JP6720802B2 - Water addition start method of water addition type compressor - Google Patents

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Description

本発明は、水添加式の圧縮機に用いられる水添加開始方法に関する。 The present invention relates to a water addition start method used for a water addition type compressor.

従来、水を添加した空気を圧縮する水添加式の圧縮機が知られている。この種の水添加式圧縮機を開示するものとして特許文献1がある。特許文献1には、圧縮経路内に水を注入する旋回スクロール式の圧縮機において、駆動装置の運転開始後に水の注入を開始する構成について記載されている。 Conventionally, a water-added compressor that compresses air to which water is added is known. Patent Document 1 discloses a water-added compressor of this type. Patent Document 1 describes a configuration of a orbiting scroll compressor in which water is injected into a compression path, in which water injection is started after operation of a drive device is started.

特開2011−163219号公報JP, 2011-163219, A

水を添加するとシール効果によって圧縮機の性能が向上し、吐出される圧縮空気量が多くなるため、水添加の瞬間に急激なトルクが掛かって圧縮機の駆動が不安定になるおそれがある。また、圧縮機の吐出側に配置される放気弁を閉じたときも、圧縮機に負荷が掛かって回転数を低下させる。特許文献1には、電磁放気弁及び注水制御弁が閉の状態で無注水運転を行って所定時間経過後に注水制御弁を開として注水運転に移行する制御が記載されているものの、運転開始時に電磁放気弁が閉であるため運転開始時点で圧縮機の駆動に負荷が掛かることになる。運転開始から回転数を安定的に上昇させるという点で従来の技術には改善の余地があった。 When water is added, the performance of the compressor is improved due to the sealing effect, and the amount of compressed air discharged is increased, so a sudden torque may be applied at the moment of adding water, and the drive of the compressor may become unstable. Further, even when the discharge valve arranged on the discharge side of the compressor is closed, the compressor is loaded and the rotation speed is reduced. Patent Document 1 describes a control in which a non-water injection operation is performed in a state where the electromagnetic air release valve and the water injection control valve are closed, and the water injection control valve is opened to shift to the water injection operation after a predetermined time has elapsed, but the operation is started. Since the electromagnetic release valve is sometimes closed, a load is applied to the drive of the compressor at the start of operation. There is room for improvement in the conventional technology in that the rotational speed is stably increased from the start of operation.

本発明は、運転開始時に圧縮機に掛かる負荷のタイミングを調節することで、水添加式圧縮機の安定的な起動を実現する水添加開始方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a water addition start method that realizes stable start-up of a water addition compressor by adjusting the timing of the load on the compressor at the start of operation.

本発明は、水添加式の圧縮機の水添加開始方法であって、放気弁を開いて前記圧縮機の圧縮空気が吐出される吐出側を大気に開放した状態で、駆動源から伝達される駆動力により前記圧縮機の駆動を開始する駆動開始ステップと、前記駆動開始ステップの後に、前記放気弁を閉じる放気弁閉止ステップと、前記放気弁閉止ステップの後に、前記圧縮機へ添加水の供給を開始する添加水供給ステップと、を含む水添加開始方法に関する。 The present invention is a method for starting water addition of a water-added type compressor, in which a discharge valve is opened so that compressed air of the compressor is discharged from a drive source in a state of being opened to the atmosphere. To the compressor after the drive start step of starting the drive of the compressor by the drive force, after the drive start step, the exhaust valve closing step of closing the exhaust valve, and the exhaust valve closing step. And a step of supplying additional water for starting the supply of additional water.

添加水供給ステップでは、予め設定された設定時間経過後に、添加水の供給を開始することが好ましい。 In the added water supply step, it is preferable to start the supply of added water after a preset set time has elapsed.

添加水供給ステップでは、前記圧縮機の駆動トルクを示す駆動トルク情報を取得し、駆動トルクが所定値を上回っていると判断できる場合に添加水の供給を開始することが好ましい。 In the added water supply step, it is preferable that the drive torque information indicating the drive torque of the compressor is acquired and the supply of the added water is started when it can be determined that the drive torque exceeds a predetermined value.

前記放気弁閉止ステップでは、前記圧縮機の駆動回転数を示す回転数情報を取得し、駆動回転数が所定値を上回っていると判断できる場合に前記放気弁を閉じることが好ましい。 In the air release valve closing step, it is preferable that the rotation speed information indicating the drive rotation speed of the compressor be acquired and the air release valve be closed when it can be determined that the drive rotation speed exceeds a predetermined value.

