KR20130087526A - 터보 압축기를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터보 압축기(1a, 1b)의 하나 이상의 스테이지 내에서 압축된 가스를 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)로 전달하기 위한 출구를 구비하는 터보 압축기(1a, 1b)의 하나 이상의 스테이지와, 작동기(10)에 공급되는 가스의 압력을 증가시키기 위해 상기 터보 압축기(1a, 1b)의 하나 이상의 스테이지를 회전시키기 위한 샤프트를 포함하는 작동기(10)에 관한 것이다. 이 작동기(10)는 또한 터빈(2) 및 제어 밸브(4)를 포함하고, 터보 압축기(1a, 1b)에 의해 생성된 압축된 가스의 터빈(2)으로의 유동은 상기 제어 밸브에 의해 조절되도록 배열된다. 또한, 본 발명은 작동기(10)를 제어하는 방법 및 작동기(10)를 위한 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

터보 압축기를 제어하기 위한 방법 {A SOLUTION FOR CONTROLLING A TURBO COMPRESSOR}
본 발명은 작동기, 특히, 터보 압축기를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 터보 압축기로서 압축된 가스를 적어도 하나의 냉각기로 전달하기 위한 상기 적어도 하나의 터보 압축기 내의 출구를 구비하는 터보 압축기와, 작동기에 공급되는 가스의 압력을 증가시키기 위해 상기 적어도 하나의 터보 압축기를 회전시키기 위한 샤프트를 포함하는 작동기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 작동기는 터보 휠의 블레이드가 고속으로 회전하여 가스의 압력을 증가시키는 터보형 압축기에 관한 것이다. 압력 증가는 하나 이상의 스테이지에서 이루어진다.
주로, 두 가지 유형의 압축기가 알려져 있다: 용적형 압축기(positive displacement compressor) 및 동적 압축기(dynamic compressor). 용적형 압축기는 예로서, 스크류 압축기, 피스톤 압축기 및 베인 압축기를 포함한다. 용적형 압축기는 또한 정적 압축기라고도 지칭된다. 동적 압축기는 원심 유동 및 축 유동 유형(각각, 반경방향 압축기 및 축방향 압축기)으로 나누어질 수 있다. 동적 압축기에서, 공기는 높은 운동 에너지를 부여받으며, 이는 그후 압력으로 변환된다. 또한, 동적 압축기는 터보 압축기라고도 지칭된다.
터보 압축기를 제어하는 공지된 방법에서, 공기의 양 및 터보 압축기에 의해 생성된 압력 증가는 특히 터보 압축기의 공기 흡기부에 설치된 안내 베인에 의해, 임펠러 휠의 하류에 설치된 디퓨저 베인에 의해, 압축기의 회전 속도 변경에 의해, 압력 측부로부터 공기의 일부를 흡입 측부로 다시 재순환시킴으로써 또는 밸브를 토해 프로세스 외부로 압축 공기중 일부를 송출함으로써 조절된다.
연소 엔진 및 그 터보 구동부에 관한 터보 압축기를 조절하기 위한 공지된 방법은 본 기술 분야의 기술 문헌, 터보 압축기 제조자의 공개서 및 특허 공보, 예로서, 일본 특허 출원 공보 JP 2008286039 A 및 국제 특허 출원 공보 WO 1999049222 A1에 제공되어 있다.
터보 압축기를 제어하기 위한 공지된 방법의 몇몇 단점은 예로서 이들이 예를 들어 스크류 압축기의 용량 제어 범위에 비해 좁은 범위의 용량 제어를 갖는다는 사실 및 이들의 적용시, 예를 들어 가스 수요의 동요에 기인하여 프로세스 및 작동기의 총 효율이 예로서 스크류 압축기의 효율에 비해 낮아진다는 사실을 포함한다.
특허 공보 JP 2008286039 A에 개시된 제어 방법은 특히 연소 엔진의 터보 압축기의 실속을 방지하기 위한 목적으로 설계되어 있으며, 터보 압축기로 무오일(oilless) 압축 공기를 생성하기 위한 목적의 것은 아니다.
