(57)【要約】【課題】インペラの形状やノズル枚数を変更することなしに、インペラの固有振動数と流体によって作用する加振力の振動数とが接近するのを防止して、インペラの振動をより確実に防止することが可能な回転機械を提供する。【解決手段】ケーシング１０５と、ケーシング１０５の内部に、該ケーシング１０５と隙間ｄを有して回転可能に収容されたインペラ１０と、該インペラ１０の周方向及び径方向の少なくとも一部で、前記隙間ｄの大きさを調整する調整機構６１とを備える。【選択図】図２
2013174141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
該ケーシングの内部に設けられ、該ケーシングと隙間を有して回転可能に収容されたインペラと、
該インペラの周方向及び径方向の少なくとも一部で、前記隙間の大きさを調整する調整機構とを備えることを特徴とする回転機械。
【請求項２】
前記調整機構は、
前記インペラの振動モードの腹となる位置で隙間の調整を行う請求項１に記載の回転機械。
【請求項３】
運転条件を取得する運転条件取得手段を備え、
前記調整機構は、
前記運転条件に基づいて前記隙間の大きさを調整する請求項１又は２に記載の回転機械。
【請求項４】
前記インペラの振動状態を検出する検出手段を備え、
前記調整機構は、
前記インペラの振動状態に基づいて前記隙間の大きさを調整する請求項１から３の何れか一項に記載の回転機械。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記インペラの振動モードの腹となる位置で振動状態を検出する請求項４に記載の回転機械。
【請求項６】
前記調整機構は、
前記隙間に対して突出する可動突出片と、
該可動突出片の突出位置を制御するアクチュエータとを備える請求項１から５の何れか一項に記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠心圧縮機や半径流タービンなどの回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機などの回転機械にあっては、インペラの固有振動数と流体によって作用する加振力の振動数とが一致する場合に共振が発生してインペラの振動が増大してしまう。特に近年、流体の高圧、高密度化により流体によって作用する加振力が増加する傾向にあり、共振による振動が増大してインペラが破損することを確実に防止する必要がある。流体によって作用する加振力の振動数は、ノズルなどケーシング側の構造若しくは運転条件によって略定まる。そのため、従来は、必要とする性能に応じたノズルの枚数や運転条件等を設定した後に、加振力の振動数に対して、インペラの固有振動数が離調されるようにインペラの形状を調整していた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、共振回避技術として、インペラとダイヤフラムとの隙間に生じる音響モードと、インペラの直径方向に現れる直径節モードとの共振を回避するために、半径方向に延びる奇数個の突起を設ける技術が記載されている。この構成によれば、直径節の位置からずれた位置にインペラとダイヤフラムとの間の隙間が狭くなる部分を設けることができる。そのため、周方向における流体の移動を抑制して定在波の成長を抑制し、音響モードと、直径節モードとの双方の固有振動数が接近するのを防止することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記回転機械にあっては、高密度流体の質量によるいわゆる付加マス効果によって、高密度流体内において、インペラと該インペラ近傍の流体とが連成してなる回転系の固有振動数が、大気中のインペラの固有振動数よりも減少することが知られている。そのため、従来は、高密度流体内において減少する上記回転系の固有振動数を考慮してインペラの形状等を設定して共振回避を行っていた。
