JP2518114B2 - Compressor drive - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は主としてスクリュー圧縮
機の駆動装置、詳しくは圧縮機の入力側に蒸気タービン
を接続し、該蒸気タービンにより前記圧縮機を駆動する
ようにした駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a drive unit for a screw compressor, and more particularly to a drive unit in which a steam turbine is connected to the input side of the compressor and the steam turbine drives the compressor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来冷凍装置に用いるスクリュー圧縮機
の入力側に蒸気タービンを接続し、該蒸気タービンによ
り圧縮機を駆動するようにしたものが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed one in which a steam turbine is connected to an input side of a screw compressor used in a refrigeration system and the compressor is driven by the steam turbine.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】所で、スクリュー圧縮
機は一般に電動モ−タにより駆動するのであるが、モ−
タ駆動の圧縮機においては、電流制限装置を設け、圧縮
機に過大なトルクが加わると応力が過大となり破損の問
題が生ずるのを防止している。The screw compressor is generally driven by an electric motor.
In a compressor driven by a motor, a current limiting device is provided to prevent the problem of damage due to excessive stress when excessive torque is applied to the compressor.
【０００４】即ち、前記圧縮機は、一般にその容量制御
を可能にするスライド弁を設け、前記圧縮機として用い
る冷凍装置の蒸発器における水又はブラインの出口温度
を検知して、この出口温度により前記スライド弁を動作
させ、その容量を制御するようにしているのであるが、
モ−タの電流が定格の１．０５倍以上になれば前記スラ
イド弁を強制的に閉じ、前記圧縮機に過大なトルクが加
わらないようにしている。That is, the compressor is generally provided with a slide valve capable of controlling its capacity, detects the outlet temperature of water or brine in the evaporator of the refrigerating apparatus used as the compressor, and detects the outlet temperature by the outlet temperature. The slide valve is operated and its capacity is controlled.
When the motor current exceeds 1.05 times the rated current, the slide valve is forcibly closed to prevent excessive torque from being applied to the compressor.
【０００５】所が、圧縮機の駆動源として蒸気タービン
を用いたり、モ−タに蒸気タービンを付加し前記圧縮機
を駆動するように構成した場合、モ−タを不要にでき、
また、併用する場合でもモ−タ動力を少なくできる利点
がある反面前記蒸気タービンはその蒸気源の変動が多い
ため、蒸気タービンによる出力が前記圧縮機の許容動力
を越えることが生じ、このため前記圧縮機に過大なトル
クが加わって破損することが生ずる問題があった。However, when a steam turbine is used as the drive source of the compressor or a steam turbine is added to the motor to drive the compressor, the motor can be dispensed with,
Further, even when used in combination, there is an advantage that the motor power can be reduced. On the other hand, since the steam turbine has many fluctuations in its steam source, the output of the steam turbine may exceed the allowable power of the compressor. There has been a problem that excessive torque is applied to the compressor to cause damage.
【０００６】本発明は、前記圧縮機の軸動力Ｋｗは、冷
媒の吸入圧力及び吐出圧力により決定的に支配されるこ
とに着目し、吸入圧力及び吐出圧力をもとに蒸気タービ
ンの出力を制限して、前記圧縮機に過大トルクが加わら
ないようにしたもので、目的は、蒸気タービンを用いな
がら、圧縮機に過大トルクが加わることがないようにし
た点にある。The present invention focuses on that the shaft power Kw of the compressor is dominated by the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerant, and limits the output of the steam turbine based on the suction pressure and the discharge pressure. Then, an excessive torque is not applied to the compressor, and an object thereof is to prevent an excessive torque from being applied to the compressor while using the steam turbine.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は圧縮機１の入力
側に蒸気タービン９を接続して成る圧縮機の駆動装置に
おいて、前記圧縮機１の吸入側圧力と吐出側圧力とを検
出する低圧圧力検出器１８と高圧圧力検出器１９とを設
けると共に、吸入側圧力及び吐出側圧力をもとに算出し
た前記圧縮機１における軸動力データを備え、前記各検
出器１８，１９により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力を演算して得た軸動力値が予め設定する軸動力の許容
動力範囲内のとき動作して、前記蒸発タービン９を出力
させ、前記許容動力範囲を越えたとき前記蒸発タービン
９の出力を停止するタービン出力制御手段２０を設けた
のである。また、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算出
した前記圧縮機１の軸動力データから、吸入側圧力の上
限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各検
出器１８，１９により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気タービ
ン９を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気タ
ービン９の出力を停止するタービン出力制御手段２０を
設けてもよい。The present invention detects a suction side pressure and a discharge side pressure of the compressor 1 in a compressor drive device in which a steam turbine 9 is connected to an input side of the compressor 1. A low pressure detector 18 and a high pressure detector 19 are provided, and shaft power data in the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure are provided and detected by the respective detectors 18, 19. When the shaft power value obtained by calculating the suction side pressure and the discharge side pressure is within the preset allowable power range of the shaft power, it operates to output the evaporation turbine 9, and when it exceeds the allowable power range, The turbine output control means 20 for stopping the output of the evaporation turbine 9 is provided. Further, the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are set in advance from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure, and each of the detectors 18, Turbine output that operates when the suction side pressure and the discharge side pressure detected by 19 are equal to or lower than the respective upper limit values to output the steam turbine 9, and stops the output of the steam turbine 9 when exceeding the upper limit values. The control means 20 may be provided.
