(57)【要約】      （修正有）【課題】利用可能なガス流れ全体を常にネットワークに供給できるとともに、圧縮器を効率よく作動させることができるコントローラおよび圧縮器を提供する。【解決手段】圧縮器の速度を利用可能なガス流れの関数として制御するコントローラであって、入口圧力ｐinに対する所望値ｐsetを設定する段階、入口圧力を決定する段階、速度ｎを決定する段階、入口圧力が設定所望値に等しくなるまで入口圧力が設定所望値よりも低いか又高いかに依存して圧縮器４の速度を制御する段階、速度と入口圧力との関数として効率及び／又はＳＥＲに関連する圧縮器の特性データを与える段階、特性データに基づく入口圧力の所望値の調節を、入口圧力の調節済み所望値での上述の速度制御の後に圧縮器の効率が最大であるか又はＳＥＲが最小になるように行う段階、を含むアルゴリズムを備える。【選択図】図１
0003217612.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
圧縮器（４）の速度（ｎ）を供給源（１）から出ている利用可能なガス流れ（Ｑ）の関数として制御する方法であって、
圧縮器（４）は、速度（ｎ）を制御するためのコントローラ（７）を備え、
前記方法は、
圧縮器（４）の入口（８）での入口圧力（ｐin）に対する所望値（ｐset）を設定する段階、
圧縮器（４）の前記入口（８）での前記入口圧力（ｐin）を決定する段階、
圧縮器（４）の速度（ｎ）を決定する段階、
前記入口圧力（ｐin）が該入口圧力（ｐin）の前記設定所望値（ｐset）よりも低い時に速度（ｎ）を低減し、又は該入口圧力（ｐin）が該入口圧力（ｐin）の該設定所望値（ｐset）よりも高い時に速度（ｎ）を増大し、これを該入口圧力（ｐin）が該設定所望値（ｐset）に等しくなるまで行うことにより、圧縮器（４）の速度（ｎ）を制御する段階、
を含み、
前記方法は、さらに、
前記速度（ｎ）と前記入口圧力（ｐin）との関数として効率及び／又はＳＥＲ（比エネルギ要件）に関連する前記圧縮器（４）の特性データを与える段階、
前記特性データに基づく前記入口圧力（ｐin）の前記所望値（ｐset）の調節を該入口圧力（ｐin）の該調節済み所望値（ｐset）での前記速度（ｎ）の前記制御後に前記圧縮器の前記効率が最大であるか又は前記ＳＥＲが最小であるように行う段階、とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
関連の前記圧縮器（４）の前記特性データは、事前に決定され、かつ前記コントローラ（７）のメモリ（１９）に入力されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
関連の前記圧縮器（４）の前記特性データは、該圧縮器（４）の使用中に自動的に決定され、かつ前記コントローラ（７）のメモリ（１９）に格納されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記圧縮器（４）の前記使用中に該圧縮器（４）の前記特性データを点毎に決定するために、前記効率及び／又は前記ＳＥＲは、連続的定常作動点に関して決定され、かつ前記速度（ｎ）及び前記入口圧力（ｐin）の関数として前記メモリ（１９）に格納されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記効率及び／又は前記ＳＥＲを決定するために、前記圧縮ガスの流れ（Ｑ）及び前記圧縮器（４）を駆動するために該圧縮器に供給される電力（Ｐ）が決定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記圧縮器（４）の少なくとも試運転中に、関連の該圧縮器（４）の前記特性データは、該圧縮器（４）の作動領域全体にわたって決定され、かつ前記メモリ（１９）に格納されることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
関連の前記圧縮器（４）の前記特性データを該圧縮器（４）の前記作動領域全体にわたって決定するために、前記コントローラ（７）は、区分的ステップに従って各作動点に対して前記入口圧力（ｐin）の対応する所望値（ｐｓｅｔ）と前記速度（ｎ）とを設定することにより、該圧縮器（４）を該作動領域内の異なる作動点で連続的に作動させるプログラムを備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
スクリュー圧縮器に適用されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ガスの利用可能な流れ（Ｑ）全体を供給源（１）からユーザ（３）の下流ネットワーク（２）まで可能限り最も高い効率で及び／又は可能な限り最も低いＳＥＲで供給することができるように、可変の該利用可能な流れ（Ｑ）を有する該供給源（１）から出ている該ガスの供給に適用されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
圧縮器（４）の速度を供給源（１）から出ているガスの利用可能な流れ（Ｑ）の関数として制御するためのコントローラであって、
前記コントローラ（７）は、
圧縮器（４）の入口（８）での入口圧力（ｐin）を表す信号のための入力（１２）と、
圧縮器（４）の速度（ｎ）を表す信号のための入力（１４）と、
前記入口圧力（ｐin）に対して設定される所望値（ｐset）と、
前記入口圧力（ｐin）が該入口圧力（ｐin）の前記設定所望値（ｐset）よりも低い時に速度（ｎ）を低減し、又は該入口圧力（ｐin）が該入口圧力の該設定所望値（ｐset）よりも高い時に速度を増大し、これを該入口圧力（ｐin）が該設定所望値（ｐset）に等しくなるまで行うことにより、圧縮器（４）の速度（ｎ）を制御するためのアルゴリズム（１８）と、を備え、
前記コントローラはさらに、
前記速度（ｎ）と前記入口圧力（ｐin）との関数として前記圧縮器（４）の効率及び／又はＳＥＲ（比エネルギ要件）に関連する該圧縮器（４）の特性データが格納された又は格納することができるメモリ（１９）と、
前記入口圧力（ｐin）の調節済み前記所望値（ｐset）での前記速度（ｎ）の前記制御後に前記圧縮器（４）の前記効率が最大であるか又は前記ＳＥＲが最小であるように、前記メモリ（１９）内の前記特性データに基づいて該入口圧力の該所望値（ｐset）を調節する追加のアルゴリズム（２０）と、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項１１】
関連の前記圧縮器（４）の前記特性データを該圧縮器（４）の使用中に自動的に決定し、かつそれらを点毎にコントローラ（７）の前記メモリ（１９）に格納するアルゴリズム（２１）を追加で備えることを特徴とする請求項１０に記載のコントローラ。
【請求項１２】
前記圧縮器（４）に供給される電力（Ｐ）を表す信号のための追加の入力（２２）を備え、
それによってこの信号は、前記効率及び／又は前記ＳＥＲを決定し、かつそれらを前記速度（ｎ）と前記入口圧力（ｐin）との関数として前記特性データと共に前記メモリ（１９）に格納するか又は上書きするために前記アルゴリズム（２２）によって使用される、
