JP4520608B2

JP4520608B2 - スクリュー圧縮装置

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Publication number: JP4520608B2
Application number: JP2000290347A
Authority: JP
Inventors: 和也金崎; 新一廣瀬; 純二沖田; 誠司鶴
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP2002098084A; CN1344866A; KR100384254B1; CN1306169C; BE1014042A5; KR20020022528A; US20020071769A1; US6599094B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台のスクリュー圧縮機を並列運転可能なスクリュー圧縮装置及びその運転方法に係り、特に、スクリュー圧縮装置の発生する圧縮ガスの消費量に応じた容量制御を行うのに好適なスクリュー圧縮装置及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数台のスクリュー圧縮機を備えた圧縮空気製造設備において、消費動力を最小化するために、１台の可変速運転の圧縮機と複数台の回転速度一定の圧縮機とを組合わせて使用することが特開２０００-１６１２３７号公報に記載されている。この公報に記載の圧縮空気製造設備においては、可変速運転の圧縮機を優先的に回転速度制御し、次いでターンバック制御またはロータリ制御により回転速度一定の複数台の圧縮機を運転または停止している。
【０００３】
また、１台のスクリュー圧縮機を使用したときに圧縮機の全負荷運転と無負荷運転の切り替え周期を変えることにより、頻繁なオンオフによる部品の消耗を防止することが特開平４-１５９４９１号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２０００−１３１２３７号公報に記載の圧縮空気製造設備においては、可変速型の圧縮機を備えているので、圧縮機の定格吐出ガス容量に対する消費ガス容量である負荷率の広範囲にわたって高効率であり、消費動力を低減できる利点を有している。しかしながら、圧縮設備に要求される吐出ガス容量が大きくなると、可変速型の圧縮機も大容量化せざるをえなくなるが、大容量の可変速圧縮機は高価であり、圧縮空気製造設備の製造コストが増大するという不具合を生じる。
【０００５】
また、上記特開平４-１５９４９１号公報に記載のスクリュー圧縮機は単体で用いられることを前提にしているので、複数台の圧縮機を同時に運転することについては考慮されていない。そして、圧縮ガスを製造するスクリュー圧縮装置と需要元間には、通常フィルタや貯気搭さらに配管等の流路部品があり、これらは内部を流れるガスの流速により流路抵抗が変化する。換言すれば、配管等の圧力損失は負荷率が減少すると低下する。これまでは最大流量における圧力損失を見込んで圧縮機の吐出圧力を設定していたが、圧縮機が余分な動力を消費しないようにするためには、圧力損失が低下したらそれに応じた圧縮機の吐出圧力を設定することが望ましい。
【０００６】
本発明は上記従来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負荷―無負荷運転型のスクリュー圧縮機を備えたスクリュー圧縮装置において圧縮装置の軸動力を低減して省エネルギー運転を実現することにある。
【０００７】
