JPH0791393A - 磁気軸受を備えたターボ形の送風機あるいは圧縮機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気軸受を備えたターボ送風機あるいは圧縮
機のサージング時非定常軸受荷重低減による、磁気軸受
および磁気軸受制御機器の小形化とターボ送風機あるい
は圧縮機の信頼性の向上。 【構成】 磁気軸受を備えたターボ送風機あるいは圧縮
機システムにおいて、サージング時の圧力変動に追随可
能な応答速度を持つ流量制御手段を、磁気軸受電磁石励
磁電流が基準値を越えた場合に励磁電流の変動を打ち消
す方向に制御する手段を設ける。あるいは磁気軸受電磁
石励磁電流が基準値を超えた場合にのみ壁面の一部をば
ねで支持してサージング変動を吸収して変動を抑制する
タンクをターボ送風機あるいは圧縮機システムに接続す
る。 【効果】 磁気軸受を備えたターボ送風機あるいは圧縮
機の磁気軸受および磁気軸受制御機器の小形化とターボ
送風機あるいは圧縮機の信頼性の向上を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気軸受を備えたターボ
送風機あるいは圧縮機のサージング時非定常軸受荷重を
低減し、磁気軸受および磁気軸受制御機器の小形化とタ
ーボ送風機あるいは圧縮機の信頼性の向上を実現するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】サージングはターボ送風機あるいは圧縮
機で、流量を設計点からある限界値を越えて減少させて
ゆくと、機器内部に大規模な周期的逆流を生じる不安定
現象である。ターボ送風機あるいは圧縮機の非定常軸受
荷重はサージング時に最も大きくなる。特にスラスト軸
受は羽根車前後の圧力差を支えるのでこの傾向が強い。
サージング時はターボ送風機あるいは圧縮機内部の流れ
全体が逆流し、軸受には特に大きな荷重がかかるため、
実用条件では発生してはならないか極めて短時間の発生
が許されているのみである。しかしながら、産業用用途
のターボ送風機あるいは圧縮機では、サージング発生の
許容の有無にかかわらず軸受容量はサージング時の負荷
に耐えられるように設計されている。

【０００３】これまでターボ送風機あるいは圧縮機は油
潤滑軸受の使用を前提として設計されているから、軸受
寸法の大小が問題となることは、まれであった。また油
潤滑軸受を用いる場合、軸受をサージング時の負荷に耐
えられるように設計しても、軸受寸法は機器全体の寸法
に比較して十分小さい。しかしながら、磁気軸受は電磁
石によって回転軸を支持する構造のため、単位支持面積
当りの荷重が油潤滑軸受に比較して大幅に小さい。この
ため磁気軸受をサージング時の負荷に耐えられるように
設計すると、軸受本体にとどまらず、制御装置まで大容
量化をする必要があり、機器の大形化、製造原価の増加
が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁気軸受および制御装
置の大容量化を防ぐには、サージング発生を確実に避け
る手段あるいはサージングの圧力変動を抑制する手段を
ターボ送風機あるいは圧縮機システムに備えておき、最
大軸受負荷を減少させる方法がある。サージング発生を
避ける方法については、たとえば特開昭６１−３８１９
６号公報あるいはＵＳＰ４９００２３２号公報のよう
に、ターボ送風機あるいは圧縮機の圧力上昇と流量の関
係が、あらかじめ設定された範囲に入った場合あるいは
入ると予測される場合に、ターボ送風機あるいは圧縮機
下流側のバイパス流路を開いて流量を増加させサージン
グを回避する方法がある。また特公平４−７６０２３号
公報では、サージングの前駆現象として発生するターボ
送風機あるいは圧縮機内部流路圧力の周方向歪みの検出
を行い、バイパス流路を開いて流量を増加させサージン
グを回避する方法が述べられている。しかしながら、こ
れらの従来のサージング発生を避ける方法を採用する場
合、問題が２点生ずる。

