(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された複数台のターボ圧縮機の制御方法であって、予め少なくとも１台の圧縮機のサージ限界を求めて記憶手段に記憶させ、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大させて負荷に応じた運転を可能にし、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるときは、前記記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージを発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量を変化させ、すべての圧縮機が停止して再起動するときは、サージに突入してアンロード運転させたものから順に起動させることを特徴とする複数台の圧縮機の制御方法。
【請求項２】
並列接続された複数台のターボ圧縮機の制御方法であって、予め少なくとも１台の圧縮機のサージ限界を求めて記憶手段に記憶させ、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大させて負荷に応じた運転を可能にし、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるときは、前記記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージを発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量を変化させ、アンロード運転している圧縮機が複数台あるときに負荷が増大してアンロード運転の圧縮機をロード運転に戻すときは、サージに突入したのが早い順にロード運転させることを特徴とする複数台の圧縮機の制御方法。
【請求項３】
並列に接続された複数台のターボ圧縮機を有する圧縮機システムであって、複数台の圧縮機の各々は吸込み側にインレットガイドベーンを、吐出側にサージ検出手段をそれぞれ有し、並列接続された複数の圧縮機の吐出側の接続位置よりも下流側に圧縮機システムの吐出圧力を検出する検出手段を設け、この圧縮機システムの負荷が減少したときに負荷運転中の圧縮機が３台以上あれば、全ての圧縮機のそれぞれの流量を減少させ、最初にサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにその他の圧縮機の流量を増大させるように各圧縮機を制御する制御手段を有し、この制御手段は前記吐出圧力の検出手段が検出した吐出圧力が所定圧力になるように前記各インレットガイドベーンに回転角度指令を与えることを特徴とする圧縮機システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の圧縮機を並列に接続した複数台の圧縮機の制御方法および圧縮機システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数台の圧縮機を並列に接続した圧縮機システムの例が、特開２０００−１２０５８３号公報に記載されている。この公報では、運転圧縮機供給流量の最大値の和が負荷需要流量以上で、かつ運転圧縮機の台数が最小となるように、負荷需要流量を複数の流量調整範囲に区分している。それとと共に、各流量調整範囲ごとに運転圧縮機の組合せと運転圧縮機の制御状態を示す流量制御パターンを設定し、この設定パターンにしたがって各圧縮機を制御している。オン・オフ制御しかできない圧縮機が含まれているときは、定風圧制御とオン・オフ制御の双方が可能な圧縮機が流量調整機に設定される。この圧縮機に設定された流量の設定範囲に隣り合う範囲については、オン・オフ制御しかできない圧縮機を優先的に流量調整機としている。