旋转机械的异常处理装置以及旋转机械系统的制作方法

本发明涉及一种旋转机械的异常处理装置以及旋转机械系统。

背景技术：

如在日本专利公开公报特开2016-57246号公开，已知有检测旋转机械的旋转体的接触的异常检测装置。日本专利公开公报特开2016-57246号公开的异常检测装置具有检测因旋转体在旋转过程中接触到某些物体而发生的弹性波的传感器，用该传感器检测弹性波来确定旋转体的接触位置。

日本专利公开公报特开2016-57246号公开的异常检测装置确定旋转体的旋转过程中的接触位置，但是，该异常检测装置没有考虑检测到旋转体的接触的情况下的处理。检测异常并迅速地让旋转机械停止，则能够避免重大故障的可能性高。另一方面，如果能够采取避免故障的对策来避免旋转机械的停止，则与检测到异常时立即停止的情况相比，从操作方面来讲优选继续旋转机械的运转。据此，能够提高操作效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种旋转机械的异常处理装置以及一种旋转机械系统，即使在发生旋转体的接触的情况下，也能尽可能继续旋转机械的运转。

本发明一个方面所涉及的旋转机械的异常处理装置包括：检测器，当检测到所述旋转机械具备的旋转体在旋转过程中因接触而发生的现象，则输出信号；以及控制部，基于从所述检测器输出的所述信号的接收，进行逐步地降低所述旋转体的转数的转数控制、用于对收容所述旋转体的收容室内逐步地进行注液的注液控制以及用于逐步地降低所述旋转机械的喷出压力的压力控制中的至少一个控制。

本发明另一个方面所涉及的旋转机械系统包括：旋转机械，包括壳体，该壳体具有旋转体和用于收容所述旋转体的收容室；以及所述的旋转机械的异常处理装置，其中，所述异常处理装置中的所述检测器被安装在所述壳体。

根据本发明，即使在发生旋转体的接触的情况下，也能继续旋转机械的运转。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的旋转机械系统的概略结构的图。

图2是表示所述旋转机械系统的异常处理装置进行的异常处理方法的步骤的流程图。

图3是表示所述异常处理方法中的转数控制的步骤的流程图。

图4是表示所述异常处理方法中的注液控制的步骤的流程图。

图5是表示所述异常处理方法中的压力控制的步骤的流程图。

图6是表示其他实施方式所涉及的旋转机械系统的异常处理装置进行的异常处理方法的步骤的流程图。

图7是表示图6的异常处理方法中的转数控制和注液控制的步骤的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明实施方式。

如图1所示，本实施方式所涉及的旋转机械系统10包括旋转机械12和该旋转机械12的异常处理装置14。旋转机械12具有壳体12a，在该壳体12a设有旋转体（转子）12b和收容旋转体12b的收容室12c。旋转体12b通过减速器23而连接于产生使旋转体12b旋转的驱动力的马达等驱动源21。

旋转机械12是压缩机、送风机、泵、涡轮等通过旋转体12b旋转而对空气等气态的流体进行加压或减压的机械即可。在本实施方式中，旋转机械12由压缩机构成。因此，旋转机械12通过吸入口将吸入线25中的空气吸入，并压缩吸入的空气。在收容旋转体12b的收容室12c（压缩室）内被压缩的空气从喷出口喷出到喷出线27中。存在于收容室12c内的压缩室是由收容室12c的内表面和旋转体12b界定的空间。另外，旋转体12b可代替减速器23而经由增速器连接于驱动源21。

在旋转机械12连接有注液线29。注液线29是用于将水或有机溶剂等冷却流体送入收容室12c内的线。注液线29以连通于收容室12c内的方式连接于壳体12a。在注液线29配置有由可调整开度的电动阀形成的注液阀31。如果注液阀31被开放，冷却流体以对应注液阀31的开度的流量在注液线29流动，并被供应到收容室12c内。另外，注液阀31在旋转机械12的运转过程中可始终开放，或者可在通常运转时维持关闭的状态，而只在进行后述的注液控制时开放。即，本实施方式的注液线29在没有检测到异常的通常时不进行注液，基于从后述的检测器14a输出了表示异常的信号的情况，向收容室12c进行注液。但是，并不限定于此。注液线29也可为在从后述的检测器14a没有输出表示异常的信号时，也向收容旋转体12b的收容室12c进行注液的结构。

