KR101812375B1

KR101812375B1 - 압축 장치

Info

Publication number: KR101812375B1
Application number: KR1020140056431A
Authority: KR
Inventors: 도오루 요시오카
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2017-12-26
Also published as: JP2014224530A; CN104154015A; KR20140135103A; JP6300624B2; CN104154015B

Abstract

압축 장치는, 공기를 압축하는 압축부와, 모터에 의해 개폐 구동되어, 상기 압축부로부터 토출되는 상기 공기를 상기 압축부의 토출측 배관 내로부터 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와, 상기 방풍 밸브보다 개방되는 속도가 크고, 상기 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출 가능한 급속 개방 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

압축 장치 {COMPRESSION APPARATUS}

본 발명은 공기 등을 소정의 압력까지 압축하는 압축 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1은 원심 압축기를 개시하고 있다. 원심 압축기의 토출측의 배관에는 방풍 밸브가 설치되어 있다. 방풍 밸브는, 토출측의 배관 내의 압력이 상승되었을 때 등에 개방되어, 토출측의 배관 내의 공기를 외부로 방출하여 당해 배관 내의 압력을 억제하거나 혹은 압력의 상승을 억제한다.

일반적으로, 방풍 밸브의 개폐를 행하는 구동원으로서는, 공기식 액추에이터가 사용되고 있다. 공기식 액추에이터(통상 거래처로부터)에 공급되는 계장 공기는, 건조도가 나쁜 경우가 있어, 공기식 액추에이터의, 특히 포지셔너의 고장의 원인으로 되고 있다. 이를 회피하는 수단으로서, 액추에이터를 전동(모터)식으로 하는 경우가 생각된다.

그러나, 이와 같이 방풍 밸브의 구동원으로서 모터를 채용하면, 방풍 밸브를 개방하는 속도가 느려, 방풍 밸브를 개방할 필요가 있을 때에 토출측의 배관 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 없다. 이로 인해, 상기 배관 내의 압력이 원심 압축기의 사용에 있어서의 상한값을 초과하는 경우가 있다.

일본 특허 출원 공개 제2004-316462호 공보

본 발명의 목적은, 방풍 밸브의 개폐 구동을 모터에 의해 행하면서 압축부의 토출측 배관 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있는 압축 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 면에 의하면, 압축 장치는, 공기를 압축하는 압축부와, 모터에 의해 개폐 구동되어, 상기 압축부로부터 토출되는 상기 공기를 상기 압축부의 토출측 배관 내로부터 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와, 상기 방풍 밸브보다 개방하는 속도가 크고, 상기 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출 가능한 급속 개방 밸브를 구비한다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 압축 장치의 개략도.
도 2는 상기 압축 장치에 있어서 긴급 개방을 행하는 경우의 제어를 설명하기 위한 도면.
도 3은 제2 실시 형태에 관한 압축 장치의 개략도.

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해, 도 1 내지 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 압축 장치의 개략 구성도이고, 도 2는 상기 압축 장치에 있어서 긴급 개방이 행해질 때의 제어를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 압축 장치(10)는, 흡입 필터(11)와, 흡입량 조정부(12)와, 압축부인 압축기(13)와, 열교환기(14)와, 방풍부(15)와, 급속 개방 밸브(16)와, 소음기(17)와, 역지 밸브(18)와, 제1 압력계(19A)와, 제2 압력계(19B)와, 컨트롤러(20)를 구비한다. 또한, 압축 장치(10)는, 흡인측 배관(30)과, 토출측 배관(32)과, 방출용 배관(34)을 구비한다. 흡인측 배관(30)에는, 상류측으로부터, 흡입 필터(11)와, 흡입량 조정부(12)가 순서대로 배치되어, 하류단부가 압축기(13)의 흡인구(131)에 접속되어 있다. 토출측 배관(32)에는 열교환기(14)가 배치된다. 토출측 배관(32)의 상류단부는 압축기(13)의 토출구(132)에 접속되고, 하류단부는 역지 밸브(18)에 접속되어 있다. 역지 밸브(18)에는, 공급처에 압축된 공기를 보내는 배관인 모관(50)이 접속된다.

