JPH07332248A - ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備空気源 - Google Patents
ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備空気源Info
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- JPH07332248A JPH07332248A JP6121365A JP12136594A JPH07332248A JP H07332248 A JPH07332248 A JP H07332248A JP 6121365 A JP6121365 A JP 6121365A JP 12136594 A JP12136594 A JP 12136594A JP H07332248 A JPH07332248 A JP H07332248A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、ターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法及び装置において、ターボとスク
リュー或いはレシプロ圧縮機制御を干渉させずに圧力一
定制御とし、ターボの放風による損失の無く効率の良い
運転を行い、ターボのロードアンロード切換を少なく
し、レシーバータンクの小形化を図ることにある。 【構成】 本発明の台数制御装置の圧縮機設備は、定風
圧制御のターボ圧縮機と、ロード、アンロード切換制御
の容積圧縮機と、圧縮空圧を貯蔵するレシーバータンク
と、タンク内圧を検出する圧力センサと、圧力に応じて
各圧縮機をロード、アンロード或いは、起動、停止させ
るとともに、ターボの制御圧力を切換える台数制御盤に
より構成される。 【効果】 本発明によれば、ターボ圧縮機と容積圧縮機
の制御を干渉せずに圧力一定制御とし、ターボの放風に
よる損失無く効率の良い運転を行い、ターボのロード、
アンロード切換を少なくは、レシーバータンクを小形化
できる。
の組合せ台数制御方法及び装置において、ターボとスク
リュー或いはレシプロ圧縮機制御を干渉させずに圧力一
定制御とし、ターボの放風による損失の無く効率の良い
運転を行い、ターボのロードアンロード切換を少なく
し、レシーバータンクの小形化を図ることにある。 【構成】 本発明の台数制御装置の圧縮機設備は、定風
圧制御のターボ圧縮機と、ロード、アンロード切換制御
の容積圧縮機と、圧縮空圧を貯蔵するレシーバータンク
と、タンク内圧を検出する圧力センサと、圧力に応じて
各圧縮機をロード、アンロード或いは、起動、停止させ
るとともに、ターボの制御圧力を切換える台数制御盤に
より構成される。 【効果】 本発明によれば、ターボ圧縮機と容積圧縮機
の制御を干渉せずに圧力一定制御とし、ターボの放風に
よる損失無く効率の良い運転を行い、ターボのロード、
アンロード切換を少なくは、レシーバータンクを小形化
できる。
Description
【０００１】
【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、かつ各圧縮機の制
御を干渉させずに圧力一定制御を行うターボ圧縮機と容
積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設
備及び工場空気源に関するものである。
用に用いられる圧縮機設備に係り、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、かつ各圧縮機の制
御を干渉させずに圧力一定制御を行うターボ圧縮機と容
積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設
備及び工場空気源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 No.２（1988年２月第41〜46頁)」
に記載の技術がある。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、圧縮空気貯蔵をレシーバタンクで行ない、さ
らにロード運転時間から圧縮機の負荷状態を算出した圧
縮機を起動、停止させる装置となっている。なお本装置
でスクリュー或はレシプロ形の容積形圧縮機の代わり
に、負荷−無負荷切換制御のターボ圧縮機を使用した例
もある。
は「日立評論Vol.70 No.２（1988年２月第41〜46頁)」
に記載の技術がある。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、圧縮空気貯蔵をレシーバタンクで行ない、さ
らにロード運転時間から圧縮機の負荷状態を算出した圧
縮機を起動、停止させる装置となっている。なお本装置
でスクリュー或はレシプロ形の容積形圧縮機の代わり
に、負荷−無負荷切換制御のターボ圧縮機を使用した例
もある。
【０００３】ターボ圧縮機の台数制御装置としては、定
風圧制御のターボ圧縮機複数台の圧送流量を検出し、圧
送流量の増減に応じて圧縮機をロード、アンロード切換
運転を行なうか、或いは起動、停止させる装置もある。
風圧制御のターボ圧縮機複数台の圧送流量を検出し、圧
送流量の増減に応じて圧縮機をロード、アンロード切換
運転を行なうか、或いは起動、停止させる装置もある。
【０００４】また、定風圧制御のターボ圧縮機とスクリ
ュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を起動、停止させる
台数制御装置もある。また、定風圧制御のターボ圧縮機
と、スクリュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を組合わ
せた台数制御装置としては、ターボ圧縮機とレシプロ或
いはスクリュー形の容積形圧縮機の制御が干渉しないよ
う、ターボ圧縮機の制御圧力をスクリュー或いはレシプ
ロ形の圧縮機の制御圧力よりも高めた台数制御装置があ
る。
ュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を起動、停止させる
台数制御装置もある。また、定風圧制御のターボ圧縮機
と、スクリュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を組合わ
せた台数制御装置としては、ターボ圧縮機とレシプロ或
いはスクリュー形の容積形圧縮機の制御が干渉しないよ
う、ターボ圧縮機の制御圧力をスクリュー或いはレシプ
ロ形の圧縮機の制御圧力よりも高めた台数制御装置があ
る。
【０００５】なお、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５６−７７
５８４号、特開昭６０−１３９４号、特開昭６１−５３
４７９号、特開昭６３−２３９３９９号公報等が挙げら
れる。
は例えば特開昭５６−７７５８３号、特開昭５６−７７
５８４号、特開昭６０−１３９４号、特開昭６１−５３
４７９号、特開昭６３−２３９３９９号公報等が挙げら
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では次
のような問題がある。すなわち、レシーバタンクの圧力
の増減に応じて圧縮機をロード、アンロード切換運転を
行なう方法では、ロード、アンロードの切換による負荷
変動が繰り返えされるため、その歯車に繰り返し荷重が
加わり披露破壊の原因となることや、吸入弁や放風弁の
開閉繰り返しによりバルブの摺動部が摩耗し作動不良の
原因となるこがある。このため、ロード、アンロードの
繰り返し回数を抑制する必要があり、圧縮機の容量に応
じレシーバータンクの容量を大きくしなければならな
い。
のような問題がある。すなわち、レシーバタンクの圧力
の増減に応じて圧縮機をロード、アンロード切換運転を
行なう方法では、ロード、アンロードの切換による負荷
変動が繰り返えされるため、その歯車に繰り返し荷重が
加わり披露破壊の原因となることや、吸入弁や放風弁の
開閉繰り返しによりバルブの摺動部が摩耗し作動不良の
原因となるこがある。このため、ロード、アンロードの
繰り返し回数を抑制する必要があり、圧縮機の容量に応
じレシーバータンクの容量を大きくしなければならな
い。
【０００７】また、定風圧制御のターボ圧縮機複数台の
圧送流量を検出し、圧送流量の増減に応じて圧縮機をロ
ード、アンロード切換、或いは起動停止させる装置で
は、スクリュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を組合せ
た場合スクリュー或いはレシプロ形圧縮機のロード、ア
