JPH11148489A - Water atomizing device for turbo-compressor - Google Patents

Water atomizing device for turbo-compressor

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JPH11148489A
JPH11148489A JP31853597A JP31853597A JPH11148489A JP H11148489 A JPH11148489 A JP H11148489A JP 31853597 A JP31853597 A JP 31853597A JP 31853597 A JP31853597 A JP 31853597A JP H11148489 A JPH11148489 A JP H11148489A
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JP
Japan
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water spray
turbo compressor
temperature
water
amount
Prior art date
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Application number
JP31853597A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Hasegawa
和三 長谷川
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH11148489A publication Critical patent/JPH11148489A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly control the amount of water atomization at all times, and surely reduce a compression work, namely necessary power. SOLUTION: This device is equipped with a water atomizing nozzle provided on the suction side 13 of a turbo-compressor 1, a temperature sensor 10 provided for the discharge side 12 of the turbo-compressor 1, and with a control means 11 controlling the amount of water atomization in such a way that the detected temperature of the temperature sensor reaches the target temperature set to be higher than the saturation temperature of vapor. Since temperature at the discharge side is controlled to be higher than the saturation temperature of vapor, atomized water is entirely voporized, and it is avoided that very small water drops remain because the amount of water atomization is too much. Besides, since temperature at the discharge side 12 is so controlled as to be higher than the target temperature (higher than saturated temperature of vapoe), insufficient cooling due to the too little amount of water atomization can also be avoided. As a result, a compression work, namely necessary power can surely be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ圧縮機用の
水噴霧装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water spray device for a turbo compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ターボ圧縮機の吸込側に水を
噴霧し、その気化熱によって断熱圧縮される空気を冷却
して等温圧縮に近付け、圧縮仕事を小さくするようにし
たものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus in which water is sprayed on a suction side of a turbo compressor, and air which is adiabatically compressed by the heat of vaporization is cooled to approach isothermal compression to reduce compression work. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、水の噴霧量が
多すぎると、その全てが気化しきらずに微細水滴となっ
て残るため、インペラがその微細水滴に運動エネルギを
与えることになって、却って圧縮仕事が大きくなってし
まう。他方、水の噴霧量が少なすぎれば、気化熱による
冷却効果が小さく、圧縮仕事を十分小さくできない。
However, if the spray amount of water is too large, all of the water droplets are not vaporized and remain as fine water droplets, so that the impeller gives kinetic energy to the fine water droplets. On the contrary, the compression work becomes large. On the other hand, if the spray amount of water is too small, the cooling effect by the heat of vaporization is small, and the compression work cannot be sufficiently reduced.

【0004】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、水の噴霧量を常に適正に制御でき、圧縮仕事す
なわち必要動力を確実に低減できるターボ圧縮機用の水
噴霧装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention, which has been made in view of the above circumstances, is to provide a water spray device for a turbo compressor which can always appropriately control the spray amount of water and can reduce the compression work, that is, the required power. Is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく第
1の発明に係るターボ圧縮機用の水噴霧装置は、ターボ
圧縮機の吸込側に設けられた水噴霧ノズルと、上記ター
ボ圧縮機の吐出側に設けられた温度センサと、該温度セ
ンサの検出温度が水蒸気の飽和温度以上に設定された目
標温度になるように水噴霧ノズルの水噴霧量を制御する
制御手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a water spray device for a turbo compressor, the water spray nozzle being provided on a suction side of the turbo compressor, and a water spray nozzle provided on a suction side of the turbo compressor. And a control means for controlling the amount of water sprayed by the water spray nozzle so that the temperature detected by the temperature sensor is equal to or higher than the saturation temperature of water vapor. It is.

【0006】本発明によれば、水噴霧されるターボ圧縮
機の吐出側の温度が水蒸気の飽和温度以上に制御される
ので、噴霧された水が全て気化することになり、噴霧量
過多による微細水滴の残留が回避される。また、吐出側
の温度が目標温度(水蒸気の飽和温度以上)になるよう
に制御されるので、水噴霧量の過少による不十分な冷却
も回避される。この結果、圧縮仕事すなわち必要動力が
確実に低減される。
According to the present invention, the temperature of the discharge side of the turbo-compressor to which water is sprayed is controlled to be equal to or higher than the saturation temperature of steam, so that all of the sprayed water is vaporized. Water droplets are avoided. In addition, since the temperature on the discharge side is controlled to be equal to or higher than the target temperature (saturated temperature of water vapor), insufficient cooling due to an insufficient amount of water spray is also avoided. As a result, the compression work, that is, the required power, is reliably reduced.

【0007】また、上記ターボ圧縮機が負荷運転か無負
荷運転かを検出する検出手段と、無負荷運転時には上記
水噴霧ノズルの水噴霧を中止する中止手段とを有してい
てもよい。無負荷運転時には、そもそも圧縮仕事すなわ
ち必要動力が極めて小さいため、水噴霧による動力低減
効果は小さい。よって、かかる無負荷運転時に水噴霧を
中止することにより、制御の簡素化を図るようにした。
Further, the turbo compressor may have a detecting means for detecting whether the turbo compressor is in a load operation or a no-load operation, and a stop means for stopping the water spray of the water spray nozzle during the no-load operation. During the no-load operation, the compression work, that is, the required power is extremely small in the first place, so that the power reduction effect by the water spray is small. Therefore, the water spray is stopped during the no-load operation to simplify the control.

【0008】第2の発明に係るターボ圧縮機用の水噴霧
装置は、ターボ圧縮機の吸込側に設けられた水噴霧ノズ
ルと、上記ターボ圧縮機を通過する空気流量を検出する
流量センサと、該流量センサで検出された空気流量に基
づいて水噴霧ノズルの水噴霧量を決定する決定手段とを
備えたものである。
A water spray device for a turbo compressor according to a second aspect of the present invention includes a water spray nozzle provided on the suction side of the turbo compressor, a flow sensor for detecting a flow rate of air passing through the turbo compressor, Determining means for determining the water spray amount of the water spray nozzle based on the air flow rate detected by the flow sensor.

【0009】この発明は、第1の発明でパラメータとな
った吐出側の温度(熱量)はターボ圧縮機を通過する空
気流量に比例するため、その空気流量に基づいた所定割
合の水を噴霧することにより、過剰噴霧による微細水滴
の残留現象や、過少噴霧による不十分な冷却現象を未然
に回避するようにしたものである。
In the present invention, since the temperature (heat amount) on the discharge side, which is a parameter in the first invention, is proportional to the flow rate of the air passing through the turbo compressor, a predetermined ratio of water is sprayed based on the flow rate of the air. Thus, the phenomenon of residual fine water droplets due to overspray and the insufficient cooling phenomenon due to underspray are avoided beforehand.

