JPH0819919B2 - Surging occurrence predicted time display device and surging prevention device for turbo refrigerator - Google Patents
Surging occurrence predicted time display device and surging prevention device for turbo refrigeratorInfo
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- JPH0819919B2 JPH0819919B2 JP9103190A JP9103190A JPH0819919B2 JP H0819919 B2 JPH0819919 B2 JP H0819919B2 JP 9103190 A JP9103190 A JP 9103190A JP 9103190 A JP9103190 A JP 9103190A JP H0819919 B2 JPH0819919 B2 JP H0819919B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ターボ冷凍機のサージング発生予測時間表
示装置及びサージング予防装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surging occurrence predicted time display device and a surging prevention device for a turbo refrigerator.
(従来の技術) 従来、ターボ冷凍機にサージングが発生したとき、こ
のサージングを検出して吐出圧力をカットすることによ
り、サージングからの自動脱出を行うようにしたサージ
ング自動脱出装置として、例えば特公昭58−15639号公
報に記載されたものが知られており、この公報記載のも
のは、第9図に示したごとく、吐出管(A)に、吐出圧
力の急激な低下を検出する圧力検出器(B)を介装する
と共に、予め設定した時間内に2度以上の急激な圧力低
下があったとき、サージングと判定するサージング判定
回路(C)を設け、この判定回路(C)からの出力でサ
ージング防止装置(D)を作動させるようにしている。(Prior Art) Conventionally, when a surging occurs in a turbo chiller, the surging is automatically detected by cutting the surging to detect the surging and cutting the discharge pressure. The one described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-15639 is known, and as disclosed in FIG. 9, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-15639 is a pressure detector for detecting a sudden decrease in the discharge pressure in the discharge pipe (A). (B) is interposed, and when there is a sudden pressure drop of 2 or more times within a preset time, a surging determination circuit (C) for determining surging is provided, and the output from this determination circuit (C) The surging prevention device (D) is operated by.
また、サージング発生以前にサージングの発生を防止
する防止装置として、例えば実開昭63−31292号公報に
記憶されたものが知られており、この公報記載のもの
は、第10図に示したように、ターボ圧縮機(E)の高圧
ガス域から分岐する分岐配管の途中に、サージング防止
弁(F)を介装すると共に、前記ターボ圧縮機(E)に
備えたモータ(M)への入力電流を測定する測定器
(G)を設け、また、該測定器(G)で測定する入力電
流と、吐出圧力や風量の関係で設定される基準電流とを
比較する調整器(H)を設けて、この調整器(H)から
の出力に基づき前記サージング防止弁(F)を作動させ
て、前記ターボ圧縮機(E)側でのサージングを防止す
るようにしている。Further, as a preventive device for preventing the occurrence of surging before the occurrence of surging, for example, one stored in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-31292 is known, and the one described in this publication is as shown in FIG. In addition, a surging prevention valve (F) is provided in the middle of the branch pipe branching from the high pressure gas region of the turbo compressor (E), and an input to a motor (M) provided in the turbo compressor (E) is provided. A measuring device (G) for measuring current is provided, and an adjusting device (H) for comparing the input current measured by the measuring device (G) with a reference current set in relation to the discharge pressure and the air volume is provided. The surging prevention valve (F) is operated based on the output from the regulator (H) to prevent surging on the turbo compressor (E) side.
(発明が解決しようとする課題) 所で、前者(特公昭58−15639号)のものでは、サー
ジングは発生した後に初めてサージングからの自動脱出
を行うものであって、サージング発生前にサージングを
未然に防止することができず、また、サージングの予測
もできないのである。(Problems to be solved by the invention) However, in the former case (Japanese Patent Publication No. 58-15639), surging does not automatically occur until surging occurs before surging occurs. It cannot be prevented, and surging cannot be predicted.
また、後者(実開昭63−31292号)のものでは、前記
モータ(M)への入力電流と、予め吐出圧力などに基づ
いて設定される基準電流とを前記調整器(H)で比較し
て、この調整器(H)からの出力により前記サージング
防止弁(F)を作動させるようにしているため、前述し
た前者の問題は解決できるのであるが、一方、サージン
グヘッドは、前記基準電流の基礎となる吐出圧力のみな
らず、吸入圧力との間にも比例関係があり、従って、吸
入圧力が変動したときのサージングヘッドの誤差が大き
くなり、しかも、風量や吐出圧力を基礎とした基準電流
に基づいてサージングを予測する場合に、風量変化は電
流電化に近似しているが、この近似値は電圧変動により
影響を受けて誤差が発生するため、正確なサージング予
測ができない問題があった。In the latter (No. Sho 63-31292), the input current to the motor (M) is compared with the reference current preset based on the discharge pressure and the like by the regulator (H). Since the surging prevention valve (F) is operated by the output from the regulator (H), the former problem described above can be solved. There is a proportional relationship not only with the base discharge pressure but also with the suction pressure, so the error in the surging head when the suction pressure fluctuates increases, and the reference current based on the air volume and discharge pressure is also present. In the case of predicting surging based on, the change in air flow is similar to current electrification.However, this approximate value is affected by voltage fluctuations and an error occurs, so there is a problem that accurate surging cannot be predicted. It was
本発明は、以上の問題を解決するために各種試験を行
った結果、ターボ圧縮機においては、そのインペラーの
出口側における流れがサージングラインに近づくにつれ
て乱れ、前記インペラーの出口側に臨むディフューザー
入口部のモータ軸方向に相対向するハブ側圧力とシュラ
ウド側圧力との間に差圧増大現象が発生することを知
り、換言すれば、サージングラインから充分に離れた状
態で運転されている場合には、前記インペラーの出口側
での乱れが起こらず、流れが均衡しているため、前記デ
ィフューザー入口部でのハブ側圧力とシュラウド側圧力
との差圧はほぼ零になるのに対し、サージングラインに
近づくと、流れに乱れが生じて前記差圧が増大するこ
と、即ち、該差圧とサージングとの間には互いに相関関
係があることを知り、このことを利用してターボ圧縮機
側でのサージング発生を予測ができるようにするもので
ある。The present invention, as a result of performing various tests to solve the above problems, in the turbo compressor, the flow on the outlet side of the impeller is turbulent as it approaches the surging line, and the diffuser inlet portion facing the outlet side of the impeller. It is known that the differential pressure increase phenomenon occurs between the hub side pressure and the shroud side pressure, which are opposite to each other in the motor axis direction, in other words, when the engine is operated sufficiently away from the surging line. , The turbulence on the outlet side of the impeller does not occur, and the flow is balanced, so the differential pressure between the hub side pressure and the shroud side pressure at the diffuser inlet part becomes almost zero, while on the surging line. When approaching, it is known that turbulence occurs in the flow and the differential pressure increases, that is, there is a correlation between the differential pressure and surging. By utilizing the fact is to be able to predict the surging occurrence of a turbo compressor side.
