JP2024030252A - Air compressor performance test system and energy recovery method - Google Patents

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Abstract

【課題】 空気圧縮機の性能試験システムにおけるエネルギー効率を向上させる。【解決手段】 性能試験システム100が、空気圧縮機9の出口9cと接続可能であって空気圧縮機9により生成される圧縮空気が流れる流入ライン10と、流入ライン10内の圧縮空気の圧力P1を空気圧縮機9の定格圧力に調整する圧力調整弁14と、流入ライン10内の圧縮空気に基づいて空気圧縮機9の性能を測定する性能測定装置13と、流入ライン10の下流端と接続されて圧縮空気を貯留する蓄圧タンク21と、蓄圧タンク21と接続される流出ライン20と、流出ライン20上に介在して蓄圧タンク21からの圧縮空気により駆動される膨張機23と、膨張機23により駆動される発電機24と、膨張機23および発電機24の回転数を制御する回転数制御器25と、を備える。【選択図】図1[Problem] To improve energy efficiency in an air compressor performance testing system. SOLUTION: A performance test system 100 includes an inflow line 10 that is connectable to an outlet 9c of an air compressor 9 and through which compressed air generated by the air compressor 9 flows, and a pressure P1 of the compressed air in the inflow line 10. A pressure regulating valve 14 that adjusts the pressure to the rated pressure of the air compressor 9, a performance measuring device 13 that measures the performance of the air compressor 9 based on the compressed air in the inflow line 10, and a downstream end of the inflow line 10 connected. a pressure storage tank 21 that stores compressed air; an outflow line 20 connected to the pressure storage tank 21; an expander 23 interposed on the outflow line 20 and driven by compressed air from the pressure storage tank 21; 23, and a rotation speed controller 25 that controls the rotation speeds of the expander 23 and the generator 24. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、空気圧縮機の性能試験システム、および当該システムにおけるエネルギー回収方法に関する。 The present invention relates to an air compressor performance testing system and an energy recovery method in the system.

特許文献1は、空気圧縮機の性能試験を行うシステムを開示している。圧縮空気の圧力が所定値以下であると、性能試験中に空気圧縮機で生成された圧縮空気を有効活用すべく、圧縮空気が、工場空気源ラインに誘導され、工場内の産業機器に供給される。圧縮空気の圧力が所定値を超えていると、産業機器を保護すべく、圧縮空気は、排出口に誘導され、大気へ放出される。 Patent Document 1 discloses a system for performing a performance test of an air compressor. If the pressure of the compressed air is below a predetermined value, the compressed air is guided to the factory air source line and supplied to the industrial equipment in the factory in order to effectively utilize the compressed air generated by the air compressor during the performance test. be done. If the pressure of the compressed air exceeds a predetermined value, the compressed air is directed to an outlet and released into the atmosphere to protect the industrial equipment.

特開2005-337081号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-337081

上記システムにおいては、圧縮空気が、高いエネルギーを有していると逆に、大気に放出されてしまう。よって、エネルギー回収効率に改善の余地がある。 In the above system, if the compressed air has high energy, it will be released into the atmosphere. Therefore, there is room for improvement in energy recovery efficiency.

本発明は、空気圧縮機の性能試験システムからのエネルギー回収効率を向上させることを課題とする。 An object of the present invention is to improve the efficiency of energy recovery from an air compressor performance testing system.

本発明の第1の態様は、空気圧縮機が設置される設置部と、前記設置部に設置された前記空気圧縮機の出口と接続可能な上流端を有し、前記空気圧縮機により生成される圧縮空気が流れるタンク流入ラインと、前記タンク流入ライン上に設けられ、前記圧縮空気の圧力を前記空気圧縮機の定格圧力に調整する圧力調整弁と、前記タンク流入ライン上に設けられ、前記圧縮空気に基づいて前記空気圧縮機の性能を測定する性能測定装置と、前記タンク流入ラインの下流端と接続されるタンク入口を有し、前記圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクのタンク出口と接続される上流端を有し、前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気が流れるタンク流出ラインと、前記タンク流出ライン上に介在し、前記圧縮空気により駆動されて前記圧縮空気を膨張させる膨張機と、前記膨張機により駆動される発電機と、前記膨張機および前記発電機の回転数を制御する回転数制御器と、を備える、空気圧縮機の性能試験システムを提供する。 A first aspect of the present invention has an installation part in which an air compressor is installed, and an upstream end connectable to an outlet of the air compressor installed in the installation part, and the air compressor generates air. a tank inflow line through which compressed air flows; a pressure regulating valve provided on the tank inflow line to adjust the pressure of the compressed air to the rated pressure of the air compressor; a performance measuring device that measures the performance of the air compressor based on compressed air; a pressure accumulator tank that stores the compressed air and has a tank inlet connected to a downstream end of the tank inflow line; a tank outflow line that has an upstream end connected to a tank outlet and through which the compressed air from the pressure accumulator tank flows; and an expansion device that is interposed on the tank outflow line and is driven by the compressed air to expand the compressed air. The present invention provides a performance testing system for an air compressor, including a generator, a generator driven by the expander, and a rotation speed controller that controls the rotation speeds of the expander and the generator.

上記構成によれば、空気圧縮機の性能試験に際して生成された圧縮空気が蓄圧タンクで貯留され、膨張機ひいては発電機が、蓄圧タンクに貯留されている圧縮空気により駆動される。高圧の圧縮空気からエネルギーを回収でき、空気圧縮機の性能試験システムにおけるエネルギー効率が向上する。 According to the above configuration, compressed air generated during a performance test of the air compressor is stored in the pressure storage tank, and the expander and eventually the generator are driven by the compressed air stored in the pressure storage tank. Energy can be recovered from high-pressure compressed air, improving energy efficiency in air compressor performance testing systems.

前記膨張機が、前記圧縮空気を膨張させると共に降温させ、前記タンク流出ラインが、空調用の送風口と接続されてもよい。 The expander may expand the compressed air and lower its temperature, and the tank outflow line may be connected to an air conditioning outlet.

上記構成によれば、膨張機で降温されたエアが空調に利用されるため、空調設備の省エネルギー化を支援できる。 According to the above configuration, since the air whose temperature has been lowered by the expander is used for air conditioning, it is possible to support energy saving of air conditioning equipment.

空気圧縮機の性能試験システムが、前記タンク流出ライン上で前記蓄圧タンクと前記膨張機との間に設けられ、前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気の圧力または温度に応じて前記圧縮空気を減圧する減圧弁を更に備えてもよい。 An air compressor performance testing system is provided on the tank outflow line between the accumulator tank and the expander, and reduces the pressure of the compressed air depending on the pressure or temperature of the compressed air from the accumulator tank. It may further include a pressure reducing valve.

上記構成によれば、膨張機での圧力降下量ひいては温度低下量を減圧弁で調整でき、膨張機から排出されるエアの温度を空調に適した温度に調整可能になる。 According to the above configuration, the amount of pressure drop and thus the amount of temperature drop in the expander can be adjusted by the pressure reducing valve, and the temperature of the air discharged from the expander can be adjusted to a temperature suitable for air conditioning.

