(57)【要約】【課題】出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラと、各インペラの流量を調整する流量調整部と、を有する圧縮機において、複数のインペラ間に性能差が生じた場合でも効率の低下を低減させられるようにする。【解決手段】出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラと、各インペラの流量を調整する流量調整部と、を有する圧縮機の流量を制御する圧縮機制御装置が、出口側流路の圧力を検出する圧力検出部と、各インペラの流量を検出する流量検出部と、圧力検出部の検出結果に基づいて、流量調整部にインペラ毎の流量調整指令を出力して制御する制御部と、を備え、制御部は、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラと、各インペラの流量を調整する流量調整部と、を有する圧縮機の流量を制御する圧縮機制御装置であって、
出口側流路の圧力を検出する圧力検出部と、
各インペラの流量を検出する流量検出部と、
前記圧力検出部の検出結果に基づいて、前記流量調整部にインペラ毎の流量調整指令を出力して制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正する
ことを特徴とする圧縮機制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、あるインペラの流量が前記セットポイントよりも小さくなった場合、
当該インペラの流量を固定するよう前記流量調整部を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記セットポイントと前記流量指令値とが所定以上かい離したことを条件として、前記インペラの流量の固定を解除することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、いずれのインペラの流量も前記セットポイントより小さくなったことを条件として、前記インペラの流量の固定を解除することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の圧縮機制御装置。
【請求項５】
前記圧力検出部は入口側流路の圧力を検出し、
前記制御部は、前記入口側流路の圧力に基づいて、前記流量調整指令を出力する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の圧縮機制御装置を具備する圧縮機システム。
【請求項７】
出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラを有する圧縮機の流量を制御する圧縮機制御装置の圧縮機制御方法であって、
出口側流路の圧力を検出する圧力検出ステップと、
各インペラの流量を検出する流量検出ステップと、
各インペラの流量を調整する流量調整ステップと、
前記圧力検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流量調整ステップでのインペラ毎の流量調整指令を出力して制御する制御ステップと、
を備え、
前記制御ステップでは、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正する
ことを特徴とする圧縮機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機制御装置、圧縮機システムおよび圧縮機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスを圧縮し、下流側に接続された機械等に圧縮ガスを供給する圧縮機が知られている。そのような圧縮機として、流量を制御可能な圧縮機がある。例えば、圧縮機のインレットガイドベーンをインペラの上流側に配置して、当該インレットガイドベーンを介してガスをインペラへと流入させる。そして、インレットガイドベーンの開度を調整することによって、インペラに流入するガスの流量を制御する。
【０００３】
また、ガスの流れの上流側から下流側に向かって、複数段のインペラを設けることがある。（例えば、特許文献１参照）。さらに、流量を増加させるために、最も上流側に複数のインペラを設け、複数のインペラそれぞれにおいて圧縮したガスを合流させた後、下流側のインペラに流入させる圧縮機がある。このような圧縮機において、最も上流側に並列に接続された複数のインペラへの流入流量を、インペラの上流側に配置したインレットガイドベーンの開度の同期をとって制御することで、吐出されるガスの状態を制御する方式がある。例えば、最も上流側の複数のインペラそれぞれの入口に設けられたインレットガイドベーンの開度を、同期をとって制御することで、吐出されるガスの状態を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８８５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように複数のインペラの上流側に配置したインレットガイドベーンの開度の同期をとって当該インペラにおける流量を制御する方式では、個体差や経年劣化等で複数のインペラ間に性能差が生じた場合、性能が劣っているインペラに合わせて制御するため、運転可能な範囲が狭まってしまうおそれがある。特に、性能が劣っているインペラにおける流量が低下してサージ領域に近付いた場合、圧縮機を保護するためアンチサージ制御が働き放風弁を開くことが考えられる。この場合、他のインペラにとっては放風弁を開く必要が無いにもかかわらず放風弁を開いて圧縮機のガス流量が増加し、必要動力が増加することで、効率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、複数のインペラ間に性能差が生じた場合でも効率の低下を低減させることのできる圧縮機制御装置、圧縮機システムおよび圧縮機制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による圧縮機制御装置は、出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラと、各インペラの流量を調整する流量調整部と、を有する圧縮機の流量を制御する圧縮機制御装置であって、出口側流路の圧力を検出する圧力検出部と、各インペラの流量を検出する流量検出部と、前記圧力検出部の検出結果に基づいて、前記流量調整部にインペラ毎の流量調整指令を出力して制御する制御部と、を備え、前記制御部は、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の一態様による圧縮機制御装置は、上述の圧縮機制御装置であって、前記制御部は、あるインペラの流量が前記セットポイントよりも小さくなった場合、当該インペラの流量を固定するよう前記流量調整部を制御することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一態様による圧縮機制御装置は、上述の圧縮機制御装置であって、前記制御部は、前記セットポイントと前記流量指令値とが所定以上かい離したことを条件として、前記インペラの流量の固定を解除することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の一態様による圧縮機制御装置は、前記制御部は、いずれのインペラの流量も前記セットポイントより小さくなったことを条件として、前記インペラの流量の固定を解除することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一態様による圧縮機制御装置は、上述の圧縮機制御装置であって、前記圧力検出部は入口側流路の圧力を検出し、前記制御部は、前記入口側流路の圧力に基づいて、前記流量調整指令を出力することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の一態様による圧縮機システムは、上記の圧縮機制御装置のいずれかを具備する。