在从旋转机械12喷出的流体流动的喷出线27设有压力检测器33和温度检测器35。压力检测器33检测从旋转机械12喷出的空气、工艺气体、火炬气等气态的流体的压力，并输出表示检测值的信号。温度检测器35检测从旋转机械12喷出的空气等气态的流体的温度，并输出表示检测值的信号。

在喷出线27连接有返送线37。返送线37的远端连接于吸入线25。在返送线37配置有由可调整开度的电动阀形成的返送阀39。如果返送阀39被开放，则在喷出线27流动的气态的流体的一部分通过返送线37而返回到吸入线25。从喷出线27返送到吸入线25的气体流体的流量根据返送阀39的开度而改变。因此，返送阀39的开度越大，则喷出线27内的气态的流体压力越降低。

异常处理装置14具备：检测旋转体12b的异常的检测器14a；以及根据检测器14a的检测结果进行指定的控制的控制部14b。

检测器14a被安装在旋转机械12的壳体12a。检测器14a如果检测到因旋转体12b接触于壳体12a（收容室12c的内表面）而产生的现象，则输出表示异常的信号（以下称为异常信号）。具体而言，如果旋转体12b在旋转过程中接触于壳体12a，则产生例如超声波、振动等。因此，检测器14a由ae（acousticemission）传感器、振动传感器等构成，检测作为因接触而产生的现象的超声波、振动等。从检测器14a输出的异常信号被输入到控制部14b。另外，检测器14a在所述现象被检测到的期间持续输出异常信号。

控制部14b与检测器14a、驱动源21、注液阀31及返送阀39电连接。控制部14b如果接收从检测器14a输出的异常信号，则进行警报（省略图示）的鸣动、警告灯（省略图示）的点灯等通知控制，并且，进行逐步地降低旋转体12b的转数的控制（转数控制）。此外，控制部14b在即使进行转数控制，通知控制仍在继续的情况下，进行向收容室12c内进行主页的控制（注液控制）。此外，控制部14b在即使进行注液控制，通知控制仍在继续的情况下，进行降低旋转机械12的喷出压力的控制（压力控制）。此外，控制部14b在即使进行压力控制，通知控制仍在继续的情况下，使旋转机械12的运转停止。

在此，参照图2说明控制部14b进行的异常处理方法。图2示出当检测器14a检测到因接触而产生的现象时控制部14b执行的控制的步骤。

首先，在旋转机械12的旋转过程中，即旋转体12b接收驱动源21的驱动力而旋转时（步骤st1），控制部14b监视是否执行通知控制（步骤st2）。如果控制部14b从检测器14a接收异常信号而执行通知控制，则转移到步骤st3。另外，控制部14b在接收异常信号的期间持续执行通知控制。

在步骤st3，控制部14b执行转数控制。据此，旋转体12b的转数逐步地被降低至预先规定的下限值。在转数控制的执行过程中也确认通知控制是否仍在执行，在旋转体12b的转数降低至预先设定的下限值而结束转数控制时，控制部14b也确认通知控制是否仍在执行（步骤st4）。

在进行转数控制后通知控制仍在进行的情况下（在步骤st4为是），控制部14b执行注液控制（步骤st5）。据此，注液阀31被开放（或者，以使注液阀31的开度大于没有检测出异常的通常时的开度的方式控制注液阀31）。注液阀31的开放（或开度的增大）以一边监视旋转机械12的喷出温度，一边逐步地增大开度的方式进行。如果将注液阀31开放到最大开度的结果喷出温度下降至预先规定的下限值，则注液控制结束。控制部14b在注液控制的执行过程中也确认通知控制是否仍在执行。

即使注液控制结束通知控制仍在执行的情况下（在步骤st6为是），控制部14b执行压力控制（步骤st7）。据此，返送阀39被开放指定开度。返送阀39的开放以一边监视旋转机械12的喷出压力，一边逐步地增大开度的方式进行。如果返送阀39全开则压力控制结束。控制部14b在压力控制的执行过程中也确认通知控制是否仍在执行。即使压力控制结束通知控制还在执行的情况下（在步骤st8为是），控制部14b停止旋转机械12的运转（步骤st9）。另一方面，在步骤st4、st6、st8，当判断为通知控制已结束时，继续旋转机械12的运转（步骤st10）。

