JPH06249190A - ターボ圧縮機の台数制御装置 - Google Patents
ターボ圧縮機の台数制御装置Info
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- JPH06249190A JPH06249190A JP3571593A JP3571593A JPH06249190A JP H06249190 A JPH06249190 A JP H06249190A JP 3571593 A JP3571593 A JP 3571593A JP 3571593 A JP3571593 A JP 3571593A JP H06249190 A JPH06249190 A JP H06249190A
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- JP
- Japan
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- compressor
- pressure
- flow rate
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- load
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、圧縮機設備において圧縮空
気貯蔵用のレシーバータンクを用いずに圧送圧力を変動
無く一定に保ち、かつ圧送流量の変動に応じて圧縮機を
ロード、アンロード切換運転或いは起動、停止させ、さ
らに吸込絞り弁による圧力一定制御のターボ圧縮機を用
いることにより圧縮機設備の省力化を実現することにあ
る。 【構成】 本発明の圧縮機設備は、圧送流量を検出する
流量計と圧送流量に応じて必要な圧縮機の台数を選定し
各圧縮機をロード、アンロード切換、或いは起動、停止
させる台数制御盤と、吸込絞り弁による圧力一定制御の
ターボ圧縮機複数台により構成される。 【効果】 本発明によれば、圧縮空気貯蔵用のレシーバ
ータンクを用いずに、圧送圧力を変動無く一定に保ち、
かつ圧送流量に応じて無駄の無い圧縮機の運転が可能と
なり圧縮機設備の省力化を図ることができる。
気貯蔵用のレシーバータンクを用いずに圧送圧力を変動
無く一定に保ち、かつ圧送流量の変動に応じて圧縮機を
ロード、アンロード切換運転或いは起動、停止させ、さ
らに吸込絞り弁による圧力一定制御のターボ圧縮機を用
いることにより圧縮機設備の省力化を実現することにあ
る。 【構成】 本発明の圧縮機設備は、圧送流量を検出する
流量計と圧送流量に応じて必要な圧縮機の台数を選定し
各圧縮機をロード、アンロード切換、或いは起動、停止
させる台数制御盤と、吸込絞り弁による圧力一定制御の
ターボ圧縮機複数台により構成される。 【効果】 本発明によれば、圧縮空気貯蔵用のレシーバ
ータンクを用いずに、圧送圧力を変動無く一定に保ち、
かつ圧送流量に応じて無駄の無い圧縮機の運転が可能と
なり圧縮機設備の省力化を図ることができる。
Description
【産業上の利用分野】本発明は工場空気源等一般産業用
に用いられるターボ圧縮機設備に係り、特に様々な負荷
変動に応じて効率良く圧縮機を稼動させるターボ圧縮機
の台数制御装置に関するものである。
に用いられるターボ圧縮機設備に係り、特に様々な負荷
変動に応じて効率良く圧縮機を稼動させるターボ圧縮機
の台数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機の台数制御装置の従来技術として
は「日立評論ＶＯＬ．７０ No２（１９８８年２月号
第４１頁〜第４６頁）」に記載されている技術がある。
上記従来技術は複数台のスクリュー形あるいはレシプロ
形の容積形圧縮機の台数制御装置であり、圧縮空気貯蔵
用レシーバタンクの圧送圧力の増減に応じて圧縮機をロ
ード・アンロード切換運転を行ない、さらにロード運転
時間から圧縮機の負荷状態を算出して圧縮機を起動・停
止させる制御である。
は「日立評論ＶＯＬ．７０ No２（１９８８年２月号
第４１頁〜第４６頁）」に記載されている技術がある。
上記従来技術は複数台のスクリュー形あるいはレシプロ
形の容積形圧縮機の台数制御装置であり、圧縮空気貯蔵
用レシーバタンクの圧送圧力の増減に応じて圧縮機をロ
ード・アンロード切換運転を行ない、さらにロード運転
時間から圧縮機の負荷状態を算出して圧縮機を起動・停
止させる制御である。
【０００３】またターボ圧縮機では吐出側の流量が減少
するとサージングに入り圧力変動が生じ、圧送できなく
なるとともにロータの振動や過渡変動トルクによるギヤ
や軸受に過大に荷重が加わり機器の損傷につながるため
運転不能となる現象がある。このサージングを防止し運
転を継続する方法として、吐出側の流量がサージング発
生流量に近づいたとき吐出ラインに設けた放風バルブを
開き大気に空気を放出することにより、大気に放出され
る流量と後流へ圧送される流量の合計がサージング発生
