JPS6310317B2 - - Google Patents
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- JPS6310317B2 JPS6310317B2 JP54027542A JP2754279A JPS6310317B2 JP S6310317 B2 JPS6310317 B2 JP S6310317B2 JP 54027542 A JP54027542 A JP 54027542A JP 2754279 A JP2754279 A JP 2754279A JP S6310317 B2 JPS6310317 B2 JP S6310317B2
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- pressure
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は圧縮空気からN2を吸着して酸素を製
造する酸素製造装置に係り、特に圧縮空気源にタ
ーボ圧縮機を用い、そのターボ圧縮機の吐出圧が
設定圧以下になる場合、インレツトガイドベーン
の弁開度を調節して軸馬力を定格馬力以下に低下
させてなるターボ圧縮機を用いた酸素製造装置に
関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an oxygen production device that adsorbs N 2 from compressed air to produce oxygen, and in particular uses a turbo compressor as a compressed air source, and the turbo compression The present invention relates to an oxygen production apparatus using a turbo compressor that reduces the shaft horsepower to below the rated horsepower by adjusting the valve opening of the inlet guide vane when the discharge pressure of the machine becomes below the set pressure.
［従来の技術］
従来、酸素製造装置は、N2吸着塔からなり、
このN2吸着塔内に圧縮空気を供給し、吸着塔内
の吸着材にてN2を吸着して酸素を製造するよう
にしている。[Conventional technology] Conventionally, oxygen production equipment consists of an N 2 adsorption tower,
Compressed air is supplied into this N 2 adsorption tower, and the adsorbent in the adsorption tower adsorbs N 2 to produce oxygen.
［発明が解決しようとする問題点］
このN2吸着塔を２〜３塔並列接続し、その空
気供給源にターボ圧縮機を用い、吸着塔に順次空
気を供給する場合、吸着塔への空気供給の切換の
たびにその圧力が変化する。この場合ターボ圧縮
機は容積形圧縮機と異なつて過回転となり、所要
馬力が増大する問題がある。[Problems to be solved by the invention] When two or three of these N 2 adsorption towers are connected in parallel, a turbo compressor is used as the air supply source, and air is sequentially supplied to the adsorption towers, the air to the adsorption towers is The pressure changes each time the supply is switched. In this case, the turbo compressor, unlike a positive displacement compressor, has the problem of overspeeding and increasing the required horsepower.
本発明は、ターボ圧縮機からの圧縮空気をN2
吸着塔に供給するにおいて、そのターボ圧縮機の
所要馬力が増大するのを防止できるターボ圧縮機
を用いた酸素製造装置を提供することを目的とす
る。 The present invention converts compressed air from a turbo compressor into N2
It is an object of the present invention to provide an oxygen production apparatus using a turbo compressor that can prevent the required horsepower of the turbo compressor from increasing when supplying oxygen to an adsorption tower.
［問題点を解決するための手段及び作用］
本発明は、上記の目的を達成するためにターボ
圧縮機と、そのターボ圧縮機の吐出側の給送管に
複数並列に接続されたN2吸着塔と、その各N2吸
着塔の入口側に接続された切換弁と、上記ターボ
圧縮機の吸込側に接続されたインレツトガイドベ
ーンと、上記ターボ圧縮機の吐出圧力が設定圧よ
り降下したときインレツトガイドベーンの弁開度
を小さくなるよう制御する制御手段とを備えたも
ので、吐出圧力が設定圧より降下したときインレ
ツトガイドベーンの弁開度を小さくなるようにす
ることでターボ圧縮機の馬力を増大させることな
く、しかも能率的に酸素を製造できるようにした
ものである。[Means and effects for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a turbo compressor and a plurality of N 2 adsorption systems connected in parallel to a feed pipe on the discharge side of the turbo compressor. tower, a switching valve connected to the inlet side of each N2 adsorption tower, and an inlet guide vane connected to the suction side of the turbo compressor, and the discharge pressure of the turbo compressor drops below the set pressure. This system is equipped with a control means that controls the valve opening of the inlet guide vane to become smaller when the discharge pressure drops below the set pressure. This allows oxygen to be produced efficiently without increasing the horsepower of the compressor.