【0010】第3の発明に係るターボ圧縮機用の水噴霧
装置は、ターボ圧縮機の吸込側に設けられた水噴霧ノズ
ルと、上記ターボ圧縮機を駆動するモータの必要動力を
検出する動力センサと、該動力センサで検出された動力
に基づいて水噴霧ノズルの水噴霧量を決定する決定手段
とを備えたものである。
A water spray device for a turbo compressor according to a third aspect of the present invention is a water spray nozzle provided on a suction side of the turbo compressor, and a power sensor for detecting a required power of a motor for driving the turbo compressor. And a determining means for determining a water spray amount of the water spray nozzle based on the power detected by the power sensor.

【0011】この発明は、第1の発明でパラメータとな
った吐出側の温度(熱量)はターボ圧縮機を駆動するモ
ータの必要動力に比例するため、その必要動力に基づい
た所定割合の水を噴霧することにより、過剰噴霧による
微細水滴の残留現象や、過少噴霧による不十分な冷却現
象を未然に回避するようにしたものである。
According to the present invention, the temperature (heat amount) on the discharge side, which is a parameter in the first invention, is proportional to the required power of the motor for driving the turbo compressor. By spraying, residual phenomena of fine water droplets due to overspraying and insufficient cooling phenomena due to underspraying are avoided beforehand.

【0012】また、上記ターボ圧縮機の運転開始からの
時間を計測するタイマと、運転開始から所定時間までは
上記水噴霧ノズルの水噴霧を中止する中止手段とを有し
ていてもよい。圧縮機の運転開始直後は、未だ圧縮機の
ケーシング等の温度が冷えているので、第2または第3
の発明のように空気流量や必要動力に基づいて水の噴霧
量を決めると、水の噴霧量が過剰となって微細水滴が残
る虞がある。よって、タイマによって所定の暖機時間を
確保し、それを回避するようにした。
The turbo compressor may have a timer for measuring a time from the start of the operation of the turbo compressor, and a stop means for stopping the water spray of the water spray nozzle until a predetermined time from the start of the operation. Immediately after the start of the operation of the compressor, the temperature of the casing and the like of the compressor is still low.
When the spray amount of water is determined based on the air flow rate or the required power as in the invention of the above-mentioned invention, the spray amount of water may become excessive and fine water droplets may remain. Therefore, a predetermined warm-up time is secured by the timer, and this is avoided.

【0013】また、上記水噴霧ノズルを、ターボ圧縮機
のインペラの中間位置に配置してもよい。これは、イン
ペラの入口位置では未だ空気が十分加速されておらず、
温度が水噴霧を気化させるほど上がっていないため、温
度が気化温度以上になるインペラの中間位置に水を噴霧
するようにしたものである。
[0013] The water spray nozzle may be arranged at an intermediate position of an impeller of the turbo compressor. This is because the air has not yet been sufficiently accelerated at the impeller entrance,
Since the temperature is not so high as to evaporate the water spray, water is sprayed at an intermediate position of the impeller where the temperature is equal to or higher than the vaporization temperature.

【0014】また、上記水噴霧ノズルを、上記ターボ圧
縮機の上流側に接続されたインタークーラ内に配置して
もよい。インタークーラは圧縮機の近傍に比べれば比較
的振動が小さいため、水噴霧ノズルの振動対策が容易に
なる。
Further, the water spray nozzle may be arranged in an intercooler connected to the upstream side of the turbo compressor. Since the intercooler has relatively small vibration compared to the vicinity of the compressor, it is easy to take measures against the vibration of the water spray nozzle.

【0015】また、上記ターボ圧縮機を複数多段に接続
し、それらの全て又はそれらの一部に上記水噴霧ノズル
を設けてもよい。
Further, the turbo compressor may be connected in a plurality of stages, and all or some of them may be provided with the water spray nozzle.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0017】図1は、本発明を工場等の圧気供給源とし
て用いられる遠心圧縮機に適用した例である。遠心圧縮
機1は、モータ(図示せず)によって回転駆動されるイ
ンペラ2と、インペラ2を収納するケーシング3と、ケ
ーシング3に吸気としての空気を導く吸込管4と、イン
ペラ2から排出された空気を減速して圧力に変換するデ
ィフューザ5と、ディフューザ5から排出された空気を
整流して後流側に流すスクロール室6とを有している。
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a centrifugal compressor used as a compressed air supply source in a factory or the like. The centrifugal compressor 1 has an impeller 2 that is driven to rotate by a motor (not shown), a casing 3 that houses the impeller 2, a suction pipe 4 that guides air as intake air to the casing 3, and is discharged from the impeller 2. It has a diffuser 5 for decelerating air and converting it to pressure, and a scroll chamber 6 for rectifying the air discharged from the diffuser 5 and flowing it to the downstream side.

【0018】インペラ2の吸込側である吸込管4には、
管4内に水を微細水滴状に噴霧する水噴霧ノズル7が設
けられている。水噴霧ノズル7は、図示しない水ポンプ
が接続された水パイプ8の先端に取り付けられている。
水パイプ8には、水量調節弁9が介設されている。ま
た、インペラ2の吐出側であるディフューザ5の上流部
分には、そこでの吐出流体の温度を計測する温度センサ
10が設けられている。なお、ディフューザ5はベーン
レスタイプでもベーン付タイプでもよく、温度センサ1
0はスクロール室6に設けられていてもよい。
The suction pipe 4 on the suction side of the impeller 2 includes:
A water spray nozzle 7 for spraying water into fine water droplets is provided in the pipe 4. The water spray nozzle 7 is attached to a tip of a water pipe 8 to which a water pump (not shown) is connected.
The water pipe 8 is provided with a water amount control valve 9. Further, a temperature sensor 10 for measuring the temperature of the discharged fluid there is provided in an upstream portion of the diffuser 5 on the discharge side of the impeller 2. The diffuser 5 may be a vaneless type or a type with a vane.
0 may be provided in the scroll chamber 6.

【0019】温度センサ10と水量調節弁9とは、制御
手段11に結線されている。制御手段11は、温度セン
サ10の検出温度が予め設定された目標温度になるよう
に、水噴霧ノズル7の水噴霧量を制御するサーマル・イ
ンジケート・コントローラである。すなわち、温度セン
サ10の検出温度が目標温度より高ければ水量調節弁9
が開かれて水噴霧量が増やされ、温度センサ10の検出
温度が目標温度より低ければ水量調節弁9が閉じられて
水噴霧量が減らされる。この制御には、一般的な比例積
分制御を用いたフィードバック制御が採られる。水量調
節弁9による水噴霧量の調節は、水量調節弁9の開度を
調節することによって行う。
The temperature sensor 10 and the water amount control valve 9 are connected to a control means 11. The control means 11 is a thermal indicator controller that controls the amount of water sprayed from the water spray nozzle 7 so that the temperature detected by the temperature sensor 10 reaches a preset target temperature. That is, if the temperature detected by the temperature sensor 10 is higher than the target temperature,
Is opened to increase the amount of water spray, and if the temperature detected by the temperature sensor 10 is lower than the target temperature, the water amount control valve 9 is closed to reduce the amount of water spray. For this control, feedback control using general proportional-integral control is employed. The adjustment of the water spray amount by the water amount adjustment valve 9 is performed by adjusting the opening of the water amount adjustment valve 9.