【００１３】
また、本発明の他の一態様による圧縮機制御方法は、出口側流路に対して並列に接続された複数のインペラを有する圧縮機の流量を制御する圧縮機制御装置の圧縮機制御方法であって、出口側流路の圧力を検出する圧力検出ステップと、各インペラの流量を検出する流量検出ステップと、各インペラの流量を調整する流量調整ステップと、前記圧力検出ステップでの検出結果に基づいて、前記流量調整ステップでのインペラ毎の流量調整指令を出力して制御する制御ステップと、を備え、前記制御ステップでは、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数のインペラ間に性能差が生じた場合でも効率の低下を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。
【図３】同実施形態におけるインペラの性能曲線の第１の例を示す図である。
【図４】同実施形態におけるインペラの性能曲線の第２の例を示す図である。
【図５】同実施形態におけるＩＧＶリミットコントロールラインの例を示す説明図である。
【図６】同実施形態における、図２に示した圧縮機システムの各部のうち一部を示す説明図である。
【図７】同実施形態における、図２に示した圧縮機システムの各部のうち一部を示す説明図である。
【図８】同実施形態における圧縮機制御装置が具備する論理演算部における論理演算の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態における、本発明の第３の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。
【図１０】同実施形態における、図９に示した圧縮機システムの各部のうち一部を示す説明図である。
【図１１】同実施形態における、図９に示した圧縮機システムの各部のうち一部を示す説明図である。
【図１２】同実施形態における圧縮機制御装置が行う補正値のトラッキングの例を示す説明図である。
【図１３】同実施形態における、図９に示した圧縮機システムの各部のうち一部を示す説明図である。
【図１４】同実施形態における圧縮機制御装置が具備する論理演算部における論理演算の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。同図において、圧縮機制御システム１は、圧縮機制御装置１１と圧縮機９１と、放風弁８１１とを具備する。圧縮機制御装置１１は、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、圧力センサ１２１と、制御部１９０とを具備する。圧縮機９１は、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂとインレットガイドベーン（Inlet Guide Vane；ＩＧＶ）９２１Ａおよび９２１Ｂとを具備する。
【００１７】
圧縮機９１は、空気を吸い込んで圧縮し、圧縮機９１の下流に位置して圧縮空気を使用する機器（以下、「下位プロセス」と称する）へ圧縮空気を供給する。
但し、圧縮機９１が圧縮する圧縮対象物は空気に限らない。例えば気体状の冷媒など圧縮可能な様々なガスを圧縮対象物とすることができる。
インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂは、出口側流路Ｗ２１に対して並列に接続されており、入口側流路Ｗ１１ＡおよびＷ１１Ｂからインペラ９１１Ａおよび９１１Ｂを介して流入する空気を圧縮して出口側流路Ｗ２１へ出力する。但し、圧縮機９１が具備するインペラの数は図１に示す２つに限らず、３つ以上であってもよい。
【００１８】
インレットガイドベーン（Inlet Guide Vane;ＩＧＶ）９２１Ａおよび９２１Ｂは、本発明における流量調整部の一例に該当し、各インペラの流量を調整する。より具体的には、インレットガイドベーン９２１Ａ、９２１Ｂは、それぞれインペラ９１１Ａ、９１１Ｂの入口側に設けられており、自らの翼開度であるＩＧＶ開度を調整することで、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂの流量を調整する。但し、本発明における流量調整部は、インレットガイドベーンに限らない。例えば流量調整部は、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂのそれぞれに設けられ、インペラ９１１Ａや９１１Ｂの回転数を調整することで流量を調整する駆動回転器であってもよい。
また、以下ではインペラの流量としてインペラの入口側の流量を用いる場合について説明するが、インペラの出口側の流量をインペラの流量として用いるようにしてもよい。
【００１９】
圧縮機制御装置１１は、圧縮機９１における流量や圧力の測定値に基づいて、当該圧縮機９１の流量を制御する。
流量センサ１１１Ａは、入口側流路Ｗ１１Ａに設けられてインペラ９１１Ａの流量を検出する。流量センサ１１１Ｂは、入口側流路Ｗ１１Ｂに設けられてインペラ９１１Ｂの流量を検出する。流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂは、本発明における流量検出部の一例に該当する。
但し、本発明における流量検出部は、流量センサに限らない。例えば流量検出部は、流量センサが送信するセンシングデータを受信する受信回路であってもよい。
【００２０】
圧力センサ１２１は、出口側流路Ｗ２１に設けられて当該出口側流路Ｗ２１の圧力を検出する。圧力センサ１２１は、本発明における圧力検出部の一例に該当する。
但し、本発明における圧力検出部は、圧力センサに限らない。例えば圧力検出部は、圧力センサが送信するセンシングデータを受信する受信回路であってもよい。
【００２１】
放風弁８１１は、インペラ９１１Ａまたは９１１Ｂを流れる流量が減少した際に、当該インペラの流量を確保してサージを防止しつつ、圧縮機９１の供給する圧縮空気量の増加を防止するために、圧縮空気の一部を大気中へ放出する。より具体的には、インペラを流れる流量が、圧力センサ１２１の出力に基づく流量設定値を下回る場合、放風弁８１１を開いてサージ発生を防止する。
【００２２】
制御部１９０は、圧力センサ１２１の検出結果に基づいて、インペラ毎の流量調整指令としてＩＧＶ開度指令をインレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂに出力して制御する。
また、制御部１９０は、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正する。
これにより、圧縮機制御装置１１は、あるインペラの流量がセットポイントより小さい場合に、当該インペラの流量とセットポイントとの差に相当する流量を他のインペラにおける流量目標値から減算することができる。従って、圧縮機制御装置１１は、インペラ全体の流量を増やさずに、セットポイントより小さい流量となっているインペラの流量を増やしてセットポイントに近付けることができる。