流量以下とならないように放風バルブを制御する方法が
一般に用いられている。
するとサージングに入り圧力変動が生じ、圧送できなく
なるとともにロータの振動や過渡変動トルクによるギヤ
や軸受に過大に荷重が加わり機器の損傷につながるため
運転不能となる現象がある。このサージングを防止し運
転を継続する方法として、吐出側の流量がサージング発
生流量に近づいたとき吐出ラインに設けた放風バルブを
開き大気に空気を放出することにより、大気に放出され
る流量と後流へ圧送される流量の合計がサージング発生
流量以下とならないように放風バルブを制御する方法が
一般に用いられている。
【０００４】尚、この種の装置として関連するものには
例えば特開昭５６−７７５８３号、特開昭５６−７７５
８４号、特開昭６０−１３９４号、特開昭６１−５３４
７９号、特開昭６３−２３９３９９号公報等が挙げられ
る。
例えば特開昭５６−７７５８３号、特開昭５６−７７５
８４号、特開昭６０−１３９４号、特開昭６１−５３４
７９号、特開昭６３−２３９３９９号公報等が挙げられ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記「日立評論ＶＯ
Ｌ．７０ No２」に記載されている技術では次のような
問題がある。すなわち圧送圧力の増減により圧力スイッ
チ等により圧力上限設定値及び圧力下限設定値を検知し
ロード・アンロード切換を行なうため、圧送圧力を一定
に保つことができない（圧力偏差約０.５kg/cm2G)。こ
のため圧送圧力を一定に保つことが要求される場合には
上記従来技術を用いることはできない。
Ｌ．７０ No２」に記載されている技術では次のような
問題がある。すなわち圧送圧力の増減により圧力スイッ
チ等により圧力上限設定値及び圧力下限設定値を検知し
ロード・アンロード切換を行なうため、圧送圧力を一定
に保つことができない（圧力偏差約０.５kg/cm2G)。こ
のため圧送圧力を一定に保つことが要求される場合には
上記従来技術を用いることはできない。
【０００６】また上記の問題を解決するために圧送圧力
一定制御を行なった場合には、従来技術では容積形圧縮
機を用いているため次のような問題がある。すなわち容
積形圧縮機の圧送圧力一定制御としては次の方法があ
る。圧縮機の圧送圧力を検出する圧力調節器と圧縮機吸
込部の吸込絞り弁を設け、圧縮機の負荷変動に応じて圧
送圧力が一定となるよう吸込絞り弁の開度を調節する方
法がある。しかし、容積形圧縮機の消費動力は次式で求
められるため、圧縮機の負荷が減少して吸込絞り弁を絞
ったとしても、吸込圧力Ｐsは低下するが圧力比 Ｐd/Ｐ
sは増加するため、消費動力の低減効果は少ないという
問題がある。
一定制御を行なった場合には、従来技術では容積形圧縮
機を用いているため次のような問題がある。すなわち容
積形圧縮機の圧送圧力一定制御としては次の方法があ
る。圧縮機の圧送圧力を検出する圧力調節器と圧縮機吸
込部の吸込絞り弁を設け、圧縮機の負荷変動に応じて圧
送圧力が一定となるよう吸込絞り弁の開度を調節する方
法がある。しかし、容積形圧縮機の消費動力は次式で求
められるため、圧縮機の負荷が減少して吸込絞り弁を絞
ったとしても、吸込圧力Ｐsは低下するが圧力比 Ｐd/Ｐ
sは増加するため、消費動力の低減効果は少ないという
問題がある。
【数１】 Ｌ ：消費動力（kw) Ｐs：吸込圧力（ata) Ｑs：吸込流量（m3/s) Pd：吐出圧力(ata) ｋ ：比熱比
【０００７】またターボ圧縮機の定風圧・非サージ制御
には次のような問題がある。すなわちサージング発生を
防止するために実際に圧送が必要な流量が減少したとし
ても大気に放風することによりサージング発生流量以上
の流量を圧送していることになり、またターボ圧縮機の
動力が重量流量と圧力比より決まることから、大気に放
風している流量を圧縮するための動力分は全てロスとな
ってしまう。つまりターボ圧縮機の動力は下式で与えら
れる。
には次のような問題がある。すなわちサージング発生を
防止するために実際に圧送が必要な流量が減少したとし
ても大気に放風することによりサージング発生流量以上
の流量を圧送していることになり、またターボ圧縮機の
動力が重量流量と圧力比より決まることから、大気に放
風している流量を圧縮するための動力分は全てロスとな
ってしまう。つまりターボ圧縮機の動力は下式で与えら
れる。
【数２】 Ｌ ：消費動力（kw) Ｒ ：ガス定数 Ｔs：吸込温度(゜K) Ｐd：吐出圧力(ata) Ｐs：吸込圧力(ata) Ｋ ：比熱比 そこで大気に放風している流量を△Ｇとすれば、その圧
縮に要する動力△Ｌは下式で与えられ、全てロスとして
消費していることになる。
縮に要する動力△Ｌは下式で与えられ、全てロスとして
消費していることになる。
【数３】
【０００８】さらに従来の技術では圧送圧力の増減を少
なくするためには、圧縮空気を貯蔵するためのレシーバ
ータンクを設け、該レシーバータンクに圧縮空気を貯え