【０００５】第１は作動範囲の減少である。ターボ送風
機あるいは圧縮機の圧力上昇と流量の関係が、あらかじ
め設定された範囲に入った場合あるいは入ると予測され
る場合に、ターボ送風機あるいは圧縮機下流側のバイパ
ス流路を開いて流量を増加させサージングを回避する方
法の場合、サージングを確実に回避するためには、あら
かじめ設定する圧力上昇と流量の範囲を大流量側に広く
する必要がある。このため、エネルギー損失の大きいバ
イパス制御の実施時間が長くなり、負荷容量の大きな軸
受を使用する場合に比較してエネルギー消費が大きくな
る。また、サージングの前駆現象を検出する方法でも、
サージングを確実に回避するためには、前駆現象が弱い
段階でバイパス流路を開く必要があり、エネルギー消費
の増加は避けられない。

【０００６】第２は信頼性確保の問題である。サージン
グ回避操作は圧力センサーを用いて測定した圧力を基準
にして実施する。圧力センサーは、受圧素子の圧力によ
る歪あるいは変位を測定するため、サージング近くの流
量で長期使用した場合には、受圧素子の疲労、再現性の
点など信頼性の問題がある。第１の問題に対しては、流
量制御弁をサージング変動を打ち消す方向に開閉して変
動を抑制する方法（Ｊ．Ｅ．Ｐｉｎｓｌｅｙ，Ｇ．Ｒ．
Ｇｕｅｎｅｔｔｅ，Ａ．Ｈ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，Ｅ．Ｍ．
Ｇｒｅｉｔｚｅｒ，１９９０，”Ａｃｔｉｖｅ Ｓｔａ
ｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ
Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｓｕｒｇｅ”，ＡＳＭＥ Ｐ
ａｐｅｒ Ｎｏ． ９０−ＧＴ−１２３ あるいは中
川、藤原、田中、柏原：遠心圧縮機のアクティブサージ
抑制制御：日本機械学会論文集Ｂ編５８巻５５３号（平
成４年９月）２７８６−２７９２ペ−ジ）、あるいは圧
縮機の吐出し側に設けられたタンクの容量をサージング
変動を打ち消す方向に変化させて変動を抑制する方法
（Ｆｆｏｗｃｓ Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｊ．Ｅ．，ａｎｄ
Ｈｕａｎｇ ，Ｘ．，１９８９，”ＡｃｔｉｖｅＳｔ
ａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ
Ｓｕｒｇｅ，”Ｊ．Ｆｌｕｉｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ｓ， Ｖｏｌ．２０４， ｐ．２４５−２６２）が述べ
られているが、圧力センサーを必要とするため第２の問
題は解決されていない。

【０００７】第２の問題に対しては、ターボ送風機ある
いは圧縮機の運転点がサージングに接近して磁気軸受の
電磁石励磁電流が限界値を越えた場合、あるいはサージ
ングによる圧力変動により磁気軸受の電磁石励磁電流が
限界値を越えた場合にバイパス制御を行う方法が広く採
用されている。しかし、ターボ送風機あるいは圧縮機の
運転点がサージングに接近した状態でバイパス制御を行
う場合、確実にサージングを回避しようとすると、第１
の作動範囲減少の問題が生ずる。サージングによる圧力
変動により磁気軸受の電磁石励磁電流が限界値を越えた
場合にバイパス制御を行う方法では、一見、作動範囲減
少の問題は生じないようであるが、バイパス弁を開く以
上、ターボ送風機あるいは圧縮機の流量は増加するの
で、ターボ送風機あるいは圧縮機のエネルギー消費の点
では、実質的に改善されていない。また、この方法でサ
ージングによる圧力変動を確実に防ぐためには、バイパ
ス弁をサージングによる圧力変動より高速で開く必要が
あり、高度の機構を必要とするものの効果が少ない。