【００２３】
特に、圧縮機制御装置１１は、複数のインペラ間に性能差が生じて流量に差が生じた場合に、流量の小さいインペラの流量がさらに小さくなって放風弁８１１を開く事態を回避しつつ、全体の流量を制御することができる。このように、圧縮機制御装置１１は、複数のインペラ間に性能差が生じた場合でも圧縮機９１の効率の低下を低減させることができる。
他のインペラの流量調整指令の補正によってもサージ防止のための流量を確保できない場合、制御部１９０は、放風弁を開いて流量を確保することでサージを防止する。
【００２４】
また、制御部１９０が、あるインペラの流量がセットポイントよりも小さくなった場合、当該インペラの流量を固定するようインレットガイドベーン９２１Ａまたは９２１Ｂを制御するようにしてもよい。
これにより、圧縮機制御装置１１は、当該インペラの流量がさらに小さくなってサージが発生することを防止し得る。その際、他のインペラの流量を減少させることで、圧縮機制御装置１１は、放風弁８１１を開いて大気中へ圧縮空気を放出する必要無しにサージ発生を防止し得る。
【００２５】
また、制御部１９０が、セットポイントと流量指令値とが所定以上かい離したことを条件として、インペラの流量の固定を解除するようにしてもよい。
これにより、圧縮機制御装置１１は、インペラの流量が大きくなってサージ防止制御を行う必要が無くなった場合に、インペラの流量を変化させて所望の流量の圧縮空気を圧縮機９１に生成させることができる。特に、圧縮機制御装置１１は、並列に配置された複数のインペラの流量を変化させることで、より大量の圧縮空気を圧縮機９１に生成させることができる。
【００２６】
また、制御部１９０が、いずれのインペラの流量もセットポイントより小さくなったことを条件として、インペラの流量の固定を解除するようにしてもよい。
これにより、圧縮機制御装置１１は、各インペラの流量を、セットポイントから、放風弁８１１を開く基準流量を示すサージコントロールラインまで減少させることができる。すなわち、圧縮機制御装置１１は、サージコントロールラインとセットポイントとの間に設けられているマージン分の流量を減少させることで、放風弁８１１を開くタイミングを遅らせることができ、この点で圧縮機９１の効率の低下を低減させることができる。
【００２７】
なお、圧縮機制御装置１１が、本発明における圧力検出部の一例として、入口側流路Ｗ１１ＡやＷ１１Ｂの圧力を検出する圧力センサをさらに具備するようにしてもよい。そして、制御部１９０が、入口側流路Ｗ１１ＡやＷ１１Ｂの圧力に基づいて、流量調整指令を出力するようにしてもよい。
これにより、圧縮機制御装置１１は、上流側に別プロセスがある場合など、入口側流路Ｗ１１ＡやＷ１１Ｂの圧力が変化する場合にも、所望流量の圧縮空気をより正確に生成し得る。
【００２８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態における圧縮機システム１を更に具体化した一例について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。同図において、圧縮機システム２は、圧縮機制御装置１２と圧縮機９２と、放風弁８１１と、クーラ８２１および８２２とを具備する。
【００２９】
圧縮機９２は、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ、９１２および９１３と、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、駆動機９３１と、シャフト９４１と、ギアボックス９５１、９５２および９５３とを具備する。
圧縮機制御装置１２は、流量センサ１１１Ａ、１１１Ｂおよび１１２と、圧力センサ１２１および１２２と、制御部１９２とを具備する。制御部１９２は、セットポイントギャップ記憶部２０１Ａおよび２０１Ｂと、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａおよび２１１Ｂと、セットポイント設定部２１２Ａおよび２１２Ｂと、流量制御部２１３Ａ、２１３Ｂおよび２４４と、スイッチ２１４Ａ、２１４Ｂおよび２４５と、レートリミッタ２１５Ａおよび２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ａおよび２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ａ、２２２Ｂ、２４２および２４３と、減算部２２３Ａ、２２３Ｂ、２３１Ａおよび２３１Ｂと、大小判定部２２４Ａおよび２２４Ｂと、ヒステリシス部２３２Ａおよび２３２Ｂと、後述する論理演算部とを具備する。
【００３０】
図２において図１の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号（１１１Ａ、１１１Ｂ、１２１、９１１Ａ、９１１Ｂ、９２１Ａ、９２２Ｂ）を付して説明を省略する。また、図２では、シャフトを鎖線で示し、空気の流路を破線で示し、データや制御情報の流れを実線で示している。
また、図２において丸で囲まれた「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」および「Ｘ」は、後述する論理演算部に対する入出力を示す。
【００３１】
インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ、９１２および９１３は３段に構成されており、１段目のインペラ９１１Ａおよび９１１Ｂが出力する圧縮空気は、２段目のインペラ９１２と３段目のインペラ９１３とで更に圧縮される。
インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ、９１２、９１３の各々は、シャフト９４１を介して駆動機９３１と結合されている。シャフト９４１の一端には、１段目のインペラ９１１Ａおよび９１１Ｂが配置されている。また、シャフト９４１の他端には、２段目のインペラ９１２と３段目のインペラ９１３とが配置されている。駆動機９３１は、シャフト９４１の中間に接続される。各インペラおよび駆動機９３１は、ギアボックス９５１、９５２および９５３を介してシャフト９３４と接続されている。なお、回転力を生成する様々な機器を駆動機９３１として用いることができる。例えば、駆動機９３１は、モータであってもよいしエンジンであってもよい。また、ギアボックス９５１、９５２および９５３の有無は、駆動機の配置や特性による。例えば、可変速の駆動機とインペラとを、シャフトを用いて直結し、ギアボックスを用いない構成としてもよい。
【００３２】
また、クーラ８２１、８２２は、それぞれ１段目のインペラと２段目のインペラとの間、２段目のインペラと３段目のインペラとの間に設けられており、圧縮にて高温になった空気を冷却する。
放風弁８１１は圧縮機９２の出口側に設けられており、放風弁８１１が開くことで圧縮機９２が生成した圧縮空気の一部を大気中に放出する。
【００３３】
圧力センサ１２１は、３段目のインペラ９１３の出口側の圧力を検出する。
圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ａとで、圧力センサ１２１が検出する３段目の出口側圧力に基づいて、インレットガイドベーン９２１Ａに対する流量調整指令としてのＩＧＢ開度指令を生成する。圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ｂとで、圧力センサ１２１が検出する３段目の出口側圧力に基づいて、インレットガイドベーン９２１Ｂに対する流量調整指令としてのＩＧＢ開度指令を生成する。