本発明の第1の目的は、簡単な構成で、正確にサージ
ング発生の予測ができるサージング発生予測時間表示装
置を提供することにより、正確な予測結果に基づいてサ
ージング防止のための処置を適切に行えるようにするこ
とにあり、また、第2の目的は、サージングの発生を正
確に予測してサージングの発生を自動的に未然に防止す
ることができるサージング予防装置を提供することにあ
る。A first object of the present invention is to provide a surging occurrence predicted time display device capable of accurately predicting the occurrence of surging with a simple configuration, thereby appropriately performing a treatment for preventing surging based on an accurate prediction result. A second object of the present invention is to provide a surging prevention device capable of accurately predicting the occurrence of surging and automatically preventing the occurrence of surging.
(課題を解決するための手段) 上記第1目的を達成するため、本発明のサージング発
生予測時間表示装置は、ターボ圧縮機(1)にモータ軸
を中心に回転するインペラー(13)とディフューザー
(14)とを設けると共に、該ディフューザー(14)にお
ける流路入口近くにおいてモータ軸方向に相対向するシ
ュラウド側圧力とハブ側圧力との差圧を検出する差圧検
出器(5)と、この差圧検出器(5)からに検出結果か
ら差圧を演算し、この差圧変化からサージング発生に至
る時間を演算して予測するコントローラ(6)と、該コ
ントローラ(6)に接続され、このコントローラ(6)
で演算したサージング発生予測時間を表示するディスプ
レイ(7)とを設けたのである。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the first object, the surging occurrence predicted time display device of the present invention is configured such that a turbo compressor (1) has an impeller (13) rotating around a motor shaft and a diffuser ( 14) and a differential pressure detector (5) for detecting the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure, which face each other in the motor axial direction near the flow path inlet of the diffuser (14), and this difference. A controller (6), which is connected to the controller (6), which calculates a differential pressure from the detection result from the pressure detector (5) and calculates and predicts the time from the change in the differential pressure to the occurrence of surging, and the controller (6). (6)
The display (7) for displaying the surging occurrence predicted time calculated in step (4) is provided.
また、上記第2目的を達成するため、本発明のサージ
ング予防装置は、ターボ圧縮機(1)にモータ軸を中心
に回転するインペラー(13)とディフューザー(14)と
を設けると共に、該ディフューザー(14)における流路
入口近くにおいてモータ軸方向に相対向するシュラウド
側圧力とハブ側圧力との差圧を検出する差圧検出器
(5)と、この差圧検出器(5)からの検出結果から差
圧を演算し、この差圧変化からサージング発生に至る時
間を演算して予測するコントローラ(6)と、前記ター
ボ圧縮機(1)におけるサクションベーン(15)の開度
を調整する開度調整機構(16)とを設け、前記コントロ
ーラ(6)に、シュラウド側圧力とハブ側圧力との差圧
がサージング発生差圧に近づいたとき、前記開度調整機
構(16)に動作信号を出力して、前記ベーン(15)の開
度を開方向に制御する出力部(8)を設けたのである。Further, in order to achieve the second object, the surging prevention device of the present invention is provided with an impeller (13) and a diffuser (14) that rotate around a motor shaft in a turbo compressor (1), and the diffuser ( 14) A differential pressure detector (5) that detects the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure that face each other in the motor axial direction near the flow path inlet, and the detection result from this differential pressure detector (5). A controller (6) that calculates a differential pressure from the differential pressure and calculates and predicts the time from the change in the differential pressure to the occurrence of surging, and an opening that adjusts the opening of the suction vane (15) in the turbo compressor (1). An adjusting mechanism (16) is provided, and an operation signal is output to the opening adjusting mechanism (16) when the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure approaches the surging occurrence differential pressure to the controller (6). Shi , Than is provided an output unit (8) for controlling the opening degree of the vane (15) in the opening direction.
(作用) 請求項1記載の発明では、前記ターボ圧縮機(1)の
ディフューザー(14)における流路入口近くにおいてモ
ータ軸方向に相対向するシュラウド側圧力とハブ側圧力
との差圧が前記差圧検出器(5)で検出されて、前記コ
ントローラ(6)に入力され、該コントローラ(6)に
より差圧変化が演算されて、この演算値に基づきサージ
ングに至る時間が予測され、そのサージング発生予測時
間がディスプレイ(7)に正確に表示されるのである。(Operation) In the invention of claim 1, the differential pressure between the shroud-side pressure and the hub-side pressure, which face each other in the axial direction of the motor in the vicinity of the flow path inlet of the diffuser (14) of the turbo compressor (1), is the difference. The pressure is detected by the pressure detector (5) and is input to the controller (6). The controller (6) calculates the differential pressure change, and the time to surging is predicted based on the calculated value, and the surging occurs. The estimated time is accurately displayed on the display (7).