【０００８】バイパス制御を行わない方法としては、圧
縮機の吐出し側に設けられたタンクの容量をタンク壁面
の一部をバネで支持してサージング変動を吸収して変動
を抑制する方法（Ｄ．Ｌ．Ｇｙｓｌｉｎｇ，Ｊ．Ｄｕｎ
ｇｕｎｄｊｉ，Ｅ．Ｍ．Ｇｒｅｉｔｚｅｒ，Ａ．Ｈ．Ｅ
ｐｓｔｅｉｎ，１９９０，”Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ Ｃｏｍｐｒｅ
ｓｓｏｒ ＳｕｒｇｅＵｓｉｎｇ Ｔａｉｌｏｒｅｄ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”ＡＳＭＥ Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．
９０−ＧＴ−１２２ ）も提案されているが、バネ
はターボ送風機あるいは圧縮機の運転状態の変化に対応
して伸縮する必要があり耐久性の点で問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、磁気軸受を備えたターボ送風機あるいは圧縮機シス
テムにおいて、サージング時の圧力変動に追随可能な応
答速度を持つ流量制御手段を設け、磁気軸受電磁石励磁
電流が基準値を越えた期間および軸受電磁石励磁電流値
が基準値を越えた期間終了直後のサージング半周期以上
の一定期間、励磁電流の変動を打ち消す方向に制御す
る。あるいは壁面の一部をバネで支持したタンクをター
ボ送風機圧縮機システムに接続し、磁気軸受電磁石励磁
電流が基準値を超えた期間および軸受電磁石励磁電流値
が基準値を越えた期間終了直後のサージング半周期以上
の一定期間、バネの復元力とタンク内圧力の作用による
壁面の移動によってサージング変動を吸収して変動を抑
制する。

【００１０】

【作用】一般に磁気軸受は電磁石、ギャップセンサー、
制御機器によって構成され、電磁石によって回転軸を空
中に保持する。制御機器はギャップセンサーによって検
出した軸受ギャップが適正になるように電磁石励磁電流
を制御する。従って電磁石励磁電流の大小は軸受荷重の
大小に対応する。スラスト軸受は羽根車前後の圧力差を
支えるので、ターボ送風機あるいは圧縮機の流量が減少
して圧力上昇が増加すると電磁石励磁電流も増加するか
ら、サージング限界をスラスト軸受電磁石励磁電流値に
よって検出することができる。励磁電流が基準値を超え
て、サージング限界に接近した場合に、励磁電流の変動
を打ち消すようにサージング時の圧力変動に追随可能な
応答速度をもつ流量制御手段を制御して、ターボ送風機
あるいは圧縮機を含んだ気柱系の振動の成長を抑制す
る。また励磁電流が基準値を越えた場合にのみ、タンク
壁面の一部をバネで支持してサージング変動を吸収して
変動を抑制するタンクを、ターボ送風機あるいは圧縮機
システムに接続する。これらの方法の一方あるいは両方
の併用により、信頼性に問題がある圧力センサーが不要
で、エネルギー損失の大きいバイパス制御を実施せず、
かつ、バネなどの機械部品の耐久性の問題を生じること
なくサージング発生を確実に防ぐことが可能になり、磁
気軸受および磁気軸受制御機器の小形化および信頼性の
向上を実現できる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を適用したターボ送風機等のタ
ーボ形の送風機あるいは圧縮機の第１の実施例を示すも
ので、１はターボ送風機あるいは圧縮機、２は磁気軸受
制御器、３はサージング時の圧力変動に追随可能な応答
速度をもつ流量制御弁、４は流量制御弁制御器、５は空
気タービン、化学反応塔等の圧縮ガス消費機器、６はガ
スをターボ送風機あるいは圧縮機に導く吸込管、７は圧
縮したガスを導く吐出し管である。流量制御弁制御器４
はリレー１４、バンドパスフィルタ１５、加算器１６、
から構成されている。なお上記実施例において、弁３は
ターボ送風機等の外部に配設されているが、本発明にお
いては、弁３の代わりに、ターボ形の送風機あるいは圧
縮機中に組み込むインレットガイドべーン形式の弁とし
てもよい。

