(57)【要約】【課題】作動範囲の拡大ができる流体機械を提供する。【解決手段】流体機械１００は、シュラウド壁面１７に覆われたオープン型の羽根車３と、羽根車３を回転させる回転軸６がラジアル磁気軸受１１およびスラスト磁気軸受１２によって支持されている流体機械であって、羽根車３を含む回転対象の基準となる軸中心と回転軸の軸中心との距離である振れ回り距離を検出する軸心位置検出手段２１と、振れ回り距離が第１閾値以上である場合、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を広げる制御を行う軸方向支持位置制御手段２２と、を有する。また、軸方向支持位置制御手段２２は、振れ回り距離が、第１閾値より小さい第２閾値以下である場合に、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を狭める制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュラウド壁面に覆われたオープン型の羽根車と、前記羽根車を回転させる回転軸がラジアル磁気軸受およびスラスト磁気軸受によって支持されている流体機械であって、
前記羽根車を含む回転対象の基準となる軸中心と前記回転軸の軸中心との距離である振れ回り距離を検出する軸心位置検出手段と、
前記振れ回り距離が第１閾値以上である場合、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を広げる制御を行う軸方向支持位置制御手段と、を有する
ことを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記軸方向支持位置制御手段は、
前記振れ回り距離が、前記第１閾値より小さい第２閾値以下である場合に、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を狭める制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記軸方向支持位置制御手段は、
前記振れ回り距離が、前記第１閾値以下で、かつ、最小になるように前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を調整する
ことを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
【請求項４】
前記軸心位置検出手段に代えて、前記羽根車の前縁上流に流体の逆流を検知する逆流検知手段を備え、
前記軸方向支持位置制御手段は、前記逆流検知手段が逆流を検知した際に、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を広げる制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。 
【請求項５】
前記軸心位置検出手段に代えて、前記羽根車の前縁上流に流体の逆流を検知する逆流検知手段を備え、
前記軸方向支持位置制御手段は、前記逆流検知手段の出力値に基づき、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。 
【請求項６】
前記逆流検知手段は、温度検知手段であり、
前記軸方向支持位置制御手段は、前記温度検知手段の検知温度が第１温度以上である場合に、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を広げる制御を行い、前記第１温度より低い第２温度以下である場合、前記シュラウド壁面と前記羽根車との隙間を狭める制御を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧送するターボ型のブロワ、圧縮機などの流体機械に関するもので、特に、回転軸を磁気軸受によって保持している単段の遠心式、斜流式の羽根車を有する流体機械において、低流量運転域の作動範囲の拡大、サージの抑制に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動機により回転する羽根車により、ガスや液体などの作動流体にエネルギを与える遠心式や斜流式などのターボ型流体機械では、一般に様々な運転条件に対応するために、安定作動範囲の拡大が要求される。