ることにより、圧送流量の変動に対して圧送圧力の変動
を少なく抑えていた。
なくするためには、圧縮空気を貯蔵するためのレシーバ
ータンクを設け、該レシーバータンクに圧縮空気を貯え
ることにより、圧送流量の変動に対して圧送圧力の変動
を少なく抑えていた。
【０００９】本発明の第１の目的は、圧縮機の圧送圧力
の変動を抑え、圧送圧力一定制御を行うことのできるタ
ーボ圧縮機の台数制御装置を提供することにある。本発
明の第２の目的は圧送圧力を一定に制御する台数制御装
置にターボ圧縮機を用いて、放風運転をできるだけ少な
くし、圧縮機の負荷変動に応じて消費動力を減少させる
効率の良いターボ圧縮機の台数制御装置を提供すること
にある。本発明の第３の目的は容量の異なるターボ圧縮
機を組合せることにより放風運転の領域を解消し、動力
のロスを低減することにある。本発明の第４の目的は圧
送圧力の増減を少なくするための圧縮空気貯蔵用のレシ
ーバータンクを用いずに風量変化に応じた予測制御によ
り圧送圧力を一定に保つことのできるターボ圧縮機の台
数制御装置を提供することにある。
の変動を抑え、圧送圧力一定制御を行うことのできるタ
ーボ圧縮機の台数制御装置を提供することにある。本発
明の第２の目的は圧送圧力を一定に制御する台数制御装
置にターボ圧縮機を用いて、放風運転をできるだけ少な
くし、圧縮機の負荷変動に応じて消費動力を減少させる
効率の良いターボ圧縮機の台数制御装置を提供すること
にある。本発明の第３の目的は容量の異なるターボ圧縮
機を組合せることにより放風運転の領域を解消し、動力
のロスを低減することにある。本発明の第４の目的は圧
送圧力の増減を少なくするための圧縮空気貯蔵用のレシ
ーバータンクを用いずに風量変化に応じた予測制御によ
り圧送圧力を一定に保つことのできるターボ圧縮機の台
数制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のターボ圧縮機の台数制御装置は、タ
ーボ圧縮機吸込側の気体の供給量を調節し圧縮機の吐出
圧力を一定に制御するための吸込絞り弁と、圧縮気体を
外部に放出することによりサージングを防止し吐出圧力
を一定に制御するための放風弁と、圧縮機の吐出圧力を
検出し該吸入絞り弁及び該放風弁の開度を制御するため
の圧力調節計とを有する吐出圧力一定制御の複数台の並
列運転のターボ圧縮機を有し、該圧縮機設備負荷への圧
送流量を流量計により検出し、該流量計により検出した
圧送流量に応じて台数制御盤により必要台数のターボ圧
縮機を起動・停止あるいはロード・アンロード切換運転
を行うようにしたものである（請求項１、請求項２）。
るために、本発明のターボ圧縮機の台数制御装置は、タ
ーボ圧縮機吸込側の気体の供給量を調節し圧縮機の吐出
圧力を一定に制御するための吸込絞り弁と、圧縮気体を
外部に放出することによりサージングを防止し吐出圧力
を一定に制御するための放風弁と、圧縮機の吐出圧力を
検出し該吸入絞り弁及び該放風弁の開度を制御するため
の圧力調節計とを有する吐出圧力一定制御の複数台の並
列運転のターボ圧縮機を有し、該圧縮機設備負荷への圧
送流量を流量計により検出し、該流量計により検出した
圧送流量に応じて台数制御盤により必要台数のターボ圧
縮機を起動・停止あるいはロード・アンロード切換運転
を行うようにしたものである（請求項１、請求項２）。
【００１１】また上記第２の目的を達成するために、本
発明の台数制御装置に容積形の圧縮機に代えて、上記吐
出圧力一定制御のターボ圧縮機を用いることにより、放
風運転をできるだけ少なくして圧縮機の負荷変動に応
じ、消費動力を減少させて高効率化を図ったものであ
る。
発明の台数制御装置に容積形の圧縮機に代えて、上記吐
出圧力一定制御のターボ圧縮機を用いることにより、放
風運転をできるだけ少なくして圧縮機の負荷変動に応
じ、消費動力を減少させて高効率化を図ったものであ
る。
【００１２】また上記第３の目的を達成するために、容
量の異なるターボ圧縮機３台以上を組合せることによ
り、例えば吸込絞りにより放風せずに容調可能な範囲が
７０〜１００％、１００〜１４０％、１４０〜２００％
のターボ圧縮機を各１台組合せて流量による台数制御を
行えば、７０〜４４０％まで放風によるロスの無い台数
制御が行えるようにしたものである（請求項３）。
量の異なるターボ圧縮機３台以上を組合せることによ
り、例えば吸込絞りにより放風せずに容調可能な範囲が
７０〜１００％、１００〜１４０％、１４０〜２００％
のターボ圧縮機を各１台組合せて流量による台数制御を
行えば、７０〜４４０％まで放風によるロスの無い台数
制御が行えるようにしたものである（請求項３）。
【００１３】更に上記第４の目的を達成するために、上
記レシーバタンクを省略した場合には負荷使用流量が急
激に増大した時に、圧送開始までの時間が制御の遅れ時
間となり圧力低下をきたすことが考えられるが、この圧
送開始までの時間遅れによる圧力低下防止のためには流
量変化を予測計算し、時間遅れ分だけ常に流量を先行予