【0020】上記目標温度は、本実施形態では「水蒸気
の飽和温度(飽和蒸気温度)プラス5度」に設定されて
いる。ただし、これはあくまで例示であり、実際には
「飽和蒸気温度」以上であればよい。「飽和蒸気温度」
は、そこ(温度センサ10が設置された吐出側部分1
2)での圧力の大きさに応じて変動するが、その吐出側
部分12の圧力は工場等の圧気供給源として用いられる
遠心圧縮機1においては多少は変動するものの略一定で
あるため、その圧力に基づいて予め一意に決定できる。
なお、上記吐出側部分12に圧力センサを設け、その圧
力に基づいて厳密な「飽和蒸気温度」を算出するように
してもよい。
In the present embodiment, the target temperature is set to "saturation temperature of steam (saturated steam temperature) plus 5 degrees". However, this is merely an example, and in practice, it is sufficient that the temperature is equal to or higher than the “saturated steam temperature”. "Saturated steam temperature"
Is (the discharge side portion 1 where the temperature sensor 10 is installed)
Although the pressure fluctuates according to the magnitude of the pressure in 2), the pressure of the discharge side portion 12 fluctuates somewhat in the centrifugal compressor 1 used as a compressed air supply source in a factory or the like, but is substantially constant. It can be uniquely determined in advance based on the pressure.
Note that a pressure sensor may be provided in the discharge-side portion 12 to calculate an exact “saturated steam temperature” based on the pressure.

【0021】目標温度を「飽和蒸気温度プラス5度」に
設定した理由は、吸込側部分13に噴霧された水が吐出
側部分12で全て確実に気化されていることを確保する
ためである。すなわち、仮に目標温度を「飽和蒸気温度
丁度」にすると、吸込側部分13にて噴霧された水が吐
出側部分12にて丁度気化されて飽和蒸気状態となるは
ずであるが、吐出側部分12の圧力が多少変動した場合
には飽和蒸気温度が変動するため、気化しきらずに微細
水滴が残ってしまうことがある。そこで、多少の安全率
を見込んで目標温度を「飽和蒸気温度プラス5度」とし
ているのである。
The reason why the target temperature is set to “saturated steam temperature plus 5 degrees” is to ensure that all the water sprayed on the suction side portion 13 is vaporized in the discharge side portion 12. That is, if the target temperature is set to “saturated steam temperature”, the water sprayed in the suction side portion 13 should just be vaporized in the discharge side portion 12 to be in a saturated steam state. If the pressure fluctuates slightly, the saturated steam temperature fluctuates, and fine water droplets may remain without being completely vaporized. Therefore, the target temperature is set to "saturated steam temperature plus 5 degrees" in consideration of a certain safety factor.

【0022】このように、噴霧された水を確実に気化さ
せるという観点から考えれば、目標温度は「飽和蒸気温
度」以上であればプラス何度でもよいのであるが、余り
高い温度に設定してしまうと、水の噴霧量が少なくなっ
て気化熱による冷却効果が小さくなってしまう。よっ
て、ある程度の冷却効果を確保するために、本実施形態
では目標温度を「飽和蒸気温度プラス5度」に設定した
のである。これにより、噴霧された水の確実な気化と、
気化熱による冷却効果の確保とを高いレベルで両立して
いる。
As described above, from the viewpoint of reliably vaporizing the sprayed water, the target temperature may be any number of times as long as the target temperature is equal to or higher than the “saturated steam temperature”. If so, the amount of sprayed water is reduced, and the cooling effect due to the heat of vaporization is reduced. Therefore, in this embodiment, the target temperature is set to "saturated steam temperature plus 5 degrees" in order to secure a certain cooling effect. This ensures reliable vaporization of the sprayed water,
It ensures a high level of cooling effect by the heat of vaporization.

【0023】なお、温度センサ10をスクロール室6に
設置した場合には、スクロール室6内の空気はインペラ
2から排出された後に減速されて圧力および温度が高ま
るため、その温度上昇分を考慮にいれて目標温度を設定
する必要がある。すなわち、温度センサ10を吐出側部
分12に設置した場合の目標温度を「飽和蒸気温度プラ
ス5度」とすると、温度センサ10をスクロール室6に
設置した場合の目標温度は、「飽和蒸気温度プラス5度
プラスα」となる。
When the temperature sensor 10 is installed in the scroll chamber 6, the air in the scroll chamber 6 is decelerated after being discharged from the impeller 2 to increase the pressure and the temperature. It is necessary to set the target temperature. That is, assuming that the target temperature when the temperature sensor 10 is installed in the discharge side portion 12 is “saturated steam temperature plus 5 degrees”, the target temperature when the temperature sensor 10 is installed in the scroll chamber 6 is “saturated steam temperature plus 5 degrees plus α ".

【0024】以上の構成からなる本実施形態の作用を図
2を用いて説明する。
The operation of this embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG.

【0025】水噴霧が行われない通常の遠心圧縮機のサ
イクルは、破線で示すように、吸込管4における等圧吸
入4→1と、インペラ2における断熱圧縮1→2と、ス
クロール室6における等圧吐出2→3とからなり、1→
2→3→4で囲まれた面積が圧縮仕事すなわち必要動力
となる。また、理想的な圧縮工程は、一点鎖線で示すよ
うに、圧縮しながら冷却を行うことによって得られる等
温圧縮1→2′であり、そのときの必要動力は、1→
2′→3→4で囲まれた面積であるが、現実には不可能
である。
The cycle of a normal centrifugal compressor without water spraying is, as shown by a broken line, an equal pressure suction 4 → 1 in the suction pipe 4, an adiabatic compression 1 → 2 in the impeller 2, and a cycle in the scroll chamber 6. It consists of equal pressure discharge 2 → 3, 1 →
The area surrounded by 2 → 3 → 4 is compression work, that is, required power. Further, the ideal compression process is isothermal compression 1 → 2 ′ obtained by performing cooling while compressing, as shown by the dashed line, and the required power at that time is 1 →
Although the area is surrounded by 2 '→ 3 → 4, it is impossible in reality.

【0026】本実施形態では、インペラ2の上流側に噴
霧された微細水滴が圧縮行程中に気化し、その気化熱に
より断熱圧縮される空気が冷却されるため、圧縮行程が
実線で示すように断熱圧縮1→2から等温圧縮1→2′
に近付いて冷却圧縮行程1→2″となる。よって、本実
施形態に係る遠心圧縮機の必要動力は、1→2″→3→
4で囲まれた面積となり、水噴霧が行われない通常の遠
心圧縮機の必要動力1→2→3→4で囲まれた面積より
も、明らかに小さくなる。
In the present embodiment, fine water droplets sprayed on the upstream side of the impeller 2 are vaporized during the compression stroke, and the adiabatically compressed air is cooled by the heat of vaporization. Adiabatic compression 1 → 2 to isothermal compression 1 → 2 '
And the cooling compression stroke becomes 1 → 2 ″. Therefore, the required power of the centrifugal compressor according to this embodiment is 1 → 2 ″ → 3 →
4 which is clearly smaller than the area surrounded by the required power 1 → 2 → 3 → 4 of a normal centrifugal compressor without water spraying.

