JP2024034180A - gas compressor - Google Patents

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航平 酒井
佑樹 谷山
将 二階堂
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Abstract

【課題】ガス圧縮機の周囲温度などのガス圧縮機の始動トルクが変化する条件が異なる場合でも起動時における電動モータのスター結線からデルタ結線への切替を適切なタイミングで行うことができるガス圧縮機を提供する。【解決手段】ガス圧縮機は、圧縮機本体2、3を駆動する電動モータ4に機械的に接続されたポンプ11を含みポンプ11の油を圧縮機本体に供給する給油系統10、給油系統10を流れる油の圧力を検出する圧力センサ16、電動モータ4の結線状態をスター結線にする第1接続とデルタ結線にする第2接続とに切替可能な始動装置31、始動装置31を制御する制御装置40を備える。制御装置40は、圧縮機本体の起動開始に始動装置31を第1接続とし、圧縮機本体の起動中に圧力センサ16の検出圧力値が圧力閾値Pth以上か否かを判定し、検出圧力値が閾値Pth以上と判定したときに始動装置31を第1接続から第2接続へ切り替える。【選択図】 図2[Problem] Gas compressor capable of switching an electric motor from star connection to delta connection at the time of startup at an appropriate timing even when the conditions that change the starting torque of the gas compressor, such as the ambient temperature of the gas compressor, are different. provide a machine. A gas compressor includes a pump 11 mechanically connected to an electric motor 4 that drives compressor bodies 2 and 3, and an oil supply system 10 that supplies oil from the pump 11 to the compressor body. a pressure sensor 16 that detects the pressure of oil flowing through the motor, a starting device 31 that can switch the connection state of the electric motor 4 between a first connection that is a star connection and a second connection that is a delta connection, and a control that controls the starting device 31. A device 40 is provided. The control device 40 connects the starter 31 as a first connection when starting the compressor main body, determines whether the detected pressure value of the pressure sensor 16 is equal to or higher than the pressure threshold Pth during starting the compressor main body, and determines whether the detected pressure value is equal to or higher than the pressure threshold Pth. When it is determined that Pth is greater than or equal to the threshold value Pth, the starting device 31 is switched from the first connection to the second connection. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、ガス圧縮機に係り、さらに詳しくは、電動モータにより駆動されるガス圧縮機に関する。 The present invention relates to a gas compressor, and more particularly to a gas compressor driven by an electric motor.

ガス圧縮機では、圧縮機本体の原動機として電動モータが用いられている。ガス圧縮機を駆動する電動モータの起動方法としては、スターデルタ結線による起動方式が広く採用されている。スターデルタ結線は、ガス圧縮機の起動開始時(電動モータの低回転数領域)にスター結線とし、起動開始から所定の時間(例えば15秒程度)経過した後にデルタ結線へと切り替えるものである。この方式は、他の方式よりも比較的安価に電動モータの起動装置を構成することができるという利点がある。しかし、この起動方法は、スター結線からデルタ結線への切替時に電動モータが最大速度又は定格速度に対して不十分な回転速度までしか加速することができなかった場合、電動モータに過大な電流が流れることでトリップしてしまうことがある。 In a gas compressor, an electric motor is used as the prime mover of the compressor body. As a starting method for the electric motor that drives the gas compressor, a starting method using a star-delta connection is widely adopted. The star-delta connection is a star connection at the start of startup of the gas compressor (low rotational speed region of the electric motor), and is switched to delta connection after a predetermined time (for example, about 15 seconds) has elapsed since the start of startup. This method has the advantage that the electric motor starting device can be constructed at a relatively lower cost than other methods. However, this starting method does not allow excessive current to flow into the electric motor if the electric motor is only able to accelerate to a rotational speed insufficient for the maximum speed or rated speed when switching from star to delta connection. Flowing may cause tripping.

スターデルタ結線による圧縮機の起動方法としては、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1に記載の技術は、スター結線により電動モータに電流を供給する時間を圧縮機の潤滑油の温度に応じて適切な時間とすることで電動機の起動時間の適正化を図るものである。具体的には、特許文献1に記載の圧縮機の起動方法は、圧縮機本体を潤滑する油の温度を測定し、スター結線により電動機に電流を供給する時間であるスター時間を測定された油の温度に基づき導出し、導出したスター時間の経過時にスター結線からデルタ結線に切り替えるものである。 As a method for starting a compressor using star-delta connection, for example, the technique described in Patent Document 1 is known. The technology described in Patent Document 1 aims to optimize the start-up time of the electric motor by setting the time for supplying current to the electric motor by star connection to an appropriate time depending on the temperature of the lubricating oil of the compressor. . Specifically, the method for starting a compressor described in Patent Document 1 measures the temperature of oil that lubricates the compressor body, and determines the star time, which is the time during which current is supplied to the electric motor, by measuring the temperature of the oil that lubricates the compressor body. It is derived based on the temperature of , and switches from star connection to delta connection when the derived star time has elapsed.

特開2015-78607号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-78607

ガス圧縮機の電動モータによる起動時間、すなわち、電動モータが起動開始から最大速度又は定格速度までに到達する時間は、電動モータにかかる負荷トルクの大きさによって変化する。負荷トルクは、ガス圧縮機の圧縮機本体を加速させるために必要なトルクである。負荷トルクは、例えば、ガス圧縮機の周囲温度の違いによって変化する。ガス圧縮機の周囲温度が変化すると、圧縮機本体に供給される潤滑油の温度が変化することで、圧縮機本体の始動トルクが変化してしまう。負荷トルクは、ガス圧縮機の周囲温度の違いだけでなく、圧縮機本体に供給される潤滑油の流量の違いやその他の要因の違いによっても変化することがある。 The startup time of the electric motor of the gas compressor, that is, the time it takes for the electric motor to reach its maximum speed or rated speed from the start of startup, varies depending on the magnitude of the load torque applied to the electric motor. The load torque is the torque required to accelerate the compressor body of the gas compressor. The load torque changes depending on, for example, a difference in the ambient temperature of the gas compressor. When the ambient temperature of the gas compressor changes, the temperature of the lubricating oil supplied to the compressor body changes, resulting in a change in the starting torque of the compressor body. The load torque may change not only due to differences in the ambient temperature of the gas compressor, but also due to differences in the flow rate of lubricating oil supplied to the compressor body and other factors.

特許文献1に記載の技術は、測定された圧縮機の潤滑油の温度に基づきスター時間を導出するものである。すなわち、スター結線からデルタ結線への切替タイミング(スター時間)を電動モータの回転数とは直接的な関連性が低い潤滑油の温度を用いて推定するものである。このため、当該技術においては、ガス圧縮機の周囲温度に加えてそれ以外の要因(潤滑油の供給量など)よって圧縮機本体の始動トルクが変化した場合には、スター結線からデルタ結線への適切な切替タイミング、すなわち電動モータの最大速度又は定格速度への到達の有無を見極めることは難しい。 The technique described in Patent Document 1 derives the star time based on the measured temperature of the lubricating oil of the compressor. That is, the switching timing (star time) from star connection to delta connection is estimated using the temperature of lubricating oil, which has little direct correlation with the rotation speed of the electric motor. Therefore, in this technology, if the starting torque of the compressor body changes due to the ambient temperature of the gas compressor and other factors (such as the amount of lubricating oil supplied), it is necessary to switch from star connection to delta connection. It is difficult to determine the appropriate switching timing, that is, whether the maximum speed or rated speed of the electric motor has been reached.

