WO2024252690A1 - 気体圧縮機 - Google Patents

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WO2024252690A1
WO2024252690A1 PCT/JP2023/040140 JP2023040140W WO2024252690A1 WO 2024252690 A1 WO2024252690 A1 WO 2024252690A1 JP 2023040140 W JP2023040140 W JP 2023040140W WO 2024252690 A1 WO2024252690 A1 WO 2024252690A1
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WO
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drain discharge
drain
pressure sensor
discharge path
gas
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PCT/JP2023/040140
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English (en)
French (fr)
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笙太郎 佐野
紘太郎 千葉
航平 酒井
将 二階堂
岳廣 松坂
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

Definitions

  • the present invention relates to a gas compressor.
  • gas compressors in which gas compressed by the compressor body is cooled by a cooler, some are equipped with a mechanism for discharging drainage generated when the compressed gas is cooled. In such gas compressors, if drainage is not properly performed, the drainage will flow into the compressed gas path, causing a deterioration in the quality of the compressed gas.
  • a multi-stage gas compressor that has multiple compressor bodies and compresses gas in a first-stage compressor body and then further compresses it in a second-stage or later compressor body
  • the drainage generated when cooling the compressed gas in the first-stage compressor body is not properly discharged, the drainage will flow into the second-stage or later compressor bodies, causing problems such as damage to the second-stage or later compressor bodies.
  • Patent Document 1 describes a technology for detecting drain discharge failures in gas compressors. It describes that the drain discharge circuit of an air compressor is equipped with a strainer that removes foreign matter mixed into the drain, an on-off valve downstream of the strainer, and a pressure sensor that detects the pressure in the drain piping upstream of the strainer, and that if the pressure detection value detected by the pressure sensor when the on-off valve is open is not lower than the pressure detection value when the on-off valve is closed, it is determined that there is a discharge failure.
  • Patent Document 1 can detect when condensate cannot be discharged due to a blockage in the condensate discharge path downstream of the pressure sensor in the condensate discharge path, for example, in the strainer, on-off valve, or downstream piping, but it cannot determine at which point downstream of the pressure sensor the problem is occurring. Therefore, when a condensate discharge problem is detected, it is necessary to check all possible points that could be the cause.
  • Patent Document 1 does not determine the degree of clogging of the drain discharge path, such as whether the drain discharge path is completely clogged or whether there is a decrease but still space. Therefore, in cases where clogging gradually accumulates in the drain discharge path, it is not possible to address the cause before the drain discharge path becomes completely clogged.
  • the present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide technology that can detect the location and extent of drain discharge abnormalities.
  • one representative gas compressor of the present invention is a gas compressor including a compressor body that compresses gas, a compressed gas cooler that cools the compressed gas compressed by the compressor body, and a drain separator that separates drain from the compressed gas cooled by the compressed gas cooler, and is equipped with a drain discharge path that sends the drain separated by the drain separator to the outside of the gas compressor, a drain discharge valve that is provided in the drain discharge path and opens and closes at predetermined intervals to discharge the separated drain, a drain discharge path pressure sensor that is provided downstream of the drain discharge valve and measures the pressure in the drain discharge path, and a control unit that determines the location and degree of drain discharge abnormality based on the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor.
  • the present invention makes it possible to detect the location and extent of drain discharge abnormalities.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a two-stage gas compressor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a detailed configuration of a drain discharge section A in FIG. 1 .
  • 13 is a diagram showing an example of a pressure measured by a drain discharge path pressure sensor when drain is normally discharged.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when a blockage occurs in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor;
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when a complete blockage occurs in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor;
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a pressure measured by a drain discharge path pressure sensor when a drain discharge valve cannot be completely closed, etc. 13 is a diagram showing an example of pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when a blockage occurs in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when a blockage that makes it difficult to sufficiently discharge occurs in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of pressure measured by a drain discharge path pressure sensor when a high-pressure fluid enters the drain discharge path; FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when complete clogging occurs in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor;
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an abnormality detection process executed by a control unit of the two-stage gas compressor.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of an upstream recording process.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of an upstream side determination process.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of a downstream recording process.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of a downstream side determination process.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a yellow alert screen displayed on a monitor.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a red alert screen displayed on a monitor.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when clogging occurs in both the upstream and downstream sides of the drain discharge path pressure sensor;
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a pressure measured by the drain discharge path pressure sensor when a large amount of drain passes through the drain discharge path pressure sensor;
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of a two-stage gas compressor according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the configuration of a two-stage gas compressor according to a fifth embodiment.
  • Example 1 a two-stage gas compressor equipped with two compressor bodies will be described as an example of a multi-stage gas compressor having multiple compressor bodies that compress gas.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a two-stage gas compressor according to the first embodiment.
  • the two-stage gas compressor 100 has an intake port 1 for introducing outside air from the outside, a first-stage low-pressure stage compressor body 3 that first compresses the gas introduced from the outside, a compressed gas cooler 5 that cools the gas compressed by the low-pressure stage compressor body 3, and a drain separator 7 that separates drain from the compressed gas cooled by the compressed gas cooler 5.
  • the two-stage gas compressor 100 also has an intake gas path 2 that sends the gas introduced from the intake port 1 to the low-pressure stage compressor body 3, a compressed gas path 41 that sends the gas compressed in the low-pressure stage compressor body 3 to the compressed gas cooler 5, and a compressed gas path 42 that sends the compressed gas cooled in the compressed gas cooler 5 to the drain separator 7.
  • the low-pressure stage compressor body 3 has, for example, two pairs of screw rotors housed inside a casing, and is an oil-free type that does not contain lubricating oil in the compressed gas path inside the casing, but is not limited to this.
  • the compressed gas cooler 5 is, for example, a water-cooled type that exchanges heat between cooling water and compressed gas, but it may also be cooled using air, etc.
  • the two-stage gas compressor 100 has a second-stage high-pressure stage compressor body 4 that further compresses the gas compressed in the first-stage low-pressure stage compressor body 3, a compressed gas cooler 6 that cools the gas compressed in the high-pressure stage compressor body 4, and a drain separator 8 that separates drain from the compressed gas cooled in the compressed gas cooler 6.
  • the two-stage gas compressor 100 has a compressed gas path 43 that sends the compressed gas from the drain separator 7 to the high-pressure stage compressor main body 4, a compressed gas path 44 that sends the gas compressed in the high-pressure stage compressor main body 4 to the compressed gas cooler 6, a compressed gas path 45 that sends the compressed gas cooled in the compressed gas cooler 6 to the drain separator 8, and a compressed gas path 46 that sends the compressed gas from the drain separator 8 to an outlet outside the gas compressor.
  • the two-stage gas compressor 100 has a drain discharge section A that discharges the drain separated in the drain separator 7 to the outside of the two-stage gas compressor 100, and a drain discharge section B that discharges the drain separated in the drain separator 8 to the outside of the two-stage gas compressor 100.
  • FIG. 2 shows an example of the detailed configuration of the drain discharge section A in FIG. 1.
  • the drain discharge section A has a strainer 65 that removes foreign matter mixed into the drain separated by the drain separator 7, a drain discharge valve 13 that opens and closes at predetermined intervals to discharge the drain from which the foreign matter has been removed by the strainer 65, and an orifice 69 that discharges the drain discharged from the drain discharge valve 13 to the outside of the two-stage gas compressor 100.
  • the drain discharge section A also includes a drain discharge path 71 that sends the drain from the drain separator 7 to the drain discharge valve 13, a drain discharge path 72 that discharges the drain from the drain discharge valve 13 to the outside of the two-stage gas compressor 100, a drain discharge path 75 that bypasses the drain discharge valve 13 from the drain discharge path 71 to the drain discharge path 72, a check valve 63 that is located in the drain discharge path 71 and prevents backflow to the drain separator 7, a three-way valve 64 that is located downstream of the check valve 63 in the drain discharge path 71 and opens one of the path to the drain discharge valve 13 and the path to the drain discharge path 75 and closes the other, and a drain discharge path pressure sensor 17 that is located downstream of the drain discharge valve 13 and measures the pressure in the drain discharge path 72.
  • the drain discharge path pressure sensor 17 indicates a value other than atmospheric pressure when the three-way valve 64 opens the path to the drain discharge valve 13 and the drain discharge valve 13 is open, and indicates the value of atmospheric pressure in other cases.
  • the drain discharge section B has a strainer 68 that removes foreign matter mixed into the drain separated by the drain separator 8, a drain discharge valve 14 that opens and closes at predetermined intervals to discharge the drain from which the foreign matter has been removed by the strainer 68, and an orifice 70 that discharges the drain discharged from the drain discharge valve 14 to the outside of the two-stage gas compressor 100.