測し、この流量と台数制御の設定流量とを比較し、起動
又はロードの指令を出すようにしたものである（請求項
４）。
記レシーバタンクを省略した場合には負荷使用流量が急
激に増大した時に、圧送開始までの時間が制御の遅れ時
間となり圧力低下をきたすことが考えられるが、この圧
送開始までの時間遅れによる圧力低下防止のためには流
量変化を予測計算し、時間遅れ分だけ常に流量を先行予
測し、この流量と台数制御の設定流量とを比較し、起動
又はロードの指令を出すようにしたものである（請求項
４）。
【００１４】
【作用】本発明では、吐出圧力一定制御のターボ圧縮機
の複数台を、圧縮機設備負荷への圧送流量を流量計によ
り検出し、該流量計により検出した流量に応じて台数制
御盤により必要な台数の圧縮機を起動停止あるいはロー
ド・アンロード切換運転させる台数制御装置となってい
るので、圧送圧力が変動することなく圧送圧力一定に制
御することができる（請求項１、請求項２）。
の複数台を、圧縮機設備負荷への圧送流量を流量計によ
り検出し、該流量計により検出した流量に応じて台数制
御盤により必要な台数の圧縮機を起動停止あるいはロー
ド・アンロード切換運転させる台数制御装置となってい
るので、圧送圧力が変動することなく圧送圧力一定に制
御することができる（請求項１、請求項２）。
【００１５】また本発明では、吐出圧力一定制御の複数
台のターボ圧縮機による台数制御装置となっており、タ
ーボ圧縮機の消費動力は上式（数２）で与えられるの
で、負荷が減少して吸込絞り弁を絞った場合に重量流量
Ｇが減少するため、上記容積形圧縮機による吐出圧力一
定制御と比べ負荷低下時の消費動力低減効果が大きく効
率の良い台数制御を行うことができる。
台のターボ圧縮機による台数制御装置となっており、タ
ーボ圧縮機の消費動力は上式（数２）で与えられるの
で、負荷が減少して吸込絞り弁を絞った場合に重量流量
Ｇが減少するため、上記容積形圧縮機による吐出圧力一
定制御と比べ負荷低下時の消費動力低減効果が大きく効
率の良い台数制御を行うことができる。
【００１６】また本発明では、容量の異なるターボ圧縮
機３台以上を組合せることにより、圧送が必要な流量に
応じて運転する圧縮機の組合せを変化させることで、小
流量から大流量まで放風による動力のロスのない運転が
可能となる（請求項３）。
機３台以上を組合せることにより、圧送が必要な流量に
応じて運転する圧縮機の組合せを変化させることで、小
流量から大流量まで放風による動力のロスのない運転が
可能となる（請求項３）。
【００１７】さらに本発明では、流量に応じて各ターボ
圧縮機が容量を調整するので圧力変動が無く、圧縮空気
貯蔵用のレシーバータンクが不用となる。
圧縮機が容量を調整するので圧力変動が無く、圧縮空気
貯蔵用のレシーバータンクが不用となる。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１から図６により
説明する。図１は、本発明によるターボ圧縮機の台数制
御装置を適用した圧縮機設備の一実施例を示す構成図で
ある。図２は、図１の台数制御装置において負荷変動に
応じて圧縮機を起動・停止させる実施例の制御フロー図
であり、図３は図１の台数制御装置において負荷変動に
応じて圧縮機をロード・アンロード切換運転させる実施
例の制御フロー図である。図４（ａ）、（ｂ）は図１の
台数請求項装置においてそれぞれ容量の異なる圧縮機３
台を組み合わせた実施例と、同一容量の圧縮機３台を組
み合わせた実施例の制御フロー図であり、図５は図１の
台数制御装置において流量変化に応じた予測制御を行う
実施例の動作説明図である。
説明する。図１は、本発明によるターボ圧縮機の台数制
御装置を適用した圧縮機設備の一実施例を示す構成図で
ある。図２は、図１の台数制御装置において負荷変動に
応じて圧縮機を起動・停止させる実施例の制御フロー図
であり、図３は図１の台数制御装置において負荷変動に
応じて圧縮機をロード・アンロード切換運転させる実施
例の制御フロー図である。図４（ａ）、（ｂ）は図１の
台数請求項装置においてそれぞれ容量の異なる圧縮機３
台を組み合わせた実施例と、同一容量の圧縮機３台を組
み合わせた実施例の制御フロー図であり、図５は図１の
台数制御装置において流量変化に応じた予測制御を行う
実施例の動作説明図である。
【００１９】図１の実施例の圧縮機設備は、３台のター
ボ圧縮機１０，２０，３０とこれらの圧縮機より圧縮機
設備負荷へ圧送される気体の流量を測定するための流量
計２と、該流量に応じて圧縮機の台数制御を行う台数制
御盤１とにより構成されるターボ圧縮機の台数制御装置
である。各ターボ圧縮機１０、２０、３０は、圧縮機本
体１４、２４、３４の圧縮機吸込側の気体の供給量を調
節し圧縮機の吐出圧力を一定に制御するための吸込絞り
弁１３、２３、３３と、圧縮気体を外部に放出すること
によりサージングを防止し吐出圧力を一定に制御するた
めの放風弁１５、２５、３５と、圧縮機の吐出圧力を検
