KR20160118944A - 압축기 유닛 및 가스 공급 장치 - Google Patents

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KR20160118944A
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다카시 오쿠노
고이치로 하시모토
겐지 나구라
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

전동 모터의 동력을 효율적으로 이용할 수 있는 압축기 유닛 및 가스 공급 장치를 제공한다.
가스 공급 장치(10)는, 수소 가스를 압축함과 함께, 압축한 수소 가스를 축압기(41∼44)에 저류하는 압축부(31)와, 전동 모터(33)를 구동원으로 하고, 압축부(31)를 구동하는 구동부(32)를 구비하는 압축기 유닛(30)과, 전동 모터(33)를 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 전동 모터(33)는, 기준 속도 이하의 회전 영역인 표준 회전 영역에 있어서 회전 속도의 변화에 대해 정격 토크를 유지 가능하고, 기준 속도보다도 높은 회전 영역인 과속도 영역에 있어서는, 전동 모터(33)의 회전 속도가 높아짐에 따라 출력 토크가 정격 토크로부터 감소하는 출력 특성을 갖는다. 그리고 제어부(60)는, 압축부(31)가 축압기(41∼44)에 설정 압력이 될 때까지 수소 가스를 저류하는 저류 과정의 적어도 일부에 있어서, 과속도 영역에서 전동 모터(33)를 구동시키는 과속도 운전 제어를 실행한다.

Description

압축기 유닛 및 가스 공급 장치{COMPRESSOR UNIT AND GAS SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 압축기 유닛 및 가스 공급 장치에 관한 것이다.
종래, 가솔린을 연료로 한 차량의 배기 가스에 포함되는 이산화탄소나 질소 산화물에 기인하는 지구 온난화 및 대기 오염이 우려되고 있다. 이로 인해, 가솔린을 연료로 한 차량 대신에, 이산화탄소나 질소 산화물을 배출하지 않는 차량이 요망되고 있다. 따라서, 최근, 연료 전지에 있어서 수소와 공기 중의 산소를 반응시킴으로써 발전시켜 전동기를 구동시키는 차량(연료 전지 자동차)의 개발이 진행되고 있다.
그런데, 연료 전지 자동차에는, 크게 구별하면, 수소 스테이션으로부터 수소를 보급하는 타입과, 수소 이외의 연료를 보급하여 차량 탑재 개질기로 수소를 제조하는 타입이 있다. 그러나, 이산화탄소의 삭감의 효과 등의 관점에서, 수소 스테이션으로부터 수소를 보급하는 타입의 쪽이 우위에 있다고 여겨지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 수소 스테이션의 구성의 일례가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 수소 스테이션은, 저압단측의 압축기와, 고압단측의 압축기와, 저압단측의 압축기와 고압단측의 압축기 사이에 배치된 중간 축압기를 구비하고 있다. 이 수소 스테이션에 있어서는, 저압단측의 압축기가 수소의 공급원으로부터 공급된 수소를 압축하여 중간 축압기에 공급한다. 그리고 중간 축압기의 수소가 고압단측의 압축기에 공급되고, 고압단측의 압축기에서 더욱 압축된 수소가 차량 탑재 수소 탱크에 접속된 충전 노즐에 공급됨으로써, 충전 노즐을 통해 연료 전지 자동차의 차량 탑재 수소 탱크에 수소가 충전된다.
일본 특허 출원 공개 제2013-15155호 공보
그런데, 수소 스테이션에 사용되는 압축기의 압축부를 구동하는 전동 모터에는, 정 토크 제어에 의해 구동되는, 소위 정 토크 모터의 이용이 검토되고 있다. 정 토크 모터의 출력 특성은, 도 6의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 소정의 회전 속도(이하, 「기준 속도」) 이하가 되는 표준 회전 영역에 있어서 정격 토크가 유지된다.
이와 같이, 수소 스테이션의 압축기의 전동 모터로서 상기 출력 특성을 갖는 정 토크 모터를 사용하는 경우, 정 토크 모터가 기준 속도를 유지하여 압축부를 구동하는 방법이 있다. 예를 들어 저압단측의 압축기가 이 구동 방법을 채용하는 경우, 이 구동 방법에서는, 중간 축압기 내의 압력이 높아짐에 따라 압축부로부터 토출하는 수소의 압력(토출 압력)이 높아지고, 토출 압력이 높아짐에 따라 정 토크 모터가 필요로 하는 토크가 커진다. 이로 인해, 도 6의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 중간 축압기 내의 압력이 높아짐에 따라 정 토크 모터의 동력이 커진다. 또한, 도 6의 (b)에서는, 중간 축압기에 수소가 충분히 저류되었을 때의 압력(설정 압력)에 달할 때에 정 토크 모터의 동력이 상한값에 달한다.
그러나, 도 6의 (b)의 해칭 부분에 의해 나타내어지는 바와 같이, 상술한 구동 방법에서는, 중간 축압기 내의 압력이 낮은 경우, 즉, 압축부의 토출 압력이 낮은 경우, 정 토크 모터의 동력에 여유가 있고, 정 토크 모터의 성능을 충분히 발휘하고 있지 않다. 즉, 압축부의 토출 압력에 기초하여 정 토크 모터가 필요로 하는 토크가 정격 토크보다도 작은 경우, 정 토크 모터의 회전 속도가 기준 속도라도 정 토크 모터의 동력은 그 상한값보다도 작다. 또한, 정 토크 모터가 정격 토크로 구동되고 있어도 정 토크 모터의 회전 속도가 기준 속도 미만인 경우, 정 토크 모터의 동력은 그 상한값보다도 작다. 이와 같이 정 토크 모터의 이용 방법에 있어서, 또한 개선의 여지가 있다.
