特許 7072463 圧縮機およびその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-12

(45)【発行日】2022-05-20

(54)【発明の名称】圧縮機およびその運転方法

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/02 20060101AFI20220513BHJP

【ＦＩ】

F04B49/02 331B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018144130

(22)【出願日】2018-07-31

(65)【公開番号】P2020020294

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2020-11-30

(73)【特許権者】

【識別番号】521362885

【氏名又は名称】コベルコ・コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100144200

【弁理士】

【氏名又は名称】奥西 祐之

(72)【発明者】

【氏名】濱田 克徳

(72)【発明者】

【氏名】弥久保 修人

(72)【発明者】

【氏名】星川 明

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２４２８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０５６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１４４６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／０２

Ｆ０４Ｂ ４９／０３

Ｆ０４Ｂ ３９／１６

Ｆ０４Ｃ ２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、
前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、
前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、
前記アフタークーラの下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、
前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部を有する、圧縮機。

【請求項2】

モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、
前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を所定の第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、
前記保圧逆止弁の下流に設けられ、供給された圧縮ガスを除湿するドライヤと、
前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、
前記保圧逆止弁の下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、
前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部を有する、圧縮機。

【請求項3】

前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサを更に備え、
前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開くドレン排出弁制御部をさらに有する、請求項２に記載の圧縮機。

【請求項4】

モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、
前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、
前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、
前記アフタークーラの下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、
前記圧縮機本体から前記アフタークーラに流れる圧縮ガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、
前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサと、
前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を所定の第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、
前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満であり、かつ、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部、および、同起動時において、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開くドレン排出弁制御部を有する、圧縮機。

【請求項5】

前記回転数調整部は、前記第１圧力センサで測定した前記圧力値が前記第１閾値以上である場合、または、前記第１加速度から前記第２加速度に切り替えてから所定時間経過した場合、前記第２加速度から前記第１加速度に切り替え、
前記ドレン排出弁制御部は、前記第２加速度から前記第１加速度に切り替え後、あるいは、前記ドレン排出弁が開いてから所定時間経過したときの何れか早い段階で前記ドレン排出弁を閉じる、請求項３または請求項４に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記回転数調整部は、前記第１加速度に切り替え後に前記モータを定格回転数まで加速する、請求項５に記載の圧縮機。

【請求項7】

モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、
前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、
前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、
前記アフタークーラから前記ドライヤに供給されるガスの圧力を測定する第１圧力センサと
を備える圧縮機の運転方法であって、
前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定して前記モータを駆動し、
前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する、圧縮機の運転方法。

【請求項8】

モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、
前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、
前記保圧逆止弁の下流に設けられ、供給された圧縮ガスを除湿するドライヤと、
前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、
前記保圧逆止弁の下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、
前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサと
を備える圧縮機の運転方法であって、
前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定して前記モータを駆動し、
前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する、圧縮機の運転方法。

【請求項9】

前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開く、請求項８に記載の圧縮機の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機およびその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機は、一般に、圧縮熱により昇温した圧縮ガスを冷却するためにアフタークーラと称される冷却器と、圧縮ガスから水分を除去するためのドライヤとを備える。アフタークーラおよびドライヤは、機能上、内部に水分を溜めこむことがある。この水分はドレンと称され、ドレンは定期的に排出されるなどして圧縮ガスの供給先（工場等）には供給されないようになっている。例えば、このようなドレンを排出する機能を有する圧縮機が特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－２４２８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の圧縮機は、ガス吐出路から排出される乾燥ガスの圧力が上限設定圧力になると電動モータおよび圧縮機本体を停止させると共に開閉弁を閉とする一方、下限設定圧力になると電動モータおよび圧縮機本体を駆動させると共に開閉弁を断続的に開にする。これにより、圧縮機本体の駆動停止後においても、ガス吐出路から供給先に供給するガスの圧力の低下速度を遅くしようとするものである。しかし、開閉弁を断続的に開にするだけでは、ドレンが圧縮ガスとともに供給先に誤って供給されるおそれがある。以降、このようにドレンが供給先に漏出することをキャリーオーバともいう。