  • the drain discharge section B also has a drain discharge path 73 that sends the drain from the drain separator 8 to the drain discharge valve 14, a drain discharge path 74 that discharges the drain from the drain discharge valve 14 to the outside of the two-stage gas compressor 100, a drain discharge path 76 that bypasses the drain discharge valve 14 from the drain discharge path 73 to the drain discharge path 74, a check valve 66 that is in the drain discharge path 73 and prevents backflow to the drain separator 8, a three-way valve 67 that is provided downstream of the check valve 66 in the drain discharge path 73 and opens one of the paths to the drain discharge valve 14 and the drain discharge path 76 and closes the other, and a drain discharge path pressure sensor 18 that is provided downstream of the drain discharge valve 14 and measures the pressure in the drain discharge path 74.
  • the drain discharge path pressure sensor 18 indicates a value other than atmospheric pressure when the three-way valve 67 opens the path to the drain discharge valve 14 and the drain discharge valve 14 is open, and indicates the value of atmospheric pressure in other cases.
  • the two-stage gas compressor 100 has a compressed gas path pressure sensor 19 that measures the pressure in the compressed gas path 43 through which the compressed gas compressed in the low-pressure stage compressor main body 3 passes, a compressed gas path pressure sensor 20 that measures the pressure in the compressed gas path 46 through which the compressed gas compressed in the high-pressure stage compressor main body 4 passes, and an electric motor 9 that receives control commands from the control unit 10 and drives the low-pressure stage compressor main body 3 and the high-pressure stage compressor main body 4.
  • the two-stage gas compressor 100 has a power transmission unit 12 that transmits the power of the electric motor 9 to the low-pressure stage compressor main body 3 and the high-pressure stage compressor main body 4, and a control unit 10 that controls the electric motor 9 and collects data from the drain discharge path pressure sensor 17, the drain discharge path pressure sensor 18, the compressed gas path pressure sensor 19, and the compressed gas path pressure sensor 20.
  • the electric motor 9 is driven by a command from the control unit 10, and power is transmitted from the power transmission unit 12 to the low-pressure stage compressor main body 3 and the high-pressure stage compressor main body 4, and gas is sucked into the two-stage gas compressor 100 from the suction port 1 through the suction gas path 2 and compressed by the low-pressure stage compressor main body 3.
  • the compressed gas passes through the compressed gas path 41 and is sent to the compressed gas cooler 5.
  • the compressed gas becomes hot and is cooled by the compressed gas cooler 5.
  • Cooling causes the water vapor contained in the compressed gas to condense, generating drainage. Therefore, after cooling in the compressed gas cooler 5, the compressed gas and drainage are mixed together. If the compressed gas is supplied downstream in this mixed state, there is a risk of the equipment at the receiving end breaking down, so the drain separator 7 separates the drainage from the compressed gas cooled in the compressed gas cooler 5. By passing through the drain separator 7, the compressed gas is supplied to the high-pressure stage compressor main body 4 with a low moisture content, and the drainage passes through the drain discharge path 72 and is discharged from the drain discharge valve 13.
  • the gas further compressed in the high-pressure stage compressor main body 4 becomes hot, so it is cooled in the compressed gas cooler 6.
  • the compressed gas cooled in the compressed gas cooler 6 is separated into drains by the drain separator 8 and supplied downstream from the compressed gas path 46, and the drains are discharged from the drain discharge valve 14.
  • the drain separator 7 may be of a type that separates the compressed gas and drain through a filter, or a type that separates the compressed gas and drain by centrifugal separation.
  • the drain discharge valves 13 and 14 are controlled to open and close by the control unit 10, and the drain is pushed out by the compressed gas and discharged when the drain discharge valves 13 and 14 are opened.
  • drain discharge valve 13 and the drain discharge valve 14 may be controlled by the control unit 10 to open and close simultaneously, or may be controlled to open and close individually.
  • Possible causes of drainage failure in the compressed gas cooler 5 include clogged strainer 65, malfunction of drainage valve 13, clogged orifice 69, improper construction of drain piping, etc., which can cause drainage to not be discharged properly.
  • drain is generated in the compressed gas cooler 6 as in the compressed gas cooler 5. If drain discharge failure occurs here, it will not directly affect the equipment in the two-stage gas compressor 100, but it will affect downstream equipment connected to the compressed gas path 46. For this reason, a drain discharge section B similar to the drain discharge section A of the compressed gas cooler 5 is provided, but with regard to the drain discharge path of the compressed gas cooler 6, the drain discharge path pressure sensor 18 and the drain discharge abnormality detection process using this, described below, are not necessary if the only purpose is to prevent malfunctions in the two-stage gas compressor 100.
  • the upper graph shows the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 with a solid line, and the pressure measured by the compressed gas path pressure sensor 19 with a dotted line.
  • the lower graph shows the timing when the drain discharge valve 13 opens.
  • Figure 3 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when the drain is being discharged normally.
  • the drain discharge valve 13 repeatedly opens and closes.
  • the pressure at the drain discharge path pressure sensor 17 rises to a value below the pressure at the compressed gas path pressure sensor 19 when the drain discharge valve 13 opens, and returns to atmospheric pressure when the drain discharge valve 13 closes.
  • the slope of the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 becomes gentler as it approaches the pressure of the compressed gas path pressure sensor 19, so it can be clearly seen that the time during which the pressure of the drain discharge path pressure sensor 17 is sufficiently close to the pressure of the compressed gas path pressure sensor 19 is shorter than the time during which the drain discharge valve 13 is open (e.g., 2 seconds).
  • the ratio of the value of the drain discharge path pressure sensor 17 to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 is within the range when drain is being discharged normally. How close the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 varies depending on the orifice diameter of the orifice 69, the configuration of the drain discharge path outside the two-stage gas compressor 100, the amount of drain generated, etc.
  • Figure 4 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when a blockage occurs in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • Figure 5 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 is completely clogged.
  • drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 is completely clogged.
  • a complete blockage of the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 would occur, for example, when the drain discharge valve 13 cannot be opened or when the strainer 65 is completely clogged.
  • Figure 6 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when the drain discharge valve 13 does not close completely.
  • Figure 7 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when a blockage occurs in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • Figure 8 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when a blockage that makes it difficult to sufficiently discharge has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • Figure 9 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when high-pressure fluid enters the drain discharge path.
  • Figure 10 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 is completely clogged.
  • the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is always as high as the value of the compressed gas path pressure sensor 19 regardless of whether the drain discharge valve is open or closed.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of an abnormality detection process executed by the control unit 10 of the two-stage gas compressor 100.
  • the process in FIG. 11 begins after a predetermined number of seconds have passed since the start of operation of the two-stage gas compressor 100 and drainage has begun to occur, and the process of collecting data, performing calculations, and determining whether drainage has failed in steps S102 to S107 is repeated at specified intervals.
  • the specified intervals are set in advance to be shorter than the time that the drainage valve 13 is open.
  • control unit 10 acquires the pressure values measured by the drain discharge path pressure sensor 17 and the compressed gas path pressure sensor 19 (step S102), and inputs the value of the drain discharge path pressure sensor 17 into variable N1 and the value of the compressed gas path pressure sensor 19 into variable M1 (step S103).
  • step S104 an upstream recording process is executed (step S104) to collect data on the upstream blockage of the drain discharge path pressure sensor 17, and then an upstream determination process is executed (step S105) to determine the presence and extent of blockage of the upstream side of the drain discharge path pressure sensor 17 based on the data collected in step S104.
  • step S106 a downstream recording process is executed (step S106) to collect data on clogging downstream of the drain discharge path pressure sensor 17, and then a downstream determination process is executed (step S107) to determine the presence or absence and the degree of clogging downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 based on the data collected in step S106, and the process returns to step S102.
  • upstream processing of steps S104 and S105 may be performed.
  • variables U1, U2, U3, D1, D2, D3, and D4 are used, all with an initial value of 0. These variables act as counters that increment the variables by 1 when certain conditions are met, and reset the values to 0 when certain conditions are met.
  • the variables U1, U2, U3, D1, D2, and D3 may be incremented each time, which indicates that a certain state is continuing.
  • a yellow alert is output when the drain discharge path is clogged but the two-stage gas compressor 100 is operable, and a red alert is output when the operation of the two-stage gas compressor 100 is stopped due to an abnormality in the drain discharge path.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the upstream recording process in step S104 of FIG. 11, and FIG. 13 is a flowchart showing an example of the upstream determination process in step S105 of FIG. 11.
  • the processing in Figures 12 and 13 is used to determine whether there is a malfunction upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 (the drain discharge path 71 side).
  • the control unit 10 compares the value of N1 with the value obtained by multiplying the value of M1 by a predetermined first constant smaller than 1, and determines whether the value of N1 is smaller than the value obtained by multiplying the value of M1 by the first constant (step S121).
  • the first constant is set in order to determine whether the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19. "Sufficiently close” means that, as explained in FIG. 3, the ratio of the value of the drain discharge path pressure sensor 17 to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 is within the range when the drain is being normally discharged.
