KR102411947B1 - 압축기 유닛, 압축기 유닛의 제어 프로그램이 기억된 기억 매체 및 압축기 유닛의 제어 방법 - Google Patents

압축기 유닛, 압축기 유닛의 제어 프로그램이 기억된 기억 매체 및 압축기 유닛의 제어 방법 Download PDF

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다츠키 우에다
다쿠야 고마츠
요시하루 이케가미
겐타 모리나가
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

압축기 유닛은, 대상 가스를 압축하여 수요처에 공급하는 유닛이며, 스크루 압축기와, 유량 센서와, 데이터 기억부와, 제어부를 구비한다. 데이터 기억부에 기억되는 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와 제2 특성 데이터를 포함한다. 제어부는, 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출하고, 유량 센서로부터 얻어지는 총 요구 유량에 기초하여 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 그리고, 제어부는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하고, 해당 설정 압력으로 되도록 스크루 압축기를 제어한다.

Description

압축기 유닛, 압축기 유닛의 제어 프로그램이 기억된 기억 매체 및 압축기 유닛의 제어 방법{COMPRESSOR UNIT, STORAGE MEDIUM IN WHICH PROGRAM FOR CONTROLLING COMPRESSOR UNIT IS STORED, AND CONTROL METHODS OF COMPRESSOR UNIT}
본 발명은, 압축기 유닛, 압축기 유닛의 제어 프로그램이 기억된 기억 매체 및 압축기 유닛의 제어 방법에 관한 것이다.
액화 천연 가스(LNG)의 운반선 등에 있어서, 당해 LNG를 저류하는 LNG 저류조에서 발생하는 보일 오프 가스(BOG)를 선박의 엔진에 연료로서 공급하는 것이 행해지고 있다(일본 특허 공개 제2006-348752호 공보). 일본 특허 공개 제2006-348752호 공보에 개시된 기술에서는, BOG는 스크루 압축기에서 압축되고 나서 엔진에 공급된다.
일본 특허 공개 평2-294592호 공보에는, 스크루 압축기를 사용한 가스의 압축에 있어서, 수요처에 공급하는 가스의 압력이 일정해지도록 스크루 압축기의 슬라이드 밸브 및 스크루 압축기를 바이패스하도록 마련된 바이패스관의 바이패스 밸브를 제어하는 기술이 개시되어 있다.
그런데, LNG 운반선에서는, 엔진 이외에도 발전기 등의 수요처가 가스(BOG)를 필요로 하는 경우가 있다. 이 때문에, 스크루 압축기에서는, 모든 수요처에서 소비되는 가스의 총량을 고려하여 토출 압력 제어를 행할 필요가 있다. 또한, 엔진의 부하는 변동되는 경우가 있고, 부하의 변동에 따라 엔진에서 필요해지는 가스의 압력도 변동되기 때문에, 스크루 압축기는 엔진 부하에 따른 토출 압력 제어도 행할 필요가 있다.
일본 특허 공개 평2-294592호 공보에 개시된 기술에서는, 토출 압력이 일정해지도록 슬라이드 밸브 및 바이패스 밸브를 제어하고 있을 뿐이므로, 수요처의 부하 변동에 따른 토출 압력 변경 의뢰에 대해서는 대응할 수 없다.
본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수요처의 요구에 적절하게 따른 스크루 압축기의 토출압 제어를 실현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 관한 압축기 유닛은, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급한다. 본 형태에 관한 압축기 유닛은, 스크루 압축기와, 유량 센서와, 데이터 기억부와, 제어부를 구비한다. 상기 스크루 압축기는, 상기 대상 가스를 압축하여 수요처에 공급한다. 상기 유량 센서는, 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 마련되어, 상기 수요처에 공급되는 가스의 유량을 취득한다. 상기 데이터 기억부는 특성 데이터를 기억한다. 상기 제어부는, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 압력을 제어한다.
여기서, 본 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어부는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어부는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
본 발명의 일 형태에 관한 제어 프로그램이 기억된 기억 매체는, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛의 제어를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기억한다. 본 형태에 관한 기억 매체에 있어서, 상기 제어 프로그램은, 접수 스텝과, 제어 스텝을 구비한다. 상기 접수 스텝은, 상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 총 요구 유량을 접수하는 스텝이다. 상기 제어 스텝은, 특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 스텝이다.
여기서, 본 형태에 관한 기억 매체에 기억된 상기 제어 프로그램에 있어서, 상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어 스텝에서는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어 스텝에서는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
본 발명의 일 형태에 관한 제어 방법은, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛을 제어하는 방법이다. 본 형태에 관한 제어 방법은, 접수 스텝과, 제어 스텝을 구비한다. 상기 접수 스텝은, 상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 요구 유량을 접수하는 스텝이다. 상기 제어 스텝은, 특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 스텝이다.
여기서, 본 형태에 관한 제어 방법에 있어서, 상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어 스텝에서는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어 스텝에서는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 압축기 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 압축기 유닛에 있어서의 제어 장치의 일부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 제1 특성 데이터를 예시하는 도면이다.
도 4는 토출 압력과 총 요구 유량의 관계를 나타내는 제2 특성 데이터를 예시하는 도면이다.
도 5는 토출 압력 제어의 흐름도이다.