これにより、無負荷運転時の無駄を少なくできると共に、同時に複数の圧縮機がサージ待機状態となることを極力回避することが可能にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された複数の圧縮機の制御方法においては、複数台の圧縮機の各々について流量特性を定め、その特性に基づいて予め設定した流量制御パターンを用いて各圧縮機を制御している。しかしながら、圧縮機装置内部が汚れる等の圧縮機の内部条件や、圧縮機に入る流体の温度や圧力が季節毎に変動する等の外部条件により、各圧縮機の実際の運転点が予想した運転点と異なる場合がある。その場合、予め設定された制御パターンを用いて圧縮機を制御しようとすると、予想より早く運転点がサージ限界に達したり、サージ限界よりだいぶ手前で圧縮機をアンロード運転させてしまうという事態が生じる。その結果、各圧縮機が無駄な動力を消費したり、思わぬサージの突入により圧縮機の運転が不安定になるという不具合を生じる恐れがあった。
【０００４】
本発明は、上記従来の技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、複数台の圧縮機を有する圧縮機システムにおいて、簡単な制御システムににより部分負荷制御を容易にすることにある。本発明の他の目的は、複数台の圧縮機を有する圧縮機システムにおいて、消費動力を低減することにある。本発明のさらに他の目的は、運転条件が変動する状況においても、複数台の圧縮機を効果的に運転することにある。そして本発明はこれらいずれかの目的を少なくとも達成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、並列接続された複数台のターボ圧縮機の制御方法であって、予め少なくとも１台の圧縮機のサージ限界を求めて記憶手段に記憶させ、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大させて負荷に応じた運転を可能にし、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるときは、前記記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージを発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量を変化させ、すべての圧縮機が停止して再起動するときは、サージに突入してアンロード運転させたものから順に起動させることにある。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の他の特徴は、並列接続された複数台のターボ圧縮機の制御方法であって、予め少なくとも１台の圧縮機のサージ限界を求めて記憶手段に記憶させ、複数台の圧縮機の負荷が減少したときに負荷運転している全圧縮機の流量を減少させ、最も早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにアンロード運転した圧縮機以外の圧縮機の流量を増大させて負荷に応じた運転を可能にし、負荷が減少して圧縮機の発生流量を低下させるときは、前記記憶手段に記憶されたサージ限界よりも所定量だけ大流量の点までは早く流量を低下させ、その後はサージを発生するサージ突入までそれまでよりゆっくりと流量を変化させ、アンロード運転している圧縮機が複数台あるときに負荷が増大してアンロード運転の圧縮機をロード運転に戻すときは、サージに突入したのが早い順にロード運転させることにある。
【０００７】
さらに、上記目的を達成する本発明の特徴は、並列に接続された複数台のターボ圧縮機を有する圧縮機システムであって、複数台の圧縮機の各々は吸込み側にインレットガイドベーンを、吐出側にサージ検出手段をそれぞれ有し、並列接続された複数の圧縮機の吐出側の接続位置よりも下流側に圧縮機システムの吐出圧力を検出する検出手段を設け、この圧縮機システムの負荷が減少したときに負荷運転中の圧縮機が３台以上あれば、全ての圧縮機のそれぞれの流量を減少させ、最初にサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるとともにその他の圧縮機の流量を増大させるように各圧縮機を制御する制御手段を有し、この制御手段は前記吐出圧力の検出手段が検出した吐出圧力が所定圧力になるように前記各インレットガイドベーンに回転角度指令を与えることにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の複数台の圧縮機の制御方法の一実施例を説明する。