出し上記吸込絞り弁及び放風弁の開度を制御するための
圧力調節計１６、２６、３６と、始動・停止またはロー
ド・アンロード切換運転等を行う機側盤１１、２１、３
１と、上記吸込絞り弁を一定開度に絞るたるのローリミ
ットリレー１２、２２、３２と、圧縮機出側の逆流を防
止するための逆止弁１７、２７、３７とを有する。
ボ圧縮機１０，２０，３０とこれらの圧縮機より圧縮機
設備負荷へ圧送される気体の流量を測定するための流量
計２と、該流量に応じて圧縮機の台数制御を行う台数制
御盤１とにより構成されるターボ圧縮機の台数制御装置
である。各ターボ圧縮機１０、２０、３０は、圧縮機本
体１４、２４、３４の圧縮機吸込側の気体の供給量を調
節し圧縮機の吐出圧力を一定に制御するための吸込絞り
弁１３、２３、３３と、圧縮気体を外部に放出すること
によりサージングを防止し吐出圧力を一定に制御するた
めの放風弁１５、２５、３５と、圧縮機の吐出圧力を検
出し上記吸込絞り弁及び放風弁の開度を制御するための
圧力調節計１６、２６、３６と、始動・停止またはロー
ド・アンロード切換運転等を行う機側盤１１、２１、３
１と、上記吸込絞り弁を一定開度に絞るたるのローリミ
ットリレー１２、２２、３２と、圧縮機出側の逆流を防
止するための逆止弁１７、２７、３７とを有する。
【００２０】上記の構成で、各ターボ圧縮機１０，２
０，３０は吸込絞り弁１３、２３、３３より吸込んだ大
気を圧縮機本体１４，２４，３４により圧送し、該圧送
圧力を圧力調節計１６、２６、３６により検出し、圧縮
機の負荷変動に対して負荷減少した時には吸込絞り弁１
３、２３、３３の開度を絞って圧送流量を減少させ、更
に負荷が大巾に減少した時にはローリミットリレー１
２，２２，３２により吸込絞り弁１３，２３，３３の開
度を一定開度まで絞った状態を維持しながら放風弁１
５，２５，３５により必要流量以上の風量を大気へ放風
することにより圧縮機のサージングを回避しながら圧送
圧力を一定に制御する装置となっている。上記ターボ圧
縮機１０，２０，３０から圧送された気体の流量を流量
計２により測定し、該測定流量台数制御盤１に入力す
る。該台数制御盤１では流量計２より入力された流量に
応じて、圧送に要するターボ圧縮機の運転台数を選定
し、各圧縮機の機側盤１１、１２，１３に対し起動・停
止指令またはロード・アンロード切換指令を出力し、こ
の指令により各圧縮機が機側盤により起動・停止または
ロード・アンロード切換運転する。尚ロード運転とは上
記吸込絞り弁及び放風弁開度を制御しながら負荷へ圧送
する運転状態をいい、アンロード運転とは上記吸込絞り
弁を全開かつ放風弁を全開して負荷へ圧送しない運転状
態をいう。また起動・停止は電源のオン・オフによる。
この結果、圧縮機設備としては常に設備負荷に必要な最
小限の台数の圧縮機が圧送を行うため設備全体の省力化
を図ることができる。
０，３０は吸込絞り弁１３、２３、３３より吸込んだ大
気を圧縮機本体１４，２４，３４により圧送し、該圧送
圧力を圧力調節計１６、２６、３６により検出し、圧縮
機の負荷変動に対して負荷減少した時には吸込絞り弁１
３、２３、３３の開度を絞って圧送流量を減少させ、更
に負荷が大巾に減少した時にはローリミットリレー１
２，２２，３２により吸込絞り弁１３，２３，３３の開
度を一定開度まで絞った状態を維持しながら放風弁１
５，２５，３５により必要流量以上の風量を大気へ放風
することにより圧縮機のサージングを回避しながら圧送
圧力を一定に制御する装置となっている。上記ターボ圧
縮機１０，２０，３０から圧送された気体の流量を流量
計２により測定し、該測定流量台数制御盤１に入力す
る。該台数制御盤１では流量計２より入力された流量に
応じて、圧送に要するターボ圧縮機の運転台数を選定
し、各圧縮機の機側盤１１、１２，１３に対し起動・停
止指令またはロード・アンロード切換指令を出力し、こ
の指令により各圧縮機が機側盤により起動・停止または
ロード・アンロード切換運転する。尚ロード運転とは上
記吸込絞り弁及び放風弁開度を制御しながら負荷へ圧送
する運転状態をいい、アンロード運転とは上記吸込絞り
弁を全開かつ放風弁を全開して負荷へ圧送しない運転状
態をいう。また起動・停止は電源のオン・オフによる。
この結果、圧縮機設備としては常に設備負荷に必要な最
小限の台数の圧縮機が圧送を行うため設備全体の省力化
を図ることができる。
【００２１】図２は図１の実施例において台数制御盤１
によりターボ圧縮機１０，２０，３０を起動・停止させ
る実施例の制御フローを示している。図２の実施例にお
いて、圧送圧力が一定で圧送流量が増加した時には、順
次に圧縮機を起動させ運転台数を増加させることにより
設備負荷への圧送流量が不足しないようにし、逆に圧送
流量が減少した時には、順次に圧縮機を停止させること
により設備負荷への圧送流量が余らないようにする装置
となっている。
によりターボ圧縮機１０，２０，３０を起動・停止させ
る実施例の制御フローを示している。図２の実施例にお
