(57)【要約】【課題】サージングの発生の有無を高精度に判断できるターボ圧縮機を提供する。【解決手段】  ターボ圧縮機（１ａ）は、回転軸（１１）と、インペラ（１２）と、ケーシング（２０）と、吐出流路（２５）と、マイクロホン（５０）と、制御器（５５）とを備えている。マイクロホン（５０）は、ケーシング（２０）の内部においてボリュート（２３）若しくは吐出流路（２５）に露出し、又は、ケーシング（２０）の周辺においてケーシング（２０）の外部に露出して配置されている。制御器（５５）は、マイクロホン（５０）から出力された信号において、インペラ（１２）の作動流体の流路の出口（１５ｂ）におけるブレード（１２ａ）の枚数と、回転軸（１１）の回転周波数との積に一致する周波数の音圧レベルが所定値以上である場合に、サージングが発生していると判断し、サージングを解消するための制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に固定され、複数枚のブレードを有し、作動流体を圧縮するためのインペラと、
前記インペラの半径方向外側において前記インペラを囲んでいるボリュートを有するケーシングと、
前記ボリュートに接続され前記ボリュートの外部に向かって延びている少なくとも１つの吐出流路と、
前記ケーシングの内部において前記ボリュート若しくは前記吐出流路に露出し、又は、前記ケーシングの周辺において前記ケーシングの外部に露出して配置されたマイクロホンと、
前記マイクロホンから出力された信号において、前記インペラの前記作動流体の流路の出口における前記ブレードの枚数と、前記回転軸の回転周波数との積に一致する周波数の音圧レベルが所定値以上である場合に、サージングが発生していると判断し、前記サージングを解消するための制御を行う制御器と、を備えた、
ターボ圧縮機。
【請求項２】
前記マイクロホンは、前記ケーシングの内部において前記ボリュート又は吐出流路に露出している、請求項１に記載のターボ圧縮機。
【請求項３】
前記回転軸を回転させるモータをさらに備え、
前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記モータを制御して、前記回転軸の回転数を変更する、請求項１又は２に記載のターボ圧縮機。
【請求項４】
前記吐出流路における前記作動流体の流量を調節するための弁をさらに備え、
前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記弁を制御して、前記弁の開度を増加させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のターボ圧縮機。
【請求項５】
前記作動流体の流れ方向において前記インペラの上流に配置された可動ベーンをさらに備え、
前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記可動ベーンを制御して、前記インペラに吸い込まれる前記作動流体の流速の前記インペラの回転方向における成分の大きさを増加させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のターボ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターボ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ圧縮機において運転条件によってはサージングが発生することがある。このため、ターボ圧縮機におけるサージングを検出する技術が知られている。
【０００３】
例えば、図７に示す通り、特許文献１には、ターボ圧縮機３００においてサージング検出を行う装置が記載されている。このサージング検出装置は、圧力検出器３０８と、モータ電流検出器３０９と、コントローラ３１０とを備えている。圧力検出器３０８は、ターボ圧縮機３００のディフューザー３０５の入口圧力を検出する。モータ電流検出器３０９は、ターボ圧縮機３００のインペラ３０３を駆動するモータ３０４の電流を検出する。コントローラ３１０は、圧力検出器３０８及びモータ電流検出器３０９の出力信号を演算し、所定時間における電流の変化率ＤＡと同一時間における圧力の変化率ＤＰとが共に予め設定する基準値ＰＳ及び基準値ＡＳより大きいとき、サージング信号を出力する。サージング信号が出力されると、ガイドベーン３０７の開度が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６７２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術によれば、条件によってはサージングの発生を適切に検出できない可能性がある。そこで、本開示は、ターボ圧縮機においてサージングの発生の有無を高精度に判断できる新たな技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