［実施例］
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適実
施例を説明する。[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の一実施例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
吸入フイルタ１を経てインレツトガイドベーン
２へ流入した空気は、ターボ圧縮機３で圧縮され
て吐出ガス給送管４を経てN2吸着塔５へ供給さ
れる。 Air flowing into the inlet guide vane 2 via the suction filter 1 is compressed by the turbo compressor 3 and is supplied to the N 2 adsorption tower 5 via the discharge gas feed pipe 4.
インレツトガイドベーン２は、後述するインレ
ツトガイドベーン制御装置１１により弁開度を全
開から全閉に開閉できるようになつている。 The valve opening of the inlet guide vane 2 can be changed from fully open to fully closed by an inlet guide vane control device 11, which will be described later.
N2吸着塔５は、給送管４に複数並列に接続さ
れたN2吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃからなり、その
各N2吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃの出入口に切換弁
５ai及び５ao乃至５ci及び５coが接続される。 The N 2 adsorption tower 5 consists of a plurality of N 2 adsorption towers 5a, 5b, and 5c connected in parallel to the feed pipe 4, and switching valves 5ai and 5ao are installed at the entrance and exit of each of the N 2 adsorption towers 5a, 5b, and 5c. 5ci and 5co are connected.
また給送管４にはターボ圧縮機３のサージング
を防止すべく放風弁１３が接続される。 Further, a blowoff valve 13 is connected to the feed pipe 4 in order to prevent surging of the turbo compressor 3.
この吸着塔５においては、切換弁５ai及び５ao
乃至５ci及び５coが順次切替えられるため、第２
図に示すようにターボ圧縮機３の吐出圧力が変化
する。 In this adsorption tower 5, switching valves 5ai and 5ao
Since 5ci to 5co are switched sequentially, the second
As shown in the figure, the discharge pressure of the turbo compressor 3 changes.
すなわち、吐出圧力が設定圧力である３Kg／cm2
Ｇに達したならば、例えば、開放中の切換弁５ai
が閉じられ、次の切換弁５biが開かれる。この切
換により吐出圧力は１Kg／cm2Ｇまで降下し、その
後再度圧力が高くなり、再び設定圧力に達したな
らば切換弁５biが閉じられ、次の切換弁５ciが開
かれ、以後同様に順次切替えられるようになつて
いる。 In other words, the discharge pressure is the set pressure of 3Kg/cm 2
If G is reached, for example, the switching valve 5ai that is open
is closed and the next switching valve 5bi is opened. Due to this switching, the discharge pressure drops to 1 Kg/cm 2 G, and then the pressure increases again. When the set pressure is reached again, the switching valve 5bi is closed, the next switching valve 5ci is opened, and so on. It is now possible to switch.
また各吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃにはN2吸着材
が充填されており、吸着塔５ａ，５ｂ，５ｃ内に
供給された空気からN2を吸着し、残りの酸素を
適宜出口側の切換弁５ao，５bo，５coから排出
するようになつている。 In addition, each adsorption tower 5a, 5b, 5c is filled with N 2 adsorbent, which adsorbs N 2 from the air supplied into the adsorption tower 5a, 5b, 5c, and transfers the remaining oxygen to the outlet side as appropriate. It is designed to be discharged from valves 5ao, 5bo, and 5co.
この吸着塔５において、ターボ圧縮機３の吐出
圧力が設定圧力（３Kg／cm2Ｇ）より降下した際に
吸入側のインレツトガイドベーン２の弁開度が小
さくなるように制御され、ターボ圧縮機３の所要
馬力が増大しないようにされる。 In this adsorption tower 5, when the discharge pressure of the turbo compressor 3 falls below the set pressure (3Kg/cm 2 G), the valve opening of the inlet guide vane 2 on the suction side is controlled to be small, and the turbo compression The required horsepower of machine 3 is prevented from increasing.