本発明の圧縮機の水添加開始方法によれば、運転開始時に圧縮機に掛かる負荷のタイミングを調節することで、水添加式圧縮機の安定的な起動を実現できる。 According to the water addition start method for a compressor of the present invention, stable start of the water addition compressor can be realized by adjusting the timing of the load applied to the compressor at the start of operation.

本発明の一実施形態に係る水添加開始方法が適用される空気圧縮システムの概略図である。1 is a schematic diagram of an air compression system to which a water addition starting method according to an embodiment of the present invention is applied.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the "line" in this specification is a general term for lines through which a fluid can flow, such as a flow path, a route, and a pipeline.

図1は、本発明の一実施形態に係る水添加開始方法が適用される空気圧縮システム1の概略図である。図1に示すように、本実施形態の空気圧縮システム1は、水添加式の圧縮機2と、圧縮機2の原動機としての電気モータ20と、圧縮機2から吐出された圧縮空気の気水分離を行うセパレータタンク3と、セパレータタンク3で気水分離された圧縮空気を冷却するアフタークーラ34と、各種の制御を行う制御部90と、を主要な構成として備える。 FIG. 1 is a schematic diagram of an air compression system 1 to which a water addition start method according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an air compression system 1 according to the present embodiment includes a water-added compressor 2, an electric motor 20 as a prime mover of the compressor 2, and a compressed-air compressed water discharged from the compressor 2. The separator tank 3 that performs the separation, the aftercooler 34 that cools the compressed air separated in the separator tank 3, and the control unit 90 that performs various controls are provided as main components.

<圧縮機>
圧縮機2は、水添加式の空気圧縮機である。本実施形態の圧縮機2はスクロール式に構成されており、旋回スクロールを固定スクロール(何れも図示省略)に対して回転させることにより、空気を圧縮して添加水を含む圧縮空気を吐出する。本実施形態では、旋回スクロールの両側面に旋回ラップが設けられ、当該旋回スクロールを挟むように一対の固定スクロールが配置されるタイプのスクロール流体機械が用いられる。なお、圧縮機2は、スクロール式以外のもの、例えばスクリュー式圧縮機を用いることができる。
<Compressor>
The compressor 2 is a water addition type air compressor. The compressor 2 of the present embodiment is configured as a scroll type, and by rotating the orbiting scroll with respect to a fixed scroll (neither of which is shown), air is compressed and compressed air containing added water is discharged. In the present embodiment, a scroll fluid machine is used in which orbiting wraps are provided on both sides of the orbiting scroll, and a pair of fixed scrolls are arranged so as to sandwich the orbiting scroll. The compressor 2 may be other than the scroll type, for example, a screw type compressor.

本実施形態の圧縮機2の駆動源には電気モータ20が用いられる。電気モータ20は、その回転数がインバータ21から出力される駆動周波数によって制御される。なお、駆動源としては電気モータ20以外のもの、例えば蒸気で駆動する蒸気エンジン(例えば、スクロール式の膨張機)を用いることができる。 An electric motor 20 is used as a drive source of the compressor 2 of this embodiment. The rotation speed of the electric motor 20 is controlled by the drive frequency output from the inverter 21. It should be noted that a drive source other than the electric motor 20, for example, a steam engine driven by steam (for example, a scroll type expander) can be used.

圧縮機2には給気ラインL1から圧縮対象の流体として空気が供給される。給気ラインL1にはエアフィルタ22が配置されており、エアフィルタ22を通った清浄な空気が圧縮機2に供給される。 Air is supplied to the compressor 2 as a fluid to be compressed from the air supply line L1. An air filter 22 is arranged in the air supply line L1, and the clean air that has passed through the air filter 22 is supplied to the compressor 2.

給気ラインL1のエアフィルタ22の下流側には給水ラインL2及び戻しラインL3が接続される。給水ラインL2及び戻しラインL3は、何れも圧縮機2に添加水を供給するためのラインである。 A water supply line L2 and a return line L3 are connected to the air supply line L1 downstream of the air filter 22. Both the water supply line L2 and the return line L3 are lines for supplying the additive water to the compressor 2.

給水ラインL2は、その上流側の端部が給水源(図示省略)に接続されており、給水源から補給用の添加水を給気ラインL1に供給する。給水ラインL2には給水弁24が配置されている。給水弁24は、制御部90からの指令で動作する電磁弁であり、給水ラインL2を通じた圧縮機2への添加水の供給、停止及び流量を制御する。 The water supply line L2 has an upstream end connected to a water supply source (not shown), and supplies supplementary supplemental water from the water supply source to the air supply line L1. A water supply valve 24 is arranged in the water supply line L2. The water supply valve 24 is a solenoid valve that operates according to a command from the control unit 90, and controls the supply, stop, and flow rate of the added water to the compressor 2 through the water supply line L2.

