KR20170032407A - 압축 장치 - Google Patents

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KR20170032407A
KR20170032407A KR1020177004268A KR20177004268A KR20170032407A KR 20170032407 A KR20170032407 A KR 20170032407A KR 1020177004268 A KR1020177004268 A KR 1020177004268A KR 20177004268 A KR20177004268 A KR 20177004268A KR 20170032407 A KR20170032407 A KR 20170032407A
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데츠야 가키우치
노보루 츠보이
가즈노리 후쿠하라
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

압축 장치이며, 압축기(102)와, 압축 가스의 열에너지를 회수하는 열에너지 회수부(200)를 구비한다. 열에너지 회수부(200)는 유입구(202a)를 가짐과 함께 압축 가스의 열에 의해 작동 매체를 가열하는 열교환기(202)와, 팽창기(210)와, 동력 회수부(212)와, 응축기(214)와, 펌프(222)를 구비한다. 열교환기(202)는 팽창기(210)보다 압축기(102)에 가까운 위치이고 또한 유입구(202a)가 압축기(102) 측을 향하는 자세로 배치되어 있다.

Description

압축 장치{COMPRESSION DEVICE}
본 발명은 압축 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 압축기로부터 토출된 압축 가스가 갖는 열에너지를 회수하는 시스템이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 압축기와, 압축기로부터 토출된 압축 가스와 액상 작동 매체를 열교환시키는 증발기와, 증발기로부터 유출된 가스를 냉각하는 냉각기와, 증발기로부터 유출된 기상 작동 매체가 유입되는 터빈과, 터빈에 접속된 교류 발전기와, 터빈으로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 응축기로부터 유출된 액상 작동 매체를 증발기로 압송하는 순환 펌프를 구비하는 압축기의 에너지 회수 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템에서는, 압축 가스가 갖는 에너지가 증발기에서 회수되고, 그 에너지에 의해 교류 발전기에서의 발전이 행해지고 있다.
상기 특허문헌 1에 개시되는 시스템에서는, 압축기로부터 토출되는 압축 가스의 압력을 원하는 값으로 하기 위해 압력 손실을 가능한 한 작게 하는 것이 요망된다. 그러나, 증발기가 설치됨으로써 압축 가스의 유로 상의 압력 손실이 증대 하기 때문에, 압축 가스의 압력을 확보하기 위해 압축기의 동력을 크게 해야 한다. 그 결과, 에너지 회수 시스템에서 유효하게 회수되는 열에너지가 저감되어 버린다. 또한, 특허문헌 1에서는, 압력 손실을 저감하는 수단에 대해서 전혀 언급되어 있지 않다.
일본특허공개 제2013-057256호 공보
본 발명의 목적은, 압축 가스가 갖는 열에너지의 유효 회수와 압축 가스의 압력 손실의 저감의 양쪽을 달성 가능한 압축 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따른 압축 장치는, 가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 압축 가스의 열에너지를 회수하는 열에너지 회수부를 구비하고, 상기 열에너지 회수부가, 상기 압축 가스를 유입시키는 유입구를 가짐과 함께 당해 압축 가스의 열에 의해 작동 매체를 가열하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 동력 회수부와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 열교환기로 보내는 펌프를 구비하고, 상기 열교환기는 상기 팽창기보다 상기 압축기에 가까운 위치이고 또한 상기 유입구가 상기 압축기 측을 향하는 자세로 배치되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 압축 장치의 평면도이다.
도 2는 열에너지 회수부 및 제2 대판의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 압축 장치의 측면도이다.
도 4는 압축 장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 압축 장치의 또 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 압축 장치의 또 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 열에너지 회수부의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 8은 리시버의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 9는 리시버의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 10은 제1 대판 및 제2 대판의 변형예를 도시하는 사시도이다.
본 발명의 일 실시 형태의 압축 장치에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압축 장치는 압축 장치 본체(100)와, 열에너지 회수부(200)를 구비하고 있다.
압축 장치 본체(100)는 가스(예를 들어, 공기)를 압축하는 제1 압축기(102)와, 제1 냉각기(104)와, 제1 냉각기(104)로부터 유출된 압축 가스를 더 압축하는 제2 압축기(106)와, 제2 냉각기(108)를 구비하고 있다.
제1 압축기(102)는 스크루 압축기이다. 구체적으로, 제1 압축기(102)는 압축기 본체부와, 모터부와, 모터부의 동력을 압축기 본체로 전달하는 동력 전달부를 구비한다. 압축기 본체는 스크루 로터와, 스크루 로터를 수용하는 하우징과, 압축된 가스를 토출하는 토출부를 구비한다. 스크루 로터는 회전축인 로터축과, 로터축과 함께 회전하는 스크루(압축체)에 의해 형성된다. 제1 압축기(102)는 로터축이 수평하게 되는 자세로 배치되어 있다. 또한, 제1 압축기(102)는 스크루 압축기에 한하지 않고, 압축체를 구동하는 회전축을 갖는 것, 즉 터보 압축기나 스크롤 압축기여도 된다.
제2 압축기(106)는 스크루 압축기이다. 제2 압축기(106)의 구조는, 제1 압축기(102)의 그것과 동일하며, 압축기 본체부와, 모터부와, 모터부의 동력을 압축기 본체로 전달하는 동력 전달부를 구비한다. 또한, 제1 압축기(102)와 제2 압축기(106) 사이에서 1개의 모터부 및 동력 전달부가 공용되어도 된다. 제2 압축기(106)는 스크루 로터의 로터축이 수평하게 되고, 또한 제1 압축기(102)의 로터축과 평행이 되는 자세로 배치되어 있다. 또한, 제2 압축기(106)도, 스크루 압축기에 한하지 않고, 터보 압축기나 스크롤 압축기여도 된다.
제1 냉각기(104)는 제1 압축기(102)로부터 토출되어 후술하는 제1 열교환기(202)를 통과한 후이고, 제2 압축기(106)로 유입하기 전의 압축 가스를 냉각한다. 제2 냉각기(108)는 제2 압축기(106)로부터 토출되어 후술하는 제2 열교환기(204)를 통과한 후이고, 외부로 공급되기 전의 압축 가스를 냉각한다. 도 1에서는, 제1 냉각기(104)와 제2 압축기(106) 사이의 압축 가스의 유로의 도시 및 제2 냉각기(108)와 외부 사이의 압축 가스의 유로의 도시가 생략되어 있다. 이하의 도 4 및 도 6에 있어서도 마찬가지이다. 이들 냉각기(104, 108)는 각각, 제1 압축기(102) 및 제2 압축기(106)의 하방에 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축 장치 본체(100)는 대략 직사각형의 제1 대판(130) 위에 배치되어 있다. 구체적으로, 제1 냉각기(104) 및 제2 냉각기(108)는 제1 대판(130)의 상면에 직접 적재되고, 제1 압축기(102) 및 제2 압축기(106)는 양 냉각기(104, 108)의 상방, 즉 제1 대판(130)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다. 본 명세서에서는, 각 기기가 제1 대판(130)의 상면에 직접적으로 적재되는 형태 이외에, 제1 대판(130)의 상면으로부터 상방으로 이격한 형태도 포함시켜서 제1 대판(130) 위에 「배치한다」라고 표현한다. 후술하는 제2 대판(230)에 대해서도 마찬가지이다.
