JPH04353201A - compressor drive device - Google Patents

compressor drive device

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JPH04353201A
JPH04353201A JP12730091A JP12730091A JPH04353201A JP H04353201 A JPH04353201 A JP H04353201A JP 12730091 A JP12730091 A JP 12730091A JP 12730091 A JP12730091 A JP 12730091A JP H04353201 A JPH04353201 A JP H04353201A
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Japan
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compressor
steam turbine
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pressure
turbine
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Nobuyuki Shimizu
信行 清水
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は主としてスクリュー圧縮
機の駆動装置、詳しくは圧縮機の入力側に蒸気タービン
を接続し、該蒸気タービンにより前記圧縮機を駆動する
ようにした駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates primarily to a drive system for a screw compressor, and more particularly to a drive system in which a steam turbine is connected to the input side of the compressor, and the compressor is driven by the steam turbine.

【0002】0002

【従来の技術】従来冷凍装置に用いるスクリュー圧縮機
の入力側に蒸気タービンを接続し、該蒸気タービンによ
り圧縮機を駆動するようにしたものが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed that a steam turbine is connected to the input side of a screw compressor used in a refrigeration system, and the compressor is driven by the steam turbine.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】所で、スクリュー圧縮
機は一般に電動モ−タにより駆動するのであるが、モ−
タ駆動の圧縮機においては、電流制限装置を設け、圧縮
機に過大なトルクが加わると応力が過大となり破損の問
題が生ずるのを防止している。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, screw compressors are generally driven by electric motors, but the motor
In motor-driven compressors, a current limiting device is provided to prevent excessive stress from being applied to the compressor, which could lead to damage.

【0004】即ち、前記圧縮機は、一般にその容量制御
を可能にするスライド弁を設け、前記圧縮機として用い
る冷凍装置の蒸発器における水又はブラインの出口温度
を検知して、この出口温度により前記スライド弁を動作
させ、その容量を制御するようにしているのであるが、
モ−タの電流が定格の1.05倍以上になれば前記スラ
イド弁を強制的に閉じ、前記圧縮機に過大なトルクが加
わらないようにしている。
That is, the compressor is generally provided with a slide valve that enables its capacity to be controlled, and detects the outlet temperature of water or brine in the evaporator of the refrigeration system used as the compressor. The slide valve is operated to control its capacity.
When the motor current exceeds 1.05 times the rated value, the slide valve is forcibly closed to prevent excessive torque from being applied to the compressor.

【0005】所が、圧縮機の駆動源として蒸気タービン
を用いたり、モ−タに蒸気タービンを付加し前記圧縮機
を駆動するように構成した場合、モ−タを不要にでき、
また、併用する場合でもモ−タ動力を少なくできる利点
がある反面前記蒸気タービンはその蒸気源の変動が多い
ため、蒸気タービンによる出力が前記圧縮機の許容動力
を越えることが生じ、このため前記圧縮機に過大なトル
クが加わって破損することが生ずる問題があった。
However, if a steam turbine is used as the driving source for the compressor, or if a steam turbine is added to the motor to drive the compressor, the motor can be eliminated.
Moreover, even when used in combination, there is an advantage that the motor power can be reduced, but on the other hand, since the steam source of the steam turbine fluctuates frequently, the output of the steam turbine may exceed the permissible power of the compressor. There was a problem in that excessive torque was applied to the compressor and it could be damaged.

【0006】本発明は、前記圧縮機の軸動力Kwは、冷
媒の吸入圧力及び吐出圧力により決定的に支配されるこ
とに着目し、吸入圧力及び吐出圧力をもとに蒸気タービ
ンの出力を制限して、前記圧縮機に過大トルクが加わら
ないようにしたもので、目的は、蒸気タービンを用いな
がら、圧縮機に過大トルクが加わることがないようにし
た点にある。
The present invention focuses on the fact that the shaft power Kw of the compressor is decisively controlled by the suction pressure and discharge pressure of the refrigerant, and limits the output of the steam turbine based on the suction pressure and discharge pressure. This prevents excessive torque from being applied to the compressor, and the purpose is to prevent excessive torque from being applied to the compressor while using a steam turbine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は圧縮機1の入力
側に蒸気タービン9を接続して成る圧縮機の駆動装置に
おいて、前記圧縮機1の吸入側圧力と吐出側圧力とを検
出する低圧圧力検出器18と高圧圧力検出器19とを設
けると共に、吸入側圧力及び吐出側圧力をもとに算出し
た前記圧縮機1における軸動力データを備え、前記各検
出器18,19により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力を演算して得た軸動力値が予め設定する軸動力の許容
動力範囲内のとき動作して、前記蒸発タービン9を出力
させ、前記許容動力範囲を越えたとき前記蒸発タービン
9の出力を停止するタービン出力制御手段20を設けた
のである。また、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算出
した前記圧縮機1の軸動力データから、吸入側圧力の上
限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各検
出器18,19により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気タービ
ン9を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気タ
ービン9の出力を停止するタービン出力制御手段20を
設けてもよい。
[Means for Solving the Problems] The present invention is a compressor drive device comprising a steam turbine 9 connected to the input side of a compressor 1, which detects the suction side pressure and the discharge side pressure of the compressor 1. A low-pressure pressure detector 18 and a high-pressure pressure detector 19 are provided, and shaft power data in the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure is provided, and is detected by the respective detectors 18 and 19. When the shaft power value obtained by calculating the suction side pressure and the discharge side pressure is within the permissible power range of the shaft power set in advance, the evaporator turbine 9 is operated and outputs, and when the shaft power value exceeds the permissible power range, the A turbine output control means 20 for stopping the output of the evaporator turbine 9 is provided. Further, from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure, an upper limit value of the suction side pressure and an upper limit value of the discharge side pressure are set in advance, and each of the detectors 18, Turbine output that operates when the suction side pressure and discharge side pressure detected by 19 are below the respective upper limit values to output the steam turbine 9, and stops the output of the steam turbine 9 when the respective upper limit values are exceeded. Control means 20 may also be provided.