戻しラインL3は、セパレータタンク3の液相部に接続されており、セパレータタンク3の気水分離で生じた分離水が、戻しラインL3を通じて給気ラインL1に供給され、添加水として圧縮機2で再利用される。戻しラインL3には、上流側から順に、水クーラ25、水フィルタ23、添加水弁30が配置されている。セパレータタンク3から出て戻しラインL3を流通する水は、水クーラ25で冷却された後、水フィルタ23で濾過されて給気ラインL1に送られる。添加水弁30は、制御部90からの指令で動作する電磁弁であり、戻しラインL3を通じた圧縮機2への添加水の供給、停止及び流量を制御する。 The return line L3 is connected to the liquid phase portion of the separator tank 3, and the separated water generated by the air-water separation of the separator tank 3 is supplied to the air supply line L1 through the return line L3 and added to the compressor 2 as added water. Will be reused in. In the return line L3, a water cooler 25, a water filter 23, and an added water valve 30 are arranged in this order from the upstream side. The water flowing out of the separator tank 3 and flowing through the return line L3 is cooled by the water cooler 25, filtered by the water filter 23, and sent to the air supply line L1. The added water valve 30 is a solenoid valve that operates according to a command from the control unit 90, and controls the supply, stop, and flow rate of the added water to the compressor 2 through the return line L3.

添加水弁30は圧縮機2の運転中に開放され、給水弁24は圧縮機2の運転中にセパレータタンク3内の減水が検出された場合に開放される。そして、戻しラインL3(又は戻しラインL3と給水ラインL2の両方)から供給される水が添加された空気が給気ラインL1を通じて圧縮機2の空気の吸込口に供給され、圧縮室に送り込まれる。なお、水添加式の圧縮機2は、水潤滑式又は水噴射式等ということもでき、これらの圧縮機2も含まれるものとする。 The additive water valve 30 is opened during the operation of the compressor 2, and the water supply valve 24 is opened during the operation of the compressor 2 when the water reduction in the separator tank 3 is detected. Then, the air added with the water supplied from the return line L3 (or both the return line L3 and the water supply line L2) is supplied to the air suction port of the compressor 2 through the air supply line L1 and sent into the compression chamber. .. The water-added compressor 2 can also be referred to as a water-lubricated compressor or a water-injected compressor, and these compressors 2 are also included.

<セパレータタンク>
セパレータタンク3は、圧縮空気から水を分離する気水分離器である。セパレータタンク3には逆止弁31が配置される吐出ラインL4を通じて圧縮機2から水を含んだ圧縮空気が送られ、セパレータタンク3で圧縮空気と水に分離される。セパレータタンク3の内部は、気水分離によって上方の気相部と下方の液相部に分かれる。なお、本実施形態の吐出ラインL4は、圧縮機2の両側スクロール機構のそれぞれから圧縮空気を取り出して合流させた後、セパレータタンク3に送る経路となっており、逆止弁31は合流する部分の下流側に配置される。
<Separator tank>
The separator tank 3 is a steam separator that separates water from compressed air. Compressed air containing water is sent from the compressor 2 to the separator tank 3 through the discharge line L4 in which the check valve 31 is arranged, and is separated into compressed air and water in the separator tank 3. The inside of the separator tank 3 is divided into an upper gas phase part and a lower liquid phase part by separating water and water. In addition, the discharge line L4 of the present embodiment serves as a path for taking out compressed air from each of the scroll mechanisms on both sides of the compressor 2 and joining the compressed air to the separator tank 3, and the check valve 31 joins the compressed air. Is located downstream of.

