KR20150058805A - 컴프레셔용 안티 서지 시스템 - Google Patents

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KR20150058805A
KR20150058805A KR1020130142025A KR20130142025A KR20150058805A KR 20150058805 A KR20150058805 A KR 20150058805A KR 1020130142025 A KR1020130142025 A KR 1020130142025A KR 20130142025 A KR20130142025 A KR 20130142025A KR 20150058805 A KR20150058805 A KR 20150058805A
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윤호형
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

컴프레셔용 안티 서지 시스템이 제공된다. 상기 컴프레셔용 안티 서지 시스템은 유체를 압축하는 컴프레셔, 기 컴프레셔의 유입구와 연결되는 제1 배관, 상기 제1 배관의 유량을 조절하는 제1 밸브, 기 컴프레셔의 배출구와 연결되는 제2 배관, 상기 제2 배관의 단부에 설치되고, 상기 제2 배관 내의 유체의 제1 압력 이상에서 개방되는 제2 밸브, 상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브로 연결되고, 상기 제1 밸브의 개폐를 조절하는 유체를 제공하는 바이패스 라인 및 상기 바이패스 라인 상에 설치되고, 제1 압력 보다 큰 제2 압력 이상에서 상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브 방향으로 개방되는 체크 밸브를 포함하되, 상기 제1 밸브는 상기 바이패스 라인의 유량이 증가하면 개방되고, 상기 바이패스 라인의 유량이 줄어들면 폐쇄된다.

Description

컴프레셔용 안티 서지 시스템{Anti surge system for compressor}
본 발명은 컴프레셔용 안티 서지 시스템에 관한 것이다.
서지(surge)란 컴프레셔(compressor)의 유체흐름이 순간적으로 역류하는 현상이다. 서지가 발생되면 압축하는 유체의 온도가 급격하게 상승하게 된다. 더불어 컴프레셔 내부의 응력, 소음 및 바이브레이션 등의 문제를 발생시킨다. 이러한 문제에 의해 로우터(rotor)의 손상을 야기할 수도 있다. 따라서 서지(surge)를 방지하기 위한 방법이 계속 발명되고 있다.
흔히 서지(surge)를 방지하기 위해 바이패스 라인(bypass line)을 이용한 재순환(re-circulation) 방식을 사용하게 된다. 이는 실질적으로는 컴프레셔(compressor)의 효율을 감소하는 것이기 때문에 일차적인 방법은 아니다. 따라서, 일반적으로 최초의 밸브에 들어오는 유체의 양을 감소시키고 이후 모터(motor)의 속도를 줄여서 서지(surge)를 해결하고자 한다. 그리고 나서도 서지(surge)가 해결되지 않는 경우에는 바이패스 라인을 이용하여 서지를 해결한다.
따라서, 바이패스 라인의 개폐를 조절하는 밸브가 필요하고 이를 컨트롤하기 위한 유압이 추가적으로 필요하게 된다.
대한민국공개특허 제10-2012-0003912호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 효율이 개선된 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 전압 발생 회로는 유체를 압축하는 컴프레셔, 상기 컴프레셔의 유입구와 연결되는 제1 배관, 상기 제1 배관의 유량을 조절하는 제1 밸브, 상기 컴프레셔의 배출구와 연결되는 제2 배관, 상기 제2 배관의 단부에 설치되고, 상기 제2 배관 내의 유체의 제1 압력 이상에서 개방되는 제2 밸브, 상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브로 연결되고, 상기 제1 밸브의 개폐를 조절하는 유체를 제공하는 바이패스 라인 및 상기 바이패스 라인 상에 설치되고, 제1 압력 보다 큰 제2 압력 이상에서 상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브 방향으로 개방되는 체크 밸브를 포함하되, 상기 제1 밸브는 상기 바이패스 라인의 유량이 증가하면 개방되고, 상기 바이패스 라인의 유량이 줄어들면 폐쇄된다.
상기 제1 밸브는 스로틀링(throttling) 밸브일 수 있다.