図１は、複数台の圧縮機を並列に接続した圧縮機システムの模式図であり、図２は圧縮機を４台並列に接続したときの消費動力線図である。また、図３は圧縮機の性能線図の予測値と実測値の違いを示した図であり、図４は圧縮機に吸込まれるガスの吸込み条件による圧縮機性能の違いを示した図である。
【００１２】
本実施例の圧縮機システムでは、図１に示したように４台の圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０が並列に接続されている。そしてこの並列に接続された各圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０を、圧縮機の制御装置１０が制御している。各圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０は小容量のターボ圧縮機であり、同じ型式、同じ容量のものである。各圧縮機は同一の構成となっているので、以下、圧縮機Ａ０を例に取り説明する。圧縮機Ａ０は、圧縮機本体６０ａを有している。圧縮機本体６０ａの吸込み側にはインレットガイドベーン（ＩＧＶ）５０ａが設けられており、圧縮機本体６０ａに吸込まれる作動ガス量を調整する。インレットガイドベーン５０ａのさらに上流には、吸込み圧力Ｐｓ１を検出する圧力センサー２０ａと吸込み温度Ｔｓ１を検出する温度センサー３０ａが取付けられている。なお、インレットガイドベーン５０aには、詳細を後述する制御装置１０からの開度指令信号が信号ケーブル５１ａを介して入力される。
【００１３】
圧縮機本体６０aを回転駆動するために、駆動機４０ａが圧縮機本体６０aの回転軸に接続されている。圧縮機本体６０ａの吐出側には配管７４ａが接続されており、配管７４aには差圧計Ａ１が取付けられている。差圧計Ａ１は、配管７４a内を流れる作動ガスの圧力変化を取り出すためのオリフィス７１aと、このオリフィス７１aに並列に設けられた逆止弁７２aと、これらオリフィス７１aと逆止弁７２aに配管7５aにより直列に接続された圧力センサー７０ａとを備えている。これにより、圧力センサー７０aは、オリフィス７１ａ前後の圧力が計測可能である。
【００１４】
差圧計Ａ１が検出した圧縮機本体６０aの吐出圧力信号は、信号線５２ａを経由して制御装置１０に入力される。差圧計Ａ１の下流には分岐部７６aが形成されており、分岐した配管７７aには放風弁８０ａが取付けられている。放風弁８０aには、制御装置１０から、信号線５３ａを介して大気または図示しない他の貯ガス手段に圧縮ガスを放風する指示信号が送られる。一方、配管７４ａには逆止弁７３ａが取付けられている。逆止弁７３ａの下流側８４で、各圧縮機Ａ０〜Ｄ０から吐出された圧縮ガスがまとめられ、レシーバータンク８５に圧縮ガスが蓄えられる。圧縮機システムの吐出圧力Ｐｄは、吐出配管に介在させた圧力計９０により検出される。この検出した圧力信号は、信号線５４により制御装置１０に送られる。
【００１５】
以上が、圧縮機Ａ０の構成である。圧縮機Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０の構成も同様であるので、詳細は省略する。次に、制御装置１０について説明する。制御装置１０は、各圧縮機本体６０ａ〜６０ｄのサージ限界データを記憶する記憶手段１１を有している。制御装置１０には、差圧計Ａ１、Ｂ１、…が検出した各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の吐出圧情報と、圧縮機システムの吐出圧Ｐｄの信号が入力されている。なお図示していないが、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…の吸込み側に設けた温度センサー３０a、３０ｂ、…と圧力センサー２０a、２０ｂ、…の情報も入力されている。一方、制御装置１０からは、各圧縮機Ａ０、Ｂ０、…に、インレットガイドベーン５０ａ、５０ｂ、…を回動させる指令や、放風弁８０ａ、８０ｂ、…を開閉する指令が発令される。