【００３４】
圧力センサ１２２は、１段目のインペラ９１１Ａおよび９１１Ｂの出口側の圧力を検出する。
アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａおよび２１１Ｂは、いずれも、圧力センサ１２２の検出するインペラ９１１Ａおよび９１１Ｂの出口側の圧力に基づいて、放風弁８１１を開く基準流量を設定する。
セットポイント設定部２１２Ａ、２１２Ｂは、それぞれ、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａ、２１１Ｂが設定した流量に、所定のマージンであるセットポイントギャップ（ＳＧｐ）を加えてセットポイントを設定する。このセットポイントは、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂの流量の下限目標値として用いられる。
セットポイントギャップ記憶部２０１Ａ、２０１Ｂは、それぞれ、セットポイント設定部２１２Ａ、２１２Ｂが加える所定のマージンであるセットポイントギャップを記憶している。
【００３５】
流量制御部２１３Ａは、圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ｂとが生成したＩＧＶ開度指令に対する補正値を生成する。すなわち、流量制御部２１３Ａは、インペラ９１１Ａの状態に基づいて、他のインペラ９１１Ｂの流量制御に対する補正値を生成する。特に、流量制御部２１３Ａは、後述するＩＧＶリミット制御において、セットポイント設定部２１２Ａが設定したセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラ９１１Ｂの流量調整指令を補正する。
【００３６】
流量制御部２１３Ｂは、圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ａとが生成したＩＧＶ開度指令に対する補正値を生成する。すなわち、流量制御部２１３Ｂは、インペラ９１１Ｂの状態に基づいて、他のインペラ９１１Ａの流量制御に対する補正値を生成する。特に、流量制御部２１３Ｂは、後述するＩＧＶリミット制御において、セットポイント設定部２１２Ｂが設定したセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラ９１１Ａの流量調整指令を補正する。
【００３７】
スイッチ２１４Ａは、圧縮機システム２の状態に応じて、流量制御部２１３Ａへの入力を、閉ループまたは０の何れかに切り替える。スイッチ２１４Ｂは、圧縮機システム２の状態に応じて、流量制御部２１３Ｂへの入力を、閉ループまたは０の何れかに切り替える。スイッチ２１４Ａおよび２１４Ｂが行う処理については後述する。
レートリミッタ２１５Ａ、２１５Ｂは、それぞれ、流量制御部２１３Ａ、２１３Ｂが生成した補正値に対して、急変を防止するために変化率を一定範囲内に抑えるレートリミット処理を行う。
【００３８】
ゲイン乗算部２１６Ａ、２１６Ｂは、いずれも、レートリミット処理された補正値に対してゲインを乗算する。
減算部２２３Ａは、圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ａとが生成したＩＧＶ開度指令から補正値を減算する補正を行う。減算部２２３Ｂは、圧力制御部２２１と関数演算部２２２Ｂとが生成したＩＧＶ開度指令から補正値を減算する補正を行う。
【００３９】
大小判定部２２４Ａは、補正後のＩＧＶ開度指令と、インレットガイドベーン９２１Ａの最大／最小開度との大小関係を判定し、判定結果に応じて開指令または閉指令をインレットガイドベーン９２１Ａへ出力する。大小判定部２２４Ｂは、補正後のＩＧＶ開度指令と、インレットガイドベーン９２１Ｂの最大／最小開度との大小関係を判定し、判定結果に応じて開指令または閉指令をインレットガイドベーン９２１Ｂへ出力する。
【００４０】
減算部２３１Ａは、流量センサ１１１Ａが検出したインペラ９１１Ａの流量から、セットポイント設定部２１２Ａが設定したセットポイントを減算する。減算部２３１Ｂは、流量センサ１１１Ｂが検出したインペラ９１１Ｂの流量から、セットポイント設定部２１２Ｂが設定したセットポイントを減算する。
【００４１】
ヒステリシス部２３２Ａは、減算部２３１Ａの演算結果の正負を判定する。この判定結果は後述する論理演算部におけるモード切替に用いられることから、モード切替の頻発を避けるため、ヒステリシス部２３２Ａは、減算部２３１Ａの演算結果の正負を判定する際、所定のヒステリシスを設ける。ヒステリシス部２３２Ｂは、減算部２３１Ｂの演算結果の正負を判定する。ヒステリシス部２３２Ａの場合と同様、ヒステリシス部２３２Ｂは、減算部２３１Ｂの演算結果の正負を判定する際、所定のヒステリシスを設ける。
【００４２】
流量センサ１１２は、３段目のインペラ９１３の出口側の流量を検出する。
圧力制御部２２１と、関数演算部２４２および２４３と、流量制御部２４４とで、３段目のインペラ９１３の出口側の流量や圧力に基づいて、放風弁８１１に対する制御情報を生成する。
スイッチ２４５は、放風弁８１１に対する制御情報の切替を行って、放風弁８１１に制御情報を出力することで放風弁８１１の開閉を制御する。
【００４３】
ここで、図３〜５を参照して、インペラの特性およびアンチサージ制御について説明する。
図３は、インペラの性能曲線の第１の例を示す図である。同図において、線Ｌ１１１、Ｌ１１２、Ｌ１１３は、ＩＧＶの各開度における圧力Ｐ−流量Ｆ曲線であり、特に、線Ｌ１１１は、ＩＧＶが最大開度（全開）のときの圧力Ｐ−流量Ｆ曲線である。また、線Ｌ１２１は、サージラインであり、これより左側の領域ではサージングが発生する。より具体的には、サージラインより左側の領域では風量が少なく、インペラ入口側圧力とインペラ出口側圧力との比が大きい。このため、インペラが後流側へ風を流しきることができずにサージ（振動）が生じる。風量が増えてくれば後流側へ流せるようになり、サージがおさまる。
【００４４】
また、線ＳＣＬは、１段目のインペラの出口側圧力と、アンチサージ制御における流量制御目標値との関係を示すサージコントロールラインである。上記のように、サージラインＬ１２１より左側の領域ではサージが発生する。このため、サージラインＬ１２１に対してマージンをとったサージコントロールライン（Surge Control Line）ＳＣＬより右側の領域において、圧縮機の圧力や流量を制御するためのアンチサージ制御を行う。
アンチサージ制御は、放風弁を開けて圧縮空気の一部を大気中へ逃がして出口流量を大きくすることで行われる。圧縮空気の一部を大気中へ逃がすため圧縮機の効率が低下する。
また、線Ｌ１３１は現在の１段目の出口側圧力を示しており、点Ｐ１１１は、当該出口側圧力および現在のＩＧＶ開度に応じた入口側流量の例を示す。
【００４５】
図４は、インペラの性能曲線の第２の例を示す図である。同図に示すインペラは、図３に示すインペラよりも性能が低下している。
インペラの性能が低下すると、流量に対して圧力が小さくなる傾向にある。このため、流量制御目標値が小さくなった際に、サージコントロールラインＳＣＬに到達し易くなる。インペラの流量がサージコントロールラインＳＣＬに到達して放風弁８１１が開くと圧縮空気が大気中に放出されて圧縮機９２の効率が低下してしまう。
【００４６】