ンロードによる流量変動の影響を受けないようレシーバ
ータンクを設けレシーバタンクの後流で流量検出する必
要がある。さらに、スクリュー或いはレシプロ形圧縮機
の制御とターボ圧縮機の制御が干渉しないようスクリュ
ー或いはレシプロ形圧縮機の制御圧力よりターボ圧縮機
の制御圧力を高める必要がある。
圧送流量を検出し、圧送流量の増減に応じて圧縮機をロ
ード、アンロード切換、或いは起動停止させる装置で
は、スクリュー或いはレシプロ形の容積圧縮機を組合せ
た場合スクリュー或いはレシプロ形圧縮機のロード、ア
ンロードによる流量変動の影響を受けないようレシーバ
ータンクを設けレシーバタンクの後流で流量検出する必
要がある。さらに、スクリュー或いはレシプロ形圧縮機
の制御とターボ圧縮機の制御が干渉しないようスクリュ
ー或いはレシプロ形圧縮機の制御圧力よりターボ圧縮機
の制御圧力を高める必要がある。
【０００８】定風圧制御のターボ圧縮機とロード、アン
ロード切換制御のスクリュー或いはレシプロ形圧縮機と
を組合せ、圧送圧力に応じ圧縮機を起動、停止させる装
置もあるが、この場合も前述と同様にターボ圧縮機の制
御圧力をレシプロ或いはスクリュー形圧縮機の制御圧力
より高める必要がある。このため、レシプロ或いはスク
リュー形圧縮機の制御圧力より高める必要がある。この
ため、レシプロ或いはスクリュー形圧縮機が全台アンロ
ード或いは停止している場合には、圧送圧力がターボ圧
縮機の制御圧力まで上昇してしまう。また、スクリュー
或いはレシプロ形圧縮機のロード、アンロード切換制御
からターボ圧縮機の定風圧制御に切換える条件が、スク
リュー或いはレシプロ形圧縮機が全台オンロードでかつ
圧力低下という条件になるため、若干の圧力低下を伴う
ことになる。さらに、これらの技術では、ターボ圧縮機
を定風圧制御としているため、負荷が減少した場合に
は、放風運転となり損失が生じる。
ロード切換制御のスクリュー或いはレシプロ形圧縮機と
を組合せ、圧送圧力に応じ圧縮機を起動、停止させる装
置もあるが、この場合も前述と同様にターボ圧縮機の制
御圧力をレシプロ或いはスクリュー形圧縮機の制御圧力
より高める必要がある。このため、レシプロ或いはスク
リュー形圧縮機の制御圧力より高める必要がある。この
ため、レシプロ或いはスクリュー形圧縮機が全台アンロ
ード或いは停止している場合には、圧送圧力がターボ圧
縮機の制御圧力まで上昇してしまう。また、スクリュー
或いはレシプロ形圧縮機のロード、アンロード切換制御
からターボ圧縮機の定風圧制御に切換える条件が、スク
リュー或いはレシプロ形圧縮機が全台オンロードでかつ
圧力低下という条件になるため、若干の圧力低下を伴う
ことになる。さらに、これらの技術では、ターボ圧縮機
を定風圧制御としているため、負荷が減少した場合に
は、放風運転となり損失が生じる。
【０００９】本発明の第１の目的は、ターボ圧縮機と容
積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮機等とを組合
せた台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備及び工場空
気源で、レシーバータンクを大容量化せずにロード，ア
ンロード切換の回数を抑えることにある。本発明の第２
の目的は、ターボ圧縮機と容積圧縮機のスクリュー或い
はレシプロ圧縮機等の制御を干渉させずに、かつ容積圧
縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮機等が全台アンロ
ード或いは停止時の圧力上昇を抑えることにある。本発
明の第３の目的は、ターボ圧縮機の放風による損失が無
く効率良く、台数制御を行うことにある。本発明の第４
の目的は、容積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮
機等のロード、アンロード切換制御からターボ圧縮機の
定風圧制御への切換時の圧力低下を防止することにあ
る。
積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮機等とを組合
せた台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備及び工場空
気源で、レシーバータンクを大容量化せずにロード，ア
ンロード切換の回数を抑えることにある。本発明の第２
の目的は、ターボ圧縮機と容積圧縮機のスクリュー或い
はレシプロ圧縮機等の制御を干渉させずに、かつ容積圧
縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮機等が全台アンロ
ード或いは停止時の圧力上昇を抑えることにある。本発
明の第３の目的は、ターボ圧縮機の放風による損失が無
く効率良く、台数制御を行うことにある。本発明の第４
の目的は、容積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮
機等のロード、アンロード切換制御からターボ圧縮機の
定風圧制御への切換時の圧力低下を防止することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１及び第２の目的
は上限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、この制御圧力で運
転して定風圧制御を行うターボ圧縮機と、上下限制御圧
力Ｐ3、Ｐ1が設定され、この制御圧力の範囲でロードと
アンロードとのいずれか一方を選択しながらの運転とロ
ード、アンロード切換による運転とを随時組合せて運転
される容積圧縮機とを備え、ターボ圧縮機の上下限制御
圧力Ｐ4、Ｐ2と容積圧縮機の上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1と
をＰ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1としてなるターボ圧縮機と容積圧
縮機の組合せ台数制御方法により達成される（請求項
１）。
は上限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、この制御圧力で運
転して定風圧制御を行うターボ圧縮機と、上下限制御圧
力Ｐ3、Ｐ1が設定され、この制御圧力の範囲でロードと
アンロードとのいずれか一方を選択しながらの運転とロ
ード、アンロード切換による運転とを随時組合せて運転
される容積圧縮機とを備え、ターボ圧縮機の上下限制御
圧力Ｐ4、Ｐ2と容積圧縮機の上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1と
をＰ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1としてなるターボ圧縮機と容積圧
縮機の組合せ台数制御方法により達成される（請求項
１）。
【００１１】また、定風圧制御を行うターボ圧縮機と、
ロードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの
運転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合
せて運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アン
ロード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、作動
中のターボ圧縮機は予め定めた上下限制御圧力のもとで
運転させて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法により達成される（請求項２）。
ロードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの
運転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合
せて運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アン
ロード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、作動
中のターボ圧縮機は予め定めた上下限制御圧力のもとで
運転させて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法により達成される（請求項２）。
【００１２】また、上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定さ
