JPH02223694A - 遠心圧縮機の運転制御方法 - Google Patents

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］ この発明は負荷−無負荷制御、定圧−非サージ制御を行
う遠心圧縮機の制御方法に係り、特にこれら＃Ｉ御運転
時の圧縮機の消費動力を求め、消費動力が少ないいずれ
かの制御に自動的に切り替えて圧縮機の運転効率を向、
Ｆさぜる遠心圧縮機の運転制御方法に関する。

［従来の技術］ 多品種あるいは多数のユーザに圧縮空気を供給する空気
圧縮機として負荷−無負荷制御運転を可能にした遠心式
圧縮ｆｉ（第３図）、定圧及び非サージ制ｎＭ転を可能
にした遠心式圧縮機（第４図）が知られている。

負荷−無負荷制御運転を行う遠心式圧縮機は、第３図、
に示すように、圧縮機１の吸込み側に吸入制御弁２を設
け、圧縮Ｉｌｌより下流の吐出管３゛に順次、逆止弁４
．レシーバタンク６を設け、そして逆止弁４と圧縮ｉｉ
　ｔとの間に接続する放風路７に圧縮空気の一部を放風
さぜる放風ｆｇＪ御弁８を設ける一方で、その放風制御
弁８に、その放風制御弁８を開閉制御する電磁三方切換
弁２１を設け、レシーバタンク６に、電磁三方切換弁２
１を切換える圧力スイッチ２２を取り付けて構成される
。

この負荷−無負荷制御においては、第５図に示すように
、吸入制御弁２が全開のときの容量−圧力特性の２つの
設定圧力Ｃ，Ｄ間で圧縮機１を負荷運転する。負荷運転
中に、ユーザーの空気消費量が減少してレシーバタンク
の圧力がサージング域手前の設定圧力Ｃに上昇すると、
圧力スイッチ２２が切れて自動的に放風制御弁８を開、
吸入制御弁２を閉（但し１２％）に切換えて圧ａＲ１を
無負荷運転に切換え、逆にユーザーの空気消費量の増加
によってレシーバタンク６の圧力が設定圧力り以下に減
少した時には、圧力スイッチ２２が入って自動的に放風
制御弁８を閉にし、吸入制御弁２を開とし負荷運転に切
換わるようにしている。

つまり、圧力スイッチ２２の設定する２つの設定点Ｃ−
Ｄ間で、負荷−無負荷運転を自動的に繰返すようにして
いる。ｔた、この時の圧縮機１の消費動力、即ち軸動力
は図示の点線で示したようになる。

定圧運転および非サージ運転制御を行う遠心式圧縮機は
、第４図に示されるように、上記放風路７と圧縮ｔａｔ
間の吐出管３に吐出圧力を検出する圧力指示調節計２４
を取付け、その圧力指示調節計２４の検出値に基づいて
吐出圧力が一定となるように上記吸入制御弁２の開度を
調節するようにし、上記逆止弁４の上流の吐出管に、検
出差圧を流量指示調節計２３に入力する差圧発信器９を
取付け、流量指示調節計２３による放風制御弁８の開度
制御によって圧縮ａｔの定圧運転がなされるようにして
いる。つまり、第６図に示すように、常時、圧力指示調
節計２４で圧縮１１１１の吐出管内圧力が設定圧力（１
００％９例えば８ａｔｍ）となるように吸入制御弁２の
開度を調節し、ユーザー側１５の空気消費量がサージン
グ域近い流量から１００％の流量りまでの間は定圧運転
を行わせる（Ｄ−Ａ）、一方、使用流量が減少しサージ
ング域に入る場合には、吸入制御弁２の開度をサージン
グを起こさない開度に保ったまま流量指示調節計２３に
よって放風１ｔｉｌｌａｌｌ弁８を開いて放風路７から
吐出管３の余剰の空気を大気に放風する非サージ運転を
行わせるようにしている。この場合、圧縮ＩＲ１の消費
動力は図示の如くサージング域では（非サージ制御）で
は一定（定格消費動力の約６５％）で、定圧制御では６
５〜１００％まで上昇することになる。

［発明が解決しようとする課Ｕｉ］ ところで上述した負荷−無負荷制御と定圧−非サージ制
御の圧縮機の消費動力を比較すると、圧縮機がサージン
グを起こす流量での運転のときには、負荷−無負荷運転
が定圧−非サージ制御に対して有利であり、逆にサージ
ングを起こさない流量では定圧−非サージ制御のほうが
有利である。

すなわち、第５図、第６図において、容量（消費空気量
）５０％の時の圧縮機の軸動力は、負荷−無負荷制御と
定圧−非サージ制御ともほぼ同じ動力消費量とすると、
Ｇ点以下の流ｌの時は負荷−無負荷制御運転の方が少な
く、Ｇ点以上の時は定圧−非サージ制御運転の方が軸動
力が少なくなる。