しかしながら、図８に示すように、インペラが高密度流体内に存在する実稼動時に、種々条件により上記連成してなる回転系の固有振動数が高くなる場合があることが確認された。そして、当該連成してなる回転系の固有振動数は、図８に示すように、インペラの振動モード（図８中、１ＮＤ〜３ＮＤ）毎に異なる値となる。そのため、インペラの固有振動数と流体の固有振動数とが離調されるように予めインペラの形状およびノズル枚数等を設定していたとしても、回転機械の運転条件やインペラの振動モードなどに応じて上記連成してなる回転系の固有振動数が様々な値に変化して、流体による加振力の振動数と接近してしまう虞がある。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、運転条件によって、インペラと該インペラ近傍の流体とが連成してなる回転系において固有振動数が変化しても、各振動モードにおける共振を確実に防止することが可能な回転機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る回転機械は、ケーシングと、該ケーシングの内部に設けられ、該ケーシングと隙間を有して回転可能に収容されたインペラと、該インペラの周方向及び径方向の少なくとも一部で、前記隙間の大きさを調整する調整機構とを備えることを特徴としている。
このように構成することで、インペラとケーシングとの隙間の大きさを調整して、インペラとケーシングとの間の隙間に介在する流体の固有振動数を変化させることができる。これにより、インペラと上記隙間に介在する流体とが連成してなる回転系全体の固有振動数を変化させることができる。そして、当該連成してなる回転系全体の固有振動数を変化させることで、インペラ形状の調整や、ノズル枚数等の調整を行うことなしに、加振力の振動数と当該連成してなる回転系における固有振動数とを離調することができる。
【０００８】
さらに、この発明に係る回転機械は、上記回転機械において、前記調整機構が、前記振動モードの腹となる位置で隙間の調整を行うようにしてもよい。
このように構成することで、インペラの振動に伴って大きく変動しうる隙間部分の流体について調整することとなるため、効果的に流体による連成作用に変化を与えることができる。これにより、インペラとインペラ近傍の流体とが連成してなる回転系における固有振動数を効果的に調整し、共振とならないようにより確実に離調することができる。
【０００９】
さらに、この発明に係る回転機械は、上記回転機械において、運転条件を取得する運転条件取得手段を備え、前記調整機構が、前記運転条件に基づいて前記隙間の大きさを調整するようにしてもよい。
このように構成することで、運転条件の変化に伴い加振力の振動数や、インペラとインペラ近傍の流体とが連成してなる回転系の固有振動数が変化して、互いの振動数が近づきうる状態となった場合であっても、隙間の大きさを自動的に調整して、共振とならないように確実に離調することができる。
【００１０】
さらに、この発明に係る回転機械は、上記回転機械において、前記インペラの振動状態を検出する検出手段を備え、前記調整機構が、前記インペラの振動状態に基づいて前記隙間の大きさを調整してもよい。
このように構成することで、例えば、インペラとインペラ近傍の流体とが連成してなる回転系の固有振動数と流体によって作用する加振力の振動数とが接近して、共振状態になろうとしていることを検出できる。そして、インペラの振動が増大した場合に、調整機構によって隙間の大きさを調整することで、共振とならないように確実に離調することができる。
【００１１】
さらに、この発明に係る回転機械は、上記回転機械において、前記検出手段が、前記インペラに想定される振動モードの腹となる位置で振動状態を検出してもよい。
このように構成することで、振動が相対的に大きい位置でインペラの振動状態を検出することができる。
【００１２】
さらに、この発明に係る回転機械は、上記回転機械において、前記調整機構は、前記隙間に対して突出する可動突出片と、該可動突出片の突出位置を制御するアクチュエータとを備えてもよい。
このように構成することで、アクチュエータによって可動突出片の突出位置を変位させるだけで隙間の大きさを自動調整することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る回転機械によれば、運転条件によって、インペラと該インペラ近傍の流体とが連成してなる回転系において固有振動数が変化しても、各振動モードにおける共振を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施形態における遠心圧縮機の全体構成図である。
【図２】上記遠心圧縮機の部分拡大図である。
【図３】この発明の実施形態における共振回避制御処理のフローチャートである。
【図４】上記遠心圧縮機における運転条件データベースの記憶情報を示すテーブルである。
【図５】流体との連成の影響が大きい場合のインペラの振動状態を示す図である。
