KR101964574B1 - 유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법 - Google Patents

유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101964574B1
KR101964574B1 KR1020187006280A KR20187006280A KR101964574B1 KR 101964574 B1 KR101964574 B1 KR 101964574B1 KR 1020187006280 A KR1020187006280 A KR 1020187006280A KR 20187006280 A KR20187006280 A KR 20187006280A KR 101964574 B1 KR101964574 B1 KR 101964574B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
suction
water amount
compressor
oil
Prior art date
Application number
KR1020187006280A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180037247A (ko
Inventor
유이치 후지와라
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20180037247A publication Critical patent/KR20180037247A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101964574B1 publication Critical patent/KR101964574B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/026—Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/28—Safety arrangements; Monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/0085—Prime movers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

유랭식 스크루 압축기(2)는, 적어도 흡입 온도 Ts, 흡입 압력 Ps, 토출 온도 Td 및 토출 압력 Pd에 기초하여 잔존 수분량 Dr을 연산하여 구하는 연산부(36)와, 잔존 수분량 Dr이 목표 수분량이 되는 모터(14)의 제1 회전수와 토출 압력 Pd가 목표 압력이 되는 모터(14)의 제2 회전수를 비교하여 큰 쪽의 회전수로 모터(14)를 구동시키도록 인버터(16)를 제어하는 인버터 제어부(32)와, 제1 회전수로 모터(14)를 구동하는 경우에 토출 압력 Pd가 방기 압력을 초과하고 있는 동안은 방기 밸브(12)를 밸브 개방하는 방기 밸브 제어부(34)를 갖는 제어 장치를 구비한다. 이 유랭식 스크루 압축기(2)에 의해, 수분이 오일 분리 회수기 내에 축적되는 것을 방지함과 함께, 요구 압력이 낮은 저부하 상태로부터 요구 압력이 높은 고부하 상태로 변화해도 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 있다.

Description

유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법
본 발명은 유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
냉각이나 윤활을 위하여 오일을 사용하는 유랭식 스크루 압축기가 알려져 있다. 유랭식 스크루 압축기가 흡입하는 공기에는 수분이 포함되어 있고, 압축 등에 의해 수분이 석출되는 경우가 있다. 석출된 수분이 윤활유에 혼입되면, 윤활 기능 저하의 원인이 된다.
특허문헌 1에는, 이러한 수분의 석출을 방지하기 위하여, 윤활유에 축적되는 수분량을 연산하고, 수분량이 소정 하한값 이상일 때에 방기 밸브(방풍 밸브라고도 함)를 개방하고, 오일 분리 회수기 내의 공기를 수분과 함께 외부로 방출(방기)하는 유랭식 스크루 압축기가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2004-11426호 공보
특허문헌 1의 유랭식 스크루 압축기는, 요구 압력이 낮은 저부하 상태에 있어서 발열량이 적기 때문에, 방기하여 수분을 배출하는 운전 상태가 되기 쉽고, 또한, 수분을 배출하는 데 시간을 요한다. 또한, 수분을 배출 운전하는 상태의 사이는 방기하고 있으므로 오일 분리 회수기 내의 압력이 저하된다. 또한, 이 때 요구 압력이 높은 고부하 상태가 되어도, 오일 분리 회수기 내의 압력이 저하되고 있기 때문에 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 없다.
본 발명은 수분이 오일 분리 회수기 내에 축적되는 것을 방지함과 함께, 요구 압력이 낮은 저부하 상태로부터 요구 압력이 높은 고부하 상태로 변화해도 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 있는 유랭식 스크루 압축기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제1 양태는, 전동기에 의해 구동되는 압축기 본체와, 상기 전동기의 회전수를 변경하기 위한 인버터와, 상기 압축기 본체의 토출구와 유체적으로 접속된 오일 분리 회수기와, 상기 오일 분리 회수기와 유체적으로 접속되고, 상기 오일 분리 회수기로 방기하기 위한 방기 밸브와, 상기 오일 분리 회수기에서 오일에 혼입될 수 있는 수분량인 잔존 수분량을 연산하여 구하는 연산부와, 상기 잔존 수분량이 목표 수분량이 되는 상기 전동기의 제1 회전수와 토출 압력이 목표 압력이 되는 상기 전동기의 제2 회전수를 비교하여 큰 쪽의 회전수로 상기 전동기를 구동시키도록 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부와, 상기 제1 회전수로 상기 전동기를 구동하는 경우에 상기 토출 압력이 상기 목표 압력보다도 높게 설정된 소정의 방기 압력을 초과하고 있는 동안은 상기 방기 밸브를 밸브 개방하는 방기 밸브 제어부를 갖는 제어 장치를 구비하는 유랭식 스크루 압축기를 제공한다. 여기서, 상기 잔존 수분량은, 흡입 공기의 수분량과 압축 공기의 수분량의 차분으로부터 구할 수 있다.