【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、負荷運転と無負荷運転を繰返して容量制御する複数台のスクリュー圧縮機と、これら複数台のスクリュー圧縮機の各々に付設した圧力計と、これら各圧縮機を制御する制御手段とを備え、全圧縮機の吐出側を連結したスクリュー圧縮装置において、前記制御手段は複数台の圧縮機の１つに設けた親制御器と、残りの圧縮機の各々に設けられ親制御器に接続されて自圧縮機を制御する子制御器とから構成されており、前記親制御器は、需要元の圧縮ガス消費量に応じて、運転するスクリュー圧縮機の台数を決定するとともに運転台数が減るにつれて運転する圧縮機の上限吐出圧力を減少させ、運転する圧縮機のうちの１台を第１のスクリュー圧縮機として負荷運転と無負荷運転とを繰り返させ、運転する圧縮機のうちの残りすべてを第２のスクリュー圧縮機として上限圧力で運転する負荷運転させ、前記第１のスクリュー圧縮機の負荷率に応じて第１及び第２のスクリュー圧縮機全体の吐出圧力を変化させるものである。
【０００８】
そしてこの特徴において、前記親スクリュー圧縮機の吐出側の配管とこの配管から延在して需要元に吐出ガスを導く配管のいずれかに取りつけた吐出圧力計測手段と、負荷運転と無負荷運転のサイクル時間を計測し前記親制御器または複数の子制御器の少なくともいずれかに設けられたタイマーとを備え、前記親制御器は前記タイマーが計測したサイクルタイムに基づいて前記第１のスクリュー圧縮機の負荷率を求め、この負荷率に応じて第１及び第２のスクリュー圧縮機全体の吐出圧力を変化させるのが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明のいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るスクリュー圧縮装置を備えたシステムの一実施例のブロック図である。スクリュー圧縮装置は、１台の親スクリュー圧縮機Ａ₁と複数台の子スクリュー圧縮機Ａ₂〜Ａｎを備えている。子スクリュー圧縮機Ａ₂〜Ａｎには、子スクリュー圧縮機毎にその圧縮機を制御する子制御器Ｂ₂〜Ｂｎが設けられている。親スクリュー圧縮機Ａ₁には、この親スクリュー圧縮機Ａ₁を制御するとともに、子制御器Ｂ₂〜Ｂｎを制御する親制御器Ｂ₁が設けられている。
【００１５】
親制御器Ｂ₁と子制御器Ｂ₂〜Ｂｎ間には、中継箱Ｂ₀が設けられている。中継箱Ｂ₀には、最大９台の子制御器が接続できるようになっている。親制御器Ｂ₁と中継箱Ｂ₀間は配線Sg₁で接続されており、中継箱Ｂ₀と各子制御器Ｂ₂〜Ｂ_n間は配線Sg₂〜Sgnで接続されている。親制御器Ｂ₁にはタイマーＴ₁が、子制御器Ｂ₂〜ＢｎにはタイマーT₂〜Ｔｎが設けられている。親圧縮機Ａ₁の吐出側ｄ₁及び子圧縮機Ａ₂〜Ａｎの吐出側ｄ₂〜ｄｎには、吐出側圧力を計測する圧力計ｄｔ₁〜ｄｔｎが取付けられている。
【００１６】
親圧縮機Ａ₁の吐出側ｄ₁及び子圧縮機Ａ₂〜Ａｎの吐出側ｄ₂〜ｄｎは、吐出配管Ｃｄで配管接続されており、各圧縮機Ａ₁〜Ａｎで圧縮されたガスが貯気搭等のガスホルダー１に集められる。ガスホルダー１の下流側には、圧縮ガスから不純物を除くガス分離装置またはガスが圧縮されて生じたドレン水を圧縮ガスから取り除く除湿装置２が設けられている。さらに、このガス分離装置または除湿装置２の下流側には圧縮ガスから塵埃等を取り除くフィルター３が設けられている。フィルター３で塵埃成分を取り除かれ清浄になった圧縮ガスは、ガスヘッダ４から需要元５の各装置ｕ₁〜ｕｍの吸込み側ｓ₁〜ｓｍへ送られる。
【００１７】