도 6은 제1 특성 데이터와 제2 특성 데이터의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 관한 압축기 유닛의 일부 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 압축기 유닛의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하에는, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참작하면서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 형태는, 본 발명의 구성 및 작용·효과를 예시적으로 나타내는 것이며, 본 발명은, 그 본질적인 구성을 제외하고 이하의 형태에 한정을 받는 것은 전혀 아니다.
[제1 실시 형태]
1. 압축기 유닛(2)의 구성
제1 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)의 구성에 대하여, 도 1을 사용하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)은, 선박(1) 내에 설치되어 있다. 선박(1)은, 압축기 유닛(2) 외에, 수요처(3) 및 LNG 저류조(4)를 구비한다. 압축기 유닛(2)은, 스크루 압축기(21), 가스 유로(23, 24), 유량 센서(29) 및 제어부(28)를 갖는다. 스크루 압축기(21)는 슬라이드 밸브(22) 및 스필백부(25)를 구비한다. 슬라이드 밸브(22)는, 스크루 압축기(21)에 부대되어 있고, 당해 스크루 압축기(21)로부터 가스 유로(24)로 토출되는 BOG(보일 오프 가스이고, 이하, 단순히 「가스」라고 한다.)의 유량을 조정하기 위한 밸브이다. 스필백부(25)는, 바이패스 유로(26)와 스필백 밸브(27)를 갖는다. 바이패스 유로(26)는, 스크루 압축기(21)를 바이패스하도록 흡입측의 가스 유로(23)와 토출측의 가스 유로(24)를 접속한다. 스필백 밸브(27)는, 바이패스 유로(26)에 마련되어 있고, 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량을 조정하는 밸브이다. 유량 센서(29)는, 스크루 압축기(21)의 토출측의 유로(24)(이하, 「토출측 유로(24)」라고 칭한다.)에 마련되어, 수요처(3)에 공급되기 전의 가스의 유량을 취득한다. 또한, 도 1에서는, 유량 센서(29)가 바이패스 유로(26)보다도 상류측에 위치하고 있다.
수요처(3)는, 선박(1)을 추진하기 위한 엔진(31) 및 발전기(35)로 구성된다. 선박(1)에서는, 수요처 제어 장치(36)가 마련된다. 또한, 엔진(31) 및 발전기(35)는 각각 복수개 마련되는 경우도 있다.
토출측 유로(24)에는 분기부(32)가 마련되어 있다. 분기부(32)는, 발전기(35)에 접속된 분기 유로(33)와, 분기 유로(33)에 마련된 전환 밸브(34)를 갖는다. 전환 밸브(34)가 개방 상태인 경우에는, 스크루 압축기(21)로부터 토출된 가스는, 엔진(31)과 발전기(35)의 양쪽에 공급된다. 이에 비해, 전환 밸브(34)가 폐쇄 상태인 경우에는, 스크루 압축기(21)로부터 토출된 가스는, 엔진(31)에만 공급된다. 수요처 제어 장치(36)는, 전환 밸브(34)의 개폐 제어를 실행한다. 또한, 수요처 제어 장치(36)는, 압축기 유닛(2)의 제어부(28)에 대하여 엔진(31)의 부하 정보를 송신한다. 부하 정보로서는, 예를 들어 엔진(31)이 소비하는 가스의 유량이나 부하 비율이지만, 본 실시 형태에서는 가스의 유량(이하, 「엔진 요구 유량」이라고 한다.)으로서 설명한다. 또한, 이하의 설명에는, 특별히 언급이 없는 한 「유량」이라는 용어는 「질량 유량」을 의미하고 있다.
LNG 저류조(4)는, 내부에 LNG를 저류하고 있다. 가스 유로(23)는, LNG 저류조(4)의 상부에 접속되어 있다. LNG 저류조(4) 내에서 발생한 가스(BOG)는, 가스 유로(23)를 통해 스크루 압축기(21)에 공급된다.
2. 제어부(28)의 구성
압축기 유닛(2)에 있어서의 제어부(28)의 구성에 대하여, 도 2를 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)의 제어부(28)는, 토출압 제어부(281)와 데이터 기억부(282)와 비교부(283)를 갖는다. 또한, 제어부(28)는 수요처 제어 장치(36)와 일체로 되어도 된다. 토출압 제어부(281)는, MPU/ CPU, ASIC, ROM, RAM 등을 포함하는 마이크로 프로세서로 구성되어 있다. ROM에는, 압축기 유닛(2)의 제어를 실행하기 위한 제어 프로그램이 저장되어 있다. 데이터 기억부(282)는, ROM 등의 기억 매체로 구성되어 있고, 후술하는 특성 데이터를 포함하는 제어 프로그램(상기 마이크로 프로세서의 실행에 의해 압축기 유닛(2)을 제어하는 프로그램)이 기억되어 있다. 그리고, 비교부(283)는, 수요처(3)의 부하 상황에 따라 토출 압력을 연산하여 토출압 제어부(281)로 송신한다. 비교부(283)가 행하는 연산 처리에 대해서는, 후술한다.