이 구성에 의하면, 잔존 수분량을 소정의 목표 수분량으로 유지함과 함께, 압축 공기의 토출 압력을 목표 압력으로 유지할 수 있다. 그 결과, 수분이 오일 분리 회수기 내에 축적되는 것을 방지함과 함께, 요구 압력이 낮은 저부하 상태로부터 요구 압력이 높은 고부하 상태로 변화해도 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 있다.
상기 압축기 본체에의 흡입 온도를 검출하기 위한 흡입 온도 센서와, 상기 압축기 본체에의 흡입 압력을 검출하기 위한 흡입 압력 센서와, 상기 압축기 본체로부터의 토출 온도를 검출하기 위한 토출 온도 센서와, 상기 압축기 본체로부터의 토출 압력을 검출하기 위한 토출 압력 센서를 더 구비하고, 상기 연산부는, 적어도 상기 흡입 온도, 상기 흡입 압력, 상기 토출 온도, 및 상기 토출 압력에 기초하여 잔존 수분량을 연산하여 구하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 잔존 수분량은, 흡입 공기의 수분량과 압축 공기의 수분량의 차분으로부터 구할 수 있다.
흡입 온도 센서, 흡입 압력 센서, 토출 온도 센서 및 토출 압력 센서에 기초하여 잔존 수분량을 연산함으로써, 정량적으로 잔존 수분량을 산출할 수 있다. 그래서, 보다 정확하게 잔존 수분량을 소정의 목표 수분량으로 유지할 수 있다.
상기 압축기 본체에의 흡입 유량을 검출하기 위한 흡입 유량 센서와, 상기 압축기 본체에의 흡입 습도를 검출하기 위한 흡입 습도 센서를 더 구비하고, 상기 연산부는, 상기 잔존 수분량의 연산에 상기 흡입 유량과 상기 흡입 습도를 사용하는 것이 바람직하다.
흡입 유량 센서 및 흡입 습도 센서에 기초하여 흡입 공기의 수분량을 연산함으로써, 보다 정확하게 잔존 수분량을 산출할 수 있다.
상기 압축기 본체에의 흡입 공기량을 조정하기 위한 흡입 밸브를 더 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 토출 압력이 소정의 방기 압력을 초과했을 때, 상기 흡입 밸브를 밸브 폐쇄하는 흡입 밸브 제어부를 더 구비하고 있는 것이 바람직하다.
방기 밸브와 함께 흡입 밸브를 동작시킴으로써, 유랭식 스크루 압축기에 있어서의 과도한 승압의 보다 확실한 방지와 소비 동력의 저감을 할 수 있다.
본 발명의 제2 형태는, 오일 분리 회수기에서 오일에 혼입될 수 있는 수분량인 잔존 수분량을 연산하고, 상기 잔존 수분량이 목표 수분량이 되는 압축기의 제1 회전수를 계산하고, 토출 압력이 목표 압력이 되는 상기 압축기의 제2 회전수를 계산하고, 상기 제1 회전수와 상기 제2 회전수를 비교하여 큰 쪽의 회전수로 상기 압축기를 구동하고, 상기 제1 회전수로 상기 압축기를 구동하고 있을 때, 상기 토출 압력이 상기 목표 압력보다도 높게 설정된 소정의 방기 압력을 초과하고 있는 동안, 상기 압축기의 압축 공기를 대기 중에 방출시키는 유랭식 스크루 압축기의 제어 방법을 제공한다. 여기서, 잔존 수분량은, 적어도 흡입 온도, 흡입 압력, 토출 온도, 및 토출 압력에 기초하여 연산하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 잔존 수분량은, 흡입 공기의 수분량과 압축 공기의 수분량의 차분으로부터 구할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유랭식 스크루 압축기의 잔존 수분량을 소정의 목표 수분량으로 유지함과 함께, 압축 공기의 압력을 목표 압력으로 유지할 수 있다. 그 결과, 오일 분리 회수기 내에 있어서 축적 수분량이 증가하는 것을 방지함과 함께, 요구 압력이 낮은 저부하 상태로부터 요구 압력이 높은 고부하 상태로 변화해도 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유랭식 스크루 압축기의 개략 구성도.
도 2는 도 1의 유랭식 스크루 압축기의 제어 장치를 나타내는 블록도.
도 3은 도 1의 유랭식 스크루 압축기의 제어를 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 유랭식 스크루 압축기의 개략 구성도.