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、ガス圧縮機の周囲温度などのガス圧縮機の始動トルクが変化する条件が異なっている場合であっても、起動時における電動モータのスター結線からデルタ結線への切替を適切なタイミングで行うことができるガス圧縮機を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to solve the above problems even when the conditions under which the starting torque of the gas compressor changes, such as the ambient temperature of the gas compressor, are different. An object of the present invention is to provide a gas compressor that can switch an electric motor from star connection to delta connection at appropriate timing during startup.

本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいる。その一例を挙げるならば、気体を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動する電動モータと、前記電動モータに機械的に接続されて駆動されるポンプを含み、前記ポンプから吐出される油を前記圧縮機本体に供給する給油系統と、前記給油系統を流れる油の圧力を検出する圧力センサと、前記電動モータに電気的に接続され、前記電動モータの巻線の結線状態をスター結線にする第1接続とデルタ結線にする第2接続との間で切替可能な電気回路を有する始動装置と、前記始動装置の前記電気回路の接続を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記圧縮機本体の起動が開始されるとき、前記始動装置の前記電気回路を前記第1接続とし、前記圧縮機本体の起動中に前記圧力センサにより検出される圧力値が圧力閾値以上であるか否かを判定する切替判定を行い、前記切替判定において前記圧力センサにより検出された圧力値が前記圧力閾値以上であると判定したときに、前記始動装置の前記電気回路を前記第1接続から前記第2接続に切り替えるように構成されている。 The present application includes multiple means for solving the above problems. One example is a compressor body that compresses gas, an electric motor that drives the compressor body, and a pump that is mechanically connected to and driven by the electric motor, and the gas is discharged from the pump. An oil supply system that supplies oil to the compressor body, a pressure sensor that detects the pressure of oil flowing through the oil supply system, and a star connection that is electrically connected to the electric motor and determines the connection state of the windings of the electric motor. a starting device having an electric circuit that can be switched between a first connection to make a delta connection and a second connection to make a delta connection; and a control device for controlling connection of the electric circuit of the starter, the control device comprising: , when the start-up of the compressor main body is started, the electric circuit of the starting device is connected to the first connection, and the pressure value detected by the pressure sensor during the start-up of the compressor main body is equal to or higher than a pressure threshold value. When it is determined in the switching determination that the pressure value detected by the pressure sensor is equal to or higher than the pressure threshold value, the electric circuit of the starting device is disconnected from the first connection. The second connection is configured to switch to the second connection.

本発明によれば、圧縮機本体及びポンプを駆動する電動モータの回転数と当該ポンプからの油の供給圧力との間に相関関係があるので、圧縮機本体の起動時において、圧縮機本体を駆動する電動モータによって駆動されるポンプからの油の供給圧力を監視することで、電動モータの結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える適切なタイミングを見極めることが可能となる。したがって、ガス圧縮機の周囲温度などのガス圧縮機の始動トルクが変化する条件が異なっている場合であっても、ガス圧縮機の起動時における始動装置による電動モータのスター結線からデルタ結線への切替を適切なタイミングで行うことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
According to the present invention, since there is a correlation between the rotational speed of the electric motor that drives the compressor body and the pump and the supply pressure of oil from the pump, when the compressor body is started, the compressor body is By monitoring the oil supply pressure from the pump driven by the electric motor, it is possible to determine the appropriate timing to switch the electric motor connection state from star connection to delta connection. Therefore, even if the conditions that change the starting torque of the gas compressor, such as the ambient temperature of the gas compressor, are different, the starting device changes the electric motor from star connection to delta connection when starting the gas compressor. Switching can be performed at appropriate timing.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the embodiments.

本発明の一実施の形態に係るガス圧縮機の概略構成を示す系統図である。1 is a system diagram showing a schematic configuration of a gas compressor according to an embodiment of the present invention. 図1に示す一実施の形態に係るガス圧縮機の一部を構成する制御装置によるガス圧縮機の起動手順の一例を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing an example of a procedure for starting a gas compressor by a control device that constitutes a part of the gas compressor according to the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す一実施の形態に係るガス圧縮機の起動時における電動モータの回転速度とのポンプからの供給圧力との関係を示すグラフである。2 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the electric motor and the supply pressure from the pump at the time of starting the gas compressor according to the embodiment shown in FIG. 1. FIG.

以下、本発明によるガス圧縮機の実施形態について図面を用いて例示説明する。本実施の形態においては、ガス圧縮機としてスクリュー式のガス圧縮機を例に説明している。しかし、本発明は、スクロール式のガス圧縮機や往複動式のガス圧縮機など、三相電動モータによって駆動されるガス圧縮機全般に適用することが可能である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a gas compressor according to the present invention will be described by way of example with reference to the drawings. In this embodiment, a screw type gas compressor is used as an example of the gas compressor. However, the present invention can be applied to all gas compressors driven by three-phase electric motors, such as scroll-type gas compressors and double-acting gas compressors.

[一実施の形態]
一実施の形態に係るガス圧縮機の構成について図1を用いて説明する。図1は一実施の形態に係るガス圧縮機の概略構成を示す系統図である。図1中、黒塗り矢印は、ガス圧縮機の作動流体の流れ又は潤滑油の流れを示している。
[One embodiment]
The configuration of a gas compressor according to one embodiment will be described using FIG. 1. FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a gas compressor according to an embodiment. In FIG. 1, black arrows indicate the flow of working fluid or lubricating oil of the gas compressor.

図1において、ガス圧縮機1は、スクリュー式の圧縮機として構成されている。ガス圧縮機1は、吸い込んだ気体を圧縮して吐出する低圧段の前段圧縮機本体2と、前段圧縮機本体2から吐出された圧縮気体を更に圧縮して吐出する高圧段の後段圧縮機本体3と、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3を駆動する電動モータ4とを備えている。前段圧縮機本体2の吸込側には、ガスフィルタ6が配置されている。前段圧縮機本体2の吐出側と後段圧縮機本体3の吸込側は、インタークーラ7を介して接続されている。後段圧縮機本体3の吐出側は、アフタークーラ8に接続されている。 In FIG. 1, a gas compressor 1 is configured as a screw type compressor. The gas compressor 1 includes a low-pressure pre-stage compressor main body 2 that compresses and discharges the sucked gas, and a high-pressure post-stage compressor main body that further compresses and discharges the compressed gas discharged from the pre-compressor main body 2. 3, and an electric motor 4 that drives the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. A gas filter 6 is arranged on the suction side of the pre-stage compressor main body 2. The discharge side of the front compressor body 2 and the suction side of the rear compressor body 3 are connected via an intercooler 7. The discharge side of the latter stage compressor main body 3 is connected to an aftercooler 8.