ことを特徴とする請求項１１に記載のコントローラ。
【請求項１３】
区分的ステップで各作動点に対して前記入口圧力（ｐin）の対応する前記所望値（ｐset）と前記速度（ｎ）とを設定することにより、前記圧縮器（４）を該圧縮器（４）の作動領域内の異なる作動点で連続的に作動させるプログラムを備えることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のコントローラ。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載のコントローラ（７）を備えることを特徴とする圧縮器。
【請求項１５】
可変の利用可能な流れ（Ｑ）を有する供給源（１）から出ているガスの供給のための圧縮器の使用であって、
前記ガスの利用可能な流れ（Ｑ）全体を前記供給源（１）から消費者（３）の下流ネットワーク（２）まで可能な限り最も高い効率及び／又は可能な限り最も低いＳＥＲで供給することができるように請求項１４又は請求項１５に記載の圧縮器（４）が使用される、
ことを特徴とする使用。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、圧縮器の速度を供給源から出ている利用可能なガス流れの関数として制御する方法、及びそれによって適用されるコントローラ及び圧縮器に関する。
【０００２】
より具体的には、本考案は、スクリュー圧縮器を意図しているが、それらに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
それらの高い信頼性に起因して、スクリュー圧縮器は、バイオガス生産、天然ガス抽出、ＣＮＧ用途、食品産業及び肥料産業のためのＣＯ２供給、及び水素供給などの分野でのようなガスが生産又は抽出される分野に多くの場合に使用される。
【０００４】
供給源から出ている利用可能なガスの流れは、多くの場合に高い変動性を有し、かつ下流のユーザネットワークへの供給のために典型的にバイオガス生産の事象での１８絶対バールまで圧縮しなければならない。
【０００５】
当然ながら、最大の利用可能な流れを供給源から下流ネットワークまで供給することができるような意図を有するべきであるが、圧縮器は、入口での許容圧力に関して、設計によって例えば１と４絶対バールの間に制限される独自の限界を有する。
【０００６】
圧縮される利用可能なガス流れが変化する用途において圧縮器を制御するための様々な方法が既に公知である。
【０００７】
例えば、利用可能な流れが予想公称値を下回った時又は予想値を上回った時に圧縮器がオン及びオフに切り換えられる固定速度を有する圧縮器のための第１の方法が公知である。固定速度を有する圧縮器に対して、利用可能な流れが過度に低い時に圧縮器を迂回するためにバイパスを作動させることも公知である。頻繁にオン及びオフに切り換えることは、圧縮器の寿命に対して悪影響を与える。
【０００８】
そのような限られた制御を使用すると、全ての状況で最もエネルギ効率的な制御を設定する可能性を持たないことは言うまでもない。
【０００９】
更に、利用可能なガス流れが上述の公称値を上回った時に固定速度を使用するそのような制御を用いると、入口圧力は、その最高許容値に達するまで増加することになる。その場合に利用可能な流れが更に増加すれば、この制御に対して入口圧力が更に増加するのを止めるための対策をとらなければならず、これらの対策は、常にエネルギ損失が伴う。更に、その結果、ガス供給源の生産機能は、圧縮器によって制限される。
【００１０】
第２の公知の方法は、ＶＳＤ（可変速度駆動）圧縮器としても公知の制御可能可変速度を有する圧縮器を使用する。
【００１１】
この第２の方法は、圧縮器の入口での入口圧力に対する所望値の強制の段階、圧縮器の入口での入口圧力の決定の段階、圧縮器の速度の決定の段階、入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも低い時に速度を低減し、又は入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも高い時に速度を増大し、これを入口圧力が設定所望値に等しくなるまで行うことによる圧縮器の速度の制御の段階を含む。
【００１２】
この方法を使用すると、利用可能なガス流れが圧縮器のある一定の速度で増加する時に、圧縮器の入口での入口圧力も増加する。入口圧力の関数としての速度の上述の制御は、入口圧力が設定所望値レベルまで回復するまで速度が増加することを保証することになる。速度の増加に起因して、増加した利用可能なガス流れは、圧縮器によって十分に圧縮されてネットワークに供給されることになる。同じ論理は、利用可能なガス流れの減少の事象では逆に辿ることができる。
【００１３】
この公知の方法は、それが、ガス供給源の最大生産性を常に保証することができるように圧縮器速度の強制最小及び最大限度内で利用可能な流れ全体を常にネットワークに供給／販売することができることを保証するという利点を提供する。
【００１４】
速度の制御を使用するこの第２の方法の追加の利点は、低い利用可能なガス流れの場合に、圧縮器に供給される全てのエネルギが圧縮に対して有用に利用され、従って貴重なエネルギが失われないように、圧縮器に供給される電力がガス流れの圧縮機能に対応することである。
【００１５】
別の利点は、速度の連続制御が、圧縮器を頻繁にオン及びオフに切り換えなければならないことを防ぎ、これが圧縮器の寿命に対して有益であることである。
【００１６】
しかし、欠点は、コントローラが圧縮器効率を用いて又は供給される圧縮ガス流れに対する圧縮器に供給される電力の比であって例えばジュール／定格リットルで表される「ＳＥＲ」（比エネルギ要件）を用いて表すことができる圧縮器消費の最大効率を考慮することなく、コントローラが、設定入口圧力の関数として速度を制御し、かつ設定値に入口圧力を維持するように常に試みることになることである。
【００１７】
特に圧縮器の最大許容速度が設定入口圧力に対する制御を用いて到達された時に、この場合に利用可能なガス流れの増加が、圧縮器がこの最大速度で稼働し続けることをもたらすことになり、かつ入口圧力がその最大許容値まで増加することになるので、圧縮器は、非常に非効率的に作動することになる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１８】
本考案の目的は、上述及び他の欠点の１又は２以上に対するソリューションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的に対して、本考案は、上述の第２の方法に対応する方法に関するが、本考案による方法は、以下の追加の段階：速度と入口圧力との関数として効率及び／又はＳＥＲ（比エネルギ要件）に関連する圧縮器の特性データを与える段階、上述の特性データに基づいて入口圧力の所望値の調節を入口圧力の調節済み所望値での速度の上述の制御の後に圧縮器の効率が最大であるか又はＳＥＲが最小であるように行う段階を含む。