압축 장치 본체(100)는 제1 대판(130) 위에 배치된 상태에 있어서 제1 커버(140)에 의해 덮여 있다. 또한, 도 1에서는 제1 커버(140)의 일부를 파단한 상태로 나타내고 있다.
이어서, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 열에너지 회수부(200)에 대해서 설명한다. 열에너지 회수부(200)는 유기 랭킨 사이클을 이용한 소위 바이너리 시스템이고, 제1 열교환기(202)와, 제2 열교환기(204)와, 오일 분리기(206)와, 긴급 차단 밸브(208)와, 팽창기(210)와, 팽창기(210)에 접속된 동력 회수부(212)인 발전기(212)와, 응축기(214)와, 리시버(216)와, 펌프(222)와, 순환 유로(224)를 구비하고 있다.
순환 유로(224)는 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204), 오일 분리기(206), 긴급 차단 밸브(208), 팽창기(210), 응축기(214), 리시버(216) 및 펌프(222)를 이 순서로 접속한다. 순환 유로(224) 내를 작동 매체(R245fa 등의 물보다 저비점인 유기 유체)가 순환한다.
순환 유로(224)는 분기 유로(226)를 갖는다. 분기 유로(226)는 순환 유로(224) 중 펌프(222)와 제1 열교환기(202) 사이의 부위로부터 분기하여, 제2 열교환기(204)에 접속된다. 순환 유로(224)에서는 제1 열교환기(202)와 제2 열교환기(204)가 서로 병렬로 배치된다.
제1 열교환기(202)는 제1 압축기(102)에서 압축된 압축 가스를 유입시키는 유입구(202a)를 갖고 있다. 이 유입구(202a)로부터 유입된 압축 가스의 열에 의해 작동 매체가 가열되며, 바꾸어 말하면, 작동 매체에 의해 압축 가스가 냉각된다. 제1 열교환기(202)는, 소위 핀 튜브식 열교환기이다. 또한, 제1 열교환기(202)로서 플레이트식 열교환기가 이용되어도 된다. 제2 열교환기(204)에 있어서도 마찬가지이다.
제2 열교환기(204)는 제2 압축기(106)에서 압축된 압축 가스를 유입시키는 유입구(204a)를 갖고 있다. 이 유입구(204a)로부터 유입된 압축 가스의 열에 의해 작동 매체가 가열되며, 바꾸어 말하면, 작동 매체에 의해 압축 가스가 냉각된다.
오일 분리기(206)는 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)의 하류측에 설치되어 있고, 양 열교환기(202, 204)로부터 유출된 작동 매체에 포함되는 오일을 분리한다. 본 실시 형태에 있어서, 당해 오일은 팽창기(210)나 펌프(222)의 각종 부품의 윤활 등에 이용된다.
팽창기(210)는 오일 분리기(206)의 하류측에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 팽창기(210)로서 용적식 스크루 팽창기가 사용되고 있다. 이 팽창기(210)는 내부에 로터실이 형성된 케이싱과, 로터실 내에 회전 가능하게 지지된 암수 한 쌍의 스크루 로터를 갖고 있다. 로터실로 유입된 기상의 작동 매체가 팽창함으로써 상기 스크루 로터가 회전한다. 또한, 팽창기(210)로서는 스크루 팽창기에 한하지 않고, 원심식의 것이나 스크롤 타입의 것이 사용되어도 된다.
발전기(212)는 팽창기(210)에 접속되어 있다. 이 발전기(212)는 팽창기(210)의 한 쌍의 스크루 로터 중 적어도 한쪽에 접속된 회전축을 갖고 있다. 발전기(212)는 상기 회전축이 상기 스크루 로터의 회전에 수반하여 회전함으로써 전력을 발생시킨다.
응축기(214)는 팽창기(210)의 하류측에 설치되어 있고, 작동 매체를 외부로부터 공급되는 냉각 유체(냉각수 등)로 냉각함으로써 당해 작동 매체를 응축(액화)시킨다.
리시버(216)는 응축기(214)의 하류측에 설치되어 있고, 응축기(214)로부터 유출된 액상의 작동 매체를 저류한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 리시버(216)는, 평면에서 볼 때 대략 H자 형상이다. 구체적으로, 리시버(216)는 수평면 내에 배치된 제1 통부(218) 및 제2 통부(220)와, 제1 통부(218)와 제2 통부(220)를 서로 연통시키는 연통 통부(219)를 갖고 있다. 또한, 리시버(216)는 연통 통부(219)가 양 통부(218, 220)의 축방향의 단부끼리에 접속됨으로써, 평면에서 볼 때 대략 U자 형상으로 되어도 된다. 제1 통부(218)에는 응축기(214)로부터 유출된 액상의 작동 매체를 당해 제1 통부(218)로 유입시키기 위한 유입구(216a)가 설치되어 있다. 제1 통부(218)에는, 당해 제1 통부(218)로부터 액상의 작동 매체를 유출시키기 위한 유출구(216b)가 설치되어 있다. 제2 통부(220)에는 작동 매체의 액면을 검출하는 액면 센서(221)가 설치되어 있다. 액면 센서(221)와 작동 매체의 유입구(216a)가 연통 통부(219)를 통해서 이격하고 있기 때문에, 유입구(216a)를 통해서 제1 통부(218) 내로 유입된 작동 매체가 당해 제1 통부(218) 내의 액면에 충돌했을 때에 발생하는 당해 액면의 요동에 기인하는 액면 센서(221)의 검출값의 변동이 억제된다.
펌프(222)는 리시버(216)의 하류측(순환 유로(224) 중 리시버(216)의 하류측이고 또한 당해 순환 유로(224)와 분기 유로(226)의 접속부보다 상류측인 부위)에 설치되어 있다. 펌프(222)는 액상의 작동 매체를 소정의 압력까지 가압해서 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)로 송출한다. 펌프(222)는 액상의 작동 매체를 유입시키기 위한 흡입구(222a)와, 오일을 유입시키기 위한 오일 공급구(222b)를 갖는다. 오일 공급구(222b)에는 오일 분리기(206)에서 작동 매체로부터 분리된 오일을 펌프(222)에 공급하기 위한 급유 유로(223)(도 2를 참조)가 접속되어 있다. 펌프(222)로서는, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프, 스크루 펌프, 트로코이드 펌프 등이 사용된다.
본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열에너지 회수부(200)는 직사각 형상의 제2 대판(230) 위에 배치되어 있다. 또한, 도 1에서는, 제1 대판(130)과 제2 대판(230)이 서로 이격한 상태가 도시되어 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 이들은 실제로는 서로 맞닿고 있다.
이어서, 제2 대판(230) 위에 있어서의 열에너지 회수부(200)의 배치에 대해서 설명한다.