従って、使用者は、該ディスプレイ(7)に表示され
たサージング発生予測時間に基づき適切なサージング防
止処置を施すことが可能となる。即ち、前記圧縮機
(1)側でのサージングは、冷凍配管内にエアーが混入
したとき、冷凍配管内にスケールが付着したとき、ま
た、冷凍サイクルの凝縮器に配管された冷却パイプの水
量が減少したようなときに、主に発生するのであり、従
って、正確なサージング発生予測時間に基づいて、抽気
ポンプを作動させたり、スケール除去を行ったり、ま
た、水量の調整を行う等して、適切なサージングの発生
の防止を未然に行えるのである。Therefore, the user can take appropriate surging prevention measures based on the surging occurrence predicted time displayed on the display (7). That is, the surging on the compressor (1) side means that when air is mixed in the refrigerating pipe, when scale is attached in the refrigerating pipe, or when the amount of water in the cooling pipe connected to the condenser of the refrigerating cycle is When it decreases, it mainly occurs, therefore, based on the accurate surging occurrence prediction time, operate the extraction pump, remove the scale, adjust the water amount, etc., It is possible to prevent the occurrence of appropriate surging.
また、請求項2記載の発明では、前記ターボ圧縮機
(1)のディフューザー(14)における流路入口近くに
おいてモータ軸方向に相対向するシュラウド側圧力とハ
ブ側圧力との差圧が前記差圧検出器(5)で検出され
て、前記コントローラ(6)に入力され、該コントロー
ラ(6)により差圧変化が演算されて、この演算部に基
づき前記差圧がサージング発生差圧に近づいたときに
は、前記コントローラ(6)の出力部(8)から前記開
度調整機構(16)に動作信号が出力されて、前記ベーン
(15)が開方向に制御され、該ベーン(15)の開動作に
伴い前記圧縮機(1)側のサージングヘッドがサージン
ググラインから遠ざかって、この圧縮機(1)でのサー
ジングが自動的に回避されるのである。Further, in the invention of claim 2, the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure, which face each other in the axial direction of the motor in the vicinity of the flow path inlet of the diffuser (14) of the turbo compressor (1), is the differential pressure. When the differential pressure change is detected by the detector (5) and is input to the controller (6), the differential pressure change is calculated by the controller (6), and the differential pressure approaches the surging-generated differential pressure based on this calculation unit. An output signal (8) of the controller (6) outputs an operation signal to the opening adjustment mechanism (16) to control the vane (15) in the opening direction to open the vane (15). As a result, the surging head on the side of the compressor (1) moves away from the surging grin, and surging on the compressor (1) is automatically avoided.
(実施例) 第1図はターボ冷凍機の冷凍サイクルを示しており、
ターボ圧縮機(1)に、凝縮器(2)と膨脹弁(3)及
び蒸発部(4)をそれぞれ冷凍配管を介して接続してい
る。前記凝縮器(2)には、該凝縮器(2)を通過する
冷媒との間で熱交換して温水を取出すための暖房用空気
調和機(2A)を接続すると共に、前記凝縮器(2)の通
過冷媒を冷却するためのクーリングタワー(2B)を接続
しており、また、前記蒸発器(4)には、該蒸発器
(4)を通過する冷媒との間で熱交換して冷却水を取出
すための冷房用空気調和機(4A)を接続させている。(Example) FIG. 1 shows a refrigeration cycle of a turbo refrigerator,
The condenser (2), the expansion valve (3), and the evaporation section (4) are connected to the turbo compressor (1) via refrigeration pipes, respectively. The condenser (2) is connected to a heating air conditioner (2A) for exchanging heat with the refrigerant passing through the condenser (2) to take out hot water, and the condenser (2) ) Is connected to a cooling tower (2B) for cooling the passing refrigerant, and the evaporator (4) exchanges heat with the refrigerant passing through the evaporator (4) to provide cooling water. The air conditioner for cooling (4A) for taking out is connected.
前記ターボ圧縮機(1)は、第2図で詳しく示したよ
うに、ハウジング(11)の中心部に、モータ(図示せ
ず)に連動するギヤマウント組付体(12)を介してハブ
(13a)を備えたインペラー(13)を回転可能に支持す
ると共に、このインペラー(13)の出口(13b)側に、
ハブ側入口部とシュラウド側入口部とをもったディフュ
ーザー(14)を臨ませる一方、前記インペラー(13)の
入口(13c)側にサクションベーン(15)を配設して、
該ベーン(15)の開度をモータから成る開度調整機構
(16)で調整することにより、前記圧縮機(1)の容量
制御運転を可能としている。尚、同図において、(17)
はリングギヤカップリング、(18)はオイルポンプ、
(19)はオイル配管、(20)は吐出管である。As shown in detail in FIG. 2, the turbo compressor (1) has a hub (via a gear mount assembly (12) interlocking with a motor (not shown) at the center of the housing (11). The impeller (13) provided with 13a) is rotatably supported, and at the outlet (13b) side of the impeller (13),
While facing the diffuser (14) having a hub-side inlet and a shroud-side inlet, a suction vane (15) is arranged on the inlet (13c) side of the impeller (13),
The capacity control operation of the compressor (1) is enabled by adjusting the opening degree of the vane (15) by the opening degree adjusting mechanism (16) including a motor. In the figure, (17)
Is a ring gear coupling, (18) is an oil pump,
(19) is an oil pipe and (20) is a discharge pipe.