토출압 제어부(281)는, 상기 마이크로 프로세서를 포함하는 컴퓨터로 구성되어 있고, 비교부(283)에서 산출된 토출 압력에 기초하여 슬라이드 밸브(22) 및 스필백 밸브(27)의 개방도를 제어한다. 토출압 제어부(281)는, ROM에 저장된 제어 프로그램을 실행함으로써, 슬라이드 밸브(22) 및 스필백 밸브(27)를 제어한다. 스크루 압축기(21)의 구동 시에는, 토출 압력, 즉, 토출측 유로(24)에 있어서의 압력이 안정되어 있는 상태에서는, 토출압 제어부(281)는, 스필백 밸브(27)를 소정 개방도(예를 들어, 5％ 내지 15％의 범위에서 미리 결정된 개방도)로 유지하고 있다. 이에 의해, 토출 압력을 작게 할 필요가 발생한 경우는, 스필백 밸브(27)의 개복을 크게 한다. 토출 압력을 크게 할 필요가 발생한 경우는, 스필백 밸브(27)의 개복을 작게 한다. 또한, 스크루 압축기(21)의 구동 개시 전에는 스필백 밸브(27)가 완전 개방 상태로 되어 있고, 이에 의해, 스크루 압축기(21)의 구동 개시 시에 있어서의 부하의 저감을 도모하는 것이 가능하게 된다.
본 실시 형태에 관한 데이터 기억부(282)는, 제1 데이터 기억부(282a)와 제2 데이터 기억부(282b)를 갖는다. 이들 제1 및 제2 데이터 기억부(282a, 282b)에 기억되어 있는 특성 데이터에 대하여, 이어서 설명한다.
3. 제1 데이터 기억부(282a)에 기억되어 있는 제1 특성 데이터
데이터 기억부(282)에 있어서의 제1 데이터 기억부(282a)에 기억되어 있는 제1 특성 데이터에 대하여, 도 3을 사용하여 설명한다. 제1 특성 데이터(911)에서는, 종축에 엔진 요구 유량(즉, 엔진(31)의 부하)을 나타내고, 횡축에 엔진 요구 유량에 대응하는 가스의 압력을 나타내고 있다. 제1 특성 데이터(911)에서는, 하한인 점 PT1로부터 직선적으로, 즉, 엔진 요구 유량의 변화율이 일정한 1차 함수의 관계가 되는 비례부 LN10만으로 설정되어 있다. 비례부 LN10에 기초하여, 엔진 요구 유량에 대한 가스의 압력이 결정되어 있다.
4. 제2 데이터 기억부(282b)에 기억되어 있는 제2 특성 데이터
제2 데이터 기억부(282b)에 기억되어 있는 제2 특성 데이터(915)에 대하여, 도 4를 사용하여 설명한다. 제2 특성 데이터(915)에서는, 종축에 엔진(31) 및 발전기(35), 즉, 스크루 압축기(21)로부터 가스가 공급되는 모든 수요처로부터의 가스의 요구 유량과 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량의 합(이하, 「총 요구 유량」이라고 칭한다.)을 나타내고 있다. 제2 특성 데이터(915)의 횡축에 스크루 압축기(21)의 토출 압력을 나타내고 있다. 도 4에 있어서의 점 PT10으로부터 점 PT3으로 총 요구 유량이 직선적으로, 즉, 총 요구 유량의 변화율이 일정한 1차 함수의 관계로 되는 비례부 LN11만으로 설정되어 있다. 비례부 LN11에 기초하여, 총 요구 유량에 대한 스크루 압축기(21)의 토출 압력이 결정된다.
제2 특성 데이터(915)는 총 요구 유량에 대하여 바람직한 토출 압력을 나타내는 것이다. 제2 특성 데이터(915)가 사용됨으로써, 제2 특성 데이터(915)가 없을 경우(즉, 항상 높은 일정한 토출 압력을 유지하는 경우)에 비해, 총 요구 유량에 따라 토출 압력을 낮출 수 있기 때문에, 스크루 압축기(21)의 동력을 낮출 수 있다. 단, 후술하는 바와 같이, 실제로는, 제2 특성 데이터(915)에만 기초하여 설정 압력이 결정되는 것은 아니고, 제1 특성 데이터(911)와의 관계성을 추가적으로 고려하여 설정 압력이 결정된다.
본 실시 형태에서는, 비례부 LN11의 기울기는, 도 3에 나타낸 각 비례부 LN10의 기울기보다도 작다. 즉, 비례부 LN11에 있어서의 총 요구 유량의 변화율은, 도 3의 비례부 LN10에 있어서의 엔진 요구 유량의 변화율보다도 작다. 단, 비례부 LN11의 기울기와 LN10의 기울기의 관계는 상기에 한정되는 것은 아니다.
5. 비교부(283)가 실행하는 설정 압력 Pset의 설정 방법과 압력 제어 방법(압축기 유닛(2)의 구동 시의 제어)
압축기 유닛(2)의 구동 시에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 특성 데이터(911)와, 제2 특성 데이터(915)를 판독한다(스텝 S10). 이어서, 제어부(28)는, 수요처 제어 장치(36)로부터 엔진(31)의 부하 정보(엔진 요구 유량)를 취득한다. 또한, 도 1의 유량 센서(29)에 의해 수요처(3)(엔진(31) 및 발전기(35))에 공급되기 전의 가스의 유량이 취득된다(스텝 S11). 즉, 본 실시 형태에 관한 제어 방법 및 제어 프로그램에는, 상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 요구 유량을 접수하는 접수 스텝이 포함된다. 여기서, 유량 센서(29)에 의해 취득되는 가스의 유량은, 수요처(3)에서 소비되는 가스의 유량과 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량의 합을 나타내고 있고, 상술한 총 요구 유량이라고 파악할 수 있다. 단, 유량 센서(29)로부터 직접적으로 얻어진 데이터에 대하여, 필요한 계산 처리(예를 들어, 온도 보정이나 체적 유량으로부터 질량 유량으로의 변환)가 이루어진 후의 것이 총 요구 유량으로 되는 경우도 있다.