【0008】また、前記蒸気タービン9は、該蒸気ター
ビン9の運転及び停止を制御する蒸気弁10を備えてお
り、タービン出力制御手段20として、前記蒸気弁10
を、前記圧縮機1の軸動力が許容動力範囲内のとき開い
て前記蒸気タービン9を運転し、許容動力範囲を越える
とき、前記蒸気タービン9の運転を停止するように制御
するのが好ましい。
The steam turbine 9 also includes a steam valve 10 for controlling operation and stop of the steam turbine 9, and the steam valve 10 serves as a turbine output control means 20.
It is preferable to open the shaft power of the compressor 1 to operate the steam turbine 9 when the shaft power of the compressor 1 is within the permissible power range, and to stop the operation of the steam turbine 9 when the shaft power exceeds the permissible power range.

【0009】また、本発明では、前記蒸気タービン9を
圧縮機1の駆動源とするのであるが、モ−タ7と併用す
ることも可能であり、また、モ−タ7を併用する場合で
も、モ−タ7の電源をオフして蒸気タービン9のみの運
転で圧縮機1を駆動する場合と、前記モ−タ7を駆動し
、該モ−タ7と蒸気タービン9との併用で前記圧縮機1
を駆動する場合とがある。また、モ−タ7と併用する場
合、蒸気タービン9のタービン出力軸12とモ−タ7の
駆動軸13とをクラッチ8を介して連結するのが好まし
い。
Further, in the present invention, the steam turbine 9 is used as a drive source for the compressor 1, but it is also possible to use it together with the motor 7. , when the compressor 1 is driven by only the steam turbine 9 operating with the motor 7 powered off, and when the motor 7 is driven and the motor 7 and the steam turbine 9 are operated together, the compressor 1 is driven Compressor 1
There are cases where it is driven. Further, when used together with the motor 7, it is preferable that the turbine output shaft 12 of the steam turbine 9 and the drive shaft 13 of the motor 7 be connected via the clutch 8.

【0010】0010

【作用】蒸気タービン9を駆動源として圧縮機1を駆動
する場合、前記圧縮機1の軸動力が、その許容動力(例
えば220KW)以下のときには、前記蒸気タービン9
を出力させ、該蒸気タービン9により前記圧縮機1を駆
動させるのであり、また、吸入側圧力及び吐出側圧力が
変動して、軸動力がその許容動力範囲を越えるときには
前記蒸気タービン9の出力を停止するのである。
[Operation] When the compressor 1 is driven using the steam turbine 9 as a drive source, when the shaft power of the compressor 1 is less than its allowable power (for example, 220 KW), the steam turbine 9
The compressor 1 is driven by the steam turbine 9. Also, when the suction side pressure and the discharge side pressure fluctuate and the shaft power exceeds its allowable power range, the output of the steam turbine 9 is changed. It stops.

【0011】従って、前記軸動力が許容範囲以下のとき
には、前記蒸気タービン9を出力させて前記圧縮機1を
駆動できながら、許容範囲を越えると、前記蒸気タービ
ン9の出力が停止するのであるから、前記圧縮機1に過
大なトルクが加わるのを防止できるのである。
Therefore, when the shaft power is below the allowable range, the steam turbine 9 can be outputted to drive the compressor 1, but when the shaft power exceeds the allowable range, the output of the steam turbine 9 is stopped. , it is possible to prevent excessive torque from being applied to the compressor 1.

【0012】しかも、低圧圧力検出器18及び高圧圧力
検出器19を用いて、前記吸入側及び吐出側圧力を検出
して、過大なトルクが加わらないように前記蒸気タービ
ン9からの出力を制御するものであるから、前記圧縮機
1に加わる軸動力の実測値に近い制御ができ、その上、
前記各圧力検出器18,19は信頼性の高いものとして
広く冷凍装置に用いられているものをそのまゝ利用でき
るのであるから、高精度で、かつ、安価に、また、信頼
性高く前記蒸気タービン9の制御が可能となるのであっ
て、過大トルクが加わることによる前記圧縮機の破損防
止を有効に防止できるのである。
Furthermore, the low pressure detector 18 and the high pressure detector 19 are used to detect the suction side and discharge side pressures, and to control the output from the steam turbine 9 so that excessive torque is not applied. Since the shaft power applied to the compressor 1 can be controlled close to the actual measured value,
Since the pressure detectors 18 and 19 can be of high reliability and widely used in refrigeration equipment, they can be used to detect the steam with high precision, at low cost, and with high reliability. The turbine 9 can be controlled, and damage to the compressor due to excessive torque can be effectively prevented.