接着，参照图3进一步具体说明转数控制。在转数控制中，控制部14b首先使旋转体12b的转数降低预先设定的转数（步骤st21）。即，旋转机械12以被设定为获得指定的喷出流量（或喷出压力）的转数运转，但是如果通知控制被执行（在图2的步骤st2为是），则控制部14b降低转数直至达到从该转数降低指定转数的转数为止。

然后，在转数被降低后，控制部14b参照压力检测器33的检测压力，判定喷出压力是否稳定（步骤st22）。即，通过旋转机械12的转数下降而喷出压力下降，因此，控制部14b在喷出压力下降后，根据指定时间内的压力变化是否收敛在指定范围内来判断喷出压力是否稳定。如果压力变化被收敛在指定范围内，则控制部14b判断为喷出压力稳定，因此，从步骤st22转移到步骤st23。

另外，在步骤st22，也可代替判断喷出压力是否稳定而参照温度检测器35的检测温度并判定喷出温度是否稳定。

在步骤st23，控制部14b判定通知控制是否仍在进行。如果通知控制结束，则以该转数继续运转（步骤st24）。另一方面，如果转数下降后，在喷出压力稳定后通知控制也仍在进行，则从步骤st23转移到步骤st25，控制部14b确认喷出压力是否被降低至下限值（步骤st25）。如果喷出压力没有被降低至下限值，则返回到步骤st21，控制部14b使旋转体12b的转数降低预先设定的转数。直到喷出压力达到预先设定的下限值为止反复进行转数的逐步降低，如果达到下限值，则转数控制结束（步骤st26）。

接着，参照图4进一步具体说明注液控制。即使转数控制结束通知控制仍在执行的情况下（在图2的步骤st4为是），执行注液控制。

在注液控制中，首先，控制部14b将注液阀31打开预先设定的开度（步骤st31）。并且，将注液阀31开放指定开度后，控制部14b参照温度检测器35的检测温度，判定喷出温度是否稳定（步骤st32）。即，由于通过对收容室12c内进行注液而喷出温度降低，因此，喷出温度下降后，根据指定时间内的温度变化是否收敛在指定范围内来判断喷出温度是否稳定。如果温度变化收敛在指定范围内，则控制部14b判断为喷出温度稳定。据此，从步骤st32转移到步骤st33。

在步骤st33，控制部14b判定通知控制是否仍在进行。如果通知控制结束，则照样继续运转（步骤st34）。另一方面，如果进行注液后，在喷出温度稳定后通知控制也仍在进行，则转移到步骤st35，因此，控制部14b确认注液阀31是否被开放到最大开度。如果没有全开，则返回到步骤st31，控制部14b将注液阀31从当前的开度打开预先设定的开度。由此，直到注液阀31的开度达到最大开度为止，进行一边监视喷出温度一边逐步地增大注液阀31的开度的控制，如果注液阀31全开，则结束注液控制（步骤st36）。

接着，参照图5进一步具体说明压力控制。在即使注液控制结束通知控制仍在执行的情况下（在图2的步骤st6为是），则执行压力控制。

在压力控制中，首先，控制部14b将返送阀39打开预先设定的开度（步骤st41）。并且，在将返送阀39开放指定开度后，控制部14b参照压力检测器33的检测压力，判定喷出压力是否稳定（步骤st42）。即，通过开放返送阀39而喷出压力降低，因此，在喷出压力下降后，根据指定时间内的压力变化是否收敛在指定范围内来判断喷出压力是否稳定。如果喷出压力的压力变化收敛在指定范围内，控制部14b判断为喷出压力稳定，因此，从步骤st42转移到步骤st43。