  • step S121 If in step S121 the value of N1 is smaller than the value of M1 multiplied by the first constant, 1 is added to variable U1 (step S122) and the process proceeds to step S124. On the other hand, if in step S121 the value of N1 is equal to or greater than the value of M1 multiplied by the first constant, variable U1 is set to 0 (step S123) and the process proceeds to step S124. As a result, if variable U1 is added when drain discharge valve 13 is closed, and the value of drain discharge path pressure sensor 17 rises sufficiently when drain discharge valve 13 opens, it will not be determined as an abnormality.
  • control unit 10 compares the value of N1 with the maximum value of the measurement error of the drain discharge path pressure sensor 17, and determines whether the value of N1 is smaller than the maximum value of the measurement error of the drain discharge path pressure sensor 17 (step S124).
  • the waveform of the drain discharge line pressure sensor 17 will not rise above atmospheric pressure or will rise only slightly, and it can be inferred that a complete blockage has occurred in the drain discharge line upstream of the drain discharge line pressure sensor 17.
  • step S124 If, in step S124, the value of N1 is less than the maximum value of the measurement error of the drain discharge path pressure sensor 17, 1 is added to the variable U2 (step S125), and the process proceeds to step S127. On the other hand, if, in step S124, the value of N1 is greater than or equal to the maximum value of the measurement error of the drain discharge path pressure sensor 17, the variable U2 is set to 0 (step S126), and the process proceeds to step S127.
  • the control unit 10 compares the value of N1 with the value obtained by multiplying the value of M1 by a second predetermined constant smaller than 1, and determines whether the value of N1 is greater than the value obtained by multiplying the value of M1 by a second predetermined constant smaller than 1 (step S127).
  • the second constant is set to a value smaller than 1 and higher than 0 so that the value obtained by multiplying the value of M1 by the second constant is greater than the atmospheric pressure.
  • step S127 If, in step S127, the value of N1 is greater than the value of M1 multiplied by the second constant, 1 is added to variable U3 (step S128), and the process ends. On the other hand, if, in step S127, the value of N1 is equal to or less than the value of M1 multiplied by the second constant, variable U3 is set to 0 (step S129), and the process ends.
  • control unit 10 determines whether the value of the variable U1 exceeds a specified number of times (step S132).
  • the specified number of times is set to a value that is at least greater than the number of times the process of FIG. 11 is repeated between the opening of the drain discharge valve 13 and the next opening of the drain discharge valve 13.
  • step S132 If the value of variable U1 exceeds the specified number of times in step S132, as shown in FIG. 4, it is determined that the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is not sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 when the drain discharge valve 13 opens, and there is a blockage in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17, and a yellow alert is output (step S133), and the process proceeds to step S134. On the other hand, if the value of variable U1 exceeds the specified number of times in step S132, the process proceeds to step S134.
  • control unit 10 determines whether the value of variable U2 exceeds a specified number of times (step S134).
  • step S134 the value of variable U2 exceeds the specified number of times, as shown in FIG. 5, the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 shows no or very little increase from atmospheric pressure, and it is determined that there is a complete blockage in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17, a red alert is output (step S135), and the process proceeds to step S136.
  • step S134 the value of variable U2 does not exceed the specified number of times, the process proceeds to step S136.
  • control unit 10 determines whether the value of variable U3 exceeds a specified number of times (step S136).
  • variable U3 exceeds the specified number of times in step S136, as shown in FIG. 6, regardless of whether drain discharge valve 13 is open or closed, the waveform of drain discharge path pressure sensor 17 always exceeds atmospheric pressure, it is determined that drain discharge valve 13 is not completely closed, a yellow alert is output (step S137), and the process ends. On the other hand, if the value of variable U3 does not exceed the specified number of times in step S136, the process ends.
  • step S137 In order to distinguish from downstream discharge abnormalities determined in step S157 of FIG. 15 described later, it is preferable that the specified number of times of step S137 is sufficiently longer than the specified number of times of step S157.
  • drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 If the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 is completely clogged, it is not possible to determine whether the downstream drain discharge path is normal or not. Therefore, if a red alert is output indicating complete clog on the upstream side, the downstream side is also checked for clogs.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the downstream recording process in step S106 of FIG. 11, and FIG. 15 is a flowchart showing an example of the downstream determination process in step S107 of FIG. 11.
  • the processing in Figures 14 and 15 is used to determine whether there is a malfunction downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 (the drain discharge path 72 side).
  • control unit 10 compares the value of N1 with the value obtained by multiplying the value of M1 by a third constant that is greater than 1, and determines whether the value of N1 is greater than the value obtained by multiplying the value of M1 by the third constant (step S140).
  • the third constant is set to a value greater than 1 so that it can be determined that the value of N1 is clearly greater than the value of M2.
  • the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when the drain discharge valve 13 is open is clearly higher than the pressure measured by the compressed gas path pressure sensor 19, and it can be inferred that high-pressure fluid is flowing back into the drain discharge path 72 from a path external to the two-stage gas compressor 100 that has a higher pressure than the pressure of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • step S140 If, in step S140, the value of N1 is greater than the value of M1 multiplied by the third constant, 1 is added to variable D1 (step S141) and the process proceeds to step S143. On the other hand, if, in step S140, the value of N1 is less than or equal to the value of M1 multiplied by the third constant, variable D1 is set to 0 (step S142) and the process proceeds to step S143.
  • control unit 10 compares the value of N1 with the value obtained by multiplying the value of M1 by a predetermined first constant that is smaller than 1, and determines whether the value of N1 is greater than the value obtained by multiplying the value of M1 by a predetermined first constant that is smaller than 1 (step S143).
  • the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is always as high as the value of the compressed gas path pressure sensor 19, and it can be inferred that a complete blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • step S143 If, in step S143, the value of N1 is greater than the value obtained by multiplying the value of M1 by a first predetermined constant that is less than 1, 1 is added to variable D2 (step S144) and the process proceeds to step S146. On the other hand, if, in step S143, the value of N1 is equal to or less than the value obtained by multiplying the value of M1 by a first predetermined constant that is less than 1, variable D2 is set to 0 (step S145) and the process proceeds to step S148.
  • control unit 10 determines whether the variable D2 is equal to a specified number of times (step S146). This specified number of times is set to a value that is less than the number of times the process of FIG. 11 is repeated while the drain discharge valve 13 is open, and that will not cause the variable D2 to reach the specified number of times while the drain is being discharged normally.
  • step S146 If, in step S146, variable D2 is equal to the specified number of times, 1 is added to variable D4 (step S147), and the process proceeds to step S148. On the other hand, if, in step S146, variable D2 is not equal to the specified number of times, the process proceeds to step S148.
  • variable D2 is equal to the specified number of times. If the state in which variable D2 is equal to the specified number of times continues, as shown in FIG. 7, the time during which the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 is long, approaching the time during which the drain discharge valve 13 is open, and it can be inferred that a blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • This process is performed to detect a state in which the pressure at the drain discharge path pressure sensor 17 increases suddenly due to a narrowing of the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17, but when the drain discharge valve 13 closes, the pressure starts to decrease.
  • Clogs in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17 can be determined by observing for a specified period of time that the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is lower than normal.
  • the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 rises sharply when the drain discharge valve 13 opens, and returns to near atmospheric pressure when the drain discharge valve 13 closes, so it is necessary to observe the sudden rise in the value of the drain discharge path pressure sensor 17 multiple times. For this reason, it is appropriate to use the variable D4 as described above, and add 1 to variable D4 only when variable D2 has reached a specified number of times.
  • variable D4 may not be used and a yellow alert may be output when D2 exceeds a specified number of times.
  • the control unit 10 compares the value of N1 with the value obtained by multiplying the value of M1 by a second constant that is smaller than 1 and is determined in advance, and determines whether the value of N1 is greater than the value obtained by multiplying the value of M1 by the second constant (step S148).
  • the second constant is set to a value smaller than 1 and higher than 0 so that the value obtained by multiplying the value of M1 by the second constant is greater than the atmospheric pressure.
  • variable D2 is equal to the specified number of times
  • the value of N1 is greater than the value of M1 multiplied by a predetermined second constant smaller than 1
  • the value of the drain discharge path pressure sensor 17 has been sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 for a long time, approaching the time when the drain discharge valve 13 is open, and the value of the drain discharge path pressure sensor 17 always exceeds atmospheric pressure regardless of whether the drain discharge valve 13 is open or closed, and it can be inferred that a blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 that makes it difficult to sufficiently discharge the drain.
  • step S148 If, in step S148, the value of N1 is greater than the value of M1 multiplied by the second constant, 1 is added to variable D3 (step S149), and the process ends. On the other hand, if, in step S148, the value of N1 is equal to or less than the value of M1 multiplied by the second constant, variable D3 is set to 0 (step S150), and the process ends.
  • control unit 10 determines whether the value of variable D1 exceeds 1 (step S153).
