JPS6138196A - コンプレツサ制御装置 - Google Patents

コンプレツサ制御装置

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JPS6138196A
JPS6138196A JP15702384A JP15702384A JPS6138196A JP S6138196 A JPS6138196 A JP S6138196A JP 15702384 A JP15702384 A JP 15702384A JP 15702384 A JP15702384 A JP 15702384A JP S6138196 A JPS6138196 A JP S6138196A
Authority
JP
Japan
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curve
surging
flow rate
control
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP15702384A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobutada Hamaguchi
浜口 延正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority to JP15702384A priority Critical patent/JPS6138196A/ja
Publication of JPS6138196A publication Critical patent/JPS6138196A/ja
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、コンプレッサの吐出流量の定値制御装置にお
いて、安全領域内にあってしかもサージングの境界1s
Kできるだけ近くに制御点を設定し得る構成に関する。
〈従来技術〉 第13図の構成図、第14図、第15図の特性図に基づ
いて従来技術の概要を説明する。1はコンプレッサ、2
は大気Aの吸引管路、5は圧縮空気Aの吐出管路、4は
吐出管路の途中に設けた大気へへのバイパス管路、5n
コンプレ、サーを駆動する蒸気タービン、6は吐出流量
調節計であシ、流量センサ7の出力Fd及び流量設定値
F、。を受けてタービンのガバナ51を制御し、吐出流
量FdttFd0に等しく調節する。8は吐出圧力セン
ナ、9はこの圧力センナの出力pdの指示計である。1
0は吸引管路2に設けた吸引流量上ンサ、11はこのセ
ンサの出力Fの指示計、12は吸引圧力センナ、13は
このセンナの出力Pの指示計である。14は圧縮比演算
器であシ、圧縮比P=Pd/Psを演算する。15は吸
引流量信号rを入力とし、サージ曲線に近似した曲線を
発生させる折線関数発生器、16は圧縮比演算器14の
出力Pを入力信号とし関数発生器15の出力を上限設定
値とする指示警報器で、P≧PHのとき警報出力eを発
生する。17はこの警報出力eaを受けている期間バイ
パス管路の途中に挿入されたサージング防止弁をステ、
プ状に開く弁操作器である。
一般にコンプレッサが暴走破壊するサージング現象は吸
引流量Fと圧縮比p=Ps/Psとの関係で限界点が決
tb、第14図で点線Sで示すごとき実サージング曲線
が定義され、Sよシ上部がサージング領域となる。従っ
てコンプレッサの制御点は常にこのサージング曲線よシ
下部となるように圧縮比と吸引流量を選定する必要があ
る。
従来のサージング防止装置の構成は、吸引流量Fに基づ
いて関数発生器15によって、SK近似しかつ一定の余
裕を持ったサージング曲線Fを発生させ、この出力を指
示警報器16に上限設定値PRとして与えて圧縮比信号
Pと比較し、第15図囚に示すとと<P<PHの期間(
NR)は正常期間でサージング防止弁の開度を変化させ
ないがP≧PHの期間(HI)は異常期間としてサージ
ング防止弁を第15図ω)に示すごとくステ、プ状に徐
々に開き、吐出出力の一部を大気に放出し吸引流量Fを
増加させて安全領域側に戻すごとき構成がとられている
〇一般にはこのようなバイパス弁によるサージング防止
は異常事態の安全装置として機能するように設計され、
サージング防止弁は一旦開となればそのまま開を保持し
たままとなシ、異常が復帰した後の運転では無駄なエネ
ルギーを消費する欠点がおる。
通常の運転ではこのような警報出力が出ないように充分
余裕をみて動作点を選定するが、一般にコンプレッサは