このように構成した本実施例の動作について以下に説明する。なお、本実施例では親圧縮機を１台、子圧縮機を３台、需要元の装置を５台としている。需要元の装置ｕ₁〜ｕ₅の稼動状態により、スクリュー圧縮装置の負荷率は変化する。ここで、負荷率Θは、需要元５で消費されるガスの流量ΣＱiと各スクリュー圧縮機の最大流量Ｑ_1max〜Ｑ_4max（ｍ³/min）との比で表される量である。すなわち、
Θ＝ΣＱi／（Ｑ_1max＋Ｑ_2max＋Ｑ_3max＋Ｑ_4max）
ところで従来のスクリュー圧縮装置では、図２の上段に示すように負荷率が変化したときには、例えば親圧縮機Ａ１に取付けたスクリュー圧縮装置の吐出圧力は、図２の下段のように変化している。この下段の図において、Ｐ₁は需要元で必要な圧力(末端圧力)であり、スクリュー圧縮装置が吐出圧力として保証する値である。このＰ₁には圧力計が検出した場所から需要元までの配管損失等の各種損失が見込まれている。Ｐ₂は、複数のスクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₄の容量制御や台数制御に伴う運転状況の変化時の変動分のバッファを含んだ値である。さらに、Ｐ₃は、スクリュー圧縮機を容量制御する際の無負荷運転開始圧力である。スクリュー圧縮機の頻繁なオン/オフによる機器の損耗を防止するようにこのＰ₃は設定されている。例えば、吐出圧力がゲージ圧力で0.7ＭＰａのスクリュー圧縮装置では、Ｐ₁は0.7ＭＰａ＋ｘ（ｘは流路抵抗損失分）であり、Ｐ₂はＰ₁より0.02ＭＰａ程度高い圧力、Ｐ₃は0.8ＭＰａに設定される。
【００１８】
図２から明らかなように、需要元５側の負荷率が減少するとスクリュー圧縮装置の末端圧力が上昇している。これは、需要元５側のガス消費量が減少して、スクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₄の吐出側ｄ₁〜ｄ₄から需要元５の装置ｕ₁〜ｕ₅の吸込み側ｓ₁〜ｓ₅までの配管圧力損失が低下したことも一因である。スクリュー圧縮装置に必要な圧力はあくまでもＰ₁であり、需要元５の装置ｕ₁〜ｕ₅の稼動が低下して負荷率が減少したときには、図２の下段にハッチングで示した部分である、圧力Ｐ₃とＰ₂間の部分は全く無駄な圧縮となる。そこで、本発明では図２のハッチングで示す部分を低減することにより、スクリュー圧縮装置の軸動力を低減している。
【００１９】
この動力低減の原理を、図３を用いて説明する。親スクリュー圧縮機Ａ₁と３台の子スクリュー圧縮機Ａ₂〜Ａ₄の容量がすべて同じ場合を例にとる。需要元のガス消費量が負荷率Θで１００％から０％に変化するとする。負荷率が１００%のときには、スクリュー圧縮機を全台運転しなければ需要元５のガス消費をまかなえないので、全台負荷運転する。この時を時間０とする。負荷率Θが１００%から７５％まで減少する時間０〜ｔ₁の間では、３台のスクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₃を全負荷運転する。これを、図３で領域ＡＲ₂で示す。一方、スクリュー圧縮機Ａ₄の１台だけを、容量制御運転する。本実施例では容量制御運転は、負荷運転と無負荷運転を繰返すことにより実行される。この容量制御運転は、図３の領域ＡＲ₁で示されている。
【００２０】
負荷率が７５％から５０％に減少する時間ｔ₁〜ｔ₂においては、先に容量制御運転していた圧縮機Ａ₄を停止し、新たに圧縮機Ａ₃を容量制御運転する。このとき、他の２台の圧縮機Ａ₁、Ａ₂は全負荷運転を継続する。負荷率が５０%から２５％にさらに減少する時間ｔ₂からｔ₃においては、容量制御運転していた圧縮機Ａ₃を停止し、新たに圧縮機Ａ₂を容量制御運転する。このとき、圧縮機Ａ₄は停止したままであり、圧縮機Ａ₁は全負荷運転を継続する。負荷率が２５％から０％まで変化する時間ｔ₃〜ｔ₄においては、圧縮機Ａ₂を停止し、圧縮機Ａ₁を容量制御運転する。圧縮機Ａ₃、Ａ₄は停止したままである。