セパレータタンク3で気水分離された後、圧縮空気はセパレータタンク3の気相部に接続される圧縮空気送出ラインL5を通じて圧縮空気使用機器(図示省略)側に送られる。圧縮空気送出ラインL5には、上流側から順に、一次圧調整弁33、アフタークーラ34、圧力センサ37が配置されている。一次圧調整弁33により、セパレータタンク3の内部圧力が設定圧力以上に保持される。圧縮空気送出ラインL5を流通する圧縮空気はアフタークーラ34で冷却された後、圧縮空気使用機器に送られる。圧力センサ37は、圧縮空気の吐出圧を検出し、制御部90に吐出圧情報を送信する。 After being separated into water and water in the separator tank 3, the compressed air is sent to the device using compressed air (not shown) through the compressed air delivery line L5 connected to the gas phase portion of the separator tank 3. A primary pressure adjusting valve 33, an aftercooler 34, and a pressure sensor 37 are arranged in this order from the upstream side in the compressed air delivery line L5. The internal pressure of the separator tank 3 is maintained at a set pressure or higher by the primary pressure adjusting valve 33. The compressed air flowing through the compressed air delivery line L5 is cooled by the aftercooler 34 and then sent to the device using compressed air. The pressure sensor 37 detects the discharge pressure of the compressed air and sends the discharge pressure information to the control unit 90.

セパレータタンク3の気相部には放気ラインL6が接続される。放気ライン6にはセパレータタンク3の内部を大気(外部)に開放する放気弁40が配置される。放気弁40は制御部90からの指令で動作する電磁弁であり、放気弁40が開くとセパレータタンク3の内部が大気に開放される。即ち、セパレータタンク3及び吐出ラインL4を通じて圧縮機2の吐出側が大気に開放される。圧縮機2の運転中(定常状態移行後)は、放気弁40は閉状態に制御される。 An air discharge line L6 is connected to the gas phase portion of the separator tank 3. An air discharge valve 40 that opens the inside of the separator tank 3 to the atmosphere (outside) is arranged in the air discharge line 6. The air release valve 40 is a solenoid valve that operates according to a command from the control unit 90, and when the air release valve 40 opens, the inside of the separator tank 3 is opened to the atmosphere. That is, the discharge side of the compressor 2 is opened to the atmosphere through the separator tank 3 and the discharge line L4. During operation of the compressor 2 (after transition to a steady state), the air discharge valve 40 is controlled to be in a closed state.

本実施形態の放気ラインL6には、セパレータタンク3の内部の圧力を検出する圧力検出部としての圧力センサ41とセパレータタンク3の内部圧力が所定以上になると作動する安全弁42が配置される。圧力センサ41が検出した圧力情報は制御部90に送信される。 In the discharge line L6 of the present embodiment, a pressure sensor 41 as a pressure detection unit that detects the pressure inside the separator tank 3 and a safety valve 42 that operates when the internal pressure of the separator tank 3 becomes a predetermined value or more are arranged. The pressure information detected by the pressure sensor 41 is transmitted to the control unit 90.

セパレータタンク3には、内部の水位を検出する水位検出器32が配置される。水位検出器32は、セパレータタンク3の内部の水位を検出し、水位情報を制御部90に送信する。水位検出器32としては、その構成が特に限定されるものではなく、フロート式や電極式のレベルスイッチ、静電容量式のレベルセンサ等が用いられる。本実施形態では、低水位、中水位、高水位が検出可能な水位検出器32が用いられる。 A water level detector 32 for detecting the water level inside is disposed in the separator tank 3. The water level detector 32 detects the water level inside the separator tank 3 and transmits water level information to the control unit 90. The configuration of the water level detector 32 is not particularly limited, and a float type or electrode type level switch, a capacitance type level sensor, or the like is used. In this embodiment, the water level detector 32 that can detect a low water level, a medium water level, and a high water level is used.

セパレータタンク3の液相部には排水ラインL7が接続される。排水ラインL7には排水弁50が配置されている。排水弁50は制御部90からの指令で動作する電磁弁であり、排水弁50が開くとセパレータタンク3の内部の水が排水ラインL7を通じて外部に排出される。 A drain line L7 is connected to the liquid phase portion of the separator tank 3. A drain valve 50 is arranged in the drain line L7. The drain valve 50 is a solenoid valve that operates according to a command from the control unit 90, and when the drain valve 50 opens, the water inside the separator tank 3 is discharged to the outside through the drain line L7.

<アフタークーラ;水クーラ>
アフタークーラ34は、圧縮空気送出ラインL5に配置されており、圧縮空気送出ラインL5を通過する圧縮空気の冷却を行う熱交換器である。アフタークーラ34には冷却水ラインL8を通じて冷却水が冷却媒体として供給されている。冷却水ラインL8にはモータバルブ35が配置されており、このモータバルブ35により冷却水の供給制御が行われる。アフタークーラ34の内部の冷却水の流路と圧縮空気の流路は別々になっており、冷却水と圧縮空気が混ざり合うことなく熱交換が行われる。熱交換によって圧縮空気が冷却されるとともに冷却水が加温される。
<After cooler; water cooler>
The aftercooler 34 is a heat exchanger that is disposed in the compressed air delivery line L5 and cools the compressed air that passes through the compressed air delivery line L5. Cooling water is supplied to the aftercooler 34 as a cooling medium through a cooling water line L8. A motor valve 35 is arranged in the cooling water line L8, and the supply of cooling water is controlled by the motor valve 35. The flow path of the cooling water inside the aftercooler 34 and the flow path of the compressed air are separate, and heat exchange is performed without the cooling water and the compressed air being mixed with each other. The compressed air is cooled by the heat exchange and the cooling water is heated.