방출용 배관(34)은, 제1 배관(34A)과 제2 배관(34B)을 포함한다. 제1 배관(34A)의 일단부는, 토출측 배관(32)에 있어서 열교환기(14)보다도 하류측의 부위에 접속되고, 타단부는, 소음기(17)에 접속되어 있다. 제1 배관(34A)의 중간 부위에는, 방풍 밸브(150)가 배치되어 있다. 제2 배관(34B)의 일단부는, 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)와 제1 배관(34A)의 일단부가 접속된 부위 사이에 접속되고, 타단부는, 제1 배관(34A)에 있어서의 소음기(17)와 방풍 밸브(150) 사이에 접속되어 있다. 제2 배관(34B)의 중간 부위에는, 방풍 밸브(150)보다도 소형의 전자기 밸브인 급속 개방 밸브(16)가 배치되어 있다. 또한, 제1 배관(34A)의 일단부는, 토출측 배관(32)에 있어서의 압축기(13)와 열교환기(14) 사이의 부위에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 배관(34B)의 일단부 및 제1 압력계(19A)도, 상기 압축기(13)와 열교환기(14) 사이의 부위에 접속된다.

흡입 필터(11)는, 흡인측 배관(30)을 통해 압축기(13)에 흡입되는 공기로부터 먼지 등을 제거한다.

흡입량 조정부(12)는, 흡입 밸브(120)와, 제1 전동 액추에이터(121)와, 제1 포지셔너(122)를 구비하여, 압축기(13)에 흡입되는 공기의 유량을 조정한다.

흡입 밸브(120)는, 인렛 가이드 베인이다. 개방도를 조정 가능한 밸브이다. 제1 전동 액추에이터(121)는, 제1 모터(M1)를 동력원으로 한다. 제1 포지셔너(122)는, 컨트롤러(20)로부터의 지시 신호 Sig.1에 기초하여 제1 전동 액추에이터(121)를 제어함으로써 흡입 밸브(120)의 개방도를 조정한다. 흡입 밸브(120)에서는, 흡입 밸브(120)의 개방도를 변경함으로써, 압축기(13)에 흡인되는 공기의 유량이 변화된다.

압축기(13)는, 압축기 본체(130)와 메인 모터(133)를 갖는다. 본 실시 형태의 압축기(13)는, 소위 터보 압축기이다. 압축기 본체(130)는, 도시하지 않은 임펠러를 갖고, 상기 임펠러가 회전함으로써 흡인한 공기를 압축하여 토출한다. 메인 모터(133)는, 일정 회전 속도로 압축기 본체(130)의 상기 임펠러를 회전시킨다. 메인 모터(133)에 공급되는 전력은, 컨트롤러(20)에 의해 흡입 밸브(120)를 제어하여 압축기(13)에 흡인되는 공기량을 변화시킴으로써 제어된다. 압축기 본체(130)에는, 도시하지 않은 유량계가 설치되어 있고, 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 유량을 검출하여, 상기 유량에 따른 유량 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다. 또한, 컨트롤러(20)가, 메인 모터(133)에 공급되는 전력의 값에 기초하여, 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 유량을 구하는 구성이어도 된다.

열교환기(14)는, 압축기(13)로부터 토출된 공기와, 저온의 냉각 유체(물 등)를 열교환시켜, 압축기(13)로부터 토출된 공기를 냉각한다.

방풍부(15)는, 방풍 밸브(150)와, 제2 전동 액추에이터(151)와, 제2 포지셔너(152)를 구비한다.