しかして以上のターボ冷凍機において、第2図及び第
3図で詳しく示したように、前記ディフューザー(14)
の入口近くで、モータ軸方向に相対向する位置に、ハブ
側圧力を導くハブ側導管(21)と、シュラウド側圧力を
導くシュラウド側圧力導管(22)とをそれぞれ開口させ
て、この各導管(21)(22)を差圧検出器(5)に接続
すると共に、この検出器(5)の出力側に、該検出器
(5)で検出されるハブ側圧力とシュラウド側圧力との
差圧変化を演算し、その演算値に基づいてサージング発
生に至る時間を演算して予測するコントローラ(6)を
接続する一方、このコントローラ(6)の出力側に、該
コントローラ(6)で演算されたサージング発生予測時
間を表示するディスプレイ(7)を接続して、サージン
グ発生予測時間表示装置を構成するのである。In the above turbo refrigerator, as shown in detail in FIGS. 2 and 3, the diffuser (14)
A hub-side conduit (21) for guiding the hub-side pressure and a shroud-side pressure conduit (22) for guiding the shroud-side pressure are opened at positions facing each other in the motor axial direction near the inlet of each of the conduits. (21) (22) is connected to the differential pressure detector (5), and the difference between the hub side pressure and the shroud side pressure detected by the detector (5) is connected to the output side of the detector (5). A controller (6) that calculates a pressure change and calculates and predicts a time to the occurrence of surging based on the calculated value is connected to the controller (6), and the controller (6) calculates an output side of the controller (6). A display (7) for displaying the surging occurrence predicted time is connected to form a surging occurrence predicted time display device.
そして、前記ディスプレイ(7)に表示されるサージ
ング発生予測時間に基づき、例えば、冷凍配管内のエア
ー抜きを行うべく抽気ポンプを作動させたり、また、冷
凍配管内の付着スケールを除去したり、更に、前記クー
リングタワー(2B)から凝縮器(2)に至る冷却用水量
を調整することにより、サージング発生を未然に防止す
ることが可能となり、本実施例では、抽気ポンプを作動
させるようにしている。Then, based on the surging occurrence prediction time displayed on the display (7), for example, a bleeding pump is operated to bleed air in the refrigerating pipe, and adhered scale in the refrigerating pipe is removed. By adjusting the amount of cooling water from the cooling tower (2B) to the condenser (2), it is possible to prevent surging from occurring. In this embodiment, the extraction pump is operated.
また、前記コントローラ(6)には、前記差圧検出器
(5)で検出されるシュラウド側圧力とハブ側圧力との
差圧がサージング発生差圧に近づいたとき、前記開度調
整機構(16)に動作信号を出力し、前記ベーン(15)の
開度を強制的に開方向に制御する出力部(8)を設け
て、前記圧縮機(1)がサージング発生領域に近づいた
とき、前記出力部(8)から前記開度調整機構(16)に
動作信号を出力して、前記ベーン(15)を開動作させる
ことにより、前記圧縮機(1)側のサージングヘッドを
サージングラインから遠ざけ、この圧縮機(1)でのサ
ージングを自動的に回避させるようになすのである。Further, the controller (6) includes an opening adjustment mechanism (16) when the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure detected by the differential pressure detector (5) approaches a surging generated differential pressure. ) Is provided with an output signal (8) for forcibly controlling the opening of the vane (15) in the opening direction, and when the compressor (1) approaches the surging occurrence region, By outputting an operation signal from the output section (8) to the opening adjustment mechanism (16) to open the vane (15), the surging head on the compressor (1) side is moved away from the surging line, Surging in the compressor (1) is automatically avoided.
第4図は、縦軸に断熱ヘッド(kcal/kg)を、横軸に
風量(m3/min)をとった容量制御形ターボ圧縮機(1)
のサージング発生状態を示している。しかして、前記タ
ーボ圧縮機(1)側での風量は前記ベーン(15)の開度
で制御され、そのベーン開度に対応した前記圧縮機
(1)の容量制御運転時には、そのヘッド上昇に伴い、
各ベーン開度(10%〜100%)に対応した風量ライン
が、同図で示したサージングラインに近付き、このサー
ジングラインを越えたときに、前記圧縮機(1)側でサ
ージングが発生するのである。Fig. 4 shows a capacity-controlled turbo compressor (1) with the heat insulation head (kcal / kg) on the vertical axis and the air volume (m 3 / min) on the horizontal axis.
Shows the surging occurrence state. Therefore, the air flow rate on the turbo compressor (1) side is controlled by the opening of the vane (15), and the head is raised during the capacity control operation of the compressor (1) corresponding to the opening of the vane. Accompanying
The air volume line corresponding to each vane opening (10% to 100%) approaches the surging line shown in the figure, and when it exceeds this surging line, surging occurs on the compressor (1) side. is there.
所で、前記ハブ側圧力とシュラウド側圧力との差圧
は、前記各風量ラインがサージングラインに近づくに従
って増大し、このサージングライン上における差圧は、
前記ベーン(15)の開度とは関係なく、ほぼ同一の差圧
(第4図では0.28kg/cm2)となるのである。At this point, the differential pressure between the hub-side pressure and the shroud-side pressure increases as each of the air flow lines approaches the surging line, and the differential pressure on this surging line is
Regardless of the opening of the vane (15), the pressure difference is almost the same (0.28 kg / cm 2 in FIG. 4).
