JPH01167498A

JPH01167498A - 遠心圧縮機の容量制御方法

Info

Publication number: JPH01167498A
Application number: JP32639487A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Yoshii; 吉井　恭一; Shiro Hirose; 廣瀬　史郎
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-07-03
Also published as: JPH0418155B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、例えばガスホルダへのガス圧送の際に適用す
る遠心圧縮機の容量制御方法に関するものである。

（従来の技術）従来、ガス圧送装置として第２図に示すものが公知であ
り、遠心圧縮機ｌの吸込流路側に吸込案内翼、吸込絞り
弁等の流量調節手段（以下、ＦＣｖという。）２と、吐
出流路側に逆止弁３とが設けてあり、図中逆止弁３の右
側の吐出母管４は例えば図示しないガスホルダに至って
いる。

また、遠心圧縮機ｌと逆止弁３との間で吐出流路を分岐
させて分岐流路に大気放風弁又は、圧縮機吸込管へ通過
する圧縮機バイパス弁（以下、ＦＣｖという。）５を設
けるとともに、この分岐部分の手前に吐出流量の低下を
検出する流量低下検出スイッチ（以下、ＦＳという。）
６を取付け、このＦＳ６に、より吐出流ｍが検出圧力に
おける下限設定値（Ｆ　Ｓ　Ｌ）に達したのを確認した
場合に無負荷運転信号を発信し、三方切換弁７を介して
ＦＣｖ５を全開させるように形成しである。すなわち、
吐出流量が検出圧力における下限設定値ＰＳＬにいたる
以前には負荷運転指令信号により、三方切換弁７のａ−
ｂボートが連通して、流路８からの所定圧の計装空気に
よりＦＣＶ５は閉じているのに対して、吐出流量が下限
設定値ＦＳＬに達した場合には、ｂ−ｃボートが連通し
、ＦＣＶ５の駆動部に加圧されていた計装空気は大気に
開放排気されＦＣＶ５は全開となる。

同様にして、ＦＳ６により制御される三方切換弁９を介
して吐出母管４に圧力検出可能に取付けた、また、圧力
の下限設定器を内蔵した母管圧力調節計（以下、ＰＩＣ
という。）１０によりＦＣＶ２の開度θを調節するよう
にしである。

次に、この装置によるガス圧送の際に行われている容量
制御方法を第３図を参照しつつ説明する。

第３図は各種の圧力−流量関係を同一面上に表わしたも
ので、曲線ＩはＦＣＶ５の全開時におけるＦＣＶの抵抗
曲線を示し、下端がこの曲線Ｉ上にある曲線群■はＦＣ
Ｖ２の開度θをθ、・・・θｗｉｎと変化させた場合の
、各開度における圧縮機の吐出圧力とガス流量、直線■
はサージ圧とガス流量との関係、直線■は各吐出圧力に
おけるサージ防止のための許容限である下限設定流量を
示している。また、縦軸上のマ印はＰＩＣＩＯにおける
定風圧制御の圧力設定値、ＰＳＬは吐出母管４での圧力
下限設定値を示す。

そして、圧縮機の運転が開始すると、まず、この設定圧
力にある点Ａ、Ｂ間でＦＣＶ２の開度調節による定風圧
制御が行われる。この点Ａ、Ｂで示される圧力は、この
制御時の吐出母管４での圧力を示し、ＰＩＣＩＯにおけ
る偏差（検出圧カー般定値）が−の場合にはＦＣＶ２の
開度θを小さくし、十の場合には開度θを大きくして吐
出母管４での圧力が略一定に保たれる。偏差が−の状態
で続くとＦＣＶ２の開度θは増大して行き、圧縮機最大
能力であるＡ点に達する。

これに対して、母管圧力が上昇傾向にあって偏差が十の
状態が続くとＦＣＶ２の開度θは小さくなって行き（Ｏ
ＩＩｌｉｎ側に作動して行く。）、やがて、吐出ガス流
量はサージ防止用のＦＳ６の下限設定流量（Ｆ　Ｓ　Ｌ
）を示す直線■と交差する点Ｂの状態に達する。

この結果、ＦＳ６が作動して無負荷運転指令信号を出し
、ＦＣＶ５が全開しく第３図中、吐出口部分をＢ点より
Ｃ°点の状態へ移行させる。）、続けて、ＦＣＶ２の開
度θを最小値θ１ｌｌｉｎの状態にする（同様に、Ｃ°
点よりＤ点の状態へ移行させる。）。この結果、吐出ガ
スはＤ点の状態となり、この状態は圧縮機の最小負荷状
態で、消費動力は最小となる。また、この状態では吐出
母管４側へのガス圧送はなく、かつ逆上弁３によりガス
の逆流は阻止されており、吐出母管４側に圧送ガスは蓄
圧された状態にあり、その消費とともに徐々に圧力降下
が生じる。そして、吐出母管４の圧力が下限設定値ＰＳ
Ｌまで下がると、すなわち、ｐｔＣＩＯによりＰＳＬの
値に等しい圧力値が検出されると、図中三方切換弁９の
ａ−ｂボートを連通させてＰＩＣＩＯによる制御状態に
する。即ちＦＣＶ２をＰＩＣＩＯと接続し、ＦＣＶ２を
全開にする（同様に、Ｄ点よりＥ点の状態に移行させる
。）。

