JPS59138798A - 多段流体機械の容量調節装置 - Google Patents
多段流体機械の容量調節装置Info
- Publication number
- JPS59138798A JPS59138798A JP1153383A JP1153383A JPS59138798A JP S59138798 A JPS59138798 A JP S59138798A JP 1153383 A JP1153383 A JP 1153383A JP 1153383 A JP1153383 A JP 1153383A JP S59138798 A JPS59138798 A JP S59138798A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vane
- stage
- vanes
- efficiency
- fluid machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0246—Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は一段庫体機械、主として各段の吸込側に開度調
節可能なベーンを犬れぞれ設けた多段遠心圧縮機および
軸流圧縮段と遠心圧縮段を有する複合圧縮機などに用い
られる容量調節装置に関するものである。
節可能なベーンを犬れぞれ設けた多段遠心圧縮機および
軸流圧縮段と遠心圧縮段を有する複合圧縮機などに用い
られる容量調節装置に関するものである。
従来の容量調節装置を有する多段流体機械、例えば４段
遠心圧縮機では、第１図に示すように圧縮機１〜４の各
段間に冷却器５〜７が設けられると共に、各圧縮機１〜
４の吸込側にはベーン駆動装置１２〜１５を介して駆動
されるベーン８〜１１がそれぞれ設けられている。前記
ベーン駆動装置１２〜１５はコントローラ２９からのベ
ーン開度指令信号２２を各ベーン８〜１１を駆動するた
めの機械的な力に変換する作用を行う。
遠心圧縮機では、第１図に示すように圧縮機１〜４の各
段間に冷却器５〜７が設けられると共に、各圧縮機１〜
４の吸込側にはベーン駆動装置１２〜１５を介して駆動
されるベーン８〜１１がそれぞれ設けられている。前記
ベーン駆動装置１２〜１５はコントローラ２９からのベ
ーン開度指令信号２２を各ベーン８〜１１を駆動するた
めの機械的な力に変換する作用を行う。
一方、最終段圧縮機４から吐出される流量は、吐出側に
設けたオリフィス１６の差圧と、オリフィス１６の上流
側に設けた検出器（図示せず）による吐出温度および吐
出圧力などによシ計測される。これらの計測値は変換器
１９〜１７によυそれぞれ電気信号に変換された後、演
算器２０に入力され、ここで吐出流量信号に変換される
。その演算器２０から出力される流量信号２３はコント
ローラ２９にフィードバックされる。このコントローラ
２９には圧縮機の目標流量信号２１が入力されているた
め、この目標流量信号２１と前記流量信号２３との偏差
分だけをベーン開度指令信号２２として、各ベーン駆動
装置１２〜１５へ指令することによシ、圧縮機の容量調
節を行うことができる。
設けたオリフィス１６の差圧と、オリフィス１６の上流
側に設けた検出器（図示せず）による吐出温度および吐
出圧力などによシ計測される。これらの計測値は変換器
１９〜１７によυそれぞれ電気信号に変換された後、演
算器２０に入力され、ここで吐出流量信号に変換される
。その演算器２０から出力される流量信号２３はコント
ローラ２９にフィードバックされる。このコントローラ
２９には圧縮機の目標流量信号２１が入力されているた
め、この目標流量信号２１と前記流量信号２３との偏差
分だけをベーン開度指令信号２２として、各ベーン駆動
装置１２〜１５へ指令することによシ、圧縮機の容量調
節を行うことができる。
′１′ｆｃ圧縮機の性能は、通常ベーンが全開に近い流
量付近で最適効率かえられるように、流体の流れが圧縮
機内部形状に最もよく適応するように設計されている。
量付近で最適効率かえられるように、流体の流れが圧縮
機内部形状に最もよく適応するように設計されている。
しかるに、プラントの要求量の減少によシ圧縮機流量も
減少すると、圧縮機内部の取扱い流体の流れ角が設計状
態よシ変化し、損失は増大するから効率が低下する。
減少すると、圧縮機内部の取扱い流体の流れ角が設計状
態よシ変化し、損失は増大するから効率が低下する。
圧縮機の容量調節方法には、回転数制御、吸込絞シ、吐
出絞シおよびペンコントローラなどがあるが、これらの
うち回転数制御は上記効率低下を小さくするのに最適で
ある。ところが、この方法は吐出圧力の低下が大きいか
ら、吐出圧力が一定に近い一般のプラントに対しては有
効でない。一方、ベーンコントローラは吐出圧力の低下
が少なく、かつ減量時の効率の低下も回転数制御につい
てよいから広く用いられている。
出絞シおよびペンコントローラなどがあるが、これらの
うち回転数制御は上記効率低下を小さくするのに最適で