そこで、圧縮機制御装置１２は、サージコントロールラインに対してマージンをとったＩＧＶリミットコントロールライン（IGV Limit Control Line）を設定し、インペラの流量が小さい場合にＩＧＶリミットコントロールラインにおける流量を制御目標値とするＩＧＶリミット制御を行う。
【００４７】
図５は、ＩＧＶリミットコントロールラインの例を示す説明図である。同図（Ａ）に示す性能曲線は、性能が低下したインペラの性能曲線である。一方、同図（Ｂ）に示す性能曲線は、性能が低下していないインペラの性能曲線である。図５の説明においては、同図（Ａ）に示す性能曲線がインペラ９１１Ａの性能を示しており、同図（Ｂ）に示す性能曲線がインペラ９１１Ｂの性能を示しているものとする。
【００４８】
また、図５では、サージコントロールラインＳＣＬに対して流量Δｘ分のマージン（セットポイントギャップＳＧｐ）を持たせたＩＧＶリミットコントロールラインＩＬＣＬが示されている。また、線Ｌ１３１は現在の１段目の出口側圧力を示しており、点Ｐ２１１は、当該出口側圧力および現在のＩＧＶ開度に応じた入口側流量の例を示す。
【００４９】
ここで、出口側圧力を示す線Ｌ１３１とサージコントロールラインＳＣＬとの交点Ｐ２１２は、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａが設定する、放風弁８１１を開く基準流量ＱＳＣＬＡを示している。また、サージコントロールラインＳＣＬとＩＧＶリミットコントロールラインＩＬＣＬとのマージンの流量Δｘは、セットポイント設定部２１２Ａが加えるマージンであるセットポイントギャップ（ＳＧｐ）に相当する。従って、線Ｌ１３１とＩＧＶリミットコントロールラインＩＬＣＬとの交点Ｐ２１３は、セットポイント設定部２１２Ａが設定するセットポイント（流量ＱＩＬＣＬＡ）を示している。
【００５０】
このセットポイント（流量ＱＩＬＣＬＡ）は、ＩＧＶリミット制御におけるインペラ９１１Ａの流量の下限目標値として用いられる。ＩＧＶリミット制御は、１段目のインペラの何れかがサージコントロールラインに到達して、他の１段目のインペラの流量にサージコントロールラインからの余裕があるにもかかわらず放風弁を開くことを抑制するための制御である。
【００５１】
図５（Ａ）の例では、点Ｐ２１１の示すインペラ９１１Ａの入口側流量が、ＩＧＶリミット制御のセットポイントを示すＩＧＶリミットコントロールラインＩＬＣＬよりも左にあり、インペラ９１１Ａの入口側流量がセットポイント（流量ＱＩＬＣＬＡ）より小さくなっている。この場合、圧縮機制御装置１２は、ＩＧＶリミット制御において、インペラ９１１Ａの入口側流量をセットポイント（流量ＱＩＬＣＬＡ）に近付ける制御を行う。
その際、圧縮機制御装置１２は、流量を絞る必要があれば、流量に余裕があるほうの目標流量を小さくすることで、１段目全体の流量を調整する。図５の例では、圧縮機制御装置１２は、同図（Ｂ）に示すように、流量に余裕があるインペラ９１１Ｂの流量を絞る。
【００５２】
次に、図６を参照して、ＩＧＶリミット制御において圧縮機制御装置１２が行う処理について説明する。
図６は、図２に示した圧縮機システム２の各部のうち一部を示す説明図である。図６では、図２に示した各部のうち、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａと、セットポイント設定部２１２Ａと、流量制御部２１３Ａと、レートリミッタ２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ｂと、減算部２２３Ｂと、大小判定部２２４Ｂとが示されている。
【００５３】
例えば、インペラ９１１Ａの流量がＩＧＶリミット制御のセットポイント（図５の例では流量ＱＩＬＣＬＡ）より小さくなった場合、圧縮機制御装置１２は、ＩＧＶリミット制御を行って、インペラ９１１Ａの流量を当該セットポイントに近づける。
具体的には、流量制御部２１３Ａは、流量センサ１１１Ａが検出したインペラ９１１Ａの流量を、セットポイント設定部２１２Ａの設定した、ＩＧＶリミット制御のセットポイントに一致させるための、比例積分制御（ＰＩ制御）における目標流量を算出する。
なお、以下では、ＩＧＶリミット制御のセットポイントを、単に「セットポイント」と表記する。
【００５４】
そして、減算部２２３Ｂが、流量制御部２１３の算出した目標流量にレートリミット処理やゲイン乗算等の整形を行った流量を、インペラ９１１Ｂの目標流量から減算する。いわば、圧縮機制御装置１２は、インペラ９１１Ｂに対して、元々の目標流量からインペラ９１１Ａにおける流量の差分だけ絞るようオフセットを与える。
インペラ９１１Ｂが流量を絞ることで、圧力制御部２２１の出力する流量指令値が大きくなり、その結果、インペラ９１１Ａの流量がセットポイントに近付く。
【００５５】
一方、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共に流量がセットポイントより大きい場合、圧縮機制御装置１２はＩＧＶリミット制御を行わず、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂは、補正値を一定に保つトラッキングを行う。この点について図７を参照して説明する。
図７は、図２に示した圧縮機システム２の各部のうち一部を示す説明図である。図７では、図２に示した各部のうち、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、流量制御部２１３Ａと、スイッチ２１４Ａと、レートリミッタ２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ｂと、減算部２２３Ｂと、大小判定部２２４Ｂとが示されている。
【００５６】
インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共に流量がセットポイントより大きい場合、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂは、ＩＧＶリミット制御を行わないモードであるマニュアルモードに設定される。この場合、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂは、オートモードからマニュアルモードに切り替わる直前に設定した補正値をトラッキングする。図７の場合、流量制御部２１３Ａは、スイッチ２１４Ａの構成する閉ループにて、流量制御部２１３Ａ自らが出力した補正値を取得し、再び補正値として出力する。
【００５７】
このように、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂが、オートモードからマニュアルモードに切り替わる直前に設定した補正値をトラッキングすることで、圧縮機制御装置１２は、インペラ９１１Ａと９１１Ｂとの性能差に応じて目標流量の補正を行う。具体的には、圧縮機制御装置１２は、性能が優れているほうのインペラの流量を絞るように補正を行う。これにより、性能が劣っているほうのインペラの流量とサージコントロールラインとの余裕が広がる点で、圧縮機制御装置１２が、放風弁を開かずに圧縮機９２の制御を行える幅が広がる。
【００５８】
なお、駆動機９３１の停止中や、アンチサージ制御がマニュアルになっている場合など、ＩＧＶリミット制御を行う環境が整っていない状態では、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂは、トラッキング値をゼロにする。
