專利名稱：渦輪壓縮機及其容量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪壓縮機及其容量控制方法，特別是涉及使用入口可變引導(dǎo)葉片進(jìn)行容量控制的渦輪壓縮機及其容量控制方法。
背景技術(shù)：
渦輪壓縮機中，為了防止在低風(fēng)量區(qū)域發(fā)生的喘振，一般采用將設(shè)置于壓縮機的吸入側(cè)的入口可變引導(dǎo)葉片全開，將設(shè)置于壓縮機吐出側(cè)的放風(fēng)閥全開，從負(fù)荷運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的方法。在這種方法中，通過將吐出壓力設(shè)成大氣壓，將相對于壓縮機的吐出壓力的吸入風(fēng)量的特性移至發(fā)生喘振的領(lǐng)域之外。
在上述喘振回避方法中，在轉(zhuǎn)移至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時雖能夠回避喘振但壓縮機的動力消耗并沒有大的降低。在此，降低壓縮機的動力消耗的示例在日本特開平4-136498號公報中記載。在該公報中所記載的容量控制方法中，設(shè)置蓄氣箱作為緩沖器使用，在消耗氣體量降低時將該蓄氣箱的壓力設(shè)定值提高至容許的上限，降低無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時間的方法被記載。此時，在蓄氣箱的壓力變動的周期短時，將入口引導(dǎo)葉片的動作減少以防止喘動。
還有，使用低風(fēng)壓控制及負(fù)荷運轉(zhuǎn)于無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換控制的壓縮機的容量控制方法的其他例在日本特開平1-167498號公報中記載。在該公報中，與日本特開平4-136498號公報同樣，在消耗氣體量降低時使吐出壓力的設(shè)定值上升。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高容量控制的渦輪壓縮機的信賴性。本發(fā)明其他的目的是使渦輪壓縮機的維護(hù)周期加長。本發(fā)明的其他的目的是將渦輪壓縮機的入口引導(dǎo)葉片裝置長壽命化。而且，本發(fā)明將達(dá)成這些目的中的至少任何一個作為目的。
為了達(dá)成上述目的的本發(fā)明的特征是，在具有壓縮機主體、入口向?qū)~片裝置、開度可變的放風(fēng)閥的渦輪壓縮機中，該壓縮機主體壓縮作動流體，該入口向?qū)~片裝置具有設(shè)置于該壓縮機主體的吸入側(cè)的多個向?qū)~片，該放風(fēng)閥設(shè)置于壓縮機主體的吐出側(cè)，設(shè)置壓力檢測機構(gòu)、記憶機構(gòu)、及控制裝置，該壓力檢測機構(gòu)檢測前述壓縮機的吐出壓力，該記憶機構(gòu)至少記憶前述入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度在設(shè)定臨界以下運轉(zhuǎn)的時間和次數(shù)中的任一個，該控制機構(gòu)根據(jù)該記憶機構(gòu)所記憶的值控制前述放風(fēng)閥和向?qū)~片。
而且在這個特征中，控制機構(gòu)將向?qū)~片設(shè)為在設(shè)定臨界以下的開度，當(dāng)運轉(zhuǎn)壓縮機主體的時間或次數(shù)在規(guī)定值以下的情況下、壓力傳感器檢測出的壓力上升到設(shè)定壓力以上時，將向?qū)~片開度全閉使其轉(zhuǎn)移至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)地控制為宜，另外，控制機構(gòu)將前述向?qū)~片設(shè)為臨界以下的開度，當(dāng)運轉(zhuǎn)壓縮機主體的時間或次數(shù)超過規(guī)定值時、壓力傳感器檢測出的壓力上升到設(shè)定壓力以上時，將向?qū)~片開度設(shè)定在設(shè)定臨界開度并控制放風(fēng)閥的開度為宜。
為了達(dá)成上述目的的本發(fā)明其他的特征是，在使用入口向?qū)~片裝置和放風(fēng)閥進(jìn)行容量控制的渦輪壓縮機的容量控制方法中，在以壓縮機的喘振臨界以下的流量運轉(zhuǎn)時，當(dāng)該臨界流量以下的運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)在規(guī)定值以下時，將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度置于全開打開放風(fēng)閥，當(dāng)運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)的頻度超過規(guī)定值時，將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度設(shè)為設(shè)定臨界值、對應(yīng)該渦輪壓縮機的吐出壓力控制放風(fēng)閥開度。