  • step S153 If the value of variable D1 exceeds 1 in step S153, as shown in FIG. 9, the pressure measured by drain discharge path pressure sensor 17 when drain discharge valve 13 is opened is clearly higher than the pressure measured by compressed gas path pressure sensor 19, and it is determined that high-pressure fluid is flowing back into drain discharge path 72 from a path outside two-stage gas compressor 100 having a higher pressure than the pressure of drain discharge path pressure sensor 17, and a red alert is output (step S154), and the process proceeds to step S155. On the other hand, if the value of variable D1 does not exceed 1 in step S153, the process proceeds to step S155.
  • control unit 10 determines whether the value of variable D4 exceeds a specified number of times (step S155). This specified number of times is set to a value of 2 or more.
  • step S155 If the value of variable D4 exceeds the specified number of times in step S155, as shown in FIG. 7, the time during which the value of the drain discharge path pressure sensor 17 has been sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 is long, and the time during which the drain discharge valve 13 is close to being open is approaching, and it is determined that a blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17, a yellow alert is output (step S156), and the process proceeds to step S157. On the other hand, if the value of variable D4 does not exceed the specified number of times in step S155, the process proceeds to step S159.
  • step S157 the control unit 10 determines whether the value of the variable D3 exceeds a specified number of times. This specified number of times is set to a value that is at least greater than the number of times the process in FIG. 11 is repeated between the opening of the drain discharge valve 13 and the next opening of the drain discharge valve 13.
  • step S157 If the value of variable D3 exceeds the specified number of times in step S157, as shown in FIG. 8, the time during which the value of the drain discharge path pressure sensor 17 has been sufficiently close to the value of the compressed gas path pressure sensor 19 has been long, and is approaching the time during which the drain discharge valve 13 is open. In addition, regardless of whether the drain discharge valve 13 is open or closed, the value of the drain discharge path pressure sensor 17 always exceeds atmospheric pressure. It is determined that a blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 that makes it difficult to sufficiently discharge the drain, a red alert is output (step S158), and the process proceeds to step S159. On the other hand, if the value of variable D3 does not exceed the specified number of times in step S157, the process proceeds to step S159.
  • step S159 the control unit 10 determines whether the value of variable D2 exceeds a specified number of times.
  • step S159 If the value of variable D2 exceeds the specified number of times in step S159, as shown in FIG. 10, it is determined that the value of the drain discharge path pressure sensor 17 is always as high as the value of the compressed gas path pressure sensor 19 regardless of whether the drain discharge valve is open or closed, and a complete blockage has occurred in the drain discharge path downstream of the drain discharge path pressure sensor 17, a red alert is output (step S160), and the process ends. On the other hand, if the value of variable D2 exceeds the specified number of times in step S159, the process ends.
  • FIG. 16 shows an example of a yellow alert screen displayed on monitor 98
  • FIG. 17 shows an example of a red alert screen displayed on monitor 98.
  • the yellow alert in Figure 16 is output when the drain discharge path is clogged but the two-stage gas compressor 100 is operable.
  • the yellow alert shows the location where the clog has occurred.
  • the red alert in FIG. 17 is output when the operation of the two-stage gas compressor 100 is stopped due to an abnormality in the drain discharge path.
  • the red alert the location of the blockage and the fact that drain cannot be discharged are clearly displayed on the monitor, and the control unit 10 stops the operation of the two-stage gas compressor 100.
  • the drain discharge valve 13 opens and closes at a predetermined interval, and the control unit 10 determines the location and extent of the drain discharge abnormality based on the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 that measures the pressure in the drain discharge path 72, thereby making it possible to detect the location and extent of the drain discharge abnormality.
  • Example 2 The configuration of the two-stage gas compressor in Example 2 is the same as that in Example 1.
  • Example 2 the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 shown in Figures 3 to 10 is displayed on the monitor 98, allowing the operator to check in detail the location and extent of the blockage in the drain discharge path.
  • Example 1 if a yellow alert is output due to a blockage upstream of the drain discharge path pressure sensor 17, there are two possible cases where the detailed state of the drain discharge path cannot be determined using the abnormality detection process in FIG. 11. In Example 2, this can be confirmed from the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 displayed on the monitor 98.
  • the first pattern is when both the upstream and downstream of the drain discharge path pressure sensor 17 are clogged, but the fluid can pass through the piping.
  • a yellow alert is output, indicating that there is a clog in the drain discharge path upstream of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • a waveform like that shown in FIG. 18 is displayed on the monitor 98.
  • FIG. 18 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when blockages occur in both the upstream and downstream drain discharge paths of the drain discharge path pressure sensor 17.
  • the value of the drain discharge path pressure sensor 17 does not increase until it is determined that the drain is being normally discharged. Also, the pressure of the drain discharge path pressure sensor 17 and the pressure of the compressed gas path pressure sensor 19 are sufficiently close to each other for a long time.
  • the second pattern is when the drain discharge path is not clogged, but a large amount of drain passes through the drain discharge path pressure sensor 17.
  • a large amount of drain passes through the drain discharge path pressure sensor 17.
  • a waveform like that shown in FIG. 19 is displayed on the monitor 98.
  • Figure 19 shows an example of the pressure measured by the drain discharge path pressure sensor 17 when a large amount of drain passes through the drain discharge path pressure sensor 17.
  • the second pattern occurs when, for example, the surroundings of the two-stage gas compressor 100 are hot and humid, resulting in the generation of a large amount of drain.
  • the drain discharge valve 13 may be open for a short period of time, and this can be addressed by changing the setting to lengthen this time.
  • the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 is displayed on the monitor 98, allowing the operator to check in detail the location and extent of the blockage in the drain discharge path.
  • Example 3 is similar to Example 1 in that it executes the anomaly detection process shown in FIG. 11.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the configuration of a two-stage gas compressor 100 according to the third embodiment.
  • the two-stage gas compressor 100 in FIG. 20 differs from FIG. 1 only in that it has a temperature sensor 77 and a humidity sensor 78 in the intake port 1 through which outside air is introduced.
  • the same components as in FIG. 1 are given the same reference numerals and their explanations are omitted.
  • the temperature sensor 77 and humidity sensor 78 measure the temperature and humidity, respectively, of the outside air introduced from outside through the air intake 1.
  • the first constant used in the abnormality detection process is made variable depending on the values measured by the temperature sensor 77 and the humidity sensor 78.
  • the amount of drainage generated can be estimated from the temperature and humidity of the outside air introduced from the outside, and the constant used to determine the state of the drainage discharge path is changed according to the behavior when a large amount of drainage is generated and the behavior when very little drainage is generated. For example, when the outside air is hot and humid, it is estimated that a large amount of drain will flow, and in this case, the value of the drain discharge path pressure sensor 17 may not increase more than usual. Therefore, by lowering the first constant used when determining whether there is a blockage on the upstream side of the drain discharge path pressure sensor 17, it is possible to prevent a false determination that there is a blockage on the upstream side.
  • the third embodiment by changing the constants used in the abnormality detection process based on the outside air temperature and humidity, it becomes possible to judge drain discharge abnormalities according to the amount of drain generated, thereby reducing the occurrence rate of erroneous judgments
  • Example 4 is similar to Example 1 in that the location and extent of the blockage in the drain discharge path is determined from the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17, but the abnormality detection process of FIG. 11 is not executed. Instead, the location and extent of the blockage is determined from the waveform of the drain discharge path pressure sensor 17 displayed on the monitor 98 by waveform judgment using machine learning, and an alert is displayed on the monitor 98 according to the settings.
  • This waveform determination does not need to be performed constantly; it can be performed based on the waveform shape at set time intervals, or at any timing.
  • the location and degree of drain discharge abnormality can be detected from the complex waveform pattern of the drain discharge path pressure sensor 17 without the need for operator confirmation.
  • Example 5 is similar to Example 1 in that it executes the anomaly detection process shown in FIG. 11.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the configuration of a two-stage gas compressor 100 according to a fifth embodiment.
  • the two-stage gas compressor 100 in FIG. 21 differs from FIG. 1 only in that it has an antenna 99 that allows communication from the control unit 10 to the outside.
  • the same components as in FIG. 1 are given the same reference numerals and their explanations are omitted.
  • the results of the abnormality detection process in FIG. 11 that is detected as an abnormality in the drain discharge path are transmitted to an external device via an antenna 99. This allows the person in charge of maintenance of the two-stage gas compressor 100 to be notified of the abnormality in the drain discharge path and to take immediate action.