【０００８】また、前記蒸気タービン９は、該蒸気ター
ビン９の運転及び停止を制御する蒸気弁１０を備えてお
り、タービン出力制御手段２０として、前記蒸気弁１０
を、前記圧縮機１の軸動力が許容動力範囲内のとき開い
て前記蒸気タービン９を運転し、許容動力範囲を越える
とき、前記蒸気タービン９の運転を停止するように制御
するのが好ましい。Further, the steam turbine 9 includes a steam valve 10 for controlling the operation and stop of the steam turbine 9, and the steam valve 10 serves as turbine output control means 20.
Is preferably controlled to open the shaft power of the compressor 1 within the allowable power range to operate the steam turbine 9 and to stop the operation of the steam turbine 9 when the power exceeds the allowable power range.
【０００９】また、本発明では、前記蒸気タービン９を
圧縮機１の駆動源とするのであるが、モ−タ７と併用す
ることも可能であり、また、モ−タ７を併用する場合で
も、モ−タ７の電源をオフして蒸気タービン９のみの運
転で圧縮機１を駆動する場合と、前記モ−タ７を駆動
し、該モ−タ７と蒸気タービン９との併用で前記圧縮機
１を駆動する場合とがある。また、モ−タ７と併用する
場合、蒸気タービン９のタービン出力軸１２とモ−タ７
の駆動軸１３とをクラッチ８を介して連結するのが好ま
しい。In the present invention, the steam turbine 9 is used as the drive source of the compressor 1. However, the steam turbine 9 can be used in combination with the motor 7, and even when the motor 7 is used in combination. , When the motor 1 is turned off and the compressor 1 is driven only by operating the steam turbine 9, and when the motor 7 is driven and the motor 7 and the steam turbine 9 are used in combination. In some cases, the compressor 1 may be driven. When used in combination with the motor 7, the turbine output shaft 12 of the steam turbine 9 and the motor 7
It is preferable to connect the drive shaft 13 of FIG.
【００１０】[0010]
【作用】蒸気タービン９を駆動源として圧縮機１を駆動
する場合、前記圧縮機１の軸動力が、その許容動力（例
えば２２０KW）以下のときには、前記蒸気タービン９を
出力させ、該蒸気タービン９により前記圧縮機１を駆動
させるのであり、また、吸入側圧力及び吐出側圧力が変
動して、軸動力がその許容動力範囲を越えるときには前
記蒸気タービン９の出力を停止するのである。When the compressor 1 is driven by using the steam turbine 9 as a drive source, when the shaft power of the compressor 1 is less than its allowable power (for example, 220 KW), the steam turbine 9 is caused to output and the steam turbine 9 is output. Thus, the compressor 1 is driven, and when the suction side pressure and the discharge side pressure fluctuate and the shaft power exceeds the allowable power range, the output of the steam turbine 9 is stopped.
【００１１】従って、前記軸動力が許容範囲以下のとき
には、前記蒸気タービン９を出力させて前記圧縮機１を
駆動できながら、許容範囲を越えると、前記蒸気タービ
ン９の出力が停止するのであるから、前記圧縮機１に過
大なトルクが加わるのを防止できるのである。Therefore, when the shaft power is below the allowable range, the steam turbine 9 can be output to drive the compressor 1, but when it exceeds the allowable range, the output of the steam turbine 9 is stopped. Therefore, it is possible to prevent an excessive torque from being applied to the compressor 1.
【００１２】しかも、低圧圧力検出器１８及び高圧圧力
検出器１９を用いて、前記吸入側及び吐出側圧力を検出
して、過大なトルクが加わらないように前記蒸気タービ
ン９からの出力を制御するものであるから、前記圧縮機
１に加わる軸動力の実測値に近い制御ができ、その上、
前記各圧力検出器１８，１９は信頼性の高いものとして
広く冷凍装置に用いられているものをそのまゝ利用でき
るのであるから、高精度で、かつ、安価に、また、信頼
性高く前記蒸気タービン９の制御が可能となるのであっ
て、過大トルクが加わることによる前記圧縮機の破損防
止を有効に防止できるのである。Moreover, the low pressure detector 18 and the high pressure detector 19 are used to detect the suction side pressure and the discharge side pressure and control the output from the steam turbine 9 so that an excessive torque is not applied. Therefore, it is possible to control the shaft power applied to the compressor 1 close to the measured value.
Since the pressure detectors 18 and 19 that are widely used in refrigeration systems as highly reliable ones can be used as they are, the steam detectors can be highly accurate, inexpensive, and highly reliable. Since the turbine 9 can be controlled, it is possible to effectively prevent damage to the compressor due to excessive torque.
【００１３】又、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算出
した前記圧縮機１の軸動力データから、吸入側圧力の上
限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各検
出器１８，１９により検出する吸入側圧力及び吐出側圧
力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気タービ
ン９を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気タ
ービン９の出力を停止するタービン出力制御手段２０を
設けることにより、前記各検出器１８，１９で検出する
吸入側圧力及び吐出側圧力をもとに軸動力を演算し、こ
の軸動力が予め設定する許容動力範囲内か否かを判定し
なくともよいから、つまり、前記吸入側圧力及び吐出側
圧力が予め設定する上限値以下か、この上限値を越えた
か否かを判定するだけでよいから、その制御系を簡単な
ものとすることができる。Further, the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are set in advance from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure, and each of the above detections is performed. When the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the devices 18 and 19 are equal to or lower than the respective upper limit values, the steam turbine 9 is output, and when the upper limit values are exceeded, the output of the steam turbine 9 is stopped. By providing the turbine output control means 20 for controlling the shaft power, the shaft power is calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the detectors 18 and 19, and whether the shaft power is within a preset allowable power range. Since it is not necessary to determine whether or not it is, that is, it is only necessary to determine whether the suction side pressure and the discharge side pressure are equal to or less than a preset upper limit value or exceed the upper limit value, the control system is simple. Can be Kill.