【００１２】以下図２、図３により本発明の動作を示
す。図２は図１の流量制御弁３入口とターボ送風機、あ
るいは圧縮機１の吐出し口間の圧力上昇−流量の関係
と、圧縮ガス消費機器５の流量−圧力の特性を示す図で
ある。特性曲線群８は、流量制御弁３の開度をパラメ−
タとした場合の、流量制御弁３入口とターボ送風機、あ
るいは圧縮機１の吐出し口間の圧力上昇−流量の関係を
示す。圧縮ガス消費機器５の流量−圧力が、特性曲線群
８の斜線で囲った右下がり部分にあるように機器の仕様
を決定する。従って通常の機器の運転状態ではサージン
グは発生しないが、圧縮ガス消費機器５の流量−圧力が
斜線領域の左端の一点鎖線９（サージング発生限界）に
近い場合、圧縮ガス消費機器５の運転状態の変更による
過渡現象により、サージングが発生する。またまれでは
あるが誤操作、事故などにより圧縮ガス消費機器５の流
量がサージング発生限界である一点鎖線９より左側に入
りサージングが発生する。

【００１３】図３は流量とスラスト軸受荷重、流量制御
弁開度の関係を示す図で、実線１１は圧縮ガス消費機器
５の運転状態の流量−圧力の関係が図２の太線１０のよ
うに変化する場合のスラスト軸受荷重を示す。流量が大
きい状態では、ターボ形の送風機、あるいは圧縮機１前
後の圧力差は少ないのでスラスト軸受荷重も小さい。流
量が減少するとターボ送風機、あるいは圧縮機１前後の
圧力差が増加するのでスラスト軸受荷重も増大し、サー
ジング発生限界を越えて流量が減少するとサージングが
発生し、圧力変動を抑制する制御を実施しない場合、破
線１２で示すようにスラスト軸受荷重の最大値は大幅に
増加する。図３の一点鎖線１３は、圧縮ガス消費機器５
の運転状態の流量−圧力の関係が図２の太線１０のよう
に変化する場合の流量制御弁３の開度の変化を示す。サ
ージング発生限界より大流量側では、流量制御弁３の開
度が増大するとターボ送風機、あるいは圧縮機１前後の
圧力差が減少するのでスラスト軸受荷重は減少する。

【００１４】サージングが発生するとターボ送風機、あ
るいは圧縮機１前後の圧力差は、サージング変動によっ
て大きく変化し、流量制御弁３の開度を静的に変化させ
ても低減できないが、サージング変動に対応させて開度
を変化させると、変動を抑制できる。このような流量制
御弁３の開度制御は、流量制御弁制御器４を図４のよう
に構成、動作させることにより可能となる。

【００１５】流量制御弁制御器４はリレー１４、バンド
パスフィルタ１５、加算器１６、から成っており、ター
ボ送風機あるいは圧縮機１の平均流量を指定する平均流
量信号１７と励磁電流値信号１８を入力とし、弁開度信
号１９を出力する。流量制御弁３の開度は常時、弁開度
信号１９に追従するようにしておく。これらの信号は通
常電圧で与えられる。図４−１〜４−４は流量制御弁３
の開度を減少させてゆき、サージングが発生したのち流
量制御弁３の開度を増加させた場合の、流量制御弁指示
弁開度、軸受電磁石励磁電流値、リレー出力、流量制御
弁３の実弁開度を示す。指示弁開度に従って実弁開度が
減少するにつれ、流量が減少するのでターボ送風機、あ
るいは圧縮機１前後の圧力差が増加する。このためスラ
スト軸受荷重が増加するので励磁電流値も増加する。