제1 열교환기(202)는 제2 대판(230) 중 제1 대판(130)과 대향하는 부위에 위치하는 2개의 대향 코너부 중 한쪽(도 1의 우측 상단의 코너부)에 배치되어 있다. 평면에서 볼 때, 제1 열교환기(202)는 그 유입구(202a)가 제1 압축기(102)의 압축 가스의 토출구(102a)를 향하는 자세로 배치되어 있다. 여기서, 제1 압축기(102)의 토출구(102a)란 스크루(압축체)를 수용하는 압축 공간으로부터 하류측으로 연장되는 유로부의 선단에 위치하는 개구이다. 제2 압축기(106)의 토출구(106a)에 있어서도 마찬가지이다.
또한, 제1 열교환기(202)의 유입구(202a)의 개구 방향(개구를 포함하는 면에 수직인 방향)은 제1 압축기(102)의 로터축이 연장되는 방향과 대략 평행하다. 제1 열교환기(202)는, 도시 생략된 적재대에 의해 제2 대판(230)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다.
제2 열교환기(204)는 제2 대판(230)의 상기 2개의 대향 코너부 중 다른 쪽(도 1의 우측 하단의 코너부)에 배치되어 있다. 평면에서 볼 때, 제2 열교환기(204)는, 그 유입구(204a)가 제2 압축기(106)의 압축 가스의 토출구(106a)를 향하는 자세로 배치되어 있다. 제2 열교환기(204)의 유입구(204a)의 개구 방향(개구를 포함하는 면에 수직인 방향)은 제2 압축기(106)의 로터축이 연장되는 방향과 대략 평행하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 열교환기(204)는 적재대(205)에 의해 제2 대판(230)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다.
오일 분리기(206)는 제2 대판(230)의 상기 2개의 대향 코너부 사이에 배치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 오일 분리기(206)는 적재대(207)에 의해 제2 대판(230)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다.
팽창기(210)는 제2 대판(230)의 4개의 코너부 중 상기 2개의 대향 코너부와는 다른 코너부(도 1의 좌측 하방의 코너부)에 배치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 팽창기(210)는 적재대(213)에 의해 제2 대판(230)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다. 응축기(214)는 팽창기(210)에 인접하는 위치에 배치되어 있다.
리시버(216)는 도 2에 도시된 바와 같이, 응축기(214)의 하방에 배치되어 있다. 구체적으로, 리시버(216)의 유입구(216a)는, 응축기(214)의 유출구(214b)(액상의 작동 매체를 유출시키기 위한 개구)보다 중력 방향에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 이에 의해, 응축기(214)로부터 유출된 작동 매체를 리시버(216)에 효율적으로 저류할 수 있다. 또한, 리시버(216)의 유입구(216a)는 중력 방향에 있어서 응축기(214)의 유출구(214b)의 하방에 배치되는 것이면, 유출구(214b)와 중력 방향에 겹치는 위치에 배치되어도 되고, 또는 유출구(214b)의 하방에 위치함과 함께 유출구(214b)와 중력 방향에 겹치지 않도록 당해 유출구(214b)로부터 수평 방향으로 이격한 위치에 배치되어도 된다. 리시버(216)는 가대(217) 위에 적재됨으로써 제2 대판(230)의 상면으로부터 상방으로 이격한 위치에 배치되어 있다.
펌프(222)는 리시버(216)의 측방에 배치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(222)의 흡입구(222a)는 중력 방향에 있어서, 리시버(216)의 유출구(216b)와 동일한 높이로 배치되어 있다. 따라서, 펌프(222)의 흡입구(222a)가 액상의 작동 매체로 채워지므로, 펌프(222)로의 기체의 유입이 억제된다. 또한, 리시버(216) 중 펌프(222)의 흡입구(222a)보다 중력 방향의 하방에 위치하는 부분(펌프(222)에 의한 작동 매체의 흡입이 곤란한 부분)이 저감되므로, 리시버(216)에 저류되는 작동 매체의 총량을 저감시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(222)는 도시 생략된 적재대에 의해 제2 대판(230)으로부터 상방으로 이격하는 위치이고, 또한 그 오일 공급구(222b)가 아래를 향하는 자세로 배치되어 있고, 급유 유로(223)는 펌프(222)의 하방에 배치된 상태에서 오일 공급구(222b)에 접속되어 있다.
열에너지 회수부(200)는 제2 대판(230)에 배치된 상태에 있어서 도 3에 도시하는 제2 커버(240)에 의해 덮여 있다. 또한, 도 1에서는, 제2 커버(240)의 일부가 파단된 상태가 도시되어 있다.
압축 장치에는, 제1 대판(130) 및 제2 대판(230)의 상대 위치를 고정하는 대판 고정 부재(330)가 설치된다. 본 실시 형태에서는, 대판 고정 부재(330)는 평판 형상의 고정판과, 당해 고정판을 양 대판(130, 230)에 체결 가능한 볼트 등의 체결구를 갖는다. 압축 장치에서는, 열에너지 회수부(200)와 각 압축기(102, 106)를 접속할 때 미리, 대판 고정 부재(330)에 의해 제1 대판(130)과 제2 대판(230)이 고정됨으로써, 각 압축기(102, 106)의 토출구(102a, 106a)에 대한 각 열교환기(202, 204)의 유입구(202a, 204a)의 위치 어긋남이 억제된다.
제1 커버(140) 및 제2 커버(240)는, 서로의 상대 위치가 확정된 상태에서 커버 고정 부재(340)에 의해 고정된다. 본 실시 형태에서는, 커버 고정 부재(340)는 평판 형상의 고정판과, 당해 고정판을 양 커버(140, 240)에 체결 가능한 볼트 등의 체결구를 갖는다.
도 1에 도시하는 제1 열교환기(202)의 유입구(202a)와 제1 압축기(102)의 토출구(102a) 사이를 접속하는 배관 중 적어도 일부 및 제1 열교환기(202)의 유출구(202b)와 제1 냉각기(104)의 유입구(104a) 사이를 접속하는 배관 중 적어도 일부에는, 각각 가요성을 갖는 플렉시블 호스(300)가 이용된다. 플렉시블 호스(300)는, 그 길이 방향과 직교하는 방향으로 휘는 것이 가능하다. 마찬가지로, 제2 열교환기(204)의 유입구(204a)와 제2 압축기(106)의 토출구(106a) 사이를 접속하는 배관 중 적어도 일부 및 제2 열교환기(204)의 유출구(204b)와 제2 냉각기(108)의 유입구(108a) 사이를 접속하는 배관 중 적어도 일부에도, 각각 가요성을 갖는 플렉시블 호스(300)가 이용된다.
이어서, 본 압축 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 제1 압축기(102)에서 가스가 압축된다. 이때, 가스의 온도가 상승한다. 이 압축 가스는 제1 압축기(102)의 토출구(102a), 플렉시블 호스(300) 및 제1 열교환기(202)의 유입구(202a)를 통해서 제1 열교환기(202) 내부로 유입된다. 그리고, 상기 압축 가스는 제1 열교환기(202) 내에서 작동 매체와 열교환한 후(작동 매체를 가열한 후), 제1 열교환기(202)의 유출구(202b), 플렉시블 호스(300) 및 제1 냉각기(104)의 유입구(104a)를 통해서 제1 냉각기(104) 내부로 유입된다.
