KR20160046618A - Compressor system - Google Patents

Compressor system Download PDF

Info

Publication number
KR20160046618A
KR20160046618A KR1020140142775A KR20140142775A KR20160046618A KR 20160046618 A KR20160046618 A KR 20160046618A KR 1020140142775 A KR1020140142775 A KR 1020140142775A KR 20140142775 A KR20140142775 A KR 20140142775A KR 20160046618 A KR20160046618 A KR 20160046618A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow rate
fluid
compression
fluid line
compressor
Prior art date
Application number
KR1020140142775A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101960713B1 (en
Inventor
홍상원
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화테크윈 주식회사 filed Critical 한화테크윈 주식회사
Priority to KR1020140142775A priority Critical patent/KR101960713B1/en
Publication of KR20160046618A publication Critical patent/KR20160046618A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101960713B1 publication Critical patent/KR101960713B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

A compressor system comprises a rotary shaft, a first compression part, a first adjustment part, a second compression part, a second adjustment part, and a control part. The first compression part is connected to the rotary shaft to be rotated and is arranged on a first fluid line to compress a fluid. The first adjustment part is arranged on the first fluid line to adjust the flow of the fluid of the first fluid line. The second compression part is connected to the rotary shaft to be rotated and is arranged on the second fluid line to compress the fluid in a flow rate range smaller than the flow rate of the first compression part. The second adjustment part is arranged on the second fluid line to adjust the flow of the fluid of the second fluid line. The control part is connected to the first adjustment part and the second adjustment part to control the first adjustment part and the second adjustment part to select at least one of the first compression part and the second compression part to be operated. The compressor system is stably operated in an operation area in a large range including a high flow rate area and a low flow rate area.

Description

압축기 시스템{Compressor system}[0001] COMPRESSOR SYSTEM [0002]

실시예들은 압축기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유량 영역과 저유량 영역을 모두 포함하는 넓은 범위의 작동 영역에서 안정적으로 작동하는 압축기 시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a compressor system, and more particularly to a compressor system that operates stably in a wide range of operating ranges, including both a high flow rate region and a low flow rate region.

액체나 기체 상의 유체를 제어하는 유체 제어 시스템에는 유체를 압축시키는 압축기가 사용된다. 압축기는 가능한 한 넓은 범위의 토출 압력과 유량에 대해 고효율로 작동할 수 있도록 설계되는데, 압축기의 효율뿐만 아니라 작동 영역(TR: turn down ratio)도 유체 제어 시스템의 중요한 성능 변수로 작용한다.A fluid control system for controlling liquids or gaseous fluids uses a compressor to compress fluid. Compressors are designed to operate as efficiently as possible with a wide range of discharge pressures and flow rates. Not only compressor efficiency but also turn-down ratio (TR) are also important performance parameters of fluid control systems.

압축기는 압축기가 주로 운용되는 임의의 토출 압력과 유량을 설계점으로 선정한 후, 선정된 설계점에 대해 최고 효율을 낼 수 있도록 설계된다. 설계점 이외의 작동영역, 즉 탈설계 영역에서는 압축기의 효율이 크게 떨어지므로 전력 소모가 증가한다. 특히, 공장이나 대형 설비나 기반 시설 등에 사용되는 대용량의 압축기는 효율에 따라 전력 소모량이 크게 변화하므로, 압축기를 운용하는 대형 시스템이나 설비에서는 탈설계 영역에 대해서도 압축기가 고효율을 낼 수 있어야 한다. The compressor is designed to achieve the highest efficiency for the selected design point after selecting the desired discharge pressure and flow rate as the design point. In the operating area other than the design point, that is, in the off-design area, the efficiency of the compressor is significantly lowered, thereby increasing power consumption. In particular, a large-capacity compressor used in a factory, a large facility, or an infrastructure requires a high efficiency of the compressor even in a downscale area in a large-sized system or facility that operates the compressor because power consumption greatly changes with efficiency.

압축기의 운용 영역을 제어하기 위해 입구 가이드 베인(inlet guide vane), 가변 형상 디퓨저(variable geometry diffuser)와 같은 제어 장치나, 분당 회전속도(RPM)를 제어하는 직접 구동(direct drive) 방식을 독립적 또는 복합적으로 사용한다. Control devices such as an inlet guide vane, a variable geometry diffuser, or a direct drive method for controlling the rotation speed per minute (RPM) may be used to control the operating area of the compressor, Used in combination.

미국 등록특허 6039534는 압축기에 사용되는 입구 가이드 베인(IGV)의 구조를 개시한다.US 6039534 discloses a structure of an inlet guide vane (IGV) used in a compressor.

도 1은 종래 기술의 입구 가이드 베인을 이용한 압축기의 성능맵을 도시한다.Figure 1 shows a performance map of a compressor using an inlet guide vane of the prior art.