【0013】又、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算出
した前記圧縮機1の軸動力データから、吸入側圧力の上
限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各検
出器18,19により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気タービ
ン9を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気タ
ービン9の出力を停止するタービン出力制御手段20を
設けることにより、前記各検出器18,19で検出する
吸入側圧力及び吐出側圧力をもとに軸動力を演算し、こ
の軸動力が予め設定する許容動力範囲内か否かを判定し
なくともよいから、つまり、前記吸入側圧力及び吐出側
圧力が予め設定する上限値以下か、この上限値を越えた
か否かを判定するだけでよいから、その制御系を簡単な
ものとすることができる。
[0013] Also, from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure, an upper limit value of the suction side pressure and an upper limit value of the discharge side pressure are set in advance, and each of the above-mentioned detection When the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the devices 18 and 19 are below the respective upper limit values, the steam turbine 9 operates and outputs the steam turbine 9, and when the respective upper limit values are exceeded, the output of the steam turbine 9 is stopped. By providing the turbine output control means 20, the shaft power is calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure detected by each of the detectors 18 and 19, and whether the shaft power is within a preset allowable power range or not. In other words, it is only necessary to determine whether the suction side pressure and the discharge side pressure are below the preset upper limit value or exceed the upper limit value, so the control system can be simplified. It can be made into something.

【0014】又、蒸気弁10を開閉して蒸気タービン9
の出力を制御する場合、圧縮機1の軸動力が許容動力範
囲を越えるときにはその運転を停止できるので、前記蒸
気タービン9の不要な運転をなくすることができ、装置
全体の耐久性も向上できるのである。
[0014] Also, the steam valve 10 is opened and closed to operate the steam turbine 9.
When controlling the output of the compressor 1, its operation can be stopped when the shaft power of the compressor 1 exceeds the allowable power range, so unnecessary operation of the steam turbine 9 can be eliminated and the durability of the entire system can be improved. It is.

【0015】また、前記圧縮機1の入力側に蒸気タービ
ン9と電動モ−タ7とを接続する場合も、前記同様、前
記圧縮機1の軸動力が許容範囲を越えるとき前記蒸気タ
ービン9の出力を停止できるのであって、蒸気タービン
9によるモ−タ動力の減少ができながら過大トルクによ
る圧縮機1の破損も防止できるのである。
Furthermore, when the steam turbine 9 and the electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1, as described above, when the shaft power of the compressor 1 exceeds the allowable range, the steam turbine 9 Since the output can be stopped, the motor power generated by the steam turbine 9 can be reduced, and damage to the compressor 1 due to excessive torque can also be prevented.

【0016】尚、以上のように蒸気タービン9とモ−タ
7とを併用する場合でも、前記モ−タ7の電源をオフし
て蒸気タービン9のみで圧縮機1を駆動することもでき
る。この場合前記蒸気タービン9の出力停止により前記
圧縮機1の駆動も停止することになるが、この場合、前
記モ−タ7の電源をオンし、前記モ−タ7の駆動に切換
えて前記圧縮機1の駆動を継続させるようにするのが好
ましい。
Even when the steam turbine 9 and the motor 7 are used together as described above, the compressor 1 can be driven only by the steam turbine 9 by turning off the power to the motor 7. In this case, the output of the steam turbine 9 is stopped, and the drive of the compressor 1 is also stopped. It is preferable to continue driving the machine 1.

【0017】また、前記モ−タ7と蒸気タービン9とを
併用して圧縮機1を駆動する場合には、前記蒸気タービ
ン9の出力停止により、前記モ−タ7のみにより前記圧
縮機1が駆動される。
Further, when the compressor 1 is driven using the motor 7 and the steam turbine 9 in combination, the output of the steam turbine 9 is stopped and the compressor 1 is driven only by the motor 7. Driven.

【0018】何れの場合でも、前記軸動力が許容動力を
越えると、前記蒸気タービン9の出力が停止するのであ
るから、前記圧縮機1に過大なトルクが加わるのをなく
し得るのである。
In either case, when the shaft power exceeds the allowable power, the output of the steam turbine 9 is stopped, so that excessive torque can be prevented from being applied to the compressor 1.

【0019】尚、前記モ−タ7と併用する場合、前記蒸
気弁10を開閉して前記蒸気タービンの運転を制御する
代わりに、蒸気タービン9とモ−タ7との間にクラッチ
8を設け、このクラッチ8をオン・オフして蒸気タービ
ン9からの出力を制御することもできるのであって、こ
の場合前記蒸気タービン9からの出力制御を応答性よく
行えるのであり、従って、前記圧縮機1の破損防止をよ
り確実に防止できるのである。
When used together with the motor 7, a clutch 8 may be provided between the steam turbine 9 and the motor 7 instead of opening and closing the steam valve 10 to control the operation of the steam turbine. It is also possible to control the output from the steam turbine 9 by turning on and off the clutch 8. In this case, the output from the steam turbine 9 can be controlled with good responsiveness. This makes it possible to more reliably prevent damage to the product.