前記膨張機が、第1膨張機と、前記第1膨張機に対して前記タンク流出ラインの下流側に設けられた第2膨張機とを含み、前記回転数制御器が、前記第1膨張機および前記第2膨張機の膨張比が同一となるようにして、前記第1膨張器の回転数と前記第2膨張器の回転数とを制御してもよい。 The expander includes a first expander and a second expander provided downstream of the tank outflow line with respect to the first expander, and the rotation speed controller is configured to control the first expander. The rotation speed of the first expander and the rotation speed of the second expander may be controlled so that the expansion ratios of the second expander are the same.

上記構成によれば、膨張機を2段式で構成し、2つの膨張機の膨張比が互いに同一となるように調整されるため、エネルギー回収効率が向上する。 According to the above configuration, the expander is configured as a two-stage expander, and the expansion ratios of the two expanders are adjusted to be the same, so that energy recovery efficiency is improved.

空気圧縮機の性能試験システムが、前記タンク流出ライン上で前記第1膨張機と前記第2膨張機との間に設けられ、前記第1膨張機から排出されて前記第2膨張機に供給されるエアを加熱する加熱器を更に備えてもよい。 An air compressor performance testing system is provided on the tank outflow line between the first expander and the second expander, the air compressor being discharged from the first expander and supplied to the second expander. The device may further include a heater that heats the air.

上記構成によれば、第1膨張機で降温されたエアが加熱され、加熱されたエアが第2膨張機に供給されるので、第2膨張機から排出されるエアを適温に調整できる。また、発電機で回収される電力量が増加するため、エネルギー回収効率が向上する。 According to the above configuration, since the air whose temperature has been lowered by the first expander is heated and the heated air is supplied to the second expander, the air discharged from the second expander can be adjusted to an appropriate temperature. Additionally, since the amount of electricity recovered by the generator increases, energy recovery efficiency improves.

前記空気圧縮機が、ロータ、および前記ロータを回転駆動するアクチュエータを有し、前記空気圧縮機の前記アクチュエータが、前記発電機により発生された電力に基づいて作動してもよい。 The air compressor may include a rotor and an actuator that rotationally drives the rotor, and the actuator of the air compressor may operate based on electric power generated by the generator.

上記構成によれば、性能試験の実行に必要とされる電力が、圧縮空気から回生された電力で賄われるため、空気圧縮機の性能試験システムの省エネルギー化が実現される。 According to the above configuration, the power required to execute the performance test is covered by the power regenerated from the compressed air, so that energy saving of the air compressor performance test system is realized.

前記設置部、および前記タンク流入ラインの前記上流端が、複数設けられ、前記複数の上流端が、前記複数の設置部それぞれに設置される前記空気圧縮機の前記出口それぞれと接続可能であってもよい。 A plurality of the installation parts and the upstream ends of the tank inflow line are provided, and the plurality of upstream ends are connectable to each of the outlets of the air compressors installed in each of the plurality of installation parts. Good too.

上記構成によれば、複数台の空気圧縮機の性能試験を同時並行可能な性能試験システムにおいて、各空気圧縮機で生成された圧縮空気を蓄圧タンクで貯留でき、発電に有効活用できる。 According to the above configuration, in a performance test system capable of simultaneously performing performance tests on a plurality of air compressors, compressed air generated by each air compressor can be stored in a pressure storage tank, and can be effectively used for power generation.

本発明の第2の態様は、空気圧縮機により生成される圧縮空気の圧力が定格圧力となるようにして前記空気圧縮機を駆動し、前記圧縮空気に基づいて前記空気圧縮機の性能を測定することと、前記空気圧縮機により生成された前記圧縮空気を蓄圧タンクで貯留することと、前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気で膨張機を駆動し、前記膨張機で発電機を駆動することと、前記膨張機および前記発電機の回転数を制御することと、を備える、空気圧縮機の性能試験システムにおけるエネルギー回収方法を提供する。 A second aspect of the present invention is to drive the air compressor so that the pressure of compressed air generated by the air compressor becomes a rated pressure, and measure the performance of the air compressor based on the compressed air. storing the compressed air generated by the air compressor in a pressure storage tank; driving an expander with the compressed air from the pressure storage tank; and driving a generator with the expander. , controlling the rotational speed of the expander and the generator, and providing an energy recovery method in an air compressor performance testing system.

本発明によれば、空気圧縮機の性能試験システムにおけるエネルギー効率が向上する。 According to the present invention, energy efficiency in an air compressor performance testing system is improved.

本発明の第1実施形態に係る空気圧縮機の性能試験システムを示す概念図。1 is a conceptual diagram showing a performance test system for an air compressor according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る膨張機の作用を示すモリエル線図。FIG. 3 is a Mollier diagram showing the action of the expander according to the first embodiment. 本発明の第2実施形態に係る空気圧縮機の性能試験システムを示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a performance test system for an air compressor according to a second embodiment of the present invention. 第2実施形態に係る膨張機の作用を示すモリエル線図。FIG. 7 is a Mollier diagram showing the action of the expander according to the second embodiment. 本発明の第3実施形態に係る空気圧縮機の性能試験システムを示す概念図。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a performance test system for an air compressor according to a third embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。同一のまたは対応する要素には同一の参照符号を付し、説明の重複を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Identical or corresponding elements are given the same reference numerals and redundant description will be omitted.

(第1実施形態)
図1を参照して、第1実施形態に係る性能試験システム100は、例えば、空気圧縮機9の製造工場内に導入され、当該製造工場で製造された未出荷の空気圧縮機9の性能を試験する。
(First embodiment)
Referring to FIG. 1, a performance test system 100 according to the first embodiment is introduced into, for example, a manufacturing factory for air compressors 9, and tests the performance of unshipped air compressors 9 manufactured at the manufacturing factory. test.

性能試験システム100は、性能試験部1およびエネルギー回収部2を有する。性能試験部1は、国際規格あるいは日本産業規格等の所定規格に従って空気圧縮機9の性能試験を行う。エネルギー回収部2は、性能試験部1に付加されている。エネルギー回収部2は、性能試験中に空気圧縮機9により生成された圧縮空気のエネルギーを回収し、回収されたエネルギーを電力のような他のエネルギーに変換して再利用可能にする。 The performance test system 100 includes a performance test section 1 and an energy recovery section 2. The performance test section 1 performs a performance test of the air compressor 9 according to a predetermined standard such as an international standard or a Japanese industrial standard. The energy recovery section 2 is added to the performance testing section 1. The energy recovery unit 2 recovers the energy of the compressed air generated by the air compressor 9 during the performance test, converts the recovered energy into other energy such as electric power, and makes it reusable.

性能試験部1は、設置部11、冷却器12、性能測定装置13、圧力調整弁14、およびタンク流入ライン10を有する。エネルギー回収部2は、蓄圧タンク21、圧力調整弁22、膨張機23、発電機24、回転数制御器25、およびタンク流出ライン20を有する。 The performance testing section 1 includes an installation section 11, a cooler 12, a performance measuring device 13, a pressure regulating valve 14, and a tank inflow line 10. The energy recovery unit 2 includes a pressure storage tank 21 , a pressure regulating valve 22 , an expander 23 , a generator 24 , a rotation speed controller 25 , and a tank outflow line 20 .