実サージング曲線Sの近傍で運転するのが効率が良いと
されるので、余裕を持たせればそれだけ効率が低下する
という問題点がある。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、サージング曲線から常に一定の余裕を
設定し、制御点がサージング領域に向って変動した場合
に自動的にこの余裕の設定を満足する点に制御点をシフ
トする機能を有するコンプレッサ制御装置の実現を目的
とする。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、吸引管路と吐出管路とこの吐
出管路の途中に設けられたバイパス管路とを有し、上記
吐出管路の負荷への吐出流量が一定となるよりKその回
転数が制御されるコンプレッサにおいて、上記吐出管路
の圧力pdと上記吸引管路の圧力Pを検出して圧縮比P
d1Psを演算する手段と、この演算手段の出力に基づ
いてサージング境界の吸引流量を発信する関数演算手段
と、この関数演算手段の出力に一定の余裕値を付加する
加算手段と、この加算手段の出力を設定値とし上記吸引
管路の流量を測定値として上記バイパス管路の流量を制
御する調節手段とを具備せしめた点にある。
〈実施例〉 第1図は本発明装置の基本構成図、第2図、第3図は動
作説明のための特性図である。第13図と同一構成要素
には同一符号を付して説明を省略し、本発明装置の特徴
部分についてのみ説明する。
19は関数発生器であシ、圧縮比信号Pを受けて第3図
に示すごとく実サージング曲線Sに近接したサージング
曲線F□を発信する。20は加算器であり、このサージ
ング曲!IF工にサージングの余裕度ΔFを加算した出
力即ちコントロール曲線F2(=F□+ΔF)を発信す
る。第2図はCxa F□jF2の関係を示す特性図で
あり、斜線で示した領域がサージング領域である。
21はバイパス管路の流量調節計であシ、加算器20の
出力F2を設定値とし吸引流量信号Ft測定値として受
け、その出力MYによシバイパス管路に挿入されたスビ
ルパ、り型バイパス弁22の開度を調節する。
第2図によシ動作を説明する。第2図においてR□、 
R21R3(Rx < 12 < R3)は蒸気タービ
ン5の回転数をバラメータにとった曲線であり、これら
曲線群とコントロール曲線Fの交点がコンプレッサの制
御点を与える。今吸引流量F軸上で吐出流量設定値Fd
0を考える。この設定流量p、oItc等しい吸引流量
におけるコントロール曲線F2上の制御点をC工としこ
のときの回転数をR□として系が安定に制御されている
ものとする。ここで吐出負の配管抵抗が増加すると、流
量調節計6はF、。の定値制御を行なうために蒸気ター
ビンの回転数を大きくしようとして制御点はコントロー
ル曲線F2上をC□→C2→C3と移動しようとする。
ところが制御点c3はコントロール曲線F2の上側に1
)サージング曲線71に近づく。ここでバイパス管路の
流量を調節する調節計21は現圧縮比Pに基づいて演算
されたコントロール曲線F上の吸引流量を設定値にし、
現吸引流量を測定値にしているので、バイパス弁よりΔ
Fだけ放出して制御点をc3→c4に持ってい〈0これ
によシ吸引流量Fsは常に圧縮比に対してコントロール
曲線F2上の制御となる。
このように、本発明によればバイパス管路の流量を調節
する手段によって、常に制御点を安全側のコントロール
曲線上に維持することができるので、ΔFを小さくして
コントロール曲線Fをサージング曲線F□に接近゛させ
ることが出来、実サージング曲線Sに近接した安全領域
での効率的な運転が可能となる。
次に本発明の具体的実施例を第4図の構成図及び第5図
乃至第12図の特性図に基づいて説明する。
第4図の特徴は、第1図の基本構成図に第13図で説明
した従来装置におけるサージング防止弁による安全手段
を追加し、さらによシ高度の付加機能を持たせたもので
ある。第1図及び第13図で説明した要素には同一符号
を付して説明を省略し、この実施例特有の要素について
のみ説明する。
本実施例では第5図に示すように1第2図の特性図に追
加して制御上限警報設定曲線FをFとFの間に設け、更
に制御下限警報設定曲線(ストーンウオール曲線と呼け
れる)Fを設けて上限と下限の警報機能を付加する。更
にタービン回転数の上限曲線Rmaxと下限曲線”mi
。を設は上下限警報機能を付加する。従2て第5図にお
いてF工、F4゜R、R忙囲まれた領域が制御可能領域
となる。
max    min 第4図において23はタービン回転数の上下限警報器で
おる。24は関数発生器であシ、第6図に示すごとく、