【００１４】又、蒸気弁１０を開閉して蒸気タービン９
の出力を制御する場合、圧縮機１の軸動力が許容動力範
囲を越えるときにはその運転を停止できるので、前記蒸
気タービン９の不要な運転をなくすることができ、装置
全体の耐久性も向上できるのである。The steam turbine 9 is opened and closed by opening and closing the steam valve 10.
When the output of the compressor is controlled, the operation can be stopped when the shaft power of the compressor 1 exceeds the allowable power range, so that unnecessary operation of the steam turbine 9 can be eliminated and the durability of the entire device can be improved. Of.
【００１５】また、前記圧縮機１の入力側に蒸気タービ
ン９と電動モ−タ７とを接続する場合も、前記同様、前
記圧縮機１の軸動力が許容範囲を越えるとき前記蒸気タ
ービン９の出力を停止できるのであって、蒸気タービン
９によるモ−タ動力の減少ができながら過大トルクによ
る圧縮機１の破損も防止できるのである。Also, when the steam turbine 9 and the electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1, when the shaft power of the compressor 1 exceeds the permissible range, the steam turbine 9 of the steam turbine 9 is also in the same manner as described above. Since the output can be stopped, the motor power by the steam turbine 9 can be reduced, and damage to the compressor 1 due to excessive torque can be prevented.
【００１６】尚、以上のように蒸気タービン９とモ−タ
７とを併用する場合でも、前記モ−タ７の電源をオフし
て蒸気タービン９のみで圧縮機１を駆動することもでき
る。この場合前記蒸気タービン９の出力停止により前記
圧縮機１の駆動も停止することになるが、この場合、前
記モ−タ７の電源をオンし、前記モ−タ７の駆動に切換
えて前記圧縮機１の駆動を継続させるようにするのが好
ましい。Even when the steam turbine 9 and the motor 7 are used together as described above, the power of the motor 7 can be turned off and the compressor 1 can be driven only by the steam turbine 9. In this case, the drive of the compressor 1 is also stopped by stopping the output of the steam turbine 9. In this case, the power of the motor 7 is turned on and the drive of the motor 7 is switched to the compression of the compressor. It is preferable to continue driving the machine 1.
【００１７】また、前記モ−タ７と蒸気タービン９とを
併用して圧縮機１を駆動する場合には、前記蒸気タービ
ン９の出力停止により、前記モ−タ７のみにより前記圧
縮機１が駆動される。When the compressor 1 is driven by using the motor 7 and the steam turbine 9 together, the output of the steam turbine 9 is stopped and the compressor 1 is operated only by the motor 7. Driven.
【００１８】何れの場合でも、前記軸動力が許容動力を
越えると、前記蒸気タービン９の出力が停止するのであ
るから、前記圧縮機１に過大なトルクが加わるのをなく
し得るのである。In any case, when the shaft power exceeds the allowable power, the output of the steam turbine 9 is stopped, so that it is possible to prevent excessive torque from being applied to the compressor 1.
【００１９】尚、前記モ−タ７と併用する場合、前記蒸
気弁１０を開閉して前記蒸気タービンの運転を制御する
代わりに、蒸気タービン９とモ−タ７との間にクラッチ
８を設け、このクラッチ８をオン・オフして蒸気タービ
ン９からの出力を制御することもできるのであって、こ
の場合前記蒸気タービン９からの出力制御を応答性よく
行えるのであり、従って、前記圧縮機１の破損防止をよ
り確実に防止できるのである。When used in combination with the motor 7, a clutch 8 is provided between the steam turbine 9 and the motor 7 instead of opening and closing the steam valve 10 to control the operation of the steam turbine. It is also possible to control the output from the steam turbine 9 by turning the clutch 8 on and off, and in this case, the output control from the steam turbine 9 can be performed with high responsiveness. Therefore, the compressor 1 The damage can be prevented more reliably.
【００２０】[0020]
【実施例】図１に示した実施例は、スクリュー圧縮機１
を用いたスクリュー冷凍装置であって、前記圧縮機１の
吐出側には油分離器２及び凝縮器３を接続すると共に、
前記凝縮器３の出口側には膨張弁４を介して蒸発器５を
接続し、この蒸発器５の出口側を前記圧縮機１の吸入側
に接続して実線矢印の如く冷媒が循環する冷凍サイクル
を形成している。EXAMPLE The example shown in FIG. 1 is a screw compressor 1
Is a screw refrigerating apparatus using the above, wherein an oil separator 2 and a condenser 3 are connected to the discharge side of the compressor 1,
An evaporator 5 is connected to the outlet side of the condenser 3 via an expansion valve 4, the outlet side of the evaporator 5 is connected to the suction side of the compressor 1, and refrigerant is circulated as indicated by a solid arrow. Forming a cycle.