性能試験の対象とされる空気圧縮機9は、設置部11に設置される。試験済の空気圧縮機9は設置部11から移送され、次の試験対象の空気圧縮機9が設置部11に移送される。以下では、空気圧縮機9が設置部11に設置されている状態を「設置状態」という。空気圧縮機9の形式は、軸流式ターボ形に限定されず、遠心式ターボ形でもよく容積形でもよい。 The air compressor 9 to be subjected to the performance test is installed in the installation section 11. The tested air compressor 9 is transferred from the installation section 11, and the next air compressor 9 to be tested is transferred to the installation section 11. Hereinafter, the state in which the air compressor 9 is installed in the installation section 11 will be referred to as the "installation state." The type of air compressor 9 is not limited to the axial turbo type, but may be a centrifugal turbo type or a positive displacement type.

空気圧縮機9は、ケーシング9a、入口9b、出口9c、ロータ9d、およびアクチュエータ9eを有する。アクチュエータ9eは、例えば電気モータである。アクチュエータ9eは、ロータ9dを回転駆動する。これにより、空気圧縮機9は、入口9bを介してケーシング9a内に導入されたエアを圧縮し、出口9bを介して圧縮空気をケーシング9a外へ排出する。 Air compressor 9 has a casing 9a, an inlet 9b, an outlet 9c, a rotor 9d, and an actuator 9e. The actuator 9e is, for example, an electric motor. The actuator 9e rotationally drives the rotor 9d. Thereby, the air compressor 9 compresses the air introduced into the casing 9a through the inlet 9b, and discharges the compressed air out of the casing 9a through the outlet 9b.

タンク流入ライン10の上流端は、設置状態にある空気圧縮機9の出口9cと接続可能である。タンク流入ライン10の上流端部は、例えば、可撓性を有するホースで構成される。空気圧縮機9が設置部11に移送されると、作業員が、タンク流入ライン10の上流端を空気圧縮機9の出口9cに接続する。空気圧縮機9で生成された圧縮空気は、タンク流入ライン10を流れる。性能試験の終了後、作業員が、タンク流入ライン10の上流端を出口9cから取り外す。 The upstream end of the tank inflow line 10 can be connected to the outlet 9c of the air compressor 9 in the installed state. The upstream end of the tank inflow line 10 is constructed of, for example, a flexible hose. When the air compressor 9 is transferred to the installation section 11, a worker connects the upstream end of the tank inflow line 10 to the outlet 9c of the air compressor 9. Compressed air generated by the air compressor 9 flows through a tank inlet line 10. After the performance test is completed, a worker removes the upstream end of the tank inflow line 10 from the outlet 9c.

冷却器12、性能測定装置13、および圧力調整弁14は、空気圧縮機9から見てこの順番で、タンク流入ライン10上に設けられる。冷却器12は、タンク流入ライン10を流れる圧縮空気を冷却する。圧力調整弁14は、空気圧縮機9により生成される圧縮空気の圧力P1が空気圧縮機9の定格圧力となるように圧縮空気の圧力P1を調整する。定格圧力は、定められた条件下で空気圧縮機9の性能を保証できる最大圧力である。性能測定装置13は、生成された圧縮空気に基づいて規格に従って空気圧縮機9の性能を測定する。 The cooler 12, the performance measuring device 13, and the pressure regulating valve 14 are provided on the tank inflow line 10 in this order when viewed from the air compressor 9. Cooler 12 cools compressed air flowing through tank inlet line 10 . The pressure regulating valve 14 adjusts the pressure P1 of the compressed air so that the pressure P1 of the compressed air generated by the air compressor 9 becomes the rated pressure of the air compressor 9. The rated pressure is the maximum pressure that can guarantee the performance of the air compressor 9 under defined conditions. The performance measuring device 13 measures the performance of the air compressor 9 based on the generated compressed air and in accordance with the standard.

蓄圧タンク21は、タンク入口21aおよびタンク出口21bを有する。タンク流入ライン10の下流端が、タンク入口21aに接続される。性能測定装置13および圧力調整弁14を通過した圧縮空気が、蓄圧タンク21内へ供給され、蓄圧タンク21内に貯留される。圧縮空気の圧力は、性能測定装置13および圧力調整弁14を通過する過程で低下する。蓄圧タンク21内の圧縮空気の圧力(以下、タンク圧P21)は、定格圧力よりも低い。 The pressure accumulation tank 21 has a tank inlet 21a and a tank outlet 21b. A downstream end of the tank inflow line 10 is connected to the tank inlet 21a. Compressed air that has passed through the performance measuring device 13 and the pressure regulating valve 14 is supplied to the pressure accumulation tank 21 and stored therein. The pressure of the compressed air decreases in the process of passing through the performance measuring device 13 and the pressure regulating valve 14. The pressure of compressed air in the pressure accumulation tank 21 (hereinafter referred to as tank pressure P21) is lower than the rated pressure.

タンク出口21bは、タンク流出ライン20の上流端と接続される。圧力調整弁22および膨張機23は、蓄圧タンク21から見てこの順番で、タンク流出ライン20上に設けられる。タンク流出ライン20は、蓄圧タンク21から膨張機23までの膨張機供給ライン20aと、膨張機23から延びる膨張機排出ライン20bとに分けることができる。膨張機供給ライン20aは、圧力調整弁22の上流側の一次圧ライン20a1と、圧力調整弁22に対して下流側の二次圧ライン20a2とに分けることができる。 Tank outlet 21b is connected to the upstream end of tank outflow line 20. The pressure regulating valve 22 and the expander 23 are provided on the tank outflow line 20 in this order when viewed from the pressure accumulation tank 21. The tank outflow line 20 can be divided into an expander supply line 20a from the pressure accumulation tank 21 to the expander 23, and an expander discharge line 20b extending from the expander 23. The expander supply line 20a can be divided into a primary pressure line 20a1 on the upstream side of the pressure regulating valve 22 and a secondary pressure line 20a2 on the downstream side with respect to the pressure regulating valve 22.

圧力調整弁22は、蓄圧タンク21からの圧縮空気を減圧し、膨張機23に供給される圧縮空気の圧力を調整する。本実施形態では、膨張機23は容積形(スクリュ式)であるが、回転式の任意の形式が採用され得る。膨張機23は、入口23a、出口23b、およびロータ23cを有する。膨張機供給ライン20a(二次圧ライン20a2)の下流端が、入口23aに接続される。膨張機排出ライン20bの上流端が、出口23bに接続される。膨張機23は、入口23aを介して供給された圧縮空気を膨張させ、出口23bを介して膨張後のエアを排出する。膨張機23から排出されたエアの圧力(以下、膨張機出口圧P23b)は、大気圧付近である。また、膨張機23は、エアを膨張させると共に降温させる。 The pressure regulating valve 22 reduces the pressure of the compressed air from the pressure storage tank 21 and adjusts the pressure of the compressed air supplied to the expander 23. In this embodiment, the expander 23 is of a displacement type (screw type), but any type of rotary type may be adopted. Expander 23 has an inlet 23a, an outlet 23b, and a rotor 23c. The downstream end of the expander supply line 20a (secondary pressure line 20a2) is connected to the inlet 23a. The upstream end of the expander discharge line 20b is connected to the outlet 23b. The expander 23 expands the compressed air supplied through the inlet 23a and discharges the expanded air through the outlet 23b. The pressure of the air discharged from the expander 23 (hereinafter referred to as expander outlet pressure P23b) is near atmospheric pressure. Further, the expander 23 expands the air and lowers its temperature.