【0005】

キャリーオーバは、圧縮機の起動時に発生することが多い。即ちメインモータＯＮ（始動）の後、通常運転に移行するまでの間（メインモータの起動時）に発生することが多い。出願人の実験によれば、メインモータを始動した後、ドライヤに接続されている流路の圧力が低い場合にキャリーオーバが多く観察された。このようにドライヤに接続されている流路の圧力が低い場合は、圧縮機本体の出口圧力と供給先への配管内の圧力に相当するパッケージ吐出圧力（以下、単に吐出圧という。）との圧力差が大きく、ドライヤを通過する圧縮ガスの流速が速くなる。そのため、この速い流れに乗ってドレンが供給先に運ばれ、キャリーオーバが発生すると考えられる。キャリーオーバが発生すると、供給先への配管に錆を生じ、供給先において圧縮ガスを利用してタービンなどの動力機械を駆動する際にタービンへの負荷が増加するなど、様々な悪影響がある。従って、このようなキャリーオーバを防止することが求められている。

【0006】

本発明は、起動時のドレンのキャリーオーバを防止できる圧縮機およびその運転方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様は、モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、前記アフタークーラの下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部を有する、圧縮機を提供する。

【0008】

この構成によれば、回転数調整部によって第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合にモータを第２加速度で加速する。ここで、第１閾値は、キャリーオーバが発生するほど低い圧力値である。モータを第２加速度で加速することで、圧縮機本体から吐出する圧縮ガスの単位時間当たりの流量は、従来のようにモータの定格加速度に応じて吐出する場合の流量よりも低下する。そのため、吐出圧がキャリーオーバを発生させない圧力に昇圧するまで、ドライヤを通過するガスの流速をキャリーオーバを発生させない速度に抑えた状態とすることができる。これにより、圧縮機の起動時におけるドレンのキャリーオーバを防止できる。

【0009】

本発明の第２の態様は、モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を所定の第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、前記保圧逆止弁の下流に設けられ、供給された圧縮ガスを除湿するドライヤと、前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、前記保圧逆止弁の下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部を有する、圧縮機を提供する。

【0010】

この構成によれば、上記第１の態様と同様に圧縮機の起動時におけるドレンのキャリーオーバを防止できる。

【0011】

前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサを更に備え、前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開くドレン排出弁制御部をさらに有してもよい。

【0012】

この構成によれば、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値以上である場合、ドレン排出弁制御部によってドレン排出弁を開く。ここで、第２閾値は、保圧逆止弁の設定値であり、圧縮機の各構成要素の仕様等に応じて所定の範囲で設定され得る。仮に、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値未満でドレン排出弁を開くと、ドレン排出に伴ってドライヤにおけるガス圧が低下するおそれがある。そのため、圧縮機の吐出圧が供給先から要求されるガス圧まで昇圧するのに時間を要する。そこで、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値以上である場合にドレン排出弁を開くことで、吐出圧が要求圧力まで昇圧するのにかかる時間が長くなることを防止できる。また、この構成によれば、圧縮機の起動時におけるドレンのキャリーオーバを防止しながらドレン排出弁からドレンを排出できる。

【0013】

本発明の第３の態様は、モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、前記アフタークーラの下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、前記圧縮機本体から前記アフタークーラに流れるガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサと、前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を所定の第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満であり、かつ、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する回転数調整部、および、同起動時において、前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開くドレン排出弁制御部を有する、圧縮機を提供する。