【００２０】
本考案によるこの方法は、従って、ネットワークへの供給のための利用可能なガス流れの完全利用に関する公知の方法の利点をこの利用可能なガス流れ全体を圧縮するための圧縮器の駆動のための最も効率的なエネルギ消費に関する継続的な目標と組み合わせるものである。
【００２１】
本考案による方法の適用に関して、当該の圧縮器の上述の特性データは、好ましくは事前に、例えば、生産中に又は既に設計中に決定され、次に、コントローラのメモリに読み込むことができる。
【００２２】
特性データが事前に既知でない圧縮器の場合に、これらのデータは、圧縮器の使用中に連続的定常作動点に対する効率及び／又はＳＥＲを決定し、かつそれらを速度と入口圧力との関数としてメモリに格納することによってアドホックベースで実験的に決定することが可能である。
【００２３】
これは、ＳＥＲをそれがある一定の入口圧力及び速度を有する定常状況に達する時はいつでも決定し、次に、それを各新しい定常状態に関してメモリに読み込むか又は現存データを更新することにより、圧縮器の通常使用中に行うことができる。
【００２４】
このようにして、圧縮器の特性データのグラフ又はテーブルが点毎に構築され、絶えず更新される。
【００２５】
コントローラは、従って、メモリ内のデータが消耗のあらゆる兆候と効率及びＳＥＲに影響する他の現象とを自動的に考慮するように自己学習する。
【００２６】
好ましくは、少なくとも圧縮器の試運転中に、当該の圧縮器の特性データは、圧縮器の作動領域全体にわたって決定され、かつメモリに格納される。
【００２７】
好ましい態様により、当該の圧縮器の特性データを作動領域全体にわたって決定するために、コントローラには、例えば区分的ステップで各作動点に対する入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、上述の作動領域内の異なる離散作動点で圧縮器を連続的に作動させるプログラムが設けられる。
【００２８】
ガスが生産される工業的工程は、多くの場合に、苛酷かつ変わりやすい条件を受容しなければならない。これらの用途では、優先度は、多くの場合に、効率的なエネルギ消費を懸念するのではなく、スクリュー圧縮器のような信頼性の高い圧縮器に与えられる。本考案により、今度はこのタイプの圧縮器をその信頼性に対してだけではなく、その効率的応用可能性に対しても選択することが同じく可能である。
【００２９】
本考案はまた、ガス供給源から出ている利用可能なガス流れの関数として圧縮器の速度を制御するためのコントローラに関し、これは、本考案による方法が自律的に進行することを可能にする。
【００３０】
この目的に対して、本考案は、圧縮器の入口での入口圧力ｐinを表す信号のための入力と、圧縮器の速度ｎを表す信号のための入力と、入口圧力ｐinに対して設定される所望値ｐsetと、圧縮器の速度（ｎ）を入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも低い時に速度ｎを低減し、又は入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも高い時に速度を増大し、これを入口圧力が設定所望値に等しくなるまでおこなうことによって制御するアルゴリズムとが設けられコントローラに関し、コントローラには、速度と入口圧力との関数として圧縮器の効率及び／又はＳＥＲ（比エネルギ要件）に関連する圧縮器の特性データが格納された又は格納することができるメモリと、入口圧力の調節済み所望値での速度の上述の制御の後に圧縮器の効率が最大であるか又はＳＥＲが最小であるように、メモリ内の上述の特性データに基づいて入口圧力の上述の所望値を調節する追加のアルゴリズムとが更に設けられることを特徴とする。
【００３１】
好ましくは、コントローラには、圧縮器の使用中に当該の圧縮器の上述の特性データを自動的に決定し、かつそれらを点毎にコントローラのメモリに格納するアルゴリズムも設けられる。
【００３２】
これは、当該の圧縮器の特性データを知ることさえもなく、又はこれらの特性を最初に実験的に決定する必要もなく、コントローラをあらゆる圧縮器に適用することができるという利点を提供する。
【００３３】
この目的に対して、コントローラには、圧縮器に供給される電力を表す信号のための追加の入力が設けられ、それによってこの信号は、効率及び／又はＳＥＲを決定し、かつそれらを速度と入口圧力との関数として特性データと共にメモリに格納するアルゴリズムによって使用することができる。
【００３４】
任意的に、コントローラには、例えば区分的ステップで各作動点に対する入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、圧縮器が圧縮器の作動領域内の異なる連続的作動点で自律的に作動することを可能にするプログラムを設けることができる。
【００３５】
その特性が既知ではない圧縮器の試運転に対して、これは、これらの特性が本考案による方法の適用のために策定されることを可能にする。
【００３６】
当然ながら、本考案はまた、本考案によりそのようなコントローラが設けられた圧縮器と、ある一定の限度内で供給源からユーザの下流ネットワークまで利用可能なガス流れ全体を可能な限り最も高い効率及び／又は可能な限り最も低いＳＥＲで供給することができることを目標とした可変の利用可能な流れを有して供給源から出ているガスの供給のためのそのような圧縮器の使用とに関する。
【００３７】
本考案の特性をより良く示す意図により、利用可能なガス流れの関数として圧縮器の速度を制御するための本考案による方法の少数の好ましい適用とそのように適用されたコントローラ及び圧縮器とを添付図面を参照していかなる限定性もなしに以下に一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】消費者ネットワークに供給されるバイオガスが生産される産業リング境に設定された本考案による圧縮器の斜視図を概略的に示す図である。
【図２】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図３】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図４】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図５】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図６】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図７】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図８】図１のもののようであるが本考案による圧縮器の変形実施形態を有する配置を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００３９】