WO 1999044222 A1에 개시된 발명에서, 터빈에 의해 압력을 생성하기 위한 방법은 하나의 압축기 유닛 내에 터빈 유닛을 통합시킴으로써 구현되며, 따라서, 이는 공지된 터보차저 구조에 대응한다. 그 소유의 별도의 모터 유닛을 구비한 다른 압축기 유닛이 제공된다. 이들 모터 유닛은 스텝-업 기어를 구비하거나 구비하지 않을 수 있다. 상기 공보에 따른 방법에서, 잉여 공기/가스, 달리 말하면, 순간적으로 처리에 필요하지 않은 공기/가스는 지속적으로 터빈으로 인도되어 다른 압축기 유닛에 의해 요구되는 샤프트 출력을 제공한다. 결과적으로, 이 방법은 압축기 유닛의 효율이나 회전 속도 같은 동작점을 변경하지 않고는 폭넓은 조절 범위로 압축된 공기의 생산을 조절할 수 없다.
본 특허 출원에 관련한 본 발명의 목적은 터보 압축기를 제어하기 위한 종래 기술 방법의 상술한 단점을 제거하고, 종래 기술에 관하여 다량의 가스를 생성하는 방식 및 제어 시스템에 대한 개선을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 장치는 더욱 폭넓은, 가능하게는 심지어 제로 출력까지의 동작 속도에 의해 달성되는 출력 조절을 보완하고, 동시에, 터빈 휠 내의 가스의 팽창시 생성된 에너지를 프로세스로 다시 회수시킴으로써 에너지 소비를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에 따른 장치는 이미 압축된 가스가 밸브를 통해 터빈 휠로 인도되고, 가스는 팽창시 상기 터빈 휠에 의해 터빈을 회전시키며, 가스를 압축하기 위해 필요한 일부 에너지를 반환하는 방식으로 동작한다.
터빈 휠은 가스를 압축하는 하나 이상의 터보 휠과 동일한 샤프트 상에 또는 별개의 샤프트 상에 배치되어 발전기나 터보 휠을 회전시키거나 이들의 조합을 수행할 수 있다.
멀티스테이지 터보 압축기에서, 터빈 휠을 위한 가스는 인터쿨러 및 에프터쿨러의 상류 또는 하류 중 어느 한쪽의 임의의 스테이지로부터 공급될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 단일 싱글스테이지 및 멀티스테이지 구현예 양자 모두에서 터보 압축기와 동일한 하우징 내에 구성될 수도 있다.
더 정확하게는, 본 발명에 따른 작동기는 주로 작동기가 터빈과 제어 밸브를 더 포함하고, 제어 밸브에 의해 터보 압축기에 의해 생성된, 터빈으로의 압축된 가스의 유동이 제어된다는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법은 주로 작동기가 터빈 및 제어 밸브를 더 포함하고, 이 방법에서 터보 압축기에 의해 생성된, 터빈으로의 압축된 공기의 유동은 상기 제어 밸브에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제어 시스템은 주로 제어 시스템이 터빈 및 제어 밸브를 더 포함하고, 이 제어 밸브에 의해, 터보 압축기에 의해 생성된, 터빈으로의 압축된 가스의 유동이 제어되도록 배열된다는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 작동기에서, 조절은 일정한 회전 속도로 또는 회전 속도를 작동기의 효율 또는 전달 압력이 실질적으로 교란되지 않는 정도로만 변경함으로써 달성된다. 프로세스 중에 압력이 상승하기 시작할 때, 즉, 가스의 필요성이 감소될 때, 터보 압축기 내의 다양한 스테이지들 사이 또는 이후의 밸브가 개방되며, 공기 유동의 일부가 터보 압축기 내에 통합된 터빈 유닛 또는 별도의 터빈 유닛 같은 작동기로 안내된다. 따라서, 터빈 유닛이 터보 압축기와 동일한 샤프트 상에 장착되는 경우, 모터가 필요로하는 동력이 감소된다. 터빈 유닛이 별도의 발전기 샤프트 상에 장착되는 경우, 터빈 유닛에 의해 회전되는 발전기는 프로세스 중으로 저력을 회수하기 위해 사용될 수 있다.