これまでに安定作動範囲拡大を図るためのひとつの手法として、羽根車とケーシング壁面間の翼端隙間を制御する手法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、過渡運転時と定常運転時とで羽根車とケーシング壁面間の隙間を変えることにより、過渡運転時に生じる不安定流体力による羽根車とケーシング壁面との接触の防止、定常運転時の効率向上を達成するための技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、スラスト軸受に作用する軸方向荷重を圧縮機の運転時に各種センサから得られた圧力や温度から算出し、その荷重に基づいて羽根車とシュラウド壁面間の隙間を変更する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２３１８２６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３１８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような流体機械の翼端隙間制御による安定作動範囲拡大技術は、流体機械運転時の安定性確保や、羽根車をはじめとした流体機械製品内の基幹部品の損傷を防ぐためには、重要な技術であると言える。しかし、流体機械の作動範囲拡大、サージ抑制の観点では、特許文献１記載の技術では主に軸方向スラスト荷重を用いて制御しているが、十分に対応できない問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術のように、スラスト軸受に作用する荷重を考慮すると、特にインレットガイドベーン開度調整時において増加するスラスト力を誤検知し、まだ安定運転であるにもかかわらず、羽根車とケーシング壁面の隙間を広げる制御がなされることが懸念される。そのため、羽根車とケーシング壁面間の隙間を調整するに当たって、軸方向スラスト力に代わる適切なパラメータで制御することが望まれていた。
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、作動範囲の拡大ができる流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の流体機械は、シュラウド壁面に覆われたオープン型の羽根車と、羽根車を回転させる回転軸がラジアル磁気軸受およびスラスト磁気軸受によって支持されている流体機械であって、羽根車を含む回転対象の基準となる軸中心と回転軸の軸中心との距離である振れ回り距離を検出する軸心位置検出手段と、振れ回り距離が第１閾値以上である場合、シュラウド壁面と羽根車との隙間（例えば、翼端隙間１３）を広げる制御を行う軸方向支持位置制御手段と、を有することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、流体機械の作動範囲拡大ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る流量制御方法が適用される流体機械の上半分を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る流量制御法が適用される流体機械の制御系を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る隙間制御判定の一例を示す説明図であり、（ａ）は各状態の風量と吐出圧力の関係、（ｂ）は各状態のラジアル軸受中の軸心位置軌跡である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る隙間制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る流量制御法が適用される流体機械の制御系を示す模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る隙間制御判定の一例を示す説明図であり、（ａ）は各状態の風量と羽根車入口部温度の関係、（ｂ）は各状態の子牛面断面流線である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<<第１実施形態>>
図１は、本発明に係る流量制御方法が適用される流体機械１００の上半分を示す断面図である。なお、図１中の白抜きの矢印は流体の流れを示す（図２でも同様）。ここでは、単段の流体機械１００の一例として、遠心式のターボ型ブロワを例に説明するが、その他斜流式の流体機械に適用しても構わない。本実施形態では、流体機械１００は、例えば下水処理場の曝気設備などに使用される曝気用ブロワである。
【００１３】