一例として、図１は、バイオガスの生産のための産業施設１の形態にあるガスの供給源１を示している。
【００４０】
利用可能な生産ガスの量は、時間と共に変化し、従って、消費者３のネットワーク２へのバイオガスの供給のための利用可能な流れＱも変化することは、そのような施設に関して典型的である。
【００４１】
当然ながら、バイオガスの生産者の意図は、消費者３に利用可能な流れＱ全体を最大まで販売することができることである。
【００４２】
バイオガスの供給のために、このバイオガスの第１の圧力は、この場合に可変速度を有するモータ６によって駆動され、かつ速度ｎを制御するための本考案によるコントローラ７が設けられた圧縮器要素５を有する圧縮器４を使用することにより、増加させなければならない。
【００４３】
圧縮器要素５は、図２から図７のグラフに非常に概略的に示す特性を有する例えばスクリュー圧縮器であり、図は、圧縮器要素５の作動領域内の異なる強制作動レジームに対して当該の圧縮器要素５に関して例えば事前に実験的に作図したものである。
【００４４】
この作動領域は、圧縮器要素５が設計された際の最小及び最大の許容速度ｎmin及びｎmaxそれぞれ、及び圧縮器要素５の入口８での最小及び最大の許容入口圧力ｐinmin及びｐinmaxそれぞれによって境界が定められる。
【００４５】
図２は、上述の作動領域内において、毎回圧縮器要素５のある一定の速度ｎ及び圧縮器要素の出口１０での一定出口圧力に関する流量Ｑの作動線９を入口圧力ｐinの関数として示している。
【００４６】
この図から、ある一定の速度ｎでは、流量Ｑが入口圧力ｐinと共に増加し、ある一定の強制入口圧力ｐsetでは、流量Ｑが速度ｎと共に増加することになる。
【００４７】
図３は、同じ圧縮器要素５に関して、同心リング１１が等しいＳＥＲの曲線を示し、ＳＥＲが中心リング１１から最外リング１１に増加する比エネルギ要件（ＳＥＲ）のグラフを入口圧力ｐinと流量Ｑとの関数として示している。
【００４８】
ＳＥＲは、入口圧力ｐinでの流量Ｑを圧縮するためにモータ６によって供給される所要電力Ｐとして表され、ジュール／定格リットルで表される。
【００４９】
ＳＥＲが圧縮器要素５の効率に反比例することは言うまでもない。
【００５０】
図４では、図２及び図３の２つのグラフを単一図面内に組み合わせている。
【００５１】
公知のコントローラを用いて、圧縮器要素５の速度ｎは、入口圧力に対する所望値、例えば、図４による所望値ｐset1を設定し、入口圧力ｐinが設定所望値ｐset1よりも低い時に速度ｎを低減し、又は入口圧力ｐinがこの設定所望値ｐset1よりも高い時に速度ｎを増加させ、これを入口圧力ｐinが設定所望値ｐset1に等しくなるまで行うことによってモータ６の速度ｎを制御することにより、供給源１から出ている利用可能なガス流れＱの関数として制御される。
【００５２】
このようにして、利用可能な流れＱがネットワーク２に十分に供給されることも保証することができる。
【００５３】
実際に、図４による流量Ｑ１、速度ｎ１、及び所望値ｐset1での作動点Ｉから開始した場合に、供給源１によって供給される利用可能な流れＱが例えば図４のＱ２まで増加すると、入口圧力ｐinは、一定出口圧力に対して増加する。
【００５４】
この場合に、上述の公知のコントローラに従って速度ｎはｎ２まで増加することになり、それによって利用可能な流れに等しい高めの流量Ｑ２では新しい定常作動点ＩＩに達する。
【００５５】
所与の利用可能な流れＱ１に対して、ｐsetを設定することにより、図４に定められた作動領域は、上述の値ｐinmin及びｐinmaxと、極端な作動点Ｑ１、ｐinmin及びＱ１、ｐinmaxを通る速度の作動線とによって境界が定められる平行四辺形によって重ねることができる。
【００５６】
実際に、公知のスクリュー圧縮器では、例えば、入口圧力ｐinに対して２つの所望値、例えば、図４によるｐset1及びｐset2が設定される。
【００５７】
これらの所望値では図４による対応するＳＥＲは最適ではなく、入口圧力ｐinの１つ又は２つの所望値の関数としての速度ｎの公知の制御により、最小ＳＥＲという最適条件は利用可能な流れＱにも依存するので、圧縮器は、偶然にしかこれらの最適条件下で作動しないことになることは明らかである。
【００５８】
本考案は、上述したものと同等の制御であるが、入口圧力の所望値ｐsetを上述の特性データに基づいて調節し、それによって入口圧力の調節済み所望値ｐsetでの速度の上述の制御の後に圧縮器の効率が最大であるか又は言い換えればＳＥＲが最小であるようにするという相違点を有する制御を提示する。
【００５９】
図４の場合に、流量Ｑ１に対するこの調節済み所望値は、実際には利用可能な流れＱの関数である最適所望値ｐoptに対応する。
【００６０】
この制御を可能にするために、コントローラ７には、例えば、圧縮器４の入口８での圧力センサ１３から出ている入口圧力ｐinを表す信号のための入力１２と、制御可能可変速度を有する圧縮器要素５又はモータ６の速度ｎを表し、例えば、回転速度計１５から出ている信号のための入力１４と、１６で設定される入口圧力ｐinに対する所望値ｐsetと、圧縮器要素５の所望速度に関する制御信号ｎsetのための出力１７と、入口圧力ｐinが所望値ｐsetに等しくなるまで、入口圧力ｐinがその設定所望値ｐsetよりも低い時に速度ｎを低減し、又は入口圧力ｐinがその設定所望値ｐsetよりも高い時に速度ｎを増加させることによって圧縮器要素５の速度ｎを制御するアルゴリズム１８と、圧縮器要素５の特性データが、例えば、図４によるグラフの形態又はテーブル又は計算式の形態で格納され、好ましくは事前に格納されるメモリ１９と、メモリ１９内の上述の特性データに基づいて入口圧力の所望値ｐsetの値ｐoptを決定し、圧縮器４が、アルゴリズム１８を用いて所望値ｐoptで速度ｎを制御した後に、利用可能なガス流れを圧縮してそれをネットワーク２に供給するのに最小の電力Ｐしか消費しないように入口圧力を相応に調節する追加のアルゴリズム２０とが設けられる。
【００６１】
このようにして、ガスの生産者に対して、利用可能なガス流れ全体をネットワーク２に常に最小の原単位で供給することができることが保証される。
【００６２】
図５から図７は、メモリ１９に格納することができる圧縮器要素５の特性データの代替又は追加の形態を示している。図５の場合に、これらの特性データは、流量Ｑ及びＳＥＲそれぞれが一定である作動曲線を示す入口圧力ｐinと速度ｎとの線図の形態で格納され、図７に両方の線図を単一線図に示している。
【００６３】
ＳＥＲの代わりに、効率は、圧縮器要素５の上述の特性データの一部を形成することができる。
【００６４】
特性データを事前に実験的に決定又は計算する代わりに、例えば、図４によるこれらの特性データを圧縮器４の使用中に点毎に決定し、これらのデータをメモリ１９内にグラフ又はテーブルの形態で格納する自己学習インテリジェントコントローラ７を使用することができる。
【００６５】