본 발명은 전동 모터의 동력을 효율적으로 이용하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
이 과제를 해결하는 압축기 유닛은, 가스를 압축함과 함께, 압축된 가스를 축압기에 저류하는 압축부와, 전동 모터를 구동원으로 하고, 상기 압축부를 구동하는 구동부와, 상기 전동 모터를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 전동 모터는, 정격 토크로 회전 가능한 최고 속도인 기준 속도 이하의 회전 영역인 표준 회전 영역에 있어서 회전 속도의 변화에 대해 상기 정격 토크를 유지 가능하고, 상기 표준 회전 영역과 연속하고, 또한 상기 기준 속도보다도 높은 회전 영역인 과속도 영역에 있어서는, 상기 전동 모터의 회전 속도가 높아짐에 따라 출력 토크가 상기 정격 토크로부터 감소하는 출력 특성을 갖고, 상기 제어부는, 상기 압축부가 상기 축압기 내의 압력이 소정압이 될 때까지 가스를 저류하는 저류 과정의 적어도 일부에 있어서, 상기 과속도 영역에서 상기 전동 모터를 구동시키는 과속도 운전 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.
본 압축기 유닛에 따르면, 전동 모터를 과속도 영역에서 구동시키므로, 전동 모터가 구동 가능한 동력의 범위 내에 있어서, 전동 모터를 기준 속도로 구동시키는 경우보다도 사용하는 동력 범위를 넓힐 수 있다. 예를 들어, 축압기 내의 압력이 낮은 상태에 있어서, 전동 모터를 기준 속도로 구동시키는 경우의 동력과 비교하여, 전동 모터를 과속도 영역 내의 회전 속도로 구동시키는 경우의 동력이 커진다. 이와 같이, 전동 모터를 기준 속도로 구동시키는 경우에는 사용되지 않는 크기의 동력으로 전동 모터가 구동되므로, 전동 모터의 동력을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 압축기 유닛에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 과속도 운전 제어가 실행되는 적어도 일부의 기간에 있어서, 상기 축압기 내의 압력이 증대됨에 따라 상기 전동 모터의 회전 속도를 저하시키는 속도 변경 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
축압기 내의 압력이 증대됨에 따라 전동 모터가 필요로 하는 토크가 커진다. 이 점, 본 압축기 유닛에 따르면, 과속도 운전 제어가 실행되는 적어도 일부의 기간에 있어서, 축압기 내의 압력이 증대됨에 따라 전동 모터의 회전 속도를 낮게 하므로, 축압기 내의 압력이 증대되어도, 전동 모터가 구동 가능한 동력의 범위 내에 있어서 전동 모터를 과속도 영역에서 구동시킬 수 있다. 따라서, 전동 모터를 과속도 영역에서 구동시키는 빈도가 높아진다.
또한, 압축기 유닛에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 속도 변경 제어를 실행하기 전에, 상기 과속도 영역에 있어서의 최고 속도로 상기 전동 모터를 구동하는 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
본 압축기 유닛에 따르면, 전동 모터의 과속도 영역에 있어서의 최고 속도를 유지할 수 있는 환경에서는 전동 모터를 그 최고 속도로 구동시키므로, 전동 모터를 과속도 영역에 있어서의 최고 속도 미만으로 구동시키는 경우보다도 전동 모터의 동력이 커짐과 함께, 저류 과정의 시간을 단축할 수 있다.
또한, 압축기 유닛에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 축압기 내의 압력이 역치 이상이 되면, 상기 과속도 운전 제어로부터 상기 기준 속도보다도 저속으로 상기 전동 모터를 구동시키는 저속 운전 제어로 전환하는 것이 바람직하다.
본 압축기 유닛에 따르면, 전동 모터로서 동력이 작은 모터를 사용한 경우라도, 동력이 큰 모터와 동등한 처리량을 확보할 수 있다. 또한, 동력이 작은 모터를 사용함으로써, 압축기 유닛의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 압축부를 구동하는 전동 모터의 구동에 필요한 토크는 축압기 내의 압력의 증대에 수반하여 증대된다. 여기에서의 역치는, 전동 모터의 구동에 필요한 토크가 전동 모터의 정격 토크에 달할 때의 축압기 내의 압력을 말한다.
또한, 압축기 유닛에 있어서는, 상기 제어부는, 상기 저류 과정의 전 기간에 있어서 상기 과속도 운전 제어를 실행하는 것이 바람직하다.
본 압축기 유닛에 따르면, 전동 모터를 기준 속도로 구동시키는 경우와 비교하여, 전동 모터의 회전 속도가 높아지므로, 축압기 내의 압력이 동일하면, 전동 모터를 기준 속도로 구동시키는 경우보다도 동력이 커짐과 함께, 저류 과정의 시간을 단축할 수 있다.
이 과제를 해결하는 가스 공급 장치는, 탱크 탑재 장치에 가스를 충전하는 충전 설비에 상기 가스의 공급을 행하고, 상기 압축기 유닛과, 상기 압축기 유닛으로부터 토출된 가스를 저류하는 상기 축압기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 가스 공급 장치에 따르면, 상기 압축기 유닛의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 가스 공급 장치에 있어서는, 상기 축압기로부터 상기 충전 설비에 유입되기 직전, 또는, 유입된 후의 가스를 냉각하는 사전 냉각 시스템을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 발명에 따르면, 전동 모터의 동력을 효율적으로 이용할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 압축기 유닛을 구비한 수소 스테이션의 구성을 도시하는 모식도.
도 2는 압축기 유닛의 전동 모터에 대해, 토크와 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 압축기 유닛의 전동 모터에 대해, 회전 속도와 축압기 내의 압력과 동력의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 압축기 유닛이 실행하는 운전 제어의 처리 수순을 나타내는 흐름도.
도 5는 제2 실시 형태의 압축기 유닛의 전동 모터에 대해, 회전 속도와 축압기 내의 압력과 동력의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 종래의 압축기의 압축부를 구동시키는 전동 모터에 대해, (a) 토크와 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프, (b) 중간 축압기 내의 압력과 동력의 관계를 나타내는 그래프.