冷却水ラインL8を通じて送られる冷却水は、アフタークーラ34を出た後、水クーラ25に送られる。水クーラ25の内部の冷却水の流路と戻しラインL3から戻される水の流路は別々になっており、冷却水と戻しラインL3を流通する水が混ざり合うことなく熱交換が行われる。これによって戻しラインL6を流通する添加水は冷却水によって冷却され、冷却水は温水となる。この温水は、例えば蒸気ボイラ(図示省略)の給水として利用されたり、各種温水使用機器(図示省略)で使用されたりする。 The cooling water sent through the cooling water line L8 exits the after cooler 34 and is then sent to the water cooler 25. The flow path of the cooling water inside the water cooler 25 and the flow path of the water returned from the return line L3 are separate, and the heat exchange is performed without the cooling water and the water flowing through the return line L3 being mixed. As a result, the added water flowing through the return line L6 is cooled by the cooling water, and the cooling water becomes hot water. This hot water is used as, for example, water supply for a steam boiler (not shown), or used in various hot water-using devices (not shown).

<制御部>
制御部90は、各センサや各電磁弁等に電気的に接続されており、センサ等の情報や使用者等によって入力された指令信号に基づいて空気圧縮システム1の各種の制御を行う。
<Control part>
The control unit 90 is electrically connected to each sensor, each solenoid valve, and the like, and performs various controls of the air compression system 1 based on information of the sensor or the like and a command signal input by a user or the like.

本実施形態の空気圧縮システム1の主要な構成は以上の通りである。圧縮機2の運転中、制御部90は、インバータ21を介して電気モータ20を駆動し、圧縮機2によって戻しラインL3(又は戻しラインL3と給水ラインL2の両方)を通じて水が添加された空気を圧縮する。圧縮機2から吐出された水を含んだ圧縮空気はセパレータタンク3で圧縮空気と水に分離される。セパレータタンク3で分離された圧縮空気はアフタークーラ34で冷却された後、圧縮空気使用機器に送られる。制御部90は、圧力センサ37の検出圧力を監視しながら電気モータ20の駆動制御を行う。また、セパレータタンク3で分離された水は戻しラインL3で水クーラ25によって冷却され、水フィルタ23で濾過された後、給気ラインL1を通じて圧縮機2で再利用される。 The main configuration of the air compression system 1 of this embodiment is as described above. During operation of the compressor 2, the control unit 90 drives the electric motor 20 via the inverter 21 and air added with water by the compressor 2 through the return line L3 (or both the return line L3 and the water supply line L2). Compress. The compressed air containing water discharged from the compressor 2 is separated into compressed air and water in the separator tank 3. The compressed air separated by the separator tank 3 is cooled by the aftercooler 34 and then sent to the device using compressed air. The control unit 90 controls the drive of the electric motor 20 while monitoring the pressure detected by the pressure sensor 37. The water separated in the separator tank 3 is cooled in the return line L3 by the water cooler 25, filtered by the water filter 23, and then reused in the compressor 2 through the air supply line L1.

<水添加開始制御>
次に、圧縮機2の起動時の制御について説明する。本実施形態では圧縮機2の起動時に、駆動開始ステップ、放気弁閉止ステップ、添加水供給ステップの手順を踏んで圧縮機2への水添加が開始される。
<Water addition start control>
Next, the control at the time of starting the compressor 2 will be described. In the present embodiment, when the compressor 2 is started, the addition of water to the compressor 2 is started by following the steps of the drive start step, the air release valve closing step, and the added water supply step.

制御部90が圧縮機2の運転開始指令を受信すると、放気弁40を開状態に制御するとともにインバータ21に指令信号を送信し、インバータ21は指令信号に基づいて周波数制御によって電気モータ20を駆動させる駆動開始ステップに移行する。 When the control unit 90 receives the operation start command of the compressor 2, it controls the air release valve 40 to the open state and sends a command signal to the inverter 21, and the inverter 21 drives the electric motor 20 by frequency control based on the command signal. The process proceeds to the drive start step for driving.

