JP2003090297A - 複数台の圧縮機の制御方法及び圧縮機システム - Google Patents
複数台の圧縮機の制御方法及び圧縮機システムInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/04—Arrangement of sensing elements responsive to load
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/02—Arrangement of sensing elements
- F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数台の圧縮機を有する圧縮機システムにおい
て、簡単な制御システムににより部分負荷制御を容易に
する。 【解決手段】複数台の圧縮機Ａ０〜Ｄ０は、並列接続さ
れている。圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転して
いる全圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の流量をインレッ
トガイドベーン５０a、５０ｂ、…を閉じることにより
減少させる。最も早くサージに突入した圧縮機をアンロ
ード運転させる。アンロード運転した圧縮機以外の圧縮
機の流量を増大させて、負荷に応じた運転を可能にす
る。
て、簡単な制御システムににより部分負荷制御を容易に
する。 【解決手段】複数台の圧縮機Ａ０〜Ｄ０は、並列接続さ
れている。圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転して
いる全圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の流量をインレッ
トガイドベーン５０a、５０ｂ、…を閉じることにより
減少させる。最も早くサージに突入した圧縮機をアンロ
ード運転させる。アンロード運転した圧縮機以外の圧縮
機の流量を増大させて、負荷に応じた運転を可能にす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数台の圧縮機を
並列に接続した複数台の圧縮機の制御方法および圧縮機
システムに関する。
並列に接続した複数台の圧縮機の制御方法および圧縮機
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】複数台の圧縮機を並列に接続した圧縮機
システムの例が、特開２０００−１２０５８３号公報に
記載されている。この公報では、運転圧縮機供給流量の
最大値の和が負荷需要流量以上で、かつ運転圧縮機の台
数が最小となるように、負荷需要流量を複数の流量調整
範囲に区分している。それとと共に、各流量調整範囲ご
とに運転圧縮機の組合せと運転圧縮機の制御状態を示す
流量制御パターンを設定し、この設定パターンにしたが
って各圧縮機を制御している。オン・オフ制御しかでき
ない圧縮機が含まれているときは、定風圧制御とオン・
オフ制御の双方が可能な圧縮機が流量調整機に設定され
る。この圧縮機に設定された流量の設定範囲に隣り合う
範囲については、オン・オフ制御しかできない圧縮機を
優先的に流量調整機としている。これにより、無負荷運
転時の無駄を少なくできると共に、同時に複数の圧縮機
がサージ待機状態となることを極力回避することが可能
にしている。
システムの例が、特開２０００−１２０５８３号公報に
記載されている。この公報では、運転圧縮機供給流量の
最大値の和が負荷需要流量以上で、かつ運転圧縮機の台
数が最小となるように、負荷需要流量を複数の流量調整
範囲に区分している。それとと共に、各流量調整範囲ご
とに運転圧縮機の組合せと運転圧縮機の制御状態を示す
流量制御パターンを設定し、この設定パターンにしたが
って各圧縮機を制御している。オン・オフ制御しかでき
ない圧縮機が含まれているときは、定風圧制御とオン・
オフ制御の双方が可能な圧縮機が流量調整機に設定され
る。この圧縮機に設定された流量の設定範囲に隣り合う
範囲については、オン・オフ制御しかできない圧縮機を
優先的に流量調整機としている。これにより、無負荷運
転時の無駄を少なくできると共に、同時に複数の圧縮機
がサージ待機状態となることを極力回避することが可能
にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
複数の圧縮機の制御方法においては、複数台の圧縮機の
各々について流量特性を定め、その特性に基づいて予め
設定した流量制御パターンを用いて各圧縮機を制御して
いる。しかしながら、圧縮機装置内部が汚れる等の圧縮
機の内部条件や、圧縮機に入る流体の温度や圧力が季節
毎に変動する等の外部条件により、各圧縮機の実際の運
転点が予想した運転点と異なる場合がある。その場合、
予め設定された制御パターンを用いて圧縮機を制御しよ
うとすると、予想より早く運転点がサージ限界に達した
り、サージ限界よりだいぶ手前で圧縮機をアンロード運
転させてしまうという事態が生じる。その結果、各圧縮
機が無駄な動力を消費したり、思わぬサージの突入によ
り圧縮機の運転が不安定になるという不具合を生じる恐
れがあった。
複数の圧縮機の制御方法においては、複数台の圧縮機の
各々について流量特性を定め、その特性に基づいて予め
設定した流量制御パターンを用いて各圧縮機を制御して
いる。しかしながら、圧縮機装置内部が汚れる等の圧縮
機の内部条件や、圧縮機に入る流体の温度や圧力が季節
毎に変動する等の外部条件により、各圧縮機の実際の運
転点が予想した運転点と異なる場合がある。その場合、
予め設定された制御パターンを用いて圧縮機を制御しよ
うとすると、予想より早く運転点がサージ限界に達した
り、サージ限界よりだいぶ手前で圧縮機をアンロード運
転させてしまうという事態が生じる。その結果、各圧縮
機が無駄な動力を消費したり、思わぬサージの突入によ
り圧縮機の運転が不安定になるという不具合を生じる恐
れがあった。
【０００４】本発明は、上記従来の技術の不具合に鑑み
なされたものであり、その目的は、複数台の圧縮機を有
する圧縮機システムにおいて、簡単な制御システムにに
より部分負荷制御を容易にすることにある。本発明の他
の目的は、複数台の圧縮機を有する圧縮機システムにお
いて、消費動力を低減することにある。本発明のさらに
他の目的は、運転条件が変動する状況においても、複数
台の圧縮機を効果的に運転することにある。そして本発
明はこれらいずれかの目的を少なくとも達成することを
目的とする。
なされたものであり、その目的は、複数台の圧縮機を有
する圧縮機システムにおいて、簡単な制御システムにに
より部分負荷制御を容易にすることにある。本発明の他
の目的は、複数台の圧縮機を有する圧縮機システムにお
いて、消費動力を低減することにある。本発明のさらに
他の目的は、運転条件が変動する状況においても、複数
台の圧縮機を効果的に運転することにある。そして本発
明はこれらいずれかの目的を少なくとも達成することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、並列接続された複数台の圧縮機の制
御方法であって、複数台の圧縮機の負荷が減少したとき