回転軸と、
前記回転軸に固定され、複数枚のブレードを有し、作動流体を圧縮するためのインペラと、
前記インペラの半径方向外側において前記インペラを囲んでいるボリュートを有するケーシングと、
前記ボリュートに接続され前記ボリュートの外部に向かって延びている少なくとも１つの吐出流路と、
前記ケーシングの内部において前記ボリュート若しくは前記吐出流路に露出し、又は、前記ケーシングの周辺において前記ケーシングの外部に露出して配置されたマイクロホンと、
前記マイクロホンから出力された信号において、前記インペラの前記作動流体の流路の出口における前記ブレードの枚数と、前記回転軸の回転周波数との積に一致する周波数の音圧レベルが所定値以上である場合に、サージングが発生していると判断し、前記サージングを解消するための制御を行う制御器と、を備えた
ターボ圧縮機を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
上記のターボ圧縮機は、サージングの発生の有無を高精度に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示のターボ圧縮機の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示すII-II線に沿った断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、サージングが発生する場合及びサージングが発生しない場合の圧力の時間変化を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、サージングが発生している場合及びサージングが発生していない場合の音圧レベルの大きさと周波数との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、サージング発生の有無を判断するための処理を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、サージングが発生していないときの軸受箱を示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、サージングが発生しているときの軸受箱を示す正面図である。
【図６】図６は、本開示のターボ圧縮機の別の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、従来のターボ圧縮機を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
大型のヒートポンプサイクル及び冷凍サイクル装置において回転の運動エネルギーにより作動流体の圧力を高めるターボ圧縮機を使用することが考えられる。ターボ圧縮機を適切に運転するために、ターボ圧縮機における作動流体の流量と圧力比との関係には所定の制約がある。
【００１０】
ターボ圧縮機においてインペラの回転数が一定である場合、吐出流路における作動流体の流量を調節するための弁（吐出弁）を絞って作動流体の流量を減らすと圧力比が上昇する。この場合、作動流体の流量が所定値よりも少なくなると、周期的な作動流体の逆流現象、すなわち、サージングが発生する。ターボ圧縮機においてサージングが発生すると、回転軸が異常振動を起こし、軸受が損傷する可能性がある。加えて、ターボ圧縮機における吐出側空間の高温ガスの一部が吸入側空間に流れるので、インペラに吸い込まれる作動流体の温度が上昇してしまう。
【００１１】
サージングが発生する作動流体の流量の臨界値は、インペラの回転数が増加するにつれ大きくなる。従って、ターボ圧縮機は、典型的には、作動流体の流量が、サージングが発生する作動流体の流量の臨界値以下にならないように運転される。しかし、ターボ圧縮機の実際の運転では、サージングが意図せず発生してしまう可能性がある。このため、特許文献１に記載の技術のように、ターボ圧縮機にサージング検出装置を組み込み、サージングの発生を検出した場合に、サージングが解消されるようにターボ圧縮機の運転条件を変更することが考えられる。