  • the two-stage gas compressor 100 has a function of notifying the outside of the location and the degree of the drain discharge abnormality, so that the location and the degree of the drain discharge abnormality can be notified to an operator at an early stage. This makes it possible to prepare the necessary measures and parts to be replaced earlier depending on the location and the degree of the drain discharge abnormality, and to deal with the drain discharge abnormality.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

ドレン排出異常の位置及び程度を検知することができる技術を提供する。　二段気体圧縮機１００は、気体を圧縮する低圧段圧縮機本体３と、低圧段圧縮機本体３により圧縮された圧縮気体を冷却する圧縮気体冷却器５と、圧縮気体冷却器５で冷却された圧縮気体からドレンを分離するドレン分離器７と、ドレン分離器７で分離されたドレンを二段気体圧縮機１００の外部へ送るドレン排出経路７１，７２と、予め定められた間隔で開閉して分離されたドレンを排出するドレン排出弁１３と、ドレン排出弁１３の下流に設けられ、ドレン排出経路７２内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサ１７と、ドレン排出経路圧力センサ１７により測定された圧力に基づいてドレンの排出異常の位置及び程度を判定する制御部１０とを備える。

Description

気体圧縮機
本発明は、気体圧縮機に関する。
　圧縮機本体により圧縮した気体を冷却器により冷却する気体圧縮機において、圧縮気体の冷却時に発生するドレンを排出する機構を備えるものが知られている。このような気体圧縮機において、ドレンの排出が正常に行われない場合、ドレンが圧縮気体の経路に流入し、圧縮気体の質が低下するという問題がある。
　また、特に複数の圧縮機本体を有し、一段目の圧縮機本体で圧縮した気体をさらに二段目以降の圧縮機本体で圧縮する多段気体圧縮機では、一段目の圧縮機本体の圧縮気体の冷却時に発生したドレンの排出が正常に行われない場合、二段目以降の圧縮機本体へとドレンが流入し、二段目以降の圧縮機本体の損傷等の問題が発生する。
　気体圧縮機においてドレン排出不良を検出する技術として、特許文献１がある。特許文献１には、空気圧縮機のドレン排出回路において、ドレンに混入する異物を除去するストレーナと、その下流側の開閉弁と、ストレーナより上流側にドレン配管内の圧力を検出する圧力センサを備え、開閉弁の開時の圧力センサで検出した圧力検出値が、閉時の圧力検出値と比較して、低くならない場合に排出不良と判断することが記載されている。
特開２０１４－１４５３２５号公報
　特許文献１の技術では、ドレン排出経路における圧力センサより下流側、例えば、ストレーナ、開閉弁、その下流側の配管等において、ドレン排出経路の詰まりなどによりドレンが排出できなくなったことを検知することは可能であるが、圧力センサの下流側のどの個所において問題が発生しているのかを判断することはできない。そのため、ドレンの排出不良が検知された場合、原因となり得る全ての個所を確認していく必要がある。
　また、特許文献１の技術では、ドレン排出経路が完全に詰まっている状態か、減少こそしているが空間はある状態か、などのドレン排出経路の詰まりの程度については判断をしていない。そのため、ドレン排出経路に徐々に詰まりが蓄積していくような場合に、ドレン排出経路が完全に詰まる前にその原因に対処することができない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ドレン排出異常の位置及び程度を検知することができる技術を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、代表的な本発明の気体圧縮機の一つは、気体を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機本体により圧縮された圧縮気体を冷却する圧縮気体冷却器と、圧縮気体冷却器で冷却された圧縮気体からドレンを分離するドレン分離器とを備える気体圧縮機において、ドレン分離器で分離されたドレンを気体圧縮機の外部へ送るドレン排出経路と、ドレン排出経路に設けられ予め定められた間隔で開閉して分離されたドレンを排出するドレン排出弁と、ドレン排出弁の下流に設けられドレン排出経路内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサと、ドレン排出経路圧力センサにより測定された圧力に基づいてドレンの排出異常の位置及び程度を判定する制御部とを備える。
　本発明によれば、ドレン排出異常の位置及び程度を検知することができる。
　上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例１の二段気体圧縮機の構成の一例を示す図である。 図１のドレン排出部Ａの詳細構成の一例を示す図である。 ドレンが正常に排出されている場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの上流側のドレン排出経路に詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの上流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出弁が完全に閉じ切らなくなった場合等に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの下流側のドレン排出経路に詰まりが発生した場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの下流側のドレン排出経路で十分排出困難な詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路に高圧の流体が侵入した場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの下流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生した場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 二段気体圧縮機の制御部で実行される異常検出処理の一例を示すフローチャートである。 上流側記録処理の一例を示すフローチャートである。 上流側判定処理の一例を示すフローチャートである。 下流側記録処理の一例を示すフローチャートである。 下流側判定処理の一例を示すフローチャートである。 モニターに表示されるイエローアラートの画面例を示す図である。 モニターに表示されるレッドアラートの画面例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサの上流側及び下流側のドレン排出経路の両方に詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 ドレン排出経路圧力センサに大量のドレンが通過する場合に、ドレン排出経路圧力センサで測定される圧力の一例を示す図である。 実施例３の二段気体圧縮機の構成の一例を示す図である。 実施例５の二段気体圧縮機の構成の一例を示す図である。
　以下、図面を用いて実施例について説明する。
　実施例１では、気体を圧縮する圧縮機本体を複数有する多段気体圧縮機のうち、圧縮機本体を２つ搭載している二段気体圧縮機を一例として説明する。
　図１は、実施例１の二段気体圧縮機の構成の一例を示す図である。
　二段気体圧縮機１００は、外部から外気を導入する吸込み口１と、外部から導入された気体を最初に圧縮する１段目の低圧段圧縮機本体３と、低圧段圧縮機本体３で圧縮された気体を冷却する圧縮気体冷却器５と、圧縮気体冷却器５で冷却された圧縮気体からドレンを分離するドレン分離器７とを有する。
　また、二段気体圧縮機１００は、吸込み口１から導入された気体を低圧段圧縮機本体３に送る吸込み気体経路２と、低圧段圧縮機本体３で圧縮された気体を圧縮気体冷却器５に送る圧縮気体経路４１と、圧縮気体冷却器５で冷却された圧縮気体をドレン分離器７に送る圧縮気体経路４２とを有する。
　低圧段圧縮機本体３は、例えば、ケーシング内部に収められた２対のスクリューロータを有し、ケーシング内の圧縮気体経路に潤滑油を含まないオイルフリー式であるが、これに限定されない。
　圧縮気体冷却器５は、例えば、冷却水と圧縮気体との熱交換を行う水冷式であるが、空気等を利用した冷却であってもよい。
　さらに、二段気体圧縮機１００は、１段目の低圧段圧縮機本体３で圧縮された気体をさらに圧縮する２段目の高圧段圧縮機本体４と、高圧段圧縮機本体４で圧縮された気体を冷却する圧縮気体冷却器６と、圧縮気体冷却器６で冷却された圧縮気体からドレンを分離するドレン分離器８とを有する。
　さらに、二段気体圧縮機１００は、ドレン分離器７からの圧縮気体を高圧段圧縮機本体４に送る圧縮気体経路４３と、高圧段圧縮機本体４で圧縮された気体を圧縮気体冷却器６に送る圧縮気体経路４４と、圧縮気体冷却器６で冷却された圧縮気体をドレン分離器８に送る圧縮気体経路４５と、ドレン分離器８からの圧縮気体を気体圧縮機外部の取り出し口に送る圧縮気体経路４６とを有する。
　さらに、二段気体圧縮機１００は、ドレン分離器７で分離されたドレンを二段気体圧縮機１００の外部へ排出するドレン排出部Ａと、ドレン分離器８で分離されたドレンを二段気体圧縮機１００の外部へ排出するドレン排出部Ｂとを有する。
　図２は、図１のドレン排出部Ａの詳細構成の一例を示す図である。
　ドレン排出部Ａは、ドレン分離器７で分離されたドレンに混入する異物を除去するストレーナ６５と、予め定められた間隔で開閉してストレーナ６５で異物を除去されたドレンを排出するドレン排出弁１３と、ドレン排出弁１３から排出されたドレンを二段気体圧縮機１００の外部へ排出するオリフィス６９とを有する。
　また、ドレン排出部Ａは、ドレン分離器７からドレンをドレン排出弁１３に送るドレン排出経路７１と、ドレン排出弁１３からドレンを二段気体圧縮機１００の外部に排出するドレン排出経路７２と、ドレン排出経路７１からドレン排出経路７２までドレン排出弁１３を迂回する経路となるドレン排出経路７５と、ドレン排出経路７１中にありドレン分離器７への逆流を防ぐ逆止弁６３と、ドレン排出経路７１中の逆止弁６３より下流に設けられ、ドレン排出弁１３への経路及びドレン排出経路７５への経路の一方を開き一方を閉じる三方弁６４と、ドレン排出弁１３の下流に設けられドレン排出経路７２内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサ１７とを有する。
　ドレン排出経路圧力センサ１７は、三方弁６４がドレン排出弁１３への経路を開いておりドレン排出弁１３が開いている場合には大気圧以外の値を示し、それ以外の場合には大気圧の値を示す。
　図１に戻り、ドレン排出部Ｂは、ドレン分離器８で分離されたドレンに混入する異物を除去するストレーナ６８と、予め定められた間隔で開閉してストレーナ６８で異物を除去されたドレンを排出するドレン排出弁１４と、ドレン排出弁１４から排出されたドレンを二段気体圧縮機１００の外部へ排出するオリフィス７０とを有する。