【００２１】尚、図１において６は油クーラーである。In FIG. 1, 6 is an oil cooler.
【００２２】しかして、図１の実施例では前記圧縮機１
のスクリューロータ（図示せず）の入力側には電動モ−
タ７とクラッチ８を介して蒸気タービン９とを接続して
おり、この蒸気タービン９の運転時、該蒸気タービン９
による動力が前記モ−タ７による動力に加算されて前記
スクリューロータが駆動されるようにしている。Therefore, in the embodiment of FIG. 1, the compressor 1
The input side of the screw rotor (not shown) of the
The steam turbine 9 is connected to the steam turbine 9 via a clutch 7 and the steam turbine 9 is in operation during operation of the steam turbine 9.
The power generated by the motor is added to the power generated by the motor 7 to drive the screw rotor.
【００２３】前記蒸気タービン９は、その入力側に蒸気
弁１０をもった蒸気管１１が接続され、前記蒸気弁１０
の開時、蒸気源（図示せず）から供給される蒸気により
駆動され、該タービン９の出力側から取出される動力が
クラッチ８を介してタービン駆動軸１２に連結される前
記モ−タ７の駆動軸１３に加算されてそのトータルによ
り前記スクリューロータが駆動され、また、前記クラッ
チ８を遮断するか又は前記蒸気弁１０を閉じることによ
り前記蒸気タービン９からの出力を停止し、前記モ−タ
７のみにより前記スクリューロータが駆動されるように
なっている。A steam pipe 11 having a steam valve 10 is connected to the input side of the steam turbine 9 and the steam valve 10 is connected to the steam pipe 10.
When the motor is open, the motor 7 driven by steam supplied from a steam source (not shown) and the power taken out from the output side of the turbine 9 is connected to the turbine drive shaft 12 via the clutch 8. Is added to the drive shaft 13 to drive the screw rotor in total, and the output from the steam turbine 9 is stopped by disengaging the clutch 8 or closing the steam valve 10. The screw rotor is driven only by the rotor 7.
【００２４】そして、前記圧縮機１には、該圧縮機１の
容量制御可能とするスライド弁（図示せず）と該スライ
ド弁を制御する容量制御装置１４とを設けると共に、前
記蒸発器５に接続する水又はブラインの出口配管１５に
出口温度を検出する温度検出器１６を設け、この温度検
出器１６による前記出口温度により前記容量制御装置１
４を動作させ、前記圧縮機１の容量を制御しており、ま
た、前記モ−タ７には電流制御器１７を設け、前記モ−
タ７の電流が定格電流の１．０５倍以上になったとき、
前記スライド弁を強制的に閉じるようにしている。The compressor 1 is provided with a slide valve (not shown) for controlling the capacity of the compressor 1 and a capacity control device 14 for controlling the slide valve. A water or brine outlet pipe 15 to be connected is provided with a temperature detector 16 for detecting the outlet temperature, and the capacity control device 1 is controlled by the outlet temperature by the temperature detector 16.
4 is operated to control the capacity of the compressor 1, and the motor 7 is provided with a current controller 17 for controlling the capacity of the motor.
When the current of data 7 exceeds 1.05 times the rated current,
The slide valve is forcibly closed.
【００２５】また、一方、前記圧縮機１の吸入側と吐出
側とには吸入側圧力を検出する低圧圧力検出器１８と、
吐出側圧力を検出する高圧圧力検出器１９とを設けると
共に、前記圧縮機１の軸動力が許容動力範囲内のとき前
記蒸気弁１０を開いて前記蒸気タービン９を運転し、ま
た、前記軸動力が許容動力範囲を越えるとき、前記蒸気
弁１０を閉じて前記蒸気タービン９の運転を停止するタ
ービン出力制御手段２０を設けるのである。On the other hand, on the suction side and the discharge side of the compressor 1, a low pressure detector 18 for detecting the suction side pressure,
A high pressure detector 19 for detecting the discharge side pressure is provided, and when the shaft power of the compressor 1 is within an allowable power range, the steam valve 10 is opened to operate the steam turbine 9, and the shaft power is also set. The turbine output control means 20 is provided to close the steam valve 10 and stop the operation of the steam turbine 9 when the power exceeds the allowable power range.
【００２６】前記圧縮機１の軸動力は、吸入側及び吐出
側圧力により支配されるのであって、前記軸動力が３３
０KWの場合、図２に示したように、吐出側圧力が１５．
２Kg/cm2（４１℃相当飽和圧力）で、かつ、吸入側圧力
が４Kg/cm2（０℃相当飽和圧力）のとき許容動力３３０
KWとなり、これら圧力が前記各値を越えると許容動力を
越え、前記圧縮機１に過大なトルクが加わることになる
のである。The shaft power of the compressor 1 is governed by the suction side pressure and the discharge side pressure.
In the case of 0 kW, as shown in FIG. 2, the discharge side pressure is 15.
Allowable power of 330 when the pressure is 2 kg / cm 2 (saturation pressure equivalent to 41 ° C) and the suction side pressure is 4 kg / cm 2 (saturation pressure equivalent to 0 ° C)
When the pressure becomes KW, and these pressures exceed the respective values, the allowable power is exceeded, and excessive torque is applied to the compressor 1.