これを第３図により説明する。 This will be explained with reference to FIG.
第３図は吐出風量と吐出圧力及び軸馬力の関係
を示し、図において斜線領域はサージング領域を
示す。 FIG. 3 shows the relationship between discharge air volume, discharge pressure, and shaft horsepower, and the shaded area in the figure indicates the surging area.
今上述したようにターボ圧縮機３は、吐出圧力
が３Kg／cm2Ｇとなり、またその軸馬力は100％で
運転されているとすると、吐出側の圧力が急激に
降下した場合、吐出圧力は図中点線で示した全速
回転ラインａのように降下し、逆に風量は増大し
ていくが、その際の軸馬力は、点線で示したライ
ンｂのように軸馬力が100％越えてしまう。 As mentioned above, the turbo compressor 3 has a discharge pressure of 3 kg/cm 2 G, and assuming that its shaft horsepower is operating at 100%, if the pressure on the discharge side suddenly drops, the discharge pressure will decrease. As shown in the full speed rotation line a shown by the dotted line in the figure, the airflow rate decreases and conversely increases, but at that time the shaft horsepower exceeds 100% as shown in the dotted line b. .
本発明においては、ターボ圧縮機３の吐出側圧
力が降下した際に、インレツトガイドベーン２の
弁開度を小さくし、吸気側を絞ることで、図示の
実線ｃで示すように吐出風量をあまり増大するこ
となく、吐出圧力を下げ、同時に実線ｄで示すよ
うに軸馬力も100％以下となるようにするもので
ある。 In the present invention, when the pressure on the discharge side of the turbo compressor 3 decreases, the valve opening of the inlet guide vane 2 is reduced and the intake side is throttled, thereby increasing the discharge air volume as shown by the solid line c in the figure. The purpose is to reduce the discharge pressure without increasing it too much, and at the same time, reduce the shaft horsepower to 100% or less, as shown by the solid line d.
インレツトガイドベーン２の弁開度を小さくす
るには、例えば、吸着塔５の切換弁５ai〜５aiの
切換タイミングに合せて或いはターボ圧縮機３の
吐出圧力を検知し、その圧力降下でインレツトガ
イドベーン２を絞るようにする。 In order to reduce the valve opening degree of the inlet guide vane 2, for example, the inlet guide vane is adjusted in accordance with the switching timing of the switching valves 5ai to 5ai of the adsorption tower 5, or by detecting the discharge pressure of the turbo compressor 3, and using the resulting pressure drop. Squeeze guide vane 2.
第１図は、圧力を検出してインレツトガイドベ
ーン２を操作する制御手段１６を示している。こ
の制御手段１６をさらに詳しく説明すると、吐出
ガス給送管４には、それより分岐されて管６が接
続され、その管６にターボ圧縮機３の吐出圧力を
検出すると共にそれを電気信号等に変換する変換
器７が接続される。 FIG. 1 shows the control means 16 for detecting pressure and operating the inlet guide vane 2. As shown in FIG. To explain this control means 16 in more detail, a pipe 6 is connected to the discharge gas supply pipe 4 by branching off from it, and the discharge pressure of the turbo compressor 3 is detected and transmitted to the pipe 6 by electrical signals etc. A converter 7 is connected to the converter 7.
変換器７の出力は、吐出降下表示信号発生器８
と吐出圧力変化量表示信号発生手段１０に入力さ
れる。 The output of the converter 7 is connected to a discharge drop indication signal generator 8.
is input to the discharge pressure change amount display signal generating means 10.