이어서, 비교부(283)는, 제1 특성 데이터(911)에 기초하여 엔진 요구 유량에 대응하는 제1 비교 대상 압력 P1을 도출한다(스텝 S12). 또한, 비교부(283)는, 제2 특성 데이터(915)에 기초하여 총 요구 유량에 대응하는 제2 비교 대상 압력 P2를 도출한다(스텝 S13). 또한, 스텝 S12는 스텝 S13 후 또는 동시에 행해져도 된다.
비교부(283)는, 제1 비교 대상 압력 P1과 제2 비교 대상 압력 P2의 대소를 비교한다(스텝 S14). 제1 비교 대상 압력 P1이 제2 비교 대상 압력 P2 이상이라고 판단한 경우에는(스텝 S14: 예), 제1 비교 대상 압력 P1을 설정 압력 Pset로 설정한다(스텝 S15).
여기서, 스텝 S12 내지 S15의 일례에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 도 3의 제1 특성 데이터(911)와, 도 4의 제2 특성 데이터(915)를 겹쳐서 나타내는 도면이다.
비교부(283)는, 제1 특성 데이터(911)(비례부 LN10)에 기초하여 엔진 요구 유량 F11로부터 점 PT11에 있어서의 제1 비교 대상 압력 P41을 도출한다(스텝 S12). 또한, 비교부(283)는, 제2 특성 데이터(915)(비례부 LN11)에 기초하여, 총 요구 유량 F12로부터 점 PT12에 있어서의 제2 비교 대상 압력 P42를 도출한다(스텝 S13).
비교부(283)는, 제1 비교 대상 압력 P41과 제2 비교 대상 압력 P42의 대소를 비교한다(스텝 S14). 제1 비교 대상 압력 P41의 쪽이 큰 것을 알 수 있다. 즉, 스텝 S14의 시점에 있어서 스크루 압축기(21)로부터 토출되어 있는 가스의 유량이, 엔진(31)의 요구 유량을 만족시키고 있지 않다고 판단된다. 이 때문에, 제1 비교 대상 압력 P41이 설정 압력 Pset로 설정된다(스텝 S15). 그리고, 비교부(283)는, 설정 압력 Pset에 관한 정보를 토출압 제어부(281)로 송출한다(스텝 S16). 토출압 제어부(281)는, 당해 설정 압력 Pset로 되도록 슬라이드 밸브(22) 및 스필백 밸브(27)의 개방도를 제어한다(스텝 S17). 즉, 본 실시 형태에 관한 제어 방법 및 제어 프로그램에는, 수요처로부터의 요구 유량과, 제1 특성 데이터(911) 및 제2 특성 데이터(915)에 기초하여, 스크루 압축기(21)로부터 토출되는 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 제어 스텝이 포함된다.
여기서, 일반적으로 스필백 밸브(27)의 쪽이 슬라이드 밸브(22)에 비해 빠르게 동작한다. 이 때문에, 예를 들어 스크루 압축기(21)의 토출측의 가스 유로(24)에 있어서의 압력을 저하시키고자 하는 경우에는, 스필백 밸브(27)의 개복을 높여 대상 가스를 스크루 압축기(21)의 흡입측으로 복귀시킴으로써, 빠르게 압력을 설정 압력 Pset까지 저하시킨다. 그 사이, 슬라이드 밸브(22)를 언로드측으로 이동시켜 스크루 압축기(21)로부터 토출되는 대상 가스의 유량을 줄일 수 있다. 슬라이드 밸브(22)의 언로드측으로의 이동에 수반하여, 스필백 밸브(27)는 원래의 개방도 상태로 복귀되게 된다.
스크루 압축기(21)의 토출측의 가스 유로(24)에 있어서의 압력을 증가시키고자 하는 경우에는, 스필백 밸브(27)를 폐쇄하여 압력을 빠르게 상승시킴과 함께, 그 동안에 슬라이드 밸브(22)를 로드측으로 이동시켜 스크루 압축기(21)로부터의 공급 유량을 늘릴 수 있다. 슬라이드 밸브(22)의 로드측으로의 이동에 수반하여, 스필백 밸브(27)는 원래의 개복 상태로 복귀되게 된다.
그런데, 도 5의 스텝 S14에 있어서, 비교부(283)가, 제2 비교 대상 압력 P2가 제1 비교 대상 압력 P1보다도 크다고 판단한 경우에는(스텝 S14: 아니오), 제2 비교 대상 압력 P2를 설정 압력 Pset로 설정한다(스텝 S17).
이 경우, 도 6에 나타내는 예를 사용하여 설명하면, 비교부(283)는, 제1 특성 데이터(911)(비례부 LN10)에 기초하여 요구 유량 F13으로부터 점 PT13에 있어서의 제1 비교 대상 압력 P51을 도출한다(스텝 Sl2). 또한, 비교부(283)는, 제2 특성 데이터(915)(비례부 LN11)에 기초하여, 총 요구 유량 F14로부터 점 PT14에 있어서의 제2 비교 대상 압력 P52를 도출한다(스텝 S13).
