JP4452181B2 - 圧縮機の速度制御 - Google Patents
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Description
前記タイプの圧縮機を改良したものであって、
前記制御装置と、前記出口温度を測定するセンサーおよび前記回転速度を測定するセンサーとに接続された、いわゆるヒステリシスモジュールを有する動的速度制限器を備え、
ここで、ヒステリシス温度上限と、最小回転速度および最大回転速度によって決定される許容最大速度範囲とが、前記ヒステリシスモジュールで定められ、
またここで、測定される出口温度が指定されたヒステリシス温度上限に達すると、ただちに、圧縮機要素の実際の回転速度が、測定回転速度が最大回転速度に近い高速領域にあるときには速度ジャンプDSにより低下させられ、あるいは測定回転速度が最小回転速度に近い低速領域にあるときには速度ジャンプDSにより増大させられる、
ことを特徴とする改良された圧縮機、
を提供する。
温度センサーからの信号を受信する手段10と;
圧縮機の回転速度センサーからの信号を受信する手段11と;
モーターの速度を調節するための制御装置12と;(この装置は、圧縮機の回転要素を、たとえば圧縮機要素の負荷の関数として、回転部品の限界によって決定される指定最高速度範囲(SMIN〜SMAX)内で、駆動する。)
手段10と手段11の信号(出口温度TOと回転数S)に応じて速度を調節するためのヒステリシスモジュール13と;(このヒステリシスモジュール13は、場合によってはいくつかの出口温度曲線を記憶したメモリを有することができ、かつ/またはこのヒステリシスモジュール13は、制御装置12内にプログラムすることができる。)
たとえば出口温度TOが最高温度を超えると、ただちに圧縮機を停止するための安全手段14と; そして、
最小速度を記憶するためのメモリ15:(この最小速度は圧縮機がアイドリングしたあと圧縮機を作業に戻す初期速度として使用される。また、この最小速度は、圧縮機の低回転速度領域におけるヒステリシスモジュール13による最後の速度調節のあとの最小速度、または1500〜2000回転/分の最小速度に対応する(また、この最小速度は後者の最小速度よりも大きなある速度、たとえば後者の最小速度よりも10〜30%大きな速度とすることもできる。最低は1750回転/分)。このメモリは、動的な速度調節が適用される低速領域および高速領域(SMIN〜KおよびL〜SMAX)を定める速度値をも記憶している。中間速度領域には、この制御は適用されない。出口温度TOに達すると、ただちに、HMAX値が、実際の速度が含まれる速度領域において決定され、必要な速度調節が行われる。すなわち、速度が低速領域(SMIN〜K)にあるか、高速領域(L〜SMAX)にあるかに応じて、それぞれ速度増大または速度減少が実行される。)
2 温度曲線の急傾斜部分
3 温度曲線の急傾斜部分
10 温度センサーからの信号を受信する手段
11 圧縮機の回転速度センサーからの信号を受信する手段
12 モーターの速度を調節するための制御装置
13 ヒステリシスモジュール
14 安全手段
15 メモリ
A 周囲温度34℃の動作点
B、C、D、E、F、G、H 動作点
DS 速度ジャンプ
F1、2、3、32、34、36、38、39、40 出口温度曲線
HMAX ヒステリシス温度上限
HMIN ヒステリシス温度下限
BG1、2、3 高い方のしきい値
OG1、2、3 低い方のしきい値
S 圧縮機の回転数、回転速度
SA、SC、SE 回転数、回転速度
SMAX 許容最大回転速度、許容最大回転数、極端な状態
SMIN 許容最小回転速度、許容最小回転数
SMIN〜K 低速領域
L〜SMAX 高速領域
T1、T2、T3 周囲温度(低温、高温、さらなる高温)
TMAX 温度しきい値
TO 出口温度
Claims (20)
- 圧縮機の為の動的速度制御器であって、
前記圧縮機が、気体入口と気体出口とを有する圧縮機要素、前記気体出口において出口温度を測定する為に配置された温度センサー、前記圧縮機要素の回転速度を測定する為に配置された速度センサー、コンプレッサーを駆動する為の速度調整可能なモーター、及び前記モーターの為の速度制御装置を有し、
前記動的速度制御器が、前記速度制御装置と、温度センサー及び速度センサーとに接続されたヒステリシスモジュールを有し、
ここで、前記ヒステリシスモジュールが、ヒステリシス温度上限、ヒステリシス温度下限、及び最小回転速度と最大回転速度内の許容最大速度範囲から構成され、
ここで、出口気体のヒステリシス温度上限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介した速度変更により圧縮機要素の回転速度を低下するように構成されており、
