压缩机组、控制程序、以及控制方法转让专利

申请号 : CN202111680328.9

文献号 : CN114263613B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 植田达小松卓也池上祥治森长谦太

申请人 : 株式会社神户制钢所

摘要 :

本发明提供压缩机组、控制程序、以及控制方法。所述压缩机组压缩对象气体并供给到需求方,其包括螺杆压缩机、流量传感器、数据存储部以及控制部。存储在数据存储部中的特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。控制部基于从发动机获得的负荷信息,从第一特性数据导出第一比较对象压力,基于从流量传感器获得的总要求流量,从第二特性数据导出第二比较对象压力,并且,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到该设定压力的方式控制螺杆压缩机。据此,可以实现适当地应对需求方的要求的螺杆压缩机的喷出压力控制。

权利要求 :

1.一种压缩机组,其特征在于,被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方,并且包括:螺杆压缩机,压缩所述对象气体并供给到需求方;

流量传感器,被设置在所述螺杆压缩机的喷出侧流路上,获取供给到所述需求方的气体流量;

数据存储部,存储特性数据;以及

控制部,控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的压力,其中,所述特性数据包含:表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的第一特性数据;和表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的第二特性数据,所述控制部基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力,并且,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。

2.根据权利要求1所述的压缩机组,其特征在于,

所述第一特性数据包含压力相对于负荷直线增加的比例部,

所述第二特性数据包含所述对象气体的压力相对于所述需求方的总要求流量直线增加的比例部。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机组,其特征在于,

所述发动机的数量为两个以上,

所述控制部基于从所述发动机获得的负荷信息中的最大的负荷,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力。

4.根据权利要求3所述的压缩机组,其特征在于还包括:

回流部,具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和喷出侧流路的旁通流路和设置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀,其中,所述螺杆压缩机具备调整所述对象气体的处理量的滑阀,

所述控制部被构成为:基于存储在所述数据存储部中的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述滑阀和所述回流阀的开度,据此从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量被控制。

5.根据权利要求3所述的压缩机组,其特征在于还包括:

回流部,具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和喷出侧流路的旁通流路和设置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀;

电动式马达,驱动所述螺杆压缩机;以及

变换器,调整所述马达的转数,其中,

所述控制部被构成为:基于存储在所述数据存储部中的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述马达的转数和所述回流阀的开度,据此从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量被控制。

6.根据权利要求1或2所述的压缩机组,其特征在于还包括:

回流部,具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和喷出侧流路的旁通流路和没置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀,其中,所述螺杆压缩机包括调整所述对象气体的处理量的滑阀,

所述控制部被构成为:基于存储在所述数据存储部中的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述滑阀和所述回流阀的开度,据此从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量被控制。

7.根据权利要求1或2所述的压缩机组,其特征在于还包括:

回流部,具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和喷出侧流路的旁通流路和设置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀;

电动式马达,驱动所述螺杆压缩机;以及

变换器,调整所述马达的转数,其中,

所述控制部被构成为:基于存储在所述数据存储部中的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述马达的转数和所述回流阀的开度,据此从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量被控制。

8.一种控制程序,其特征在于,让计算机执行包含螺杆压缩机的压缩机组的控制,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方,所述控制程序包括:

受理步骤,受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的总要求流量;以及控制步骤,基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力,其中,在所述控制步骤中使用的所述特性数据包含:表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的第一特性数据;和表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的第二特性数据,所述控制步骤基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力,并且,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。

9.一种控制方法,其特征在于,控制包含螺杆压缩机的压缩机组,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方,所述控制方法包括:

受理步骤,受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的要求流量;以及控制步骤,基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力,其中,在所述控制步骤中使用的所述特性数据包含:表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的第一特性数据;和表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的第二特性数据,所述控制步骤基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力,并且,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。

说明书 :

压缩机组、控制程序、以及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及压缩机组、压缩机组的控制程序、以及压缩机组的控制方法。

