KR20190035894A

KR20190035894A - 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 방법 및 이러한 방법을 구현하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프

Info

Publication number: KR20190035894A
Application number: KR1020197007262A
Authority: KR
Inventors: 요에리 ?켈베르그스; 윤 시
Original assignee: 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2019-04-03
Also published as: EP3500757A1; RU2721194C1; KR102177193B1; ES2805032T3; BE1024497A1; SG11201901173WA; US20190249660A1; BR112019003237A2; CN207470442U; BE1024497B1; EP3500757B1; US11073148B2

Abstract

본 발명은 가스 입구(5), 요소 출구(6), 및 오일 입구(12)를 구비한 압축기 또는 진공 요소(4)를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구 온도를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 - 요소 출구(6)에서의 출구 온도(T_out)를 측정하는 단계; - 상기 오일 입구(12)에 접속된 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일의 유동을 조정하기 위해 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계를 포함하고, 여기서 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계는 측정된 출구 온도(T_out)에 퍼지 논리 알고리즘을 적용하는 것을 수반하고; 방법은 퍼지 논리 알고리즘을 적용함으로써 그리고 또한 조절 밸브(15)의 위치에 기초하여 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬(21)의 속도를 제어하는 단계를 더 포함한다.

Description

오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 방법 및 이러한 방법을 구현하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프

본 발명은 가스 입구, 요소 출구, 및 오일 입구를 갖는 압축기 또는 진공 요소를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 요소 출구에서 출구 온도를 측정하는 단계; 및 상기 오일 입구에 연결된 냉각 유닛을 통해 유동하는 오일의 유동을 조절하기 위해 조절 밸브의 위치를 제어하는 단계를 포함한다.

오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구에서의 온도를 최소 한계보다 높게 유지하는 필요성이 공지되어 있다.

기존의 시스템은 통상적으로 출구 온도가 최소 한계에 도달할 때, 출구 온도가 증가할 때까지 시스템이 팬을 정지하도록 냉각 유닛의 부분을 구성하는 고정 온도 서머스탯(thermostat) 및 고정 속도 팬을 사용한다.

이들 시스템이 출구 온도가 이러한 한계 미만으로 강하하는 것을 허용할 것이면, 응축물이 시스템 내에 형성될 것인 데, 이는 오일의 냉각 또는 윤활 능력에 부정적인 영향을 미칠 것이고 또한 부식 효과를 가질 것이어서, 시스템의 내용년수를 감소시킨다.

동시에, 오일의 품질이 열화될 수 있거나 또는 심지어 시스템의 상이한 구성요소들이 변형을 겪게될 수 있는 것과 같이, 손상이 시스템 내에서 발생할 수 있기 때문에, 출구 온도는 상한치보다 높게 증가되도록 허용되어서는 안된다.

테스트에서는 고정 온도 서머스탯 및 고정 속도 팬을 사용할 때, 구현된 해결책이 항상 에너지 효율적이지는 않다는 것을 보이고 있다. 출구 온도가 상한치를 상당히 초과하지 않을 것이더라도, 팬은 여전히 그 고정 및 최대 속도에서 시동될 것이어서, 온도가 통상적으로 최소 한계 미만으로 급속하게 강하하게 하여, 시스템을 응축물 형성의 증가된 위험을 갖는 상황으로 유도한다.

더욱이, 팬은 광범한 시간 기간 동안 기능해야 할 필요는 없을 것이기 때문에, 이러한 팬은 급속하게 스위치 온 및 오프될 것이어서, 팬을 구동하는 모터에 영향을 미친다.

다른 기존의 시스템은 비례 적분 미분(proportional integral derivative: PID) 제어기 및 가변 속도 팬을 사용한다. 이러한 시스템은 서모스탯 및 팬을 제어하기 위한 개별 제어 루프를 적용한다.

테스트에서는 2개의 제어 루프가 서로 간섭하기 때문에, 이러한 시스템이 일관성이 없는 발진 거동을 가질 수 있다는 것을 보이고 있다. 이러한 거동의 결과는 긴급 운전 정지의 발생, 기계적 부품들의 손상 및 상이한 시스템 구성요소의 조기 소모이다.

PID 제어기를 사용하는 시스템의 다른 단점은, 이러한 해결책이 하나 입력-하나 출력(one input-one output)형 분석을 위해 적합하다는 점으로, 테스트에서는 이러한 시스템 상에서 수행된 분석이 더 복잡할 수 있는 것을 보이고 있다.

상기에 언급된 결점을 고려하여, 본 발명의 목적은 응축물 형성을 회피하는 동시에 일관성이 없는 발진 거동을 회피하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 방법은 심지어 기존의 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프를 위해, 에너지 효율적이고 구현이 용이한 해결책을 제공하는 것을 목표로 한다.

더욱이, 제안된 해결책은 다중 입력-다중 출력형 분석을 위해 구현되기에 적합하다.

본 발명은 변화하는 환경 조건에 계속적으로 적응 가능하고 동시에 세계의 임의의 부분에 위치된 압축기 또는 진공 펌프에 적용 가능한 해결책을 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 또한 유지보수 프로세스가 훨씬 더 용이하게 수행될 수 있도록, 최소 부품수, 최소 피팅 및 파이프 수를 갖는 압축기 또는 진공 펌프를 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명은 가스 입구, 요소 출구, 및 오일 입구를 구비한 압축기 또는 진공 요소를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 방법을 제공함으로써 상기 및/또는 다른 문제점들 중 적어도 하나를 해결하고, 상기 방법은:

- 요소 출구에서의 출구 온도를 측정하는 단계;

- 상기 오일 입구에 접속된 냉각 유닛을 통해 유동하는 오일의 유동을 조정하기 위해 조절 밸브의 위치를 제어하는 단계를 포함하고;

조절 밸브의 위치를 제어하는 단계는 측정된 출구 온도에 퍼지 논리 알고리즘을 적용하는 것을 수반하고; 방법은 퍼지 논리 알고리즘을 적용함으로써 그리고 또한 조절 밸브의 위치에 기초하여 냉각 유닛을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬의 속도를 제어하는 단계를 더 포함한다.

퍼지 논리 알고리즘에 기초하여 조절 밸브의 위치를 제어함으로써, 방법은 냉각 용량이 그 내부의 응축물 형성을 방지하기 위해 능동적으로 적응되도록 압축기 또는 진공 펌프 내의 오일의 경로를 계속적으로 적응시킨다. 더욱이, 측정된 출구 온도를 고려하는 이러한 퍼지 논리 알고리즘을 적용하는 것에 기인하여, 응축물 형성의 위험은 심지어 제거되지 않으면 최소화된다.

냉각 유닛을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬의 속도는 또한 퍼지 논리 알고리즘을 적용함으로써 그리고 조절 밸브의 위치에 기초하여 제어되기 때문에, 이러한 팬은 단지 오일이 냉각 유닛에 도달할 때에만 시동되고, 속도는 압축기 또는 진공 펌프가 그 최고 효율로 기능하도록 제어되어, 에너지 소비를 최적화하고 동시에 압축기 또는 진공 펌프의 현재 상태를 계속적으로 적응시킨다.

방법은 조절 밸브의 위치 및 냉각 유닛을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬의 속도를 제어하기 위한 측정된 출구 온도를 입력으로서 갖는 퍼지 논리 알고리즘을 사용하기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 이러한 압축기 또는 진공 펌프의 사용자에 대단히 영향을 미치지 않고 상당한 개입의 필요 없이 기존의 시스템 상에서 쉽게 구현 가능하다. 이러한 입구 및/또는 출구 온도 및/또는 압력 센서는 통상적으로 압축기 또는 진공 펌프 내에 장착된다.

더욱이, 방법은 출구 온도 측정치를 사용하기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 변화하는 환경 조건에 계속적으로 적응하여, 응축물이 압축기 또는 진공 펌프 내에 출현하는 위험을 제거하고 그 내부에 사용된 오일의 수명을 연장한다.

더욱이, 압축기 또는 진공 펌프의 사용자가 하나의 지리학적 장소로부터 다른 장소로 유닛을 운송할 것이면, 압축기 또는 진공 펌프가 새로운 장소의 상세에 즉시 자동으로 적응할 것이기 때문에, 사용자는 숙련된 엔지니어로부터의 개입 또는 특정 파라미터의 수동 입력의 요구 없이, 이를 즉시 사용하는 것이 가능할 것이다.

본 발명의 방법의 다른 장점은, 이것이 높은 연산 능력 또는 특수화된 구성요소를 필요로 하지 않는 간단한 다중 입력 다중 출력 알고리즘을 사용하는 사실에 있다.

더욱이, 팬의 속도는 조절 밸브의 위치 및 측정된 출구 온도에 기초하여 제어되기 때문에, 조절 밸브의 위치의 제어와 팬의 속도의 제어 사이의 간섭의 위험이 제거된다.

바람직하게는, 상기 조절 밸브의 위치를 제어하는 단계는 상기 냉각 유닛을 통해 그리고 냉각 유닛을 바이패스하기 위해 상기 오일 입구에 유체 접속된 바이패스 파이프를 통해 유동하는 오일의 유동을 제어하는 것을 수반한다.

오일의 경로는 바이패스 파이프와 냉각 유닛 사이에 선택되기 때문에, 이러한 냉각 유닛은 오일의 열화 또는 압축기 또는 진공 펌프의 구성요소부의 열화의 위험이 나타나는 값으로 온도가 증가할 때에만 사용된다. 따라서, 본 발명의 방법은 구성요소의 연장된 수명을 허용하고, 유지보수 개입을 수행하기 위한 빈도 및 그와 연계된 비용을 매우 낮게 유지한다.

더욱이, 오일의 경로는 오일 입구에 도달하기 전에 바이패스 파이프와 냉각 유닛 사이에서 선택되기 때문에, 대략 동일한 체적의 오일이 항상 압축기 또는 진공 요소 내로 재분배되어, 일정한 윤활 및 밀봉 특성을 유지한다.

본 발명은 또한 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프로서:

- 가스 입구, 요소 출구 및 오일 입구를 갖는 압축기 또는 진공 요소;

- 요소 출구에 유체 접속된 분리기 입구, 분리기 출구 및 오일 도관에 의해 압축기 또는 진공 요소의 오일 입구에 유체 접속된 오일 출구를 갖는 오일 분리기;

- 오일 분리기의 오일 출구 및 압축기 또는 진공 요소의 오일 입구에 접속된 냉각 유닛;

- 냉각 유닛을 바이패스하기 위해 오일 출구에 그리고 상기 오일 입구에 유체 접속되는 바이패스 파이프;

- 오일 분리기로부터 냉각 유닛을 통해 그리고/또는 바이패스 파이프를 통해 오일이 유동하게 하도록 구성된 오일 출구 상에 제공된 조절 밸브;

- 요소 출구에 위치된 출구 온도 센서;

- 상기 조절 밸브의 위치를 제어하는 제어기 유닛을 포함하고;

냉각 유닛은 팬을 구비하고, 제어기 유닛은, 출구 온도를 대략 사전결정된 타겟값으로 유지하기 위해 조절 밸브의 위치 및 측정된 출구 온도에 기초하여, 팬의 속도를 제어하기 위한 퍼지 논리 알고리즘을 더 구비하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프에 관한 것이다.

오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프는 이러한 구조를 갖기 때문에, 최소 부품수, 최소 파이프 및 피팅의 수가 효율적인 전체 시스템을 얻는 데 사용된다.

본 발명은 또한 가스 입구, 요소 출구, 및 오일 입구를 구비한 압축기 또는 진공 요소를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구 온도를 제어하기 위한 제어기 유닛에 관한 것으로서, 상기 제어기 유닛은:

- 출구 온도 데이터를 수신하도록 구성된 데이터 입력부를 포함하는 측정 유닛;

- 조절 밸브의 위치를 제어하기 위한 제1 데이터 링크를 포함하는 통신 유닛을 포함하고;

- 통신 유닛은 상기 냉각 유닛을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 데이터 링크를 더 포함하고;

- 제어기 유닛은 조절 밸브의 위치 및 측정된 출구 온도에 기초하여 팬의 속도를 결정하는 퍼지 논리 알고리즘을 구비한 프로세싱 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 압축기 또는 진공 펌프의 출구에서의 온도를 사전결정된 타겟값보다 높게 유지하기 위한 방법에 관하여 제시된 이익이 또한 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프를 위해 그리고 제어기 유닛을 위해 또한 적용된다는 것이 이해되어야 한다.