流体機械１００は、回転軸６に対し放射状に設けられた翼列であるインレットガイドベーン２（ＩＧＶ、案内羽根）を有する。また、流体機械１００は、モータ１０によって回転させられる回転軸６（駆動軸）に装着され、流体を昇圧する羽根車３、羽根車３の下流側にあって羽根車３の出口から流入する流体の動圧を静圧へと変換する円形翼列ディフューザ４、および吐出スクロール５を有する。なお、円形翼列ディフューザ４は、翼の無いベーンレスディフューザの場合もある。また、吐出スクロール５は、スクロールと類似の別の形態の吐出流路であってもよい。流体機械１００の各構成要素は、ケーシング７内に格納され、内部流路を構成している。なお、インレットガイドベーン２は、案内羽根駆動機１によって回動させられる。
【００１４】
このような流体機械１００では、流体は、流体機械１００の吸込流路８から吸い込まれ、可変式のインレットガイドベーン２により任意の旋回角を与えられた状態で羽根車３に流入する。羽根車３に流入した流体は、羽根車３によって昇圧され、円形翼列ディフューザ４で減速された後、吐出スクロール５により吐出流路９へと導き出される。また、流体機械１００では、ケーシング７のシュラウド壁面１７と羽根車３との間には、翼端隙間１３を有する。
【００１５】
次に、以上のように構成される流体機械１００における作動範囲拡大を実現する制御方法について、図２〜図４を参照して説明する。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る流量制御法が適用される流体機械１００の制御系を示す模式図である。流体機械１００の羽根車３を駆動するための回転軸６は、モータ１０と直結されている。また、回転軸６は、径方向にラジアル磁気軸受１１、軸方向にスラスト磁気軸受１２によって支持される。
【００１７】
制御器２０は、羽根車３を含む回転対象の基準となる軸中心と回転軸６の軸中心との距離である振れ回り距離を検出する軸心位置検出手段２１と、振れ回り距離が第１閾値以上である場合、シュラウド壁面１７と羽根車３との翼端隙間１３を広げる制御を行うとともに、振れ回り距離が、第１閾値より小さい第２閾値以下である場合に、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を狭める制御を行う軸方向支持位置制御手段２２と、を有する。
【００１８】
軸心位置検出手段２１は、ラジアル磁気軸受１１に支持されている回転軸６の軸心位置を、ギャップセンサ２５（径方向変位センサ）の変位情報に基づいてモニタリングしている。すなわち、軸心位置検出手段２１は、軸心位置の軌跡を、流体機械１００の運転時において、常時軸ポジションとして、モニタリングしている。なお、ギャップセンサ２５は、モータ１０のステータ側に円周方向に９０度ピッチで４箇所設けることが望ましい。
【００１９】
軸方向支持位置制御手段２２は、スラスト磁気軸受１２に支持されている回転軸６の軸方向位置を、アキシャルセンサ２６（軸方向変位センサ）の変位情報に基づいてモニタリングしている。そして、軸方向支持位置制御手段２２は、振れ回り距離が所定の閾値（例えば、第１閾値、第２閾値）に応じて、回転軸６の浮上位置を軸方向に移動させることにより、ケーシング７のシュラウド壁面１７と羽根車３との間の翼端隙間１３の距離を広げる／狭める制御を行う。具体的には、スラスト磁気軸受１２の電磁石用コイルに流れる電流値の制御を行う。この制御によって、羽根車３で生じる失速を抑制し、作動範囲の拡大を実現できる。
【００２０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る隙間制御判定の一例を示す説明図であり、（ａ）は各状態の風量と吐出圧力の関係、（ｂ）は各状態のラジアル軸受中の軸心位置軌跡である。図３（ｂ）は、実際の流体機械１００の運転時に想定されるラジアル軸受内の軸浮上位置の軌跡を示している。例えば、図３（ａ）中のＩの点が羽根車３の流体性能の設計点とすると、その設計点の大風流量側では、羽根車３内の翼面上で剥離や逆流が生じていないため、軸浮上位置の軌跡は、図３（ｂ）の左上の図に示すように、ほぼ軸受の基準中心部に位置することとなる。
【００２１】
しかし、図３（ａ）中の流体機械１００の運転点を低風量側のIIの点に移動させると、流量の現象に伴う羽根車３への相対流入角の変化により、羽根車３内の翼面で剥離や逆流を生じる。そのため、図３（ｂ）の右上の図に示すように、軸受内の軸浮上位置の軌跡が、大きく振れ回ることとなる。このとき、図中に点線で示す箇所を第１閾値３１として設けた場合、軸心位置の軌跡がこの第１閾値３１をまたいだ際に、制御器２０の軸方向支持位置制御手段２２が、回転軸６の軸方向の浮上位置をモータ１０側にずらす。このことで、翼端隙間１３が広げられ、剥離や逆流を抑えることができる。そして、翼端隙間１３が広げられると、図３（ａ）中のIIIの点の移動する。これは、翼端隙間１３を広げられると、吐出圧力Ｐも若干低下するためである。IIIの場合、図３（ｂ）の左下の図に示すように、軸心位置の軌跡が第１閾値３１内に収束することになる。