而且最好是在將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度設(shè)為設(shè)定臨界值、控制放風(fēng)閥開度的運轉(zhuǎn)中，吐出壓力在成為第2設(shè)定壓力以下時將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度全開。
為了達(dá)成上述目的的本發(fā)明其他的特征是，在將無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)及定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)切換進(jìn)行運轉(zhuǎn)的渦輪壓縮機的容量控制方法中，在以壓縮機的喘振臨界以下的流量運轉(zhuǎn)時，當(dāng)該臨界流量以下的運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)的頻度在規(guī)定值以下時，進(jìn)行無負(fù)荷運轉(zhuǎn)，當(dāng)前述運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)超過規(guī)定值時，進(jìn)行使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)。
而且最好是，在使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，吐出壓力在成為第2設(shè)定壓力以下時，切換至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)；在使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，渦輪壓縮機的吸入流量成為規(guī)定值以下時，切換至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)；運轉(zhuǎn)次數(shù)或運轉(zhuǎn)時間的頻度的設(shè)定值根據(jù)渦輪壓縮機的保養(yǎng)周期設(shè)定；頻度的設(shè)定值是每一周的放風(fēng)閥的動作時間除以無負(fù)荷運轉(zhuǎn)每一次的運轉(zhuǎn)時間。
圖1是本發(fā)明的渦輪壓縮機的一個實施例的系統(tǒng)圖。
圖2是說明相對于渦輪壓縮機的吸入風(fēng)量的吐出壓力的特性的圖。
圖3是說明渦輪壓縮機的特性變化的圖。
圖4是說明渦輪壓縮機的容量控制運轉(zhuǎn)的圖。
圖5是說明渦輪壓縮機的容量控制運轉(zhuǎn)的圖。
圖6是說明渦輪壓縮機的定風(fēng)壓控制的圖。
圖7是說明渦輪壓縮機的定風(fēng)壓控制的圖。
圖8是表示在工廠中一天的壓縮氣體消耗量變化的一例的圖。
圖9是表示在工廠中特定時間的壓縮氣體消耗量變化的一例的圖。
圖10是表示在工廠中特定時間的壓縮氣體消耗量變化的一例的圖。
具體實施例方式
下面使用圖面說明本發(fā)明的一個實施例。圖1是本發(fā)明的單層的渦輪壓縮機60的系統(tǒng)圖。在壓縮作動氣體的渦輪壓縮機主體3的上游側(cè)設(shè)置具有多個引導(dǎo)葉片、該引導(dǎo)葉片的引導(dǎo)葉片角度可變的入口引導(dǎo)葉片裝置2，在該入口引導(dǎo)葉片裝置2的更上游側(cè)設(shè)置吸入過濾器1。
在渦輪壓縮機主體3的下游側(cè)，夾置著冷卻作動氣體的冷卻器4形成分歧部5a。分歧部5a的一方與止回閥5連接，在止回閥5的下游，設(shè)置檢測渦輪壓縮機60的吐出壓力的壓力傳感器6。壓力傳感器6的下游側(cè)與需要源配管連接。在分歧部5a的另一方連接著用于將作為作動氣體的空氣向大氣開放的放風(fēng)閥12。放風(fēng)閥12是開度可變的控制閥，在該放風(fēng)閥12上連接著放風(fēng)閥開度檢測裝置15。