더욱이, 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프에 관하여 제시된 이익이 또한 제어기 유닛을 위해 적용된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 특성을 더 양호하게 도시하는 의도를 갖고, 본 발명에 따른 몇몇 바람직한 구성이 첨부 도면을 참조하여, 임의의 한정적인 성질 없이, 예로서 이하에 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 또는 진공 펌프를 개략적으로 도시하고 있고;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기 또는 진공 펌프를 개략적으로 도시하고 있고;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조절 밸브를 개략적으로 도시하고 있고;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조절 밸브를 개략적으로 도시하고 있고;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에러와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에러의 전개와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조절 밸브의 각도의 변화(Delta_RV)와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 조절 밸브(RV)의 위치와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조절 밸브(RV)의 위치와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 팬의 속도의 변화(Delta_FAN)의 변화와 연계된 멤버십 함수의 그래픽 표현을 개략적으로 도시하고 있고;
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 퍼지 논리 알고리즘의 제어 루프를 개략적으로 도시하고 있다.

도 1은 프로세스 가스 입구(2) 및 출구(3)를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)를 도시하고 있다.

압축기 또는 진공 펌프(1)는 프로세스 가스 입구(2)에 유동적으로 연결된 가스 입구(5) 및 출구(3)에 유동적으로 연결된 요소 출구(6)를 갖는 압축기 또는 진공 요소(4)를 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)는, 압축기 또는 진공 요소(4), 모든 전형적인 연결 파이프 및 밸브, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 하우징 및 가능하게는 압축기 또는 진공 요소(4)를 구동하는 모터(7)를 포함하는, 완전한 압축기 또는 진공 펌프 설비로서 이해되어야 한다.

본 발명의 맥락에서, 압축기 또는 진공 요소(4)는 압축 또는 진공이 회전자에 의해 또는 왕복 운동을 통해 발생하는 압축기 또는 진공 요소 케이싱으로서 이해되어야 한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 압축기 또는 진공 요소(4)는 스크류, 톱니형, 회전 베인, 피스톤 등을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

시스템이 압축기 요소를 포함하면, 프로세스 가스 입구(2)는 통상적으로 분위기에 연결되고, 출구(3)는 청결한 압축 가스가 그를 통해 제공되는 사용자의 네트워크(도시 생략)에 유동적으로 연결된다.

시스템이 진공 펌프를 포함하면, 프로세스 가스 입구(2)는 통상적으로 사용자의 네트워크(도시 생략)에 연결되고, 출구(3)는 통상적으로 분위기에 또는 청결한 가스가 그를 통해 소기되고 가능하게는 재사용되는 외부 네트워크(도시 생략)에 연결된다.

압축기 또는 진공 요소(4)는 고정 속도 모터 또는 가변 속도 모터일 수 있는 모터(7)에 의해 구동된다.

압축기 또는 진공 요소(4)를 떠나는 가스는 요소 출구(6)에 유동적으로 연결된 분리기 입구(9)를 갖는 오일 분리기(8)를 통해 유도되고, 압축기 또는 진공 요소(4) 내에 이전에 주입된 오일은, 청결한 가스가 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구(3)에 유동적으로 연결된 분리기 출구(10)를 통해 안내되기 전에, 가스로부터 분리된다.

오일이 분리되어 상기 오일 분리기(8) 내에 수집된 후에, 상기 오일이 그를 통해 압축기 또는 진공 요소(4) 내에 재주입되는 오일 도관에 의해 압축기 또는 진공 요소(4)의 오일 입구(12)에 유동적으로 연결된 오일 출구(11)를 통해 유동하는 것이 바람직하게 허용된다.

통상적으로, 압축 또는 진공 프로세스에 기인하여, 열이 발생하여, 주입을 위해 사용된 오일의 온도를 상승시킨다. 따라서, 이러한 온도가 도달하거나 사전결정된 타겟값(T_target)보다 높게 상승할 때 오일을 냉각하기 위해, 압축기 또는 진공 펌프(1)는 오일 분리기(8)의 오일 출구(11) 및 압축기 또는 진공 요소(4)의 오일 입구(12)에 연결된 냉각 유닛(13)을 더 포함한다.

오일은 단지 압축기 또는 진공 요소(4)가 기능하는 시간 기간 후에야 사전결정된 타겟값(T_target)에 도달하기 때문에, 바이패스 파이프(14)가 또한 제공된다. 상기 바이패스 파이프(14)는 압축기 또는 진공 요소(4)의 오일 출구(11)에 그리고 오일 입구(12)에 유동적으로 연결되고, 오일의 유동이 냉각 유닛(13)을 바이패스하게 하고 오일 입구(12) 내에 직접 재주입되게 한다.

본 발명의 맥락에서, 오일이 냉각 유닛(13)에 도달하게 하는 바이패스 파이프(14) 및 유체 도관은 예를 들어, T형 피팅(fitting)을 통해 오일 출구(11)에 유동적으로 연결된 2개의 유사한 파이프이고, 또는 상기 오일 출구(11)는 2개의 개별 파이프를 포함할 수 있는 데, 이들 파이프 중 하나는 바이패스 파이프(14)이고 다른 하나는 오일이 냉각 유닛(13)에 도달하게 하는 유체 도관이라는 것이 이해되어야 한다.

유사하게, 상기 오일 입구(12)는 오일 출구(12)를 통해 유동하는 오일을 위한 2개의 유체 도관(도시 생략) 또는 2개의 주입 지점을 포함할 수 있고, 하나의 주입 지점은 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일이 압축기 또는 진공 요소(4) 내에 재주입되게 하고, 부가의 주입 지점은 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하는 오일이 압축기 또는 진공 요소(4) 내에 재주입되게 한다는 것이 배제되어서는 안된다.

압축기 또는 진공 펌프(1)는 오일이 냉각 유닛(13)을 통해 유동하게 하도록 구성된 오일 출구(11) 상에 제공된 조절 밸브(15)를 더 구비한다.

어떻게 조절 밸브(15)가 압축기 또는 진공 펌프(1) 내에 장착되는지에 따라, 이는 오일이 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하게 하도록 또한 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 그리고 오일 출구(11)를 통해 유동하는 오일의 체적이 바람직하게는 일정하게 유지되어야 하기 때문에, 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하는 오일의 체적은 냉각 유닛(13)을 통해 유동하도록 허용된 오일의 체적에 기초하여 자동으로 조절된다.

바람직하게는, 조절 밸브(15)는 오일 입구(12)에 도달하기 전에, 이러한 오일이 관류하는 경로를 제어하도록 구성된다.

이에 따라, 조절 밸브(15)는 오일 입구(12)와 바이패스 파이프(14) 사이 및/또는 오일 입구(12)와 오일이 냉각 유닛(13)에 도달하게 하는 유체 도관 사이의 유체 연결을 허용하는 3방향 밸브일 수 있다.

따라서, 조절 밸브(15)는 오일 분리기(8)로부터 냉각 유닛(13)을 통해 또는 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하거나 또는 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 그리고 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일의 유동을 동시에 분할한다.

오일의 경로의 정확한 제어를 위해, 압축기 또는 진공 펌프(1)는 출구 온도(T_out)를 측정하기 위해 요소 출구(6)에 위치된 출구 온도 센서(19)를 더 구비한다.

바람직하게는, 그에 한정되는 것은 아니지만, 압축기 또는 진공 펌프(1)는 가스의 입구 온도 및 입구 압력을 측정하기 위해 가스 입구(5)에 위치된 입구 온도 센서(16) 및 입구 압력 센서(17)와, 요소 출구(6) 유체 도관에 위치되고 가스의 출구 압력을 측정하는 출구 압력 센서(19)를 더 포함한다.

통상적으로, 조절 밸브(15)의 위치를 제어하기 위해, 제어기 유닛(20)이 제공된다.

이러한 제어기 유닛(20)은 바람직하게는 압축기 또는 진공 펌프(1)의 부분이다. 그러나, 이러한 제어기 유닛(20)이 압축기 또는 진공 펌프(1)에 관하여 원격으로 위치되어, 유선 또는 무선 접속을 통해 압축기 또는 진공 펌프(1)의 로컬 제어 유닛부와 통신할 수 있는 것이 배제되어서는 안된다.

본 발명의 맥락에서, 조절 밸브(15)의 위치는 오일이 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고/또는 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 것이 허용되도록 하는 실제 물리적 위치로서 이해되어야 한다.

사용된 조절 밸브(15)의 유형에 따라, 이러한 위치는 회전 운동, 차단 또는 작동형 작용을 통해 또는 전술된 바와 같이 유동이 제어되게 하는 임의의 다른 유형의 작용을 통해 수정될 수 있다.

냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일을 효율적으로 냉각하기 위해, 팬(21)이 바람직하게는 상기 냉각 유닛(13)의 부근에 제공된다.

더욱이, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 에너지 효율을 유지하기 위해 그리고 응축물 형성의 위험이 최소화되거나 심지어 제거되도록 출구 온도(T_out)를 대략 사전결정된 타겟값(T_target)으로 유지하기 위해, 제어기 유닛(20)은 조절 밸브(15)의 위치 및 측정된 출구 온도(T_out)에 기초하여 팬(21)의 속도를 제어하기 위한 퍼지 논리 알고리즘을 더 구비한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 제어기 유닛(20)은 상기 입구 온도 센서(16), 입구 압력 센서(17), 출구 온도 센서(18) 및 출구 압력 센서(19)의 각각으로부터 측정치를 수신하기 위한 데이터 링크(22)를 더 포함하고, 상기 제어기 유닛(20)은 수신된 측정치에 기초하여, 계산된 대기압하 이슬점(Atmospheric dew point: ADP)을 고려함으로써, 사전결정된 타겟값(T_target)을 계산하기 위한 알고리즘을 더 구비한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 데이터 링크(22)는 상기 입구 온도 센서(16), 입구 압력 센서(17), 출구 온도 센서(18) 및 출구 압력 센서(19)의 각각과 제어기 유닛(20) 사이의 유선 또는 무선 데이터 링크로서 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 실시예에서, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 조건의 더욱 더 정확한 계산을 위해, 상대 습도 센서(23)가 가스 입구(5)에 위치되고, 그 측정치는 바람직하게는 데이터 링크(22)를 통해 상기 제어기 유닛(20)에 송신된다.

대안적으로, 제어기 유닛(20)은 가스 입구(5)를 통해 유동하는 가스의 상대 습도(RH)를 어림잡기 위한 수단을 포함하거나 또는 상기 제어기 유닛(20)의 데이터 입력부는 압축기 또는 진공 펌프(1)의 부분이 아닌 외부 상대 습도 센서로부터 또는 외부 네트워크로부터 상대 습도(RH)의 측정치를 수신하도록 또한 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제어기 유닛(20)은 이하의 식으로부터, 제1 측정된 출구 온도(T_out,1)로부터 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써 계산된, 제1 에러(e₁) 및 조절 밸브(15)의 현재 위치에 기초하여 팬(21)의 속도를 제어하기 위한 수단을 포함한다.

(식 1)

본 발명의 맥락에서, 상기 팬(21)의 속도를 제어하기 위한 수단은 제어기 유닛(20)과 팬(21) 사이의 유선 또는 무선 접속을 통해 상기 제어기 유닛(20)에 의해 발생된 전기 신호로서 이해되어야 한다. 전기 신호는 그 회전 속도의 증가 또는 감소를 허용한다.

팬(21)의 속도의 더 용이하고 더 정확한 제어를 위해, 상기 팬(21)은 가변 속도 모터(24)를 구비한다.