に負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早
くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとと
もにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増
大させて負荷に応じた運転を可能にすることにある。
の本発明の特徴は、並列接続された複数台の圧縮機の制
御方法であって、複数台の圧縮機の負荷が減少したとき
に負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早
くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとと
もにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増
大させて負荷に応じた運転を可能にすることにある。
【０００６】そしてこの特徴において、複数台の圧縮機
はターボ圧縮機であり、予め少なくとも１台の圧縮機の
サージ限界を求め、このサージ限界を記憶手段に記憶さ
せ、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるとき
は、記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ
大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージ
を発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量
を変化させるのが望ましい。
はターボ圧縮機であり、予め少なくとも１台の圧縮機の
サージ限界を求め、このサージ限界を記憶手段に記憶さ
せ、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるとき
は、記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ
大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージ
を発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量
を変化させるのが望ましい。
【０００７】さらに、記憶手段に記憶されたサージ限界
データはインレットガイドベーン開度であり、記憶手段
に既に記憶されたサージ限界データをサージ突入時のイ
ンレットガイドベーン開度で更新する；複数の圧縮機の
中で予め求めたサージ限界データのある圧縮機の場合に
は、そのデータを前記記憶手段に記憶し、サージ限界デ
ータが無い圧縮機の場合にはサージ限界データのある圧
縮機のデータを流用して記憶させる；すべての圧縮機が
停止して再起動するときは、サージに突入してアンロー
ド運転させたものから順に起動させる；アンロード運転
している圧縮機が複数台あるときに負荷が増大してアン
ロード運転の圧縮機をロード運転に戻すときは、サージ
に突入したのが早い順にロード運転させる；負荷運転し
ている圧縮機が１台のときに負荷が減少した場合は、サ
ージに突入するまで流量を減少させ、サージに突入した
ら流量をサージ突入直前の流量に戻すとともに放風弁を
開いて負荷に応じた運転を可能にするようにしてもよ
い。
データはインレットガイドベーン開度であり、記憶手段
に既に記憶されたサージ限界データをサージ突入時のイ
ンレットガイドベーン開度で更新する；複数の圧縮機の
中で予め求めたサージ限界データのある圧縮機の場合に
は、そのデータを前記記憶手段に記憶し、サージ限界デ
ータが無い圧縮機の場合にはサージ限界データのある圧
縮機のデータを流用して記憶させる；すべての圧縮機が
停止して再起動するときは、サージに突入してアンロー
ド運転させたものから順に起動させる；アンロード運転
している圧縮機が複数台あるときに負荷が増大してアン
ロード運転の圧縮機をロード運転に戻すときは、サージ
に突入したのが早い順にロード運転させる；負荷運転し
ている圧縮機が１台のときに負荷が減少した場合は、サ
ージに突入するまで流量を減少させ、サージに突入した
ら流量をサージ突入直前の流量に戻すとともに放風弁を
開いて負荷に応じた運転を可能にするようにしてもよ
い。
【０００８】上記目的を達成するための本発明の他の特
徴は、並列接続された複数台の圧縮機の制御方法であっ
て、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転し
ている全圧縮機の流量を予め記憶手段に記憶したサージ
限界まで減少させて各圧縮機の消費動力を監視し、最も
消費動力の多い圧縮機をアンロード運転させるとともに
アンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大さ
せて負荷に応じた運転を可能にするものである。
徴は、並列接続された複数台の圧縮機の制御方法であっ
て、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転し
ている全圧縮機の流量を予め記憶手段に記憶したサージ
限界まで減少させて各圧縮機の消費動力を監視し、最も
消費動力の多い圧縮機をアンロード運転させるとともに
アンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大さ
せて負荷に応じた運転を可能にするものである。
【０００９】上記目的を達成するための本発明のさらに
他の特徴は、並列に接続された複数台の圧縮機を有する
圧縮機システムであって、複数台の圧縮機の各々は吐出
側にサージ検出手段を有し、この圧縮機システムの負荷
が減少したときに全ての圧縮機のそれぞれの負荷を減少
させ、最初にサージに突入した圧縮機をアンロード運転
させるとともにその他の圧縮機の負荷を増大させるよう
に各圧縮機を制御する制御手段を有するものである。
他の特徴は、並列に接続された複数台の圧縮機を有する
圧縮機システムであって、複数台の圧縮機の各々は吐出
側にサージ検出手段を有し、この圧縮機システムの負荷
が減少したときに全ての圧縮機のそれぞれの負荷を減少
させ、最初にサージに突入した圧縮機をアンロード運転
させるとともにその他の圧縮機の負荷を増大させるよう
に各圧縮機を制御する制御手段を有するものである。
【００１０】そしてこの特徴において、複数の圧縮機は
ターボ圧縮機であって吸込み側にインレットガイドベー
ンを有し、制御手段はこのインレットガイドベーンに各
圧縮機の負荷変化に応じた回転角度指令を与える；並列
接続された複数の圧縮機の接続位置よりも下流側に圧縮
機システムの吐出圧力検出手段を有し、制御手段はこの
吐出圧力が所定圧力になるように各インレットガイドベ
ーンに回転角度指令を与える；制御手段は、サージ限界
を記憶する記憶手段を有することが望ましい。
ターボ圧縮機であって吸込み側にインレットガイドベー
ンを有し、制御手段はこのインレットガイドベーンに各
圧縮機の負荷変化に応じた回転角度指令を与える；並列
接続された複数の圧縮機の接続位置よりも下流側に圧縮
機システムの吐出圧力検出手段を有し、制御手段はこの
吐出圧力が所定圧力になるように各インレットガイドベ