在入口引導(dǎo)葉片裝置2上，設(shè)置檢測該入口引導(dǎo)葉片裝置2所具有的多個入口引導(dǎo)葉片(引導(dǎo)葉片)的引導(dǎo)葉片安裝角度的引導(dǎo)葉片開度檢測裝置10。另外，入口引導(dǎo)葉片裝置2的引導(dǎo)葉片安裝角度通過引導(dǎo)葉片驅(qū)動裝置8被設(shè)定，壓力傳感器6檢測出的渦輪壓縮機60的吐出壓力、放風(fēng)閥開度檢測裝置15檢測出的放風(fēng)閥開度、以及引導(dǎo)葉片開度檢測裝置10檢測出的引導(dǎo)葉片開度的檢測信號被輸入，也設(shè)置將根據(jù)此輸入值控制引導(dǎo)葉片開度及放風(fēng)閥開度的控制信號輸出的控制裝置17?？刂蒲b置17具有記憶入口引導(dǎo)葉片開度的履歷、后述的喘振的數(shù)據(jù)的記憶機構(gòu)。
將這樣構(gòu)成的渦輪壓縮機60的動作進(jìn)行如下的說明。通過了吸入過濾器1的作動氣體通過入口引導(dǎo)葉片被擠壓、在渦輪壓縮機主體3內(nèi)被壓縮。接著，通過冷卻器4被冷卻后經(jīng)過止回閥5被向吐出側(cè)壓送。止回閥5下游的壓力傳感器6將吐出壓力作為壓力信號輸入到控制裝置17中。
控制裝置17從被輸入的壓力信號7和從未圖示的上位控制機構(gòu)輸送來的目標(biāo)壓力信號18，使渦輪壓縮機60的吐出壓力Pdb成為目標(biāo)吐出壓力Pt地將葉片驅(qū)動指令信號9送信給葉片驅(qū)動裝置8。葉片驅(qū)動裝置8調(diào)整入口引導(dǎo)葉片裝置2的引導(dǎo)葉片開度β。該被調(diào)整的葉片開度β從葉片開度檢測裝置10作為葉片開度信號11向控制裝置17反饋。
控制裝置17，如果象這樣使用入口引導(dǎo)葉片裝置2進(jìn)行容量調(diào)整，渦輪壓縮機顯示圖2所示的特性曲線。即，在以吸入量Qs為橫軸、吐出壓力Pd為縱軸的該圖2中，從壓縮機的最大吸入風(fēng)量直到在其以下產(chǎn)生作為不穩(wěn)定現(xiàn)象的喘振的喘振線SL1與目標(biāo)吐出壓力Pt的交點的最小吸入風(fēng)量Qs1成為壓縮機工作范圍Qst。為了進(jìn)入這樣的風(fēng)量范圍，使入口引導(dǎo)葉片裝置2的引導(dǎo)葉片角度變化。最大吸入風(fēng)量中的引導(dǎo)葉片角度為βmax，最小吸入風(fēng)量中的引導(dǎo)葉片角度為βmin。
但是，在本實施例中的渦輪壓縮機中，將負(fù)荷運轉(zhuǎn)、無負(fù)荷運轉(zhuǎn)及定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)的3種運轉(zhuǎn)方法轉(zhuǎn)換適用。負(fù)荷運轉(zhuǎn)在吸入流量位于圖2的壓縮機工作范圍Qst內(nèi)時，是需要源的作動氣體的消耗量比較多的情況。在負(fù)荷運轉(zhuǎn)中，與需要源的氣體消耗量相平衡調(diào)整引導(dǎo)葉片的開度。具體的是使吐出壓力傳感器6檢測出的壓縮機吐出壓力成為目標(biāo)壓力值Pt地控制裝置17對入口引導(dǎo)葉片驅(qū)動裝置8進(jìn)行引導(dǎo)葉片角度指令9。
若氣體消耗量減少，即使將引導(dǎo)葉片角度擰到最小角度βmin，吐出壓力傳感器6檢測出的壓縮機吐出壓力也超過目標(biāo)壓力值Pt。這種情況下，由于若再減少引導(dǎo)葉片角度將發(fā)生喘振，控制裝置17將入口引導(dǎo)葉片一下緊閉使其成為全閉地對引導(dǎo)葉片驅(qū)動裝置8進(jìn)行指令。與此同時對放風(fēng)閥驅(qū)動裝置13進(jìn)行使放風(fēng)閥12全開的指令。這就是無負(fù)荷運轉(zhuǎn)。在該無負(fù)荷運轉(zhuǎn)中，如圖3所示壓縮機的吸入風(fēng)量大約為0，吐出壓力成為大氣壓力(曲線step1)。因此，回避了喘振、壓縮機的動力大幅度地降低。另外，由于在該無負(fù)荷運轉(zhuǎn)中止回閥5作用，可以防止從需要側(cè)向壓縮機的高壓氣體的逆流。
由于切斷了向吐出側(cè)的壓縮氣體的供應(yīng)，止回閥5下游的吐出側(cè)壓力與氣體的消耗量相對應(yīng)逐漸地減少。若吐出側(cè)壓力減少至設(shè)定值Pmin，控制裝置17對葉片驅(qū)動裝置8進(jìn)行將引導(dǎo)葉片開至最小開度βmin的指令。由于引導(dǎo)葉片打開，渦輪壓縮機60的吐出壓力多少上升一些，吸入風(fēng)量增大(曲線step2)。在經(jīng)過規(guī)定時間后，控制裝置17對放風(fēng)閥驅(qū)動裝置13傳送使放風(fēng)閥12全開的指令信號(曲線step3)。據(jù)此，移行到負(fù)荷運轉(zhuǎn)。