더 구체적으로, 상기 제어기 유닛(20)은 상기 팬(21)을 구동하는 모터의 주파수 변환기(도시 생략)에 제2 데이터 링크(33)를 통해 전기 신호를 발생한다. 모터는 팬(21)의 샤프트에 연결된 샤프트를 포함하고 또는 상기 샤프트는 상기 팬(21)의 샤프트이다.

이에 따라, 주파수 변환기는 제어기 유닛(20)으로부터의 전기 신호를 모터를 위한 속도의 증가 또는 감소를 발생하는 신호로 변환하고, 이 신호는 샤프트의 회전 속도 및 따라서 팬이 회전하는 회전 속도에 영향을 미친다.

바람직하게는, 제어기 유닛(20)은 조절 밸브(15)의 현재 위치를 저장하기 위한 메모리 모듈(도시 생략)을 포함한다.

메모리 모듈로부터 상기 조절 밸브(15)의 마지막으로 저장된 현재 위치를 인출하는 제어기 유닛(20)은 퍼지 논리 알고리즘 내의 이러한 현재 위치를 사용하고 팬(21)의 속도를 제어하여 출구 온도(T_out)가 대략 사전결정된 타겟값(T_target)으로 유지되게 한다.

조절 밸브(15)의 위치가 변경되면, 제어기 유닛(20)은 바람직하게는 변경된 위치를 상기 조절 밸브(15)의 최신 현재 위치로서 상기 메모리 모듈 상에 저장한다.

다른 변형예가 또한 가능하고, 예를 들어 이에 한정되는 것은 아니지만, 제어기 유닛(20)은 조절 밸브(15)의 현재 위치를 결정하기 위한 위치 센서 또는 서보모터 또는 다른 수단을 더 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서 그리고 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 압축 또는 진공 프로세스를 통해 발생된 열을 재사용하기 위해, 압축기 또는 진공 펌프(1)는 오일 출구(11) 및 오일 입구(12)에 연결된 에너지 회수 유닛(25)을 더 포함한다.

이러한 에너지 회수 유닛(25)은 오일에 의해 포획된 열을 예를 들어, 기체 또는 액체 매체와 같은 다른 매체에 또는 상변화 재료에 전달하는 것이 가능하고, 물체를 가열하기 위해 또는 룸의 난방 시스템 내에서 물을 가열하기 위해, 또는 전기 에너지를 발생하기 위해 등으로 전달된 열 또는 발생된 에너지를 사용한다.

상기 에너지 회수 유닛(25)을 포함함으로써, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 에너지 푸트프린트는, 팬을 즉시 시동하는 대신에, 2개의 매체 사이의 열전달이 구현되고 또한 사용되기 때문에 더욱 더 감소되어, 본 발명에 따른 압축기 또는 진공 펌프를 환경 친화성이 되게 한다.

단지 설명의 목적으로, 그리고 이에 한정되는 것이 아니라, 본 발명에 따른 조절 밸브(15)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 회전 밸브이다. 4개의 채널 및 중앙 회전 요소(26)를 갖는 이러한 조절 밸브(15)는 2개 이상의 채널이 차단되거나 부분적으로 차단되게 하여, 유체가 그를 통해 유동하는 것이 허용되지 않거나 또는 그를 통해 유동하는 것이 부분적으로 허용되게 된다.

그러나, 조절 밸브(15)를 위한 이러한 레이아웃은 한정으로 고려되어서는 안되고, 2개 이상의 유체 채널을 차단하거나 부분적으로 차단하는 것이 가능한 임의의 다른 유형의 밸브가 본 명세서에서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 조절 밸브(15)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 레이아웃을 가질 수 있다. 압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하지 않으면, 조절 밸브(15)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 레이아웃을 가질 수 있고, 4개의 채널 중 하나는 바람직하게는 플러그(27)에 의해 차단된다.

이제 도 3을 참조하면, 제1 채널(28)이 오일 입구(12)와 유체 접속하고, 제2 채널(29)이 바이패스 파이프(14)와 유체 접속하고, 제3 채널(30)이 냉각 유닛(13)과 유체 접속하고, 제4 채널(31)이 에너지 회수 유닛(25)과 유체 접속한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 조절 밸브(15)의 위치의 더 정확한 제어를 위해, 제어기 유닛(20)은 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하기 위한 수단을 더 구비한다. 이러한 에러의 전개[d(error)/dt]는 에러가 사전결정된 시간 간격 내에서 증가하는지 감소하는지를 결정한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하는 수단은 상기 제어기 유닛(20)이 구비하는 알고리즘으로서 이해되어야 한다.

이에 따라, 상기 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하기 위해, 제어기 유닛(20)은 바람직하게는 2개의 연속한 출구 온도 측정치(T_out,1, T_out,2)를 수신하고, 제1 측정된 출구 온도(T_out,1)로부터 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써(e₁) 그리고 후속의 측정된 출구 온도(T_out,2)로부터 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써(e₂), 2개의 연속한 에러: 제1 에러(e₁) 및 제2 에러(e₂)를 결정한다. 또한, 제어기 유닛(20)은 후속의 계산된 제2 에러(e₂)로부터, 계산된 제1 에러(e₁)를 감산하고, 이를 제1 출구 온도(T_out,1)가 측정될 때의 순간(t₁)과 후속의 출구 온도(T_out,2)가 측정될 때의 순간(t₂) 사이에 결정된 시간 간격(Δt)으로 나눈다.

(식 2)

(식 3)

(식 4)

따라서, 측정된 출구 온도(T_out), 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여, 제어기 유닛(20)은 오일이 에너지 회수 유닛(25)을 통해 유동하게 하도록 조절 밸브(15)의 위치를 수정하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 제어기 유닛(20)은 측정치를 수신하고, 계산을 수행하고, 가능하게는 계산된 파라미터를 압축기 또는 진공 펌프(1)의 다른 구성요소부에 또는 외부 컴퓨터에 송신하고, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 다른 구성요소부의 작동 조건에 영향을 미치기 위한 전기 신호를 발생하는 것이 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

이에 따라, 제어기 유닛(20)은 입구 온도 센서(16), 입구 압력 센서(17) 및 출구 압력 센서(19) 각각으로부터 입구 온도 데이터, 입구 압력 데이터, 및 출구 압력 데이터를 수신하도록 구성된 데이터 입력부를 포함하는 측정 유닛을 포함할 수 있다.

제어기 유닛(20)은 오일이 오일 냉각 유닛(13)을 통해 그리고/또는 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고/또는 에너지 회수 유닛(25)을 통해 유동하게 하도록 조절 밸브(15)의 위치를 제어하기 위한 제1 데이터 링크(32)를 갖는 통신 유닛을 더 포함할 수 있다.

제어기 유닛은 상기 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬(21)의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 데이터 링크(33)를 더 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 제2 데이터 링크(33)는 팬(21)의 레벨에 위치된 전자 모듈(도시 생략)과 통신할 수 있고 또는 이러한 팬(21)을 구동하는 모터(24)의 레벨에서 모터(24)와 또는 전자 모듈(도시 생략)과 직접 통신할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

바람직하게는, 제어기 유닛(20)은 조절 밸브(15)의 위치 및 측정된 입구 및/또는 출구 온도(T_in, T_out) 및/또는 압력(P_in, P_out)에 기초하여 팬(21)의 속도를 결정하기 위한 퍼지 논리 알고리즘을 구비한 프로세싱 유닛을 더 포함한다.

또한, 프로세싱 유닛은 측정 유닛으로부터 수신된 측정치들에 기초하여, 계산된 대기압하 이슬점(ADP)을 고려함으로써, 사전결정된 타겟값(T_target)을 계산하기 위한 알고리즘을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 프로세싱 유닛은 식 1을 적용함으로써, 제1 에러(e₁)를 결정하기 위한 알고리즘을 더 구비한다.

또한, 대기압하 이슬점(ADP)을 결정하기 위해, 프로세싱 유닛은 사전결정된 상대 습도(RH)값 또는 가스 입구(5)에 위치된 상대 습도 센서(23)에 의해 제공된 상대 습도(RH) 측정치를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 제어기 유닛(20)은 온도, 압력 및/또는 상대 습도의 2개의 후속의 측정치 사이에, 샘플링 레이트(sampling rate)로서 달리 알려져 있는 사전결정된 시간 간격(Δt)을 적용할 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 샘플링 레이트(Δt)는, 사용자의 네트워크의 요구 및 압축기 또는 진공 펌프(1)를 위한 요구된 응답성에 따라, 모든 파라미터에 대해 동일하도록 선택될 수 있고, 또는 측정된 파라미터 중 하나 이상에 대해 상이할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

제어기 유닛(20)의 능력에 따라, 이러한 샘플링 레이트(Δt)는 1 밀리초 내지 1초 사이에서 선택된 임의의 값일 수 있다. 바람직하게는, 샘플링 레이트(Δt)는 60 밀리초 미만, 더 바람직하게는 50 밀리초 미만이 되도록 선택된다.

더욱 더 바람직하게는, 측정 유닛은 2개의 후속의 측정치 사이에 대략 40 밀리초의 샘플링 레이트를 적용한다.

테스트에서는, 측정된 출구 온도(T_out)가 대략 결정된 대기압하 이슬점(ADP)으로 유지되면, 또는 이러한 값이 비교적 작은값만큼 초과되면, 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)는 여전히 효율적으로 기능하고 오일 또는 그 구성요소의 품질 및 수명이 영향을 받지 않게 되는 것을 보이고 있다.

이에 따라, 제어기 유닛(20)은 바람직하게는 결정된 대기압하 이슬점(ADP)에 사전결정된 공차(T_offset)를 가산함으로써 사전결정된 타겟값(T_target)을 선택한다.

이러한 사전결정된 공차(T_offset)는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 요구에 따라 선택될 수 있고, 예를 들어 사용자 인터페이스(도시 생략)를 통해 제어기 유닛 내로 또한 수동으로 삽입될 수 있고 또는 온사이트(on-site) 또는 오프사이트(off-site) 컴퓨터로부터 상기 제어기 유닛(20)에 유선 또는 무선 접속을 통해 송신될 수 있다.

사전결정된 공차(T_offset), 및 암시적으로 사전결정된 타겟값(T_target)의 값은 사용자의 네트워크의 요구에 따라, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 수명 전체에 걸쳐 변경될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.

오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구 온도(T_out)를 제어하기 위한 방법은 매우 간단하고 이하와 같다.

상기 사전결정된 타겟값(T_target)은 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)에 도입되거나 송신될 수 있는 사전계산된 값일 수 있고, 또는 시스템에 의해 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 상기 사전결정된 타겟값(T_target)은 입구 온도 센서(16) 및 입구 압력 센서(17)를 통해 입구 온도(Ti), 및 입구 압력(P_in)을 측정하고 그리고 출구 온도 센서(18) 및 출구 압력 센서(19)를 통해 요소 출구(6)에서 출구 온도(T_out) 및 출구 압력(P_out)을 측정함으로써 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 조절하기 위해 조절 밸브(15)의 위치를 제어함으로써, 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구(3)에서의 온도를 대략 사전결정된 타겟값(T_target)으로 유지하는 것을 목표로 한다.

이에 의해 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계는 측정된 출구 온도(T_out)에, 그리고 가능하게는 측정된 입구 온도(T_in), 측정된 입구 압력(P_in), 및 측정된 출구 압력(P_out) 중 하나 이상에 퍼지 논리 알고리즘을 적용하는 것을 수반한다.

본 발명에 따른 일 실시예에서 그리고 이에 한정하지 않고, 사전결정된 타겟값(T_target)은 대기압하 이슬점(ADP)을 계산함으로써 결정될 수 있다.

상기 대기압하 이슬점(ADP)을 계산하는 일 방법은 이하의 식을 적용하는 것이다:

(식 5)

여기서, A, m 및 T_n은 실험적으로 결정된 상수이고, 압축기 또는 진공 펌프(1)가 기능하는 특정 온도 범위에 따라, 표 1로부터 선택될 수 있다.

