KR20140147704A

KR20140147704A - 압축 장치

Info

Publication number: KR20140147704A
Application number: KR1020140072761A
Authority: KR
Inventors: 도오루 요시오카
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-12-30
Also published as: JP2015004358A; CN104235043B; KR101627916B1; CN104235043A; JP6215765B2

Abstract

공기를 압축하는 압축기 본체와, 압축기 본체에 흡입되는 공기의 유량을 조정하는 유량 제어 밸브와, 다이어프램식의 유량 제어 밸브용 액추에이터와, 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 유량 제어 밸브용 액추에이터의 제1 공기실을 연통시키는 고압측 배관과, 유량 제어 밸브와 압축기 본체 사이에 있어서 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 유량 제어 밸브용 액추에이터의 제2 공기실을 연통시키는 저압측 배관을 구비하고, 압축기 본체의 기동 시에 있어서의 유량 제어 밸브의 개방도는, 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로에 있어서 부압을 발생시키는 개방도로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

압축 장치 {COMPRESSOR}

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

특허문헌 1은, 공기 압축기를 개시하고 있다. 공기 압축기는, 압축기 본체와, 토출압관과, 흡입 스로틀 밸브를 구비한다. 압축기 본체는, 공기를 압축한다. 토출압관에는, 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐른다. 흡입 스로틀 밸브는, 밸브판이 왕복 이동하는 피스톤식의 구동 기구를 갖고, 압축기 본체에 흡입되는 공기의 유량을 조정한다. 상기 구동 기구는, 토출압관과 접속되어 있고, 토출압관으로부터 공급되는 압축 공기에 의해 밸브판을 왕복 이동시킨다.

이러한 공기 압축기에서는, 압축기 본체의 기동 시에는, 압축기 본체로부터 토출되는 압축 공기의 압력이 충분히 승압되어 있지 않으므로, 흡입 스로틀 밸브의 개방도를 고정밀도로 조정할 수 없는 경우가 있다.

여기서, 흡입 스로틀 밸브의 구동 기구로서, 피스톤식의 구동 기구에 비교하여 작은 압력에 의해 구동 가능한 다이어프램식의 액추에이터를 사용하는 것이 생각된다. 이 액추에이터에는, 다이어프램을 사이에 두고 제1 공기실과 제2 공기실이 설치되어 있고, 외부로부터 각 공기실로 계장 공기가 유도되어, 공기실의 차압에 의해 다이어프램이 구동된다.

그런데, 다이어프램식의 액추에이터에서는, 외부로부터 공기실로 계장 공기를 유도하기 위한 동력이 필요하여, 압축 장치의 구동에 필요한 동력이 증대해 버린다.

일본 특허 공개 평9-79166호 공보

본 발명의 목적은, 압축 장치의 구동에 필요한 동력을 저감하는 것이다.

본 발명의 하나의 면에 의한 압축 장치는, 공기를 압축하는 압축기 본체와, 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기의 유량을 조정하는 유량 제어 밸브와, 다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제1 및 제2 공기실을 갖고, 상기 제1 공기실의 압력과 상기 제2 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 다이어프램을 변동시킴으로써 상기 유량 제어 밸브의 개방도를 조정하는 유량 제어 밸브용 액추에이터와, 상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제1 공기실을 연통시키는 제1 고압측 배관과, 상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제2 공기실을 연통시키는 제1 저압측 배관을 구비하고, 상기 압축기 본체의 기동 시에 있어서의 상기 유량 제어 밸브의 개방도는, 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로에 있어서 부압을 발생시키는 개방도로 설정되어 있다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 압축 장치의 개략 구성도.
도 2는, 상기 압축 장치에 설치된 포지셔너를 설명하기 위한 분해도.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 압축 장치의 개략 구성도이며, 도 2는, 상기 압축 장치에 설치된 포지셔너를 설명하기 위한 분해도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 압축 장치(10)는, 흡입 필터(11)와, 흡입량 조정부(12)와, 압축기(13)와, 열교환기(14)와, 방풍부(15)와, 제1 압력계(18)와, 제2 압력계(19)와, 컨트롤러(20)를 구비한다. 또한, 압축 장치(10)는, 흡입측 배관(30)과, 토출측 배관(32)과, 방출용 배관(34)을 구비한다. 흡입측 배관(30)의 상류 단부에는, 흡입 필터(11)가 설치되고, 하류 단부가 압축기(13)의 흡인구(131)에 접속되어 있다. 토출측 배관(32)에는 열교환기(14)가 배치된다. 토출측 배관(32)의 상류 단부는 압축기(13)의 토출구(132)에 접속되고, 하류 단부에는 역지 밸브(17)가 설치되어 있다. 역지 밸브(17)에는, 공급처에 압축된 공기를 보내는 배관인 모관(50)이 접속된다.