(제1 실시 형태)
압축기 유닛을 구비하는 가스 공급 장치의 제1 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 가스 공급 장치(10)를 구비하는 수소 스테이션(1)의 구성을 도시하고 있다. 또한, 이하의 도 2∼도 4를 사용한 설명에 있어서, 부호가 부여된 수소 스테이션(1)의 각 구성 요소는, 도 1의 수소 스테이션(1)의 각 구성 요소를 나타낸다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 수소 스테이션(1)은, 탱크 탑재 장치로서 예를 들어 연료 전지 자동차인 차량(100)에 수소 가스를 충전하는 설비이다. 수소 스테이션(1)은, 차량(100)에 수소 가스를 충전하기 위한 충전 설비의 일례인 디스펜서(2)와, 디스펜서(2)에 수소 가스를 공급하기 위한 가스 공급 장치(10)를 구비한다.
가스 공급 장치(10)는, 압축기 유닛(30), 가스 냉각부(11) 및 축압기 유닛(40)이 가스 유로(20)에 의해 접속되어, 각 기기에 수소 가스가 유통 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 가스 공급 장치(10)는, 디스펜서(2)에 유입된 수소 가스를 냉각하는 사전 냉각 시스템(50)을 구비한다. 가스 유로(20)는, 압축기 유닛(30)이 축압기 유닛(40)에 수소 가스를 공급하는 제1 유로(21)와, 축압기 유닛(40)으로부터 디스펜서(2)에 수소 가스를 공급하는 제2 유로(22)를 갖는다.
압축기 유닛(30)에는, 도시하지 않은 수소 탱크로부터 저압(예를 들어, 0.6㎫)의 수소 가스가 공급된다. 압축기 유닛(30)은, 실린더 및 피스톤(모두 도시 생략)을 갖는 압축부(31)와, 압축부(31)의 피스톤의 구동원이 되는 전동 모터(33) 및 전동 모터(33)의 회전을 감속시켜 피스톤에 전달하는 감속기인 풀리 기구를 갖는 구동부(32)를 구비한다. 압축기 유닛(30)은, 전동 모터(33)의 회전에 의해 피스톤이 실린더 내를 왕복 구동됨으로써, 실린더 내의 수소 가스를 압축하고, 제1 유로(21)를 통해 가스 냉각부(11)에 토출한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 압축부(31)는 5단 압축 작용을 행한다.
가스 냉각부(11)는, 압축기 유닛(30)에 의해 압축되어 고온이 된 수소 가스를 냉각한다. 가스 냉각부(11)는, 예를 들어 냉각수가 유통되는 마이크로 채널식 열교환기에 수소 가스를 유통시킴으로써 수소 가스와 냉각수 사이에서 열교환을 행한다.
축압기 유닛(40)에는, 가스 냉각부(11)에 의해 냉각된 수소 가스가 제1 유로(21)를 통해 공급된다. 축압기 유닛(40)은, 수소 가스를 저류하는 4개의 축압기(41∼44)를 구비한다. 축압기(41)에는, 제1 유로(21)가 분기하여 접속되어 있다. 분기한 제1 유로(21)에는, 수소 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향해 역지 밸브(45), 유입측 개폐 밸브(41A) 및 압력 센서(41C)가 설치되어 있다.
또한 축압기 유닛(40)은, 각 축압기(41∼44)에 저류된 수소 가스를 제2 유로(22)를 통해 디스펜서(2)에 공급 가능하다. 분기한 제1 유로(21)에 있어서의 압력 센서(41C)와 유입측 개폐 밸브(41A) 사이에는, 제2 유로(22)가 분기하여 접속되어 있다. 분기한 제2 유로(22)에는, 수소 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향해 유출측 개폐 밸브(41B) 및 역지 밸브(45)가 설치되어 있다. 또한, 축압기(42∼44)에 대해서도 마찬가지로, 분기한 제1 유로(21)의 각각에 역지 밸브(45), 유입측 개폐 밸브(42A, 43A, 44A) 및 압력 센서(42C, 43C, 44C)가 설치되고, 분기한 제2 유로(22)의 각각에 유출측 개폐 밸브(42B, 43B, 44B) 및 역지 밸브(45)가 설치되어 있다.
사전 냉각 시스템(50)은, 축압기 유닛(40)으로부터 제2 유로(22)를 통해 디스펜서(2)에 공급된 수소 가스를 냉각하는 장치이다. 사전 냉각 시스템(50)은, 디스펜서(2)에 공급된 수소 가스와 브라인 사이에서 열교환을 행하기 위한 브라인 회로(51)와, 브라인 회로(51)를 유통하는 브라인과 냉매 사이에서 열교환을 행하는 냉동기(55)를 구비한다. 브라인 회로(51)는, 브라인 유로(52) 내의 브라인을 순환시키기 위한 브라인 펌프(53)에 의해 프리 쿨링 열교환기(54)에 브라인을 유통시킴으로써, 그 브라인과 수소 가스 사이에서 열교환을 행한다. 그리고 수소 가스와의 열교환에 의해 가열된 브라인은, 냉동기(55)의 냉매에 의해 냉각된다. 냉동기(55)는, 브라인과 열교환함으로써 증발한 냉매가 압축기에 의해 압축되어 팬에 의해 공냉되어 응축된 후, 팽창 밸브에 의해 팽창되어 다시 브라인과 열교환되는, 소위 히트 펌프 사이클에 의해 구성된다.
이러한 구성의 수소 스테이션(1)에 있어서는, 우선, 압축기 유닛(30)에 의해 압축된 수소 가스가 가스 냉각부(11)에 의해 냉각된 상태에서 축압기(41∼44)에 저류된다.
그리고, 차량(100)이 수소 스테이션(1)에 반입되어 차량(100)에 수소 가스가 충전될 때에는, 소정의 제어 프로그램에 기초하여 축압기(41∼44) 중 어느 하나로부터 디스펜서(2)에 수소 가스가 공급됨과 함께, 디스펜서(2)가 소정의 충전 프로토콜에 따라 차량(100)에 수소 가스를 충전한다.