ーンに回転角度指令を与える；制御手段は、サージ限界
を記憶する記憶手段を有することが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の複数
台の圧縮機の制御方法の一実施例を説明する。図１は、
複数台の圧縮機を並列に接続した圧縮機システムの模式
図であり、図２は圧縮機を４台並列に接続したときの消
費動力線図である。また、図３は圧縮機の性能線図の予
測値と実測値の違いを示した図であり、図４は圧縮機に
吸込まれるガスの吸込み条件による圧縮機性能の違いを
示した図である。
台の圧縮機の制御方法の一実施例を説明する。図１は、
複数台の圧縮機を並列に接続した圧縮機システムの模式
図であり、図２は圧縮機を４台並列に接続したときの消
費動力線図である。また、図３は圧縮機の性能線図の予
測値と実測値の違いを示した図であり、図４は圧縮機に
吸込まれるガスの吸込み条件による圧縮機性能の違いを
示した図である。
【００１２】本実施例の圧縮機システムでは、図１に示
したように４台の圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０が並列
に接続されている。そしてこの並列に接続された各圧縮
機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０を、圧縮機の制御装置１０が
制御している。各圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０は小容
量のターボ圧縮機であり、同じ型式、同じ容量のもので
ある。各圧縮機は同一の構成となっているので、以下、
圧縮機Ａ０を例に取り説明する。圧縮機Ａ０は、圧縮機
本体６０ａを有している。圧縮機本体６０ａの吸込み側
にはインレットガイドベーン（ＩＧＶ）５０ａが設けら
れており、圧縮機本体６０ａに吸込まれる作動ガス量を
調整する。インレットガイドベーン５０ａのさらに上流
には、吸込み圧力Ｐｓ１を検出する圧力センサー２０ａ
と吸込み温度Ｔｓ１を検出する温度センサー３０ａが取
付けられている。なお、インレットガイドベーン５０a
には、詳細を後述する制御装置１０からの開度指令信号
が信号ケーブル５１ａを介して入力される。
したように４台の圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０が並列
に接続されている。そしてこの並列に接続された各圧縮
機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０を、圧縮機の制御装置１０が
制御している。各圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０は小容
量のターボ圧縮機であり、同じ型式、同じ容量のもので
ある。各圧縮機は同一の構成となっているので、以下、
圧縮機Ａ０を例に取り説明する。圧縮機Ａ０は、圧縮機
本体６０ａを有している。圧縮機本体６０ａの吸込み側
にはインレットガイドベーン（ＩＧＶ）５０ａが設けら
れており、圧縮機本体６０ａに吸込まれる作動ガス量を
調整する。インレットガイドベーン５０ａのさらに上流
には、吸込み圧力Ｐｓ１を検出する圧力センサー２０ａ
と吸込み温度Ｔｓ１を検出する温度センサー３０ａが取
付けられている。なお、インレットガイドベーン５０a
には、詳細を後述する制御装置１０からの開度指令信号
が信号ケーブル５１ａを介して入力される。
【００１３】圧縮機本体６０aを回転駆動するために、
駆動機４０ａが圧縮機本体６０aの回転軸に接続されて
いる。圧縮機本体６０ａの吐出側には配管７４ａが接続
されており、配管７４aには差圧計Ａ１が取付けられて
いる。差圧計Ａ１は、配管７４a内を流れる作動ガスの
圧力変化を取り出すためのオリフィス７１aと、このオ
リフィス７１aに並列に設けられた逆止弁７２aと、これ
らオリフィス７１aと逆止弁７２aに配管7５aにより直列
に接続された圧力センサー７０ａとを備えている。これ
により、圧力センサー７０aは、オリフィス７１ａ前後
の圧力が計測可能である。
駆動機４０ａが圧縮機本体６０aの回転軸に接続されて
いる。圧縮機本体６０ａの吐出側には配管７４ａが接続
されており、配管７４aには差圧計Ａ１が取付けられて
いる。差圧計Ａ１は、配管７４a内を流れる作動ガスの
圧力変化を取り出すためのオリフィス７１aと、このオ
リフィス７１aに並列に設けられた逆止弁７２aと、これ
らオリフィス７１aと逆止弁７２aに配管7５aにより直列
に接続された圧力センサー７０ａとを備えている。これ
により、圧力センサー７０aは、オリフィス７１ａ前後
の圧力が計測可能である。
【００１４】差圧計Ａ１が検出した圧縮機本体６０aの
吐出圧力信号は、信号線５２ａを経由して制御装置１０
に入力される。差圧計Ａ１の下流には分岐部７６aが形
成されており、分岐した配管７７aには放風弁８０ａが
取付けられている。放風弁８０aには、制御装置１０か
ら、信号線５３ａを介して大気または図示しない他の貯
ガス手段に圧縮ガスを放風する指示信号が送られる。一
方、配管７４ａには逆止弁７３ａが取付けられている。
逆止弁７３ａの下流側８４で、各圧縮機Ａ０〜Ｄ０から
吐出された圧縮ガスがまとめられ、レシーバータンク８
５に圧縮ガスが蓄えられる。圧縮機システムの吐出圧力
Ｐｄは、吐出配管に介在させた圧力計９０により検出さ
れる。この検出した圧力信号は、信号線５４により制御
装置１０に送られる。
吐出圧力信号は、信号線５２ａを経由して制御装置１０
に入力される。差圧計Ａ１の下流には分岐部７６aが形
成されており、分岐した配管７７aには放風弁８０ａが
取付けられている。放風弁８０aには、制御装置１０か
ら、信号線５３ａを介して大気または図示しない他の貯
ガス手段に圧縮ガスを放風する指示信号が送られる。一
方、配管７４ａには逆止弁７３ａが取付けられている。
逆止弁７３ａの下流側８４で、各圧縮機Ａ０〜Ｄ０から
吐出された圧縮ガスがまとめられ、レシーバータンク８
５に圧縮ガスが蓄えられる。圧縮機システムの吐出圧力
Ｐｄは、吐出配管に介在させた圧力計９０により検出さ
れる。この検出した圧力信号は、信号線５４により制御
装置１０に送られる。
【００１５】以上が、圧縮機Ａ０の構成である。圧縮機
Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０の構成も同様であるので、詳細は省略
する。次に、制御装置１０について説明する。制御装置
１０は、各圧縮機本体６０ａ〜６０ｄのサージ限界デー
タを記憶する記憶手段１１を有している。制御装置１０
には、差圧計Ａ１、Ｂ１、…が検出した各圧縮機本体６
０a、６０ｂ、…の吐出圧情報と、圧縮機システムの吐
出圧Ｐｄの信号が入力されている。なお図示していない
が、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の吸込み側に設け
た温度センサー３０a、３０ｂ、…と圧力センサー２０
a、２０ｂ、…の情報も入力されている。一方、制御装
置１０からは、各圧縮機Ａ０、Ｂ０、…に、インレット
ガイドベーン５０ａ、５０ｂ、…を回動させる指令や、
放風弁８０ａ、８０ｂ、…を開閉する指令が発令され
る。
Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０の構成も同様であるので、詳細は省略
する。次に、制御装置１０について説明する。制御装置
１０は、各圧縮機本体６０ａ〜６０ｄのサージ限界デー
タを記憶する記憶手段１１を有している。制御装置１０
には、差圧計Ａ１、Ｂ１、…が検出した各圧縮機本体６
０a、６０ｂ、…の吐出圧情報と、圧縮機システムの吐
出圧Ｐｄの信号が入力されている。なお図示していない
が、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の吸込み側に設け
た温度センサー３０a、３０ｂ、…と圧力センサー２０
a、２０ｂ、…の情報も入力されている。一方、制御装
置１０からは、各圧縮機Ａ０、Ｂ０、…に、インレット
ガイドベーン５０ａ、５０ｂ、…を回動させる指令や、
放風弁８０ａ、８０ｂ、…を開閉する指令が発令され
る。
【００１６】このように構成した本実施例の差圧計Ａ１
の動作について、詳述する。配管７４ａから差圧計Ａ１
に導かれた圧縮作動ガスの圧力は、逆止弁７２ａを通り
圧力センサー７０ａに伝えられる。配管７４ａの圧力が
上昇すると、逆止弁７２ａを通してすぐに圧力センサー
７０ａにその圧力が伝わる。そのため、配管７４ａと圧
力センサー７０ａとでは、圧力の差がほとんどない。
の動作について、詳述する。配管７４ａから差圧計Ａ１
に導かれた圧縮作動ガスの圧力は、逆止弁７２ａを通り
圧力センサー７０ａに伝えられる。配管７４ａの圧力が
上昇すると、逆止弁７２ａを通してすぐに圧力センサー
７０ａにその圧力が伝わる。そのため、配管７４ａと圧
力センサー７０ａとでは、圧力の差がほとんどない。
【００１７】これに対し、配管７４ａの圧力が下がる
と、逆止弁７２aが働いて配管７４ａから配管７５ａに
はオリフィス７１ａ側の配管からしか圧力が伝わらな
い。その結果、配管7５ａ側の圧力は圧力低下する前の
圧力から徐々にしか降下しない。一方、配管７４aの圧
力は、圧縮機本体６０ａから吐出される圧縮ガスの圧力
変動にすぐに対応して低下する。したがって、配管７４
aと配管７５ａ間には、差圧が生じる。この差圧を、差
圧計７０ａが検出し、制御装置にその情報が送られれ
る。
と、逆止弁７２aが働いて配管７４ａから配管７５ａに
はオリフィス７１ａ側の配管からしか圧力が伝わらな
い。その結果、配管7５ａ側の圧力は圧力低下する前の
圧力から徐々にしか降下しない。一方、配管７４aの圧
力は、圧縮機本体６０ａから吐出される圧縮ガスの圧力
変動にすぐに対応して低下する。したがって、配管７４
aと配管７５ａ間には、差圧が生じる。この差圧を、差
圧計７０ａが検出し、制御装置にその情報が送られれ
る。
【００１８】次に、図１に示した複数台の圧縮機を有す
る圧縮機システムの運転制御方法を、図２を用いて説明
する。図２で、最上段は圧縮機システムから吐出される
流量の時間変化であり、その下の４段は各圧縮機Ａ０〜
Ｄ０から吐出される流量の時間変化である。４台の圧縮
機すべてが負荷運転された状態から、負荷を減少させて
いく場合を例に取り説明する。１００％負荷状態、言い
換えれば１００％流量で圧縮機システムを運転している
状態を出発点とする。なお、圧力センサー９０が検出し
た吐出圧力は、需要元に達したときの圧力が必要圧力よ
り高くなる圧力であるものとする。
る圧縮機システムの運転制御方法を、図２を用いて説明
する。図２で、最上段は圧縮機システムから吐出される
流量の時間変化であり、その下の４段は各圧縮機Ａ０〜
Ｄ０から吐出される流量の時間変化である。４台の圧縮
機すべてが負荷運転された状態から、負荷を減少させて
いく場合を例に取り説明する。１００％負荷状態、言い
換えれば１００％流量で圧縮機システムを運転している
状態を出発点とする。なお、圧力センサー９０が検出し
た吐出圧力は、需要元に達したときの圧力が必要圧力よ
り高くなる圧力であるものとする。
【００１９】需要元の圧縮ガスの使用量が減少し、制御
装置１０が負荷の減少を検出すると、制御装置は各圧縮
機Ａ０〜Ｄ０に流量を減少させるように指示する。具体
的には、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…が備えるイン
レットガイドベーン５０a、５０ｂ、…にベーンを閉じ
る方向に回動させるように指示する。その結果、各圧縮
機Ａ０〜Ｄ０の流量が一斉に減少する。
装置１０が負荷の減少を検出すると、制御装置は各圧縮
機Ａ０〜Ｄ０に流量を減少させるように指示する。具体
的には、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…が備えるイン
レットガイドベーン５０a、５０ｂ、…にベーンを閉じ
る方向に回動させるように指示する。その結果、各圧縮
機Ａ０〜Ｄ０の流量が一斉に減少する。
【００２０】制御装置１０が備える記憶手段１１に記憶
された各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…のサージ限界点
の近くまでは、各インレットガイドベーンを５０a、５
０ｂ、…を、早い速度で回動する。これをαモードと呼
ぶ。サージ限界点の近くになったら、インレットガイド
ベーン５０a、５０ｂ、…の回動速度を、それまでの回
動速度の１/５程度まで減速する。これをβモードと呼
ぶ。
された各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…のサージ限界点
の近くまでは、各インレットガイドベーンを５０a、５
０ｂ、…を、早い速度で回動する。これをαモードと呼
ぶ。サージ限界点の近くになったら、インレットガイド
ベーン５０a、５０ｂ、…の回動速度を、それまでの回
動速度の１/５程度まで減速する。これをβモードと呼
ぶ。
【００２１】βモードでインレットガイドベーン５０
a、５０ｂ、…を回動し続けているときに、圧縮機Ａ０
が備える圧力センサー７０ａが圧力変動を検出し、制御
装置に圧力変動を入力したとする。この時点までに他の
圧力センサー７０ｂ、…は圧力変動を検出していないの
で、最初に圧縮機Ａ０の備える圧縮機本体６０aがサー
ジに突入したことが分かる。そこで、圧縮機本体６０a
の吐出側に設けた放風弁８０ａを開いて圧縮機本体の吐
出側圧力を開放するとともに、インレットガイドベーン
５０aを全閉にして圧縮機本体６０aの仕事を減らす。こ
れをアンロード運転(γモード)と呼ぶ。このとき、記憶
手段１１に記憶されたインレットガイドベーン５０ａの
角度を、サージに突入したときのインレットガイドベー
ン５０ａの角度で書き換える。
a、５０ｂ、…を回動し続けているときに、圧縮機Ａ０
が備える圧力センサー７０ａが圧力変動を検出し、制御
装置に圧力変動を入力したとする。この時点までに他の
圧力センサー７０ｂ、…は圧力変動を検出していないの
で、最初に圧縮機Ａ０の備える圧縮機本体６０aがサー
ジに突入したことが分かる。そこで、圧縮機本体６０a
の吐出側に設けた放風弁８０ａを開いて圧縮機本体の吐
出側圧力を開放するとともに、インレットガイドベーン
５０aを全閉にして圧縮機本体６０aの仕事を減らす。こ
れをアンロード運転(γモード)と呼ぶ。このとき、記憶
手段１１に記憶されたインレットガイドベーン５０ａの
角度を、サージに突入したときのインレットガイドベー