【００１２】
しかし、条件によっては、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動又は温度変動が小さい場合がある。例えば、作動流体が常温（２０℃±１５℃：日本工業規格  JIS Z 8703）において絶対圧で大気圧よりも低い飽和蒸気圧を有する場合又は軽度のサージングが発生する場合には、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動又は温度変動が小さくなりやすい。この場合、サージングの発生の有無を判断するための作動流体の圧力の閾値を低く定めることも考えられるが、サージングが発生していない通常運転においてもその閾値を超える可能性があり、サージングの発生を誤検出してしまう。また、サージングの発生の有無を判断するための作動流体の圧力の閾値を高く定めると、実際にサージングが発生していてもサージングが非検出となる可能性がある。この場合、サージングが発生した状態でターボ圧縮機の運転が継続され、回転軸が異常振動して軸受が損傷する可能性がある。
【００１３】
そこで、本発明者らは、ターボ圧縮機において、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動が小さい場合でも、サージングの有無を高精度に判断できる技術の開発を試みた。具体的に、本発明者らは、常温において絶対圧で大気圧よりも低い飽和蒸気圧を有する作動流体を用いるターボ圧縮機を試作した。そのうえで、本発明者らは、サージングが発生する条件でそのターボ圧縮機を運転させ、サージングの有無を高精度に判断できる技術について日夜検討を重ねた。検討の結果、本発明者らは、サージングが発生しているときに特有の音が発生し、その音の周波数がインペラのブレードの枚数と回転軸の回転周波数との積にほぼ等しいことを新たに見出した。このような新たな知見に基づいて、本発明者らは本開示のターボ圧縮機を案出した。なお、上記の知見は、本発明者らの検討に基づく知見であり、先行技術として自認するものではない。
【００１４】
本開示の第１態様は、
回転軸と、
前記回転軸に固定され、複数枚のブレードを有し、作動流体を圧縮するためのインペラと、
前記インペラの半径方向外側において前記インペラを囲んでいるボリュートを有するケーシングと、
前記ボリュートに接続され前記ボリュートの外部に向かって延びている少なくとも１つの吐出流路と、
前記ケーシングの内部において前記ボリュート若しくは前記吐出流路に露出し、又は、前記ケーシングの周辺において前記ケーシングの外部に露出して配置されたマイクロホンと、
前記マイクロホンから出力された信号において、前記インペラの前記作動流体の流路の出口における前記ブレードの枚数と、前記回転軸の回転周波数との積に一致する周波数の音圧レベルが所定値以上である場合に、サージングが発生していると判断し、前記サージングを解消するための制御を行う制御器と、を備えた
ターボ圧縮機を提供する。
【００１５】
第１態様によれば、ターボ圧縮機の作動流体の圧力変動ではなく、マイクロホンから出力された信号における特定の周波数の音圧レベルによってサージングの有無が判断される。このため、第１態様に係るターボ圧縮機は、例えば、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動が小さい場合でも、サージングの有無を高精度に判断できる。なお、第１態様に係るターボ圧縮機は、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動が小さくない場合でも、サージングの有無を高精度に判断できる。
【００１６】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記マイクロホンは、前記ケーシングの内部において前記ボリュート又は吐出流路に露出している、ターボ圧縮機を提供する。この場合、ターボ圧縮機の周辺で発生している音がマイクロホンにおいて受音されにくい。このため、ターボ圧縮機の周辺で発生している音にサージングの有無の判断のための特定の周波数の音が含まれている場合でもサージング発生の誤検出が起こりにくい。その結果、第２態様に係るターボ圧縮機は、より確実に、サージングの有無を高精度に判断できる。