제2 전동 액추에이터(151)는, 제2 모터(M2)를 동력원으로 한다. 방풍 밸브(150)는, 개방도 조정 가능한 밸브이다. 제2 포지셔너(152)는, 컨트롤러(20)로부터의 지시 신호 Sig.2에 기초하여 제2 전동 액추에이터(151)를 제어함으로써 방풍 밸브(150)의 개방도를 조정한다. 방풍부(15)에서는, 방풍 밸브(150)가 개방됨으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기가 제1 배관(34A)을 통해 외부로 방출된다. 본 실시 형태에서는, 방풍 밸브(150)가 완전 폐쇄 상태로부터 완전 개방 상태로 이행될 때까지의 시간은 30초 내지 1분 정도이다.

급속 개방 밸브(16)는, 컨트롤러(20)로부터의 지시 신호 Sig.3에 기초하여 개폐 동작을 행한다. 급속 개방 밸브(16)가 개방됨으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기가 제2 배관(34B)을 통해 외부로 방출된다. 제2 배관(34B)의 직경은, 제1 배관(34A)의 직경보다도 작고, 제2 배관(34B)으로부터 배출되는 공기의 유량은, 제1 배관(34A)보다도 작다. 또한, 급속 개방 밸브(16)는, 방풍 밸브(150)보다도 소형이고, 급속 개방 밸브(16)가 개방되는 속도는 방풍 밸브(150)의 개방되는 속도보다 크다. 즉, 급속 개방 밸브(16)에서는, 완전 폐쇄 상태로부터 완전 개방 상태로 이행될 때까지의 시간이, 개폐 구동되는 방풍 밸브(150)에 비해 짧고, 본 실시 형태에서는, 완전 폐쇄 상태로부터 완전 개방 상태로 이행될 때까지의 시간은 1초 내지 2초 정도이다.

소음기(17)는, 공기가 방출용 배관(34)으로부터 외부로 방출될 때의 배기음을 소음한다.

역지 밸브(18)는, 공급처를 향해 토출된 공기가 압축 장치(10) 내로 역류되는 것을 방지한다.

제1 압력계(19A)는, 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)와 역지 밸브(18) 사이에 배치되어, 토출측 배관(32) 내의 압력을 검출하여, 압력 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다. 제2 압력계(19B)는, 모관(50)에 배치되어, 모관(50) 내의 압력을 검출하여, 압력 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다.

컨트롤러(20)에서는, 프로그램을 실행함으로써, 기능적으로, 운전 제어부(201)와, 방풍 제어부(202)가 구성된다.

운전 제어부(201)는, 흡입량 조정부(12)와 압축기(13)를 제어한다. 압축 장치(10)의 운전 시에는, 운전 제어부(201)는, 압축기(13)의 메인 모터(133)를 구동시킨 후, 흡입량 조정부(12)를 제어하여 흡입 밸브(120)의 개방도를 크게 한다. 흡입 필터(11)를 통해 공기가 압축기(13)에 흡인되어 압축되고, 압축기(13)의 토출구(132)로부터 토출된다. 이 토출된 공기는, 압축에 의해 고온으로 되어 있지만, 열교환기(14)를 통과함으로써 냉각된다. 이에 의해, 원하는 압력이고 또한 원하는 온도의 공기가 압축 장치(10)로부터 토출된다.

방풍 제어부(202)는, 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)의 개폐를 제어한다. 또한, 방풍 제어부(202)는, 긴급 개방이 필요하다고 판단했을 때에, 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)를 개방함으로써 긴급 개방을 행한다. 이 긴급 개방이라 함은, 제1 압력계(19A)[또는 제2 압력계(19B)]에 의해 측정된 압력이 상승하여 미리 설정된 소정값(도 2에 도시하는 예에서는 긴급 개방 압력값)에 가까워졌을 때, 또는, 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 유량이 감소되어 미리 설정된 소정값(도 2에 도시하는 예에서는 긴급 개방 유량값)에 가까워졌을 때에, 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)를 개방하여 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 방출하는 동작이다. 또한, 긴급 개방 압력값은, 통상 운전 시의 토출 압력 목표값보다도 큰 값이고, 터보 압축기의 압력 상승 한계 또는 압축 장치(10) 및 압축한 공기의 공급처의 각 구성 부품 등의 내압 성능 등에 의해 결정되는 값이다. 또한, 긴급 개방 유량값은, 서징이 발생하는 값(서지 라인)보다도 토출 유량이 커지도록 설정된 값이고, 방풍 밸브(150) 및 급속 개방 밸브(16)를 개방했을 때에 방출되는 공기의 유량 등에 의해 결정된다.