この目的に対して、コントローラ７には、当該の圧縮器４のＳＥＲのような上述の特性データをこの圧縮器４の使用中に自動的に決定し、これらのデータをコントローラのメモリ１９に点毎に格納するための図８に示す第２の追加のアルゴリズム２１を装備することができる。
【００６６】
この点に関して、インテリジェントコントローラ７には、例えば、変換器２３から出ている圧縮器要素５に供給される電力Ｐを表す信号のための追加の入力２２を設けることができ、この信号は、ＳＥＲを決定し、それを速度ｎと入口圧力ｐinとの関数として特性データと共にメモリ１９に格納するために追加のアルゴリズム２１によって使用される。
【００６７】
この目的に対して、例えば区分的ステップで各作動点に対して入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、圧縮器４が圧縮器の作動領域内の異なる作動点で連続的に作動することを可能にするプログラムを第２の追加のアルゴリズム２１に統合することができる。
【００６８】
アルゴリズム２１は、圧縮器４を試運転する時に一度使用することができ、その後に変換器２３を取り外すことができるが、このアルゴリズム２１は、例えばＳＥＲに対する消耗効果を考慮するためにメモリ１９内の特性データを継続的に更新するのに圧縮器４の寿命中に継続的又は断続的に使用することができることは言うまでもない。
【００６９】
本考案は、主としてスクリュー圧縮器に適用可能であるが、説明した方法及びそれによって適用されるインテリジェントコントローラ７は、他のタイプの圧縮器と共に併用することもできる。
【００７０】
本考案は、一例として説明して図面に示した実施形態に決して限定されず、むしろ利用可能なガス流れの関数として圧縮器の速度を制御するための本考案による方法、及びそれによって適用されるコントローラ及び圧縮器は、本考案の範囲から逸脱することなく異なる変形に従って実現することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  バイオガスの生産のための産業施設
３  消費者
７  コントローラ
１８  圧縮器要素の速度を制御するアルゴリズム
Ｑ  利用可能なガス流れ
【図１】
0003217612.tif 000003
【図２】
0003217612.tif 000004
【図３】
0003217612.tif 000005
【図４】
0003217612.tif 000006
【図５】
0003217612.tif 000007
【図６】
0003217612.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月25日(2018.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ（７）に設けられた圧縮器（４）の速度を供給源（１）から出ているガスの利用可能な流れ（Ｑ）の関数として制御するためのコントローラであって、
前記コントローラ（７）は、
圧縮器（４）の入口（８）での入口圧力（ｐin）を表す信号のための入力（１２）と、
圧縮器（４）の速度（ｎ）を表す信号のための入力（１４）と、
前記入口圧力（ｐin）に対して設定される所望値（ｐset）と、
前記入口圧力（ｐin）が該入口圧力（ｐin）の前記設定所望値（ｐset）よりも低い時に速度（ｎ）を低減し、又は該入口圧力（ｐin）が該入口圧力の該設定所望値（ｐset）よりも高い時に速度を増大し、これを該入口圧力（ｐin）が該設定所望値（ｐset）に等しくなるまで行うことにより、圧縮器（４）の速度（ｎ）を制御するためのアルゴリズム（１８）とを備え、
前記コントローラはさらに、
前記速度（ｎ）と前記入口圧力（ｐin）との関数として前記圧縮器（４）の効率及び／又は供給される圧縮ガス流れに対する該圧縮器（４）に供給される電力の比であるＳＥＲ（比エネルギ要件）に関連する該圧縮器（４）の特性データが格納された又は格納することができるメモリ（１９）と、
前記メモリ（１９）内の前記特性データに基づいて前記入口圧力の前記所望値（ｐset）を調節する追加のアルゴリズム（２０）であって、該所望値（ｐset）が、該入口圧力（ｐin）の該調節済み所望値（ｐset）での前記速度（ｎ）の前記制御後の前記圧縮器（４）の前記効率の最大値に又は前記ＳＥＲの最小値に対応する前記追加のアルゴリズム（２０）と、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項２】
前記メモリ（１９）に格納された関連する前記圧縮器（４）の前記特性データは、事前に決定されたものであることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記圧縮器（４）の少なくとも試運転中に、関連する該圧縮器（４）の前記特性データは、該圧縮器（４）の作動領域全体にわたるものであり、かつ前記メモリ（１９）に格納されることを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
関連する前記圧縮器（４）の前記特性データを該圧縮器（４）の使用中に自動的に決定し、かつそれらを点毎にコントローラ（７）の前記メモリ（１９）に格納するアルゴリズム（２１）を追加で備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記圧縮器（４）の前記特性データを該圧縮器（４）の前記使用中に点毎に決定する前記アルゴリズム（２１）は、前記効率及び／又は前記ＳＥＲが、連続的定常作動点に関して決定され、かつ前記速度（ｎ）及び前記入口圧力（ｐin）の関数として前記メモリ（１９）に格納されるようなものであることを特徴とする請求項４に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記圧縮ガスの流れ（Ｃ）と前記圧縮器（４）に供給される前記電力（Ｐ）とを表す信号のための追加の入力（２２）を備え、
それによってこれらの信号は、前記効率及び／又は前記ＳＥＲを決定し、かつそれらを前記速度（ｎ）と前記入口圧力（ｐin）との関数として前記特性データと共に前記メモリ（１９）に格納するか又は上書きする前記アルゴリズム（２１）によって使用される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコントローラ。
【請求項７】
区分的ステップで各作動点に対して前記入口圧力（ｐin）の対応する前記所望値（ｐset）と前記速度（ｎ）とを設定することにより、前記圧縮器（４）を該圧縮器（４）の作動領域内の異なる作動点で連続的に作動させるプログラムを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコントローラ。
【請求項８】
圧縮器要素（５）と請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコントローラ（７）とを備えることを特徴とする圧縮器。
【請求項９】
前記圧縮器要素（５）は、スクリュー圧縮器要素であることを特徴とする請求項８に記載の圧縮器。
【請求項１０】