前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3は、互いに噛み合い回転する一対のスクリューロータと、一対のスクリューロータを回転可能に支持する複数の軸受と、一対のスクリューロータ及び複数の軸受を収容するケーシングとを備えている(図1中、模式的に図示されており、各構成は図示されていない)。一対のスクリューロータとそれらを取り囲むケーシングとによって複数の作動室が形成される。複数の作動室は、一対のスクリューロータの回転に伴って当該ロータの軸方向に移動する。前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3は、一対のスクリューロータの回転に伴って、作動室の容積が増加することでガスフィルタ6を介して気体を吸い込み、作動室の容積が縮小していくことで気体を圧縮し、最終的に圧縮気体を吐出する。前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3は、例えば、作動室に油を供給しない無給油式(オイルフリー式)のスクリュー圧縮機であり、一対のスクリューロータの回転を同期させるタイミングギアを有している。 The front compressor body 2 and the rear compressor body 3 include a pair of screw rotors that mesh with each other and rotate, a plurality of bearings that rotatably support the pair of screw rotors, and a casing that accommodates the pair of screw rotors and the plurality of bearings. (It is shown schematically in FIG. 1, and each structure is not shown.) A plurality of working chambers are formed by a pair of screw rotors and a casing surrounding them. The plurality of working chambers move in the axial direction of the pair of screw rotors as the pair of screw rotors rotate. The front compressor body 2 and the rear compressor body 3 suck gas through the gas filter 6 as the volume of the working chamber increases as the pair of screw rotors rotate, and the volume of the working chamber decreases. This compresses the gas and finally discharges the compressed gas. The front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are, for example, oil-free screw compressors that do not supply oil to the working chamber, and have timing gears that synchronize the rotation of a pair of screw rotors. are doing.

インタークーラ7は、前段圧縮機本体2から吐出された高温の圧縮気体を冷却ものであり、例えば、空冷式の熱交換器である。アフタークーラ8は、後段圧縮機本体3から吐出された高温の圧縮気体を冷却するものであり、例えば、空冷式の熱交換器である。 The intercooler 7 cools the high-temperature compressed gas discharged from the pre-compressor main body 2, and is, for example, an air-cooled heat exchanger. The aftercooler 8 cools the high temperature compressed gas discharged from the latter stage compressor main body 3, and is, for example, an air-cooled heat exchanger.

前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3には、給油系統10が接続されている。給油系統10は、スクリューロータの軸受やタイミングギアを潤滑するための潤滑油を前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給するものである。給油系統10は、上流側から順に、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に潤滑油を供給するポンプ11と、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油を冷却するオイルクーラ12と、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油に含まれる不純物をろ過するオイルフィルタ13とを含んでいる。ポンプ11は、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3を駆動する電動モータ4に機械的に接続されて駆動されるように構成されている。ポンプ11の吐出ラインは、圧力調整弁14を介して後述のギア装置20のギアケース26に接続されている。圧力調整弁14は、ポンプ11の吐出圧が設定圧以上になると開弁するように構成されている。圧力調整弁14は、開弁することで過剰な圧力をギアケース26へ逃がし、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3の軸受やタイミングギアに供給する潤滑油の圧力を略一定に保持する機能を有している。 An oil supply system 10 is connected to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. The oil supply system 10 supplies lubricating oil for lubricating the bearings of the screw rotor and the timing gear to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. The oil supply system 10 includes, in order from the upstream side, a pump 11 that supplies lubricating oil to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3, and a lubricant that is supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. It includes an oil cooler 12 that cools oil, and an oil filter 13 that filters out impurities contained in the lubricating oil supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. The pump 11 is configured to be mechanically connected to and driven by an electric motor 4 that drives the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. A discharge line of the pump 11 is connected to a gear case 26 of a gear device 20, which will be described later, via a pressure regulating valve 14. The pressure regulating valve 14 is configured to open when the discharge pressure of the pump 11 exceeds a set pressure. When the pressure regulating valve 14 is opened, excess pressure is released to the gear case 26, and the pressure of the lubricating oil supplied to the bearings and timing gears of the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 is kept approximately constant. It has a function.

給油系統10におけるオイルフィルタ13の下流側には、圧力センサ16及び温度センサ17が設置されている。圧力センサ16は、ポンプ11から吐出されて給油系統10を流れる油の圧力を検出するものである。本実施の形態の圧力センサ16は、既存の圧力センサと同様に、オイルフィルタ13から流出して前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に導入される潤滑油の圧力を検出するものであり、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に対する潤滑油の供給圧力を監視する機能を有している。温度センサ17は、オイルクーラ12により冷却された後に前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に導入される潤滑油の温度を検出するものである。 A pressure sensor 16 and a temperature sensor 17 are installed downstream of the oil filter 13 in the oil supply system 10. The pressure sensor 16 detects the pressure of oil discharged from the pump 11 and flowing through the oil supply system 10. The pressure sensor 16 of this embodiment, like existing pressure sensors, detects the pressure of lubricating oil flowing out from the oil filter 13 and introduced into the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. , has a function of monitoring the supply pressure of lubricating oil to the front stage compressor body 2 and the rear stage compressor body 3. The temperature sensor 17 detects the temperature of the lubricating oil that is cooled by the oil cooler 12 and then introduced into the first stage compressor main body 2 and the second stage compressor main body 3.

前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3は、ギア装置20を介して機械的に電動モータ4に接続されている。給油系統10のポンプ11も、ギア装置20を介して機械的に電動モータ4に接続されている。ギア装置20は、電動モータ4のシャフト部に設けられたモータ側ブルギヤ21及びモータ側ピニオン22と、前段圧縮機本体2のスクリューロータのシャフト部に設けられ、モータ側ブルギヤ21に噛み合う前段側ピニオン23と、後段圧縮機本体3のスクリューロータのシャフト部に設けられ、モータ側ブルギヤ21に噛み合う後段側ピニオン24と、ポンプ11のシャフト部に設けられ、モータ側ピニオン22に噛み合うポンプ側ギア25と、これらの歯車21、22、23、24、25を収容するギアケース26とを備えている。電動モータ4の駆動トルクは、モータ側ブルギヤ21から前段側ピニオン23を介して前段圧縮機本体2に伝達されると共に、モータ側ブルギヤ21から後段側ピニオン24を介して後段圧縮機本体3に伝達される。また、電動モータ4の駆動トルクは、モータ側ピニオン22からポンプ側ギア25を介してポンプ11に伝達される。ギアケース26の下部には、給油系統10の潤滑油が貯留されている。すなわち、ギアケース26は、給油系統10の潤滑油の貯留タンクとして機能も機能するものである。給油系統10の潤滑油は、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3とギアケース26との間で循環する。 The front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are mechanically connected to an electric motor 4 via a gear device 20 . The pump 11 of the oil supply system 10 is also mechanically connected to the electric motor 4 via a gear device 20 . The gear device 20 includes a motor-side bull gear 21 and a motor-side pinion 22 provided on the shaft portion of the electric motor 4, and a pre-stage pinion provided on the shaft portion of the screw rotor of the pre-stage compressor main body 2 and meshing with the motor-side bull gear 21. 23, a rear-stage pinion 24 that is provided on the shaft of the screw rotor of the rear-stage compressor main body 3 and meshes with the motor-side bull gear 21, and a pump-side gear 25 that is provided on the shaft of the pump 11 and meshes with the motor-side pinion 22. , and a gear case 26 that accommodates these gears 21, 22, 23, 24, and 25. The driving torque of the electric motor 4 is transmitted from the motor-side bull gear 21 to the front-stage compressor body 2 via the front-stage pinion 23, and is also transmitted from the motor-side bull gear 21 to the rear-stage compressor body 3 via the rear-stage pinion 24. be done. Further, the driving torque of the electric motor 4 is transmitted from the motor side pinion 22 to the pump 11 via the pump side gear 25. Lubricating oil for the oil supply system 10 is stored in the lower part of the gear case 26. That is, the gear case 26 also functions as a storage tank for lubricating oil in the oil supply system 10. Lubricating oil in the oil supply system 10 circulates between the front compressor main body 2, the second compressor main body 3, and the gear case 26.