구체적으로는 이하와 같다.

우선, 공급처에서의 공기의 사용량이 감소되는 것 등에 의해, 제1 압력계(19A)[또는 제2 압력계(19B)]에 의해 검출되는 압력이 상승된 경우의 제어에 대해 설명한다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 긴급 개방 압력값보다도 방풍 개시 압력값이 작고, 방풍 개시 압력값보다도 토출 압력 목표값이 작다.

운전 제어부(201)는, 제1 압력계(19A)[또는 제2 압력계(19B)]에 의해 측정된 압력이 토출 압력 목표값으로 되도록 압축기(13)를 제어한다. 그리고, 공급처에서의 공기의 사용량이 감소되는 것 등에 의해, 검출된 압력이 토출 압력 목표값으로부터 상승하여 방풍 개시 압력값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 제2 포지셔너(152)에 지시 신호 Sig.2를 출력하고, 제2 전동 액추에이터(151)를 구동하여 방풍 밸브(150)를 개방하기 시작한다. 단, 본 실시 형태의 방풍 밸브(150)는, 개방하는 속도가 느려, 개방 개시 시에 있어서는 충분한 양의 공기를 방출할 수 없어, 토출측 배관(32) 내의 압력의 상승 속도가 빠르면 토출측 배관(32) 내의 압력 상승을 충분히 억제할 수 없다. 이 경우, 검출된 압력이 긴급 개방 압력값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 급속 개방 밸브(16)에 지시 신호 Sig.3을 출력하여 급속 개방 밸브(16)를 개방한다. 급속 개방 밸브(16)는, 개방하는 속도가 빠르므로, 토출측 배관(32) 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다. 그 결과, 급속 개방 밸브(16)의 개방에 의해 토출측 배관(32) 내의 압력의 상승을 억제할 수 있다. 그리고, 압력의 상승 속도를 억제하고 있는 동안에, 방풍 밸브(150)가 완전 개방 상태에 근접함으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기를 충분한 유량으로 외부로 방출할 수 있게 된다. 이상에 설명한 동작에 의해, 토출측 배관(32) 내의 압력이 압축 장치(10)의 내압 성능 등에 있어서의 상한값을 초과하는 것을 방지할 수 있다.

긴급 개방을 종료할 때에는, 방풍 제어부(202)가 제2 포지셔너(152)와 급속 개방 밸브(16)에 지시 신호 Sig.2, Sig.3을 출력하여 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)를 폐쇄한다.

계속해서, 운전 제어부(201)는, 압축기(13)의 메인 모터(133)를 구동시킨 후, 흡입량 조정부(12)를 제어하여 흡입 밸브(120)의 개방도를 크게 한다. 이때, 압축 장치(10)에 접속해 둔 냉각 유체 공급원(예를 들어, 냉각 유체가 물인 경우, 쿨링 타워나 수도 등)으로부터 열교환기(14)로 냉각용 유체를 공급시킨다.

다음에, 고장 등에 의해 압축기(13)의 메인 모터(133)가 정지하여 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 토출 유량이 감소된 경우나, 다른 원인으로 압축기(13)의 토출 유량이 감소된 경우의 제어에 대해 설명한다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 방풍 개시 유량값보다도 긴급 개방 유량값이 작고, 긴급 개방 유량값보다도 서지 라인이 작다.