【００１６】時刻ｔｉにおいて、励磁電流値が励磁電流
基準値を超えた時点で、リレー１４はあらかじめ定めた
バンドパスフィルター起動信号を出力する。励磁電流基
準値はサージング発生限界における励磁電流よりわずか
に少なく設定して、サージング発生に対して余裕を持た
せる。バンドパスフィルター１５はリレー１４が制御信
号を出力している期間のみフィルタリングした励磁電流
値信号を出力する。バンドパスフィルタ１５は励磁電流
値信号１８の直流成分を除くとともに、サージングに起
因する変動以外の変動に対して流量制御弁３が応答しな
いようにするため必要で、サージング周波数の１０〜２
０％から２〜５倍の周波数を通過させる。

【００１７】バンドパスフィルタ１５通過後の励磁電流
値信号の増減と同じ傾向に弁開度を増減させるとサージ
ングに起因する変動が抑制されるので、加算器１６は励
磁電流値の増減と同じ傾向に弁開度を増減させる信号と
なるように、バンドパスフィルタ１５通過後の励磁電流
値信号と流量制御弁の平均開度を指定する平均流量信号
１７を符号を含めて加算した信号１９を出力する。弁開
度の増減によるサージング変動の抑制のメカニズムにつ
いては、中川、藤原、田中、柏原：遠心圧縮機のアクテ
ィブサージ抑制制御：日本機械学会論文集Ｂ編５８巻５
５３号（平成４年９月）２７８６−２７９２ペ−ジに延
べられている。また励磁電流値の変動幅と流量制御弁開
度変動幅の比はターボ送風機あるいは圧縮機１、圧縮ガ
ス消費機器５、吸込管６、吐出管７を含んだ気柱系の特
性によって適正な値が存在するので、この値を使用す
る。

【００１８】時刻ｔｉの後、さらに実弁開度が減少する
とサージングが発生する。このため励磁電流値が変動す
るが、流量制御弁３は信号１９に追従して平均開度を中
心に開閉するので、サージングに起因する変動が抑制さ
れる。図４−２の点線は流量制御弁３が指示平均開度ど
うりであったと仮定した場合の励磁電流値を示す。

【００１９】時刻ｔｍ以降、指示平均開度を再び増加さ
せると、サージング変動が抑制されているため、サージ
ング変動は速やかに消滅する。流量制御弁３のサージン
グ起変動抑制動作は、弁の駆動エネルギーおよび機構系
の負担軽減のため最小限にする必要がある。しかしサー
ジング変動抑制動作の終了時期が早すぎるとサージング
変動が再発する。このためリレー１４には、タイマーを
内蔵しておき、励磁電流値が基準値以下になってから、
時間δｔｅが経過してから、時刻ｔｅにおいて制御信号
出力を停止するように構成しておく。時間δｔｅはサー
ジングの半周期以上が必要で通常１周期から数周期程度
とする。

【００２０】従って、ターボ送風機あるいは圧縮機１の
運転状態がサージング発生の可能性がある領域になる
と、流量制御弁３は指定された平均流量を通過させると
同時にサージングの発生初期の変動量が大きくならない
状態で変動抑制動作をする。この結果、大規模なサージ
ング変動の発生が確実に抑制されるので軸受荷重の最大
値を低減でき、磁気軸受および磁気軸受制御機器の小形
化を実現できる。図５は流量制御弁３のサージング変動
抑制作用を一層効果的にする場合の流量制御弁制御器４
の構成を示すもので、微分器２０を追加した点が特徴で
ある。微分器２０は、励磁電流値信号１８の微分値に比
例定数を乗じた電圧信号を加算器１６に出力する。変動
の増減方向を表す微分値を用いることにより、流量制御
弁３のサージング変動抑制動作を大幅に強化できる。