이러한 실험적으로 결정된 상수는 이하의 측정 단위를 갖는 데: A는 예를 들어, 0℃에서 수증기압을 표현하고 있고 표 1에서와 같은 측정 단위: 헥토파스칼(hPa)을 갖고, m은 측정 단위가 없는 조정 상수이고, 반면에 T_n은 또한 측정 단위로서 섭씨도(℃)를 갖는 조정 상수이다.

식 5로부터의 p_wpres는 대기압 조건으로 변환된 수증기압을 표현하고 있고 이하의 식을 적용함으로써 계산될 수 있고:

(식 6)

여기서, P_out은 측정된 출구 압력이고, P_in은 측정된 입구 압력이고, RH는 어림잡은 또는 측정된[시스템이 상대 습도 센서(23)를 포함하면] 상대 습도이고, p_ws는 수증기 포화 압력이다.

시스템이 상대 습도 센서(23)를 포함하지 않으면, 어림잡은 상대 습도(RH)는 대략 100% 이하로서 선택될 수 있다.

대안적으로, 압축기 또는 진공 펌프(1)는 압축기 또는 진공 펌프의 부근에 위치된 센서로부터 상대 습도(RH) 측정치를 수신할 수 있고 또는 외부 네트워크로부터 이러한 측정치를 수신할 수 있다.

바람직하게는, 시스템이 압축기를 포함하면, 상대 습도(RH)는 가스 입구(2)가 분위기에 접속되면 주위 공기의 상대 습도이고 또는 가스 입구(2)가 이러한 외부 네트워크에 접속되면 외부 네트워크를 위한 상대 습도 특성이다.

더 바람직하게는, 시스템이 진공 펌프를 포함하면, 상대 습도(RH)는 프로세스의 상대 습도이고, 가스 입구(2)는 사용자의 네트워크인 프로세스에 접속된다.

수증기 포화 압력(p_ws)은 이하의 식을 적용함으로써 계산될 수 있고:

(식 7)

여기서 T_in은 측정된 입구 온도이고, A, m 및 T_n은 표 1에서 발견되는 실험적으로 결정된 상수이다.

본 발명의 맥락에서, 대기압하 이슬점(ADP)을 계산하는 전술된 방법은 한정으로 고려되어서는 안되고, 임의의 다른 계산 방법이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 사전결정된 타겟값(T_target)은 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 상이한 구성요소부가 정상 파라미터로 기능할 수 있는 최대 온도를 고려함으로써 결정되고, 이러한 최대 온도는 이들의 제조를 위해 사용된 재료 또는 이들의 특성 및 어떻게 이러한 특성들이 온도의 증가에 따라 변화하는지에 좌우된다.

이러한 최대 온도는 예를 들어: 그 점성, 오일 안정성 및 시간 경과에 따른 열화가 원하는 값 이내로 유지되는 오일의 최대 온도, 또는 조절 밸브가 그 제조를 위해 사용된 재료에 기인하는 변형의 위험 없이 기능할 수 있는 최대 온도, 또는 압축기 또는 진공 요소(4)의 하우징 또는 압축기 또는 진공 요소(4) 자체가 재료 변형의 위험 없이 견딜 수 있는 최대 온도, 또는 압축기 또는 진공 펌프 내에 장착된 임의의 베어링 또는 시일이 견딜 수 있는 최대 온도, 또는 온도 및/또는 압력 센서가 열화의 위험 없이 기능할 수 있는 최대 온도, 또는 압축기 또는 진공 펌프(1)의 파이프 및 피팅의 정상 기능을 위한 최대 온도 특성 등일 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서 이에 한정되는 것은 아니라, 방법은 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)을 상기에 규정된 바와 같은 상이한 구성요소를 위한 최대 온도 특성의 최저값과 비교하는 단계를 더 포함하고, 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)이 상기 최저 최대 온도보다 높으면, 방법은 상기 최저 최대 온도를 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)으로서 고려할 것이다.

대안적으로, 방법은 미래의 비교 및 계산을 위해, 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)을 사용할 것이다.

압축기 또는 진공 펌프(1)의 요구 및 응답성에 따라, 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)은 계산된 대기압하 이슬점(ADP)에 동일하도록 선택될 수 있고, 또는 본 발명에 따른 방법은 상기 계산된 대기압하 이슬점(ADP)에 공차(T_offset)를 가산하는 단계를 더 포함한다.

이러한 공차(T_offset)는 1℃ 내지 10℃, 더 바람직하게는 1℃ 내지 7℃, 더욱 더 바람직하게는 2℃ 내지 5℃ 사이에서 선택된 임의의 값일 수 있다.

테스트에서는, 공차가 상기에 언급된 값을 초과하지 않으면, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 효율이 유지되고, 전체 시스템의 오일 품질 및 안정성이 보장되는 것을 보이고 있다.

바람직하게는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 응축물 형성을 더 회피하고 압축기 또는 진공 펌프(1)의 에너지 효율을 유지하기 위해, 사전결정된 타겟값(T_target)은 바람직하게는 최소 한계(T_target,min)와 최대 한계(T_target,max) 사이에 유지된다.

이에 따라, 사전결정된 타겟값(T_target)은 최소 한계(T_target,min)와 비교되고, 사전결정된 타겟값(T_target)이 최소 한계(T_target,min)보다 낮으면, 사전결정된 타겟값(T_target)은 최소 한계(T_target,min)에 동일한 것으로서 선택된다. 유사하게, 사전결정된 타겟값(T_target)이 최대 한계(T_target,max)보다 높으면, 사전결정된 타겟값(T_target)은 최대 한계(T_target,max)와 동일한 것으로서 선택된다.

예로서, 시스템이 진공 요소를 포함하면, 최소 한계(T_target,min)는 60℃ 내지 80℃ 사이, 바람직하게는 70℃ 내지 80℃ 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, 최소 한계는 대략 75℃ 이하로 선택될 수 있고, 최대 한계(T_target,max)는 대략 100℃ 이하로 선택될 수 있다.

또한, 시스템이 압축기 요소를 포함하면, 최소 한계(T_target,min)는 50℃ 내지 70℃ 사이, 바람직하게는 55℃ 내지 65℃ 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 최소 한계는 대략 60℃ 이하로 선택될 수 있고, 최대 한계(T_target,max)는 대략 110℃ 이하로 선택될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 구현된 퍼지 논리 알고리즘은 제1 측정된 출구 온도(T_out,1)로부터 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써, 제1 에러(e₁)를 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 퍼지 논리 알고리즘은 후속의 측정된 출구 온도(T_out,2)로부터 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써, 제2 에러(e₂)를 결정하는 단계를 포함한다.

전체 시스템의 조건의 정확한 결정을 위해, 퍼지 논리 알고리즘은 에러의 시간 도함수를 계산함으로써, 샘플링 레이트에 걸친 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하는 단계를 더 포함한다. 이에 따라, 제2 에러(e₂)는 제1 에러(e₁)로부터 감산되고, 결과는 샘플링 레이트(Δt)로 나눠진다. 상기 샘플링 레이트(Δt)는 제1 출구 온도(T_out,1)가 측정될 때의 순간(t₁)과 후속의 출구 온도(T_out,2)가 측정될 때의 순간(t₂) 사이에 계산된 시간 간격(Δt)으로서 이해되어야 한다.

바람직하게는 이에 한정되는 것은 아니지만, 샘플링 레이트는 40 밀리초로 선택된다.

바람직하게는, 퍼지 논리 알고리즘은, 제1 에러(e₁), 또는 제2 에러(e₂), 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 따라 조절 밸브(15)의 위치가 그를 향해 변경되어야 하는 방향을 결정하는 단계를 더 포함한다.

또한 바람직하게는, 퍼지 논리 알고리즘은, 조절 밸브의 위치가 제1 에러(e₁), 또는 제2 에러(e₂), 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여 변경되어야 하는 속도 레이트를 결정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 더 안정한 압축기 또는 진공 펌프(1)를 성취하기 위해, 퍼지 논리 알고리즘은 온도의 단시간 변동을 필터링하기 위한, 예를 들어 저역 통과 필터(Low Pass Filter: LPF)와 같은 적어도 하나의 필터를 더 포함할 수 있다.

이러한 LPF는 예를 들어, 1초 미만 또는 대략 5초 미만 동안 지속하는 온도 변동을 무시하도록 설계되고, 더 바람직하게는 LPF는 2초 미만 동안 지속하는 온도 변동을 무시하도록 설계되고, 더욱 더 바람직하게는, LPF는 대략 3초 미만 동안 지속하는 온도 변동을 무시하도록 설계된다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 논리 출력을 결정하기 위한 그리고 계산된 제1 에러(e₁) 또는 제2 에러(e₂), 및 에러의 전개[d(error)/dt]를 또한 사용하기 위한 멤버십 함수를 할당한다.

이러한 멤버십 함수의 그래픽 표현을 위한 예가 에러에 대해 도 5에, 그리고 에러의 전개[d(error)/dt)]에 대해 도 6에 도시되어 있다. 에러는 측정 단위로서 섭씨도(℃)를 갖는 온도(T)의 함수로서 대응 퍼지값으로서 표현된다. 반면에 에러의 전개[d(error)/dt)]는 측정 단위로서 초당 섭씨도(℃/s)를 갖는 초(s)로 나눈 온도(T)의 함수로서 대응 퍼지값으로서 표현된다. 이러한 멤버십 함수는 도 5에 도시되어 있는 그래프에 대해 N, Z 및 P로서 식별되어 있고, 여기서 N은 음의 값을 나타내고, Z는 0을 나타내고, 이에 대해 측정된 출구 온도(T_out)는 사전결정된 타겟값(T_target)에 동일하거나 대략 동일하고, P는 양의 값을 나타낸다.

동일한 방식으로, 멤버십 함수는 도 6에 도시되어 있는 그래프에 대해

및

로서 식별되어 있고, 여기서

은 음의 값을 나타내고,

는 양의 값을 나타낸다.

온도 간격[-Δt; +Δt]은 압축기 또는 진공 펌프(1)의 사양에 따라 선택되고, 이러한 파라미터는 변경될 수 있다. 예로서 이에 한정되는 것은 아니라, -Δt는 -10℃ 내지 -1℃ 사이에 선택된 임의의 값일 수 있고, 더 바람직하게는, -Δt는 -8℃ 내지 -5℃ 사이에 선택된 임의의 값일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, -Δt는 대략 -8℃로서 선택될 수 있다.

동일한 방식으로, +Δt는 +1℃ 내지 +10℃ 사이에 선택된 임의의 값일 수 있고, 더 바람직하게는, +Δt는 +5℃ 내지 +8℃ 사이에 선택된 임의의 값일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는, +Δt는 대략 +5℃로서 선택될 수 있다.

본 발명의 맥락에서, -Δt 및 +Δt에 대해 선택된 값들은 단지 예로서만 고려되어야 하고, 본 발명은 이들 특정 값들에 한정되어서는 안되고, 임의의 다른 값들이 본 발명에 따른 방법의 논리에 영향을 미치지 않고 선택될 수 있다.

이에 따라, 계산된 에러가 음의 값을 가지면, 이러한 값은 대응 출구 온도에서 도 5의 N 그래프 내에 표현되어야 한다. 계산된 에러가 대략 0이고 측정된 출구 온도(T_out)가 사전결정된 타겟값(T_target)과 대략 동일하면, 이러한 값은 대응 온도에서 Z 그래프 내에 표현되어야 한다. 대안적으로, 계산된 에러가 양의 값이면, 이러한 값은 대응 온도에서, P 그래프 내에 표현되어야 한다.

동일한 방식으로, 에러의 전개가 음의 값이면, 이러한 값은 도 6의

그래프 내에 표현되고, 반면에 에러의 전개가 양의 값이면, 이러한 값은

그래프 내에 표현된다. 이러한 값들은 시간차(Δt)로 나눈 대응 온도(T_out,2 - T_out,1)로 표현된다.

이에 따라, 에러 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 관한 결정된 퍼지값은 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 방향을 결정하기 위해 퍼지 논리 알고리즘에 의해 또한 사용된다. 이러한 퍼지값은 간격 [0; 1] 내에서 그리고 계산된 에러 또는 에러의 전개[d(error)/dt]에 따라 선택된 임의의 실수이다.