いて、圧送圧力が一定で圧送流量が増加した時には、順
次に圧縮機を起動させ運転台数を増加させることにより
設備負荷への圧送流量が不足しないようにし、逆に圧送
流量が減少した時には、順次に圧縮機を停止させること
により設備負荷への圧送流量が余らないようにする装置
となっている。
【００２２】図３は図１の実施例において台数制御盤１
によりターボ圧縮機１０、２０、３０をロード・アンロ
ード切換運転を行う実施例の制御フローを示している。
図２の実施例において、圧送流量が増加した時には、ロ
ード運転を行う圧縮機の台数を増加させ設備の圧送流量
が不足しないようにし、逆に圧送流量が減少した時に
は、アンロード運転を行う圧縮機の台数を増加させ設備
負荷への圧送流量が余らないようにする装置となってい
る。
によりターボ圧縮機１０、２０、３０をロード・アンロ
ード切換運転を行う実施例の制御フローを示している。
図２の実施例において、圧送流量が増加した時には、ロ
ード運転を行う圧縮機の台数を増加させ設備の圧送流量
が不足しないようにし、逆に圧送流量が減少した時に
は、アンロード運転を行う圧縮機の台数を増加させ設備
負荷への圧送流量が余らないようにする装置となってい
る。
【００２３】上記図２の実施例も、図３の実施例も圧送
流量に応じて圧送運転する圧縮機の台数を増減させるの
で、圧縮機設備の省力化が図られる。また圧送流量によ
り台数制御を行う装置となっているので、圧送圧力を一
定に保つことができる。さらに、各圧縮機が吸入絞り弁
による圧力一定制御のターボ圧縮機であるので、各圧縮
機の圧送流量が減少すれば消費動力も流量に応じて減少
するので、容積形圧縮機を使用した装置よりも効率の良
い装置となっている。
流量に応じて圧送運転する圧縮機の台数を増減させるの
で、圧縮機設備の省力化が図られる。また圧送流量によ
り台数制御を行う装置となっているので、圧送圧力を一
定に保つことができる。さらに、各圧縮機が吸入絞り弁
による圧力一定制御のターボ圧縮機であるので、各圧縮
機の圧送流量が減少すれば消費動力も流量に応じて減少
するので、容積形圧縮機を使用した装置よりも効率の良
い装置となっている。
【００２４】図４（ａ）、（ｂ）は図１の実施例におい
てそれぞれ容量の異なる圧縮機３台を組み合わせた実施
例と、同一容量の圧縮機３台を組み合わせた実施例の制
御をフローしている。図４（ａ）の実施例において、例
えば吸込絞り弁１３、２３、３３の絞りによって放風弁
１５、２５、３５で放風せずに容調可能な流量範囲が７
０〜１００％、１００〜１４０％、１４０〜２００％の
ターボ圧縮機、、を各１台組み合わせて流量計２
の検出流量による台数制御盤１での台数制御例えばロー
ド・アンロード切換運転を行えば、流量範囲７０〜４４
０％まで放風による動力ロスのない台数制御が実現でき
る。図４（ａ）の特性を図４（ｂ）おいて例えば放風せ
ずに容調可能な流量範囲が７０〜１００％同一のターボ
圧縮機、、を組み合わせて同じく台数制御を行っ
た実施例の特性と比較すると、斜線で示す範囲の放風に
よる動力ロスが明らかに少なくなっている。尚起動・停
止を行った場合も同様である。
てそれぞれ容量の異なる圧縮機３台を組み合わせた実施
例と、同一容量の圧縮機３台を組み合わせた実施例の制
御をフローしている。図４（ａ）の実施例において、例
えば吸込絞り弁１３、２３、３３の絞りによって放風弁
１５、２５、３５で放風せずに容調可能な流量範囲が７
０〜１００％、１００〜１４０％、１４０〜２００％の
ターボ圧縮機、、を各１台組み合わせて流量計２
の検出流量による台数制御盤１での台数制御例えばロー
ド・アンロード切換運転を行えば、流量範囲７０〜４４
０％まで放風による動力ロスのない台数制御が実現でき
る。図４（ａ）の特性を図４（ｂ）おいて例えば放風せ
ずに容調可能な流量範囲が７０〜１００％同一のターボ
圧縮機、、を組み合わせて同じく台数制御を行っ
た実施例の特性と比較すると、斜線で示す範囲の放風に
よる動力ロスが明らかに少なくなっている。尚起動・停
止を行った場合も同様である。
【００２５】また上記図１から図４（ａ）、（ｂ）のど
の実施例も圧送圧力一定制御のターボ圧縮機が圧力・流
量の変動に応じて容量調整を行いかつ、各圧縮機の起動
・停止またはロード・アンロード切換運転を負荷圧送圧
力ではなく圧送流量の変化を検出して行うので、圧縮空
気貯蔵用のレシーバータンクが不要となる。 但しレシ
ーバタンクが無い場合には、急激な使用流量の増大が実
際の圧送開始までの時間おくれのため圧力低下を引き起
す可能性があるから、これを防止するには流量変化に応
じた予測制御を行うのが好ましい。
の実施例も圧送圧力一定制御のターボ圧縮機が圧力・流
量の変動に応じて容量調整を行いかつ、各圧縮機の起動
・停止またはロード・アンロード切換運転を負荷圧送圧
力ではなく圧送流量の変化を検出して行うので、圧縮空
気貯蔵用のレシーバータンクが不要となる。 但しレシ
ーバタンクが無い場合には、急激な使用流量の増大が実
際の圧送開始までの時間おくれのため圧力低下を引き起