【００２１】
複数のスクリュー圧縮機をこのように台数制御するときにおいて、容量制御する圧縮機の吐出圧力をその圧縮機の負荷率に応じて変化させる。ここで、各圧縮機の負荷率は、全負荷運転中の圧縮機は１００％であり、停止中の圧縮機は０％である。容量制御運転中の圧縮機Ａｋの負荷率Θｋから、スクリュー圧縮装置の負荷率Θは次式で求められる。なお各圧縮機の負荷率Θｋは、需要元５のガス消費量ΣＱｉおよび各圧縮機Ａjの最大流量Ｑmaxj（ｊ＝１〜４）から求める。
【００２２】
【数１】

【００２３】
そこで、容量制御運転中の圧縮機の負荷率が減少したら、負荷率Θに応じてその圧縮機の吐出圧力を最大吐出圧力ＰmaxからＰmax₃→Ｐmax₂→Ｐmax₁のように順次減少させる。このとき全負荷運転中の他の圧縮機は吐出側配管Ｃｄで容量制御中の圧縮機と連通しているから、容量制御中の圧縮機と同じ圧力変化をする。
【００２４】
この吐出圧力の低下量は、以下のようにして決定する。予め親制御器Ｂ₁の記憶部に、各スクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₄の最大流量Ｑmax₁〜Ｑmax₄が記憶されている。親制御器Ｂ１の記憶部には、スクリュー圧縮装置が備える全圧縮機Ａ₁〜Ａ₄を全台全負荷運転したときの圧縮機Ａ₁〜Ａ₄の吐出ｄ１〜ｄ４側から需要元の機器入口ｓ１〜ｓ５までの配管圧力損失Ｐ_LOSSのデータも記憶されている。
【００２５】
（式１)を用いてスクリュー圧縮装置全体の負荷率Θを求め、この負荷率Θにおける配管圧力損失Ｐ_Lを次式により求める。
【００２６】
Ｐ_L＝Ｐ_LOSS×（Θ＊＊ｋ） ―――(式２)
ここで、Θ＊＊ｋは、Θのｋ乗を表し、ｋはスクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₄と需要元５の装置ｕ₁〜ｕ₅間に設置されている機器の種類の違いにより異なる圧力損失の種類に応じて、配管圧力損失Ｐ_Lを調整する指数である。この式から配管圧力損失差ΔＰ_Lを、次式で求める。
【００２７】
ΔＰ_L＝Ｐ_LOSS−Ｐ_L ―――(式３)
すなわち、負荷率がΘのときには、最大負荷率時よりΔＰ_Lだけ少ない圧力でスクリュー圧縮装置を運転すればよいことが分かる。上記（式１）〜（式３）を用いて各負荷率について配管圧力損失差ΔＰ_Lを求め、その求めた圧力損失差ΔＰ_Lを各子制御器Ｂ₂〜Ｂ₄に伝達する。
【００２８】
この具体例を、図４に示す。時間t₀においては、需要元５に必要な下限圧力Ｐminしかないものとする。ここで、需要元５でガスが消費されているので容量制御用圧縮機を無負荷運転から負荷運転に変える。この時圧力計が検出した吐出圧力は、ＰminからＰmaxまで上昇する。なお、ＰminとＰmaxの平均の圧力をＰaveで表す。時間t₁において、最大圧力に達すると容量制御用圧縮機は負荷運転から無負荷運転に変わる時間t₂において下限圧力に達したので、親制御器Ｂ₁は容量制御用圧縮機を無負荷運転から負荷運転に変えようとする。しかしながら、この図４には図示しないが負荷率が減少しているので、吐出圧力の設定値を変更する。すなわち、容量制御用圧縮機の負荷運転開始圧力および無負荷運転開始圧力をそれまではＰminとＰmaxにしていたが、これらをそれぞれＰｘminとＰｘmaxまで低下させる。そのため、容量制御用圧縮機の吐出側で測定した吐出圧力は、従来の制御方法によれば図４のＰαで示される線で表されるが、同図のＰβで表される線のような変化になる。