　また、ドレン排出部Ｂは、ドレン分離器８からドレンをドレン排出弁１４に送るドレン排出経路７３と、ドレン排出弁１４からドレンを二段気体圧縮機１００の外部に排出するドレン排出経路７４と、ドレン排出経路７３からドレン排出経路７４までドレン排出弁１４を迂回する経路となるドレン排出経路７６と、ドレン排出経路７３中にありドレン分離器８への逆流を防ぐ逆止弁６６と、ドレン排出経路７３中の逆止弁６６より下流に設けられ、ドレン排出弁１４への経路及びドレン排出経路７６への経路の一方を開き一方を閉じる三方弁６７と、ドレン排出弁１４の下流に設けられドレン排出経路７４内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサ１８とを有する。
　ドレン排出経路圧力センサ１８は、三方弁６７がドレン排出弁１４への経路を開いておりドレン排出弁１４が開いている場合には大気圧以外の値を示し、それ以外の場合には大気圧の値を示す。
　さらに、二段気体圧縮機１００は、低圧段圧縮機本体３で圧縮された圧縮気体が通る圧縮気体経路４３内の圧力を測定する圧縮気体経路圧力センサ１９と、高圧段圧縮機本体４で圧縮された圧縮気体が通る圧縮気体経路４６内の圧力を測定する圧縮気体経路圧力センサ２０と、制御部１０からの制御指令を受け低圧段圧縮機本体３と高圧段圧縮機本体４を駆動する電動機９とを有する。
　さらに、二段気体圧縮機１００は、電動機９の動力を低圧段圧縮機本体３と高圧段圧縮機本体４に伝える動力伝達部１２と、電動機９を制御するともに、ドレン排出経路圧力センサ１７とドレン排出経路圧力センサ１８と圧縮気体経路圧力センサ１９と圧縮気体経路圧力センサ２０のデータを収集する制御部１０とを有する。
　二段気体圧縮機１００における気体の圧縮からドレンが排出されるまでの流れの一例を、図１を用いて説明する。
　二段気体圧縮機１００の運転が開始されると、制御部１０からの指令により電動機９が駆動し、動力伝達部１２から低圧段圧縮機本体３と高圧段圧縮機本体４に動力が伝わり、気体は吸込み口１から吸込み気体経路２を通過して二段気体圧縮機１００内に吸込まれ、低圧段圧縮機本体３で圧縮される。圧縮された気体は、圧縮気体経路４１を通過し圧縮気体冷却器５へ送られる。圧縮された気体は高温になるため圧縮気体冷却器５にて冷却される。
　冷却することで圧縮気体中に含まれている水蒸気が凝縮されドレンが発生する。そのために、圧縮気体冷却器５にて冷却後は、圧縮気体とドレンが混在した状態となっている。圧縮気体とドレンが混在した状態のまま下流側へ圧縮気体を提供すると、提供先の機器が故障する可能性があるため、ドレン分離器７は、圧縮気体冷却器５で冷却された圧縮気体からドレンを分離する。ドレン分離器７を経由することで圧縮気体は含有水分量が少ない状態で高圧段圧縮機本体４へ供給され、ドレンはドレン排出経路７２を通過しドレン排出弁１３から排出される。
　高圧段圧縮機本体４にて更に圧縮された気体は、温度が高くなるため圧縮気体冷却器６にて冷却する。圧縮気体冷却器６にて冷却された圧縮気体は、ドレン分離器８により圧縮気体中のドレンを分離し、圧縮気体経路４６から下流側に供給し、ドレンはドレン排出弁１４から排出する。
　ドレン分離器７としては、フィルタを通して圧縮気体とドレンを分離する方式や、遠心
分離により圧縮気体とドレンを分離する方式がある。ドレン排出弁１３及びドレン排出弁１４は、制御部１０により開閉の制御がなされており、ドレンはドレン排出弁１３とドレン排出弁１４が開いた際に圧縮気体によって押し出されて排出される。
　ここで、ドレン排出弁１３及びドレン排出弁１４は、制御部１０によって同時に開閉動作を行うように制御されても良く、また、個別に開閉動作するように制御されていても良い。
　上記の構成において、例えば、圧縮気体冷却器５で発生するドレンの排出不良が生じると、圧縮気体冷却器５で生じたドレンが高圧段圧縮機本体４に圧縮気体と共に吸い込まれる。高圧段圧縮機本体４にドレンが流入すると、高圧段圧縮機本体４内の発錆を促進し、その錆により高圧段圧縮機本体４中の運転が正常に作動出来なくなるといった不具合が生じる可能性が高くなる。
　圧縮気体冷却器５で発生するドレンの排出不良の原因としては、ストレーナ６５の目詰まり、ドレン排出弁１３の動作不良、オリフィス６９の目詰まり、ドレン配管の施工不良等によりドレン排出が正常に行われない場合が想定される。
　なお、圧縮気体冷却器６に関しても、圧縮気体冷却器５同様にドレンが発生する。ここでドレン排出不良が起こると、二段気体圧縮機１００内の機器には直接影響を与えないが、圧縮気体経路４６に接続された下流側機器に影響を与えることになる。このため、圧縮気体冷却器５のドレン排出部Ａと同様のドレン排出部Ｂを設けるが、圧縮気体冷却器６のドレン排出経路に関しては、ドレン排出経路圧力センサ１８と、これを使った下記に示すドレン排出の異常検出処理については、二段気体圧縮機１００での不具合の防止のみを目的とする場合はなくてもよい。
　ここで、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力について、圧縮気体経路圧力センサ１９で測定される圧力も交えながら、図３から図１０を用いて説明する。
　図３～図１０のグラフにおいて、上部のグラフでは、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力を実線で示し、圧縮気体経路圧力センサ１９で測定される圧力を点線で示している。また、下部のグラフでは、ドレン排出弁１３が開くタイミングを示している。
　図３は、ドレンが正常に排出されている場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図３において、ドレン排出弁１３は開閉を繰り返している。ドレン排出経路圧力センサ１７での圧力は、ドレン排出弁１３が開く時は圧縮気体経路圧力センサ１９の圧力以下の値まで上昇し、ドレン排出弁１３が閉じる時は大気圧まで戻る。
　ここで、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形は、圧縮気体経路圧力センサ１９の圧力に近づくと、傾きが鈍化するため、ドレン排出弁１３が開いている時間（例えば２秒）より、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力が圧縮気体経路圧力センサ１９の圧力に十分に近づいている時間のほうが明確に短いことが確認できる。
　ここで、「十分に近い」とは、圧縮気体経路圧力センサ１９の値に対するドレン排出経路圧力センサ１７の値の割合が、ドレンが正常に排出されているときの範囲内であることを示す。ドレン排出経路圧力センサ１７の値がどれだけ圧縮気体経路圧力センサ１９の値に近づくかは、オリフィス６９のオリフィス径、二段気体圧縮機１００外のドレン排出経路の構成、発生ドレン量等によって変動する。
　図４は、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図４において、ドレン排出弁１３が開くタイミングと、ドレン排出経路圧力センサ１７の値の立ち上がりが連動している点は図３の正常状態と同様であるが、ドレン排出弁１３が開いたときに、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に対して十分に近づいていない。
　この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりが発生していることが推測できる。これは、例えば、ストレーナ６５の目詰まり等によって、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路が正常状態より狭くなった状態である。
　図５は、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図５において、ドレン排出弁１３が開いたときに、ドレン排出経路圧力センサ１７の値は、大気圧から上昇がない、若しくは、極めて少ないことが確認できる。
　この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生していることが推測できる。ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路の完全な詰まりとは、例えば、ドレン排出弁１３が開かなくなった場合やストレーナ６５の完全な目詰まりなどである。
　図６は、ドレン排出弁１３が完全に閉じ切らなくなった場合等に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図６において、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらず、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形は常に大気圧を超えていることが確認できる。
　この場合、ドレン排出弁１３の動作不良などにより閉まりが不完全であることが推測できる。
　図７は、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に詰まりが発生した場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図７において、ドレンが正常に排出されている場合の図３のドレン排出経路圧力センサ１７の波形と比較すると、ドレン排出弁１３が開き、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に近づくときに傾きがあまり鈍化していない。そのため、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっている。
　この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に詰まりが発生していることが推測できる。例えば、二段気体圧縮機１００外部の、ドレン排出経路に詰まりが生じ始め、ドレン排出経路が正常状態より狭くなった場合である。
　詰まりの程度が大きいほど、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力が圧縮気体経路圧力センサ１９の圧力に近づいている時間が長くなる。
　図８は、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路で十分排出困難な詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図８において、図７のドレン排出経路圧力センサ１７の波形と同様に、ドレン排出弁１３が開いたときに、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっている。また、図６のドレン排出経路圧力センサ１７の波形と同様に、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値は常に大気圧を超えている。
　この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路で、ドレンを十分排出困難な詰まりが発生していることが推測できる。十分排出困難とは、二段気体圧縮機１００外部のドレン排出経路が、何らかの原因で狭くなってしまい、ドレンが発生する速度よりもドレンを排出する速度が遅くなっている状態である。
　図９は、ドレン排出経路に高圧の流体が侵入した場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図９において、ドレン排出弁１３が開いたときに、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定された圧力は、圧縮気体経路圧力センサ１９で測定された圧力よりも明確に高くなっている。