ン５０ａの角度で書き換える。
【００２２】圧縮機Ａ０がアンロード運転になったの
で、圧縮機システムの流量は激減する。そこで、残りの
３台の圧縮機Ｂ０〜Ｃ０の流量を、インレットガイドベ
ーン７０ｂ、…を開くように回動して調整する。なお、
この流量の激減にもかかわらず、まだ目標流量まで圧縮
機システムの流量が低減していない場合には、３台の圧
縮機Ｂ０〜Ｃ０が継続して流量を低減するように、イン
レットガイドベーンを閉じる方向に急速にαモードで回
動させる。なお、本実施例では１台の圧縮機Ａ０をアン
ロード運転したので、急減した吐出流量を元の流量に戻
している。しかし、要求流量がサージ突入直前の流量よ
りはるかに少ないときは、元の流量まで戻すことは無駄
であるから、図２の最上段の図で点線で示したように途
中の流量まで戻すのが、実用的である。
で、圧縮機システムの流量は激減する。そこで、残りの
３台の圧縮機Ｂ０〜Ｃ０の流量を、インレットガイドベ
ーン７０ｂ、…を開くように回動して調整する。なお、
この流量の激減にもかかわらず、まだ目標流量まで圧縮
機システムの流量が低減していない場合には、３台の圧
縮機Ｂ０〜Ｃ０が継続して流量を低減するように、イン
レットガイドベーンを閉じる方向に急速にαモードで回
動させる。なお、本実施例では１台の圧縮機Ａ０をアン
ロード運転したので、急減した吐出流量を元の流量に戻
している。しかし、要求流量がサージ突入直前の流量よ
りはるかに少ないときは、元の流量まで戻すことは無駄
であるから、図２の最上段の図で点線で示したように途
中の流量まで戻すのが、実用的である。
【００２３】本実施例においては、４台の圧縮機本体６
０a、６０ｂ、…は同一容量で同一型番のものを使用し
ている。しかしながら、同一といっても、個々の圧縮機
は大量生産品とは異なり、微妙にサージ突入点が異なる
のが実状である。その理由は、圧縮機の羽根車の羽角度
が不ぞろいであったり、インレットガイドベーンの初期
設定角度を正確に揃えるのが困難であったり、各圧縮機
の使用実績の変化等により減肉や汚れがついたりするた
めである。その結果、サージ突入点は圧縮機個々に相違
する。しかも本実施例で使用している差圧計は、この個
々の圧縮機のサージ突入点の違いを十分に検出できる応
答速度を有しているので、従来危惧されていたサージ領
域で多数の圧縮機を運転するという不具合を生じない。
０a、６０ｂ、…は同一容量で同一型番のものを使用し
ている。しかしながら、同一といっても、個々の圧縮機
は大量生産品とは異なり、微妙にサージ突入点が異なる
のが実状である。その理由は、圧縮機の羽根車の羽角度
が不ぞろいであったり、インレットガイドベーンの初期
設定角度を正確に揃えるのが困難であったり、各圧縮機
の使用実績の変化等により減肉や汚れがついたりするた
めである。その結果、サージ突入点は圧縮機個々に相違
する。しかも本実施例で使用している差圧計は、この個
々の圧縮機のサージ突入点の違いを十分に検出できる応
答速度を有しているので、従来危惧されていたサージ領
域で多数の圧縮機を運転するという不具合を生じない。
【００２４】圧縮機Ａ０がサージに突入する前の流量ま
たはそれよりも少ない所定流量まで流量が回復したら、
再びαモードで各圧縮機Ｂ０〜Ｄ０のインレットガイド
ベーン５０ｂ、…を急回動させる。圧縮機４台運転時と
同様に、記憶手段１１に予め記憶されたサージ限界デー
タの近くまではαモードでインレットガイドベーン５０
ｂ、…を回動し続け、限界データに近づいたら、βモー
ドでゆっくりとインレットガイドベーン５０ｂ、…を回
動する。
たはそれよりも少ない所定流量まで流量が回復したら、
再びαモードで各圧縮機Ｂ０〜Ｄ０のインレットガイド
ベーン５０ｂ、…を急回動させる。圧縮機４台運転時と
同様に、記憶手段１１に予め記憶されたサージ限界デー
タの近くまではαモードでインレットガイドベーン５０
ｂ、…を回動し続け、限界データに近づいたら、βモー
ドでゆっくりとインレットガイドベーン５０ｂ、…を回
動する。
【００２５】圧縮機Ｂ０の差圧計Ｂ１が、圧縮機Ｂ０が
サージに突入したことを検出すると、制御装置１０は。
この圧縮機Ｂ０のインレットガイドベーン５０ｂを全閉
にし、放風弁８０ｂを開放するように指令する。これに
より、圧縮機Ｂ０はγモードのアンロード運転となる。
このとき、記憶手段１１に記憶された圧縮機Ｂ０のサー
ジ限界データであるインレットガイドベーン５０ｂの角
度データを、サージに突入したときのインレットガイド
ベーン５０ｂの角度データで置き換える。
サージに突入したことを検出すると、制御装置１０は。
この圧縮機Ｂ０のインレットガイドベーン５０ｂを全閉
にし、放風弁８０ｂを開放するように指令する。これに
より、圧縮機Ｂ０はγモードのアンロード運転となる。
このとき、記憶手段１１に記憶された圧縮機Ｂ０のサー
ジ限界データであるインレットガイドベーン５０ｂの角
度データを、サージに突入したときのインレットガイド
ベーン５０ｂの角度データで置き換える。
【００２６】圧縮機Ｂ０もアンロード運転しているの
で、圧縮機システムの吐出流量は再び激減する。そこ
で、残りの２台の圧縮機Ｃ０、Ｄ０の流量を増大させ
る。つまり、圧縮機Ｂ０がサージに突入する直前の流量
またはその流量以下の所定の流量まで、インレットガイ
ドベーンをαモードで急回動させて、吐出流量を増大さ
せる。要求流量がサージに突入する前の流量よりはるか
に少ないときは、図２の上段で点線で示したように、元
の流量までは回復させないほうが無駄が少なく、合理的
である。吐出流量が所定量または元の流量に回復した
ら、αモードでインレットガイドベーンを回動させ、サ
ージ限界に近づいたら、βモードに移行する。
で、圧縮機システムの吐出流量は再び激減する。そこ
で、残りの２台の圧縮機Ｃ０、Ｄ０の流量を増大させ
る。つまり、圧縮機Ｂ０がサージに突入する直前の流量
またはその流量以下の所定の流量まで、インレットガイ
ドベーンをαモードで急回動させて、吐出流量を増大さ
せる。要求流量がサージに突入する前の流量よりはるか
に少ないときは、図２の上段で点線で示したように、元
の流量までは回復させないほうが無駄が少なく、合理的
である。吐出流量が所定量または元の流量に回復した
ら、αモードでインレットガイドベーンを回動させ、サ
ージ限界に近づいたら、βモードに移行する。
【００２７】圧縮機Ｃ０をβモードで運転していて、圧
縮機Ｃ０の差圧計がサージ突入を検出したら、制御装置
１０は圧縮機Ｃ０をサージから回避させる。つまり、圧
縮機Ｃ０のインレットガイドベーン角度を少しだけ急速
に開く。これを、α’モードと呼ぶ。この状態から圧縮
機をアンロード運転すると、要求流量がある範囲にある
ときは、アンロード運転とインレットガイドベーンの回
動による流量制御運転では、要求流量を圧縮機Ｄ０１台
だけでは達成できない。そこで、圧縮機２台の運転を継
続する。そして、圧縮機システムの要求流量を満足する
ために、圧縮機Ｃ０を放風運転する。つまり、圧力セン
サー9０が検出した吐出圧に基づいて圧縮機Ｃ０の放風
弁を断続的に開放し、余分な流量を放風する。これをδ
モードと呼ぶ。圧縮機Ｄ０は、圧縮機Ｃ０がサージに突
入したときのインレットガイドベーン角度を保持する。
これをεモードと呼ぶ。なお、記憶手段１１に記憶され
た圧縮機Ｃ０のサージ限界データを、サージに突入した