특허 공보 JP 2008286039 A에 개시된 기술적 방법에 대한 본 발명의 가장 중요한 차이점은 터보 압축기의 동작을 위해 필요한 샤프트 출력의 생성시 잉여 프로세스 공기/압력을 사용하는 것에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법에서, 터보 압축기를 통과하는 가스의 양은 거의 일정하게 유지되며, 동작은 항상 가능한 최상의 효율 범위에서 이루어질 수 있다. 특허 공보 JP 2008 286039 A에 개시된 방법에서, 터빈을 통해 순환되는 잉여 공기/가스는 압축기 유닛으로 복귀되며, 압축기를 통해 유동하는 공기/가스의 양(그리고, 압축기의 회전 속도)은 프로세스가 조절될 때 항상 변하며, 결과적으로, 압축기는 최적의 효율 범위에서 거의 동작하지 못한다.
공보 WO 19990/44222 A1에 개시된 방법에 대비하여, 본 발명에 따른 방법은 특히, 프로세스에서 순간적으로 필요하지 않은 잉여 공기/가스의 터빈으로의 전달이 조절될 수 있고, 이는 따라서, 터보 압축기 유닛의 동작점을 변경할 필요없이 광범위한 조절 범위로 압축된 공기의 출력을 조절할 수 있게 한다는 장점을 갖는다.
이하에서, 첨부 도면을 참조로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 제어 시스템을 도시하는 축약도이다.
도 1b는 본 발명의 제2 유리한 실시예에 따른 장치를 도시하는 축약도이다.
도 1c는 본 발명의 제3 유리한 실시예에 따른 장치를 도시하는 축약도이다.
도 1d는 본 발명의 제4 유리한 실시예에 따른 장치를 도시하는 축약도이다.
도 2는 본 발명의 유리한 실시예에 따른 장치를 위한 제어 특성 곡선을 도시한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 프로세스 시스템을 도시한다.
도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1a는 작동기(10)를 제어하기 위한 본 발명의 양호한 실시예에 따른 제어 시스템을 축약도로 도시한다. 작동기(10)는 예로서, 모터(5)와, 모터(5)의 샤프트(5a)에 연결되어 배열된 터보 압축기(1a, 1b)를 포함하는 터보 압축기이다. 이들 터보 압축기(1)는 임펠러 등일 수 있으며, 그 회전 이동이 공기 또는 다른 가스의 압력의 증가를 생성하고, 달리 말하면, 가스가 더 작은 체적으로 압축된다. 또한, 터보 압축기(10)는 압축된 공기 시스템에서 압축기(1) 사이에 연결된 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)를 포함한다. 또한, 터보 압축기(10)는 터빈(2) 및 제어 밸브(4)를 포함한다. 또한, 터보 압축기(10)는 공기 또는 가스를 터보 압축기(10) 내로 전달하기 위한 흡기부(6)와, 터보 압축기(10)의 외부, 예로서, 프로세스(11)로 압축된 공기를 전달하기 위한 출구(7)를 구비한다. 또한, 터빈(2)은 터빈(2)으로부터 공기 또는 가스를 배출하기 위한 출구(8)를 구비할 수 있다.