【0014】

この構成によれば、第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に回転数調整部によってモータを第２加速度で加速することに加えて、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値以上である場合、ドレン排出弁制御部によってドレン排出弁を開く。ここで、第２閾値は、保圧逆止弁の設定値であり、圧縮機の各構成要素の仕様等に応じて所定の範囲で設定され得る。仮に、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値未満でドレン排出弁を開くと、ドレン排出に伴ってドライヤにおけるガス圧が低下するおそれがある。そのため、圧縮機の吐出圧が供給先から要求されるガス圧まで昇圧するのに時間を要する。そこで、第２圧力センサで測定した圧力値が第２閾値以上である場合にドレン排出弁を開くことで、吐出圧が要求圧力まで昇圧するのにかかる時間が長くなることを防止できる。また、圧縮機の起動時におけるドレンのキャリーオーバを防止しながらドレン排出弁からドレンを排出できる。

【0015】

前記回転数調整部は、前記第１圧力センサで測定した前記圧力値が前記第１閾値以上である場合、または、第１加速度から前記第２加速度に切り替えてから所定時間経過した場合、前記第２加速度から前記第１加速度に切り替え、前記ドレン排出弁制御部は、前記第２加速度から前記第１加速度に切り替え後、または、前記ドレン排出弁が開いてから所定時間経過したときの何れか早い段階で前記ドレン排出弁を閉じてもよい。

【0016】

この構成によれば、ドレン排出弁の開放を継続することによって生じ得る圧縮ガスの過度な漏出を防止し、過度な圧力低下を防止できる。ここでの所定時間とは、第２加速度に切り替えて運転を行った際に排出弁からドレンを排出するのにかかる時間である。この所定時間は、予め実験的に求めることができる。また、モータの加速度を第１加速度に切り替えるときにはキャリーオーバが発生しない程度に圧力が昇圧しているかドレンが既に排出されているため、第１加速度で駆動してもキャリーオーバを防止できるとともに、第２加速度よりも短時間でモータの回転数を加速できる。ここで、第２加速度から第１加速度に切り替え後とは、第１加速度に切り替えられると同時をも含む。

【0017】

前記回転数調整部は、前記第１加速度に切り替えられた後に前記モータを定格回転数まで加速してもよい。

【0018】

この構成によれば、第１加速度にて迅速にモータを定格回転数まで加速することができ、起動時から通常運転時に移行できる。

【0019】

本発明の第４の態様は、モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスを冷却するアフタークーラと、前記アフタークーラから出た圧縮ガスを除湿するドライヤと、前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、前記アフタークーラから前記ドライヤに供給されるガスの圧力を測定する第１圧力センサとを備える圧縮機の運転方法であって、前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定して前記モータを駆動し、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する、圧縮機の運転方法を提供する。

【0020】

本発明の第５の態様は、モータによって駆動され、ガスを圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から供給された圧縮ガスから冷却液を分離して貯蔵するセパレータタンクと、前記セパレータタンクに向かって圧縮ガスが逆流することを防止し、前記セパレータタンク内の圧力を第２閾値以上に保つための保圧逆止弁と、前記保圧逆止弁の下流に設けられ、供給された圧縮ガスを除湿するドライヤと、前記ドライヤからドレンを排出するためのドレン排出弁と、前記保圧逆止弁の下流のガス圧力を測定する第１圧力センサと、前記セパレータタンク内の圧力を測定する第２圧力センサとを備える圧縮機の運転方法であって、前記モータの起動を開始すると、前記モータの加速度を前記モータの定格加速度である第１加速度に設定して前記モータを駆動し、前記モータの起動時において、前記第１圧力センサで測定した圧力値が所定の第１閾値未満の場合に前記第１加速度よりも小さな第２加速度にて前記モータを駆動する、圧縮機の運転方法を提供する。

【0021】

前記第２圧力センサで測定した圧力値が前記第２閾値以上である場合に前記ドレン排出弁を開いてもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、圧縮機およびその運転方法において、モータの回転数の加速度とドレン排出弁の開閉を好適に制御することによって、起動時のドレンのキャリーオーバを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る圧縮機の概略構成図

