JPS62113891A - タ−ボ圧縮機の調整方法及び装置 - 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〕 本発明は、基準入力特に吐出圧力の実際値とこれと共に
動作点の位置を圧縮機特性曲線図に規定する調整量特に
流量の実際（ＩＮとを連続的に検出し、基準入力と特性
曲線図における所定の吹出し線とから調整量の目標値を
形成し、調整量の目標値と実際値とにより調整器を介し
て吹出し弁用操作信号を発生する、ターボ圧縮機の調整
方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

サージングとは、圧縮機において吐出媒体が吐出側から
吸入側へ衝撃的又は周期的に逆流することをいう。この
状態は高すぎる吐出圧力又は吐出圧力／吸入圧力比及び
／又は小さすぎる流量においておこる。従って流量−圧
力特性曲線図に、特性曲線図を安定な範囲と不安定な範
囲とに分けるサージング限界線を一義的に規定すること
ができる。サージング限界線は湾曲しており、すなわち
上昇する圧力に対しゆるやかに延びている。

圧縮機をサージングから保護するために、サージング限
界線に対して平行に安全間隔をとって吹出し線が規定さ
れ、瞬間動作点が吹出し線へ近づくと、吹出し弁が開か
れるので、調整量特に流量の実際値が、吹出し線及び基
準入力特に吐出圧力により求められる目Ｊａ（ａを超過
しない。流量を目標値形成用基準入力とし、吐出圧力を
目標値にｔＪｌ整される調整量とする調整もある。

吹出し線が湾曲している結果、吹出し線の異なる個所で
基準入力の所定の変化が調整量の目標値を異なる大きさ
に変化する。これは調整系において異なる大きさのゲイ
ンとして作用する。

サージング限界調整器は安全調整器であり、安定限界の
近くで動作して可能な限り良好な圧縮機保護を保証する
ように、調整動作する。安定限界の位置は調整系の総合
ゲインの影響を非常に強く受ける。大きい総合ゲインは
最も容易に不安定を生する。従って本来の調整器のゲイ
ンは、吹出し線の勾配から得られるゲインと共にまだ安
定限界内にある総合ゲインを生ずるように、設定される
。もちろんこの場合最大ゲインが作用する範囲へ吹出し
線を合わすべきである。最も頻繁な動作範囲が九する別
の範囲では、調整系はに適に調整されない。従って吹出
し線が強く湾曲して延びている結果、にＮ整パラメータ
を固定的に設定されたサージング限界調整器は広い動作
範囲で最適には加整されない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、特性曲線図の異なる範囲にある。

〔問題点を解決するための手段〕

この諜顯点を解決するため本発明によれは、基準入力の
実際佃に関係して調整器のゲインを変化して、・基準入
力に関係して吹出し線の異なる勾配が調整系の総合ゲイ
ンに及ばす影咎を少なくともほぼ相殺する。

このための装置は、基準入力及び調整量の検出器と、基
邸入力を受けて調整量の目標値を発生するため吹出し線
の所定のデータを含む関数調整器と、調整器により制御
される吹出し弁とを有し、調整器がそのゲイン変化用制
御入力端を持ち、基準入力用検出器が吹出し線の勾配に
対応するＰＩＴ定のデータを持つ信号発生器に接続され
、この信号発生器の出力端が調整器の制御入力端に従続
されている。

不発明は、基準入力に応じて変イヒする湾曲吹出し線の
勾配が調整系の総合ゲインに及ぼす影響を、調整器の逆
向きの変化により相殺して、全動作範囲において加整糸
の大幅に一定な総合ゲインが得られるようにするという
基本思想に基いている。しかしこの基本原理は、調！１
器のゲインの２つ以上の異なる値の切換えによっても近
似することができる。

〔実施例〕

本発明を図面により以下に説明する。

第１図によれば、圧縮機にの吸入接続管片１にある検出
器３，５によって、絞りの＃後の圧力が測定され、それ
から測定値変換器７により吸入側の圧ｍ機流量ｖの実際
値が形成される。