【００１６】
このように構成した本実施例の差圧計Ａ１の動作について、詳述する。配管７４ａから差圧計Ａ１に導かれた圧縮作動ガスの圧力は、逆止弁７２ａを通り圧力センサー７０ａに伝えられる。配管７４ａの圧力が上昇すると、逆止弁７２ａを通してすぐに圧力センサー７０ａにその圧力が伝わる。そのため、配管７４ａと圧力センサー７０ａとでは、圧力の差がほとんどない。
【００１７】
これに対し、配管７４ａの圧力が下がると、逆止弁７２aが働いて配管７４ａから配管７５ａにはオリフィス７１ａ側の配管からしか圧力が伝わらない。その結果、配管7５ａ側の圧力は圧力低下する前の圧力から徐々にしか降下しない。一方、配管７４aの圧力は、圧縮機本体６０ａから吐出される圧縮ガスの圧力変動にすぐに対応して低下する。したがって、配管７４aと配管７５ａ間には、差圧が生じる。この差圧を、差圧計７０ａが検出し、制御装置にその情報が送られれる。
【００１８】
次に、図１に示した複数台の圧縮機を有する圧縮機システムの運転制御方法を、図２を用いて説明する。図２で、最上段は圧縮機システムから吐出される流量の時間変化であり、その下の４段は各圧縮機Ａ０〜Ｄ０から吐出される流量の時間変化である。４台の圧縮機すべてが負荷運転された状態から、負荷を減少させていく場合を例に取り説明する。１００％負荷状態、言い換えれば１００％流量で圧縮機システムを運転している状態を出発点とする。なお、圧力センサー９０が検出した吐出圧力は、需要元に達したときの圧力が必要圧力より高くなる圧力であるものとする。
【００１９】
需要元の圧縮ガスの使用量が減少し、制御装置１０が負荷の減少を検出すると、制御装置は各圧縮機Ａ０〜Ｄ０に流量を減少させるように指示する。具体的には、各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…が備えるインレットガイドベーン５０a、５０ｂ、…にベーンを閉じる方向に回動させるように指示する。その結果、各圧縮機Ａ０〜Ｄ０の流量が一斉に減少する。
【００２０】
制御装置１０が備える記憶手段１１に記憶された各圧縮機本体６０a、６０ｂ、…のサージ限界点の近くまでは、各インレットガイドベーンを５０a、５０ｂ、…を、早い速度で回動する。これをαモードと呼ぶ。サージ限界点の近くになったら、インレットガイドベーン５０a、５０ｂ、…の回動速度を、それまでの回動速度の１/５程度まで減速する。これをβモードと呼ぶ。
【００２１】
βモードでインレットガイドベーン５０a、５０ｂ、…を回動し続けているときに、圧縮機Ａ０が備える圧力センサー７０ａが圧力変動を検出し、制御装置に圧力変動を入力したとする。この時点までに他の圧力センサー７０ｂ、…は圧力変動を検出していないので、最初に圧縮機Ａ０の備える圧縮機本体６０aがサージに突入したことが分かる。そこで、圧縮機本体６０aの吐出側に設けた放風弁８０ａを開いて圧縮機本体の吐出側圧力を開放するとともに、インレットガイドベーン５０aを全閉にして圧縮機本体６０aの仕事を減らす。これをアンロード運転(γモード)と呼ぶ。このとき、記憶手段１１に記憶されたインレットガイドベーン５０ａの角度を、サージに突入したときのインレットガイドベーン５０ａの角度で書き換える。
【００２２】
圧縮機Ａ０がアンロード運転になったので、圧縮機システムの流量は激減する。そこで、残りの３台の圧縮機Ｂ０〜Ｃ０の流量を、インレットガイドベーン７０ｂ、…を開くように回動して調整する。なお、この流量の激減にもかかわらず、まだ目標流量まで圧縮機システムの流量が低減していない場合には、３台の圧縮機Ｂ０〜Ｃ０が継続して流量を低減するように、インレットガイドベーンを閉じる方向に急速にαモードで回動させる。なお、本実施例では１台の圧縮機Ａ０をアンロード運転したので、急減した吐出流量を元の流量に戻している。しかし、要求流量がサージ突入直前の流量よりはるかに少ないときは、元の流量まで戻すことは無駄であるから、図２の最上段の図で点線で示したように途中の流量まで戻すのが、実用的である。