【００１７】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記回転軸を回転させるモータをさらに備え、前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記モータを制御して、前記回転軸の回転数を変更する、ターボ圧縮機を提供する。第３態様によれば、サージングが発生している場合に回転軸の回転数が変更され、その結果、サージングが解消される。
【００１８】
本開示の第４態様は、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様に加えて、前記吐出流路における前記作動流体の流量を調節するための弁をさらに備え、前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記弁を制御して、前記弁の開度を増加させる、ターボ圧縮機を提供する。第４態様によれば、サージングが発生している場合に吐出流路における作動流体の流量を調節するための弁の開度が増加し、その結果、サージングが解消される。
【００１９】
本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様に加えて、前記作動流体の流れ方向において前記インペラの上流に配置された可動ベーンをさらに備え、前記制御器は、前記サージングを解消するための前記制御において、前記可動ベーンを制御して、前記インペラに吸い込まれる前記作動流体の流速の前記インペラの回転方向における成分の大きさを増加させる、ターボ圧縮機を提供する。第５態様によれば、サージングが発生している場合にインペラに吸い込まれる作動流体の流速のインペラの回転方向における成分の大きさが増加し、その結果、サージングが解消される。
【００２０】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は本発明の例示に過ぎず、本発明がこれらに限定されるわけではない。添付の図面において、Ｘ軸は同一の方向を示し、Ｙ軸はＸ軸と直交する別の同一の方向を示し、Ｚ軸はＸ軸及びＹ軸に直交する方向を示す。ＸＹ平面が水平である。
【００２１】
図１及び図２に示す通り、ターボ圧縮機１ａは、回転軸１１と、作動流体を圧縮するためのインペラ１２と、ケーシング２０と、少なくとも１つの吐出流路２５と、マイクロホン５０と、制御器５５とを備えている。インペラ１２は、回転軸１１に固定され複数枚のブレード１２ａを有する。ケーシング２０は、インペラ１２の半径方向外側においてインペラ１２を囲んでいるボリュート２３を有する。吐出流路２５は、ボリュート２３に接続されボリュート２３の外部に向かって延びている。マイクロホン５０は、ケーシング２０の内部においてボリュート２３若しくは吐出流路２５に露出し、又は、ケーシング２０の周辺においてケーシング２０の外部に露出して配置されている。制御器５５は、マイクロホン５０から出力された信号において、インペラ１２の作動流体の流路の出口１５ｂにおけるブレード１２ａの枚数（Ｂ枚）と、回転軸１１の回転周波数（Ｎ［Ｈｚ］）との積（Ｂ×Ｎ）に一致する周波数の音圧レベルが所定値（Ｌｔ）以上である場合に、サージングが発生していると判断する。加えて、制御器５５は、サージングが発生していると判断した場合に、サージングを解消するための制御を行う。
【００２２】
図３Ａにおいて、実線のグラフは、ターボ圧縮機１ａでサージングが発生する場合のターボ圧縮機１ａから吐出される作動流体の圧力の時間変化の一例を示す。また、図３Ａにおいて、破線のグラフはターボ圧縮機１ａでサージングが発生しない場合のターボ圧縮機１ａから吐出される作動流体の圧力の時間変化の一例を示す。ターボ圧縮機１ａにおいてサージングが発生すると、吐出経路２５において作動流体の一部が逆流し、図３Ａの実線のグラフに示す通り、ターボ圧縮機１ａから吐出される作動流体の圧力が一時的に減少する。しかし、サージングが発生する場合のターボ圧縮機１ａから吐出される作動流体の圧力の変動は小さいので、作動流体の圧力に基づいてサージングの有無を判断すると、サージングの誤検出又は非検出が発生する可能性が高い。
【００２３】