【００２９】
なお、この図４の実施例の場合には、時間t５において負荷率が上昇したので、容量制御用圧縮機の吐出圧力の下限設定値および上限設定値をＰminとＰmaxに戻している。以下、このような制御を繰り返す。
【００３０】
吐出圧力が図４に示した変化をするときの、スクリュー圧縮機の軸動力Ｌの変化を同図の下段に示す。負荷率Θが１００％に近いときは、軸動力Ｌは吐出圧力の設定下限値Ｐminおよび設定上限値Ｐmaxに対応した下限値Ｌminと上限値Ｌmax間で変化する（Ｌα）。負荷率が減少して吐出圧力の設定下限値および上限値がＰｘminとＰｘmaxに変化すると、軸動力Ｌもそれに対応して下限値Ｌxminと上限値Ｌxmaxに変化する（Ｌβ）。したがって、図４でハッチングした面積の分だけ吐出圧力の設定値を変更しないときより軸動力を低減できる。
【００３１】
上記実施例では、負荷率の算定に需要元５のガス消費量を使用している。このガス消費量は、吐出配管Ｃｄ系に流量計を取付けることによって求められる。しかしながら大容量のスクリュー圧縮装置では流量計が高価になるから、一般的には親制御器Ｂ₁または子制御器Ｂ₂〜Ｂ₄に設けたタイマーＴ₁〜Ｔ₄で計測した時間から流量を求めている。つまり、容量制御圧縮機の負荷率Θｉが大のときは、その容量制御する圧縮機の負荷運転の時間は長くなり、無負荷運転の時間は短くなる。反対に、容量制御する圧縮機の負荷率Θｉが小のときは、容量制御する圧縮機の負荷運転の時間は短くなり、無負荷運転の時間が長くなる。
【００３２】
そこで、切替え周期を計測することにより、負荷率に対応させる。無負荷運転の時間をΔｔ₂、負荷運転の時間をΔｔ₁とすると、切替え周期であるサイクルタイムΔｔは、次式で表される。
【００３３】
Δｔ＝Δｔ₁＋Δｔ₂
親制御器Ｂ₁が備えるタイマーT₁がこのサイクルタイムΔｔおよびΔｔ₁とΔｔ₂とを計測し、その時間Δｔが設定範囲Δｔmin〜Δｔmaxにあるかどうかを親制御器Ｂ₁は判断する。切替え周期Δｔが設定範囲よりも短すぎると、切替えに要する各制御弁のオン/オフ頻度が高くなり、制御弁が消耗する。そのため、切替え周期Δｔは設定下限以上とするのが望ましい。
【００３４】
一方、切替え周期Δｔが設定上限以上であることは、スクリュー圧縮装置の能力に対してガス消費量が極端に多いか、極端に少ないかのいずれかである。ガス消費量の多寡は、負荷運転と無負荷運転の割合から決定できる。そこで、この負荷運転と無負荷運転との比とサイクルタイムとからガス消費量が極端に少ないときが分かる。この場合、上述の理由で、吐出圧力の上限値を低下して無駄な動力の使用を低減することが望ましい。また、サイクルタイムが長くても負荷運転の割合が多いときは、ガス消費量が多いので吐出圧力を低下させない。
【００３５】
サイクルタイムを測定して、吐出圧力を変化させる制御のフローを図５に示す。このフローは親制御器Ｂ₁で実行される。初めに無負荷運転から全負荷運転に切り替わる圧力である下限圧力Ｐminを設定する。これに対して、配管圧力損失差ΔＰ_Lの初期設定値を用いて、無負荷運転に切り替わる圧力である上限圧力Ｐmaxを設定する。さらに、スクリュー圧縮装置で使用される制御弁等の制御部品の寿命を考慮して決定された最小切替え時間Δｔminも設定する(ステップ６)。スクリュー圧縮装置を運転し、需要元のガス消費量に応じたサイクルタイムΔｔを測定する(ステップ７)。このサイクルタイムΔｔの測定では、サイクルタイムΔｔを複数回測定した平均値を用いて、突発的な変化等による影響を除外している。
