压缩装置制造方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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压缩装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种压缩装置,包括:用于压缩空气的压缩部;由马达驱动而进行开闭,且能够将从所述压缩部喷出的所述空气从所述压缩部的喷出侧导管释放至外部的排气阀;以及打开速度比所述排气阀快,且能够将所述喷出侧导管内的空气释放至外部的急速开放阀。据此,在由马达进行排气阀的开闭驱动的情况下,能够迅速地将压缩部的喷出侧导管内的空气释放至外部。
【专利说明】压缩装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及将空气等压缩至指定的压力的压缩装置。

【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种离心压缩机。在离心压缩机的喷出侧的导管设置有排气阀。排气阀在喷出侧的导管内的压力上升等时被打开,将喷出侧的导管内的空气释放至外部,以抑制该导管内的压力或者抑制压力的上升。
[0003]一般而言,作为进行排气阀的开闭的驱动源采用空气式致动器。供应至空气式致动器的仪表空气(instrument air)(通常由客户提供)有时干燥度不良,这成为空气式致动器特别是定位器(posit1ner)发生故障的原因。作为避免该情况的方法,考虑将致动器设成电动(马达)式。
[0004]但是,若如上述般采用马达作为排气阀的驱动源,则打开排气阀的速度缓慢,无法在需要开放排气阀时迅速地将喷出侧的导管内的空气释放至外部。因此,所述导管内的压力有时会超过离心压缩机的使用时的上限值。
[0005]专利文献1:日本专利公开公报特开2004-316462号


【发明内容】

[0006]本发明的目的在于提供一种压缩装置,在由马达进行排气阀的开闭驱动的情况下,能够迅速地将压缩部的喷出侧导管内的空气释放至外部。
[0007]本发明的一方面涉及压缩装置,包括:压缩部,用于压缩空气;排气阀,由马达驱动而进行开闭,且能够将从所述压缩部喷出的所述空气从所述压缩部的喷出侧导管释放至外部;以及急速开放阀,打开速度比所述排气阀快,且能够将所述喷出侧导管内的空气释放至外部。
[0008]根据本发明,能够迅速地将压缩部的喷出侧导管内的空气释放至外部,由此能够抑制喷出侧导管内的压力或者能够抑制喷出侧导管内的压力上升。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1是第一实施方式所涉及的压缩装置的概略图。
[0010]图2是用于说明在所述压缩装置中进行紧急开放时的控制的图。
[0011]图3是第二实施方式所涉及的压缩装置的概略图。

【具体实施方式】
[0012]以下参照图1至图2来说明本发明的第一实施方式。
[0013]图1是第一实施方式所涉及的压缩装置的概略结构图,图2是用于说明在所述压缩装置中进行紧急开放时的控制的图。
[0014]如图1所示,本实施方式所涉及的压缩装置10包括吸入过滤器11、吸入量调整部12、作为压缩部的压缩机13、换热器14、排气部15、急速开放阀16、消音器17、止回阀18、第一压力计19A、第二压力计19B以及控制器20。另外,压缩装置10包括吸引侧导管30、喷出侧导管32、以及释放用导管34。在吸引侧导管30,从上游侧依次设置有吸入过滤器11和吸入量调整部12,且下游端连接至压缩机13的吸引口 131。在喷出侧导管32设置有换热器14。喷出侧导管32的上游端连接至压缩机13的喷出口 132,且下游端连接至止回阀18。在止回阀18连接有将压缩后的空气输送至供应目的地的导管即母管50。
[0015]释放用导管34包括第一导管34A和第二导管34B。第一导管34A的一端连接至喷出侧导管32中的换热器14的下游侧的部位,且另一端连接至消音器17。在第一导管34A的中间部位设置有排气阀150。第二导管34B的一端连接至喷出侧导管32中的换热器14与第一导管34A的一端所连接的部位之间,另一端连接至第一导管34A中的消音器17与排气阀150之间。在第二导管34B的中间部位设置有比排气阀150小型的电磁阀即急速开放阀16。此外,第一导管34A的一端也可连接至喷出侧导管32中的压缩机13与换热器14之间的部位。此时,第二导管34B的一端以及第一压力计19A也连接至所述压缩机13与换热器14之间的部位。