【００２７】即ち、図２において、横軸に蒸発温度Ｔｓ
をとり、縦軸に軸動力Ｋｗをとったもので、実線は凝縮
温度Ｔｃが４０℃、４１℃及び４５℃の場合の軸動力変
化を示している。That is, in FIG. 2, the horizontal axis indicates the evaporation temperature Ts.
The vertical axis represents the axial power Kw, and the solid line represents the changes in the axial power when the condensation temperature Tc is 40 ° C, 41 ° C, and 45 ° C.
【００２８】しかして、前記タービン出力制御手段２０
は、圧縮機１の軸動力が吸入側圧力及び吐出側圧力によ
り支配され、前記軸動力はこれら各圧力の関数で決まる
ことに着目し、これら吸入側圧力及び吐出側圧力をもと
に予め算出した前記圧縮機１における軸動力データを入
力しておき、前記各検出器１８，１９により検出する吸
入側圧力及び吐出側圧力を入力して、これら両圧力を演
算して軸動力を算出し、この軸動力が図２に点線で示し
たように予め設定する許容動力範囲内にあれば動作して
前記蒸気弁１０を開いて前記蒸気タービン９を運転し、
前記軸動力が前記許容動力範囲を越えるとき前記蒸気弁
１０を閉じて前記蒸気タービン９を停止させるように構
成するのである。Thus, the turbine output control means 20
Pays attention to that the shaft power of the compressor 1 is governed by the suction side pressure and the discharge side pressure, and the shaft power is determined by a function of each of these pressures, and is calculated in advance based on these suction side pressure and discharge side pressure. The shaft power data in the compressor 1 is input, the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the detectors 18 and 19 are input, and both pressures are calculated to calculate the shaft power, If this shaft power is within the preset allowable power range as shown by the dotted line in FIG. 2, it operates to open the steam valve 10 to operate the steam turbine 9.
When the shaft power exceeds the allowable power range, the steam valve 10 is closed to stop the steam turbine 9.
【００２９】即ち、軸動力が図２の点線で示したように
３３０KWの場合、例えば凝縮温度Ｔｃが４１℃の温度相
当飽和圧力１５．２Kg/cm2のとき、蒸発温度Ｔｓが０℃
の温度相当飽和圧力４．０Kg/cm2を越えると３３０KWの
軸動力を越えることになるのであるから、この場合前記
蒸気弁１０が閉じ、前記蒸気タービン９の運転が停止す
るのであり、また、前記凝縮温度Ｔｃが前記した４１℃
のとき、蒸発温度Ｔｓが０℃より低くなれば前記蒸気弁
１０は開き、蒸気タービン９が運転されるのである。That is, when the shaft power is 330 KW as shown by the dotted line in FIG. 2, for example, when the condensation temperature Tc is 41 ° C. and the saturation pressure is 15.2 Kg / cm 2 , the evaporation temperature Ts is 0 ° C.
If the saturated pressure equivalent to the temperature of 4.0 kgg / cm 2 is exceeded, the axial power of 330 KW will be exceeded. Therefore, in this case, the steam valve 10 is closed and the operation of the steam turbine 9 is stopped. The condensation temperature Tc is 41 ° C.
At this time, if the evaporation temperature Ts becomes lower than 0 ° C., the steam valve 10 is opened and the steam turbine 9 is operated.
【００３０】尚、前記凝縮温度Ｔｃが前記した４１℃よ
り高くとも蒸発温度Ｔｓが０℃より低い場合や蒸発温度
Ｔｓが０℃より高くとも、凝縮温度Ｔｃが前記した４１
℃より低い場合であって、図２の点線で示した軸動力３
３０KWを越えない場合前記蒸気弁１０は閉じられること
なく蒸気タービン９が運転されることになるが、通常の
運転状態において前記した各ケースは稀であるため、通
常の運転状態を考慮して吸入側圧力及び吐出側圧力の上
限値を予め設定してセットするようにしてもよい。When the condensation temperature Tc is higher than 41.degree. C. and the evaporation temperature Ts is lower than 0.degree. C. or the evaporation temperature Ts is higher than 0.degree. C., the condensation temperature Tc is 41.
When the temperature is lower than ℃, the shaft power 3 shown by the dotted line in FIG.
When it does not exceed 30 KW, the steam turbine 9 is operated without closing the steam valve 10. However, since the above-mentioned cases are rare in the normal operating state, the intake is performed in consideration of the normal operating state. The upper limits of the side pressure and the discharge side pressure may be set and set in advance.
【００３１】即ち、前記した例では吐出側圧力の上限値
を前記した例えば１５．２Kg/cm2に、また、吸入側圧力
の上限値を前記した例えば４Kg／cm2 にセットし、前記
吐出側圧力及び吸入側圧力が予めセットした前記所定値
以下の場合にのみ即ち、図２斜線で示した領域において
のみ前記蒸気弁１０を開き、前記蒸気タービン９を運転
し、前記所定値を越えた場合、つまり、軸動力が許容動
力を越えるとき前記蒸気弁１０を閉じ、前記蒸気タービ
ン９の運転を停止するようにしてもよい。That is, in the above example, the upper limit value of the discharge side pressure is set to, for example, 15.2 kg / cm 2 , and the upper limit value of the suction side pressure is set to, for example, 4 kg / cm 2 , and the discharge side is set. Only when the pressure and the suction side pressure are equal to or lower than the preset predetermined values, that is, when the steam valve 10 is opened and the steam turbine 9 is operated only in the region shown by the diagonal lines in FIG. That is, when the shaft power exceeds the allowable power, the steam valve 10 may be closed and the operation of the steam turbine 9 may be stopped.
