[发明专利]蒸汽驱动式压缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及蒸汽驱动式压缩装置。

背景技术

在使用由锅炉产生的蒸汽的装置中，一般而言，将锅炉产生的中压（例如1.2-1.6MPa）蒸汽利用减压阀减压后，将低压（例如0.8-0.9MPa）蒸汽供给至需要的设备。如果由减压阀对蒸汽减压，则相当于蒸汽的压力差的能量被废弃，因此，期望回收能量。

在专利文献1中记载了一种蒸汽驱动式压缩装置，其通过利用蒸汽驱动螺杆蒸汽膨胀机（蒸汽马达或蒸汽终端），使蒸汽的压力能量变换为旋转力而回收，并且利用该蒸汽膨胀机的旋转力来驱动螺杆压缩机（机头，air end），从而压缩空气。专利文献1的蒸汽驱动式压缩装置在向蒸汽膨胀机供给蒸汽的流路中设置蒸汽控制阀，通过将该控制阀进行PID控制使螺杆压缩机的输出流路的压力保持为一定，从而控制蒸汽膨胀机的转速。

在这样的蒸汽驱动式压缩装置中，在停止其运转的情况下，通过使蒸汽控制阀全闭，使得蒸汽膨胀机不产生驱动转矩。然而，在运转停止状态中，在螺杆压缩机的输出流路的压力高的情况下，该输出流路的压力产生使螺杆压缩机的转子逆转的转矩。也就是说，如果输出流路的压力高的话，螺杆压缩机将作为螺杆膨胀机进行动作而逆转。在蒸汽控制阀闭锁的状态下，蒸汽膨胀机不产生转矩，也不能够制止螺杆压缩机的旋转。因此，传统上的蒸汽驱动式压缩装置由于输出流路的压力而不能够防止螺杆压缩机逆转。

根据蒸汽驱动式压缩装置的构成，有时候不能够允许这样的螺杆压缩机的逆转。例如，在无油式螺杆压缩机中，有时采用称为螺旋密封的密封构造，其中，在转子轴或密封本体上设有螺丝扣，利用转子轴的旋转对轴承用润滑油或空气施加从转子室向轴承移动的压力。在这样的螺杆压缩机中，如果转子轴逆转，则螺旋密封将内部的轴承用润滑油通过设在螺旋密封附近的大气开放孔等排出至外部。

专利文献1 日本特开2009-250196号公报。

发明内容

鉴于前述问题，本发明的课题在于提供一种停止时不逆转的蒸汽驱动式压缩装置。

为了解决前述课题，本发明的蒸汽驱动式压缩装置具有：将蒸汽的膨胀力变换为旋转力的蒸汽膨胀机；由所述蒸汽膨胀机驱动来压缩对象气体的压缩机；从所述压缩机输出被压缩的所述对象气体的输出流路，所述输出流路具备止回阀；在所述止回阀的上游侧从所述输出流路分支的通风流路，所述通风流路通过通风阀向外部开放；其特征在于，具备：能够控制所述蒸汽膨胀机的所述蒸汽的流量的蒸汽控制阀；在所述止回阀的上游侧检测所述输出流路的压力的输出压力检测器；停止控制装置，在所述压缩机的驱动停止时，所述停止控制装置使所述通风阀开放，直到所述输出压力检测器的检测值变为给定的设定压力以下。

根据该构成，在压缩机停止时打开通风阀使压缩机的输出流路的压力充分地降低，因此在螺杆膨胀机的驱动转矩消失时，膨胀机不会由于输出流路的压力而逆转。

另外，在本发明的蒸汽驱动式压缩装置中也可以是，在所述压缩机的驱动停止时，所述停止控制装置一边使所述蒸汽控制阀的开度逐渐减小，一边使所述通风阀的开度逐渐增大。在这种情况下，在所述输出压力检测器的检测值变为给定的设定压力以下时，优选立刻使所述蒸汽控制阀和所述通风阀全闭。

根据该构成，使蒸汽控制阀逐渐闭锁，使得产生的驱动转矩逐渐减小，使通风阀逐渐开放，使得输出流路的压力逐渐减小。由此，能够使蒸汽膨胀机和压缩机的转速平滑地降低。另外，在输出流路的压力充分降低的情况下，立刻使蒸汽控制阀和通风阀全闭，使运转完全停止，不无端地消耗蒸汽。

另外，在本发明的蒸汽驱动式压缩装置中也可以是，在所述压缩机的驱动停止时，所述停止控制装置在给定的设定时间后以一定的速度使所述蒸汽控制阀闭锁以使得所述蒸汽控制阀变为全闭，同时在所述设定时间后，以一定的速度使所述通风阀开放以使得所述通风阀变为全开。在这种情况下，优选在所述输出压力检测器的检测值变为给定的设定压力以下时立刻使所述蒸汽控制阀和所述通风阀全闭。

根据该构成，能够在相等的时间跨度上更平衡地发生驱动转矩的减少和输出流路的压力降低，因此，能够使蒸汽膨胀机和压缩机的转速平滑地降低。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的蒸汽驱动式压缩装置的概略构成图。

图2是例示图1的蒸汽驱动式压缩装置的运转停止时的蒸汽控制阀和通风阀的开度变化的图。

图3是显示图1的蒸汽驱动式压缩装置的运转停止时的蒸汽控制阀和通风阀的开度变化、并且例示了输出压力比图2所示更早地下降的情况的图。