검출된 압축기(13)로부터의 토출 유량이 감소하여 방풍 개시 유량값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 제2 포지셔너(152)에 지시 신호 Sig.2를 출력하고, 제2 전동 액추에이터(151)를 구동하여 방풍 밸브(150)를 개방하기 시작한다. 토출 유량이 긴급 개방 유량값까지 저하된 경우에는, 방풍 제어부(202)는, 급속 개방 밸브(16)에 지시 신호 Sig.3을 출력하여 급속 개방 밸브(16)를 개방한다. 이에 의해, 토출측 배관(32) 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다. 이와 같이, 급속 개방 밸브(16)를 개방하여 토출측 배관(32) 내의 압력을 급속하게 저하시킴으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기가 압축기(13) 내로 역류하는 현상, 즉, 서징의 발생을 방지할 수 있다. 긴급 개방을 종료할 때는, 이미 서술한 바와 같이, 방풍 제어부(202)가, 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)를 폐쇄한다.

이상, 본 실시 형태에 관한 압축 장치(10)에서는, 긴급 개방 시, 즉, 방풍 밸브(150)를 개방하여 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 방출할 필요가 있을 때에, 급속 개방 밸브(16)를 개방함으로써 상기 공기를 빠르게 외부로 방출시킬 수 있다. 이로 인해, 제2 모터(M2)에 의한 구동에 의해 방풍 밸브(150)가 충분히 개방될 때까지의 동안, 급속 개방 밸브(16)로부터 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 방출시킴으로써, 토출측 배관(32) 내의 압력을 억제하거나, 또는 압력의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 압축 장치(10)는, 방풍 밸브(150)와 급속 개방 밸브(16)를 동시에 개방을 개시해도 된다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 도 3을 참조하면서 설명하지만, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일 부호를 사용함과 함께 상세한 설명을 생략하고, 다른 구성에 대해서만 상세하게 설명한다.

본 실시 형태의 압축 장치(10A)는, 제1 실시 형태의 압축 장치(10)에 있어서의 급속 개방 밸브(16) 대신에, 급속 개방용 밸브부(160)를 갖는 점에서 구성이 다르다.

본 실시 형태의 급속 개방용 밸브부(160)는, 공급 배기 전환부(161)와, 파일럿 밸브(급속 개방 밸브)(162)와, 속도 조정 밸브(163)를 구비한다. 급속 개방용 밸브부(160)에는, 압축 장치(10A)로부터 토출된 공기의 일부를 당해 급속 개방용 밸브부(160)로 안내하는 안내 배관(165)이 접속되어 있다. 본 실시 형태의 안내 배관(165)에 있어서 급속 개방용 밸브부(160)에 접속되어 있는 것과 반대측의 단부는, 모관(50)에 접속되어 있다. 이에 의해, 열교환기(14)에서 냉각됨으로써 습도가 낮아진 공기를 급속 개방용 밸브부(160)에 공급할 수 있고, 수분이 들어감으로써 발생하는 고장 등을 방지할 수 있다.

공급 배기 전환부(161)는, 컨트롤러(20)에 의해 개폐 제어되는 전자기 밸브를 구비하여, 안내 배관(165)의 단부에 접속되어 있다. 또한, 공급 배기 전환부(161)는, 접속관(164)에 의해 파일럿 밸브(162)와 접속되어 있다. 그리고, 공급 배기 전환부(161)는, 전자기 밸브가 개방됨으로써, 안내 배관(165)에 의해 안내된 공기가 접속관(164)을 통해 파일럿 밸브(162)에 공급되고, 전자기 밸브가 폐쇄됨으로써, 파일럿 밸브(162) 내의 공기가 접속관(164)을 통해 외부로 배기되도록 구성되어 있다. 본 실시 형태의 공급 배기 전환부에서는, 파일럿 밸브(162)로부터 배기된 공기가 소음기(17)를 통해 외부로 방출되도록 배관되어 있다.