【0027】詳しくは、本実施形態に係る遠心圧縮機の
冷却圧縮行程1→2″の初期においては、ノズル7から
噴霧された微細水滴が未だ気化蒸発してないため、その
微細水滴をインペラ2で加速させる必要があり、断熱圧
縮1→2より多少大きな圧縮仕事(無駄仕事)が必要と
なる。これが破線で示す断熱圧縮1→2より右側に食み
出た部分であり、ここでは圧縮仕事が増えて損をする。
More specifically, in the initial stage of the cooling and compression process 1 → 2 ″ of the centrifugal compressor according to the present embodiment, since the fine water droplets sprayed from the nozzle 7 have not yet been vaporized and evaporated, the fine water droplets are transferred to the impeller 2. , The compression work (wasteful work) slightly larger than the adiabatic compression 1 → 2 is required, and this is the portion that protrudes to the right side from the adiabatic compression 1 → 2 indicated by the broken line. Increases and loses.

【0028】しかし、その後、冷却圧縮行程1→2″の
中期以降においては、微細水滴が気化し始めるため、そ
の気化熱によって断熱圧縮中の空気が冷却される。よっ
て、圧縮ラインが断熱圧縮1→2の左側に食い込んで等
温圧縮1→2′に近付き、その分だけ圧縮仕事が減少し
て必要動力が小さくなる。実験の結果、本実施形態に係
る冷却圧縮行程1→2″を有する遠心圧縮機は、水噴霧
を行わない断熱圧縮1→2となる通常の遠心圧縮機と比
べ、7%以上の動力減が確認されている。
However, after that, in the middle stage of the cooling / compression process 1 → 2 ″, the fine water droplets start to evaporate, and the heat of vaporization cools the air during the adiabatic compression. In the left side of → 2, it approaches isothermal compression 1 → 2 ′, the compression work is reduced by that much, and the required power is reduced.As a result of the experiment, the centrifugal having the cooling compression stroke 1 → 2 ″ according to the present embodiment is shown. The power of the compressor has been confirmed to be 7% or more lower than that of a normal centrifugal compressor in which adiabatic compression 1 → 2 without water spray is performed.

【0029】また、インペラ2の吐出側部分12の温度
が水蒸気の飽和温度以上になるように水噴霧量が制御さ
れるので、噴霧された水が全て気化することになり、噴
霧量過多によって生じる吐出空気中の微細水滴の残留が
回避される。すなわち、ノズル7から噴霧された微細水
滴は、インペラ2を通過する途中で必ず全て気化し、イ
ンペラ2の吐出側部分12に排出されることはない。こ
のため、微細水滴をインペラ2で加速させることによっ
て生じるロスが小さくなって必要動力が確実に小さくな
ると共に、微細水滴が混ざってない吐出空気が得られる
ためその利用価値が高まる。
Further, since the amount of water spray is controlled so that the temperature of the discharge side portion 12 of the impeller 2 becomes equal to or higher than the saturation temperature of water vapor, all the sprayed water is vaporized, which is caused by an excessive spray amount. Residual fine water droplets in the discharged air are avoided. That is, all the fine water droplets sprayed from the nozzle 7 are necessarily vaporized while passing through the impeller 2, and are not discharged to the discharge side portion 12 of the impeller 2. For this reason, the loss caused by accelerating the fine water droplets with the impeller 2 is reduced, and the required power is reliably reduced. In addition, since the discharge air free of the fine water droplets is obtained, its utility value increases.

【0030】また、インペラ2の吐出側部分12の温度
が目標温度(飽和蒸気温度プラス5度)になるように水
噴霧量が制御されるので、所定の水噴霧量が確保され、
水噴霧量の過少による不十分な冷却も回避される。すな
わち、仮に目標温度が飽和蒸気温度より遥かに高いと、
水の噴霧量が少なくなって気化熱による圧気の冷却効果
が小さくなってしまうが、本実施形態では目標温度を
「飽和蒸気温度プラス5度」に設定したので、噴霧され
た水の確実な気化と、気化熱による圧気の冷却効果とを
高いレベルで両立できる。
Further, since the water spray amount is controlled so that the temperature of the discharge side portion 12 of the impeller 2 becomes the target temperature (saturated steam temperature plus 5 degrees), a predetermined water spray amount is secured.
Insufficient cooling due to too little water spray is also avoided. That is, if the target temperature is much higher than the saturated steam temperature,
Although the amount of water spray decreases and the cooling effect of the compressed air due to the heat of vaporization decreases, in the present embodiment, the target temperature is set to “saturated steam temperature plus 5 degrees”, so that the reliable vaporization of the sprayed water is performed. And the effect of cooling the compressed air by the heat of vaporization can be achieved at a high level.

【0031】なお、本実施形態では、本発明を遠心圧縮
機に適用した例を示したが、軸流圧縮機に適用してもよ
い。また、本実施形態では、工場等の圧気供給源として
用いられる遠心圧縮機に適用した例を示したが、船舶用
の排気過給機として用いられるターボチャージャのコン
プレッサ部分に適用してもよい。この場合、タービン側
の仕事量が小さくなるため、従来得られなかった排気ガ
ス量が少ないエンジン低回転時でも過給が可能となる。
また、加圧吸気に微細水滴が混ざらないのでエンジン内
部の錆の問題は生じない。
In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a centrifugal compressor. However, the present invention may be applied to an axial compressor. Further, in this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a centrifugal compressor used as a compressed air supply source in a factory or the like, but it may be applied to a compressor portion of a turbocharger used as an exhaust supercharger for ships. In this case, the amount of work on the turbine side is reduced, so that supercharging is possible even at low engine speeds where the amount of exhaust gas, which has not been obtained conventionally, is small.
Further, since fine water droplets do not mix with the pressurized intake air, the problem of rust inside the engine does not occur.

【0032】ただし、船舶用のターボチャージャの場
合、吐出側部分12の圧力変動が大きく、それに応じて
飽和蒸気温度も変動するため、水噴霧量が過多となって
微細水滴の残留が生じやすい。そこで、図1に示す温度
センサ10を設けた吐出側部分12に圧力センサ(図示
せず)を併設し、圧力センサで得られた圧力に基づいて
その時点での厳密な「飽和蒸気温度」を算出し、その
「飽和蒸気温度」と温度センサ10で得られた検出温度
とを比較するようにすれば、時々刻々と変化する吐出側
部分12の圧力変動にも対応できる。
However, in the case of a marine turbocharger, the pressure fluctuation of the discharge side portion 12 is large, and the saturated steam temperature also fluctuates accordingly, so that the amount of water spray becomes excessive and fine water droplets are likely to remain. Therefore, a pressure sensor (not shown) is provided in addition to the discharge-side portion 12 provided with the temperature sensor 10 shown in FIG. 1, and based on the pressure obtained by the pressure sensor, the exact "saturated steam temperature" at that time is determined. By calculating and comparing the “saturated steam temperature” with the detected temperature obtained by the temperature sensor 10, it is possible to cope with the pressure fluctuation of the discharge-side portion 12 that changes every moment.