圖4表示反復(fù)進(jìn)行負(fù)荷運轉(zhuǎn)和無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時的壓力變化，圖5表示當(dāng)時的從壓縮機主體吐出的作動氣體的風(fēng)量變化。在負(fù)荷運轉(zhuǎn)(TL)中，吐出側(cè)壓力傳感器6檢測出的吐出壓力Pdc若超過設(shè)定壓力Pt將入口引導(dǎo)葉片全閉，將放風(fēng)閥12全開移行到無負(fù)荷運轉(zhuǎn)(Tu)。此時由于止回閥工作需要側(cè)的高壓氣體不會被放風(fēng)。由于不會從壓縮機主體3供應(yīng)高壓氣體，遵從需要側(cè)的氣體消耗量吐出壓力傳感器6檢測出的吐出壓力Pdc降低。若該壓力成為設(shè)定最小壓力Pmin，將放風(fēng)閥12全開，將入口引導(dǎo)葉片開啟到喘振臨界的葉片角度。其結(jié)果，從壓縮機主體3吐出的氣體的吐出壓力Pdc如在圖4中以實線表示的曲線那樣地變化。此時，從壓縮機主體3吐出的氣體量Qdb在無負(fù)荷運轉(zhuǎn)(Tu)中降低至大約為0。在移行到負(fù)荷運轉(zhuǎn)(TL)后，喘振線(SL1)上無負(fù)荷運轉(zhuǎn)一直繼續(xù)到消耗氣體量降低。在交互反復(fù)負(fù)荷運轉(zhuǎn)和無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的需要源的消耗氣體量為點化線Qdc。
但是，若反復(fù)上述負(fù)荷運轉(zhuǎn)和無負(fù)荷運轉(zhuǎn)，具有入口引導(dǎo)葉片裝置2的可動部、特別是引導(dǎo)葉片及軸承、密封件由于急劇的全閉和復(fù)原被磨損或產(chǎn)生疲勞，有可能發(fā)生破壞或損傷。在此本發(fā)明將負(fù)荷運轉(zhuǎn)和無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換頻度抑制在規(guī)定頻度以下。即，為了計算無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換次數(shù)，將指令放風(fēng)閥12的開閉的次數(shù)進(jìn)行記數(shù)，記憶在設(shè)置于控制裝置17的記憶機構(gòu)17a中。在記憶機構(gòu)17a中每一周動作次數(shù)Nw或者每一月的動作次數(shù)Nm作為動作次數(shù)被記錄。
預(yù)先作為實驗地求出入口引導(dǎo)葉片的臨界動作次數(shù)Nmax。對本實施例的渦輪壓縮機進(jìn)行周期性的維護(hù)。為了一直到維護(hù)時期不使渦輪壓縮機發(fā)生故障，應(yīng)知道在每一周能夠使放風(fēng)閥12動作幾次。從此開始，求出每一周的臨界動作次數(shù)Nwmax或者每一月的臨界動作次數(shù)Nmmax。
將被記憶在記憶機構(gòu)17a中的放風(fēng)閥12的動作次Nw與上述臨界動作次數(shù)Nwmax(或Nmmax)進(jìn)行比較。在動作次數(shù)Nw比臨界動作次數(shù)Nwmax少的情況下(Nw≤Nwmax的情況)，引導(dǎo)葉片裝置2一直到下一次渦輪壓縮機的維護(hù)期間發(fā)生故障的可能性低。在此，渦輪壓縮機的運轉(zhuǎn)是將無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)切換運轉(zhuǎn)。
與此相對，在動作次數(shù)Nw超過臨界動作次數(shù)Nwmax的情況下(Nw≥Nwmax的情況)，一直到下一次渦輪壓縮機的維護(hù)期間引導(dǎo)葉片裝置2發(fā)生故障的可能性高。在此，將渦輪壓縮機的運轉(zhuǎn)移行至不全部關(guān)閉引導(dǎo)葉片的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)。這里的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)是使引導(dǎo)葉片角度降低至不引起喘振的臨界角度，控制放風(fēng)閥12使吐出壓力傳感器6的檢測壓力為一定的運轉(zhuǎn)。在定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，由于可以回避入口可變引導(dǎo)葉片急劇的全開及復(fù)原動作，可以防止由于疲勞的引導(dǎo)葉片的老化和軸承密封部的損傷。
在定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，即使吸入風(fēng)量在規(guī)定值以下，也可以維持入口引導(dǎo)葉片的翼片角度為最小葉片開度βmin。據(jù)此壓縮機主體3不會產(chǎn)生喘振而穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。另外，在該狀態(tài)下若緊閉放風(fēng)閥12，由于風(fēng)量過多吐出壓力上升，使吐出側(cè)的壓力成為規(guī)定值地調(diào)整放風(fēng)閥的開度。在圖6及圖7中表示這種狀況。
