[发明专利]多级压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及多级压缩机，涉及具有多台压缩机主体的多级压缩机。

背景技术

在吸入气体(例如空气)而生成压缩气体(例如压缩空气)的气体压缩机中，已知使多台压缩机主体的气体通路串联连接的所谓多级结构的压缩机(以下称为“多级压缩机”)。多级压缩机中，有采用使低压级压缩机主体的气体排出侧与高压级压缩机主体的气体吸入侧经由中间冷却器(intercooler)连接，进行2级压缩的结构的压缩机等。

在压缩机主体为1台的所谓单级压缩机中，不存在中间冷却器，因此配管部件也较少，从而主要在成本优势的方面有利。

另一方面，两级机进行中间冷却，压缩过程与单级压缩机相比更接近等温压缩，因此能够提高压缩效率，并且转子、壳体等各部件的温度更低，具有对于材料等而言耐热上的制约也较少这样的优点。

已知两级机中，使一级侧压缩机(低压级)的压缩比与2级侧压缩机(高压级)的压缩比相等时效率最高，从而，在两级机的设计中，一般以低压级的压缩比和高压级的压缩比在额定点相等的方式决定各级的速度。

另一方面，近年来出于节能的观点，较多使用在必要气体量变化时改变压缩机的运转速度来进行流量调整的变速机。此时，中间压损因气体量的变化而变化，因此例如气体量减少，中间压损降低时，高压级的吸入压力提高，成为与额定点不同的压力条件下的运转。结果，低压级与高压级的最佳速度比与额定点不同。一般而言，两级机中驱动源(例如电动机)为一个，并且对低压级和高压级的动力传递用一定增速比的齿轮对各级进行，因此不能够改变低压级与高压级的速度比。因此，部分负载使用时也存在不以最佳速度比运转的情况。

作为使低压级与高压级的运转速度比最佳的手段，有使各级的压缩机主体独立驱动的结构。JP3352187公开了低压级和高压级压缩机主体分别具有电动机，构成为能够独立驱动，检测中间压力，基于检测压力调整转速的运转方法。例如使用空气量减少、转速降低时，中间压力提高，因此在达到某个设定压力以上时从控制部对逆变器输出降低低压级压缩机主体的转速或者使高压级压缩机主体的转速上升的控制信号。根据JP3352187，在部分负载时也能够使各级的压缩比相等，能够实现效率良好的运转。

专利文献1：日本专利第3352187号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，JP3352187中，需要2台作为压缩机系统的主要部件的电动机。另外，用齿轮和皮带等增速时，它们的部件个数也会增加。这样，仅为了中间压力的优化，独立控制各级的转速，存在部件个数增加、材料费用和必要空间以及维护费用增加等各种课题。

另一方面，压缩机用户中，存在根据用途区分使用高压气体和低压气体的情况。此时，有时也单独具有高压用和低压用的压缩机，但是存在设置或安装面积增加、成本增加的课题。

关于这一点，也能够用1台压缩机实现两者的区分使用。例如有从压缩机生成高压的压缩气体，将其积存在贮存罐中，在需要低压的压缩气体时，减压至要求的压力而使用的情况等。采用这样减压的方法的情况下，会损失难得的高压压缩气体能量。

期望有更简便且高效率地获得压力不同的压缩气体的技术。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述问题，例如应用权利要求范围中记载的结构。即，一种多级压缩机，其至少具有第一压缩机主体和吸入上述第一压缩机主体排出的压缩气体并排出更高压的压缩气体的第二压缩机主体，该多级压缩机包括：驱动上述第一压缩机主体的第一驱动源；驱动上述第二压缩机主体的第二驱动源；使上述第一压缩机主体的排出侧与上述第二压缩机主体的吸入侧连接的中间配管；从上述中间配管分支的低压侧排出配管系统；配置于上述低压侧排出配管系统，对允许/禁止上述第一压缩机主体排出的压缩气体的流通进行切换的开闭阀；和控制上述第一驱动源和第二驱动源的驱动的控制装置，上述控制装置在上述开闭阀为开时仅驱动上述第一驱动源。