[0016]吸入过滤器11从将通过吸引侧导管30而被吸入至压缩机13的空气中除去垃圾坐寸ο
[0017]吸入量调整部12包括吸入阀120、第一电动致动器121、以及第一定位器122,并且调整被吸入至压缩机13的空气的流量。
[0018]吸入阀120是进气导向叶片(inlet guide vane),是能够调整开度的阀。第一电动致动器121以第一马达Ml为动力源。第一定位器122基于来自控制器20的指示信号Sig.1控制第一电动致动器121,从而调整吸入阀120的开度。在吸入阀120中,通过变更吸入阀120的开度,被吸引至压缩机13的空气的流量变化。
[0019]压缩机13具有压缩机主体130和主马达133。本实施方式的压缩机13是所谓的涡轮压缩机。压缩机主体130具有省略图示的叶轮,且通过所述叶轮旋转而压缩吸引的空气并喷出。主马达133以指定旋转速度使压缩机主体130的所述叶轮旋转。通过控制器20控制吸入阀120,使得被吸引至压缩机13的空气量变化,由此控制供应至主马达133的电力。在压缩机主体130中设置有省略图示的流量计,其检测从压缩机13喷出的空气的流量,并且将对应于所述流量的流量信号输出至控制器20。此外,控制器20也可以采用基于被供应至主马达133的电力的值而求出从压缩机13喷出的空气的流量的结构。
[0020]换热器14使从压缩机13喷出的空气与低温的冷却流体(水等)进行热交换,以冷却从压缩机13喷出的空气。
[0021]排气部15包括排气阀150、第二电动致动器151以及第二定位器152。
[0022]第二电动致动器151以第二马达M2为动力源。排气阀150是能够调整开度的阀。第二定位器152基于来自控制器20的指示信号Sig.2控制第二电动致动器151,从而调整排气阀150的开度。在排气部15中,通过打开排气阀150,喷出侧导管32内的空气通过第一导管34A而释放至外部。在本实施方式中,排气阀150从全闭状态转换至全开状态的时间是三十秒至一分钟程度。
[0023]急速开放阀16基于来自控制器20的指示信号sig.3进行开闭动作。通过打开急速开放阀16,喷出侧导管32内的空气通过第二导管34B而释放至外部。第二导管34B的直径比第一导管34A的直径小,从第二导管34B排出的空气的流量比第一导管34A小。另夕卜,急速开放阀16比排气阀150更小型,急速开放阀16的打开速度比排气阀150的打开速度快。即,急速开放阀16的从全闭状态转换至全开状态的时间比被开闭驱动的排气阀150短,在本实施方式中,从全闭状态转换至全开状态的时间是一秒至二秒程度。
[0024]消音器17对将空气从释放用导管34释放至外部时的排气音进行消音。
[0025]止回阀18防止朝向供应目的地喷出的空气逆流至压缩装置10内。
[0026]第一压力计19A设置在喷出侧导管32的热交换器14与止回阀18之间,检测喷出侧导管32内的压力,并且将压力信号输出至控制器20。第二压力计19B设置在母管50,检测母管50内的压力,并且将压力信号输出至控制器20。
[0027]在控制器20中,通过执行程序,从功能上构成运行控制部201和排气控制部202。
[0028]运行控制部201控制吸入量调整部12和压缩机13。在压缩装置10运行时,运行控制部201在使压缩机13的主马达133驱动之后,控制吸入量调整部12来增大吸入阀120的开度。空气通过吸入过滤器11而被吸引至压缩机13并被压缩,并且从压缩机13的喷出口 132喷出。该被喷出的空气通过压缩变成高温,但通过换热器14而被冷却。由此,从压缩装置10喷出所希望的压力和温度的空气。
[0029]排气控制部202控制排气阀150和急速开放阀16的开闭。另外,排气控制部202在判断需要紧急开放时,通过打开排气阀150和急速开放阀16而进行紧急开放。该紧急开放是指在由第一压力计19A(或第二压力计19B)测量的压力上升而接近预先设定的指定值(图2所示的例子中为紧急开放压力值)时,或在从压缩机13喷出的空气的流量减少而接近预先设定的指定值(在图2所示的例子中为紧急开放流量值)时,打开排气阀150和急速开放阀16而将喷出侧导管32内的空气释放至外部的动作。而且,紧急开放压力值是比通常运行时的喷出压力目标值大的值,是由涡轮压缩机的压力上升极限或压缩装置10以及压缩后空气的供应目的地的各结构部件等的耐压性能等决定的值。另外,紧急开放流量值是以喷出流量比喘振产生的值(喘振边界(surge line))大的方式设定的值,由在打开排气阀150以及急速开放阀16时释放的空气的流量等决定。