吐出圧力降下表示信号発生器８には、設定圧力
値を入力する受端９からの信号が入力され、変換
器７からの出力と設定圧力値とを比較し、ターボ
圧縮機３の吐出圧力が、設定圧力値に達したと
き、その信号を吐出圧力変化量表示供給手段１２
に出力するようになつている。 The discharge pressure drop display signal generator 8 receives a signal from the receiving end 9 for inputting the set pressure value, compares the output from the converter 7 with the set pressure value, and determines the discharge pressure of the turbo compressor 3. , when the set pressure value is reached, the signal is sent to the discharge pressure change amount display supply means 12.
It is now output to .
吐出圧力変化量表示信号発生手段１０は、イン
レツトガイドベーン２の弁開度を決定するもの
で、常時圧力変化の偏差を吐出圧力変化量表示供
給手段１２に出力するもので、第２図で説明した
ように吐出圧力が高いときは、インレツトガイド
ベーン２の弁開度が小さくなるよう、圧力が低い
ときには弁開度が大きくなるよう出力する。 The discharge pressure change amount display signal generating means 10 determines the valve opening degree of the inlet guide vane 2, and constantly outputs the deviation of the pressure change to the discharge pressure change amount display supply means 12, as shown in FIG. As explained above, when the discharge pressure is high, the valve opening of the inlet guide vane 2 is output to be small, and when the pressure is low, the valve opening is output to be large.
吐出圧力変化量表示供給手段１２は、吐出圧降
下表示信号発生器８からの信号が入力されたとき
吐出圧力変化量表示信号発生手段１０の出力をイ
レツトガイドベーン制御装置１１に出力するよう
になつている。 The discharge pressure change amount display supply means 12 outputs the output of the discharge pressure change amount display signal generation means 10 to the elet guide vane control device 11 when the signal from the discharge pressure drop display signal generator 8 is input. It's summery.
インレツトガイドベーン制御装置１１は、イン
レツトガイドベーン２の弁開度を制御する空気圧
供給管１４の給気圧を1.0〜0.2Kg／cm2に制御して
インレツトガイドベーン２の弁開度を全閉から全
開まで制御するようになつており、吐出圧力変化
量表示供給１２からの出力、すなわち、吐出圧力
変化量表示信号発生手段１０での弁開度信号に応
じてインレツトガイドベーン制御装置１１は、そ
のインレツトガイドベーン２の弁開度を制御する
ようになつている。 The inlet guide vane control device 11 controls the supply pressure of the air pressure supply pipe 14, which controls the valve opening of the inlet guide vane 2, to 1.0 to 0.2 kg/cm 2 to control the valve opening of the inlet guide vane 2. The valve is controlled from fully closed to fully open, and the inlet guide vane control device operates according to the output from the discharge pressure change amount display supply 12, that is, the valve opening signal from the discharge pressure change amount display signal generation means 10. Reference numeral 11 controls the valve opening degree of the inlet guide vane 2.
次にその制御手段１６の具体的な制御を第２図
を参照しながら説明する。 Next, specific control of the control means 16 will be explained with reference to FIG.
まず、ターボ圧縮機３が吐出圧力が１Kg／cm2Ｇ
から設定圧である３Kg／cm2Ｇまで上昇する間、変
換器７は、その圧力上昇を吐出圧降下表示信号発
生器８と吐出圧力変化量表示信号発生手段１０に
出力し、同時に吐出圧力変化量表示信号発生手段
１０は、その吐出圧の上昇により弁開度を小さく
するよう信号を出力するが、吐出圧降下表示信号
発生器８は、設定圧力を検出しないため、その開
示信号は、吐出圧力変化量表示供給手段１２に伝
達されない。従つて、この状態ではインレツトガ
イドベーン２は後述するように全開状態にされ
る。 First, the turbo compressor 3 has a discharge pressure of 1 Kg/cm 2 G.
While the pressure rises from 3Kg/cm 2 G to the set pressure, the converter 7 outputs the pressure increase to the discharge pressure drop display signal generator 8 and the discharge pressure change amount display signal generator 10, and at the same time outputs the discharge pressure change. The quantity display signal generating means 10 outputs a signal to reduce the valve opening degree due to the increase in the discharge pressure, but the discharge pressure drop display signal generator 8 does not detect the set pressure, so the disclosure signal is It is not transmitted to the pressure change amount display supply means 12. Therefore, in this state, the inlet guide vane 2 is fully opened as will be described later.