【0020】[0020]

【実施例】図1に示した実施例は、スクリュー圧縮機1
を用いたスクリュー冷凍装置であって、前記圧縮機1の
吐出側には油分離器2及び凝縮器3を接続すると共に、
前記凝縮器3の出口側には膨張弁4を介して蒸発器5を
接続し、この蒸発器5の出口側を前記圧縮機1の吸入側
に接続して実線矢印の如く冷媒が循環する冷凍サイクル
を形成している。
[Embodiment] The embodiment shown in Fig. 1 is a screw compressor 1.
This is a screw refrigeration system using an oil separator 2 and a condenser 3 connected to the discharge side of the compressor 1,
An evaporator 5 is connected to the outlet side of the condenser 3 via an expansion valve 4, and the outlet side of the evaporator 5 is connected to the suction side of the compressor 1 to circulate refrigerant as shown by the solid arrow. forming a cycle.

【0021】尚、図1において6は油クーラーである。[0021] In Fig. 1, 6 is an oil cooler.

【0022】しかして、図1の実施例では前記圧縮機1
のスクリューロータ(図示せず)の入力側には電動モ−
タ7とクラッチ8を介して蒸気タービン9とを接続して
おり、この蒸気タービン9の運転時、該蒸気タービン9
による動力が前記モ−タ7による動力に加算されて前記
スクリューロータが駆動されるようにしている。
In the embodiment of FIG. 1, the compressor 1
An electric motor is installed on the input side of the screw rotor (not shown).
The steam turbine 9 is connected to the steam turbine 9 via the clutch 8 and the steam turbine 9 is connected to the steam turbine 9 through the clutch 8.
The power generated by the screw rotor is added to the power generated by the motor 7 to drive the screw rotor.

【0023】前記蒸気タービン9は、その入力側に蒸気
弁10をもった蒸気管11が接続され、前記蒸気弁10
の開時、蒸気源(図示せず)から供給される蒸気により
駆動され、該タービン9の出力側から取出される動力が
クラッチ8を介してタービン駆動軸12に連結される前
記モ−タ7の駆動軸13に加算されてそのトータルによ
り前記スクリューロータが駆動され、また、前記クラッ
チ8を遮断するか又は前記蒸気弁10を閉じることによ
り前記蒸気タービン9からの出力を停止し、前記モ−タ
7のみにより前記スクリューロータが駆動されるように
なっている。
A steam pipe 11 having a steam valve 10 is connected to the input side of the steam turbine 9.
When the motor 7 is opened, the motor 7 is driven by steam supplied from a steam source (not shown), and the power taken from the output side of the turbine 9 is connected to the turbine drive shaft 12 via the clutch 8. is added to the drive shaft 13, and the screw rotor is driven by the total, and the output from the steam turbine 9 is stopped by disconnecting the clutch 8 or closing the steam valve 10, and the output from the steam turbine 9 is stopped. The screw rotor is driven only by the rotor 7.

【0024】そして、前記圧縮機1には、該圧縮機1の
容量制御可能とするスライド弁(図示せず)と該スライ
ド弁を制御する容量制御装置14とを設けると共に、前
記蒸発器5に接続する水又はブラインの出口配管15に
出口温度を検出する温度検出器16を設け、この温度検
出器16による前記出口温度により前記容量制御装置1
4を動作させ、前記圧縮機1の容量を制御しており、ま
た、前記モ−タ7には電流制御器17を設け、前記モ−
タ7の電流が定格電流の1.05倍以上になったとき、
前記スライド弁を強制的に閉じるようにしている。
The compressor 1 is provided with a slide valve (not shown) for controlling the capacity of the compressor 1 and a capacity control device 14 for controlling the slide valve. A temperature detector 16 for detecting the outlet temperature is provided in the connected water or brine outlet pipe 15, and the capacity control device 1 is controlled based on the outlet temperature detected by the temperature detector 16.
4 is operated to control the capacity of the compressor 1, and the motor 7 is provided with a current controller 17 to control the capacity of the compressor 1.
When the current of motor 7 becomes 1.05 times or more of the rated current,
The slide valve is forcibly closed.

【0025】また、一方、前記圧縮機1の吸入側と吐出
側とには吸入側圧力を検出する低圧圧力検出器18と、
吐出側圧力を検出する高圧圧力検出器19とを設けると
共に、前記圧縮機1の軸動力が許容動力範囲内のとき前
記蒸気弁10を開いて前記蒸気タービン9を運転し、ま
た、前記軸動力が許容動力範囲を越えるとき、前記蒸気
弁10を閉じて前記蒸気タービン9の運転を停止するタ
ービン出力制御手段20を設けるのである。
On the other hand, low-pressure pressure detectors 18 are provided on the suction side and the discharge side of the compressor 1 to detect the suction side pressure,
A high-pressure pressure detector 19 for detecting the discharge side pressure is provided, and when the shaft power of the compressor 1 is within the allowable power range, the steam valve 10 is opened to operate the steam turbine 9, and the shaft power is A turbine output control means 20 is provided which closes the steam valve 10 and stops the operation of the steam turbine 9 when the power exceeds the allowable power range.