在定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，壓縮機主體3以不發(fā)生喘振的狀態(tài)繼續(xù)負(fù)荷運轉(zhuǎn)。即，壓縮機主體3的作動點01成為風(fēng)量Qs1、壓力Pd1的喘振臨界點。吐出壓力傳感器6檢測出的需要側(cè)壓力Pdc，由于在壓縮機主體3被壓縮的高壓氣體的大部分被釋放到大氣中，被維持在Pd1。吸入風(fēng)量對應(yīng)放氣量為喘振臨界值Qs1以下。被釋放到大氣的氣體量若需要源的氣體消耗量不恢復(fù)為在圖7中斜線所示的部分Qd。在此，從壓縮機主體3被吐出的壓縮氣體量Qd為臨界值Qd1，需要源的消耗氣體量為Qc。
如果在移行至定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)后消耗氣體量恢復(fù)，將回到無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換運轉(zhuǎn)。這種狀況如下所示。將定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中放風(fēng)閥12的1周內(nèi)的動作時間Tb記憶在控制裝置17的記憶機構(gòu)17a中。將該動作時間Tb用預(yù)先被記憶在該記憶機構(gòu)17a中的作為無負(fù)荷運轉(zhuǎn)1次所要的時間的平均無負(fù)荷運轉(zhuǎn)時間Tu(常數(shù))相除，求出無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換次數(shù)Nw。將切換次數(shù)Nw與預(yù)先求出的1周的平均切換次數(shù)Nwmax進(jìn)行比較。測定出的切換次數(shù)Nw如果比平均切換次數(shù)Nwmax少(Nw≤Nwmax)，再返回到無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換運轉(zhuǎn)。據(jù)此，降低消耗動力。還有，能夠?qū)⒁龑?dǎo)葉片的動作次數(shù)抑制在允許限度內(nèi)，可防止入口引導(dǎo)葉片裝置2由于疲勞及磨耗的老化。
使用圖8至圖10說明本發(fā)明的其他實施例。本實施例中，預(yù)先掌握需要源的氣體消耗狀況，預(yù)測控制渦輪壓縮機。在圖8中表示某工廠的消耗空氣量Qa的變化。在午餐時間工廠全體的氣體消耗量Qa為零或者接近零的狀態(tài)(狀態(tài)A)。另外，在作為午后的休息時間的午后3時左右，只有為了維持可使機械運轉(zhuǎn)的待機狀態(tài)所必要程度的氣體消耗量。因此，從壓縮機主體的能力來看，成為喘振臨界附近的氣體消耗量(狀態(tài)B)。在一般的作業(yè)結(jié)束后的午后5時附近氣體消耗量再次降低，之后直到工廠的運轉(zhuǎn)停止的深夜氣體的消耗量逐漸降低。
在預(yù)知氣體的消耗量Qa的傾向時，能夠由上述實施例進(jìn)一步降低消耗動力。在負(fù)荷運轉(zhuǎn)中氣體的消耗量Qa減少成為喘振臨界以下時，移行至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的情況與上述實施例同樣。還有，無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)的切換次數(shù)Nw、在超過預(yù)先求出的臨界切換次數(shù)Nwmax(Nw＞Nwmax)時切換至定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)的情況也與上述實施例同樣。另外，本實施例中臨界切換次數(shù)Nwmax1設(shè)定為比上述實施例的臨界切換次數(shù)小(Nwmax＞Nwmax1)。
但是如果在負(fù)荷狀態(tài)成為圖8所示的A狀態(tài)，可以預(yù)知消耗空氣量Qa暫時不會恢復(fù)(參照圖9)。在此，例如即使超過臨界切換次數(shù)Nwmax1，由于沒有頻繁發(fā)生急劇的引導(dǎo)葉片的開閉動作的擔(dān)心，不會切換到定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)而切換到無負(fù)荷運轉(zhuǎn)。如果這樣運轉(zhuǎn)渦輪壓縮機，將引導(dǎo)葉片全開，之后氣體消耗量恢復(fù)時雖然需要將引導(dǎo)葉片角度一直返回到喘振臨界時的設(shè)定角度βmin，但由于該次數(shù)只是1～2次左右，對入口引導(dǎo)葉片的損傷少。還有，在壓縮機主體被壓縮的壓縮氣體不會被釋放到大氣中，能夠降低渦輪壓縮機的消耗動力。