圧縮機出口において検出器９が吐出圧力Ｐの実際値を検
出し、この実際値は測定値変換器■を介して計算Ｈ！に
１３へ供給される。計算機１３には、圧力Ｐ及び流量Ｖ
により与えられる圧ａｈ特性曲線図に吹出し線Ａの経過
を記憶する記憶装置１５が接続されている。圧力Ｐの実
際値と吹出し線Ａの経過を記憶する記憶装置！５が従続
されている。圧力Ｐの実際値と吹出し線Ａから、計算機
１３により流量■の目標値が求められる。実際値と目標
値は差形成素子１７で比較され、差が入力信号として調
整１％１９へ供給され、比例、積分及び／又は微分動作
することができる調整器Ｉ９の出力信号は、圧縮機出口
から分岐する吹出し弁２１又は吸入接続管片！へ戻るバ
イパス弁用の操作量を供給する。

第２図に示すように、横座標として流ｍｖをまた吐出圧
力Ｐ　（又は吐出圧力／吸入圧力比）を縦座標として与
えられる圧縮機特性曲線図において、サージング限界線
ＰＧとそれから安全間隔をとって延びる吹出し線Ａとが
それぞれ清面して延びている。この湾而の結果、基進入
力として役立つ吐出圧力の特定の変化ΔＰが、流量目標
値の異なる変化Δ■又はΔＶ′に対応している。目標値
発生器として役立つ記憶装置１５は計算機１３と共に調
整系の一部をなしているので、調整器１９が一定のゲイ
ンを持っている場合、この差が調整系の総合ゲインの変
化として作用する。第２図において、吹出し線Ａの急激
な下部の経過が小さいゲインに、またゆるやかな上部の
経過が大きいゲインに相当する。これに反し、同様に公
知のように、基準入力と調整量の役割を入れ換えて、流
ｆｉｔ　Ｖを吐出圧力Ｐの目標値決定用基準入力として
使用すると、事情は逆になり、ゲインは吹出し線の急設
な部分で大きく、ゆるやかな部分で小さい。

調整系の総合ゲインは、吹出し線への勾配から得られる
ゲインと、調整器１９のゲインと、いわゆる被調整部分
のゲイン特に圧縮機と吹出し弁とにより規定されるゲイ
ンとの和である。

従って可能な限りすべての範囲で一定なゲインを得るた
め、本発明によれば調整器１９のゲインが変化される。

第１図による実施例では、記憶装ａ１１５には、吹出し
ｍＡの経過のほかに吹出し線Ａの勾配Ｓの経過も関数と
して規定されている。Ｍ算ｂ１３は、基準人力Ｐの各実
際値に対して吹出し線の勾配値を求めて、それに応じた
制御信号を発生し、この制御信号が調整器＋９の制御入
力端に供給されて、調整器四のゲインを変化する。

吹出し線Ａの勾配のそれぞれの値を記憶装置１５から読
み出す代りに、計算ｈ１３は吐出圧力Ｐの異なる値に属
する吹出し線Ａの値がらその勾配を計算することができ
る。

第３図による簡単化した実施例では、吐出圧力Ｐの実際
値は計算機】３へ供給されるのではなく、吹出し線に応
じた所定のめ関係に従って吐出圧力Ｐの各実際値に流ｆ
ｉｉＶ用目標値を固定的に対応させる簡屯な関数発生器
２３へ供給される。史に吐出圧力Ｐの実際値は、吐出圧
力Ｐの各実際値に吹出し線の勾配の値を固定的に対応さ
せる第２の関数発生器２５へ供給され、この値が調整器
１９ヘゲイン制御用信号として供給される。

第４図による実施例では、吐出圧力Ｐの実際値が関数発
生器２３と更に比較器２７とへ供給され、この比較器は
吐出圧力Ｐの実際値を所定のの上及び下の限外値Ｐ□８
及び’ｗｉｎと比較する。