駆動開始ステップでは、セパレータタンク3(吐出側)が大気に開放された状態で電気モータ20の駆動が開始される。これにより、放気弁40が閉状態となって圧縮機2の吐出側の圧力が高くなっている状態で電気モータ20(原動機)が駆動される場合に比べ、圧縮機2の回転に掛かる負荷が少なくなり、回転数をスムーズに上昇させることができる。この駆動開始ステップの後、放気弁閉止ステップに移行する。 In the drive start step, the drive of the electric motor 20 is started with the separator tank 3 (discharge side) being open to the atmosphere. As a result, compared with the case where the electric motor 20 (motor) is driven in a state where the discharge valve 40 is closed and the pressure on the discharge side of the compressor 2 is high, the load applied to the rotation of the compressor 2 is increased. Is reduced and the rotation speed can be increased smoothly. After this driving start step, the flow proceeds to the air release valve closing step.

放気弁閉止ステップでは、制御部90は、圧縮機2の駆動回転数を示す駆動回転数情報としてインバータ21の駆動周波数を監視する。駆動周波数に基づいて圧縮機2の駆動回転数が予め設定される所定回転数を上回ったと判断した後、制御部90は放気弁40を閉状態に制御する。所定回転数は、放気弁40を閉じても、その負荷によって駆動が停止しない程度の回転数が理論的又は経験的に設定される。この放気弁閉止ステップの後、水添加供給ステップに移行する。なお、圧縮機2に回転数計を配置して回転数計の検出回転数を駆動回転数情報としても用いることもできる。 In the air release valve closing step, the control unit 90 monitors the drive frequency of the inverter 21 as drive rotation speed information indicating the drive rotation speed of the compressor 2. After determining that the drive rotation speed of the compressor 2 has exceeded the predetermined rotation speed set in advance based on the drive frequency, the control unit 90 controls the discharge valve 40 to the closed state. The predetermined rotation speed is theoretically or empirically set to a rotation speed at which the drive is not stopped by the load of the discharge valve 40 even when the discharge valve 40 is closed. After this air release valve closing step, the process proceeds to the water addition and supply step. It is also possible to dispose a revolution counter in the compressor 2 and use the detected revolution speed of the revolution counter as the drive revolution information.

水添加供給ステップでは、制御部90は、放気弁40を閉じてから設定時間を経過した後に、添加水弁30を開状態に制御して戻しラインL3の経路を開く。これによって、セパレータタンク3内の貯留水が添加水として圧縮機2に導入される。 In the water addition supply step, the control unit 90 controls the addition water valve 30 to be in the open state and opens the path of the return line L3 after the set time has elapsed after closing the discharge valve 40. As a result, the stored water in the separator tank 3 is introduced into the compressor 2 as added water.

設定時間は、水添加に起因する負荷が掛かってもその負荷に耐え得るトルクを確保できる時間として設定されており、装置構成や仕様等によって算出又は実測値によって決められる。設定時間が経過することによって水添加に起因する負荷に十分耐え得る値までトルクが上昇した状態になる。水添加供給ステップにより、水添加が開始された後、圧縮機2は定常状態に移行する。圧縮機2で添加水とともに圧縮された空気は、セパレータタンク3で気水分離された後、アフタークーラ34で冷却されて圧縮空気使用機器(図示省略)に送られる。 The set time is set as a time that can secure a torque that can withstand the load caused by the addition of water, and is set by calculation or an actual measurement value according to the device configuration, specifications, and the like. As the set time elapses, the torque rises to a value that can withstand the load caused by water addition. After the water addition is started in the water addition supply step, the compressor 2 shifts to a steady state. The air that has been compressed together with the added water in the compressor 2 is separated into steam and water in the separator tank 3, then cooled in the aftercooler 34 and sent to a device using compressed air (not shown).

以上説明した本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態の水添加式の圧縮機2の水添加開始方法は、放気弁40を開いて圧縮機2の圧縮空気が吐出される吐出側を大気に開放した状態で、駆動源としての電気モータ20から伝達される駆動力により圧縮機2の駆動を開始する駆動開始ステップと、駆動開始ステップの後に、放気弁40を閉じる放気弁閉止ステップと、放気弁閉止ステップの後に、圧縮機2へ添加水の供給を開始する添加水供給ステップと、を含む。
According to this embodiment described above, the following effects are achieved.
The water addition start method of the water addition type compressor 2 of the present embodiment is an electric power source as a drive source in a state where the discharge valve 40 is opened and the discharge side of the compressor 2 from which compressed air is discharged is open to the atmosphere. A drive start step of starting the drive of the compressor 2 by the drive force transmitted from the motor 20, a release valve closing step of closing the release valve 40 after the drive start step, and a compression step after the release valve closing step. An additional water supply step of starting the supply of the additional water to the machine 2.