도 5는 도 4의 유랭식 스크루 압축기의 제어 장치를 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 유랭식 스크루 압축기의 개략 구성도.
도 7은 도 6의 유랭식 스크루 압축기의 제어 장치를 나타내는 블록도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)는, 공기가 주로 흐르는 공기 유로(4)와, 윤활 및 냉각에 사용되는 오일이 흐르는 오일 유로(6)를 구비한다.
공기 유로(4)에는, 압축기 본체(8)와, 오일 분리 회수기(10)와, 방기 밸브(12)가 설치되어 있다.
압축기 본체(8)는, 유랭식의 스크루형이며, 제1 공기 배관(4a)을 통하여 흡기구(8a)로부터 공기를 흡기한다. 압축기 본체(8)에는, 기계적으로 모터(전동기)(14)가 접속되어 있고, 모터(14)를 구동함으로써, 내부의 도시되지 않은 스크루에서 공기를 압축한다. 모터(14)에는, 인버터(16)가 전기적으로 접속되어 있고, 모터(14)의 회전수를 변경할 수 있다. 압축기 본체(8)는, 압축 후, 압축 공기를 토출구(8b)로부터 토출한다. 토출된 압축 공기에는, 다량의 오일이 포함되어 있고, 제2 공기 배관(4b)을 통하여 오일 분리 회수기(10)에 공급된다.
오일 분리 회수기(10)는, 오일과 압축 공기를 분리한다. 오일 분리 회수기(10)는, 상부에 배치된 오일 분리 엘리먼트(10a)와, 하부에 배치된 오일 탱크(10b)를 구비한다. 오일 분리 엘리먼트(10a)는 기체와 액체(압축 공기와 오일)를 분리한다. 오일 분리 엘리먼트(10a)를 통과하여 오일을 분리한 압축 공기(이후, 토출 공기라고 함)는, 제3 공기 배관(4c)을 통하여 공급처에 공급된다. 제3 공기 배관(4c)의 도중으로부터는, 제4 공기 배관(4d)이 분기하고 있다. 제4 공기 배관(4d)는, 방기 밸브(12)를 거쳐서 외부로 통하고 있다. 따라서, 방기 밸브(12)의 개방도를 조정함으로써, 제4 공기 배관(4d)을 통하여 외부에 토출 공기를 방기할 수 있다. 또한, 오일 분리 엘리먼트(10a)에서 분리된 오일은 중력에 의해 하부에 배치된 오일 탱크(10b)에 일단 고이고, 고인 오일은 오일 유로(6)로 흐른다.
오일 유로(6)에는, 압축기 본체(8)와, 오일 분리 회수기(10)와, 오일 필터(18)와, 오일 냉각기(20)가 설치되어 있다.
오일 분리 회수기(10)의 오일 탱크(10b)에 고인 오일은, 제1 오일 배관(6a)을 통하여 압축기 본체(8)에 공급되어, 윤활 및 냉각 등에 사용된다. 제1 오일 배관(6a)에는, 오일 필터(18)와 오일 냉각기(20)가 개재 설치되어 있다. 오일 필터(18)는, 오일 이외의 불순물을 제거하기 위하여 설치되어 있는 필터이다. 오일 냉각기(20)는, 오일의 온도를 저하시키기 위해 설치되어 있다. 오일 냉각기(20)의 종류는 특별히 한정되지 않고 예를 들어 열 교환기를 사용해도 된다. 바람직하게는, 전력을 소비하지 않는 것을 사용함으로써 유랭식 스크루 압축기(2)의 효율을 향상시킬 수 있다.
압축기 본체(8)에서 윤활이나 냉각에 사용된 오일은, 압축기 본체(8)의 토출구(8b)로부터 압축 공기와 함께 토출되고, 제2 오일 배관(6b)(제2 공기 배관(4b))을 통하여 오일 분리 회수기(10)에 공급된다. 이와 같이 하여, 오일은 순환 사용에 제공된다.
제1 공기 배관(4a)에는, 압축기 본체(8)에 흡기되는 공기(이후, 흡입 공기라고 함)의 온도(이후, 흡입 온도 Ts라고 함)를 검출하기 위한 흡입 온도 센서(22)와, 흡입 공기의 압력(이후, 흡입 압력 Ps라고 함)을 검출하기 위한 흡입 압력 센서(24)가 설치되어 있다. 또한, 제2 공기 배관(4b)에는, 압축기 본체(8)로부터 토출된 압축 공기의 온도(이후, 토출 온도 Td라고 함)를 검출하기 위한 토출 온도 센서(26)와, 압축기 본체(8)로부터 토출된 압축 공기의 압력(이후, 토출 압력 Pd라고 함)을 검출하기 위한 토출 압력 센서(28)가 설치되어 있다. 흡입 온도 센서(22), 흡입 압력 센서(24), 토출 온도 센서(26) 및 토출 압력 센서(28)는, 제어 장치(30)에 측정값을 각각 출력한다.
