の実測対応弁開度算出手段にて軸振動の上限値と検出値
との偏差に基づきこの偏差に対応する弁開度の補正量を
算出した後、設定された弁開度の基準値を前記補正量に
て補正して検出回転数における実測対応弁開度を算出す
る。
【0012】この実測対応弁開度の算出値(θ3 )は弁
開度選択部に入力され、該選択部においては、軸振動に
より設定した回転数毎の最小弁開度(θ1 )と前記実測
対応弁開度(θ3 )とを比較してθ1 >θ3 のときには
前記最小弁開度(θ1 )を必要弁開度として電磁弁に出
力する。
【0013】これにより軸振動の検出値が検出系の故障
等により過小となった場合でも軸受背面ダンパには必要
最小限の油量が供給されることとなり、軸受背面ダンパ
の振動抑制機能低下によるロータ軸系の破損の発生が防
止される。
【0014】
【実施例】以下図1〜図2を参照して本発明の実施例に
つき詳細に説明する。但し、この実施例に記載されてい
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特
に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0015】図1は本発明に係るガスタービンの軸振動
制御装置のハード構成図、図2は制御ブロック図であ
る。図1において1はタービン、2はコンプレッサであ
り、両部材はロータ軸3に固着されて一体回転せしめら
れる。4はタービン1とコンプレッサ2との間でロータ
軸3を支承する中央部軸受(玉軸受)、5はコンプレッ
サ2側軸端部でロータ軸3を支持する端部軸受(ころ軸
受)である。
【0016】15,16は前記2個の軸受4,5の外輪
の外周面とハウジング9との間に間隙Aを存して区画形
成された軸受背面ダンパである。該ダンパ15,16に
は油路21,22を介してオイルポンプ12により加圧
された圧油が供給されている。
【0017】10,11は前記油路21,22を開閉あ
るいは油路の通路面積を調整する電磁弁であり、該電磁
弁10,11は制御装置90からの制御信号により弁開
度を調整される。
【0018】6,7は軸振動検出器であり、その一方6
はロータ軸3のタービン1〜コンプレッサ2間の部位に
おける軸振動を検出し、他方7はロータ軸3のコンプレ
ッサ2側の軸端部における軸振動を検出する。8はロー
タ軸3の回転数を検出する回転数検出器である。
【0019】前記制御装置90は図2のように構成され
ており、軸振動検出器6,7からロータ軸3の前、後部
2個所の軸振動の検出信号f1 及び回転数検出器8から
ロータ軸3の回転数の検出信号Nが入力され、後述する
演算を行って弁開度信号θを前記2個の電磁弁10,1
1に出力する。
【0020】図2のブロック図において、31はロータ
軸3の軸振動の許容値の上限f2 が回転数毎に設定され
た上限軸振動設定部、32は前記上限軸振動設定部31
からの上限軸振動設定信号f2 と軸振動の検出信号f1
とを比較しその偏差f3 を算出する比較部である。
【0021】33は前記軸振動の偏差f3 と回転数の検
出信号に基づき前記軸振動の偏差f3 に対応する電磁弁
10あるいは11の開度の補正量θ2 を算出する弁開度
演算部である。34は基準弁開度設定部であり、ロータ
軸の回転数Nと前記上限軸振動f2 に対応する基準の電
磁弁10あるいは11の弁開度との関係が設定された関
数発生器である。
【0022】35は弁開度比較部であり、弁開度演算部
33から出力される軸振動の検出信号に基づき算出した
弁開度補正量θ2 で、前記基準弁開度設定部34からの
基準弁開度θ0 を補正して実測対応弁開度θ3 を算出す
るものである。
【0023】37は最小弁開度設定部であり、軸振動を
抑制するに必要な油量に相当する電磁弁10,11の開
度、即ち軸振動を許容値以下に抑制できる最少限の油量
に相当する電磁弁10,11の開度θ1 とロータ軸回転
数Nとの関係が設定されている。
【0024】36は弁開度選択部であり、前記弁開度比
較部35から出力される実測対応弁開度θ3 と前記最小
弁開度設定部37からの許容最小弁開度θ1 とを比較し
て、θ1 >θ3 のときはθ1 を、θ1 ≦θ3 のときはθ
3 を必要弁開度として弁操作量出力部38に出力する。
【0025】弁操作量出力部38は、前記弁開度選択部
36にて選択された弁開度に電磁弁10,11を操作す
るための弁開度操作信号θを電磁弁10あるいは11に
出力するものである。
【0026】次に前記のように構成された軸振動制御装
置の動作を説明する。軸振動検出器6,7にて検出され
たロータ軸3の2個所の軸振動の検出信号f1 は制御装
置90の比較器32に入力され、ロータ軸8の回転数の
検出信号Nは制御装置90の弁開度演算部33及び弁開
度選択部36に入力される。
【0027】前記比較部32においては、上限軸振動設
定部31に設定されたロータ軸3の軸振動の許容値の上
限値と検出された軸振動f1 とを比較してその偏差f3
を算出し弁開度演算部33に出力する。
【0028】弁開度演算部33においては、回転数の検
出信号N及び前記軸振動の偏差f3より、検出回転数N
における弁開度の補正量即ち前記軸振動の偏差f3 に対
応する弁開度の偏差θ2 を演算し、弁開度比較部35に
出力する。
【0029】弁開度比較部35においては、基準弁開度
設定部34から検出回転数Nに対応する弁開度の基準値
(この基準値は軸振動の上限値f2 に対応する弁開度と
してよい)θ0 を呼び出し、これに前記弁開度の補正量