【0026】前記圧縮機1の軸動力は、吸入側及び吐出
側圧力により支配されるのであって、前記軸動力が33
0KWの場合、図2に示したように、吐出側圧力が15
.2Kg/cm2(41℃相当飽和圧力)で、かつ、吸
入側圧力が4Kg/cm2(0℃相当飽和圧力)のとき
許容動力330KWとなり、これら圧力が前記各値を越
えると許容動力を越え、前記圧縮機1に過大なトルクが
加わることになるのである。
The shaft power of the compressor 1 is controlled by the suction side and discharge side pressures, and the shaft power is
In the case of 0KW, as shown in Figure 2, the discharge side pressure is 15
.. When the pressure is 2Kg/cm2 (saturation pressure equivalent to 41℃) and the suction side pressure is 4Kg/cm2 (saturation pressure equivalent to 0℃), the allowable power is 330KW.If these pressures exceed each of the above values, the allowable power is exceeded and the This results in excessive torque being applied to the compressor 1.

【0027】即ち、図2において、横軸に蒸発温度Ts
をとり、縦軸に軸動力Kwをとったもので、実線は凝縮
温度Tcが40℃、41℃及び45℃の場合の軸動力変
化を示している。
That is, in FIG. 2, the horizontal axis represents the evaporation temperature Ts.
The vertical axis shows the shaft power Kw, and the solid line shows the shaft power change when the condensation temperature Tc is 40°C, 41°C, and 45°C.

【0028】しかして、前記タービン出力制御手段20
は、圧縮機1の軸動力が吸入側圧力及び吐出側圧力によ
り支配され、前記軸動力はこれら各圧力の関数で決まる
ことに着目し、これら吸入側圧力及び吐出側圧力をもと
に予め算出した前記圧縮機1における軸動力データを入
力しておき、前記各検出器18,19により検出する吸
入側圧力及び吐出側圧力を入力して、これら両圧力を演
算して軸動力を算出し、この軸動力が図2に点線で示し
たように予め設定する許容動力範囲内にあれば動作して
前記蒸気弁10を開いて前記蒸気タービン9を運転し、
前記軸動力が前記許容動力範囲を越えるとき前記蒸気弁
10を閉じて前記蒸気タービン9を停止させるように構
成するのである。
[0028] Accordingly, the turbine output control means 20
focuses on the fact that the shaft power of the compressor 1 is controlled by the suction side pressure and the discharge side pressure, and that the shaft power is determined by a function of these pressures, and calculates it in advance based on these suction side pressure and discharge side pressure. input the shaft power data of the compressor 1, input the suction side pressure and discharge side pressure detected by the respective detectors 18 and 19, calculate the shaft power by calculating these two pressures, If this shaft power is within a preset allowable power range as shown by the dotted line in FIG. 2, the shaft power operates to open the steam valve 10 and operate the steam turbine 9;
When the shaft power exceeds the permissible power range, the steam valve 10 is closed and the steam turbine 9 is stopped.

【0029】即ち、軸動力が図2の点線で示したように
330KWの場合、例えば凝縮温度Tcが41℃の温度
相当飽和圧力15.2Kg/cm2のとき、蒸発温度T
sが0℃の温度相当飽和圧力4.0Kg/cm2を越え
ると330KWの軸動力を越えることになるのであるか
ら、この場合前記蒸気弁10が閉じ、前記蒸気タービン
9の運転が停止するのであり、また、前記凝縮温度Tc
が前記した41℃のとき、蒸発温度Tsが0℃より低く
なれば前記蒸気弁10は開き、蒸気タービン9が運転さ
れるのである。
That is, when the shaft power is 330 KW as shown by the dotted line in FIG.
If s exceeds a temperature equivalent saturation pressure of 4.0 Kg/cm2 at 0°C, the shaft power of 330 KW will be exceeded, so in this case the steam valve 10 will close and the operation of the steam turbine 9 will stop. , and the condensation temperature Tc
When the temperature is 41° C., the steam valve 10 is opened and the steam turbine 9 is operated if the evaporation temperature Ts becomes lower than 0° C.

【0030】尚、前記凝縮温度Tcが前記した41℃よ
り高くとも蒸発温度Tsが0℃より低い場合や蒸発温度
Tsが0℃より高くとも、凝縮温度Tcが前記した41
℃より低い場合であって、図2の点線で示した軸動力3
30KWを越えない場合前記蒸気弁10は閉じられるこ
となく蒸気タービン9が運転されることになるが、通常
の運転状態において前記した各ケースは稀であるため、
通常の運転状態を考慮して吸入側圧力及び吐出側圧力の
上限値を予め設定してセットするようにしてもよい。
Note that even if the condensation temperature Tc is higher than the above-mentioned 41°C, the evaporation temperature Ts is lower than 0°C, or even if the evaporation temperature Ts is higher than 0°C, the condensation temperature Tc is higher than the above-mentioned 41°C.
℃, the shaft power 3 shown by the dotted line in Fig. 2
If the power does not exceed 30KW, the steam turbine 9 will be operated without closing the steam valve 10, but each of the above cases is rare under normal operating conditions.
The upper limit values of the suction side pressure and the discharge side pressure may be set in advance in consideration of normal operating conditions.