제어 장치(30)는, 시퀀서 등의 하드웨어와, 거기에 실장된 소프트웨어에 의해 구축되어 있다. 제어 장치(30)는, 각각의 센서(22 내지 28)의 측정값에 기초하여, 인버터(16) 및 방기 밸브(12)를 제어한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(30)는, 인버터 제어부(32)와, 방기 밸브 제어부(34)와, 연산부(36)를 구비한다. 인버터 제어부(32)는, 인버터(16)를 제어하여 모터(14)의 회전수를 조정한다. 방기 밸브 제어부(34)는, 방기 밸브(12)를 제어하여 공급처에의 공급 압력을 조정한다. 연산부(36)는, 흡입 온도 센서(22), 흡입 압력 센서(24), 토출 온도 센서(26) 및 토출 압력 센서(28)로부터 받은 측정값에 기초하여 이하의 식(1) 내지 식(4)와 같이 잔존 수분량 Dr 내지는 축적 수분량 D를 계산한다.
Figure 112018021857747-pct00001
Figure 112018021857747-pct00002
Figure 112018021857747-pct00003
Figure 112018021857747-pct00004
여기서 상기 식(1) 내지 식(4) 중의 각 변수에 대해 설명한다. 변수 Ds는, 제1 공기 배관(4a)으로부터 압축기 본체(8)에 흡기되는 흡입 공기의 수분량(이후, 흡입 수분량이라고 함)을 나타낸다. 변수 Qs는, 제1 공기 배관(4a)에 있어서의 흡입 공기의 유량(이후, 흡입 유량이라고 함)을 나타내고, 흡입 온도 Ts 및 흡입 압력 Ps에 기초하여 과거의 데이타로부터 추정되는 값이다. 변수 Hs는, 흡입 온도 Ts에 대응하는 포화 수증기압이다. 변수 Ms는, 제1 공기 배관(4a)에 있어서의 흡입 공기의 습도(이후, 흡입 습도라고 함)를 나타내고, 흡입 온도 Ts 및 흡입 압력 Ps에 기초하여 과거의 데이타로부터 추정되는 값이다. 변수 Dd는, 제2 공기 배관(4b)을 통하여 압축기 본체(8)로부터 토출되는 단위 체적당 압축 공기의 수분량(이후, 토출 수분량이라고 함)을 나타낸다. 변수 Hd는, 토출 온도 Td에 대응하는 포화 수증기압이다. 변수 Dr은, 흡입 수분량과 토출 수분량의 차분이며, 오일에 혼입되는 수분량, 바꾸어 말하면 오일 분리 회수기(10)로 오일에 혼입될 수 있는 수분량(이후, 잔존 수분량이라고 함)을 나타낸다. 변수 D는, 오일에 혼입되는 수분량 Dr을 축적한 양(이후, 축적 수분량이라고 함)이다.
다음에 도 3을 참조하여 본 실시 형태의 제어 플로우에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)는, 기동 후(스텝 S3-1), 인버터 제어부(32)에 의해 모터(14)의 제1 회전수와 제2 회전수 중, 높은 쪽의 회전수로 인버터(16)를 제어한다(스텝 S3-2). 여기서, 제1 회전수는, 잔존 수분량 Dr이 목표 수분량이 되는 모터(14)의 회전수이다. 목표 수분량은, 예를 들어 제로로 설정하고, 즉 오일에 수분이 혼입되어 실질적으로 축적되지 않도록 설정해도 된다. 제2 회전수는, 토출 압력 Pd가 목표 압력이 되는 모터(14)의 회전수이다. 목표 압력은, 공급처가 요구하는 요구 압력에 따라 설정된다.
인버터 제어부(32)에 의해 제1 회전수가 선택되면, 잔존 수분량 Dr을 본 실시 형태의 목표 수분량인 제로에 추종하도록 모터(14)의 회전수가 제어된다(스텝 S3-3). 이 때, 토출 압력 Pd가 방기 압력보다도 높은지 여부를 판단한다(스텝 S3-4). 토출 압력 Pd가 방기 압력보다도 높은 경우는, 방기 밸브 제어부(34)에 의해 방기 밸브(12)를 개방하여 방기하고 감압한다(스텝 S3-5). 그렇지 않은 경우는 방기를 행하지 않는다. 그리고 다시 인버터 제어부(32)에 의해 모터(14)의 제1 회전수와 제2 회전수 중, 높은 쪽의 회전수로 인버터(16)를 제어하고(스텝 S3-2), 이들 처리를 반복한다. 여기서, 방기 압력은, 목표 압력 부근에서의 방기 밸브(12)가 빈번한 개폐 동작을 방지하기 위하여, 목표 압력보다도 약간 높게 설정되는 압력이다.