또한 가스 공급 장치(10)는, 수소 가스의 유통을 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 제어부(60)는, CPU, ROM, RAM 등으로 구성되고, ROM 또는 RAM에 기억된 제어 프로그램에 기초하여 압축기 유닛(30)의 전동 모터(33), 축압기 유닛(40)의 유입측 개폐 밸브(41A∼44A), 유출측 개폐 밸브(41B∼44B), 사전 냉각 시스템(50)의 브라인 펌프(53), 및 냉동기(55)의 동작을 제어한다. 또한 제어부(60)에는, 압력 센서(41C∼44C)가 검출한 분기한 제1 유로(21) 내의 수소 가스의 검출 압력이 압력 신호로서 입력된다. 분기한 제1 유로(21) 내의 수소 가스의 압력은, 그 분기한 제1 유로(21)에 접속된 축압기(41∼44) 내의 수소 가스의 압력과 대략 동등하다. 이로 인해, 제어부(60)는, 압력 센서(41C∼44C)가 검출한 분기한 제1 유로(21) 내의 수소 가스의 검출 압력을 축압기(41∼44) 내의 수소 가스의 검출 압력으로서 취급한다.
제어부(60)는, 압축기 유닛(30)으로부터 축압기 유닛(40)에의 수소 가스의 공급 및 축압기 유닛(40)으로부터 디스펜서(2)에의 수소 가스의 공급을 제어하는 가스 공급 제어를 실행한다. 가스 공급 제어는, 디스펜서(2)의 충전 프로토콜, 및 압력 센서(41C∼44C)의 검출 압력에 기초하여, 축압기 유닛(40)의 유입측 개폐 밸브(41A∼44A) 및 유출측 개폐 밸브(41B∼44B)의 동작을 제어하는 유통 제어와, 압력 센서(41C∼44C)의 검출 압력에 기초하여 전동 모터(33)의 구동을 제어하는 운전 제어를 포함한다.
본 실시 형태의 유통 제어에 있어서는, 디스펜서(2)를 통해 차량(100)에 수소 가스를 공급하기 시작할 때, 디스펜서(2)의 충전 프로토콜에 기초하여, 제어부(60)는, 축압기(41∼44) 중 2개의 축압기(41, 42)에 대응하는 유출측 개폐 밸브(41B, 42B)를 개방하여 수소 가스를 디스펜서(2)에 공급한다. 이때, 축압기(41∼44)의 유입측 개폐 밸브(41A∼44A)는 폐쇄되어 있다. 한편, 제어부(60)는, 축압기(41, 42)로부터 수소 가스가 공급되는 것에 수반하여 축압기(41, 42) 내의 압력이 저하되어, 그 압력이 소정값 이하가 되었을 때에 유출측 개폐 밸브(41B, 42B)를 폐쇄하고, 축압기(43)의 유출측 개폐 밸브(43B)를 개방시킨다. 이에 의해, 축압기(41, 42)로부터의 수소 가스의 디스펜서(2)에의 공급이 정지됨과 함께, 축압기(43)에 저류된 수소 가스의 디스펜서(2)에의 공급이 개시된다. 그리고 제어부(60)는, 축압기(43)로부터 수소 가스가 공급되는 것에 수반하여 축압기(43) 내의 압력이 저하되어, 그 압력이 소정값 이하가 되었을 때에 유출측 개폐 밸브(43B)를 폐쇄하고, 축압기(44)의 유출측 개폐 밸브(44B)를 개방시킨다. 이에 의해, 축압기(43)로부터의 수소 가스의 디스펜서(2)에의 공급이 정지됨과 함께, 축압기(44)에 저류된 수소 가스의 디스펜서(2)에의 공급이 개시된다.
한편, 유통 제어에 있어서, 디스펜서(2)로부터 차량(100)에의 수소 가스의 공급이 종료된 후, 제어부(60)는, 축압기(41∼44) 내의 압력(검출 압력)이 소정값 이하가 된 경우, 유입측 개폐 밸브(41A∼44A)를 개방함과 함께, 압축기 유닛(30)을 구동시켜 압축한 수소 가스를 축압기(41∼44)에 공급한다. 운전 제어는, 이 축압기(41∼44)에의 수소 가스의 공급 시의 압축기 유닛(30)의 전동 모터(33)의 구동을 제어한다. 이하, 운전 제어의 상세에 대해 설명한다.
전동 모터(33)는, 정 토크 제어에 의해 제어되는, 소위 정 토크 모터가 사용된다. 또한 본 실시 형태의 전동 모터(33)는, 도 6에 나타내는 종래의 동력이 큰 전동 모터와 비교하여 동력이 작은 모터가 사용된다.
도 2의 실선의 그래프에 나타내는 바와 같이, 전동 모터(33)는, 출력 특성으로서, 정격 토크로 회전 가능한 최고 속도인 기준 속도(BN) 이하의 회전 영역인 표준 회전 영역(SR)에 있어서, 회전 속도의 변화에 대해 정격 토크가 유지 가능하다. 또한 전동 모터(33)는, 출력 특성으로서, 표준 회전 영역(SR)과 연속하고, 기준 속도(BN)보다도 높은 회전 영역인 과속도 영역(PR)에 있어서, 회전 속도가 높아짐에 따라 출력 토크[전동 모터(33)의 동력이 상한이 되는 값인 제1 상한값인 상태에 있어서 전동 모터(33)가 출력 가능한 최대 토크]가 저하된다.
또한, 전동 모터(33)의 정격 토크는, 종래의 전동 모터의 정격 토크(도 2의 이점 쇄선)보다도 작다. 또한 전동 모터(33)의 과속도 영역(PR)에 있어서의 토크는, 종래의 전동 모터의 과속도 영역에 있어서의 토크(도 2의 이점 쇄선)보다도 작다. 한편, 전동 모터(33)의 표준 회전 영역(SR), 기준 속도(BN), 과속도 영역(PR)은, 종래의 전동 모터의 표준 회전 영역, 기준 속도, 과속도 영역과 동일하다.
이러한 출력 특성의 전동 모터(33)에 있어서, 제어부(60)는, 운전 제어에 있어서, 동력을 유효하게 사용하기 위해 전동 모터(33)의 동력이 제1 상한값으로 유지되는 빈도가 높아지도록 전동 모터(33)를 제어한다.