【００３６】
次いで、測定したサイクルタイムΔｔを先に設定したサイクルタイムの最小値Δｔminと比較する(ステップ８)。測定したサイクルタイムΔｔが設定最小値Δｔminと同じ時には、設定をそのままにする(ステップ９a)。測定したサイクルタイムΔｔが設定最小値Δｔminより小さいとき(ステップ９b)または測定したサイクルタイムΔｔが設定最小値Δｔminより大きい(ステップ９c)ときは、ともに上限設定圧力Ｐmaxを次式により変更する。
【００３７】
Ｐmax−Ｐmin＝ΔＰｘ＝ΔＰ_L×Δｔmin／Δｔ ―――(式４)
以上の動作を繰返す(ステップＺ)。これにより、下限設定圧力Ｐminと上限設定圧力Ｐmaxとの圧力差ΔＰｘを必要最小限に制御可能であり、このデータを子制御器Ｂ₂〜Ｂ₄に伝達することによりスクリュー圧縮機Ａ₁〜Ａ₄側の吐出圧力の変動幅を低減できる。
【００３８】
本発明の他の実施例を、図６に示す。本実施例は下限設定圧力Ｐminは変えないで、上限設定圧力Ｐmaxのみ変える場合である。下限設定圧力Ｐminは、需要元５の装置ｕ１〜ｕ５の必要圧力により制限される。そのため、下限設定圧力Ｐminを変えることが困難な場合がある。本実施例はそのような場合の動力低減方法である。図６の上段は従来の負荷−無負荷型の圧縮機運転制御の場合の吐出圧力の変化を示す図である。サイクルタイムΔｔはΔｔαであり、サイクルタイムの設定範囲Δｔmin〜Δｔmax外にある。そこで、同図の下段に示すように、サイクルタイムが設定範囲Δｔmin〜Δｔmax内となるように、上限設定圧力をＰmaxより低いＰxmaxに設定する。その結果、サイクルタイムはΔｔαより短いΔｔβとなり、ＬmaxとＬminの間のハッチング部だけ、動力を低減できる。
【００３９】
図７に本発明のさらに他の実施例を示す。本実施例は、上記２つの実施例を組合わせたものである。つまり、負荷率に応じて圧縮機吐出側の上限設定圧力及び下限設定圧力の双方を変化させる第１段階と、下限設定圧力が設定限界に達したときに上限設定圧力のみを変化させる第２段階からなる。ガス消費量が減少したので上限設定圧力をＰmaxからＰxmaxに変えるとともに、下限設定圧力もＰminからＰxminに低下させる。その結果、サイクルタイムがΔｔaからΔｔbに変化した。サイクルタイムΔｔがΔｔbでも許容範囲より長いので、さらにサイクルタイムが許容範囲内であるΔｔｃになるように、設定上限圧力をＰxmaxからＰymaxに低下させる。これにより、上記実施例と同様にスクリュー圧縮機の軸動力を低減できる。
【００４０】
上記実施例では親スクリュー圧縮機１台、子スクリュー圧縮機３台、需要元の装置５台を例にとって説明したが、スクリュー圧縮機や需要元の装置の台数はこれらに限られないことは言うまでもない。また、吐出側の圧力計を各スクリュー圧縮機毎に設けているが、これもスクリュー圧縮機の吐出配管から需要元の装置までの配管の間の圧力を計測できるものであれば、１個だけでもよい。また、タイマーを各制御器毎に設けているが、これも１個だけでもよい。さらに、親制御器および親スクリュー圧縮機を固定しているが、運転台数に応じて親制御器や親スクリュー圧縮機を変えるようにしてもよい。また、運転休止する圧縮機を適宜変更してスクリュー圧縮機の稼動時間を平均化させ、スクリュー圧縮装置のメンテナンス頻度を低減するようにしてもよい。さらに上記実施例では、圧縮機の容量を同一にしているが、圧縮機の容量が異なるものを複数台組合わせてもよいことは言うまでもない。つまり、本明細書に記載した上記実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の真の精神および範囲内に存在する変形例は、全て本発明に含まれる。