이에 따라, 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이면, 또는 제2 에러(e₂)가 전술된 바와 같이 Z 그래프 상에 표현되는 대략 0이고, 에러의 전개[d(error)/dt]가 음의 값(

)이면, 즉 오일의 온도가 감소하여 오일이 압축기 또는 진공 요소 내에 재주입될 수 있게 되면, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 방향은 바이패스 파이프(14)를 통해 더 많은 오일이 유동하게 하도록 이루어진다.

대안적으로, 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이면, 또는 제2 에러(e₂)가 Z 그래프 상에 표현되는 대략 0이고, 에러의 전개[d(error)/dt]가 양의 값(

)이면, 즉 오일의 온도가 2개의 후속 출구 온도 측정치(T_out,1, T_out,2) 사이의 증가를 나타내면, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 방향은 냉각 유닛(13)을 통해 더 많은 오일이 유동하게 하도록 이루어진다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 속도 레이트를 결정한다. 에러 및 에러의 전개에 따라 그리고 전체 시스템의 요구된 응답성에 따라, 퍼지 논리 알고리즘은 조절 밸브(15)의 위치를 변경하기 위해 상이한 속도 레이트를 고려할 수도 있다. 그러나, 동일한 속도 레이트가 배제되어서는 안된다.

이에 따라, 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)로 변경될 수 있고; 또는 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)로 변경될 수 있고; 또는 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)로 변경될 수 있고; 또는 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)로 변경될 수 있고; 또는 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)로 변경될 수 있고; 또는 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 조절 밸브(15)의 위치는 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)로 변경될 수 있다.

예로서 이에 한정되는 것은 아니라, 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 방향 및 이러한 변경이 수행되어야 하는 속도는 표 2에 의해 지배될 수 있고, 여기서 P1 내지 P6은 도 7에 도시되어 있는 바와 같은 멤버십 함수이다. 이러한 멤버십 함수는 대응 퍼지값으로서 그리고 초당 퍼센트, %/s로 표현된 변경이 수행되어야 하는 속도의 함수로서 도 7에 표현되어 있는 데, 여기서 퍼센트는 회전각을 표현한다.

본 발명에 따른 실시예에서, 멤버십 함수(P1 내지 P6)는, 예를 들어 냉각 유닛(13)을 통해 어떠한 부가의 체적의 오일도 유동하는 것이 허용되지 않도록 오일의 온도가 충분히 높지 않은 상황에 대해 P1 내지 P3이 할당될 수 있고, 반면에 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 것이 허용되도록 부가의 체적의 오일을 정당화하기 위해 오일의 온도가 충분히 높은 상황에 대해 P4 내지 P6이 할당될 수 있도록 선택될 수 있다.

따라서, 멤버십 함수(P1 내지 P3)는 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하는 것이 허용되도록 조절 밸브(15)의 위치를 변경하는 것과 연계될 수 있고, 반면에 멤버십 함수(P4 내지 P6)는 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하는 것이 허용되도록 조절 밸브(15)의 위치를 변경하는 것과 연계될 수 있다.

도 4에 도시되어 있는 특정 예에서, 조절 밸브(15)의 위치의 변경은 중앙 회전 요소(26)를 회전하는 것으로서 이해되어야 하지만, 이러한 예는 한정으로 고려되어서는 안된다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)의 절대값은 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)의 절대값과 동일하고, 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)의 절대값은 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)의 절대값과 동일하고, 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)의 절대값은 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)의 절대값과 동일하다.

또 다른 실시예에서, 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)의 절대값은 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)의 절대값보다 낮을 수 있고, 그리고/또는 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)의 절대값은 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)의 절대값보다 낮을 수 있고, 그리고/또는 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)의 절대값은 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)의 절대값보다 낮을 수 있다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니라, 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)의 절대값, 및/또는 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)의 절대값은 예를 들어, 대략 0.8 %/s, 또는 대략 0.9 %/s, 또는 심지어 대략 1.4 %/s와 같은, 간격 [0.5; 1.5] %/s 내의 임의의 값으로서 선택될 수 있다. 유사하게, 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)의 절대값, 및/또는 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)의 절대값은 예를 들어, 대략 0.2 %/s, 또는 대략 0.3 %/s, 또는 심지어 대략 0.8 %/s와 같은, 간격 (0; 1] %/s 내의 임의의 값으로서 선택될 수 있다. 유사하게, 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)의 절대값, 및/또는 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)의 절대값은 예를 들어, 대략 0.1 %/s, 또는 대략 0.2 %/s, 또는 심지어 대략 0.4 %/s와 같은, 간격 (0; 0.5] %/s 내의 임의의 값으로서 선택될 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 이러한 예는 결코 한정으로 고려되어서는 안되고, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 각각의 속도 레이트를 위한 다른 값이 선택될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

이러한 조절 밸브(15)의 개방도가 바이패스 밸브(14) 또는 냉각 유닛(13)을 향해 얼마나 많이 변경되어야 하는지를 결정하기 위해, 또는 특히 도 4의 예에서, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 각도를 결정하기 위해, 퍼지 논리 알고리즘은 제1 제어 함수(CTR_valve)를 적용하고, 제1 계수(f1)를 곱한 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값을 제2 계수를 곱한 에러의 전개[d(error)/dt)]와 관련된 퍼지값에 가산한 결과와 값 1 사이의 최소값을 결정한다.

(식 8)

여기서, FV(e₂)는 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값을 나타내고, FV(d(error)/dt)는 에러의 전개[d(error)/dt]와 관련된 퍼지값을 나타낸다.

상기 제1 계수(f1), 및 상기 제2 계수(f2)는, 제어기 유닛(20)이 에러의 변화 및/또는 에러의 전개[d(error)/dt]의 변화에 더 급속하게 또는 덜 급속하게 응답할 수 있도록 선택될 수 있다.

이에 따라, 제2 계수(f2)가 제1 계수(f1)보다 비교적 더 큰 값으로서 선택되면, 퍼지 논리 알고리즘은 출구 온도(T_out)의 비교적 작은 변경이 검출될 때마다 조절 밸브(15)의 위치를 변경하도록 제어기 유닛(20)에 명령할 것이다. 이러한 방법을 구현하는 압축기 또는 진공 펌프(1)는 출구 온도(T_out)의 작은 변경에 매우 응답성일 것이지만, 또한 덜 안정성일 것이다.

다른 한편으로, 제2 계수(f2)가 제1 계수(f1)보다 비교적 더 작은 값으로서 선택되면, 퍼지 논리 알고리즘은 출구 온도(T_out)의 더 상당한 변경이 검출될 때마다 조절 밸브(15)의 위치를 변경하도록 제어기 유닛(20)에 명령할 것이다. 이러한 방법을 구현하는 압축기 또는 진공 펌프(1)는 출구 온도(T_out)의 작은 변경에 덜 응답성일 것이지만, 더 안정성일 것이다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 제1 계수(f1), 및 제2 계수(f2)는 간격 (0; 1] 사이에서 선택된 임의의 실수일 수 있다.

바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 계수(f1)는 간격 [0.5; 1] 사이에서 선택된 임의의 실수값일 수 있고, 제2 계수(f2)는 간격 (0; 0.5] 사이에서 선택된 임의의 실수값일 수 있다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니라, 매우 효율적이고 안정한 압축기 또는 진공 펌프(1)를 성취하기 위해, 상기 제1 계수(f1)는 값 1인 것으로서 선택될 수 있고, 제2 계수(f2)는 값 영점이(0.2)인 것으로서 선택될 수 있다. 이에 따라, 식 8은 이하와 같이 된다:

(식 9)

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 각도를 결정하기 위해, 퍼지 논리 알고리즘은, 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값과 제1 계수(f1)를 곱한 결과와, 에러의 전개[d(error)/dt)]와 관련된 퍼지값과 제2 계수(f2)를 곱한 결과 사이의 최대값을 결정한다.

(식 10)

본 발명의 맥락에서, 조절 밸브가 중앙 회전 요소(26)를 포함하면, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 각도를 결정함으로써, 중앙 회전 요소(26)가 회전되어야 하는 각도를 결정하는 것으로서 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은, 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값과 에러의 전개[d(error)/dt)]와 관련된 퍼지값 사이의 최소값을 결정함으로써, 또는 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값과 에러의 전개[d(error)/dt)]와 관련된 퍼지값 사이의 최대값을 결정함으로써, 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 각도를 결정한다. 테스트에서는, 이러한 접근법이 덜 응답성이지만 안정한 압축기 또는 진공 펌프(1), 또는 매우 응답성이지만 덜 안정성인 압축기 또는 진공 펌프(1)를 각각 유도할 것이라는 것을 보이고 있다.

이제 도 7을 참조하면, 각각의 멤버십 함수(P1 내지 P6)가 에러와 에러의 전개[d(error)/dt)] 사이의 하나의 조합에 할당되는 것이 바람직할 것이다.

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P1 그래프 내에 표현되어야 하고; 반면에, 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P2 그래프 내에 표현되어야 하고; 반면에 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P3 그래프 내에 표현되어야 하고; 반면에 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P4 그래프 내에 표현되어야 하고; 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P5 그래프 내에 표현되어야 하고; 반면에, 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 P6 그래프 내에 표현되어야 한다.

또한, 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 하나의 각도를 결정하기 위해, 퍼지 논리 알고리즘은 바람직하게는 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과가 도 7의 각각의 멤버십 함수에 삽입된 후에 결정된 그래프의 무게 중심을 결정하는 단계를 포함하고, 이러한 무게 중심은 %/s 축 상에 또한 투영된다.

상기 %/s 축은 조절 밸브(15)가 1초에 걸쳐 변경되어야 하는 각도를 표현한다.

%/s 축 상에 투영된 무게 중심이 (0; +x] 사이 또는 그 초과의 범위에 있으면, 조절 밸브(15)의 각도는 더 큰 체적의 오일이 냉각 유닛(13)을 통해 각각의 멤버십 함수에 대응하는 속도 레이트로 유동하게 되도록 변경되어야 한다.

%/s 축 상에 투영된 무게 중심이 [-x; 0)의 범위에 있으면, 조절 밸브(15)의 각도는 더 큰 체적의 오일이 바이패스 파이프(14)를 통해 각각의 멤버십 함수에 대응하는 속도 레이트로 유동하게 되도록 변경되어야 한다.

본 발명에 따른 실시예에서, 전체 시스템의 요구된 응답성에 따라, -x 및 +x의 값은 예를 들어, 각각 [-0.5; -20]과 [+0.5; +20] 사이에서 선택된 임의의 값일 수 있고, 더 바람직하게는 -x 및 +x의 값은 각각 [-1; -10]과 [+1; +10] 사이에서 선택된 임의의 값일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 -x는 대략 -5인 것으로서 선택될 수 있고, 반면에 +x는 대략 +5인 것으로서 선택될 수 있다.

또한, 설계자의 사양에 따라, 중간값 -x1, -x2는 간격 [-x; 0) 내에 규정될 수 있고, +x1, +x2는 간격 (0; +x] 내에 규정될 수 있다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니라, -x1은 대략 -1로서 선택될 수 있고, 반면에 -x2는 대략 -2로서 선택될 수 있다. 유사하게, +x1은 대략 +1로서 선택될 수 있고, 반면에 +x2는 대략 +2로서 선택될 수 있다.

이러한 값들은 실험적으로 결정될 수 있고, 본 발명은 상기에 규정된 특정 예에 한정되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은, 바람직하게는 각각의 멤버십 함수에 대응하는 속도 레이트에서 조절 밸브(15)의 현재 위치에 계산된 각도, 또는 %/s 축 상에 투영된 무게 중심을 적용함으로써 조절 밸브(15)의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.

이에 따라, 도 8은 도 7에 관하여 이전에 결정된 결과가 적용되어 있는 조절 밸브(15)의 현재 위치를 도시하고 있다.

도 8의 멤버십 함수는 대응 퍼지값으로서 그리고 퍼센트(%)로 표현된 회전각의 함수로서 표현된다.

바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q1) 내에 표현되어야 한다.