다음으로, 상술한 전동 모터(33)의 제어에 대해, 도 3의 그래프를 사용하여 설명한다.
또한, 이하의 설명에서는, 압축기 유닛(30)이 축압기(41)에 수소 가스가 저류되어 있지 않은 상태로부터 축압기(41)가 저류 상한이 되는 상태까지 수소 가스를 공급하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 축압기(41)가 저류 상한이 되는 축압기(41) 내의 압력(소정압)을 설정 압력(PC)이라고 칭한다.
축압기(41) 내의 압력이 낮을 때, 전동 모터(33)가 필요로 하는 토크가 작다. 이로 인해, 제어부(60)는, 전동 모터(33)의 동력이 제1 상한값 미만의 범위 내에 있어서, 전동 모터(33)의 회전 속도를 과속도 영역(PR)에서 구동하는 과속도 운전 제어를 실행한다. 도 3의 그래프에서는, 제어부(60)는, 압축부(31)가 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)이 될 때까지의 수소 가스를 저류하는 저류 과정에 있어서, 그 저류 과정의 일부인 축압기(41) 내의 압력이 역치인 제2 압력(P2) 미만의 범위에서 과속도 운전 제어를 실행 가능하다. 단, 역치는, 전동 모터(33)의 구동에 필요한 토크가 전동 모터(33)의 정격 토크에 달할 때의 축압기(41) 내의 압력을 말한다.
특히, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2) 미만의 범위 내 중 더욱 저압의 영역에 있어서, 전동 모터(33)의 동력이 제1 상한값 이하의 범위 내에 있어서, 가장 높은 회전 속도로 전동 모터(33)를 구동시킬 수 있다. 즉, 제어부(60)는, 과속도 영역(PR) 중 최고 속도(Nmax)로 전동 모터(33)를 구동시키는 최고 속도 유지 제어를 실행한다. 도 3의 그래프에서는, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1)(P1＜P2) 이하의 범위에 있어서 최고 속도 유지 제어를 실행 가능하다.
또한, 도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1)보다도 크고 또한 제2 압력(P2) 미만의 범위에 있어서, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력의 상승에 수반하여 전동 모터(33)의 회전 속도를 저하시켜, 동력을 제1 상한값으로 유지시키는 속도 변경 제어를 실행한다. 이와 같이, 과속도 운전 제어는, 최고 속도 유지 제어 및 속도 변경 제어를 포함한다.
또한, 도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)일 때, 제어부(60)는, 도 6에 나타내는 동력이 큰 종래의 전동 모터와 마찬가지의 제어인, 전동 모터(33)의 회전 속도가 기준 속도(BN)가 되도록 전동 모터(33)를 제어하는 통상 운전 제어를 실행한다.
그리고, 도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 커질 때, 제어부(60)는, 전동 모터(33)를 기준 속도(BN)보다도 낮은 회전 속도로 구동시키는 저속 운전 제어를 실행한다. 본 실시 형태의 저속 운전 제어는, 전동 모터(33)의 동력을 제1 상한값으로 유지하면서, 축압기(41) 내의 압력이 증대됨에 따라 전동 모터(33)의 회전 속도를 저하시킨다. 이 저속 운전 제어는, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 설정 압력(PC)까지의 범위에 있어서 실행된다. 또한, 상술한 바와 같은 전동 모터(33)의 제어는, 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지이다.
그리고, 제어부(60)는, 상술한 바와 같은 운전 제어의 전환을 도 4에 나타내는 운전 제어의 흐름도에 따라 실행한다. 또한, 운전 제어는, 축압기(41∼44)에 수소 가스를 공급하는 기간에 걸쳐 반복하여 실행된다. 이하의 설명에 있어서, 축압기(41)에 수소 가스를 공급하는 형태에 대해 설명하지만, 축압기(42∼44)에 대해서도 마찬가지의 처리 수순에 의해 운전 제어가 실행된다.
우선 제어부(60)는, 스텝 S11에 있어서 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR)에서 구동 가능한지 여부를 판정한다. 즉, 스텝 S11은, 제어부(60)가 과속도 운전 제어를 실행 가능한지 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 축압기(41) 내의 압력(검출 압력)이 제2 압력(P2) 미만인지 여부에 기초하여 행해진다. 상세하게는, 제어부(60)는, 검출 압력이 제2 압력(P2) 이상일 때, 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR)에서 구동 불가능하다고 판정하고, 검출 압력이 제2 압력(P2) 미만일 때, 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR)에서 구동 가능하다고 판정한다.
여기서, 제어부(60)는, 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR)에서 구동 가능하다고 판정하였을 때(스텝 S11:"예"), 즉, 과속도 운전 제어가 실행 가능하다고 판정하였을 때, 스텝 S12에 있어서 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR) 중 최고 속도(Nmax)로 구동 가능한지 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 축압기(41) 내의 압력(검출 압력)이 제1 압력(P1) 이하인지 여부에 기초하여 행해진다. 상세하게는, 제어부(60)는, 검출 압력이 제1 압력(P1)보다도 클 때, 전동 모터(33)가 최고 속도(Nmax)로 구동 불가능하다고 판정하고, 검출 압력이 제1 압력(P1) 이하일 때, 전동 모터(33)가 최고 속도(Nmax)로 구동 가능하다고 판정한다.
그리고 제어부(60)는, 전동 모터(33)가 최고 속도(Nmax)로 구동 가능하다고 판정하였을 때(스텝 S12:"예"), 스텝 S22에 있어서 최고 속도 유지 제어를 실행한다. 한편, 제어부(60)는, 전동 모터(33)가 최고 속도(Nmax)로 구동 불가능하다고 판정하였을 때(스텝 S12:"아니오"), 스텝 S21에 있어서 속도 변경 제어를 실행한다.
또한, 제어부(60)는, 스텝 S11에 있어서 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR)에서 구동 불가능하다고 판정하였을 때(스텝 S11:"아니오"), 즉, 과속도 운전 제어가 실행 불가능하다고 판정하였을 때, 스텝 S13에 있어서 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)를 유지 가능한지 여부를 판정한다.
