压缩机系统技术方案

压缩机系统(1)具备：压缩机(11)；检测装置(21)；以及控制装置(90)，所述压缩机(11)具有：上游侧区域(11A)，其流入工作流体；下游侧区域(11B)，其工作流体的压力比上游侧区域(11A)高；入口引导叶片(11C)，其设置在上游侧区域(11A)的更上游侧，能够使流入的工作流体的流量变化；以及提取部(L)，其设置在上游侧区域(11A)与下游侧区域(11B)之间的部分，能够提取工作流体的至少一部分，所述检测装置(21)在上游侧区域(11A)以及下游侧区域(11B)至少各设置一个，检测工作流体的物理量，所述控制装置(90)基于物理量的变化，对入口引导叶片(11C)的开度以及基于提取部(L)提取量进行调节。的开度以及基于提取部(L)提取量进行调节。的开度以及基于提取部(L)提取量进行调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压缩机系统


[0001]本专利技术涉及压缩机系统。
[0002]本申请基于2019年3月26日在日本申请的日本特愿2019
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059225号主张优先权，将其内容援引于此。

技术介绍

[0003]已知例如在包含轴流压缩机、离心压缩机的涡轮压缩机中，若在保持转速一定的状态下变更运转点以使提高压力比，则会产生被称为旋转失速、喘振的现象。特别是喘振有可能导致压缩机内部的工作流体的逆流、旋转轴的振动。因此，对能够避免或抑制喘振的技术的要求日益提高。
[0004]作为这样的技术的一个例子，已知有下述专利文献1所记载的技术。在专利文献1公开了包含静压传感器、动压传感器、流速传感器的各种检测装置、和通过对基于这些检测装置的检测值进行频率处理来捕捉成为喘振的预兆的变化的技术。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利4030490号公报