図７に示す構成では、スイッチ２１４Ａが、定数値「０．０」と流量制御部２１３Ａとを接続するようになり、流量制御部２１３Ａは、当該定数値を出力する。
【００５９】
図８は、圧縮機制御装置１２が具備する論理演算部における論理演算の例を示す説明図である。論理演算部は、スイッチ２１４Ａや２１４Ｂに対する制御情報や、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂにおけるモードに対する制御情報を演算する。
図８に示す論理演算において、論理演算部は、駆動機９３１が動作中、かつ、アンチサージング制御がオートモードの場合にスイッチ２１４Ａや２１４Ｂに対して閉ループ側への接続を指示する制御情報を出力する。逆に、駆動機９３１が停止中の場合や、アンチサージング制御がマニュアルモードの場合は、論理演算部は、スイッチ２１４Ａや２１４Ｂに対して定数ゼロ側への接続を指示する制御情報を出力する。
【００６０】
また、論理演算部は、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂのモードをオートに設定する条件として、３つの条件の論理積を取る。１つ目は、スイッチ２１４Ａや２１４Ｂの制御と同様、駆動機９３１が動作中、かつ、アンチサージング制御がオートモードとなっていることである。２つ目は、圧力制御がオートモードであること、すなわち、圧力制御部２２１が圧力制御にてインペラ９１１Ａや９１１Ｂの流量を制御していることである。３つ目は、インペラ９１１Ａまたは９１１Ｂの何れか一方において、セットポイントと入口流量測定値との差が負であり、他方においては、セットポイントと入口流量測定値との差が正製であることである。すなわち、インペラ９１１Ａまたは９１１Ｂの何れか一方は、ＩＧＶリミット制御を行うべき状態にあり、他方は、セットポイントからの余裕がある場合である。
【００６１】
以上のように、制御部１９２（特に、圧力制御部２２１）は、圧力センサ１２１の検出結果に基づいて、インペラ毎の流量調整指令としてＩＧＶ開度指令をインレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂに出力して制御する。
また、制御部１９２（特に、流量制御部２１３Ａおよび２１３Ｂ）は、流量の下限目標値として設定されたセットポイントと、各インペラの流量とを比較し、比較結果に基づいて他のインペラの流量調整指令を補正する。
これにより、圧縮機制御装置１２は、あるインペラの流量がセットポイントより小さい場合に、当該インペラの流量とセットポイントとの差に相当する流量を他のインペラにおける流量目標値から減算することができる。従って、圧縮機制御装置１２は、インペラ全体の流量を増やさずに、セットポイントより小さい流量となっているインペラの流量を増やしてセットポイントに近付けることができる。
【００６２】
特に、圧縮機制御装置１２は、複数のインペラ間に性能差が生じて流量に差が生じた場合に、流量の小さいインペラの流量がさらに小さくなって放風弁を開く事態を回避しつつ、全体の流量を制御することができる。このように、圧縮機制御装置１１は、複数のインペラ間に性能差が生じた場合でも圧縮機９２の効率の低下を低減させることができる。
【００６３】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態における圧縮機システム１を更に具体化したもう一つの例について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態における圧縮機システムの構成を示す概略構成図である。同図において、圧縮機システム３は、圧縮機制御装置１３と圧縮機９２と、放風弁８１１と、クーラ８２１および８２２とを具備する。
【００６４】
圧縮機９２は、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ、９１２および９１３と、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、駆動機９３１と、シャフト９４１と、ギアボックス９５１、９５２および９５３とを具備する。
圧縮機制御装置１３は、流量センサ１１１Ａ、１１１Ｂおよび１１２と、圧力センサ１２１および１２２と、制御部１９３とを具備する。制御部１９３は、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａおよび２１１Ｂと、セットポイント設定部２１２Ａおよび２１２Ｂと、流量制御部２１３Ａ、２１３Ｂおよび２４４と、スイッチ２１４Ａ、２１４Ｂ、２４５、３１１Ａ、３１１Ｂ、３３１Ａおよび３３１Ｂと、レートリミッタ２１５Ａおよび２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ａおよび２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ａ、２２２Ｂ、２４２および２４３と、減算部２２３Ａ、２２３Ｂ、２３１Ａ、２３１Ｂ、３２１Ａおよび３２１Ｂと、大小判定部２２４Ａおよび２２４Ｂと、ヒステリシス部２３２Ａ、２３２Ｂ、３２２Ａおよび３２２Ｂと、後述する論理演算部とを具備する。
【００６５】
図９において図２の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号（１１１Ａ、１１１Ｂ、１１２、１２１、１２２、２０１Ａ、２０１Ｂ、２１１Ａ、２１１Ｂと、２１２Ａ、２１２Ｂと、２１３Ａ、２１３Ｂ、２４４、２１４Ａ、２１４Ｂ、２４５、２１５Ａ、２１５Ｂ、２１６Ａ、２１６Ｂ、２１９Ａ、２１９Ｂ、２２１、２２２Ａ、２２２Ｂ、２４２、２４３、２２３Ａ、２２３Ｂ、２３１Ａ、２３１Ｂ、２２４Ａ、２２４Ｂ、２３２Ａ、２３２Ｂ、８１１、８２１、８２２、９２、９１１Ａ、９１１Ｂ、９１２、９１３、９２１Ａ、９２２Ｂ、９３１、９４１、９５１〜９５３）を付して説明を省略する。また、図９では、シャフトを鎖線で示し、空気の流路を破線で示し、データや制御情報の流れを実線で示している。
また、図９において丸で囲まれた「Ａ１」、「Ａ２」、「Ａ３」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」、「Ｘ」および「Ｙ」は、後述する論理演算部に対する入出力を示す。
【００６６】
セットポイントとインペラの流量とを比べると、（１）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共にインペラの流量のほうが大きい場合、（２）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂの何れか一方の流量がセットポイントより小さい場合、（３）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共にインペラの流量がセットポイントより小さい場合、の３通りが考えられる。圧縮機制御装置１３は、この３通りの場合の各々に対応した運転モードにて圧縮機９３の制御を行う。
【００６７】
これらの運転モードの実行のために、減算部３２１Ａおよび３２１Ｂと、ヒステリシス部３２２Ａおよび３２２Ｂとは、論理演算部への入力として、インレットガイドベーン９２１Ａ、９２１Ｂの各々について、ＩＧＶ開度と指令値との乖離が大きいか否かを示す信号を生成する。
スイッチ３３１Ａおよび３３１Ｂは、ＩＧＶ開度の固定／否固定を切り替える。
【００６８】