인버터 제어부(32)에 의해 제2 회전수가 선택되면, 토출 압력 Pd가 목표 압력에 추종하도록 제어된다(스텝 S3-6). 이 경우, 토출 압력은 목표 압력을 상회하는 경우가 없기 때문에 방기는 필요없다. 그리고 다시 인버터 제어부(32)에 의해 모터(14)의 제1 회전수와 제2 회전수 중, 높은 쪽의 회전수로 인버터(16)를 제어하고(스텝 S3-2), 이들 처리를 반복한다.
이와 같이, 잔존 수분량 Dr을 소정의 목표 수분량으로 유지함과 함께, 오일 분리 회수기(10)의 압력을 목표 압력으로 유지할 수 있다. 그 결과, 수분이 오일 분리 회수기(10) 내에 축적되는 것을 방지함과 함께, 요구 압력이 낮은 저부하 상태로부터 요구 압력이 높은 고부하 상태로 변화해도 즉시에 요구 압력을 공급 개시할 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 4는, 제2 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)의 개략 구성도를 나타내고 있다. 본 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)는, 제1 공기 배관(4a)에 흡입 유량 센서(38), 및 흡입 습도 센서(40)가 설치된 것에 관한 것 이외는 도 1의 제1 실시 형태와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1에 도시한 구성과 마찬가지의 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 공기 배관(4a)에, 압축기 본체(8)에의 흡입 유량 Qs를 검출하기 위한 흡입 유량 센서(38)와, 압축기 본체(8)에의 흡입 습도 Ms를 검출하기 위한 흡입 습도 센서(40)가 설치되어 있다. 흡입 유량 센서(38), 및 흡입 습도 센서(40)는, 제어 장치(30)에 측정값을 각각 출력한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 연산부(36)는, 흡입 유량 센서(38), 흡입 습도 센서(40), 흡입 온도 센서(22), 흡입 압력 센서(24), 토출 온도 센서(26) 및 토출 압력 센서(28)로부터의 측정값에 기초하여 상기 식(1) 내지 식(3)과 같이 잔존 수분량 Dr을 계산한다.
상기 식(1) 내지 식(4)의 변수 중, 흡입 유량 Qs 및 흡입 습도 Ms는, 제1 실시 형태와 달리, 흡입 유량 센서(38), 및 흡입 습도 센서(40)로 측정한 실측값을 사용한다. 따라서, 보다 정확한 잔존 수분량 Dr 내지는 축적 수분량 D를 산출할 수 있다.
본 실시 형태의 제어 플로우에 대해서는, 도 3에 나타내는 제1 실시 형태의 제어 플로우와 동일하다.
(제3 실시 형태)
도 6은, 제2 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)의 개략 구성도를 나타내고 있다. 본 실시 형태의 유랭식 스크루 압축기(2)는, 제1 공기 배관(4a)에 흡입 밸브(42)가 추가된 것에 관한 것 이외는 도 1의 제1 실시 형태와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1에 도시한 구성과 마찬가지의 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 제1 공기 배관(4a)에, 압축기 본체(8)에의 공기의 공급량을 조정하기 위한 흡입 밸브(42)가 설치되어 있다. 또한, 제어 장치(30)는, 토출 압력 Pd가 소정의 방기 압력을 초과했을 때, 폐쇄하도록 흡입 밸브(42)를 제어하는 흡입 밸브 제어부(44)를 더 구비한다. 본 실시 형태의 방기 밸브 제어부(34)는, 토출 압력 Pd가 소정의 방기 압력을 초과했을 때, 개방하도록 방기 밸브(12)를 제어한다.