여기서, 상기 바이패스 라인에서 제1 배관으로 연장된 보조 바이패스 라인과, 상기 보조 바이패스 라인 상에 설치되고, 상기 보조 바이패스 라인의 개폐를 제어하는 안티 서지 밸브와, 상기 안티 서지 밸브를 제어하는 안티 서지 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 배관상의 유량을 체크하는 유량계와, 제1 및 제2 배관상의 압력을 체크하는 압력계를 더 포함하고, 상기 안티 서지 컨트롤러는 상기 유량계 및 상기 압력계에 의해 측정된 유량과 압력을 통해서 서지 여부를 판단하고 상기 안티 서지 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
상기 제2 압력은 상기 컴프레셔의 최대 압력일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템은 유체를 압축하고, 상기 유체가 들어가는 인렛(inlet)과 상기 유체가 나가는 아웃렛(outlet)을 포함하는 압축부, 상기 압축부에 들어가는 유체를 조절하는 흡입 밸브, 상기 압축부에 나오는 유체를 배출시키는 배출 밸브 및 상기 압축부의 서지를 방지하기 위해 상기 아웃렛과 상기 인렛을 연결하는 바이패스 라인과 상기 바이패스 라인 상에 설치되어 서지 발생시에 열리는 체크 밸브를 포함하고, 상기 흡입 밸브에 제어 유압을 제공하는 안티 서지부를 포함한다.
상기 바이패스 라인은 서지 발생시 상기 흡입 밸브의 제어 유압을 제공하여 유량을 변화시켜 서지를 완화하는 흡입 밸브 컨트롤 라인과, 상기 흡입 밸브에 의해서도 서지가 해결되지 않은 경우에 상기 인렛과 연결되어 유체를 재순환 시키는 재순환 라인을 포함할 수 있다.
상기 압축부는 상기 인렛 및 상기 아웃렛에 각각 유량계와, 상기 인렛 및 상기 아웃렛에 각각 압력계를 포함하고, 상기 안티 서지부는 상기 재순환 라인의 개폐를 제어하는 안티 서지 밸브와, 상기 유량계와 압력계의 정보를 받아 서지가 해결되지 않은 경우 상기 안티 서지 밸브를 개방하고, 서지가 해결되는 경우 상기 안티 서지 밸브를 폐쇄하는 안티 서지 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 체크 밸브는 상기 컴프레셔의 최대 압력 이상에서 열릴 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템은 초기 서지가 발생하였을 때 자동적으로 업스트림 로딩 밸브의 유량을 제어하는 효과가 있고, 이에 따라 전체 시스템의 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 업스트림 로딩 밸브에 따로 유압 라인을 추가하지 않아도 되므로 구조적으로 단순하고 제어가 용이한 컴프레셔 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 컴프레셔의 압력비 대 등가 질량 유량의 예시적 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 4의 압축부의 세부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 도 4의 안티 서지부의 세부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 컴프레셔의 압력비 대 등가 질량 유량의 예시적 그래프이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템(1)은 컴프레셔(100), 제1 배관(200), 제1 밸브(300), 제2 배관(400), 제2 밸브(450), 제1 바이패스 라인(500) 및 체크 밸브(600)를 포함한다.
구체적으로, 컴프레셔(100)는 기체를 압축할 수 있다. 컴프레셔(100)는 로우터(rotor)에 의해 기체를 압축하는 회전형일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 컴프레셔(100)는 유체가 들어오는 유입구와 배출되는 배출구를 포함할 수 있다. 컴프레셔(100)의 토출력은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 100kPa 이상일 수 있다.
제1 배관(200)은 컴프레셔(100)의 유입구에 연결될 수 있다. 제1 배관(200)은 유체가 유입되는 통로일 수 있다. 제1 배관(200)은 들어오는 기체의 정화를 위한 정화기(scrubber)가 설치될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 밸브(300)는 제1 배관(200) 상에 형성될 수 있다. 제1 밸브(300)는 제1 배관(200)을 개폐할 수 있다. 제1 밸브(300)는 제1 배관(200)에 흐르는 유체의 양을 조절할 수 있다. 제1 밸브(300)는 유압에 의해 유량을 조절할 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 제1 배관(200)은 예를 들어, 스로틀링(throttling) 밸브일 수 있다.
제2 배관(400)은 컴프레셔(100)의 배출구에 연결될 수 있다. 제2 배관(400)은 유체가 배출되는 통로일 수 있다. 제2 배관(400)은 나가는 유체의 온도를 낮추기 위해 냉각기(cooler)가 설치될 수 있다. 왜냐하면, 유체가 압축되면서 온도가 올라갈 수 있기 때문이다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 밸브(450)는 제2 배관(400) 상에 형성될 수 있다. 제2 밸브(450)는 제2 배관(400)의 단부에 설치될 수 있다, 제2 밸브(450)는 유체가 배출되는 방향으로만 열리는 체크 밸브일 수 있다. 제2 밸브(450)는 유체의 압력이 제1 압력 이상이면 개방될 수 있다.
제1 제1 바이패스 라인(500)은 제2 배관(400)에서 연장될 수 있다. 구체적으로, 제2 배관(400)의 단부에 위치한 제2 밸브(450)와 컴프레셔(100)의 배출구 사이에서 연장될 수 있다.
제1 제1 바이패스 라인(500)은 제1 밸브(300)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 제1 바이패스 라인(500)은 제1 밸브(300)의 개폐를 조절하는 유체를 제공할 수 있다. 즉, 제1 제1 바이패스 라인(500)은 제1 밸브(300)의 조절 유압 라인일 수 있다.
제1 체크 밸브(600)는 제1 제1 바이패스 라인(500) 상에 형성될 수 있다. 제1 체크 밸브(600)는 일 방향으로만 개방될 수 있다. 상기 일 방향은 제2 배관(400)에서 제1 밸브(300)로 연장되는 방향일 수 있다. 제1 체크 밸브(600)는 제2 압력 이상에서 개방될 수 있다. 제2 압력은 상기 제1 압력보다 클 수 있다.
제1 밸브(300)는 제1 제1 바이패스 라인(500)의 유량이 증가하면 개방될 수 있다. 즉, 서지(surge)가 발생하면, 이를 해소하기 위해 제1 밸브(300)가 개방될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2의 세로축은 컴프레셔의 배출구의 절대 압력 Pd를 유입구의 절대 압력 Ps로 나눈 값이다. 도 2의 가로축은 유입되는 유량이다. 또한 유체의 속도 또는 로우터의 회전 속도에 따라 개별적으로 그래프가 그려진다.
서지는 도 2의 서지포인트((1)라인)을 좌측으로 넘어서면 발생할 수 있다. 즉, 유입되는 유량이 작을수록 서지가 발생하기 쉽다. 또한 유량이 많아지면 초크포인트((2)라인)에 가까워져 초크가 발생할 수 있다. 따라서 컴프레셔(100)는 서지포인트((1)라인)과 초크포인트((2)라인)에서 정상적으로 동작할 수 있다.
로우터의 회전 속도가 100%라고 가정하면, 도 2의 가장 위에 있는 그래프를 참조할 수 있다. 그래프의 ①의 위치에서는 서지가 발생할 수 있다. 따라서, 유량을 늘려서 ②의 위치로 오게 하면 서지를 해소할 수 있다. 즉, 서지 발생시에 유량을 늘려주어야 한다.
서지가 발생하면 컴프레셔(100)의 헤드(head)가 증가한다. 또한 배출(discharge)이 원활하지 않기 때문에 컴프레셔(100)에서 낼 수 있는 최대의 압력보다 큰 백 프레셔(back pressure)가 발생한다. 제2 압력은 컴프레셔(100)의 최대 압력일 수 있다.
따라서, 서지가 발생하면, 제2 밸브(450)를 통해 유체가 배출되기도 하지만, 제1 제1 바이패스 라인(500)에 의해 유체가 이동할 수 있다. 제1 제1 바이패스 라인(500)의 상의 제1 체크 밸브(600)는 제2 압력 이상이 되므로 개방되고, 유체는 제1 제1 바이패스 라인(500)을 따라 이동할 수 있다.
제1 제1 바이패스 라인(500)이 개방되어 제1 제1 바이패스 라인(500)에 흐르는 유체의 압력이 커지면 제1 밸브(300)를 개방할 수 있다. 이에 따라 유입되는 유량이 늘어나고, 서지가 스스로 해소될 수 있다.
반대로, 제1 제1 바이패스 라인(500)의 유량이 줄어들면, 제1 밸브(300)를 개방하는 압력이 줄어들어 제1 밸브(300)가 폐쇄될 수 있다. 제1 밸브(300)는 유량을 조절할 수 있기 때문에 제1 제1 바이패스 라인(500)의 유량이 줄어듦에 따라 제1 밸브의 유량도 점진적으로 작아질 수 있다. 결론적으로, 제1 제1 바이패스 라인(500)이 제1 체크 밸브(600)에 의해 닫히면, 제1 밸브(300)도 원 상태로 돌아갈 수 있다.
본 발명의 컴프레셔용 안티 서지 시스템(1)은 서지 발생시 발생되는 백 프레셔를 이용하여 자동적으로 제1 밸브(300)를 제어할 수 있다. 또한, 제1 밸브의 유압 라인을 따로 설치하지 않아도 되므로, 더욱 간단하고 효율적인 시스템을 구현할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명한다. 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 부분에 동일한 도면 부호를 붙이고, 설명을 간단히 하거나 생략한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템(2)은 보조 바이패스 라인(700), 제1 안티 서지 밸브(800) 및 제1 안티 서지 컨트롤러(900) 등을 더 포함한다.
보조 바이패스 라인(700)은 제1 제1 바이패스 라인(500) 상에서 연장될 수 있다. 구체적으로, 보조 바이패스 라인(700)은 제1 체크 밸브(600)와 제1 밸브(300) 사이에서 연장될 수 있다. 보조 바이패스 라인(700)은 제1 배관(200)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 밸브(300)와 컴프레셔(100)의 유입구 사이로 연결될 수 있다.
제1 안티 서지 밸브(800)는 보조 바이패스 라인(700) 상에 설치될 수 있다. 제1 안티 서지 밸브(800)는 보조 바이패스 라인(700)의 개폐를 조절할 수 있다. 제1 안티 서지 밸브(800)는 제1 안티 서지 컨트롤러(900)에 의해 제어될 수 있다.
제1 안티 서지 컨트롤러(900)는 제1 안티 서지 밸브(800)를 제어할 수 있다. 제1 안티 서지 컨트롤러(900)는 제1 제1 바이패스 라인(500)에 의해 제1 밸브(300)가 개방되었음에도 서지가 해소되지 않은 경우 제1 안티 서지 밸브(800)를 개방할 수 있다.
제1 유량계(1000)는 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)에 설치될 수 있다. 제1 유량계(1000)는 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)의 유량을 측정할 수 있다. 제1 유량계(1000)는 측정한 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)의 유량 정보를 제1 안티 서지 컨트롤러(900)로 전송할 수 있다.
제1 압력계(1100)는 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)에 설치될 수 있다. 제1 압력계(1100)는 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)의 압력을 측정할 수 있다. 제1 압력계(1100)는 측정한 제1 배관(200) 및 제2 배관(400)의 압력 정보를 제1 안티 서지 컨트롤러(900)로 전송할 수 있다.
제1 안티 서지 컨트롤러(900)는 제1 유량계(1000) 및 제1 압력계(1100)가 전송한 유량 정보와 압력 정보를 받을 수 있다. 제1 안티 서지 컨트롤러(900)는 유량 정보 및 압력 정보를 이용하여 서지가 해소되었는지를 판단할 수 있다.
제1 안티 서지 컨트롤러(900)는 서지 발생 초기에 제1 밸브(300)가 개방되었음에도 서지가 해소되지 않은 경우에 제1 안티 서지 밸브(800)를 개방할 수 있다. 제1 안티 서지 컨트롤러(900)에 의해 제1 안티 서지 밸브(800)가 개방되는 경우 제1 제1 바이패스 라인(500)과 보조 바이패스 라인(700)에 의해 유체가 재순환(re-circulation)이 될 수 있다. 이에 따라, 서지가 해소될 수 있다.
본 실시예의 컴프레셔용 안티 서지 시스템(2)은 이중의 장치를 통해 서지를 해소하는 시스템이다. 즉. 서지 발생시 초기에 제1 제1 바이패스 라인(500)과 제1 체크 밸브(600)에 의해 제1 밸브(300)가 개방됨으로써, 서지가 완화 또는 해소될 수 있다. 이러한 과정 후에도 서지가 해소되지 않은 경우, 제1 안티 서지 컨트롤러(900)가 이를 판단하여 제1 안티 서지 밸브(800)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 유체가 재순환(re-circulation)되어 서지가 완전하게 해소될 수 있다.
제1 안티 서지 컨트롤러(900)에 의한 제1 안티 서지 밸브(800)의 개방은 컴프레셔의 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 1차적으로 제1 밸브(300)를 제어하고, 2차적으로 제1 안티 서지 밸브(800)를 제어하여 효율적이고 안정성이 높은 안티 서지 시스템을 제공한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4의 압축부의 세부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다. 도 6은 도 4의 안티 서지부의 세부 구성 요소를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 컴프레셔용 안티 서지 시스템(3)은 압축부(1200), 흡입 밸브(1400), 배출 밸브(1500) 및 안티 서지부(1300)를 포함한다.
구체적으로, 압축부(1200)는 유체를 압축할 수 있다. 압축부(1200)는 유체가 들어가는 인렛(1230)(inlet)을 포함할 수 있다. 압축부(1200)는 유체가 나가는 아웃렛(1240)(outlet)을 포함할 수 있다.
흡입 밸브(1400)는 압축부(1200)에 들어가는 유체를 조절할 수 있다. 흡입 밸브(1400)는 인렛(1230) 상에 설치될 수 있다. 흡입 밸브(1400)는 유압에 따라 유량을 조절할 수 있다.
배출 밸브(1500)는 압축부(1200)에 나오는 유체를 배출시킬 수 있다. 배출 밸브(1500)는 아웃렛(1240) 상에 설치될 수 있다. 배출 밸브(1500)는 일정한 유압에 따라 배출되는 방향으로만 개방될 수 있다.
안티 서지부(1300)는 본 실시예의 컴프레셔용 안티 서지 시스템(3)의 서지 여부를 판단하고, 서지를 해결할 수 있다. 안티 서지부(1300)는 제2 바이패스 라인(1330)과 제2 체크 밸브(1340)를 포함할 수 있다.
도 5를 참고하면, 압축부(1200)는 컴프레셔와 인렛(1230), 아웃렛(1240), 제2 유량계(1210) 및 제2 압력계(1220)를 포함한다.
제2 유량계(1210)는 인렛(1230)과 아웃렛(1240) 상에 설치될 수 있다. 제2 유량계(1210)는 인렛(1230)과 아웃렛(1240)의 유량을 측정할 수 있다. 제2 유량계(1210)는 측정한 유량 정보를 안티 서지부(1300)에 전송할 수 있다.
제2 압력계(1220)는 인렛(1230)과 아웃렛(1240) 상에 설치될 수 있다. 제2 압력계(1220)는 인렛(1230)과 아웃렛(1240)의 압력을 측정할 수 있다. 제2 압력계(1220)는 측정한 압력 정보를 안티 서지부(1300)에 전송할 수 있다.
도 6을 참조하면, 안티 서지부(1300)는 제2 바이패스 라인(1330), 제2 체크 밸브(1340) 및 제2 안티 서지 밸브(1322) 및 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)를 포함한다.
제2 바이패스 라인(1330)은 아웃렛(1240)에서 연장될 수 있다. 제2 바이패스 라인(1330)은 두 갈래로 나뉘어질 수 있다. 제2 바이패스 라인(1330)은 흡입 밸브(1400)로 연장되는 흡입 밸브 컨트롤 라인(1310)과 압축부(1200)로 연결되는 재순환 라인(1320)을 포함할 수 있다.
흡입 밸브 컨트롤 라인(1310)은 서지 발생시에 흡입 밸브(1400)의 제어 유압을 제공하여 유량을 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 서지가 완화될 수 있다. 구체적으로, 흡입 밸브(1400)는 스로틀링 밸브일 수 있고, 흡입 밸브 컨트롤 라인(1310)이 제공하는 유압에 따라 흡입 밸브(1400)가 스로틀링 되어 개방 될 수 있다. 이에 따라, 유량이 증가하여 서지가 완화될 수 있다.
재순환 라인(1320)은 흡입 밸브 컨트롤 라인(1310)에 의해 흡입 밸브(1400)가 개방됨에도 서지가 완화되지 않은 경우에 유체를 재순환하여 서지를 해소할 수 있다.
제2 체크 밸브(1340)는 제2 바이패스 라인(1330) 상에 형성될 수 있다. 제2 체크 밸브(1340)는 제2 바이패스 라인(1330) 상의 유체를 아웃렛(1240)에서 나오는 방향으로만 개방시킬 수 있다. 제2 체크 밸브(1340)는 컴프레셔의 최대 압력 이상에서 열릴 수 있다. 따라서, 서지 발생시 컴프레셔는 최대 압력이 발생하므로, 제2 체크 밸브(1340)가 개방될 수 있다.
제2 안티 서지 밸브(1322)는 재순환 라인(1320) 상에 설치될 수 있다. 제2 안티 서지 밸브(1322)는 재순환 라인(1320)의 개폐를 제어할 수 있다. 제2 안티 서지 밸브(1322)는 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)에 의해서 제어될 수 있다.
제2 안티 서지 컨트롤러(1350)는 제2 안티 서지 밸브(1322)의 개폐를 제어할 수 있다. 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)는 제2 안티 서지 밸브(1322)에 제어신호를 전송하여 제2 안티 서지 밸브(1322)의 개폐를 제어할 수 있다. 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)는 제2 유량계(1210) 및 제2 압력계(1220)로부터 각각 유량 정보 및 압력 정보를 받아 서지 여부를 판단할 수 있다. 서지가 해소되지 않은 경우 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)는 제2 안티 서지 밸브(1322)를 개방할 수 있다.
즉 본 실시예의 컴프레셔용 안티 서지 시스템(3)은 흡입 밸브(1400)를 통해 스스로 서지를 완화 또는 해소하고, 이에 해소가 안되면 제2 안티 서지 컨트롤러(1350)가 제2 안티 서지 밸브(1322)를 개방하여 재순환 라인(1320)에 의해 서지를 해소시킨다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 컴프레셔 200: 제1 배관
300: 제1 밸브 400: 제2 배관
500: 제1 바이패스 라인 600: 체크 밸브

Claims (9)

  1. 유체를 압축하는 컴프레셔;
    상기 컴프레셔의 유입구와 연결되는 제1 배관;
    상기 제1 배관의 유량을 조절하는 제1 밸브;
    상기 컴프레셔의 배출구와 연결되는 제2 배관;
    상기 제2 배관의 단부에 설치되고, 상기 제2 배관 내의 유체의 제1 압력 이상에서 개방되는 제2 밸브;
    상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브로 연결되고, 상기 제1 밸브의 개폐를 조절하는 유체를 제공하는 바이패스 라인; 및
    상기 바이패스 라인 상에 설치되고, 제1 압력 보다 큰 제2 압력 이상에서 상기 제2 배관에서 상기 제1 밸브 방향으로 개방되는 체크 밸브를 포함하되,
    상기 제1 밸브는 상기 바이패스 라인의 유량이 증가하면 개방되고, 상기 바이패스 라인의 유량이 줄어들면 폐쇄되는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 스로틀링(throttling) 밸브인 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 바이패스 라인에서 제1 배관으로 연장된 보조 바이패스 라인과,
    상기 보조 바이패스 라인 상에 설치되고, 상기 보조 바이패스 라인의 개폐를 제어하는 안티 서지 밸브와,
    상기 안티 서지 밸브를 제어하는 안티 서지 컨트롤러를 더 포함하는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    제1 및 제2 배관상의 유량을 체크하는 유량계와,
    제1 및 제2 배관상의 압력을 체크하는 압력계를 더 포함하고,
    상기 안티 서지 컨트롤러는 상기 유량계 및 상기 압력계에 의해 측정된 유량과 압력을 통해서 서지 여부를 판단하고 상기 안티 서지 밸브의 개폐를 제어하는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 압력은 상기 컴프레셔의 최대 압력인 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  6. 유체를 압축하고, 상기 유체가 들어가는 인렛(inlet)과 상기 유체가 나가는 아웃렛(outlet)을 포함하는 압축부;
    상기 압축부에 들어가는 유체를 조절하는 흡입 밸브;
    상기 압축부에 나오는 유체를 배출시키는 배출 밸브; 및
    상기 압축부의 서지를 방지하기 위해 상기 아웃렛과 상기 인렛을 연결하는 바이패스 라인과 상기 바이패스 라인 상에 설치되어 서지 발생시에 열리는 체크 밸브를 포함하고, 상기 흡입 밸브에 제어 유압을 제공하는 안티 서지부를 포함하는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 바이패스 라인은 서지 발생시 상기 흡입 밸브의 제어 유압을 제공하여 유량을 변화시켜 서지를 완화하는 흡입 밸브 컨트롤 라인과,
    상기 흡입 밸브에 의해서도 서지가 해결되지 않은 경우에 상기 인렛과 연결되어 유체를 재순환 시키는 재순환 라인을 포함하는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 압축부는 상기 인렛 및 상기 아웃렛에 각각 유량계와,
    상기 인렛 및 상기 아웃렛에 각각 압력계를 포함하고,
    상기 안티 서지부는 상기 재순환 라인의 개폐를 제어하는 안티 서지 밸브와,
    상기 유량계와 압력계의 정보를 받아 서지가 해결되지 않은 경우 상기 안티 서지 밸브를 개방하고, 서지가 해결되는 경우 상기 안티 서지 밸브를 폐쇄하는 안티 서지 컨트롤러를 더 포함하는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 체크 밸브는 상기 컴프레셔의 최대 압력 이상에서 열리는 컴프레셔용 안티 서지 시스템.
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