ここで、出口気体のヒステリシス温度上限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最小回転速度くらいの低速領域にある場合、速度制御装置を介した速度変更により圧縮機要素の回転速度を増加するように構成されており、
ここで、特定のヒステリシス温度下限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介して圧縮機要素の回転速度を増加するように構成されており、
ここで、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最小回転速度くらいの低速領域にある場合、圧縮機要素の回転速度を低下するように構成されており、
ここで、ヒステリシスモジュールは、圧縮機の低速領域においてヒステリシス温度上限が検出されたことによる回転速度の増加は、操作圧力の増加をもたらし、結果的に圧縮機要素の自動的なアイドリング状態になる、
ことを特徴とする動的速度制御器。 - ヒステリシス温度上限が、それよりも高温では圧縮機の損傷が起こる出口温度の最大臨界しきい値よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 出口気体の特定のヒステリシス温度下限に達したことが温度センサーによって検知されると、測定回転速度が最大回転速度に近い高速領域にあるときには、速度制御装置を介して圧縮機要素の回転速度が増大させられ、また、測定回転速度が最小回転速度に近い低速領域にあるときには、圧縮機要素の回転速度が低下させられるように、ヒステリシスモジュールが構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 出口温度がヒステリシス温度下限に達したことが温度センサーによって検知されると、圧縮機要素が許容最大速度範囲で動作することが可能になるように速度制御装置に作用するように、ヒステリシスモジュールが構成されていることを特徴とする請求項3に記載の動的速度制御器。
- ヒステリシス温度上限に達したときに、速度変更が調節可能であることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 速度変更が調節可能であり、得られる出口温度の低下がヒステリシス温度上限とヒステリシス温度下限との差よりも小さくて、圧縮機要素の回転速度の周期的不安定挙動が防止されるようになっていることを特徴とする請求項3に記載の動的速度制御器。
- ヒステリシスモジュールは、出口温度の測定結果を周期的に受け取るように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- ヒステリシスモジュールは、出口温度がヒステリシス温度上限を超えると、出口温度の測定頻度が増大させられるように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の動的速度制御器。
- モーターのための制御装置が少なくとも一つの安全装置を備えており、極端な状態となることが防止されることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 2.5よりも大きな速度範囲で圧縮機が最適に運転されるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 出口温度の最大臨界しきい値が、150〜350℃の間で調節可能であることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 動的速度制御器を有する圧縮機を制御する方法であって、
前記圧縮機が、気体入口と気体出口とを有する圧縮機要素、前記気体出口において出口温度を測定する為に配置された温度センサー、前記圧縮機要素の回転速度を測定する為に配置された速度センサー、コンプレッサーを駆動する為の速度調整可能なモーター、及び前記モーターの為の速度制御装置を有し、
前記速度制御装置と、出口温度及び回転速度のセンサーとに接続されたヒステリシスモジュールを動的速度制御器に提供し、
圧縮機要素の気体出口温度を検知し、
ヒステリシス温度上限、ヒステリシス温度下限、及び最小回転速度と最大回転速度内の許容最大速度範囲からヒステリシスモジュールを構成し、
気体出口温度が特定のヒステリシス温度上限に達すると、ヒステリシスモジュールは、測定された回転速度が最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介した速度変更により圧縮機要素の回転速度を低下し、