電動モータ4は、三相の巻線を有する三相電動モータである。電動モータ4は、始動装置31に電気的に接続されており、始動装置31を介して電源100に接続されるように構成されている。始動装置31は、電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線にする第1接続とデルタ結線にする第2接続との間で切替可能な電気回路(図示せず)を有しており、当該電気回路の接続の切替により電源100から電動モータ4に印加される電流又は電圧を調整することが可能である。始動装置31は、制御装置40からの切替指令Csに応じて第1接続(スター結線)又は第2接続(デルタ結線)に電気回路を切り替えるように構成されている。なお、電源100は、ガス圧縮機1に対して外部電源であってもよく、ガス圧縮機1の構成の一部であってもよい。 The electric motor 4 is a three-phase electric motor having three-phase windings. The electric motor 4 is electrically connected to a starting device 31 and is configured to be connected to a power source 100 via the starting device 31. The starting device 31 has an electric circuit (not shown) that can switch the connection state of the windings of the electric motor 4 between a first connection, which is a star connection, and a second connection, which is a delta connection. It is possible to adjust the current or voltage applied to the electric motor 4 from the power source 100 by switching the connection of the electric circuit. The starting device 31 is configured to switch the electric circuit to the first connection (star connection) or the second connection (delta connection) in response to a switching command Cs from the control device 40. Note that the power source 100 may be an external power source for the gas compressor 1 or may be a part of the configuration of the gas compressor 1.

制御装置40は、運転スイッチや外部制御盤(共に図示せず)からの運転指令信号が入力されると、始動装置31の電気回路の接続を制御することで電源100からの電力を電動モータ4に供給し、ガス圧縮機1(前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3)の起動を実行するように構成されている。制御装置40は、電動モータ4の起動方式として、スターデルタ結線による起動方式を採用している。本実施の形態の制御装置40は、ガス圧縮機1(電動モータ4)の起動中に、ポンプ11によって吐出されて給油系統10を流れる潤滑油の圧力を圧力センサ16によってモニタリングし、圧力センサ16の検出値に基づいてスター結線からデルタ結線へ切替タイミングを判定することを特徴とするものである。制御装置40によるガス圧縮機1(電動モータ4)の起動方法の詳細については後述する。 When an operation command signal is input from an operation switch or an external control panel (both not shown), the control device 40 controls the connection of the electric circuit of the starting device 31 to supply electric power from the power source 100 to the electric motor 4. The gas compressor 1 (first stage compressor main body 2 and second stage compressor main body 3) is started. The control device 40 employs a star-delta connection starting method as a starting method for the electric motor 4. The control device 40 of the present embodiment monitors the pressure of lubricating oil discharged by the pump 11 and flowing through the oil supply system 10 using the pressure sensor 16 while the gas compressor 1 (electric motor 4) is being started. The present invention is characterized in that the switching timing from star connection to delta connection is determined based on the detected value of . Details of how the control device 40 starts the gas compressor 1 (electric motor 4) will be described later.

次に、一実施の形態に係るガス圧縮機の動作(運転)について図1を用いて説明する。ガス圧縮機の通常運転では、前段圧縮機本体及び後段圧縮機本体(電動モータ)は略一定の回転数で駆動されるように制御される。 Next, the operation (operation) of the gas compressor according to one embodiment will be explained using FIG. 1. During normal operation of the gas compressor, the front compressor main body and the latter compressor main body (electric motor) are controlled to be driven at a substantially constant rotation speed.

図1に示す上述の構成のガス圧縮機1においては、電動モータ4の回転駆動力がギア装置20のモータ側プルギア21から前段側ピニオン23及び後段側ピニオン24に伝達されることで、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3が回転駆動されている。これにより、気体(例えば、空気)がガスフィルタ6を介して前段圧縮機本体2に吸い込まれる。吸い込まれた気体は、前段圧縮機本体2によって圧縮されてからインタークーラ7へ吐出される。前段圧縮機本体2から吐出された高温の圧縮気体は、インタークーラ7よって冷却されてから後段圧縮機本体3に吸い込まれる。冷却された圧縮気体は、後段圧縮機本体3によって更に圧縮されてからアフタークーラ8へ吐出される。後段圧縮機本体3から吐出された高温高圧の圧縮気体は、アフタークーラ8によって所望の温度に冷却された後に外部機器(図示せず)に供給される。 In the gas compressor 1 having the above-described configuration shown in FIG. The machine body 2 and the rear compressor body 3 are rotationally driven. As a result, gas (for example, air) is sucked into the front compressor main body 2 via the gas filter 6. The sucked gas is compressed by the pre-compressor main body 2 and then discharged to the intercooler 7. The high temperature compressed gas discharged from the front compressor body 2 is cooled by the intercooler 7 and then sucked into the rear compressor body 3. The cooled compressed gas is further compressed by the latter stage compressor main body 3 and then discharged to the aftercooler 8. The high-temperature, high-pressure compressed gas discharged from the second-stage compressor main body 3 is cooled to a desired temperature by the aftercooler 8 and then supplied to external equipment (not shown).

また、電動モータ4の回転駆動力がギア装置20のモータ側ピニオン22からポンプ側ギア25に伝達されることで、給油系統10のポンプ11が回転駆動される。これにより、ギア装置20のギアケース26内に貯留されている潤滑油がポンプ11によってオイルクーラ12へ圧送される。ポンプ11から吐出された潤滑油は、オイルクーラ12によって冷却され、オイルフィルタ13によって不純物がろ過される。冷却かつ清浄された潤滑油は、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(軸受やタイミングギアなど)に供給される。ポンプ11の吐出圧が設定圧力よりも過大のときには、圧力調整弁14が開放される。このため、ポンプ11の吐出圧は、略一定に維持されている。 Further, the rotational driving force of the electric motor 4 is transmitted from the motor side pinion 22 of the gear device 20 to the pump side gear 25, so that the pump 11 of the oil supply system 10 is rotationally driven. As a result, the lubricating oil stored in the gear case 26 of the gear device 20 is pumped to the oil cooler 12 by the pump 11. The lubricating oil discharged from the pump 11 is cooled by an oil cooler 12, and impurities are filtered out by an oil filter 13. The cooled and purified lubricating oil is supplied to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 (bearings, timing gears, etc.). When the discharge pressure of the pump 11 is greater than the set pressure, the pressure regulating valve 14 is opened. Therefore, the discharge pressure of the pump 11 is maintained substantially constant.

前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に導入される潤滑油(給油系統10のの最下流側を流れる潤滑油)の圧力及び温度がそれぞれ圧力センサ16及び温度センサ17によって検出される。圧力センサ16は、検出した潤滑油の圧力値に応じた検出信号を制御装置40へ出力する。温度センサ17は、検出した潤滑油の温度値に応じた検出信号を制御装置40へ出力する。制御装置40は、圧力センサ16からの検出信号及び温度センサ17からの検出信号を基に、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油の状態(圧力及び温度)を監視する。 The pressure and temperature of the lubricating oil (lubricating oil flowing on the most downstream side of the oil supply system 10) introduced into the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are detected by a pressure sensor 16 and a temperature sensor 17, respectively. The pressure sensor 16 outputs a detection signal to the control device 40 according to the detected pressure value of the lubricating oil. The temperature sensor 17 outputs a detection signal to the control device 40 according to the detected temperature value of the lubricating oil. The control device 40 monitors the state (pressure and temperature) of the lubricating oil supplied to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 based on the detection signal from the pressure sensor 16 and the detection signal from the temperature sensor 17. do.