続けて図中三方切換弁７のａ−ｂボートを連通させてＦ
ＣＶ５を全開にする（同様に、Ｅ点よりＡ°点の状態に
移行させる。）。

さらに、吐出圧力が上昇して点Ａ°を超えると、吐出ガ
スの吐出母管４への圧送が始まり、吐出母管４内の圧力
は徐々に上昇して点Ａの水準に達し、これまでのＢ点か
らＤ点を経てＡ点に至る０Ｎ−ＯＦＦ制御から上記Ａ−
Ｂ線上の定風圧制御に移行し、以後、上記同様な制御の
繰り返しとなる。

第３図中、−点鎖線による曲線■が以上の制御による吐
出ガスの状態変化を示す。

（発明が解決しようとする問題点）上記装置をより改善するために、圧縮機の制御方法につ
いても種々検討した結果、上記０Ｎ−ＯＦＦ制御の頻度
が高い程、制御機器の損傷が激しくなり、装置寿命を縮
めるという問題があること、また、大風量域における定
風圧制御での運転圧力が高くなると装置各部の容量が大
きくなり、設備費用の増大を招くという問題に結び付く
ことが判明した。

本発明は、上記従来の装置の容量制御方法において、斯
る問題に結び付く点について改善を加えることを目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は、大風量域では
走風圧制御用吐出母管圧力調節計（ＰＩＣ）の設定値を
必要吐出圧力の最小値に設定し、定風圧制御域の下限値
を吐出流量検出用流量検出スイッチ（ＦＳ）により検出
し、放風制御域に達した場合には上記圧力調節計の上限
設定値を上昇させることにより運転圧力を上昇させて、
吐出母管圧力を高めてガスを蓄圧し、吐出母管圧力が上
限値に達すると圧縮機を無負荷運転状態にして吐出母管
内に蓄圧したガスだけを消費させ、蓄圧したガスが消費
されて圧力が上記圧力調節計の下限設定値に達すると圧
縮機を再び負荷運転状態にして、吐出母管へのガス圧送
を開始するようにした。

（実施例）。

次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

本発明に係る容量制御方法は、図面上第２図に示すガス
圧送装置にそのまま適用でき、この装置に本方法を適用
して説明する。

ただし、ＰＩＣＩＯについてはその設定値を下限と上限
の２点を選定できる計器とする。

まず、本方法では定風圧制御におけるＰＩＧ設定値を上
記ＰＳＬとし、すなわち、第３図に示すように、Ａ−Ｂ
線より下降させたＡ’　−Ｂ’線の範囲を大風量域にお
ける走風圧制御線として運転圧力を下げる。また、吐出
母管４内の圧力が上昇して、ｐｒｃｔｏによりＰＯＹ３
が絞られて吐出ガスがＢ°点の状態に達したときには、
上記同様にＦＳ６が作動するが、その後ｐｒｃ＋ｏの設
定値を上限設定値（ＰＳＨ）であるａ−ｂ線まで上げ、
定風圧制御を行う。

すなわち、第１図に示すように、ステップ＃１で吐出母
管圧力がａ−ｂ線の状態に到達しているか否かをＰＩＣ
ＩＯにより判断して、到達していない場合はステップ＃
２に、到達している場合はステップ＃７に進む。

ステップ＃２で、ＰＩＣＩＯの偏差（検出圧カ一般定値
）が−か＋かを判断し、−の場合は吐出母管圧力は下降
していると判断するためステップ＃３に、十の場合は逆
に吐出母管圧力は上昇していると判断するため、ステッ
プ＃４に進む。

ステップ＃３でＰＯＹ３の開度θを一定量だけ大きくし
て流量を増大させ、その後、ステップ＃ｌに戻る。

ステップ＃４で、ＰＯＹ３の開度θを一定量だけ小さく
して流量を減少させ、ステップ＃５に進む。

ステップ＃５で、ＦＳ６により吐出流量が検出圧力にお
ける下限値（ＦＳＬ）より大きいか否かを判断し、ＦＳ
Ｌより大きい場合はステップ＃ｌに戻り、ＦＳＬ以下の
場合すなわちＢ°点に達した場合はステップ＃６に進む
。