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

흡입량 조정부(12)는, 유량 제어 밸브(120)와, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)와, 제1 고압측 배관(122)과, 제1 저압측 배관(123)과, 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)를 구비하여, 압축기(13)에 흡입되는 공기의 유량을 조정한다.

유량 제어 밸브(120)는, 인렛 가이드베인이며, 흡입측 배관(30)에 설치되어 있다. 유량 제어 밸브(120)는, 개방도를 변경함으로써, 압축기(13)에 흡인되는 공기의 유량을 변화시키고, 압축기 본체(130)로부터의 토출 압력을 일정하게 유지하면서 용량(토출 유량)을 조정한다.

유량 제어 밸브용 액추에이터(121)는, 다이어프램식이며, 다이어프램 d1을 사이에 두고 제1 공기실(1211)과 제2 공기실(1212)이 설치된 액추에이터 본체(1210)와, 다이어프램 d1에 일단부가 접속됨과 함께 타단부가 유량 제어 밸브(120)의 밸브체에 접속된 구동축(1213)을 갖는다. 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)는, 제1 공기실(1211)과 제2 공기실(1212)의 차압에 의해 구동축(1213)을 왕복 이동시킴으로써 유량 제어 밸브(120)의 개방도를 조정한다. 본 실시 형태의 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)는, 제1 공기실(1211) 내의 공기압과 제2 공기실(1212) 내의 공기압의 차압이 대략 0.25MPa 이상이면, 유량 제어 밸브(120)의 개방도 조정을 행하는 것이 가능하다.

제1 고압측 배관(122)은, 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)에 의해 냉각된 후의 압축 공기가 흐르는 부위, 즉, 열교환기(14)보다도 하류측의 부위와, 제1 공기실(1211)을 연통시킨다.

제1 저압측 배관(123)은, 흡입측 배관(30)에 있어서의 유량 제어 밸브(120)와 후술하는 압축기 본체(130) 사이의 부위와, 제2 공기실(1212)을 연통시킨다.

유량 제어 밸브용 포지셔너(124)는, 제1 고압측 배관(122)에 설치되고, 컨트롤러(20)로부터 입력되는 제1 신호 Sig1에 따라서 제1 공기실(1211)로 공급되는 공기의 압력을 조정한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)는, 파일럿 밸브(21)과, 파일럿압 조정부(22)와, 링크 기구(23)를 갖는다.

파일럿 밸브(21)은, 파일럿압 입력부(21a)에 입력되는 파일럿압에 따라서 제1 공기실(1211)로 공급되는 공기의 압력을 조정한다. 파일럿압은, 제1 고압측 배관(122)을 흐르는 압축 공기의 일부를 파일럿압 입력부(21a)에 도입했을 때의 당해 압축 공기의 공기압이다.

파일럿압 조정부(22)는, 파일럿압 입력부(21a)로 공급되는 공기의 일부를 외부에 배기하는 노즐(220)과, 노즐(220)로부터의 배기 유량을 조정하는 유량 조정부(221)를 갖고, 파일럿압 입력부(21a)로 공급되는 파일럿압(공기압)을 조정한다.