在步骤st43，控制部14b判定通知控制是否仍在进行。如果通知控制结束，则照样继续运转（步骤st44）。另一方面，如果在增大返送阀39的开度后，在喷出压力稳定后通知控制仍在进行，则转移到步骤st45。据此，控制部14b确认返送阀39是否被开放至最大开度（步骤st45）。如果返送阀39没有全开，则返回到步骤st41，控制部14b将返送阀39从当前的开度开放预先设定的开度。由此，直到返送阀39的开度达到最大开度为止，进行一边监视喷出压力一边逐步地增大返送阀39的开度的控制。并且，如果返送阀39全开则结束压力控制（步骤st46）。

如以上说明，在本实施方式中，如果检测器14a检测到因旋转体12b的接触而产生的现象，则检测器14a输出异常信号。控制部14b如果接收异常信号则进行转数控制。如果进行转数控制，则旋转体12b的转数下降，因此，旋转体12b的接触有时消除。即使在转数控制后接触的状态仍继续，通过将旋转体12b的转数逐步地降低，能够实现旋转体12b的接触消除的状态或接触的程度低的状态。此外，由于旋转体12b的转数逐步地被降低，所以能够抑制因转数从最适合的状态被降低而产生的影响。因此，既能避免旋转机械12故障又能继续运转。此外，如果转数控制后进行注液控制，则收容室12c内被导入液体，因此，旋转体12b的温度降低。据此，有时消除旋转体12b的接触。即使进行注液控制的情况下接触状态仍在继续，也通过逐步地进行注液，能够实现旋转体12b的接触消除的状态或接触的程度低的状态。此外，由于注液逐步地被进行，因此，能够抑制因收容室12c内的温度从最适合的状态降低而产生的影响。因此，既能避免旋转机械12故障又能继续运转。此外，如果在注液控制后进行压力控制，则喷出温度下降，因此，有时利用旋转体12b的热收缩能消除旋转体12b的接触。即使进行压力控制的情况下接触的状态仍在继续，由于逐步地降低喷出压力，因此，能够实现旋转体12b的接触消除的状态或接触的程度低的状态。此外，由于喷出压力逐步地被降低，因此，能够抑制因喷出压力从最适合的状态降低而产生的影响。因此，既能避免旋转机械12故障又能继续运转。

此外，在本实施方式中，控制部14b在进行转数控制后进行注液控制。由于只在即使进行转数控制也不能消除所述接触的情况下或者接触的程度不降低的情况下进行注液控制，因此，能够在维持收容室12c内的温度尽可能不从最合适的状态下降的状态的情况下消除接触。

此外，在本实施方式中，控制部14b在进行转数控制和注液控制后进行压力控制。因此，即使在通过转数控制和注液控制，所述接触也未消除的情况或接触的程度不降低的情况下，有时通过压力控制其状态消除，此时有效。即，在发生接触的情况下进行多个控制，从而即使在接触的原因不清楚的情况下，有时也能消除旋转体12b的接触，因此此时有效。

此外，在本实施方式中，在转数控制，在旋转体12b的转数被降低指定转数后，控制部14b等待至喷出压力或喷出温度稳定。即使喷出压力或喷出温度稳定，仍从检测器14a输出异常信号，则控制部14b再次降低旋转体12b的转数。据此，能够更准确地判断降低旋转体12b的转数带来的效果，而且，能够将转数降低所需量。

此外，在本实施方式中，在注液控制，控制部14b在注液后等待至喷出温度稳定。即使喷出温度稳定仍从检测器14a输出异常信号，则控制部14b再次进行注液。因此，能够更准确地判断注液带来的效果，而且，能够只将所需量注液，由此，能够抑制过剩的注液。

此外，在本实施方式中，在压力控制，控制部14b在降低喷出压力后等待至喷出压力或喷出温度稳定。即使喷出压力或喷出温度稳定仍从检测器14a输出异常信号，则控制部14b再次降低喷出压力。因此，能够更准确地判断降低喷出压力带来的效果，而且，能够使喷出压力降低所需的量。

另外，本发明并不限定于所述实施方式，可在不脱离其主旨的范围内进行各种变更、改良等。在所述实施方式中，即使结束转数控制通知控制仍在继续的情况下，控制部14b进行注液控制。取而代之，如图6所示，控制部14b也可同时执行转数控制和注液控制。此时，如果在旋转机械12的运转过程中执行通知控制（在步骤st51为是），则控制部14b同时执行转数控制和注液控制（步骤st52）。