파일럿 밸브(162)는, 개폐 밸브(166)와 실린더부(167)를 갖는다. 개폐 밸브(166)는, 제2 배관(34B)에 설치되어, 제2 배관(34B) 내의 유로를 개폐한다. 실린더부(167)는, 개폐 밸브(166)를 구동한다. 상세하게는, 실린더부(167)는, 소정의 압력의 공기가 공급되면 피스톤 로드(167A)가 연장되어 개폐 밸브(166)를 개방하고, 상기 공기가 배기되면 피스톤 로드(167A)가 수축되어 개폐 밸브(166)를 폐쇄한다.

본 실시 형태의 파일럿 밸브(162)는, 실린더부(167)에 소정의 압력의 공기가 공급됨으로써, 개폐 밸브를 완전 폐쇄 상태로부터 완전 개방 상태로 될 때까지, 예를 들어 1초 내지 2초 정도이다.

속도 조정 밸브(163)는, 접속관(164)에 설치되어 있다. 속도 조정 밸브(163)는, 오리피스(163A)와 체크 밸브(163B)를 구비한다. 공급 배기 전환부(161)로부터 실린더부(167)를 향하는 공기는, 주로 체크 밸브(163B)를 통과한다. 또한, 실린더부(167)로부터 공급 배기 전환부(161)에 배기되는 공기는, 오리피스(163A)를 통과한다. 이로 인해, 공급 배기 전환부(161)에 배기되는 공기의 유량은, 공급 배기 전환부(161)로부터 실린더부(167)에 유입되는 공기의 유량보다 작아진다. 이에 의해, 속도 조정 밸브(163)는, 개폐 밸브(166)가 폐쇄될 때의 속도를, 개방될 때의 속도보다 작게 한다.

본 실시 형태의 압축 장치(10A)는, 긴급 개방일 때의 동작을 도 2를 참조하면서 설명한다. 공급처에서의 공기의 사용량이 감소되는 것 등에 의해, 제1 압력계(19A)[또는 제2 압력계(19B)]에 의해 검출된 압력이 방풍 개시 압력값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 제2 포지셔너(152)에 지시 신호 Sig.2를 출력하고, 제2 전동 액추에이터(151)를 구동하여 방풍 밸브(150)를 개방한다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 방풍 밸브(150)는, 개방되는 속도가 느리므로, 개방 개시 시에 있어서는 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 충분히 방출할 수 없고, 이에 의해, 토출측 배관(32) 내의 압력의 상승 속도가 빠르면 토출측 배관(32) 내의 압력 상승을 충분히 억제할 수 없다. 이 경우, 검출된 압력이 긴급 개방 압력값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 공급 배기 전환부(161)의 전자기 밸브를 개방하여, 안내 배관(165)을 통해 모관(50)으로부터 안내된 공기를 파일럿 밸브(162)의 실린더부(167)에 공급한다. 이에 의해, 실린더부(167)의 피스톤 로드(167A)가 스프링을 미는 방향으로 연장되어 개폐 밸브(166)를 빠르게 개방한다. 이에 의해, 토출측 배관(32) 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다. 개폐 밸브(166)의 개방에 의해 토출측 배관(32) 내의 압력의 상승을 억제하거나, 또는 압력의 상승 속도를 억제하고 있는 동안에, 방풍 밸브(150)가 완전 개방 상태에 근접함으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기를 충분한 유량으로 외부로 방출할 수 있게 된다. 그 결과, 토출측 배관(32) 내의 압력이 압축 장치(10A)의 내압 성능 등에 있어서의 상한값을 초과하는 것을 방지할 수 있다.