유량 조정부(221)는, 판 형상의 부재인 플래퍼(222)와 플래퍼 구동부(223)를 갖는다. 유량 조정부(221)는, 플래퍼 구동부(223)가 컨트롤러(20)로부터의 제1 신호 Sig1에 따라서 플래퍼(222)를 구동함으로써 플래퍼(222)와 노즐(220)의 간격을 조정하고, 이에 의해, 노즐(220)로부터 배기되는 공기의 유량을 조정한다.

링크 기구(23)는, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)의 구동축(1213)과 플래퍼(222)를 접속하고, 구동축(1213)의 움직임에 따라서 플래퍼(222)와 노즐(220)의 간격을 변화시킨다.

도 1로 돌아가서, 압축기(13)는, 압축기 본체(130)와 메인 모터(133)를 갖는다. 본 실시 형태의 압축기(13)는, 소위 터보 압축기이다.

압축기 본체(130)는, 도시 생략의 임펠러를 갖고, 상기 임펠러가 회전함으로써 흡인한 공기를 압축하여 토출한다.

메인 모터(133)는, 일정한 회전 속도로 압축기 본체(130)의 상기 임펠러를 회전시킨다. 메인 모터(133)로 공급되는 전력은, 컨트롤러(20)에 의해 유량 제어 밸브(120)를 제어하여 압축기(13)에 흡인되는 공기량을 변화시킴으로써 제어된다. 압축기 본체(130)에는, 도시 생략의 유량계가 설치되어 있고, 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 유량을 검출하여, 상기 유량에 따른 유량 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다. 또한, 컨트롤러(20)는, 메인 모터(133)로 공급되는 전력의 값에 기초하여, 압축기(13)로부터 토출되는 공기의 유량을 구하는 구성이어도 된다.

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

방풍부(15)는, 방풍 밸브(150)와, 방풍 밸브용 액추에이터(151)와, 제2 고압측 배관(152)과, 제2 저압측 배관(153)과, 방풍 밸브용 포지셔너(154)를 구비하고, 토출측 배관(32) 내의 공기를 외부로 방출할 수 있다.

방풍 밸브(150)는, 개방도 조정 가능한 밸브이다. 방풍 밸브(150)가 개방됨으로써, 토출측 배관(32) 내의 공기가 방출용 배관(34)을 통하여 외부로 방출된다. 이에 의해, 토출측 배관(32) 내의 압력을 내리거나, 하류측으로 공급되는 압축 공기의 유량을 저감시킬 수 있다.

방풍 밸브용 액추에이터(151)는, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)와 동일한 구조이며, 다이어프램 d2를 사이에 두고 제3 공기실(1511)과 제4 공기실(1512)이 설치된 액추에이터 본체(1510)와, 다이어프램 d2에 일단부가 접속됨과 함께 타단부가 방풍 밸브(150)에 접속된 구동축(1513)을 갖는다. 즉, 방풍 밸브용 액추에이터(151)는, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)와 동일한 소위 다이어프램식의 액추에이터이다. 방풍 밸브용 액추에이터(151)는, 제3 공기실(1511) 내의 공기압과 제4 공기실(1512) 내의 공기압의 차압에 의해 구동축(1513)을 왕복 이동시킴으로써 방풍 밸브(150)의 개방도를 조정한다. 본 실시 형태의 방풍 밸브용 액추에이터(151)는, 제3 공기실(1511)과 제4 공기실(1512)의 차압이 대략 0.25MPa 이상이면, 방풍 밸브(150)의 개방도 조정을 행하는 것이 가능하다.

제2 고압측 배관(152)은, 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)에 의해 냉각된 후의 압축 공기가 흐르는 부위, 즉, 열교환기(14)보다도 하류측의 부위와, 제3 공기실(1511)을 연통시킨다. 본 실시 형태의 제2 고압측 배관(152)은, 제1 고압측 배관(122)의 도중으로부터 분기하여, 제3 공기실(1511)에 접속되어 있다. 또한, 제2 고압측 배관(152)은, 제1 고압측 배관(122)과 독립하여 배치되어 있어도 되는, 즉, 열교환기(14) 또는 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)보다도 하류측의 부위로부터 연장되어 있어도 된다.