【００４１】
上記各実施例によれば、需要元のガス消費量である負荷率の変化に応じて、スクリュー圧縮装置の吐出圧力範囲を自動調整し、全負荷運転時間と無負荷運転時間の切替え間隔時間を予め定めた切替え間隔時間範囲にしたので、平均運転圧力を低下させることができる。その結果、運転動力を低減でき、省エネルギが可能になった。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、需要元の圧縮ガス消費量である負荷率に基づいて圧縮機の吐出圧力を制御したので、無駄な圧縮機の動力を低減でき省エネルギーとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリュー圧縮装置の一実施例のブロック図である。
【図２】負荷率と圧縮機の運転状況の関係を説明する図である。
【図３】負荷率と吐出側圧力の関係を説明する図である。
【図４】本発明の一実施例における吐出側圧力と動力の時間変化を説明する図である。
【図５】本発明に係るスクリュー圧縮装置の制御フローの一例を示す図である。
【図６】本発明に係るスクリュー圧縮装置の他の実施例における吐出側圧力の変化を示す図である。
【図７】本発明に係るスクリュー圧縮装置のさらに他の実施例における吐出側圧力の変化を示す図である。
【符号の説明】
Ａ₁…親スクリュー圧縮機、Ａ₂〜Ａ_n…子スクリュー圧縮機、Ｂ₁…親制御器、Ｂ₂〜Ｂ_n…子機制器、１…ガスホルダー、２…ガス分離装置または除湿装置、３…フィルタ、４…ガスヘッダー、５…ガス消費機器、Ｐ…吐出側圧力、Ｐmin…吐出側設定下限圧力、Ｐmax…吐出側設定上限圧力、ΔＰ_L…配管圧力損失、ΔＰｘ…圧力変化幅、Δｔ…サイクルタイム、Δｔ１…(全)負荷運転時間、Δｔ２…無負荷運転時間、Θ…負荷率。

Claims

負荷運転と無負荷運転を繰返して容量制御する複数台のスクリュー圧縮機と、これら複数台のスクリュー圧縮機の各々に付設した圧力計と、これら各圧縮機を制御する制御手段とを備え、全圧縮機の吐出側を連結したスクリュー圧縮装置において、前記制御手段は複数台の圧縮機の１つに設けた親制御器と、残りの圧縮機の各々に設けられ親制御器に接続されて自圧縮機を制御する子制御器とから構成されており、前記親制御器は、需要元の圧縮ガス消費量に応じて、運転するスクリュー圧縮機の台数を決定するとともに運転台数が減るにつれて運転する圧縮機の上限吐出圧力を減少させ、運転する圧縮機のうちの１台を第１のスクリュー圧縮機として負荷運転と無負荷運転とを繰り返させ、運転する圧縮機のうちの残りすべてを第２のスクリュー圧縮機として上限圧力で運転する負荷運転させ、前記第１のスクリュー圧縮機の負荷率に応じて第１及び第２のスクリュー圧縮機全体の吐出圧力を変化させることを特徴とするスクリュー圧縮装置。
前記親スクリュー圧縮機の吐出側の配管とこの配管から延在して需要元に吐出ガスを導く配管のいずれかに取りつけた吐出圧力計測手段と、負荷運転と無負荷運転のサイクル時間を計測し前記親制御器または複数の子制御器の少なくともいずれかに設けられたタイマーとを備え、前記親制御器は前記タイマーが計測したサイクルタイムに基づいて前記第１のスクリュー圧縮機の負荷率を求め、この負荷率に応じて第１及び第２のスクリュー圧縮機全体の吐出圧力を変化させることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮装置。