【手続補正書】
【提出日】平成25年2月25日(2013.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス入力およびガス出力を有する産業用コンプレッサにおけるガスサージを防止するためのプロセス制御編成におけるシステムであって、前記コンプレッサは、３相電力供給により動力を与えられる電動モータにより駆動される、システムであって、
システムガス入力供給ラインと、
システムガス出力ラインと、
前記ガス入力供給ラインと前記コンプレッサの前記ガス入力との間に接続された低圧入力吸込ラインと、
前記コンプレッサの前記ガス出力と前記ガス出力ラインとの間に接続されたガス吐出ラインと、
前記ガス吐出ラインと前記低圧入力吸込ラインとの間に接続された、前記コンプレッサガス吐出ラインにおける過剰な圧力を緩和するためのバイパス手段と、
３相電力供給により動力を与えられるとともに前記電動モータと前記バイパス手段との間に接続された可変速度ドライブ（ＡＳＤ）手段であって、前記ＡＳＤ手段は、２次元コンプレッササージマップを生成して前記ＡＳＤに格納し、当該サージマップに基づいて前記ガス吐出ラインにおけるガスサージの発生を判定し、かかるサージの検出に反応し、前記モータの速度およびパワーを制御するためのものであり、前記バイパス手段は、前記ＡＳＤにより作動される、ＡＳＤ手段と、を含む、システム。
【請求項２】
前記２次元サージマップは、前記電動モータのパワーおよび速度のみから導出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記２次元サージマップは、前記電動モータのトルクおよび速度のみから導出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記可変速度ドライブ手段は、さらに、
前記格納されたサージマップ上にプロットされた前記コンプレッサの動作点と前記格納されたサージマップ上にプロットされたサージ制御が必要な点を指示する制御ラインとを入力として有するとともに１つの出力を有する比例積分（ＰＩ）コントローラと、
前記ＰＩコントローラを制御するとともにＰＩアルゴリズムを実行することが可能なマイクロプロセッサと、
前記ＡＳＤ手段から前記バイパス手段に延在する制御ラインと、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コンプレッサへのガス入力の温度を表すデータを測定および収集するとともにそのデータを前記ＡＳＤ手段に供給するための温度センサ手段と、
前記低圧入力吸込ラインにおける圧力を表すデータを測定および収集するとともにそのデータを前記ＡＳＤ手段に供給するための圧力センサ手段と、をさらに任意で含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
ガスサージを検出すると、前記ＡＳＤ手段は、前記バイパス手段の作動、サージ警報のプロセスコントローラへの送信、または前記コンプレッサの速度もしくはトルクの修正、のうちの１つ以上を生じさせる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記バイパス手段は、さらに、空気／油圧変換器と、バイパスバルブとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
ガス入力およびガス出力を有する産業用コンプレッサにおけるガスサージを防止するためのプロセス制御編成におけるシステムであって、前記コンプレッサは、３相電力供給により動力を与えられる電動モータにより駆動される、システムであって、
システムガス入力供給ラインと、
システムガス出力ラインと、
前記ガス入力供給ラインと前記コンプレッサの前記ガス入力との間に接続された低圧入力吸込ラインと、
前記コンプレッサの前記ガス出力と前記ガス出力ラインとの間に接続されたガス吐出ラインと、
前記ガス吐出ラインと前記低圧入力吸込ラインとの間に接続された、前記コンプレッサガス吐出ラインにおける過剰な圧力を緩和するためのバイパス手段と、
入力ガス流と吐出圧との間の関係を表す事前にプログラムされた２次元サージマップを格納し、前記サージマップに基づいて前記ガス吐出ラインにおけるガスサージの発生を判定し、サージが検出された場合に前記バイパス手段を開く信号を発するためのサージコントローラ手段であって、前記サージコントローラ手段は、１つの出力と３つの入力とを有する、サージコントローラ手段と、
前記低圧入力吸込ラインと前記サージコントローラ手段の第１の入力との間に接続されたガス流センサと、