【００２３】
本実施例においては、４台の圧縮機本体６０a、６０ｂ、…は同一容量で同一型番のものを使用している。しかしながら、同一といっても、個々の圧縮機は大量生産品とは異なり、微妙にサージ突入点が異なるのが実状である。その理由は、圧縮機の羽根車の羽角度が不ぞろいであったり、インレットガイドベーンの初期設定角度を正確に揃えるのが困難であったり、各圧縮機の使用実績の変化等により減肉や汚れがついたりするためである。その結果、サージ突入点は圧縮機個々に相違する。しかも本実施例で使用している差圧計は、この個々の圧縮機のサージ突入点の違いを十分に検出できる応答速度を有しているので、従来危惧されていたサージ領域で多数の圧縮機を運転するという不具合を生じない。
【００２４】
圧縮機Ａ０がサージに突入する前の流量またはそれよりも少ない所定流量まで流量が回復したら、再びαモードで各圧縮機Ｂ０〜Ｄ０のインレットガイドベーン５０ｂ、…を急回動させる。圧縮機４台運転時と同様に、記憶手段１１に予め記憶されたサージ限界データの近くまではαモードでインレットガイドベーン５０ｂ、…を回動し続け、限界データに近づいたら、βモードでゆっくりとインレットガイドベーン５０ｂ、…を回動する。
【００２５】
圧縮機Ｂ０の差圧計Ｂ１が、圧縮機Ｂ０がサージに突入したことを検出すると、制御装置１０は。この圧縮機Ｂ０のインレットガイドベーン５０ｂを全閉にし、放風弁８０ｂを開放するように指令する。これにより、圧縮機Ｂ０はγモードのアンロード運転となる。このとき、記憶手段１１に記憶された圧縮機Ｂ０のサージ限界データであるインレットガイドベーン５０ｂの角度データを、サージに突入したときのインレットガイドベーン５０ｂの角度データで置き換える。
【００２６】
圧縮機Ｂ０もアンロード運転しているので、圧縮機システムの吐出流量は再び激減する。そこで、残りの２台の圧縮機Ｃ０、Ｄ０の流量を増大させる。つまり、圧縮機Ｂ０がサージに突入する直前の流量またはその流量以下の所定の流量まで、インレットガイドベーンをαモードで急回動させて、吐出流量を増大させる。要求流量がサージに突入する前の流量よりはるかに少ないときは、図２の上段で点線で示したように、元の流量までは回復させないほうが無駄が少なく、合理的である。吐出流量が所定量または元の流量に回復したら、αモードでインレットガイドベーンを回動させ、サージ限界に近づいたら、βモードに移行する。
【００２７】
圧縮機Ｃ０をβモードで運転していて、圧縮機Ｃ０の差圧計がサージ突入を検出したら、制御装置１０は圧縮機Ｃ０をサージから回避させる。つまり、圧縮機Ｃ０のインレットガイドベーン角度を少しだけ急速に開く。これを、α’モードと呼ぶ。この状態から圧縮機をアンロード運転すると、要求流量がある範囲にあるときは、アンロード運転とインレットガイドベーンの回動による流量制御運転では、要求流量を圧縮機Ｄ０１台だけでは達成できない。そこで、圧縮機２台の運転を継続する。そして、圧縮機システムの要求流量を満足するために、圧縮機Ｃ０を放風運転する。つまり、圧力センサー9０が検出した吐出圧に基づいて圧縮機Ｃ０の放風弁を断続的に開放し、余分な流量を放風する。これをδモードと呼ぶ。圧縮機Ｄ０は、圧縮機Ｃ０がサージに突入したときのインレットガイドベーン角度を保持する。これをεモードと呼ぶ。なお、記憶手段１１に記憶された圧縮機Ｃ０のサージ限界データを、サージに突入したときのインレットガイドベーン角度で置き換えることは、圧縮機Ａ０、Ｂ０の場合と同様である。
【００２８】
圧縮機Ｃ０が備える放風弁からの放風の時間的な割合が長くなったら、圧縮機Ｃ０をアンロード運転(γモード)にし、圧縮機Ｄ０をδモードにする。つまり、圧力センサー9０が検出した吐出圧に基づいて、圧縮機Ｄ０の放風弁を間歇的に開放する。圧縮機Ｃ０または圧縮機Ｄ０が、放風運転すると、各圧縮機からレシーバタンク８５に送られる流量は、図２で最下段の２段の点線で示したような値になる。したがって、圧縮機システムで発生する流量は、同図の最上段のように時間とともに減少する。