（１）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共にインペラの流量のほうが大きい場合、流量制御部２１３Ａおよび２１３Ｂは、オードモードに設定される。圧縮機流量がＩＧＶリミットコントロールラインより充分大きい場合、ＩＧＶリミット制御による補正値はゼロとなる。
一方、インペラの流量が減少してＩＧＶリミットコントロールラインに近付くと、流量制御部２１３Ａまたは２１３ＢがＩＧＶリミット制御としてのＰＩ制御を行い、反対側のインペラの流量指令値に対する補正信号を出力する。
【００６９】
図１０は、図９に示した圧縮機システム３の各部のうち一部を示す説明図である。図１０では、図９に示した各部のうち、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａと、セットポイント設定部２１２Ａと、流量制御部２１３Ａと、レートリミッタ２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ｂと、減算部２２３Ｂと、スイッチ３３１Ｂと、大小判定部２２４Ｂとが示されている。
かかる構成により、流量制御部２１３Ａは、図６の場合と同様、ＩＧＶリミット制御を行う。
【００７０】
（２）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂの何れか一方の流量がセットポイントより小さい場合、圧縮機制御装置１３は、流量がセットポイントより小さくなったインペラの側のインレットガイドベーンのＩＧＶ開度を固定にする。
図１１は、図９に示した圧縮機システム３の各部のうち一部を示す説明図である。図１１では、図９に示した各部のうち、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、アンチサージ制御基準点設定部２１１Ａおよび２１１Ｂと、セットポイント設定部２１２Ａおよび２１２Ｂと、流量制御部２１３Ａおよび２１３Ｂと、スイッチ２１４Ａ、２１４Ｂ、３１１Ａ、３１１Ｂ、３３１Ａおよび３３１Ｂと、レートリミッタ２１５Ａと、ゲイン乗算部２１６Ａと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ａおよび２２２Ｂと、減算部２２３Ａと、大小判定部２２４Ａおよび２２４Ｂとが示されている。
【００７１】
例えば、インペラ９１１Ｂの流量がセットポイントより小さくなった場合、スイッチ３３１Ｂがループを構成してインレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度指令値を保持する。また、スイッチ２１４Ｂおよび３１１Ｂがループを構成して当該ＩＧＶ開度指令値における補正値を保持する。
【００７２】
このように、圧縮機制御装置１３がインペラの流量を固定することで、インペラの流量がさらに小さくなってサージが発生することを防止し得る。その際、他のインペラの流量を減少させることで、圧縮機制御装置１３は、放風弁を開いて大気中へ圧縮空気を放出する必要無しにサージ発生を防止し得る。
【００７３】
なお、ＩＧＶ開度を固定する場合、圧縮機制御装置１３は、ＩＧＶ開度の固定を解除するときに当該ＩＧＶ開度が急変しないように、補正値のトラッキングを行う。
図１２は、圧縮機制御装置１３が行う補正値のトラッキングの例を示す説明図である。同図では、図９に示した各部のうち、流量制御部２１３Ａと、圧力制御部２２１と、減算部２２３Ｂおよび３２１Ｂと、スイッチ３３１Ｂと、インペラ９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ｂとを示している。なお、図を見易くするため信号の経路上においても一部の記載を省略している。
【００７４】
図１２に示す例では、インレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度を固定した際、圧力制御部２２１からのＩＧＶ開度指令が３０％となっており、流量制御部２１３の生成した補正値が１０％となっている。そこで、減算部２２３Ｂが、補正後のＩＧＶ開度指令を２０％と計算して大小判定部２２４Ｂへ出力していた状態で、スイッチ３３１Ｂが閉ループを構成し、ＩＧＶ開度２０％を保持している。
【００７５】
その後、圧力制御部２２１からのＩＧＶ開度指令値が２５％に減った場合、仮に流量制御部２１３Ａが、補正値１０％を出力し続けると、補正後のＩＧＶ開度指令は１５％となり、ＩＧＶ開度の固定値と異なっている。このままスイッチ３３１Ｂが減算部２２３Ｂ側へ接続を変更してＩＧＶ開度の固定を解除すると、ＩＧＶ開度が２０％から１５％へ急変してしまう。
【００７６】
そこで、減算部３２１Ｂが、圧力制御部２２１からの開度指令とＩＧＶ開度の固定値との差を算出して、流量制御部２１３Ａの出力する補正値を変化させる。
図１２の例では、圧力制御部２２１からのＩＧＶ開度指令が２５％に変化した際、減算部３２１Ｂは、ＩＧＶ開度指令の２５％からＩＧＶ開度の固定値２０％を減算して、５％と算出する。そして、流量制御部２１３Ａは、減算部３２１Ｂが算出した５％を補正値として出力する。
これにより、ＩＧＶ開度の固定値と、補正後のＩＧＶ開度指令とが同じ値となり、スイッチ３３１ＢがＩＧＶ開度の固定を解除した際にＩＧＶ開度の急変が生じない。
【００７７】
（３）インペラ９１１Ａ、９１１Ｂ共にインペラの流量がセットポイントより小さい場合、圧縮機制御装置１３は、ＩＧＶ開度の固定を解除し、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂのいずれも流量を変更可能とする。その際、圧縮機制御装置１３は、状態（３）に切り替わる直前の補正値をトラッキングする。
【００７８】
図１３は、図９に示した圧縮機システム３の各部のうち一部を示す説明図である。図１１では、図９に示した各部のうち、インペラ９１１Ａおよび９１１Ｂと、インレットガイドベーン９２１Ａおよび９２１Ｂと、流量センサ１１１Ａおよび１１１Ｂと、流量制御部２１３Ａおよび２１３Ｂと、スイッチ２１４Ａ、２１４Ｂ、３１１Ａ、３１１Ｂ、３３１Ａおよび３３１Ｂと、レートリミッタ２１５Ａおよび２１５Ｂと、ゲイン乗算部２１６Ａおよび２１６Ｂと、圧力制御部２２１と、関数演算部２２２Ａおよび２２２Ｂと、減算部２２３Ａおよび２２３Ｂと、大小判定部２２４Ａおよび２２４Ｂとが示されている。
【００７９】
図１３において、スイッチ２１４Ａおよび３１１Ａが閉ループを構成しており、流量制御部２１３Ａは、当該閉ループにて補正値を保持する。スイッチ２１４Ｂおよび３１１Ｂと流量制御部２１３Ｂについても同様である。
そして、減算部２２３Ａは、圧力制御部２２１からの流量指令から補正値を減算し、補正後の流量指令をインレットガイドベーン９２１Ａへ出力すする。インペラ９１１Ｂ側についても同様である。
【００８０】
このように、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂの何れの流量もセットポイントより小さくなった場合、スイッチ３３１Ａおよび３３１Ｂは、インペラの流量の固定を解除する。
これにより、圧縮機制御装置１３は、各インペラの流量を、セットポイントから、放風弁８１１を開く基準流量を示すサージコントロールラインまで減少させることができる。すなわち、圧縮機制御装置１３は、サージコントロールラインとセットポイントとの間に設けられているマージン分の流量を減少させることで、放風弁８１１を開くタイミングを遅らせることができ、この点で圧縮機９３の効率の低下を低減させることができる。