れ、この制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行
うターボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4
＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の
範囲でロードとアンロードとのいずれか一方を選択しな
がらの運転とロード、アンロード切換による運転とを随
時組合せて運転される容積圧縮機とを備え、上記ロー
ド、アンロード切換による容積圧縮機の運転中にあって
は、作動中のターボ圧縮機は上記上限制御圧力Ｐ4のも
とで運転させるか、或はターボ圧縮機を強制的に全負荷
運転させて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法及び装置により達成される（請求
項３、４、請求項７、８）。
れ、この制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行
うターボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4
＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の
範囲でロードとアンロードとのいずれか一方を選択しな
がらの運転とロード、アンロード切換による運転とを随
時組合せて運転される容積圧縮機とを備え、上記ロー
ド、アンロード切換による容積圧縮機の運転中にあって
は、作動中のターボ圧縮機は上記上限制御圧力Ｐ4のも
とで運転させるか、或はターボ圧縮機を強制的に全負荷
運転させて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法及び装置により達成される（請求
項３、４、請求項７、８）。
【００１３】さらに、上記容積圧縮機が全台アンロード
運転中で且つ圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3よりも上昇し
た場合にはターボ圧縮機を下限制御圧力Ｐ2で運転する
ようにし、また上記ターボ圧縮機が全負荷運転中で且つ
圧送圧力が下限制御圧力Ｐ2よりも低下した場合には容
積圧縮機をロード運転し且つターボ圧縮機を上限制御圧
力Ｐ4で運転するようにしたターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法及び装置により達成される（請求
項５、６、請求項９）。
運転中で且つ圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3よりも上昇し
た場合にはターボ圧縮機を下限制御圧力Ｐ2で運転する
ようにし、また上記ターボ圧縮機が全負荷運転中で且つ
圧送圧力が下限制御圧力Ｐ2よりも低下した場合には容
積圧縮機をロード運転し且つターボ圧縮機を上限制御圧
力Ｐ4で運転するようにしたターボ圧縮機と容積圧縮機
の組合せ台数制御方法及び装置により達成される（請求
項５、６、請求項９）。
【００１４】上記容積圧縮機は、スクリュー圧縮機また
はレシプロ圧縮機である（請求項３、４、請求項１０、
１１）。上記容積圧縮機としてレシプロ圧縮機を用いた
台数制御装置では、レシプロ圧縮機の脈動がターボ圧縮
機に伝わらないようターボ圧縮機とレシプロ圧縮機の吐
出配管の間にレシーバータンクを設置してもよい（請求
項１２）。
はレシプロ圧縮機である（請求項３、４、請求項１０、
１１）。上記容積圧縮機としてレシプロ圧縮機を用いた
台数制御装置では、レシプロ圧縮機の脈動がターボ圧縮
機に伝わらないようターボ圧縮機とレシプロ圧縮機の吐
出配管の間にレシーバータンクを設置してもよい（請求
項１２）。
【００１５】上記第３の目的は、上記ターボ圧縮機と容
積圧縮機の組合せ台数制御装置において、ターボ圧縮機
の負荷が減少しターボ圧縮機の吸込絞り弁が絞られて、
サージングに入らない下限開度に達した場合に、ターボ
圧縮機をアンロードさせ、ターボ圧縮機の放風による損
失を防止することにより達成される（請求項１３）。
積圧縮機の組合せ台数制御装置において、ターボ圧縮機
の負荷が減少しターボ圧縮機の吸込絞り弁が絞られて、
サージングに入らない下限開度に達した場合に、ターボ
圧縮機をアンロードさせ、ターボ圧縮機の放風による損
失を防止することにより達成される（請求項１３）。
【００１６】上記第４の目的は、上記ターボ圧縮機と容
積圧縮機の台数制御装置において、容積圧縮機の負荷率
がターボ圧縮機のサージング風量を超える負荷に達っし
た場合に、ターボ圧縮機を起動或いはオンロードさせて
ターボ圧縮機の定風圧制御に切換えると共に、容積圧縮
機をアンロードすることにより、容積圧縮機のロード、
アンロード切換制御からターボ圧縮機の定風圧制御への
切換時の圧力低下を防止することにより達成される（請
求項１４）。
積圧縮機の台数制御装置において、容積圧縮機の負荷率
がターボ圧縮機のサージング風量を超える負荷に達っし
た場合に、ターボ圧縮機を起動或いはオンロードさせて
ターボ圧縮機の定風圧制御に切換えると共に、容積圧縮
機をアンロードすることにより、容積圧縮機のロード、
アンロード切換制御からターボ圧縮機の定風圧制御への
切換時の圧力低下を防止することにより達成される（請
求項１４）。
【００１７】上記ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台
数制御装置を用いた圧縮機設備及び工場空気源が得られ
る（請求項１５、１６）。
数制御装置を用いた圧縮機設備及び工場空気源が得られ
る（請求項１５、１６）。
【００１８】
【作用】本発明では、ターボ圧縮機と容積圧縮機のスク
リュー或いはレシプロ圧縮機とを組合せた台数制御方法
及び装置において、ターボ圧縮機を負荷変動に対して、
圧縮機吸込側の気体の供給量を調節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
を防止するための放風弁とを、圧送時には吸込絞り弁を
全開、放風弁を全閉とし、圧送しない時には吸込絞り弁
を全閉、放風弁を全開とし、圧送時間と圧送しない時間
の割合を変化させることによりレシーバータンク内の圧
力を一定に制御するロード、アンロード切換制御ではな
く、ターボ圧縮機の吐出圧力を検出し吸入絞り弁及び放
風弁の開度を変化させることにより吐出圧力を上限、下
限制御圧力Ｐ4、Ｐ2で一定に制御する定風圧制御として
いるので、ロード（オンロード）、アンロードの繰り返
し荷重による歯車の疲労破壊や吸収絞り弁や放風弁の開
閉繰り返しによる摺動部の摩擦による作動不良の心配が
無く、また、レシーバータンクの容量を容積圧縮機のス
クリューやレシプロ圧縮機のロード、アンロード繰り返
し頻度に応じて決定できるので、ターボ圧縮機のロー
ド、アンロード繰り返し頻度まで考慮する必要がなく、
レシーバータンク容量を制御することができる。この
際、ターボ圧縮機の上限、下限制御圧力を容積圧縮機の
スクリュー或いはレシプロ圧縮機の上限、下限制御圧力
Ｐ3、Ｐ1より高めておく（Ｐ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1）ことに
より、ターボ圧縮機の制御と容積圧縮機のスクリュー或
いはレシプロ圧縮機の制御の干渉（ハンチング）を防止
できる（請求項１〜４、請求項７、８）。
リュー或いはレシプロ圧縮機とを組合せた台数制御方法
及び装置において、ターボ圧縮機を負荷変動に対して、
圧縮機吸込側の気体の供給量を調節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
を防止するための放風弁とを、圧送時には吸込絞り弁を
全開、放風弁を全閉とし、圧送しない時には吸込絞り弁
を全閉、放風弁を全開とし、圧送時間と圧送しない時間
の割合を変化させることによりレシーバータンク内の圧
力を一定に制御するロード、アンロード切換制御ではな
く、ターボ圧縮機の吐出圧力を検出し吸入絞り弁及び放
風弁の開度を変化させることにより吐出圧力を上限、下
限制御圧力Ｐ4、Ｐ2で一定に制御する定風圧制御として
いるので、ロード（オンロード）、アンロードの繰り返
し荷重による歯車の疲労破壊や吸収絞り弁や放風弁の開
閉繰り返しによる摺動部の摩擦による作動不良の心配が
無く、また、レシーバータンクの容量を容積圧縮機のス
クリューやレシプロ圧縮機のロード、アンロード繰り返
し頻度に応じて決定できるので、ターボ圧縮機のロー
ド、アンロード繰り返し頻度まで考慮する必要がなく、
レシーバータンク容量を制御することができる。この
際、ターボ圧縮機の上限、下限制御圧力を容積圧縮機の
