JPH01285692A

JPH01285692A - 膨張機駆動スクリュ圧縮機の制御方法

Info

Publication number: JPH01285692A
Application number: JP11777288A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Togo; 東後　秀明
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-05-12
Filing date: 1988-05-12
Publication date: 1989-11-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、容積形の膨張機を用いた膨張機駆動スクリュ
圧縮機の制御方法に関するしのである。

（従来の技術）従来、第４図に示すように、例えば省エネルギの見地か
ら、本来成る用途のために消費地に送給される蒸気を利
用した膨張機駆動スクリュ圧縮機が公知である。

この圧縮機は、駆動源として容積形のスクリュ膨張機Ｉ
を用いており、スクリュ膨張機ｌの吸込側には給気加減
弁２．しゃ断弁３を有する給気流路４が、排気側には排
気圧力検出用の第１圧力検出画５を取付けた排気流路６
が続いている。また給気加減弁２の上流側から、バイパ
ス弁７を介して直接排気流路６に至るバイパス流路８を
設けて、第１圧力検出器５により給気加減弁２．バイパ
ス弁７の開度を制御するようにして駆動部を形成しであ
る。さらに、スクリュ膨張機ｌの出力軸部分には、回転
数リレー９が設けてあり、スクリュ膨張機ｌの回転数が
許容下限値以下になった場合には、この回転数リレー９
によりこの回転数の低下を検出して上記しゃ断弁３を閉
にするように形成しである。

一方、スクリュ膨張機ｌには変速機ｌＯを介して回転駆
動可能にスクリュ圧縮機本体１１が結合してあり、この
スクリュ圧縮機本体ＩＩの吸込側に吸込フィルタ１２を
設けるととらに、吐出側には油分離器＋３．逆止弁１４
を備えた吐出流路１５が続いている。

そして、例えば図示しないボイラにより発生した蒸気、
あるいはその他の駆動用流体（以下、単に蒸気という。

）を給気流路４より、スクリュ膨張機ｌに供給し、ここ
で減圧した後、排気流路６より排出している。蒸気の減
圧によってスクリュ膨張機！において発生した動力は、
変速機ＩＯを介してスクリュ圧縮機本体１１に伝達され
、このスクリュ圧縮機本体！■により吸込フィルタ１２
から吸込んだ空気を圧縮した後、吐出流路１５に吐出し
、油分離器Ｉ３にて気液分離して圧送するようにしであ
る。

ところで、上述の蒸気の量は変動する場合が多く、以下
のようにスクリュ膨張機を蒸気量に応じて回転数制御す
るように形成しである。

即ち、蒸気の供給量が変動する場合、スクリュ膨張機ｌ
への給気圧力も変動しようとするので、第１圧力検出器
５により、この検出圧力が一定値以下になるように給気
加減弁２の開度調節を行って、スクリュ膨張機ｌへの給
気量が許容容量以上になる場合には、バイパス弁７を開
いて、余剰の蒸気を直接排気流路６にバイパスさせてい
る。

一方、排気流路６側での蒸気使用量が変動する場合にも
、排気流路６の圧力が変動しようとするので、上記同様
第１圧力検出器５により、その検出圧力が一定範囲内に
入るように給気加減弁２の開度調節を行って、さらに給
気加減弁２を全開にしても、なお圧力が低い場合にはバ
イパス弁７を開いて圧力を適正に保つようにして、スク
リュ膨張機Ｉの回転数制御が行われている。

（発明が解決しようとする課題）上記従来の制御方法では、第１圧力検出器５による検出
圧力に基いて制御が行われているので、蒸気量の変動に
対するスクリュ膨張機Ｉの回転数制御だけが行われるこ
とになり、スクリュ膨張機ｌにより駆動されるスクリュ
圧縮機本体１１は圧縮空気所要量とは無関係に回転数制
御されるという問題がある。