在该控制中，具体而言，如图7所示，首先，控制部14b使旋转机械12的转数降低指定转数，并将注液阀31开放指定开度（步骤st61）。然后，控制部14b在喷出温度下降后确认喷出温度或喷出压力是否稳定（步骤st62）后，确认通知控制是否在继续（步骤st63）。如果通知控制结束，则运转继续（步骤st64）。另一方面，如果通知控制未结束，控制部14b确认注液阀31是否全开，并确认喷出压力是否达到预先设定的下限值（步骤st65）。如果没有满足任何条件，则返回到步骤st61，如果满足任何条件，则结束转数控制及注液控制（步骤st66）。

如果转数控制及注液控制结束，如图6所示，控制部14b确认通知控制是否在继续（步骤st53），如果通知控制结束，则照样继续运转（步骤st54）。另一方面，如果通知控制未结束，则控制部14b执行压力控制（步骤st55）。并且，如果即使压力控制结束通知控制仍在继续（在步骤st56为是），则控制部14b停止旋转机械12的运转（步骤st57）。

在该实施方式中，控制部14b同时进行转数控制及注液控制。即，即使旋转体12b的接触原因不清楚，也采取用于不让该接触发生的多个措施。因此，能够尽快转移到不发生接触的状态或接触的程度低的状态。

在所述实施方式中，进行转数控制后进行注液控制及压力控制，但并不限定于此，也可执行转数控制、注液控制及压力控制中的至少一个控制。例如，控制部14b可为只进行转数控制的构成，或者也可为只进行压力控制的构成。此外，也可为进行压力控制后进行注液控制或转数控制的构成。

在所述实施方式中，控制部14b进行通知控制，但并不限定于此，也可省略通知控制。即，控制部14b如果从检测器14a接收异常信号，可以不进行用于通知作业人员的控制而进行转数控制、注液控制及压力控制中的至少一个控制。

在此，概括说明所述实施方式。

（1）所述实施方式所涉及的旋转机械的异常处理装置包括：检测器，当检测到所述旋转机械具备的旋转体在旋转过程中因接触而发生的现象，则输出信号；以及控制部，基于从所述检测器输出的所述信号的接收，进行逐步地降低所述旋转体的转数的转数控制、用于对收容所述旋转体的收容室内逐步地进行注液的注液控制以及用于逐步地降低所述旋转机械的喷出压力的压力控制中的至少一个控制。

在所述实施方式的异常处理装置中，检测器如果检测到所述现象则输出信号。控制部如果接收该信号则进行所述转数控制、所述注液控制及所述压力控制中的至少一个控制。如果进行转数控制，则旋转体的转数降低，有时能避免旋转体的接触。即使转数控制后接触的状态仍继续，也能通过逐步地降低旋转体的转数来实现避免旋转体的接触的状态或接触的程度低的状态。此外，由于逐步地降低旋转体的转数，因此，能够抑制因转数从最适合的状态被降低而产生的影响。因此，既能避免旋转机械故障，又能继续运转。此外，如果进行注液控制，则收容旋转体的收容室内被导入液体，旋转体的温度下降。据此，有时能够实现避免旋转体的接触的状态。即使进行注液控制的情况下接触的状态仍在继续，也能通过逐步地进行注液，实现避免旋转体的接触的状态或接触的程度低的状态。此外，由于逐步地进行注液，因此，能够抑制因收容旋转体的收容室内的温度从最适合的状态降低而产生的影响。由此，既能避免旋转机械故障，又能继续运转。此外，如果进行压力控制，则喷出温度下降，因此，有时能够利用旋转体的热收缩来实现避免旋转体的接触的状态。即使进行压力控制的情况下接触的状态仍在继续，则逐步地降低喷出压力，因此，能够实现避免旋转体的接触的状态或接触的程度低的状态。此外，由于逐步地降低喷出压力，因此，能够抑制因喷出压力从最适合的状态降低而产生的影响。由此，既能避免旋转机械故障，又能继续运转。

