JPS58142199A - 可逆熱交換器の温度制御方法 - Google Patents

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】 本発明は可逆熱交換器の温度制御方法に係り、特に可逆
熱交換器における温度バランス全保持するに好適な可逆
熱交換器の温度制御方法に関する。

従来より可逆熱交換器は、例えば空気分離装置における
原料空気を冷却する装置として利用されている、このよ
うに空気分離装置ｔｔには可逆熱交換器が利用されてい
るが、これを利用する理由は、被熱交換流体としての原
料空気を冷却する過程において該５Ｊ逆熱交換器の熱交
換通路内に水分及び炭酸ガスが析出ｌ帝積することにな
り、このｉｔ放装しておくと被熱交換流体としての原料
空気の冷却効率が悪化し、あるいは冷却不能となる不都
合があつだからである。したがって、このような可逆熱
交換器は、熱交換路に流す流体を一定時間毎に被熱交換
流体としての原料空気から熱交換流体としての分離ガス
に、あるいは熱交換流体としての分離ガスから被熱交換
流体としての原料空気にというように切り換えて、一定
時間被熱交換流体としての原料空気を冷却したことによ
って析出滞積した前記水分及び炭酸ガスを熱交換路を流
れる熱交換流体としての分離ガス中に昇華させるように
したものである。つ１す、空気分離装置では、該可逆熱
交換器を少なくとも１台設け、一方の可逆熱交換器全被
熱交換流体としての原料空気の冷却用として使用すると
共に、他方の可逆熱交換器に熱交換流体としての分離ガ
スを流し、当該熱交換流体としての分離ガス中に原料空
気冷却過程において析出した水分及び炭酸ガスを昇華さ
せるようにしたものである。

第１図は、可逆熱交換器が用いられる空気分離装置の概
略構成を示す系統図である。図において、原料空気１０
０は、空気取入塔２及びフィルタ４を介して空気圧縮機
６に取り込まれ、圧縮機６で圧縮されて水洗塔８に供給
されるようになっている。この圧ｍ’ｒｌｉ６で圧縮源
れた原料空気１０２°は、水洗塔８で冷却及び洗滌され
て切換弁１０を介して可逆熱交換器１２に供給されるよ
うになっている。前記可逆熱交換器１２は、少なくとも
二台設けられており、一方のり逆熱交換器に符号１２Ａ
？付し、他方のｏＪ逆熱交換器に符号１２Ｂ’に付して
、これら熱交換器１２Ａまたは１２’Ｂをそれぞれ交互
に被熱交換流体としての原料空気１０２の冷却に使用す
るようにしたものである。また、ｔｌ＋ｉ逆熱交侯器１
２Ａ及び１２Ｂには、切換弁１０Ａ及び１０．Ｂが設け
られると共に、図示符号方向にのみ流体を流す逆止弁１
４Ａ及び１４Ｂが設けられている。前記切換弁１０Ａま
たはＩＯＢは、三方向の接続部ケ有し、その共通接続部
を可逆熱交換器１２Ａまたは１２Ｂに接続し、一方の接
続部を水洗塔８からの圧縮原料空気１０１の取入口とし
、他方全熱交換流体の一部としての窒素ガスの放出口１
６とするように接続されている。そして、例えば、一方
の可逆熱交換器１２Ａを原料空気１０２の冷却に使用し
ている場合は、他方の可逆熱交換器１２Ｂに、精留塔１
８において分離された熱交換流体としての窒素ガス１１
０を過冷却器２０、液化器２２及び逆止弁１４ＢＴｈ介
して供給し、かつ可逆熱交換器１２Ｂ内に原料空気１０
２の冷却時に析出した水分や炭酸ガスを前記ガス１１０
中に昇華されて切換弁１０Ｂ’ｒ介して放出口１６から
放出できるようになっている。もちろん、可逆熱交換器
１２Ｂｆｆｉ原料空気１０２の冷却に使用した場合は、
可逆熱交換器１２Ａには、精留塔１８で分離された窒素
ガス１１０金過冷却器２０、液化器２２及び逆止弁１４
Ａを介して供給し、かつｉＪ逆熱交換器１２Ａ内に原料
空気１０２の冷却時に析出した水分や炭酸ガスを前記分
離ガス１１０中に昇華させて切換弁１０Ａを介して放出
口１６から放出できるようになっている。なお、製品窒
素ガスの系統については説明を省略する。