그리고, 제1 냉각기(104)에서 냉각된 압축 가스는 제2 압축기(106)에 의해 더 압축된다. 제2 압축기(106)에 있어서도, 가스의 온도가 상승한다. 이 압축 가스는 제2 압축기(106)의 토출구(106a), 플렉시블 호스(300) 및 제2 열교환기(204)의 유입구(204a)를 통해서 제2 열교환기(204) 내부로 유입된다. 그리고, 상기 압축 가스는 제2 열교환기(204) 내에서 작동 매체와 열교환한 후(작동 매체를 가열한 후), 제2 열교환기(204)의 유출구(204b), 플렉시블 호스(300) 및 제2 냉각기(108)의 유입구(108a)를 통해서 제2 냉각기(108) 내부로 유입된다. 제2 냉각기(108)에서 냉각된 압축 가스는 외부로 공급된다.
한편, 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)에서 압축 가스와 열교환함으로써 증발한 작동 매체는 오일 분리기(206)로 유입된다. 오일 분리기(206)로부터 유출된 작동 매체는 팽창기(210)로 유입된다. 작동 매체가 팽창함으로써 팽창기(210)가 구동되고, 발전기(212)에 있어서 전력이 생성된다. 생성된 전력은, 예를 들어 제1 압축기(102) 및 제2 압축기(106)를 구동하는 모터, 압축 장치 본체(100) 내의 컨트롤러나 전자기 밸브 등의 각종 제어 기기, 기어 등에 오일을 공급하기 위한 펌프에 공급된다. 이와 같이, 생성된 전력은 회생 전력으로서 압축 장치 내에서 소비된다. 또한, 전력의 일부를 열에너지 회수부(200) 자신의 기기(펌프(222)나 제어 기기 등)의 동력원으로서 이용해도 된다.
팽창기(210)로부터 유출된 작동 매체는, 응축기(214)에서 응축하고, 당해 응축기(214)의 하방에 위치하는 리시버(216)로 유입된다. 리시버(216)로부터 유출된 액상의 작동 매체는, 펌프(222)로 유입되고, 당해 펌프(222)에 의해 순환 유로(224) 및 분기 유로(226)를 통해서 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)로 송출된다. 이와 같이, 작동 매체가 순환 유로(224) 및 분기 유로(226) 내를 순환함으로써, 압축 장치 본체(100)의 구동 중, 발전기(212)에서 전력의 생성이 계속된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 압축 장치에서는, 제1 열교환기(202)가 팽창기(210)보다 제1 압축기(102)에 가까운 위치에 배치되므로, 제1 압축기(102)로부터 제1 열교환기(202)까지의 거리가 단축된다. 게다가, 제1 열교환기(202)의 유입구(202a)가 제1 압축기(102)측을 향하고 있으므로, 제1 압축기(102)와 제1 열교환기(202)를 접속하는 배관을 과도하게 굴곡시키는 것이 억제된다. 제2 열교환기(204)측에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 열에너지 회수부(200)에 의한 압축 가스가 갖는 열에너지의 유효 회수와 각 압축기(102, 106)로부터 토출된 압축 가스에 발생하는 압력 손실의 저감의 양쪽을 달성할 수 있다.
제1 열교환기(202)의 유입구(202a)의 개구 방향이 제1 압축기(102)의 로터축과 대략 평행이 되는 자세로 상기 대향 코너부에 배치되어 있다. 따라서, 제1 압축기(102)와 제1 열교환기(202)를 접속하는 배관을 굴곡시키는 것이 보다 저감되므로, 압축 가스에 발생하는 압력 손실이 한층 더 저감된다. 제2 열교환기(204)측에 대해서도 마찬가지이다.
압축 장치에서는, 압축 장치 본체 및 열에너지 회수부의 각각의 부재가 밀집하기 때문에 조립 작업이 번잡해질 가능성이 있다. 이에 비해, 본 실시 형태의 압축 장치에서는, 압축 장치 본체와의 조립 전에 제2 대판(230) 위에 열에너지 회수부(200)를 조립, 즉 유닛화할 수 있다. 그 결과, 압축 장치의 조립 작업을 용이하게 행할 수 있다. 이하의 도 4에 있어서도 마찬가지이다.
열에너지 회수부(200)는 압축 장치 본체(100)가 설치되어 있는 대판과는 다른 대판 위에 설치되기 때문에, 반드시 공장 등에 있어서 압축 장치 본체(100) 및 열에너지 회수부(200)를 일체로 제조할 필요는 없게 된다. 이 때문에, 예를 들어 단독으로 사용되는 압축 장치 본체(100)에 대하여 열에너지 회수부(200)를 후 장착하는 작업이 용이해진다. 또한, 압축 장치 본체(100)에 열에너지 회수부(200)를 설치할 때에, 커버 고정 부재(340)를 사용해서 제1 커버(140) 및 제2 커버(240)를 용이하게 고정할 수 있다.
팽창기(210)는 제2 대판(230)의 코너부에 배치되어 있으므로, 예를 들어 제2 커버(240)의 측면에 작업용 도어를 설치함으로써, 제2 대판(230)의 외부로부터 팽창기(210)로 용이하게 액세스할 수 있다. 따라서, 팽창기(210)의 메인터넌스 등의 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 팽창기(210)가 적재대(213)에 적재됨으로써 팽창기(210)의 높이를 확보할 수 있다. 그 결과, 크레인에 의해 팽창기(210)를 끌어 올리는 것이 용이해지고, 열에너지 회수부(200) 내에의 팽창기(210)의 반입이나 반출의 작업이 용이해진다.
펌프(222)는 제2 대판(230)으로부터 상방으로 이격함과 함께 오일 공급구(222b)가 아래를 향하는 자세로 배치되어 있고, 급유 유로(223)는 펌프(222)의 하방에 배치된 상태에서 오일 공급구(222b)에 접속되어 있다. 따라서, 열에너지 회수부(200)의 수평 방향에 있어서의 크기를 억제할 수 있다.
압축 장치 본체(100)와 열에너지 회수부(200)를 접속하는 배관이 플렉시블 호스(300)를 포함하고 있다. 따라서, 제1 및 제2 열교환기(202, 204)의 유입구(202a, 204a)와 제1 및 제2 압축기(102, 106)의 토출구(102a, 106a)의 위치 어긋남을 흡수하면서 이들 유입구(202a, 204a)와 토출구(102a, 106a)를 확실하게 접속할 수 있다. 제1 및 제2 열교환기(202, 204)와 제1 및 제2 냉각기(104, 108) 사이에 있어서도 마찬가지이다.
도 4는 압축 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 제2 대판(230) 위로부터 열교환기(202, 204)가 생략된다. 열에너지 회수부(200)에서는, 순환 유로(224) 중 제1 열교환기(202)가 접속되어 있던 부위가 제1 냉각기(104)에 접속되고, 제2 열교환기(204)가 접속되어 있던 부위가 제2 냉각기(108)에 접속된다. 제1 및 제2 냉각기(104, 108) 내에서는, 작동 매체가 흐르는 유로 및 도시 생략된 냉각 유체가 흐르는 유로가 형성되고, 작동 매체 및 냉각 유체에 의해 압축 가스가 냉각된다. 이와 같이, 압축 장치에서는, 냉각기(104, 108)가 열에너지 회수부(200)의 열교환기(202, 204)의 역할을 겸하고 있다.