【００２２】
一般的に、翼端隙間１３が狭まると、翼端隙間１３を通過する漏れ流れが低減するため、流体機械１００の流体効率は向上する。一方で、羽根車３の翼面に作用する負荷は増大する。そのため、翼面での剥離（失速）が生じやすくなる。羽根車３の翼面での負荷は、シュラウド壁面１７側の翼端部の負荷が最も大きく、その部位での剥離の発生有無により、流体機械１００の低流量側作動範囲は決まるといっても過言ではない。そこで、翼端隙間１３を広げ、羽根車３の翼端部での負荷を軽減させることで、剥離の抑制を実現し、作動範囲の拡大が可能となる。
【００２３】
本構成で使用するラジアル磁気軸受１１、スラスト磁気軸受１２のような磁気浮上式の軸受は、回転軸６の浮上位置を予めモニタリングするセンサを備えていることが多い。このセンサのセンサ情報を制御器２０に入力することで、常時、制御器２０は軸心位置を検出する。この軸心位置の軌跡が、所定の閾値（例えば、第１閾値、第２閾値）に基づいて、翼端隙間１３を広げる／狭めるという制御を行う。
【００２４】
羽根車３の翼面で剥離が生じると、径方向、軸方向への不安定流体力が生じる。この不安定流体力は、磁気軸受の浮上位置の振れ回りの要因となる。この振れ回りを抑えるためには、羽根車３近辺で生じた剥離を抑えることが重要であり、翼端隙間１３の制御により、振れ回りの抑制が可能である。
【００２５】
本実施形態では、ラジアル磁気軸受１１内の回転軸６について、軸浮上位置の軌跡を検知し、翼端隙間１３を制御している。ラジアル磁気軸受１１が振れ回るとき、スラスト磁気軸受１２も同様に、負荷が上昇する傾向にある。しかし、スラスト磁気軸受１２に作用する負荷は、羽根車３で生じる剥離が起因ではなく、どちらかと言うと、羽根車３に流入する流量変化に依存する傾向が強い。すなわち、流量が減少するに従い、比較的線形にスラスト磁気軸受１２に作用する負荷が増大する傾向にある。このとき、インレットガイドベーン２を備える流体機械１００では、羽根車３の入口に予旋回を付与することで低流量域でも安定に運転を実現しているのだが、そのような安定な運転条件下にあっても、スラスト磁気軸受１２への負荷は、増大する。そのため、必ずしもスラスト磁気軸受１２への負荷増大が、失速、サージに入る合図とはならない。そのため、スラスト磁気軸受１２への負荷を閾値として制御を行うことは、不可能であるという課題がある。本実施形態は、前記課題を解決するために創出したものである。
【００２６】
図４は、本発明の第１実施形態に係る隙間制御処理を示すフローチャートである。制御器２０の隙間制御処理の一例について説明する。
図３（ｂ）に示すｘｙ座標において、ｘｙ座標の原点を回転対象の基準原点とすると、
（Ｘ，Ｙ）：回転軸６のラジアル方向の基準原点からの座標
ＲＬ：回転軸６の基準原点からの距離（振れ回り距離）
ＲＬ１：第１閾値３１（翼端隙間１３を広げるための閾値）
ＲＬ２：第２閾値３２（翼端隙間１３を狭めるための閾値）
０＜ＲＬ２＜ＲＬ１
とする。
【００２７】
軸心位置検出手段２１は、ギャップセンサ２５のセンサ情報に基づいて（Ｘ，Ｙ）を検出し（ステップＳ１）、ＲＬを算出する（ステップＳ２）。軸方向支持位置制御手段２２は、ＲＬ≧ＲＬ１であるか否かを判定し（ステップＳ３）、ＲＬ≧ＲＬ１であれば（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、アキシャルセンサ２６のセンサ情報に基づいて、翼端隙間１３を広げる制御を行う（ステップＳ４）。一方、ＲＬ≧ＲＬ１でなければ（ステップＳ３，Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。
【００２８】
軸心位置検出手段２１は、ギャップセンサ２５のセンサ情報に基づいて（Ｘ，Ｙ）を検出し（ステップＳ５）、ＲＬを算出する（ステップＳ６）。軸方向支持位置制御手段２２は、ＲＬ≦ＲＬ２であるか否かを判定し（ステップＳ７）、ＲＬ≦ＲＬ２であれば（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、アキシャルセンサ２６のセンサ情報に基づいて、翼端隙間１３を狭める制御を行い（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。一方、ＲＬ≦ＲＬ２でなければ（ステップＳ７，Ｎｏ）、ステップＳ５に戻る。
【００２９】