背景技术

[0002] 在液化天然气(LNG)的运输船等中,将在储存该LNG的LNG储存槽发生的蒸发气体(BOG)作为燃料供给到船舶的发动机(日本专利公开公报特开2006‑348752)。在日本专利公开公报特开2006‑348752中公开的技术中,BOG在螺杆压缩机中被压缩后供给到发动机。
[0003] 在日本专利公开公报特开平2‑294592中公开了在使用螺杆压缩机的气体压缩中,以使供给到需求方的气体的压力恒定的方式,控制以旁通螺杆压缩机的滑阀以及螺杆压缩机的方式设置的旁通管的旁通阀的技术。
[0004] 在LNG运输船中,除了发动机以外,有时发电机等需求方也会需要气体(BOG)。因此,在螺杆压缩机中,需要考虑所有需求方消耗的气体总量来进行喷出压力控制。而且,发动机的负荷有时变动,根据负荷的变动而在发动机所需的气体压力也变动,因此,螺杆压缩机还需求进行对应发动机负荷的喷出压力控制。
[0005] 在日本专利公开公报特开平2‑294592公开的技术中,只是以使喷出压力恒定的方式控制滑阀及旁通阀,因此,无法应对根据需求方的负荷变动而变更喷出压力的要求。

发明内容

[0006] 本发明鉴于如上所述的情况而做出,其目的在于实现适当地应对需求方的要求的螺杆压缩机的喷出压力控制。
[0007] 本发明一个方面涉及的压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述压缩机组包括螺杆压缩机、流量传感器、数据存储部以及控制部。所述螺杆压缩机压缩所述对象气体并供给到需求方。所述流量传感器被设置在所述螺杆压缩机的喷出侧流路上,获取供给到所述需求方的气体流量。所述数据存储部存储特性数据。所述控制部控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的压力。
[0008] 在此,在所述的压缩机组中,所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0009] 所述控制部基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,所述控制部将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0010] 本发明另一个方面涉及的控制程序让计算机执行包含螺杆压缩机的压缩机组的控制,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述控制程序包括受理步骤和控制步骤。所述受理步骤是受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的总要求流量的步骤。所述控制步骤是基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力的步骤。
[0011] 在此,在所述控制程序中,在所述控制步骤使用的所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0012] 在所述控制步骤中,基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,在所述控制步骤中,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0013] 本发明又一个方面涉及的控制方法是控制包含螺杆压缩机的压缩机组的方法,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述控制方法包括受理步骤和控制步骤。所述受理步骤是受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的要求流量的步骤。所述控制步骤是基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力的步骤。
[0014] 在此,在所述控制方法中,在所述控制步骤使用的所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0015] 在所述控制步骤中,基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,在所述控制步骤中,将第一比较对象压力和第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0016] 根据本发明,可以实现适当地应对需求方的要求的螺杆压缩机的喷出压力控制。

附图说明

[0017] 图1是表示第一实施方式涉及的压缩机组的结构的图。
[0018] 图2是表示压缩机组中的控制装置的一部分结构的框图。
[0019] 图3是例示表示发动机的负荷与压力之间的关系的第一特性数据的图。
[0020] 图4是例示表示喷出压力与总要求流量之间的关系的第二特性数据的图。
[0021] 图5是喷出压力控制的流程图。
[0022] 图6是表示第一特性数据与第二特性数据之间的关系的图。
[0023] 图7是表示第二实施方式涉及的压缩机组的一部分结构的图。
[0024] 图8是表示压缩机组的其他例的图。