중력 방향에 있어서, 제1 냉각기(104)의 압축 가스의 유입구(104a)가 제1 압축기(102)의 압축 가스의 토출구(102a)를 향하는 자세로 배치되어 있다. 마찬가지로, 중력 방향에 있어서, 제2 냉각기(108)의 압축 가스의 유입구(108a)가 제2 압축기(106)의 압축 가스의 토출구(106a)를 향하는 자세로 배치되어 있다. 압축 장치의 다른 구조는 도 1과 마찬가지이다.
도 4의 경우에도, 냉각기(104, 108)가 팽창기(210)보다 제1 압축기(102) 및 제2 압축기(106)보다 가까운 위치에 배치되고, 또한 냉각기(104, 108)의 압축 가스의 유입구(104a, 108a)가 제1 및 제2 압축기(102, 106)를 향하기 때문에 압축 가스에 발생하는 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 작동 매체가 냉각기(104, 108)에 있어서 압축 가스와 열교환함으로써, 즉 냉각기(104, 108)가 열에너지 회수부(200)의 열교환기(202, 204)의 역할을 겸함으로써, 압축 가스의 압력 손실을 보다 더 저감할 수 있다.
도 5는 압축 장치의 또 다른 예를 도시하는 도면이다. 열에너지 회수부(200)에서는, 순환 유로(224) 위에 있어서 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)가 직렬로 배치되고, 제1 열교환기(202)로부터 유출된 작동 매체는 제2 열교환기(204)로 유입된다. 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)에서 가열된 작동 매체는 오일 분리기(206) 및 긴급 차단 밸브(208)를 통해서 팽창기(210)로 유입되고, 팽창기(210) 및 발전기(212)가 구동된다. 압축 장치의 다른 구조는 도 1과 마찬가지이다. 도 5에 도시하는 압축 장치에서는, 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)를 동일한 양의 작동 매체가 흐르게 되기 때문에, 병렬 구조에 있어서의 제1 및 제2 열교환기(202, 204)로의 작동 매체의 분배량 조정의 작업이 불필요하게 된다. 도 4의 압축 장치에 있어서도, 작동 매체의 순환 유로(224) 위에 있어서 냉각기(104, 108)가 직렬로 되어도 된다.
도 6은 압축 장치의 또 다른 예를 도시하는 도면이다. 압축 장치 본체(100)는, 압축 가스의 유로 위에 제1 바이패스 유로(81)와, 제1 밸브 부재(82)와, 제2 바이패스 유로(83)와, 제2 밸브 부재(84)를 구비한다. 다른 구조는 도 1과 마찬가지이다.
제1 바이패스 유로(81)는, 제1 압축기(102)의 토출구(102a) 및 제1 열교환기(202)의 유입구(202a) 사이의 유로 부분과, 제1 열교환기(202)의 유출구(202b) 및 제1 냉각기(104)의 유입구(104a) 사이의 유로 부분을 연결한다. 제1 밸브 부재(82)는 2개의 밸브(82a, 82b)를 구비한다. 밸브(82a)는 제1 바이패스 유로(81)에 설치된다. 밸브(82a)는 노말 클로즈이다. 밸브(82b)는 제1 압축기(102)의 토출구(102a) 및 제1 열교환기(202)의 유입구(202a) 사이의 유로 중 당해 유로와 제1 바이패스 유로(81)의 접속부보다 하류의 부위에 위치한다. 밸브(82b)는 노멀 오픈이다. 압축 장치의 구동 중, 제1 밸브 부재(82)에 의해 압축 가스의 제1 열교환기(202)로의 흐름이 허용되고, 제1 바이패스 유로(81)로의 흐름이 제한되고 있다.
제2 바이패스 유로(83)는 제2 압축기(106)의 토출구(106a) 및 제2 열교환기(204)의 유입구(204a) 사이의 유로 부분과, 제2 열교환기(204)의 유출구(204b) 및 제2 냉각기(108)의 유입구(108a) 사이의 유로 부분을 연결한다. 제2 밸브 부재(84)는 2개의 밸브(84a, 84b)를 구비한다. 밸브(84a)는 제2 바이패스 유로(83)에 설치된다. 밸브(84a)는 노말 클로즈이다. 밸브(84b)는 제2 압축기(106)의 토출구(106a) 및 제2 열교환기(204)의 유입구(204a) 사이의 유로 중 당해 유로와 제2 바이패스 유로(83)의 접속부보다 하류의 부위에 위치한다. 밸브(84b)는 노멀 오픈이다. 압축 장치의 구동 중, 제2 밸브 부재(84)에 의해 압축 가스의 제2 열교환기(204)로의 흐름이 허용되고, 제2 바이패스 유로(83)로의 흐름이 제한되고 있다.
압축 장치에서는, 열에너지 회수부(200)에 이상이 발생했을 때, 제1 밸브 부재(82)가 전환됨으로써, 제1 압축기(102)로부터 토출된 압축 가스의 제1 열교환기(202)로의 흐름이 제한되고, 당해 압축 가스는 제1 바이패스 유로(81)를 통해서 제1 열교환기(202)의 하류측에 위치하는 제1 냉각기(104)로 유입된다. 마찬가지로, 제2 밸브 부재(84)도 전환되고, 제2 압축기(106)로부터 토출된 압축 가스의 제2 열교환기(204)로의 흐름이 제한되고, 당해 압축 가스는 제2 바이패스 유로(83)를 통해서 제2 열교환기(204)의 하류측에 위치하는 제2 냉각기(108)로 유입된다. 제1 열교환기(202) 및 제2 열교환기(204)로의 압축 가스의 공급이 정지됨으로써, 발전이 정지된다.
여기서, 열에너지 회수부(200)에 이상이 발생했는지 여부는, 팽창기(210)로 유입되는 작동 매체의 압력 혹은 온도, 팽창기(210) 혹은 발전기(212)의 회전수, 발전기(212)로부터 출력되는 전력의 주파수, 발전기(212) 내의 온도 중 적어도 1개에 기초해서 판단된다. 또한, 리시버(216) 내의 액면이 설정값 미만이 된 경우, 발전기(212)에 부대되는 인버터나 컨버터 등의 전자 기기의 고장을 나타내는 신호가 압축 장치의 제어부에서 검지된 경우 및 조작자에 의해 비상 정지가 지시된 경우에 있어서도, 이상이 발생했다고 판단된다.