제2 저압측 배관(153)은, 제1 저압측 배관(123)의 도중으로부터 분기하여, 제4 공기실(1512)에 접속되어 있다. 또한, 제2 저압측 배관(153)은, 제1 저압측 배관(123)과 독립하여 배치되어 있어도 되는, 즉, 흡입측 배관(30)에 있어서의 유량 제어 밸브(120)와 압축기 본체(130) 사이의 부위로부터 연장되어 있어도 된다.

방풍 밸브용 포지셔너(154)는, 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)와 동일한 구성을 갖는다. 방풍 밸브용 포지셔너(154)는, 제2 고압측 배관(152)에 설치되고, 컨트롤러(20)로부터의 제2 신호 Sig2에 따라서 제3 공기실(1511)로 공급되는 공기의 압력을 조정한다.

방출용 배관(34)에는 소음기(16)가 설치되어 있다. 소음기(16)는, 공기가 방출용 배관(34)으로부터 외부로 방출될 때의 배기음을 소음한다.

역지 밸브(17)는, 공급처를 향하여 토출한 공기가 압축 장치(10) 내에 역류하는 것을 방지한다.

제1 압력계(18)는, 토출측 배관(32)에 있어서의 열교환기(14)와 역지 밸브(17) 사이에 배치되고, 검출한 압력에 따른 압력 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다. 제1 압력계(18)는, 압축 장치(10) 내의 토출측 배관(32) 내의 압력을 검출한다.

제2 압력계(19)는, 역지 밸브(17)의 하류측에 접속된 관로인 모관(50)에 배치되고, 검출한 압력에 따른 압력 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다. 제2 압력계(19)는, 압축 장치(10)에 접속된 모관(50) 내의 압력을 검출한다.

본 실시 형태의 압축 장치(10)에서는, 토출측 배관(32) 내의 압력에 기초하여 압축 장치(10)의 운전이 행해지는 모드일 때에는, 제1 압력계(18)의 검출 결과에 기초하여, 컨트롤러(20)가 유량 제어 밸브(120), 방풍 밸브(150) 및 압축기 본체(130) 등을 제어한다. 또한, 모관(50) 내의 압력에 기초하여 압축 장치(10)의 운전이 행해지는 모드일 때에는, 제2 압력계(19)의 검출 결과에 기초하여, 컨트롤러(20)가 유량 제어 밸브(120), 방풍 밸브(150) 및 압축기 본체(130) 등을 제어한다. 또한, 컨트롤러(20)가 제1 압력계(18) 및 제2 압력계(19)의 2개의 검출 결과에 기초하여 압축 장치(10)의 각 부를 제어하도록, 압축 장치(10)가 구성되어도 된다.

컨트롤러(20)는, 공기의 압축을 행하기 위해, 압축 장치(10)의 각 부를 당해 각 부의 기능에 따라서 각각 제어한다.

이러한 압축 장치(10)는, 이하와 같이 동작한다.

정지 상태의 압축 장치(10)에서는, 유량 제어 밸브(120)는, 당해 유량 제어 밸브(120)를 통과할 수 있는 공기의 유량이 가장 적은 상태이며, 방풍 밸브(150)는, 완전 개방 상태이다.

이 상태에 있어서, 컨트롤러(20)는, 기동 지령을 수신하면, 메인 모터(133)를 구동시켜 압축기 본체(130)를 기동한다. 계속하여, 컨트롤러(20)는, 제1 신호 Sig1을 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)에 출력하고, 제2 신호 Sig2를 방풍 밸브용 포지셔너(154)에 출력한다.