【００２９】
以上のように各圧縮機Ａ０〜Ｄ０を制御したときの消費動力の変化を、図２に一点鎖線（ＰＴ，ＰＡ０〜ＰＤ０）で示す。ターボ圧縮機の動力Ｐは、流量をＱ、ヘッドをＨ、ガスの比重量をγ、効率をηとすると、Ｐ＝γＱＨ／ηで表される。１００％流量時に最も効率が高く、最小風量で最も効率が低いとすれば、略、図２のような消費動力曲線となる。また、圧縮機Ａ０〜Ｃ０はアンロード運転するが、アンロード時には消費動力は０にはならず、所定量だけ動力を消費する。さらに、圧縮機Ｃ０、Ｄ０は放風運転するが、この放風運転では放風しないときと同じ動力を消費する。
【００３０】
次に、需要元でのガス消費が、圧縮機システムが現在発生しているガス容量より多いときについて説明する。この場合、圧力センサー９０が検出する吐出圧力は、所定圧力よりも低い。そこで、全ての圧縮機が止まっているときには、圧縮機制御装置１０が４台の圧縮機Ａ０〜Ｄ０のなかで、最も運転時間の短い圧縮機を選択する。運転時間が最短の圧縮機が、圧縮機Ｃ０であれば、その圧縮機のインレットガイドベーンをを開け、放風弁を閉じて圧縮機Ｃ０を負荷運転に戻す。
【００３１】
この状態で、必要な吐出圧力にならないときには、さらに圧縮機制御装置１０は残り３台の圧縮機Ａ０、Ｂ０、Ｄ０のなかから、最も運転時間の短い圧縮機Ｂ０を選択する。そして、インレットガイドベーン５０ｂを開き、放風弁８０ｂを閉じて、圧縮機Ｂ０を負荷運転に戻す。同様の動作を繰り返す。なお、本実施例では、運転時間に応じて、負荷運転に戻す圧縮機を設定しているが、サージに最も早く突入した圧縮機から負荷運転に戻すようにしてもよい。なお、各圧縮機の最大流量点は、差圧計Ａ１、Ｂ１、…からの信号に基づいて、圧縮機制御装置１０が各圧縮機のサージング点やチョーク点を回避するようにインレットガイドベーンと放風弁とを制御する。
【００３２】
本実施例によれば、各圧縮機を個別に制御する場合に比べて、以下に述べる利点を有する。同時に３台の圧縮機のインレットガイドベーンを閉じると、最初にサージに突入するまでは、３台一緒にインレットガイドベーンが閉じるように回動する。一方、各圧縮機を個別に制御していて、所望の吐出圧力になるまで１台の圧縮機をアンロード運転し、残り２台を負荷運転しているとする。この状態と、３台同時に制御するときの消費動力を比較して、図３に示す。
【００３３】
図３では圧縮機１台分の消費動力をＰ１００としている。圧縮機１台をアンロード運転するときの消費動力は、１台の圧縮機を１００％稼動した時の約１０〜２０％（図３では１５％とした）である。1台アンロードするとその消費動力は、Ｐ１００の１５％でＰ１５になる。３台同時にインレットガイドベーンを閉じる方に回動させて圧縮機の流量を制御すると、消費動力は約７％失われる。
【００３４】
図３において損失が無いと仮定して圧縮機を流量制御すると、いずれの方法でも点Ｚから点Ａに消費動力が変化する。圧縮機の流量が６０％のところでは、消費動力はＰ１８０になる。上で仮定した運転損失を考慮に入れると、３台同時にインレットガイドベーンを制御して圧縮機の流量を制御するときの消費動力は、Ｐ１８０に７％の損失を加えたＰ１９３である。
【００３５】
圧縮機を個別に運転制御するときの消費動力は、２台の圧縮機の消費動力Ｐ１８０に1台の圧縮機のアンロード運転での消費動力Ｐ１５を加えたＰ１９５である。つまり、３台の圧縮機のインレットガイドベーンを同時に制御する方が個別に制御するときより消費動力が約１．０％小さくなる。
【００３６】
ところで圧縮機を長期にわたり運転すれば、流路面に汚れが付着したり、羽根車の羽根が減肉したりして、始めに想定した性能と異なる性能しか得られないことがある。また、圧縮機に吸込まれるガスが大気の場合には、季節によって吸込み条件が大幅に変化する。つまり圧縮機では、外部条件と内部条件の２つの条件が変化しており、必ずしも標準の運転状態とはなっていない。この様子を、図４、５に示す。