또한, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q2) 내에 표현되어야 한다.

반면에, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 주로 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q3) 내에 표현되어야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 시스템의 응답성은 팬(21)이 시동될 때를 제어함으로써 영향을 받을 수 있다. 이에 따라, 더 응답성인 시스템에 대해, 그래프(Q1 내지 Q3) 중 하나 또는 심지어 모두가 도 8의 % 축 상에서 좌측을 향해 시프트되면, 팬(21)은 더 일찍 시동되고, 반면에 그래프(Q1 내지 Q3) 중 하나 또는 심지어 모두가 도 8의 % 축 상에서 우측을 향해 시프트되면, 팬(21)은 더 늦게 시동된다. 압축기 또는 진공 펌프가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 도 7에 관하여 이전에 결정된 결과가 적용되어 있는 조절 밸브(15)의 현재 위치는 도 9 내에 표현된다.

도 9의 멤버십 함수는 대응 퍼지값으로서 그리고 퍼센트(%)로 표현된 회전각의 함수로서 표현된다.

이에 따라, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q1') 내에 표현되어야 한다.

또한, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q2') 내에 표현되어야 한다.

유사하게, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q3') 내에 표현되어야 한다.

도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q4') 내에 표현되어야 한다.

반면에, 도 7에 관하여 결정된 결과를 적용함으로써, 조절 밸브(15)가 오일이 주로 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 위치에 도달하면, 결과는 그래프(Q5') 내에 표현되어야 한다.

바람직하게는, 압축기 또는 진공 펌프(1)가 시동될 때, 조절 밸브(15)는 바람직하게는 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 경우에 오일이 바람직하게는 바이패스 파이프(14)를 통해 주로 유동하는 0의 회전각에 의해 특징화되는 디폴트 위치에 있다. 오일의 온도가 점진적으로 증가함에 따라, 회전각은 수정되어, 이 경우에 오일이 주로 냉각 유닛(13) 전체를 통해 유동하는 100 퍼센트의 최대 회전각에 도달할 때까지, 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 부분 유동 및 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 부분 유동을 점진적으로 허용한다.

압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하지 않으면, 100 퍼센트 회전각은 바람직하게는 조절 밸브(15)의 90° 물리적 회전에 대응한다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 조절 밸브(15)의 90° 물리적 회전각은 축(I)을 축(III) 위로 유도함으로써, 화살표(AA')를 따라 중앙 회전 요소(26)의 회전에 대응할 것이다. 따라서, 0의 회전각의 초기 위치로 복귀하기 위해, 중앙 회전 요소(26)는 축(II)을 축(I) 위로 유도함으로써, 화살표(AA')를 따라 그러나 반대 방향으로 회전할 필요가 있을 것이다.

달리 말하면, 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동되게 하기 위해, 중앙 회전 요소(26)는 반시계방향으로 화살표(AA')를 따라 회전되어야 하고, 반면에 이러한 위치로부터 중앙 회전 요소(26)가 중간 위치로 또는 초기 0의 회전각으로 유도될 필요가 있을 것이면, 상기 중앙 회전 요소(26)는 시계방향으로 화살표(AA')를 따라 회전되어야 한다.

압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 100 퍼센트 회전각은 조절 밸브(15)의 180° 물리적 회전각에 대응한다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 조절 밸브(15)의 180° 물리적 회전각은 축(I)을 축(III) 위로 유도함으로써, 화살표(BB')를 따라 중앙 회전 요소(26)의 회전에 대응할 것이다. 따라서, 0의 회전각의 초기 위치로 복귀하기 위해, 중앙 회전 요소(26)는 축(III)을 축(I) 위로 유도함으로써, 화살표(BB')를 따라 그러나 반대 방향으로 회전할 필요가 있을 것이다.

달리 말하면, 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해, 또는 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동되게 하기 위해, 중앙 회전 요소(26)는 반시계방향으로 화살표(BB')를 따라 회전되어야 하고, 반면에 이러한 위치로부터 중앙 회전 요소(26)가 중간 위치로 또는 초기 0의 회전각으로 유도될 필요가 있을 것이면, 상기 중앙 회전 요소(26)는 시계방향으로 화살표(BB')를 따라 회전되어야 한다.

조절 밸브(15)의 위치가 변경될 때, 계산된 각도는 화살표(AA' 또는 BB')를 따라 조절 밸브(15)의 현재각에 적용되어 중앙 회전 요소(26)의 회전을 시계방향으로 또는 반시계방향으로 수정한다는 것이 또한 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 조절 밸브(15)의 결정된 위치, 제2 에러(e₂), 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여 팬(21)의 속도가 증가되거나 감소되어야 하는지를 결정한다.

퍼지 논리 알고리즘은 입력 파라미터로서 조절 밸브(15)의 위치를 갖기 때문에, 팬(21)의 속도는 냉각 유닛(13)에 도달하는 유체의 체적에 따라 수정되어, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 에너지 효율을 증가시키고 팬(21) 및 모터(24)의 수명을 연장시킨다.

제2 에러(e₂), 및 에러의 전개[d(error)/dt]에 따라, 팬(21)의 속도는 가능하게는 더 고속으로 그리고 더 저속으로 변경되어야 할 것이다.

이에 따라, 본 발명에 따른 일 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 이하의 단계 및 검사 중 하나 이상을 적용함으로써, 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 레이트를 또한 결정하는 데: 에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제2 속도 레이트(MS)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제2 속도 레이트(MS)로 감소되어야 한다.

또한, 에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제3 속도 레이트(M)로 변경되게 되고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제3 속도 레이트(M)로 변경되게 된다.

또한, 에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 한다.

또한, 에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 한다.

또한, 에러가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

또한, 에러가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제5 속도 레이트(MF)로 증가되어야 한다.

예로서 이에 한정되는 것은 아니라, 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 레이트는 표 3에 의해 지배되고, 여기서 RV는 조절 밸브의 위치를 표현하고, F1 내지 F5는 도 10에 도시되어 있는 바와 같은 멤버십 함수이다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 퍼지 논리 알고리즘은 이하의 단계 또는 검사 중 하나 이상을 적용함으로써 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 레이트를 또한 결정하고, 에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제2 속도 레이트(MS)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제2 속도 레이트(MS)로 감소되어야 한다.

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제3 속도 레이트(M)로 변경되게 되고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제3 속도 레이트(M)로 변경되게 된다.

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트로 감소되어야 한다.

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 한다.

)이면: 조절 밸브(15)의 위치가 주로 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통해 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제1 속도 레이트(S)로 감소되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통해 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제4 속도 레이트(F)로 증가되어야 하고; 또는 조절 밸브(15)의 위치가 주로 냉각 유닛(13)을 통해 오일이 유동하게 하도록 이루어지면, 팬(21)의 속도는 제5 속도 레이트(MF)로 증가되어야 한다.

예로서 이에 한정되는 것은 아니라, 압축기 또는 진공 펌프가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 레이트는 표 4에 의해 지배되고, 여기서 RV는 조절 밸브의 위치를 표현하고, F1 내지 F5는 도 10에 도시되어 있는 바와 같은 멤버십 함수이다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제2 속도 레이트(MS)의 절대값은 제1 속도 레이트(S)의 절대값 이하이고, 제1 속도 레이트(S)의 절대값은 제3 속도 레이트(M)의 절대값 이하이고, 제3 속도 레이트(M)의 절대값은 제4 속도 레이트(F)의 절대값 이하이고, 제4 속도 레이트(F)의 절대값은 제5 속도 레이트(MF)의 절대값 이하이다.

본 발명의 맥락에서, 제1 속도 레이트(S), 제2 속도 레이트(MS), 제3 속도 레이트(M), 제4 속도 레이트(F), 및 제5 속도 레이트(MF) 사이의 다른 관계가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 여전히 가능하다는 것이 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 이러한 속도 레이트들은 동일할 수 있다. 이에 따라, MS = S = M = F = MF이다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 제2 속도 레이트(MS)의 절대값은 제5 속도 레이트(MF)의 절대값과 동일할 수 있고, 그리고/또는 제1 속도 레이트(S)의 절대값은 제4 속도 레이트(F)의 절대값과 동일할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 제2 속도 레이트(MS)는 제5 속도 레이트(MF)와 모듈로 동일할 수 있고, 그리고/또는 제1 속도 레이트(S)는 제4 속도 레이트(F)와 모듈로 동일할 수 있다.

바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, ｜-MS｜ = ｜MF｜ 및/또는 ｜-S｜ = ｜F｜이다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 제3 속도 레이트(M)는 매우 작을 수 있거나 심지어 무시할 수 있다. 더 바람직하게는, 제3 속도 레이트(M)는 대략 0이다.

바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제2 속도 레이트(MS), 및/또는 제1 속도 레이트(S)는 음의 값인 데, 이는 팬(21)의 실제 속도가 감소될 것이라는 것을 의미할 것이고; 반면에 제4 속도 레이트(F), 및/또는 제5 속도 레이트(MF)는 양의 값인 데, 이는 팬(21)의 실제 속도가 증가될 것이라는 것을 의미할 것이다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니지만, 팬(21)의 속도가 0과 100 초당 분당 회전수(revolutions per minute over one second: RPM/s) 사이에서 변동할 수 있는 것을 고려하면, 제1 속도 레이트(S), 및 제2 속도 레이트(MS)는 -1 내지 -100 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있고; 반면에, 제4 속도 레이트(F), 및 제5 속도 레이트(MF)는 +1 내지 +100 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있다.

더 바람직하게는, 제1 속도 레이트(S), 및 제2 속도 레이트(MS)는 -5 내지 -50 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있고; 반면에, 제4 속도 레이트(F), 및 제5 속도 레이트(MF)는 +5 내지 +50 RPM/s 사이, 또는 더 바람직하게는 +5 내지 +40 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있다.

더욱 더 바람직하게는, 제1 속도 레이트(S), 및 제2 속도 레이트(MS)는 -10 내지 -30 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있고; 반면에, 제4 속도 레이트(F), 및 제5 속도 레이트(MF)는 +10 내지 +30 RPM/s 사이에 포함된 임의의 값으로서 선택될 수 있다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 속도 레이트(S)는 대략 -15 RPM/s인 것으로서 선택될 수 있고, 제2 속도 레이트(MS)는 대략 -40 RPM/s인 것으로서 선택될 수 있고, 제4 속도 레이트(F)는 대략 +5 RPM/s인 것으로서 선택될 수 있고, 제5 속도 레이트(MF)는 대략 +15 RPM/s인 것으로서 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 제2 제어 함수(CTR_fan)를 적용하여, 제3 계수(f3)를 곱한 에러와 관련된 퍼지값을 제4 계수(f4)를 곱한 에러의 전개[d(error)/dt]와 관련된 퍼지값에 가산한 결과에 조절 밸브(15)의 위치의 실제각과 관련된 퍼지값을 곱한 값을 결정함으로써 팬이 변경되어야 하는 실제 속도를 결정하는 단계를 포함한다.

(식 11)

제3 계수(f3), 및 제4 계수(f4)는 식 7의 제1 계수(f1), 및 제2 계수(f2)와 동일한 방식으로, 그리고 제어기 유닛(20)이 에러의 변화 및/또는 에러의 전개[d(error)/dt]에 더 급속하게 또는 덜 급속하게 응답해야 하는지에 따라 선택된다.

이에 따라, 제3 계수(f3), 및 제4 계수(f4)는 간격 (0; 1] 내에 포함된 임의의 실수값으로서 선택될 수 있다.

바람직하게는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 제3 계수(f3)는 간격 [0.5; 1] 내에 포함된 임의의 실수값으로서 선택될 수 있고, 반면에 제4 계수(f4)는 간격 (0; 0.5] 내에 포함된 임의의 실수값으로서 선택될 수 있다.

예로서, 이들에 한정되는 것은 아니라, 제3 계수(f3)는 대략 영점칠(0.7)로서 선택될 수 있고, 제4 계수(f4)는 대략 영점삼(0.3)으로서 선택될 수 있다. 이에 따라, 식 11은 이하와 같이 된다:

(식 12)

이러한 식의 결과는 바람직하게는 또한 도 10의 그래프에 삽입되고, 여기서 멤버십 함수(F1 내지 F5)는 바람직하게는 에러와 에러의 전개[d(error)/dt)] 사이의 일 조합을 위해 할당되고, 또한 조절 밸브(15)의 실제 위치를 고려한다.