유량 제어 밸브용 포지셔너(124)에서는, 제1 신호 Sig1을 수신한 플래퍼 구동부(223)가 플래퍼(222)를 구동하여 플래퍼(222)와 노즐(220)의 간격을 조정한다. 이에 의해, 파일럿압 입력부(21a)에 입력되는 파일럿압이 조정된다. 파일럿 밸브(21)은, 입력된 파일럿압에 따라서 외부로 배출하는 압축 공기의 유량을 조정한다. 이에 의해, 제1 고압측 배관(122)을 통하여 제1 공기실(1211) 내로 공급되는 압축 공기의 압력이 조정된다. 이 때 발생한 제1 공기실(1211) 내의 공기압과 제2 공기실(1212) 내의 공기압의 차압에 따른 개방도까지, 구동축(1213)이 유량 제어 밸브(120)를 개방한다. 이때, 컨트롤러(20)는, 제1 압력계(18) 또는 제2 압력계(19)에 의한 검출 결과가 목표로 하는 압력(공급처가 요구하는 압력)과 일치하도록, 플래퍼 구동부(223)의 제어를 행하고 있다.

방풍 밸브용 포지셔너(154)는, 제2 신호 Sig2를 수신함으로써 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)와 동일하게 동작하고, 제3 공기실(1511)로 공급되는 압축 공기의 압력을 조정한다. 이에 의해, 방풍 밸브용 액추에이터(151)는, 방풍 밸브(150)를 폐쇄한다.

압축 장치(10)의 기동 시에, 압축기 본체(130)로부터 토출되는 압축 공기는 정상 운전 시에 비해 충분히 승압되어 있지 않다. 그러나, 유량 제어 밸브(120)의 개방도가 가장 작은 상태에서 압축기 본체(130)가 공기의 흡입을 시작함으로써, 흡입측 배관(30)에 있어서의 유량 제어 밸브(120)와 압축기 본체(130) 사이의 부위가 부압으로 되고, 이에 의해, 각 액추에이터(121, 151)에 있어서 밸브(120, 150)를 구동하기 위한 차압이 충분히 확보된다. 즉, 제1 및 제2 저압측 배관(123, 153)이 설치됨으로써, 압축기 본체(130)의 기동 시에 제2 및 제4 공기실(1212, 1512)이 부압으로 된다. 이로 인해, 한쪽의 공기실이 대기압으로 되는 종래의 다이어프램식 액추에이터에 비해 상기 기동 시에 있어서의 공기실간의 차압이 커진다. 이에 의해, 압축기 본체(130)로부터 토출되는 압축 공기의 압력이 충분히 승압되어 있지 않은 기동 시에 있어서도, 각 액추에이터(121, 151)에 있어서 각 밸브(120, 150)의 개방도 조정을 행하는데도 충분한 상기 차압이 얻어진다. 그 결과, 압축기 본체(130)의 기동 시에 있어서의 밸브(120, 150)의 개방도 조정이 가능하게 된다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는, 기동 시에 있어서의 압축기 본체(130)의 토출 압력은, 예를 들어, 0.2MPa(기동 후, 충분한 시간이 경과된 후의 운전 시에서는 0.6MPa 내지 1.0MPa 정도)이며, 흡입측의 압력은, 예를 들어 -0.05MPa정도로 된다. 이에 의해, 각 액추에이터(121, 151)에 있어서, 밸브(120, 150)를 구동하는 것이 가능한 0.25MPa의 차압이 얻어진다. 그 결과, 토출 압력이 충분히 승압되어 있지 않은 압축기 본체(130)의 기동 시에 있어서도, 유량 제어 밸브(120)를 개방함과 함께 방풍 밸브(150)를 폐쇄할 수 있다.

기동으로부터 소정의 시간이 경과되면, 압축기 본체(130)의 회전 속도가 충분히 올라서 정상 운전으로 된다. 구체적으로는, 흡입 필터(11)를 통하여 공기가 압축기(13)에 흡인되어 소정의 압력(본 실시 형태의 예에서는 0.6MPa 내지 1.0MPa)까지 압축된 후, 압축기(13)의 토출구(132)로부터 토출된다. 그리고, 역지 밸브(17)가 개방되어, 모관(50)에 원하는 압력이고, 또한 원하는 온도의 공기가 공급된다.

압축 장치(10)의 정상 운전에서는, 유량 제어 밸브(120)와 방풍 밸브(150)는, 이하와 같이 하여 제어된다.