次に、該可逆熱交換器１２Ａ及び１２Ｂには、他の熱交
換路１２　Ａ　Ｉｏ及び１２Ｂｔｏが設けられており、
これら熱交換路１２Ａ＋ｏ及び１２Ｂ１゜には、精留塔
１８から取り出した熱交換流体の一部と（〜ての分離酸
″＄、１２０が副凝縮器２４及びアセチレン除去器２６
１ｒ介して供給されるように構成さ第１ている。この分
ｌＩＩ酸素ガス１２０け、前記可逆熱交換器１２Ａ及び
１２Ｂにおいて、熱交換したる後に製品酸素１２２と【
〜て製品酸素調節弁４４Ａ及び４４Ｂを介して取り出さ
れるように構成されている。

また、前記可逆熱交換器１２Ａまたは１２Ｂにおいて冷
却された原料空気１０４は、精留塔１８における下塔１
８Ａの底部に供給されるようになっている。この精留塔
１８における下塔１８Ａの底部には、原料空気１０４が
液化し液体空気１０６として存在し、この液体空気１０
６７に過冷却器２０及び弁２８を介して精留塔１８の上
塔１８Ｂの中間部付近に供給できるように配管されてい
る。

また、精留塔１８からの液化窒素１１２け、副凝縮器２
４及び弁３０全介して上塔１８Ｂの頂部に供給できるよ
うに配管されている。

さらに、精留塔１８の下塔１８Ａから気化した原料空気
１０８を調節弁３２１に介して膨張タービン３４の吸込
側に供給すると共に、前記原料空気１０８を可逆熱交換
器１２Ａまたは１２Ｔ（の他の熱交換路を通して傅た再
熱被熱交換流体、っまシ再熱空気ｆｆ１Ｍ節弁３６を介
して前記膨張タービン３４の吸込側に供給するようにし
、かつその吐出側を精留塔１８の上塔１８Ｂに供給でき
るようになっている。

なお、符号３８は窒素蒸発塔であわ、この窒素蒸発塔３
８は水洗塔８からの水１３（ｌ冷却すると共に、窒素を
大気中に放出する装置であり、４０は前記水１３０を循
環させる水ポンプであり、４２け水槽である。

上述のように構成された空気分離装置の動作を以下に間
単に説明する。

まず、空気分離装置の原理を説明すると、空気は２１％
の酸素ガスと７９％の窒素ガスの混合物であって、これ
全冷却すると圧力により液化温度は異なるが大気圧では
一１９３Ｃで液化し液体空気となる。すなわち酸素と窒
素の混合液になるが、酸素の沸点−１８３Ｃ，窒素の沸
点−１９５，８ｔ：’と差があるので、この差を利用し
て多孔板精留塔で分離する装置である。

このような原理を利用して空気を分離するものであり、
実際の動作は、第１図に基づいて説明すると、原料にな
る空気１００をフィルタ４で除じんしタノち、空気圧縮
機６で４．８〜５．　ＯＦ＝ｙ／ｃｍ２Ｇまで圧縮し、
水洗冷却塔８で冷却して原料空気１０２として、可逆熱
交換器１２Ａまたは１２Ｂ−″□” に供給する。供給された原料空気１０２を可逆熱交換器
１２Ａまたは１２Ｂで冷却して液体空気にして精留塔１
８に供給する。精留塔１８で分離された低温の酸素ガス
１２０．♀素ガス１１０を常温まで空気１０２と可逆熱
交換器１２Ａ捷たけ１２Ｂで熱交換させて升冷回収をし
て熱損失全防ぐ。分離ガスは薄部になって取り出される
。空気中の水分、炭酸ガス（ｆ−可逆熱交換器１２Ａま
たは１２Ｂで物理的性質を利用することによシ捕ヤくし
、装置を内に滞積するのを防ぐと共に捕そくした水分、
炭酸ガスを分離ガス１１０中に昇華させて放出する。ま
た、膨張タービン３４は、分離ガスの低温機器への外部
より熱侵入、可逆熱交換器での空気１０２と分離ガス１
１０及び１２０の温端における温度差による熱損失を寒
冷発生して補償し、プラントの熱平衡を保つものである
。

さらに、ｃ！ｗ塔１８では原料空気１０４として精留塔
１８に送り込まれた液体空気の酸素と窒素の沸点差を利
用して、目皿状の精密皿上で凝縮、蒸発全何段も組合わ
せて酸素と窒素に分離している。精留塔１８け復式精留
塔を１史用しており上塔１８Ｂ、下塔１８ＡＶＣ別れて
いて、圧力による沸点の変化を利用して下塔１８Ａの窒
業凝縮器と上塔１８Ｂの酸素蒸発器を組合わせたもので
ある。

液体空気１０６は下塔１８Ａで４０％付近の液体空気と
９９％程度の９素に精留して分離され、上塔１８Ｂに供
給されて９６〜９９％程度の窒素ガスと９５〜９９．８
％の純酸素液に精留分離される。

この液体酸素は副凝縮器２４で熱交換して酸素ガス１２
０となり、分離窒素ガス１１０と共に可逆熱交換器１２
で熱交換して常温付近まで熱回収されて取り出される。

上述のように可逆熱交換器は動作するものであるが、こ
のときに、可逆熱交換器１２に流す流体全一定時間毎に
原料空気１０２あるいけ窒素ガス１１０にと入れ替える
制御をしている。これは、前述した如く、可逆熱交換器
１２における原料空気１０２の冷却過程にて、析出する
水分および炭酸ガスを分離ガス１１０中に昇華させ除去
するため、可逆熱交換器１２の中間温度を制御している
のである。この中間温度制御は、手動操作、またけ可逆
熱交換器１２の各ブロックの再熱空気出口温度の平均値
を目標値として再熱空気量の制御を（９） している。前者の操作は熟練を要し、後者の場合各再熱
空気温度の平均値を目標値としているため目標値が変化
し、また再熱空気を操作量としているため、各ブロック
間の相互干渉が生じヤすいという欠点があり、これはり
逆熱交換器の温度バランスの保持に悪影響金与えるとい
う不都合がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、安
定な中間温間の制御を行なって、可逆熱交換器の温度バ
ランスを保持し得る可逆熱交換器の温度制御方法を提供
するにある。

本発明は、上記目的を達成するため、可逆熱交換器を複
数のブロックに分類し、これらの内の一つ全基準ブロッ
クとし、この基準ブロックの可逆熱交換器からの再熱被
熱交換流体温度と各ブロックの再熱被熱交換流体温度と
の温度差に応じて各ブロックの熱交換流体の一部として
の酸素流量を制御し、かつ各ブロックの再熱空気出口温
度の平均値を一定とするため再熱被熱交換流体縮流′ｌ
ｆを制御するものである。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明（１０） するが、その前に本発明の原理を簡単に説明する。

空気から分離ガスに切り換えたとき、分離ガスによυ昇
華し、大気に放出させている。この過程には、熱交換器
内の空気と分離ガスとの温度差を、炭酸ガスの昇華に必
要な温度差以下に保持することが必要であり、このため
に可逆熱交換器の各ブロックに再熱空気回路が設けられ
ており、この出ロ温度全−足に制御することにより、前
記した温度差全規定値以下に保持している。これはつま
り、可逆熱変換器の温度バランス全保持することになり
、空気分離装置の安定運転のための大きな要素とな杭 を示すと共に、縦軸は温度変イヒを示すものである。

第５図に示すように温度変化は、前記した１丁逆熱交換
器１２内の分離ガス１１０と原料空気１０２の熱交換通
路の周期的切換操作（第３図）に起因（２）再熱空気主
管温度制御系 再熱空気主管の温度、すなわち平均温度’ｔ　一定とす
る制御系。

（１）項の操作量は、製品酸素であり、（２１項の操作
量は再熱空気量のため、操作量に関する相互干渉は発生
せず、また（１）項の制御目的は、可逆熱交換器内の温
度バランスの保持であり、再熱空気出口温度、すなわち
中間温度の目標値への制御は（２）項によるものとして
安定性を向上させている。

以下、具体例を図面を参照しながら説明する。

第２図は可逆熱交換器を含む具体的接続関係を示す系統
図であり、第１図と同一構成要素には同一符号を付して
説明金する。第２図において、可？８開幅５８−１４２
１９９　（６） 切換弁１０Ｂ、の切換３０秒前及び前回の酸素調節弁４
４Ｂ、の操作（制御）から、切換弁切換周期Ｔの２倍の
時間を仔過したことを条件（ステップ３０１及び３０２
）として、測温抵抗体４６Ｂ。

１６　％　ＣＩ）−Ｃ：　ａり　９　、合フロンク間Ｔ
Ｌ　、Ｅ、−い−（−７Ｊ％６１ＭＩＶ（。

示す切換周期Ｔのずれによる一定の位相差ケ持っている
。そこで、第９図に示すようなフローチャートにより制
御するものである。

すなわち、第９図は、本発明に係る実施例の制御方法全
説明するために示すフローチャートである。この図に示
すフローチャートに基づいて、第２図、第４図及び第６
図に示すブロック図を参照しながら、第３ブロツク（可
逆熱交換器１２１ｈ及びこれらに付属する装首類を含む
）を例とした温度バランス制御の詳細を説明する。ただ
し、前述したように基準ブロックは選択スイッチ４８に
より、第１ブロツク（抵抗測温体４６Ａ、からの検出信
号）が設定されているものとする。

可逆熱交換器１２Ｂ、からの再熱空気出口の空気温度は
、第９図に示すフローチャートの如く、（１９） （記憶回路７０から取り出す信号）と今回演算した温度
差（減算器６４からの信号）の偏差（変化）（ステップ
３０５で求めた）は、減算器７２において演算されるこ
とにより得られ、その変化が目標値に対し発散する方向
（ステップ３１１，３１２゜３１３及び３１４）であれ
ば、フイードフオワ−にて検出しくステップ３０６）、
温度変換部６０にて信号変換しＰＩ演算部６２の測定値
入力とする（ステップ３０４及び３０５）。

また、基準ブロックの再熱空気出口の空気温度も前述同
様の条件（ステップ３０６及び３０７）で、測温抵抗体
１２Ａ、にて検出しくステップ３０８）、スイッチ４８
で選択して基準信号２００として温度変換部６６に供給
する。この信号変換部６６は、前記基準信号２００を信
号変換し、ＰＩ演算部６２の設定値入力とする（ステッ
プ３０９及び３１０）。

基準ブロックと第３ブロツクとの再熱空気出口の温度差
は、信号変換部６６と６０からの信号を前記のサンプリ
ング周期で減算器６４にて演算することによって得られ
、その演算結果を記憶回路７０に記憶させる。そして、
前回演算した温度差（２０） 号変換部６０からの信号変化は、前記したように一定の
位相差を有するため、第８図の如く同期化した上で、一
定のサンプリング周期でＰＩ演算部６２にて演算し、こ
の演算結果を加算器７６を介して関数発生部６８に供給
し、この関数発生部６８は、製品酸素調節弁４４Ｂ、の
特性を補正し吸込側に供給できるようになっている。前
記各可逆熱交換器１２Ａ、、、１２Ａｂ　、１２Ｂ、及
び１２Ｂ−の再熱空気熱交換器の出口側には、温度検出
器としての測温抵抗体４６Ａ−、４６ｋｂ　。

４６Ｂ、及び４６Ｂｂが設けられており、その検出出力
スイッチ４８の各固定接点４８ＳＡ−，４８ＳＡ１１゜
４８　Ｓａ−及び４８８ｍｂ　　にそれぞれ供給するよ
うに接続すると共に、各温度制御装置５０Ａ、、５０Ａ
ｂ。

５０Ｂ、及び５０Ｂｂにもそれぞれ供給できるように接
続されている。各温度制御装置５０Ａ、。

５０Ａｂ、５０Ｂ、及び５０Ｂｂの他の入力端は、スイ
ッチ４８で選択された温度検出器からの信号を基準信号
２００として供給されるようにスイッチ４８の固定接点
４８Ｃに接続されている。さらに、温度制御装置ｆ５２
は、再熱空気１０８Ａの温度を測定検出する温度検出器
５４からの検出信号と所定の平均温度基準指令５６つ偏
差に応じて、該調節弁３２及び３６を開閉礒御して再熱
空気総流量を調節するように構成されている。上記各温
度制御装置５０は、切換弁１０の切換後所定の条（１５
） 件となったときに、温度検出器としての抵抗測温体４６
からの信号と基準信号２００とを取り込んで偏差全域り
、その偏差に応じて製品酸素調節弁４４全比例積分制御
あるいけフィードフォワード制御ができるように構成さ
れている。また、温度制御装［５２け、基準信号５６と
温度検出器としての抵抗測温体４６からの検出信号と全
取り込み、七の偏差に応じて該調節弁３２及び３６を開
閉制御するように構成されている。

温度バランス制御系は上述のように構成きれている。ま
た、第６図は、上記制御系における温度制御装置１５０
の具体的構成例を第４図における第３ブロツク（Ｂブロ
ックの添字ａに相当）ｔＫ基づいて説明するために示す
ブロック図である。

第６図において、温度変換部６０け、抵抗測温体４６Ｂ
１で検出した可逆熱交換器１２Ｂ１の再熱空気出口にお
ける空気温ＩＪＩ、所定の時間が経過したこと全条件に
取り込み、所定の温度変換をしてＰｉ演Ｎ、部６２及び
減算器６４に供給するように構成されている。−また、
前記ＰＩ演算部６２（１６） に変換信号を供給する温度変換器６６は、基準ブロック
（これは、スイッチ４８が選択されたブロックであり、
この場合、可逆熱交換器１２Ａ、、　　”抵抗測温体４
６Ａ、’ｒ含む第１ブロック金称す。）の抵抗測温体４
６で検出した再熱空気出口における空気温度を、基準信
号２００として所定の時間が経過したこと全条件として
取り込み、所定の温度変換にＰＩ演算部６２及び減算器
６４に変換信号を供給できるように構成されている。

また、この実施例は、基準ブロックと自ブロックの再熱
空気出口の温度変化が、前記したように一定の位相差を
有するため、第８図の如く同期化した上で、一定のサン
プリング周期でＰＩ演算部６２にて演算し関数発生部６
８にて、製品酸素調節弁４４Ｂ、の特性を補正した上で
製品酸素調節弁４４Ｂ、’を制御するように構成されて
いる。

一方基準ブロックと第３ブロツクとの再熱空気出口の温
度差は、前記のサンプリング周期で減算器６４にて演算
され、その演算結果を記憶回路７０に記憶させるようＶ
Ｃ構成されている。記憶回（１７） 路７０に記憶されている前回演算した温度差と今回演算
した温度差とは演算器７２に取り込まれ、この演算器７
２けその変化が目標値に対し発散する方向であれば、フ
ィードフォワード演算部７４にて、変化量に比例した信
号が出力されるようになっている。このフィードフォワ
ード演算部７４の出力信号は、加算器３１に供給され、
Ｐ■演算部６２からの出力信号に加重され、簡易なフィ
ードフォワード制御が行なわれるようになっている。

なお、ここで基準ブロックの製品酸素調節弁に対する操
作量は一定値を保持させておくものとする。

上述のように第３ブロツクを例にとって説明したが、上
記構成は第１．第２及び第４ブロツクとも存在する。

上述のように構成された制御系の動作を以下に説明する
。

第５図は、再熱空気出口の温度、すなわち温度検出器と
しての抵抗測温体４６で測定できる温度変化の一例を示
す特性図であり、その横軸は時間（１８） を示すと共に、縦軸は温度変化會示すものである。

第５図に示すように温度変化け、前記した可逆熱交換器
１２内の分離ガス１１０と原料空気１０２の熱交換通路
の周期的切換操作（第３図）Ｋ起因するものであり、各
ブロック間において第３図に示す切換周期Ｔのずれによ
る一定の位相差を持つている。そこで、第９図に示すよ
う々フローチャートにより制御するものである。

すなわち、第９図は、本発明に係る実施例の制御方法を
説明するために示すフローチャートである。この図に示
すフローチャートに基づいて、第２図、第４図及び第６
図に示すブロック図を谷間しながら、第３ブロツク（可
逆熱交換器１２１へ及びこれらに付属する装置類金倉む
）２に例とした温度バランス制御の詳細を説明する。た
だし、前述したように基準ブロックは選択スイッチ４８
により、第１ブロツク（抵抗測温体４６Ａ、からのＩＩ
、、、’、１１ 検出信号）が設定されているものとする。

可逆熱交換器１２Ｂ１からの再熱空気出口の空気温度は
、第９図に示すフローチャートの如く、（１９） 切換弁１０Ｂ、の切換３０秒前及び前回の酸素調節弁４
４Ｂ、の操作（制御）から、切換弁切換周期Ｔの２倍の
時間を経過したことを条件（ステップ３０１及び３０２
）として、測温抵抗体４６Ｂ。

にて検出しくステップ３０６）、温度変換部６０にて信
号変換（〜ＰＩ演算部６２の測定値入力とする（ステッ
プ３０４及び３０５）。

また、基準ブロックの再熱空気出口の空気温度も前述同
様の条件（ステップ３０６及び３０７）で、測温抵抗体
１２Ａ、にて検出しくステップ３０８）、スイッチ４８
で選択して基準信号２００として温度変換部６６に供給
する。この信号変換部６６は、前記基準信号２００を信
号変換し、ＰＩ演″Ｘ部６２の設定値入力とする（ステ
ップ３０９及び３１０）。

基準ブロックと第３ブロツクとの再熱空気出口の温度差
は、信号変換部６６と６０からの信号を前記のサンプリ
ング周期で減算器６４にて演算することによって得られ
、その演算結果を記憶回路７０に記憶させる。そして、
前回演算した温度差（２０） （記憶回路７０から取り出す信号）と今回演算した温度
差（減算器６４からの信号）の偏差（変化）（ステップ
３０５で求めた）は、減算器７２において演算されるこ
とにより得られ、その変化が目標値に対し発散する方向
（ステップ３１１，３１２゜３１３及び３１４）であれ
ば、フィードフォワード演算部７４にて変化量に比例し
た信号が出力される。前記ＰＩ演算部６２の出力信号に
は、フィードフォワード（１’ｉ’Ｆ’）演算部７４か
らの出力信号があるときに、その出力信号が加算器７６
において加算され、フィードフォワード制御が行なわれ
る（ステップ３１４，３１７，３１８及び３１９）。

一方、前記温度差の偏差（ステップ３０５で求めたもの
）が、目標値に対し収束する方向（ステップ３１１，３
１２，３１３及び３１５）であれば、前記ＰＩ制御部６
２で演算し、その出力信号によってＰＩ制御が行なわれ
る（ステップ３１５゜３１７．３１８及び３１９）。

もちろん、基準ブロックと自ブロックの再熱空気出口の
温度変化すなわち信号変換部６６及び信（２１） 号変換部６０からの信号変化は、前記したように一定の
位相差を有するため、第８図の如く同期化した上で、一
定のサンプリング周期でＰＩ演算部６２にて演算し、こ
の演算結果を加算器７６を介して関数発生部６８に供給
し、この関数発生部６８は、製品酸素調節弁４４Ｂ、の
特性を補正した上で製品酸素調節弁４４Ｂ、’を制御す
るようにしである（ステップ３１５，３１７，３１８゜
３１９が相当する）。

なお、ステップ３０５，３１０及び３１７は、制御ブロ
ックへの選択でオンとなる。また、ステップ３１１にお
いて、偏差値が規定値以内であれば、再度演算を行なわ
せる必要がなく、前回の操作−ｔｉ使用すればよいので
、この場合はステップ３１６．３１７．３１８及び３１
９という流れで制御されることにある。

次にフィードフォワード演算部７４の演算に関して第７
図の特性図により詳細に説明する。第７図における横軸
は時間を示し、縦軸は温度を示したものである。この図
において、Ｔ１〜Ｔ６は、（２２） 前記した各ブロック間の周期的な温度変化の位相差を同
期化し、同一条件のもとてブロック間の温殿が比較でき
るよう処理されたサンプリング周期を示す。また、７０
１け自ブロック（第３ブロツク）の温度、７０２は基準
ブロックの温度、７０３及び７０４け基準ブロックの温
度に対する上限及び下限の許容温度差で、この範囲に入
る温度差の場合には、フィードフォワード制御は行なわ
ない（ステップ３１５参照）。１２〜１３間のような所
定の大きさの正の温度変化の勾配の場合に、フィードフ
ォワード演算が行なわれる。もちろん、所定の大きさの
負の勾配の場合も同様にフィードフォワード演算が行な
われる。