先に述べた構成では、基準となる軸中心と回転軸６の軸中心との距離である振れ回り距離において、第１閾値３１を設定し、翼端隙間１３を広げる制御としたが、これに限定されるわけではない。すなわち、常に基準となる軸中心と回転軸６の軸中心との距離である振れ回り距離が、最小値となるように、翼端隙間１３を制御してもよい。具体的には、軸方向支持位置制御手段２２は、振れ回り距離が、第１閾値以下で、かつ、最小になるようにシュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を調整してもよい（本構成という）。
【００３０】
先に述べた構成と本構成を組み合わせることにより、常時安定運転かつ高効率で運転ができるため、性能的にもより良い運転条件を維持することができる。
【００３１】
また、第１実施形態によれば、ラジアル磁気軸受１１に作用する負荷を常に最小にすることが可能である。常にラジアル磁気軸受１１に作用する負荷が最小ということは、ラジアル磁気軸受１１の電磁石用コイルに流れる電流値が最小ということと同義である。電流値が少ないと、ラジアル磁気軸受１１の発熱量も低減するため、軸受冷却の観点からも有利である。軸受温度を低く保つことが可能なため、冷却風の風量を低減させられるため、省エネにも効果的である。
【００３２】
以上の流体機械１００のシュラウド壁面１７と羽根車３との隙間について、本実施形態の隙間制御法により、多くのセンサを設置する必要なしに、低流量側の作動範囲拡大を実現できる。
【００３３】
<<第２実施形態>>
第１実施形態では、軸心位置検出手段２１を用いたが、第２実施形態では、羽根車３から上流側に向かって逆流を検知する逆流検知手段２３を用いる場合について説明する。
【００３４】
図５は、本発明の第２実施形態に係る流量制御法が適用される流体機械１００の制御系を示す模式図である。制御器２０は、逆流検知センサ１４のセンサ情報に基づいて、羽根車３の前縁上流に流体の逆流を検知する逆流検知手段２３を備え、軸方向支持位置制御手段２２は、逆流検知手段２３が逆流を検知した際に、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を広げる制御を行う。翼端隙間１３を広げる理由としては、先に説明した第１実施形態と同様に、翼端隙間１３を広げることによって、羽根車３の翼面負荷を低減させることにより、翼面で生じる剥離や逆流を抑えるためである。なお、図５においては、逆流検知手段２３が逆流を検知しているが、逆流検知センサ１４自身で逆流を検知して、制御器２０に入力してもよい。
【００３５】
図６は、本発明の第２実施形態に係る隙間制御判定の一例を示す説明図であり、（ａ）は各状態の風量と羽根車入口部温度の関係、（ｂ）は各状態の子牛面断面流線である。図６（ａ）は、第２実施形態を適用した際の運転状況を示している。図中のＩ、IIは、先の図３（ａ）に記載の風量-吐出圧力相関の性能曲線に示す運転点と同一として説明する。
【００３６】
流体機械１００は、羽根車３の翼面で剥離を生じると、羽根車３から上流側に向かって逆流が生じる。すなわち、この逆流の発生有無により、羽根車３の翼面において剥離が発生したか否かを判定することが可能である。
【００３７】
逆流の検知は、バイパス型の流量センサなどの様々なセンサを用いて可能であるが、最も簡単な構成としては、熱電対による温度検知が考えられる。設計点付近の運転点である運転点Ｉでは、図６（ｂ）左図に示す子午面断面上の流線の分布の通り、逆流は生じず、吸込から吐出まで綺麗に作動流体が流れる。また、逆流検知センサ１４として使用する熱電対が示す入口部温度は、低く保たれる。
【００３８】
一方、図６（ｂ）右図に示すサージ近傍の運転点である運転点IIでは、逆流検知センサ１４の設置してある羽根車３のシュラウド側前縁付近において、逆流が生じる。羽根車３で生じた剥離によって逆流が生じると、羽根車３によって昇圧された際に生じた高温の流体が、逆流してくることとなる。すなわち、逆流が生じると、逆流検知センサ１４として設置された熱電対が検知する温度が、急激に高温にシフトすることとなる。この高温へのシフトを検知したときに、翼端隙間１３を広げることで、羽根車３で生じる剥離を抑え、安定な運転状態を維持し、作動範囲の拡大を実現できることとなる。
【００３９】
本実施形態では、前記で翼端隙間１３を広げることを説明したが、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を調整することが可能である。具体的には、前記説明したように、逆流検知手段２３が温度検知手段である場合、軸方向支持位置制御手段２２は、第１温度以上である場合に、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を広げる制御を行い、第１温度より低い第２温度以下である場合、シュラウド壁面１７と羽根車３との隙間を狭める制御を行うとよい。