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的课题
[0009]然而，在上述专利文献1所记载的装置中，若不成为喘振进行了某种程度的状态，则存在基于检测装置的检测值被噪声(变动成分)埋没的情况。由此，有可能无法高精度地检测喘振的预兆。
[0010]本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够以更高的精度探测喘振的产生，并且能够抑制喘振的压缩机系统。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术的一个方式涉及的压缩机系统具备：压缩机；检测装置；以及控制装置，所述压缩机具有：上游侧区域，其流入工作流体；下游侧区域，其与该上游侧区域连通，并且所述工作流体的压力比所述上游侧区域高；入口引导叶片，其设置在所述上游侧区域的更上游侧，能够使流入该上游侧区域的所述工作流体的流量变化；以及提取部，其设置在所述上游侧区域与所述下游侧区域之间的部分，能够提取所述工作流体的至少一部分，所述检测装置在所述上游侧区域以及所述下游侧区域至少各设置一个，检测所述工作流体的物理量，所述控制装置基于所述检测装置检测到的所述物理量的变化，对所述入口引导叶片的开度以及基于所述提取部的提取量中的任一者进行调节。
[0013]根据上述结构，在压缩机的上游侧区域和下游侧区域至少各设置有一个检测装置。检测装置检测工作流体的物理量。控制装置基于该物理量的变化，探测在工作流体的流动中产生的异常。控制装置对入口引导叶片的开度以及提取量中的任一者进行调节。由此，
能够消除在工作流体的流动中产生的异常。
[0014]在上述压缩机系统中，也可以是，所述检测装置具有：一对温度检测部，其在所述工作流体的流动方向上排列；以及加热部，其配置在该一对温度检测部之间，对所述工作流体进行加热，所述物理量是基于由所述一对温度检测部检测到的所述工作流体的温度差的该工作流体的流动方向以及流速。
[0015]根据上述结构，检测装置具有在流动方向上排列的一对温度检测部和设置于它们之间的加热部。在工作流体在流动方向上通过一对温度检测部时，工作流体被加热部加热。因此，在位于流动方向的下游侧的温度检测部与位于上游侧的温度检测部之间，检测的温度产生差。因此，能够探测工作流体在设置有检测到的温度高的温度检测部的一侧流动。也就是说，能够探测工作流体的流动方向。进而，通过检测由一对温度检测部检测到的温度差的绝对值，也能够探测工作流体的流速的变化。由此，例如当在压缩机的内部工作流体的流动中产生逆流(即，流动方向的变化)，或者产生成为逆流的预兆的流速的下降的情况下，能够立刻探测这些。
[0016]在上述压缩机系统中，也可以是，所述温度检测部以及所述加热部直接暴露在所述工作流体中。
[0017]根据上述结构，能够立刻检测工作流体的物理量的变化。由此，能够提高装置整体的响应性。
[0018]在上述压缩机系统中，也可以是，所述控制装置在所述下游侧区域中所述温度差向变小的方向变化的情况下，将所述入口引导叶片的开度向变大的方向调节。
[0019]根据上述结构，在由下游侧区域的检测装置检测到的基于一对温度检测部的温度差变小了的情况下，能够判断为在该下游侧区域，工作流体的流速下降了。若流速的下降持续，则最终有可能导致流动方向的变化。也就是说，流速的下降可以说是逆流的预兆。在该情况下，能够判断为压缩机的下游侧区域中的工作流体的流量过大，工作流体的流动开始停滞(正在产生喘振)。因此，控制装置将入口引导叶片的开度向变大的方向调节。由此，向下游侧区域供给的工作流体的流量减少。其结果是，能够在发展前避免喘振。
[0020]在上述压缩机系统中，也可以是，所述控制装置在所述上游侧区域中所述温度差向变小的方向变化的情况下，将所述提取量向变大的方向调节。
[0021]根据上述结构，在由上游侧区域的检测装置检测到的基于一对温度检测部的温度差变小了的情况下，能够判断为在该上游侧区域，工作流体的流速下降了。若流速的下降持续，则最终有可能导致流动方向的变化。也就是说，流速的下降可以说是逆流的预兆。在该情况下，能够判断为压缩机的上游侧区域中的工作流体的流量过大，工作流体的流动开始停滞(正在产生喘振)。因此，控制装置将提取量向变大的方向调节。由此，在上游侧区域停滞的工作流体被提取，流动的停滞被消除。其结果是，能够在发展前避免喘振。
[0022]在上述压缩机系统中，也可以是，所述压缩机具有：旋转轴，其能够绕轴线旋转；多个动叶片级，其设置在该旋转轴，在所述轴线方向上排列；壳体，其从外周侧覆盖所述旋转轴以及所述动叶片级；以及多个静叶片级，其设置在该壳体的内周面，与所述多个动叶片级在所述轴线方向上交替地排列，所述上游侧区域是所述多个动叶片级中的比从最上游侧开始数第三级的所述动叶片级更靠上游侧的区域，所述下游侧区域是所述多个动叶片级中的比从最下游侧开始数第三级的所述动叶片级更靠下游侧的区域。