ある。ところが、この方法は吐出圧力の低下が大きいか
ら、吐出圧力が一定に近い一般のプラントに対しては有
効でない。一方、ベーンコントローラは吐出圧力の低下
が少なく、かつ減量時の効率の低下も回転数制御につい
てよいから広く用いられている。
近年の世界的な省資源および省エネルギなどの見地よシ
、設計点効率はもちろん部分負荷効率の同上が非常に重
要になり、僅かに１％の効率であっても年間１億円レベ
ルの損益となるプラントが少なくない。また空気分離プ
ラントなどでは、プラント動力の約６割を圧縮機が占め
るため、圧縮機の効率向上は非常に重要である。したが
って、ベーンコントローラによる容量調節においても、
さらに効率のよい方法が必要となった。
、設計点効率はもちろん部分負荷効率の同上が非常に重
要になり、僅かに１％の効率であっても年間１億円レベ
ルの損益となるプラントが少なくない。また空気分離プ
ラントなどでは、プラント動力の約６割を圧縮機が占め
るため、圧縮機の効率向上は非常に重要である。したが
って、ベーンコントローラによる容量調節においても、
さらに効率のよい方法が必要となった。
ベーンを複数段に設けることは容易であり、また運転員
あるいは自動制御器などによる自動制御も可能であるが
、調節信号は１つにした方がよい。
あるいは自動制御器などによる自動制御も可能であるが
、調節信号は１つにした方がよい。
その理由を第２図を参照して説明するに、プラン
求 トの要Ｊる圧縮機状態は流量Ｑと圧力ｐｄで表わされる
一点Ａに対し、この状態を満足させるベーン一度の組合
せは無数にあるためである。なお図中の２７．２８は圧
縮機特性曲線およびプラント抵抗ラインを示す。そこで
、ベーンが複数段あっても独立には制御せず、相対的な
動作関係を固定して一つの指令信号で運動するｊうにす
る。
求 トの要Ｊる圧縮機状態は流量Ｑと圧力ｐｄで表わされる
一点Ａに対し、この状態を満足させるベーン一度の組合
せは無数にあるためである。なお図中の２７．２８は圧
縮機特性曲線およびプラント抵抗ラインを示す。そこで
、ベーンが複数段あっても独立には制御せず、相対的な
動作関係を固定して一つの指令信号で運動するｊうにす
る。
このため従来のベーン開度調節による容量調節では、圧
縮機の入口温度変化および冷却水の温度変化などの状態
変化により生ずるベーン開度の最適相対関係を変えるこ
とは不可能でアシ、前記のか酷な効率向上の要求に応じ
られない欠点があった。
縮機の入口温度変化および冷却水の温度変化などの状態
変化により生ずるベーン開度の最適相対関係を変えるこ
とは不可能でアシ、前記のか酷な効率向上の要求に応じ
られない欠点があった。
本発明は上記欠点を解消し、常に多段流体機械の最適効
率付近で運転して、多段流体機械の効率の向上はもちろ
ん、プラント全体の原単位を向上させることを目的とす
るものである。
率付近で運転して、多段流体機械の効率の向上はもちろ
ん、プラント全体の原単位を向上させることを目的とす
るものである。
本発明は上記目的を達成するために、各段の吸込側に開
度調節可能なベーンをそれぞれ設けた多段流体機械にお
いて、前記各ベー〈全複数個にグループ化し、これらの
各グループのベーンに接続した複数個のベーン駆動装置
をベーンコントローラにそれぞれ接続すると共に、前記
ベーン駆動装置のうちの任意の一つの入力ラインに比例
設定器を設け、この比例設定器を初段吸込側の吸込温度
により調節するようにしたものである。
度調節可能なベーンをそれぞれ設けた多段流体機械にお
いて、前記各ベー〈全複数個にグループ化し、これらの
各グループのベーンに接続した複数個のベーン駆動装置
をベーンコントローラにそれぞれ接続すると共に、前記
ベーン駆動装置のうちの任意の一つの入力ラインに比例
設定器を設け、この比例設定器を初段吸込側の吸込温度
により調節するようにしたものである。
以下本発明の一実施例を図面について説明する。
第３図に示す符号のうち第１図に示す符号と同一のもの
は同一部分を示すものとする。
は同一部分を示すものとする。
第３図は本実施例の容量調節装置を備える４段遠心圧縮
機の系統図で、各段の吸入側に設けられたベーン８〜ｌ
ｌｉベーン８とべ一斥９〜１１の前・後段の二つのグル
ープとなし、この両グループのベーン、すなわち前段グ
ループのベーン８を前段ベーン駆動装置１２によシ、後
段グループのベーン９〜１１を後段ベーン駆動装置２４
によシそれぞれ駆動させる。これらのベーン駆動装置１
２．２４はベーン開度指令信号２２をベーンを駆動する
ための機械的な力に変換する作用を行う。
機の系統図で、各段の吸入側に設けられたベーン８〜ｌ
ｌｉベーン８とべ一斥９〜１１の前・後段の二つのグル
ープとなし、この両グループのベーン、すなわち前段グ
ループのベーン８を前段ベーン駆動装置１２によシ、後
段グループのベーン９〜１１を後段ベーン駆動装置２４
によシそれぞれ駆動させる。これらのベーン駆動装置１
２．２４はベーン開度指令信号２２をベーンを駆動する
ための機械的な力に変換する作用を行う。