제1 비교 대상 압력 P51과 제2 비교 대상 압력 P52의 대소를 비교하면(스텝 S14), 제2 비교 대상 압력 P52의 쪽이 큰 것을 알 수 있다. 즉, 스텝 S14의 시점에 있어서 스크루 압축기(21)로부터 토출되어 있는 가스의 유량이, 엔진(31)의 요구 유량을 만족시키고 있다고 판단되므로 제2 비교 대상 압력 P52가 설정 압력 Pset로 설정(즉, 현상 유지)된다(스텝 S18). 그리고, 비교부(283)는, 설정 압력 Pset에 관한 정보를 토출압 제어부(281)로 송출한다(스텝 S16). 토출압 제어부(281)는, 당해 설정 압력 Pset로 되도록 슬라이드 밸브(22) 및 스필백 밸브(27)의 개방도를 제어한다(스텝 S17).
압축기 유닛(2)에서는, 상시, 도 5의 흐름(스텝 S10 내지 S18)에 기초하여 설정 압력 Pset를 도출하고, 토출압 제어부(281)에 의해 슬라이드 밸브(22) 및 스필백 밸브(27)의 개방도의 제어가 반복되게 된다.
6. 효과
본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)에서는, 엔진(31)의 요구 유량에 대응하여 제1 특성 데이터(911)로부터 유도되는 제1 비교 대상 압력 P41과, 총 요구 유량에 대하여 제2 특성 데이터(915)로부터 유도되는 제2 비교 대상 압력 P42의 어느 큰 쪽이, 설정 압력으로서 토출압 제어부(281)에 출력되어, 스크루 압축기(21)의 토출 압력이 제어된다. 이에 의해, 수요처 전체(즉, 엔진(31) 및 발전기(35))가 필요로 하는 가스의 유량을 확보할 수 있음과 함께, 엔진(31)의 부하가 변동되어도 엔진(31)이 필요로 하는 가스의 유량을 만족시킬 수 있다. 이와 같이, 압축기 유닛(2)에서는, 수요처에 있어서의 가스의 요구에 적절하게 따른 스크루 압축기의 토출압 제어를 실현할 수 있다. 또한, 항상 높은 일정한 토출 압력을 유지하도록 제어하는 경우에 비해, 동력을 삭감하는 효과를 얻을 수 있다.
[변형예]
압축기 유닛(2)은, 엔진(31)의 수가 2 이상인 선박에 이용되어도 된다. 이 경우, 제어부(28)는 수요처 제어 장치(36)로부터 각각의 엔진(31)의 부하 정보를 취득한다. 그리고, 비교부(283)는, 엔진(31)으로부터 얻어지는 부하 정보 중 가장 큰 부하 정보에 기초하여 제1 특성 데이터(911)로부터 제1 비교 대상 압력 P1을 도출한다. 이와 같이, 가장 부하가 큰 엔진(31)에 맞추어 제1 비교 대상 압력 P1을 도출함으로써, 모든 엔진(31)에 대하여 필요한 압력의 가스를 공급할 수 있다.
[제2 실시 형태]
본 발명의 제2 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)의 구성에 대하여, 도 7을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)에서는, 스크루 압축기(21)에 전동식의 모터(51)가 접속되어 있다. 스크루 압축기(21)는, 모터(51)의 회전력의 전달에 의해 구동된다. 모터(51)에는 인버터(52)가 접속되어 있다. 모터(51)의 회전수는, 제어부(28)로부터의 명령에 기초하는 인버터(52)로부터의 신호에 의해 제어된다. 압축기 유닛(2)에서는, 스크루 압축기(21)의 회전수가 제어됨으로써, 스크루 압축기(21)로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어 가능하게 된다.
본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)에 있어서의 토출압 제어부(281)(도 2 참조)가 실행하는 수요처(3)로의 가스의 토출압 제어에 대한 상세 설명은 생략하지만, 도 5의 스텝 S17에 있어서의 제어 대상이 모터(51)의 회전수와 스필백 밸브(27)인 점에 특징을 갖는다. 더 구체적으로는, 스필백 밸브(27)를 폐쇄한 상태에서, 인버터(52)에 의해 스크루 압축기(21)의 회전수가 제어된다. 또한, 인버터(52)에 의해 조정 가능한 회전수의 범위를 초과하여 스크루 압축기(21)의 압력 제어가 필요해지는 경우에는, 스필백 밸브(27)의 개방도 조정에 의해 압력 제어가 행해진다.
본 실시 형태에 관한 압축기 유닛(2)은, 인버터(52)가 접속된 모터(51)에 의해 스크루 압축기(21)가 구동되는 점을 제외하고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성을 갖는다. 또한, 토출압 제어부(281)가 실행하는 제어 프로그램에 대해서도, 기본적인 구성이 동일하다. 따라서, 본 실시 형태도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
[기타의 변형예]
금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라 특허 청구범위에 의해 나타나고, 특허 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 따라서, 이하의 실시 형태도 본 발명의 범위에 포함된다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 실시 형태에서는, 유량 센서(29)가 도 1의 바이패스 유로(26)보다도 하류측, 더 정확하게는, 바이패스 유로(26)보다도 하류측이고, 또한 분기 유로(33)보다도 상류측에 위치해도 된다. 이 경우라도, 스필백 밸브(27)의 개방도, 스크루 압축기(21)의 흡입압 및 토출압에 기초하여, 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량을 산출하는 것이 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 유량 센서(29) 대신에, 스크루 압축기(21)의 토출측의 가스 유로(24) 중 엔진(31)에 연결되는 부분과, 발전기(35)에 연결되는 부분에 각각 마련된 별도의 유량 센서가 사용되어도 된다. 즉, 각 수요처로 연결되는 유로 부분에 유량 센서가 마련되어도 된다. 이 경우, 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량은, 상술한 바와 같이 산출되어도 되고, 바이패스 유로(26)에 유량 센서를 마련하여 당해 유량 센서로부터 취득되어도 된다. 각각의 유량 센서가 취득하는 가스의 유량의 총합에 기초하여 총 요구 유량을 구할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 각 수요처의 소비량의 총합이, 스크루 압축기(21)로부터 토출되는 가스의 유량과 대략 동등하다고 간주할 수 있는 경우는, 총 요구 유량의 산출에 있어서, 바이패스 유로(26)를 통해 가스 유로(24)로부터 가스 유로(23)로 환류되는 가스의 유량이 더해지지 않아도 된다.