【図６】流体との連成の影響が小さい場合のインペラの振動状態を示す図である。
【図７】上記実施形態の変形例における調整機構を示す部分断面図である。
【図８】大気中と流体中のインペラにおける振動モード毎の固有振動数の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転機械である遠心圧縮機１００は、主として、軸線Ｏ回りに回転させられる回転軸５と、回転軸５に取り付けられて遠心力を利用して流体であるガスＧを圧縮するインペラ１０と、回転軸５を回転可能に支持すると共にガスＧを上流側から下流側に流す流路１０４が形成されたケーシング１０５と、によって構成されている。
【００１６】
ケーシング１０５は、略円柱状の外郭をなすように形成され、中心を貫くように回転軸５が配置されている。ケーシング１０５のうち回転軸５の軸線Ｏ方向の一側部および他側部には、ジャーナル軸受１０５ａが設けられ、一側部には、さらにスラスト軸受１０５ｂが設けられている。これらジャーナル軸受１０５ａ及びスラスト軸受１０５ｂは回転軸５を回転可能に支持している。即ち、回転軸５は、ジャーナル軸受１０５ａ及びスラスト軸受１０５ｂを介してケーシング１０５に支持されている。
【００１７】
ケーシング１０５の軸線Ｏ方向の一側にはガスＧを外部から流入させる吸込口１０５ｃが設けられている。また、ケーシング１０５の軸線Ｏ方向の他側にはガスＧを外部に流出させる排出口１０５ｄが設けられている。さらに、ケーシング１０５内には、吸込口１０５ｃ及び排出口１０５ｄにそれぞれ連通し、縮径及び拡径を繰り返す内部空間を形成する収容部１０６が設けられている。これら収容部１０６は、インペラ１０を収容すると共に上記流路１０４としても機能する。即ち、吸込口１０５ｃと排出口１０５ｄとは、流路１０４、収容部１０６、及び、インペラ１０を介して連通されている。
【００１８】
そして、上記インペラ１０は、回転軸５の軸方向に間隔を空けて複数配列されている。なお、図１において、インペラ１０が６つ設けられている場合の一例を示しているが、インペラ１０は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。また、以下の説明においては、軸線Ｏ方向で吸込口１０５ｃ側を前方、排出口１０５ｄ側を後方として説明する。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態において、遠心圧縮機１００のインペラ１０は、ディスク部３０とブレード部４０とカバー部５０とを備えた、いわゆるクローズドインペラである。ディスク部３０は、略円筒状の円筒部３１を備えている。この円筒部３１の孔には、回転軸５が挿通されて回転軸５に円筒部３１が固定されている。円筒部３１には、軸線Ｏ方向の後方側に略円盤状のディスク本体部３２が一体的に形成されている。このディスク本体部３２には、前面３３から前方に突出する複数のブレード部４０が一体的に形成されている。ブレード部４０は、ディスク部３０の周方向に所定間隔で複数配列されている。ブレード部４０には、ブレード部４０を軸線Ｏ方向の前方側から覆う略円盤状のカバー部５０が一体的に形成されている。
【００２０】
上記収容部１０６の内面１０６ａは、インペラ１０の前面１０ａ、背面１０ｂ、および、外側面１０ｃとの間に略一定の隙間ｄをもって対向配置されている。即ち、インペラ１０のディスク部３０の背面１０ｂと、この背面１０ｂに対向する収容部１０６の内面１０６ａとの間には、径方向および周方向に亘って略等間隔となる隙間ｄが形成されている。なお、インペラ１０の前面１０ａと、この前面１０ａと対向する収容部１０６の内面１０６ａとの間にも、略等間隔の隙間ｄが形成されている。
【００２１】
収容部１０６の内面１０６ａには、ディスク部３０の軸線（＝軸線Ｏ）と外側面１０ｃとの径方向における略中央位置に、複数の収容凹部６０が形成されている。収容凹部６０は、上記隙間ｄに開口が臨み、軸線Ｏ方向から見てインペラ１０の周方向に延びる略弧状に形成されている。これら収容凹部６０は、周方向に等角度、より具体的には周方向に９０度間隔で配置されている。収容凹部６０には、インペラ１０の背面１０ｂ側の周方向の少なくとも一部で上記隙間ｄの大きさを調整可能な調整機構６１が収容されている。
【００２２】
調整機構６１は、上記収容凹部６０の開口を介して隙間ｄに対して進退可能に突出する可動突出片６２と、この可動突出片６２の突出位置を制御するアクチュエータ６３とを備えている。
【００２３】