す可能性があるから、これを防止するには流量変化に応
じた予測制御を行うのが好ましい。
【００２６】図５は図１の実施例において台数制御装置
が流量変化に応じた先行予測制御を行う動作を示してい
る。図５の実施例において、台数制御盤１は時間ｔの変
化Δｔに対する流量計２の検出流量ｆ（ｔ）をとらえ、
時間ｔと流量ｆ（ｔ）の特性により時刻ｔ＝ｔOにおけ
る流量ｆ（ｔ0）から時刻ｔ＝ｔ0＋Δｔにおける予測流
量ｆ（ｔ0＋Δｔ）を次の予測式によって求められる。
が流量変化に応じた先行予測制御を行う動作を示してい
る。図５の実施例において、台数制御盤１は時間ｔの変
化Δｔに対する流量計２の検出流量ｆ（ｔ）をとらえ、
時間ｔと流量ｆ（ｔ）の特性により時刻ｔ＝ｔOにおけ
る流量ｆ（ｔ0）から時刻ｔ＝ｔ0＋Δｔにおける予測流
量ｆ（ｔ0＋Δｔ）を次の予測式によって求められる。
【数４】 この予測流量ｆ（ｔ0＋Δｔ）を設定流量ｆNと比較して
次の判別式を満足する時には並列運転台数を１台増加し
て１台追加起動またはロード運転を行わせる。
次の判別式を満足する時には並列運転台数を１台増加し
て１台追加起動またはロード運転を行わせる。
【数５】 尚上式（数４）は直線近似式であるが、これに限定され
ない。
ない。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、圧送流量を検出して圧
送流量の変化に対し予測制御も加え複数台のターボ圧縮
機を起動・停止またはロード・アンロード切換運転させ
る新規の機能が得られる効果がある。またこれにより圧
送流量に応じて圧縮機を起動・停止またはロード・アン
ロード切換運転させるので、圧縮機を無駄に運転するこ
とがなくなり、設備の省力化が図られる。また吸入絞り
弁による圧力一定制御のターボ圧縮機を使用しているた
め、流量の減少に応じて負荷も減少するので圧縮機設備
の省力化が図られる。また圧送圧力一定制御のターボ圧
縮機が圧力・流量の変動に応じて各量調整を行い、かつ
各圧縮機の起動・停止またはロード・アンロード切換を
圧送圧力ではなく流量の変化を検出して行うので、圧縮
空気貯蔵用のレシーバータンクが不要となるなどの効果
がある。さらに圧送流量により台数制御を行っているた
め、圧力変動がなく圧力一定制御となっており、また先
行予測により急激な負荷増大に対しても圧力低下を防止
できるので性能・効率の向上が図れる効果がある。
送流量の変化に対し予測制御も加え複数台のターボ圧縮
機を起動・停止またはロード・アンロード切換運転させ
る新規の機能が得られる効果がある。またこれにより圧
送流量に応じて圧縮機を起動・停止またはロード・アン
ロード切換運転させるので、圧縮機を無駄に運転するこ
とがなくなり、設備の省力化が図られる。また吸入絞り
弁による圧力一定制御のターボ圧縮機を使用しているた
め、流量の減少に応じて負荷も減少するので圧縮機設備
の省力化が図られる。また圧送圧力一定制御のターボ圧
縮機が圧力・流量の変動に応じて各量調整を行い、かつ
各圧縮機の起動・停止またはロード・アンロード切換を
圧送圧力ではなく流量の変化を検出して行うので、圧縮
空気貯蔵用のレシーバータンクが不要となるなどの効果
がある。さらに圧送流量により台数制御を行っているた
め、圧力変動がなく圧力一定制御となっており、また先
行予測により急激な負荷増大に対しても圧力低下を防止
できるので性能・効率の向上が図れる効果がある。
【図１】本発明によるターボ圧縮機の台数制御装置を適
用した圧縮機設備の一実施例を示す構成図である。
用した圧縮機設備の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１の台数制御装置において負荷変動に応じて
圧縮機を起動・停止させる実施例の制御フロー図であ
る。
圧縮機を起動・停止させる実施例の制御フロー図であ
る。
【図３】図１の台数制御装置において負荷変動に応じて
圧縮機をロード・アンロード切換運転させる実施例の制
御フロー図である。
圧縮機をロード・アンロード切換運転させる実施例の制
御フロー図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は図１の台数制御装置において
それぞれ容量の異なる圧縮機３台を組み合わせた実施例
と、同一容量の圧縮機３台を組み合わせた実施例の制御
フロー図である。
それぞれ容量の異なる圧縮機３台を組み合わせた実施例
と、同一容量の圧縮機３台を組み合わせた実施例の制御
フロー図である。
【図５】図１の台数制御装置において流量変化に応じた
予測制御を行う実施例の説明図である。
予測制御を行う実施例の説明図である。
１ 台数制御盤 ２ 流量計 １０，２０，３０ ターボ圧縮機 １３，２３，３３ 吸込絞り弁 １４，２４，３４ 圧縮機本体 １５，２５，３５ 放風弁 １６，２６，３６ 圧力調節計 １７、２７、３７ 逆止弁
Claims (5)
- 【請求項１】 ターボ圧縮機吸込気体流量を絞る吸込絞