前記圧縮器要素（５）は、可変の利用可能な流れ（Ｑ）を有するガスの供給源（１）に接続された入口（８）を有し、前記コントローラ（７）は、前記ガスの利用可能な流れ（Ｑ）全体を該供給源（１）から消費者（３）の下流ネットワーク（２）まで可能な限り最も高い効率及び／又は可能な限り最も低いＳＥＲで供給するようにプログラムされることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の圧縮器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、圧縮器の速度を供給源から出ている利用可能なガス流れの関数として制御するためのコントローラと、そのようなコントローラを含む圧縮器とに関する。
【０００２】
より具体的には、本考案は、スクリュー圧縮器を意図しているが、それらに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
それらの高い信頼性に起因して、スクリュー圧縮器は、バイオガス生産、天然ガス抽出、ＣＮＧ用途、食品産業及び肥料産業のためのＣＯ２供給、及び水素供給などの分野でのようなガスが生産又は抽出される分野に多くの場合に使用される。
【０００４】
供給源から出ている利用可能なガスの流れは、多くの場合に高い変動性を有し、かつ下流のユーザネットワークへの供給のために典型的にバイオガス生産の事象での１８絶対バールまで圧縮しなければならない。
【０００５】
当然ながら、最大の利用可能な流れを供給源から下流ネットワークまで供給することができるような意図を有するべきであるが、圧縮器は、入口での許容圧力に関して、設計によって例えば１と４絶対バールの間に制限される独自の限界を有する。
【０００６】
圧縮される利用可能なガス流れが変化する用途において圧縮器を制御するための様々なコントローラが既に公知である。
【０００７】
例えば、利用可能な流れが予想公称値を下回った時又は予想値を上回った時に圧縮器がオン及びオフに切り換えられる固定速度を有する圧縮器のための第１のコントローラが公知である。固定速度を有する圧縮器に対して、利用可能な流れが過度に低い時に圧縮器を迂回するためにバイパスを作動させることも公知である。頻繁にオン及びオフに切り換えることは、圧縮器の寿命に対して悪影響を与える。
【０００８】
そのような限られた制御を使用すると、全ての状況で最もエネルギ効率的な制御を設定する可能性を持たないことは言うまでもない。
【０００９】
更に、利用可能なガス流れが上述の公称値を上回った時に固定速度を使用するそのような制御を用いると、入口圧力は、その最高許容値に達するまで増加することになる。その場合に利用可能な流れが更に増加すれば、この制御に対して入口圧力が更に増加するのを止めるための対策をとらなければならず、これらの対策は、常にエネルギ損失が伴う。更に、その結果、ガス供給源の生産機能は、圧縮器によって制限される。
【００１０】
第２の公知のコントローラは、ＶＳＤ（可変速度駆動）圧縮器としても公知の制御可能可変速度を有する圧縮器と共に使用される。
【００１１】
この第２のコントローラには、圧縮器の入口での入口圧力を表す信号のための入力と、圧縮器の速度を表す信号のための入力と、入口圧力に対して設定される所望値と、入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも低い時に速度を低減し、又は入口圧力が入口圧力の設定所望値よりも高い時に速度を増大し、これを入口圧力が設定所望値に等しくなるまで行うことによって圧縮器の速度の制御するためのアルゴリズムとが設けられる。
【００１２】
このコントローラを使用すると、利用可能なガス流れが圧縮器のある一定の速度で増加する時に、圧縮器の入口での入口圧力も増加する。入口圧力の関数としての速度の上述の制御は、入口圧力が設定所望値レベルまで回復するまで速度が増加することを保証することになる。速度の増加に起因して、増加した利用可能なガス流れは、圧縮器によって十分に圧縮されてネットワークに供給されることになる。同じ論理は、利用可能なガス流れの減少の事象では逆に辿ることができる。
【００１３】
この公知のコントローラは、それが、ガス供給源の最大生産性を常に保証することができるように圧縮器速度の強制最小及び最大限度内で利用可能な流れ全体を常にネットワークに供給／販売することができることを保証するという利点を提供する。
【００１４】
速度の制御のためのこの第２のコントローラの追加の利点は、低い利用可能なガス流れの場合に、圧縮器に供給される全てのエネルギが圧縮に対して有用に利用され、従って貴重なエネルギが失われないように、圧縮器に供給される電力がガス流れの圧縮機能に対応することである。
【００１５】
別の利点は、速度の連続制御が、圧縮器を頻繁にオン及びオフに切り換えなければならないことを防ぎ、これが圧縮器の寿命に対して有益であることである。
【００１６】
しかし、欠点は、コントローラが圧縮器効率を用いて又は供給される圧縮ガス流れに対する圧縮器に供給される電力の比であって例えばジュール／定格リットルで表される「ＳＥＲ」（比エネルギ要件）を用いて表すことができる圧縮器消費の最大効率を考慮することなく、コントローラが、設定入口圧力の関数として速度を制御し、かつ設定値に入口圧力を維持するように常に試みることになることである。
【００１７】
特に圧縮器の最大許容速度が設定入口圧力に対する制御を用いて到達された時に、この場合に利用可能なガス流れの増加が、圧縮器がこの最大速度で稼働し続けることをもたらすことになり、かつ入口圧力がその最大許容値まで増加することになるので、圧縮器は、非常に非効率的に作動することになる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１８】
本考案の目的は、上述及び他の欠点の１又は２以上に対するソリューションを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的に対して、本考案は、上述した第２のタイプのコントローラに対応するコントローラに関するが、それによって本考案によるコントローラには、速度と入口圧力との関数として圧縮器の効率及び／又はＳＥＲに関連する圧縮器の特性データが格納された又は格納することができるメモリと、メモリ内の上述の特性データに基づいて入口圧力の上述の所望値を調節する追加のアルゴリズムであって、この上述の所望値が入口圧力の調節済み所望値での速度の上述の制御の後での圧縮器の効率の最大値に又はＳＥＲの最小値に対応する上記追加のアルゴリズムとが追加で設けられる。
【００２０】
本考案によるこのコントローラは、従って、ネットワークへの供給のための利用可能なガス流れの完全利用に関する公知のコントローラの利点をこの利用可能なガス流れ全体を圧縮するための圧縮器の駆動のための最も効率的なエネルギ消費に関する継続的な目標と組み合わせるものである。
【００２１】
本考案によるコントローラの使用に関して、当該の圧縮器の上述の特性データは、好ましくは事前に、例えば、生産中に又は既に設計中に決定され、次に、コントローラのメモリに読み込むことができる。