도 6에 나타내는 압축 장치에서는, 제1 및 제2 바이패스 유로(81, 83)가 설치됨으로써, 열에너지 회수부(200)의 이상 발생 시에, 열에너지 회수부(200)를 빠르게 정지시킬 수 있어, 압축 장치의 점검 등을 행할 수 있다. 또한, 열에너지 회수부(200)의 구동을 정지시킨 상태에서도 압축 장치 본체(100)의 구동을 계속하는 것이 가능하게 된다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니고 특허 청구 범위에 의해 나타나며, 또한 특허 청구 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
도 7은 열에너지 회수부(200)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 열에너지 회수부(200)에서는, 팽창기(210) 및 발전기(212)가, 제2 대판(230)의 폭 방향(도 7에 있어서의 상하 방향)의 대략 중앙에 배치된다. 여기서, 폭 방향이란, 수평면 내에 있어서 열에너지 회수부(200) 및 도 1의 압축 장치 본체(100)가 배열되는 방향과 직교하는 방향이다. 팽창기(210) 및 발전기(212)의 폭 방향에 있어서의 양측에는, 응축기(214) 및 리시버(216), 그리고 펌프(222)가 배치된다. 다른 구조는 도 1과 마찬가지이다. 열에너지 회수부(200)에서는, 도 2와 마찬가지로, 팽창기(210)가 적재대(213)에 적재되기 때문에 팽창기(210)의 높이가 확보되어, 크레인에 의해 팽창기(210)를 끌어 올려서 열에너지 회수부(200)로의 반입 및 반출을 용이하게 행할 수 있다.
도 8은 리시버(216)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 8에서는, 작동 매체의 유출구(216b)가 제2 통부(220)에 설치된다. 액면 센서(221)는 제2 통부(220)의 유출구(216b)와는 반대측에 설치된다. 이 경우에도, 작동 매체가 제1 통부(218) 내로 유입됨으로써 발생하는 액면의 요동에 기인하는 액면 센서(221)의 검출값의 변동이 억제된다.
상기 실시 형태에서는, 리시버(216)의 각 통부(218, 220)가 서로 수평면과 평행이 되는 자세로 배치된 예가 나타났지만, 리시버(216)의 자세는 이것에 한정되지 않는다. 도 9에 도시한 바와 같이, 리시버(216)는 수평면과 직교하는 면을 따라 제1 통부(218) 및 제2 통부(220)가 상하로 배열되도록 배치되어도 된다. 이 경우, 제1 통부(218)의 상부에 유입구(216a)가 설치되고, 제2 통부(220)의 하부에 유출구(216b)가 설치된다. 또한, 액면 센서(221)는 제2 통부(220) 내에 설치된다. 이 형태에서는, 액상의 작동 매체가 하방에 위치하는 제2 통부(220)에 저류되고, 게다가 그 제2 통부(220)에 유출구(216b)가 설치되어 있기 때문에, 유출구(216b)로부터의 기체의 유출이 억제된다.
상기 실시 형태에서는, 제1 대판(130) 및 제2 대판(230)이 대판 고정 부재(330)에 의해 고정되는 예가 나타났지만, 이들 고정 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 대판(130) 중 당해 제1 대판(130)과 제2 대판(230)이 서로 대향하는 부위에 오목부(130a)가 설치되고, 제2 대판(230)에 상기 오목부(130a)와 감합하는 형상의 볼록부(230a)가 설치되어도 된다.
도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 평면에서 볼 때 제1 열교환기(202)의 유입구(202a)가 제1 압축기(102)의 압축기 본체부를 향하는, 즉 유입구(202a)의 개구 방향으로 제1 압축기(102)의 압축기 본체부가 존재하는 것이면, 반드시, 유입구(202a)가 제1 압축기(102)의 토출구(102a)를 향할 필요는 없다. 이 경우에도, 제1 압축기(102)와 제1 열교환기(202)를 접속하는 배관을 과도하게 굴곡시키는 것이 억제되어, 압축 가스에 발생하는 압력 손실이 저감된다. 제2 열교환기(204)와 제2 압축기(106)의 압축기 본체부 사이에 있어서도 마찬가지이다.
도 4에 도시하는 실시 형태에서는, 중력 방향에 있어서 제1 냉각기(104)의 압축 가스의 유입구(104a)가 제1 압축기(102)를 향하는, 즉 유입구(104a)의 개구 방향으로 제1 압축기(102)가 존재하는 것이면, 반드시, 유입구(104a)가 제1 압축기(102)의 토출구(102a)를 향할 필요는 없다. 제1 압축기(102)와 제1 냉각기(104)를 접속하는 배관을 과도하게 굴곡시키는 것이 억제된다. 제2 냉각기(108)와 제2 압축기(106) 사이에 있어서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 펌프(222)의 흡입구(222a)가 중력 방향에 있어서, 리시버(216)의 유출구(216b)보다 하방에 배치되어도 된다. 유출구(216b)가 중력 방향에 있어서, 펌프(222)의 흡입구(222a)와 동일한 높이, 또는 흡입구(222a)보다 상방에 배치됨으로써, 펌프(222)로의 기체의 유입이 억제된다.
펌프(222) 주위에 스페이스가 확보되어 있는 경우에는, 오일 공급구(222b)가 펌프(222)의 측방에 설치되어도 된다. 또한, 펌프(222)의 각종 부품의 윤활에 그리스가 이용되어도 되며, 이 경우, 급유 유로(223)가 생략된다.
압축 장치 본체(100) 및 열에너지 회수부(200)가 고정밀도로 위치 결정되는 것이면, 플렉시블 호스(300) 대신에 가요성을 갖지 않는 강관에 의해 압축 장치 본체(100) 및 열에너지 회수부(200)가 접속되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 응축기(214) 내부에 액상의 작동 매체를 저류하는 부위가 설치되는 경우에는 리시버(216)는 생략되어도 된다. 팽창기(210)의 각종 부품의 윤활 등에 오일을 이용하지 않는 경우, 구체적으로는, 팽창기(210)가 오일 프리 타입으로 되어, 베어링에 자기 베어링이 이용되는 경우 등에는 오일 분리기(206)는 생략되어도 된다. 또한, 오일 프리 타입의 팽창기에서도 베어링 등의 윤활에 오일이 이용되는 경우에는, 오일 펌프, 오일 탱크 및 쿨러 등을 갖는 오일 공급 시스템이 별도로 설치된다. 이미 설명한 바와 같이, 제1 및 제2 냉각기(104, 108)가 제1 및 제2 열교환기(202, 204)의 역할을 겸하는 경우에는 제2 대판(230) 위에서 열교환기를 생략할 수 있다. 이와 같이, 압축 장치에서는, 제2 대판(230) 위에 적어도 팽창기(210), 동력 회수부(212), 응축기(214) 및 펌프(222)가 설치됨으로써, 압축 가스로부터의 열 에너지를 회수하는 시스템을 구성하는 것이 가능하게 된다.
도 6에 나타내는 압축 장치에서는, 제1 밸브 부재(82) 및 제2 밸브 부재(84)는 1개의 전환 밸브로 형성되어도 된다. 열에너지 회수부(200)에서는, 동력 회수부로서 발전기 이외의 구동 기기가 사용되어도 된다. 압축 가스의 압력 손실을 저감하기 위한 방법은, 1개의 압축기만을 갖는 압축 장치에 적용되어도 되고, 3 이상의 압축기를 갖는 압축 장치에 적용되어도 된다.