與此相對，如果壓縮機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)成為圖8的B狀態(tài)(參照圖10)，由于可預(yù)想是在喘振臨界風(fēng)量Qs1附近的運轉(zhuǎn)，回避伴隨引導(dǎo)葉片急劇的轉(zhuǎn)動的無負(fù)荷運轉(zhuǎn)的頻繁發(fā)生，移行至定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)。即，將引導(dǎo)葉片角度設(shè)定在喘振臨界的角度βmin，調(diào)整放風(fēng)閥12的開度。在該狀態(tài)下，只在氣體消耗量Qa進(jìn)一步減少變成預(yù)定的量Qmin以下時，從定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)移行至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)。這種狀態(tài)例如對應(yīng)圖8的A狀態(tài)。
根據(jù)本方法，由于在喘振臨界流量Qs1附近氣體消耗量Qa推移時進(jìn)行定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)，不會產(chǎn)生引導(dǎo)葉片的全開及之后的一直將引導(dǎo)葉片角度返回到喘振臨界時的角度的必要，能夠保護(hù)入口引導(dǎo)葉片裝置。另外，由于成為在在喘振臨界流量Qs1附近的運轉(zhuǎn)，被釋放的壓縮氣體量ΔQ時喘振臨界流量與消耗氣體量的差(ΔQ＝Qs1-Qa)是比較少的量，能夠降低渦輪壓縮機的消耗動力。
根據(jù)本實施例，能夠比上述實施例更降低消耗動力。還有，在定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中如果對應(yīng)渦輪壓縮機的設(shè)置狀況控制最小流量Qmin，能夠容易地控制引導(dǎo)葉片的動作次數(shù)，可簡單地使臨界動作次數(shù)達(dá)到未滿。另外，在上述各實施例中雖然將渦輪壓縮機作成單層，也可以實施于具有多層的壓縮機的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，由于在渦輪壓縮機中使負(fù)荷運轉(zhuǎn)和無負(fù)荷運轉(zhuǎn)及定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)切換運轉(zhuǎn)，使同時達(dá)成渦輪壓縮機的可靠性提高和動力降低成為可能。
權(quán)利要求
1.一種渦輪壓縮機，具有壓縮機主體、入口向?qū)~片裝置、開度可變的放風(fēng)閥，該壓縮機主體壓縮作動流體，該入口向?qū)~片裝置具有設(shè)置于該壓縮機主體的吸入側(cè)的多個向?qū)~片，該放風(fēng)閥設(shè)置于壓縮機主體的吐出側(cè)，其特征在于，設(shè)置壓力檢測機構(gòu)、記憶機構(gòu)、及控制裝置，該壓力檢測機構(gòu)檢測前述壓縮機的吐出壓力，該記憶機構(gòu)至少記憶前述入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度在設(shè)定臨界以下運轉(zhuǎn)的時間和次數(shù)中的任一個，該控制機構(gòu)根據(jù)該記憶機構(gòu)所記憶的值控制前述放風(fēng)閥和向?qū)~片。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪壓縮機，其特征在于，前述控制機構(gòu)將前述向?qū)~片設(shè)為在設(shè)定臨界以下的開度，當(dāng)運轉(zhuǎn)壓縮機主體的時間或次數(shù)在規(guī)定值以下的情況下、壓力傳感器檢測出的壓力上升到設(shè)定壓力以上時，將向?qū)~片開度全閉使其轉(zhuǎn)移至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)地控制。
3.如權(quán)利要求1所述的渦輪壓縮機，其特征在于，前述控制機構(gòu)將前述向?qū)~片設(shè)為臨界以下的開度，當(dāng)運轉(zhuǎn)壓縮機主體的時間或次數(shù)超過規(guī)定值時、壓力傳感器檢測出的壓力上升到設(shè)定壓力以上時，將向?qū)~片開度設(shè)定在設(shè)定臨界開度并控制放風(fēng)閥的開度。