コントロール曲線F2とサージング曲線F□の間にあっ
て、F2よ〕常に一定値Δbだけ高い上限警報設定値P
Eを圧縮比演算器14嘗に与える。
この圧縮比演算器は第1図、第13図の圧縮比演算器1
4に上下限警報機能が付加された構成である。925は
同じく関数発生器であ〕、吸引流量信号Fに基づいてス
トーンウオール曲線F4を発生させて下限警報設定値を
PLを圧縮比演算器141 に与える。
第8図は上限、下限警報の動作説明図であシ、圧縮比信
号PがPHとPLの間にある期間(NR)は正常制御、
P≧PHの期間(HI )は上限警報、P≦PLの期間
(LO)は下限警報が発せられる。
次に26は余裕度設定及び表示器であり、手動設定入力
SVによシ第9図に示すごとく余裕度Δr0を設定する
。この余裕度設定は上限値ΔF  と下ax 限値ΔFm1nの間で任意に手動設、定される。表示機
能は、現吸引流量Fと現圧縮比に対応するコントロール
曲線上の吸引流量F1との差ΔF=−−F1が゛現圧縮
比に対する流量余裕として表示される。系が整定してい
る正常運転ではΔFの設定値とΔFの表示値線一致して
いるが、過渡状態ではΔFは変化する。この変化範囲が
余裕度の設定範囲を越える場合は設定値ΔFを大きくす
る変更操作を行なう。27はユニオンフィルタで、余裕
度ΔFのステップ状の変更が系に衝撃を与えないように
時間遅れを形成させる機能を有する。910図はその特
性を示すもので、t□におけるΔF0のステ、プ状の変
更をt2時間まで一定の勾配で変化させて時間遅れをも
って追従させる。このユニオンフィルタの出力ΔF−と
サージング曲線F□上の信号とが加算器20で加算され
、その加算出力Fがコントロール曲線上の設定値として
調節計21に供給され、バイパス弁22が調節される。
第11図は余裕度ΔFの変更に伴う制御点の移動の様子
を説明する特性図であり、ΔFの設定で発生しているコ
ントロール曲線F2上の制御点c1は、ΔF2への変更
に伴ってコントロール曲線がF2 ’にシフトし制御点
はC□よシc2にシフトする。ユニオンフィルタの役割
はこの制御点のシフトを急変させずに一定のスピードを
持ってシフトさせて系への衝撃をさける役割を持つ。
第12図は調節計21の動作説明図であり、測定値F(
吸引流量)が設定値F2(コントロール曲線上S の設定値)以下となった期間人において出力MVを発信
してバイパス弁22を開きFを増加させて安金側に引き
戻す調節を行なう。
〈効果〉 以上説明したように、本発明によればコンプレッサをサ
ージングの限界近くでしかも常に安全領域に制御点を維
持して運転することが可能となシ、安全でかつ効率の良
い制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成図、第2図、第3図はその動
作説明図、第4図状本発明の具体的な実施例を示す構成
図、第5図乃至第12図はその動作説明図、第13図は
従来装置の一例を示す構成図、第14図、第15図はそ
の動作説明図であゐ。 1・・・コンプレッサ、2・・・吸引管路、3・・・吐
出管路、4・・・バイパス管路、5・・・蒸気タービン
、6.21・・・流量調節計、7.工0・・・流量セン
サ、8.工2・・・圧力センサ、14・・・圧縮比演算
器、19・・・関数発生器、20・・・加算器、22・
・・バイパス弁。 爪5図 ヒS 蔦7図 第6図 トS 第8図 一 第9図 篤10四 蔦12困

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 吸引管路と吐出管路とこの吐出管路の途中に設けられた
    バイパス管路とを有し、上記吐出管路の負荷への吐出流
    量が一定となるようにその回転数が制御されるコンプレ
    ッサにおいて、上記吐出管路の圧力P_dと上記吸引管
    路の圧力P_sを検出して圧縮比P_d/P_sを演算
    する手段と、この演算手段の出力に基づいてサージング
    境界の吸引流量を発信する関数演算手段と、この関数演
    算手段の出力に一定の余裕値を付加する加算手段と、こ
    の加算手段の出力を設定値とし上記吸引管路の流量を測
    定値として上記バイパス管路の流量を制御する調節手段
    とを有するコンプレッサ制御装置。
JP15702384A 1984-07-27 1984-07-27 コンプレツサ制御装置 Pending JPS6138196A (ja)

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