본 실시 형태에서는, 제어 플로우에 대해서는, 도 3에 나타내는 제1 실시 형태의 제어 플로우와 개략 동일하지만, 스텝 S3-5에 있어서 방기 밸브(12)에 의해 방기함과 함께 흡입 밸브(42)도 동시에 폐쇄한다. 이와 같이 방기 밸브(12)를 개방함과 함께 흡입 밸브(42)를 폐쇄함으로써, 유랭식 스크루 압축기(2)에 있어서의 이상 승압의 보다 확실한 방지와 소비 동력의 저감을 할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서 기재한 내용을 적절히 조합한 것을, 본 발명의 일 실시 형태로 해도 된다. 또한, 흡입 온도 센서(22), 흡입 압력 센서(24), 토출 온도 센서(26), 토출 압력 센서(28), 흡입 유량 센서(38), 및 흡입 습도 센서(40)의 각각은, 공기 유로(4)에 있어서의 어느 하나의 공기 배관(4a 내지 4d)뿐만 아니라, 센서 각각에서 동등한 측정값을 얻을 수 있는 다른 장소에 설치해도 된다.
또한, 잔존 수분량은, 압축기 본체(8)가 흡입하는 1㎥당의 가스 중의 수분의 양(흡입 수분량) 및 압축기 본체(8)가 포화 상태에서 토출하는 1㎥당의 가스에 수반하여, 유출해 가는 수분의 양(토출 수분량)의 차분이면 되고, 상기 실시 형태 이외의 연산으로 구해도 된다. 예를 들어, 잔존 수분량 Wr은, 다음 수식 5 및 6에서 구해지는 흡입 수분량 Ws와 토출 수분량 Wd의 차분(Wr=Ws-Wd)으로부터 구할 수 있다.
압축기 본체(8)의 흡입 가스가, 흡입 공기인 경우, 흡입 온도를 Ts(℃), 흡입 습도에서 Ms(％)라 하면, 흡입 수분량 Ws(kg/㎥)은 다음 식으로 표현된다.
Figure 112018021857747-pct00005
여기서 Hs(=Ms÷100×Hs')은 수증기 분압(㎜Hg)을 나타내고, Hs'(=10^ {8.884-2224.4÷(273+Ts)})은 포화 수증기압(㎜Hg)을 나타낸다. 단, 「10^X」는 10의 X승(=10X)을 의미한다.
다음에, 압축 공기의 압력, 즉 토출 압력을 Pd(kg/㎠G), 압축 공기의 온도, 즉 토출 온도를 Td(℃)라 하면, 토출 수분량 Wd(kg/㎥)은 다음 식으로 표현된다.
Figure 112018021857747-pct00006
여기서 Hd(=100÷100×Hd'=Hd')은 수증기 분압(㎜Hg)을 나타내고, Hd'(=10^ {8.884-2224.4÷(273+Td)})은 포화 수증기압(㎜Hg)을 나타낸다.
2: 유랭식 스크루 압축기
4: 공기 유로
4a: 제1 공기 배관
4b: 제2 공기 배관
4c: 제3 공기 배관
4d: 제4 공기 배관
6: 오일 유로
6a: 제1 오일 배관
6b: 제2 오일 배관
8: 압축기 본체
8a: 흡기구
8b: 토출구
10: 오일 분리 회수기
10a: 오일 분리 엘리먼트
10b: 오일 탱크
12: 방기 밸브
14: 모터
16: 인버터
18: 오일 필터
20: 오일 냉각기
22: 흡입 온도 센서
24: 흡입 압력 센서
26: 토출 온도 센서
28: 토출 압력 센서
30: 제어 장치
32: 인버터 제어부
34: 방기 밸브 제어부
36: 연산부
38: 흡입 유량 센서
40: 흡입 습도 센서
42: 흡입 밸브
44: 흡입 밸브 제어부

Claims (8)

  1. 전동기에 의해 구동되는 압축기 본체와,
    상기 전동기의 회전수를 변경하기 위한 인버터와,
    상기 압축기 본체의 토출구와 유체적으로 접속된 오일 분리 회수기와,
    상기 오일 분리 회수기와 유체적으로 접속되고, 상기 오일 분리 회수기로 방기하기 위한 방기 밸브와,
    상기 오일 분리 회수기에서 오일에 혼입될 수 있는 수분량인 잔존 수분량을 연산하여 구하는 연산부와,
    상기 잔존 수분량이 목표 수분량이 되는 상기 전동기의 제1 회전수와 토출 압력이 목표 압력이 되는 상기 전동기의 제2 회전수를 비교하여 큰 쪽의 회전수로 상기 전동기를 구동시키도록 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부와, 상기 제1 회전수로 상기 전동기를 구동하는 경우에 상기 토출 압력이 상기 목표 압력보다도 높게 설정된 소정의 방기 압력을 초과하고 있는 동안은 상기 방기 밸브를 밸브 개방하는 방기 밸브 제어부를 갖는 제어 장치
    를 구비하는, 유랭식 스크루 압축기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축기 본체에의 흡입 온도를 검출하기 위한 흡입 온도 센서와,
    상기 압축기 본체에의 흡입 압력을 검출하기 위한 흡입 압력 센서와,
    상기 압축기 본체로부터의 토출 온도를 검출하기 위한 토출 온도 센서와,
    상기 압축기 본체로부터의 토출 압력을 검출하기 위한 토출 압력 센서
    를 더 구비하고,
    상기 연산부는, 적어도 상기 흡입 온도, 상기 흡입 압력, 상기 토출 온도, 및 상기 토출 압력에 기초하여 상기 잔존 수분량을 연산하여 구하는, 유랭식 스크루 압축기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잔존 수분량은, 흡입 공기의 수분량과 압축 공기의 수분량의 차분으로부터 구해지는, 유랭식 스크루 압축기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축기 본체에의 흡입 유량을 검출하기 위한 흡입 유량 센서와,
    상기 압축기 본체에의 흡입 습도를 검출하기 위한 흡입 습도 센서
    를 더 구비하고,
    상기 연산부는, 상기 잔존 수분량의 연산에 상기 흡입 유량과 상기 흡입 습도를 사용하는, 유랭식 스크루 압축기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축기 본체에의 흡입 공기량을 조정하기 위한 흡입 밸브를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 토출 압력이 소정의 방기 압력을 초과했을 때, 상기 흡입 밸브를 밸브 폐쇄하는 흡입 밸브 제어부를 더 구비하고 있는, 유랭식 스크루 압축기.
