JP2022501545A - オイル噴射式多段圧縮機システム及びこのような圧縮機システムを制御するための手順 - Google Patents
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Abstract
Description
また、より多くのオイルがガスに加えられ、これは必ずしも望ましくない。
−第1に、この冷却器内で圧力降下が見込まれ、これは必然的に効率損失を意味する。
−また、中間冷却は、凝縮液の形成につながる可能性がある。凝縮液は、常に次の圧縮機要素に流入するのを阻止する必要がある。従って、全ての運転状態で凝縮液を確実に防止できるように過度に冷却することができない。それにもかかわらず凝縮液が発生すると、これはオイルに行き着き、次にこのオイルが使用される軸受及び他の部品に行き着くことになる。
−さらに、この解決手法は、必然的により複雑であり、オイルフリーの多段圧縮機システムよりもさらに費用がかかる場合もある。
−ファンによって調節可能であり、ファンの速度を調節することで空気流量を制御することができる空冷ユニット、又は
−水流量を調整できるバルブによって調節可能な水冷ユニット、
のいずれかであり、
中間冷却器は、バイパスパイプラインによって及び/又は冷却されるガスが中間冷却器の一部にのみ触れるように中間冷却器の一部を遮蔽することで、空気又は水の温度を変えることで調整することもできる。
オイル−ガス混合気の温度は、低圧段圧縮機要素の出口での温度を測定する際に測定される。測定温度は、湿球作用によって、ガスの実際の温度よりも低いことになる。
1つの利点は、このようなオイル噴射式多段圧縮機システムが、冷却なしの又はオイルカーテンの形式のオイル噴射器を備える公知の圧縮機よりも、優れた性能をもたらし得ることである。
高圧段圧縮機要素の入口の温度を、露点を上回る状態に保つことで、この時点での凝縮液の発生を防ぐことができる。
凝縮液の潜在的存在は、露点から推定することができる。
この手法の利点は、さらなる冷却が可能になる点であり、中間冷却器の後で凝縮液形成のリスクがない時には、最大冷却能力を得ることができ、高圧段圧縮機要素はさらに効率が良くなることになる。
従って、効率又は性能の総利益は、非常に高くなることになる。
圧縮機要素は、それ自体の電気モータの形式の駆動装置を備え、圧縮機要素は、電気モータに直接結合されるか又は変速機を介して結合され、中間冷却器が、低圧段圧縮機要素と高圧段圧縮機要素との間でパイプラインに組み込まれており、中間冷却器は調節可能であり、圧縮機システムは、高圧段圧縮機要素の入口での温度が露点を上回るように、中間冷却器を制御又は調整するための制御ユニット又は調整器をさらに備え、手順は、
−高圧段圧縮機要素の入口での露点を計算又は特定するためのステップと、
−高圧段圧縮機要素の入口での温度が露点を上回るように中間冷却器を調整するステップとを含む。
両方の圧縮機要素2、3は、例えば、スクリュー圧縮機要素であるが、これは本発明では必須要件ではない。
低圧段圧縮機要素2は、ガス用の入口4a及び圧縮ガス用の出口5aを有する。
この出口5aは、パイプライン6を介して高圧段圧縮機要素3の入口4bに接続される。
液体分離器7の出口8は、最終冷却器に接続することができる。
この場合、中間冷却器9は調節可能であるが、本発明ではこのことは必須ではない。
例えば、中間冷却器9は、空冷ユニットとすることができ、空冷ユニットはファンによって調節可能であり、ファンの速度を調節することで空気流量を制御することができる。
中間冷却器9は、空気又は水の温度を変えることで制御することも可能である。
中間冷却器全体が使用されないように、例えばプレートなどで中間冷却器9の一部を遮蔽することも可能である。これは、冷却されることになるガスが中間冷却器9全体に触れないことを意味する。
ヒートポンプ10は調節可能とすることができるが、このことは必須ではない。
ヒートポンプ10の助けによりガスからさらにいっそう熱を除去することも可能である。
この場合、センサ12が設けられる。センサ12は、上記の制御ユニット又は調整器11に接続される。
例えば、センサ12は、圧力、温度、及び湿度を測定することができる。
従って、センサ13は、入口4bでの湿度を測定することができる。
最後に、中間冷却器9の下流側でパイプライン6にオイルを噴射することができるように装置1がオイル噴射器15を備えることは排除されない。これは概略的に点線で示されている。
動作時、圧縮されるガス、例えば空気は、低圧段圧縮機要素2の入口4aを通って吸引され、最初の圧縮が行われることになる。
低圧段圧縮機要素2及び高圧段圧縮機要素3の両方にオイルが噴射され、これは圧縮機要素2、3の潤滑及び冷却を可能にする。
噴射されたオイルが分離され、次に、圧縮ガスは、消費者に供給される前に最終冷却器に移送することができる。
露点を特定するための複数の選択肢又は方法が存在する。
このために、センサ12からの測定値は制御ユニット又は調整器11に送られ、これに基づいて露点が計算される。
露点が特定されると、制御ユニット又は調整器11は、高圧段圧縮機要素3の入口4bの温度が露点を上回るように中間冷却器9を調整することになる。
制御ユニット11は、入口4bの温度が露点よりも高い場合、凝縮液が発生することなくガスの温度をさらにもっと低下させることができるように、中間冷却器9がさらに冷却を行うのを可能にすることになる。
また、ヒートポンプ10が常時作動すること及び調整が中間冷却器9でのみ行われることも可能である。
また、ヒートポンプ10が調整可能な場合、制御ユニット11は、最初にヒートポンプ10の冷却能力を低くすること、又は代替的に中間冷却器9及びヒートポンプ10の冷却能力を低くすることもできる。
これにより、凝縮液が発生することなく常に最大の冷却を達成することが可能になる。
装置1がオイル噴射器15を備える場合、これを用いてガスの追加の冷却を行うことができる。加えて、噴射されたオイルは、高圧段圧縮機要素3の追加の潤滑を可能にすることになる。
Claims (12)