図３Ｂにおいて、実線のグラフは、ターボ圧縮機１ａでサージングが発生している場合に所定位置で発生している音の音圧レベルと周波数との関係を示す。図３Ｂにおいて、破線のグラフは、ターボ圧縮機１ａでサージングが発生していない場合に所定位置で発生している音の音圧レベルと周波数との関係を示す。回転軸１１の回転周波数Ｎ［Ｈｚ］における音圧レベルはサージングの有無に関わらずに比較的高い。一方、インペラ１２の作動流体の流路の出口１５ｂにおけるブレード１２ａの枚数（Ｂ枚）と、回転軸１１の回転周波数（Ｎ［Ｈｚ］）との積（Ｂ×Ｎ）に一致する周波数の音圧レベルは、サージングが発生すると顕著に増加する。サージングが発生すると、吐出流路２５の一部で発生した作動流体の圧力の乱れが作動流体の流れ方向の上流側に伝播し、ボリュート２３と吐出流路２５との接続部分である舌部Ｔの付近で作動流体が逆流すると考えられる。さらに、インペラ１２の作動流体の流路の出口１５ｂにおいて逆流した作動流体がインペラ１２に干渉することによりＢ×Ｎの周波数の音波が発生すると考えられる。ターボ圧縮機１ａでは、サージングが発生したときのＢ×Ｎに一致する周波数の音圧レベルの顕著な増加を利用してサージングの発生の有無が判断される。このため、ターボ圧縮機１ａは、例えば、サージングが発生したときの作動流体の圧力変動が小さい場合でも、サージングの発生の有無を高精度に判断できる。
【００２４】
ターボ圧縮機１ａにおける作動流体は、例えば、常温において絶対圧で大気圧よりも低い飽和蒸気圧を有する。このような作動流体は、例えば水である。この場合、ターボ圧縮機１ａにおいてサージングが発生したときの作動流体の圧力変動が小さく、従来の技術では、サージングの誤検出又は非検出が発生する可能性がある。しかし、ターボ圧縮機１ａでは、上記の通り、Ｂ×Ｎに一致する周波数の音圧レベルに基づいてサージングの発生の有無を高精度に判断できる。
【００２５】
図１及び図２に示す通り、ターボ圧縮機１ａにおいて、マイクロホン５０は、例えば、ケーシング２０の周辺においてケーシング２０の外部に露出して配置されている。これにより、マイクロホン５０に作動流体の影響が及ぶことを防止できる。この場合、マイクロホン５０とケーシング５０の外面との最短距離は、例えば５ｍ以内である。
【００２６】
回転軸１１は、例えば、水平に延びている円柱状の部材である。インペラ１２は、ケーシング２０の内部において回転軸１１に固定されている。ターボ圧縮機１ａは、例えば、第一軸受１３ａ及び第二軸受１３ｂと、第一軸受箱３０ａ及び第二軸受箱３０ｂとをさらに備えている。第一軸受１３ａ及び第二軸受１３ｂのそれぞれは、例えば、貫通孔を有する筒状の流体軸受であり、貫通孔に回転軸１１が挿入された状態で回転軸１１のラジアル方向の荷重を支持する。第一軸受１３ａ及び第二軸受１３ｂに使用される潤滑剤としては、作動流体と同一種類の流体（例えば、水）を使用できる。
【００２７】
図１に示す通り、第一軸受１３ａは、例えば、インペラ１２の前方に位置する回転軸１１の端部を支持する。第一軸受１３ａは、例えば、第一軸受箱３０ａの内部に収容されている。第一軸受箱３０ａは、回転軸１１の半径方向に離れて配置された内筒及び外筒と、内筒の外面と外筒の内面との間で回転軸１１の周方向に離れて配置された複数の接続部とを有する部材である。複数の接続部は内筒と外筒とを接続している。第一軸受１３ａは、第一軸受箱３０ａの内筒の内部に収容されている。また、第一軸受箱３０ａの外筒がインペラ１２の前方においてケーシング２０の内周面に取り付けられている。
【００２８】
第二軸受１３ｂは、インペラ１２の後方に位置する回転軸１１の端部を支持する。第二軸受１３ｂは、例えば、第二軸受箱３０ｂの内部に収容されている。第二軸受箱３０ｂは、筒状の部材である。
【００２９】
ターボ圧縮機１ａは、例えば、遠心式の流体機械である。インペラ１２の前端には作動流体の流路の入口１５ａが複数のブレード１２ａによって定められている。作動流体の流路の入口１５ａの前方には、例えば、ケーシング２０及び第一軸受箱３０ａによって吸入空間６１が定められている。
【００３０】
ターボ圧縮機１ａの運転期間中には回転軸１１とともにインペラ１２が回転し、吸入空間６１における作動流体がインペラ１２に向かって流れる。作動流体の流路の入口１５ａからインペラ１２に吸い込まれた作動流体は、作動流体の流路の出口１５ｂを通ってインペラ１２の外部に排出される。その後、作動流体はボリュート２３及び吐出流路２５を通ってターボ圧縮機１ａの外部に吐出される。
【００３１】