次に、一実施の形態に係るガス圧縮機の一部を構成する制御装置のハード構成及び制御装置によるガス圧縮機の起動方法について図1及び図2を用いて説明する。図2は図1に示す一実施の形態に係るガス圧縮機の一部を構成する制御装置によるガス圧縮機の起動手順の一例を示すフローチャートである。 Next, a hardware configuration of a control device that constitutes a part of a gas compressor according to an embodiment and a method for starting the gas compressor using the control device will be described using FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure for starting a gas compressor by a control device that constitutes a part of the gas compressor according to the embodiment shown in FIG.

図1において、ガス圧縮機1の制御装置40は、ハード構成として、RAMやROM等からなる記憶装置41とCPUやMPU等からなる処理装置42とを含むマイクロコンピュータにより構成されている。記憶装置41には、ガス圧縮機1の起動のために必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置42は、記憶装置41からプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することでガス圧縮機1の起動を実行する。 In FIG. 1, the control device 40 of the gas compressor 1 is constituted by a microcomputer including, as a hardware configuration, a storage device 41 consisting of a RAM, ROM, etc., and a processing device 42 consisting of a CPU, MPU, etc. In the storage device 41, programs and various information necessary for starting the gas compressor 1 are stored in advance. The processing device 42 starts up the gas compressor 1 by reading a program and various information from the storage device 41 as appropriate and executing processing according to the program.

具体的には、図2において、図1示す制御装置40は、運転スイッチや外部制御盤(共に図示せず)からの運転指令信号が入力された場合に、ガス圧縮機1の起動手順(起動制御フロー)をスタートさせる。まず、制御装置40は、始動装置31の電気回路を電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線にする第1接続に設定し、第1接続に設定された始動装置31を介して電源100の電力を電動モータ4(巻線の結線状態がスター結線)に供給させる(ステップS10)。これにより、電動モータ4の起動が開始される。電動モータ4の起動によって、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3が始動すると共に、ポンプ11が始動する。 Specifically, in FIG. 2, the control device 40 shown in FIG. control flow). First, the control device 40 sets the electric circuit of the starting device 31 to a first connection in which the connection state of the windings of the electric motor 4 is a star connection, and connects the electric circuit of the starting device 31 to the power source 100 via the starting device 31 set to the first connection. is supplied to the electric motor 4 (the windings are connected in a star connection) (step S10). As a result, starting of the electric motor 4 is started. By starting the electric motor 4, the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are started, and the pump 11 is started.

次に、制御装置40は、給油系統10を流れる潤滑油の圧力が圧力閾値以上であるか否かを判定する(ステップS20)。これは、電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える時期を判定するものである。電動モータのスターデルタ結線による起動方式においては、電動モータが最大速度もしくは定格速度又はその近傍に達したときに、デルタ結線への切替が求められる。本実施の形態においては、電動モータ4に機械的に接続されて駆動されるポンプ11の吐出圧力が電動モータ4の回転速度の増減に応じて変化する。すなわち、電動モータ4の回転速度とポンプ11の吐出圧力との間には相関関係がある(後述の図3参照)。そこで、制御装置40は、電動モータ4の回転速度がデルタ結線への切替の適切な回転数に到達したか否かを、ポンプ11から吐出されて給油系統10を流れる潤滑油の圧力を基に判定するように構成されている。 Next, the control device 40 determines whether the pressure of the lubricating oil flowing through the oil supply system 10 is equal to or higher than the pressure threshold (step S20). This is to determine when to switch the connection state of the windings of the electric motor 4 from star connection to delta connection. In a starting method using a star-delta connection of an electric motor, a switch to a delta connection is required when the electric motor reaches a maximum speed or rated speed or its vicinity. In this embodiment, the discharge pressure of the pump 11 that is mechanically connected to and driven by the electric motor 4 changes in accordance with the increase or decrease in the rotational speed of the electric motor 4. That is, there is a correlation between the rotational speed of the electric motor 4 and the discharge pressure of the pump 11 (see FIG. 3, which will be described later). Therefore, the control device 40 determines whether the rotational speed of the electric motor 4 has reached an appropriate rotational speed for switching to the delta connection based on the pressure of the lubricating oil discharged from the pump 11 and flowing through the oil supply system 10. It is configured to make a determination.

具体的には、制御装置40は、圧力センサ16からの圧力検出値Psが圧力閾値Pth以上であるか否かを判定する。当該圧力検出値Psが圧力閾値Pthよりも小さい場合(NOの場合)には、再びステップS20に戻り、圧力センサ16からの圧力検出値Psが圧力閾値Pth以上(YES)になるまで、ステップS20を繰り返す。圧力センサ16からの圧力検出値Psが圧力閾値Pth以上に達した場合(YESの場合)、制御装置40は、ステップS30に進む。 Specifically, the control device 40 determines whether the pressure detection value Ps from the pressure sensor 16 is greater than or equal to the pressure threshold Pth. If the pressure detection value Ps is smaller than the pressure threshold Pth (in the case of NO), the process returns to step S20 again, and the process continues in step S20 until the pressure detection value Ps from the pressure sensor 16 becomes equal to or higher than the pressure threshold Pth (YES). repeat. If the pressure detection value Ps from the pressure sensor 16 reaches the pressure threshold Pth or more (in the case of YES), the control device 40 proceeds to step S30.

圧力閾値Pthは、例えば、予め設定された固定値であり、記憶装置41に予め記憶されている。ただし、給油系統10を流れる潤滑油の圧力は検出位置によって異なるので、圧力センサ16の設置位置に応じて適切な値に設定する必要がある。本実施の形態においては、圧力センサ16が、例えば、給油系統10の最下流側であるオイルフィルタ13の下流に設置され、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に導入される直前の潤滑油の圧力を検出している。この場合、ポンプ11から吐出された潤滑油の圧力は、オイルクーラ12での圧力損失、オイルフィルタ13での圧力損失、管路の圧力損失などによって、ポンプ吐出圧から低下した値を示している。そのため、圧力閾値Pthは、電動モータ4が最大速度もしくは定格速度のとき(ガス圧縮機1の通常運転のとき)のポンプ11の吐出圧又は吐出流量、オイルクーラ12での圧力損失、オイルフィルタ13での圧力損失、管路の圧力損失などを考慮して設定される。 The pressure threshold value Pth is, for example, a preset fixed value, and is stored in the storage device 41 in advance. However, since the pressure of the lubricating oil flowing through the oil supply system 10 differs depending on the detection position, it is necessary to set it to an appropriate value depending on the installation position of the pressure sensor 16. In the present embodiment, the pressure sensor 16 is installed downstream of the oil filter 13, which is the most downstream side of the oil supply system 10, and lubricates the oil immediately before being introduced into the front compressor body 2 and the rear compressor body 3. Detecting oil pressure. In this case, the pressure of the lubricating oil discharged from the pump 11 is a value lower than the pump discharge pressure due to pressure loss in the oil cooler 12, pressure loss in the oil filter 13, pressure loss in the pipeline, etc. . Therefore, the pressure threshold Pth is determined by the discharge pressure or discharge flow rate of the pump 11 when the electric motor 4 is at the maximum speed or rated speed (when the gas compressor 1 is in normal operation), the pressure loss at the oil cooler 12, the oil filter 13 It is set taking into consideration the pressure loss in the pipe and the pressure loss in the pipeline.