ステップ＃６で、ＰＩＣＩＯの設定値を上限設定値であ
るａ−ｂ線まで上げてステップ＃！に戻る。

この結果、ＰＩＣＩＯは吐出母管圧力が低下していると
判断するため、ＰＯＹ３を開けるように作用し、これに
伴って吐出母管圧力をＰＩＣＩＯの上限の設定値まで引
き上げるように圧縮機容量を増大させる。

ステップ＃７で、ＰＯＹ５を全開として放風制御域に移
る（第３図中、ａ−ｂ線上からＣ点の状態へ移行させる
。）すなわち、ステップ＃６により吐出母管圧力が上昇
し、やがてａ−ｂ線に到達するので、ＰＯＹ５を全開と
して、ステップ＃！からステップ＃６までの定風圧制御
から以下の０Ｎ−ＯＦＦ制御に切換える。それと同時に
ＰＩＣＩＯの設定値をＰＳＨからＰＳＬへ下降させる。

ステップ＃ａで、ＰＯＹ３の開度θをθｌｌｌ１ｎにす
る（同様に、Ｃ点からＤ点の状態に移行させる。）。

すなわち、ＰＯＹ３をＰＩＣＩＯから切離す。

ステップ＃９で、吐出母管圧力が下限設定値ＰＳＬすな
わちＡ’−Ｂ’線に到達したか否かを判断して到達して
いない場合は、そのまま運転を続け、到達している場合
はステップ＃ｌＯに進む。

ステップ＃１０でＰＯＹ３を全開として、ＰＯＹ３をＰ
ＩＣＩＯに接続して、ＰＩＣＩＯの制御下におく（同様
に、Ｄ点よりＥ点の状態に移行さ仕る。）。

これにより、流量を増大させる。

ステップ＃ｌｌで、ＦＣＶ５を全閉として（同様に、Ｅ
点よりＡ゛点の状態１こ移行させる。）、ステップ＃ｌ
に戻り、再び走風圧制御運転を繰り返す。

第３図中、実線による曲線■が以上の制御による吐出ガ
スの状態変化を示す。

なお、上記実施例ではＰＩＣＩＯの設定値を変化させた
ものを示したが、この他ＦＳ６の作動により、ＦＣＶ２
を強制全開し、母管圧力をＰＳＨまで上昇させ、無負荷
状態に切換えるようにしてもよい。

（発明の効果）以上の説明より明らかなように、本発明によれば、大風
量域では走風圧制御用ＰＩＣの設定値を必要吐出圧力の
最小値に設定し、定風圧制御域の下限値をＦＳにより検
出し、放風制御域に達した場合には、ＰＩＣの上限設定
値を上昇させることにより運転圧力を上昇させて、吐出
母管圧力を高めてガスを蓄圧し、吐出母管圧力が上限値
に達すると０Ｎ−ＯＦＦ制御を行うようにしである。こ
のように、０Ｎ−ＯＦＦ制御に移る前に一旦ｐｔＣにお
ける設定値を上昇させて吐出母管側に高い圧力でガスを
蓄圧するため、蓄圧するガスの量が増大する結果、０Ｎ
−ＯＦＦ制御の頻度が小さくなり、制御機器の損傷を抑
え、装置自体の耐久性を向上させることが出来る。

また、大風量域での運転圧力が低いので装置各部の容量
を小さく出来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容量制御方法を示すフローチャー
ト、第２図はガス圧送装置のガスおよび制御系統図、第
３図は遠心圧縮機の特性および容量制御におけるガス圧
力とガス流量との関係を示す図である。！・・・遠心圧縮機、２・・・ＰＣＶ（流量調節手段）
、４・・・吐出母管、５・・・ＦＣＶ（放風弁）、６・
・・ＦＳ（流量低下検出スイッチ）、ｌＯ・・・ＰＩＣ
（母管圧力調節計）。第１ズ第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）大風量域では定風圧制御用吐出母管圧力調節計（
ＰＩＣ）の設定値を必要吐出圧力の最小値に設定し、定
風圧制御域の下限値を吐出流量検出用流量検出スイッチ
（ＦＳ）により検出し、放風制御域に達した場合には上
記圧力調節計の上限設定値を上昇させることにより運転
圧力を上昇させて、吐出母管圧力を高めてガスを蓄圧し
、吐出母管圧力が上限値に達すると圧縮機を無負荷運転
状態にして吐出母管内に蓄圧したガスだけを消費させ、
蓄圧したガスが消費されて圧力が上記圧力調節計の下限
設定値に達すると圧縮機を再び負荷運転状態にして、吐
出母管へのガス圧送を開始することを特徴とする遠心圧
縮機の容量制御方法。