이에 따라, 에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F1 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F3 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이고, 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F4 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이고, 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F3 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 양의 값(P)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F4 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F5 그래프 내에 표현되게 된다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)가 에너지 회수 유닛(25)을 포함하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 바람직하게는 도 10의 그래프에 또한 삽입되고, 여기서 멤버십 함수(F1 내지 F5)는 바람직하게는, 더 설명될 것인 바와 같이, 에러와 에러의 전개[d(error)/dt)] 사이의 조합을 위해 할당된다.

에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이고, 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F1 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 음의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F3 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

)이고, 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이면, 그리고 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한, 또는 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F4 그래프 내에 표현되게 된다.

에러가 양의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 음의 값(

에러가 양의 값(N)이고, 에러의 전개[d(error)/dt)]가 양의 값(

)이고, 조절 밸브(15)가 주로 바이패스 파이프(14)를 통한, 또는 부분적으로 바이패스 파이프(14)를 통한 그리고 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한, 또는 주로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F2 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 부분적으로 에너지 회수 유닛(25)을 통한 그리고 부분적으로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F4 그래프 내에 표현되게 되고; 반면에 조절 밸브(15)가 주로 냉각 유닛(13)을 통한 오일의 유동을 허용하면, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 F5 그래프 내에 표현되게 된다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 제2 제어 함수(CTR_fan)가 도 10의 그래프에 삽입된 후에, 퍼지 논리 알고리즘은 바람직하게는 최종 그래프의 무게 중심을 계산하고 이를 RPM/s(분당 회전수/초) 축에 투영하는 것이다.

따라서, 퍼지 논리 알고리즘은 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 실제 속도를 결정한다.

이러한 속도가 증가될 필요가 있으면, RPM/s 축 상에 투영된 무게 중심은 0과 최소값(Min) 사이에 포함된 값일 것이다. 바람직하게는, 이러한 값은 간격 [-100; 0) RPM/s 내에 포함된다.

속도가 증가될 필요가 있으면, RPM/s 축 상에 투영된 무게 중심은 0과 최대값(Max) 사이에 포함된 값일 것이다. 바람직하게는, 이러한 값은 간격 (0; 100] RPM/s 내에 포함된다.

따라서, 제어기 유닛(20)은, 도 10의 그래프에 삽입될 때, 결정된 실제 속도의 결과에 따라 그리고 제2 제어 함수(CTR_fan)에 대응하는 각각의 멤버십 함수에 연계된 속도 레이트에 따라 팬(21)의 속도를 증가시키거나 감소시킨다.

본 발명의 맥락에서, 그래프의 무게 중심은 모든 좌표 방향에서 상기 그래프의 모든 점 부분의 평균 위치로서 이해되어야 한다. 달리 말하면, 그래프의 무게 중심은 이러한 그래프의 균형점, 또는 컷아웃의 균일한 밀도를 가정하여, 형상의 극미한 얇은 컷아웃이 균일한 중력장 내의 핀의 팁 상에서 완벽한 균형에 있을 수 있는 점을 표현하고 있다.

퍼지 논리 알고리즘은 이러한 무게 중심을 결정하기 위한 임의의 방법을 적용할 수 있고, 본 발명은 임의의 이러한 특정 방법에 한정되어서는 안된다는 것이 또한 이해되어야 한다.

예로서, 이에 한정되는 것은 아니지만, 무게 중심은 각각의 그래프에 삽입된 제1 제어 함수(CTR_valve), 또는 제2 제어 함수(CTR_fan)의 각각의 표현의 가능한 피크를 고려함으로써 계산될 수 있다. 이러한 피크는 2개의 좌표(A; B)에 의해 특징화되고, 여기서 A는 도 7의 %/s 축, 또는 도 10의 RPM/s 축의 부분이고; B는 값 축의 부분이고 도 7 또는 도 10 각각의 [0; 1] 사이에 포함된다.

각각의 멤버십 함수 내의 피크의 각각에 대한 이러한 좌표를 고려하여, 무게 중심은 좌표: 평균 A 및 평균 B를 갖도록 계산될 수 있고, 여기서 평균 A는 모든 피크의 모든 A 좌표의 평균값을 표현하고, 평균 B는 모든 피크의 모든 B 좌표의 평균값을 표현한다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 퍼지 논리 알고리즘은 P1 내지 P6에 대해, 또는 F1 내지 F5에 대해 각각의 멤버십 함수에 대응하는 각각의 그래프의 무게 중심을 계산할 수 있다. 결과는 5개 또는 6개의 무게 중심이다.

또한, 퍼지 논리 알고리즘은 이하의 식을 적용함으로써 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 실제각을 결정할 수 있고:

(식 13)

여기서, G_i는 각각의 무게 중심을 표현하고, CTR_valve_i는 각각의 멤버십 함수(P1 내지 P6)에 대해 적용된 제1 제어 함수를 표현한다.

유사하게, 퍼지 논리 알고리즘은 이하의 식을 적용함으로써 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 실제 속도를 결정할 수 있고:

(식 14)

여기서, G_i는 각각의 무게 중심을 표현하고, CTR_fan_i는 각각의 멤버십 함수(F1 내지 F5)에 대해 적용된 제2 제어 함수를 표현한다.

본 발명의 맥락에서, '부분적으로'는 예를 들어 이들에 한정되는 것은 아니라: 대략 30 퍼센트, 또는 대략 40 퍼센트 또는 더욱 대략 60 퍼센트와 같은, 대략 0인 최소값과 대략 100 퍼센트인 최대값 사이에서 선택된 오일의 임의의 체적으로서 이해되어야 한다. 더 바람직하게는, '부분적으로'는 오일 출구(11)를 통해 유동하여 결국에는 오일 입구(12)에 도달하는 오일의 체적의 대략 절반, 또는 50 퍼센트를 표현하는 오일의 체적으로서 이해되어야 한다. 이러한 체적은 예를 들어, 25 퍼센트 내지 75 퍼센트와 같이, 압축기 또는 진공 펌프(1)의 요구에 따라 변동될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

또한, '주로'는 오일 출구(11)를 통해 유동하고 결국에는 오일 입구(12)에 도달하는 오일의 체적의 대략 전체 체적, 또는 대략 100 퍼센트로서 이해되어야 한다.

예로서 이에 한정되는 것은 아니라, 도 11은 퍼지 논리 알고리즘에 의해 적용된 제어 루프를 도시하고 있다.

이에 따라, 출구 온도 센서(18)에 의해 제공된, 측정된 출구 온도(T_out)는 블록(100)에 수신되고, 상기 수신된 출구 온도(T_out)는 블록(101)의 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)과 비교된다. 에러는 블록(102)의 도움으로 결정된다.

또한, 퍼지 논리 알고리즘은 블록(103)에서 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하고, 퍼지 논리 블록(104)에 도달하기 전에, 단시간 온도 변동이 LPF(105, 106)에 의해 필터링된다.

이에 따라, 퍼지 논리 블록(104)은: 한편으로는 에러의 필터링된 값, 및 다른 한편으로는 이러한 에러의 전개[d(error)/dt]의 필터링된 값을 입력으로서 수신한다. 또한, 퍼지 논리 블록(104)은, 각각의 멤버십 함수에 따라 그리고 전술된 바와 같이 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 그래프 내의 이러한 값을 표현하고 있다.

전체 시스템의 증가된 안정성을 위해, 제어 루프는 블록(107, 108) 각각에서 필터의 도움으로 최종값을 필터링하고, 여기서 매우 작은 변동은 무시된다.

후속 단계에서, 퍼지 논리 블록(104)은, 도 7의 그래프 및 제1 제어 함수(CTR_valve)를 사용하여, 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 방향 및 이러한 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 속도 레이트를 결정한다.

본 명세서에 설명된 방법에 따라, 제1 제어 함수(CTR_valve)의 결과는 바람직하게는 도 7의 각각의 멤버십 함수에 삽입되고, 최종 그래프의 무게 중심이 계산되어 %/s 축 상에 투영된다. %/s 축 상에 투영된 이러한 무게 중심은 퍼지 논리 블록(104)의 출력으로서 블록(109)에 표현되어 있다.

또한, 퍼지 논리 알고리즘은 블록(110) 및 루프(111)의 도움으로 %/s 축 상에 투영된 결정된 무게 중심을 조절 밸브(15)의 현재 위치에 가산하고, 블록(112)에서 상기 조절 밸브(15)의 새로운 현재 위치를 결정한다.

바람직하게는 이에 한정되는 것은 아니라, 더욱 더 안정한 전체 시스템에 대해, 제어 루프는 블록(113, 114)을 포함할 수 있고, 여기서 블록(113)을 통해, 측정된 출구 온도(T_out)가 고려된다.

블록(114)은 출구 온도(T_out)에 따라 조절 밸브(15)의 최소 위치를 결정한다. 바람직하게는, 블록(114)에서, 각각의 출구 온도(T_out)에서 밸브의 최소 위치가 표현되어 있는 실험적으로 결정된 그래프가 업로드된다.

따라서, 블록(110) 및 루프(111)의 도움으로, %/s 축 상에 투영된 결정된 무게 중심을 조절 밸브(15)의 현재 위치에 가산한 후에, 이러한 새롭게 결정된 위치가 각각의 출구 온도(T_out)에 대한 블록(114)의 그래프 상에 결정된 것보다 작은 각도를 가질 것이면, 퍼지 논리 알고리즘은 블록(112)에서 이러한 그래프로부터 추출된 값을 선택하고 상기 조절 밸브(15)의 새로운 현재 위치를 결정할 것이다. 그렇지 않으면, 퍼지 논리 알고리즘은 전술된 바와 같이 처리할 것이다.

이들 검사를 적용함으로써, 퍼지 논리 알고리즘은 압축기 또는 진공 펌프(1)가 온도의 오버슛을 경험하는 것을 방지하는 것을 돕는 데, 이러한 온도 오버슛은 해로운 것으로 판명될 수 있다. 따라서, 블록(113, 114)은 압축기 또는 진공 펌프(1)가 모터(7)의 매우 저속으로 운전할 것이고 출구에서의 온도(T_out)가 매우 높아지게 될 것인 상황을 회피하는 것을 돕는다.

더욱이, 출구에서의 온도(T_out)가 매우 높은 값으로 증가할 것이면, 제어기 유닛(20)은 오일이 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하게 하지 않을 것이고, 또는 단지 매우 소량의 오일만이 그를 통해 유동하게 할 것이다.

조절 밸브(15)의 상기 새로운 현재 위치는 루프(115)의 도움으로, 퍼지 논리 블록(104)의 입력이다.

이러한 새로운 현재 위치를 사용하여, 상기 퍼지 논리 블록(104)은, 도 10의 그래프 및 제2 제어 함수(CTR_fan)를 사용하여, 어떻게 팬(21)의 속도 레이트가 변경되어야 하는지 및 이러한 속도가 변경되어야 하는 레이트를 또한 결정한다.

이에 따라, 제2 제어 함수(CTR_fan)의 결과는 바람직하게는 도 10의 각각의 멤버십 함수에 삽입되고, 최종 그래프의 무게 중심이 계산되어 RPM/s 축 상에 투영된다. RPM/s 축 상에 투영된 이러한 무게 중심은 퍼지 논리 블록(104)의 다른 출력으로서 블록(116)에 표현되어 있다.

또한, 퍼지 논리 알고리즘은 블록(117) 및 루프(118)의 도움으로, 팬(21)의 속도의 현재값과 RPH/s 축 상에 투영된 무게 중심 사이의 합을 적용하고, 블록(119)에서 팬(21)의 새로운 현재 속도를 결정한다.