具体实施方式

[0025] 下面,参照附图说明本发明的实施方式。另外,以下说明的实施方式用于例示本发明的结构以及作用效果,本发明除了其本质性的结构以外不受以下实施方式的任何限定。
[0026] [第一实施方式]
[0027] 1.压缩机组2的结构
[0028] 使用图1说明第一实施方式涉及的压缩机组2的结构。
[0029] 如图1所示,本实施方式涉及的压缩机组2被设置在船舶1内。船舶1除了压缩机组2以外,还包括需求方3和LNG储存槽4。压缩机组2具有螺杆压缩机21、气体流路23、24、流量传感器29以及控制部28。螺杆压缩机21具备滑阀22和回流部25。滑阀22附设在螺杆压缩机21,是用于调整从该螺杆压缩机21向气体流路24喷出的BOG(蒸发气体,以下简称为“气体”)的流量的阀。回流部25具有旁通流路26和回流阀(spill back valve)27。旁通流路26以旁通螺杆压缩机21的方式连接吸入侧的气体流路23和喷出侧的气体流路24。回流阀27被设置在旁通流路26,是调整通过旁通流路26而从气体流路24向气体流路23回流的气体的流量的阀。流量传感器29被设置在螺杆压缩机21的喷出侧的流路24(以下称为“喷出侧流路24”),获取供给到需求方3之前的气体的流量。另外,在图1中,流量传感器29相对于旁通流路26位于上游侧。
[0030] 需求方3包括用于推动船舶1的发动机31和发电机35。在船舶1设置需求方控制装置36。另外,发动机31和发电机35有时分别设置多个。
[0031] 在喷出侧流路24设置有分支部32。分支部32具有连接于发电机35的分支流路33和设置在分支流路33的切换阀34。在切换阀34为开状态的情况下,从螺杆压缩机21喷出的气体被供给到发动机31和发电机35双方。相对于此,在切换阀34为闭状态的情况下,从螺杆压缩机21喷出的气体只供给到发动机31。需求方控制装置36执行切换阀34的开闭控制。此外,需求方控制装置36向压缩机组2的控制部28发送发动机31的负荷信息。负荷信息例如是发动机31消耗的气体流量、负荷比例,在本实施方式中作为气体流量(以下称为“发动机要求流量”)而进行说明。此外,在以下的说明中,如果没有特别说明,“流量”这一用语就指“质量流量”。
[0032] LNG储存槽4在内部储存LNG。.气体流路23连接于LNG储存槽4的上部。在LNG储存槽4内发生的气体(BOG)通过气体流路23被供给到螺杆压缩机21。
[0033] 2.控制部28的结构
[0034] 使用图2说明压缩机组2中的控制部28的结构。本实施方式涉及的压缩机组2的控制部28具有喷出压力控制部281、数据存储部282及比较部283。另外,控制部28也可以与需求方控制装置36成为一体。喷出压力控制部281由包含MPU/CPU、ASIC、ROM、RAM等的微处理器形成。在ROM中存储有用于执行压缩机组2的控制的控制程序。数据存储部282由ROM等存储介质形成,存储有包含后述的特性数据的控制程序(通过所述微处理器的执行而控制压缩机组2的程序)。此外,比较部283根据需求方3的负荷状况运算喷出压力,并发送到喷出压力控制部281。比较部283进行的运算处理将在后面说明。
[0035] 喷出压力控制部281由包含所述微处理器的计算机形成,基于在比较部283计算出的喷出压力控制滑阀22及回流阀27的开度。喷出压力控制部281通过执行存储在ROM中的控制程序来控制滑阀22及回流阀27。在螺杆压缩机21驱动时,在喷出压力亦即喷出侧流路24中的压力稳定的状态下,喷出压力控制部281将回流阀27维持为指定开度(例如,在5%~15%的范围预先决定的开度)。据此,在需要使喷出压力变小的情况下,增大回流阀27的开度。在需要使喷出压力变大的情况下,减小回流阀27的开度。另外,在螺杆压缩机21驱动开始前,回流阀27被设为全开状态,据此,可以降低螺杆压缩机21驱动开始时的负荷。
[0036] 本实施方式涉及的数据存储部282具有第一数据存储部282a和第二数据存储部282b。下面说明存储在这些第一及第二数据存储部282a、282b的特性数据。
[0037] 3.存储在第一数据存储部282a的第一特性数据
[0038] 使用图3说明存储在数据存储部282的第一数据存储部282a中的第一特性数据。在第一特性数据911中,纵轴表示发动机要求流量(即,发动机31的负荷),横轴表示与发动机要求流量相对应的气体的压力。在第一特性数据911中,只设定有从作为下限的点PT1起直线性地变化、亦即成为发动机要求流量的变化率恒定的一次函数的关系的比例部LN10。相对于发动机要求流量的气体的压力基于比例部LN10而决定。
[0039] 4.存储在第二数据存储部282b的第二特性数据
