蒸汽驅動式壓縮裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種蒸汽膨脹機的轉速不會急劇變化的蒸汽驅動式壓縮裝置（1），其具有：蒸汽膨脹機（2）；由蒸汽膨脹機（2）驅動的壓縮機（4,5）；具備止回閥（8）的輸出流路（9）；在止回閥（8）的上游側從輸出流路（9）分支、通過通風閥（10）向外部開放的通風流路（12）；其特征在于，具備：主控制裝置（17），該主控制裝置（17）調節控制蒸汽膨脹機（2）的蒸汽流量的蒸汽控制閥（15）的開度，使得在止回閥（8）的下游側檢測輸出流路（9）的壓力的控制壓力檢測器（14）的檢測值（Pc）成為給定的設定壓力；通風控制裝置（18），在轉速檢測器（16）的檢測值為給定的下限轉速以下的情況下，通風控制裝置（18）開放所述通風閥（10），使得在止回閥（8）的上游側檢測輸出流路（9）的壓力的輸出壓力檢測器（13）的檢測值（Pd）成為設定壓力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及蒸汽驅動式壓縮裝置。
技術介紹
在使用由鍋爐產生的蒸汽的裝置中，一般而言，將鍋爐產生的中壓(例如I.2-1. 6MPa)蒸汽利用減壓閥減壓后，將低壓(例如O. 8-0. 9MPa)蒸汽供給至需要的設備。如果由減壓閥對蒸汽減壓，則相當于蒸汽的壓カ差的能量被廢棄，因此，期望回收能量。在專利文獻I中記載了ー種蒸汽驅動式壓縮裝置，其通過利用 蒸汽驅動螺桿蒸汽膨脹機(蒸汽馬達或蒸汽終端)，使蒸汽的壓力能量變換為旋轉カ而回收，并且利用該蒸汽膨脹機的旋轉カ來驅動螺桿壓縮機，從而壓縮空氣。在利用電動馬達驅動的螺桿壓縮機中，廣泛采用加載/卸載機構，當蓄積螺桿壓縮機輸出的壓縮空氣的儲存器(或配管)的壓カ(負荷)達到設定值吋，所述加載/卸載機構關閉設置在螺桿壓縮機的吸入流路中的吸入調整閥，當儲存器的壓カ降低到設定值以下時，所述加載/卸載機構再次打開吸入調整閥。已知的是，壓縮氣體所需要的壓縮功(轉矩)與氣體的壓カ成比例，因此，通過利用加載/卸載機構關閉吸入調整閥而使螺桿壓縮機的吸入壓カ降低，能夠使螺桿壓縮機的負荷(螺桿壓縮機產生的制動轉矩)降低到全負荷的約20%。在蒸汽膨脹機驅動螺桿壓縮機的情況下，蒸汽膨脹機及螺桿壓縮機的轉速成為蒸汽膨脹機產生的驅動轉矩與螺桿壓縮機的制動轉矩所匹配的轉速。因此，如果螺桿壓縮機的制動轉矩降低，則蒸汽膨脹機的轉速上升。也就是說，如果在蒸汽驅動式壓縮裝置中采用加載/卸載機構，則在卸載時會產生蒸汽膨脹機急加速的問題。專利文獻I的蒸汽驅動式壓縮裝置在向蒸汽膨脹機供給蒸汽的流路中設置控制閥，通過將該控制閥進行PID控制使螺桿壓縮機的輸出流路的壓力保持為一定，從而控制蒸汽膨脹機的轉速。在這樣的構成中，負荷小吋，螺桿壓縮機的轉速變得非常低。這樣ー來，輸出側的壓縮空氣從螺桿轉子的間隙漏回吸入側。通過該壓縮空氣的漏回，由壓縮產生的熱量被傳遞至吸入側，因此產生輸出的壓縮空氣的溫度逐漸上升的問題。專利文獻I日本特開2009-250196號公報。
技術實現思路