ステップS20において、圧力センサ16からの圧力検出値Psが圧力閾値Pth以上に達した場合(YESの場合)、制御装置40は、始動装置31の電気回路を第1接続から第2接続へ切り替える(ステップS30)。すなわち、電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える。具体的には、制御装置40は、切替指令Csを始動装置31へ出力する。上述したように、電動モータ4の回転速度とポンプ11の吐出圧力との間には相関関係があるので、圧力センサ16からの圧力検出値Psが圧力閾値Pth以上に達したとき、電動モータ4の回転速度がデルタ結線への切替の適切な回転数に到達していると見なすものである。 In step S20, when the pressure detection value Ps from the pressure sensor 16 reaches the pressure threshold Pth or more (in the case of YES), the control device 40 switches the electric circuit of the starting device 31 from the first connection to the second connection ( Step S30). That is, the connection state of the windings of the electric motor 4 is switched from star connection to delta connection. Specifically, the control device 40 outputs the switching command Cs to the starting device 31. As described above, since there is a correlation between the rotational speed of the electric motor 4 and the discharge pressure of the pump 11, when the pressure detection value Ps from the pressure sensor 16 reaches the pressure threshold value Pth or more, the electric motor 4 It is assumed that the rotation speed has reached the appropriate rotation speed for switching to delta connection.

次に、一実施の形態に係るガス圧縮機における起動時の動作について図1~図3を用いて説明する。図3は図1に示す一実施の形態に係るガス圧縮機の起動時における電動モータの回転速度とのポンプからの供給圧力との関係を示すグラフである。図3中、横軸Tはガス圧縮機の起動開始からの経過時間を、右側の縦軸R及び実線は電動モータの回転速度を、左側の縦軸P及び一点鎖線は給油系統のポンプから前段圧縮機及び後段圧縮機への潤滑油の供給圧力を示している。 Next, the operation at startup of the gas compressor according to one embodiment will be described using FIGS. 1 to 3. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the electric motor and the supply pressure from the pump when the gas compressor according to the embodiment shown in FIG. 1 is started. In Figure 3, the horizontal axis T represents the elapsed time from the start of the gas compressor, the vertical axis R and the solid line on the right side represent the rotational speed of the electric motor, and the vertical axis P and the dashed dotted line on the left side represent the previous stage from the pump in the refueling system. It shows the supply pressure of lubricating oil to the compressor and downstream compressor.

図1示す制御装置40は、運転指令信号が入力されると、ガス圧縮機1の起動を開始する(図3に示す経過時間Tが0のとき)。具体的には、制御装置40は、始動装置31の電気回路を電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線にする第1接続に設定し、始動装置31を介して電源100の電力を電動モータ4に供給させる(図2に示すステップS10)。 The control device 40 shown in FIG. 1 starts starting up the gas compressor 1 when the operation command signal is input (when the elapsed time T shown in FIG. 3 is 0). Specifically, the control device 40 sets the electric circuit of the starting device 31 to the first connection in which the connection state of the windings of the electric motor 4 is a star connection, and connects the electrical circuit of the starting device 31 to the electric power of the power source 100 via the starting device 31. It is supplied to the motor 4 (step S10 shown in FIG. 2).

これにより、図1に示す電動モータ4の起動が開始される。電動モータ4の起動によって、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3が始動すると共に、給油系統10のポンプ11が始動する。電動モータ4は、図3に示すように、電源100からの電力の供給によって加速されることで、回転速度が起動開始からの経過時間Tに応じて徐々に上昇する。電動モータ4の回転数の上昇に応じて給油系統10のポンプ11の回転数も上昇する。これにより、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油の圧力Pが起動開始からの経過時間Tに応じて徐々に上昇していく。 As a result, starting of the electric motor 4 shown in FIG. 1 is started. By starting the electric motor 4, the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are started, and the pump 11 of the oil supply system 10 is started. As shown in FIG. 3, the electric motor 4 is accelerated by the supply of electric power from the power supply 100, so that the rotational speed gradually increases according to the elapsed time T from the start of activation. As the rotation speed of the electric motor 4 increases, the rotation speed of the pump 11 of the oil supply system 10 also increases. As a result, the pressure P of the lubricating oil supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 gradually increases in accordance with the elapsed time T from the start of startup.

このとき、制御装置40は、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油の圧力P(圧力センサ16の検出値)が圧力閾値Pth以上であるか否かを判定することで、スター結線からデルタ結線への切替時期の判定を行う(図2に示すステップS20)。図3において、経過時間Tが0からTsまでの間は、ポンプ11からの潤滑油の供給圧力P(圧力センサ16の検出値)が圧力閾値Pthに達していないので、制御装置40が始動装置31を第1接続に維持することで(図2に示すステップS20の繰り返し)、巻線の結線状態がスター結線の電動モータ4に対する電力供給が維持される。 At this time, the control device 40 determines whether the pressure P (detected value of the pressure sensor 16) of the lubricating oil supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 is equal to or higher than the pressure threshold Pth. By making this determination, the timing of switching from star connection to delta connection is determined (step S20 shown in FIG. 2). In FIG. 3, during the elapsed time T from 0 to Ts, the supply pressure P of lubricating oil from the pump 11 (detected value of the pressure sensor 16) has not reached the pressure threshold value Pth, so the control device 40 31 in the first connection (repetition of step S20 shown in FIG. 2), power supply to the electric motor 4 whose windings are star-connected is maintained.

ポンプ11からの潤滑油の供給圧力P(圧力センサ16の検出値)が圧力閾値Pthに達したとき、すなわち、経過時間TがTsのとき、制御装置40は、電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える(図2に示すステップS30)。このとき(経過時間Tsのとき)、電力供給による電動モータ4のこれまでの加速によって、電動モータ4の回転数が最大速度又は定格速度Rrに到達している。このため、電動モータ4に過大な電流が流れることがなく、電動モータ4の起動を完了することができる。 When the supply pressure P of lubricating oil from the pump 11 (detected value of the pressure sensor 16) reaches the pressure threshold Pth, that is, when the elapsed time T is Ts, the control device 40 controls the connection of the windings of the electric motor 4. The state is switched from star connection to delta connection (step S30 shown in FIG. 2). At this time (at the elapsed time Ts), the rotation speed of the electric motor 4 has reached the maximum speed or the rated speed Rr due to the acceleration of the electric motor 4 due to the electric power supply. Therefore, excessive current does not flow through the electric motor 4, and the starting of the electric motor 4 can be completed.

このように、本実施の形態においては、電動モータ4(ガス圧縮機1)の起動時に、電動モータ4の回転速度と相関関係があるポンプ11からの潤滑油の供給圧力を監視することで、電動モータ4の結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える適切なタイミングを見極めている。 As described above, in this embodiment, when the electric motor 4 (gas compressor 1) is started, by monitoring the supply pressure of lubricating oil from the pump 11, which has a correlation with the rotational speed of the electric motor 4, The appropriate timing for switching the connection state of the electric motor 4 from star connection to delta connection is being determined.