[0040] 使用图4说明存储在第二数据存储部282b的第二特性数据915。在第二特性数据915中,纵轴表示发动机31及发电机35亦即来自从螺杆压缩机21供给气体的所有的需求方的气体的要求流量和通过旁通流路26而从气体流路24回流到气体流路23的气体的流量之和(以下,称为“总要求流量”)。第二特性数据915的横轴表示螺杆压缩机21的喷出压力。只设定有总要求流量从图4中的点PT10到PT3直线性地变化、亦即成为总要求流量的变化率恒定的一次函数的关系的比例部LN11。基于比例部LN11,相对于总要求流量的螺杆压缩机21的喷出压力被决定。
[0041] 第二特性数据915表示相对于总要求流量而优选的喷出压力。通过使用第二特性数据915,与没有第二特性数据915的情况(即,始终维持高的恒定的喷出压力的情况)相比较,可以根据总要求流量降低喷出压力,因此,可以降低螺杆压缩机21的动力。但是,如后所述,实际上,不是只基于第二特性数据915决定设定压力,而是还追加考虑与第一特性数据911的关系性来决定设定压力。
[0042] 在本实施方式中,比例部LN11的倾斜小于图3所示的比例部LN10的倾斜。即,比例部LN11中的总要求流量的变化率小于图3的比例部LN10中的发动机要求流量的变化率。但是,比例部LN11的倾斜与LN10的倾斜的关系并不限定于上述的关系。
[0043] 5.比较部283执行的设定压力Pset的设定方法和压力控制方法(压缩机组2驱动时的控制)
[0044] 在压缩机组2驱动时,如图5所示,读取第一特性数据911和第二特性数据915(步骤S10)。接着,控制部28从需求方控制装置36获取发动机31的负荷信息(发动机要求流量)。此外,利用图1的流量传感器29获取向需求方3(发动机31及发电机35)供给前的气体的流量(步骤S11)。也就是说,本实施方式涉及的控制方法及控制程序包含受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的总要求流量的受理步骤。在此,通过流量传感器29获取的气体的流量表示在需求方3消耗的气体的流量与通过旁通流路26而从气体流路24朝向气体流路23回流的气体的流量之和,可以视为所述的总要求流量。但是,有时将对从流量传感器29直接获得的数据进行必要的计算处理(例如温度修正、以及从体积流量向质量流量的转换)后的流量作为总要求流量。
[0045] 接着,比较部283基于第一特性数据911导出与发动机要求流量相对应的第一比较对象压力P1(步骤S12)。此外,比较部283基于第二特性数据915导出与总要求流量相对应的第二比较对象压力P2(步骤S13)。另外,步骤S12也可以在步骤S13后或同时进行。
[0046] 比较部283比较第一比较对象压力P1和第二比较对象压力P2的大小(步骤S14)。在判断第一比较对象压力P1为第二比较对象压力P2以上的情况下(步骤S14:是),将第一比较对象压力P1设定为设定压力Pset(步骤S15)。
[0047] 在此,使用图6说明步骤S12~S15的一例。图6是将图3的第一特性数据911和图4的第二特性数据915重叠表示的图。
[0048] 比较部283基于第一特性数据911(比例部LN10)根据发动机要求流量F11导出点PT11的第一比较对象压力P41(步骤S12)。此外,比较部283基于第二特性数据915(比例部LN11)根据总要求流量F12导出点PT12的第二比较对象压力P42(步骤S13)。
[0049] 比较部283比较第一比较对象压力P41和第二比较对象压力P42的大小(步骤S14)。可知第一比较对象压力P41大。即,判断为在步骤S14的时间点从螺杆压缩机21喷出的气体的流量不满足发动机31的要求流量。因此,第一比较对象压力P41被设定为设定压力Pset(步骤S15)。然后,比较部283将有关设定压力Pset的信息发送到喷出压力控制部281(步骤S16)。喷出压力控制部281以螺杆压缩机21的喷出压力达到该设定压力Pset的方式控制滑阀22及回流阀27的开度(步骤S17)。即,本实施方式涉及的控制方法及控制程序包含基于来自需求方的要求流量和第一特性数据911及第二特性数据915,控制从螺杆压缩机21喷出的对象气体的喷出压力的控制步骤。
[0050] 在此,一般来讲,回流阀27与滑阀22相比更迅速地动作。因此,例如在想要降低螺杆压缩机21的喷出侧的气体流路24中的压力的情况下,增大回流阀27的开度将对象气体返送到螺杆压缩机21的吸入侧,从而迅速地将压力降低至设定压力Pset。在此期间,可以将滑阀22移动到卸载侧来减少从螺杆压缩机21喷出的对象气体的流量。伴随滑阀22向卸载侧的移动,回流阀27返回到原来的开度状态。
[0051] 在想要增大螺杆压缩机21的喷出侧的气体流路24中的压力的情况下,关闭回流阀27使压力迅速地上升,并且在此期间使滑阀22向负载侧移动从而可以增加从螺杆压缩机21的供给流量。伴随滑阀22向负载侧的移动,回流阀27返回到原来的开度状态。