【００３２】この場合には、前記タービン出力手段２０
の制御系を簡単化できながら、前記圧縮機１に許容動力
を越えた過大なトルクが加わることを防止できるのであ
る。In this case, the turbine output means 20
While simplifying the control system, it is possible to prevent the compressor 1 from being applied with an excessive torque exceeding the allowable power.
【００３３】また、前記タービン出力制御手段２０は、
前記蒸気弁１０を用いる場合、この蒸気弁１０を電磁弁
として、前記各圧力検出器１８，１９の各スイッチとの
直列回路により構成するのであるが、前記クラッチ８を
電磁クラッチとして該クラッチ８をオン・オフ制御する
ようにしてもよい。Further, the turbine output control means 20 is
When the steam valve 10 is used, the steam valve 10 is used as an electromagnetic valve in a series circuit with each switch of the pressure detectors 18 and 19, but the clutch 8 is used as an electromagnetic clutch. On / off control may be performed.
【００３４】以上のように、吸入側圧力及び吐出側圧力
をもとに算出した前記圧縮機１における軸動力データを
予め入力しておき、前記各検出器１８，１９により検出
する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得た軸動力が
予め設定する軸動力の許容動力範囲内のとき、前記蒸気
タービン９を出力させ、許容動力範囲を越えたときその
出力を停止するようにしたから、前記蒸気タービン９
を、前記圧縮機１の許容動力範囲内でのみ出力させて前
記圧縮機１を駆動させられるのであって、前記蒸気ター
ビン９の動力を利用し、モ−タの動力を少なくできなが
ら、許容動力を越えるのを防止でき、圧縮機１に過大な
トルクが加わることによる破損の問題を解決できるので
ある。As described above, the shaft power data in the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure are input in advance, and the suction side pressure detected by the detectors 18 and 19 and When the shaft power obtained by calculating the discharge side pressure is within the preset allowable power range of the shaft power, the steam turbine 9 is output, and when the allowable power range is exceeded, the output is stopped. The steam turbine 9
Is output only within the allowable power range of the compressor 1 to drive the compressor 1. The power of the steam turbine 9 can be used to reduce the power of the motor, Therefore, the problem of breakage due to excessive torque applied to the compressor 1 can be solved.
【００３５】しかも、蒸気タービン９の出力取り込みを
するか否かは、信頼性が高いものとして冷凍装置に広く
用いられている圧力検出器１８，１９を用いて吸入側圧
力及び吐出側圧力を検知し、これら各圧力をもとに制御
するのであるから、換言すると前記圧力をみてトルクを
制御するものであるから、実測値に近いトルクの制御が
できると共に安価にして、しかも高精度で信頼性の高い
制御が可能となるのである。Moreover, whether or not the output of the steam turbine 9 is taken in is detected by using the pressure detectors 18 and 19 which are widely used in refrigeration systems as highly reliable ones to detect the suction side pressure and the discharge side pressure. However, since the control is performed on the basis of each of these pressures, in other words, the torque is controlled by observing the pressures, it is possible to control the torque close to the actually measured value, and at a low cost, and with high accuracy and reliability. It is possible to achieve high control.
【００３６】尚、以上説明した実施例は、圧縮機１の入
力側に蒸気タービン９と電動モ−タ７とを接続したが、
蒸気タービン９のみを駆動源として圧縮機１を駆動する
ようにしてもよい。Although the steam turbine 9 and the electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1 in the embodiment described above,
The compressor 1 may be driven by using only the steam turbine 9 as a drive source.
【００３７】また、以上説明した実施例のように、前記
蒸気タービン９とモ−タ７とを併用する場合でも、前記
モ−タ７の電源をオフにして蒸気タービン９のみで圧縮
機１を駆動するようにしてもよい。Further, even when the steam turbine 9 and the motor 7 are used together as in the embodiment described above, the power of the motor 7 is turned off and the compressor 1 is operated only by the steam turbine 9. It may be driven.
【００３８】この場合前記蒸気タービン９の出力停止に
より前記圧縮機１も停止することになるが、この場合前
記モ−タ１の電源をオンし、前記モ−タ７の駆動に切換
えて前記圧縮機１の駆動を継続させるようにしてもよ
い。In this case, when the output of the steam turbine 9 is stopped, the compressor 1 is also stopped. In this case, the power of the motor 1 is turned on and the motor 7 is switched to the drive mode to perform the compression. The drive of the machine 1 may be continued.
【００３９】[0039]
【発明の効果】本発明は圧縮機１の入力側に蒸気タービ
ン９を接続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧
縮機１の吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力
検出器１８と高圧圧力検出器１９とを設けると共に、吸
入側圧力及び吐出側圧力をもとに算出した前記圧縮機１
における軸動力データを備え、前記各検出器１８，１９
により検出する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得
た軸動力値が予め設定する軸動力の許容動力範囲内のと
き動作して、前記蒸発タービン９を出力させ、前記許容
動力範囲を越えたとき前記蒸発タービン９の出力を停止
するタービン出力制御手段２０を設けたことにより、前
記蒸気タービン９を用いて前記圧縮機１を駆動させるこ
とができながら、前記圧縮機１の軸動力が許容範囲を越
えるときには、前記蒸気タービン９の出力を停止できる
から、前記圧縮機１に許容動力を越える過大なトルクが
加わることはないのであって、前記圧縮機１の破損を防
止できるのである。According to the present invention, in the compressor drive device in which the steam turbine 9 is connected to the input side of the compressor 1, a low pressure detector for detecting the suction side pressure and the discharge side pressure of the compressor 1. 18 and a high pressure detector 19 are provided, and the compressor 1 is calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure.