- 入口(4a)及び出口(5a)を有する低圧段圧縮機要素(2)と入口(4b)及び出口(5b)を有する高圧段圧縮機要素(3)とを少なくとも備え、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)がパイプライン(6)を介して前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)に接続されたオイル噴射式多段圧縮機システムであって、
前記圧縮機要素(2、3)は、それ自体の電気モータ(2a、3a)の形式の駆動装置を備え、前記圧縮機要素(2、3)は、前記電気モータ(2a、3a)に直接結合されるか又は変速機を介して結合され、中間冷却器(9)が、前記低圧段圧縮機要素(2)と前記高圧段圧縮機要素(3)との間で前記パイプライン(6)に設けられ、
前記中間冷却器(9)は、
−ファンによって調節可能であり、前記ファンの速度を調節することで空気流量を制御することができる空冷ユニット、又は
−水流量を調整できるバルブによって調節可能な水冷ユニット、
のいずれかであり、
前記中間冷却器(9)は、バイパスパイプラインによって及び/又は冷却されるガスが前記中間冷却器(9)の一部にのみ触れるように前記中間冷却器(9)の一部を遮蔽することで、空気又は水の温度を変えることで調整することもできる、
ことを特徴とするオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記中間冷却器(9)は調節可能であり、前記圧縮機システム(1)は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での温度が露点を上回るように、前記中間冷却器(9)を制御又は調整するための制御ユニット又は調整器(11)をさらに備える、
請求項1に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記圧縮機システム(1)は、環境パラメータを測定するための前記制御ユニット又は調整器(11)に接続されるセンサ(12)を備え、前記制御ユニット又は調整器(11)は、前記センサ(12)の測定値に基づいて露点を特定又は計算することができる、
請求項2に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記圧縮機システム(1)は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)に前記制御ユニット又は調整器(11)に接続される湿度センサ(13)をさらに備え、前記湿度センサ(13)は、湿度を測定又は特定することができ、前記制御ユニット又は調整器(11)は、前記湿度センサ(13)の測定値に基づいて露点を特定又は計算することができる、
請求項2に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記圧縮機システム(1)は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)に前記制御ユニット又は調整器(11)に接続される温度センサ(14)をさらに備え、前記温度センサ(14)は、温度を測定又は特定することができ、前記制御ユニット又は調整器(11)は、前記温度センサ(14)で測定された温度に基づいて露点を特定するのを可能にするアルゴリズムを備える、
請求項2に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記中間冷却器(9)は、ヒートポンプ(10)を備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記ヒートポンプ(10)は、調節可能である、
請求項6に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 前記オイルは、前記中間冷却器(9)の下流側で前記パイプライン(6)に噴射される、
請求項1から7のいずれか1項に記載のオイル噴射式多段圧縮機システム。 - 少なくとも入口(4a)及び出口(5a)を有する低圧段圧縮機要素(2)と入口(4b)及び出口(5b)を有する高圧段圧縮機要素(3)とを備え、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)がパイプライン(6)を介して前記高圧段圧縮機要素(3)の入口(4b)に接続されるオイル噴射式多段圧縮機システム(1)を制御する手順であて、
前記圧縮機要素(2、3)は、それ自体の電気モータ(2a、3a)の形式の駆動装置を備え、前記圧縮機要素(2、3)は、前記電気モータ(2a、3a)に直接結合されるか又は変速機を介して結合され、中間冷却器(9)が、前記低圧段圧縮機要素(2)と前記高圧段圧縮機要素(3)との間で前記パイプライン(6)に組み込まれており、前記中間冷却器(9)は調節可能であり、前記圧縮機システム(1)は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での温度が露点を上回るように、前記中間冷却器(9)を制御又は調整するための制御ユニット又は調整器(11)をさらに備え、前記手順は、
−前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での露点を計算又は特定するためのステップと、
−前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での温度が露点を上回るように前記中間冷却器(9)を調整するステップと、
を含む、
ことを特徴とする手順。 - 前記露点の計算又は特定は、圧力、温度、及び/又は湿度などの環境パラメータを測定することで行われる、
請求項9に記載の手順。 - 前記露点の計算又は特定は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での湿度を測定することで行われる、
請求項9に記載の手順。 - 前記露点の計算又は特定は、前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)での温度の推移をたどることで行われる、
請求項9に記載の手順。
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