【0033】別の実施形態を図3および図4に示す。Another embodiment is shown in FIGS.

【0034】図3に示すように、この実施形態は、前実
施形態の遠心圧縮機1を2台直列に接続し、第1段圧縮
機1aの上流側に吸入制御弁14を設け、第1段圧縮機
1aと第2段圧縮機1bとの間にインタークーラ15を
介設し、第2段圧縮機1bの下流側にアフタークーラ1
6を設けた水噴霧式の2段圧縮システムである。その
他、前実施形態と同一機能の部品には同一の符合を付し
てその説明を省略する。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, two centrifugal compressors 1 of the previous embodiment are connected in series, and a suction control valve 14 is provided upstream of the first stage compressor 1a. An intercooler 15 is interposed between the first-stage compressor 1a and the second-stage compressor 1b, and an aftercooler 1 is provided downstream of the second-stage compressor 1b.
6 is a water spray type two-stage compression system. In addition, components having the same functions as those of the previous embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0035】さて、水噴霧が行われない2段圧縮システ
ムのサイクルは、図4に破線で示すように、吸込管4に
おける等圧吸入6→1と、第1段圧縮機1aにおける断
熱圧縮1→2と、インタークーラ15による等圧冷却2
→3と、第2段圧縮機1bにおける断熱圧縮3→4と、
アフタークーラ16における等圧吐出4→5とからな
り、1→2→3→4→5→6で囲まれた面積が圧縮仕事
すなわち必要動力となる。また、理想的な圧縮行程は、
一点鎖線で示すように、圧縮しながら冷却を行うことに
よって得られる等温圧縮1→3→4′であり、そのとき
の必要動力は、1→3→4′→5→6で囲まれた面積で
あるが、現実には不可能である。
Now, as shown by a broken line in FIG. 4, the cycle of the two-stage compression system in which the water spray is not performed includes the equal-pressure suction 6 → 1 in the suction pipe 4 and the adiabatic compression 1 in the first-stage compressor 1a. → 2 and equal pressure cooling 2 by intercooler 15
→ 3, adiabatic compression 3 → 4 in the second stage compressor 1b,
An area surrounded by 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 composed of equal pressure discharges 4 → 5 in the aftercooler 16 is compression work, that is, required power. Also, the ideal compression stroke is
As shown by the dashed line, isothermal compression 1 → 3 → 4 ′ obtained by cooling while compressing, the required power at that time is the area enclosed by 1 → 3 → 4 ′ → 5 → 6. But it is not possible in reality.

【0036】水噴霧される本実施形態では、前実施形態
で述べたように、各圧縮機1a、1bのインペラの上流
側に噴霧された微細水滴が圧縮行程中に気化し、その気
化熱により断熱圧縮される空気が冷却されるため、水噴
霧を行わない場合の断熱圧縮1→2、3→4がそれぞれ
等温圧縮1→3、3→4′に近付き、冷却圧縮行程1→
2″、3→4″となる。このため、本実施形態に係る2
段圧縮システムの必要動力は、1→2″→3→4″→5
→6で囲まれた面積で囲まれた面積となり、水噴霧が行
われない通常の2段圧縮システムの必要動力(1→2→
3→4→5→6で囲まれた面積)よりも、明らかに小さ
くなる。実験によれば、7%以上の動力減が確認されて
いる。
In this embodiment in which water is sprayed, as described in the previous embodiment, fine water droplets sprayed on the upstream side of the impeller of each of the compressors 1a and 1b are vaporized during the compression stroke, and the vaporized heat causes Since the air to be adiabatically compressed is cooled, the adiabatic compression 1 → 2, 3 → 4 when water spraying is not performed approaches the isothermal compression 1 → 3, 3 → 4 ′, respectively, and the cooling compression process 1 →
2 ″, 3 → 4 ″. For this reason, 2 according to the present embodiment
The required power of the stage compression system is 1 → 2 ″ → 3 → 4 ″ → 5
→ The area enclosed by the area surrounded by 6 is the area surrounded by the required power of the normal two-stage compression system without water spray (1 → 2 →
(Area surrounded by 3 → 4 → 5 → 6). According to experiments, a power reduction of 7% or more has been confirmed.

【0037】また、各段の圧縮機1a、1bは、各制御
手段11、11によって、各圧縮機1a、1bのインペ
ラの吐出側の温度が水蒸気の飽和温度以上に制御される
ので、噴霧された水が全て気化することになり、噴霧量
過多による微細水滴の残留が回避される。また、吐出側
の温度が目標温度(水蒸気の飽和温度プラス5度)にな
るように制御されるので、水噴霧量の過少による不十分
な冷却も回避される。これらの点については、前実施形
態と同様である。この結果、各段の圧縮機1a、1bに
ついて、噴霧された水の確実な気化と、気化熱による圧
気の冷却効果とを、各段ごとにそれそれ高いレベルで両
立できる。
The compressors 1a and 1b of each stage are sprayed because the temperature of the discharge side of the impeller of each compressor 1a and 1b is controlled to be equal to or higher than the saturation temperature of steam by the control means 11 and 11. All of the water that has been vaporized is vaporized, so that fine water droplets are prevented from remaining due to excessive spraying. In addition, since the temperature on the discharge side is controlled to be equal to the target temperature (saturation temperature of water vapor plus 5 degrees), insufficient cooling due to an insufficient amount of water spray is also avoided. These points are the same as in the previous embodiment. As a result, for the compressors 1a and 1b at each stage, the reliable vaporization of the sprayed water and the cooling effect of the compressed air by the heat of vaporization can be achieved at each stage at a high level.

【0038】別の実施形態を図5および図6に示す。Another embodiment is shown in FIGS.

【0039】図5に示すように、この実施形態は、図3
に示す前実施形態の吐出管17に、逆止弁18を介して
レシーバタンク19を接続すると共に、その逆止弁18
の上流側に放風制御弁20を備えた分岐管21を接続
し、吸入制御弁14を開き放風制御弁20を閉じる負荷
運転と、吸入制御弁14を閉じ放風制御弁20を開く無
負荷運転とを切り換えられるように構成されている。な
お、無負荷運転時に閉じられる吸入制御弁14は、完全
には閉じられず、サージングが回避できる程度の流量が
確保されるようになっている。
As shown in FIG. 5, this embodiment corresponds to FIG.
The receiver tank 19 is connected to the discharge pipe 17 of the previous embodiment via a check valve 18 as shown in FIG.
A branch pipe 21 having a blow-off control valve 20 is connected to the upstream side of the air conditioner, and a load operation in which the suction control valve 14 is opened and the blow-off control valve 20 is closed is performed. It is configured to be able to switch between load operation and load operation. Note that the suction control valve 14 that is closed during the no-load operation is not completely closed, and a flow rate that can avoid surging is secured.