IGV를 이용한 압축기는 유동 속도 벡터와 차압을 통해 유량과 압력을 조절할 수 있다. 그러나 압축기의 IGV가 일정 개도를 벗어나면 IGV에 의한 손실로 인해 압축기 운용 범위가 제한이 되어 압축기 효율이 급격하게 감소한다.Compressors using IGV can control flow rate and pressure through flow velocity vector and differential pressure. However, if the IGV of the compressor is outside a certain range, the compressor operating range is limited due to the loss due to IGV, and the compressor efficiency is drastically reduced.

도 2는 종래 기술의 가변 형상 디퓨저를 이용한 압축기의 성능맵을 도시한다.Figure 2 shows a performance map of a compressor using a variable shape diffuser of the prior art.

VGD를 이용하는 경우에는 간극의 손실이 필연적으로 발생하며, IGV를 이용한 압축기에서와 같이 VGD에 의한 차압이 증가하므로 탈설계 영역에서의 효율은 감소한다. 또한 IGV와 VGD는 모두 로터(rotor)의 전후에 위치하기 때문에 공진이 발생할 위험이 있어, 로터의 특성에 따라 각각의 베인 수를 변경해야 하는 제한이 있다.In the case of using VGD, the loss of the gap is inevitably generated. As in the case of the compressor using the IGV, the differential pressure due to the VGD is increased. Also, since both IGV and VGD are located before and after the rotor, there is a risk that resonance may occur. Therefore, there is a limitation in changing the number of vanes according to the characteristics of the rotor.

도 3은 종래 기술의 분당 회전속도(RPM)를 제어하는 압축기 제어 기술에 의한 압축기의 성능맵을 도시한다.3 shows a performance map of a compressor by a compressor control technique controlling the rotational speed per minute (RPM) per minute of the prior art.

RPM을 이용한 제어는 IGV나 VGD에 비교하여 상대적으로 탈설계 영역에서의 효율 감소가 적지만, 기계적인 한계로 인해 대용량 압축기에는 적용하기가 어렵다. The control using RPM is relatively less efficient than the IGV or VGD in the off-design area, but it is difficult to apply it to large-capacity compressors due to mechanical limitations.

1 단으로 구성되는 종래의 일체형 기어형 블로워(integral geared type blower)에서는 축의 양쪽에 각각 임펠러를 설치하기도 하지만, 한국 등록특허 제1237972호에 개시되는 것과 같이 동일한 용량을 가지며 동일한 작동 영역을 갖는 임펠러를 설치하기 때문에 넓은 범위의 작동 영역을 갖는 압축기를 구현하기가 어렵다.In the conventional integrated geared type blower having a single stage, impellers may be installed on both sides of the shaft, but an impeller having the same capacity and having the same operating area as disclosed in Korean Patent No. 1237972 It is difficult to implement a compressor having a wide operating range.

미국 등록특허 제6039534호 (2000.03.21.)U.S. Patent No. 6039534 (Mar. 21, 2000) 한국 등록특허 제1237972호 (2013.02.21)Korean Patent No. 1237972 (Feb. 21, 2013)

실시예들은 고유량 영역과 저유량 영역을 모두 포함하는 넓은 범위의 작동 영역에서 안정적으로 작동하는 압축기 시스템을 제공하는 데 있다. Embodiments provide a compressor system that operates stably in a wide range of operating ranges, including both high flow and low flow regions.

일 실시예에 관한 압축기 시스템은, 회전축과, 회전축에 연결되어 회전하며 제1 유체라인에 배치되어 유체를 압축하는 제1 압축부와, 제1 유체라인에 배치되어 제1 유체라인의 유체 흐름을 조절하는 제1 조정부와, 회전축에 연결되어 회전하며 제2 유체라인에 배치되어 제1 압축부 보다 작은 크기의 유량의 범위에서 유체를 압축하는 제2 압축부와, 제2 유체라인에 배치되며 제2 유체라인의 유체 흐름을 조절하는 제2 조정부와, 제1 조정부 및 제2 조정부에 연결되어 제1 압축부와 제2 압축부의 적어도 하나를 선택하여 작동시키기 위하여 제1 조정부와 제2 조정부를 제어하는 제어부를 구비한다.A compressor system according to one embodiment includes a first compression section that is connected to the rotation axis and rotates and is disposed in the first fluid line to compress the fluid and a second compression section that is disposed in the first fluid line, A second compression section connected to the rotary shaft and disposed in the second fluid line for compressing the fluid in a range of a flow rate smaller than that of the first compression section; A second adjustment unit connected to the first adjustment unit and the second adjustment unit to control the first adjustment unit and the second adjustment unit to selectively operate at least one of the first compression unit and the second compression unit, And a control unit.

제1 압축부와 제2 압축부의 각각은 임펠러를 구비할 수 있다.Each of the first compression section and the second compression section may have an impeller.