流出ライン20(膨張機排出ライン20b)の下流端部は、空調用の送風口8aと接続される。送風口8aは、空調ダクト8bを介し、製造工場に設けられた空調設備8の室外機8cと接続されている。送風口8aは、空気圧縮機9の製造工場の内部に開放され、製造工場内に空調されたエアを吹き出す。これにより、製造工場の内気温が適温に調整される。膨張機排出ライン20bは、例えば空調ダクト8bに接続される。膨張機23で膨張および降温されたエアは、空調用のエアとして利用される。 A downstream end of the outflow line 20 (expander discharge line 20b) is connected to an air conditioning outlet 8a. The air outlet 8a is connected to an outdoor unit 8c of an air conditioning facility 8 provided in a manufacturing factory via an air conditioning duct 8b. The air outlet 8a is open to the inside of the manufacturing factory of the air compressor 9, and blows out conditioned air into the manufacturing factory. This allows the temperature inside the manufacturing plant to be adjusted to an appropriate temperature. The expander discharge line 20b is connected to, for example, the air conditioning duct 8b. The air expanded and cooled by the expander 23 is used as air conditioning air.

膨張機23のロータ23cは、発電機24の回転軸24aと連結される。図1は、回転軸24aがロータ23cと直結される旨を略示しているが、減速機もしくは増速機が、膨張機23と発電機24との間に介在してもよい。膨張機23が作動すると、発電機24が駆動されて交流電力を発生する。 The rotor 23c of the expander 23 is connected to the rotating shaft 24a of the generator 24. Although FIG. 1 schematically shows that the rotating shaft 24a is directly connected to the rotor 23c, a speed reducer or a speed increaser may be interposed between the expander 23 and the generator 24. When the expander 23 operates, the generator 24 is driven to generate alternating current power.

回転数制御器25は、発電機24の単位時間当たり回転数を制御する。発電機24は膨張機23と機械的に連結されていることから、回転数制御器25は、膨張機23の発電機24に対する速比を考慮することで、発電機24の回転数の制御を通じて膨張機23の回転数を制御できる。回転数制御器25は、一例として、インバータにより実現される。 The rotation speed controller 25 controls the rotation speed of the generator 24 per unit time. Since the generator 24 is mechanically connected to the expander 23, the rotation speed controller 25 controls the rotation speed of the generator 24 by considering the speed ratio of the expander 23 to the generator 24. The rotation speed of the expander 23 can be controlled. The rotation speed controller 25 is realized by, for example, an inverter.

性能試験システム100は、性能試験部1およびエネルギー回収部2の動作を制御するコントローラ3と、コントローラ3による制御に必要とされる情報を検出する各種センサ31~35とを備える。各種センサ31~35には、例えば、試験圧センサ31、タンク圧センサ32、膨張機入口圧センサ33、回転数センサ34、および温度センサ35等が含まれる。コントローラ3は、一例として、圧力調整弁14,22および回転数制御器25の動作を制御する。 The performance test system 100 includes a controller 3 that controls the operations of the performance test section 1 and the energy recovery section 2, and various sensors 31 to 35 that detect information required for control by the controller 3. The various sensors 31 to 35 include, for example, a test pressure sensor 31, a tank pressure sensor 32, an expander inlet pressure sensor 33, a rotation speed sensor 34, a temperature sensor 35, and the like. The controller 3 controls the operations of the pressure regulating valves 14 and 22 and the rotation speed controller 25, for example.

試験圧センサ31は、空気圧縮機9により生成される圧縮空気9の圧力P1を検出する。試験圧センサ31は、例えば、タンク流入ライン10のうち性能試験部1の上流側で圧力P1を検出する。タンク圧センサ32は、タンク圧P21を検出する。タンク圧センサ32は、例えば蓄圧タンク21内もしくは一次圧ライン20a1でタンク圧P21を検出する。膨張機入口圧センサ33は、膨張機23に供給される圧縮空気の圧力(以下、膨張機入口圧P23a)を検出する。膨張機入口圧センサ33は、二次圧ライン20a2で膨張機入口圧P23aを検出する。 The test pressure sensor 31 detects the pressure P1 of compressed air 9 generated by the air compressor 9. The test pressure sensor 31 detects the pressure P1 on the upstream side of the performance test section 1 in the tank inflow line 10, for example. Tank pressure sensor 32 detects tank pressure P21. The tank pressure sensor 32 detects the tank pressure P21 within the pressure accumulation tank 21 or in the primary pressure line 20a1, for example. The expander inlet pressure sensor 33 detects the pressure of compressed air supplied to the expander 23 (hereinafter referred to as expander inlet pressure P23a). The expander inlet pressure sensor 33 detects the expander inlet pressure P23a through the secondary pressure line 20a2.

回転数センサ34は、発電機24および膨張機23の回転数を検出する。回転数センサ34は、ロータ23cの回転速度を検出してもよく、回転軸24aの回転速度を検出してもよく、発電機24で発生された交流の周波数を検出してもよい。これらのいずれか1つが検出されれば、コントローラ3は、膨張機23と発電機24との速比や発電機24の極数に基づいて、発電機24および膨張機23の双方の回転数を検知可能である。温度センサ35は、膨張機23から排出されたエアの温度(以下、膨張機出口温度T23b)を検出する。 The rotation speed sensor 34 detects the rotation speeds of the generator 24 and the expander 23. The rotation speed sensor 34 may detect the rotation speed of the rotor 23c, the rotation speed of the rotating shaft 24a, or the frequency of alternating current generated by the generator 24. If any one of these is detected, the controller 3 adjusts the rotational speed of both the generator 24 and the expander 23 based on the speed ratio between the expander 23 and the generator 24 and the number of poles of the generator 24. Detectable. The temperature sensor 35 detects the temperature of the air discharged from the expander 23 (hereinafter referred to as expander outlet temperature T23b).

コントローラ3は、試験圧センサ31の検出結果を監視し、空気圧縮機9により生成される圧縮空気の圧力P1が定格圧力となるように圧力調整弁14を制御する。コントローラ3は、センサ32,33により検出されるタンク圧P21および膨張機入口圧P23aに基づき、膨張機入口圧P23aが所定値となるよう圧力調整弁22を制御する。コントローラ3は、回転数センサ34の検出結果を監視し、回転数が所定値で保たれるように回転数制御器25を介して回転数をフィードバック制御する。回転数制御器25の制御において、温度センサ35の検出結果が参照されてもよい。 The controller 3 monitors the detection result of the test pressure sensor 31 and controls the pressure regulating valve 14 so that the pressure P1 of the compressed air generated by the air compressor 9 becomes the rated pressure. The controller 3 controls the pressure regulating valve 22 based on the tank pressure P21 and the expander inlet pressure P23a detected by the sensors 32 and 33 so that the expander inlet pressure P23a becomes a predetermined value. The controller 3 monitors the detection result of the rotation speed sensor 34 and performs feedback control of the rotation speed via the rotation speed controller 25 so that the rotation speed is maintained at a predetermined value. In controlling the rotation speed controller 25, the detection result of the temperature sensor 35 may be referred to.