即ち、第5図で示したように、前記ターボ圧縮機
(1)のヘッド(kcal/kg)が上昇することに伴い、前
記ディフューザー(14)の入口部を通過する流れに歪み
が発生し、このため、その入口近くのハブ側圧力とシュ
ラウド側圧力との差圧が増大し、同一機種のターボ圧縮
機(1)では、ベーン開度が10,20,40,80,100%におい
て前記差圧の変化は異なるが、何れの場合でも同差圧は
増大し、所定の差圧(例えば0.28kg/cm2)を越えた領域
でサージングが発生する。That is, as shown in FIG. 5, as the head (kcal / kg) of the turbo compressor (1) rises, distortion occurs in the flow passing through the inlet of the diffuser (14), Therefore, the pressure difference between the hub side pressure near the inlet and the shroud side pressure increases, and in the turbo compressor (1) of the same model, when the vane opening is 10, 20, 40, 80, 100%, Although the change is different, in any case, the same differential pressure increases, and surging occurs in a region exceeding a predetermined differential pressure (for example, 0.28 kg / cm 2 ).
また、前記ディフューザー(14)の形状が異なるター
ボ圧縮機(1)においても、第6図で示したように、そ
のヘッド上昇に伴い、各ベーン開度に対応した差圧が増
大し、この場合のサージング発生差圧は、0.38kg/cm2で
ある。Further, also in the turbo compressor (1) in which the shape of the diffuser (14) is different, as shown in FIG. 6, as the head rises, the differential pressure corresponding to each vane opening increases, and in this case The differential pressure at which surging occurs is 0.38 kg / cm 2 .
従って、各種ターボ圧縮機(1)におけるサージング
発生時の差圧を予め求め、設定すると共に前記差圧検出
器(5)で検出される前記ディフューザー(14)におけ
る差圧変化を、前記コントローラ(6)で比較演算する
ことにより、サージング発生に至る時間を予測し、この
サージング発生予測時間を前記ディスプレイ(7)に表
示するのであって、該ディスプレイ(7)の表示に基づ
いてサージング防止処置が施せるのである。Therefore, the differential pressure at the time of surging in various turbo compressors (1) is previously obtained and set, and the differential pressure change in the diffuser (14) detected by the differential pressure detector (5) is adjusted by the controller (6). ), The time until the occurrence of surging is predicted by comparing and calculating the surging occurrence time, and the surging occurrence predicted time is displayed on the display (7). Of.
また、前記サージング発生時の差圧を予め求め、この
サージングライン上の差圧より低い差圧、例えば第4図
に示したように、サージングライン上の差圧が0.28kg/c
m2の場合には、同図の点線で示したように、前記差圧よ
り低い0.26kg/cm2を設定差圧として前記コントローラ
(6)に入力し、この入力された設定差圧と、前記差圧
検出器(5)で検出されるディフューザー(14)のハブ
側圧力とシュラウド側圧力の実測差圧とを前記コントロ
ーラ(6)で比較し、この実測差圧が前記設定差圧に至
ったとき、前記コントローラ(6)の出力部(8)から
前記ベーン(15)の開度調整機構(16)に動作信号を出
力して、前記ベーン(15)を強制的に開動作させ、第4
図で明らかなように、前記圧縮機(1)側のサージング
ヘッドをサージングライフから遠ざけることにより、前
記圧縮機(1)でのサージングを自動的に回避させ得る
のである。In addition, the differential pressure at the time of the surging is obtained in advance, and the differential pressure lower than this differential pressure on the surging line, for example, as shown in FIG. 4, the differential pressure on the surging line is 0.28 kg / c.
In the case of m 2 , as shown by the dotted line in the figure, 0.26 kg / cm 2 lower than the differential pressure is input to the controller (6) as the set differential pressure, and the input set differential pressure, The hub side pressure of the diffuser (14) detected by the differential pressure detector (5) and the measured differential pressure of the shroud side pressure are compared by the controller (6), and this measured differential pressure reaches the set differential pressure. At this time, an output signal (8) of the controller (6) outputs an operation signal to the opening adjustment mechanism (16) of the vane (15) to forcibly open the vane (15). Four
As is clear from the figure, by moving the surging head on the compressor (1) side away from the surging life, surging on the compressor (1) can be automatically avoided.
また、前記ベーン(15)の開度に係わりなく、サージ
ングライン上の差圧はほぼ一定で、この差圧より低い設
定差圧に基づき、前記コントローラ(6)で前記ベーン
(15)の開動作が行われるため、如何なる容量制御運転
を行っている場合でも、例えば第4図に示したように、
ベーン開度10%で容量制御運転を行っているときにで
も、サージングラインに近づいたとき、前記コントロー
ラ(6)で前記ベーン(15)の開動作が行われ、前記圧
縮機(1)でのサージングが未然に確実に防止されるの
であり、従って、該圧縮機(1)の継続運転時間を長く
できるのである。Further, regardless of the opening of the vane (15), the differential pressure on the surging line is substantially constant, and based on the set differential pressure lower than this differential pressure, the opening operation of the vane (15) by the controller (6) is performed. Therefore, even if any capacity control operation is performed, for example, as shown in FIG.
Even when the capacity control operation is performed with the vane opening of 10%, the opening operation of the vane (15) is performed by the controller (6) when approaching the surging line, so that the compressor (1) is opened. Surging can be surely prevented, and thus the continuous operation time of the compressor (1) can be lengthened.
次に、以上の作用を、第7図に示したフローチャート
に基づいて説明する。Next, the above operation will be described based on the flowchart shown in FIG.
先ず、スタート(ステップ1)に伴う定常運転(ステ
ップ2)時に、ステップ3において、シュラウド側圧力
P10とハブ側圧力P20とが前記コントローラ(6)に読み
込まれ、この後ステップ4において初期設定が行われる
のであって、この初期設定は、カウンターI=0,サージ
ングライン上の差圧ΔPMAX,前記シュラウド側圧力とハ
ブ側圧力との運転開始時における実測差圧ΔPI=ABS
(絶対値)・(P10-P20),警報を出力するときのアラ
ーム出力差圧ΔPaL,前記差圧ΔPMAXよりやや低めの前
記した設定差圧ΔPMAX・Nが入力される。First, at the time of steady operation (step 2) accompanying the start (step 1), in step 3, the pressure on the shroud side is
And P 10 and the hub side pressure P 20 is read into the controller (6), there is the initialization is performed in step 4 after this, the initial setting, the counter I = 0, the differential pressure ΔP of the surge line MAX , measured pressure difference between the shroud side pressure and the hub side pressure at the start of operation ΔPI = ABS
(Absolute value) · (P 10 -P 20) , the alarm output differential pressure [Delta] P aL, set differential pressure [Delta] P MAX · N was slightly lower the than the differential pressure [Delta] P MAX is entered when outputting an alarm.
次に、以上の初期設定を行った後に、ステップ5にお
いて、タイマーにより分オーダーの時間ΔTを設定し、
カウンターをI=I+1に設定する。又、ステップ6に
おいて各時間における前記シュラウド側圧力P1Iとハブ
側圧力P2Iとが読み込まれる。この後、ステップ7にお
いて、各時間における差圧ΔPI=ABS・(P1I-P2I)に
基づいて、差圧変化(圧力勾配)m=(P1I-P2I)/Δ
Tが前記コントローラ(6)で演算され、この演算結果
に基づきサージング発生予測時間T=ΔPMAX−ΔPI)/m
が算出され、このサージング発生予測時間Tが、ステッ
プ8で前記ディスプレイ(7)に表示される。Next, after performing the above initial setting, in step 5, the time ΔT of the minute order is set by the timer,
Set the counter to I = I + 1. Further, in step 6, the shroud-side pressure P 1 I and the hub-side pressure P 2 I at each time are read. Then, in step 7, the differential pressure change (pressure gradient) m = (P 1 IP 2 I) / Δ based on the differential pressure ΔPI = ABS · (P 1 IP 2 I) at each time.
T is calculated by the controller (6), and the surging occurrence prediction time T = ΔP MAX −ΔPI) / m based on the calculation result.
Is calculated and this surging occurrence predicted time T is displayed on the display (7) in step 8.
次に、ステップ9で、前記アラーム出力差圧ΔPaLよ
り前記差圧ΔPIが高いか否かが判断され、ノーの場合は
前記ステップ5からのルーチンを繰り返し、イエスの場
合には、ステップ10において、前記ディスプレイ(7)
又は、その他の表示装置にサージングアラームを表示
し、又、ステップ11で、抽気ポンプを駆動させる。ま
た、前記ステップ9において、イエスの場合には、前記
差圧ΔPIが前記設定差圧ΔPMAX・Nより小さいか否かが
ステップ12で判断され、イエスの場合は、ステップ13に
おいて、前記ベーン(15)のコントロールが行われ、
又、ノーの場合には、前記差圧ΔPIが設定差圧ΔPMAX・
Nより大であるか同等であるかがステップ14で判断さ
れ、ノーの場合には、前記ステップ5からのルーチンを
繰り返し、又、イエスの場合には、危険域に達したとし
て前記圧縮機(1)が停止され、この停止が前記ディス
プレイ(7)に表示される。Next, in step 9, it is judged whether or not the differential pressure ΔPI is higher than the alarm output differential pressure ΔP aL , and if no, the routine from step 5 is repeated, and if yes, in step 10. , The display (7)
Alternatively, a surging alarm is displayed on another display device, and in step 11, the extraction pump is driven. If YES in step 9, it is determined in step 12 whether or not the differential pressure ΔPI is smaller than the set differential pressure ΔP MAX · N. If YES, in step 13, the vane ( 15) control is performed,
On the other hand, in the case of No, the differential pressure ΔPI is the set differential pressure ΔP MAX
Whether it is greater than or equal to N is determined in step 14, and if no, the routine from step 5 is repeated, and in the case of yes, it is determined that the critical area is reached and the compressor ( 1) is stopped and this stop is displayed on the display (7).
また、前記ステップ13でのベーンコントロールは、第
8図に示したサブルーチンに基づいて行われるのであ
り、即ち、先ず、ステップ21において、現在のベーン開
度ΦKがK=0であることが読み込まれ、次に、ステッ
プ22において、前記アラーム出力差圧ΔPaLより前記差
圧ΔPIが高いか否かが判断され、ノーの場合は前記ステ
ップ21からのルーチンを繰り返し、イエスの場合には、
ステップ23において、前記ベーン開度ΦK=ΦK-1+Δ
Φ(開度変化量)が設定されて、この後前記圧縮機
(1)のモータ電流IMがステップ24で読み込まれ、次
に、ステップ25において、前記モータ電流IMが、その定
格電流ISTに係数1.05を乗算した値より小さいか否かが
判断され、イエスの場合には、前記ステップ21からのル
ーチンを繰り返し、ノーの場合には、ステップ26におい
て、前記ベーン(15)の開度が保持されるのである。Further, the vane control in step 13 is performed based on the subroutine shown in FIG. 8. That is, first, in step 21, it is read that the current vane opening ΦK is K = 0. Next, in step 22, it is judged whether or not the differential pressure ΔPI is higher than the alarm output differential pressure ΔP aL , and if no, the routine from step 21 is repeated, and if yes,
In step 23, the vane opening ΦK = ΦK -1 + Δ
Φ (amount of change in opening) is set, and thereafter, the motor current IM of the compressor (1) is read in step 24, and then, in step 25, the motor current IM becomes its rated current I ST . It is determined whether or not it is smaller than the value multiplied by the coefficient 1.05. If the result is yes, the routine from step 21 is repeated. If the result is no, in step 26, the opening of the vane (15) is maintained. Is done.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のサージング発生予測時
間表示装置は、ターボ圧縮機(1)にモータ軸を中心に
回転するインペラー(13)とディフューザー(14)とを
設けると共に、該ディフューザー(14)における流路入
口近くにおいてモータ軸方向に相対向するシュラウド側
圧力とハブ側圧力との差圧を検出する差圧検出器(5)
と、この差圧検出器(5)からの検出結果から差圧を演
算し、この差圧変化からサージング発生に至る時間を演
算して予測するコントローラ(6)と、該コントローラ
(6)に接続され、このコントローラ(6)で演算した
サージング発生予測時間を表示するディスプレイ(7)
とを設けたから、前記圧縮機(1)側でのサージング発
生を正確に予測して、前記ディスプレイ(7)に正確な
予測時間を表示することができるのである。(Effects of the Invention) As described above, in the surging occurrence predicted time display device of the present invention, the turbo compressor (1) is provided with the impeller (13) rotating around the motor shaft and the diffuser (14), A differential pressure detector (5) for detecting the differential pressure between the pressure on the shroud side and the pressure on the hub side, which face each other in the motor axial direction near the flow path inlet of the diffuser (14).