With the shaft power data in
Operates when the shaft power value obtained by calculating the suction side pressure and the discharge side pressure detected by is within a preset allowable power range of the shaft power, and outputs the evaporation turbine 9 to exceed the allowable power range. By providing the turbine output control means 20 for stopping the output of the evaporation turbine 9 at this time, the compressor 1 can be driven by using the steam turbine 9, but the axial power of the compressor 1 is allowed. When it exceeds the range, the output of the steam turbine 9 can be stopped, so that an excessive torque exceeding the allowable power is not applied to the compressor 1, and the damage of the compressor 1 can be prevented.
【００４０】しかも、前記圧力検出器１８，１９を用い
吸入側及び吐出側圧力をみて前記蒸気タービン９の運転
を制御するのであるから、トルク制限の精度を向上で
き、安全性を確保できながら広く冷凍装置で用いられて
いる圧力検出器を利用できるからシステム全体を簡単に
でき安価にできると共に、前記圧力検出器１８，１９
は、広く冷凍装置に用いられていて信頼性も高いもので
あるから、装置全体の信頼性を向上できるのである。Moreover, since the operation of the steam turbine 9 is controlled by using the pressure detectors 18 and 19 by observing the suction side pressure and the discharge side pressure, the accuracy of torque limitation can be improved and safety can be ensured and widened. Since the pressure detector used in the refrigeration system can be used, the entire system can be simplified and the cost can be reduced, and the pressure detectors 18, 19 can be used.
Is widely used in refrigeration systems and has high reliability, so that the reliability of the entire system can be improved.
【００４１】また、吸入側圧力と吐出側圧力とを基に算
出した前記圧縮機１の軸動力データから、吸入側圧力の
上限値及び吐出側圧力の上限値とを予め設定し、前記各
検出器１８，１９により検出する吸入側圧力及び吐出側
圧力が、前記各上限値以下のとき動作して前記蒸気ター
ビン９を出力させ、前記各上限値を越えたとき前記蒸気
タービン９の出力を停止するタービン出力制御手段２０
を設けるごとく成すことにより、前記タービン出力制御
手段２０の制御系を簡単にできながら、前記圧縮機１に
許容動力を越える過大なトルクが加わることを防止でき
るのである。Further, the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are set in advance from the shaft power data of the compressor 1 calculated on the basis of the suction side pressure and the discharge side pressure, and each of the above detections is performed. When the suction side pressure and the discharge side pressure detected by the devices 18 and 19 are equal to or lower than the respective upper limit values, the steam turbine 9 is output, and when the upper limit values are exceeded, the output of the steam turbine 9 is stopped. Turbine output control means 20
With the above configuration, the control system of the turbine output control means 20 can be simplified, and it is possible to prevent an excessive torque exceeding the allowable power from being applied to the compressor 1.
【００４２】また、前記タービン出力制御手段２０とし
て蒸気弁１０を開閉し、蒸気タービン９の運転及び停止
を制御するようにすれば、前記蒸気タービン９の不要な
運転をなくし得るのであって、装置自体の耐久性も向上
できるのである。Further, if the steam valve 10 is opened / closed as the turbine output control means 20 to control the operation and stop of the steam turbine 9, unnecessary operation of the steam turbine 9 can be eliminated and the apparatus The durability of itself can also be improved.
【００４３】また、蒸気タービン９と共に電動モ−タ７
を併用する場合も、前記同様、前記圧縮機１の軸動力が
許容範囲を越えるとき、前記蒸気タービン９の出力を停
止できるのであって、蒸気タービン９によるモ−タ動力
の減少ができながら過大トルクによる圧縮機１の破損を
防止できるのである。Further, the electric motor 7 is provided together with the steam turbine 9.
Also in the case of using together, similarly to the above, when the shaft power of the compressor 1 exceeds the allowable range, the output of the steam turbine 9 can be stopped, and the motor power by the steam turbine 9 can be reduced while being excessive. It is possible to prevent the compressor 1 from being damaged by the torque.
【００４４】更に、前記モ−タ７と併用する場合、前記
蒸気タービン９とモ−タ７との間にクラッチ８を設け
て、このクラッチ８をオン・オフすることにより、前記
蒸気タービン９からの出力を制御する場合、蒸気タービ
ン９からの出力制御を応答性よく行えるのであって、前
記圧縮機１の破損をより確実に防止できるのである。Further, when used in combination with the motor 7, a clutch 8 is provided between the steam turbine 9 and the motor 7, and the clutch 8 is turned on / off to allow the steam turbine 9 to move away from the steam turbine 9. When controlling the output of, the output control from the steam turbine 9 can be performed with good responsiveness, and the damage of the compressor 1 can be prevented more reliably.
【図１】本発明装置の一実施例を適用した冷凍装置全体
の配管系統図である。FIG. 1 is a piping system diagram of an entire refrigeration system to which an embodiment of the present invention device is applied.