[0030]具体如下。
[0031]首先,关于因在供应目的地的空气的使用量减少等,由第一压力计19A(或第二压力计19B)检测的压力上升时的控制进行说明。此外,如图2所示,排气开始压力值比紧急开放压力值小,喷出压力目标值比排气开始压力值小。
[0032]运行控制部201以由第一压力计19A(或第二压力计19B)测量的压力成为喷出压力目标值的方式控制压缩机13。并且,如果因供应目的地的空气的使用量减少等,所检测出的压力从喷出压力目标值上升而达到排气开始压力值,则排气控制部202向第二定位器152输出指示信号Sig.2,以驱动第二电动致动器151来开始打开排气阀150。但是,本实施方式的排气阀150打开速度缓慢,在开始打开时不能释放足够量的空气,如果喷出侧导管32内的压力上升速度快,则不能充分地抑制喷出侧导管32内的压力上升。此时,如果所检测出的压力达到紧急开放压力值,则排气控制部202向急速开放阀16输出指示信号Sig.3来打开急速开放阀16。急速开放阀16打开速度快,因此能够迅速地将喷出侧导管32内的空气释放至外部。其结果,通过急速开放阀16的开放,能够抑制喷出侧导管32内的压力的上升。并且,在抑制压力的上升速度期间,通过排气阀150接近全开状态,能够以足够的流量将喷出侧导管32内的空气释放至外部。通过以上所说明的动作,能够防止喷出侧导管32内的压力超过压缩装置10的耐压性能等的上限值。
[0033]在结束紧急开放时,排气控制部202向第二定位器152和急速开放阀16输出指示信号Sig.2、Sig.3,来关闭排气阀150和急速开放阀16。
[0034]接着,运行控制部201在使压缩机13的主马达133驱动之后,控制吸入量调整部12来增大吸入阀120的开度。此时,从预先与压缩装置10连接的冷却流体供应源(例如,当冷却流体是水时,为冷却塔、自来水管等)将冷却用流体供应至换热器14。
[0035]接着,关于压缩机13的主马达133因故障等停止而从压缩机13喷出的空气的喷出流量减少时或压缩机13的喷出流量因其他原因减少时的控制进行说明。此外,如图2所示,紧急开放流量值比排气开始流量值小,喘振边界比紧急开放流量值小。
[0036]如果所检测出的来自压缩机13的喷出流量减少而达到排气开始流量值,则排气控制部202向第二定位器152输出指示信号Sig.2,驱动第二电动致动器151来开始打开排气阀150。在喷出流量降低至紧急开放流量值时,排气控制部202向急速开放阀16输出指示信号Sig.3来打开急速开放阀16。由此,能够迅速地将喷出侧导管32内的空气释放至外部。如此地通过开放急速开放阀16来急速降低喷出侧导管32内的压力,能够防止喷出侧导管32内的空气逆流至压缩机13内的现象即喘振的发生。当结束紧急开放时,如上所述,排气控制部202关闭排气阀150和急速开放阀16。
[0037]以上,在本实施方式所涉及的压缩装置10中,在紧急开放时、即需要打开排气阀150而将喷出侧导管32内的空气释放至外部时,通过打开急速开放阀16,能够迅速地将所述空气释放至外部。因此,在通过第二马达M2的驱动充分打开排气阀150的期间,通过将喷出侧导管32内的空气从急速开放阀16释放至外部,能够抑制喷出侧导管32内的压力或抑制压力的上升。
[0038]此外,本实施方式的压缩装置10也可以同时打开排气阀150和急速开放阀16。
[0039]接着,参照图3说明本发明的第二实施方式,其中,对与上述第一实施方式相同的结构使用相同符号并省略详细说明,仅详细说明不同的结构。
[0040]本实施方式的压缩装置1A与第一实施方式的压缩装置10的结构上的不同点在于以急速开放用阀部160来取代急速开放阀16。