【００２２】
特性データが事前に既知でない圧縮器の場合に、これらのデータは、圧縮器の使用中に連続的定常作動点に対する効率及び／又はＳＥＲを決定し、かつそれらを速度と入口圧力との関数としてメモリに格納することによってアドホックベースで実験的に決定することが可能である。
【００２３】
これは、ＳＥＲをそれがある一定の入口圧力及び速度を有する定常状況に達する時はいつでも決定し、次に、それを各新しい定常状態に関してメモリに読み込むか又は現存データを更新することにより、圧縮器の通常使用中に行うことができる。
【００２４】
このようにして、圧縮器の特性データのグラフ又はテーブルが点毎に構築され、絶えず更新される。
【００２５】
コントローラは、従って、メモリ内のデータが消耗のあらゆる兆候と効率及びＳＥＲに影響する他の現象とを自動的に考慮するように自己学習する。
【００２６】
好ましくは、少なくとも圧縮器の試運転中に、当該の圧縮器の特性データは、圧縮器の作動領域全体にわたって決定され、かつメモリに格納される。
【００２７】
好ましい態様により、当該の圧縮器の特性データを作動領域全体にわたって決定するために、コントローラには、例えば区分的ステップで各作動点に対する入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、上述の作動領域内の異なる離散作動点で圧縮器を連続的に作動させるプログラムが設けられる。
【００２８】
ガスが生産される工業的工程は、多くの場合に、苛酷かつ変わりやすい条件を受容しなければならない。これらの用途では、優先度は、多くの場合に、効率的なエネルギ消費を懸念するのではなく、スクリュー圧縮器のような信頼性の高い圧縮器に与えられる。本考案により、今度はこのタイプの圧縮器をその信頼性に対してだけではなく、その効率的応用可能性に対しても選択することが同じく可能である。
【００２９】
好ましくは、コントローラには、圧縮器の使用中に当該の圧縮器の上述の特性データを自動的に決定し、かつそれらを点毎にコントローラのメモリに格納するアルゴリズムも設けられる。
【００３０】
これは、当該の圧縮器の特性データを知ることさえもなく、又はこれらの特性を最初に実験的に決定する必要もなく、コントローラをあらゆる圧縮器に適用することができるという利点を提供する。
【００３１】
この目的に対して、コントローラには、圧縮器に供給される電力を表す信号のための追加の入力が設けられ、それによってこの信号は、効率及び／又はＳＥＲを決定し、かつそれらを速度と入口圧力との関数として特性データと共にメモリに格納するアルゴリズムによって使用することができる。
【００３２】
任意的に、コントローラには、例えば区分的ステップで各作動点に対する入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、圧縮器が圧縮器の作動領域内の異なる連続的作動点で自律的に作動することを可能にするプログラムを設けることができる。
【００３３】
その特性が既知ではない圧縮器の試運転に関して、これは、これらの特性がメモリ内に策定されることを可能にする。
【００３４】
当然ながら、本考案はまた、圧縮器要素と本考案によるコントローラとが設けられた圧縮器に関し、圧縮器要素は、ある一定の限度内で供給源からユーザの下流ネットワークまで利用可能なガス流れ全体を可能な限り最も高い効率及び／又は可能な限り最も低いＳＥＲで供給することができることを目標とした可変の利用可能な流れを有するガスの供給源に接続された入口を有する。
【００３５】
本考案の特性をより良く示す意図により、圧縮器の速度を利用可能なガス流れの関数として制御するための本考案によるコントローラとそのようなコントローラを含む圧縮器との少数の好ましい用途は、いかなる限定性もなく一例として添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】消費者ネットワークに供給されるバイオガスが生産される産業リング境に設定された本考案による圧縮器の斜視図を概略的に示す図である。
【図２】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図３】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図４】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図５】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図６】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図７】図１の圧縮器の特性データに関連する少数の簡略化したグラフを示す図である。
【図８】図１のもののようであるが本考案による圧縮器の変形実施形態を有する配置を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００３７】
一例として、図１は、バイオガスの生産のための産業施設１の形態にあるガスの供給源１を示している。
【００３８】
利用可能な生産ガスの量は、時間と共に変化し、従って、消費者３のネットワーク２へのバイオガスの供給のための利用可能な流れＱも変化することは、そのような施設に関して典型的である。
【００３９】
当然ながら、バイオガスの生産者の意図は、消費者３に利用可能な流れＱ全体を最大まで販売することができることである。
【００４０】
バイオガスの供給のために、このバイオガスの第１の圧力は、この場合に可変速度を有するモータ６によって駆動され、かつ速度ｎを制御するための本考案によるコントローラ７が設けられた圧縮器要素５を有する圧縮器４を使用することにより、増加させなければならない。
【００４１】
圧縮器要素５は、図２から図７のグラフに非常に概略的に示す特性を有する例えばスクリュー圧縮器であり、図は、圧縮器要素５の作動領域内の異なる強制作動レジームに対して当該の圧縮器要素５に関して例えば事前に実験的に作図したものである。
【００４２】
この作動領域は、圧縮器要素５が設計された際の最小及び最大の許容速度ｎmin及びｎmaxそれぞれ、及び圧縮器要素５の入口８での最小及び最大の許容入口圧力ｐinmin及びｐinmaxそれぞれによって境界が定められる。
【００４３】
図２は、上述の作動領域内において毎回圧縮器要素５のある一定の速度ｎ及び圧縮器要素の出口１０での一定出口圧力に関する流量Ｑの作動線９を入口圧力ｐinの関数として示している。
【００４４】
この図から、ある一定の速度ｎでは、流量Ｑが入口圧力ｐinと共に増加し、ある一定の強制入口圧力ｐsetでは、流量Ｑが速度ｎと共に増加することになる。
【００４５】
同じ圧縮器要素５に関して、図３は、同心リング１１が等しいＳＥＲの曲線を示し、ＳＥＲが中心リング１１から最外リング１１に増加する比エネルギ要件（ＳＥＲ）のグラフを入口圧力ｐinと流量Ｑとの関数として示している。
【００４６】