可動突出片６２は、インペラ１０の周方向に延びる所定幅、所定高さを有した略円弧状に形成されている（図５参照）。そして、可動突出片６２は、アクチュエータ６３によりインペラ１０に接触しない範囲で軸線Ｏ方向に進退可能とされている。
【００２４】
アクチュエータ６３は、制御信号（電圧）に基づき可動突出片６２を軸線Ｏ方向へ変位させる。このアクチュエータ６３は、収容凹部６０の内部においてケーシング１０５に固定的に取り付けられるとともに、可動突出片６２を軸線Ｏ方向へ変位可能に支持している。例えば、アクチュエータ６３によって可動突出片６２が突出する側に変位された場合、すなわち可動突出片６２がインペラ１０に接近する方向に変位された場合には、可動突出片６２とインペラ１０の背面１０ｂとの間の隙間ｄが縮小する。一方、可動突出片６２が収容凹部６０へ没入する側へ変位された場合、すなわち可動突出片６２がインペラ１０から離間する方向に変位された場合には、可動突出片６２と背面１０ｂとの間の隙間ｄが拡大する。
【００２５】
ここで、調整機構６１のアクチュエータ６３としては、印加電圧の高低に応じて伸縮するピエゾアクチュエータ等を用いることができる。また、可動突出片６２は、隙間ｄの流体が調整機構６１を介してケーシング１０５の外部に漏洩しないように、何れの変位位置においても耐圧性およびシール性を保持可能な耐圧シール構造（図示せず）を備えている。また、複数の調整機構６１のアクチュエータ６３は、インペラ１０に接触しない範囲内でそれぞれ可動突出片６２を同じ変位量で進退させるように設定されている。
【００２６】
上述した遠心圧縮機１００は、更に、回転数センサ（回転）７０、圧力センサ（圧力）７１、温度センサ（温度）７２、ガス組成入力部（組成）７３、アクチュエータ制御部（ＡＣＴ制御）７４、運転条件取得部（運転制御取得）７５、および、運転条件データベース７６を備えている。
【００２７】
回転数センサ７０は、回転軸５の回転数を検出して、この検出結果を運転条件取得部７５に出力する。
圧力センサ７１は、上述した隙間ｄの圧力等、ケーシング１０５内の各所におけるガスＧの圧力を検出して、この検出結果を運転条件取得部７５に出力する。
温度センサ７２は、流路１０４の各所におけるガスＧの温度又は、ガスＧの温度に応じて変化するケーシング１０５の温度を検出して、この検出結果を運転条件取得部７５に出力する。
【００２８】
ガス組成入力部７３は、遠心圧縮機１００により圧縮するガスＧの組成をユーザが操作入力可能なユーザインターフェースを備える。このガス組成入力部７３は、操作入力されたガスの組成の情報を運転条件取得部７５に出力する。ここで、上記ガス組成入力部７３に代えて、ガスＧの組成を検出するセンサを流路１０４などに設けて、当該センサの検出情報を運転条件取得部７５に出力するようにしてもよい。
【００２９】
運転条件データベース７６は、回転軸５の回転数と、ガスＧの圧力、温度、および、組成とのうち、少なくとも何れか一つを含む運転条件のうち、共振が発生しうる運転条件をテーブル等で記憶している。そして、図４に示すように、これら共振が発生しうる運転条件には、共振回避が可能な可動突出片６２の位置が、予め対応付けて記憶されている。運転条件データベース７６は、運転条件取得部７５からの要求に応じて運転条件取得部７５に対して記憶情報を送信する。なお、共振回避が可能な可動突出片６２の位置は、例えば、共振が発生する条件で運転されている遠心圧縮機１００において可動突出片６２の突出位置を変位させるなど、実験或いはシミュレーションによって求めることが可能である。
【００３０】
運転条件取得部７５は、回転数センサ７０、圧力センサ７１、温度センサ７２、及び、ガス組成入力部７３から入力される各種情報に基づき、運転条件データベース７６の記憶情報を検索する。運転条件取得部７５は、運転条件データベース７６の記憶情報に一致する運転条件がある場合、当該運転条件に対応付けられた可動突出片６２の位置情報を取得する。そして、この可動突出片６２の位置情報を、アクチュエータ制御部７４に対して出力する。
【００３１】
アクチュエータ制御部７４は、運転条件取得部７５より入力された可動突出片６２の位置情報に応じた制御信号を、アクチュエータ６３に向けて出力する。これにより、アクチュエータ６３の軸線Ｏ方向長さ（高さ）が変位して可動突出片６２が変位し、可動突出片６２がその変位位置で保持される。
【００３２】