4.一種渦輪壓縮機的容量控制方法，使用入口向?qū)~片裝置和放風(fēng)閥進(jìn)行容量控制，其特征在于，在以壓縮機的喘振臨界以下的流量運轉(zhuǎn)時，當(dāng)該臨界流量以下的運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)在規(guī)定值以下時，將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度置于全開打開放風(fēng)閥，當(dāng)前述運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)的頻度超過規(guī)定值時，將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度設(shè)為設(shè)定臨界值、對應(yīng)該渦輪壓縮機的吐出壓力控制放風(fēng)閥開度。
5.如權(quán)利要求4所述的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，在將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度設(shè)為設(shè)定臨界值、控制放風(fēng)閥開度的運轉(zhuǎn)中，吐出壓力在成為第二設(shè)定壓力以下時將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度全開。
6.一種渦輪壓縮機的容量控制方法，是將無負(fù)荷運轉(zhuǎn)和負(fù)荷運轉(zhuǎn)及定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)切換進(jìn)行運轉(zhuǎn)的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，在以壓縮機的喘振臨界以下的流量運轉(zhuǎn)時，當(dāng)該臨界流量以下的運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)的頻度在規(guī)定值以下時，進(jìn)行無負(fù)荷運轉(zhuǎn)，當(dāng)前述運轉(zhuǎn)時間或運轉(zhuǎn)次數(shù)超過規(guī)定值時，進(jìn)行使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，在前述使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，吐出壓力在成為第二設(shè)定壓力以下時，切換至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6所述的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，在前述使用放風(fēng)閥的定風(fēng)壓運轉(zhuǎn)中，渦輪壓縮機的吸入流量成為規(guī)定值以下時，切換至無負(fù)荷運轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求6所述的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，前述運轉(zhuǎn)次數(shù)或運轉(zhuǎn)時間的頻度的設(shè)定值根據(jù)渦輪壓縮機的保養(yǎng)周期設(shè)定。
10.如權(quán)利要求6所述的渦輪壓縮機的容量控制方法，其特征在于，前述頻度的設(shè)定值是每一周的放風(fēng)閥的動作時間除以無負(fù)荷運轉(zhuǎn)每一次的運轉(zhuǎn)時間。
全文摘要
渦輪壓縮機具有壓縮機主體、入口向?qū)~片裝置、開度可變的放風(fēng)閥，該壓縮機主體壓縮作動流體，該入口向?qū)~片裝置具有設(shè)置于該壓縮機主體的吸入側(cè)的多個向?qū)~片，該放風(fēng)閥設(shè)置于壓縮機主體的吐出側(cè)。在壓縮機的吐出側(cè)設(shè)置檢測吐出壓力的壓力檢測機構(gòu)。將入口向?qū)~片裝置的向?qū)~片開度在設(shè)定臨界以下運轉(zhuǎn)的時間和次數(shù)中的至少任一個記憶在記憶機構(gòu)中，根據(jù)該記憶機構(gòu)所記憶的值控制機構(gòu)控制入口向?qū)~片裝置和放風(fēng)閥。
文檔編號F04D27/02GK1459573SQ02142448
公開日2003年12月3日 申請日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月22日
發(fā)明者小谷晃士, 武田和夫 申請人:日立產(chǎn)業(yè)有限公司