【００４０】
なお、第１・第２実施形態において、実施例として遠心式流体機械について説明したが、遠心式に限らず、回転機械全般に適用可能な技術である。また、本発明で対象とした流体機械１００の制御法は、単段機が対象であるが、多段機であっても、適用可能な技術である。
【００４１】
以上をまとめると、本実施形態の流体機械１００は、磁気軸受制御のラジアル軸受、スラスト軸受とオープン型の遠心羽根車を有する流体機械であって、ラジアル軸受中の軸浮上位置を常時モニタリングし、軸浮上位置変化の軌跡がある閾値（例えば、第１閾値）を超えると、スラスト軸受の軸浮上位置を、モータ１０側に移動させる制御を有する。 
【００４２】
この構成によれば、ラジアル軸受中の軸浮上位置の振れ回りを検知すると、シュラウド壁面１７と羽根車３との間で構成される翼端隙間１３を広げることにより、振れ回りを抑制し、安定運転範囲の拡大を達成できる。
【００４３】
流体機械１００は、設計時に想定した流量から低流量域で運転をすると、ラジアル軸受、スラスト軸受に作用する荷重が増加することが知られている。ラジアル軸受に作用する荷重は、流体機械１００の運転点が設計点より低流量側にシフトし、運転が不安定になると、軸心位置が軸受の中心位置に維持できず、周方向に振れ回るような軌跡を描く。この軌跡がある閾値内に収まって入れば、安定に運転できているといえる。
【００４４】
オープン型の遠心羽根車は、一般的には、羽根車の翼シュラウド側前縁端部から剥離や逆流が生じ、失速に至る。そのため、この剥離や逆流を抑えられれば、低流量域の作動範囲の拡大を実現できるといえる。羽根車３の翼シュラウド側前縁端部より生じる剥離の発生は、羽根車３の翼端部の負荷が増加することに由来する。この翼端部への負荷は、羽根車とシュラウド壁面間の翼端隙間が狭いほど増大し、広くなると、負荷が軽減する。これは、翼端隙間が広いほど、その隙間からの漏れ流れが増えるため、損失が増大することに由来する。すなわち、効率が低下することとなる。一方で、漏れ流れが増えることで翼に作用する流体力が低減するため、翼負荷は軽減する。その結果、剥離や逆流の発生を抑えることができる。この現象を利用して羽根車の負荷を軽減し、失速を遅らせることにより、作動範囲の拡大がなされている。
【００４５】
一般的に磁気軸受には、予め軸浮上位置を検知するセンサが軸受内部に設置されていることが多い。そのため第１実施形態では、センサの個数を増やすことなく、作動範囲の拡大が可能となる。
【００４６】
また、第２実施形態では、羽根車３の入口部に逆流検知センサ１４を設け、本センサが逆流を検知すると、スラスト軸受の浮上位置をモータ１０側に移動することができる。
【００４７】
この構成によれば、遠心式羽根車特有の現象である、サージ直前に生じる羽根車前縁上流への逆流をセンサによって検知し、スラスト軸受の軸浮上位置をモータ側に移動させる。これによってシュラウド壁面１７と羽根車３と間の隙間を広げ、翼負荷を軽減させることで、剥離を抑えている。この結果、安定運転範囲の拡大を達成できる。
【００４８】
本実施形態により、センサを追加することなく、または、最小限のセンサにより、流体機械１００の低流量側の運転作動範囲拡大を実現することができる。また、図３、図４に示すように本制御法により、磁気軸受内の振れ回りが抑えられるため、軸受に流れる電流値を下げることができる。これにより、軸受の温度上昇を抑えられるため、磁気軸受の絶縁種について耐熱寿命の伸長を実現できる。
【符号の説明】
【００４９】
１    案内羽根駆動機
２    インレットガイドベーン
３    羽根車
４    円形翼列ディフューザ
５    吐出スクロール
６    回転軸
７    ケーシング
８    吸込流路
９    吐出流路
１０    モータ
１１    ラジアル磁気軸受
１２    スラスト磁気軸受
１３    翼端隙間
１４    逆流検知センサ
１７    シュラウド壁面
２０    制御器
２１    軸心位置検出手段
２２    軸方向支持位置制御手段
２３    逆流検知手段
１００    流体機械
【図１】
2018053767.tif 000003
【図２】
2018053767.tif 000004
【図３】
2018053767.tif 000005
【図４】
2018053767.tif 000006
【図５】
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【図６】
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