次にターボ圧縮機３の吐出圧力が設定圧力に達
すると、吐出ガス利用装置５の切換弁５ａ，５
ｂ，５ｃが切替えられる。同時に吐出圧降下表示
信号発生器８は、吐出圧力変化量表示供給手段１
２に設定圧力に達したことを出力するため、吐出
圧力変化量表示信号発生手段１０の開度信号が、
インレツトガイドベーン制御装置１１に入力さ
れ、インレツトガイドベーン２が全開状態から弁
開度が最小となるよう開度調整される。 Next, when the discharge pressure of the turbo compressor 3 reaches the set pressure, the switching valves 5a and 5 of the discharge gas utilization device 5
b and 5c are switched. At the same time, the discharge pressure drop display signal generator 8 outputs the discharge pressure change amount display supply means 1.
2, in order to output that the set pressure has been reached, the opening signal of the discharge pressure change amount display signal generating means 10 is
The valve opening is inputted to the inlet guide vane control device 11, and the opening of the inlet guide vane 2 is adjusted from the fully open state to the minimum valve opening.
このターボ圧縮機３が、設定圧力に達した場
合、吸着塔５の切換弁５ai〜５ciが切換えられる
ため、第２図に示すようにその使用ガス圧力が降
下していく。この後使用ガス圧力の降下に伴つて
吐出圧力が変化量表示信号発生手段１０は、イン
レツトガイドベーンの弁開度を大きくするよう出
力し、その結果、インレツトガイドベーン２の弁
開度が大きくされ、吐出圧力が１Kg／cm2Ｇまで降
下したとき全開にされる。 When the turbo compressor 3 reaches the set pressure, the switching valves 5ai to 5ci of the adsorption tower 5 are switched, so that the pressure of the used gas decreases as shown in FIG. Thereafter, as the pressure of the used gas decreases, the change amount display signal generating means 10 outputs an output to increase the valve opening of the inlet guide vane, and as a result, the valve opening of the inlet guide vane 2 increases. When the discharge pressure drops to 1Kg/cm 2 G, it is fully opened.
その後、インレツトガイドベーン２は、全開状
態に維持され、吸着塔５側の使用ガス圧力も上昇
すると再度上述のようにインレツトガイドベーン
２の弁開度が制御されることとなる。 Thereafter, the inlet guide vane 2 is maintained in the fully open state, and when the pressure of the gas used on the adsorption tower 5 side also rises, the valve opening degree of the inlet guide vane 2 is controlled again as described above.
このようにターボ圧縮機３の吐出圧力が検出
し、その圧力が設定圧力に達し、吸着塔５側で切
換が行われてその吐出側圧力が降下した際にイン
レツトガイドベーン２の弁開度を小さくすること
で、吐出風量の増大がなくなると共に軸馬力を下
げることができる。 In this way, the discharge pressure of the turbo compressor 3 is detected, and when the pressure reaches the set pressure, switching is performed on the adsorption tower 5 side and the discharge side pressure drops, the valve opening of the inlet guide vane 2 is determined. By reducing , the increase in the discharge air volume can be eliminated and the shaft horsepower can be lowered.
尚、上述の実施例においてはターボ圧縮機３の
吐出圧力を検出してインレツトガイドベーン２の
弁開度を制御するようにしたが、吸着塔５の各切
換弁５ａ〜５ｃを開閉制御する制御器１５によ
り、その弁５ａ〜５ｃの切換のタイミングに合せ
てインレツトガイドベーン２の弁開度を小さくす
るようにしてもよい。 In the above embodiment, the discharge pressure of the turbo compressor 3 is detected to control the valve opening of the inlet guide vane 2, but the opening and closing of each switching valve 5a to 5c of the adsorption tower 5 is also controlled. The valve opening degree of the inlet guide vane 2 may be reduced by the controller 15 in accordance with the switching timing of the valves 5a to 5c.