여기서, 제어부(60)는, 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)를 유지 가능하다고 판정하였을 때(스텝 S13:"예"), 스텝 S23에 있어서 통상 운전 제어를 실행한다. 한편, 제어부(60)는, 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)를 유지 불가능하다고 판정하였을 때(스텝 S13:"아니오"), 스텝 S24에 있어서 저속 운전 제어를 실행한다.
다음으로, 본 실시 형태의 가스 공급 장치(10)의 작용 효과에 대해 도 3을 사용하여 설명한다.
압축기 유닛(30)이 수소 가스를 압축하고, 축압기(41)에 토출하는 처리량은, 전동 모터(33)의 회전 속도에 비례한다. 즉, 전동 모터(33)의 회전 속도가 높아짐에 따라 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량이 증가한다.
축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2) 미만에 있어서, 즉, 축압기(41) 내의 압력이 낮은 상태에 있어서, 제어부(60)는 과속도 운전 제어를 실행하므로, 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)보다도 높은 회전 속도로 구동된다. 이로 인해, 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량은, 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)일 때의 처리량보다도 많아진다. 이로 인해, 도 3의 좌측의 해칭 부분에 의해 나타내는 바와 같이, 축압기(41) 내의 압력이 낮은 상태에서는, 종래의 전동 모터와 같이 기준 속도로 일정 회전시키는 경우와 비교하여, 수소 가스의 처리량이 많아진다.
특히, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1) 이하에 있어서는, 제어부(60)가 최고 속도 유지 제어를 실행함으로써, 전동 모터(33)가 과속도 영역(PR) 중 최고 속도(Nmax)로 계속하여 구동되므로, 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량이 보다 많아진다.
그리고, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1)보다도 크고 또한 제2 압력(P2) 미만의 범위에 있어서는, 제어부(60)가 속도 변경 제어를 실행하므로, 동력이 제1 상한값으로 유지 가능한 범위에 있어서 전동 모터(33)의 회전 속도가 가장 높아지도록 전동 모터(33)가 구동된다. 이로 인해, 전동 모터(33)의 동력의 범위 내에 있어서, 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량이 상한값이 된다.
또한, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)인 경우, 제어부(60)는 통상 운전 제어를 실행하므로, 전동 모터(33)가 기준 속도(BN)로 구동된다.
한편, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 큰 경우, 전동 모터(33)의 동력이 정격 토크를 유지 가능한 회전 속도로서 기준 속도(BN)보다도 낮은 범위가 되므로, 제어부(60)는 저속 운전 제어를 실행한다. 이로 인해, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 큰 경우에는, 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량은, 종래의 동력이 큰 전동 모터를 사용한 경우보다도 적어진다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2) 미만에 있어서의 수소 가스의 처리량의 증가분(도 3의 좌측의 해칭 부분의 면적)과, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 큰 범위에 있어서의 수소 가스의 처리량의 감소분(도 3의 우측의 해칭 부분의 면적)이 대략 동등해지도록 설정된다. 이로 인해, 압축기 유닛(30)에 의해 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)이 되도록 수소 가스가 저류될 때까지의 시간은, 종래의 동력이 큰 전동 모터를 사용한 경우와 대략 동등해진다. 또한, 이상에서는, 축압기(41)에 관한 작용 효과를 설명하였지만, 축압기(42∼44)에 대해서도 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
이와 같이, 전동 모터(33)의 동력이 종래의 전동 모터의 동력보다도 작아도, 수소 가스의 처리량이 적어지는 것이 억제된다. 따라서, 전동 모터(33)가 종래의 전동 모터보다도 소형화할 수 있으므로, 가스 공급 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 전동 모터(33)의 소형화에 의해 재료비가 저감되므로, 전동 모터(33)를 종래의 전동 모터보다도 저렴하게 제조할 수 있다. 따라서, 가스 공급 장치(10)의 비용 저감을 도모할 수 있다.
본 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 따르면, 이하에 나타내는 효과가 얻어진다.
(1) 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2) 미만의 범위에 있어서, 과속도 운전 제어를 실행한다. 이에 의해, 전동 모터(33)를 기준 속도(BN)로 일정 구동시키는 경우와 비교하여, 전동 모터(33)를 과속도 영역(PR)에서 구동시키므로, 전동 모터(33)의 동력이 커진다. 즉, 전동 모터(33)를 기준 속도(BN)로 일정 구동시켜 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)이 될 때까지 수소 가스를 공급하는 경우와 비교하여, 전동 모터(33)가 구동 가능한 동력의 범위 내에 있어서, 전동 모터(33)가 사용하는 동력 범위를 넓힐 수 있다. 이로 인해, 전동 모터(33)의 동력을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 압축기 유닛(30)이 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(2) 축압기(41)의 압력이 증대됨에 따라 전동 모터(33)가 필요로 하는 토크가 커진다. 따라서, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1)보다도 크고 또한 제2 압력(P2) 미만의 범위에 있어서, 속도 변경 제어를 실행한다. 이에 의해, 과속도 운전 제어가 실행 가능한 기간에 있어서, 축압기(41) 내의 압력이 증대됨에 따라 전동 모터(33)의 회전 속도를 낮게 하므로, 축압기(41) 내의 압력이 증대되어도, 전동 모터(33)가 구동 가능한 동력의 범위 내에 있어서 전동 모터(33)를 과속도 영역(PR)에서 구동시킬 수 있다. 따라서, 전동 모터(33)를 과속도 영역(PR)에서 구동시키는 빈도가 높아진다. 또한, 압축기 유닛(30)이 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(3) 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1) 이하의 범위에 있어서, 최고 속도 유지 제어를 실행한다. 이에 의해, 전동 모터(33)의 과속도 영역(PR)에 있어서의 최고 속도(Nmax)를 유지할 수 있는 환경에서는 전동 모터(33)를 그 최고 속도(Nmax)로 구동시키므로, 전동 모터(33)를 과속도 영역(PR)에 있어서의 최고 속도(Nmax) 미만으로 구동시키는 경우보다도 축압기(41) 내에 수소 가스를 빠르게 공급할 수 있다. 따라서, 저류 과정의 시간을 단축할 수 있다. 또한, 압축기 유닛(30)이 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(4) 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 큰 경우, 저속 운전 제어를 실행한다. 이에 의해, 전동 모터(33)로서 동력이 작은 모터를 사용한 경우라도, 동력이 큰 모터와 동등한 처리량을 확보할 수 있다. 또한, 동력이 작은 모터를 사용함으로써, 압축기 유닛(30)의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 압축기 유닛(30)이 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
(제2 실시 형태)
도 5를 참조하여, 제2 실시 형태의 가스 공급 장치(10)의 구성에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 가스 공급 장치(10)는, 종래의 마찬가지의 동력이 큰 전동 모터를 사용하는 경우이며, 이 전동 모터를 과속도 영역(PR)에서 구동시킴으로써, 축압기(41∼44) 내에 수소 가스를 저류시키는 저류 과정의 시간을 단축하도록 한 것이다.