【0040】本実施形態の特長とするところは、上述の
2段圧縮システムが負荷運転か無負荷運転かを検出する
検出手段22と、無負荷運転時には上記水噴霧ノズル7
(図1参照)の水噴霧を中止する中止手段23とを備え
ている点にある。検出手段22は、吸入制御弁14と放
風制御弁20とに結線されており、各弁14、20の開
閉状況から負荷運転か無負荷運転かを検出する。すなわ
ち、吸入制御弁14が開かれ放風制御弁20が閉じられ
ていれば負荷運転と検出し、吸入制御弁14が閉じられ
放風制御弁20が開かれていれば無負荷運転と検出す
る。
The present embodiment is characterized in that a detecting means 22 for detecting whether the above-described two-stage compression system is in a load operation or a no-load operation, and the water spray nozzle 7 in the no-load operation.
(See FIG. 1). The detecting means 22 is connected to the suction control valve 14 and the blow-off control valve 20, and detects whether the load operation or the no-load operation is performed based on the open / close state of each of the valves 14, 20. That is, if the suction control valve 14 is opened and the blow-off control valve 20 is closed, load operation is detected, and if the suction control valve 14 is closed and the blow-off control valve 20 is open, no-load operation is detected. .

【0041】中止手段23は、検出手段22によって無
負荷運転が検出されたときに、水量調節弁9、9を完全
に閉じて水噴霧量を零にし、水噴霧による冷却を行わな
いようにするものである。上記検出手段22および中止
手段23は、実際にはコンピュータに書き込まれたプロ
グラム(ON・OFF信号)等によって構成される。な
お、その他の構成については、前実施形態と同様である
ので、同一機能の部品には同一の符合を付してその説明
を省略する。
When the no-load operation is detected by the detecting means 22, the stopping means 23 completely closes the water amount adjusting valves 9, 9 to reduce the amount of water spray to zero so that cooling by water spray is not performed. Things. The detecting means 22 and the canceling means 23 are actually constituted by a program (ON / OFF signal) written in the computer. Since the other configuration is the same as that of the previous embodiment, the components having the same functions are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0042】さて、上記2段圧縮システムは、負荷運転
時には図6に一点鎖線24で示すサイクルとなり、無負
荷運転時には図6に実線25で示すサイクルとなる。よ
って、負荷運転時の圧縮仕事(必要動力)は図6に一点
鎖線24で示すサイクルの面積となり、無負荷運転時の
圧縮仕事(必要動力)は図6に実線25で示すサイクル
の面積となる。両者を比較すると、無負荷運転時の必要
動力は、負荷運転時の必要動力よりも極端に小さい。
The two-stage compression system has a cycle indicated by a dashed-dotted line 24 in FIG. 6 during load operation and a cycle indicated by a solid line 25 in FIG. 6 during no-load operation. Therefore, the compression work (required power) during the load operation is the cycle area indicated by the dashed line 24 in FIG. 6, and the compression work (required power) during the no-load operation is the cycle area indicated by the solid line 25 in FIG. . Comparing the two, the required power during no-load operation is extremely smaller than the required power during load operation.

【0043】このように無負荷運転時には、そもそも必
要動力が極めて小さいため、水噴霧の冷却による動力低
減効果も小さい。よって、本実施形態では、かかる無負
荷運転時に水噴霧を中止することにより、制御の簡素化
を図っているのである。なお、無負荷運転時の小さな必
要動力をさらに水噴霧によって低減するならば、図6に
実線25で示す無負荷運転のサイクルに合わせて極少量
の水を噴霧するようにしてもよい。この場合、単一種類
の水量調節弁9、9では水量を極少量にまで絞って微妙
にコントロールできないため、別の極少量用の電磁弁を
併設する。
As described above, during no-load operation, since the required power is extremely small in the first place, the power reduction effect by cooling the water spray is small. Therefore, in the present embodiment, the water spray is stopped during the no-load operation, thereby simplifying the control. If the small required power during the no-load operation is further reduced by water spraying, a very small amount of water may be sprayed in accordance with the cycle of the no-load operation indicated by the solid line 25 in FIG. In this case, since a single type of water amount control valve 9 cannot finely control the water amount to a very small amount, another solenoid valve for a very small amount is provided.

【0044】別の実施形態を図7に示す。Another embodiment is shown in FIG.

【0045】図7に示すように、この実施形態は、基本
的には図3に示すものと同様の構成であるが、温度セン
サ10の代わりに流量センサ26を設け、流量センサ2
6で検出された流量に基づいてノズル7(図1参照)か
らの水噴霧量を決定する決定手段27を設け、決定手段
27で決定された水噴霧量となるように水量調節弁9、
9を制御するようにした点のみが異なっている。
As shown in FIG. 7, this embodiment has basically the same configuration as that shown in FIG. 3, except that a flow sensor 26 is provided in place of the temperature sensor 10 and the flow sensor 2 is provided.
A determination means 27 for determining the amount of water spray from the nozzle 7 (see FIG. 1) based on the flow rate detected at 6 is provided.
9 is controlled.

【0046】この実施形態は、図3の実施形態でパラメ
ータとなった圧縮機1a、1bのインペラの吐出側の温
度(熱量)は圧縮機1a、1bを通過する空気流量に比
例することに着目してなされたものであり、その空気流
量に基づいた所定割合の水を噴霧することにより、過剰
噴霧による微細水滴の残留現象や、過少噴霧による不十
分な冷却現象を未然に回避するようにしたものである。
具体的には、水噴霧量(重量)は、空気流量(重量)の
0.5〜2%程度に設定される。
This embodiment focuses on the fact that the temperature (heat amount) on the discharge side of the impellers of the compressors 1a and 1b, which is a parameter in the embodiment of FIG. 3, is proportional to the flow rate of air passing through the compressors 1a and 1b. By spraying a predetermined ratio of water based on the air flow rate, it is possible to avoid the residual phenomenon of fine water droplets due to overspray and the insufficient cooling phenomenon due to underspray beforehand. Things.
Specifically, the water spray amount (weight) is set to about 0.5 to 2% of the air flow rate (weight).

【0047】なお、流量センサ26の設置箇所は、図7
に示すように吐出管17に限られず、第1段圧縮機1a
と第2段圧縮機1bとの間の配管28や吸気管4であっ
てもよい。空気流量はどこでも変わらないからである。
また、熱量は、流量と温度との積であるので、図3に示
す温度センサ10と図7に示す流量センサ26とを両方
とも設け、温度センサ10の検出温度と流量センサ26
の検出流量とを掛け合わせて得られる熱量をパラメータ
として、水噴霧量をフィードバック制御するようにして
もよい。
The location of the flow sensor 26 is shown in FIG.
The first stage compressor 1a is not limited to the discharge pipe 17 as shown in FIG.
It may be a pipe 28 between the first stage compressor 1b and the intake pipe 4. This is because the air flow rate does not change everywhere.
Further, since the heat quantity is the product of the flow rate and the temperature, both the temperature sensor 10 shown in FIG. 3 and the flow rate sensor 26 shown in FIG.
The amount of water spray may be feedback controlled using the amount of heat obtained by multiplying by the detected flow rate as a parameter.