このことは軸動力をみた場合、空気の使用量に応じて両
者の制御を切換えることが望ましい。

しかし、上記各種の制御を実行できるように遠心圧縮機
を構成しても、ユーザの空気使用量に対して上記各種制
御を比較し、圧縮機の消費動力を最小にする制御を自動
的に選択する制御は末だ行われていなかった。

本発明は上記事情に考慮してなされたもので、その目的
は、負荷−無負荷制御、定圧−非サージ制御を行う遠心
圧縮機にあって、空気の使用量をほぼ同一とする場合に
、圧縮機の消費動力をより少なくする方の制御を自動的
に選択させ、圧縮機の消費動力を低減することにある。

［課題を解決するための手段〕 この発明は上記目的を達成するために、圧縮機の吸込み
側に吸入空気量を調整する吸入制御弁を設け、圧縮機の
吐出管に、逆止弁を設け、逆止弁と圧縮機間の吐出管に
放風制御弁を接続した遠心圧縮機の制御方法において、
設定された２点の圧力間で上記吸入制御弁を開閉すると
共にこれに応じて放風制御弁を開閉する負荷−無負荷制
御を行い、設定圧力に維持すべく上記吸入制御弁の弁開
度をｇ！ｉ！Ｅし、流量がサージング域に入らないよう
に上記放風制御弁を開放する定圧−非サージ制御とを行
うと共に圧縮空気の使用量から上記負荷−無負荷制御と
定圧−非サージ制御とで運転したときの上記圧縮機の消
費動力を求め、いずれか消費動力が少ない方の制御に自
動的に切り讐えようにしたものである。

［作用］ 設定された２点の圧力間で上記吸入制御弁の弁開度を開
閉すると共に、これに応じて放風制御弁を開閉する負荷
−無負荷制御と、設定圧力に維持すべく上記吸入制御弁
の弁開度を調整し、流量がサージング域に入らないよう
に上記放風制御弁を開放する定圧−非サージ制御とを行
うようになし、これら制御における圧縮空気の使用量か
ら上記圧縮機の消費動力を常時、あるいは、一定時間ご
とに求め、その消費動力が少ないほうの制御に自動的に
切り替える制御を実行すると、遠心式圧縮機を最小の消
費動力で運転し、その運転効率が向上する。

［実施例］ 以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

第１図に示すように、圧縮機１の吸込み側に吸入空気量
を調整する吸入制御弁２を設け、圧縮機１より下流の吐
出管３に順次、圧力を信号として取り出す吐出圧力発信
器１０．流量計２５．逆止弁４．吐出弁５．レシーバタ
ンク６を設け、そして逆止弁４と圧縮機１との曲の吐出
管３に接続する放風路７に、吐出管内空気の一部を大気
放風させる放風制御弁８を設ける。レシーバタンク６、
または、逆止弁４とレシーバ６間の吐出管３には、圧力
を信号として取り出すタンク圧力発信器２６を取付ける
と共に、圧縮機１の吐出下流で逆止弁４上流の吐出管３
に、流量計２７を取付ける。上記各流量計２５．２７に
は、圧縮空気の流量を信号として取り出す差圧発信器９
を取付ける。これら各圧力発信器２５，２７、差圧発信
器９．９は、コントローラ（ＣＰＵ等）１１の入・出力
部１２に接続されて、それぞれ圧力、流量を信号として
入力する。

コントローラ１１は、第２図に示すように、設定された
２点Ｃ，Ｄの圧力間で上記吸入制御弁２を開閉（開度１
００％から１２％）すると共に、その開閉に応じて放風
制御弁８を開閉、すなわち吸入制御弁２が開のときは放
風制御弁８が閉、吸入制御弁２が閉のときは族ｍ制御弁
８を開とする負荷−無負荷制御を行うように構成され、
また、設定圧力Ｐに維持すべく上記吸入制御弁２の弁開
度を調整し、流量がサージング域から設定点Ｄ（１００
％）までの間を開の定圧制御と、流量がサージング域以
下の時に、吸入制御弁２の開度をサージング域流量以上
の開度に保って放風制御弁８を流量計２５．２７により
余剰の圧縮空気を開放にする非サージ制御とを行うよう
に構成される。