本発明は、斯る従来の問題点を課題としてなされたもの
で、蒸気圧力だけでなく、スクリュ圧縮機本体側の吐出
圧力も検出し、圧縮空気所要量が少ない場合には、蒸気
供給量が充分な場合でも、膨張機の回転数を減少させて
、不必要な空気圧縮による蒸気のエンタルピ低下の損失
を無くすようにした膨張機駆動スクリュ圧縮機の制御方
法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）上記従来の課題を解決するために、本発明は、膨張機と
、この吸込側に続く給気加減弁、しゃ断弁を有する給気
流路と、上記膨張機の排気側に続く排気流路と、上記給
気加減弁の上流側からバイパス弁を介して、直接上記排
気流路に至るバイパス流路とを備えた駆動部の上記膨張
機によりスクリュ圧縮機本体を駆動させるようにした膨
張機駆動スクリュ圧縮機の制御方法において、上記排気
流路に第１圧力検出手段と、上記圧縮機本体の吐出流路
に第２圧力検出手段と、第１．第２圧力検出手段から信
号を受けて上記給気加減弁の開度を制御する制御手段と
を設けて、吐出ガス圧と膨張機排気圧のうちのいずれか
一方が設定値を超える第１の場合には上記給気加減弁の
開度を小さくし、その他の場合のうち上記排気圧が設定
値に等しい第２の場合には現状の運転状態を維持し、上
記排気圧が設定値より小さい第３の場合には、上記第１
、第２の状態になる迄上記給気加減弁の開度を大きくし
てゆき、上気排気圧が予め定めた設定値より低くなると
上記バイパス弁を開いて上記排気圧の制御を行い、再度
上記第１．第２圧力検出手段からの信号に基づく上記制
御を繰返すように形成した。

（実施例）次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は本発明に係る制御方法を適用したスクリュ膨張
機を駆動手段とする膨張機駆動スクリュ圧縮機を示し、
制御系を除き、他は実質的に第４図に示すものと同一で
あり、対応する部分には互いに同一番号を付して説明を
省略する。

本圧縮機では、第４図に示す圧縮機と同様に第１圧力検
出器５を設けるとともに、さらに吐出流路１５に第２圧
力検出器Ｉ６と、バイパス流路８のバイパス弁７の排気
流路６側に圧力調節計（ＰＩＣ）１７とスクリュ膨張機
ｌの回転軸部分に回転数リレー９と、第１．第２圧力検
出器５．１６と給気加減弁２との間に介在さ仕た制御手
段Ｉ８とを設けて、給気加減弁２．バイパス弁７．しゃ
断弁３の制御を行うことによりスクリュ膨張機Ｉの回転
数制御を行うように形成しである。

即ち、上記のように構成することにより、以下に説明す
る本発明に係る制御方法を実行するようになっている。

次に、第２図に基いて上記装置に適用する本発明に係る
制御方法について説明する。

まず、装置が起動されると制御がスタートし、第１ステ
ツプ（Ｓｌ）で、制御手段８において、第２圧力検出器
１６からの信号に基いて、これと予め設定した設定値（
１）とを比較して、（吐出圧カー設定値（１））が正（
〉０）の場合には第３ステツプ（Ｓ３）に、その他の場
合には第２ステツプ（Ｓ２）に進む。

第２ステツプで、制御手段８において第１圧力検出器５
からの信号に基いて、これと予め設定した設定値（２）
とを比較して、（排気流路圧カー設定値（２））が正（
〉０）の場合には第３ステツプに、負（〈０）の場合に
は第６ステツプ（Ｓ６）に進み、０の場合には再度第１
ステツプに戻り、現状の運転状態を維持する。

第３ステツプで、制御手段１８により給気加減弁２の開
度を一定量だけ小さくする。

第４ステツプ（Ｓ４）で、回転数リレー９により検出し
たスクリュ膨張機１の回転数と許容値とを比較させて、
この回転数が許容値以下の場合には第５ステツプ（Ｓ５
）に進み、その他の場合には再度第１ステツプに戻る。

第５ステツプで、上記回転数リレー９からの信号により
しゃ断弁３を閉じ、スクリュ膨張機１を停止さけ、これ
に伴ってスクリュ圧縮機本体１１も停止させた後、再度
第１ステツプに戻る。

一方、第６ステツプで、制御手段１８により給気加減弁
２の開度を一定量だけ大きくする。

第７ステツプ（Ｓ７）で、圧力調節計１７により検出し
たバイパス流路圧（＝膨張機排気圧）と予め設定した設
定値（３）とを比較して（バイパス流路圧−設定値（３
））が正の場合は第８ステツプ（Ｓ８）に、その他の場
合には第９ステツプ（Ｓ９）に進む。

第８ステツプで、バイパス弁７を閉じた後、再度第１ス
テツプに戻る。

第９ステツプで、バイパス弁７を開いた後再度第１ステ
ツプに戻る。

以後、上記各ステップの緑返しとなる。

上記装置は本来的な用途に使用する蒸気を、補助的に別
の用途に利用するようにしたもので、基本的には膨張機
側の運転条件を優先した形になっているため、圧縮機側
で必要とする圧縮ガスが十分に供給することが出来ない
場合が生じるが、この時には別に他の圧縮機より圧縮ガ
スを供給する必要がある。即ち、本装置による圧縮ガス
の供給は、補助的に行うものである。