【0031】即ち、前記した例では吐出側圧力の上限値
を前記した例えば15.2Kg/cm2に、また、吸入
側圧力の上限値を前記した例えば4Kg/cm2 にセ
ットし、前記吐出側圧力及び吸入側圧力が予めセットし
た前記所定値以下の場合にのみ即ち、図2斜線で示した
領域においてのみ前記蒸気弁10を開き、前記蒸気ター
ビン9を運転し、前記所定値を越えた場合、つまり、軸
動力が許容動力を越えるとき前記蒸気弁10を閉じ、前
記蒸気タービン9の運転を停止するようにしてもよい。
That is, in the example described above, the upper limit value of the discharge side pressure is set to, for example, 15.2 kg/cm2, and the upper limit value of the suction side pressure is set to, for example, 4 kg/cm2, and the discharge side pressure and The steam valve 10 is opened and the steam turbine 9 is operated only when the suction side pressure is below the preset predetermined value, that is, only in the shaded area in FIG. The steam valve 10 may be closed and the operation of the steam turbine 9 may be stopped when the shaft power exceeds the allowable power.

【0032】この場合には、前記タービン出力手段20
の制御系を簡単化できながら、前記圧縮機1に許容動力
を越えた過大なトルクが加わることを防止できるのであ
る。
In this case, the turbine output means 20
This makes it possible to simplify the control system and prevent excessive torque exceeding the allowable power from being applied to the compressor 1.

【0033】また、前記タービン出力制御手段20は、
前記蒸気弁10を用いる場合、この蒸気弁10を電磁弁
として、前記各圧力検出器18,19の各スイッチとの
直列回路により構成するのであるが、前記クラッチ8を
電磁クラッチとして該クラッチ8をオン・オフ制御する
ようにしてもよい。
Further, the turbine output control means 20 includes:
When the steam valve 10 is used, the steam valve 10 is an electromagnetic valve and is configured by a series circuit with each switch of the pressure detectors 18 and 19, and the clutch 8 is an electromagnetic clutch. It may also be controlled on/off.

【0034】以上のように、吸入側圧力及び吐出側圧力
をもとに算出した前記圧縮機1における軸動力データを
予め入力しておき、前記各検出器18,19により検出
する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得た軸動力が
予め設定する軸動力の許容動力範囲内のとき、前記蒸気
タービン9を出力させ、許容動力範囲を越えたときその
出力を停止するようにしたから、前記蒸気タービン9を
、前記圧縮機1の許容動力範囲内でのみ出力させて前記
圧縮機1を駆動させられるのであって、前記蒸気タービ
ン9の動力を利用し、モ−タの動力を少なくできながら
、許容動力を越えるのを防止でき、圧縮機1に過大なト
ルクが加わることによる破損の問題を解決できるのであ
る。
As described above, the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure is input in advance, and the suction side pressure and When the shaft power obtained by calculating the discharge side pressure is within the preset permissible shaft power range, the steam turbine 9 is made to output, and when the permissible power range is exceeded, the output is stopped. The steam turbine 9 can be driven by outputting only within the allowable power range of the compressor 1, and the power of the steam turbine 9 can be used to reduce the power of the motor. However, it is possible to prevent the power from exceeding the allowable power and solve the problem of damage caused by excessive torque being applied to the compressor 1.

【0035】しかも、蒸気タービン9の出力取り込みを
するか否かは、信頼性が高いものとして冷凍装置に広く
用いられている圧力検出器18,19を用いて吸入側圧
力及び吐出側圧力を検知し、これら各圧力をもとに制御
するのであるから、換言すると前記圧力をみてトルクを
制御するものであるから、実測値に近いトルクの制御が
できると共に安価にして、しかも高精度で信頼性の高い
制御が可能となるのである。
Moreover, whether or not to take in the output of the steam turbine 9 is determined by detecting the suction side pressure and the discharge side pressure using pressure detectors 18 and 19, which are widely used in refrigeration equipment and are highly reliable. However, since the control is based on each of these pressures, in other words, the torque is controlled based on the pressure, it is possible to control the torque close to the actual measured value, at a low cost, and with high accuracy and reliability. This allows for a high level of control.

【0036】尚、以上説明した実施例は、圧縮機1の入
力側に蒸気タービン9と電動モ−タ7とを接続したが、
蒸気タービン9のみを駆動源として圧縮機1を駆動する
ようにしてもよい。
In the embodiment described above, the steam turbine 9 and the electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1.
The compressor 1 may be driven using only the steam turbine 9 as the drive source.

【0037】また、以上説明した実施例のように、前記
蒸気タービン9とモ−タ7とを併用する場合でも、前記
モ−タ7の電源をオフにして蒸気タービン9のみで圧縮
機1を駆動するようにしてもよい。
Further, even when the steam turbine 9 and the motor 7 are used together as in the embodiment described above, the compressor 1 can be operated by the steam turbine 9 alone by turning off the power to the motor 7. It may also be driven.