【図２】吸入側圧力、吐出側圧力と圧縮機の軸動力との
関係を、その圧力相当飽和温度で示した軸動力特性図で
ある。FIG. 2 is a shaft power characteristic diagram showing the relationship between the suction side pressure and the discharge side pressure and the shaft power of the compressor at a saturation temperature corresponding to the pressure.
１ 圧縮機 ７ モ−タ ９ 蒸気タービン １０ 蒸気弁 １８ 低圧圧力検出器 １９ 高圧圧力検出器 ２０ タービン出力制御手段 1 Compressor 7 Motor 9 Steam Turbine 10 Steam Valve 18 Low Pressure Pressure Detector 19 High Pressure Pressure Detector 20 Turbine Output Control Means
Claims (5)
続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧縮機１の
吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力検出器１
８と高圧圧力検出器１９とを設けると共に、吸入側圧力
及び吐出側圧力をもとに算出した前記圧縮機１における
軸動力データを備え、前記各検出器１８，１９により検
出する吸入側圧力及び吐出側圧力を演算して得た軸動力
値が予め設定する軸動力の許容動力範囲内のとき動作し
て、前記蒸発タービン９を出力させ、前記許容動力範囲
を越えたとき前記蒸発タービン９の出力を停止するター
ビン出力制御手段２０を設けている圧縮機の駆動装置。1. A low-pressure pressure detector 1 for detecting a suction-side pressure and a discharge-side pressure of the compressor 1 in a compressor drive device in which a steam turbine 9 is connected to an input side of the compressor 1.
8 and a high pressure detector 19 are provided, and the shaft power data in the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure are provided, and the suction side pressure detected by each of the detectors 18 and 19 and When the shaft power value obtained by calculating the discharge side pressure is within the preset allowable power range of the shaft power, it operates to output the evaporation turbine 9, and when it exceeds the allowable power range, the evaporation turbine 9 A drive device for a compressor, which is provided with turbine output control means 20 for stopping output.
続して成る圧縮機の駆動装置において、前記圧縮機１の
吸入側圧力と吐出側圧力とを検出する低圧圧力検出器１
８と高圧圧力検出器１９とを設けると共に、吸入側圧力
と吐出側圧力とを基に算出した前記圧縮機１の軸動力デ
ータから、吸入側圧力の上限値及び吐出側圧力の上限値
とを予め設定し、前記各検出器１８，１９により検出す
る吸入側圧力及び吐出側圧力が、前記各上限値以下のと
き動作して前記蒸気タービン９を出力させ、前記各上限
値を越えたとき前記蒸気タービン９の出力を停止するタ
ービン出力制御手段２０を設けている圧縮機の駆動装
置。2. A low-pressure pressure detector 1 for detecting a suction-side pressure and a discharge-side pressure of the compressor 1 in a compressor drive device in which a steam turbine 9 is connected to an input side of the compressor 1.
8 and a high pressure detector 19, and the upper limit value of the suction side pressure and the upper limit value of the discharge side pressure are calculated from the shaft power data of the compressor 1 calculated based on the suction side pressure and the discharge side pressure. When the suction side pressure and the discharge side pressure which are set in advance and detected by the detectors 18 and 19 are equal to or lower than the upper limit values, the steam turbine 9 is output, and when the upper limit values are exceeded, the steam turbine 9 is output. A drive device for a compressor, which is provided with turbine output control means 20 for stopping the output of the steam turbine 9.
運転及び停止を制御する蒸気弁１０を備え、タービン出
力制御手段２０は、前記蒸気弁１０を圧縮機１の軸動力
が許容動力範囲内のとき開いて前記蒸気タービン９を運
転し、許容動力範囲を越えるとき閉じて前記蒸気タービ
ン９の運転を停止するように制御している請求項１又は
２記載の圧縮機の駆動装置。3. The steam turbine 9 comprises a steam valve 10 for controlling the operation and stop of the steam turbine 9, and the turbine output control means 20 controls the steam valve 10 so that the shaft power of the compressor 1 is within an allowable power range. 3. The drive device for a compressor according to claim 1, wherein the steam turbine 9 is opened to operate the steam turbine 9, and the steam turbine 9 is closed to open when the allowable power range is exceeded to stop the operation of the steam turbine 9.
動モ−タ７とを接続している請求項１又は２記載の圧縮
機の駆動装置。4. The compressor drive device according to claim 1, wherein a steam turbine 9 and an electric motor 7 are connected to the input side of the compressor 1.
モ−タ７の駆動軸１３とをクラッチ８を介して連結して
いる請求項４記載の圧縮機の駆動装置。5. A drive device for a compressor according to claim 4, wherein the turbine output shaft 12 of the steam turbine 9 and the drive shaft 13 of the motor 7 are connected via a clutch 8.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3127300A JP2518114B2 (en) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | Compressor drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JPH04353201A JPH04353201A (en) | 1992-12-08 |
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ID=14956552
Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101421517B1 (en) | 2008-03-06 | 2014-07-22 | 미우라고교 가부시키카이샤 | Steam system |
Families Citing this family (3)
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| JP4922110B2 (en) * | 2007-09-11 | 2012-04-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Power generator |
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-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127300A patent/JP2518114B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR101421517B1 (en) | 2008-03-06 | 2014-07-22 | 미우라고교 가부시키카이샤 | Steam system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH04353201A (en) | 1992-12-08 |
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