JP2009108756A - 水力コンプレッサ設備及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流水により回転速度を制御する速度制御機能を有していない水車1を回転するとともに該水車1で空気圧縮機3を回転させて圧縮空気を製造する水力コンプレッサ設備10において、水車1の水入口5に設置した流量調節弁11と、流量調節弁11の開度を制御する制御手段25とを備え、制御手段25は、流量調節弁11を開く際にその開度が経過時間に対して段階的に変化するように制御する。また、空気圧縮機3の回転速度を検出する回転計23を備え、制御手段25は、回転計23で検出した空気圧縮機3の回転速度が許容回転速度の範囲外になった場合、流量調節弁11の開度を調整することで、空気圧縮機3の回転速度を許容回転速度の範囲内に戻すように制御する。
【選択図】図1
Description
(1)水力コンプレッサ設備を起動させる際、従来技術においては、水車の水入口に設置した流量調節弁(水車入口弁)を標準的な開閉時間で開動作させる場合があるが、この場合、水車の回転速度がオーバーシュートし、空気圧縮機の回転速度が異常上昇して空気圧縮機が冷却能力を越えて発熱することがある。その結果、空気圧縮機内の空気の温度上昇によりロータが瞬時に焼き付き、機器の重大な故障に至るおそれがあるため、設備への適用が難しかった。
(1)本実施形態の水力コンプレッサ設備10では、水車入口弁11を開ける際、その開度を経過時間に対して段階的に変化させる制御(ステップ開度制御)を行う。図4は、このような制御の一例を示す図で、水車入口弁11を開く際の経過時間と水車1の回転速度との関係を示すグラフである。同図に示すように、水車入口弁11の開度を初期開度n1から経過時間に対して直線的に増加させる動作を所定時間行った後、休止時間(安定タイマ)t1を設ける。休止時間t1の間は弁開度を一定に保つ。休止時間t1が経過した後、弁開度を初期開度n2から経過時間に対して直線的に増加させる動作を所定時間行った後、次の休止時間t2を設ける。以降、弁開度を経過時間に対して直線的に増加させるステップと弁開度を一定に保つステップとを交互に行うことで、水車入口弁11の開度を段階的に増加させてゆく。水車1あるいは空気圧縮機3の回転速度が許容回転速度(図4のグラフに示す斜線範囲内の回転速度)の範囲に入るまで水車入口弁11の開度を増加させる。
3 空気圧縮機
5 水入口
6 水出口
7 空気吸込口
8 圧縮空気吐出口
10 水力コンプレッサ設備
11 水車入口弁(流量調節弁)
21 遠心クラッチ
22 カップリング
23 回転計(回転速度検出手段)
24 圧力計
25 制御盤(制御手段)
26 演算部
30 ダム設備
31 ダム
32 水流路
32a 分岐部
33 バイパス流路
34 バイパス弁
Claims (8)
- 回転速度を制御する速度制御機能を有していない水車を流水により回転するとともに該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造する水力コンプレッサ設備において、
前記水車の水入口に設置した流量調節弁と、該流量調節弁の開度を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記流量調節弁を開く際にその開度が経過時間に対して段階的に変化するように制御することを特徴とする水力コンプレッサ設備。 - 回転速度を制御する速度制御機能を有していない水車を流水により回転するとともに該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造する水力コンプレッサ設備において、
前記水車の水入口に設置した流量調節弁と、該流量調節弁の開度を制御する制御手段と、前記空気圧縮機の回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記回転速度検出手段で検出した前記空気圧縮機の回転速度が許容回転速度の範囲外になった場合、前記流量調節弁の開度を調整することで、前記空気圧縮機の回転速度を許容回転速度の範囲内に戻すことを特徴とする水力コンプレッサ設備。 - 前記流量調節弁は、供給される電源の遮断に伴い弁を閉じる機構を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の水力コンプレッサ設備。
- 前記流量調節弁及び前記水車をバイパスするバイパス流路及び該バイパス流路に設置したバイパス弁を備え、
前記バイパス弁は、供給される電源の遮断に伴い弁を開く機構を備えていることを特徴とする請求項3に記載の水力コンプレッサ設備。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の水力コンプレッサ設備を運転する運転方法であって、
前記制御手段は、前記水車または前記空気圧縮機の各種性能曲線データ、または前記水車をバイパスするバイパス運転のデータに基づく演算を行う演算部を有しており、前記水車入口側の圧力及び水車回転速度のみを計測することによって、ダム水位に対応した水力コンプレッサ設備で流通させる水流量または前記空気圧縮機にて圧縮された空気の吐出量を前記演算部によって制御することを特徴とする水力コンプレッサ設備の運転方法。 - 回転速度を制御する速度制御機能を有していない水車を流水により回転するとともに該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造する水力コンプレッサ設備の運転方法であって、
前記水車の水入口に設けた流量調節弁を開く際、その開度を経過時間に対して段階的に変化させることを特徴とする水力コンプレッサ設備の運転方法。 - 回転速度を制御する速度制御機能を有していない水車を流水により回転するとともに該水車で空気圧縮機を回転させて圧縮空気を製造する水力コンプレッサ設備の運転方法であって、
前記空気圧縮機の回転速度が許容回転速度の範囲外になった場合、前記水車の水入口に設けた流量調節弁の開度を調整することで、前記空気圧縮機の回転速度を許容回転速度の範囲内に戻すことを特徴とする水力コンプレッサ設備の運転方法。 - 前記水車と前記空気圧縮機の間に遠心クラッチを設置し、前記空気圧縮機の回転速度が許容回転速度以下の場合、該遠心クラッチを切ることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の水力コンプレッサ設備の運転方法。
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