【0038】この場合前記蒸気タービン9の出力停止に
より前記圧縮機1も停止することになるが、この場合前
記モ−タ1の電源をオンし、前記モ−タ7の駆動に切換
えて前記圧縮機1の駆動を継続させるようにしてもよい
In this case, when the output of the steam turbine 9 is stopped, the compressor 1 is also stopped, but in this case, the power to the motor 1 is turned on and the drive is switched to the motor 7 to start the compressor. The machine 1 may continue to be driven.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は圧縮機1の入力側に蒸気タービ
ン9を接続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧
縮機1の吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力
検出器18と高圧圧力検出器19とを設けると共に、吸
入側圧力及び吐出側圧力をもとに算出した前記圧縮機1
における軸動力データを備え、前記各検出器18,19
により検出する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得
た軸動力値が予め設定する軸動力の許容動力範囲内のと
き動作して、前記蒸発タービン9を出力させ、前記許容
動力範囲を越えたとき前記蒸発タービン9の出力を停止
するタービン出力制御手段20を設けたことにより、前
記蒸気タービン9を用いて前記圧縮機1を駆動させるこ
とができながら、前記圧縮機1の軸動力が許容範囲を越
えるときには、前記蒸気タービン9の出力を停止できる
から、前記圧縮機1に許容動力を越える過大なトルクが
加わることはないのであって、前記圧縮機1の破損を防
止できるのである。
Effects of the Invention The present invention provides a low-pressure pressure detector for detecting the suction side pressure and the discharge side pressure of the compressor 1 in a compressor drive device comprising a steam turbine 9 connected to the input side of the compressor 1. 18 and a high-pressure pressure detector 19, and the compressor 1 is calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure.
The respective detectors 18, 19 are provided with shaft power data at
When the shaft power value obtained by calculating the suction side pressure and discharge side pressure detected by is within the permissible power range of the shaft power set in advance, the evaporator turbine 9 is operated and outputs the evaporative turbine 9, exceeding the permissible power range. By providing the turbine output control means 20 that stops the output of the evaporative turbine 9 when the steam turbine 9 is in the When the range is exceeded, the output of the steam turbine 9 can be stopped, so that an excessive torque exceeding the allowable power is not applied to the compressor 1, and damage to the compressor 1 can be prevented.

【0040】しかも、前記圧力検出器18,19を用い
吸入側及び吐出側圧力をみて前記蒸気タービン9の運転
を制御するのであるから、トルク制限の精度を向上でき
、安全性を確保できながら広く冷凍装置で用いられてい
る圧力検出器を利用できるからシステム全体を簡単にで
き安価にできると共に、前記圧力検出器18,19は、
広く冷凍装置に用いられていて信頼性も高いものである
から、装置全体の信頼性を向上できるのである。
Moreover, since the operation of the steam turbine 9 is controlled by checking the suction side and discharge side pressures using the pressure detectors 18 and 19, the accuracy of torque limitation can be improved, and safety can be ensured while wide range of operation can be controlled. Since the pressure detectors used in refrigeration equipment can be used, the entire system can be made simple and inexpensive, and the pressure detectors 18 and 19 are
Since it is widely used in refrigeration equipment and has high reliability, it is possible to improve the reliability of the entire equipment.

【0041】また、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算
出した前記圧縮機1の軸動力データから、吸入側圧力の
上限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各
検出器18,19により検出する吸入側圧力及び吐出側
圧力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気ター
ビン9を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気
タービン9の出力を停止するタービン出力制御手段20
を設けるごとく成すことにより、前記タービン出力制御
手段20の制御系を簡単にできながら、前記圧縮機1に
許容動力を越える過大なトルクが加わることを防止でき
るのである。
Further, from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure, the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are set in advance, and each of the above detections is performed. When the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the devices 18 and 19 are below the respective upper limit values, the steam turbine 9 operates and outputs the steam turbine 9, and when the respective upper limit values are exceeded, the output of the steam turbine 9 is stopped. Turbine output control means 20
By providing this, it is possible to simplify the control system of the turbine output control means 20 and prevent excessive torque exceeding the allowable power from being applied to the compressor 1.

【0042】また、前記タービン出力制御手段20とし
て蒸気弁10を開閉し、蒸気タービン9の運転及び停止
を制御するようにすれば、前記蒸気タービン9の不要な
運転をなくし得るのであって、装置自体の耐久性も向上
できるのである。
Furthermore, if the turbine output control means 20 opens and closes the steam valve 10 to control the operation and stop of the steam turbine 9, unnecessary operation of the steam turbine 9 can be eliminated, and the The durability of the material itself can also be improved.

【0043】また、蒸気タービン9と共に電動モ−タ7
を併用する場合も、前記同様、前記圧縮機1の軸動力が
許容範囲を越えるとき、前記蒸気タービン9の出力を停
止できるのであって、蒸気タービン9によるモ−タ動力
の減少ができながら過大トルクによる圧縮機1の破損を
防止できるのである。
[0043] Also, along with the steam turbine 9, the electric motor 7
Similarly to the above, when the shaft power of the compressor 1 exceeds the allowable range, the output of the steam turbine 9 can be stopped. This makes it possible to prevent damage to the compressor 1 due to torque.