긴급 개방을 종료할 때에는, 방풍 제어부(202)가 제2 포지셔너(152)와 파일럿 밸브(162)의 공급 배기 전환부(161)의 전자기 밸브에 지시 신호 Sig.2, Sig.3을 출력하여 방풍 밸브(150)와 개폐 밸브(166)를 폐쇄한다. 이때, 본 실시 형태의 압축 장치(10A)에서는, 속도 조정 밸브(163)에 의해 실린더부(167)로부터 배기되는 공기의 유량을 줄임으로써 개폐 밸브(166)를 천천히 폐쇄한다. 이에 의해, 토출측 배관(32) 내의 압력이 급격하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 고장 등에 의해 압축기(13)의 메인 모터(133)가 정지하여 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 토출 유량이 감소한 경우나, 다른 원인으로 압축기(13)의 토출 유량이 감소한 경우의 제어에 대해 설명한다.

검출된 압축기(13)로부터의 토출 유량이 줄어 방풍 개시 유량값에 도달하면, 방풍 제어부(202)는, 제2 포지셔너(152)에 지시 신호 Sig.2를 출력하고, 제2 전동 액추에이터(151)를 구동하여 방풍 밸브(150)를 개방한다. 그리고, 토출 유량이 긴급 개방 유량값에 도달했을 때에, 방풍 제어부(202)는, 공급 배기 전환부(161)의 전자기 밸브를 개방하여, 안내 배관(165)을 통해 모관(50)으로부터 안내된 공기를 파일럿 밸브(162)의 실린더부(167)에 공급한다. 이에 의해, 개폐 밸브(166)가 빠르게 개방된다. 이로 인해, 토출측 배관(32) 내의 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다. 이와 같이, 개폐 밸브(166)의 개방에 의해 토출측 배관(32) 내의 압력을 급격하게 저하시킴으로써, 서징의 발생을 방지할 수 있다. 긴급 개방을 종료하는 동작은, 토출측 배관(32) 내의 압력이 상승 시에 있어서의 방풍 제어부(202)의 동작과 동일하다.

이상, 본 실시 형태에 관한 압축 장치(10A)에서는, 긴급 개방 시에, 파일럿 밸브(162), 상세하게는, 개폐 밸브(166)를 개방함으로써 토출측 배관(32) 내의 공기를 빠르게 외부로 방출시킬 수 있다. 이로 인해, 제2 모터(M2)에 의한 구동에 의해 방풍 밸브(150)가 충분히 개방될 때까지의 동안, 파일럿 밸브(162)로부터 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 방출시킴으로써, 토출측 배관(32) 내의 압력을 억제하거나, 또는 압력의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 압축 장치는, 상기 제1 및 제2 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양하게 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

상기 제1 및 제2 실시 형태의 압축기(13)는, 소위 터보 압축기이지만, 예를 들어 스크류 압축기 등의 다른 형식의 압축기여도 된다.

또한, 제2 실시 형태의 압축 장치(10A)에서는, 개폐 밸브(166)의 개폐 구동을 공기압을 이용한 실린더부(167)에 의해 행하고 있지만, 기름이나 물 등의 다른 유체의 압력을 이용한 실린더부에 의해 행해도 된다.

안내 배관(165)의 급속 개방용 밸브부(160)에 접속되는 단부와는 반대측의 단부가, 토출측 배관(32)에 접속되어도 된다.

[실시 형태의 개요]

이상의 실시 형태를 정리하면, 이하와 같다.

즉, 상기의 실시 형태에 관한 압축 장치는, 공기를 압축하는 압축부와, 모터에 의해 개폐 구동되어, 상기 압축부로부터 토출되는 상기 공기를 상기 압축부의 토출측 배관 내로부터 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와, 상기 방풍 밸브보다 개방하는 속도가 크고, 상기 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출 가능한 급속 개방 밸브를 구비한다.

이러한 구성에 의하면, 방풍 밸브를 개방하여 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출할 필요가 있을 때에, 급속 개방 밸브를 개방함으로써 상기 공기를 빠르게 외부로 방출시킬 수 있다. 이로 인해, 모터에 의한 구동에 의해 방풍 밸브가 충분히 개방될 때까지의 동안, 급속 개방 밸브로부터 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출시킴으로써, 토출측 배관 내의 압력을 억제하거나, 또는 압력의 상승을 억제할 수 있다.