또한, 제2 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 있어서 제1 실시 형태의 가스 공급 장치(10)의 구성과 공통되는 구성 요소에는, 공통의 부호를 사용하고, 그 설명의 일부 또는 전부를 생략한다. 또한, 도 5를 사용한 설명에 있어서, 부호가 부여된 가스 공급 장치(10)의 각 구성 요소는, 도 1의 가스 공급 장치(10)의 각 구성 요소를 나타낸다.
본 실시 형태의 가스 공급 장치(10)의 전동 모터(33)의 동력의 상한값인 제2 상한값은, 제1 실시 형태의 전동 모터(33)의 동력의 상한값인 제1 상한값보다도 크고, 종래의 전동 모터의 동력의 상한값과 동등하다. 이로 인해, 본 실시 형태의 전동 모터(33)의 과속도 영역(PR)에 있어서의 토크는, 제1 실시 형태의 전동 모터(33)의 과속도 영역(PR)에 있어서의 토크보다도 크다. 한편, 본 실시 형태의 전동 모터(33)의 표준 회전 영역(SR), 기준 속도(BN), 과속도 영역(PR)은, 제1 실시 형태의 전동 모터(33)의 표준 회전 영역(SR), 기준 속도(BN), 과속도 영역(PR)과 동일하다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 전동 모터(33)의 동력의 제2 상한값이 종래의 전동 모터의 동력의 상한값과 동등하므로, 제어부(60)는, 압축부(31)가 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)이 될 때까지 수소 가스를 저류하는 저류 과정의 전 기간에 있어서, 과속도 운전 제어를 실행한다. 또한, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)에 도달하였을 때, 전동 모터(33)의 구동을 정지한다.
전동 모터(33)는, 축압기(41) 내의 압력이 제1 압력(P1)보다도 크고, 또한 제2 압력(P2) 미만인 제3 압력(P3)에 있어서 동력이 제2 상한값이 된다. 이로 인해, 제어부(60)는, 축압기(41) 내의 압력이 제3 압력(P3) 이하의 범위에 있어서 최고 속도 유지 제어를 실행한다.
그리고 축압기(41) 내의 압력이 제3 압력(P3)보다도 커졌을 때, 제어부(60)는 속도 변경 제어를 실행한다. 이로 인해, 전동 모터(33)의 동력이 제2 상한값으로 유지 가능한 범위에 있어서 전동 모터(33)의 회전 속도가 가장 높아지도록 전동 모터(33)가 구동된다. 이로 인해, 전동 모터(33)의 동력의 허용 범위 내에 있어서, 압축기 유닛(30)의 수소 가스의 처리량이 상한값이 된다.
이와 같이, 압축기 유닛(30)이 구동되는 전 기간에 있어서, 전동 모터(33)의 회전 속도가 기준 속도(BN)보다도 높은 상태가 유지되므로, 압축기 유닛(30)에 의한 수소 가스의 처리량이 종래와 동일한 동력의 전동 모터를 사용한 경우보다도 많아진다. 따라서, 축압기(41) 내의 압력이 설정 압력(PC)에 도달할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.
본 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 따르면, 제1 실시 형태의 (1)∼(4)의 효과에 더하여, 이하의 효과가 얻어진다.
(5) 제어부(60)는, 압축기 유닛(30)이 구동되는 전 기간에 있어서, 과속도 운전 제어를 실행한다. 이에 의해, 압축기 유닛(30)이 구동되는 전 기간에 있어서 전동 모터(33)를 기준 속도(BN)로 구동시킨다고 가정한 경우와 비교하여, 전동 모터(33)의 회전 속도가 높아지므로, 축압기(41) 내의 압력이 동일하면, 전동 모터(33)를 기준 속도(BN)로 구동시키는 경우보다도 동력이 커짐과 함께, 저류 과정의 시간을 단축할 수 있다. 또한, 압축기 유닛(30)이 축압기(42∼44)에 수소 가스를 공급할 때에도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상기 각 실시 형태는, 이하에 나타내는 다른 실시 형태로 변경할 수도 있다.
·상기 각 실시 형태에 있어서, 제어부(60)는 최고 속도 유지 제어를 실행하지 않아도 된다. 즉, 제어부(60)가 최고 속도 유지 제어를 실행 가능한 축압기(41∼44) 내의 압력의 범위 내에 있어서, 전동 모터(33)는 과속도 영역(PR)에 있어서의 최고 속도(Nmax) 미만의 회전 속도로 구동해도 된다. 또한, 이 경우, 전동 모터(33)의 회전 속도는, 기준 속도(BN) 이상인 것이 바람직하다.
·상기 각 실시 형태의 속도 변경 제어에 있어서, 전동 모터(33)를 상한값(제1 상한값 또는 제2 상한값) 미만의 동력으로 구동해도 된다. 이 경우, 전동 모터(33)의 회전 속도는, 전동 모터(33)의 동력이 상한값일 때의 회전 속도보다도 낮아진다. 또한, 이 경우, 전동 모터(33)의 회전 속도는, 기준 속도(BN) 이상인 것이 바람직하다.