　これは、ドレン排出経路圧力センサ１７にて、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力よりも高い圧力を有する二段気体圧縮機１００の外部の経路から、高圧流体がドレン排出経路７２に逆流している場合に測定される圧力の一例である。
　図１０は、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生した場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図１０において、ドレン排出弁の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値が常に圧縮気体経路圧力センサ１９の値と同程度まで高くなっている。
　この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生していることが推測できる。完全な詰まりとは、二段気体圧縮機１００の外部のドレン排出経路が、何らかの原因で完全に詰まってしまい、ドレン排出が全く出来ない状態である。
　以上の傾向をもとにした、ドレン排出の不良の検知方法について説明する。図２のドレン排出部Ａでの検出を例として下記に示す。
　図１１は、二段気体圧縮機１００の制御部１０で実行される異常検出処理の一例を示すフローチャートである。
　図１１の処理は、二段気体圧縮機１００の運転開始から所定の秒数が経過し、ドレンが発生し始めた後に開始され、規定間隔ごとに、ステップＳ１０２～ステップＳ１０７のデータ収集、演算、排出不良の判断の処理を繰り返す。この規定間隔は、ドレン排出弁１３が開いている時間より短くなるようにあらかじめ定められた間隔で行うものとする。
　まず、制御部１０は、ドレン排出経路圧力センサ１７及び圧縮気体経路圧力センサ１９で測定された圧力の値を取得し（ステップＳ１０２）、ドレン排出経路圧力センサ１７の値を変数Ｎ１に、圧縮気体経路圧力センサ１９の値をＭ１に入れる（ステップＳ１０３）。
　その後、上流側記録処理を実行して（ステップＳ１０４）、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側の詰まりについてデータを収集し、次に、上流側判定処理を実行して（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０４で収集したデータに基づいてドレン排出経路圧力センサ１７の上流側の詰まりの有無と程度を判定する。
　次に、下流側記録処理を実行して（ステップＳ１０６）、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側の詰まりについてデータを収集し、次に、下流側判定処理を実行して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０６で収集したデータに基づいてドレン排出経路圧力センサ１７の下流側の詰まりの有無と程度を判定し、ステップＳ１０２に戻る。
　尚、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７の下流側の処理を実行した後に、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の上流側の処理を実行してもよい。
　以下の図１２～図１５のフローチャートでは、変数Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を用いるが、すべて初期値は０とする。これら変数は、ある条件を満たすときに変数を＋１、ある条件で値を０に戻す処理をするカウンタの役割をもつ。図１１の処理が繰り返される際に、変数Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が毎回加算される場合があり、これはある状態が連続していることを表すものである。
　また、図１２～図１５のフローチャートにおいて、イエローアラートは、ドレン排出経路が詰まっているが二段気体圧縮機１００は運転可能な場合に出力され、レッドアラートは、ドレン排出経路の異常により二段気体圧縮機１００の運転を停止する場合に出力されるものとする。
　図１２は、図１１のステップＳ１０４の上流側記録処理の一例を示すフローチャートであり、図１３は、図１１のステップＳ１０５の上流側判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図１２及び図１３の処理により、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側（ドレン排出経路７１側）の不具合の有無を判断する。
　図１２において、制御部１０は、Ｎ１の値と、Ｍ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値とを比較し、Ｎ１の値がＭ１の値に第１の定数を掛けた値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１２１）。ここで、第１の定数は、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいているかを判断するために、設定される。「十分に近づいている」とは、図３で説明したように、圧縮気体経路圧力センサ１９の値に対するドレン排出経路圧力センサ１７の値の割合が、ドレンが正常に排出されているときの範囲内であることを示す。
　Ｎ１の値がＭ１の値に第１の定数を掛けた値より小さい状態が連続する場合は、図４に示したように、ドレン排出弁１３が開いたときに、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいておらず、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりが生じていることが推測できる。
　ステップＳ１２１で、Ｎ１の値がＭ１の値に第１の定数を掛けた値より小さい場合は、変数Ｕ１に１を加算し（ステップＳ１２２）、ステップＳ１２４に進む。一方、ステップＳ１２１で、Ｎ１の値がＭ１の値に第１の定数を掛けた値以上である場合は、変数Ｕ１は０にし（ステップＳ１２３）、ステップＳ１２４に進む。これにより、ドレン排出弁１３が閉じているときに変数Ｕ１が加算された場合に、ドレン排出弁１３が開いたときにドレン排出経路圧力センサ１７の値が十分に上昇すれば、異常と判断されない。
　次に、制御部１０は、Ｎ１の値と、ドレン排出経路圧力センサ１７での測定誤差の最大値とを比較し、Ｎ１の値がドレン排出経路圧力センサ１７での測定誤差の最大値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１２４）。
　Ｎ１の値がドレン排出経路圧力センサ１７での測定誤差の最大値より小さい状態が連続する場合は、図５に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形は、大気圧から上昇がない若しくは、極めて少なく、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生していることが推測できる。
　ステップＳ１２４で、Ｎ１の値がドレン排出経路圧力センサ１７での測定誤差の最大値より小さい場合は、変数Ｕ２に１を加算し（ステップＳ１２５）、ステップＳ１２７に進む。一方、ステップＳ１２４で、Ｎ１の値がドレン排出経路圧力センサ１７での測定誤差の最大値以上である場合は、変数Ｕ２は０にし（ステップ１２６）、ステップＳ１２７に進む。
　次に、制御部１０は、Ｎ１の値と、Ｍ１の値に１より小さい予め定められた第２の定数を掛けた値とを比較し、Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第２の定数を掛けた値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１２７）。ここで、第２の定数は、Ｍ１の値に第２の定数を掛けた値が大気圧より大きい値になるように、１より小さく０より高い値に設定される。
　Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第２の定数を掛けた値より大きい状態が連続する場合は、図６に示したように、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の波形は常に大気圧を超えており、ドレン排出弁１３の閉まりが不完全であることが推測できる。
　ステップＳ１２７で、Ｎ１の値がＭ１の値に第２の定数を掛けた値より大きい場合は、変数Ｕ３に１を加算し（ステップＳ１２８）、処理を終了する。一方、ステップＳ１２７で、Ｎ１の値がＭ１の値に第２の定数を掛けた値以下である場合は、変数Ｕ３は０にし（ステップＳ１２９）、処理を終了する。
　次に、図１３において、制御部１０は、変数Ｕ１の値が規定回数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３２）。図１３の処理において、規定回数は、少なくともドレン排出弁１３が開いてから次に開くまでの間に図１１の処理が繰り返される回数よりも大きい値とする。
　ステップＳ１３２で、変数Ｕ１の値が規定回数を超えている場合は、図４に示したように、ドレン排出弁１３が開いたときにドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいておらず、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりがあると判定し、イエローアラートを出力し（ステップＳ１３３）、ステップＳ１３４に進む。一方、ステップＳ１３２で、変数Ｕ１の値が規定回数を超えている場合は、ステップＳ１３４に進む。
　次に、制御部１０は、変数Ｕ２の値が規定回数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３４）。
　ステップＳ１３４で、変数Ｕ２の値が規定回数を超えている場合は、図５に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形は、大気圧から上昇がない若しくは、極めて少なく、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に完全な詰まりがあると判定し、レッドアラートを出力し（ステップＳ１３５）、ステップＳ１３６に進む。一方、ステップＳ１３４で、変数Ｕ２の値が規定回数を超えていない場合は、ステップＳ１３６に進む。
　次に、制御部１０は、変数Ｕ３の値が規定回数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３６）。
　ステップＳ１３６で、変数Ｕ３の値が規定回数を超えている場合は、図６に示したように、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の波形は常に大気圧を超えており、ドレン排出弁１３の閉まりが不完全であると判定し、イエローアラートを出力し（ステップＳ１３７）、処理を終了する。一方、ステップＳ１３６で、変数Ｕ３の値が規定回数を超えていない場合は、処理を終了する。
　なお、後述する図１５のステップＳ１５７で判定される下流側の排出異常と区別するため、ステップＳ１３７の規定回数は、ステップＳ１５７の規定回数より、十分長いことが好ましい。
　ここで、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路が完全に詰まっている場合、下流側のドレン排出経路が正常かどうかを判断できないため、上流側の完全な詰まりのレッドアラートが出力された場合には、下流側も詰まりもチェックする。
　図１４は、図１１のステップＳ１０６の下流側記録処理の一例を示すフローチャートであり、図１５は、図１１のステップＳ１０７の下流側判定処理の一例を示すフローチャートである。
