JPS61265388A - タ−ボ圧縮機の制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はターボ圧縮機の容量制御方法に関し、特にタ
ーボ圧縮機の出力側に設けた放風弁の制御によってサー
ジ発生を抑制する制御方法に関する。

従来技術 ターボ圧縮機の流量制御システムの一つとして第６図に
示すものが従来知られている。第６図において、ターボ
圧縮機１の入力側には吸込絞り弁２が設けられるととも
に、出力側には圧力検出器３と、この圧力検出器３の出
力に応じて吸込絞り弁２の開度を制御する圧力調節計４
とが設けられ圧力制御ループを構成している。

さらにターボ圧縮機ｌの出力側には余剰空気を排出する
放風弁５が設けられ、流量検出器６と流量検出器６の信
号により放風弁５の開度を制御する流量調節計７とが設
けられ、流量制御ループが構成されている。上記の制御
システムにおいて、ターボ圧縮機ｌの容量制御は吸込絞
り弁２（又は吸込ガイドベーン）を制御することにより
吐出圧力（流量の場合もある）を一定に制御する。この
場合圧縮機のサージ防止を目的として吸込又は吐出流量
が規定値以下にならないように流量制御ループによって
放風弁５（又はバイパス弁）を制御する。

しかるにこのような従来の制御方法においては、圧力制
御ループと流量制御ループとが相互に独立的に作動する
ようになっているので、二つの制御ループが制御状態に
あると、相互の制御ループの干渉が生じ易く、このため
各々単独ループでは可能なループゲインが得られなく、
いづれか片方又は両方のループゲインを下げる必要が生
じる。このため負荷変動が発生すると制御量に大きなオ
ーバシュートが生じ、サージ防止を目的とする流量制御
にとって特に問題となる。これを解決するためにサージ
マージンを多く取ると放風量が多くなるという欠点があ
る。

発明の目的 この発明は上述の欠点を除き、サージの発生を防止して
流量制御と圧力制御動作とを安定に行ない、かつ放風量
も低減できるターボ圧縮機の制御方法を提供することを
目的とする。

発明の構成 この発明はターボ圧縮機における容量制御方法であって
、圧縮機の吸込流量または吐出流量を検出する流量検出
器と、該検出器からの信号に基づいて圧縮機の吐出側に
設けた放風弁又は、圧縮機の吐出側から吸込側へのバイ
パスライン中に設けられたバイパス弁の開度を制御する
流量調節計とで構成した流量制御ループと、圧縮機の吸
込圧力および又は吐出圧力を検出する圧力検出器と、該
検出器からの信号に基づいて圧縮機の吸込容量調節装置
を制御する圧力調節計とで構成した圧力制御ループとを
備えた容量制御システムにおいて、圧力調節計からの信
号を演算した結果と流量調節計からの信号とを加算して
放風弁の開度を制御することを特徴とする。

実施例 第１図において第６図と均等な部分には同じ符号を付し
た。

圧力調節計４の出力信号は微分回路１１に印加され、そ
の微分出力はリミッタ１２に供給される。

リミッタ１２は微分回路１１の出力信号が放風弁５を開
側に動作させる信号である場合には、ある所定上限値以
下の大きさの信号を出力するとともに、放風弁５を閉側
ζε動作させる信号に対しては０にクランプする。

リミッタ１２の出力信号は加算回路１３に印加されて、
流量調節計７の出力信号との和がこの加算回路１３で演
算され、演算に従って放風弁５の開度が調節される。

以上の構成において、たとえば負荷が低減して圧縮機ｌ
からの吐出圧が上昇し圧力調節計４の出力が減少すると
吸込絞り４２は絞られる。一方、微分回路１１の出力は
放風弁５を開側に動作させる信号を出力し、その信号は
リミッタ１２を介して加算回路１３に印加され、流量調
節計７の出力と加算されその加算値にしたがって放風弁
５が開かれる。