[0041]本实施方式的急速开放用阀部160包括供应排气切换部161、先导阀(急速开放阀)162、以及速度调整阀163。在急速开放用阀部160连接有将从压缩装置1A喷出的空气的一部分引导至该急速开放用阀部160的引导导管165。在本实施方式的引导导管165中,连接至急速开放用阀部160的端部的相反侧的端部连接至母管50。由此,能够将通过在换热器14处冷却而湿度变低的空气供应至急速开放用阀部160,能够防止因水分进入而产生的故障等。
[0042]供应排气切换部161具备由控制器20进行开闭控制的电磁阀,且连接于引导导管165的端部。另外,供应排气切换部161通过连接管164而与先导阀162连接。并且,供应排气切换部161以如下方式构成,即:通过打开电磁阀,由引导导管165引导的空气通过连接管164而被供应至先导阀162,并且通过关闭电磁阀,先导阀162内的空气通过连接管164而排气至外部。在本实施方式的供应排气切换部中,以从先导阀162排气的空气通过消音器17而释放至外部的方式进行导管设置。
[0043]先导阀162具有开闭阀166及气缸部167。开闭阀166设置于第二导管34B,开闭第二导管34B内的流路。气缸部167驱动开闭阀166。详细而言,气缸部167如果被供应指定的压力的空气,则活塞杆167A延伸而打开开闭阀166,如果所述空气被排气,则活塞杆167A缩回而关闭开闭阀166。
[0044]本实施方式的先导阀162通过气缸部167被供应指定的压力的空气,而将开闭阀从全闭状态设成全开状态的时间例如是一秒至二秒程度。
[0045]速度调整阀163设置于连接管164。速度调整阀163包括节流部163A和止回阀163B。从供应排气切换部161朝向气缸部167的空气主要通过止回阀163B。另外,从气缸部167向供应排气切换部161排气的空气通过节流部163A。因此,相比于从供应排气切换部161流入气缸部167的空气流量,排气至供应排气切换部161的空气流量小。由此,速度调整阀163将开闭阀166的关闭时的速度设成比打开时的速度小。
[0046]参照图2说明本实施方式的压缩装置1A在紧急开放时的动作。如果因在供应目的地的空气的使用量减少等,由第一压力计19A(或第二压力计19B)所检测出的压力达到排气开始压力值,则排气控制部202向第二定位器152输出指示信号Sig.2,驱动第二电动致动器151而打开排气阀150。与第一实施方式相同,排气阀150打开速度缓慢,所以在开始打开时不能将喷出侧导管32内的空气充分释放至外部,因此,如喷出侧导管32内的压力的上升速度快,则不能充分地抑制喷出侧导管32内的压力上升。此时,如果所检测出的压力达到紧急开放压力值,则排气控制部202打开供应排气切换部161的电磁阀,将通过引导导管165而从母管50被引导的空气供应至先导阀162的气缸部167。由此,气缸部167的活塞杆167A朝推压弹簧的方向延伸而迅速地打开开闭阀166。由此,能够迅速地将喷出侧导管32内的空气释放至外部。在通过开闭阀166的开放抑制喷出侧导管32内的压力的上升或抑制压力的上升速度的期间,排气阀150接近全开状态,从而能够以足够的流量将喷出侧导管32内的空气释放至外部。其结果,能够防止喷出侧导管32内的压力超过压缩装置1A的耐压性能等的上限值。
[0047]在结束紧急开放时,排气控制部202向第二定位器152和先导阀162的供应排气切换部161的电磁阀输出指示信号Sig.2、Sig.3,来关闭排气阀150和开闭阀166。此时,在本实施方式的压缩装置1A中,通过由速度调整阀163减少从气缸部167排出的空气的流量,由此缓慢关闭开闭阀166。由此,能够抑制喷出侧导管32内的压力急剧上升。
[0048]接着,关于压缩机13的主马达133因故障等停止而从压缩机13喷出的空气的喷出流量减少时或压缩机13的喷出流量因其他原因减少时的控制进行说明。
[0049]如果所检测出的来自压缩机13的喷出流量减少而达到排气开始流量值,则排气控制部202向第二定位器152输出指示信号Sig.2,来驱动第二电动致动器151而打开排气阀150。并且,在喷出流量达到紧急开放流量值时,排气控制部202打开供应排气切换部161的电磁阀,且将通过引导导管165而从母管50被引导的空气供应至先导阀162的气缸部167。由此,开闭阀166迅速打开。因此,能够迅速地将喷出侧导管32内的空气释放至外部。如此地通过开闭阀166的开放而急剧降低喷出侧导管32内的压力,从而能够防止喘振的发生。结束紧急开放的动作与喷出侧导管32内的压力上升时的排气控制部202的动作相同。