なお、上記装置では図示しない制御フローにより例えば
スクリュ膨張機ｌの回転数が異常に上昇した場合、ある
いはその軸受部分の温度が異常に上昇した場合にはしゃ
断弁４を閉じスクリュ膨張機ｌを緊急停止（トリップ）
させるように形成しであるが、しゃ断弁４が閉まるとそ
れまでスクリュ膨張機ｌを通っていた蒸気の流れが止ま
るので、この蒸気をバイパス流路８から排気流路６に流
す必要がある。しかし、通常のしゃ断弁では全閉。

全開の動作速度が遅く、排気流路圧力の変動が生じるこ
とがある。

そこで、これを防止するために、第１図中の一点鎖線枠
１内の部分を第３図に示すように制御手段Ｉ８によりバ
イパス弁７の制御も行えるようにして、第１圧力検出器
５からの圧力信号が異常に低い場合には、これに基いて
制御手段１８によりバイパス弁７を緊急間とする信号を
発するように形成してもよい。

また、上記実施例では油冷式のスクリュ圧縮機本体を使
用したものを示したが、本発明はこれに限るものでなく
、無給油式のスクリュ圧縮機本体を使用したものであっ
てもよい。

（発明の効果）以上の説明より明らかなように、本発明によれば、膨張
機と、この吸込側に続く給気加減弁、しゃ断弁を有する
給気流路と、上記膨張機の排気側に続く排気流路と、上
記給気加減弁の上流側からバイパス弁を介して、直接上
記排気流路に至るバイパス流路とを備えた駆動部の上記
膨張機によりスクリュ圧縮機本体を駆動させるようにし
た膨張機駆動スクリュ圧縮機の制御方法において、上記
排気流路に第１圧力検出手段と、上記圧縮機本体の吐出
流路に第２圧力検出手段と、第１．第２圧力検出手段か
ら信号を受けて上記給気加減弁の開度を制御する制御手
段とを設けて、吐出ガス圧と膨張機排気圧のうちのいず
れか一方が設定値を超える第１の場合には上記給気加減
弁の開度を小さくし、その他の場合のうち上記排気圧が
設定値に等しい第２の場合には現状の運転状態を維持し
、上記排気圧が設定値より小さい第３の場合には、上記
第１．第２の状態になる迄上記給気加減弁の開度を大き
くしてゆき、上気排気圧が予め定めた設定値より低くな
ると上記バイパス弁を開いて上記排気圧の制御を行い、
再度上記第１．第２圧力検出手段からの信号に基づく上
記制御を繰返すように形成しである。

このため、蒸気および圧縮ガスの使用量に応じて膨張機
の回転数を制御し、また余剰の蒸気はバイパス流路より
排気流路に流して給気流路を減圧することにより外部膨
張比を一定にすることが出来、高効率点での連続運転が
可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御方法を適用した膨張機駆動ス
フリス圧縮機の蒸気の系統図、第２図は第１図に示す装
置に適用する制御方法を示すフローチャート、第３図は
第１図とは別の本発明の適用例の一部を示す系統図、第
４図は従来の制御方法を適用した膨張機駆動スクリュ圧
縮機の蒸気の系統図である。Ｉ・・・スクリュ膨張機、２・・・給気加減弁、３・・
・しゃ断弁、４・・・給気流路、５・・・第１圧力検出
器、６・・・排気流路、７・・・バイパス弁、！■・・
・スクリュ圧縮機本体、１５・・・吐出流路、１６・・
・第２圧力検出器、１７・・・圧力調節計、１８・・・
制御手段。第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）膨張機と、この吸込側に続く給気加減弁、しゃ断
弁を有する給気流路と、上記膨張機の排気側に続く排気
流路と、上記給気加減弁の上流側からバイパス弁を介し
て、直接上記排気流路に至るバイパス流路とを備えた駆
動部の上記膨張機によりスクリュ圧縮機本体を駆動させ
るようにした膨張機駆動スクリュ圧縮機の制御方法にお
いて、上記排気流路に第１圧力検出手段と、上記圧縮機
本体の吐出流路に第２圧力検出手段と、第１、第２圧力
検出手段から信号を受けて上記給気加減弁の開度を制御
する制御手段とを設けて、吐出ガス圧と膨張機排気圧の
うちのいずれか一方が設定値を超える第１の場合には上
記給気加減弁の開度を小さくし、その他の場合のうち上
記排気圧が設定値に等しい第２の場合には現状の運転状
態を維持し、上記排気圧が設定値より小さい第３の場合
には、上記第１、第２の状態になる迄上記給気加減弁の
開度を大きくしてゆき、上気排気圧が予め定めた設定値
より低くなると上記バイパス弁を開いて上記排気圧の制
御を行い、再度上記第１、第２圧力検出手段からの信号
に基づく上記制御を繰返すようにしたことを特徴とする
膨張機駆動スクリュ圧縮機の制御方法。