ターボ圧縮機１ａの運転期間中に、制御器５５によってサージングの発生の有無が判断される。制御器５５は、例えば、Digital Signal Processor(DSP)によって構成されており、マイクロホン５０からの出力信号を受信できるようにマイクロホン５０に接続されている。
【００３２】
例えば、ターボ圧縮機１ａの運転期間中に図４に示す一連の処理が実行される。まず、ステップＳ１０において、制御器５５は、マイクロホン５０からの出力信号Ｓｍを取得する。次に、ステップＳ２０において、制御器５５は、出力信号ＳｍからＢ×Ｎ［Ｈｚ］の周波数における音圧レベルＬ１を決定する。この場合、制御器５５は、回転軸１１の回転周波数Ｎを示す検出信号を所定のセンサから受信して、回転軸１１の回転周波数Ｎを予め決定する。制御器５５は、例えば、Ｂ×Ｎ［Ｈｚ］及びＢ×Ｎ［Ｈｚ］近傍の周波数帯域の信号を通過させるフィルタを備えており、フィルタを通過した信号に基づいて音圧レベルＬ１を決定する。代わりに、制御器５５は、例えば、出力信号Ｓｍを高速フーリエ変換することにより音圧レベルＬ１を決定してもよい。次に、ステップＳ３０において、制御器５５は、音圧レベルＬ１が所定値Ｌｔ以上であるか否か判断する。所定値Ｌｔは、例えば、ターボ圧縮機１ａにおいてサージングが発生しているときに発生する音圧レベルに基づいて実験的に定められている。Ｌｔは、例えば８０〜９０ｄＢである。
【００３３】
ステップＳ３０における判断結果が否定的である場合、制御器５５はサージングが発生していないと判断し、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ３０における判断結果が肯定的である場合、制御器５５は、ステップＳ４０に進み、サージングが発生していると判断する。次に、制御器５５は、ステップＳ５０においてサージングを解消するための制御を行う。このように、ターボ圧縮機１ａによれば、高精度の圧力センサを用いることなく、マイクロホン５０及びフィルタ等の等の安価な電子部品を用いてサージングの発生の有無を判断できる。
【００３４】
サージングを解消するための制御の一例を説明する。図１に示す通り、ターボ圧縮機１ａは、例えば、回転軸１１を回転させるモータ４０をさらに備えている。モータ４０は、制御器５５から送信された制御信号を受信可能に制御器５５に接続されている。制御器５５は、例えば、ステップＳ５０のサージングを解消するための制御において、モータ４０を制御して、回転軸１１の回転数を変更する。具体的に、制御器５５は、回転軸１１の回転数を変更するための制御信号をモータ４０に送信する。
【００３５】
例えば、後述の吐出弁の開度が一定である場合、制御器５５は、サージングを解消するための制御において、モータ４０を制御して、回転軸１１の回転数を下げる。一方、別の条件では、制御器５５は、サージングを解消するための制御において、モータ４０を制御して、回転軸１１の回転数を上げてもよい。
【００３６】
図１に示す通り、モータ４０は、回転子４１と、固定子４２とを備えている。モータ４０は、例えば、回転軸１１の軸線方向においてインペラ１２と第二軸受１３ｂとの間においてハウジング４３の内部に配置されている。ハウジング４３は、回転軸１１の軸線方向においてケーシング２０に固定されている。ハウジング４３の内部には、第二軸受箱３０ｂも配置されている。回転子４１は、円筒状の部材であり、例えば、回転軸１１に焼き嵌めされている。例えば、固定子４２は回転子４１の外面と所定の隙間をなして配置され、固定子４２の外面がハウジング４３の内面に固定されている。例えば、固定子４２は、制御器５５と電気的に接続されており、モータ４０の回転速度が制御器５５によって調節される。例えば、制御器５５は、固定子４２に加えられる回転磁界の周波数が下がるようにモータ４０を制御して、回転軸１１の回転数を下げることができる。
【００３７】
サージングを解消するための制御の別の一例を説明する。図２に示す通り、ターボ圧縮機１ａは、例えば、吐出流路２５における作動流体の流量を調節するための弁７０（吐出弁）をさらに備えている。弁７０は、制御器５５から送信された制御信号を受信可能に制御器５５に接続されている。制御器５５は、例えば、ステップＳ５０のサージングを解消するための制御において、弁７０を制御して、弁７０の開度を増加させる。具体的に、制御器５５は、弁７０の開度を増加させるための制御信号を弁７０に送信する。弁７０は、例えば、弁開度を連続的に調節可能な調節弁である。
【００３８】