これにより、起動初期には放気弁40が閉じられることに起因する負荷の影響を受けずに圧縮機2の回転数をスムーズに上昇させることができる。また、圧縮機2の回転に負荷を掛ける放気弁40の閉止と水添加開始が同時に行われないので、回転数が大きく失速し不安定になる事態を防止することができる。本実施形態では、負荷が大きい水添加が放気弁40の閉止の後に行われるので、水添加開始時点では十分な値までトルクが上昇しており、水添加の負荷によって回転数が急激に落ちる事態を確実に避けることができる。駆動源としての電気モータ20(又は蒸気エンジン)の駆動初期は無負荷状態で回転数を上昇させるとともに、トルクに掛かるブレーキとなる放気弁40の閉止と水添加を段階的に行ってタイミングをずらすことで、水添加式の圧縮機2の安定的かつ効率的な起動が実現される。 As a result, the rotational speed of the compressor 2 can be smoothly increased without being affected by the load due to the closing of the discharge valve 40 in the initial stage of startup. Moreover, since the closing of the air release valve 40 that applies a load to the rotation of the compressor 2 and the start of water addition are not performed at the same time, it is possible to prevent a situation in which the rotation speed greatly stalls and becomes unstable. In the present embodiment, since water with a large load is added after closing the air discharge valve 40, the torque has risen to a sufficient value at the time of starting the water addition, and the rotation speed sharply drops due to the load of water addition. You can definitely avoid the situation. In the initial stage of driving the electric motor 20 (or the steam engine) as a drive source, the rotation speed is increased in a no-load state, and the timing of the exhaust valve 40, which serves as a brake for torque, is closed and water is added in stages. By shifting, the water-added compressor 2 can be stably and efficiently started.

また、本実施形態の添加水供給ステップでは、予め設定された設定時間経過後に、添加水の供給を開始する。 In addition, in the added water supply step of the present embodiment, the supply of added water is started after a preset set time has elapsed.

これにより、装置仕様等に基づいて設定時間を設定することで、複雑な制御を行うことなく、シンプルな処理で圧縮機2の起動の安定化を実現できる。 With this, by setting the set time based on the device specifications and the like, it is possible to stabilize the startup of the compressor 2 by a simple process without performing complicated control.

また、本実施形態の放気弁閉止ステップでは、圧縮機2の駆動回転数を示す回転数情報としてインバータ21の周波数情報を取得し、周波数情報から駆動回転数が所定値を上回っていると判断できる場合に放気弁40を閉じる。 Further, in the air release valve closing step of the present embodiment, the frequency information of the inverter 21 is acquired as the rotation speed information indicating the drive rotation speed of the compressor 2, and it is determined from the frequency information that the drive rotation speed exceeds the predetermined value. The air release valve 40 is closed when possible.

これにより、放気弁40を閉じる前段階で圧縮機2の回転数を目標値まで確実に上昇させることができ、圧縮機2の起動をより一層安定化することができる。 As a result, the rotation speed of the compressor 2 can be reliably increased to the target value before the air release valve 40 is closed, and the startup of the compressor 2 can be further stabilized.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate.

上記実施形態の添加水供給ステップでは、放気弁40を閉じてから設定時間経過後に添加水を圧縮機2に供給する方法を採用しているが、水添加を開始するトリガは、これに限定されない。次に、添加水供給ステップにおける添加水の供給を開始するタイミングが上記実施形態と異なる変形例について説明する。なお、システム構成自体は上記実施形態と同様である。 In the added water supply step of the above embodiment, the method of supplying the added water to the compressor 2 after the set time has elapsed after closing the air release valve 40 is adopted, but the trigger for starting the water addition is limited to this. Not done. Next, a modified example in which the timing of starting the supply of the added water in the added water supply step is different from that of the above embodiment will be described. The system configuration itself is the same as in the above embodiment.

変形例の添加水供給ステップでは、圧縮機2の駆動トルクを示す駆動トルク情報を取得し、駆動トルクが所定値を上回っていると判断できる場合に添加水の供給を開始する。 In the modified water supply step of the modification, the driving torque information indicating the driving torque of the compressor 2 is acquired, and the supply of the additional water is started when it can be determined that the driving torque exceeds the predetermined value.