【００３７】
図４に、各圧縮機の標準状態の予測した性能曲線（流量に対するヘッドの関係を示す曲線）と、実際に運転した時の圧縮機の性能曲線の一例を示す。予測された標準状態の性能曲線Ｈ２から実際に圧縮機を運転した時の性能曲線が大流量側にずれている例Ｈ１と、小流量側にずれている例Ｈ３とを併せて示している。予測した性能曲線Ｈ２では、圧縮機の流量は点Ｂから点Ｅの間で変化するのに対して、性能曲線Ｈ１では圧縮機の流量は、点Ａから点Ｄまで変化する。そのため、この圧縮機を性能曲線Ｈ２を有する圧縮機とみなして流量制御すると、チョークが起こりやすくなる。また、流量を減らして吐出圧を下げようとしても、流量が低下せず圧縮機の性能を十分に発揮できないという不具合を生じる。
【００３８】
同様に、実際の性能曲線がＨ３となっているときは、圧縮機の流量範囲が点Ｃから点Ｆの間にシフトしている。したがって、流量を増やす制御時にはチョーク現象は生じにくくなるものの、流量を減らす制御時は予想よりも早くサージに突入し、不安定な現象を生じるという不具合を生じる。
【００３９】
図５に、圧縮機の吸込み条件の変化による、圧縮機の作動範囲が変化する様子を示す。吸込み温度が高いと圧縮機の運転範囲が狭くなり(図５の実線)、吸込み温度が低いと運転範囲が広くなる(図５の破線)。吸込み温度が低い時の運転条件のまま圧縮機を動かし続けると、圧縮機の吸込み温度が上昇した時にはサージやチョークを生ずる恐れがある。また、吸込み温度が高い時の運転条件で圧縮機を動かし続けると、圧縮機の吸込み温度が低下した時には、圧縮機の性能を十分に発揮できないまま圧縮機を運転することなり、消費動力が大きくなる恐れがある。そこで、圧縮機の吐出圧力の変動を測定して各々の圧縮機の運転状態を知れば、複数台の圧縮機を省エネルギー運転できる。なお、図５でＧ１はインレットガイドベーンを最も開いた状態であり、Ｇ２はインレットガイドベーン開度が中間の場合、Ｇ３はインレットガイドベーン開度が最も少ない場合である。また、Ｓ１はサージ限界である。
【００４０】
本実施例によれば、たとえ同じ容量型式の圧縮機を複数揃えて並列接続した場合であっても、個々の圧縮機の製品のばらつきによりサージ限界が異なっていることに着目して、各圧縮機を同時に制御するようにしたので、簡単な制御方法で圧縮機システムを安定に運転できる。また、消費動力を抑えることもできる。なお、上記実施例では、各圧縮機の容量が同一の場合について説明したが、各圧縮機の容量が異なっていても同様に本発明を適用できる。さらに、圧縮機の台数は４台に限らないことは言うまでも無い。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明において、負荷が減少したときに各圧縮機の負荷を低減させ、もっとも早くサージに突入した圧縮機をアンロード運転させるようにすれば、複数の圧縮機を並列に接続した圧縮機システムを簡単な制御で容易に部分負荷運転できる。また、吸込み条件や圧縮機個々の状態が変化しても、効果的に運転できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる圧縮機システム一実施例の模式図である。
【図２】圧縮機システムの部分負荷制御を説明する図である。
【図３】圧縮機システムが消費する消費動力を説明する図である。
【図４】圧縮機システムが備える圧縮機の性能を説明する図である。
【図５】外部条件の変化による圧縮機システムの性能の違いを説明する図である。
【符号の説明】
Ａ０…圧縮機装置、Ａ１…差圧計、１０…制御装置、２０…吸込み部圧力計、３０…吸込み部温度計、４０…駆動機、５０…インレットガイドベーン、６０…圧縮機、７０…差圧計、７１…オリフィス、７２、７３…逆止弁、７４…吐出部配管、７５…配管、８０…放風弁、８５…レシーバータンク、９０…吐出部圧力計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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