鑒于前述問題，本專利技術的課題在于提供一種蒸汽膨脹機的轉速不會急劇變化的蒸汽驅動式壓縮裝置。為了解決所述課題，本專利技術的蒸汽驅動式壓縮裝置具有將蒸汽的膨脹カ變換為旋轉カ的蒸汽膨脹機；由所述蒸汽膨脹機驅動來壓縮對象氣體的壓縮機；從所述壓縮機輸出被壓縮的所述對象氣體的輸出流路，所述輸出流路具備止回閥；在所述止回閥的上游側從所述輸出流路分支的通風流路，所述通風流路通過通風閥向外部開放；其特征在于，具備在所述止回閥的上游側檢測所述輸出流路的壓力的輸出壓力檢測器；在所述止回閥的下游側檢測所述輸出流路的壓力的控制壓カ檢測器；檢測所述蒸汽膨脹機的轉速的轉速檢測器；能夠控制所述蒸汽膨脹機的所述蒸汽的流量的蒸汽控制閥；主控制裝置，所述主控制裝置調節所述蒸汽控制閥的開度，使得所述控制壓カ檢測器的檢測值成為給定的設定壓力；通風控制裝置，在所述轉速檢測器的檢測值為給定的下限轉速以下的情況下，所述通風控制裝置開放所述通風閥，使得所述輸出壓カ檢測器的檢測值成為所述設定壓力。根據該構成，根據依據需要負荷和壓縮空氣的供給量的平衡而變動的控制壓カ檢測器的檢測值來調節蒸汽控制閥的開度。由此，通過控制蒸汽膨脹機的驅動轉矩，調整蒸汽壓縮機的轉速，使得壓縮空氣的供給量被平衡為需要的量。另外，在蒸汽壓縮機的轉速降低到下限值的情況下，通過開放通風閥強制地減少壓縮空氣的供給量，使得蒸汽壓縮機的轉速不小于下限轉速。由此，防止在壓縮機內對象氣體從輸出側(高壓側)泄漏至吸入側(低壓偵D而造成的對象氣體的吸入溫度以及輸出溫度成為高溫。另外，在本專利技術的蒸汽驅動式壓縮裝置中，所述通風控制裝置能夠連續地調節所述通風閥的開度。 根據該構成，由于能夠連續地調節通風量，能夠使壓縮空氣的供給量平滑地變化，抑制激烈的負荷變動，獲得穩定的運轉。另外，在本專利技術的蒸汽驅動式壓縮裝置中，所述通風流路具備多個分支流路，這些多個分支流路分別具備所述通風閥，所述通風控制裝置也可以根據所述輸出壓カ檢測器的檢測值來調節開放的所述通風閥的個數。根據該構成，由于通過通風閥的臺數控制來調節通風量，能夠降低壓縮機的轉矩變動，獲得平滑的運轉。另外，在本專利技術的蒸汽驅動式壓縮裝置中，在所述通風閥的下游側也可以具備消聲器。根據該構成，能夠降低通風造成的噪音。附圖說明圖I是本專利技術的第一實施方式的蒸汽驅動式壓縮裝置的構成圖。圖2是本專利技術的第二實施方式的蒸汽驅動式壓縮裝置的構成圖。圖3是本專利技術的第三實施方式的蒸汽驅動式壓縮裝置的構成圖。圖4是本專利技術的第四實施方式的蒸汽驅動式壓縮裝置的構成圖。標號說明 I蒸汽驅動式壓縮裝置 2蒸汽膨脹機 4第一段壓縮機 5第二段壓縮機 8止回閥 9輸出流路 IOUOa通風閥 11消聲器 12通風流路13輸出壓力檢測器 14控制壓力檢測器 15蒸汽控制閥 16轉速檢測器 17主控制裝置 18通風控制裝置 19分支流路。具體實施例方式以下將參考附圖來說明本專利技術的實施方式。首先，圖I中顯示了本專利技術的第一實施方式的蒸汽驅動式壓縮裝置I。蒸汽驅動式壓縮裝置I是將空氣作為要壓縮的對象氣體的壓縮空氣制造裝置。蒸汽驅動式壓縮裝置I具有蒸汽膨脹機2和第一段壓縮機4及第ニ段壓縮機5，蒸汽膨脹機2將蒸汽的膨脹カ變換為旋轉カ，第一段壓縮機4及第ニ段壓縮機5通過齒輪3由 蒸汽膨脹機2驅動，對空氣進行壓縮。蒸汽膨脹機2是在殼體內容納公母ー對的螺桿轉子，通過在螺桿轉子的齒槽內的密閉空間中使蒸汽膨脹而使螺桿轉子旋轉的螺桿膨脹機。第一段壓縮機4和第二段壓縮機5是在殼體內容納公母ー對的螺桿轉子，通過旋轉驅動螺桿轉子，在螺桿轉子的齒槽內的密閉空間中壓縮空氣的螺桿壓縮機。在蒸汽驅動式壓縮裝置I中，第一段壓縮機4和第二段壓縮機5通過中冷器6串聯地連接。