  6. 오일 분리 회수기에서 오일에 혼입될 수 있는 수분량인 잔존 수분량을 연산하고,
    상기 잔존 수분량이 목표 수분량이 되는 압축기의 제1 회전수를 계산하고,
    토출 압력이 목표 압력이 되는 상기 압축기의 제2 회전수를 계산하고,
    상기 제1 회전수와 상기 제2 회전수를 비교하여 큰 쪽의 회전수로 상기 압축기를 구동하고,
    상기 제1 회전수로 상기 압축기를 구동하고 있을 때, 상기 토출 압력이 상기 목표 압력보다도 높게 설정된 소정의 방기 압력을 초과하고 있는 동안, 상기 압축기의 압축 공기를 대기 중에 방출시키는, 유랭식 스크루 압축기의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 잔존 수분량의 연산은, 적어도 흡입 온도, 흡입 압력, 토출 온도, 및 토출 압력에 기초하여 행해지는, 유랭식 스크루 압축기의 제어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 잔존 수분량은, 흡입 공기의 수분량과 압축 공기의 수분량의 차분으로부터 구해지는, 유랭식 스크루 압축기의 제어 방법.
KR1020187006280A 2015-08-14 2016-07-21 유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법 KR101964574B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015160052A JP6385902B2 (ja) 2015-08-14 2015-08-14 油冷式スクリュ圧縮機及びその制御方法
JPJP-P-2015-160052 2015-08-14
PCT/JP2016/071408 WO2017029937A1 (ja) 2015-08-14 2016-07-21 油冷式スクリュ圧縮機及びその制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180037247A KR20180037247A (ko) 2018-04-11
KR101964574B1 true KR101964574B1 (ko) 2019-04-01

Family

ID=58046980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187006280A KR101964574B1 (ko) 2015-08-14 2016-07-21 유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10788039B2 (ko)
JP (1) JP6385902B2 (ko)
KR (1) KR101964574B1 (ko)
CN (1) CN107850067B (ko)
TW (1) TWI622704B (ko)
WO (1) WO2017029937A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI635221B (zh) * 2017-10-11 2018-09-11 復盛股份有限公司 壓縮機的油量調節方法
CN111213316B (zh) * 2017-10-31 2021-07-13 株式会社爱发科 真空泵及其控制方法
US11761443B2 (en) * 2018-07-10 2023-09-19 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Compressor and monitoring system
US11493033B2 (en) 2018-11-20 2022-11-08 Clark Equipment Company Low energy idling for a compressed air system
BE1027005B9 (nl) 2019-01-30 2020-10-19 Atlas Copco Airpower Nv Werkwijze voor de sturing van een compressor naar een onbelaste toestand
US11859605B2 (en) * 2019-03-27 2024-01-02 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Compressor system, and control method for same
US11767847B2 (en) 2019-04-23 2023-09-26 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Compressor or vacuum pump device, a liquid return system for such a compressor or vacuum pump device and a method for draining liquid from a gearbox of such a compressor or vacuum pump device
BE1027220B1 (nl) * 2019-04-23 2020-11-25 Atlas Copco Airpower Nv Een compressor- en/of vacuümpompinrichting, een vloeistofterugvoersysteem voor zulke compressor- en/of vacuümpompinrichting en een werkwijze voor het afvoeren van vloeistof uit een tandwielkast van een dergelijke compressor- en/of vacuümpompinrichting
CN115053071B (zh) * 2020-02-25 2023-07-04 株式会社日立产机*** 供油式螺杆压缩机
US20230398488A1 (en) * 2022-06-13 2023-12-14 Clark Equipment Company Systems and methods for water removal in compressors

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004011426A (ja) 2002-06-03 2004-01-15 Kobe Steel Ltd 油冷式圧縮機

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2677762B2 (ja) * 1994-04-08 1997-11-17 株式会社神戸製鋼所 油冷式圧縮機
DE4447097A1 (de) * 1994-12-29 1996-07-04 Guenter Kirsten Verdichteranlage
JP3262011B2 (ja) * 1996-02-19 2002-03-04 株式会社日立製作所 スクリュー圧縮機の運転方法及びスクリュー圧縮機
JP2004086411A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 紛失防止装置
JP4627492B2 (ja) * 2005-12-19 2011-02-09 株式会社日立産機システム 油冷式スクリュー圧縮機
BE1018206A3 (nl) * 2008-07-02 2010-07-06 Atlas Copco Airpower Nv Werkwijze voor het aansturen van een persluchtinstallatie en persluchtinstallatie voor het toepassen van zulke werkwijze.