[0052] 在图5的步骤S14中,在比较部283判断为第二比较对象压力P2大于第一比较对象压力P1的情况下(步骤S14:否),将第二比较对象压力P2设定为设定压力Pset(步骤S18)。
[0053] 此时,使用图6所示的例子说明,比较部283基于第一特性数据911(比例部LN10)根据要求流量F13导出点PT13的第一比较对象压力P51(步骤S12)。此外,比较部283基于第二特性数据915(比例部LN11)根据总要求流量F14导出点PT14的第二比较对象压力P52(步骤S13)。
[0054] 如果比较第一比较对象压力P51和第二比较对象压力P52的大小(步骤S14),可知第二比较对象压力P52大。即,由于判断为在步骤S14的时间点从螺杆压缩机21喷出的气体的流量满足发动机31的要求流量,因此,第二比较对象压力P52被设定为设定压力Pset(即,维持现状)(步骤S18)。然后,比较部283将有关设定压力Pset的信息发送到喷出压力控制部281(步骤S16)。喷出压力控制部281以螺杆压缩机21的喷出压力达到该设定压力Pset的方式控制滑阀22及回流阀27的开度(步骤S17)。
[0055] 在压缩机组2中,通常基于图5的流程(步骤S10~S18)导出设定压力Pset,并由喷出压力控制部281反复进行滑阀22及回流阀27的开度控制。
[0056] 6.效果
[0057] 在本实施方式涉及的压缩机组2中,相对于发动机31的要求流量从第一特性数据911导出的第一比较对象压力P41和相对于总要求流量从第二特性数据915导出的第二比较对象压力P42中的大的压力作为设定压力而输出到喷出压力控制部281,由此控制螺杆压缩机21的喷出压力。据此,可以确保需求方整体(即,发动机31及发电机35)所需的气体流量,并且即使发动机31的负荷变动也可以满足发动机31所需的气体流量。由此,在压缩机组2中,可以实现适当地应对需求方的气体要求的螺杆压缩机的喷出压力控制。此外,与以始终维持高的恒定喷出压力的方式进行控制的情况相比较,可以获得削减动力的效果。
[0058] [变形例]
[0059] 压缩机组2也可以利用于发动机31的数量为2个以上的船舶中。此时,控制部28从需求方控制装置36获取各发动机31的负荷信息。接着,比较部283基于从发动机31获得的负荷信息中最大的负荷信息,从第一特性数据911导出第一比较对象压力P1。由此,根据最大负荷的发动机31导出第一比较对象压力P1,从而可以向所有的发动机31供给所需压力的气体。
[0060] [第二实施方式]
[0061] 使用图7说明本发明的第二实施方式涉及的压缩机组2的结构。在本实施方式涉及的压缩机组2中,在螺杆压缩机21连接有电动式的马达51。螺杆压缩机21通过马达51的旋转力的传递而被驱动。在马达51连接有变换器52。马达51的转数通过基于来自控制部28的指令的来自变换器52的信号而被控制。在压缩机组2中,通过控制螺杆压缩机21的转数,可以控制从螺杆压缩机21喷出的对象气体的流量。
[0062] 省略对本实施方式涉及的压缩机组2中的喷出压力控制部281(参照图2)执行的向需求方3的气体的喷出压控制的详细说明,在图5的步骤S17中的控制对象为马达51的转数和回流阀27的点上具有特征。更具体而言,在回流阀27关闭的状态下,通过变换器52控制螺杆压缩机21的转数。此外,在需要超过可通过变换器52调整的转数的范围而进行螺杆压缩机21的压力控制的情况下,通过回流阀27的开度调整进行压力控制。
[0063] 本实施方式涉及的压缩机组2除了利用连接有变换器52的马达51来驱动螺杆压缩机21的点以外,具有与所述第一实施方式一样的结构。此外,关于喷出压力控制部281执行的控制程序,其基本结构也相同。因此,本实施方式也能起到与所述第一实施方式一样的效果。
[0064] [其他变形例]
[0065] 本次公开的实施方式在所有的点上为例示,不应解释为用于限制。本发明的范围不是通过所述的说明来表示,而是通过权利要求书来表示,并包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。因此,以下的实施方式也包含在本发明的范围中。
[0066] 如图8所示,在所述实施方式中,流量传感器29相对于图1的旁通流路26位于下游侧,更准确地说,位于旁通流路26的下游侧且分支流路33的上游侧。此时,也可以基于回流阀27的开度、螺杆压缩机21的吸入压力及喷出压力,计算出通过旁通流路26而从气体流路24向气体流路23回流的气体的流量。
[0067] 在所述实施方式中,也可以代替流量传感器29而使用在螺杆压缩机21的喷出侧的气体流路24中分别设置在连接于发动机31的部分和连接于发电机35的部分的其他的流量传感器。即,可以在连接于各需求方的流路部分设置流量传感器。此时,通过旁通流路26而从气体流路24向气体流路23回流的气体的流量可以如上所述地计算出,也可以在旁通流路26设置流量传感器而从该流量传感器获取。可以基于各流量传感器获取的气体流量的总和求出总要求流量。
[0068] 而且,在所述实施方式中,可以视为各需求方的消耗量的总和大致等于从螺杆压缩机21喷出的气体流量的情况下,在总要求流量的计算中,也可以不加通过旁通流路26而从气体流路24向气体流路23回流的气体流量。
[0069] 在所述实施方式中,作为一例采用了具备一个螺杆压缩机21的结构,但本发明并不限定于此。例如,也可以采用将两个以上的螺杆压缩机串联连接或并列连接的方式。
[0070] 在适用所述实施方式涉及的各压缩机组2的船舶1中,被供给BOG的需求方3采用了设有发动机31和发电机35的结构,但本发明并不限定于此。例如,也可以将GCU(Gas Combustion Unit,气体燃烧装置)及再液化设备作为需求方而追加。
[0071] 所述实施方式中比较第一比较对象压力P1和第二比较对象压力P2并将大的压力设定为螺杆压缩机21的设定压力的方法也可以限定在指定喷出压力的范围来实施。在所述范围外,可以只基于第一特性数据911设定螺杆压缩机21的喷出压力。
[0072] 在所述实施方式中,用于让计算机执行该压缩机组2的控制的控制程序存储在喷出压力控制部281的ROM中,但本发明并不限定于此。例如,也可以将控制程序存储在软盘、硬盘、光盘、半导体存储器等计算机可读取的存储介质中。并且,喷出压力控制部281可以访问这些存储介质即可。
[0073] 在所述实施方式中,第一特性数据911和第二特性数据915的比例部并不一定限定于直线变化的方式,也可以是间歇变化的方式,还可以是具有多次函数、指数函数和对数函数的关系的方式。
[0074] 在所述实施方式中,也可以采用省略比较部283的结构作为控制部281的结构,并根据压缩机组2被搭载的船舶1,乘员等用户利用第一特性数据911及第二特性数据915设定设定压力Pset,并向压缩机组2发送指令。
[0075] [概括]
[0076] 本发明一个方面涉及的压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述压缩机组包括螺杆压缩机、流量传感器、数据存储部以及控制部。所述螺杆压缩机压缩所述对象气体并供给到需求方。所述流量传感器被设置在所述螺杆压缩机的喷出侧流路上,获取供给到所述需求方的气体流量。所述数据存储部存储特性数据。所述控制部控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的压力。
[0077] 在此,在所述的压缩机组中,所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0078] 所述控制部基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从所述流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,所述控制部将所述第一比较对象压力和所述第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0079] 在所述方式涉及的压缩机组中,与发动机的要求流量相对应而从第一特性数据导出的第一比较对象压力和相对于总要求流量而从第二特性数据导出的第二比较对象压力中的大的压力被设定为设定压力,由此控制螺杆压缩机的喷出压力。据此,可以确保需求方整体所需的气体流量,并且即使发动机的负荷变动也可以满足发动机所需的气体流量。此外,与以始终维持高的恒定喷出压力的方式进行控制的情况相比较,可以获得削减动力的效果。
[0080] 在所述方式涉及的压缩机组中,所述第一特性数据也可以包含压力相对于负荷直线增加的比例部。此外,在所述方式涉及的压缩机组中,所述第二特性数据也可以包含所述对象气体的压力相对于所述需求方的所述总要求流量直线增加的比例部。
[0081] 在所述方式涉及的压缩机组中,第一特性数据及第二特性数据具有直线性的关系(一次函数的关系),因此,可以分别容易地导出第一比较对象压力及第二比较对象压力。
[0082] 在所述方式涉及的压缩机组中,所述发动机的数量可以为两个以上。此外,在所述方式涉及的压缩机组中,所述控制部也可以基于从所述发动机获得的负荷信息中最大的负荷,从所述第一特性数据导出所述第一比较对象压力。
[0083] 在所述方式涉及的压缩机组中,根据最大负荷的发动机从第一特性数据导出第一比较对象压力,从而即使具有多个发动机的情况下,也可以向发动机供给所需压力的气体。