【図2】制御装置のブロック図

【図3】起動時のモータの回転数と時間との関係を示すグラフ

【図4】モータの加速度制御を示すフローチャート

【図5】ドレン排出弁の開閉制御を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0025】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0026】

図１は、実施形態に係るパッケージ型の圧縮機１を示す概略構成図である。パッケージ型とは、後述する圧縮機本体３以外にドライヤ６などの様々な構成要素を含むことを示す。本実施形態では、圧縮するガスとして空気を、冷却液として油を例に説明するが、ガスの種類は空気以外であってもよく、冷却液の種類は水であってもよい。

【0027】

圧縮機１は、モータ２を有する圧縮機本体３と、圧縮空気から冷却液としての油を分離回収するセパレータタンク４と、圧縮空気を冷却するアフタークーラ５と、圧縮空気を除湿するドライヤ６と、制御装置７とを備える。

【0028】

圧縮機本体３は、スクリュ式であり、雌雄一対のスクリュロータを有している。スクリュロータはモータ２に機械的に接続され、モータ２は電源８に電気的に接続されている。雌雄一対のスクリュロータは、電源８から電力供給されたモータ２によって回転駆動されることで噛合し、空気を圧縮する。また、スクリュロータには、冷却、およびシール等の観点から油が供給される。ここで、給油された油の一部は、スクリュロータ等の冷却、およびシール等に供された後、圧縮機本体３の吐出口から圧縮空気とともに吐出される。圧縮機本体３はセパレータタンク４と流体的に接続されており、圧縮機本体３で圧縮された油分を含む圧縮空気はセパレータタンク４に圧送される。

【0029】

セパレータタンク４は、液セパレータ４ａと、液タンク４ｂとを有している。液セパレータ４ａは、圧縮空気から液体（油）を分離するフィルタである。液セパレータ４ａで圧縮空気から分離された油は、液タンク４ｂに貯蔵される。セパレータタンク４は保圧逆止弁９を介してアフタークーラ５と流体的に接続されており、セパレータタンク４で油を分離された圧縮空気はアフタークーラ５に送られる。

【0030】

保圧逆止弁９は、セパレータタンク４内の圧縮空気の圧力を所定の第２閾値以上に保つとともに、セパレータタンク４から出た圧縮空気のセパレータタンク４への逆流を防止する機能を有する。従って、アフタークーラ５からセパレータタンク４に空気が戻ることはない。ここで、第２閾値は、保圧逆止弁９の設定値であり、圧縮機１の各構成要素の仕様等に応じて所定の範囲で設定され得る。本実施形態では、第２閾値は、例えば０．４５～０．５ＭＰａ程度に設定される。

【0031】

アフタークーラ５は、冷媒を利用して圧縮空気を冷却する熱交換器である。冷媒の種類は特に限定されず、アフタークーラ５は水冷式または空冷式等であり得る。代替的には、アフタークーラ５は電気的な冷却装置であってもよい。ここで、冷却された圧縮空気は部分的に凝縮し、凝縮した水分（ドレン）はアフタークーラ５内に溜まるようになっている。アフタークーラ５はドライヤ６と流体的に接続されており、アフタークーラ５で冷却された圧縮空気はドライヤ６に送られる。なお、冷却液として水を使用する場合はアフタークーラ５を省略することができる。この場合、セパレータタンク４とドライヤ６とが流体的に接続される。

【0032】

ドライヤ６は、いわゆる冷凍式のドライヤであり得る。即ち、冷媒を利用して圧縮空気内の水分を凝縮させ、圧縮空気から水分を除去する。ドライヤ６は、凝縮された水分（ドレン）をドライヤ６内に一時的に溜められるように貯留部を有している。なお、冷凍装置としてのドライヤ６の機構は公知のものと相違ないため、ここでの詳細な説明は省略する。ドライヤ６は工場などの圧縮空気の供給先（図示せず）と流体的に接続されており、ドライヤ６で除湿された圧縮空気は供給先に送られる。