（2）在所述旋转机械的异常处理装置中，所述控制部可同时进行所述转数控制和所述注液控制，或者在进行所述转数控制后进行所述注液控制。

在该技术方案中，在同时进行转数控制和注液控制的情况下，即使旋转体的接触原因不清楚，也采取用于不让该接触发生的多个措施。因此，能够尽快转移到不发生接触的状态或接触的程度低的状态。另一方面，进行转数控制后进行注液控制的情况下，只在即使进行转数控制也未消除所述接触的情况下或接触的程度不降低的情况下进行注液控制。因此，能够在维持收容旋转体的收容室内的温度尽可能不从最适合的状态降低的状态的情况下消除接触。

（3）所述控制部可在进行所述转数控制和所述注液控制后进行所述压力控制。

在该技术方案中，以转数控制及注液控制也不能消除所述接触的情况下或接触的程度不降低的情况下，有时通过压力控制能够消除该状态，因此，此时有效。即，发生接触的情况下进行多个控制。因此，即使在接触原因不清楚的情况下，有时能够消除旋转体的接触，因此，此时有效。

（4）所述控制部可在所述转数控制中监视所述喷出压力或所述旋转机械的喷出温度，并且，在使所述旋转体的转数降低指定转数后，即使所述喷出压力或所述喷出温度稳定，仍从所述检测器输出所述信号时，通过再次使所述旋转体的转数降低指定转数，从而逐步地降低所述旋转体的转数。

在该技术方案中，在转数控制，控制部在将旋转体的转数降低指定转数后，等待至喷出压力或喷出温度稳定，即使喷出压力或喷出温度稳定仍从所述检测器输出所述信号，则再次降低旋转体的转数。由此，能够更准确地判断降低转数带来的效果，而且，能够将转数降低所需的量。因此，能够抑制因转数从最适合的状态降低而产生的影响。

（5）所述控制部可在所述注液控制中监视所述旋转机械的喷出温度，并且，在向所述收容室内进行注液后，即使所述喷出温度稳定，仍从所述检测器输出所述信号时，通过再次进行注液，从而对所述收容室内逐步地进行注液。

在该技术方案中，在注液控制，控制部在注液后等待至喷出温度稳定，即使喷出温度稳定仍从检测器输出异常信号，则再次进行注液。由此，能够更准确地判断注液带来的效果，而且，能够只将所需量进行注液，因此，能够抑制过剩的注液。

（6）所述控制部可在所述压力控制中监视所述喷出压力或所述旋转机械的喷出温度，并且，在进行降低所述喷出压力的控制后，即使所述喷出压力或所述喷出温度稳定，仍从所述检测器输出所述信号时，通过再次降低所述喷出压力，从而逐步地降低所述旋转机械的喷出压力。

在该技术方案中，在压力控制，控制部在降低喷出压力后等待至喷出压力或喷出温度稳定，即使喷出压力或喷出温度稳定仍从检测器输出所述信号，则再次降低喷出压力。由此，能够更准确地判断降低喷出压力带来的效果，而且，能够使喷出压力降低所需的量。因此，能够抑制因喷出压力从最适合的状态降低而产生的影响。

（7）所述实施方式所涉及的旋转机械系统包括：旋转机械，包括壳体，该壳体具有旋转体和用于收容所述旋转体的收容室；以及所述的旋转机械的异常处理装置，其中，所述异常处理装置中的所述检测器被安装在所述壳体。

（8）所述旋转机械系统也可以还包括：注液线，在所述旋转机械的运转过程中，即使从所述检测器没有输出所述信号时，也向所述收容室内进行注液，其中，所述控制部如果接收从所述检测器输出的所述信号，则在所述注液控制中，以大于从所述检测器没有输出所述信号时的液量的液量进行注液。

在该技术方案中，不管从检测器有无输出所述信号，注液线向旋转机械的收容室进行注液。据此，能够使旋转体在旋转过程中难以发生接触。并且，当检测到旋转体接触到收容室等时等，输出检测到因接触而发生的现象时输出的信号而进行注液控制时，注液量增大。因此，能够实现避免旋转体的接触的状态或接触的程度低的状态。

如以上说明，即使在发生旋转体的接触的情况下，能够尽量继续旋转机械的运转。