スクリュー或いはレシプロ圧縮機の上限、下限制御圧力
Ｐ3、Ｐ1より高めておく（Ｐ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1）ことに
より、ターボ圧縮機の制御と容積圧縮機のスクリュー或
いはレシプロ圧縮機の制御の干渉（ハンチング）を防止
できる（請求項１〜４、請求項７、８）。
【００１９】また、負荷変動が容積圧縮機のスクリュー
或いはレシプロ圧縮機のロード、アンロード切換制御に
より追従可能な間は、ターボ圧縮機の制御圧力をスクリ
ュー或いはレシプロ圧縮機の制御圧力より高い設定（Ｐ
4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1）とし、容積圧縮機のスクリュー或い
はレシプロ圧縮機が全台アンロードでも圧送圧力が上昇
してしまう場合にはターボ圧縮機の制御圧力を下げる
（Ｐ2）ことにより、容積圧縮機のスクリュー或いはレ
シプロ圧縮機の制御中には、ターボ圧縮機の制御圧力を
高めてある（Ｐ4）かまたは強制的にターボ圧縮機を全
負荷運転するので、ターボ圧縮機と容積圧縮機のスクリ
ュー或いはレシプロ圧縮機の制御が干渉することが無
く、さらに容積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮
機が全台アンロードし、かつ圧送圧力が上昇する場合に
はターボ圧縮機の制御圧力を下げる（Ｐ2）ので圧送圧
力を上昇させずに一定圧力を保持することができる（請
求項５〜１１）。
或いはレシプロ圧縮機のロード、アンロード切換制御に
より追従可能な間は、ターボ圧縮機の制御圧力をスクリ
ュー或いはレシプロ圧縮機の制御圧力より高い設定（Ｐ
4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1）とし、容積圧縮機のスクリュー或い
はレシプロ圧縮機が全台アンロードでも圧送圧力が上昇
してしまう場合にはターボ圧縮機の制御圧力を下げる
（Ｐ2）ことにより、容積圧縮機のスクリュー或いはレ
シプロ圧縮機の制御中には、ターボ圧縮機の制御圧力を
高めてある（Ｐ4）かまたは強制的にターボ圧縮機を全
負荷運転するので、ターボ圧縮機と容積圧縮機のスクリ
ュー或いはレシプロ圧縮機の制御が干渉することが無
く、さらに容積圧縮機のスクリュー或いはレシプロ圧縮
機が全台アンロードし、かつ圧送圧力が上昇する場合に
はターボ圧縮機の制御圧力を下げる（Ｐ2）ので圧送圧
力を上昇させずに一定圧力を保持することができる（請
求項５〜１１）。
【００２０】さらに、容積圧縮機のレシプロ圧縮機を用
いた台数制御装置では、ターボ圧縮機とレシプロ圧縮機
の吐出配管の間にレシーバータンクを設置することによ
りレシプロ圧縮機の脈動がターボ圧縮機に伝わらないよ
うにすることができる（請求項１２）。
いた台数制御装置では、ターボ圧縮機とレシプロ圧縮機
の吐出配管の間にレシーバータンクを設置することによ
りレシプロ圧縮機の脈動がターボ圧縮機に伝わらないよ
うにすることができる（請求項１２）。
【００２１】さらに本発明では、負荷が減少しターボ圧
縮機の吸収絞り弁が絞られてサージングに入らない下限
開度に達したときには、該ターボ圧縮機をアンロードさ
せるので、ターボ圧縮機の放風による損失もない（請求
項１３）。
縮機の吸収絞り弁が絞られてサージングに入らない下限
開度に達したときには、該ターボ圧縮機をアンロードさ
せるので、ターボ圧縮機の放風による損失もない（請求
項１３）。
【００２２】また、容積圧縮機のスクリューあるいはレ
シプロ圧縮機が全台オンロードし、負荷率が１００％と
なり圧送圧力が低下する前に、負荷率がターボ圧縮機の
サージング風量を超える負荷に達したら、ターボ圧縮機
を起動或はオンロードさせ、ターボ圧縮機の定風圧制御
に切換え、容積圧縮機のスクリュー或はレシプロ圧縮機
をアンロードするので、圧送圧力が低下することはない
（請求項１４）。
シプロ圧縮機が全台オンロードし、負荷率が１００％と
なり圧送圧力が低下する前に、負荷率がターボ圧縮機の
サージング風量を超える負荷に達したら、ターボ圧縮機
を起動或はオンロードさせ、ターボ圧縮機の定風圧制御
に切換え、容積圧縮機のスクリュー或はレシプロ圧縮機
をアンロードするので、圧送圧力が低下することはない
（請求項１４）。
【００２３】上記ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台
数制御装置を用いた一般産業用の圧縮機設備及び工場空
気源等により様々な負荷変動に応じて効率良く圧縮機を
稼動させ、且つ各圧縮機の制御を干渉させずに圧力一定
制御の圧縮空気を提供できる（請求項１５、１６）。
数制御装置を用いた一般産業用の圧縮機設備及び工場空
気源等により様々な負荷変動に応じて効率良く圧縮機を
稼動させ、且つ各圧縮機の制御を干渉させずに圧力一定
制御の圧縮空気を提供できる（請求項１５、１６）。
【００２４】
【実施例】以下本発明の実施例を図１から図３により説
明する。図１は本発明のターボ圧縮機と容積圧縮機の組
合せ台数制御方法及び装置を適用した圧縮機設備の一実
施例の構成図である。図２は図１の台数制御装置におけ
るターボ圧縮機の性能と制御圧力の関係を示した特性図
であり、図３は図１の台数制御装置において負荷の圧力
変動に応じて圧縮機を起動、停止およびロード、アンロ
ード（負荷、無負荷）させる場合の制御フロー図であ
る。
明する。図１は本発明のターボ圧縮機と容積圧縮機の組
合せ台数制御方法及び装置を適用した圧縮機設備の一実
施例の構成図である。図２は図１の台数制御装置におけ
るターボ圧縮機の性能と制御圧力の関係を示した特性図
であり、図３は図１の台数制御装置において負荷の圧力
変動に応じて圧縮機を起動、停止およびロード、アンロ
ード（負荷、無負荷）させる場合の制御フロー図であ
る。
【００２５】図１の実施例の圧縮機設備は、２台のター
ボ圧縮機１０，２０と、２台の容積圧縮機のスクリュー
圧縮機３０，４０とこれらの圧縮機より圧送される気体
を貯蔵するレシーバータンク２と、負荷への圧送圧力に
応じた圧縮機の台数制御を行う台数制御盤１とにより構
成される台数制御装置である。ターボ圧縮機１０，２０
は吸込絞り弁１３、２３を介して吸込んだ大気を圧縮機
本体１４，２４により圧縮して吐出し圧送し、その圧送
圧力（吐出圧力）を圧力調節計１６，２６により検出
し、圧縮機の負荷が減少した場合には吸込絞り弁１３，
２３の開度を絞り圧送流量を減少させ、さらに負荷が減
少し吸込絞り弁１３，２３の開度がＬＬＲ（ローリミッ
トリレー）１２，２２により設定した下限開度となって
もなお負荷に対して圧送流量が多い場合には吸込絞り弁
１３，２３の開度を下限開度で維持しながら放風弁１
５，２５により必要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（吐出
圧力）を一定に制御する定風圧制御装置となっている。
また、台数制御盤１より機側盤１１，２１へアンロー
ド、オンロード（無負荷、負荷）切換指令を入力するこ
とにより、吸込絞り弁１３，２３を全閉とし、放風弁１
５，２５を全開として、その状態のアンロード運転と、
上述の制御状態（オンロード運転）との切換も可能であ
る。容積圧縮機のスクリュー圧縮機３０，４０は吸込絞
り弁３３、４３を介して吸込んだ大気を圧縮機本体３
４，４４により圧送し、レシーバータンク２の圧力を圧
力センサー３により検出し、負荷が減少して圧力が上昇
した場合には、吸込弁３１，４１を全閉とし放風弁３
５，４５を全開として圧送しない状態（アンロード（無
負荷））とし、逆に負荷増大して圧力が低下した場合に
は吸込弁３１，４１を全開とし放風弁３５，４５を全閉
として全量圧送する状態（オンロード（負荷））とし、
アンロードとオンロードの切換により負荷へ圧送すべき
レシーバータンク２の圧力を一定に制御する装置となっ
ている。本装置の、ターボ圧縮機１０、２０の設定圧力
（吐出圧力）の上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2と容積圧縮機の
スクリュー圧縮機の３０、４０の設定圧力（吐出圧力）
の上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1とはＰ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1とし
ている。
ボ圧縮機１０，２０と、２台の容積圧縮機のスクリュー
圧縮機３０，４０とこれらの圧縮機より圧送される気体
を貯蔵するレシーバータンク２と、負荷への圧送圧力に
応じた圧縮機の台数制御を行う台数制御盤１とにより構
成される台数制御装置である。ターボ圧縮機１０，２０