이제, 도 4의 흐름도를 참조로 도 1에 따른 시스템의 동작을 설명한다. 공기 또는 다른 가스는 흡기부(6)를 통해 터보 압축기(10) 내로 공급되며, 그로부터, 공기 또는 다른 가스가 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지로 전달된다(도 4의 블록 401). 또한, 모터(5)의 샤프트(5a)의 회전 운동은 터보 압축기(1a, 1b)의 회전을 유발한다. 따라서, 터보 압축기(1a, 1b)의 임펠러의 운동은 가스의 압력 및 온도를 증가시킨다(블록 402). 압축된 가스는 터보 압축기의 제1 스테이지의 출구(1c) 및 유동 채널(12)을 통해 제1 냉각기(2a)로 인도되고, 제1 냉각기에서 가스의 온도가 하강된다(블록 403). 제1 냉각기(3a)로부터, 가스는 예로서, 흡기부(1d)를 통해 터보 압축기(1b)의 제2 스테이지로 전달된다(블록 404). 제2 터보 압축기(1b)의 임펠러 휠은 또한 모터 샤프트(5a)와 연결되어 있으며, 모터 샤프트(5a)의 회전 운동은 임펠러 휠의 회전을 유발하고, 이는 가스 압력을 추가로 증가시킨다. 터보 압축기(1b)의 제2 스테이지로부터, 압축된 가스는 예로서, 출구(1e)를 통해 가스 온도의 하강을 위해 제2 냉각기(3b)로 인도된다(블록 405). 제2 냉각기(3b)로부터, 압축된 가스는 출구(7)를 통해 예로서 프로세스(11)로 인도될 수 있다(블록 406).
프로세스(11)에서 압력이 상승하기 시작하는 상황, 즉, 프로세스(11)의 가스 수요가 감소하는 상황에서, 제어 밸브(4)는 터보 압축기(10) 내의 가스의 일부를 터빈(2)으로 안내하기 위해 사용된다(블록 407). 도 1a에 도시된 장치에서, 터빈(2)으로의 이러한 가스 유동은 모터(5)의 동력 공급의 필요성을 감소시키는 효과를 가지며, 달리 말하면, 터빈(2)은 이 방식으로 가스를 압축하기 위해 필요한 에너지의 일부를 모터 샤프트(5a)로 반환한다. 터빈으로 인도된 가스의 이 부분은 터빈의 출구(8)를 통해, 예로서, 대기로 전달되거나, 또는, 다시 터보 압축기의 흡기부(6)로 전달된다.
프로세스(11)의 압력이 감소하기 시작할 때, 제어 밸브(4)는 폐쇄 방향으로 조절되거나 완전히 폐쇄될 수 있으며, 터빈(2)으로 이동되는 가스의 양은 감소되거나 터빈(2)으로의 가스 공급이 차단된다. 다시 조절이 필요한 경우, 이는 제어 밸브(4)에 의해 상술한 방식으로 이루어질 수 있다. 이 방식으로, 터빈(2)으로 가스의 일부를 안내함으로써, 모터(5)의 회전 속도의 조절에 추가로 동력 제어 및 동시에 시스템 효율이 조절될 수 있다.
이 조절 동안, 모터 샤프트(5)의 회전 속도의 변경은 전혀 필요하지 않거나 단지 터보 압축기(10)의 전달 압력 또는 효율이 실질적으로 감소되지 않는 정도로만 필요하다.
필요시, 상술한 단계가 반복될 수 있다.
도 1a에 도시된 실시예에서, 터빈(2)은 압축기(1a, 1b)와 동일한 샤프트 상에 배열된다. 이 샤프트는 모터 샤프트(5a)dls 것이 유리하지만, 또한, 모터 샤프트(5a)와 동력 전달 연결된 다른 샤프트일 수도 있다. 도 1a의 배열은 또한 발전기가 터빈(2)과 터보 압축기(1a, 1b)를 연결하는 샤프트에 결합되어 특히 터빈(2)을 회전시키기 위해 가스가 사용되는 상황에서 전기를 발전하도록 하는 방식으로 구현될 수도 있다. 이 전력은 예로서, 모터(5)에 또는 프로세스(11)에 공급될 수 있다(도 3).