次に、上述した遠心圧縮機１００の動作について説明する。なお、以下の動作説明では、特に、共振回避を行う共振回避制御処理について図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、運転条件取得部７５において、回転数センサ７０、圧力センサ７１、温度センサ７２の検出結果、及び、ガス組成入力部７３の検出結果である運転条件を取得する（ステップＳ０１）。
【００３３】
次いで、運転条件取得部７５において、運転条件データベース７６内に記憶されている運転条件の中から、上記取得した運転条件と一致する運転条件を検索する（ステップＳ０２）。そして、取得した運転条件と一致する運転条件が運転条件データベース７６に存在するか否かを判定する。言い換えれば、上記取得した運転条件が、共振の発生しうる運転条件（以下、単に共振条件と称す）か否かを判定する（ステップＳ０３）。この判定の結果が「Ｎｏ」（共振条件ではない）の場合には上述した処理を再度繰り返す。一方、判定結果が「Ｙｅｓ」（共振条件と一致）の場合には、運転条件データベース７６内で共振条件に対応付けて記憶されている可動突出片６２の位置情報を取得する（ステップＳ０４）。
【００３４】
その後、運転条件取得部７５から、アクチュエータ制御部７４に対して、取得した可動突出片６２の位置情報を出力してアクチュエータ６３を作動させ（ステップＳ０５）、上述した一連の処理を一旦終了する。このステップＳ０５の処理によって、上記取得した位置情報に含まれる可動突出片６２の位置となるまで可動突出片６２が進退することとなる。このようにすることで、共振条件とならないように隙間ｄの大きさが調整機構６１によって自動調整されることとなる。
【００３５】
次に、上述した調整機構６１の配置、及び、可動突出片６２の形状について、インペラ１０の振幅の大きさを示す解析により求められるコンタ図である図５、図６を参照しながら説明する。なお、この実施形態の調整機構６１の配置、及び、可動突出片６２の形状は、直交する２つの直径節Ｆが現れる振動モード（２ＮＤ）の際に共振による振動が発生し易いインペラ１０を一例に説明する。なお、図５、図６においては、濃色ほど紙面表裏方向の裏面側（＋側）への変形を示し、淡色ほど紙面表裏方向の表面側（−側）への変形を示している。
【００３６】
図５は、収容部１０６に流入するガスＧである流体との連成によりインペラ１０を含む回転系全体の固有振動数が変動する場合の振動モードの一例を示している。図５に示すように、振動の腹は、中心軸Ｏから径方向外周側へと拡がりつつ周方向にも一定の拡がりをもつようにして、＋側と−側とに周方向に交互に９０度間隔で発生している。
そして、図５に示すように、上記調整機構６１は、それぞれインペラ１０の周方向において、振動モード（２ＮＤ）の腹の数と同数の可動突出片６２が９０度間隔で配置されている。さらに可動突出片６２は、最も振幅が大きい腹の範囲、すなわち、インペラ１０の中心軸と外側面１０ｃとの径方向略中央位置で腹の範囲を横切るように、インペラ１０の周方向に延びる円弧状に形成されている。このように円弧状に可動突出片６２が形成されていることで、上記のように振動モードの腹が周方向の広い範囲に亘る条件下において、腹となる範囲全体に亘って隙間を調整することが可能となる。また、腹となる位置が周方向にずれたとしても、可動突出片６２が節Ｆの位置にだけ配置されることがなくなる。そのため、少なくとも腹が現れる箇所の隙間ｄを可動突出片６２によって調整することが可能となる。つまり、調整機構６１を９０度間隔に配置し、且つ、可動突出片６２を円弧状に形成することで、インペラ１０とインペラ１０近傍の流体とが連成してなる回転系全体の固有振動数を効果的かつ確実に変化させることが可能となっている。
【００３７】
一方、図６は、流体による連成作用の影響が略無視できる場合における上記と同じ振動モード（２ＮＤ）の一例を示している。このように、流体による連成作用の影響が略無視できる場合、振動モードの腹の範囲は、上述した図５の場合よりもインペラ１０の外周側に現れる。この場合、インペラ１０の外側面１０ｃ近傍において、略接線方向に腹の範囲が広がっている。そのため、可動突出片６２を、略接線方向に広がる腹を接線方向に横切るように直線帯状に形成している。このようにすることによって、流体との連成作用の影響が無視できる場合であっても、インペラ１０を含む系全体の固有振動数をより確実に変化させることが可能となる。なお、上述した図５に示す可動突出片６２と図６の可動突出片６２ａとの何れか一方のみを設ける場合について説明したが、図５の可動突出片６２と図６の可動突出片６２とを両方設けるようにしても良い。このようにすることで、例えば、使用するガスＧの組成が変化して流体の連成作用による影響の大きさが変化した場合であっても、流体の連成作用による影響が大きい場合と小さい場合との両方において、上記回転系全体の固有振動数を変化させることができる。