제1 압축부와 제2 압축부의 어느 하나는 임펠러를 구비할 수 있고, 제1 압축부와 제2 압축부의 다른 하나는 스크류 압축기를 구비할 수 있다.Either one of the first compression unit and the second compression unit may include an impeller and the other of the first compression unit and the second compression unit may include a screw compressor.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 압축기 시스템에 의하면 고유량 범위 및 저유량 범위의 모든 영역에서 압축기 시스템을 운용할 수 있으므로, 설계적인 측면에서와 사용의 측면에서 압축기 시스템의 전체적인 효율이 향상된다.The compressor system according to the embodiments described above can operate the compressor system in all areas of the high flow rate range and the low flow rate range, thereby improving the overall efficiency of the compressor system in terms of design and use.

도 1은 종래 기술의 입구 가이드 베인을 이용한 압축기의 성능맵을 도시한다.
도 2는 종래 기술의 가변 형상 디퓨저를 이용한 압축기의 성능맵을 도시한다.
도 3은 종래 기술의 분당 회전속도(RPM)를 제어하는 압축기 제어 기술에 의한 압축기의 성능맵을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 관한 압축기 시스템의 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 5는 다른 실시예에 관한 압축기 시스템의 일부 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 관한 압축기 시스템의 일부 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.Figure 1 shows a performance map of a compressor using an inlet guide vane of the prior art.
Figure 2 shows a performance map of a compressor using a variable shape diffuser of the prior art.
3 shows a performance map of a compressor by a compressor control technique controlling the rotational speed per minute (RPM) per minute of the prior art.
4 is a circuit diagram schematically showing the connection relationship of the components of the compressor system according to one embodiment.
5 is a circuit diagram schematically showing a connection relationship of some components of a compressor system according to another embodiment.
6 is a circuit diagram schematically showing a connection relationship of some components of a compressor system according to another embodiment.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 압축기 시스템의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 설명 중에 사용되는 '및/또는'의 표현은 관련 요소들의 하나 또는 요소들의 조합을 의미한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the construction and operation of a compressor system according to embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The expression " and / or " used in the description refers to one of the elements or a combination of elements.

도 4는 일 실시예에 관한 압축기 시스템의 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram schematically showing the connection relationship of the components of the compressor system according to one embodiment.

도 4에 나타난 실시예에 관한 압축기 시스템에 있어서, 압축기 시스템은 회전축(5)과, 회전축(5)과 함께 회전하며 제1 유체라인(31)에 배치되어 유체를 압축하는 제1 압축부(10)와, 제1 유체라인(31)에 배치되어 제1 유체라인(31)의 유체 흐름을 조절하는 제1 조정부(51)와, 회전축(5)과 함께 회전하며 제2 유체라인(41)에 배치되어 유체를 압축하는 제2 압축부(20)와, 제2 유체라인(41)에 배치되어 유체 흐름을 조절하는 제2 조정부(61)와, 제1 조정부(51) 및 제2 조정부(61)를 제어하여 제1 압축부(10)와 제2 압축부(20)의 적어도 하나를 작동시키는 제어부(70)를 구비한다.In the compressor system according to the embodiment shown in Figure 4, the compressor system comprises a rotary shaft 5 and a first compression unit 10 (not shown) which rotates with the rotary shaft 5 and is disposed in the first fluid line 31, A first adjustment section 51 disposed in the first fluid line 31 to adjust the fluid flow of the first fluid line 31 and a second adjustment section 51 disposed in the second fluid line 41, A second adjusting unit 61 disposed in the second fluid line 41 for adjusting the flow of the fluid and a second adjusting unit 51 for adjusting the fluid flow and a second adjusting unit 61 And a control unit (70) for operating at least one of the first compression unit (10) and the second compression unit (20).

회전축(5)의 일측에는 제1 유량범위에서 작동하는 제1 압축부(10)가 설치된다. 제1 압축부(10)는 회전축(5)에 연결되어 회전축(5)과 함께 회전하는 제1 임펠러(11)와, 제1 임펠러(11)를 둘러싸는 쉬라우드(12)를 구비한다. On one side of the rotary shaft (5), a first compression section (10) operating in a first flow rate range is provided. The first compression section 10 includes a first impeller 11 connected to the rotary shaft 5 and rotated together with the rotary shaft 5 and a shroud 12 surrounding the first impeller 11.