【0048】別の実施形態を図8に示す。Another embodiment is shown in FIG.

【0049】図8に示すように、この実施形態は、基本
的には図3に示すものと同様の構成であるが、温度セン
サ10の代わりに各段圧縮機1a、1bの共通の駆動モ
ータ29の必要動力を検出する動力センサ30を設け、
動力センサ30で検出された動力に基づいてノズル7
(図1参照)からの水噴霧量を決定する決定手段31を
設け、決定手段31で決定された水噴霧量となるように
水量調節弁9、9を制御するようにした点のみが異なっ
ている。なお、各段の圧縮機1a、1bは、図示しない
ギヤトレーンを介して単一のモータ29で連動して駆動
されるようになっている。
As shown in FIG. 8, this embodiment has basically the same configuration as that shown in FIG. 3, except that the temperature sensor 10 is replaced with a common drive motor for each compressor 1a, 1b. A power sensor 30 for detecting a required power of 29;
The nozzle 7 based on the power detected by the power sensor 30
The only difference is that a determining means 31 for determining the amount of water spray from (see FIG. 1) is provided, and the water amount adjusting valves 9, 9 are controlled so that the amount of water spray determined by the determining means 31 is obtained. I have. The compressors 1a and 1b of each stage are driven by a single motor 29 in conjunction with each other via a gear train (not shown).

【0050】この実施形態は、図3の実施形態でパラメ
ータとなった圧縮機1a、1bのインペラの吐出側の温
度(熱量)は圧縮機1a、1bを通過する空気流量に比
例し、その空気流量は圧縮機1a、1bの駆動モータ2
9の必要動力に比例することに着目してなされたもので
あり、必要動力に基づいた所定割合の水を噴霧すること
により、過剰噴霧による微細水滴の残留現象や、過少噴
霧による不十分な冷却現象を未然に回避するようにした
ものである。
In this embodiment, the temperature (heat amount) on the discharge side of the impellers of the compressors 1a and 1b, which is a parameter in the embodiment of FIG. 3, is proportional to the flow rate of air passing through the compressors 1a and 1b. The flow rate is the drive motor 2 of the compressors 1a and 1b.
It is made by paying attention to the fact that it is proportional to the required power of No. 9, and by spraying a predetermined ratio of water based on the required power, the residual phenomenon of fine water droplets due to excessive spraying and insufficient cooling due to insufficient spraying This is to avoid the phenomenon beforehand.

【0051】また、図7および図8に示す実施形態の決
定手段27、31(実質的にはコンピュータに書き込ま
れたプログラム)に、圧縮機1a、1bの運転開始から
の時間を計測するタイマと、運転開始から所定時間(例
えば3分)までは水量調節弁9、9を全閉にして水噴霧
ノズル7(図1参照)の水噴霧を中止する中止手段とを
組み込んでもよい。これらタイマおよび中止手段は、実
質的にはコンピュータに書き込まれたプログラムであ
る。
The determining means 27, 31 (essentially a program written in the computer) of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 include a timer for measuring the time from the start of operation of the compressors 1a, 1b. A stopping means for stopping the water spray of the water spray nozzle 7 (see FIG. 1) by fully closing the water amount adjusting valves 9 and 9 for a predetermined time (for example, three minutes) from the start of operation may be incorporated. These timers and stop means are substantially programs written in a computer.

【0052】圧縮機1a、1bの運転開始直後は、未だ
圧縮機1a、1bのケーシング3(図1参照)等の温度
が冷えているので、図7および図8に示す実施形態のよ
うに空気流量や必要動力に基づいて水の噴霧量を決める
と、図1に示す吐出側部分12が飽和蒸気温度に至る前
に飽和蒸気温度であると仮定した水量が上記決定手段2
7、31によって決定されて供給されてしまうため、水
の噴霧量が過剰となって微細水滴が残る虞がある。よっ
て、上記タイマおよび中止手段によって所定の暖機時間
(例えば3分)を確保し、それを回避するようにするの
である。
Immediately after the start of the operation of the compressors 1a and 1b, since the temperature of the casing 3 (see FIG. 1) of the compressors 1a and 1b is still low, the air as in the embodiment shown in FIGS. When the spray amount of water is determined based on the flow rate and the required power, the water amount assumed to be the saturated steam temperature before the discharge side portion 12 shown in FIG.
Since it is determined and supplied according to 7, 31, the spray amount of water becomes excessive, and fine water droplets may remain. Therefore, a predetermined warm-up time (for example, 3 minutes) is secured by the timer and the canceling means, and the predetermined warm-up time is avoided.

【0053】図9は、水噴霧ノズル7を、遠心圧縮機1
のインペラ2の中間位置に配置したものである。これ
は、インペラ2の入口位置では未だ空気が十分加速され
ておらず、温度が水噴霧を気化させるほど上がっていな
いため、温度が気化温度以上になるインペラ2の中間位
置に水を噴霧するようにしたものである。これにより、
ノズル7から噴霧された微細水滴が速やかに気化するこ
とになり、微細水滴をインペラ2で加速させることによ
って生じる無駄仕事量が図1のものよりも小さくなる。
すなわち、図2に実線で示す冷却圧縮行程1→2″が破
線で示す断熱圧縮行程1→2より右側にはみ出す部分の
面積が小さくなり、その分、圧縮仕事すなわち必要動力
が小さくなる。
FIG. 9 shows that the water spray nozzle 7 is connected to the centrifugal compressor 1.
At an intermediate position of the impeller 2. This is because the air has not yet been sufficiently accelerated at the inlet position of the impeller 2 and the temperature has not risen enough to vaporize the water spray, so that water is sprayed to the intermediate position of the impeller 2 where the temperature is equal to or higher than the vaporization temperature. It was made. This allows
The fine water droplets sprayed from the nozzle 7 are quickly vaporized, and the amount of wasteful work caused by accelerating the fine water droplets by the impeller 2 is smaller than that in FIG.
That is, the area of the portion where the cooling compression stroke 1 → 2 ″ shown by the solid line in FIG. 2 protrudes to the right from the adiabatic compression stroke 1 → 2 shown by the broken line is reduced, and the compression work, that is, the required power, is reduced accordingly.

【0054】図10は、水噴霧ノズル7を、吸入フィル
タ32と吸入制御弁14との間の配管33や、インター
クーラ15内に配置したものである。こうすれば、上記
配管33やインタークーラ15は図1に示すインペラ2
の直上流の近傍に比べれば運転時の振動が小さいため、
水噴霧ノズル7の振動対策が容易になる。
FIG. 10 shows a configuration in which the water spray nozzle 7 is disposed in a pipe 33 between the suction filter 32 and the suction control valve 14 and in the intercooler 15. In this case, the pipe 33 and the intercooler 15 are connected to the impeller 2 shown in FIG.
Because the vibration during operation is smaller than near the immediate upstream of
Countermeasures against vibration of the water spray nozzle 7 are facilitated.