図2では、膨張機23の作用が、横軸に比エンタルピー(kJ/kg)をとり縦軸に絶対圧力(MPaA)をとったモリエル線図を用いて示されている。太実線が本実施形態を示し、二点鎖線が参考例を示す。破線は等エントロピー線であり、本実施形態および参考例の両方において全断熱効率ηad(一例として0.6)が考慮される。膨張機出口圧P23bは、本実施形態と参考例とで同じである。本実施形態および参考例のいずれにおいても、膨張機23の入口23aにおける圧縮空気の温度(以下、膨張機入口温度T23a)は、互いに同じであり、また、蓄圧タンク21内の圧縮空気の温度と略同じである。 In FIG. 2, the action of the expander 23 is shown using a Mollier diagram in which the horizontal axis represents specific enthalpy (kJ/kg) and the vertical axis represents absolute pressure (MPaA). The thick solid line indicates this embodiment, and the two-dot chain line indicates a reference example. The broken line is an isentropic line, and the total adiabatic efficiency ηad (0.6 as an example) is taken into consideration in both the present embodiment and the reference example. The expander outlet pressure P23b is the same in this embodiment and the reference example. In both the present embodiment and the reference example, the temperature of the compressed air at the inlet 23a of the expander 23 (hereinafter referred to as expander inlet temperature T23a) is the same, and the temperature of the compressed air in the pressure accumulator tank 21 is the same. Almost the same.

参考例では、蓄圧タンク21内の圧縮空気が、調圧あるいは減圧されずに、膨張機23の入口23aに供給される。膨張機23において、エアの圧力は、タンク圧P21から膨張機出口圧P23bまで低下する。このとき、比エンタルピーは、タンク21内の圧縮空気が持つ初期値h21から出口値h23brefまで低下する。 In the reference example, compressed air in the pressure storage tank 21 is supplied to the inlet 23a of the expander 23 without being pressure regulated or reduced. In the expander 23, the air pressure decreases from the tank pressure P21 to the expander outlet pressure P23b. At this time, the specific enthalpy decreases from the initial value h21 of the compressed air in the tank 21 to the outlet value h23bref.

膨張機23における圧力降下量ΔPrefが大きいことから(ΔPref=P23a-P23b)、比エンタルピー差Δhrefが大きくなる(Δhref=h21-h23bref)。その分、エネルギー回収量も大きくなるとも言えるが、膨張機出口温度T23brefは相当な低温となってしまう。 Since the pressure drop amount ΔPref in the expander 23 is large (ΔPref=P23a-P23b), the specific enthalpy difference Δhref becomes large (Δhref=h21-h23bref). Although it can be said that the amount of energy recovered increases accordingly, the expander outlet temperature T23bref becomes considerably low.

単なる一例として、定格圧力が0.8MPaA、タンク圧P21および膨張機入口圧P23aが0.7MPaA、膨張機出口圧P23bが0.1MPaA、膨張機入口温度T23aが40℃である場合、参考例では、膨張機出口温度T23brefは-40.9℃となる。このため、空調用のエアとしての利用が難しい。 As just an example, if the rated pressure is 0.8 MPaA, the tank pressure P21 and the expander inlet pressure P23a are 0.7 MPaA, the expander outlet pressure P23b is 0.1 MPaA, and the expander inlet temperature T23a is 40°C, in the reference example, the expander The outlet temperature T23bref is -40.9°C. For this reason, it is difficult to use it as air for air conditioning.

これに対し、本実施形態では、圧力調整弁22が、膨張機入口圧P23aがタンク圧P21に対して低くなるように圧縮空気を減圧する。この減圧によって、圧縮空気が持つ比エンタルピーは、初期値h21から膨張機入口値h23aへと変化するが、その変化量は小さい。 In contrast, in this embodiment, the pressure regulating valve 22 reduces the pressure of the compressed air so that the expander inlet pressure P23a becomes lower than the tank pressure P21. Due to this pressure reduction, the specific enthalpy of the compressed air changes from the initial value h21 to the expander inlet value h23a, but the amount of change is small.

膨張機23において、エアの圧力は、膨張機入口圧P23aから膨張機出口圧P23bまで低下する。膨張機23における圧力降下量ΔPが、参考例に対して小さい。そのため、比エンタルピーの膨張機出口値h23bが、参考例よりも大きくなり、比エンタルピー差Δhは、参考例よりも小さくなる。圧縮空気から取り出されるエネルギー量が小さく、膨張機出口温度T23bは、参考例の膨張機出口温度T23refよりも高くなる。 In the expander 23, the air pressure decreases from the expander inlet pressure P23a to the expander outlet pressure P23b. The pressure drop amount ΔP in the expander 23 is smaller than that of the reference example. Therefore, the expander outlet value h23b of specific enthalpy is larger than the reference example, and the specific enthalpy difference Δh is smaller than the reference example. The amount of energy extracted from the compressed air is small, and the expander outlet temperature T23b is higher than the expander outlet temperature T23ref of the reference example.

単なる一例として、膨張機入口圧P23aが0.2MPaAである場合、本実施形態では膨張機出口温度T23bが6℃となり、膨張機入口圧P23aが0.3MPaAである場合、本実施形態では、膨張機出口温度T23bが-11℃となる。この温度範囲であれば、空調用のエアとして好適に利用可能となり、空調設備8のエネルギー効率の向上を支援できる。 Just as an example, when the expander inlet pressure P23a is 0.2 MPaA, the expander outlet temperature T23b is 6°C in this embodiment, and when the expander inlet pressure P23a is 0.3 MPaA, in this embodiment, the expander outlet temperature T23b is 6°C. The temperature T23b becomes -11°C. Within this temperature range, the air can be suitably used as air conditioning air, and can help improve the energy efficiency of the air conditioning equipment 8.

発電機24において圧縮空気から回生される電力(kW)は、比エンタルピー差Δhと循環流量(kg/s)との積である。本システム100においては、発電機24が、タンク圧P21が高い場合でも作動する。エネルギーを回収する機会が増え、性能試験システム100のエネルギー効率が向上する。 The electric power (kW) regenerated from the compressed air in the generator 24 is the product of the specific enthalpy difference Δh and the circulation flow rate (kg/s). In this system 100, the generator 24 operates even when the tank pressure P21 is high. There are more opportunities to recover energy and the energy efficiency of the performance testing system 100 is improved.

発電機24で発生された電力は、給電線4を介して設置状態にある空気圧縮機9のアクチュエータ9eに供給される。発電機24は、性能試験システム100において空気圧縮機9の電源の少なくとも一部として機能する。性能試験の実行に必要とされる電力が、性能試験中に生成された圧縮空気から回生された電力で賄われ、性能試験システム100の省エネルギー化を実現できる。 Electric power generated by the generator 24 is supplied to the actuator 9e of the installed air compressor 9 via the power supply line 4. Generator 24 functions as at least part of the power source for air compressor 9 in performance test system 100 . The power required to execute the performance test is covered by the power regenerated from the compressed air generated during the performance test, making it possible to save energy in the performance test system 100.

(第2実施形態)
次に、上記実施形態との相違を中心に、第2実施形態について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described, focusing on differences from the above embodiment.