정상 운전 시에 공급처에서의 압축 공기의 사용량이 변동되면, 유량 제어 밸브(120)의 개방도가 조정된다. 본 실시 형태에서는, 압축기(13)가 터보 압축기이므로 회전 속도의 제어 범위가 좁기 때문에, 압축기(13)에 유입하는 공기의 유량을 조정함으로써, 압축기(13)로부터 토출되는 압축 공기의 유량이 조정된다. 구체적으로는, 이하와 같다.

컨트롤러(20)는, 공급처에서의 압축 공기의 사용량의 변동을 제1 압력계(18) 또는 제2 압력계(19)에 의해 토출측 배관(32) 또는 모관(50) 내의 압력 변화로서 검출하고, 모관(50) 또는 토출측 배관(32) 내의 압력이 원래의 압력으로 돌아가도록 제1 신호 Sig1을 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)에 출력한다. 이에 의해, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)가 구동되고, 유량 제어 밸브(120)의 개방도를 변경한다. 그 결과, 압축기(13)에 유입하는 공기의 유량이 조정되어 압축기(13)로부터 토출되는 압축 공기의 유량이 조정된다.

또한, 압축 장치(10)에서는, 공급처에서의 압축 공기의 사용량이 급격하게 줄어들거나, 압축기(13)의 회전 속도가 저하되는 등에 의해 토출측 배관(32) 내의 압력이 압축기(13)의 토출 압력보다도 높아지면, 압축 공기가 압축기(13) 내에 역류한다. 이 역류를 방지하기 위하여, 압축 장치(10)에서는, 제1 압력계(18) 또는 제2 압력계(19)에서의 검출 결과가 소정값[압축기(13)의 토출 압력보다도 낮은 소정의 압력값]이 되면, 컨트롤러(20)가 제2 신호 Sig2를 방풍 밸브용 포지셔너(154)에 출력하여 방풍 밸브(150)를 개방하여 토출측 배관(32) 내의 압력을 내린다.

그런데, 압축 장치(10)는, 공급처에 있어서의 압축 공기의 사용량이 적을 때에, 방풍 밸브(150)의 개방도를 조정하여 토출측 배관(32) 내를 흐르는 압축 공기의 일부를 배기함으로써, 공급처로 공급하는 압축 공기의 유량을 조정할 수도 있다. 이 경우라도, 컨트롤러(20)가 출력되는 제2 신호 Sig2에 따라서 방풍 밸브용 포지셔너(154)가 제3 공기실(1511)로 공급되는 압축 공기의 압력을 조정함으로써 방풍 밸브(150)의 개방도가 조정된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 관한 압축 장치(10)에 대해 설명했지만, 외부로부터 다이어프램식 액추에이터의 공기실로 계장 공기를 유도하는 압축 장치에서는, 계장 공기를 도입하기 위한 동력이 별도로 필요해진다. 이에 대해, 압축 장치(10)에서는, 토출측 배관(32) 및 흡입측 배관(30) 내의 공기를 사용하여, 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)를 구동하므로, 계장 공기를 도입하기 위한 동력이 불필요하게 되고, 압축 장치(10) 전체의 동력을 저감할 수 있다. 또한, 토출측 배관(32) 및 흡입측 배관(30) 내의 공기는 방풍 밸브용 액추에이터(151)의 구동에도 사용되므로, 압축 장치(10)의 동력을 보다 저감할 수 있다.