上述したように、一実施の形態に係るガス圧縮機)は、気体を圧縮する前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)と、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)を駆動する電動モータ4と、電動モータ4に機械的に接続されて駆動されるポンプ11を含み、ポンプ11から吐出される潤滑油(油)を前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)に供給する給油系統10と、給油系統10を流れる潤滑油(油)の圧力を検出する圧力センサ16と、電動モータ4に電気的に接続され、電動モータ4の巻線の結線状態をスター結線にする第1接続とデルタ結線にする第2接続との間で切替可能な電気回路を有する始動装置31と、始動装置31の電気回路の接続を制御する制御装置40とを備える。制御装置40は、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)の起動が開始されるとき、始動装置31の電気回路を第1接続とし、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)の起動中に圧力センサ16により検出される圧力値が圧力閾値Pth以上であるか否かを判定する切替判定を行い、切替判定において圧力センサ16により検出された圧力値が圧力閾値Pth以上であると判定したときに、始動装置31の電気回路を第1接続から第2接続に切り替えるように構成されている。 As described above, the gas compressor according to one embodiment includes a pre-stage compressor main body 2 and a post-stage compressor main body 3 (compressor main bodies) that compress gas, and a pre-stage compressor main body 2 and a post-stage compressor main body 3. It includes an electric motor 4 that drives the (compressor main body) and a pump 11 that is mechanically connected to and driven by the electric motor 4. An oil supply system 10 that supplies the compressor body 3 (compressor body), a pressure sensor 16 that detects the pressure of lubricating oil (oil) flowing through the oil supply system 10, and an electric motor 4 that is electrically connected to the electric motor 4. a starting device 31 having an electric circuit that can switch the connection state of the windings between a first connection in which the winding is a star connection and a second connection in which the connection is a delta connection; and a control for controlling the connection of the electric circuit of the starter 31. A device 40 is provided. The control device 40 connects the electric circuit of the starting device 31 as a first connection when starting up the pre-stage compressor main body 2 and the post-compressor main body 3 (compressor main body). A switching determination is made to determine whether the pressure value detected by the pressure sensor 16 is equal to or higher than the pressure threshold Pth during startup of the main body 3 (compressor main body), and the pressure value detected by the pressure sensor 16 in the switching determination is The electric circuit of the starting device 31 is configured to be switched from the first connection to the second connection when it is determined that the pressure is equal to or higher than the pressure threshold value Pth.

この構成によれば、前段圧縮機本体2と後段圧縮機本体3(圧縮機本体)及びポンプ11を駆動する電動モータ4の回転数と当該ポンプ11からの潤滑油(油)の供給圧力との間に相関関係があるので、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)の起動時において、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)を駆動する電動モータ4によって駆動されるポンプ11からの潤滑油(油)の供給圧力を監視することで、電動モータ4の結線状態をスター結線からデルタ結線へ切り替える適切なタイミングを見極めることが可能となる。したがって、ガス圧縮機1の周囲温度などのガス圧縮機の始動トルクが変化する条件が異なっている場合であっても、ガス圧縮機1の起動時における始動装置31による電動モータ4のスター結線からデルタ結線への切替を適切なタイミングで行うことができる。 According to this configuration, the rotational speed of the electric motor 4 that drives the front compressor body 2, the rear compressor body 3 (compressor body), and the pump 11 and the supply pressure of lubricating oil (oil) from the pump 11 can be adjusted. Since there is a correlation between By monitoring the supply pressure of lubricating oil (oil) from the pump 11 driven by the electric motor 4, it is possible to determine the appropriate timing to switch the connection state of the electric motor 4 from star connection to delta connection. Therefore, even if the conditions under which the starting torque of the gas compressor changes, such as the ambient temperature of the gas compressor 1, are different, the star connection of the electric motor 4 by the starting device 31 at the time of starting the gas compressor 1 can be prevented. Switching to delta connection can be performed at appropriate timing.

また、本実施の形態においては、圧力閾値Pthが、予め設定された固定値であり、制御装置40に予め記憶されている。この構成によれば、制御装置40の起動の制御フローを簡素化することができる。 Further, in this embodiment, the pressure threshold value Pth is a preset fixed value and is stored in the control device 40 in advance. According to this configuration, the control flow for starting the control device 40 can be simplified.

また、本実施の形態においては、給油系統10が、ポンプ11以外に、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)に供給される潤滑油(油)を冷却するオイルクーラ12(熱交換器)と、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(圧縮機本体)に供給される潤滑油(油)の不純物をろ過するオイルフィルタ13(フィルタ)とを含む。また、圧力センサ16は、給油系統10におけるオイルクーラ12(熱交換器)及びオイルフィルタ13(フィルタ)よりも下流側に設置されている。 In addition, in the present embodiment, the oil supply system 10 cools lubricating oil (oil) supplied from the pump 11 to the pre-stage compressor main body 2 and the post-stage compressor main body 3 (compressor main body), in addition to the pump 11. an oil cooler 12 (heat exchanger); and an oil filter 13 (filter) that filters impurities in the lubricating oil (oil) supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 (compressor body). including. Further, the pressure sensor 16 is installed downstream of the oil cooler 12 (heat exchanger) and the oil filter 13 (filter) in the oil supply system 10.

この構成によれば、給油系統10における圧力センサ16の設置位置が既存のガス圧縮機の給油系統の場合と同様であるので、ガス圧縮機1の起動時において電動モータ4のスター結線からデルタ結線への切替タイミングを見極めるための圧力センサを新たに必要せず、既存構成の圧力センサを利用することができる。 According to this configuration, since the installation position of the pressure sensor 16 in the oil supply system 10 is the same as that in the oil supply system of an existing gas compressor, when the gas compressor 1 is started, the electric motor 4 is connected from the star connection to the delta connection. There is no need for a new pressure sensor to determine the switching timing, and the existing pressure sensor can be used.

[その他の実施の形態]
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。すなわち、一実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
[Other embodiments]
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. The embodiments described above have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. That is, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of one embodiment with other configurations.

例えば、上述した一実施の形態においては、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3を、油や水などの液体を作動室に注入することの無い無給液式のスクリュー圧縮機として構成する例を示した。しかし、前段圧縮機本体及び後段圧縮機本体を、油や水などの液体が作動室に注入される給液式のスクリュー圧縮機として構成することも可能である。作動室に注入される液体が潤滑油である場合には、一実施の形態の給油系統10を前段圧縮機本体及び後段圧縮機本体の作動室に対して潤滑油を供給するように構成することも可能である。 For example, in the embodiment described above, the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 are configured as a liquid-free screw compressor that does not inject liquid such as oil or water into the working chamber. showed that. However, it is also possible to configure the front compressor main body and the latter compressor main body as a liquid supply type screw compressor in which a liquid such as oil or water is injected into the working chamber. When the liquid injected into the working chamber is lubricating oil, the oil supply system 10 in one embodiment is configured to supply lubricating oil to the working chambers of the front compressor main body and the latter compressor main body. is also possible.