ソノ前段ヘーン駆動装置１２はベーンコントローラ２９
に直結されているが、後段ベーン駆動装置２４は比例設
定器２６を介してベーンコントローラ２９に接続されて
いる。前記比例設定器２６は初段圧縮機１の吸込側に連
通する温度検出器２５に接続されている。その他の構造
は第１図に示す従来例と同一であるから説明を省略する
。
に直結されているが、後段ベーン駆動装置２４は比例設
定器２６を介してベーンコントローラ２９に接続されて
いる。前記比例設定器２６は初段圧縮機１の吸込側に連
通する温度検出器２５に接続されている。その他の構造
は第１図に示す従来例と同一であるから説明を省略する
。
次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。
説明する。
ベーンコントロール２９に入力てれる演算器２０から９
流量フイ一ドバツク信号（圧縮機流量）２３７５Ｚ、同
ベーンコントロール２９に入力される目標流量信号（目
標流量）２１よυ大であると、ベーン開度指令信号２２
がベーンコントローラ２９から前段ベーン駆ｉｓ装置１
２へ直接に出力されると同時に、比例設定器２６を介し
て後段ベーン駆動装置２４へ出力される。その比例設定
器２６がない場合には、前・後段グループベーン８と９
〜１１の開度関係は第４図の直線ａに示すようになる。
流量フイ一ドバツク信号（圧縮機流量）２３７５Ｚ、同
ベーンコントロール２９に入力される目標流量信号（目
標流量）２１よυ大であると、ベーン開度指令信号２２
がベーンコントローラ２９から前段ベーン駆ｉｓ装置１
２へ直接に出力されると同時に、比例設定器２６を介し
て後段ベーン駆動装置２４へ出力される。その比例設定
器２６がない場合には、前・後段グループベーン８と９
〜１１の開度関係は第４図の直線ａに示すようになる。
ところが、プリントの要求流量が同一であっても、圧縮
機の環境条件は常に同一ではない。いま取扱い流体を空
気とすると、昼間と夜間および夏と冬では、吸込温度お
よび冷却水の温度が異なるばかりでなく、湿度が異なる
。これらのうち圧縮機の効率に最も強く影響するのは、
１段吸込温度と各段吸込温度（クーラ出口温度）との相
対関係の相違である。これは、大気の温度変化に対して
冷却水の温度変化が緩慢なため、クーラ出口温度の変化
も緩慢であるからである。
機の環境条件は常に同一ではない。いま取扱い流体を空
気とすると、昼間と夜間および夏と冬では、吸込温度お
よび冷却水の温度が異なるばかりでなく、湿度が異なる
。これらのうち圧縮機の効率に最も強く影響するのは、
１段吸込温度と各段吸込温度（クーラ出口温度）との相
対関係の相違である。これは、大気の温度変化に対して
冷却水の温度変化が緩慢なため、クーラ出口温度の変化
も緩慢であるからである。
一方、多段圧縮機の設計点では、ある一つの１段吸込温
度および各段吸込温度（クーラ出口温度）を条件として
最適効率かえられるように設計しであるので、最適効率
をうるベーン開度の相対関係もずれる。すなわち第５図
に示すように前段開度と後段開度の組合せによシ、圧縮
機の効率がめられせるので、ある運転条件のときの各組
合せにおける効率を求め、等高純を画くと第５図に示す
線ｄのようになシ、この等高純を結ぶと線ｅのようにな
る。前記等高線ｄは１段吸込温度と各段クーラ出口温度
との相対的変化によシ変る。この等効率曲線ｄが移動す
るに伴って、その尾根もｅからｇに変化する（第５図）
。前記運転条件下で容量調節全行うとき、尾根ｅに゛沿
う前、後段ベーン開度の組合せを選べば常最適効率運転
を行うことができる。
度および各段吸込温度（クーラ出口温度）を条件として
最適効率かえられるように設計しであるので、最適効率
をうるベーン開度の相対関係もずれる。すなわち第５図
に示すように前段開度と後段開度の組合せによシ、圧縮
機の効率がめられせるので、ある運転条件のときの各組
合せにおける効率を求め、等高純を画くと第５図に示す
線ｄのようになシ、この等高純を結ぶと線ｅのようにな
る。前記等高線ｄは１段吸込温度と各段クーラ出口温度
との相対的変化によシ変る。この等効率曲線ｄが移動す
るに伴って、その尾根もｅからｇに変化する（第５図）
。前記運転条件下で容量調節全行うとき、尾根ｅに゛沿
う前、後段ベーン開度の組合せを選べば常最適効率運転
を行うことができる。
上記等高線ｄの尾根の移動は、上述したようにクーラ出
口温度が緩慢であるため、１段圧縮機の吸込温度による
影響が大である。そこで後段グループベーン駆動装置の
前後に、１段の吸込温度により後段グループの開度信号
の大きさを調節する比例設定器２６を設けることにより
、第４図に示すように前段と後段グループの相対開度関
係？、第４図に示すように直線ａ−Ｃに変えることがで
きる。
口温度が緩慢であるため、１段圧縮機の吸込温度による
影響が大である。そこで後段グループベーン駆動装置の
前後に、１段の吸込温度により後段グループの開度信号
の大きさを調節する比例設定器２６を設けることにより
、第４図に示すように前段と後段グループの相対開度関
係？、第４図に示すように直線ａ−Ｃに変えることがで
きる。
前記のように運転条件は一定でなく変化するので、この
変化に対応して前・後段ベーン開度組合せにおける効率
も変化する。すなわち前記等高線ｄおよび尾根ｅも変化
し、この変化の一例全等高純ｆと尾根ｇで示す。このよ
うに本発明では尾根の変化に対応し、かつ尾根と一致す
るように前段と後段のベーン開度組合せを、第４図に示
す線ａ〜Ｃに示すように調節できるので、運転条件の変
化に関係なく常に最高効率で運転できる。
変化に対応して前・後段ベーン開度組合せにおける効率
も変化する。すなわち前記等高線ｄおよび尾根ｅも変化
し、この変化の一例全等高純ｆと尾根ｇで示す。このよ
うに本発明では尾根の変化に対応し、かつ尾根と一致す
るように前段と後段のベーン開度組合せを、第４図に示
す線ａ〜Ｃに示すように調節できるので、運転条件の変
化に関係なく常に最高効率で運転できる。
本実施例では後段グループの開度指令信号は一つである
が、ベーン開度はベーン開閉リンク機構のアームの長さ
を調節することにより相対的に変えることができる。
が、ベーン開度はベーン開閉リンク機構のアームの長さ
を調節することにより相対的に変えることができる。
また複数段にベーン駆動装置に設け、２段以降のベーン
駆動装置の上流側にそれぞれ１段吸込温度により調節さ
れる比例設定器を設けてもよい。
駆動装置の上流側にそれぞれ１段吸込温度により調節さ
れる比例設定器を設けてもよい。
さらに本実施例では全段にベーンを設けたが、複数段で
あれば全段に設けなくともよい。
あれば全段に設けなくともよい。
本発明は上述した多段の遠心圧縮機に限定されず、軸流
段と遠心段とを備え、その股間に冷却器を設けた複合膨
圧縮機のような多段流体機械にも適用可能であることは
もちろんである。
段と遠心段とを備え、その股間に冷却器を設けた複合膨
圧縮機のような多段流体機械にも適用可能であることは
もちろんである。
以上説明したように本発明によれば、複数段のベーン開
度を多段流体機械の環境条件にあわせて相対的に調節で
きるようにしたので、常に多段流体機械の最適効率付近
で運転し、多段流体機械の効率およびプラント全体の原
単位を向上させることができる。
度を多段流体機械の環境条件にあわせて相対的に調節で
きるようにしたので、常に多段流体機械の最適効率付近
で運転し、多段流体機械の効率およびプラント全体の原
単位を向上させることができる。
４、図面の簡単な説明 １第
１図および第２図は従来の容量調節装置を備える多段流
体機械の系統図および運転状態図、第３図は本発明の容
量調節装置の一実施例を備える多段流体機械の系統図、
第４図および第５図は同実施例の動作説明図である。
１図および第２図は従来の容量調節装置を備える多段流
体機械の系統図および運転状態図、第３図は本発明の容
量調節装置の一実施例を備える多段流体機械の系統図、
第４図および第５図は同実施例の動作説明図である。
１〜４・・・圧縮機、８〜１１・・・ベーン、１２．２
４・・・ベーン駆動装置、２１・・・目標流量信号、２
２・・・ベーン開度指令信号、ｚ３・・・流量フィード
バック信号、２６・・・比例設定器、２９・・・ベーン
コントローラ。
４・・・ベーン駆動装置、２１・・・目標流量信号、２
２・・・ベーン開度指令信号、ｚ３・・・流量フィード
バック信号、２６・・・比例設定器、２９・・・ベーン
コントローラ。
第１図
１
扁 ２ 図
！ 、３ 図 ２゜
■ ４ 図
第 ５ 図
荊鍾鮮及
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、各段の吸込側に開度調節可能なベーンをそれぞれ設
けた多段流体機械において、前記各ベーン全複数個にグ
ループ化し、これらの各グループのベーンに接続した複
数個のベーン駆動袋［−ベーンコントロールにそれぞれ
接続すると共に、前記ベーン駆動装置のうちの任意の入
力ラインに比例設定器を設け１この比例設定器全初段吸
込側の吸込温度により調節するようにしたことを特徴と
する多段流体機械の容４に調節装置０ ２、前記各ベーンを初段と２段以降の２つにグループ化
し、この両グループのベーンを二個のベーン駆動装置に
それぞれ接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の多段流体機械の容量調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153383A JPS59138798A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多段流体機械の容量調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153383A JPS59138798A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多段流体機械の容量調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59138798A true JPS59138798A (ja) | 1984-08-09 |