회전축(5)의 타측에는 제2 유량범위에서 작동하는 제2 압축부(20)가 설치된다. 제2 압축부(20)는 회전축(5)에 연결되어 회전축(5)과 함께 회전하는 제2 임펠러(21)와, 제2 임펠러(21)를 둘러싸는 쉬라우드(22)를 구비한다. 제2 압축부(20)가 작동하는 제2 유량범위는 제1 압축부(10)가 작동하는 제1 유량범위보다 작은 크기의 유량의 범위에 해당한다. 즉 제1 압축부(10)의 제1 임펠러(11)는 고유량 영역에 해당하는 제1 유량범위에서 작동하도록 설계된다. 또한 제2 압축부(20)의 제2 임펠러(21)는 저유량 영역에 해당하는 제2 유량범위에서 작동하도록 설계된다.On the other side of the rotary shaft (5), a second compression section (20) operating in the second flow rate range is provided. The second compression unit 20 includes a second impeller 21 connected to the rotary shaft 5 and rotated together with the rotary shaft 5 and a shroud 22 surrounding the second impeller 21. The second flow rate range in which the second compression section 20 operates corresponds to the flow rate range smaller than the first flow rate range in which the first compression section 10 operates. That is, the first impeller 11 of the first compression section 10 is designed to operate in the first flow rate range corresponding to the high flow rate region. And the second impeller 21 of the second compression section 20 is designed to operate in the second flow rate range corresponding to the low flow rate region.

제1 압축부(10)는 입구라인(1)에 연결된 제1 유체라인(31)에 배치된다. 제1 조정부(51)는 제어부(70)로부터 인가되는 제어신호(C1)에 의해 동작함으로써 제1 유체라인(31)을 통과하는 유체의 유량을 제어할 수 있는 스로틀 밸브(throttle valve)로 구현될 수 있다. The first compression section (10) is arranged in the first fluid line (31) connected to the inlet line (1). The first adjusting unit 51 is implemented as a throttle valve that can control the flow rate of the fluid passing through the first fluid line 31 by operating with the control signal C1 applied from the controller 70 .

제2 압축부(20)는 입구라인(1)에 연결된 제2 유체라인(41)에 배치된다. 제2 조정부(61)는 제어부(70)로부터 인가되는 제어신호(C2)에 의해 동작함으로써 제2 유체라인(41)을 통과하는 유체의 유량을 제어할 수 있는 스로틀 밸브(throttle valve)로 구현될 수 있다. The second compression section 20 is disposed in the second fluid line 41 connected to the inlet line 1. The second adjusting unit 61 may be implemented as a throttle valve that can control the flow rate of the fluid passing through the second fluid line 41 by operating with the control signal C2 applied from the controller 70 .

제1 압축부(10)의 출구측(19)은 출구라인(9)과 연결되며, 출구측(19)과 출구라인(9)의 사이에는 제1 출구 체크밸브(82)가 배치된다. 또한 제1 압축부(10)의 출구측(19)은 회수 라인(18)과 연결되며, 출구측(19)과 회수 라인(18)의 사이에는 제1 회수 체크밸브(81)가 배치된다. 제1 출구 체크밸브(82)와 제1 회수 체크밸브(81)도 각각 제어부(70)로부터 인가되는 제어신호(D1, V1)에 의해 작동함으로써 출구측(19)을 출구라인(9)이나 회수 라인(18)에 연결하는 기능을 수행한다.The outlet side 19 of the first compression section 10 is connected to the outlet line 9 and the first outlet check valve 82 is arranged between the outlet side 19 and the outlet line 9. [ The outlet side 19 of the first compression section 10 is connected to the recovery line 18 and the first recovery check valve 81 is disposed between the outlet side 19 and the recovery line 18. The first outlet check valve 82 and the first return check valve 81 are also operated by the control signals D1 and V1 applied from the control unit 70 so that the outlet side 19 is connected to the outlet line 9, Line 18 as shown in FIG.

제2 압축부(20)의 출구측(29)은 출구라인(9)과 연결되며, 출구측(29)과 출구라인(9)의 사이에는 제2 출구 체크밸브(83)가 배치된다. 또한 제2 압축부(20)의 출구측(29)은 회수 라인(28)과 연결되며, 출구측(29)과 회수 라인(28)의 사이에는 제2 회수 체크밸브(84)가 배치된다. 제2 출구 체크밸브(83)와 제2 회수 체크밸브(84)도 각각 제어부(70)로부터 인가되는 제어신호(D2, V2)에 의해 작동함으로써 출구측(29)을 출구라인(9)이나 회수 라인(28)에 연결하는 기능을 수행한다.The outlet 29 of the second compression section 20 is connected to the outlet line 9 and the second outlet check valve 83 is disposed between the outlet 29 and the outlet line 9. The outlet 29 of the second compression unit 20 is connected to the recovery line 28 and the second recovery check valve 84 is disposed between the outlet 29 and the recovery line 28. The second outlet check valve 83 and the second return check valve 84 are also operated by the control signals D2 and V2 respectively applied from the control unit 70 so that the outlet side 29 is connected to the outlet line 9, Line < RTI ID = 0.0 > 28 < / RTI >

상술한 구성의 압축기 시스템에 의하면, 제어부(70)가 제1 조정부(51)와 제2 조정부(61)를 제어함으로써 제1 압축부(10)와 제2 압축부(20)의 적어도 하나를 선택하여 작동시킬 수 있다. The controller 70 controls the first adjusting unit 51 and the second adjusting unit 61 to select at least one of the first compressing unit 10 and the second compressing unit 20 .

-제1 압축부(10)의 정상 작동- normal operation of the first compression section (10)

제어부(70)가 제1 조정부(51)를 작동시켜 제1 유체라인(31)을 통과하는 최대의 유량으로 조절함으로써 제1 압축부(10)를 정상 작동시킬 수 있다. 제1 압축부(10)를 정상 작동시킬 때에는 제1 회수 체크밸브(81)를 차단하고, 제1 출구 체크밸브(82)를 개방하여 제1 압축부(10)에 의해 압축된 유체가 출구라인(9)으로 통과하게 할 수 있다. 또한 제1 압축부(10)의 정상 작동 중에는 제2 조정부(61)를 작동시켜 제2 유체라인(41)을 최소의 유량으로 조절함과 아울러 제2 회수 체크밸브(84)를 개방하고 제2 출구 체크밸브(83)를 차단함으로써 제2 압축부(20)를 무부하 상태로 운전한다.The controller 70 can operate the first compression unit 10 normally by operating the first adjustment unit 51 and adjusting the flow rate to the maximum flow rate through the first fluid line 31. [ The first check valve 81 is shut off and the first outlet check valve 82 is opened so that the fluid compressed by the first compression unit 10 is discharged to the outlet line (9). During the normal operation of the first compression unit 10, the second adjusting unit 61 is operated to adjust the second fluid line 41 to a minimum flow rate, and the second return check valve 84 is opened, The second compression section 20 is operated in a no-load state by shutting off the outlet check valve 83.

제1 압축부(10)는 제2 압축부(20)가 작동할 수 있는 유량의 범위보다 고유량 영역에 해당하는 제1 유량범위에서 작동하므로, 제1 압축부(10)만을 정상적으로 작동시켜 압축기 시스템이 고유량 영역의 작동 범위에서 작동하게 할 수 있다.The first compression section 10 operates in the first flow rate range corresponding to the high flow rate range rather than the flow rate range in which the second compression section 20 can operate so that only the first compression section 10 is normally operated, Allowing the system to operate in the operating range of the high flow area.

-제2 압축부(20)의 정상 작동- normal operation of the second compression section (20)

제어부(70)가 제2 조정부(61)를 작동시켜 제2 유체라인(41)을 통과하는 최대의 유량으로 조절함으로써 제2 압축부(20)를 정상 작동시킬 수 있다. 제2 압축부(20)를 정상 작동시킬 때에는 제2 회수 체크밸브(84)를 차단하고, 제2 출구 체크밸브(83)를 개방하여 제2 압축부(20)에 의해 압축된 유체가 출구라인(9)으로 통과하게 할 수 있다. 또한 제2 압축부(20)의 정상 작동 중에는 제1 조정부(51)를 작동시켜 제1 유체라인(31)을 최소의 유량으로 조절함과 아울러 제1 회수 체크밸브(81)를 개방하고 제2 출구 체크밸브(82)를 차단함으로써 제1 압축부(10)를 무부하 상태로 운전한다.The controller 70 can operate the second compression unit 20 normally by operating the second adjustment unit 61 to adjust the flow rate to the maximum flow rate through the second fluid line 41. [ When the second compression unit 20 is normally operated, the second recovery check valve 84 is shut off, the second outlet check valve 83 is opened, and the fluid, which is compressed by the second compression unit 20, (9). During the normal operation of the second compression unit 20, the first regulating unit 51 is operated to regulate the first fluid line 31 to a minimum flow rate, the first check valve 81 is opened, The first compression section 10 is operated in a no-load state by shutting off the outlet check valve 82.

제2 압축부(20)는 제1 압축부(10)가 작동할 수 있는 유량의 범위보다 저유량 영역에 해당하는 제2 유량범위에서 작동하므로, 제2 압축부(20)만을 정상적으로 작동시켜 압축기 시스템이 저유량 영역의 작동 범위에서 작동하게 할 수 있다.The second compression unit 20 operates in the second flow rate range that is lower than the range of the flow rate at which the first compression unit 10 can operate so that only the second compression unit 20 is normally operated, Allowing the system to operate in the operating range of the low flow area.

상술한 구성의 압축기 시스템에 의하면 제어부(70)가 압축기 시스템을 운용하기 위한 조건에 맞추어 제1 압축부(10)나 제2 압축부(20)를 선택하여 작동시킬 수 있으므로, 압축기 시스템의 전체적인 운용 영역을 넓은 범위로 확대시키는 효과를 얻을 수 있다. 즉 저유량의 영역에서 압축기 시스템을 작동시키려면 제1 압축부(10)는 무부하 상태로 운전하고 제2 압축부(20)만을 정상 작동시키면 된다. 또한 고유량의 영역에서 압축 시스템을 작동시키려면 제2 압축부(20)는 무부하 상태로 운전하고 제1 압축부(10)만을 정상 작동시키면 된다.According to the compressor system having the above-described configuration, since the controller 70 can select and operate the first compressor 10 or the second compressor 20 according to the conditions for operating the compressor system, The effect of expanding the area to a wide range can be obtained. That is, in order to operate the compressor system in the low flow rate region, the first compression unit 10 operates in a no-load state and only the second compression unit 20 operates normally. Also, in order to operate the compression system in the region of high flow rate, the second compression unit 20 operates in a no-load state and only the first compression unit 10 is normally operated.

종래에는 고유량의 범위에서 작동하도록 설계된 압축기 시스템을 저유량의 범위에서 작동시키려고 시도할 때에는 압축기 시스템의 작동 영역(TR: turn down ratio)을 벗어나 서지(surge) 현상이 발생한다. 또한 저유량의 범위에서 작동하도록 설계된 압축기 시스템을 이용하여 고유량의 범위에서 유체를 압축시킬 수 없으므로, 고유량의 범위에서 작동하는 별도의 압축단을 추가로 설치해야 하였다.Conventionally, when attempting to operate a compressor system designed to operate in a high flow rate range in a low flow rate, a surge occurs beyond the turn-down ratio of the compressor system. In addition, since a compressor system designed to operate in a low flow range can not be used to compress a fluid in a high flow rate range, additional compression stages operating in a high flow rate range have to be installed.

그러나 상술한 실시예에 관한 압축기 시스템에서는 고유량 범위 및 저유량 범위의 모든 영역에서 압축기 시스템을 운용할 수 있으므로, 설계적인 측면에서와 사용의 측면에서 압축기 시스템의 전체적인 효율이 향상된다.However, in the compressor system according to the above-mentioned embodiments, the compressor system can be operated in all areas of the high flow rate range and the low flow rate range, so that the overall efficiency of the compressor system is improved in terms of design and use.

상술한 작동 설명 중에는 제어부(70)가 제1 압축부(10)와 제2 압축부(20)의 어느 하나를 선택하여 작동시키는 것에 대해서만 설명이 되었으나, 실시예는 이러한 작동예에 한정되지 않고 필요에 따라서는 제어부(70)가 제1 압축부(10)와 제2 압축부(20)를 동시에 작동시킬 수도 있다.In the above description of operation, only the control unit 70 selects and operates one of the first compression unit 10 and the second compression unit 20, but the embodiment is not limited to such an operation example, The control unit 70 may operate the first compression unit 10 and the second compression unit 20 at the same time.

도 5는 다른 실시예에 관한 압축기 시스템의 일부 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram schematically showing a connection relationship of some components of a compressor system according to another embodiment.

도 5에 나타난 실시예에 관한 압축기 시스템은 제1 유체라인(31)에 배치되며 회전축(105)의 일측에 연결되어 유체를 압축하는 제1 압축부(110)와, 제2 유체라인(41)에 배치되며 회전축(105)의 타측에 연결되어 유체를 압축하는 제2 압축부(120)를 구비한다. The compressor system according to the embodiment shown in FIG. 5 includes a first compression unit 110 disposed in the first fluid line 31 and connected to one side of the rotation axis 105 to compress the fluid, a second fluid line 41, And a second compression unit 120 connected to the other side of the rotary shaft 105 to compress the fluid.

제1 압축부(110)는 임펠러(111)와 쉬라우드(112)를 구비하고 제1 유체라인(31)의 유체를 압축하여 출구측(19)으로 배출한다.The first compression unit 110 includes an impeller 111 and a shroud 112 and compresses the fluid of the first fluid line 31 and discharges the fluid to the outlet side 19.

제2 압축부(120)는 제1 스크류(121)와, 제1 스크류(121)에 맞물려 회전하는 스크류(122)와, 쉬라우드(133)를 구비하는 스크류 압축기로 구현되었다. 제2 압축부(120)는 제2 유체라인(41)의 유체를 압축하여 출구측(29)으로 배출한다.The second compression unit 120 is implemented by a screw compressor having a first screw 121, a screw 122 rotating in engagement with the first screw 121, and a shroud 133. The second compression section (120) compresses the fluid of the second fluid line (41) and discharges it to the outlet side (29).

도 4에 나타난 실시예의 압축기 시스템과 마찬가지로, 제1 압축부(110)는 고유량 영역에 해당하는 제1 유량범위에서 작동하도록 설계되고, 제2 압축부(120)는 제1 유량범위보다 작은 크기의 유량의 저유량 영역에 해당하는 제2 유량범위에서 작동하도록 설계된다. 4, the first compression unit 110 is designed to operate in a first flow rate range corresponding to the high flow rate range, and the second compression unit 120 is designed to operate in a smaller flow rate range than the first flow rate range The second flow rate range corresponding to the low flow rate region of the flow rate of the refrigerant.

도 5에 나타나는 실시예에서는 도 4에 나타난 실시예의 제어부와, 제1 조정부와, 제2 조정부 등의 구성 요소의 도시가 생략되었으나, 도 5의 실시예의 압축기 시스템에도 제어부, 제1 조정부, 및 제2 조정부 등의 구성 요소가 동일하게 적용된다.In the embodiment shown in FIG. 5, the components of the control unit, the first adjusting unit, the second adjusting unit, and the like in the embodiment shown in FIG. 4 are omitted, 2 adjustment unit and the like are applied equally.

도 6은 또 다른 실시예에 관한 압축기 시스템의 일부 구성 요소들의 연결 관계를 개략적으로 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram schematically showing a connection relationship of some components of a compressor system according to another embodiment.

도 6에 나타나는 실시예에 관한 압축기 시스템은 회전축(205)에 결합되어 회전축(205)과 함께 회전하는 불기어(206)의 양측에 제1 피니언(217a)과 제2 피니언(217b)이 맞물린다. 6, the first pinion 217a and the second pinion 217b are engaged with both sides of a bull gear 206 which is coupled to the rotating shaft 205 and rotates together with the rotating shaft 205 .

제1 피니언(217a)에는 제1 종동축(217)이 연결되고, 제2 피니언(217b)에는 제2 종동축(227)이 연결된다. 제1 종동축(217)에는 제1 임펠러(211)와 쉬라우드(212)를 포함하는 제1 압축부(210)가 연결된다. 제2 종동축(227)에는 제2 임펠러(221)와 쉬라우드(222)를 포함하는 제2 압축부(220)가 연결된다. The first driven axis 217 is connected to the first pinion 217a and the second driven axis 227 is connected to the second pinion 217b. A first compression unit 210 including a first impeller 211 and a shroud 212 is connected to the first bore coaxial shaft 217. A second compression unit 220 including a second impeller 221 and a shroud 222 is connected to the second bore coaxial shaft 227.

따라서 회전축(205)이 회전하면 제1 종동축(217)과 제2 종동축(227)이 함께 회전함으로써 제1 임펠러(211) 및 제2 임펠러(221)가 구동된다. When the rotary shaft 205 rotates, the first driven shaft 217 and the second driven shaft 227 rotate together to drive the first impeller 211 and the second impeller 221.

도 4에 나타난 실시예의 압축기 시스템과 마찬가지로, 제1 압축부(210)는 고유량 영역에 해당하는 제1 유량범위에서 작동하도록 설계되고, 제2 압축부(220)는 제1 유량범위보다 작은 크기의 유량의 저유량 영역에 해당하는 제2 유량범위에서 작동하도록 설계된다. 4, the first compression unit 210 is designed to operate in a first flow rate range corresponding to a high flow rate range, and the second compression unit 220 is designed to operate in a smaller flow rate range than the first flow rate range The second flow rate range corresponding to the low flow rate region of the flow rate of the refrigerant.

도 6에 나타나는 실시예에서도 도 4에 나타난 실시예의 제어부와, 제1 조정부와, 제2 조정부 등의 구성 요소의 도시가 생략되었으나, 도 6의 실시예의 압축기 시스템에도 제어부, 제1 조정부, 및 제2 조정부 등의 구성 요소가 동일하게 적용된다.In the embodiment shown in Fig. 6, the components of the control unit, the first adjusting unit, the second adjusting unit, and the like in the embodiment shown in Fig. 4 are omitted. However, 2 adjustment unit and the like are applied equally.

상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The construction and effect of the above-described embodiments are merely illustrative, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be determined by the appended claims.

1: 입구라인 29: 출구측
5, 105, 205: 회전축 31: 제1 유체라인
9: 출구라인 41: 제2 유체라인
10, 110, 210: 제1 압축부 51: 제1 조정부
11: 제1 임펠러 61: 제2 조정부
18, 28: 회수 라인 70: 제어부
19: 출구측 81: 제1 회수 체크밸브
20, 120, 220: 제2 압축부 82: 제1 출구 체크밸브
21: 제2 임펠러 83: 제2 출구 체크밸브
84: 제2 회수 체크밸브 12, 22, 112, 133, 212, 222: 쉬라우드
111: 임펠러 217: 제1 종동축
121: 제1 스크류 217a: 제1 피니언
122: 스크류 217b: 제2 피니언
206: 불기어 221: 제2 임펠러
211: 제1 임펠러 227: 제2 종동축1: inlet line 29: outlet side
5, 105, 205: rotation axis 31: first fluid line
9: outlet line 41: second fluid line
10, 110, 210: first compression section 51: first adjustment section
11: first impeller 61: second adjusting portion
18, 28: collection line 70:
19: outlet side 81: first check valve
20, 120, 220: second compression section 82: first outlet check valve
21: second impeller 83: second outlet check valve
84: second check valve 12, 22, 112, 133, 212, 222: shroud
111: impeller 217: first type coaxial shaft
121: first screw 217a: first pinion
122: screw 217b: second pinion
206: bull gear 221: second impeller
211: first impeller 227: second type coaxial shaft

Claims (3)