ときのインレットガイドベーン角度で置き換えること
は、圧縮機Ａ０、Ｂ０の場合と同様である。
縮機Ｃ０の差圧計がサージ突入を検出したら、制御装置
１０は圧縮機Ｃ０をサージから回避させる。つまり、圧
縮機Ｃ０のインレットガイドベーン角度を少しだけ急速
に開く。これを、α’モードと呼ぶ。この状態から圧縮
機をアンロード運転すると、要求流量がある範囲にある
ときは、アンロード運転とインレットガイドベーンの回
動による流量制御運転では、要求流量を圧縮機Ｄ０１台
だけでは達成できない。そこで、圧縮機２台の運転を継
続する。そして、圧縮機システムの要求流量を満足する
ために、圧縮機Ｃ０を放風運転する。つまり、圧力セン
サー9０が検出した吐出圧に基づいて圧縮機Ｃ０の放風
弁を断続的に開放し、余分な流量を放風する。これをδ
モードと呼ぶ。圧縮機Ｄ０は、圧縮機Ｃ０がサージに突
入したときのインレットガイドベーン角度を保持する。
これをεモードと呼ぶ。なお、記憶手段１１に記憶され
た圧縮機Ｃ０のサージ限界データを、サージに突入した
ときのインレットガイドベーン角度で置き換えること
は、圧縮機Ａ０、Ｂ０の場合と同様である。
【００２８】圧縮機Ｃ０が備える放風弁からの放風の時
間的な割合が長くなったら、圧縮機Ｃ０をアンロード運
転(γモード)にし、圧縮機Ｄ０をδモードにする。つま
り、圧力センサー9０が検出した吐出圧に基づいて、圧
縮機Ｄ０の放風弁を間歇的に開放する。圧縮機Ｃ０また
は圧縮機Ｄ０が、放風運転すると、各圧縮機からレシー
バタンク８５に送られる流量は、図２で最下段の２段の
点線で示したような値になる。したがって、圧縮機シス
テムで発生する流量は、同図の最上段のように時間とと
もに減少する。
間的な割合が長くなったら、圧縮機Ｃ０をアンロード運
転(γモード)にし、圧縮機Ｄ０をδモードにする。つま
り、圧力センサー9０が検出した吐出圧に基づいて、圧
縮機Ｄ０の放風弁を間歇的に開放する。圧縮機Ｃ０また
は圧縮機Ｄ０が、放風運転すると、各圧縮機からレシー
バタンク８５に送られる流量は、図２で最下段の２段の
点線で示したような値になる。したがって、圧縮機シス
テムで発生する流量は、同図の最上段のように時間とと
もに減少する。
【００２９】以上のように各圧縮機Ａ０〜Ｄ０を制御し
たときの消費動力の変化を、図２に一点鎖線（ＰＴ，Ｐ
Ａ０〜ＰＤ０）で示す。ターボ圧縮機の動力Ｐは、流量
をＱ、ヘッドをＨ、ガスの比重量をγ、効率をηとする
と、Ｐ＝γＱＨ／ηで表される。１００％流量時に最も
効率が高く、最小風量で最も効率が低いとすれば、略、
図２のような消費動力曲線となる。また、圧縮機Ａ０〜
Ｃ０はアンロード運転するが、アンロード時には消費動
力は０にはならず、所定量だけ動力を消費する。さら
に、圧縮機Ｃ０、Ｄ０は放風運転するが、この放風運転
では放風しないときと同じ動力を消費する。
たときの消費動力の変化を、図２に一点鎖線（ＰＴ，Ｐ
Ａ０〜ＰＤ０）で示す。ターボ圧縮機の動力Ｐは、流量
をＱ、ヘッドをＨ、ガスの比重量をγ、効率をηとする
と、Ｐ＝γＱＨ／ηで表される。１００％流量時に最も
効率が高く、最小風量で最も効率が低いとすれば、略、
図２のような消費動力曲線となる。また、圧縮機Ａ０〜
Ｃ０はアンロード運転するが、アンロード時には消費動
力は０にはならず、所定量だけ動力を消費する。さら
に、圧縮機Ｃ０、Ｄ０は放風運転するが、この放風運転
では放風しないときと同じ動力を消費する。
【００３０】次に、需要元でのガス消費が、圧縮機シス
テムが現在発生しているガス容量より多いときについて
説明する。この場合、圧力センサー９０が検出する吐出
圧力は、所定圧力よりも低い。そこで、全ての圧縮機が
止まっているときには、圧縮機制御装置１０が４台の圧
縮機Ａ０〜Ｄ０のなかで、最も運転時間の短い圧縮機を
選択する。運転時間が最短の圧縮機が、圧縮機Ｃ０であ
れば、その圧縮機のインレットガイドベーンをを開け、
放風弁を閉じて圧縮機Ｃ０を負荷運転に戻す。
テムが現在発生しているガス容量より多いときについて
説明する。この場合、圧力センサー９０が検出する吐出
圧力は、所定圧力よりも低い。そこで、全ての圧縮機が
止まっているときには、圧縮機制御装置１０が４台の圧
縮機Ａ０〜Ｄ０のなかで、最も運転時間の短い圧縮機を
選択する。運転時間が最短の圧縮機が、圧縮機Ｃ０であ
れば、その圧縮機のインレットガイドベーンをを開け、
放風弁を閉じて圧縮機Ｃ０を負荷運転に戻す。
【００３１】この状態で、必要な吐出圧力にならないと
きには、さらに圧縮機制御装置１０は残り３台の圧縮機
Ａ０、Ｂ０、Ｄ０のなかから、最も運転時間の短い圧縮
機Ｂ０を選択する。そして、インレットガイドベーン５
０ｂを開き、放風弁８０ｂを閉じて、圧縮機Ｂ０を負荷
運転に戻す。同様の動作を繰り返す。なお、本実施例で
は、運転時間に応じて、負荷運転に戻す圧縮機を設定し
ているが、サージに最も早く突入した圧縮機から負荷運
転に戻すようにしてもよい。なお、各圧縮機の最大流量
点は、差圧計Ａ１、Ｂ１、…からの信号に基づいて、圧
縮機制御装置１０が各圧縮機のサージング点やチョーク
点を回避するようにインレットガイドベーンと放風弁と
を制御する。
きには、さらに圧縮機制御装置１０は残り３台の圧縮機
Ａ０、Ｂ０、Ｄ０のなかから、最も運転時間の短い圧縮
機Ｂ０を選択する。そして、インレットガイドベーン５
０ｂを開き、放風弁８０ｂを閉じて、圧縮機Ｂ０を負荷
運転に戻す。同様の動作を繰り返す。なお、本実施例で
は、運転時間に応じて、負荷運転に戻す圧縮機を設定し
ているが、サージに最も早く突入した圧縮機から負荷運
転に戻すようにしてもよい。なお、各圧縮機の最大流量
点は、差圧計Ａ１、Ｂ１、…からの信号に基づいて、圧
縮機制御装置１０が各圧縮機のサージング点やチョーク
点を回避するようにインレットガイドベーンと放風弁と
を制御する。
【００３２】本実施例によれば、各圧縮機を個別に制御
する場合に比べて、以下に述べる利点を有する。同時に
３台の圧縮機のインレットガイドベーンを閉じると、最
初にサージに突入するまでは、３台一緒にインレットガ
イドベーンが閉じるように回動する。一方、各圧縮機を
個別に制御していて、所望の吐出圧力になるまで１台の
圧縮機をアンロード運転し、残り２台を負荷運転してい
るとする。この状態と、３台同時に制御するときの消費
動力を比較して、図３に示す。
する場合に比べて、以下に述べる利点を有する。同時に
３台の圧縮機のインレットガイドベーンを閉じると、最
初にサージに突入するまでは、３台一緒にインレットガ
イドベーンが閉じるように回動する。一方、各圧縮機を
個別に制御していて、所望の吐出圧力になるまで１台の
圧縮機をアンロード運転し、残り２台を負荷運転してい
るとする。この状態と、３台同時に制御するときの消費
動力を比較して、図３に示す。
【００３３】図３では圧縮機１台分の消費動力をＰ１０
０としている。圧縮機１台をアンロード運転するときの
消費動力は、１台の圧縮機を１００％稼動した時の約１
０〜２０％（図３では１５％とした）である。1台アン
ロードするとその消費動力は、Ｐ１００の１５％でＰ１
５になる。３台同時にインレットガイドベーンを閉じる
方に回動させて圧縮機の流量を制御すると、消費動力は
約７％失われる。
０としている。圧縮機１台をアンロード運転するときの