【0044】更に、前記モ−タ7と併用する場合、前記
蒸気タービン9とモ−タ7との間にクラッチ8を設けて
、このクラッチ8をオン・オフすることにより、前記蒸
気タービン9からの出力を制御する場合、蒸気タービン
9からの出力制御を応答性よく行えるのであって、前記
圧縮機1の破損をより確実に防止できるのである。
Furthermore, when used together with the motor 7, a clutch 8 is provided between the steam turbine 9 and the motor 7, and by turning on and off the clutch 8, the steam turbine 9 is turned on and off. When controlling the output of the steam turbine 9, the output from the steam turbine 9 can be controlled with good responsiveness, and damage to the compressor 1 can be more reliably prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明装置の一実施例を適用した冷凍装置全体
の配管系統図である。
FIG. 1 is a piping system diagram of an entire refrigeration system to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】吸入側圧力、吐出側圧力と圧縮機の軸動力との
関係を、その圧力相当飽和温度で示した軸動力特性図で
ある。
FIG. 2 is a shaft power characteristic diagram showing the relationship between the suction side pressure, the discharge side pressure, and the shaft power of the compressor in terms of the pressure-equivalent saturation temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    圧縮機 7    モ−タ 9    蒸気タービン 10  蒸気弁 18  低圧圧力検出器 19  高圧圧力検出器 20  タービン出力制御手段 1 Compressor 7 Motor 9 Steam turbine 10 Steam valve 18 Low pressure pressure detector 19 High pressure pressure detector 20 Turbine output control means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  圧縮機1の入力側に蒸気タービン9を
接続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧縮機1
の吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力検出器
18と高圧圧力検出器19とを設けると共に、吸入側圧
力及び吐出側圧力をもとに算出した前記圧縮機1におけ
る軸動力データを備え、前記各検出器18,19により
検出する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得た軸動
力値が予め設定する軸動力の許容動力範囲内のとき動作
して、前記蒸発タービン9を出力させ、前記許容動力範
囲を越えたとき前記蒸発タービン9の出力を停止するタ
ービン出力制御手段20を設けている圧縮機の駆動装置
1. A compressor drive device comprising a steam turbine 9 connected to the input side of the compressor 1, wherein the compressor 1
A low-pressure pressure detector 18 and a high-pressure pressure detector 19 are provided to detect the suction side pressure and the discharge side pressure of The evaporator turbine 9 operates when the shaft power value obtained by calculating the suction side pressure and the discharge side pressure detected by each of the detectors 18 and 19 is within a preset permissible shaft power range. A drive device for a compressor, which is provided with a turbine output control means 20 for controlling the output of the evaporator turbine 9 and stopping the output when the output exceeds the permissible power range.
【請求項2】  圧縮機1の入力側に蒸気タービン9を
接続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧縮機1
の吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力検出器
18と高圧圧力検出器19とを設けると共に、吸入側圧
力と吐出側圧力とを基に算出した前記圧縮機1の軸動力
データから、吸入側圧力の上限値及び吐出側圧力の上限
値とを予め設定し、前記各検出器18,19により検出
する吸入側圧力及び吐出側圧力が、前記各上限値以下の
とき動作して前記蒸気タービン9を出力させ、前記各上
限値を越えたとき前記蒸気タービン9の出力を停止する
タービン出力制御手段20を設けている圧縮機の駆動装
置。
2. A compressor drive device comprising a steam turbine 9 connected to the input side of the compressor 1, wherein the compressor 1
A low pressure detector 18 and a high pressure detector 19 are provided to detect the suction side pressure and discharge side pressure of the compressor 1, and from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure , the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are set in advance, and when the suction side pressure and the discharge side pressure detected by each of the detectors 18 and 19 are below the respective upper limit values, the operation is performed. A compressor drive device that is provided with a turbine output control means 20 that causes a steam turbine 9 to output and stops the output of the steam turbine 9 when each of the upper limit values is exceeded.
【請求項3】  蒸気タービン9は、該蒸気タービン9
の運転及び停止を制御する蒸気弁10を備え、タービン
出力制御手段20は、前記蒸気弁10を圧縮機1の軸動
力が許容動力範囲内のとき開いて前記蒸気タービン9を
運転し、許容動力範囲を越えるとき閉じて前記蒸気ター
ビン9の運転を停止するように制御している請求項1又
は2記載の圧縮機の駆動装置。
3. The steam turbine 9 comprises:
The turbine output control means 20 opens the steam valve 10 to operate the steam turbine 9 when the shaft power of the compressor 1 is within the allowable power range, and The compressor drive device according to claim 1 or 2, wherein the compressor drive device is controlled to close and stop operation of the steam turbine when the range is exceeded.
【請求項4】  圧縮機1の入力側に蒸気タービン9と
電動モ−タ7とを接続している請求項1又は2記載の圧
縮機の駆動装置。
4. The compressor drive device according to claim 1, wherein a steam turbine 9 and an electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1.
【請求項5】  蒸気タービン9のタービン出力軸12
とモ−タ7の駆動軸13とをクラッチ8を介して連結し
ている請求項4記載の圧縮機の駆動装置。
5. Turbine output shaft 12 of steam turbine 9
5. The compressor drive system according to claim 4, wherein the drive shaft 13 of the motor 7 is connected to the drive shaft 13 of the motor 7 via a clutch 8.
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