【００３８】
したがって、上述した実施形態の回転機械１００によれば、インペラ１０とケーシング１０５との隙間ｄを調整することで、インペラ１０とケーシング１０５との間の隙間ｄに介在するガスＧの固有振動数を変化させることができる。そのため、インペラ１０と上記隙間ｄに介在するガスＧとが連成してなる回転系全体の固有振動数を変化させることができる。この結果、インペラ１０の形状調整や、ノズル枚数等の調整を行うことなしに、加振力の振動数と上記回転系における固有振動数とを離調することができる。
【００３９】
また、インペラ１０の振動に伴って大きく変動しうる隙間ｄ部分のガスＧについて調整することとなるため、効果的にガスＧによる連成作用に変化を与えることができる。これにより、インペラ１０とインペラ１０近傍のガスＧとが連成してなる回転系の固有振動数を効果的に調整し、共振とならないようにより確実に離調することができる。
【００４０】
さらに、遠心圧縮機１００の運転条件の変化に伴い加振力の振動数や、インペラ１０とインペラ１０近傍のガスＧとが連成してなる回転系の固有振動数が変化して、互いの振動数が近づきうる状態となった場合であっても、隙間ｄの大きさを自動的に調整して、共振となら無いように確実に離調することができる。
また、アクチュエータ６３によって可動突出片６２の突出位置を調整するだけで隙間ｄの大きさを調整することができるため、少ない部品点数で調整機構６１を構成することができる。
【００４１】
なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上述した実施形態においては、運転条件取得部７５が、回転軸５の回転数と、ガスＧの圧力、温度、および、組成等の運転条件に基づいて可動突出片６２の位置情報を求める場合について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、上記実施形態の変形例として図２に破線で示すように、ケーシング１０５の適所に非接触の変位センサ（振動）７７を設けるようにしてもよい。これにより、変位センサ７７で検出された振動が共振を検出するために予め設定された所定の閾値に達した場合に、共振状態になろうとしていることを判定することができる。そして、共振状態になろうとしているときに可動突出片６２の位置を変位させることで速やかに共振を回避して振動を減少させることができる。つまり、インペラ１０とインペラ１０近傍のガスＧとが連成してなる回転系の固有振動数とガスＧによって作用する加振力の振動数とを離調することができる。また、上記変位センサ７７を設けることで、共振状態になろうとしていると判定されたときに調整機構により可動突出片を変位させれば良いため、運転条件データベース７６を設けずに共振を回避することが可能となる。
【００４２】
さらに、上述した非接触の変位センサ７７は、振動モードの腹となる位置でインペラ１０の振動状態を検出するようにしてもよい。このようにすることで、振動が相対的に大きい位置で振動状態を検出することができるため、共振による振動をより確実に検出することができる。
【００４３】
また、上述した非接触の変位センサ７７に代えて、又は併用して、圧力センサ７１により隙間ｄの圧力変動を検出するようにしてもよい。このようにすることで、検出された圧力変動が共振条件の圧力変動以上になったときに、共振状態を判定することができる。そのため、振動が減少する方向に可動突出片６２の位置を速やかに変位させて、共振回避を図ることができる。
【００４４】
さらに、上記非接触の変位センサ７７又は、圧力センサ７１の検出結果に基づき共振状態であることが判定された場合に、回転軸５の回転数、ガスＧの圧力、温度、および、組成等の運転条件を共振条件として運転条件データベース７６に蓄積するようにしても良い。このようにすることで、運転条件データベース７６に蓄積された運転条件を用いた事前の共振回避が可能となる。その結果、運転条件が蓄積されるにつれて共振をより確実に防止することができるため、遠心圧縮機１００の信頼性を向上することができる。
【００４５】