【００２１】図６は本発明の第２の実施例を示すもの
で、圧縮ガス消費機器５の流量制御がサージング周波数
の２倍程度以上の高速で実施可能な場合の実施例であ
る。この場合は第１の実施例のターボ送風機あるいは圧
縮機１の吸込側の流量制御弁３および流量制御弁制御器
４の代わりに圧縮ガス消費機器制御器４’を設け励磁電
流値が限界値を超えた場合にサージング変動を抑制する
ように圧縮ガス消費機器５の流量を制御する。

【００２２】図７は本発明の第３の実施例を示すもの
で、２１は内部を分割する壁面の一部をバネで支持した
タンクで、２２はタンク内の２室を接続する接続管、２
３は接続管の中間に設けた接続弁、２４は接続弁制御器
である。図８はタンク２２の内部を示す図である。タン
ク２２は緩衝室２５、平衡室２６から構成され、緩衝室
２５、平衡室２６を区切る仕切り板２７はバネ２８とダ
ンパー２９により支持する。 接続弁制御器２４は励磁
電流値信号１８が第１の実施例と同じ基準値以下では接
続弁２３を開状態とする。この状態では、緩衝室２５、
平衡室２６の圧力は等しいのでをバネ２８には荷重がか
からない。接続弁制御器２４は図１に示した第１の実施
例と同様の機構によって、励磁電流値信号１８が第１の
実施例と同じ基準値を超過している期間およびサージン
グの消滅を確認する期間は接続弁２６を閉鎖する。この
期間中にサージング変動が発生しても仕切り板２７が圧
力変動に応じて移動し圧力変動を吸収するため、サージ
ング変動が抑制される。タンク容量を可変にしてサージ
ング変動を吸収するメカニズムは、Ｄ． Ｌ． Ｇｙｓ
ｌｉｎｇ， Ｊ． Ｄｕｇｕｎｄｊｉ，Ｅ．Ｍ．Ｇｒｅ
ｉｔｚｅｒ，Ａ．Ｈ．Ｅｐｓｔｅｉｎ，１９９０，”Ｄ
ｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｃｅｎｔｒｉｆ
ｕｇａｌ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ Ｓｕｒｇｅ Ｕｓｉ
ｎｇ Ｔａｉｌｏｒｅｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”，Ａ
ＳＭＥ Ｐａｐｅｒ Ｎｏ． ９０−ＧＴ−１２２およ
びＦｆｏｗｃｓ Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｊ．Ｅ．，ａｎｄ
Ｈｕａｎｇ ，Ｘ．，１９８９，”Ａｃｔｉｖｅ Ｓ
ｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒ
Ｓｕｒｇｅ，”Ｊ．Ｆｌｕｉｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ｓ， Ｖｏｌ．２０４， ｐｐ．２４５−２６２により
詳細に述べられている。

【００２３】バネ２８は仕切り板２７の移動を回復させ
るために設置し、ダンパー２９は仕切り板の運動が過多
にならないように設置する。接続弁２３はサージング発
生の可能性のある期間のみ閉鎖されるので、バネ２８の
耐久性の問題が生じない。なおタンク２１はターボ送風
機、あるいは圧縮機１の吸込側、吐出し側のいずれに設
けても同じ効果が得られる。

【００２４】図９は本発明の第４の実施例を示すもの
で、流量制御弁３とタンク２１を併設する場合である。
この実施例は複雑になり製造価格が上昇する欠点はある
が、サージング回避を確実に実施できる利点がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ターボ送風機あるいは
圧縮機配管系のサージング回避を確実にできるので、磁
気軸受を備えたターボ送風機あるいは圧縮機のサージン
グ時非定常軸受荷重を低減し、磁気軸受および磁気軸受
制御機器の小形化とターボ送風機あるいは圧縮機の信頼
性の向上を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のターボ送風機あるいは圧縮機システム
の系統図