And a controller (6) that calculates a differential pressure from the detection result from the differential pressure detector (5) and calculates and predicts the time from the change in the differential pressure to the occurrence of surging, and is connected to the controller (6) A display (7) for displaying the surging occurrence predicted time calculated by the controller (6)
Since the provision of and is provided, it is possible to accurately predict the occurrence of surging on the compressor (1) side and display the accurate predicted time on the display (7).
従って、使用者は、該ディスプレイ(7)に表示され
たサージング発生予測時間に基づき、サージングが発生
する前に、適切なサージング防止処置を施すことが可能
となるのである。Therefore, the user can take appropriate surging prevention measures before surging occurs based on the surging occurrence predicted time displayed on the display (7).
また、本発明のサージング予防装置では、ターボ圧縮
機(1)にモータ軸を中心に回転するインペラー(13)
とディフューザー(14)とを設けると共に、該ディフュ
ーザー(14)における流路入口近くにおいてモータ軸方
向に相対向するシュラウド側圧力とハブ側圧力との差圧
を検出する差圧検出器(5)と、この差圧検出器(5)
からの検出結果から差圧を演算し、この差圧変化からサ
ージング発生に至る時間を演算して予測するコントロー
ラ(6)と、前記ターボ圧縮機(1)におけるサクショ
ンベーン(15)の開度を調整する開度調整機構(16)と
を設け、前記コントローラ(6)に、シュラウド側圧力
とハブ側圧力との差圧がサージング発生差圧に近づいた
とき、前記開度調整機構(16)に動作信号を出力して、
前記ベーン(15)の開度を開方向に制御する出力部
(8)を設けたから、前記ターボ圧縮機(1)のディフ
ューザー(14)における流路入口近くにおいてモータ軸
方向に相対向するシュラウド側圧力とハブ側圧力との差
圧を前記差圧検出器(5)で検出して、前記コントロー
ラ(6)に入力し、該コントローラ(6)で差圧変化を
演算し、この演算値に基づき前記差圧がサージング発生
差圧に近づいたときには、前記コントローラ(6)の出
力部(8)から前記開度調整機構(16)に動作信号が出
力されて、前記ベーン(15)を開方向に制御し、該ベー
ン(15)の開動作に伴い前記圧縮機(1)側のサージン
グヘッドをサージングラインから遠ざけて、この圧縮機
(1)でのサージングを自動的に回避できるのである。Further, in the surging prevention device of the present invention, the turbo compressor (1) has an impeller (13) rotating around a motor shaft.
And a diffuser (14), and a differential pressure detector (5) for detecting the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure, which face each other in the motor axial direction near the flow path inlet of the diffuser (14). , This differential pressure detector (5)
The controller (6), which calculates the differential pressure from the detection result from, and calculates and predicts the time from this differential pressure change to the occurrence of surging, and the opening of the suction vane (15) in the turbo compressor (1). An opening adjustment mechanism (16) for adjusting is provided, and when the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure approaches the surging occurrence differential pressure in the controller (6), the opening adjustment mechanism (16) is provided. Output the operation signal,
Since the output part (8) for controlling the opening degree of the vane (15) in the opening direction is provided, the shroud side facing each other in the motor axial direction near the flow path inlet of the diffuser (14) of the turbo compressor (1). The differential pressure between the pressure and the hub-side pressure is detected by the differential pressure detector (5) and input to the controller (6), the differential pressure change is calculated by the controller (6), and based on this calculated value When the differential pressure approaches the surging-generated differential pressure, an operation signal is output from the output section (8) of the controller (6) to the opening adjustment mechanism (16) to open the vane (15) in the opening direction. The surging head on the compressor (1) side can be controlled away from the surging line by controlling and opening the vane (15) to automatically avoid surging on the compressor (1).