さらに、上述した実施形態においては、可動突出片６２を変位させるアクチュエータ６３として、圧電素子を用いたピエゾアクチュエータ６３を一例として挙げたが、アクチュエータはピエゾアクチュエータ６３に限られるものではない。隙間ｄを変動させるために可動突出片６２を変位可能な機構であればよく、例えば、図７に示すリニアアクチュエータ６３ａなど、種々方式のアクチュエータを用いることができる。また、ボールネジなどを用いて、遠心圧縮機１００の運転中に手動で可動突出片６２を変位操作可能にしても良い。
【００４６】
そして、上述した実施形態においては、調整機構６１をインペラ１０の背面１０ｂ側に配置して、背面１０ｂ側の隙間ｄの大きさを調整する場合について説明したが、ガスＧの固有振動数を変化可能であれば、調整機構６１の配置は上記配置に限られるものではない。例えば、インペラ１０の前面１０ａ側に調整機構６１を配置して、インペラ１０の前面１０ａと、この前面１０ａに対向するケーシング１０５の内面１０６ａとにより形成される隙間ｄの大きさを調整するようにしてもよい。さらに、背面側の隙間ｄの大きさと前面側の隙間ｄの大きさとを同時に調整可能にするべく、インペラ１０の前面１０ａ側および背面１０ｂ側の両方に調整機構６１を配置するようにしても良い。
【００４７】
さらに、上述した実施形態の遠心圧縮機１００のように、インペラ１０が軸線Ｏ方向に多段に配置されている場合、ガスＧがより高圧となる後段のインペラ１０にのみ調整機構６１を設けるようにしても良い。また、各段のインペラ１０に現れる振動モードが異なる場合には、各振動モードの腹の位置に対応させるべく調整機構６１を各段で異なる配置にしても良い。さらに、多段にインペラ１０が設けられている場合、各インペラ１０のうち、インペラ１０の形状やノズル枚数の調整だけでは共振回避が困難な段にのみ、上述した調整機構６１を配置して隙間ｄの調整を行うようにしても良い。
【００４８】
また、上述した実施形態においては、共振する運転条件の情報に可動突出片６２の位置情報を対応付けて運転条件データベース７６に記憶する場合について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、アクチュエータ６３を駆動する電圧値を運転条件に対応付けて記憶するようにしてもよい。この場合、運転条件取得部７５は、アクチュエータ制御部７４に対して電圧値の情報を出力し、アクチュエータ制御部７４において、当該電圧値がアクチュエータ６３に対して印加されるように電圧制御を行えばよい。
【００４９】
さらに、上述した実施形態においては、運転条件にガスＧの組成が含まれる場合の一例を説明したが、単一種類のガスＧしか用いない遠心圧縮機においては、運転条件からガスＧの組成を省略するようにしても良い。
【００５０】
さらに、上述した実施形態においては、調整機構６１の可動突出片６２が、軸線Ｏ方向から見て略円弧状、直線状にされる場合について述べたが、隙間ｄが可変であればこれら形状に限られるものではない。例えば、軸線Ｏと直交する方向から見て棒状に形成されていても、上記インペラ１０を含む系全体の固有振動数を変化することは可能である。また、可動突出片６２の形状としては、円柱状やブロック状等であってもよく、さらには、可動突出片６２のインペラ１０側の形状が曲面や球面であっても良い。また、可動突出片６２を、インペラ１０の周方向に等間隔で配置する場合について説明したが、軸線Ｏ方向から見て周方向に連続するリング状に形成しても良い。さらに、調整機構６１が、インペラ１０の径方向の少なくとも一部で隙間ｄを調整可能なように、可動突出片６２を、長手方向が径方向に向くように配置させてもよい。
【００５１】
そして、上述した実施形態においては、カバー部５０を備えるクローズ型のインペラ１０について説明したが、カバー部５０を備えないオープン型のインペラにも本発明は適用可能である。この場合、背面１０ｂ側の隙間ｄを調整するように上記調整機構６１を設ければよい。
また、上述した実施形態においては、回転機械として遠心圧縮機１００を一例に説明したが、半径流タービン等の回転機械にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０５  ケーシング
１０  インペラ
ｄ  隙間
６１  調整機構
７５  運転条件取得部（運転条件取得手段）
７７  変位センサ（検出手段）
６２  可動突出片
６３  アクチュエータ
【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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