図3を参照して、本実施形態に係る性能試験システム100のエネルギー回収部2においては、圧力調整弁22(図1を参照)が省略されている。膨張機23が、第1膨張機23Aおよび第2膨張機23Bを含み、2段式で構成されている。第2膨張機23Bは、第1膨張機23Aに対してタンク流出ライン20の下流側に設けられる。膨張機供給ライン20aの下流端部は、第1膨張機23Aの入口23Aaに接続されている。膨張機排出ライン20bの上流端部は、第2膨張機23Bの出口23Bbに接続されている。 Referring to FIG. 3, the pressure regulating valve 22 (see FIG. 1) is omitted in the energy recovery unit 2 of the performance test system 100 according to the present embodiment. The expander 23 includes a first expander 23A and a second expander 23B, and is configured in two stages. The second expander 23B is provided downstream of the tank outflow line 20 with respect to the first expander 23A. The downstream end of the expander supply line 20a is connected to the inlet 23Aa of the first expander 23A. The upstream end of the expander discharge line 20b is connected to the outlet 23Bb of the second expander 23B.

第1膨張機23Aの出口23Abは、中間ライン20cを介し、第2膨張機23Bの入口23Baに接続されている。エネルギー回収部2は、加熱器26を更に備える。加熱器26は、第1膨張機23Aと第2膨張機23Bとの間の中間ライン20c上に介在し、第1膨張機23Aから排出されて第2膨張機23Bに供給されるエアを加熱する。 An outlet 23Ab of the first expander 23A is connected to an inlet 23Ba of the second expander 23B via an intermediate line 20c. The energy recovery unit 2 further includes a heater 26. The heater 26 is interposed on the intermediate line 20c between the first expander 23A and the second expander 23B, and heats the air discharged from the first expander 23A and supplied to the second expander 23B. .

本実施形態では、発電機24が、第1膨張機23Aにより駆動される第1発電機24Aと、第2膨張機23Bにより駆動される第2発電機24Bとを含む。第1発電機24Aおよび第2発電機24Bは、給電線4を介して設置状態にある空気圧縮機9のアクチュエータ9eと接続可能である。発電機24は、第1実施形態と同様にして空気圧縮機9の電源として機能する。なお、第1膨張機23Aおよび第2膨張機23Bによって1つの発電機を駆動するようにしてもよい。 In this embodiment, the generator 24 includes a first generator 24A driven by a first expander 23A and a second generator 24B driven by a second expander 23B. The first generator 24A and the second generator 24B can be connected to the actuator 9e of the installed air compressor 9 via the power supply line 4. The generator 24 functions as a power source for the air compressor 9 similarly to the first embodiment. Note that one power generator may be driven by the first expander 23A and the second expander 23B.

回転数制御器25は、第1発電機24Aの回転数と第2発電機24Bの回転数とを制御する。そのために、回転数センサ34は、第1発電機24Aの回転数を検出する第1回転数センサ34Aと、第2発電機24Bの回転数を検出する第2回転数センサ34Bとを含む。コントローラ3は、2つの回転数センサ34A,34Bの検出結果を参照し、第1膨張機23Aの膨張比と第2膨張機23Bの膨張比とが互いに同一となるようにして、第1発電機24Aおよび第2発電機24Bの回転数ひいては第1膨張機23Aおよび第2膨張機23Bの回転数を制御する。膨張比は、膨張機入口圧P23aを膨張機出口圧P23bで除算した値の平方根である。第1膨張機23Aの出口圧且つ第2膨張機23Bの入口圧(以下、中間圧P23c)は、膨張機入口圧P23aと膨張機出口圧P23bとの積の平方根となる。 The rotation speed controller 25 controls the rotation speed of the first generator 24A and the rotation speed of the second generator 24B. To this end, the rotation speed sensor 34 includes a first rotation speed sensor 34A that detects the rotation speed of the first generator 24A, and a second rotation speed sensor 34B that detects the rotation speed of the second generator 24B. The controller 3 refers to the detection results of the two rotational speed sensors 34A and 34B, and makes the expansion ratio of the first expander 23A and the second expander 23B the same, so that the first generator The rotational speeds of the generator 24A and the second generator 24B, as well as the rotational speeds of the first expander 23A and the second expander 23B, are controlled. The expansion ratio is the square root of the value obtained by dividing the expander inlet pressure P23a by the expander outlet pressure P23b. The outlet pressure of the first expander 23A and the inlet pressure of the second expander 23B (hereinafter referred to as intermediate pressure P23c) are the square root of the product of the expander inlet pressure P23a and the expander outlet pressure P23b.

図4では、図2と同様にして、本実施形態に係る膨張機23の作用が、参考例とともに示されている。参考例は、図2に示すものと同様である。 In FIG. 4, similarly to FIG. 2, the operation of the expander 23 according to the present embodiment is shown together with a reference example. The reference example is similar to that shown in FIG.

本実施形態では、蓄圧タンク21内の圧縮空気が、参考例と同様に減圧されることなく膨張機23に供給される。まず、第1膨張機23Aで1段目の膨張が行われ、それにより、圧縮空気の圧力が、タンク圧P21と同等の膨張機入口圧P23aから中間圧P23cまで低下する。これにより、比エンタルピーが膨張機入口値h23aから1段目出口値h23Abまで低下し、エアの温度が膨張機入口温度T23aから1段目出口温度T23Abまで降下する。 In this embodiment, the compressed air in the pressure accumulation tank 21 is supplied to the expander 23 without being depressurized as in the reference example. First, the first stage expansion is performed in the first expander 23A, whereby the pressure of the compressed air decreases from the expander inlet pressure P23a, which is equivalent to the tank pressure P21, to the intermediate pressure P23c. As a result, the specific enthalpy decreases from the expander inlet value h23a to the first stage outlet value h23Ab, and the temperature of the air decreases from the expander inlet temperature T23a to the first stage outlet temperature T23Ab.

第1膨張機23Aから排出されたエアは、第2膨張機23Bに供給される前に、加熱器26で加熱される。これにより、エアの温度が1段目出口温度T23Abから2段目入口温度T23Baまで上昇する。温度上昇に伴い、比エンタルピーも、1段目出口値h23Abから2段目出口値h23Baまで上昇する。2段目入口温度T23Baおよび2段目入口値h23Baは、膨張機入口温度T23aおよび膨張機入口値h23aと略等しい。 The air discharged from the first expander 23A is heated by the heater 26 before being supplied to the second expander 23B. As a result, the temperature of the air increases from the first stage outlet temperature T23Ab to the second stage inlet temperature T23Ba. As the temperature rises, the specific enthalpy also increases from the first stage exit value h23Ab to the second stage exit value h23Ba. The second stage inlet temperature T23Ba and the second stage inlet value h23Ba are approximately equal to the expander inlet temperature T23a and the expander inlet value h23a.

エアの加熱後、第2膨張機23Bで2段目の膨張が行われ、それにより、圧縮空気の圧力が、中間圧P23cから膨張機出口圧P23bまで低下する。これにより、比エンタルピーが2段目入口値h23Baから膨張機出口値T23Bbまで低下し、エアの温度が、2段目入口温度T23Baから膨張機出口温度T23bまで低下する。 After heating the air, a second stage of expansion is performed in the second expander 23B, thereby reducing the pressure of the compressed air from the intermediate pressure P23c to the expander outlet pressure P23b. As a result, the specific enthalpy decreases from the second stage inlet value h23Ba to the expander outlet value T23Bb, and the temperature of the air decreases from the second stage inlet temperature T23Ba to the expander outlet temperature T23b.