は吸込絞り弁１３、２３を介して吸込んだ大気を圧縮機
本体１４，２４により圧縮して吐出し圧送し、その圧送
圧力（吐出圧力）を圧力調節計１６，２６により検出
し、圧縮機の負荷が減少した場合には吸込絞り弁１３，
２３の開度を絞り圧送流量を減少させ、さらに負荷が減
少し吸込絞り弁１３，２３の開度がＬＬＲ（ローリミッ
トリレー）１２，２２により設定した下限開度となって
もなお負荷に対して圧送流量が多い場合には吸込絞り弁
１３，２３の開度を下限開度で維持しながら放風弁１
５，２５により必要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（吐出
圧力）を一定に制御する定風圧制御装置となっている。
また、台数制御盤１より機側盤１１，２１へアンロー
ド、オンロード（無負荷、負荷）切換指令を入力するこ
とにより、吸込絞り弁１３，２３を全閉とし、放風弁１
５，２５を全開として、その状態のアンロード運転と、
上述の制御状態（オンロード運転）との切換も可能であ
る。容積圧縮機のスクリュー圧縮機３０，４０は吸込絞
り弁３３、４３を介して吸込んだ大気を圧縮機本体３
４，４４により圧送し、レシーバータンク２の圧力を圧
力センサー３により検出し、負荷が減少して圧力が上昇
した場合には、吸込弁３１，４１を全閉とし放風弁３
５，４５を全開として圧送しない状態（アンロード（無
負荷））とし、逆に負荷増大して圧力が低下した場合に
は吸込弁３１，４１を全開とし放風弁３５，４５を全閉
として全量圧送する状態（オンロード（負荷））とし、
アンロードとオンロードの切換により負荷へ圧送すべき
レシーバータンク２の圧力を一定に制御する装置となっ
ている。本装置の、ターボ圧縮機１０、２０の設定圧力
（吐出圧力）の上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2と容積圧縮機の
スクリュー圧縮機の３０、４０の設定圧力（吐出圧力）
の上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1とはＰ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1とし
ている。
【００２６】本台数制御装置で、ターボ圧縮機１０，２
０及びスクリュー圧縮機３０，４０から圧送された気体
はレシーバータンク２に貯蔵され、そのタンク内圧を圧
力センサ３により検出して、台数制御盤１に入力する。
台数制御盤１では、圧力センサ３により検出された圧力
に応じ、負荷への圧送に要する圧縮機の台数を選定し、
各圧縮機の機側盤１１，２１，３１，４１に対しロー
ド、アンロード指令或いは、起動、停止指令を出力し、
この指令により各圧縮機がロード、アンロード或いは起
動、停止する。また、台数制御盤１は、設定圧力Ｐ3、
Ｐ1の範囲で、ロード、アンロードとのいずれか一方を
選択しながらの運転と、ロード、アンロード切換による
運転とを随時組合せて運転されるスクリュー圧縮機３
０，４０が、ロード、アンロード切換制御を行っている
間は、設定圧力Ｐ4、Ｐ2の２値のいずれかで随時運転さ
れるターボ圧縮機１０，２０の制御と干渉（ハンチン
グ）しないよう、ターボ圧縮機の圧力調節計１６，２６
の設定圧力の上限制御圧力Ｐ4をスクリュー圧縮機のロ
ード、アンロード切換制御圧力の上限制御圧力Ｐ3より
高め（Ｐ4＞Ｐ3）、逆にスクリュー圧縮機全台アンロー
ド或いは停止している場合には、圧送圧力が上昇しない
ようターボ圧縮機の圧力調節計１６，２６の設定圧力の
下限制御圧力Ｐ2を下げる（Ｐ3＞Ｐ2）ターボ圧縮機の
制御圧力切換指令も出力可能である。この結果、圧縮機
設備としては常に必要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ととも
に、ターボ圧縮機とスクリュー圧縮機の制御が干渉する
ことなく、圧力一定に制御することが可能となる。さら
に、レシーバータンク２の容量は下式により与えられ
る。 Ｖ≧ｑ・(１−ｑ)・Ｗ・Ｒ・Ｔ．・ｔ／△Ｐ Ｖ：レシーバタンク容量（kg/cm3） △Ｐ：圧力変動（kg/cm2G) ｑ：負荷率（圧縮機容量に対する使用量の比） Ｗ：圧縮機容量（kg/s) Ｒ：ガス定数（kgm/kg°Ｋ） Ｔ：空気温度（°Ｋ） ｔ：ロード，アンロード切換１回当りのサイクルタイム
（sec) このため、本装置では、ターボ圧縮機は定風圧制御であ
るので、レシーバータンク容量はスクリュー圧縮機容量
を考慮すれば良いので、上式中の（圧縮機容量）Ｗが小
さくなり、レシーバータンク容量Ｖを小さくすることも
できる。
０及びスクリュー圧縮機３０，４０から圧送された気体
はレシーバータンク２に貯蔵され、そのタンク内圧を圧
力センサ３により検出して、台数制御盤１に入力する。
台数制御盤１では、圧力センサ３により検出された圧力
に応じ、負荷への圧送に要する圧縮機の台数を選定し、
各圧縮機の機側盤１１，２１，３１，４１に対しロー
ド、アンロード指令或いは、起動、停止指令を出力し、
この指令により各圧縮機がロード、アンロード或いは起
動、停止する。また、台数制御盤１は、設定圧力Ｐ3、
Ｐ1の範囲で、ロード、アンロードとのいずれか一方を
選択しながらの運転と、ロード、アンロード切換による
運転とを随時組合せて運転されるスクリュー圧縮機３
０，４０が、ロード、アンロード切換制御を行っている
間は、設定圧力Ｐ4、Ｐ2の２値のいずれかで随時運転さ
れるターボ圧縮機１０，２０の制御と干渉（ハンチン
グ）しないよう、ターボ圧縮機の圧力調節計１６，２６
の設定圧力の上限制御圧力Ｐ4をスクリュー圧縮機のロ
ード、アンロード切換制御圧力の上限制御圧力Ｐ3より
高め（Ｐ4＞Ｐ3）、逆にスクリュー圧縮機全台アンロー
ド或いは停止している場合には、圧送圧力が上昇しない
ようターボ圧縮機の圧力調節計１６，２６の設定圧力の
下限制御圧力Ｐ2を下げる（Ｐ3＞Ｐ2）ターボ圧縮機の
制御圧力切換指令も出力可能である。この結果、圧縮機
設備としては常に必要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ととも
に、ターボ圧縮機とスクリュー圧縮機の制御が干渉する
ことなく、圧力一定に制御することが可能となる。さら
に、レシーバータンク２の容量は下式により与えられ
る。 Ｖ≧ｑ・(１−ｑ)・Ｗ・Ｒ・Ｔ．・ｔ／△Ｐ Ｖ：レシーバタンク容量（kg/cm3） △Ｐ：圧力変動（kg/cm2G) ｑ：負荷率（圧縮機容量に対する使用量の比） Ｗ：圧縮機容量（kg/s) Ｒ：ガス定数（kgm/kg°Ｋ） Ｔ：空気温度（°Ｋ） ｔ：ロード，アンロード切換１回当りのサイクルタイム
（sec) このため、本装置では、ターボ圧縮機は定風圧制御であ
るので、レシーバータンク容量はスクリュー圧縮機容量
を考慮すれば良いので、上式中の（圧縮機容量）Ｗが小
さくなり、レシーバータンク容量Ｖを小さくすることも
できる。
【００２７】図１の実施例におけるターボ圧縮機の性能
と制御圧力の関係を示した特性図が図２であり、負荷圧
力変動に応じて圧縮機を起動、停止およびロード、アン
ロード（負荷、無負荷）させる場合の制御フロー図が図
３である。図２はターボ圧縮機１０、２０の吐出風量と
吐出圧力の関係において、サージ、非サージ領域間のブ
ローオフライン、ターボ圧縮機吸込絞り弁全開時性能、
ターボ圧縮機吸込絞り弁下限開度時性能、上記吐出圧力
設定値Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4等を示している図３に示すよ
うに、まずスクリュー圧縮機１台目が起動しオンロード
運転するとしレシーバタンク２内に圧縮空気が貯蔵され
た圧送圧力が上昇する。負荷空気使用量がスクリユー圧
縮機１台分以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3
まで上昇したらアンロードさせ、下限制御圧力Ｐ1まで
低下したらオンロードさせることにより制御中心圧力
（ターボ圧縮機の下限制御圧力）Ｐ2付近で圧力を一定
に制御する。空気の使用量がスクリュー圧縮機１台分を
超えるとスクリュー圧縮機がオンロードしても圧力が上
昇しないので、次にスクリュー圧縮機２台目を起動す
る。前記と同様空気の使用量がスクリュー圧縮機２台目
以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3まで上昇し
たらアンロードさせ、下限制御圧力Ｐ1まで低下したら
アンロードさせることにより制御中心圧力Ｐ2付近で圧
力を一定に制御する。空気の使用量がスクリュー圧縮機
２台分を超えるとスクリュー圧縮機がオンロードしても
圧力が上昇しないので、次にターボ圧縮機１台目を起動