実際値Ｐがこの限界内にあると、調整器１９のゲインは
不痩である。ＰＩＩｌａｘをよ回るか又は’ｍｔｎを下
回ると、調整器１９のゲインは所定の固定値だけ尚めら
れるか又は低められる。これは実なる勾配の３つの直線
部分による吹出し線の湾曲経過への近似に相当し、中間
直線部分は限界値’ｗｉｎとＰＩＩｌａｘとの間に延び
ている。２つの直線部分のみにより吹出し線の近似に応
する更に簡単な実施例では、単一の限界値を上回るか又
は下回るのに応じて、２つの値の間でゲインが切換えら
れる。

第１図による実施例でも、吹出し線の湾曲した経過又は
その勾配を＠線部分により近似することが可能で、記憶
装ｆｌｌｌ１５には直線部分の屈曲点の座標を規定しさ
えすればよく、これらの直線部分からｉｔｓ機１３が直
線部分の経過又はその勾配を求めることができる。記憶
装ｆ＆１５の吹出し線も、数伽表によらず、関数によっ
て規定することができる。同様に第３図による実施例で
は、２つ以上の直線部分により近似される吹出し線の経
過を関数発生器２５に規定することができる。

もちろん上述した作用は吐出圧力と流量の座標を持つ特
性曲線図に限られず、当業者にとって周知な別のいかな
る特性曲線図に適当に合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

１ｉ１図はサージングを防止するためのターボ圧縮機調
整装置の概略接続図、第２図は圧縮機のサージング限界
線及び吹出し線の経過を示す特性曲線図、第３図は別の
ｍ整装置の実施例の一部の接続図、第４図は調整装置の
更に別の実施例の接続図である。 ３、５．９・・・検出器、＋３，２５１２７・・・信号
発生器、＋９・・・調整器、Ｋ・・・ターボ圧縮機、Ｐ
・・・吐出圧力、■・・・流量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　基準入力特に吐出圧力の実際とこれと共に動作点の
   位置を圧縮機特性曲線図に規定する調整量特に流量の実
   際値とを連続的に検出し、基準入力と特性曲線図におけ
   る所定の吹出し線とから調整量の目標値を形成し、調整
   量の目標値と実際値とにより調整器を介して吹出し弁用
   操作信号を発生する方法において、基準入力の実際値に
   関係して調整器のゲインを変化して、基準入力に関係し
   て吹出し線の異なる勾配が調整系の総合ゲインに及ぼす
   影響を少なくともほぼ相殺することを特徴とする、サー
   ジングを防止するためのターボ圧縮機の調整方法。 ２　基準入力のそのつどの実際値に属する吹出し線の勾
   配の値に少なくともほぼ反比例して、調整器のゲインを
   制御することを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ３　調整器のゲインの直線部分により吹出し線を近似す
   る際、基準入力の実際値が所定の限界値を上回るか又は
   下回る時、異なる離散値の間で切換えを行なうことを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４　基準入力及び調整量の検出器と、基準入力を受けて
   調整量の目標値を発生するため吹出し線の所定のデータ
   を含む関数発生器と、調整量の実際値及び目標値を受け
   る差形成素子と、この差形成素子の出力信号を受ける調
   整器と、調整器により制御される吹出し弁とを有するも
   のにおいて、調整器（１９）がそのゲイン変化用制御入
   力端を持ち、基準入力用検出器（９）が吹出し線の勾配
   に対応する所定のデータを持つ信号発生器（１３、２５
   、２７）に接続され、この信号発生器（１３、２５、２
   ７）の出力端が調整器（１９）の制御入力端に後続され
   ていることを特徴とする、ターボ圧縮機の調整装置。 ５　基準入力に関係して吹出し線の勾配を再現する値が
   信号発生器（１３、１５）において規定されていること
   を特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６　信号発生器（２７）において基準入力の限界値（Ｐ
   ＿ｍ＿ａ＿ｘ、Ｐ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）が規定され、これらの
   限界値を上回るか下回る際信号発生器（２７）が調整器
   （１９）のゲインを段階的に変化する切換え信号を発生
   することを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の
   装置。 ７　調整器の前に接続される増幅器を選択的に接続する
   ことによつて、調整器のゲインが制御可能であり、信号
   発生器の出力信号が増幅器の接続を制御することを特徴
   とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置