発電機24(第1発電機24Aおよび第2発電機24B)において発生される電力は、第1膨張機23Aにおける比エンタルピー差ΔhAと、第2膨張機23Bにおける比エンタルピー差ΔhBとの和に比例する。加熱の工程で増加されたエネルギーも回収可能となり、膨張機23全体で生じる比エンタルピー差(ΔhA+ΔhB)が、参考例の比エンタルピー差Δhrefよりも大きくなる。そのため、本実施形態において発電機24で回収される電力量は、比較例と比べて大きくなる。したがって、性能試験システム100におけるエネルギー回収効率が一層向上する。 The electric power generated in the generator 24 (first generator 24A and second generator 24B) is proportional to the sum of the specific enthalpy difference ΔhA in the first expander 23A and the specific enthalpy difference ΔhB in the second expander 23B. do. The energy increased in the heating process can also be recovered, and the specific enthalpy difference (ΔhA+ΔhB) generated in the entire expander 23 becomes larger than the specific enthalpy difference Δhref of the reference example. Therefore, the amount of power recovered by the generator 24 in this embodiment is larger than that in the comparative example. Therefore, the energy recovery efficiency in the performance test system 100 is further improved.

単なる一例として、タンク圧P21および膨張機入口圧P23aが0.7MPaA、膨張機出口圧P23bが0.1MPaA、膨張機入口温度T23aが40℃の場合、中間圧P23cは0.26MPaA、1段目出口温度T23Abが-6.9℃となる。2段目入口温度T23Baが40℃の場合、膨張機出口温度T23bが-5℃となる。この温度範囲であれば、膨張機23から排出されたエアを空調用のエアとして好適に利用できる。 As just an example, if tank pressure P21 and expander inlet pressure P23a are 0.7 MPaA, expander outlet pressure P23b is 0.1 MPaA, and expander inlet temperature T23a is 40°C, intermediate pressure P23c is 0.26 MPaA, and first stage outlet temperature T23Ab. becomes -6.9℃. When the second stage inlet temperature T23Ba is 40°C, the expander outlet temperature T23b is -5°C. Within this temperature range, the air discharged from the expander 23 can be suitably used as air conditioning air.

(第3実施形態)
次に、第1および第2実施形態に対する変更点を中心に、第3実施形態に係る性能試験システム100について説明する。
(Third embodiment)
Next, a performance test system 100 according to a third embodiment will be described, focusing on changes from the first and second embodiments.

図5を参照して、膨張機23が多段式である場合においても、蓄圧タンク21と膨張機23との間に圧力調整弁22が設けられていてもよい。 Referring to FIG. 5, even when the expander 23 is of a multi-stage type, a pressure regulating valve 22 may be provided between the pressure accumulating tank 21 and the expander 23.

蓄圧タンク21内の圧縮空気は、膨張ターボ発電機による電力回収のみならず、その他の用途で用いられてもよい。例えば、空気圧縮機9の製造設備に設けられている加工機や工作機械が空圧で駆動される場合において、蓄圧タンク21内の圧縮空気が、これら空圧機器の駆動源として機能してもよい。 The compressed air in the pressure storage tank 21 may be used not only for power recovery by the expansion turbo generator but also for other purposes. For example, when processing machines and machine tools installed in the manufacturing equipment of the air compressor 9 are driven by pneumatic pressure, the compressed air in the pressure storage tank 21 may function as a driving source for these pneumatic devices. good.

本実施形態では、その一例として、圧縮空気が、製造設備内の機械加工機59Aの計装エアとして、また、空圧式インパクトレンチ59Bの駆動源として利用される。性能試験システム100は、蓄圧タンク21をこれら空圧機器59A,59Bに接続する機器ライン50A,50Bを有する。蓄圧タンク21は、膨張機23用の前述したタンク出口21bとは別に、取出口21cA,21cBを有する。機器ライン50A,50Bの上流端部は、取出口23cA,23cBにそれぞれ接続され、下流端部は、空圧機器59A,59Bにそれぞれ接続される。これにより、蓄圧タンク21内の圧縮空気で製造設備内の空圧機器が駆動され、製造設備全体の省エネルギー化に貢献できる。 In this embodiment, as an example, compressed air is used as instrumentation air for a machining machine 59A in a manufacturing facility and as a drive source for a pneumatic impact wrench 59B. The performance test system 100 has equipment lines 50A and 50B that connect the pressure storage tank 21 to these pneumatic equipment 59A and 59B. The pressure accumulation tank 21 has outlet ports 21cA and 21cB in addition to the tank outlet 21b for the expander 23 described above. The upstream ends of the equipment lines 50A, 50B are connected to the outlet ports 23cA, 23cB, respectively, and the downstream ends are connected to the pneumatic equipment 59A, 59B, respectively. Thereby, the compressed air in the pressure storage tank 21 drives the pneumatic equipment in the manufacturing equipment, contributing to energy saving of the entire manufacturing equipment.

この場合において、性能試験システム100は、機器ライン50A,50Bにそれぞれ介在する圧力調整弁51A,51Bを有してもよい。圧力調整弁51A,51Bの調圧機能もしくは減圧機能により、空圧機器それぞれに適した圧力のエアを空圧機器59A,59Bに供給可能となる。 In this case, the performance test system 100 may include pressure regulating valves 51A and 51B interposed in the equipment lines 50A and 50B, respectively. The pressure regulating function or pressure reducing function of the pressure regulating valves 51A, 51B makes it possible to supply air at a pressure suitable for each pneumatic device to the pneumatic devices 59A, 59B.

性能試験システム100の性能試験部1は、複数の設置部11を備えてもよい。この場合、設置部11が複数設けられ、タンク流入ライン10の少なくとも上流端部が、複数の空気圧縮機9それぞれに対応するように複数設けられる。本実施形態では、設置部11と同数のタンク流入ライン10が、互いに独立している。蓄圧タンク21が、複数のタンク入口を有し、複数のタンク流入ライン10の下流端部が、複数のタンク入口21aそれぞれに接続されている。ただし、タンク流入ライン10が単一の上流端部を有し、タンク流入ライン10が、蓄圧タンク21と複数の圧力調整弁14との間で分岐/集合されていてもよい。 The performance testing section 1 of the performance testing system 100 may include a plurality of installation sections 11. In this case, a plurality of installation parts 11 are provided, and at least the upstream end of the tank inflow line 10 is provided in a plurality so as to correspond to each of the plurality of air compressors 9. In this embodiment, the same number of tank inflow lines 10 as the installation parts 11 are independent from each other. The pressure accumulation tank 21 has a plurality of tank inlets, and the downstream ends of the plurality of tank inflow lines 10 are connected to each of the plurality of tank inlets 21a. However, the tank inflow line 10 may have a single upstream end, and the tank inflow line 10 may be branched/combined between the pressure accumulation tank 21 and the plurality of pressure regulating valves 14.

このように構成されると、ある設置部11で空気圧縮機9の交換作業を行っている間に、別の設置部11で性能試験を実施でき、圧縮空気が蓄圧タンク21内に絶え間なく供給されることができる。そのため、エネルギー回収部2も絶え間なく動作させることが可能となり、性能試験システム100の動作効率が高くなる。 With this configuration, while the air compressor 9 is being replaced at one installation section 11, a performance test can be conducted at another installation section 11, and compressed air is continuously supplied into the pressure storage tank 21. can be done. Therefore, the energy recovery unit 2 can also be operated continuously, and the operating efficiency of the performance test system 100 is increased.

これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜変更、追加および/または削除可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described so far, the above configuration can be changed, added to, and/or deleted as appropriate within the scope of the spirit of the present invention.

例えば、膨張機23が多段式である場合、単一の発電機が複数の膨張機により駆動されてもよい。この場合、複数の膨張機23のロータ23cの回転を発電機24の回転軸24aに入力させる動力伝達機構が設けられる。膨張機23が多段式の場合、段数は2に限定されない。 For example, if the expander 23 is of a multi-stage type, a single generator may be driven by a plurality of expanders. In this case, a power transmission mechanism is provided that inputs the rotation of the rotors 23c of the plurality of expanders 23 to the rotating shaft 24a of the generator 24. When the expander 23 is of a multistage type, the number of stages is not limited to two.

100 性能試験システム
1 性能試験部
2 エネルギー回収部
3 コントローラ
4 給電部
8a 送風口
9 空気圧縮機
9a ケーシング
9b 入口
9c 出口
9e アクチュエータ
10 タンク流入ライン
20 タンク流出ライン
21 蓄圧タンク
22 圧力調整弁(減圧弁)
23 膨張機
23A 第1膨張機
23B 第2膨張機
24 発電機
25 回転数制御器
26 加熱器
100 Performance test system 1 Performance test section 2 Energy recovery section 3 Controller 4 Power supply section 8a Air outlet 9 Air compressor 9a Casing 9b Inlet 9c Outlet 9e Actuator 10 Tank inflow line 20 Tank outflow line 21 Pressure accumulation tank 22 Pressure regulating valve (pressure reducing valve) )
23 Expander 23A First expander 23B Second expander 24 Generator 25 Rotation speed controller 26 Heater

Claims (8)

空気圧縮機が設置される設置部と、
前記設置部に設置された前記空気圧縮機の出口と接続可能な上流端を有し、前記空気圧縮機により生成される圧縮空気が流れるタンク流入ラインと、
前記タンク流入ライン内の前記圧縮空気の圧力を前記空気圧縮機の定格圧力に調整する圧力調整弁と、
前記タンク流入ライン内の前記圧縮空気に基づいて前記空気圧縮機の性能を測定する性能測定装置と、
前記タンク流入ラインの下流端と接続されるタンク入口を有し、前記圧縮空気を貯留する蓄圧タンクと、
前記蓄圧タンクのタンク出口と接続される上流端を有し、前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気が流れるタンク流出ラインと、
前記流出ライン上に介在し、前記圧縮空気により駆動されて前記圧縮空気を膨張させる膨張機と、
前記膨張機により駆動される発電機と、
前記膨張機および前記発電機の回転数を制御する回転数制御器と、
を備える、空気圧縮機の性能試験システム。
an installation part where the air compressor is installed;
a tank inflow line having an upstream end connectable to an outlet of the air compressor installed in the installation part, through which compressed air generated by the air compressor flows;
a pressure regulating valve that regulates the pressure of the compressed air in the tank inflow line to the rated pressure of the air compressor;
a performance measuring device that measures the performance of the air compressor based on the compressed air in the tank inflow line;
a pressure accumulation tank that stores the compressed air and has a tank inlet connected to the downstream end of the tank inflow line;
a tank outflow line having an upstream end connected to a tank outlet of the pressure accumulation tank, through which the compressed air from the pressure accumulation tank flows;
an expander interposed on the outflow line and driven by the compressed air to expand the compressed air;
a generator driven by the expander;
a rotation speed controller that controls the rotation speeds of the expander and the generator;
Air compressor performance testing system.
前記膨張機は、前記圧縮空気を膨張させると共に降温させ、
前記タンク流出ラインが、空調用の送風口と接続される、
請求項1に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
The expander expands the compressed air and lowers its temperature,
the tank outflow line is connected to an air conditioning outlet;
The air compressor performance testing system according to claim 1.
前記タンク流出ライン上で前記蓄圧タンクと前記膨張機との間に設けられ、前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気の圧力または温度に応じて前記圧縮空気を減圧する減圧弁を更に備える、
請求項2に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
Further comprising a pressure reducing valve that is provided between the pressure accumulation tank and the expander on the tank outflow line and reduces the pressure of the compressed air according to the pressure or temperature of the compressed air from the pressure accumulation tank.
The air compressor performance testing system according to claim 2.
前記膨張機が、第1膨張機と、前記第1膨張機に対して前記タンク流出ラインの下流側に設けられた第2膨張機とを含み、
前記回転数制御器が、前記第1膨張機および前記第2膨張機の膨張比が同一となるようにして、前記第1膨張器の回転数と前記第2膨張器の回転数とを制御する、
請求項1に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
The expander includes a first expander and a second expander provided downstream of the tank outflow line with respect to the first expander,
The rotation speed controller controls the rotation speed of the first expander and the rotation speed of the second expander so that the expansion ratios of the first expander and the second expander are the same. ,
The air compressor performance testing system according to claim 1.
前記タンク流出ライン上で前記第1膨張機と前記第2膨張機との間に設けられ、前記第1膨張機から排出されて前記第2膨張機に供給されるエアを加熱する加熱器を更に備える、
請求項4に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
Further, a heater is provided between the first expander and the second expander on the tank outflow line and heats the air discharged from the first expander and supplied to the second expander. prepare,
The air compressor performance testing system according to claim 4.
前記空気圧縮機は、ロータ、および前記ロータを回転駆動するアクチュエータを有し、
前記空気圧縮機の前記アクチュエータが、前記発電機により発生された電力に基づいて作動する、
請求項1に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
The air compressor has a rotor and an actuator that rotationally drives the rotor,
the actuator of the air compressor operates based on electric power generated by the generator;
The air compressor performance testing system according to claim 1.
前記設置部、および前記タンク流入ラインの前記上流端が、複数設けられ、
前記複数の上流端が、前記複数の設置部それぞれに設置される前記空気圧縮機の前記出口それぞれと接続可能である、
請求項1に記載の空気圧縮機の性能試験システム。
A plurality of the installation portions and the upstream end of the tank inflow line are provided,
The plurality of upstream ends are connectable to each of the outlets of the air compressor installed in each of the plurality of installation parts,
The air compressor performance testing system according to claim 1.
空気圧縮機により生成される圧縮空気の圧力が定格圧力となるようにして前記空気圧縮機を運転し、前記圧縮空気に基づいて前記空気圧縮機の性能を測定することと、
前記空気圧縮機により生成された前記圧縮空気を蓄圧タンクで貯留することと、
前記蓄圧タンクからの前記圧縮空気で膨張機を駆動し、前記膨張機で発電機を駆動することと、
前記膨張機および前記発電機の回転数を制御することと、
を備える、空気圧縮機の性能試験システムにおけるエネルギー回収方法。
Operating the air compressor so that the pressure of compressed air generated by the air compressor becomes a rated pressure, and measuring the performance of the air compressor based on the compressed air;
storing the compressed air generated by the air compressor in a pressure storage tank;
Driving an expander with the compressed air from the pressure storage tank, and driving a generator with the expander;
controlling the rotation speeds of the expander and the generator;
An energy recovery method in an air compressor performance testing system comprising:
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