消費動力は、１台の圧縮機を１００％稼動した時の約１
０〜２０％（図３では１５％とした）である。1台アン
ロードするとその消費動力は、Ｐ１００の１５％でＰ１
５になる。３台同時にインレットガイドベーンを閉じる
方に回動させて圧縮機の流量を制御すると、消費動力は
約７％失われる。
【００３４】図３において損失が無いと仮定して圧縮機
を流量制御すると、いずれの方法でも点Ｚから点Ａに消
費動力が変化する。圧縮機の流量が６０％のところで
は、消費動力はＰ１８０になる。上で仮定した運転損失
を考慮に入れると、３台同時にインレットガイドベーン
を制御して圧縮機の流量を制御するときの消費動力は、
Ｐ１８０に７％の損失を加えたＰ１９３である。
を流量制御すると、いずれの方法でも点Ｚから点Ａに消
費動力が変化する。圧縮機の流量が６０％のところで
は、消費動力はＰ１８０になる。上で仮定した運転損失
を考慮に入れると、３台同時にインレットガイドベーン
を制御して圧縮機の流量を制御するときの消費動力は、
Ｐ１８０に７％の損失を加えたＰ１９３である。
【００３５】圧縮機を個別に運転制御するときの消費動
力は、２台の圧縮機の消費動力Ｐ１８０に1台の圧縮機
のアンロード運転での消費動力Ｐ１５を加えたＰ１９５
である。つまり、３台の圧縮機のインレットガイドベー
ンを同時に制御する方が個別に制御するときより消費動
力が約１．０％小さくなる。
力は、２台の圧縮機の消費動力Ｐ１８０に1台の圧縮機
のアンロード運転での消費動力Ｐ１５を加えたＰ１９５
である。つまり、３台の圧縮機のインレットガイドベー
ンを同時に制御する方が個別に制御するときより消費動
力が約１．０％小さくなる。
【００３６】ところで圧縮機を長期にわたり運転すれ
ば、流路面に汚れが付着したり、羽根車の羽根が減肉し
たりして、始めに想定した性能と異なる性能しか得られ
ないことがある。また、圧縮機に吸込まれるガスが大気
の場合には、季節によって吸込み条件が大幅に変化す
る。つまり圧縮機では、外部条件と内部条件の２つの条
件が変化しており、必ずしも標準の運転状態とはなって
いない。この様子を、図４、５に示す。
ば、流路面に汚れが付着したり、羽根車の羽根が減肉し
たりして、始めに想定した性能と異なる性能しか得られ
ないことがある。また、圧縮機に吸込まれるガスが大気
の場合には、季節によって吸込み条件が大幅に変化す
る。つまり圧縮機では、外部条件と内部条件の２つの条
件が変化しており、必ずしも標準の運転状態とはなって
いない。この様子を、図４、５に示す。
【００３７】図４に、各圧縮機の標準状態の予測した性
能曲線（流量に対するヘッドの関係を示す曲線）と、実
際に運転した時の圧縮機の性能曲線の一例を示す。予測
された標準状態の性能曲線Ｈ２から実際に圧縮機を運転
した時の性能曲線が大流量側にずれている例Ｈ１と、小
流量側にずれている例Ｈ３とを併せて示している。予測
した性能曲線Ｈ２では、圧縮機の流量は点Ｂから点Ｅの
間で変化するのに対して、性能曲線Ｈ１では圧縮機の流
量は、点Ａから点Ｄまで変化する。そのため、この圧縮
機を性能曲線Ｈ２を有する圧縮機とみなして流量制御す
ると、チョークが起こりやすくなる。また、流量を減ら
して吐出圧を下げようとしても、流量が低下せず圧縮機
の性能を十分に発揮できないという不具合を生じる。
能曲線（流量に対するヘッドの関係を示す曲線）と、実
際に運転した時の圧縮機の性能曲線の一例を示す。予測
された標準状態の性能曲線Ｈ２から実際に圧縮機を運転
した時の性能曲線が大流量側にずれている例Ｈ１と、小
流量側にずれている例Ｈ３とを併せて示している。予測
した性能曲線Ｈ２では、圧縮機の流量は点Ｂから点Ｅの
間で変化するのに対して、性能曲線Ｈ１では圧縮機の流
量は、点Ａから点Ｄまで変化する。そのため、この圧縮
機を性能曲線Ｈ２を有する圧縮機とみなして流量制御す
ると、チョークが起こりやすくなる。また、流量を減ら
して吐出圧を下げようとしても、流量が低下せず圧縮機
の性能を十分に発揮できないという不具合を生じる。
【００３８】同様に、実際の性能曲線がＨ３となってい
るときは、圧縮機の流量範囲が点Ｃから点Ｆの間にシフ
トしている。したがって、流量を増やす制御時にはチョ
ーク現象は生じにくくなるものの、流量を減らす制御時
は予想よりも早くサージに突入し、不安定な現象を生じ
るという不具合を生じる。
るときは、圧縮機の流量範囲が点Ｃから点Ｆの間にシフ
トしている。したがって、流量を増やす制御時にはチョ
ーク現象は生じにくくなるものの、流量を減らす制御時
は予想よりも早くサージに突入し、不安定な現象を生じ
るという不具合を生じる。
【００３９】図５に、圧縮機の吸込み条件の変化によ
る、圧縮機の作動範囲が変化する様子を示す。吸込み温
度が高いと圧縮機の運転範囲が狭くなり(図５の実線)、
吸込み温度が低いと運転範囲が広くなる(図５の破線)。
吸込み温度が低い時の運転条件のまま圧縮機を動かし続
けると、圧縮機の吸込み温度が上昇した時にはサージや
チョークを生ずる恐れがある。また、吸込み温度が高い
時の運転条件で圧縮機を動かし続けると、圧縮機の吸込
み温度が低下した時には、圧縮機の性能を十分に発揮で
きないまま圧縮機を運転することなり、消費動力が大き
くなる恐れがある。そこで、圧縮機の吐出圧力の変動を
測定して各々の圧縮機の運転状態を知れば、複数台の圧
縮機を省エネルギー運転できる。なお、図５でＧ１はイ
ンレットガイドベーンを最も開いた状態であり、Ｇ２は
インレットガイドベーン開度が中間の場合、Ｇ３はイン
レットガイドベーン開度が最も少ない場合である。ま
た、Ｓ１はサージ限界である。
る、圧縮機の作動範囲が変化する様子を示す。吸込み温
度が高いと圧縮機の運転範囲が狭くなり(図５の実線)、
吸込み温度が低いと運転範囲が広くなる(図５の破線)。
吸込み温度が低い時の運転条件のまま圧縮機を動かし続
けると、圧縮機の吸込み温度が上昇した時にはサージや
チョークを生ずる恐れがある。また、吸込み温度が高い
時の運転条件で圧縮機を動かし続けると、圧縮機の吸込
み温度が低下した時には、圧縮機の性能を十分に発揮で
きないまま圧縮機を運転することなり、消費動力が大き
くなる恐れがある。そこで、圧縮機の吐出圧力の変動を
測定して各々の圧縮機の運転状態を知れば、複数台の圧
縮機を省エネルギー運転できる。なお、図５でＧ１はイ
ンレットガイドベーンを最も開いた状態であり、Ｇ２は
インレットガイドベーン開度が中間の場合、Ｇ３はイン
レットガイドベーン開度が最も少ない場合である。ま
た、Ｓ１はサージ限界である。
【００４０】本実施例によれば、たとえ同じ容量型式の
圧縮機を複数揃えて並列接続した場合であっても、個々
の圧縮機の製品のばらつきによりサージ限界が異なって
いることに着目して、各圧縮機を同時に制御するように
したので、簡単な制御方法で圧縮機システムを安定に運
転できる。また、消費動力を抑えることもできる。な
お、上記実施例では、各圧縮機の容量が同一の場合につ
いて説明したが、各圧縮機の容量が異なっていても同様
に本発明を適用できる。さらに、圧縮機の台数は４台に
限らないことは言うまでも無い。
圧縮機を複数揃えて並列接続した場合であっても、個々
の圧縮機の製品のばらつきによりサージ限界が異なって
いることに着目して、各圧縮機を同時に制御するように
したので、簡単な制御方法で圧縮機システムを安定に運