【0033】

ドライヤ６には、ドレンを排出するためのドレン管１０と、ドレン管１０内のドレンの流動を許容または遮断するドレン排出弁１１とが設けられている。ドレン排出弁１１は電磁弁からなり、ドレン排出弁１１の開閉は制御装置７によって制御されている。

【0034】

また、制御装置７による制御のために、第１圧力センサ１２と、第２圧力センサ１３とが設けられている。

【0035】

第１圧力センサ１２は、圧縮空気の流れにおいてアフタークーラ５とドライヤ６との間に配置され、この部分の圧縮空気の圧力値Ｐｄを測定する。ただし、第１圧力センサ１２の圧力測定位置は、この位置に限らず、保圧逆止弁９の下流であればよく、例えばドライヤ６の下流の圧力値を検出してもよい。

【0036】

第２圧力センサ１３は、液タンク４ｂに取り付けられ、液タンク４ｂ内の圧力値Ｐｏを検出する。即ち、第２圧力センサ１３は、圧縮機本体３の下流かつ保圧逆止弁９の上流の圧力値を検出する。

【0037】

制御装置７は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）のような記憶装置を含むハードウェアと、それに実装されたソフトウェアにより構築されている。制御装置７は、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄおよび第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏを受け、当該圧力値Ｐｄ，Ｐｏに基づいて圧縮機１を制御する。

【0038】

図２は、制御装置７のブロック図である。制御装置７は、回転数調整部７ａと、ドレン排出弁制御部７ｂとを有している。

【0039】

回転数調整部７ａは、圧縮機本体３を駆動するモータ２の起動時において、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値未満の場合にモータ２の定格加速度である第１加速度（ａ１）よりも小さな第２加速度（ａ２）にてモータ２を駆動する。換言すれば、モータの起動時において、回転数調整部７ａによって少なくとも２段階でモータ２の回転数は加速される。ここで、第１閾値は、キャリーオーバが発生するほど低い圧力値である。本実施形態では、第１閾値は、例えば０．３ＭＰａ程度である。なお、第２加速度（ａ２）は、モータ２の起動時において、圧縮機本体３の出口圧力と供給先への配管内の圧力に相当するパッケージ吐出圧力（以下、単に吐出圧という。）との圧力差があってもキャリーオーバが発生しない加速度である。この第２加速度（ａ２）は、予め実験的に求めることができる。第２加速度（ａ２）を実験的に求める際には、ドライヤ６内乃至はアフタークーラ５内に最大量のドレンを予め貯蔵しておけばよく、第２圧力センサ１３で測定した圧力値が第２閾値以上である場合にドレン排出弁１１を開いてもよい。

【0040】

また、本実施形態の回転数調整部７ａは、第２加速度でモータ２を駆動してから所定時間ΔＴ１経過後に第２加速度から第１加速度に切り替え、モータ２を定格回転数まで加速する。ここでの所定時間ΔＴ１とは、第２加速度でモータ２の運転を行った際に排出弁からドレンを排出するのにかかる時間である。この所定時間ΔＴ１は、予め実験的に求めることができる。例えば、この所定時間ΔＴ１は、ドライヤ６内及びアフタークーラ５
内に貯蔵され得るドレンの最大量を十分に排出できる程度の時間としてもよい。代替的には、圧縮機１の運転状態から貯蔵されているドレン量を算出し、当該ドレン量を正確に排出できる程度の時間としてもよい。

【0041】

図３は、起動時におけるモータ２の回転数と時間ｔとの関係を示すグラフである。グラフの横軸は時間ｔを示し、縦軸はモータ２の回転数を示している。従って、グラフの傾きがモータ２の回転数の加速度を示している。

【0042】

本実施形態では、起動時において、モータ２が第１加速度（定格加速度）ａ１で駆動される。次いで、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値未満であることを検知すると、回転数調整部７ａによってモータ２の回転数の加速度を第１加速度ａ１から第２加速度ａ２に低下させる。即ち、グラフの傾きが時間ｔ１にて緩やかとなる。それから所定時間ΔＴ１経過後に回転数調整部７ａによってモータ２の回転数の加速度を第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に上昇させる。即ち、グラフの傾きが時間ｔ２にて急となる。そして、モータ２は、第１加速度ａ１で定格回転数まで加速される。

【0043】

ドレン排出弁制御部７ｂは、第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏが所定の第２閾値以上の場合にドレン排出弁１１を開く。好ましくは、本実施形態のように、ドレン排出弁制御部７ｂは、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが第１閾値未満であり、かつ、第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏが第２閾値以上であるとき、ドレン排出弁１１を開く。また、ドレン排出弁制御部７ｂは、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値以上の場合（即ち、第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替え後）、または、ドレン排出弁が開いてから所定時間ΔＴ２経過した場合にドレン排出弁１１を閉じる。ここでの所定時間ΔＴ２とは、第２加速度でモータ２の運転を行った際に排出弁からドレンを排出するのにかかる時間である。ここで所定時間ΔＴ２は、前述の所定時間ΔＴ１と同様に予め実験的に求めることができる。所定時間ΔＴ２は、第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替えられた後にドレン排出弁１１を閉じるように前述の所定時間ΔＴ１よりも長く設定してもよい。また、第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替え後とは、第１加速度に切り替えられると同時をも含む。

【0044】

図４，５は、本実施形態の制御装置７によるモータ２の加速度およびドレン排出弁１１の開閉の制御を示すフローチャートである。

【0045】

まず、図４を参照して、モータ２の加速度制御について説明する。圧縮機本体３の起動を開始（モータ２を始動してモータの起動を開始）すると（ステップＳ４－１）、モータ２の加速度を第１加速度（定格加速度）ａ１に設定する（ステップＳ４－２）。そして、圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ４－３）。圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２未満であるとき、圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上となるまで待機する（ステップＳ４－３）。圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上であると、さらに圧力値Ｐｄが第１閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４－４）。

【0046】

圧力値Ｐｄが第１閾値Ｐ１以上であるとき、さらにモータ２の回転数が定格回転数に達しているか否かを判定する（ステップＳ４－５）。モータ２の回転数が定格回転数に達していなければ定格回転数に達するまで待機し、その後起動を終了し（ステップＳ４－６）、通常運転に移行する。

【0047】

ステップＳ４－４において、圧力値Ｐｄが第１閾値Ｐ１未満であるとき、モータ２の加速度を第２加速度ａ２に設定する（ステップＳ４－７）。そして、タイマＴ１のカウントを開始する（ステップＳ４－８）。次いで、圧力値Ｐｄが第１閾値Ｐ１以上であるか否かを再び判定する（ステップＳ４－９）。圧力値Ｐｄが第１閾値Ｐ１以上となるか、または、タイマＴ１が所定時間ΔＴ１経過後（ステップＳ４－１０）にモータ２の加速度を第１加速度ａ１に設定する（ステップＳ４－１１）。そして、モータ２の回転数が定格回転数に達しているか否かを判定する（ステップＳ４－１２）。モータ２の回転数が定格回転数に達していなければ定格回転数に達するまで待機し、その後起動を終了し（ステップＳ４－１３）、通常運転（モータ２を定格回転数とした圧縮機の運転）に移行する。

【0048】

次に、図５を参照して、ドレン排出弁１１の制御について説明する。圧縮機本体３の起動を開始（モータ２を始動してモータの起動を開始）すると（ステップＳ５－１）、圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ５－２）。圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２未満であれば、圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２となるまで待機し、圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２であればドレン排出弁１１を開く（ステップＳ５－３）。そして、タイマＴ２のカウントを開始する（ステップＳ５－４）。次いで、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ５－５）。第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１未満であれば、タイマＴ２が所定時間ΔＴ２経過後（ステップＳ５－６）にドレン排出弁１１を閉じる（ステップＳ５－７）。ステップＳ５－５にて初めから第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１以上である場合、または、タイマＴ２が所定時間ΔＴ２経過前に第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１以上となった場合もドレン排出弁１１を閉じる（ステップＳ５－７）。詳細には、第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１以上であり（ステップＳ４－９およびステップＳ５－５）、モータ２の加速度が第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替え後（ステップＳ４－１１）、あるいは、タイマＴ２が所定時間ΔＴ２経過したとき（ステップＳ５－６）のいずれか早い段階でドレン排出弁１１を閉じる（ステップＳ５－７）。その後、起動を終了し（ステップＳ５－８）、通常運転に移行する。ここで、所定時間ΔＴ２は前述の所定時間ΔＴ１より長い時間である。これにより、前述のように第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替えられた後にドレン排出弁１１が閉じられる。

【0049】

本実施形態の圧縮機１およびその運転方法によれば、以下の利点がある。

【0050】

本実施形態では、回転数調整部７ａによって第１圧力センサ１２で測定した圧力値Ｐｄが所定の第１閾値Ｐ１未満の場合にモータ２を第２加速度ａ２で加速する。これにより、ドライヤ６から吐出する空気の昇圧速度を従来のように定格加速度ａ１で昇圧させる場合よりも低下させ、吐出圧がキャリーオーバを発生させない圧力に昇圧するまで（モータ２を定格回転数で通常運転してもドライヤ６を通過するガスの流速がキャリーオーバを発生させない状態となる圧力まで）ドライヤ６を通過するガスの流速を抑制することによりキャリーオーバを防止できる。

【0051】

本実施形態では、第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上である場合、ドレン排出弁１１を開く。仮に、第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２未満でドレン排出弁１１を開くと、ドレン排出に伴ってドライヤ６における空気圧が低下し、即ち吐出される空気圧が低下するおそれがある。そのため、供給先から要求される空気圧までの昇圧に時間を要する。そこで、第２圧力センサ１３で測定した圧力値Ｐｏが第２閾値Ｐ２以上である場合にドレン排出弁１１を開くことで、吐出圧が要求圧力まで昇圧するのにかかる時間が長くなることを防止できる。

【0052】

本実施形態では、ドレン排出弁１１を開いてから所定時間ΔＴ２後にドレン排出弁１１を閉じる。従って、ドレン排出弁１１の開放を継続することによって生じ得る圧縮空気の過度な漏出を防止し、過度な圧力低下を防止できる。また、モータ２の加速度を第１加速度ａ１に切り替えるときにはキャリーオーバが発生しない程度にドレンが既に排出されているため、第１加速度ａ１で駆動してもキャリーオーバを防止できるとともに、第２加速度ａ２よりも短時間でモータ２の回転数を加速できる。

【0053】

以上より、本発明の具体的な実施形態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、上記実施形態では、ドレン排出弁制御部７ｂは、第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替え後、あるいは、ドレン排出弁１１が開いてから所定時間経過したときの何れか早い段階を選択的に判断してドレン排出弁１１を閉じるものであるが、選択的に判断するものでなくてもよい。即ち、第２加速度ａ２から第１加速度ａ１に切り替え後、または、ドレン排出弁１１が開いてから所定時間経過したときのどちらか一方のみを判断して、ドレン排出弁１１を閉じるものであってもよい。例えば、本発明の制御装置および制御においては、図５に示すステップＳ５－５を省略してもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ 圧縮機
２ モータ
３ 圧縮機本体
４ セパレータタンク
４ａ 液セパレータ
４ｂ 液タンク
５ アフタークーラ
６ ドライヤ
７ 制御装置
７ａ 回転数調整部
７ｂ ドレン排出弁制御部
８ 電源
９ 保圧逆止弁
１０ ドレン管
１１ ドレン排出弁
１２ 第１圧力センサ
１３ 第２圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】