회전축;
상기 회전축에 연결되어 회전하며, 제1 유체라인에 배치되어 유체를 압축하는 제1 압축부;
상기 제1 유체라인에 배치되어 상기 제1 유체라인의 유체 흐름을 조절하는 제1 조정부;
상기 회전축에 연결되어 회전하며, 제2 유체라인에 배치되어 상기 제1 압축부 보다 작은 크기의 유량의 범위에서 유체를 압축하는 제2 압축부;
상기 제2 유체라인에 배치되며 상기 제2 유체라인의 유체 흐름을 조절하는 제2 조정부; 및
상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부에 연결되어, 상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부의 적어도 하나를 선택하여 작동시키기 위하여 상기 제1 조정부와 상기 제2 조정부를 제어하는 제어부;를 구비하는, 압축기 시스템.A rotating shaft;
A first compression unit connected to the rotation shaft and rotated, and disposed in the first fluid line to compress the fluid;
A first adjuster disposed in the first fluid line to adjust fluid flow in the first fluid line;
A second compression unit connected to the rotation shaft and rotating in the second fluid line and compressing the fluid in a range of a flow rate smaller than that of the first compression unit;
A second adjuster disposed in the second fluid line and adapted to regulate fluid flow in the second fluid line; And
And a controller coupled to the first and second adjusters to control the first and second adjusters to select and operate at least one of the first and second compressors, Compressor system. 제1항에 있어서,
상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부의 각각은 임펠러를 구비하는, 압축기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein each of the first compression section and the second compression section includes an impeller. 제1항에 있어서,
상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부의 어느 하나는 임펠러를 구비하고, 상기 제1 압축부와 상기 제2 압축부의 다른 하나는 스크류 압축기를 구비하는, 압축기 시스템.The method according to claim 1,
Wherein one of the first compression section and the second compression section includes an impeller and the other of the first compression section and the second compression section includes a screw compressor.
KR1020140142775A 2014-10-21 2014-10-21 Compressor system KR101960713B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140142775A KR101960713B1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Compressor system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140142775A KR101960713B1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Compressor system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160046618A true KR20160046618A (en) 2016-04-29
KR101960713B1 KR101960713B1 (en) 2019-03-21

Family

ID=55915745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140142775A KR101960713B1 (en) 2014-10-21 2014-10-21 Compressor system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101960713B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147190A (en) * 1992-11-12 1994-05-27 Hitachi Ltd Tandem centrifugal compressor device
JPH0979160A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Hitachi Ltd Two-stage type dry screw compressor
US6039534A (en) 1998-09-21 2000-03-21 Northern Research And Engineering Corp Inlet guide vane assembly
KR101237972B1 (en) 2010-10-25 2013-02-28 삼성테크윈 주식회사 Compressor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147190A (en) * 1992-11-12 1994-05-27 Hitachi Ltd Tandem centrifugal compressor device
JPH0979160A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Hitachi Ltd Two-stage type dry screw compressor
US6039534A (en) 1998-09-21 2000-03-21 Northern Research And Engineering Corp Inlet guide vane assembly
KR101237972B1 (en) 2010-10-25 2013-02-28 삼성테크윈 주식회사 Compressor

Also Published As

Publication number Publication date
KR101960713B1 (en) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3225812B1 (en) A two-shaft gas turbine, and the control method of opening degree of inlet guide vane of the gas turbine
US8147186B2 (en) Centrifugal compressor
EP2655890B1 (en) Variable-speed oil-free refrigerant centrifugal compressor with variable geometry diffuser
US10197064B2 (en) Centrifugal compressor with fluid injector diffuser
JP2975008B2 (en) Free rotor
AU2013376868B2 (en) Centrifugal compressor with extended operating range
US10072663B2 (en) Variable-speed multi-stage refrigerant centrifugal compressor with diffusers
KR20080039256A (en) Centrifugal compressor
CN104246394B (en) High-pressure ratio multistage centrifugal compressor
JP2009047059A (en) Operating method of motor-driven compressor
WO2019163840A1 (en) Centrifugal compressor
CN108826775B (en) Method and system for controlling a chiller system having a centrifugal compressor with a variable speed drive
EP2145113B1 (en) Method for controlling a turbocompressor
KR101960713B1 (en) Compressor system
US4321008A (en) Wide range compressor
KR101858644B1 (en) compression device having pressure control device and pressure control method using the same
WO2016147473A1 (en) Compressor system
JP2844496B2 (en) A device for adjusting the pumping rate of a centrifugal pump in a closed pipe system
KR20170001306A (en) Compressor for expansion of operating range
JP2002061594A (en) Optimum load control system for compressor
JP2015518113A (en) Turbo compression system
JP7022523B2 (en) Fluid machine
JP2003097494A (en) Fluid machine with variable guide vane
KR101640413B1 (en) Centrifugal refrigerating machine and Control method of the same
JP2001207514A (en) Pump for underground water drainage facility and vertical shaft multi-stage movable blade pump

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right