転できる。また、消費動力を抑えることもできる。な
お、上記実施例では、各圧縮機の容量が同一の場合につ
いて説明したが、各圧縮機の容量が異なっていても同様
に本発明を適用できる。さらに、圧縮機の台数は４台に
限らないことは言うまでも無い。
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように本発明において、負荷
が減少したときに各圧縮機の負荷を低減させ、もっとも
早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるよ
うにすれば、複数の圧縮機を並列に接続した圧縮機シス
テムを簡単な制御で容易に部分負荷運転できる。また、
吸込み条件や圧縮機個々の状態が変化しても、効果的に
運転できる。
が減少したときに各圧縮機の負荷を低減させ、もっとも
早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるよ
うにすれば、複数の圧縮機を並列に接続した圧縮機シス
テムを簡単な制御で容易に部分負荷運転できる。また、
吸込み条件や圧縮機個々の状態が変化しても、効果的に
運転できる。
【図１】本発明にかかる圧縮機システム一実施例の模式
図である。
図である。
【図２】圧縮機システムの部分負荷制御を説明する図で
ある。
ある。
【図３】圧縮機システムが消費する消費動力を説明する
図である。
図である。
【図４】圧縮機システムが備える圧縮機の性能を説明す
る図である。
る図である。
【図５】外部条件の変化による圧縮機システムの性能の
違いを説明する図である。
違いを説明する図である。
Ａ０…圧縮機装置、Ａ１…差圧計、１０…制御装置、２
０…吸込み部圧力計、３０…吸込み部温度計、４０…駆
動機、５０…インレットガイドベーン、６０…圧縮機、
７０…差圧計、７１…オリフィス、７２、７３…逆止
弁、７４…吐出部配管、７５…配管、８０…放風弁、８
５…レシーバータンク、９０…吐出部圧力計。
０…吸込み部圧力計、３０…吸込み部温度計、４０…駆
動機、５０…インレットガイドベーン、６０…圧縮機、
７０…差圧計、７１…オリフィス、７２、７３…逆止
弁、７４…吐出部配管、７５…配管、８０…放風弁、８
５…レシーバータンク、９０…吐出部圧力計。
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Ｆターム(参考） 3H021 AA06 AA08 BA01 BA02 BA06
BA11 BA12 BA20 BA25 BA27
CA00 CA01 CA05 CA06 DA01
DA11 DA14 DA21 DA26 EA10
Claims (12)
- 【請求項１】並列接続された複数台の圧縮機の制御方法
であって、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷
運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早くサー
ジに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにア
ンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大させ
て負荷に応じた運転を可能にすることを特徴とする複数
台の圧縮機の制御方法。 - 【請求項２】前記複数台の圧縮機はターボ圧縮機であ
り、予め少なくとも１台の圧縮機のサージ限界を求め、
このサージ限界を記憶手段に記憶させ、負荷が減少して
圧縮機の発生流量を低下させるときは、前記記憶手段に
記憶されたサージ限界よりも所定量だけ大流量の点まで
は早く流量を低下させ、その後はサージを発生するサー
ジ突入までそれまでよりゆっくりと流量を変化させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の複数台の圧縮機の制御
方法。 - 【請求項３】前記記憶手段に記憶されたサージ限界デー
タはインレットガイドベーン開度であり、前記記憶手段
に既に記憶されたサージ限界データをサージ突入時のイ
ンレットガイドベーン開度で更新することを特徴とする
請求項２に記載の複数台の圧縮機の制御方法。 - 【請求項４】前記複数の圧縮機の中で予め求めたサージ
限界データのある圧縮機の場合には、そのデータを前記
記憶手段に記憶し、サージ限界データが無い圧縮機の場
合にはサージ限界データのある圧縮機のデータを流用し
て記憶させることを特徴とする請求項２に記載の複数台
の圧縮機の制御方法。 - 【請求項５】すべての圧縮機が停止して再起動するとき
は、サージに突入してアンロード運転させたものから順
に起動させることを特徴とする請求項２に記載の複数台
の圧縮機の制御方法。 - 【請求項６】アンロード運転している圧縮機が複数台あ
るときに負荷が増大してアンロード運転の圧縮機をロー
ド運転に戻すときは、サージに突入したのが早い順にロ
ード運転させることを特徴とする請求項２に記載の複数
台の圧縮機の制御方法。 - 【請求項７】負荷運転している圧縮機が１台のときに負
荷が減少した場合は、サージに突入するまで流量を減少
させ、サージに突入したら流量をサージ突入直前の流量
に戻すとともに放風弁を開いて負荷に応じた運転を可能
にすることを特徴とする請求項２に記載の複数台の圧縮
機の制御方法。 - 【請求項８】並列接続された複数台の圧縮機の制御方法
であって、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷
運転している全圧縮機の流量を予め記憶手段に記憶した
サージ限界まで減少させて各圧縮機の消費動力を監視
し、最も消費動力の多い圧縮機をアンロード運転させる
とともにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量
を増大させて負荷に応じた運転を可能にすることを特徴
とする複数台の圧縮機の制御方法。 - 【請求項９】並列に接続された複数台の圧縮機を有する
圧縮機システムであって、複数台の圧縮機の各々は吐出
側にサージ検出手段を有し、この圧縮機システムの負荷
が減少したときに全ての圧縮機のそれぞれの負荷を減少
させ、最初にサージに突入した圧縮機をアンロード運転
させるとともにその他の圧縮機の負荷を増大させるよう
に各圧縮機を制御する制御手段を有することを特徴とす
る圧縮機システム。 - 【請求項１０】前記複数の圧縮機はターボ圧縮機であっ
て吸込み側にインレットガイドベーンを有し、前記制御
手段はこのインレットガイドベーンに各圧縮機の負荷変
化に応じた回転角度指令を与えることを特徴とする請求
項９に記載の圧縮機システム。 - 【請求項１１】並列接続された複数の圧縮機の接続位置
よりも下流側に圧縮機システムの吐出圧力検出手段を有
し、前記制御手段はこの吐出圧力が所定圧力になるよう
に前記各インレットガイドベーンに回転角度指令を与え
ることを特徴とする請求項１０に記載の圧縮機システ
ム。 - 【請求項１２】前記制御手段は、サージ限界を記憶する
記憶手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の
圧縮機システム。
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