このために、コントローラ１１のメモリ部１３には、こ
れら制御を実行するための流量−圧力性能（第２図）が
入力される。コントローラ１１の演算制御部１４は、入
・出力部１２からの入力信号をメモリ部１３と照合し、
これを両制御運転している場合の軸動力（消費動力）を
演算してその大小を判断するように構成されると共に、
その判断結果に基づいて上記吸入制御弁２及び上記放風
制御弁８に負荷−無負荷制御または定圧−非サージ制御
信号を出力するように構成される。ただし、コントロー
ラは内部にタイマ機能を有する。実施例にあって、演算
制御部１４は、ユーザー側１５の圧縮空気の使用量から
、上記負荷−無負荷制御、定圧−非サージ制御を行った
時の、それぞれの圧縮機１の空気使用量を一定時間あた
りで積算し、求めた空気使用量から圧縮機１の消費動力
を演算して演算制御部１４に出力するように構成する。

演算制御部１４は、その演算結果に基づいて負荷−無負
荷制御、定圧−非サージ制御の内、消費動力がより少な
い方の制御を選択し、切換えるようにする。

次に本実施例での切換制御を第２図により説明する。

先ず負荷−無負荷制御運転の場合、負荷運転中は、吸入
制御弁２の開度を１００％にし、その時に第２図に示す
ように容量−圧力特性のＣ−Ｄ間で運転する。無負荷制
御運転中は吸入制御弁２は閉、放風制御弁８は開とされ
図示の８点（容ＪＬ１０％、　１．１ａｔｍ（大気圧＋
α））で行う、この負荷−無負荷制御運転の切換えは圧
力発信器１０に基づく、　負荷−無負荷Ｍ御運転中の圧
縮空気の使用量は、レシーバ−タンク６の上流側の圧力
発信器２６と流量計２５で求める。即ち全空気量は負荷
運転時に流量計２５と圧力発信器１０の検出値が、コン
トローラ１１に入力され、この時の負荷時間により定格
圧力（１００％）における圧縮空気使用量が演算され、
この時の圧縮機１の軸動力（消費動力）を求める。

他方、定圧−非サージ制御運転においては第２図に示し
たように、流量かに点（サージ線Ｉより少し容量の大き
い点）以下の時には、非サージ制御運転を行い、Ｋ−Ｄ
間の時には、定圧（定格圧力１００％）制御を行う、こ
の定圧−非サージ制御運転で制御の圧縮空気の使用量は
第１図に示した２つの流量計２５．２７により求められ
、その時の圧縮機の軸動力（消費動力）が求められる。

コントローラ１１は運転中、常時あるいは一定時間おき
に上記両制御の消費動力の大小を求め、両制御の軸動力
がより少ない方の運転を自動的に選択するようになって
いる。

これを第２図で詳しく説明する。

今上記各制御のうちいずれかの制御運転がなされ、その
制御運転の使用空気使用量がＡ点であるとすると、この
場合、すでに定圧制御運転がなされていればそのまま運
転を継続し、負荷−無負荷運転であれば定圧−非サージ
制御運転に切換える。

また、空気使用量がＢ点以下であれば、負荷−無負荷制
御運転に切換える。この切換えは第５図、第６図で説明
したように、例えば流量が５０％以上では定圧−非サー
ジ制御運転とする。

このように圧縮空気使用量に対する圧縮機１の軸動力を
求め、再制御運転における消費動力を常時あるいは、一
定時間おきに求め、求めた結果から消費動力がより少な
い方の制御を自動的に選択し切換えるようにすることで
、より効率のよい圧縮機１の運転が行われるようになる
。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなようにこの発明によれば
負荷−無負荷制御、定圧−非サージ制御を行う遠心圧縮
機にあって、この遠心圧縮機を消費動力が少ない制御で
遠心圧縮機を運転できるという優れた効果を発揮できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示すフローシート、
第２（！Ｉは遠心圧縮機の流量−圧力時性能線図、第３
図及び第４図は従来の遠心圧縮機を示すフローシート、
第５図及び第６図はそれぞ従来の遠心圧縮機の流量−圧
力特性及び流量−軸動力性能の一例を示す性能線図であ
る。 図中、１は圧縮機、２は吸入制御弁、３は吐出管、４は
逆止弁、８は放風制御弁、１１はコントローラである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧縮機の吸込み側に吸入空気量を調整する吸入制御
   弁を設け、圧縮機の吐出管に、逆止弁を設け、逆止弁と
   圧縮機間の吐出管に放風制御弁を接続した遠心圧縮機の
   運転制御方法において、設定された２点の圧力間で上記
   吸入制御弁を開閉すると共に、これに応じて放風制御弁
   を開閉する負荷−無負荷制御と、設定圧力に維持すべく
   上記吸入制御弁の弁開度を調整し、流量がサージング域
   に入らないように上記放風制御弁を開放する定圧−非サ
   ージ制御とを行うと共に圧縮空気の使用量から上記負荷
   −無負荷制御と定圧−非サージ制御とで運転したときの
   上記圧縮機の消費動力を求め、いずれか消費動力が少な
   い方の制御に自動的に切り替えるようにしたことを特徴
   とする遠心圧縮機の運転制御方法。