블록(110)의 조절 밸브(15)의 새로운 현재 위치 및 블록(115)의 팬(21)의 새로운 현재 속도는 조절 밸브(15)의 위치가 제1 데이터 링크(32)를 통해 영향을 받고 팬(21)의 속도가 제2 데이터 링크(33)를 통해 영향을 받게 되는 설정값으로서 제어기 유닛(20)에 의해 또한 사용된다.

본 발명의 맥락에서, 본 명세서에 제시된 기술적 특징들은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 예로서 설명되고 도면에 도시되어 있는 실시예에 결코 한정되는 것은 아니라, 이러한 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고, 모든 종류의 변형에서 실현될 수 있다. 유사하게, 본 발명은 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프의 출구에서의 온도를 예로서 설명된 사전결정된 타겟값 미만으로 유지하기 위한 방법에 한정되는 것은 아니라, 상기 방법은 여전히 본 발명의 범주 내에 남아 있으면서 상이한 방식으로 실현될 수 있다.

Claims

가스 입구(5), 요소 출구(6), 및 오일 입구(12)를 구비한 압축기 또는 진공 요소(4)를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구 온도를 제어하기 위한 방법으로서:
- 상기 요소 출구(6)에서의 출구 온도(T_out)를 측정하는 단계;
- 상기 오일 입구(12)에 접속된 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일의 유동을 조정하기 위해 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계
를 포함하는 방법에 있어서,
상기 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계는 측정된 출구 온도(T_out)에 퍼지 논리 알고리즘을 적용하는 것을 수반하고; 상기 방법은 상기 퍼지 논리 알고리즘을 적용함으로써 그리고 또한 상기 조절 밸브(15)의 위치에 기초하여 상기 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬(21)의 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 가스 입구(5)에서의 입구 온도(T_in) 및 입구 압력(P_in)과 상기 요소 출구(6)에서의 출구 압력(P_out)을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 조절 밸브의 위치의 제어는 측정된 입구 온도(T_in), 입구 압력(P_in) 및 출구 압력(P_out)에 상기 퍼지 논리 알고리즘을 또한 적용하는 것을 수반하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 밸브(15)의 위치를 제어하는 단계는 상기 냉각 유닛(13)을 통해 그리고 상기 냉각 유닛(13)을 바이패스하기 위해 상기 오일 입구(12)에 유체 접속된 바이패스 파이프(14)를 통해 유동하는 오일의 유동을 제어하는 것을 수반하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 방법은 대략 사전결정된 타겟값(T_target)으로 상기 출구 온도(T_out)를 유지하는 단계를 더 포함하고, 상기 사전결정된 타겟값(T_target)은 측정된 입구 온도(T_in), 입구 압력(P_in) 및 출구 압력(P_out)과, 상기 가스 입구(5)를 통해 유동하는 가스의 추정된 또는 측정된 상대 습도(RH)에 기초하여 대기압하 이슬점(ADP)을 결정함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 제1 측정된 출구 온도(T_out,1)로부터 상기 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써 제1 에러(e₁)를 결정하고 후속의 측정된 출구 온도(T_out,2)로부터 상기 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써 제2 에러(e₂)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 상기 제1 에러(e₁)로부터 상기 제2 에러(e₂)를 감산하고 이를 상기 제1 출구 온도(T_out,1)가 측정될 때의 순간과 상기 후속의 출구 온도(T_out,2)가 측정될 때의 순간 사이에 계산된 시간 간격(Δt)으로 나눔으로써, 에러의 시간 도함수를 계산하하여, 에러의 전개[d(error)/dt]를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 상기 제1 에러(e₁) 또는 상기 제2 에러(e₂)와 상기 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여 상기 조절 밸브의 위치가 변경되어야 하는 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 상기 제1 에러(e₁) 또는 상기 제2 에러(e₂)와 상기 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여 상기 조절 밸브의 위치가 변경되어야 하는 속도 레이트를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은:
- 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이면 또는 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt]가 음의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 방향이 상기 바이패스 파이프(14)를 통해 더 많은 오일이 유동하도록 이루어지는 것; 또는
- 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이면 또는 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고, 에러의 전개[d(error)/dt]가 양의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 방향이 상기 냉각 유닛(13)을 통해 더 많은 오일이 유동하도록 이루어지는 것
을 적용함으로써 상기 조절 밸브(15)가 변경되어야 하는 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은:
- 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 음의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)로 변경되게 하는 단계;
- 제2 에러(e₂)가 음의 값(N)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 양의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)로 변경되게 하는 단계;
- 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 음의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)로 변경되게 하는 단계;
- 제2 에러(e₂)가 대략 0(Z)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 양의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)로 변경되게 하는 단계;
- 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 음의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)로 변경되게 하는 단계; 및
- 제2 에러(e₂)가 양의 값(P)이고 에러의 전개[d(error)/dt]가 양의 값(
)이면, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)로 변경되게 하는 단계
중 하나 이상에 따라 상기 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 속도 레이트를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 사전결정된 속도 레이트(-L)는 상기 제6 사전결정된 속도 레이트(+L)보다 낮고; 그리고/또는 상기 제2 사전결정된 속도 레이트(-M)는 상기 제5 사전결정된 속도 레이트(+M)보다 낮고; 그리고/또는 상기 제3 사전결정된 속도 레이트(-S)는 상기 제4 사전결정된 속도 레이트(+S)보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 조절 밸브(15)가 중앙 회전 요소(26)를 포함하면, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 제1 제어 함수(CTR_valve)를 적용하여, 제1 계수(f1)를 곱한 상기 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값을 제2 계수를 곱한 상기 에러의 전개[d(error)/dt)]와 관련된 퍼지값에 가산한 결과와 값 1 사이의 최소값을 결정함으로써, 상기 조절 밸브(15)의 위치가 변경되어야 하는 각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은 상기 조절 밸브(15)의 현재 위치에 계산된 각도를 적용함으로써 상기 조절 밸브(15)의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은 상기 조절 밸브(15)의 결정된 위치, 상기 제2 에러(e₂), 및 상기 에러의 전개[d(error)/dt]에 기초하여 상기 팬(21)의 속도가 증가되거나 감소되어야 하는지를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 퍼지 논리 알고리즘은, 제2 제어 함수(CTR_fan)를 적용하여 상기 팬(21)의 속도가 변경되어야 하는 실제 속도를 결정하고, 제3 계수(f3)를 곱한 상기 제2 에러(e₂)와 관련된 퍼지값이 제4 계수(f4)를 곱한 상기 에러의 전개[d(error)/dt]와 관련된 퍼지값에 가산된 결과에 상기 조절 밸브(15)의 위치의 실제각과 관련된 퍼지값을 곱한 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프로서:
- 가스 입구(5), 요소 출구(6) 및 오일 입구(12)를 갖는 압축기 또는 진공 요소(4);
- 상기 요소 출구(6)에 유체 접속된 분리기 입구(9), 분리기 출구(10) 및 오일 도관에 의해 상기 압축기 또는 진공 요소(4)의 오일 입구(12)에 유체 접속된 오일 출구(11)를 갖는 오일 분리기(8);
- 상기 오일 분리기(8)의 오일 출구(11) 및 상기 압축기 또는 진공 요소(4)의 오일 입구(12)에 접속된 냉각 유닛(13);
- 상기 냉각 유닛(13)을 바이패스하기 위해 상기 오일 출구(11)에 그리고 상기 오일 입구(12)에 유체 접속되는 바이패스 파이프(14);
- 상기 오일 분리기(8)로부터 상기 냉각 유닛(13)을 통해 그리고/또는 상기 바이패스 파이프(14)를 통해 오일이 유동하게 하도록 구성된 상기 오일 출구(11) 상에 제공된 조절 밸브(15);
- 상기 요소 출구(6)에 위치된 출구 온도 센서(18);
- 상기 조절 밸브(15)의 위치를 제어하도록 구성된 제어기 유닛(20)
을 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프에 있어서,
상기 냉각 유닛(13)은 팬(21)을 구비하고, 상기 제어기 유닛(20)은 또한 출구 온도(T_out)를 대략 사전결정된 타겟값(T_target)으로 유지하기 위해 상기 조절 밸브(15)의 위치 및 측정된 출구 온도에 기초하여, 상기 팬(21)의 속도를 제어하기 위한 퍼지 논리 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제17항에 있어서, 상기 가스 입구(5)에 위치된 입구 온도 센서(16) 및 입구 압력 센서(17)를 더 포함하고, 상기 요소 출구(6)에 위치된 출구 압력 센서(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제18항에 있어서, 상기 제어기 유닛(20)은 상기 입구 온도 센서(16), 상기 입구 압력 센서(17), 상기 출구 온도 센서(18) 및 상기 출구 압력 센서(19)의 각각으로부터 측정치를 수신하기 위한 데이터 링크(22)를 포함하고, 상기 제어기 유닛(20)은 수신된 측정치에 기초하여, 계산된 대기압하 이슬점(ADP)을 고려함으로써, 사전결정된 타겟값(T_target)을 계산하기 위한 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 또는 진공 펌프(1)는 상대 습도 센서(23)를 포함하고, 상기 제어기 유닛(20)은 상기 가스 입구(5)에 위치된 상대 습도 센서(23)로부터 측정치를 수신하기 위한 데이터 링크(22)를 더 포함하거나 상기 가스 입구(5)의 레벨에서 가스의 상대 습도(RH)를 어림잡기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기 유닛(20)은 측정된 출구 온도(T_out)로부터 상기 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써 계산된 에러와 상기 조절 밸브(15)의 위치에 기초하여, 상기 팬(21)의 속도를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팬(21)은 가변 속도 모터(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축기 또는 진공 펌프(1)는 상기 오일 출구(11) 및 상기 오일 입구(12)에 접속된 에너지 회수 유닛(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프.
가스 입구(5), 요소 출구(6), 및 오일 입구(12)를 구비한 압축기 또는 진공 요소(4)를 포함하는 오일 주입식 압축기 또는 진공 펌프(1)의 출구 온도(T_out)를 제어하기 위한 제어기 유닛(20)으로서:
- 출구 온도 데이터를 수신하도록 구성된 데이터 입력부를 포함하는 측정 유닛;
- 오일 조절 밸브(15)의 위치를 제어하기 위한 제1 데이터 링크(32)를 포함하는 통신 유닛을 포함하는 제어기 유닛에 있어서,
- 상기 통신 유닛은 냉각 유닛(13)을 통해 유동하는 오일을 냉각하는 팬(21)의 회전 속도를 제어하기 위한 제2 데이터 링크(33)를 더 포함하고;
- 상기 제어기 유닛(20)은 상기 조절 밸브(15)의 위치 및 측정된 출구 온도(T_out)에 기초하여 상기 팬(21)의 속도를 결정하는 퍼지 논리 알고리즘을 구비한 프로세싱 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.
제24항에 있어서, 상기 측정 유닛은 입구 온도 데이터, 입구 압력 데이터 및 출구 압력 데이터를 수신하도록 구성된 데이터 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.
제25항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛은 상기 측정 유닛으로부터 수신된 측정치들에 기초하여, 계산된 대기압하 이슬점(ADP)을 고려함으로써, 사전결정된 타겟값(T_target)을 계산하기 위한 알고리즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.
제26항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛은, 측정된 출구 온도(T_out,1)로부터 계산된 사전결정된 타겟값(T_target)을 감산함으로써, 제1 에러(e₁)를 결정하기 위한 알고리즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.
제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛은 상기 가스 입구(5)를 통해 유동하는 가스의 사전결정된 상대 습도(RH)값을 사용하거나 상기 제어기 유닛은 대기압하 이슬점(ADP)을 결정하기 위해 상기 가스 입구(5)에 위치된 상대 습도 센서(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.
제27항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛은, 후속 출구 온도(T_out,2)의 측정치를 고려하여 결정된 후속 계산된 제2 에러(e₂)로부터 계산된 제1 에러(e₁)를 감산하고, 이를 상기 제1 출구 온도(T_out,1)가 측정될 때의 순간과 상기 후속의 출구 온도(T_out,2)가 측정될 때의 순간 사이에 결정된 시간 간격(Δt)으로 나눔으로써, 에러의 전개[d(error)/dt]를 또한 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어기 유닛.