·상기 제1 실시 형태에 있어서, 통상 운전 제어를 생략하고, 축압기(41∼44) 내의 압력이 제2 압력(P2) 이상이 될 때에 저속 운전 제어를 실행해도 된다.
·상기 제1 실시 형태의 저속 운전 제어에 있어서, 전동 모터(33)를 제1 상한값 미만의 동력으로 구동해도 된다. 이 경우, 전동 모터(33)의 회전 속도는, 전동 모터(33)의 동력이 제1 상한값일 때의 회전 속도보다도 낮아진다. 또한, 전동 모터(33)의 회전 속도는, 축압기(41∼44) 내의 압력이 제2 압력(P2) 미만에 있어서의 수소 가스의 처리량의 증가분(도 3의 좌측의 해칭 부분)에 대해, 축압기(41∼44) 내의 압력이 제2 압력(P2)보다도 큰 범위에 있어서의 수소 가스의 처리량의 감소분(도 3의 우측의 해칭 부분)이 과도하게 커지지 않는 회전 속도인 것이 바람직하다.
·상기 제2 실시 형태에 있어서, 제어부(60)는, 축압기(41∼44) 내의 압력이 높은 범위에 있어서만, 또는 축압기(41∼44) 내의 압력이 낮은 범위에 있어서만, 과속도 운전 제어를 실행해도 된다. 요컨대, 제어부(60)는, 축압기(41∼44) 내의 압력 범위에 있어서의 일부의 범위에서만 과속도 운전 제어를 실행해도 된다.
·상기 각 실시 형태의 압축기 유닛(30)에 있어서, 압축부(31)는 2∼4단 압축 또는 6단 압축 이상이어도 된다.
·상기 각 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 있어서, 축압기의 개수는 1개∼3개 또는 5개 이상이어도 된다.
·상기 각 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 있어서, 제어부(60) 대신에, 압축기 유닛(30)의 전동 모터(33)를 제어하는 전용의 제어부를 압축기 유닛(30)이 구비한 구성으로 해도 된다.
·상기 각 실시 형태의 가스 공급 장치(10)에 있어서, 사전 냉각 시스템(50)이 디스펜서(2)에 유입되기 직전의 수소 가스를 냉각하는 구성으로 해도 된다.
·상기 각 실시 형태의 가스 공급 장치(10)는, 차량(100) 이외의 탱크 탑재 장치에의 수소 가스의 충전에 이용되어도 된다. 또한 가스 공급 장치(10)는, 수소 가스 이외의 가스의 공급에 사용되어도 된다.
2 : 디스펜서(충전 설비)
10 : 가스 공급 장치
30 : 압축기 유닛
31 : 압축부
32 : 구동부
33 : 전동 모터
41∼44 : 축압기
50 : 사전 냉각 시스템
60 : 제어부
100 : 차량(탱크 탑재 장치)
BN : 기준 속도
SR : 표준 회전 영역
PR : 과속도 영역
Nmax : 최고 속도
CP : 설정 압력(소정압)

Claims (9)

  1. 가스를 압축함과 함께, 압축된 가스를 축압기에 저류하는 압축부와,
    전동 모터를 구동원으로 하고, 상기 압축부를 구동하는 구동부와,
    상기 전동 모터를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 전동 모터는, 정격 토크로 회전 가능한 최고 속도인 기준 속도 이하의 회전 영역인 표준 회전 영역에 있어서 회전 속도의 변화에 대해 상기 정격 토크를 유지 가능하고, 상기 표준 회전 영역과 연속하고, 또한 상기 기준 속도보다도 높은 회전 영역인 과속도 영역에 있어서는, 상기 전동 모터의 회전 속도가 높아짐에 따라 출력 토크가 상기 정격 토크로부터 감소하는 출력 특성을 갖고,
    상기 제어부는, 상기 압축부가 상기 축압기 내의 압력이 소정압이 될 때까지 가스를 저류하는 저류 과정의 적어도 일부에 있어서, 상기 과속도 영역에서 상기 전동 모터를 구동시키는 과속도 운전 제어를 실행하는, 압축기 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 과속도 운전 제어가 실행되는 적어도 일부의 기간에 있어서, 상기 축압기 내의 압력이 증대됨에 따라 상기 전동 모터의 회전 속도를 저하시키는 속도 변경 제어를 실행하는, 압축기 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 속도 변경 제어를 실행하기 전에, 상기 과속도 영역에 있어서의 최고 속도로 상기 전동 모터를 구동하는 제어를 실행하는, 압축기 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 축압기 내의 압력이 역치 이상이 되면, 상기 과속도 운전 제어로부터 상기 기준 속도보다도 저속으로 상기 전동 모터를 구동시키는 저속 운전 제어로 전환하는, 압축기 유닛.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 저류 과정의 전 기간에 있어서 상기 과속도 운전 제어를 실행하는, 압축기 유닛.
  6. 탱크 탑재 장치에 가스를 충전하는 충전 설비에 상기 가스의 공급을 행하는 가스 공급 장치에 있어서,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 압축기 유닛과,
    상기 압축기 유닛으로부터 토출된 가스를 저류하는 상기 축압기를 구비하는, 가스 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 축압기로부터 상기 충전 설비에 유입되기 직전, 또는, 유입된 후의 가스를 냉각하는 사전 냉각 시스템을 더 구비하는, 가스 공급 장치.
  8. 탱크 탑재 장치에 가스를 충전하는 충전 설비에 상기 가스의 공급을 행하는 가스 공급 장치에 있어서,
    제4항에 기재된 압축기 유닛과,
    상기 압축기 유닛으로부터 토출된 가스를 저류하는 상기 축압기를 구비하는, 가스 공급 장치.
  9. 탱크 탑재 장치에 가스를 충전하는 충전 설비에 상기 가스의 공급을 행하는 가스 공급 장치에 있어서,
    제5항에 기재된 압축기 유닛과,
    상기 압축기 유닛으로부터 토출된 가스를 저류하는 상기 축압기를 구비하는, 가스 공급 장치.
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