する。この際、圧送流量が不足するため、圧送圧力が一
時的に、下限制御圧力Ｐ1より低下することになるが、
ターボ圧縮機の起動条件をスクリュー圧縮機或いはレシ
プロ圧縮機の負荷率がターボ圧縮機のサージング風量を
超えるていることを条件とすることにより、この圧力低
下を防止することも可能である。空気の使用量がターボ
圧縮機１台分以上でターボ圧縮機１台とスクリュー圧縮
機２台分の和以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ
3まで上昇したらスクリュー圧縮機をアンロード、下限
制御圧力Ｐ1まで低下したらオンロードさせることによ
り制御中心圧力Ｐ2付近で圧力を一定に制御する。この
際ターボ圧縮機の定風圧制御の設定圧力がスクリュー圧
縮機の上限制御圧力Ｐ3以下だとターボ圧縮機とスクリ
ュー圧縮機の制御が干渉するためターボ圧縮機の制御圧
力は上限制御圧力Ｐ4に上げておく。空気の使用量がタ
ーボ圧縮機１台とスクリュー圧縮機２台分の和を超える
とスクリュー圧縮機がオンロードしても圧力が上昇しな
いので、次にターボ圧縮機２台目を起動する。空気の使
用量がターボ圧縮機２台以上で、ターボ圧縮機２台とス
クリュー圧縮機２台以下のときには、圧送圧力が上限制
御圧力Ｐ3まで上昇したらスクリュー圧縮機をアンロー
ドし、下限制御圧力Ｐ1まで低下したらオンロードさせ
ることにより制御中心圧力Ｐ2付近で圧力を一定に制御
する。この際、前述と同様ターボ圧縮機とスクリュー圧
縮機の制御が干渉しないようターボ圧縮機の定風圧制御
の設定圧力を上限制御圧力Ｐ4まで上げておく。空気の
使用量がターボ圧縮機２台分以下となるとスクリュー圧
縮機２台をアンロードしても圧力が上昇するので、ター
ボ圧縮機の定風圧制御の設定圧力を下限制御圧力Ｐ2ま
で下げる。これにより圧力は制御中心圧力（ターボ圧縮
機の下限制御圧力）Ｐ2付近で一定に制御する。また、
この際、ターボ圧縮機が吸込絞り弁全開且つ放風弁全閉
の全負荷運転中で、且つ圧送圧力が下限制御圧力Ｐ1以
下に低下したら、容積圧縮機をロード運転すると共に、
ターボ圧縮機を上限制御圧力Ｐ4まであげる。これによ
りターボ圧縮機と容積圧縮機の制御の干渉をなくし、且
つ圧送圧力一定制御を可能にしている。空気の使用量が
さらに減少し、ターボの吸込絞り弁が下限開度となって
もおな圧送流量が多過ぎると圧力が上昇するのでターボ
圧縮機１台を停止させるか或いはアンロードさせ、スク
リュー圧縮機をオンロードさせる。空気の使用量がター
ボ圧縮機１台とスクリュー圧縮機２台分の和以下のとき
は、前述と同様スクリュー圧縮機がオンロード、アンロ
ードすることにより圧力は制御中心圧力Ｐ2付近で制御
される。この際ターボ圧縮機の制御圧力は上限制御圧力
Ｐ4に切換わる。空気の使用量がターボ圧縮機１台分以
下となるとスクリュー圧縮機２台をアンロードしても圧
力が上昇するので、ターボ圧縮機の定風圧制御にする。
空気の使用量がさらに減少しターボ圧縮機の吸込絞り弁
が下限開度となってもなお圧送流量が多過ぎると圧力が
上昇するので残りのターボ圧縮機１台を停止させるか或
いはアンロードさせスクリュー圧縮機をオンロードさせ
る。
と制御圧力の関係を示した特性図が図２であり、負荷圧
力変動に応じて圧縮機を起動、停止およびロード、アン
ロード（負荷、無負荷）させる場合の制御フロー図が図
３である。図２はターボ圧縮機１０、２０の吐出風量と
吐出圧力の関係において、サージ、非サージ領域間のブ
ローオフライン、ターボ圧縮機吸込絞り弁全開時性能、
ターボ圧縮機吸込絞り弁下限開度時性能、上記吐出圧力
設定値Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4等を示している図３に示すよ
うに、まずスクリュー圧縮機１台目が起動しオンロード
運転するとしレシーバタンク２内に圧縮空気が貯蔵され
た圧送圧力が上昇する。負荷空気使用量がスクリユー圧
縮機１台分以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3
まで上昇したらアンロードさせ、下限制御圧力Ｐ1まで
低下したらオンロードさせることにより制御中心圧力
（ターボ圧縮機の下限制御圧力）Ｐ2付近で圧力を一定
に制御する。空気の使用量がスクリュー圧縮機１台分を
超えるとスクリュー圧縮機がオンロードしても圧力が上
昇しないので、次にスクリュー圧縮機２台目を起動す
る。前記と同様空気の使用量がスクリュー圧縮機２台目
以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ3まで上昇し
たらアンロードさせ、下限制御圧力Ｐ1まで低下したら
アンロードさせることにより制御中心圧力Ｐ2付近で圧
力を一定に制御する。空気の使用量がスクリュー圧縮機
２台分を超えるとスクリュー圧縮機がオンロードしても
圧力が上昇しないので、次にターボ圧縮機１台目を起動
する。この際、圧送流量が不足するため、圧送圧力が一
時的に、下限制御圧力Ｐ1より低下することになるが、
ターボ圧縮機の起動条件をスクリュー圧縮機或いはレシ
プロ圧縮機の負荷率がターボ圧縮機のサージング風量を
超えるていることを条件とすることにより、この圧力低
下を防止することも可能である。空気の使用量がターボ
圧縮機１台分以上でターボ圧縮機１台とスクリュー圧縮
機２台分の和以下のときには圧送圧力が上限制御圧力Ｐ
3まで上昇したらスクリュー圧縮機をアンロード、下限
制御圧力Ｐ1まで低下したらオンロードさせることによ
り制御中心圧力Ｐ2付近で圧力を一定に制御する。この
際ターボ圧縮機の定風圧制御の設定圧力がスクリュー圧
縮機の上限制御圧力Ｐ3以下だとターボ圧縮機とスクリ
ュー圧縮機の制御が干渉するためターボ圧縮機の制御圧
力は上限制御圧力Ｐ4に上げておく。空気の使用量がタ
ーボ圧縮機１台とスクリュー圧縮機２台分の和を超える
とスクリュー圧縮機がオンロードしても圧力が上昇しな
いので、次にターボ圧縮機２台目を起動する。空気の使
用量がターボ圧縮機２台以上で、ターボ圧縮機２台とス
クリュー圧縮機２台以下のときには、圧送圧力が上限制
御圧力Ｐ3まで上昇したらスクリュー圧縮機をアンロー
ドし、下限制御圧力Ｐ1まで低下したらオンロードさせ
ることにより制御中心圧力Ｐ2付近で圧力を一定に制御
する。この際、前述と同様ターボ圧縮機とスクリュー圧
縮機の制御が干渉しないようターボ圧縮機の定風圧制御
の設定圧力を上限制御圧力Ｐ4まで上げておく。空気の
使用量がターボ圧縮機２台分以下となるとスクリュー圧
縮機２台をアンロードしても圧力が上昇するので、ター
ボ圧縮機の定風圧制御の設定圧力を下限制御圧力Ｐ2ま
で下げる。これにより圧力は制御中心圧力（ターボ圧縮
機の下限制御圧力）Ｐ2付近で一定に制御する。また、
この際、ターボ圧縮機が吸込絞り弁全開且つ放風弁全閉
の全負荷運転中で、且つ圧送圧力が下限制御圧力Ｐ1以
下に低下したら、容積圧縮機をロード運転すると共に、
ターボ圧縮機を上限制御圧力Ｐ4まであげる。これによ
りターボ圧縮機と容積圧縮機の制御の干渉をなくし、且
つ圧送圧力一定制御を可能にしている。空気の使用量が
さらに減少し、ターボの吸込絞り弁が下限開度となって
もおな圧送流量が多過ぎると圧力が上昇するのでターボ
圧縮機１台を停止させるか或いはアンロードさせ、スク
リュー圧縮機をオンロードさせる。空気の使用量がター
ボ圧縮機１台とスクリュー圧縮機２台分の和以下のとき
は、前述と同様スクリュー圧縮機がオンロード、アンロ
ードすることにより圧力は制御中心圧力Ｐ2付近で制御
される。この際ターボ圧縮機の制御圧力は上限制御圧力
Ｐ4に切換わる。空気の使用量がターボ圧縮機１台分以
下となるとスクリュー圧縮機２台をアンロードしても圧
力が上昇するので、ターボ圧縮機の定風圧制御にする。
空気の使用量がさらに減少しターボ圧縮機の吸込絞り弁
が下限開度となってもなお圧送流量が多過ぎると圧力が
上昇するので残りのターボ圧縮機１台を停止させるか或
いはアンロードさせスクリュー圧縮機をオンロードさせ
る。
【００２８】なお、上記台数制御装置において、スクリ
ュー圧縮機のロード、アンロード（負荷−無負荷）切換
制御中にターボ圧縮機の制御圧力を高くする代わりに、
強制的にターボ圧縮機の全負荷運転を行うことにより、
ターボ圧縮機とスクリュー圧縮機の制御の干渉（ハンチ
ング）を防止することができる。また上記台数制御装置
において、容積圧縮機はスクリュー圧縮機またはレシプ
ロ圧縮機等であってよく、スクリュー圧縮機の代わりに
レシプロ圧縮機を用いた台数制御装置では、レシプロ圧
縮機の脈動がターボ圧縮機に伝わらないようターボ圧縮
機とレシプロ圧縮機の吐出配管の間にレシーバータンク