また、上述した一実施の形態においては、圧力センサ16を給油系統10におけるオイルフィルタ13の下流側に設置した例を示した。しかし、圧力センサ16は、ポンプ11から吐出されて給油系統10を流れる潤滑油の圧力を検出する構成であればよい。圧力センサは、例えば、給油系統10におけるオイルクーラ12の下流側で且つオイルフィルタ13の上流側に設置する構成も可能である(図示せず)。また、圧力センサは、ポンプ11の吐出圧を検出するように給油系統10のオイルクーラ12よりも上流側に設置する構成(図1中、一点鎖線の圧力センサ16)も可能である。 Furthermore, in the embodiment described above, an example was shown in which the pressure sensor 16 was installed downstream of the oil filter 13 in the oil supply system 10. However, the pressure sensor 16 may be configured to detect the pressure of the lubricating oil discharged from the pump 11 and flowing through the oil supply system 10. For example, the pressure sensor may be installed downstream of the oil cooler 12 and upstream of the oil filter 13 in the oil supply system 10 (not shown). Further, the pressure sensor may be installed upstream of the oil cooler 12 in the oil supply system 10 so as to detect the discharge pressure of the pump 11 (pressure sensor 16 indicated by a chain line in FIG. 1).

また、上述した一実施の形態においては、圧力閾値Pthを予め設定された固定値とした例を示した。しかし、圧力閾値Pthを固定値とせずに圧力センサ16の検出値を基に設定することも可能である。具体的には、制御装置40は、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(ガス圧縮機1)が停止されるときに、前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3(ガス圧縮機1)の停止直前の通常運転の状態において圧力センサ16によって検出された圧力値を記憶装置41に記憶するように構成されている。さらに、制御装置40は、記憶装置41に記憶した圧力センサ16の圧力値を基に圧力閾値Pthを設定するように構成されている。ガス圧縮機1の通常運転時に圧力センサ16によって検出された圧力値は、電動モータ4が最大速度もしくは定格速度のときに、ポンプ11から前段圧縮機本体2及び後段圧縮機本体3に供給される潤滑油(油)の圧力を示している。すなわち、当該圧力値は、電動モータ4の最大速度もしくは定格速度の判定指標として用いることができる。この構成によれば、圧力閾値Pthを固定値とする場合と異なり、オイルクーラ12やオイルフィルタ13の圧力損失などを考慮する必要がない。 Further, in the embodiment described above, an example was shown in which the pressure threshold value Pth was a preset fixed value. However, it is also possible to set the pressure threshold value Pth based on the detected value of the pressure sensor 16 instead of setting it as a fixed value. Specifically, when the front compressor main body 2 and the rear compressor main body 3 (gas compressor 1) are stopped, the control device 40 controls the front compressor main body 2 and the latter compressor main body 3 (gas compressor 1). ) is configured to store in the storage device 41 the pressure value detected by the pressure sensor 16 in the normal operating state immediately before stopping. Further, the control device 40 is configured to set the pressure threshold Pth based on the pressure value of the pressure sensor 16 stored in the storage device 41. The pressure value detected by the pressure sensor 16 during normal operation of the gas compressor 1 is supplied from the pump 11 to the front compressor body 2 and the rear compressor body 3 when the electric motor 4 is at the maximum speed or rated speed. Indicates the pressure of lubricating oil (oil). That is, the pressure value can be used as an index for determining the maximum speed or rated speed of the electric motor 4. According to this configuration, unlike the case where the pressure threshold value Pth is a fixed value, there is no need to consider pressure loss of the oil cooler 12 and the oil filter 13.

1…ガス圧縮機、 2…前段圧縮機本体(圧縮機本体)、 3…後段圧縮機本体(圧縮機本体)、 4…電動モータ、 10…給油系統、 11…ポンプ、 12…オイルクーラ(熱交換器)、 13…オイルフィルタ(フィルタ)、 16…圧力センサ、 31…始動装置、 40…制御装置、 Pth…圧力閾値 1...Gas compressor, 2...Pre-stage compressor main body (compressor main body), 3...Post-stage compressor main body (compressor main body), 4...Electric motor, 10...Oil supply system, 11...Pump, 12...Oil cooler (heat exchanger), 13...Oil filter (filter), 16...Pressure sensor, 31...Starting device, 40...Control device, Pth...Pressure threshold value

Claims (4)

気体を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体を駆動する電動モータと、
前記電動モータに機械的に接続されて駆動されるポンプを含み、前記ポンプから吐出される油を前記圧縮機本体に供給する給油系統と、
前記給油系統を流れる油の圧力を検出する圧力センサと、
前記電動モータに電気的に接続され、前記電動モータの巻線の結線状態をスター結線にする第1接続とデルタ結線にする第2接続との間で切替可能な電気回路を有する始動装置と、
前記始動装置の前記電気回路の接続を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記圧縮機本体の起動が開始されるとき、前記始動装置の前記電気回路を前記第1接続とし、
前記圧縮機本体の起動中に前記圧力センサにより検出される圧力値が圧力閾値以上であるか否かを判定する切替判定を行い、
前記切替判定において前記圧力センサにより検出された圧力値が前記圧力閾値以上であると判定したときに、前記始動装置の前記電気回路を前記第1接続から前記第2接続に切り替えるように構成されている
ことを特徴とするガス圧縮機。
A compressor body that compresses gas;
an electric motor that drives the compressor main body;
an oil supply system including a pump mechanically connected to and driven by the electric motor and supplying oil discharged from the pump to the compressor main body;
a pressure sensor that detects the pressure of oil flowing through the oil supply system;
a starting device that is electrically connected to the electric motor and has an electric circuit that can switch the connection state of the windings of the electric motor between a first connection that is a star connection and a second connection that is a delta connection;
and a control device that controls connection of the electric circuit of the starting device,
The control device includes:
When starting the compressor main body is started, the electric circuit of the starting device is connected to the first connection,
performing a switching determination to determine whether a pressure value detected by the pressure sensor during startup of the compressor main body is equal to or higher than a pressure threshold;
The electric circuit of the starting device is configured to be switched from the first connection to the second connection when it is determined in the switching determination that the pressure value detected by the pressure sensor is equal to or higher than the pressure threshold value. A gas compressor characterized by:
請求項1に記載のガス圧縮機であって、
前記圧力閾値は、予め設定された固定値であり、前記制御装置に予め記憶されている
ことを特徴とするガス圧縮機。
The gas compressor according to claim 1,
The gas compressor, wherein the pressure threshold is a preset fixed value and is stored in the control device in advance.
請求項1に記載のガス圧縮機であって、
前記制御装置は、前記圧縮機本体が停止されるときに、前記圧縮機本体の停止直前の通常運転の状態において前記圧力センサによって検出された圧力値を記憶するように構成され、
前記制御装置は、前記切替判定において、記憶した圧力値を基に前記圧力閾値を設定する
ことを特徴とするガス圧縮機。
The gas compressor according to claim 1,
The control device is configured to store, when the compressor main body is stopped, a pressure value detected by the pressure sensor in a normal operating state immediately before stopping the compressor main body,
The gas compressor, wherein the control device sets the pressure threshold value based on a stored pressure value in the switching determination.
請求項1に記載のガス圧縮機であって、
前記給油系統は、前記ポンプ以外に、前記ポンプから前記圧縮機本体に供給される油を冷却する熱交換器と、前記ポンプから前記圧縮機本体に供給される油の不純物をろ過するフィルタとを含み、
前記圧力センサは、前記給油系統における前記熱交換器及び前記フィルタよりも下流側に設置されている
ことを特徴とするガス圧縮機。
The gas compressor according to claim 1,
In addition to the pump, the oil supply system includes a heat exchanger that cools oil supplied from the pump to the compressor body, and a filter that filters impurities in the oil supplied from the pump to the compressor body. including,
The gas compressor, wherein the pressure sensor is installed downstream of the heat exchanger and the filter in the oil supply system.
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