前記低圧入力吸込ラインと前記サージコントローラ手段の第２の入力との間に接続された第１の圧力センサと、
前記ガス吐出ラインと前記サージコントローラ手段の第３の入力との間に接続された第２の圧力センサと、
３相電力供給により動力を与えられるとともに１つの出力を有する可変速度ドライブ（ＡＳＤ）手段であって、前記ＡＳＤ手段は、前記電動モータに接続され、２次元コンプレッササージマップを生成して前記ＡＳＤに格納し、前記サージマップに基づいて前記ガス吐出ラインにおけるガスサージの発生を判定し、かかるサージの検出に反応し、前記モータの速度およびパワーを制御するためのものであり、前記バイパス手段は、前記ＡＳＤにより作動可能である、ＡＳＤ手段と、
前記ＡＳＤ手段の前記出力と前記サージコントローラ手段の前記出力とに接続されたサージ制御監視手段であって、前記サージコントローラ手段が適正に動作しているかを検出し、前記サージコントローラ手段の故障が検出された場合に前記ＡＳＤ手段からの命令に応答して前記サージ制御監視手段からの出力に沿って前記バイパス手段を作動させるためのサージ制御監視手段と、を含む、システム。
【請求項９】
前記ＡＳＤ手段は、さらに、
前記格納されたサージマップ上にプロットされた前記コンプレッサの動作点と前記格納されたサージマップ上にプロットされたサージ制御が必要な点を指示する制御ラインとを入力として有するとともに１つの出力を有する比例積分（ＰＩ）コントローラと、
前記ＰＩコントローラを制御するとともにＰＩアルゴリズムを実行することが可能なマイクロプロセッサと、
前記ＡＳＤ手段の前記出力から前記サージ制御監視手段に延在する制御ラインと、を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記サージコントローラ手段は、さらに、
前記格納されたサージマップ上にプロットされた前記コンプレッサの動作点と前記格納されたサージマップ上にプロットされたサージ制御が必要な点を指示する制御ラインとを入力として有するとともに１つの出力を有する比例積分（ＰＩ）コントローラと、
前記ＰＩコントローラを制御するとともにＰＩアルゴリズムを実行することが可能なマイクロプロセッサと、
前記ＰＩコントローラの前記出力から前記サージコントローラ手段の前記出力に延在する制御ラインと、を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記バイパス手段は、さらに、空気／油圧変換器と、バイパスバルブとを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コンプレッサへのガス入力の温度を表すデータを測定および収集するとともにそのデータを前記ＡＳＤ手段に供給するための温度センサ手段と、
前記低圧入力吸込ラインにおける圧力を表すデータを測定および収集するとともにそのデータを前記ＡＳＤ手段に供給するための圧力センサ手段と、をさらに任意で含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
ガスコンプレッサを駆動する電動モータであって、前記ガスコンプレッサは、低圧入力吸込ラインによりガス入力流ラインに接続された入力とコンプレッサガス吐出ラインによりガス出力ラインに接続された出力とを有する、電動モータと、前記低圧入力吸込ラインと前記コンプレッサガス吐出ラインとの間に接続されたバイパスバルブであって、かかるバイパスバルブの動作は、マイクロプロセッサを搭載し３相動力を受ける可変速度ドライブ（ＡＳＤ）により送られる空気／油圧変換器への信号により制御され、かかるＡＳＤは、前記電動モータに供給される可変周波数の３相動力を生成する、バイパスバルブとを有するプロセス制御システムにおけるガスサージを防止するための方法であって、
前記電動モータのパワーおよび速度のみに基づいて、いずれの所与の速度またはパワーについても望ましくないサージが生じる点を指示するサージラインのグラフ表現を含む２次元サージマップを、前記ＡＳＤにおける前記マイクロプロセッサにおいて生成するステップと、
いずれの所与の速度においても制御ラインがより高いコンプレッサ馬力を指示するとともにいずれの所与のコンプレッサ馬力においても制御ラインがより低い速度を指示するように、すべての点において前記サージラインから任意の距離だけ離間されたグラフ状の制御ラインを構成するステップと、
前記制御ラインを前記ＡＳＤにおける前記サージマップに挿入するステップと、
前記サージマップを前記ＡＳＤにおける前記マイクロプロセッサに格納するステップと、