を設置した装置としてもよい。またターボ圧縮機は起
動、停止運転としているが、オンロード、アンロード運
転としてもよい。上記台数制御装置を用いて該台数制御
装置により圧送された気体を使用する一般産業の圧縮機
設備及び工場空気源或は各種プラントを構成することが
でき、様々な負荷変動に応じて効率良く圧縮機を稼動さ
せ、且つ各圧縮機の制御を干渉させずに圧力一定制御を
行うことができる。
ュー圧縮機のロード、アンロード（負荷−無負荷）切換
制御中にターボ圧縮機の制御圧力を高くする代わりに、
強制的にターボ圧縮機の全負荷運転を行うことにより、
ターボ圧縮機とスクリュー圧縮機の制御の干渉（ハンチ
ング）を防止することができる。また上記台数制御装置
において、容積圧縮機はスクリュー圧縮機またはレシプ
ロ圧縮機等であってよく、スクリュー圧縮機の代わりに
レシプロ圧縮機を用いた台数制御装置では、レシプロ圧
縮機の脈動がターボ圧縮機に伝わらないようターボ圧縮
機とレシプロ圧縮機の吐出配管の間にレシーバータンク
を設置した装置としてもよい。またターボ圧縮機は起
動、停止運転としているが、オンロード、アンロード運
転としてもよい。上記台数制御装置を用いて該台数制御
装置により圧送された気体を使用する一般産業の圧縮機
設備及び工場空気源或は各種プラントを構成することが
でき、様々な負荷変動に応じて効率良く圧縮機を稼動さ
せ、且つ各圧縮機の制御を干渉させずに圧力一定制御を
行うことができる。
【００２９】以上のように、本台数制御方法及び装置並
びに圧縮機設備及び工場空気源では、ターボ圧縮機とス
クリューの制御を干渉させることなく圧力はほぼ一定に
制御でき、かつターボ圧縮機の放風による損失も無い効
率の良い台数制御が可能となる。また、レシーバータン
クの容量を抑えることができる。
びに圧縮機設備及び工場空気源では、ターボ圧縮機とス
クリューの制御を干渉させることなく圧力はほぼ一定に
制御でき、かつターボ圧縮機の放風による損失も無い効
率の良い台数制御が可能となる。また、レシーバータン
クの容量を抑えることができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、ターボ圧縮機と容積圧
縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備及
び工場空気源において、負荷への圧送圧力を検出し、容
積圧縮機の運転状態に応じてターボ圧縮機の制御圧力を
一定に制御する新機能が実現できる。また、ターボ圧縮
機の放風による損失が無いので、設備のランニングコス
トを低減でき、且つターボ圧縮機を定風圧制御としてい
るので、レシーバータンクを小形化でき、構造が簡略化
され経済性が向上する。さらに、ターボ圧縮機を定風圧
制御としているので、ロード、アンロードの切換回数を
抑制でき、負荷変動による歯車等回転体の疲労破壊を防
止できるため、性能と効率が向上する等の効果がある。
縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備及
び工場空気源において、負荷への圧送圧力を検出し、容
積圧縮機の運転状態に応じてターボ圧縮機の制御圧力を
一定に制御する新機能が実現できる。また、ターボ圧縮
機の放風による損失が無いので、設備のランニングコス
トを低減でき、且つターボ圧縮機を定風圧制御としてい
るので、レシーバータンクを小形化でき、構造が簡略化
され経済性が向上する。さらに、ターボ圧縮機を定風圧
制御としているので、ロード、アンロードの切換回数を
抑制でき、負荷変動による歯車等回転体の疲労破壊を防
止できるため、性能と効率が向上する等の効果がある。
【図１】本発明の台数制御装置を適用とした圧縮機設備
の一実施例の構成図である。
の一実施例の構成図である。
【図２】図１の台数制御装置におけるターボ圧縮機の性
能と制御圧力の関係の特性図である。
能と制御圧力の関係の特性図である。
【図３】図１の台数制御装置において圧力変動に応じて
圧縮機を起動、停止及びロード、アンロードさせる場合
の制御フロー図である。
圧縮機を起動、停止及びロード、アンロードさせる場合
の制御フロー図である。
１ 台数制御盤 ２ レシーバータンク ３ 圧力センサ １０、２０ ターボ圧縮機 ３０、４０ スクリュー圧縮機 １２、２２ ＬＬＲ １３、２３、３３、４３ 吸込絞り弁 １１、２１、３６、４１ 機側盤 １４、２４、３４、４４ 圧縮機本体 １５、２５、３５、４５ 放風弁 １６、２６ 圧力調節弁 １７、２７、３７、４７ 逆止弁
Claims (16)
- 【請求項１】 上限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、この
制御圧力で運転して定風圧制御を行うターボ圧縮機と、
上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1が設定され、この制御圧力の範
囲でロードとアンロードとのいずれか一方を選択しなが
らの運転とロード、アンロード切換による運転とを随時
組合せて運転される容積圧縮機とを備え、ターボ圧縮機
の上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2と容積圧縮機の上下限制御圧
力Ｐ3、Ｐ1とをＰ4＞Ｐ3＞Ｐ2＞Ｐ1としてなるターボ圧
縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法。 - 【請求項２】 定風圧制御を行うターボ圧縮機と、ロー
ドとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの運転
とロード、アンロード切換による運転とを随時組合せて
運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アンロー
ド切換による容積圧縮機の運転中にあっては、作動中の
ターボ圧縮機は予め定めた上限制御圧力のもとで運転さ
せて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機の組合
せ台数制御方法。 - 【請求項３】 上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、こ
の制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行うター
ボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4＞Ｐ3＞
Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の範囲でロ
ードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの運
転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合せ
て運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アンロ
ード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、作動中
のターボ圧縮機は上記上限制御圧力Ｐ4のもとで運転さ
せて干渉防止をはかるターボ圧縮機と容積圧縮機の組合
せ台数制御方法。 - 【請求項４】 上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、こ
の制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行うター
ボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4＞Ｐ3＞
Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の範囲でロ
ードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの運
転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合せ
て運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アンロ
ード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、ターボ
圧縮機を強制的に全負荷運転させて干渉防止をはかるタ
ーボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
のターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法にお
いて、容積圧縮機が全台アンロード運転中で且つ圧送圧
力が上限制御圧力Ｐ3よりも上昇した場合にはターボ圧
縮機を下限制御圧力Ｐ2で運転するようにしたターボ圧
縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のター
ボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法において、
ターボ圧縮機が全負荷運転中で且つ圧送圧力が下限制御
圧力Ｐ2よりも低下した場合には容積圧縮機をロード運
転し且つターボ圧縮機を上限制御圧力Ｐ4で運転するよ
うにしたターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方
法。 - 【請求項７】 上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、こ
の制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行うター
ボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4＞Ｐ3＞
Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の範囲でロ
ードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの運
転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合せ
て運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アンロ
ード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、作動中
のターボ圧縮機は上記上限制御圧力Ｐ4のもとで運転さ
せる制御手段を有するターボ圧縮機と容積圧縮機の組合
せ台数制御装置。 - 【請求項８】 上下限制御圧力Ｐ4、Ｐ2が設定され、こ
の制御圧力による２値で運転して定風圧制御を行うター
ボ圧縮機と、上下限制御圧力Ｐ3、Ｐ1（但しＰ4＞Ｐ3＞
Ｐ2＞Ｐ1の関係）が設定され、この制御圧力の範囲でロ
ードとアンロードとのいずれか一方を選択しながらの運
転とロード、アンロード切換による運転とを随時組合せ
て運転される容積圧縮機とを備え、上記ロード、アンロ
ード切換による容積圧縮機の運転中にあっては、ターボ
圧縮機を強制的に全負荷運転させる制御手段を有するタ
ーボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項９】 請求項７または８記載のターボ圧縮機と
容積圧縮機の組合せ台数制御装置において、容積圧縮機
が全台アンロード運転中で且つ圧送圧力が上下限制御圧
力Ｐ3よりも上昇し場合にはターボ圧縮機を下限制御圧
力Ｐ2で運転する制御手段と、ターボ圧縮機が全負荷運
転中で且つ圧送圧力が下限制御圧力Ｐ2よりも低下した
場合には容積圧縮機をロード運転し且つターボ圧縮機を
上限制御圧力Ｐ4で運転する制御手段とを有するターボ
圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項１０】 容積圧縮機はスクリュー圧縮機である
請求項７から請求項９のいずれかに記載のターボ圧縮機
と容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項１１】 容積圧縮機はレシプロ圧縮機である請
求項７から請求項９のいずれかに記載のターボ圧縮機と
容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項１２】 ターボ圧縮機とレシプロ圧縮機の吐出
配管の間にレシーバータンクを設置した請求項１１記載
のターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項１３】 ターボ圧縮機の負荷が減少しターボ圧
縮機の吸込絞り弁が絞られてサージングに入らない下限
開度に達した場合に、該ターボ圧縮機をアンロードさせ
る制御手段を有する請求項７から請求項１２のいずれか
に記載のターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装
置。 - 【請求項１４】 容積圧縮機の負荷率がターボ圧縮機の
サージング風量を超える負荷に達した場合に、ターボ圧
縮機を起動或はオンロードさせてターボ圧縮機の定風圧
制御に切換ると共に、容積圧縮機をアンロードする制御
手段を有する請求項７から請求項１３のいずれかに記載
のターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装置。 - 【請求項１５】 請求項７から請求項１４のいずれかに
記載のターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御装置
を用いた圧縮機設備。 - 【請求項１６】 請求項７から請求項１４のいずれかに
記載のターボ圧縮機と台数制御装置により圧送された気
体を使用する工場空気源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121365A JPH07332248A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備空気源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6121365A JPH07332248A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備空気源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332248A true JPH07332248A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14809448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6121365A Pending JPH07332248A (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | ターボ圧縮機と容積圧縮機の組合せ台数制御方法及び装置並びに圧縮機設備空気源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332248A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023818A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Hitachi Industries Co Ltd | 圧縮機システム |
| JP2012062893A (ja) * | 2011-10-17 | 2012-03-29 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 圧縮機システム |
| CN104179707A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-03 | 上海英格索兰压缩机有限公司 | 空气压缩系统的控制方法及系统 |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP6121365A patent/JPH07332248A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023818A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Hitachi Industries Co Ltd | 圧縮機システム |
| JP2012062893A (ja) * | 2011-10-17 | 2012-03-29 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 圧縮機システム |
| CN104179707A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-03 | 上海英格索兰压缩机有限公司 | 空气压缩系统的控制方法及系统 |
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