JP2010031814A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Hitachi Ltd 油冷式スクリュー圧縮機とモータ駆動システム及びモータ制御装置
CN201560942U (zh) * 2009-08-18 2010-08-25 上海斯可络压缩机有限公司 螺杆压缩机的电气控制***
JP5798331B2 (ja) * 2011-02-08 2015-10-21 株式会社神戸製鋼所 水噴射式スクリュ圧縮機
JP6009278B2 (ja) * 2012-08-30 2016-10-19 ナブテスコ株式会社 空気圧縮装置
CN103275778B (zh) * 2013-05-17 2015-06-24 东莞雅迪勤压缩机制造有限公司 一种防爆型双螺杆沼气压缩机
JP6220291B2 (ja) * 2013-07-31 2017-10-25 株式会社神戸製鋼所 油冷式空気圧縮機及びその制御方法
JP6053026B2 (ja) * 2013-08-30 2016-12-27 株式会社神戸製鋼所 油冷式空気圧縮機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004011426A (ja) 2002-06-03 2004-01-15 Kobe Steel Ltd 油冷式圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017029937A1 (ja) 2017-02-23
JP6385902B2 (ja) 2018-09-05
US20180223847A1 (en) 2018-08-09
TW201719022A (zh) 2017-06-01
CN107850067A (zh) 2018-03-27
US10788039B2 (en) 2020-09-29
KR20180037247A (ko) 2018-04-11
JP2017036719A (ja) 2017-02-16
TWI622704B (zh) 2018-05-01
CN107850067B (zh) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101964574B1 (ko) 유랭식 스크루 압축기 및 그의 제어 방법
JP4546322B2 (ja) 油冷式圧縮機
US11047390B2 (en) Oil feed type air compressor
US11415136B2 (en) Screw compressor
KR102233418B1 (ko) 오일 주입식 압축기를 구동하는 모터의 속도를 제어하기 위한 제어기 유닛 및 상기 속도를 제어하는 방법
CN210623084U (zh) 喷油多级压缩机***
CN104343683A (zh) 油冷式空气压缩机及其控制方法
JP6412992B2 (ja) 油冷式空気圧縮機
JP2015038407A (ja) 冷凍装置
US11649813B2 (en) Condensate vaporization system
SE1050143A1 (sv) Sätt och system för tillförsel av tryckluft för drift av filter med rörlig bädd
JP2010138881A (ja) 油冷式スクリュー圧縮機およびその冷却油冷却方法
JP6742509B2 (ja) 給液式気体圧縮機
WO2022044863A1 (ja) 給油式空気圧縮機
JP5775061B2 (ja) 圧縮装置
JP2009180099A (ja) 水潤滑圧縮機
JP5980754B2 (ja) 油冷式空気圧縮機及びその制御方法
CN211573774U (zh) 喷油多级压缩机装置
CN108351141A (zh) 双压缩机制冷机组
KR20190045376A (ko) 압축기 및 전기 모터를 포함하는 상용차용 시스템
CN115053071B (zh) 供油式螺杆压缩机
WO2018078491A1 (en) Controller unit for controlling the speed of a motor driving an oil injected compressor and method of controlling said speed
JP5666392B2 (ja) 冷媒回収装置及び冷媒回収方法
JP2011169220A (ja) 鉄道車両用空気圧縮装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant