WO2017134903A1 - 圧縮機およびその運転方法 - Google Patents

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WO2017134903A1
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power
control circuit
inverter
storage device
power storage
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PCT/JP2016/084337
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Inventor
信吾 笠井
和行 依田
元 中村
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the present invention relates to a compressor and an operation method thereof.
  • Patent Document 1 discloses a control method and apparatus for returning an electric motor (motor) to a non-power failure state when power supply is restored (recovered) after a momentary power failure.
  • An object of the present invention is to provide a compressor capable of maintaining the state at the time of a non-power failure and continuing the operation even when an instantaneous power failure and a normal power failure occur.
  • a first aspect of the present invention includes a compression unit, an electric motor that drives the compression unit, a first inverter that drives the electric motor, a first control circuit that controls the first inverter, the first inverter, A first power storage device that supplies power to the first control circuit and a first voltage step-down device that reduces a voltage supplied from the first power storage device to the first control circuit are provided in the package, and the first power storage device
  • the apparatus provides a package type compressor that is supplied with power from the system power outside the package.
  • the non-power failure state can be maintained within the range of the power stored in the first power storage device.
  • the first power storage device since the first power storage device is installed in the package, there is no need to add equipment outside the package. Specifically, even if a momentary power failure or a normal power failure occurs, the first power storage device can maintain power supply to the first inverter and the first control circuit. Therefore, the change in the supply voltage to the first control circuit can be suppressed, and the operation of the electric motor can be continued while maintaining the non-power failure state without causing an abnormality in the first control circuit.
  • An indirect line that supplies power from the grid power to the first inverter via the first power storage device, and direct power supply from the grid power to the first inverter directly without passing through the first power storage device
  • the package includes a line, a switching unit that switches between the indirect line and the direct line, and a switching control unit that switches the switching unit according to a change in power supply in the direct line.
  • the number of discharges of the first power storage device can be reduced by supplying power from the first power storage device only to the first control circuit having a small discharge current during normal operation. Can be extended.
  • Auxiliary machinery a second inverter that drives the auxiliary machinery, a second control circuit that controls the second inverter, a second power storage device that supplies power to the second inverter and the second control circuit, A second voltage step-down device for reducing the voltage supplied from the second power storage device to the second control circuit, and the second power storage device is supplied with power from the system power outside the package It is preferable.
  • Auxiliary machinery can be operated continuously by maintaining the same state as in the case of a power failure by maintaining the same configuration as the above-mentioned electric motor. Further, when a power storage device is provided for each auxiliary machine, auxiliary machines having different driving voltages can be attached.
  • the first control circuit and the second control circuit are an integrated shared control circuit
  • the first step-down device and the second step-down device are an integrated shared step-down device from the second power storage device to the second inverter. And supplying power to the shared control circuit.
  • the number of control circuits can be reduced, and the limited space in the package can be used effectively.
  • the first control circuit and the second control circuit are an integrated shared control circuit, and the first step-down and the second step-down voltage are an integrated shared step-down device, and the first power storage device and the second power storage
  • the device is an integrated shared power storage device, and it is preferable that power is supplied from the shared power storage device to the first inverter, the second inverter, and the shared control circuit.
  • the first power storage device and the second power storage device are integrated into a common power storage device, the number of power storage devices can be reduced, and the limited space in the package can be used effectively.
  • the first control circuit controls the electric motor to a minimum load condition during a normal power failure.
  • the power storage device can be operated by maintaining the minimum required number of revolutions during normal power outage (operation under the minimum load condition of the compressor). Driving time can be extended.
  • the normal power failure means a power failure other than a momentary power failure.
  • power is supplied from the system power outside the package to the first power storage device, power is supplied from the first power storage device to the first inverter and the first control circuit, The voltage supplied from the first power storage device to the first control circuit is reduced, the first control circuit controls the first inverter, the first inverter drives the motor, and the motor drives the compression unit.
  • a method for operating a packaged compressor including driving and compressing.
  • the power supply to the first inverter and the first control circuit can be maintained by the first power storage device. Therefore, even if a momentary power failure and a normal power failure occur, it is possible to maintain the non-power failure state and continue the operation of the compressor.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a compressor according to a first embodiment of the present invention.
  • the package compressor 2 of the present embodiment includes a box-type package 4.
  • the package 4 there are a compressor body 6, an oil separator 8, a first battery (first power storage device) 10, a control panel 12, a fan (auxiliaries) 14, and an air-cooled heat exchanger 16a. , 16b.
  • Package 4 is formed of a metal plate such as a steel plate.
  • the package 4 is divided into a compression chamber 4a and an air cooling chamber 4b.
  • the compression chamber 4a and the air cooling chamber 4b are partitioned by a partition wall 4c so that air does not directly enter and exit.
  • the compression chamber 4 a is provided with a first intake port 4 d and a first exhaust port 4 e that communicate with the outside of the package 4.
  • the air cooling chamber 4b is provided with a second intake port 4f and a second exhaust port 4g.
  • the compressor body 6 is arranged in the compression chamber 4 a in the package 4.
  • the compressor body 6 includes a compression unit 6a, a gear box 6b, and a compressor motor (electric motor) 6c.
  • the compression unit 6a is mechanically connected to the compressor motor 6c through a gear box 6b, and includes a pair of male and female screw rotors (not shown).
  • the compressor 6a compresses air taken in from an air inlet (not shown) when the screw rotor is rotationally driven by the compressor motor 6c.
  • the discharge port of the compression unit 6a is fluidly connected to the oil separator 8 through the pipe 18a.
  • the compressor body 6 is an oil-cooled screw type in this embodiment, but may be an oil-free screw type, a scroll type, a turbo type, a reciprocating type, or the like.
  • the compression unit 6a and the compressor motor 6c are mechanically connected via the gear box 6b. However, the compression unit and the compressor motor are mechanically connected without using the gear box. You may do.
  • Oil separator 8 separates oil and air.
  • the air from which the oil has been separated is supplied to the air-cooled heat exchanger 16a through the pipe 18b, and is supplied to the supply destination after cooling.
  • the separated oil is supplied to the air-cooled heat exchanger 16b through the pipe 18c, and after being cooled, is supplied to the compression unit 6a through a pipe (not shown), and is discharged from the discharge port together with air.
  • the oil is circulating.
  • the compressor body 6 is controlled by a control panel 12 provided in the package 4.
  • the compressor body 6 and the control panel 12 are driven by power supplied from the first battery 10.
  • the first battery 10 is, for example, a lithium ion battery, and is supplied with power from a power system (not shown) outside the package 4. Since the 1st battery 10 is heavy, it is preferable to arrange
  • the fan 14 is disposed in the lower part of the air cooling chamber 4 b in the package 4.
  • the fan 14 includes a fan motor (not shown), and the fan 14 is driven by the fan motor to flow the air in the air cooling chamber 4b from the second intake port 4f to the second exhaust port 4g.
  • An exhaust duct 4 h extending in the vertical direction is connected above the fan 14.
  • the exhaust duct 4h guides the air sent out by the fan 14 to the second exhaust port 4g.
  • the lower end of the exhaust duct 4h is connected to the fan 14, and the upper end is connected to the upper surface of the package 4 and the second exhaust port 4g.
  • Air-cooled heat exchangers 16a and 16b are disposed in the exhaust duct 4h.
  • the air-cooled heat exchanger 16a is a cooler for compressed air.
  • heat is exchanged between the air compressed by the compressor 6a and the air sent out by the fan 14, the air compressed by the compressor 6a is cooled, and the air sent out by the fan 14 is Heated.
  • the air-cooled heat exchanger 16b is a cooler for oil. In the air-cooled heat exchanger 16b, heat exchange is performed between the oil used in the compression unit 6a and the air sent out by the fan 14, the oil used in the compression unit 6a is cooled, and the air sent out by the fan 14 is Heated.
  • the first battery 10 is supplied with power converted from AC to DC from the system power 20 outside the package 4 via the rectifier 22a.
  • the first battery 10 supplies power to the first inverter 24.
  • the first battery 10 supplies power to the first control circuit 28 after reducing the voltage via the first step-down device 26.
  • the first inverter 24 is controlled by the first control circuit 28 and drives the compressor motor 6c.
  • the compressor 6a is driven by a compressor motor 6c to compress air.
  • the rectifier 22a, the first inverter 24, the first step-down voltage generator 26, and the first control circuit 28 are provided in the control panel 12 (see FIG. 1).
  • the first battery 10 can maintain power supply to the first inverter 24 and the first control circuit 28. Therefore, a change in the supply voltage to the first control circuit 28 can be suppressed, and the operation of the compressor motor 6c can be continued while maintaining the non-power failure state without causing an abnormality in the first control circuit 28.
  • the voltage fluctuation of the compressor motor 6c can be suppressed, the torque fluctuation of the compressor motor 6c can be suppressed. Furthermore, in the above configuration, it is not necessary to detect a momentary power failure and a normal power failure, and the operation of the compressor body 6 can be continued while maintaining the non-power failure state with simple control that does not require a sensor or the like.
  • the indirect line 32a that supplies power from the system power 20 to the first inverter 24 via the first battery 10 and the system power 20 directly without passing through the first battery 10.
  • a direct line 32b for supplying power to the first inverter 24 is provided.
  • a switching unit 30 having a switch mechanism for switching between the indirect line 32a and the direct line 32b and a switching control unit 36 which is a control unit thereof are provided in the control panel 12 (see FIG. 1).
  • a voltage sensor 34 is provided in the power supply line from the switching unit 30 to the first inverter. The switching unit 30 is switched by the switching control unit 36.
  • the switching control unit 36 switches the switching unit 30 to use the indirect line 32a in accordance with the change in the power supply in the direct line 32b based on the measurement value of the voltage sensor 34. Specifically, the switching control unit 36 switches the switching unit 30 to switch the indirect line 32a when the supply power in the direct line 32b measured by the voltage sensor 34 at the normal time is significantly reduced due to a power failure or the like or becomes zero.
  • power is supplied from the first battery 10 to the first inverter 24.
  • the power supply to the switching control unit 36 is performed from the grid power 20 via the first battery 10. For example, electric power can be supplied from the first control circuit 28 connected via the first battery 10 to the switching control unit 36.
  • the number of discharges of the first battery 10 can be reduced by supplying power from the first battery 10 only to the first control circuit 28 having a small discharge current in the normal state. Can be extended.
  • a second battery (second power storage device) 38, a second inverter 40, a second step-down voltage generator 42, and a second control circuit 44 are provided in the package 4.
  • the second battery 38 is supplied with power from the system power 20 outside the package 4 via the rectifier 22b.
  • the second battery 38 supplies power to the second inverter 40.
  • the second battery 38 supplies power to the second control circuit 44 after reducing the voltage via the second voltage step-down device 42.
  • the second inverter 40 is controlled by the second control circuit 44 and drives the cooling fan 14.
  • the rectifier 22b, the second inverter 40, the second step-down voltage generator 42, and the second control circuit 44 are provided in the control panel 12 (see FIG. 1).
  • the second battery 38 is preferably arranged on the central floor surface in the package 4 as with the first battery 10 (see FIG. 1).
  • the cooling fan 14 has been described as an example of an auxiliary machine, but may be a motor-driven pump (not shown) that circulates oil used in the compressor body 6 and is not particularly limited.
  • the power supply to the switching control unit 36 is performed from the grid power 20 via the first battery 10, but may be performed via the second battery 38.
  • power may be supplied to the switching control unit 36 from the second control circuit 44 connected via the second battery 38.
  • the battery can be driven similarly to the compressor motor 6c of the second embodiment, so that a continuous operation can be performed while maintaining a non-power failure state at the time of a power failure.
  • auxiliary machines having different driving voltages can be attached.
  • the first control circuit 28 (see FIG. 3) and the second control circuit 44 (see FIG. 3) are an integrated shared control circuit 48.
  • the common control circuit 48 controls the first inverter 24 and the second inverter 40.
  • the first step-down device 26 and the second step-down device 42 are an integrated common step-down device 46.
  • the second battery 38 supplies power to the second inverter 40 and supplies power to the shared control circuit 48 after reducing the voltage via the shared step-down voltage generator 46.
  • power is supplied to the switching control unit 36 from the grid power 20 via the shared battery 50.
  • power can be supplied to the switching control unit 36 from the common control circuit 48 connected via the common battery 50.
  • the first control circuit 28 (see FIG. 3) and the second control circuit 44 (see FIG. 3) are integrated into one common control circuit 48, the number of control circuits can be reduced, and a limited space in the package 4 can be obtained. Can be used effectively.
  • a shared step-down voltage generator 46 In the package compressor 2 of the fifth embodiment shown in FIG. 6, a shared step-down voltage generator 46, a shared control circuit 48, and a shared battery (shared power storage device) 50 are provided. Except for this point, the present embodiment is substantially the same as the third embodiment. Therefore, the description of the same parts as those shown in FIG. 4 is omitted.
  • the first control circuit 28 (see FIG. 3) and the second control circuit 44 (see FIG. 3) are an integrated shared control circuit 48.
  • the common control circuit 48 controls the first inverter 24 and the second inverter 40.
  • the first step-down device 26 and the second step-down device 42 are an integrated common step-down device 46.
  • the first battery 10 and the second battery 38 are an integrated shared battery 50.
  • the shared battery 50 supplies power to the first inverter 24 and the second inverter 40 and supplies power to the shared control circuit 48 after reducing the voltage via the shared step-down voltage generator 46.
  • the number of power storage devices can be reduced, and the limited space in the package 4 can be effectively utilized. .
  • the first control circuit 28 or the shared control circuit 48 controls the compressor motor 6c to the minimum load condition during a normal power failure.
  • the minimum load condition represents a condition for driving the compressor motor 6c at the lowest voltage that can drive it, and its rotation speed is about 20% to 40% of the rated rotation speed of the compressor motor 6c.
  • the first operation is performed by maintaining the required minimum number of revolutions during normal power failure (operation under the minimum load condition of the compressor).
  • the driving time of the battery 10 or the shared battery 50 can be extended.
  • the normal power failure means a power failure other than a momentary power failure.
  • the minimum number of revolutions that can drive the compressor motor 6c is about 20% of the rated number of revolutions.
  • the operating time can be extended by about 5 times compared to the case where the rated operation is continued.
  • the switching unit 30 in the embodiment of the present invention may be an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and the switching control unit 36 may be a gate drive circuit that operates in response to a command from the control circuit 28, 44, or 48. Further, the switching control unit 36 may directly receive a signal from the voltage sensor 34 and switch the switching unit 30 without passing through the control circuit 28, 44 or 48.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor

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Abstract

パッケージ型圧縮機２は、圧縮部６ａと、圧縮部６ａを駆動する圧縮機モータ６ｃと、圧縮機モータ６ｃを駆動する第１インバータ２４と、第１インバータ２４を制御する第１制御回路２８と、第１インバータ２４および第１制御回路２８に電力を供給する第１バッテリー１０と、第１バッテリー１０から第１制御回路２８に供給される電圧を低下させる第１降圧器２６とをパッケージ４内に備える。第１バッテリー１０は、パッケージ４外の系統電力２０から電力を供給される。これにより、瞬間停電および通常の停電が発生しても非停電時の状態を維持して連続運転可能な圧縮機２を提供できる。

Description

圧縮機およびその運転方法
　本発明は、圧縮機およびその運転方法に関する。
　圧縮機は、一般に系統電力から電力を供給されて駆動される。そのため、瞬間停電や通常の停電が発生すると、圧縮機の運転が停止することがある。例えば、特許文献１には、瞬間停電後に電力供給が復旧（復電）した際、電動機（モータ）を非停電時の状態に復帰させる制御方法および装置が開示されている。
特開２００４－３０４９６５号公報
　圧縮機では、吐出圧力を維持する必要があるため、瞬間停電中および通常の停電中であっても非停電時の状態を維持することが好ましい。しかし、特許文献１の方法を圧縮部駆動用の電動機の制御に適用した圧縮機では、瞬間停電および通常の停電になった際、非停電時の状態を維持することができない。すなわち、瞬間停電や通常の停電の際に電動機の制御を維持することができず、圧縮機の運転を継続することはできない。
　本発明は、瞬間停電および通常の停電が発生しても非停電時の状態を維持して運転を継続することが可能な圧縮機を提供することを課題とする。
　本発明の第１の態様は、圧縮部と、前記圧縮部を駆動する電動機と、前記電動機を駆動する第１インバータと、前記第１インバータを制御する第１制御回路と、前記第１インバータおよび前記第１制御回路に電力を供給する第１蓄電装置と、前記第１蓄電装置から前記第１制御回路に供給される電圧を低下させる第１降圧器とをパッケージ内に備え、前記第１蓄電装置は、前記パッケージ外の系統電力から電力を供給される、パッケージ型圧縮機を提供する。
　この構成によれば、瞬間停電および通常の停電が発生しても、第１蓄電装置で蓄電した電力の範囲内で非停電時の状態を維持することができる。また、パッケージ内に第１蓄電装置を設置するため、パッケージ外に設備を追加する必要がない。具体的には、瞬間停電および通常の停電が発生しても、第１蓄電装置によって第１インバータおよび第１制御回路への電力供給を維持できる。そのため、第１制御回路への供給電圧の変化を抑制でき、第１制御回路に異常を発生させることなく、非停電時の状態を維持して電動機の運転を継続することができる。また、電動機の電圧変動を抑制できるため、電動機のトルク変動を抑制できる。さらに、上記構成では、瞬間停電および通常の停電を検知する必要がなく、センサ等が不要な簡易な制御で非停電時の状態を維持して圧縮機の運転を継続することができる。
　前記系統電力から前記第１蓄電装置を介して前記第１インバータに電力を供給する間接ラインと、前記系統電力から前記第１蓄電装置を介さずに直接に前記第１インバータに電力を供給する直接ラインと、前記間接ラインと前記直接ラインとを切り替える切替部と、前記直接ラインにおける供給電力の変化に応じて前記切替部を切り替える切替制御部とを前記パッケージ内に備えることが好ましい。
　蓄電装置は充放電を繰り返すことで劣化するため、通常時は放電電流の小さな第１制御回路のみに第１蓄電装置から電力を供給することで、第１蓄電装置の放電回数を低減でき、寿命を延長できる。
　補機類と、前記補機類を駆動する第２インバータと、前記第２インバータを制御する第２制御回路と、前記第２インバータおよび前記第２制御回路に電力を供給する第２蓄電装置と、前記第２蓄電装置から前記第２制御回路に供給される電圧を低下させる第２降圧器とをパッケージ内に備え、前記第２蓄電装置は、前記パッケージ外の系統電力から電力を供給されることが好ましい。
　補機類についても上述の電動機と同様の構成とすることで停電時に非停電時の状態を維持して連続運転できる。また、補機ごとに蓄電装置を設けた場合、駆動電圧が異なる補機を取り付けることができる。
　前記第１制御回路と前記第２制御回路は一体の共用制御回路であり、前記第１降圧器と前記第２降圧器は一体の共用降圧器であり、前記第２蓄電装置から前記第２インバータおよび前記共用制御回路に電力供給することが好ましい。
　第１制御回路と第２制御回路を一体の共用制御回路としたことで、制御回路の数を低減でき、パッケージ内の限られた空間を有効活用できる。
　前記第１制御回路と前記第２制御回路は一体の共用制御回路であり、前記第１降圧器と前記第２降圧器は一体の共用降圧器であり、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置は一体の共用蓄電装置であり、前記共用蓄電装置から前記第１インバータと前記第２インバータと前記共用制御回路とに電力供給することが好ましい。
　第１蓄電装置と第２蓄電装置を一体の共用蓄電装置としたことで、蓄電装置の数を低減でき、パッケージ内の限られた空間を有効活用できる。
　前記第１制御回路は、通常の停電時に前記電動機を最低負荷条件に制御することが好ましい。
　圧縮機は吐出圧力が高い程、消費電力が増大する傾向にあるため、通常の停電中は必要最低回転数を維持する運転（圧縮機の最低負荷条件での運転）とすることで、蓄電装置の駆動時間を延長できる。ここで、通常の停電とは、瞬間停電以外の停電を意味する。
　本発明の第２の態様は、パッケージ外の系統電力から第１蓄電装置に電力を供給し、第１蓄電装置から第１インバータおよび前記第１制御回路に電力を供給し、第１降圧器により前記第１蓄電装置から前記第１制御回路に供給される電圧を低下し、前記第１制御回路により前記第１インバータを制御し、前記第１インバータにより電動機を駆動し、前記電動機により圧縮部を駆動して圧縮することを含む、パッケージ型圧縮機の運転方法を提供する。
　本発明によれば、パッケージ型圧縮機において、瞬間停電および通常の停電が発生しても、第１蓄電装置によって第１インバータおよび第１制御回路への電力供給を維持できる。そのため、瞬間停電および通常の停電が発生しても非停電時の状態を維持して圧縮機の運転を継続することができる。
本発明の第１実施形態に係る圧縮機の概略構成図。 第１実施形態のブロック図。 第２実施形態のブロック図。 第３実施形態のブロック図。 第４実施形態のブロック図。 第５実施形態のブロック図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１に示すように、本実施形態のパッケージ型圧縮機２は、箱型のパッケージ４を備える。パッケージ４内には、圧縮機本体６と、油分離器８と、第１バッテリー（第１蓄電装置）１０と、制御盤１２と、ファン（補機類）１４と、空冷式熱交換器１６ａ，１６ｂとが設けられている。
　パッケージ４は、鋼板のような金属製の板で形成されている。パッケージ４内は、圧縮室４ａと空冷室４ｂとに分かれている。圧縮室４ａおよび空冷室４ｂは、直接空気が出入りしないように仕切壁４ｃによって仕切られている。圧縮室４ａには、パッケージ４外と連通する第１吸気口４ｄおよび第１排気口４ｅが設けられている。同様に、空冷室４ｂは、第２吸気口４ｆおよび第２排気口４ｇが設けられている。
　まず、圧縮室４ａにおける構成を説明する。圧縮機本体６は、パッケージ４内の圧縮室４ａに配置されている。圧縮機本体６は、圧縮部６ａと、ギアボックス６ｂと、圧縮機モータ（電動機）６ｃとを備える。
　圧縮部６ａは、ギアボックス６ｂを介して圧縮機モータ６ｃと機械的に接続されており、内部に雌雄一対のスクリュロータ（図示せず）を備える。圧縮部６ａは、圧縮機モータ６ｃによって上記のスクリュロータが回転駆動されることにより図示されない吸気口から吸気された空気を圧縮する。圧縮部６ａの吐出口は、配管１８ａを通じて油分離器８に流体的に接続されている。圧縮機本体６は、本実施形態では油冷スクリュ式であるが、オイルフリースクリュ式、スクロール式、ターボ式、およびレシプロ式などであってもよい。また、本実施形態ではギアボックス６ｂを介して圧縮部６ａと圧縮機モータ６ｃとを機械的に接続するものであるが、ギアボックスを介さずに圧縮部と圧縮機モータとを機械的に接続するものであってもよい。
　油分離器８では、油と空気を分離する。油分を分離された空気は、配管１８ｂを通じて空冷式熱交換器１６ａに供給され、冷却後に供給先に供給される。分離された油は、配管１８ｃを通じて空冷式熱交換器１６ｂに供給され、冷却された後に図示しない配管を通じて圧縮部６ａに供給され、再び空気と共に吐出口から吐出される。このように、油は循環している。
　圧縮機本体６は、パッケージ４内に設けられた制御盤１２によって制御されている。圧縮機本体６および制御盤１２は、第１バッテリー１０から電力を供給されて駆動される。第１バッテリー１０は、例えばリチウムイオン電池であり、パッケージ４外の図示しない電力系統から電力を供給される。第１バッテリー１０は、重量が大きいため、パッケージ４内の中央部床面上に配置することが好ましい。床面であれば、パッケージ４の強度面の補強が必要ないためである。また、パッケージ４の中央部に配置することで重心位置をパッケージ型圧縮機２の中央に近づけることができ、運搬が容易になるためである。制御盤１２内の詳細および個々の機器への電力の供給経路の詳細については後述する。
　次に、空冷室４ｂにおける構成を説明する。ファン１４は、パッケージ４内の空冷室４ｂの下部に配置されている。ファン１４は図示しないファンモータを備え、このファンモータによってファン１４は駆動され、空冷室４ｂ内の空気を第２吸気口４ｆから第２排気口４ｇまで流動させる。ファン１４の上方には、上下方向に延びた排気ダクト４ｈが接続されている。排気ダクト４ｈは、ファン１４によって送出された空気を第２排気口４ｇまで誘導する。排気ダクト４ｈは、下端がファン１４に接続され、上端がパッケージ４の上面および第２排気口４ｇに接続されている。
　排気ダクト４ｈ内には空冷式熱交換器１６ａ，１６ｂが配置されている。空冷式熱交換器１６ａは、圧縮空気のためのクーラーである。空冷式熱交換器１６ａでは、圧縮部６ａで圧縮された空気とファン１４により送出された空気とで熱交換し、圧縮部６ａで圧縮された空気は冷却され、ファン１４により送出された空気は加熱される。また、空冷式熱交換器１６ｂは、油のためのクーラーである。空冷式熱交換器１６ｂでは、圧縮部６ａで使用された油とファン１４により送出された空気とで熱交換し、圧縮部６ａで使用された油は冷却され、ファン１４により送出された空気は加熱される。
　この構成により、空気は、ファン１４によってパッケージ４外から第２吸気口４ｆを通じてパッケージ４内に導入される。導入された空気は、ファン１４に吸い込まれ、上方向に排気ダクト４ｈ内に送出される。排気ダクト４ｈ内に送出された空気は、空冷式熱交換器１６ａ，１６ｂを通過し、第２排気口４ｇからパッケージ４外へ排気される。
　図２に示すように、本実施形態では、第１バッテリー１０には、パッケージ４外の系統電力２０から整流器２２ａを介して交流から直流に変換された電力が供給される。第１バッテリー１０は、第１インバータ２４に電力を供給する。また、第１バッテリー１０は、第１降圧器２６を介して電圧を低下させた上で第１制御回路２８に電力を供給する。第１インバータ２４は、第１制御回路２８によって制御され、圧縮機モータ６ｃを駆動する。圧縮部６ａは、圧縮機モータ６ｃによって駆動されて空気を圧縮する。本実施形態では、整流器２２ａ、第１インバータ２４、第１降圧器２６、および第１制御回路２８は、制御盤１２（図１参照）内に設けられている。
　この構成によれば、瞬間停電および通常の停電が発生しても、第１バッテリー１０で蓄電した電力の範囲内で非停電時の状態を維持して連続運転できる。また、パッケージ４内に第１バッテリー１０を設置するため、パッケージ４外に設備を追加する必要がない。具体的には、瞬間停電および通常の停電が発生しても、第１バッテリー１０によって第１インバータ２４および第１制御回路２８への電力供給を維持できる。そのため、第１制御回路２８への供給電圧の変化を抑制でき、第１制御回路２８に異常を発生させることなく、非停電時の状態を維持して圧縮機モータ６ｃの運転を継続できる。また、圧縮機モータ６ｃの電圧変動を抑制できるため、圧縮機モータ６ｃのトルク変動を抑制できる。さらに、上記構成では、瞬間停電および通常の停電を検知する必要がなく、センサ等が不要な簡易な制御で非停電時の状態を維持して圧縮機本体６の運転を継続できる。
　また、瞬間停電および通常の停電の際の圧縮機モータ６ｃのトルク変動が抑制されるので、本実施形態の変形例として、２段型圧縮機を使用する場合、中間圧力（１段目圧縮と２段目圧縮の間の圧力）の急上昇のような圧縮機の異常動作を防止することもできる。
（第２実施形態）
　図３に示す第２実施形態のパッケージ型圧縮機２では、第１インバータ２４に供給する電力の供給ラインを切り替える切替部３０が設けられている。本実施形態は、この点を除いて第１実施形態と実質的に同様である。従って、図２に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
　本実施形態のパッケージ型圧縮機２では、系統電力２０から第１バッテリー１０を介して第１インバータ２４に電力を供給する間接ライン３２ａと、系統電力２０から第１バッテリー１０を介さずに直接に第１インバータ２４に電力を供給する直接ライン３２ｂとが設けられている。また、間接ライン３２ａと直接ライン３２ｂとを切り替えるスイッチ機構を有する切替部３０とその制御部である切替制御部３６とが制御盤１２（図１参照）内に設けられている。切替部３０から第１インバータまでの電力の供給ラインには、電圧センサ３４が設けられている。切替部３０は、切替制御部３６によって切り替えられる。通常時は直接ライン３２ｂを使用するが、電圧センサ３４の測定値に基づいて、直接ライン３２ｂにおける供給電力の変化に応じて切替制御部３６は切替部３０を切り替えて間接ライン３２ａを使用する。具体的には、切替制御部３６は、通常時に電圧センサ３４で測定した直接ライン３２ｂにおける供給電力が停電等により著しく低下した場合またはゼロとなった場合、切替部３０を切り替え、間接ライン３２ａを使用して第１バッテリー１０から第１インバータ２４に電力を供給する。ここで、切替制御部３６への電力の供給は、系統電力２０から第１バッテリー１０を介して行う。例えば、第１バッテリー１０を介して接続されている第１制御回路２８から切替制御部３６に電力を供給することができる。
　バッテリーは充放電を繰り返すことで劣化するため、通常時は放電電流の小さな第１制御回路２８のみに第１バッテリー１０から電力を供給することで、第１バッテリー１０の放電回数を低減でき、寿命を延長できる。
（第３実施形態）
　図４に示す第３実施形態のパッケージ型圧縮機２では、例えばファン１４（図２参照）のような電動機駆動の冷却ファン（補機類）１４を停電時にも連続して駆動する機構が設けられている。本実施形態は、この点を除いて第２実施形態と実質的に同様である。従って、図３に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
　本実施形態のパッケージ型圧縮機２では、パッケージ４内に、第２バッテリー（第２蓄電装置）３８、第２インバータ４０、第２降圧器４２、および第２制御回路４４が設けられている。第２バッテリー３８は、パッケージ４外の系統電力２０から整流器２２ｂを介して電力を供給される。第２バッテリー３８は、第２インバータ４０に電力を供給する。また、第２バッテリー３８は、第２降圧器４２を介して電圧を低下させた上で第２制御回路４４に電力を供給する。第２インバータ４０は、第２制御回路４４によって制御され、冷却ファン１４を駆動する。本実施形態では、整流器２２ｂ、第２インバータ４０、第２降圧器４２、および第２制御回路４４は、制御盤１２（図１参照）内に設けられている。第２バッテリー３８は、第１バッテリー１０と同様にパッケージ４内の中央部床面上に配置することが好ましい（図１参照）。本実施形態では、冷却ファン１４を補機類の例として説明したが、その他に圧縮機本体６で使用される油を循環させる図示しない電動機駆動のポンプであってもよく、特に限定されない。また、切替制御部３６への電力の供給は、系統電力２０から第１バッテリー１０を介して行っているが、第２バッテリー３８を介して行ってもよい。例えば、第２バッテリー３８を介して接続されている第２制御回路４４から切替制御部３６に電力を供給してもよい。
　冷却ファン１４のような電動の補機類についても第２実施形態の圧縮機モータ６ｃと同様にバッテリー駆動できる構成とすることで停電時に非停電時の状態を維持して連続運転できる。また、本実施形態の変形例として、補機ごとにバッテリーを設けた場合、駆動電圧が異なる補機を取り付けることもできる。
（第４実施形態）
　図５に示す第４実施形態のパッケージ型圧縮機２では、共用降圧器４６および共用制御回路４８が設けられている。本実施形態は、この点を除いて第３実施形態と実質的に同様である。従って、図４に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
　本実施形態のパッケージ型圧縮機２では、第１制御回路２８（図３参照）と第２制御回路４４（図３参照）は一体の共用制御回路４８となっている。共用制御回路４８は、第１インバータ２４および第２インバータ４０を制御する。また、第１降圧器２６と第２降圧器４２は一体の共用降圧器４６となっている。第２バッテリー３８は、第２インバータ４０に電力を供給すると共に、共用降圧器４６を介して電圧を低下させた上で共用制御回路４８に電力を供給する。また、切替制御部３６への電力の供給は、系統電力２０から共用バッテリー５０を介して行う。例えば、共用バッテリー５０を介して接続されている共用制御回路４８から切替制御部３６に電力を供給することができる。
　第１制御回路２８（図３参照）と第２制御回路４４（図３参照）を一体の共用制御回路４８としたことで、制御回路の数を低減でき、パッケージ４内の限られた空間を有効活用できる。
（第５実施形態）
　図６に示す第５実施形態のパッケージ型圧縮機２では、共用降圧器４６、共用制御回路４８、および共用バッテリー（共用蓄電装置）５０が設けられている。本実施形態は、この点を除いて第３実施形態と実質的に同様である。従って、図４に示した構成と同様の部分については説明を省略する。
　本実施形態のパッケージ型圧縮機２では、第１制御回路２８（図３参照）と第２制御回路４４（図３参照）は一体の共用制御回路４８となっている。共用制御回路４８は、第１インバータ２４および第２インバータ４０を制御する。また、第１降圧器２６と第２降圧器４２は一体の共用降圧器４６となっている。さらに、第１バッテリー１０と第２バッテリー３８は一体の共用バッテリー５０となっている。共用バッテリー５０は、第１インバータ２４および第２インバータ４０に電力を供給すると共に、共用降圧器４６を介して電圧を低下させた上で共用制御回路４８に電力を供給する。
　第１バッテリー１０（図３参照）と第２バッテリー３８（図３参照）を一体の共用バッテリー５０としたことで、蓄電装置の数を低減でき、パッケージ４内の限られた空間を有効活用できる。
　全実施形態を通じて、第１制御回路２８ないし共用制御回路４８は、通常の停電時に圧縮機モータ６ｃを最低負荷条件に制御することが好ましい。ここで最低負荷条件とは、圧縮機モータ６ｃを駆動できる最低電圧で駆動させる条件を表し、その回転数は圧縮機モータ６ｃの定格回転数の２０％～４０％程度である。
　圧縮機は吐出圧力が高い程、消費電力が増大する傾向にあるため、通常の停電中は必要最低回転数を維持する運転（圧縮機の最低負荷条件での運転）とすることで、第１バッテリー１０ないし共用バッテリー５０の駆動時間を延長できる。ここで、通常の停電とは、瞬間停電以外の停電を意味する。例えば、圧縮機本体６が油冷式スクリュ圧縮機の場合、圧縮機モータ６ｃを駆動できる最低回転数は定格回転数の２０％程度である。このような最低負荷条件で運転した場合、定格運転を続ける場合に比べて運転時間を約５倍に延長できる。
　以上より、本発明の具体的な実施形態やその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。また、本発明の切替部及びその切替制御部としては、種々のスイッチング手段及びその制御手段を適用することができる。例えば、本発明の実施形態における切替部３０をＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とし、切替制御部３６を制御回路２８，４４または４８からの指令で動作するゲート駆動回路としてもよい。また、切替制御部３６が、電圧センサ３４からの信号を直接を受けて、制御回路２８，４４または４８を介することなく切替部３０を切り替えるものであってもよい。
　　２　パッケージ型圧縮機
　　４　パッケージ
　　４ａ　圧縮室
　　４ｂ　空冷室
　　４ｃ　仕切壁
　　４ｄ　第１吸気口
　　４ｅ　第１排気口
　　４ｆ　第２吸気口
　　４ｇ　第２排気口
　　４ｈ　排気ダクト
　　６　圧縮機本体
　　６ａ　圧縮部
　　６ｂ　ギアボックス
　　６ｃ　圧縮機モータ（電動機）
　　８　油分離器
　　１０　第１バッテリー（第１蓄電装置）
　　１２　制御盤
　　１４　ファン（冷却ファン）（補機類）
　　１６ａ，１６ｂ　空冷式熱交換器
　　１８ａ，１８ｂ，１８ｃ　配管
　　２０　系統電力
　　２２ａ，２２ｂ　整流器
　　２４　第１インバータ
　　２６　第１降圧器
　　２８　第１制御回路
　　３０　切替部
　　３２ａ　間接ライン
　　３２ｂ　直接ライン
　　３４　電圧センサ
　　３６　切替制御部
　　３８　第２バッテリー（第２蓄電装置）
　　４０　第２インバータ
　　４２　第２降圧器
　　４４　第２制御回路
　　４６　共用降圧器
　　４８　共用制御回路
　　５０　共用バッテリー（共用蓄電装置）

Claims (7)

  1. 　圧縮部と、
    　前記圧縮部を駆動する電動機と、
    　前記電動機を駆動する第１インバータと、
    　前記第１インバータを制御する第１制御回路と、
    　前記第１インバータおよび前記第１制御回路に電力を供給する第１蓄電装置と、
    　前記第１蓄電装置から前記第１制御回路に供給される電圧を低下させる第１降圧器と
    　をパッケージ内に備え、
    　前記第１蓄電装置は、前記パッケージ外の系統電力から電力を供給される、パッケージ型圧縮機。
  2. 　前記系統電力から前記第１蓄電装置を介して前記第１インバータに電力を供給する間接ラインと、
    　前記系統電力から前記第１蓄電装置を介さずに直接に前記第１インバータに電力を供給する直接ラインと、
    　前記間接ラインと前記直接ラインとを切り替える切替部と、
    　前記直接ラインにおける供給電力の変化に応じて前記切替部を切り替える切替制御部と
    　を前記パッケージ内に備える、請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
  3. 　補機類と、
    　前記補機類を駆動する第２インバータと、
    　前記第２インバータを制御する第２制御回路と、
    　前記第２インバータおよび前記第２制御回路に電力を供給する第２蓄電装置と、
    　前記第２蓄電装置から前記第２制御回路に供給される電圧を低下させる第２降圧器と
    　をパッケージ内に備え、
    　前記第２蓄電装置は、前記パッケージ外の系統電力から電力を供給される、請求項１または請求項２に記載のパッケージ型圧縮機。
  4. 　前記第１制御回路と前記第２制御回路は一体の共用制御回路であり、
    　前記第１降圧器と前記第２降圧器は一体の共用降圧器であり、
    　前記第２蓄電装置から前記第２インバータおよび前記共用制御回路に電力供給する、請求項３に記載のパッケージ型圧縮機。
  5. 　前記第１制御回路と前記第２制御回路は一体の共用制御回路であり、
    　前記第１降圧器と前記第２降圧器は一体の共用降圧器であり、
    　前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置は一体の共用蓄電装置であり、
    　前記共用蓄電装置から前記第１インバータと前記第２インバータと前記共用制御回路とに電力供給する、請求項３に記載のパッケージ型圧縮機。
  6. 　前記第１制御回路は、通常の停電時に前記電動機を最低負荷条件に制御する、請求項１または請求項２に記載のパッケージ型圧縮機。
  7. 　パッケージ外の系統電力から第１蓄電装置に電力を供給し、
    　第１蓄電装置から第１インバータおよび第１制御回路に電力を供給し、
    　第１降圧器により前記第１蓄電装置から前記第１制御回路に供給される電圧を低下し、
    　前記第１制御回路により前記第１インバータを制御し、
    　前記第１インバータにより電動機を駆動し、
    　前記電動機により圧縮部を駆動して圧縮する
    　ことを前記パッケージ内で行うことを含む、パッケージ型圧縮機の運転方法。
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