| JPH0442556B2 JPH0442556B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=11780601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153383A Granted JPS59138798A (ja) | 1983-01-28 | 1983-01-28 | 多段流体機械の容量調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59138798A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056782A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif de turbo-réfrigération et procédé de commande associé |
-
1983
- 1983-01-28 JP JP1153383A patent/JPS59138798A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056782A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dispositif de turbo-réfrigération et procédé de commande associé |
| US8336324B2 (en) | 2006-11-09 | 2012-12-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbo chiller and control method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442556B2 (ja) | 1992-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2738644A (en) | Surge control for axial flow compressors | |
| CN114576806A (zh) | 一种基于变频控制的中央空调冷却水系统节能优化方法 | |
| CN104989661A (zh) | 单级高速离心鼓风机的防喘振节能控制装置 | |
| JPH0762480B2 (ja) | 可変静翼タ−ボコンプレッサ− | |
| CN2331900Y (zh) | 空调水泵变频节能控制装置 | |
| JPS59138798A (ja) | 多段流体機械の容量調節装置 | |
| CN108691768A (zh) | 用于控制旋转式螺杆压缩机的方法 | |
| JPS608497A (ja) | 多段圧縮機の容量調節装置 | |
| US2828066A (en) | Turbocompressor plant | |
| JPS6237234B2 (ja) | ||
| JPS62288460A (ja) | ヒ−トポンプ | |
| JPS6325398A (ja) | 遠心圧縮機及びその制御方法 | |
| US4344735A (en) | Method of controlling two-stage hydraulic pump-turbines | |
| JPH0768884B2 (ja) | 全周噴射蒸気タービン | |
| US3493167A (en) | Compressor control | |
| CN108466932B (zh) | 底盘取力行车液压调速系统 | |
| JPS6211281Y2 (ja) | ||
| US2709036A (en) | Elastic fluid compressor | |
| JPS6350692A (ja) | スクリユ−式エキスパンダ−コンプレツサ− | |
| US4716740A (en) | Controller apparatus and method for heat exchange system | |
| JPS60184996A (ja) | 多段流体機械の容量調節装置 | |
| JPS6375383A (ja) | 多段スクリユ−圧縮機 | |
| JPS6327204Y2 (ja) | ||
| SU1060807A1 (ru) | Устройство дл регулировани расхода охлаждающей среды компрессора | |
| SU1495442A1 (ru) | Многоступенчата активна парциальна турбина |