상기 실시 형태에서는, 1개의 스크루 압축기(21)를 구비한 구성을 일례로서 채용했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 2개 이상의 스크루 압축기를 직렬 혹은 병렬로 접속한 형태를 채용할 수도 있다.
상기 실시 형태에 관한 각 압축기 유닛(2)이 적용되는 선박(1)에서는, BOG가 공급되는 수요처(3)에 엔진(31)과 발전기(35)가 마련된 구성을 채용했지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, GCU(Gas Combustion Unit)나 재액화 설비가 수요처로서 추가되어도 된다.
상기 실시 형태에 있어서의, 제1 비교 대상 압력 P1과 제2 비교 대상 압력 P2를 비교하여 큰 쪽의 압력을 스크루 압축기(21)의 설정 압력으로 설정하는 방법은, 소정의 토출 압력의 범위에 한정하여 실시되어도 된다. 상기 범위 외에 있어서는, 제1 특성 데이터(911)에만 기초하여 스크루 압축기(21)의 토출 압력이 설정되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 당해 압축기 유닛(2)의 제어를 컴퓨터에 실행시키기 위한 제어 프로그램이 토출압 제어부(281)의 ROM에 저장되어 있는 것으로 했지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어 프로그램을 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 반도체 메모리 등의 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체에 저장해 두어도 된다. 그리고, 토출압 제어부(281)가 이들 기억 매체에 액세스 가능해지도록 구성해 두면 된다.
상기 실시 형태에서는, 반드시 제1 특성 데이터(911) 및 제2 특성 데이터(915)의 비례부는 직선적으로 변화되는 것으로 한정되지는 않고, 간헐적으로 변화되어 가는 것이나, 다차 함수, 지수 함수, 대수 함수의 관계를 가진 것으로 하는 것도 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 제어부(281)의 구성으로서 비교부(283)가 생략된 구성을 채용하여, 압축기 유닛(2)이 탑재되는 선박(1)에 따라, 탑승원 등의 유저가 제1 특성 데이터(911) 및 제2 특성 데이터(915)를 사용하여 설정 압력 Pset를 설정하여, 압축기 유닛(2)으로 명령을 송출해도 된다.
[정리]
본 발명의 일 형태에 관한 압축기 유닛은, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급한다. 본 형태에 관한 압축기 유닛은, 스크루 압축기와, 유량 센서와, 데이터 기억부와, 제어부를 구비한다. 상기 스크루 압축기는, 상기 대상 가스를 압축하여 수요처에 공급한다. 상기 유량 센서는, 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 마련되어, 상기 수요처에 공급되는 가스의 유량을 취득한다. 상기 데이터 기억부는 특성 데이터를 기억한다. 상기 제어부는, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 압력을 제어한다.
여기서, 본 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어부는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어부는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에서는, 엔진의 요구 유량에 대응하여 제1 특성 데이터로부터 유도되는 제1 비교 대상 압력과, 총 요구 유량에 대하여 제2 특성 데이터로부터 유도되는 제2 비교 대상 압력의 어느 큰 쪽이, 설정 압력으로서 설정되어, 스크루 압축기의 토출 압력이 제어된다. 이에 의해, 수요처 전체가 필요로 하는 가스의 유량을 확보할 수 있음과 함께, 엔진의 부하가 변동되어도 엔진의 필요로 하는 가스의 유량을 만족시킬 수 있다. 또한, 항상 높은 일정한 토출 압력을 유지하도록 제어하는 경우에 비해, 동력을 삭감하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 제1 특성 데이터는, 부하에 대하여 압력이 직선적으로 증가하는 비례부를 포함해도 된다. 또한, 상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량에 대하여 상기 대상 가스의 압력이 직선적으로 증가하는 비례부를 포함해도 된다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에서는, 제1 특성 데이터 및 제2 특성 데이터가 직선적인 관계(1차 함수의 관계)를 갖도록 하고 있으므로, 제1 비교 대상 압력 및 제2 비교 대상 압력을 각각 용이하게 도출할 수 있다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 엔진의 수가 2 이상이어도 된다. 또한, 상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 제어부는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보 중 가장 큰 부하에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출해도 된다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에서는, 가장 부하가 큰 엔진에 맞추어 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함으로써, 복수대의 엔진을 갖는 경우라도, 엔진에 필요한 압력의 가스를 공급할 수 있다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개방도 조정 가능한 스필백 밸브를 갖는 스필백부를 더 구비해도 된다. 또한, 상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 상기 스크루 압축기는, 상기 대상 가스의 처리량을 조정하는 슬라이드 밸브를 구비해도 된다. 또한, 상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 슬라이드 밸브와 상기 스필백 밸브의 개방도를 제어하도록 구성됨으로써 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되어도 된다. 상기 형태에 관한 압축기 유닛에서는, 슬라이드 밸브에 스필백 밸브를 병용함으로써, 압력 및 유량을 적절하게 제어할 수 있다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에 있어서, 스필백부와, 전동식의 모터와, 인버터를 더 구비해도 된다. 상기 스필백부는, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개복 조정 가능한 스필백 밸브를 가져도 된다. 상기 전동식의 모터는, 상기 스크루 압축기를 구동해도 된다. 상기 인버터는, 상기 모터의 회전수를 조정해도 된다.