[0084] 在所述方式涉及的压缩机组中,也可以还包括回流部,具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和所述喷出侧流路的旁通流路和设置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀。此外,在所述方式涉及的压缩机组中,所述螺杆压缩机也可以包括调整所述对象气体的处理量的滑阀。此外,所述控制部也可以基于存储在所述数据存储部的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述滑阀和所述回流阀的开度,据此控制从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量。
[0085] 在所述方式涉及的压缩机组中,通过并用滑阀和回流阀,由此可以适当地控制压力及流量。
[0086] 在所述方式涉及的压缩机组中,也可以还包括回流部、电动式马达以及变换器。所述回流部也可以具有以旁通所述螺杆压缩机的方式连接吸入侧流路和所述喷出侧流路的旁通流路和设置在所述旁通流路上的可调整开度的回流阀。所述电动式马达也可以驱动所述螺杆压缩机。所述变换器也可以调整所述马达的转数。
[0087] 此外,所述控制部也可以基于存储在所述数据存储部的所述第一特性数据和所述第二特性数据控制所述马达的转数和所述回流阀的开度,据此控制从所述螺杆压缩机喷出的对象气体的流量。
[0088] 在所述方式涉及的压缩机组中,通过并用使用了变换器的马达的转数控制和回流阀,由此可以适当地控制压力及流量。
[0089] 本发明另一个方面涉及的控制程序让计算机执行包含螺杆压缩机的压缩机组的控制,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述控制程序包括受理步骤和控制步骤。所述受理步骤是受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的总要求流量的步骤。所述控制步骤是基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力的步骤。
[0090] 在此,在所述控制程序中,在所述控制步骤使用的所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的所述总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0091] 在所述控制步骤中,基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,在所述控制步骤中,将所述第一比较对象压力和所述第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0092] 在所述方式涉及的控制程序中,相对于发动机的要求流量而从第一特性数据导出的第一比较对象压力和相对于总要求流量而从第二特性数据导出的第二比较对象压力中的大的压力被设定为设定压力。由此,通过微处理器执行所述控制程序从而控制螺杆压缩机的喷出压力。因此,可以确保需求方整体所需的气体流量,并且可以满足与发动机的负荷相对应的适当的气体压力,获得削减压缩机组中的动力的效果。
[0093] 本发明又一个方面涉及的控制方法是控制包含螺杆压缩机的压缩机组的方法,其中,所述压缩机组被设置在船舶内,压缩从所述船舶的液化天然气储存槽吸入的蒸发气体亦即对象气体,并供给到包含发动机和发电机的需求方。所述控制方法包括受理步骤和控制步骤。所述受理步骤是受理所述发动机的负荷信息以及所述需求方的总要求流量的步骤。所述控制步骤是基于特性数据控制从所述螺杆压缩机喷出的所述对象气体的喷出压力的步骤。
[0094] 在此,在所述控制方法中,在所述控制步骤使用的所述特性数据包含第一特性数据和第二特性数据。所述第一特性数据是表示所述发动机的负荷与压力之间的关系的特性数据。所述第二特性数据是表示所述需求方的所述总要求流量与相对于所述总要求流量而在所述螺杆压缩机的喷出侧流路所需的所述对象气体的压力之间的关系的特性数据。
[0095] 在所述控制步骤中,基于从所述发动机获得的负荷信息,从所述第一特性数据导出第一比较对象压力,并且,基于从流量传感器获得的所述总要求流量,从所述第二特性数据导出第二比较对象压力。此外,在所述控制步骤中,将所述第一比较对象压力和所述第二比较对象压力中的大的压力设定为设定压力,以达到所述设定压力的方式控制所述螺杆压缩机。
[0096] 在所述方式涉及的控制方法中,相对于发动机的要求流量而从第一特性数据导出的第一比较对象压力和相对于总要求流量而从第二特性数据导出的第二比较对象压力中的大的压力被设定为设定压力,由此控制螺杆压缩机的喷出压力。据此,可以确保需求方整体所需的气体流量,并且可以满足与发动机的负荷相对应的适当的气体压力,获得削减压缩机组中的动力的效果。