第1図は本発明のサージング予防装置を適用したターボ
冷凍機の冷凍回路図、第2図は同冷凍機のターボ圧縮機
を示す断面図、第3図は要部の拡大断面図、第4図はサ
ージング発生状態を説明する説明図、第5図及び第6図
はそれぞれ機種の異なる圧縮機の断熱ヘッドと差圧との
関係を示す説明図、第7図は同予防装置の制御態様を示
すフローチャート図、第8図はベーンコントロールを行
う場合のサブルーチンを示すフローチャート図、第9図
及び第10図は従来例を説明する図面である。 (1)……ターボ圧縮機 (13)……インペラー (14)……ディフューザー (15)……サクションベーン (16)……開度調整機構 (5)……差圧検出器 (6)……コントローラ (7)……ディスプレイ (8)……出力部FIG. 1 is a refrigeration circuit diagram of a turbo refrigerator to which a surging prevention device of the present invention is applied, FIG. 2 is a sectional view showing a turbo compressor of the refrigerator, FIG. 3 is an enlarged sectional view of essential parts, and FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a surging occurrence state, FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams showing a relationship between a heat insulating head and a differential pressure of compressors of different models, and FIG. 7 is a control mode of the preventive device. FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine for performing vane control, and FIGS. 9 and 10 are drawings for explaining a conventional example. (1) …… Turbo compressor (13) …… Impeller (14) …… Diffuser (15) …… Suction vane (16) …… Opening adjustment mechanism (5) …… Differential pressure detector (6) …… Controller (7) …… Display (8) …… Output section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−181096(JP,A) 特開 昭58−15793(JP,A) 実開 昭49−123606(JP,U) 実開 昭63−31292(JP,U) 実開 昭59−156199(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-181096 (JP, A) JP-A-58-15793 (JP, A) Actually open 49-123606 (JP, U) Actual-open Sho 63- 31292 (JP, U) Actual development Sho 59-156199 (JP, U)
Claims (2)
転するインペラー(13)とディフューザー(14)とを設
けると共に、 該ディフューザー(14)における流路入口近くにおいて
モータ軸方向に相対向するシュラウド側圧力とハブ側圧
力との差圧を検出する差圧検出器(5)と、この差圧検
出器(5)からの検出結果から差圧を演算し、この差圧
変化からサージング発生に至る時間を演算して予測する
コントローラ(6)と、 該コントローラ(6)に接続され、このコントローラ
(6)で演算したサージング発生予測時間を表示するデ
ィスプレイ(7)とを備えていることを特徴とするター
ボ冷凍機のサージング発生予測時間表示装置。1. A turbo compressor (1) is provided with an impeller (13) rotating around a motor shaft and a diffuser (14), and opposed to each other in the motor axial direction in the vicinity of a flow path inlet of the diffuser (14). The differential pressure detector (5) that detects the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure, and the differential pressure is calculated from the detection result from this differential pressure detector (5), and surging occurs from this differential pressure change. And a display (7) connected to the controller (6) for displaying the surging occurrence predicted time calculated by the controller (6). A characteristic display device for predicting surging occurrence in turbo refrigerators.
転するインペラー(13)とディフューザー(14)とを設
けると共に、 該ディフューザー(14)における流路入口近くにおいて
モータ軸方向に相対向するシュラウド側圧力とハブ側圧
力との差圧を検出する差圧検出器(5)と、 この差圧検出器(5)からの検出結果から差圧を演算
し、この差圧変化からサージング発生に至る時間を演算
して予測するコントローラ(6)と、 前記ターボ圧縮機(1)におけるサクションベーン(1
5)の開度を調整する開度調整機構(16)とを備え、 前記コントローラ(6)に、シュラウド側圧力とハブ側
圧力との差圧がサージング発生差圧に近づいたとき、前
記開度調整機構(16)に動作信号を出力して、前記ベー
ン(15)の開度を開方向に制御する出力部(8)を備え
ていることを特徴とするターボ冷凍機のサージング予防
装置。2. A turbo compressor (1) is provided with an impeller (13) rotating around a motor shaft and a diffuser (14), and opposed to each other in the motor axial direction in the vicinity of a flow path inlet of the diffuser (14). The differential pressure detector (5) that detects the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure, and the differential pressure is calculated from the detection result from this differential pressure detector (5), and surging occurs from this differential pressure change. (6) that calculates and predicts the time to reach the suction vane (1) in the turbo compressor (1).
An opening adjustment mechanism (16) for adjusting the opening of 5) is provided, and when the differential pressure between the shroud side pressure and the hub side pressure approaches the surging occurrence differential pressure in the controller (6), A surging prevention device for a turbo refrigerator, comprising: an output unit (8) for outputting an operation signal to the adjusting mechanism (16) to control the opening of the vane (15) in the opening direction.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103190A JPH0819919B2 (en) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | Surging occurrence predicted time display device and surging prevention device for turbo refrigerator |
| US07/631,459 US5095714A (en) | 1989-12-25 | 1990-12-21 | Surging prediction device for a centrifugal compressor |
| KR1019900021757A KR910012552A (en) | 1989-12-25 | 1990-12-26 | Surging prevention device for centrifugal compressor |
| EP90125600A EP0435294B1 (en) | 1989-12-25 | 1990-12-27 | A surging prediction device for a centrifugal compressor |
| ES90125600T ES2080101T3 (en) | 1989-12-25 | 1990-12-27 | AN OVERPRESSURE FORECASTING DEVICE FOR A CENTRIFUGAL COMPRESSOR. |
| DE69022701T DE69022701D1 (en) | 1989-12-25 | 1990-12-27 | Pump prediction device for a centrifugal compressor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9103190A JPH0819919B2 (en) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | Surging occurrence predicted time display device and surging prevention device for turbo refrigerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290094A JPH03290094A (en) | 1991-12-19 |
| JPH0819919B2 true JPH0819919B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=14015152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103190A Expired - Fee Related JPH0819919B2 (en) | 1989-12-25 | 1990-04-05 | Surging occurrence predicted time display device and surging prevention device for turbo refrigerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819919B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10539353B2 (en) * | 2013-03-15 | 2020-01-21 | Daikin Applied Americas Inc. | Refrigerating apparatus and control device for refrigerating machine |
-
1990
- 1990-04-05 JP JP9103190A patent/JPH0819919B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03290094A (en) | 1991-12-19 |
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|---|---|---|---|
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