り弁と、該圧縮機吐出気体を放風する放風弁と、該圧縮
機吐出圧力を検出し該吐出圧力一定制御するべく上記の
吸込絞り弁及び放風弁開度を制御する圧力調節計と、を
有する、複数台のターボ圧縮機と、 該複数台のターボ圧縮機の圧縮気体吐出負荷側を共通接
続した共通の吐出配管と、 該配管から負荷への圧送流量を検出する流量計と、 該流量計の検出流量に応じて該圧縮機の運転台数を選定
したうえ起動・停止運転せしめる台数制御盤と、 より成るターボ圧縮機の台数制御装置。 - 【請求項２】 ターボ圧縮機吸込気体流量を絞る吸込絞
り弁と、該圧縮機吐出気体を放風する放風弁と、該圧縮
機吐出圧力を検出し該吐出圧力一定制御するべく上記の
吸込絞り弁及び放風弁開度を制御する圧力調節計と、を
有する、複数台のターボ圧縮機と、 該複数台のターボ圧縮機の圧縮気体吐出負荷側を共通接
続した共通の吐出配管と、 該配管から負荷への圧送流量を検出する流量計と、 該流量計の検出流量に応じて該圧縮機の運転台数を選定
したうえ上記吸込絞り弁及び放風弁開度を制御しながら
負荷へ圧送するロード運転と上記吸込絞り弁を全閉かつ
放風弁を全開にして負荷へ圧送しないアンロード運転と
を切り換え運転せしめる台数制御盤と、 より成るターボ圧縮機の台数制御装置。 - 【請求項３】 上記複数台並列運転ターボ圧縮機は、上
記ターボ圧縮機の放風弁による放風運転となる上記圧縮
機負荷への圧送流量範囲を無くするべく３台以上組み合
わせた異容量ターボ圧縮機より成る請求項２または請求
項３に記載のターボ圧縮機の台数制御装置。 - 【請求項４】 上記台数制御盤は該台数制御盤の上記起
動またはロードの指令が上記ターボ圧縮機に入ってから
該圧縮機が吐出気体圧送開始するまでの時間遅れ分だ
け、上記流量計の検出流量変化を先行予測して上記起動
またはロード指令を出すようにした請求項１または請求
項２記載のターボ圧縮機の台数制御装置。 - 【請求項５】 上記複数台のターボ圧縮機の圧縮気体吐
出負荷側と共通吐出配管との間に逆流防止用の逆止弁を
設けた請求項１または２記載のターボ圧縮機の台数制御
装置。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571593A JPH06249190A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ターボ圧縮機の台数制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571593A JPH06249190A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ターボ圧縮機の台数制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249190A true JPH06249190A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12449567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3571593A Pending JPH06249190A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | ターボ圧縮機の台数制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249190A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003035273A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Kyowa Denki Kk | コンプレッサの台数制御システム |
| JP2006161754A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Kobe Steel Ltd | 圧縮機設備およびその制御方法 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP3571593A patent/JPH06249190A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003035273A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-02-07 | Kyowa Denki Kk | コンプレッサの台数制御システム |
| JP2006161754A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Kobe Steel Ltd | 圧縮機設備およびその制御方法 |
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