少なくとも５ミリ秒毎に、前記電動モータの動作馬力および速度で表された前記コンプレッサの動作点を判定するステップと、
前記動作点が前記制御ラインと一致するかまたは前記制御ラインを越えるかを算出するステップと、
一致するかまたは越える場合、前記空気／油圧変換器を介して前記ＡＳＤから前記バイパスバルブに所定量だけ開くように指令するアナログ信号を発するステップと、
一致も越えることもせず、前記バイパスバルブが過去に開くように指令されている場合、前記空気／油圧変換器を介して前記ＡＳＤから前記バイパスバルブに閉じるようにさらに指令するステップと、
それ以外の場合、判定するステップに戻るステップと、を含む、方法。
【請求項１４】
生成ステップの後に、
前記コンプレッサへのガス入力の温度と、前記コンプレッサへのガス入力の吸込圧とを前記マイクロプロセッサに送信するステップと、
前記温度および圧力のデータに応答して要求に応じて前記サージラインを修正するステップと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ガスコンプレッサを駆動する電動モータであって、前記ガスコンプレッサは、ガス流センサおよび第１の圧力センサが接続された低圧入力吸込ラインを介してガス入力流ラインに接続された入力と第２の圧力センサが接続されたコンプレッサガス吐出ラインに接続された出力とを有し、前記コンプレッサガス吐出ラインは、さらに、ガス出力ラインに接続されている、電動モータと、前記低圧入力吸込ラインと前記コンプレッサガス吐出ラインとの間に接続されたバイパスバルブであって、かかるバイパスバルブの動作は、前記バイパスバルブに接続されたマイクロプロセッサを搭載し３相動力を受ける可変速度ドライブ（ＡＳＤ）であって、かかるＡＳＤは、前記電動モータに供給される可変周波数の３相動力を生成する、ＡＳＤ、または前記バイパスバルブに接続されたサージコントローラのいずれかにより制御することができ、前記ＡＳＤと前記サージコントローラとの両方の出力は、前記バイパスバルブの動作を調整するコンパレータを搭載する空気／油圧変換器に接続されている、バイパスバルブとを有するプロセス制御システムにおけるガスサージを防止するための方法であって、
前記電動モータのパワーおよび速度に基づいて、いずれの所与の速度またはパワーについても望ましくないサージが生じる点を指示するサージラインのグラフ表現を含む２次元サージマップを、前記ＡＳＤにおける前記マイクロプロセッサにおいて生成するステップと、
いずれの所与の速度においても制御ラインがより高いコンプレッサ馬力を指示するとともにいずれの所与のコンプレッサ馬力においても制御ラインがより低い速度を指示するように、すべての点において前記サージラインから任意の距離だけ離間されたグラフ状の制御ラインを構成するステップと、
前記制御ラインを前記ＡＳＤにおける前記サージマップに挿入するステップと、
前記サージマップを前記ＡＳＤにおける前記マイクロプロセッサに格納するステップと、
少なくとも５ミリ秒毎に、前記電動モータの動作馬力および速度で表された前記コンプレッサの動作点を判定するステップと、
前記動作点が前記制御ラインと一致するかまたは前記制御ラインを越えるかを算出するステップと、
一致するかまたは越える場合、前記サージコントローラが第１のアナログ信号を、前記ＡＳＤが第２のアナログ信号を発し、前記空気／油圧変換器に所定量だけ開くように指令し、このとき前記第１のアナログ信号を前記第２のアナログ信号と比較し、前記２つの信号の大きい方を前記空気／油圧変換器に送るステップと、
一致も越えることもせず、前記バイパスバルブが過去に開くように指令されている場合、前記サージコントローラが第１のアナログ信号を、前記ＡＳＤが第２のアナログ信号を発し、前記空気／油圧変換器に閉じるように指令し、このとき前記第１のアナログ信号を前記第２のアナログ信号と比較し、前記２つの信号の大きい方を前記空気／油圧変換器に送るステップと、
それ以外の場合、判定するステップに戻るステップと、を含む、方法。
【請求項１６】
生成ステップの後に、
前記低圧入力吸込ラインに取り付けられた温度センサからの前記コンプレッサへのガス入力の温度と、前記第１の圧力センサからの前記コンプレッサへのガス入力の吸込圧とを前記マイクロプロセッサに送信するステップと、
前記温度および圧力のデータに応答して要求に応じて前記サージマップにおける前記サージラインを修正するステップと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。