[0050]以上,在本实施方式所涉及的压缩装置1A中,在紧急开放时,通过打开先导阀162,详细而言通过打开开闭阀166,能够迅速地将喷出侧导管32内的空气释放至外部。因此,在通过第二马达M2的驱动充分打开排气阀150的期间,通过将喷出侧导管32内的空气从先导阀162释放至外部,能够抑制喷出侧导管32内的压力或抑制压力的上升。
[0051]此外,本发明的压缩装置并不限定于上述第一以及第二实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
[0052]上述第一以及第二实施方式的压缩机13是所谓的涡轮压缩机,但也可以是例如螺杆压缩机等其他形式压缩机。
[0053]另外,在第二实施方式的压缩装置1A中,通过利用空气压的气缸部167进行开闭阀166的开闭驱动,但也能够通过利用油或水等其他的流体压力的气缸部进行。
[0054]引导导管165的与连接至急速开放用阀部160的端部为相反侧的端部也可连接于喷出侧导管32。
[0055][实施方式的概要]
[0056]总结以上的实施方式如下。
[0057]S卩,上述的实施方式所涉及的压缩装置包括:压缩部,用于压缩空气;排气阀,由马达驱动而进行开闭,且能够将从所述压缩部喷出的所述空气从所述压缩部的喷出侧导管释放至外部;以及急速开放阀,打开速度比所述排气阀快,且能够将所述喷出侧导管内的空气释放至外部。
[0058]根据该结构,在需要打开排气阀来将喷出侧导管内的空气释放至外部时,通过打开急速开放阀,能够迅速地将所述空气释放至外部。因此,在通过马达的驱动充分打开排气阀的期间,通过将喷出侧导管内的空气从急速开放阀释放至外部,能够抑制喷出侧导管内的压力或抑制压力的上升。
[0059]在所述压缩装置中,所述急速开放阀由电磁阀构成。
[0060]与由马达进行开闭驱动的阀相比,电磁阀的开闭速度更快,所以在需要打开排气阀来将喷出侧导管内的空气释放至外部时,通过打开该电磁阀,能够迅速地将所述空气释放至外部。
[0061]在所述压缩装置中,所述急速开放阀由利用流体的压力进行开闭的先导阀构成。
[0062]与由马达进行开闭驱动的阀相比,先导阀的开闭速度更快,所以在需要打开排气阀来将喷出侧导管内的空气释放至外部时,通过打开该先导阀,能够迅速地将所述空气释放至外部。
[0063]所述压缩装置还包括将从所述压缩部喷出的空气的一部分引导至所述先导阀的引导导管,其中,所述先导阀利用从所述压缩部喷出的空气的空气压而进行开闭。
[0064]根据该结构,即使不另外设置先导阀的开闭驱动用的空气供应源等,也能够使先导阀开闭。
[0065]所述压缩装置还包括使排出的空气的流量小于流入至所述先导阀的空气的流量的速度调整阀。
[0066]根据该结构,在关闭排气阀时,通过减小从先导阀排出的空气的流量来缓慢关闭该先导阀,能够防止喷出侧导管内的压力急剧上升。
[0067]产业上的可利用性
[0068]本发明提供即使在由马达进行排气阀的开闭驱动的情况下,也能够迅速地将压缩部的喷出侧导管内的空气释放至外部的压缩装置。
【权利要求】
1.一种压缩装置,其特征在于包括: 压缩部,用于压缩空气; 排气阀,由马达驱动而进行开闭,且能够将从所述压缩部喷出的所述空气从所述压缩部的喷出侧导管释放至外部;以及 急速开放阀,打开速度比所述排气阀快,且能够将所述喷出侧导管内的空气释放至外部。
2.根据权利要求1所述的压缩装置,其特征在于: 所述急速开放阀由电磁阀构成。
3.根据权利要求1所述的压缩装置,其特征在于: 所述急速开放阀由利用流体的压力进行开闭的先导阀构成。
4.根据权利要求3所述的压缩装置,其特征在于还包括: 将从所述压缩部喷出的空气的一部分引导至所述先导阀的引导导管,其中, 所述先导阀利用从所述压缩部喷出的空气的空气压而进行开闭。
5.根据权利要求4所述的压缩装置,其特征在于还包括: 使排出的空气的流量小于流入至所述先导阀的空气的流量的速度调整阀。
【文档编号】F04D27/00GK104154015SQ201310178943
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】吉冈彻 申请人:株式会社神户制钢所

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