유량 제어 밸브용 액추에이터(121)의 제1 공기실(1211)은 토출측 배관(32)의 열교환기(14)보다도 하류의 부위에 접속되므로, 제1 공기실(1211)에는, 열교환기(14)에서의 냉각에 의해 수분이 제거된 후의 압축 공기, 즉, 건조한 압축 공기가 유입된다. 그 결과, 유량 제어 밸브용 포지셔너(124)에 있어서, 예를 들어 파일럿압 조정부(22)의 노즐(220) 내에 물이 들어가 노즐(220)이 막히는 등의 상기 수분에 기인하는 고장을 방지할 수 있다. 방풍 밸브용 액추에이터(151)의 제3 공기실(1511)에 있어서도, 토출측 배관(32)의 열교환기(14)보다도 하류의 부위로부터 공기가 유도되므로, 방풍 밸브용 포지셔너(154)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 수분이 누출될 우려가 없을 경우에는, 토출측 배관(32)의 압축기(13)와 열교환기(14) 사이의 부위로부터 유량 제어 밸브용 액추에이터(121)의 제1 공기실(1211)로 공기를 유도해도 된다. 방풍 밸브용 액추에이터(151)의 제3 공기실(1511)에 있어서도 동일하다.

또한, 본 발명의 압축 장치(10)는, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.

압축기는, 예를 들어 스크롤 타입, 스크류 압축기 등의 터보 압축기 이외의 다른 형식의 압축기이어도 된다. 압축기가 스크류 압축기의 경우, 개방도를 조정할 수 있는 유량 제어 밸브(120) 대신에 개폐만으로 개방도를 조정할 수 없는 슬라이드밸브가 사용된다.

[실시 형태의 개요]

이상의 실시 형태를 통합하면, 이하와 같다.

즉, 상기의 실시 형태에 관한 압축 장치는, 공기를 압축하는 압축기 본체와, 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기의 유량을 조정하는 유량 제어 밸브와, 다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제1 및 제2 공기실을 갖고, 상기 제1 공기실의 압력과 상기 제2 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 다이어프램을 변동시킴으로써 상기 유량 제어 밸브의 개방도를 조정하는 유량 제어 밸브용 액추에이터와, 상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제1 공기실을 연통시키는 제1 고압측 배관과, 상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제2 공기실을 연통시키는 제1 저압측 배관을 구비한다. 그리고, 상기 압축기 본체의 기동 시에 있어서의 상기 유량 제어 밸브의 개방도는, 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로에 있어서 부압을 발생시키는 개방도로 설정되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 압축 장치의 구동에 필요한 동력을 저감할 수 있다.

상기의 압축 장치는, 상기 압축 공기를 냉각하는 열교환기와, 상기 제1 고압측 배관에 설치되어, 입력되는 제1 신호에 따라서 상기 제1 공기실로 공급되는 상기 압축 공기의 압력을 조정하는 유량 제어 밸브용 포지셔너와, 상기 유량 제어 밸브용 포지셔너에 상기 제1 신호를 출력하는 컨트롤러를 더 구비하고, 상기 제1 고압측 배관은, 상기 열교환기에 의해 냉각된 후의 상기 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제1 공기실을 연통시켜도 된다.

이러한 구성에 의하면, 열교환기에서의 냉각에 의해 결로하여 수분이 제거된 압축 공기, 즉, 건조한 압축 공기가 포지셔너로 공급되므로, 포지셔너에 있어서의 상기 수분에 기인하는 고장을 방지할 수 있다.

또한, 포지셔너가 설치됨으로써, 유량 제어 밸브용 액추에이터의 구동축의 위치를 컨트롤러에 의해 고정밀도로 조정할 수 있으므로, 유량 제어 밸브를 통과하는 공기의 유량을 정확하게 조정할 수 있다.

상기의 압축 장치는, 상기 압축기 본체의 하류측에 설치되고, 상기 압축 공기를 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와, 다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제3 및 제4 공기실을 갖고, 상기 제3 공기실의 압력과 상기 제4 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 방풍 밸브의 개방도를 조정하는 방풍 밸브용 액추에이터와, 상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제3 공기실을 연통하는 제2 고압측 배관과, 상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제4 공기실을 연통하는 제2 저압측 배관을 더 구비해도 된다.

이러한 구성에 의하면, 압축 장치의 동력을 보다 저감할 수 있다.