도 1b는 본 발명의 다른 유리한 실시예에 따른 제어 시스템을 도시한다. 도 1a의 실시예에 대한 차이점은 주로 터빈(2)이 모터 샤프트(5a)에 연결되지 않고 별개의 요소로서 구현된다는 점에 있다. 따라서, 터빈(2)은 발전기(9)를 회전시키도록 배열된다. 따라서, 가스의 일부가 제어 밸브(4)를 통해 터빈(2)에 인도되는 상황에서, 터빈(2)의 회전 운동은 모터(5)에 공급될 수 있는 전력을 발전기가 생성하는 효과를 갖는다. 이는 모터(5)에 필요한, 다른 에너지원으로부터의 전력의 양을 감소시킨다.
도 1c는 본 발명의 제3 유리한 실시예에 따른 제어 시스템을 도시한다. 도 1a의 실시예에 대한 차이점은 터빈(2)에 공급되는 가스가 냉각기(3c) 내에서 냉각된다는 점에 있다. 따라서, 터빈(2)으로부터 출력되는 가스의 온도는 냉각기(3c)가 사용되지 않는 상황에 비해 낮을 수 있다. 또한, 냉각기(3b)는 제어 밸브(4)의 출구와 터빈(2)의 입구 사이에 냉각기를 포함함으로써 도 1b에서 구현될 수도 있음이 명백하다.
도 1d는 본 발명의 제4 유리한 실시예에 따른 제어 시스템을 도시한다. 도 1b의 실시예에 대한 차이점은 주로 터빈(2)이 발전기가 아닌 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지에 연결되어 있다는 점, 달리 말하면, 터빈(2)이 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지를 회전시키도록 배열된다는 점에 있다. 따라서, 가스의 일부가 제어 밸브(4)를 통해 터빈(2)으로 인도되는 상황에서, 터빈(2)의 회전 운동은 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지의 임펠러 휠이 회전하게 하고, 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지는 유입 가스의 압력을 상승시킨다. 일부 실시예에서, 모터(5) 및 터빈(2) 양자로부터 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지에 동력이 전달될 수 있다. 이런 조합된 동력 전달 배열은 기어 시스템 등을 필요로할 수 있으며, 이 기어 시스템에 의해 두 개의 서로 다른 동력원으로부터 전달되는 동력이 제어된 방식으로 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지에 전달될 수 있다.
상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 제어 시스템은 종래 기술에서 보다 넓은 조절 범위 및 더 양호한 조절을 달성하기 위해 사용될 수 있다.
비록 두 개의 터보 압축기 스테이지가 상술한 실시예에 적용되어 있지만, 예로서, 3개, 4개 또는 더 많은 스테이지 같이 두 개 보다 많은 스테이지가 존재할 수도 있음이 명백하다.
도 2는 제어 특성 곡선의 일 예를 도시한다. 수평 축 및 수직 축은 체적 유동의 양 및 압력을 각각 나타낸다. 체적 유동의 값(X)은 계획값(100%)을 나타내고, 압력값(Y)은 대응 목표 압력을 나타낸다. 곡선(A)은 모터의 회전 속도(n0)에서 종래 기술의 터보 압축기 시스템의 특성 곡선(압력에 대한 체적 유동의 비율)을 도시하고, 곡선(B)은 회전 속도(n0)보다 더 높은 주어진 최대 회전 속도(n1)에서 시스템의 특성 곡선을 도시하며, 곡선(C)은 회전 속도(n0)보다 낮은 주어진 최소 회전 속도(n-1)에서 시스템의 특성 곡선을 도시한다. 문자 Z는 본 발명에 따른 시스템에 의해 달성될 수 있는 체적 유동/압력 비율을 나타내며, 모터 샤프트(5a)의 대응 회전 속도는 n-1이다. 종래 기술 장치에서, 회전 속도(n)의 조절은 100%의 계획값 보다 단지 수 % 낮은 양으로 체적 유동을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 방법에 따라서, 회전 속도를 현저히 감소시키지 않고 계획값의 절반 미만의 값, 유리한 실시예에서는 그 약 20%의 값을 달성할 수 있다. 따라서, 양호한 효율이 달성된다.