也就是說，第一段壓縮機4壓縮輸出的空氣在由中冷器6冷卻之后，利用第二段壓縮機5進ー步壓縮。第二段壓縮機5輸出的壓縮空氣通過輸出流路9而傳送至未圖示的儲存器，從儲存器供給至需要的目的地，其中，在輸出流路9中設置有后冷卻器7和止回閥8。其他的空氣壓縮裝置也可以并聯地連接到儲存器。另外，蒸汽驅動式壓縮裝置I在后冷卻器7和止回閥8之間具有通風流路12，該通風流路12從輸出流路9分支，通過通風閥10連接至消聲器11。也就是說，設置了消聲器11的通風流路12的末端向大氣開放。另外，在輸出流路9中，在止回閥8的上游側，更詳細地說，在后冷卻器7與通風流路12之間具備檢測壓縮空氣的壓カPd的輸出壓力檢測器13，在止回閥8的下游側具備檢測壓縮空氣的壓力Pc的控制壓力檢測器14。進ー步地，在蒸汽驅動式壓縮裝置I中，在將蒸汽供給至蒸汽膨脹機2的流路中設置有能夠通過開度調節而控制蒸汽流量的蒸汽控制閥15，并且具備檢測蒸汽膨脹機2的轉速RI的轉速檢測器16。并且，蒸汽驅動式壓縮裝置I具備由PID控制器構成的主控制裝置17、以及通風控制裝置18，控制壓力檢測器14的檢測值Pc輸入PID控制器，該PID控制器調節蒸汽控制閥15的開度以便使得控制壓力檢測器14的檢測值成為預先設定的給定的設定壓力Pset (例如O. 7MPa)，通風控制裝置18基于輸出壓カ檢測器13的檢測值Pd以及轉速檢測器16的檢測值RI來調節通風閥1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蒸汽驅動式壓縮裝置，具有：將蒸汽的膨脹力變換為旋轉力的蒸汽膨脹機；由所述蒸汽膨脹機驅動來壓縮對象氣體的壓縮機；從所述壓縮機輸出被壓縮的所述對象氣體的輸出流路，所述輸出流路具備止回閥；在所述止回閥的上游側從所述輸出流路分支的通風流路，所述通風流路通過通風閥向外部開放；其特征在于，具備：在所述止回閥的上游側檢測所述輸出流路的壓力的輸出壓力檢測器；在所述止回閥的下游側檢測所述輸出流路的壓力的控制壓力檢測器；檢測所述蒸汽膨脹機的轉速的轉速檢測器；能夠控制所述蒸汽膨脹機的所述蒸汽的流量的蒸汽控制閥；主控制裝置，所述主控制裝置調節所述蒸汽控制閥的開度，使得所述控制壓力檢測器的檢測值成為給定的設定壓力；通風控制裝置，在所述轉速檢測器的檢測值為給定的下限轉速以下的情況下，所述通風控制裝置開放所述通風閥，使得所述輸出壓力檢測器的檢測值成為所述設定壓力。

【技術特征摘要】
2011.06.22 JP 2011-1388141.一種蒸汽驅動式壓縮裝置，具有 將蒸汽的膨脹力變換為旋轉力的蒸汽膨脹機； 由所述蒸汽膨脹機驅動來壓縮對象氣體的壓縮機； 從所述壓縮機輸出被壓縮的所述對象氣體的輸出流路，所述輸出流路具備止回閥；在所述止回閥的上游側從所述輸出流路分支的通風流路，所述通風流路通過通風閥向外部開放； 其特征在于，具備 在所述止回閥的上游側檢測所述輸出流路的壓力的輸出壓力檢測器； 在所述止回閥的下游側檢測所述輸出流路的壓力的控制壓力檢測器； 檢測所述蒸汽膨脹機的轉速的轉速檢測器； 能夠控制所述蒸汽膨脹機的所述蒸汽的流量的蒸汽控制閥； 主控制裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：山本祐介，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，三浦工業株式會社，
類型：發明
國別省市：