[0023]在此，已知，在如上所述的压缩机中，在比从最上游侧开始数第三级的动叶片级更靠上游侧的区域以及比从最下游侧开始数第三级的动叶片级更靠下游侧的区域，特别容易产生喘振。根据上述结构，由于将这些区域分别作为上游侧区域、下游侧区域，因此能够早期且准确地探测喘振的产生、其预兆。
[0024]在上述压缩机系统中，也可以是，所述静叶片级具有：多个静叶片，其在相对于所述轴线的径向上延伸，并且在周向上排列，具有朝向上游侧的负压面以及朝向下游侧的正压面，所述检测装置设置在所述负压面。
[0025]在此，在静叶片的负压面特别容易产生工作流体的剥离、逆流。根据上述的结构，由于在该负压面设置有检测装置，因此能够早期且准确地探测上述的剥离、逆流。
[0026]在上述压缩机系统中，也可以是，所述压缩机具有：旋转轴，其能够绕轴线旋转；叶轮，其设置于该旋转轴；以及壳体，其从外周侧覆盖该叶轮，并且在所述叶轮的上游侧以及下游侧形成所述工作流体流通的流路，所述上游侧区域是所述流路中的比所述叶轮更靠上游侧的区域，所述下游侧区域是所述流路中的比所述叶轮更靠下游侧的区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压缩机系统，具备：压缩机；检测装置；以及控制装置，所述压缩机具有：上游侧区域，其流入工作流体；下游侧区域，其与该上游侧区域连通，并且所述工作流体的压力比所述上游侧区域高；入口引导叶片，其设置在所述上游侧区域的更上游侧，能够使流入该上游侧区域的所述工作流体的流量变化；以及提取部，其设置在所述上游侧区域与所述下游侧区域之间的部分，能够提取所述工作流体的至少一部分，所述检测装置在所述上游侧区域以及所述下游侧区域至少各设置一个，检测所述工作流体的物理量，所述控制装置基于所述检测装置检测到的所述物理量的变化，对所述入口引导叶片的开度以及基于所述提取部的提取量进行调节。2.根据权利要求1所述的压缩机系统，其中，所述检测装置具有：一对温度检测部，其在所述工作流体的流动方向上排列；以及加热部，其配置在该一对温度检测部之间，对所述工作流体进行加热，所述物理量是基于由所述一对温度检测部检测到的所述工作流体的温度差的该工作流体的流动方向以及流速。3.根据权利要求2所述的压缩机系统，其中，所述温度检测部以及所述加热部直接暴露在所述工作流体中。4.根据权利要求2或3所述的压缩机系统，其中，所述控制装置在所述下游侧区域中所述温度差向变小的方向变化的情况下，将所述入口引导叶片的开度向增大的方向调节。5.根据权利要求2至4中任一项所述的压缩机系统，其中，所述控制装置在所述上游侧区域中所述温度差向变小的方向变化的情况下，将所述提取量向变大的方向调节。6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机系统，其中，所述压缩机具有：旋转轴，其能够绕轴线旋转；多个动叶片级，其设置在该旋转轴，在所述轴线方向上排列；壳体，其从外周侧覆盖所述旋转轴以及所述动叶片级；以及多个静叶片级，其设置在该壳体的内周面，与所述多个动叶片级在所述轴线方向上交替地排列，所述上游侧区域是所述多个动叶片级中的比从最上游侧开始数第三级的所述动叶片级更靠上游侧的区域，所述下游侧区域是所述多个动叶片级中的比从最下游侧开始数第三级的所述动叶片级更靠下游侧的区域。7.根据权利要求6所述的压缩机系统，其中，
所述静叶片级具有：多个静叶片，其在相对于所述轴线的径向上延伸，并且在周向上排列，具有朝向上游侧的负压面以及朝向下游侧的正压面，所述检测装置设置在所述负压面。8.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机系统，其中，所述压缩机具有：旋转轴，其能够绕轴线旋转；叶轮，其设置于该旋转轴；以及壳体，其从外周侧覆盖该叶轮，并且在所述叶轮的上游侧以及下游侧形成所述工作流体流通的流路，所述上游侧区域是所述流路中的比所述叶轮更靠上游侧的区域，所述下游侧区域是所述流路中的比所述叶轮更靠下游侧的区域。9.根据权利要求8所述的压缩机系统，其中，所述流路具有：扩散流路，其设置在所述叶轮的下游侧，从相对于所述轴线的径向内侧朝向外侧引导所述工作流体；以及回流流路，其设置在该扩散流路的更下游侧，从径向外侧朝向内侧引导所述工作流体，所述检测装置设置在所述扩散流路以及所述回流流路中的至少一者。10.一种压缩机系统，具备：压缩机；检测装置；以及控制装置，所述压缩机具有：上游侧区域，其流入工作流体；下游侧区域，其与该上游侧区域连通，并且所述工作流体的压力比所述上游侧区域高；入口引导叶片，其设置在所述上游侧区域的更上游侧，能够使流入该上游侧区域的所述工作流体的流量变化；以及提取部，其设置在所述上游侧区域与所述下游侧区域之间的部分，能够提取所述工作流体的至少一部分，所述检测装置在所述上游侧区域以及所述下游侧区域至少各设置一个，检...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田贵范，斋藤昭彦，山本圭介，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：