여기서, 상기 실시 형태에 대해서 개략적으로 설명한다.
본 발명의 일 국면에 따른 압축 장치는, 가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 압축 가스의 열에너지를 회수하는 열에너지 회수부를 구비하고, 상기 열에너지 회수부가, 상기 압축 가스를 유입시키는 유입구를 가짐과 함께 당해 압축 가스의 열에 의해 작동 매체를 가열하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 동력 회수부와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 열교환기로 보내는 펌프를 구비하고, 상기 열교환기는 상기 팽창기보다 상기 압축기에 가까운 위치이고 또한 상기 유입구가 상기 압축기 측을 향하는 자세로 배치되어 있다.
본 압축 장치에서는, 열교환기가 팽창기보다 압축기에 가까운 위치에 배치되므로, 압축기로부터 열교환기까지의 거리가 단축된다. 게다가, 열교환기의 압축 가스의 유입구가 압축기 측을 향하고 있으므로, 압축기와 열교환기를 접속하는 배관의 굴곡도 억제된다. 따라서, 열에너지 회수부에 의한 압축 가스가 갖는 열에너지의 유효 회수와 압축 가스에 발생하는 압력 손실의 저감의 양쪽을 달성할 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 압축기가 배치되는 제1 대판과, 상기 열에너지 회수부 중 적어도 상기 팽창기, 상기 동력 회수부, 상기 응축기 및 상기 펌프가 배치되는 제2 대판을 더 구비하는 것이 바람직하다.
압축 장치에서는, 압축 가스의 압력 손실을 억제하기 위해 열교환기가 압축기에 가까운 것이 바람직하다. 그러나, 압축기 주변에는 각종 부재가 밀집해 있기 때문에, 열교환기를 압축기에 접근하려고 하면, 압축 장치의 조립 시에, 열에너지 회수부의 각종 부재와 압축기 주변 부재가 서로 간섭해 버릴 우려가 있다. 따라서, 이 형태에서는, 부재의 상대 위치가 결정된 상태에서 열에너지 회수부가 제2 대판 위에 조립된다. 즉, 열에너지 회수부가 유닛화된다. 그 결과, 압축 장치의 조립 시에, 열에너지 회수부의 부재와 압축기 주변 부재의 간섭을 피하면서 열교환기를 압축기에 접근할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 대판이 대략 직사각 형상이고, 상기 팽창기는 상기 제2 대판의 코너부에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 제2 대판의 외부로부터 팽창기로 액세스하기 쉬워지므로, 팽창기의 메인터넌스가 용이하게 된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 제2 대판 위에 상기 팽창기가 적재되는 적재대를 더 구비하는 것이 바람직하다.
팽창기가 적재대에 적재되기 때문에, 팽창기의 높이가 확보되어, 팽창기의 메인터넌스나 열에너지 회수부에의 설치 등의 각종 작업이 용이하게 된다. 또한, 크레인에 의해 팽창기를 끌어 올리는 것이 용이해지고, 열에너지 회수 부 내에의 팽창기의 반입이나 반출의 작업이 용이해진다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 제2 대판과 상기 제1 대판의 상대 위치를 고정하는 대판 고정 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 제1 대판과 제2 대판의 위치 어긋남에 기인하는 열교환기의 유입구와 압축기의 토출구의 위치 어긋남이 억제된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 열에너지 회수부는 상기 펌프에 오일을 공급하는 급유 유로를 더 구비하고, 상기 펌프는 상기 급유 유로에 접속되는 오일 공급구를 갖고, 상기 펌프는 상기 제2 대판으로부터 상방으로 이격함과 함께 상기 오일 공급구가 아래를 향하는 자세로 배치되어 있고, 상기 급유 유로는 상기 펌프의 하방에 배치된 상태에서 상기 오일 공급구에 접속되어 있는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 열에너지 회수부의 수평 방향에 있어서의 크기를 억제할 수 있다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 압축기를 덮는 제1 커버와, 상기 열에너지 회수부를 덮는 제2 커버와, 상기 제2 커버와 상기 제1 커버의 상대 위치를 고정하는 커버 고정 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.
커버 고정 부재가 설치됨으로써, 단독으로 사용되는 압축기에 열에너지 회수부를 후 장착으로 설치할 때, 압축기 및 열에너지 회수부에의 제1 및 제2 커버의 설치가 용이하게 된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 열교환기의 유입구와 상기 압축기의 토출구를 접속하는 배관을 더 구비하고, 이 배관이 가요성을 갖는 플렉시블 호스를 포함하는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 열교환기의 유입구와 압축기의 토출구의 위치 어긋남을 흡수하면서 유입구와 토출구를 접속할 수 있다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 열에너지 회수부는 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 저류하는 리시버를 더 구비하고, 상기 리시버는 상기 작동 매체를 유출시키기 위한 유출구를 갖고, 상기 펌프는 상기 작동 매체를 흡입하는 흡입구를 갖고, 상기 리시버의 상기 유출구는 중력 방향에 있어서, 상기 펌프의 상기 흡입구와 동일한 높이 또는 상기 흡입구보다 상방에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 펌프의 흡입구가 액상의 작동 매체로 채워지므로, 펌프로의 기체의 유입이 억제된다. 또한, 리시버 중 펌프의 흡입구보다 하방에 위치하는 부분(펌프에 의한 작동 매체의 흡입이 곤란한 부분)이 저감되므로, 리시버에 저류되는 작동 매체의 총량을 저감시킬 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 리시버는 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고, 상기 응축기는 상기 작동 매체를 유출시키기 위한 유출구를 갖고, 상기 리시버의 상기 유입구는 상기 응축기의 상기 유출구보다 중력 방향에 있어서의 하방에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 응축기로부터 유출된 작동 매체를 리시버에 효율적으로 저류할 수 있다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 리시버가 수평면 내에 배치됨과 함께 서로 연통하는 형상을 갖는 2개의 통부를 갖고, 상기 2개의 통부 중 한쪽 통부는 당해 통부로 상기 응축기로부터 유출된 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고, 상기 2개의 통부 중 다른 쪽 통부에는, 상기 작동 매체의 액면을 검출하는 액면 센서가 설치되어도 된다.
이 형태에서는, 액면 센서가 설치되는 위치가 작동 매체의 유입구 위치로부터 이격되기 때문에, 유입구를 통해서 한쪽 통부 내로 유입된 작동 매체가 당해 한쪽 통부 내의 액면에 충돌했을 때에 발생하는 당해 액면의 요동에 기인하는 액면 센서의 검출값의 변동이 억제된다.
또는, 상기 리시버가 상하 방향으로 서로 이격하도록 배치됨과 함께 서로 연통하는 형상을 갖는 2개의 통부를 갖고, 상기 2개의 통부 중 상방에 위치하는 통부는, 당해 통부로 상기 응축기로부터 유출된 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고, 상기 2개의 통부 중 하방에 위치하는 통부는, 상기 유출구를 가져도 된다.