ＳＥＲは、入口圧力ｐinでの流量Ｑを圧縮するためにモータ６によって供給される所要電力Ｐとして表され、ジュール／定格リットルで表される。
【００４７】
ＳＥＲが圧縮器要素５の効率に反比例することは言うまでもない。
【００４８】
図４では、図２及び図３の２つのグラフを単一図面内に組み合わせている。
【００４９】
公知のコントローラを用いて、圧縮器要素５の速度ｎは、入口圧力に対する所望値、例えば、図４による所望値ｐset1を設定し、入口圧力ｐinが設定所望値ｐset1よりも低い時に速度ｎを低減し、又は入口圧力ｐinがこの設定所望値ｐset1よりも高い時に速度ｎを増加させ、これを入口圧力ｐinが設定所望値ｐset1に等しくなるまで行うことによってモータ６の速度ｎを制御することにより、供給源１から出ている利用可能なガス流れＱの関数として制御される。
【００５０】
このようにして、利用可能な流れＱがネットワーク２に十分に供給されることも保証することができる。
【００５１】
実際に、図４による流量Ｑ１、速度ｎ１、及び所望値ｐset1での作動点Ｉから開始した場合に、供給源１によって供給される利用可能な流れＱが例えば図４のＱ２まで増加すると、入口圧力ｐinは、一定出口圧力に対して増加する。
【００５２】
この場合に、上述の公知のコントローラに従って速度ｎはｎ２まで増加することになり、それによって利用可能な流れに等しい高めの流量Ｑ２では新しい定常作動点ＩＩに達する。
【００５３】
所与の利用可能な流れＱ１に対して、ｐsetを設定することにより、図４に定められた作動領域は、上述の値ｐinmin及びｐinmaxと、極端な作動点Ｑ１、ｐinmin及びＱ１、ｐinmaxを通る速度の作動線とによって境界が定められる平行四辺形によって重ねることができる。
【００５４】
実際に、公知のスクリュー圧縮器では、例えば、入口圧力ｐinに対して２つの所望値、例えば、図４によるｐset1及びｐset2が設定される。
【００５５】
これらの所望値では図４による対応するＳＥＲは最適ではなく、入口圧力ｐinの１つ又は２つの所望値の関数としての速度ｎの公知の制御により、最小ＳＥＲという最適条件は利用可能な流れＱにも依存するので、圧縮器は、偶然にしかこれらの最適条件下で作動しないことになることは明らかである。
【００５６】
本考案は、上述したものと同等の制御であるが、入口圧力の所望値ｐsetを上述の特性データに基づいて調節し、それによって入口圧力の調節済み所望値ｐsetでの速度の上述の制御の後に圧縮器の効率が最大であるか又は言い換えればＳＥＲが最小であるようにするという相違点を有する制御を提示する。
【００５７】
図４の場合に、流量Ｑ１に対するこの調節済み所望値は、実際には利用可能な流れＱの関数である最適所望値ｐoptに対応する。
【００５８】
この制御を可能にするために、コントローラ７には、例えば、圧縮器４の入口８での圧力センサ１３から出ている入口圧力ｐinを表す信号のための入力１２と、制御可能可変速度を有する圧縮器要素５又はモータ６の速度ｎを表し、例えば、回転速度計１５から出ている信号のための入力１４と、１６で設定される入口圧力ｐinに対する所望値ｐsetと、圧縮器要素５の所望速度に関する制御信号ｎsetのための出力１７と、入口圧力ｐinが所望値ｐsetに等しくなるまで、入口圧力ｐinがその設定所望値ｐsetよりも低い時に速度ｎを低減し、又は入口圧力ｐinがその設定所望値ｐsetよりも高い時に速度ｎを増加させることによって圧縮器要素５の速度ｎを制御するアルゴリズム１８と、圧縮器要素５の特性データが、例えば、図４によるグラフの形態又はテーブル又は計算式の形態で格納され、好ましくは事前に格納されるメモリ１９と、メモリ１９内の上述の特性データに基づいて入口圧力の所望値ｐsetの値ｐoptを決定し、圧縮器４が、アルゴリズム１８を用いて所望値ｐoptで速度ｎを制御した後に、利用可能なガス流れを圧縮してそれをネットワーク２に供給するのに最小の電力Ｐしか消費しないように入口圧力を相応に調節する追加のアルゴリズム２０とが設けられる。
【００５９】
このようにして、ガスの生産者に対して、利用可能なガス流れ全体をネットワーク２に常に最小の原単位で供給することができることが保証される。
【００６０】
図５から図７は、メモリ１９に格納することができる圧縮器要素５の特性データの代替又は追加の形態を示している。図５の場合に、これらの特性データは、流量Ｑ及びＳＥＲそれぞれが一定である作動曲線を示す入口圧力ｐinと速度ｎとの線図の形態で格納され、図７に両方の線図を単一線図に示している。
【００６１】
ＳＥＲの代わりに、効率は、圧縮器要素５の上述の特性データの一部を形成することができる。
【００６２】
特性データを事前に実験的に決定又は計算する代わりに、例えば、図４によるこれらの特性データを圧縮器４の使用中に点毎に決定し、これらのデータをメモリ１９内にグラフ又はテーブルの形態で格納する自己学習インテリジェントコントローラ７を使用することができる。
【００６３】
この目的に対して、コントローラ７には、当該の圧縮器４のＳＥＲのような上述の特性データをこの圧縮器４の使用中に自動的に決定し、これらのデータをコントローラのメモリ１９に点毎に格納するための図８に示す第２の追加のアルゴリズム２１を装備することができる。
【００６４】
この点に関して、インテリジェントコントローラ７には、例えば、変換器２３から出ている圧縮器要素５に供給される電力Ｐを表す信号のための追加の入力２２を設けることができ、この信号は、ＳＥＲを決定し、それを速度ｎと入口圧力ｐinとの関数として特性データと共にメモリ１９に格納するために追加のアルゴリズム２１によって使用される。
【００６５】
この目的に対して、例えば区分的ステップで各作動点に対して入口圧力の対応する所望値と速度とを設定することにより、圧縮器４が圧縮器の作動領域内の異なる作動点で連続的に作動することを可能にするプログラムを第２の追加のアルゴリズム２１に統合することができる。
【００６６】
アルゴリズム２１は、圧縮器４を試運転する時に一度使用することができ、その後に変換器２３を取り外すことができるが、このアルゴリズム２１は、例えばＳＥＲに対する消耗効果を考慮するためにメモリ１９内の特性データを継続的に更新するのに圧縮器４の寿命中に継続的又は断続的に使用することができることは言うまでもない。
【００６７】
本考案は、主としてスクリュー圧縮器に適用可能であるが、説明した方法及びそれによって適用されるインテリジェントコントローラ７は、他のタイプの圧縮器と共に併用することもできる。
【００６８】
本考案は、一例として説明して図面に示した実施形態に決して限定されず、むしろ利用可能なガス流れの関数として圧縮器の速度を制御するための本考案によるコントローラ、及びそれによって適用される圧縮器は、本考案の範囲から逸脱することなく異なる変形に従って実現することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  バイオガスの生産のための産業施設
３  消費者
７  コントローラ
１８  圧縮器要素の速度を制御するアルゴリズム
Ｑ  利用可能なガス流れ