次に第８図に基づいて基準ブロックと自ブロックの再熱
空気出口温度変化の同期化について説明する。第８図は
温度変化に対する位相差同期化に関する説明図であり、
横軸に時間、縦軸に各部のレベルが示されている。８０
１は可逆熱交換器の切換指令信号、８０２における’ｐ
ａ　ｉｄ可逆熱交換器の切換時間を示す。８１２乃至８
１５け各プロ（２３） ツクの再熱空気出口温度の変化を示し、可逆熱交換器の
各ブロックの切換直前３０秒前の安定時間帯８０３乃至
８０６におけるＴａにおいて温度全測定、平滑し、温度
制御時間帯８０７乃至８１０のＴａにおいて基準ブロッ
ク温度のホールド値８１１（ステップ３０９）（基準ブ
ロックを第１ブロツクに設定した場合）との温度差（ス
テップ３０５）等の演算が行なわれる。

すなわち、第３ブロツクを例にとれば、第３ブロツクの
温度変化８１４と基準ブロック（第１ブロツク）の温度
変化８１２が同一条件となる時間％８０３と８０５のＴ
ａにおいて温度測定し、第３ブロツクの制御時間帯８０
９のＴ、において、第１ブロツクの温度のホールド値と
の間で温度差等の演算が行なわれ、第３ブロツクの制御
信号となる。

このように本実施例に係る制御方法は、周期的温度変化
を伴うと共に各ブロック間において操作量を含めた各種
の条件により相互干渉しヤすい可逆熱交換器の温度制御
に関して、基準ブロックを（２４） 設定することにより、その基準ブロックと透析すれたブ
ロックとの温度差制御を行なうと共に温度差の変化量、
勾配によるフィードフォワード制御を行ない、かつ操作
量として干渉の少ない製品酸素量をとることによって相
互干渉を排除するようにしたものである。加えて、この
実施例は各再熱空気出口温度の平均値を一定とするため
、再熱空気主管の空気ｉｔ操作量とする制御方法をとる
ことにより、操作量間の干渉も除いたものである。

以上述べたように本発明に係る温度制御方法によれば、
安定した可逆熱交換器の昌度制御が実現できると共に、
温度バランスを保持することができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は可逆熱交換器を含む空気分離装置の全体的概略
構成を示す系統図、第２図は本発明に係る実施例の温度
制御方法が適用される可逆熱交換器部分を示す系統図、
第３図は第２図の可逆熱交換器に附属する切換弁の切換
タイミングを示すタイミングチャート、第４図は本発明
に係る実施例（２５） の制御方法ｒ（用いられる制御系統を示す系統図、第５
図けｉ］逆熱交換器における温度変化を示す特性図、第
６図は本発明に係る実施例の制御方法の実施に用いられ
る温度制御装置の詳細構成を示すブロック図、第７図は
本発明に係る実施例に用いられるフィードフォワード演
算部の動作を説明するために示す特性図、第８図は本発
明に係る実施例における各部動作タイミングを示すタイ
ミングチャート、第９図は本発明に係る実施例の動作を
説明するために示すフローチャートである。 １０・・・切換弁、１２・・・可逆熱交換器、１４・・
・逆止弁、４４・・・製品酸素調節弁、４６・・・温度
検出器としての抵抗測温体、４８・・・スイッチ、５０
・・・温度制御装置、６０．６６・・・温度変換部、６
２・・・ＰＩ演算部、６４．７２・・・減算器、６８・
・・関数発生部、７０・・・記憶回路部、７４・・・フ
ィードフォワード、７６・・・加算器。 （２６） Ｙ　ぎ　図 第　７　図 第ｂ　図 δ１３　　ざｌ′！′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　複数のり逆熱交換益金熱交換流体と被熱交換流体
   と交互に流し、所定の温度に制御する。ｆ逆熱交換器の
   温度制御方法において、前記複数の可逆熱交換器のうち
   の一つを基準とし、この基準可逆熱交換器からの再熱被
   熱交換流体〆温度と他の可逆熱交換からの再熱被熱交換
   流体との温度差に応じて該熱交換流体の流量を制御する
   と共に、再熱被熱交換流体温度と所定平均温度基準との
   偏差に応じて前記再熱核熱交換流体平均温度が一定とな
   るように該再熱被熱交換流体流量を制＠Ｉすること全特
   徴とする可逆熱交換器の温度制御方法。