이 형태에서는, 액상의 작동 매체가 하방에 위치하는 통부에 저류되고, 게다가 그 통부에 유출구가 설치되어 있기 때문에, 유출구로부터의 기체의 유출이 억제된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 압축기가 압축체를 구동하는 회전축을 갖고, 상기 열교환기는 당해 열교환기의 유입구의 개구 방향이 상기 회전축의 축방향과 대략 평행이 되는 자세로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 압축기와 열교환기를 접속하는 배관의 굴곡이 더욱 저감되므로, 압축 가스에 발생하는 압력 손실이 한층 더 저감된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 압축 가스가 흐르는 유로가, 상기 열교환기를 바이패스하는 바이패스 유로를 구비하고, 상기 열에너지 회수부의 이상 시에, 상기 열교환기로 향하는 상기 압축 가스의 흐름을 제한함과 함께, 상기 압축 가스를 상기 바이패스 유로를 통해서 상기 열교환기보다 하류로 흐르게 하는 것이 바람직하다.
열에너지 회수부의 이상 시에 동력 회수부의 구동을 빠르게 정지시킬 수 있어, 압축 장치의 점검 등을 행할 수 있다. 또한, 열에너지 회수부가 정지한 상태에서도 압축기의 구동을 계속하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 압축 장치에 있어서, 상기 압축기와는 다른 압축기이며 상기 열교환기로부터 유출된 상기 압축 가스를 더 압축하는 다른 압축기와, 상기 다른 압축기로부터 토출된 압축 가스를 유입시키는 다른 유입구를 가짐과 함께 당해 압축 가스의 열에 의해 상기 작동 매체를 가열하는 다른 열교환기를 더 구비하고, 상기 다른 열교환기는 상기 팽창기보다 상기 다른 압축기에 가까운 위치이고 또한 상기 다른 유입구가 상기 다른 압축기 측을 향하는 자세로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이 형태에서는, 압축 가스에 발생하는 압력 손실을 유효하게 저감하면서, 열에너지 회수부에 의해 압축 가스가 갖는 열에너지를 한층 더 회수할 수 있다.

Claims (15)

  1. 가스를 압축하는 압축기와,
    상기 압축기로부터 토출된 압축 가스의 열에너지를 회수하는 열에너지 회수부
    를 구비하고,
    상기 열에너지 회수부가,
    상기 압축 가스를 유입시키는 유입구를 가짐과 함께 당해 압축 가스의 열에 의해 작동 매체를 가열하는 열교환기와,
    상기 열교환기로부터 유출된 작동 매체를 팽창시키는 팽창기와,
    상기 팽창기에 접속된 동력 회수부와,
    상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
    상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 상기 열교환기로 보내는 펌프
    를 구비하고,
    상기 열교환기는 상기 팽창기보다 상기 압축기에 가까운 위치이고 또한 상기 유입구가 상기 압축기 측을 향하는 자세로 배치되어 있는, 압축 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기가 배치되는 제1 대판과,
    상기 열에너지 회수부 중 적어도 상기 팽창기, 상기 동력 회수부, 상기 응축기 및 상기 펌프가 배치되는 제2 대판
    을 더 구비하는, 압축 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 대판이 대략 직사각 형상이고,
    상기 팽창기는 상기 제2 대판의 코너부에 배치되어 있는, 압축 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 대판 위에 상기 팽창기가 적재되는 적재대를 더 구비하는, 압축 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 대판과 상기 제1 대판의 상대 위치를 고정하는 대판 고정 부재를 더 구비하는, 압축 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 열에너지 회수부는 상기 펌프에 오일을 공급하는 급유 유로를 더 구비하고,
    상기 펌프는 상기 급유 유로에 접속되는 오일 공급구를 갖고,
    상기 펌프는 상기 제2 대판으로부터 상방으로 이격함과 함께 상기 오일 공급구가 아래를 향하는 자세로 배치되어 있고,
    상기 급유 유로는 상기 펌프의 하방에 배치된 상태에서 상기 오일 공급구에 접속되어 있는, 압축 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 압축기를 덮는 제1 커버와,
    상기 열에너지 회수부를 덮는 제2 커버와,
    상기 제2 커버와 상기 제1 커버의 상대 위치를 고정하는 커버 고정 부재
    를 더 구비하는, 압축 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기의 유입구와 상기 압축기의 토출구를 접속하는 배관을 더 구비하고, 이 배관이 가요성을 갖는 플렉시블 호스를 포함하는, 압축 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열에너지 회수부는 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 저류하는 리시버를 더 구비하고,
    상기 리시버는 상기 작동 매체를 유출시키기 위한 유출구를 갖고,
    상기 펌프는 상기 작동 매체를 흡입하는 흡입구를 갖고,
    상기 리시버의 상기 유출구는 중력 방향에 있어서, 상기 펌프의 상기 흡입구와 동일한 높이 또는 상기 흡입구보다 상방에 배치되어 있는, 압축 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리시버는 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고,
    상기 응축기는 상기 작동 매체를 유출시키기 위한 유출구를 갖고,
    상기 리시버의 상기 유입구는 상기 응축기의 상기 유출구보다 중력 방향에 있어서의 하방에 위치하고 있는, 압축 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 리시버가 수평면 내에 배치됨과 함께 서로 연통하는 형상을 갖는 2개의 통부를 갖고,
    상기 2개의 통부 중 한쪽 통부는 당해 통부로 상기 응축기로부터 유출된 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고,
    상기 2개의 통부 중 다른 쪽 통부에는 상기 작동 매체의 액면을 검출하는 액면 센서가 설치되는, 압축 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 리시버가 상하 방향으로 서로 이격하도록 배치됨과 함께 서로 연통하는 형상을 갖는 2개의 통부를 갖고,
    상기 2개의 통부 중 상방에 위치하는 통부는, 당해 통부로 상기 응축기로부터 유출된 상기 작동 매체를 유입시키기 위한 유입구를 갖고,
    상기 2개의 통부 중 하방에 위치하는 통부는 상기 유출구를 갖는, 압축 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 압축기가 압축체를 구동하는 회전축을 갖고,
    상기 열교환기는 당해 열교환기의 유입구의 개구 방향이 상기 회전축의 축방향과 대략 평행이 되는 자세로 배치되어 있는, 압축 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 압축 가스가 흐르는 유로가, 상기 열교환기를 바이패스하는 바이패스 유로를 구비하고,
    상기 열에너지 회수부의 이상 시에, 상기 열교환기로 향하는 상기 압축 가스의 흐름을 제한함과 함께, 상기 압축 가스를 상기 바이패스 유로를 통해서 상기 열교환기보다 하류로 흐르게 하는, 압축 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 압축기와는 다른 압축기이며 상기 열교환기로부터 유출된 상기 압축 가스를 더 압축하는 다른 압축기와,
    상기 다른 압축기로부터 토출된 압축 가스를 유입시키는 다른 유입구를 가짐과 함께 당해 압축 가스의 열에 의해 상기 작동 매체를 가열하는 다른 열교환기
    를 더 구비하고,
    상기 다른 열교환기는 상기 팽창기보다 상기 다른 압축기에 가까운 위치이고 또한 상기 다른 유입구가 상기 다른 압축기 측을 향하는 자세로 배치되어 있는, 압축 장치.
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