또한, 상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 모터의 회전수 및 상기 스필백 밸브의 개방도를 제어하도록 구성됨으로써 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되어도 된다.
상기 형태에 관한 압축기 유닛에서는, 인버터를 사용한 모터의 회전수 제어와 스필백 밸브를 병용함으로써, 압력 및 유량을 적절하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 제어 프로그램이 기억된 기억 매체는, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛의 제어를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기억한다. 본 형태에 관한 기억 매체에 있어서, 상기 제어 프로그램은 접수 스텝과, 제어 스텝을 구비한다. 상기 접수 스텝은, 상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 총 요구 유량을 접수하는 스텝이다. 상기 제어 스텝은, 특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 스텝이다.
여기서, 본 형태에 관한 기억 매체에 기억된 상기 제어 프로그램에 있어서, 상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어 스텝에서는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어 스텝에서는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
상기 형태에 관한 기억 매체에 기억된 제어 프로그램에서는, 엔진의 요구 유량에 대응하여 제1 특성 데이터로부터 유도되는 제1 비교 대상 압력과, 총 요구 유량에 대하여 제2 특성 데이터로부터 유도되는 제2 비교 대상 압력의 어느 큰 쪽이, 설정 압력으로서 설정된다. 이렇게 마이크로 프로세서가 상기 제어 프로그램을 실행함으로써, 스크루 압축기의 토출 압력이 제어된다. 따라서, 수요처 전체가 필요로 하는 가스의 유량을 확보할 수 있음과 함께, 엔진의 부하에 따른 적절한 가스의 압력도 만족시킬 수 있어, 압축기 유닛에 있어서의 동력을 삭감하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 제어 방법은, 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛을 제어하는 방법이다. 본 형태에 관한 제어 방법은, 접수 스텝과, 제어 스텝을 구비한다. 상기 접수 스텝은, 상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 요구 유량을 접수하는 스텝이다. 상기 제어 스텝은, 특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 스텝이다.
여기서, 본 형태에 관한 제어 방법에 있어서, 상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는, 제1 특성 데이터와, 제2 특성 데이터를 포함한다. 상기 제1 특성 데이터는, 상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다. 상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 특성 데이터이다.
상기 제어 스텝에서는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출한다. 또한, 상기 제어 스텝에서는, 제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어한다.
상기 형태에 관한 제어 방법에서는, 엔진의 요구 유량에 대응하여 제1 특성 데이터로부터 유도되는 제1 비교 대상 압력과, 총 요구 유량에 대하여 제2 특성 데이터로부터 유도되는 제2 비교 대상 압력의 어느 큰 쪽이, 설정 압력으로서 설정되어, 스크루 압축기의 토출 압력이 제어된다. 이에 의해, 수요처 전체가 필요로 하는 가스의 유량을 확보할 수 있음과 함께, 엔진의 부하에 따른 적절한 가스의 압력도 만족시킬 수 있어, 압축기 유닛에 있어서의 동력을 삭감하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (9)

  1. 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 압축기 유닛이며,
    상기 대상 가스를 압축하여 수요처에 공급하는 스크루 압축기와,
    상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 마련되어, 상기 수요처에 공급되는 가스의 유량을 취득하는 유량 센서와,
    특성 데이터를 기억하는 데이터 기억부와,
    상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 압력을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 특성 데이터는,
    상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 제1 특성 데이터와,
    상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 제2 특성 데이터
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 상기 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출하고,
    제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어하는, 압축기 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 특성 데이터는, 부하에 대하여 압력이 직선적으로 증가하는 비례부를 포함하고,
    상기 제2 특성 데이터는, 상기 수요처의 총 요구 유량에 대하여 상기 대상 가스의 압력이 직선적으로 증가하는 비례부를 포함하는, 압축기 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엔진의 수가 2 이상이고,
    상기 제어부는, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보 중 가장 큰 부하에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출하는, 압축기 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개방도 조정 가능한 스필백 밸브를 갖는 스필백부를 더 구비하고,
    상기 스크루 압축기는, 상기 대상 가스의 처리량을 조정하는 슬라이드 밸브를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 슬라이드 밸브와 상기 스필백 밸브의 개방도를 제어하도록 구성되고, 이에 의해 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되는, 압축기 유닛.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개복 조정 가능한 스필백 밸브를 갖는 스필백부와,
    상기 스크루 압축기를 구동하는 전동식의 모터와,
    상기 모터의 회전수를 조정하는 인버터
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 모터의 회전수 및 상기 스필백 밸브의 개복을 제어하도록 구성되고, 이에 의해 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되는, 압축기 유닛.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개방도 조정 가능한 스필백 밸브를 갖는 스필백부를 더 구비하고,
    상기 스크루 압축기는, 상기 대상 가스의 처리량을 조정하는 슬라이드 밸브를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 슬라이드 밸브와 상기 스필백 밸브의 개방도를 제어하도록 구성되고, 이에 의해 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되는, 압축기 유닛.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크루 압축기를 바이패스하도록 흡입측 유로와 토출측 유로를 접속하는 바이패스 유로와, 상기 바이패스 유로 위에 마련된 개복 조정 가능한 스필백 밸브를 갖는 스필백부와,
    상기 스크루 압축기를 구동하는 전동식의 모터와,
    상기 모터의 회전수를 조정하는 인버터
    를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 데이터 기억부에 기억된 상기 제1 특성 데이터와 상기 제2 특성 데이터에 기초하여 상기 모터의 회전수 및 상기 스필백 밸브의 개방도를 제어하도록 구성되고, 이에 의해 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 대상 가스의 유량이 제어되는, 압축기 유닛.