【0055】なお、図1乃至図10に示す上記遠心圧縮
機1、1a、1bは、1段や2段に限らず3段以上接続
するようにしてもよい。また、それらの全て又はそれら
の一部に水噴霧ノズル7を設けるようにしてもよい。
The centrifugal compressors 1, 1a, 1b shown in FIGS. 1 to 10 are not limited to one stage or two stages, but may be connected in three or more stages. Further, the water spray nozzle 7 may be provided on all or some of them.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るターボ
圧縮機用の水噴霧装置によれば、水の噴霧量を常に適正
に制御でき、圧縮仕事すなわち必要動力を確実に低減す
ることができる。
As described above, according to the water spray device for a turbo compressor according to the present invention, the spray amount of water can always be properly controlled, and the compression work, that is, the required power can be reliably reduced. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すターボ圧縮機用の水
噴霧装置の説明図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a water spray device for a turbo compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記ターボ圧縮機のサイクル図である。FIG. 2 is a cycle diagram of the turbo compressor.

【図3】別の実施形態を示すターボ圧縮機用の水噴霧装
置の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a water spray device for a turbo compressor according to another embodiment.

【図4】上記ターボ圧縮機のサイクル図である。FIG. 4 is a cycle diagram of the turbo compressor.

【図5】別の実施形態を示すターボ圧縮機用の水噴霧装
置の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of a water spray device for a turbo compressor according to another embodiment.

【図6】上記ターボ圧縮機の負荷運転と無負荷運転との
サイクル図である。
FIG. 6 is a cycle diagram of a load operation and a no-load operation of the turbo compressor.

【図7】別の実施形態を示すターボ圧縮機用の水噴霧装
置の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view of a water spray device for a turbo compressor according to another embodiment.

【図8】別の実施形態を示すターボ圧縮機用の水噴霧装
置の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of a water spray device for a turbo compressor according to another embodiment.

【図9】水噴霧ノズルの設置箇所の変形実施形態を示す
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a modified embodiment of the installation location of the water spray nozzle.

【図10】水噴霧ノズルの設置箇所の別の変形実施形態
を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing another modified embodiment of the installation location of the water spray nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ターボ圧縮機としての遠心圧縮機 7 水噴霧ノズル 10 温度センサ 11 制御手段 12 吐出側部分 13 吸込側部分 15 インタークーラ 22 検出手段 23 中止手段 26 流量センサ 27 決定手段 30 動力センサ 31 決定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Centrifugal compressor as a turbo compressor 7 Water spray nozzle 10 Temperature sensor 11 Control means 12 Discharge side part 13 Suction side part 15 Intercooler 22 Detecting means 23 Stopping means 26 Flow rate sensor 27 Determining means 30 Power sensor 31 Determining means

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターボ圧縮機の吸込側に設けられた水噴
霧ノズルと、上記ターボ圧縮機の吐出側に設けられた温
度センサと、該温度センサの検出温度が水蒸気の飽和温
度以上に設定された目標温度になるように水噴霧ノズル
の水噴霧量を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
するターボ圧縮機用の水噴霧装置。
1. A water spray nozzle provided on a suction side of a turbo compressor, a temperature sensor provided on a discharge side of the turbo compressor, and a temperature detected by the temperature sensor is set to be equal to or higher than a saturation temperature of steam. Control means for controlling the water spray amount of the water spray nozzle so as to reach the target temperature.
【請求項2】 上記ターボ圧縮機が負荷運転か無負荷運
転かを検出する検出手段と、無負荷運転時には上記水噴
霧ノズルの水噴霧を中止する中止手段とを有する請求項
1記載のターボ圧縮機用の水噴霧装置。
2. The turbo compression system according to claim 1, further comprising: detection means for detecting whether the turbo compressor is in a load operation or a no-load operation, and a stop means for stopping the water spray of the water spray nozzle during the no-load operation. Water spray device for the machine.
【請求項3】 ターボ圧縮機の吸込側に設けられた水噴
霧ノズルと、上記ターボ圧縮機を通過する空気流量を検
出する流量センサと、該流量センサで検出された空気流
量に基づいて水噴霧ノズルの水噴霧量を決定する決定手
段とを備えたことを特徴とするターボ圧縮機用の水噴霧
装置。
3. A water spray nozzle provided on a suction side of a turbo compressor, a flow sensor for detecting an air flow passing through the turbo compressor, and a water spray based on the air flow detected by the flow sensor. A water spray device for a turbo compressor, comprising: a determination unit for determining a water spray amount of the nozzle.
【請求項4】 ターボ圧縮機の吸込側に設けられた水噴
霧ノズルと、上記ターボ圧縮機を駆動するモータの必要
動力を検出する動力センサと、該動力センサで検出され
た動力に基づいて水噴霧ノズルの水噴霧量を決定する決
定手段とを備えたことを特徴とするターボ圧縮機用の水
噴霧装置。
4. A water spray nozzle provided on a suction side of a turbo compressor, a power sensor for detecting a required power of a motor for driving the turbo compressor, and water based on the power detected by the power sensor. Determining means for determining a water spray amount of the spray nozzle; a water spray device for a turbo compressor.
【請求項5】 上記ターボ圧縮機の運転開始からの時間
を計測するタイマと、運転開始から所定時間までは上記
水噴霧ノズルの水噴霧を中止する中止手段とを有する請
求項3または4記載のターボ圧縮機用の水噴霧装置。
5. The turbo compressor according to claim 3, further comprising a timer for measuring a time from the start of operation of the turbo compressor, and a stop means for stopping water spray of the water spray nozzle until a predetermined time from the start of operation. Water spray device for turbo compressor.
【請求項6】 上記ターボ圧縮機を複数多段に接続し、
それらの全て又はそれらの一部に上記水噴霧ノズルを設
けた請求項1乃至5記載のターボ圧縮機用の水噴霧装
置。
6. The turbo compressor is connected in multiple stages,
The water spray device for a turbo compressor according to any one of claims 1 to 5, wherein the water spray nozzle is provided on all or some of them.
【請求項7】 上記水噴霧ノズルが、上記ターボ圧縮機
の上流側に接続されたインタークーラ内に配置された請
求項1乃至6記載のターボ圧縮機用の水噴霧装置。
7. The water spray device for a turbo compressor according to claim 1, wherein the water spray nozzle is disposed in an intercooler connected to an upstream side of the turbo compressor.
【請求項8】 上記水噴霧ノズルが、上記ターボ圧縮機
のインペラの中間位置に配置された請求項1乃至6記載
のターボ圧縮機用の水噴霧装置。
8. The water spray device for a turbo compressor according to claim 1, wherein the water spray nozzle is disposed at an intermediate position of an impeller of the turbo compressor.
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