【図２】ターボ送風機、圧縮機の特性を示す図

【図３】スラスト軸受荷重、弁開度と流量の関係の説明
図

【図４】本発明の弁開度制御器の構成図

【図５】本発明の弁開度制御器の他の実施例の構成図

【図６】本発明の第２の実施例のターボ送風機あるいは
圧縮機システムの系統図

【図７】本発明の第３の実施例のターボ送風機あるいは
圧縮機システムの系統図

【図８】本発明の第３の実施例の主要部の説明図

【図９】本発明の第３の実施例のターボ送風機あるいは
圧縮機システムの系統図

【符号の説明】

１…ターボ送風機あるいは圧縮機 ２…磁気軸受制
御器 ３…流量制御弁 ４…流量制御弁
制御器 ５…圧縮ガス消費機器 ６…吸込管 ７…吐出し管 ８…流量−圧力
上昇特性曲線群 ９…サージング発生限界 １０…圧縮ガス消費機器流量−圧力関係曲線 １１…流量−スラスト荷重曲線 １２…サージング時最大スラスト荷重曲線 １３…流量−流量制御弁開度曲線 １４…リレー １５…バンドパスフィルター １６…加算器 １７…平均流量信号 １８…励磁電流
値信号 １９…弁開度信号 ２０…微分器 ２１…タンク ２２…接続管 ２３…接続弁 ２４…接続弁制
御器 ２５…緩衝室 ２６…平衡室 ２７…仕切り板 ２８…バネ ２９…ダンパー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気軸受を備えたターボ送風機、圧縮機
   を構成要素とし、スラスト軸受電磁石励磁電流値が基準
   値を越えた期間および当該期間終了直後のサージング半
   周期以上の一定期間、ターボ送風機あるいは圧縮機の吸
   込側に設けた流量制御装置により励磁電流値の変動分、
   励磁電流値の変動分の微分値の一方あるいは両方に対応
   して流量を時間平均流量を中心に変動させてサージング
   時非定常軸受荷重を低減させたことを特徴とする磁気軸
   受を備えたターボ形の送風機あるいは圧縮機システム。
2. 【請求項２】 磁気軸受を備えたターボ送風機、圧縮機
   を構成要素とし、スラスト軸受電磁石励磁電流値が基準
   値を越えた期間および当該期間終了直後のサージング半
   周期以上の一定期間、ターボ送風機あるいは圧縮機の吐
   出し側に接続する流量制御装置により圧縮ガス消費機器
   の流量を、励磁電流値の変動分、励磁電流値の変動分の
   微分値の一方あるいは両方に対応して流量を時間平均流
   量を中心に変動させてサージング時非定常軸受荷重を低
   減させたことを特徴とする磁気軸受を備えたターボ形の
   送風機あるいは圧縮機システム。
3. 【請求項３】 ターボ送風機あるいは圧縮機の吐出し側
   に接続する流量制御装置により圧縮ガス消費機器の流量
   を、励磁電流値の変動分、励磁電流値の変動分の微分値
   の一方あるいは両方に対応して流量を時間平均流量を中
   心に変動させてサージング時非定常軸受荷重を低減させ
   たことを特徴とする請求項１記載の磁気軸受を備えたタ
   ーボ形の送風機あるいは圧縮機システム
4. 【請求項４】 磁気軸受を備えたターボ送風機、圧縮機
   を構成要素とし、ターボ送風機あるいは圧縮機の吸込
   み、吐出し側の一方あるいは両方に、内部をバネおよび
   ダンパーにより支持された移動可能な仕切り板により２
   室に分割されたタンクを備え、１室は常時、ターボ送風
   機あるいは圧縮機の吸込み、あるいは吐出し側に接続
   し、他の１室は接続弁を介してターボ送風機あるいは圧
   縮機の吸込み、あるいは吐出し側に常時接続する１室と
   接続され、接続弁はスラスト軸受電磁石励磁電流値が基
   準値を越えた期間および軸受電磁石励磁電流値が基準値
   を越えた期間終了直後のサージング半周期以上の一定期
   間閉鎖されることを特徴とする磁気軸受を備えたターボ
   形の送風機あるいは圧縮機システム。