상기 압축 장치에서는, 상기 급속 개방 밸브는 전자기 밸브에 의해 구성되어 있다.

전자기 밸브는, 모터에 의해 개폐 구동되는 밸브보다도 개폐 속도가 크기 때문에, 방풍 밸브를 개방하여 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출할 필요가 있을 때에 당해 전자기 밸브를 개방함으로써, 상기 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다.

상기 압축 장치에서는, 상기 급속 개방 밸브는 유체의 압력을 이용하여 개폐를 행하는 파일럿 밸브에 의해 구성되어 있다.

파일럿 밸브는, 모터에 의해 개폐 구동되는 밸브보다도 개폐 속도가 크기 때문에, 방풍 밸브를 개방하여 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출할 필요가 있을 때에 당해 파일럿 밸브를 개방함으로써, 상기 공기를 빠르게 외부로 방출할 수 있다.

상기 압축 장치는 상기 압축부로부터 토출된 공기의 일부를 상기 파일럿 밸브로 안내하는 안내 배관을 더 구비한다. 그리고, 상기 파일럿 밸브는, 상기 압축부로부터 토출된 공기의 공기압을 이용하여 개폐를 행한다.

이러한 구성에 의하면, 파일럿 밸브의 개폐 구동용의 공기 공급원 등을 별도로 설치하지 않아도, 파일럿 밸브를 개폐시킬 수 있다.

상기 압축 장치는, 상기 파일럿 밸브로 유입되는 공기의 유량보다도 배기되는 공기의 유량을 작게 하는 속도 조정 밸브를 구비한다.

이러한 구성에 의하면, 방풍 밸브를 폐쇄할 때에, 파일럿 밸브로부터 배기되는 공기의 유량을 작게 하여 당해 파일럿 밸브를 천천히 폐쇄함으로써, 토출측 배관 내의 압력이 급상승하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은, 압축 장치를 제공한다.

Claims

공기를 압축하는 압축부와,
모터에 의해 개폐 구동되어, 상기 압축부로부터 토출되는 상기 공기를 상기 압축부의 토출측 배관 내로부터 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와,
상기 방풍 밸브보다 개방하는 속도가 크고, 상기 토출측 배관 내의 공기를 외부로 방출 가능한 급속 개방 밸브와,
상기 방풍 밸브 및 상기 급속 개방 밸브의 개폐를 제어하는 방풍 제어부를 구비하고,
상기 방풍 제어부는, 상기 방풍 밸브를 개방하기 시작해서 상기 방풍 밸브가 완전 개방 상태에 도달하기 전에 있어서, 상기 압축부의 토출측에서의 압력이 상기 방풍 밸브를 개방하는 압력보다도 높은 소정의 압력에 도달한 때, 또는 상기 방풍 밸브를 개방하기 시작해서 상기 방풍 밸브가 완전 개방 상태에 도달하기 전에 있어서, 상기 압축부로부터의 토출 유량이 상기 방풍 밸브를 개방하는 토출 유량보다도 낮은 소정의 유량까지 저하한 때에, 상기 급속 개방 밸브를 개방하는, 압축 장치.
제1항에 있어서, 상기 급속 개방 밸브는 전자기 밸브에 의해 구성되어 있는, 압축 장치.
제1항에 있어서, 상기 급속 개방 밸브는 유체의 압력을 이용하여 개폐를 행하는 파일럿 밸브에 의해 구성되어 있는, 압축 장치.
제3항에 있어서, 상기 압축부로부터 토출된 공기의 일부를 상기 파일럿 밸브로 안내하는 안내 배관을 더 구비하고,
상기 파일럿 밸브는 상기 압축부로부터 토출된 공기의 공기압을 이용하여 개폐를 행하는, 압축 장치.
제4항에 있어서, 상기 파일럿 밸브로 유입되는 공기의 유량보다도 배기되는 공기의 유량을 작게 하는 속도 조정 밸브를 구비하는, 압축 장치.