サージングを解消するための制御のさらに別の一例を説明する。図１に示す通り、ターボ圧縮機１ａは、可動ベーン３５をさらに備えている。可動ベーン３５は、作動流体の流れ方向においてインペラ１２の上流に配置されている。可動ベーン３５は、制御器５５から送信された制御信号を受信可能に制御器５５に接続されている。制御器５５は、例えば、ステップＳ５０のサージングを解消するための制御において、可動ベーン３５を制御して、インペラ１２に吸い込まれる作動流体の流速のインペラ１２の回転方向における成分の大きさを増加させる。具体的に、制御器５５は、インペラ１２に吸い込まれる作動流体の流速のインペラ１２の回転方向における成分の大きさを増加させるための制御信号を可動ベーン３５に送信する。これにより、吸入空間６１において作動流体がインペラ１２の回転方向に旋回しながら流れ、サージングを解消できる。
【００３９】
可動ベーン３５は、例えば、アクチュエータ（図示省略）を有し、制御器５５から受信した制御信号に従ってアクチュエータが作動する。これにより、可動ベーン３５の姿勢が変化し、インペラ１２に吸い込まれる作動流体の流速のインペラ１２の回転方向における成分の大きさを増加させることができる。例えば、アクチュエータによって、可動ベーン３５の前端がインペラ１２の回転方向と反対方向に移動し、かつ、可動ベーン３５の後端がインペラ１２の回転方向に移動する。可動ベーン３５は、例えば、第一軸受箱３０ａの接続部を兼ねている。
【００４０】
サージングを解消するための制御は、サージングを解消できる限り、上記の例に限定されず、また、上記の例に係る制御が単独で又は組み合わされてなされてもよい。
【００４１】
ターボ機械１ａは様々な観点から変更可能である。例えば、ターボ圧縮機は、複数のインペラを備えた複数段の圧縮機に変更されてもよい。この場合、複数のインペラは、望ましくは、インペラの作動流体の流路の出口において異なる枚数のブレードを有している。これにより、サージングが発生するときに音圧レベルが顕著に増加する周波数が段ごとに異なるので、サージングが発生している段を特定しやすい。
【００４２】
ターボ圧縮機１ａは、例えば、図６に示すターボ圧縮機１ｂのように変更されてもよい。ターボ圧縮機１ｂは、特に説明する場合を除き、ターボ圧縮機１ａと同様に構成されている。ターボ圧縮機１ａの構成要素と同一又は対応するターボ圧縮機１ｂの構成要素には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。
【００４３】
図６に示す通り、ターボ圧縮機１ｂにおいて、マイクロホン５０は、ケーシング２０の内部においてボリュート２３又は吐出流路２５に露出している。マイクロホン５０は、サージングが発生しているときに舌部Ｔの付近で発生したＢ×Ｎの周波数を有する音を受音できる。ターボ圧縮機１ｂによれば、ターボ圧縮機１ｂの周辺で発生している音がマイクロホン５０において受音されにくい。このため、ターボ圧縮機１ｂの周辺で発生している音にサージングの有無の判断のためのＢ×Ｎの周波数の音が含まれている場合でもサージング発生の誤検出が起こりにくい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本開示のターボ圧縮機は、ヒートポンプ、冷凍機、及び空気調和装置に有利に適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ、１ｂ              ターボ圧縮機
１１                    回転軸
１２                    インペラ
１２ａ                  ブレード
１５ｂ                  作動流体の流路の出口
２０                    ケーシング
２３                    ボリュート
２５                    吐出流路
３５                    可動ベーン
４０                    モータ
５０                    マイクロホン
５５                    制御器
７０                    弁
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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