【００８１】
また、圧縮機制御装置１３は、（３）のモードへ切り替わる直前の補正値をトラッキングすることで、インペラ９１１Ａと９１１Ｂとの性能差に応じて目標流量の補正を行う。具体的には、圧縮機制御装置１３は、性能が優れているほうのインペラの流量を絞るように補正を行う。これにより、性能が劣っているほうのインペラの流量とサージコントロールラインとの余裕が広がる点で、圧縮機制御装置１３が、放風弁を開かずに圧縮機９３の制御を行える幅が広がる。
【００８２】
図１４は、圧縮機制御装置１３が具備する論理演算部における論理演算の例を示す説明図である。論理演算部は、スイッチ２１４Ａや２１４Ｂや３１１Ａや３１１Ｂ等に対する制御情報や、流量制御部２１３Ａや２１３Ｂにおけるモードに対する制御情報を演算する。
図１４に示す論理演算において、論理演算部は、駆動機９３１が動作中、かつ、アンチサージング制御がオートモードの場合に、ＩＧＶリミット制御を行う。また、論理演算部がＩＧＶリミット制御を自動に設定するのは、上述した（１）の場合である。具体的には、論理線算部は、ＩＧＶリミット制御を自動に設定する条件として、３つの条件の論理積を取る。
【００８３】
１つ目は、駆動機９３１が動作中、かつ、アンチサージング制御がオートモードとなっていることである。２つ目は、圧力制御がオートモードであること、すなわち、圧力制御部２２１が圧力制御にてインペラ９１１Ａや９１１Ｂの流量を制御していることである。３つ目は、インレットガイドベーン９２１ＡのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きく、かつ、インペラ９１１Ａの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さいこと、または、インペラ９１１Ａ、９１１Ｂのいずれも、流量がＩＧＶリミットコントロールライン以上に大きいこと、または、インレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きく、かつ、インペラ９１１Ｂの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さいことである。
【００８４】
なお、インレットガイドベーン９２１ＡのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きく、かつ、インペラ９１１Ａの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さいこと、という条件は、上記（２）から（１）へ遷移するための条件である。インレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きく、かつ、インペラ９１１Ｂの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さいこと、という条件も同様である。
【００８５】
また、論理演算部がインレットガイドベーン９２１ＡのＩＧＶ開度を固定する条件は、インペラ９１１Ｂの流量がＩＧＶリミットコントロールライン以上に大きく、かつ、インペラ９１１Ａの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さく、かつ、インレットガイドベーン９２１ＡのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きくないことである。
また、論理演算部がインレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度を固定する条件は、インペラ９１１Ａの流量がＩＧＶリミットコントロールライン以上に大きく、かつ、インペラ９１１Ｂの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さく、かつ、インレットガイドベーン９２１ＢのＩＧＶ開度と開度指令値との乖離が大きくないことである。
【００８６】
すなわち、論理演算部は、インペラ９１１Ａまたは９１１Ｂのいずれか一方のみの流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さく、かつ、流量がＩＧＶリミットコントロールラインより小さくなっているインペラの流量と流量指令値との乖離が所定値以上に大きい場合に、当該インペラにかかるインレットガイドベーンのＩＧＶ開度を固定する。
【００８７】
以上のように、制御部１９３は、インペラ９１１Ａまたは９１１Ｂの流量がセットポイントよりも小さくなった場合、当該インペラの流量を固定するようインレットガイドベーン９２１Ａまたは９２１Ｂのうち該当するほうを制御する。
これにより、圧縮機制御装置１３は、当該インペラの流量がさらに小さくなってサージが発生することを防止し得る。その際、他のインペラの流量を減少させることで、圧縮機制御装置１３は、放風弁８１１を開いて大気中へ圧縮空気を放出する必要無しにサージ発生を防止し得る。
【００８８】
また、制御部１９３は、セットポイントと流量指令値とが所定以上かい離したことを条件として、インペラの流量の固定を解除する。
これにより、圧縮機制御装置１３は、インペラの流量が大きくなってサージ防止制御を行う必要が無くなった場合に、インペラの流量を変化させて所望の流量の圧縮空気を圧縮機９３に生成させることができる。特に、圧縮機制御装置１３は、並列に配置された複数のインペラの流量を変化させることで、より大量の圧縮空気を圧縮機９３に生成させることができる。
【００８９】
また、制御部１９３は、いずれのインペラの流量もセットポイントより小さくなったことを条件として、インペラの流量の固定を解除する。
これにより、圧縮機制御装置１３は、各インペラの流量を、セットポイントから、放風弁を開く基準流量を示すサージコントロールラインまで減少させることができる。すなわち、圧縮機制御装置１３は、サージコントロールラインとセットポイントとの間に設けられているマージン分の流量を減少させることで、放風弁を開くタイミングを遅らせることができ、この点で圧縮機９３の効率の低下を低減させることができる。
【００９０】
このように、圧縮機制御装置１３は、圧縮機制御装置１２よりもさらに細やかな処理を行うことができる。一方、圧縮機制御装置１２は、圧縮機制御装置１３よりも制御が簡単であり、この点で、メンテナンスや改造を行い易い。
【００９１】
なお、圧縮機制御装置１３が、本発明における圧力検出部の一例として、入口側流路の圧力を検出する圧力センサをさらに具備するようにしてもよい。そして、制御部１９３が、入口側流路の圧力に基づいて、流量調整指令を出力するようにしてもよい。
これにより、圧縮機制御装置１３は、上流側に別プロセスがある場合など、入口側流路の圧力が変化する場合にも、所望流量の圧縮空気をより正確に生成し得る。
【００９２】
なお、圧縮機制御装置１１や１２や１３の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１１  圧縮機制御装置
９１  圧縮機
１１１Ａ、１１１Ｂ  流量センサ
１２１  圧力センサ
１９０  制御部
８１１  放風弁
９１１Ａ、９１１Ｂ  インペラ
９２１Ａ、９２１Ｂ  インレットガイドベーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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