これにより、実際に稼動している圧縮機2の駆動トルクが反映されるので、水添加の供給を開始するタイミングをより正確なものにすることができる。 As a result, the drive torque of the compressor 2 that is actually operating is reflected, so that the timing of starting the supply of water addition can be made more accurate.

駆動トルク情報としては、例えば以下のものを用いることができる。即ち、インバータ21の駆動周波数や回転数計等による圧縮機2の回転数情報と圧力センサ41の検出圧力に基づいてトルク情報を算出してもよい。また、トルクセンサを配置して直接的にトルクを検出してもよい。また、電気モータ20の電流値の変化を回転数やトルクの算出に利用してもよいし、更に、蒸気をエネルギー源とする蒸気エンジンを圧縮機2の駆動源として用いる場合は蒸気の差圧情報等を利用してトルクを算出する方法としてもよい。 As the driving torque information, for example, the following can be used. That is, the torque information may be calculated based on the drive frequency of the inverter 21, the rotational speed information of the compressor 2 by the rotational speed meter, and the pressure detected by the pressure sensor 41. Alternatively, a torque sensor may be arranged to directly detect the torque. In addition, the change in the current value of the electric motor 20 may be used for calculating the rotation speed and the torque, and when a steam engine using steam as an energy source is used as the drive source of the compressor 2, the differential pressure of the steam is changed. A method of calculating torque using information or the like may be used.

このように、圧縮機2の駆動回転数や駆動トルクは、事情に応じて適宜の方法で算出、取得することができる。 In this way, the drive rotation speed and drive torque of the compressor 2 can be calculated and acquired by an appropriate method according to the circumstances.

また、本発明は、上記実施形態で説明した空気圧縮システム1の構成に限定されず、種々の水添加式の圧縮機に適用することができる。例えば、セパレータタンクの前にプレセパレータタンクを配置し、セパレータタンクとプレセパレータタンクの間に熱交換器を配置したようなシステムにも本発明を適用することができる。 Further, the present invention is not limited to the configuration of the air compression system 1 described in the above embodiment, and can be applied to various water-added compressors. For example, the present invention can be applied to a system in which a pre-separator tank is arranged before the separator tank and a heat exchanger is arranged between the separator tank and the pre-separator tank.

2 圧縮機
20 電気モータ(駆動源)
30 添加水弁
40 放気弁
2 compressor 20 electric motor (driving source)
30 addition water valve 40 release valve

Claims (4)

水添加式の圧縮機の水添加開始方法であって、
放気弁を開いて前記圧縮機の圧縮空気が吐出される吐出側を大気に開放した状態で、駆動源から伝達される駆動力により前記圧縮機の駆動を開始する駆動開始ステップと、
前記駆動開始ステップの後に、前記放気弁を閉じる放気弁閉止ステップと、
前記放気弁閉止ステップの後に、前記圧縮機へ添加水の供給を開始する添加水供給ステップと、を含む水添加開始方法。
A method of starting water addition of a water addition type compressor,
A driving start step of starting driving of the compressor by a driving force transmitted from a driving source in a state in which a discharge valve is opened to open a discharge side of the compressed air of the compressor to the atmosphere,
An exhaust valve closing step of closing the exhaust valve after the drive starting step;
And a step of supplying additional water to the compressor after the step of closing the air release valve.
添加水供給ステップでは、
予め設定された設定時間経過後に、添加水の供給を開始する請求項1に記載の水添加開始方法。
In the additive water supply step,
The water addition start method according to claim 1, wherein the supply of the added water is started after a preset set time has elapsed.
添加水供給ステップでは、
前記圧縮機の駆動トルクを示す駆動トルク情報を取得し、駆動トルクが所定値を上回っていると判断できる場合に添加水の供給を開始する請求項1に記載の水添加開始方法。
In the additive water supply step,
The water addition start method according to claim 1, wherein the driving torque information indicating the driving torque of the compressor is acquired, and the supply of the added water is started when it can be determined that the driving torque exceeds a predetermined value.
前記放気弁閉止ステップでは、前記圧縮機の駆動回転数を示す回転数情報を取得し、駆動回転数が所定値を上回っていると判断できる場合に前記放気弁を閉じる請求項1から3の何れかに記載の水添加開始方法。 In the air release valve closing step, rotation speed information indicating a drive rotation speed of the compressor is acquired, and the air release valve is closed when it can be determined that the drive rotation speed exceeds a predetermined value. The method for starting water addition according to any one of 1.
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