일부 유리한 실시예에서, 계획 압력 값은 6 내지 10 bar 정도일 수 있지만, 또한, 이 보다 더 높은, 예로서, 13 bar이거나 그보다 더 낮은, 심지어 1 bar보다 더 낮은 값일 수 있다.
본 발명은 매우 폭넓은 동력 범위에 사용하기에 적합하다. 터보 압축기(10)의 동력은 예로서 100kW와 1 MW 사이일 수 있지만, 또한, 100kW보다 낮거나 심지어 1Mw보다 높을 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 작동기가 사용될 수 있는 프로세스(11)의 또 다른 예를 도시한다. 프로세스(11)는 압축된 가스가 필요한 임의의 프로세스일 수 있다. 터보 압축기(10)의 출구(7) 또는 프로세스(11)는 예로서 프로세스(11) 내로 공급되는 가스의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(12) 등을 구비한다. 압력 센서(12)에 의해 제공되는 측정 데이터는 제어 유닛(13)으로 전송되며, 이 제어 유닛은 예로서 측정 데이터를 기준 값과 비교하고, 이 비교에 기초하여, 예로서, 제어 밸브(4)를 조절할 필요가 있는지를 결정한다. 압력이 기준값을 초과하는 것으로 판명되면, 제어 유닛(13)은 제어 밸브(4)가 개방되어야 한다는 정보를 제어 밸브(4)의 제어 수단(4a)에 전송한다. 일부 실시예에서, 제어 유닛(13)은 신호, 예를 들어, 전압을 직접적으로 생성하고, 이는 제어 밸브(4)의 위치의 변경을 실행한다. 이런 경우에, 제어 밸브를 위한 제어 수단(4a)은 불필요하다.
대응적으로, 압력이 예로서, 주어진 한계값 미만으로 감소하는 상황에서, 제어 유닛(13)은 폐쇄 방향으로 제어 밸브(4)를 제어할 수 있으며, 이는 터빈(2)으로의 가스의 유동을 감소시키거나 완전히 방지한다.
제어 밸브(4)가 또한 개방 및 폐쇄 위치 이외의 다른 위치를 가질 수 있으며, 상황에 따라, 터빈(2)으로 인도될 가스의 양이 또한 최대값과 최소값 사이의 소정지점일 수 있다는 것이 명백하다.
가스가 터보 압축기(1b)의 제2 스테이지 하류의 터빈(2)에 공급되는 것을 앞서 제시하였지만, 멀티스테이지 터보 압축기에서, 가스는 인터쿨러 및 애프터쿨러(1a, 1b)의 상류 또는 하류의 임의의 스테이지로부터 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 또한 싱글 스테이지 및 멀티스테이지 구현예 양자 모두에서 터보 압축기와 동일한 하우징 내에 설치될 수 있다.
일부 실시예에서, 터빈(2) 유닛을 통해 유동한 가스의 전부 또는 일부가 터보 압축기의 모터(5), 보조 장치 및/또는 터보 압축기(10)에 의해 생성된 가스를 냉각시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 압축기(1a, 1b) 및 터빈(2)의 조절은 작동기의 주연 속도가 통상적으로 심지어 100 m/s 이상인 고속 기술을 사용하여 구현된다. 예로서, 고속 모터가 모터(5)로서 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 압축기(1a, 1b), 터빈(2) 및/또는 모터(5)의 베어링은 예로서, 공기 베어링, 가스 베어링 또는 소위 하이브리드 베어링, 즉, 공기 또는 가스 베어링과 자석 베어링의 조합으로서 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 변형될 수 있다.

Claims (17)

  1. 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b)의 스테이지 내에서 압축된 가스를 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)로 전달하기 위한 출구를 구비하는 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b)의 스테이지와, 작동기(10)에 공급되는 가스의 압력을 증가시키기 위해 상기 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b)의 스테이지를 회전시키기 위한 샤프트(5a)를 포함하는, 작동기(10)에 있어서,
    상기 작동기(10)는 터빈(2) 및 제어 밸브(4)를 더 포함하고, 터보 압축기(1a, 1b)에 의해 생성된 압축된 가스의 터빈(2)으로의 유동이 상기 제어 밸브에 의해 조절되도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트(5a)를 회전시키도록 배열된 모터(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 상기 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈(2)은 상기 샤프트(5a)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기작동기(10)는 상기 샤프트(5a)에 연결된 발전기(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 터빈(2)과 동력 전달 연결되어 배열된 발전기(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 적어도 상기 가스 출구(1c)를 구비한 제1 터보 압축기(1a)와 가스 흡기부(1d)를 구비한 터보 압축기의 제2 스테이지와, 제2 터보 압축기의 흡기부(1d)와 터보 압축기의 제1 스테이지의 출구(1c) 사이에 연결된 제1 냉각기(3a)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 밸브(4)는 제1 냉각기(3a)로부터 터빈(2)으로 가스를 전달하도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 적어도 상기 가스 출구(1c)를 갖는 터보 압축기(1a)의 제1 스테이지와, 가스 흡입부(1d) 및 가스 출구(1e)를 갖는 터보 압축기의 제2 스테이지와, 터보 압축기의 제1 스테이지의 출구(1c)와 터보 압축기의 제2 스테이지의 흡기부(1d) 사이에 연결된 제1 냉각기(3a)와, 제2 터보 압축기의 출구(1e)와 작동기의 출구(7)의 사이에 연결된 제2 냉각기(3b)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 밸브(4)는 제2 냉각기(3b)로부터 터빈(2)으로 가스를 전달하도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈(2)을 통해 유동한 가스는 터보 압축기의 모터(5), 보조 장치들 및/또는 작동기(10)에 의해 생성된 가스를 냉각하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  12. 제 2 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터(5)는 고속 모터인 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  13. 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터빈(2) 및/또는 모터(5)의 베어링들은 공기 베어링들, 가스 베어링들 또는 공기나 가스 베어링과 자석 베어링의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 터보 발전기인 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동기(10)는 터빈(2)과 제어 밸브(4) 사이에 연결된 냉각기(3c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    작동기.
  16. 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b) 내에서 압축된 가스를 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)로 전달하기 위한 출구를 구비한 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b)와, 상기 하나 이상의 터보 압축기(1a, 1b)가 그에 연결되는 샤프트(5a)를 포함하는 작동기(10)를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 방법에서, 샤프트(5a)는 작동기(10)에 공급되는 가스의 압력을 상승시키도록 회전되는, 작동기(10)를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 작동기(10)는 터빈(2) 및 제어 밸브(4)를 더 포함하고, 상기 방법에서, 터보 압축기(1a, 1b)에 의해 생성된 압축된 가스의 터빈(2)으로의 유동은 상기 제어 밸브(4)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는,
    작동기(10)를 제어하기 위한 방법.
  17. 작동기(10)가 터보 압축기(1a, 1b)의 하나 이상의 스테이지에서 압축된 가스를 하나 이상의 냉각기(3a, 3b)로 전달하기 위한 출구를 구비한 터보 압축기(1a, 1b)의 하나 이상의 스테이지와, 작동기(10)에 공급되는 가스의 압력을 상승시키기 위해 터보 압축기(1a, 1b)의 상기 하나 이상의 스테이지를 회전시키기 위한 샤프트(5a)를 포함하는, 작동기(10)용 제어 시스템에 있어서,
    상기 제어 시스템은 터빈(2) 및 제어 밸브(4)를 더 포함하고, 터보 압축기(1a, 1b)에 의해 생성된 압축된 가스의 터빈(2)으로의 유동이 제어 밸브(4)에 의해 조절되도록 배열되는 것을 특징으로 하는,
    작동기(10)용 제어 시스템.
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