気体出口温度が特定のヒステリシス温度上限に達すると、ヒステリシスモジュールは、測定された回転速度が最小回転速度くらいの低速領域にある場合、速度変更により圧縮機要素の回転速度を増加し、さらに、
気体出口温度が特定のヒステリシス温度下限に達すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介して圧縮機要素の回転速度を増加し、そして、
圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最小回転速度くらいの低速領域にある場合、圧縮機要素の回転速度を低下し、そして、
圧縮機の低速領域においてヒステリシス温度上限が検出されたことにより回転速度が増加すると、操作圧力の増加をもたらし、結果的に圧縮機要素は自動的なアイドリング状態になる、
ことを特徴とする方法。 - 圧縮機の為の動的速度制御器であって、
前記圧縮機が、気体入口と気体出口とを有する圧縮機要素、前記気体出口において出口温度を測定する為に配置された温度センサー、前記圧縮機要素の回転速度を測定する為に配置された速度センサー、コンプレッサーを駆動する為の速度調整可能なモーター、及び前記モーターの為の速度制御装置を有し、
前記動的速度制御器が、前記速度制御装置と、温度センサー及び速度センサーとに接続されたヒステリシスモジュールを有し、
ここで、前記ヒステリシスモジュールが、ヒステリシス温度上限、ヒステリシス温度下限、及び最小回転速度と最大回転速度内の許容最大速度範囲から構成され、
ここで、出口気体のヒステリシス温度上限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介した速度変更により圧縮機要素の回転速度を低下するように構成されており、
ここで、出口気体のヒステリシス温度上限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最小回転速度くらいの低速領域にある場合、速度制御装置を介した速度変更により圧縮機要素の回転速度を増加するように構成されており、
ここで、特定のヒステリシス温度下限に達したことを温度センサーが検出すると、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最大回転速度くらいの高速領域にある場合、速度制御装置を介して圧縮機要素の回転速度を増加するように構成されており、
ここで、ヒステリシスモジュールは、圧縮機要素の測定された回転速度が圧縮機要素の最小回転速度くらいの低速領域にある場合、圧縮機要素の回転速度を低下するように構成されており、
ここで、ヒステリシスモジュールは、圧縮機の低速領域においてヒステリシス温度上限が検出されたことによる回転速度の増加は、操作圧力の増加をもたらし、結果的に圧縮機要素の自動的なアイドリング状態になり、
ここで、ヒステリシスモジュールは、さらに、出口温度を、圧縮機要素の回転速度と、ヒステリシス温度上限及び下限と、ヒステリシス温度上限又は下限に達すると実行される回転速度の速度変更と、の関数として表す気体出口温度曲線を記憶するメモリを備えるように構成される、
ことを特徴とする動的速度制御器。 - ヒステリシスモジュールは、さらに、ヒステリシス温度上限に達した時に正しい速度調節を実現するために、速度センサーにより、圧縮機の回転速度が低速範囲にあるか、高速範囲にあるかを決定するように構成されていることを特徴とする請求項13に記載の動的速度制限器。
- 圧縮機がそれ以前にアイドリングしていたときと同じ速度で自動再始動するためのメモリを有することを特徴とする請求項13に記載の動的速度制限器。
- ヒステリシスモジュールは、出口温度の測定結果を少なくとも1分毎に一度受け取るように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の動的速度制御器。
- ヒステリシスモジュールは、出口温度の測定結果を継続的に受け取るように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動的速度制御器。
- 2.7〜3.5の速度範囲で圧縮機が運転されるように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の動的速度制御器。
- 出口温度の最大臨界しきい値が、200〜300℃の間で調節可能であることを特徴とする請求項11に記載の動的速度制御器。
- ヒステリシス温度上限が最大臨界しきい値よりも2℃以上低いことを特徴とする請求項2に記載の動的速度制御器。
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