θ2 を加算して、実測対応の弁開度θ3 を(式1)によ
り算出し、弁開度選択部36に出力する。
【0030】θ3 =θ0 ±θ2 …(式1)
【0031】(式1)において、“+”は軸振動の検出
値f1 と上限軸振動の設定値f2 との関係がf1 >f2
のとき、“−”はf1 <f2 のときである。
【0032】弁開度選択部36においては、検出回転数
Nに対応する最小弁開度θ1 を最小弁開度設定部37か
ら呼び出し、前記実測対応弁開度θ3 とを比較して、θ
3 <θ1 のときはθ1 を出力し、θ3 ≧θ1 のときはθ
3 を出力する。即ち、前記選択部36においては、ロー
タ軸3の軸振動の検出値f1 が検出系の故障等により過
小となった場合は、弁開度を前記θ1 に保持して軸受背
面ダンパ15,16への油量を確保する。
【0033】このようにして選択された弁開度(θ3
はθ1 )は弁操作量出力部38を介して操作信号θとし
て電磁弁10,11に出力される。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、軸振動の検出値及びロ
ータ軸の検出回転数に基づき電磁弁の実測対応弁開度を
算出し、この実測対応弁開度が検出系の故障等により予
め設定された最小弁開度設定値よりも過小になったとき
には、必要弁開度として前記最小弁開度設定値を出力す
るので、軸受背面ダンパには常時必要な油量が供給され
ることとなる。
【0035】これにより、軸受背面ダンパの油量不足に
よる振動抑制機能の低下及びこれに起因するロータ軸系
の破損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るガスタービンの軸振動制
御装置のハード構成図。
【図2】前記軸振動制御装置のブロック図。
【図3】従来例を示す図1応当図。
【符号の説明】
1 タービン 2 コンプレッサ 3 ロータ軸 4,5 軸受 6,7 軸振動検出器 8 回転数検出器 10,11 電磁弁 12 オイルポンプ 15,16 軸受背面ダンパ 90 制御装置 31 上限軸振動設定部 32 比較部 33 弁開度演算部 35 弁開度比較部 36 弁開度選択部 38 弁開度出力部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータ軸を軸支する軸受の外周背部に、
    オイルポンプからの圧油が供給されて軸受の振動を抑制
    する軸受背面ダンパを備えた回転機械において、 前記ロータ軸の振動を検出する軸振動検出器と、 前記ロータ軸の回転数を検出する回転数検出器と、 前記オイルポンプと軸受背面ダンパとを接続する油路中
    に設けられて該ダンパへの油量を調整する電磁弁と、 前記軸振動検出器及び回転数検出器からロータ軸の軸振
    動の検出信号及び回転数の検出信号が夫々入力される制
    御装置とを備え、 前記制御装置は、前記ロータ軸の軸振動の検出値及びロ
    ータ軸の検出回転数に対応する実測対応の弁開度
    (θ3 )を算出する実測対応弁開度算出手段と、前記軸
    振動及び回転数に対応して設定された最小弁開度設定値
    (θ1 )と前記実測対応弁開度(θ3 )とを比較し、θ
    1 >θ3 のとき、必要弁開度として前記最小弁開度(θ
    1 )を前記電磁弁に出力する弁開度選択部とを備えたこ
    とを特徴とする回転機械の軸振動制御装置。
JP13507794A 1994-05-25 1994-05-25 回転機械の軸振動制御装置 Withdrawn JPH07317503A (ja)

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JP13507794A JPH07317503A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 回転機械の軸振動制御装置

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JP13507794A JPH07317503A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 回転機械の軸振動制御装置

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JPH07317503A true JPH07317503A (ja) 1995-12-05

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ID=15143307

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JP13507794A Withdrawn JPH07317503A (ja) 1994-05-25 1994-05-25 回転機械の軸振動制御装置

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JP (1) JPH07317503A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103257039A (zh) * 2011-12-07 2013-08-21 舍弗勒技术股份两合公司 用于构件试验台的设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20010731