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれは次のごとき
優れた効果を発揮する。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention exhibits the following excellent effects.
(1) ターボ圧縮機からの圧縮空気をN2吸着塔に
供給するので酸素を能率よく製造できる。(1) Compressed air from the turbo compressor is supplied to the N 2 adsorption tower, so oxygen can be produced efficiently.
(2) 吸着塔の使用ガス圧力が設定圧より降下した
際にインレツトガイドベーンの弁開度を小さく
することで、ターボ圧縮機の吐出風量の増加を
押えると共に馬力の上昇を防止できる。(2) By reducing the valve opening of the inlet guide vane when the gas pressure used in the adsorption tower falls below the set pressure, it is possible to suppress an increase in the discharge air volume of the turbo compressor and prevent an increase in horsepower.
(3) ターボ圧縮機が、その吐出圧力が設定圧より
降下した際に馬力が増加することがなく省エネ
が達成できる。(3) When the discharge pressure of the turbo compressor drops below the set pressure, the horsepower does not increase and energy savings can be achieved.
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は
本発明において、吐出圧の経時変化を示す図、第
３図は本発明及び従来例におけるターボ圧縮機の
吐出風量吐出圧力及び軸馬力変化を示す図であ
る。
図中、２はインレツトガイドベーン、３は圧縮
機、５は吸着塔、５ai〜ciは切換弁、７は変換
器、８は吐出圧降下表示信号発生器、１０は吐出
圧変化量表示信号発生手段、１２は吐出圧変化量
表示信号供給手段、１１はインレツトガイドベー
ン制御装置、１６は制御手段である。
Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing changes in discharge pressure over time in the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the discharge air volume and discharge pressure of the turbo compressor in the present invention and a conventional example. It is a figure showing shaft horsepower change. In the figure, 2 is an inlet guide vane, 3 is a compressor, 5 is an adsorption tower, 5ai to ci are switching valves, 7 is a converter, 8 is a discharge pressure drop display signal generator, and 10 is a discharge pressure change display signal 12 is a discharge pressure variation display signal supplying means, 11 is an inlet guide vane control device, and 16 is a control means.
Claims (1)
の給送管に複数並列に接続されたN2吸着塔と、
その各N2吸着塔の入口側に接続された切換弁と、
上記ターボ圧縮機の吸込側に接続されたインレツ
トガイドベーンと、上記ターボ圧縮機の吐出圧力
が設定圧より降下したとき上記インレツトガイド
ベーンの弁開度が小さくなるよう制御する制御手
段とを備えたことを特徴とするターボ圧縮機を用
いた酸素製造装置。1. A turbo compressor, a plurality of N 2 adsorption towers connected in parallel to the feed pipe on the discharge side of the turbo compressor,
A switching valve connected to the inlet side of each N 2 adsorption tower,
An inlet guide vane connected to the suction side of the turbo compressor, and a control means for controlling the valve opening of the inlet guide vane to become smaller when the discharge pressure of the turbo compressor falls below a set pressure. An oxygen production device using a turbo compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2754279A JPS55119997A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Control of turbo compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2754279A JPS55119997A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Control of turbo compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55119997A JPS55119997A (en) | 1980-09-16 |
| JPS6310317B2 true JPS6310317B2 (en) | 1988-03-05 |
Family
ID=12223965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2754279A Granted JPS55119997A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Control of turbo compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS6459790A (en) * | 1987-08-30 | 1989-03-07 | Nok Corp | Planar heater |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4734896U (en) * | 1971-05-08 | 1972-12-18 |
-
1979
- 1979-03-09 JP JP2754279A patent/JPS55119997A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4734896U (en) * | 1971-05-08 | 1972-12-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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