상기의 압축 장치는, 상기 제2 고압측 배관에 설치되어, 입력되는 제2 신호에 따라서 상기 제3 공기실로 공급되는 압축 공기의 압력을 조정하는 방풍 밸브용 포지셔너를 더 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 방풍 밸브용 포지셔너에 상기 제2 신호를 출력하고, 상기 제2 고압측 배관은, 상기 열교환기에 의해 냉각된 후의 상기 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제3 공기실을 연통시켜도 된다.

이러한 구성에 의하면, 열교환기에서의 냉각에 의해 수분이 제거된 압축 공기가 포지셔너로 공급되므로, 포지셔너에 있어서의 상기 수분에 기인하는 고장을 방지할 수 있다.

또한, 포지셔너가 설치됨으로써, 방풍 밸브용 액추에이터의 구동축의 위치를 컨트롤러에 의해 고정밀도로 조정할 수 있으므로, 방풍 밸브를 통과하는 공기의 유량을 정확하게 조정할 수 있다.

본 발명은, 압축 장치를 제공한다.

Claims

공기를 압축하는 압축기 본체와,
상기 압축기 본체에 흡입되는 공기의 유량을 조정하는 유량 제어 밸브와,
다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제1 및 제2 공기실을 갖고, 상기 제1 공기실의 압력과 상기 제2 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 다이어프램을 변동시킴으로써 상기 유량 제어 밸브의 개방도를 조정하는 유량 제어 밸브용 액추에이터와,
상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제1 공기실을 연통시키는 제1 고압측 배관과,
상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제2 공기실을 연통시키는 제1 저압측 배관을 구비하고,
상기 압축기 본체의 기동 시에 있어서의 상기 유량 제어 밸브의 개방도는, 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로에 있어서 부압을 발생시키는 개방도로 설정되어 있는, 압축 장치.
제1항에 있어서, 상기 압축 공기를 냉각하는 열교환기와,
상기 제1 고압측 배관에 설치되고, 입력되는 제1 신호에 따라서 상기 제1 공기실로 공급되는 상기 압축 공기의 압력을 조정하는 유량 제어 밸브용 포지셔너와,
상기 유량 제어 밸브용 포지셔너에 상기 제1 신호를 출력하는 컨트롤러를 더 구비하고,
상기 제1 고압측 배관은, 상기 열교환기에 의해 냉각된 후의 상기 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제1 공기실을 연통시키는, 압축 장치.
제1항에 있어서, 상기 압축기 본체의 하류측에 설치되고, 상기 압축 공기를 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와,
다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제3 및 제4 공기실을 갖고, 상기 제3 공기실의 압력과 상기 제4 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 방풍 밸브의 개방도를 조정하는 방풍 밸브용 액추에이터와,
상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제3 공기실을 연통하는 제2 고압측 배관과,
상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제4 공기실을 연통하는 제2 저압측 배관을 더 구비하는, 압축 장치.
제2항에 있어서, 상기 압축기 본체의 하류측에 설치되고, 상기 압축 공기를 외부로 방출 가능한 방풍 밸브와,
다이어프램을 사이에 두고 설치되는 제3 및 제4 공기실을 갖고, 상기 제3 공기실의 압력과 상기 제4 공기실의 압력의 차압에 의해 상기 방풍 밸브의 개방도를 조정하는 방풍 밸브용 액추에이터와,
상기 압축기 본체로부터 토출된 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제3 공기실을 연통하는 제2 고압측 배관과,
상기 유량 제어 밸브와 상기 압축기 본체 사이에 있어서 상기 압축기 본체에 흡입되는 공기가 흐르는 유로와 상기 제4 공기실을 연통하는 제2 저압측 배관을 더 구비하는, 압축 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2 고압측 배관에 설치되고, 입력되는 제2 신호에 따라서 상기 제3 공기실로 공급되는 압축 공기의 압력을 조정하는 방풍 밸브용 포지셔너를 더 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 방풍 밸브용 포지셔너에 상기 제2 신호를 출력하고,
상기 제2 고압측 배관은, 상기 열교환기에 의해 냉각된 후의 상기 압축 공기가 흐르는 유로와 상기 제3 공기실을 연통시키는, 압축 장치.