微分回路１１の出力が大きいときはリミッタ１２により
、所定上限値に限定される。したがって放風弁５の開度
が微分回路１１によって増加する分も限定される。

微分回路１１の出力が放風弁５を閉じる方向の信号であ
るときは、リミッタ１２は出力を生じない。

以上のように微分回路１１の出力はフィードフォワード
信号として放風弁５に印加されるので、このフィードフ
ォワード量を調整することにより、流量制御ループと圧
力制御ループの位相差を少なくして両ループ間での相互
干渉を低減してシステムを安定化することができる。上
述の実施例の動作を第２図のフローチャートで表わして
いる。

上記の動作によって第７図の線ＡＤＨに沿ってシステム
は作動する。なお曲線ＡＣＤは従来の制御システムの動
作曲線である。それ故サージ限界線Ｓとの距離を大きく
とることができ負荷変動に対するサージ防止特性を改善
することができる。

いいかえるとサージ防止線（Ｆ　Ｉ　Ｃ線）をサージ線
Ｓに近づけることができるのでターボ圧縮機の放風しな
い容量調節範囲を大きくとることができるようになり、
省エネ運転が可能となる。

第３図はこの発明の他の実施例であり放風弁５に代えて
、バイパス弁２０を圧縮機ｌの吐出側から吸込側へ向か
う方向に設けたものである。

そして第１図に示した実施例と同様の微分回路１１、リ
ミッタ１２で得た信号と流量調節計７で得た信号とを加
算回路１３で加算して、その加算結果によりバイパス弁
２０の開度を制御するものである。

第４図は圧力検出器３と圧力調節計４とを圧縮、機ｌの
吸込側に設けて、第３図の実施例におけると同様にバイ
パス弁２０の開度を加算回路１３の信号で制御するよう
にしたものである。

第５図は２つの圧力調節計４ａと４ｂとを圧縮機ｌの吸
込側と吐出側とに設けて、各圧力調節計４８と４ｂの出
力をオートセレクタ２１で選択するようにしたものであ
る。オートセレクタ２１は吸込圧が設定値以下になると
吸込側の圧力調節計４ａの出力信号を選択して微分回路
１１へ送り、微分してさらにリミッタ１２を介して加算
回路１３へ送る。

一方、吐出圧が設定値以上になると、オートセレクタ２
１は、吐出側の圧力調節計４ｂの出力信号を選択して、
上記と同様に、信号を加算回路１３へ送る。

この構成によってバイパス弁２０の開度を吸込側の圧力
調節計４ａと吐出側の圧力調節計４ｂのいずれかの信号
に応じて制御し、圧縮機ｌの吐出側および吸込圧力が規
定値を超えないように保つ。

なおバイパス弁の代わりに出力空気を一部大気へ放出す
る放風弁を設けてもよい。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明によればターボ圧縮機の制
御システムにおいて流量制御ループと圧力制御ループの
間の相互干渉を低減できサージ発生を防止できシステム
を容易に安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の実施例の動作を示すフローチャート、第３図
ないし第５図はこの発明の他の実施例を示すブロック図
、第６図は従来のシステムのブロック図、第７図は第１
図のシステムと第５図のシステムの流量対吐出圧力の動
作曲線である。 ■・・・ターボ圧縮機、　　２・・・吸込絞り弁、　　
３・・・圧力検出器、　４・・・圧力調節計、　５・・
・放風弁、６・・・流量検出器、　７・・・流量調節計
、　　１１・・・微分回路、　　１２・・・リミッタ、
　　１３・・・加算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ターボ圧縮機における容量制御方法であって、圧
   縮機の吸込流量または吐出流量を検出する流量検出器と
   、該検出器からの信号に基づいて圧縮機の吐出側に設け
   た放風弁又は、圧縮機の吐出側から吸込側へのバイパス
   ライン中に設けられたバイパス弁の開度を制御する流量
   調節計とで構成した流量制御ループと、圧縮機の吸込圧
   力および又は吐出圧力を検出する圧力検出器と、該検出
   器からの信号に基づいて圧縮機の吸込容量調節装置を制
   御する圧力調節計とで構成した圧力制御ループとを備え
   た容量制御システムにおいて、圧力調節計からの信号を
   演算した結果と流量調節計からの信号とを加算して放風
   弁の開度を制御することを特徴とするターボ圧縮機の制
   御方法。