  8. 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛의 제어를 컴퓨터에 실행시키는 기억 매체에 저장된 제어 프로그램이며,
    상기 제어 프로그램은,
    상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 총 요구 유량을 접수하는 접수 스텝과,
    특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 제어 스텝
    을 구비하고,
    상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는,
    상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 제1 특성 데이터와,
    상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 제2 특성 데이터
    를 포함하고,
    상기 제어 스텝은, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출하고,
    제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어하는, 기억 매체에 저장된 제어 프로그램.
  9. 선박 내에 설치되어, 상기 선박의 LNG 저류조로부터 흡입한 보일 오프 가스인 대상 가스를 압축하여, 엔진 및 발전기를 포함하는 수요처에 공급하는 스크루 압축기를 포함하는 압축기 유닛을 제어하는 제어 방법이며,
    상기 엔진의 부하 정보 및 상기 수요처의 요구 유량을 접수하는 접수 스텝과,
    특성 데이터에 기초하여, 상기 스크루 압축기로부터 토출되는 상기 대상 가스의 토출 압력을 제어하는 제어 스텝
    을 구비하고,
    상기 제어 스텝에서 사용되는 상기 특성 데이터는,
    상기 엔진의 부하와 압력의 관계를 나타내는 제1 특성 데이터와,
    상기 수요처의 총 요구 유량과, 상기 총 요구 유량에 대하여 상기 스크루 압축기의 토출측 유로에 있어서 필요해지는 상기 대상 가스의 압력의 관계를 나타내는 제2 특성 데이터
    를 포함하고,
    상기 제어 스텝은, 상기 엔진으로부터 얻어지는 부하 정보에 기초하여 상기 제1 특성 데이터로부터 제1 비교 대상 압력을 도출함과 함께, 유량 센서로부터 얻어지는 상기 총 요구 유량에 기초하여 상기 제2 특성 데이터로부터 제2 비교 대상 압력을 도출하고,
    제1 비교 대상 압력과 제2 비교 대상 압력에서 큰 쪽을 설정 압력으로 설정하여, 상기 설정 압력으로 되도록 상기 스크루 압축기를 제어하는, 제어 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132891A (ja) * 1990-09-21 1992-05-07 Kobe Steel Ltd 油冷式スクリュ圧縮機
US20100152918A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Guy Riverin Output flow control in load compressor
JP5185298B2 (ja) * 2009-02-13 2013-04-17 財團法人工業技術研究院 圧縮機の制御方法及びそのシステム
KR102295815B1 (ko) * 2018-06-22 2021-09-01 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 스크루 압축기

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02294592A (ja) * 1989-05-10 1990-12-05 Hitachi Ltd スクリュー圧縮機の容量制御装置
JP3516108B2 (ja) * 1996-02-02 2004-04-05 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機及びその制御方法
JP4109360B2 (ja) * 1998-10-30 2008-07-02 株式会社堀場エステック 流量制御バルブとこれを用いたマスフローコントローラ
JP4336122B2 (ja) * 2003-03-03 2009-09-30 株式会社神戸製鋼所 スクリュ圧縮機およびその運転方法
JP2005054760A (ja) * 2003-08-07 2005-03-03 Mikuni Jukogyo Kk ガス供給路の流量制御装置
CN104235043B (zh) * 2013-06-19 2016-08-10 株式会社神户制钢所 压缩装置
JP6600248B2 (ja) * 2015-12-18 2019-10-30 川崎重工業株式会社 船舶
JP6703837B2 (ja) * 2016-01-07 2020-06-03 株式会社神戸製鋼所 ボイルオフガス供給装置
JP7057065B2 (ja) * 2017-02-06 2022-04-19 株式会社神戸製鋼所 ボイルオフガス回収システム
JP2018150852A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 三井Ｅ＆Ｓ造船株式会社 液化ガス燃料供給システム
JP6767942B2 (ja) * 2017-07-28 2020-10-14 株式会社神戸製鋼所 圧縮装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132891A (ja) * 1990-09-21 1992-05-07 Kobe Steel Ltd 油冷式スクリュ圧縮機
US20100152918A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Guy Riverin Output flow control in load compressor
JP5185298B2 (ja) * 2009-02-13 2013-04-17 財團法人工業技術研究院 圧縮機の制御方法及びそのシステム
KR102295815B1 (ko) * 2018-06-22 2021-09-01 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 스크루 압축기

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