　図１４及び図１５の処理により、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側（ドレン排出経路７２側）の不具合の有無を判断する。
　図１４において、制御部１０は、Ｎ１の値と、Ｍ１の値に１より大きい予め定められた第３の定数を掛けた値とを比較し、Ｎ１の値がＭ１の値に第３の定数を掛けた値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、第３の定数は、Ｎ１の値がＭ２の値より明確に大きいと判断できるように、１より大きい値に設定される。
　Ｎ１の値がＭ１の値に第３の定数を掛けた値より大きい場合は、図９に示したように、ドレン排出弁１３が開いたときにドレン排出経路圧力センサ１７で測定された圧力が圧縮気体経路圧力センサ１９で測定された圧力よりも明確に高く、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力よりも高い圧力を有する二段気体圧縮機１００の外部の経路から、高圧流体がドレン排出経路７２に逆流していることが推測できる。
　ステップＳ１４０で、Ｎ１の値がＭ１の値に第３の定数を掛けた値より大きい場合は、変数Ｄ１に１を加算し（ステップＳ１４１）、ステップＳ１４３に進む。一方、ステップＳ１４０で、Ｎ１の値がＭ１の値に第３の定数を掛けた値以下である場合は、変数Ｄ１は０にし（ステップ１４２）、ステップＳ１４３に進む。
　次に、制御部１０は、Ｎ１の値と、Ｍ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値とを比較し、Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４３）。
　Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値より大きい状態が連続する場合は、図１０に示したように、ドレン排出弁の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値が常に圧縮気体経路圧力センサ１９の値と同程度まで高く、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生していることが推測できる。
　ステップＳ１４３で、Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値より大きい場合は、変数Ｄ２に１を加算し（ステップＳ１４４）、ステップＳ１４６に進む。一方、ステップＳ１４３で、Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第１の定数を掛けた値以下である場合は、変数Ｄ２は０にし（ステップＳ１４５）、ステップＳ１４８に進む。
　次に、制御部１０は、変数Ｄ２が規定回数と等しいか否かを判定する（ステップＳ１４６）。この規定回数は、ドレン排出弁１３が開いている間に図１１の処理を繰り返す回数より少なく、ドレンが正常に排出されている状態では変数Ｄ２が規定回数に達することはない値に設定される。
　ステップＳ１４６で、変数Ｄ２が規定回数と等しい場合は、変数Ｄ４に１を加算し（ステップＳ１４７）、ステップＳ１４８に進む。一方、ステップＳ１４６で、変数Ｄ２が規定回数と等しくない場合は、ステップＳ１４８に進む。
　変数Ｄ２が規定回数と等しい状態が連続する場合は、図７に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっており、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に詰まりが発生していることが推測できる。
　この処理は、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路が狭くなったことにより、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力が急激に上がるが、ドレン排出弁１３が閉まると、圧力が下がっていく状態を検出するための処理である。
　ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路の詰まりは、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が正常時より低いことを所定時間観測することにより判断することができる。一方、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路の詰まりがあるときのドレン排出経路圧力センサ１７の波形は、ドレン排出弁１３が開いたときに急激に上がり、ドレン排出弁１３が閉じたときに大気圧付近まで戻るため、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が急激に上がる様子を複数回観測する必要がある。そのため、上記のように変数Ｄ４を用い、変数Ｄ２が規定回数のときのみ変数Ｄ４に１を加算する方法が適当である。
　ドレン排出経路圧力センサ１７の値が急激に上がることが一度でもあればイエローアラートを出力する場合には、変数Ｄ４は使用せず、Ｄ２が規定回数を超えたときにイエローアラートを出力してもよい。
　次に、制御部１０は、Ｎ１の値と、Ｍ１の値に１より小さい予め定められた第２の定数を掛けた値とを比較し、Ｎ１の値がＭ１の値に第２の定数を掛けた値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１４８）。ここで、第２の定数は、Ｍ１の値に第２の定数を掛けた値が大気圧より大きい値になるように、１より小さく０より高い値に設定される。
　変数Ｄ２が規定回数と等しい状態が連続した場合において、Ｎ１の値がＭ１の値に１より小さい予め定められた第２の定数を掛けた値より大きい状態が連続する場合は、図８に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっていると共に、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値は常に大気圧を超えており、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路で、ドレンを十分排出困難な詰まりが発生していることが推測できる。
　ステップＳ１４８で、Ｎ１の値がＭ１の値に第２の定数を掛けた値より大きい場合は、変数Ｄ３に１を加算し（ステップＳ１４９）、処理を終了する。一方、ステップＳ１４８で、Ｎ１の値がＭ１の値に第２の定数を掛けた値以下である場合は、変数Ｄ３は０にし（ステップＳ１５０）、処理を終了する。
　次に、図１５において、制御部１０は、変数Ｄ１の値が１を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５３）。
　ステップＳ１５３で、変数Ｄ１の値が１を超えている場合は、図９に示したように、ドレン排出弁１３が開いたときにドレン排出経路圧力センサ１７で測定された圧力が圧縮気体経路圧力センサ１９で測定された圧力よりも明確に高くなっており、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力より高い圧力を有する二段気体圧縮機１００の外部の経路から高圧流体がドレン排出経路７２に逆流していると判定し、レッドアラートを出力し（ステップＳ１５４）、ステップＳ１５５に進む。一方、ステップＳ１５３で、変数Ｄ１の値が１を超えていない場合は、ステップＳ１５５に進む。
　次に、制御部１０は、変数Ｄ４の値が規定回数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５５）。この規定回数は、２以上の値に設定される。
　ステップＳ１５５で、変数Ｄ４の値が規定回数を超えているときは、図７に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっており、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に詰まりが発生していると判定し、イエローアラートを出力し（ステップＳ１５６）、ステップＳ１５７に進む。一方、ステップＳ１５５で、変数Ｄ４の値が規定回数を超えていないときは、ステップＳ１５９に進む。
　ステップＳ１５７では、制御部１０は、変数Ｄ３の値が規定回数を超えているか否かを判定する。この規定回数は、少なくともドレン排出弁１３が開いてから次に開くまでの間に図１１の処理が繰り返される回数よりも大きい値とする。
　ステップＳ１５７で、変数Ｄ３の値が規定回数を超えている場合は、図８に示したように、ドレン排出経路圧力センサ１７の値が圧縮気体経路圧力センサ１９の値に十分に近づいている時間が長く、ドレン排出弁１３が開いている時間に近くなっていると共に、ドレン排出弁１３の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値は常に大気圧を超えており、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路で、ドレンを十分排出困難な詰まりが発生していると判定し、レッドアラートを出力し（ステップＳ１５８）、ステップＳ１５９に進む。一方、ステップＳ１５７で、変数Ｄ３の値が規定回数を超えていない場合は、ステップＳ１５９に進む。
　ステップＳ１５９では、制御部１０は、変数Ｄ２の値が規定回数を超えているか否かを判定する。
　ステップＳ１５９で、変数Ｄ２の値が規定回数を超えている場合は、図１０に示したように、ドレン排出弁の開閉にかかわらずドレン排出経路圧力センサ１７の値が常に圧縮気体経路圧力センサ１９の値と同程度まで高く、ドレン排出経路圧力センサ１７の下流側のドレン排出経路に完全な詰まりが発生していると判定し、レッドアラートを出力し（ステップＳ１６０）、処理を終了する。一方、ステップＳ１５９で、変数Ｄ２の値が規定回数を超えている場合は、処理を終了する。
　以上のドレン排出経路の詰まりの判定結果は、制御部１０から信号を出力することにより、二段気体圧縮機１００の正面に備えられたモニター９８に表示し、確認することができる。
　図１６は、モニター９８に表示されるイエローアラートの画面例を示す図であり、図１７は、モニター９８に表示されるレッドアラートの画面例を示す図である。
　図１６のイエローアラートは、ドレン排出経路が詰まっているが二段気体圧縮機１００は運転可能な場合に出力される。イエローアラートでは、詰まりが発生している位置が表示される。
　図１７のレッドアラートは、ドレン排出経路の異常により二段気体圧縮機１００の運転を停止する場合に出力される。レッドアラートでは、詰まりが発生している位置と共にドレンが排出不可であることをモニターに明示し、制御部１０は、二段気体圧縮機１００の運転を停止する。
　実施例１によれば、ドレン排出弁１３が予め定められた間隔で開閉し、制御部１０が、ドレン排出経路７２内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサ１７の波形に基づいてドレン排出異常の位置及び程度を判定することにより、ドレン排出異常の位置及び程度を検出することができる。
　実施例２の二段気体圧縮機の構成は、実施例１と同様である。実施例２では、モニター９８において、図３～図１０などに示したドレン排出経路圧力センサ１７の波形を表示することにより、作業者がドレン排出経路の詰まりの位置及び程度を詳細に確認することができる。
　例えば、実施例１において、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側の詰まりがあるとして、イエローアラートを出力した場合に、図１１の異常検出処理では詳細なドレン排出経路の状態が判定できない以下の２つのパターンがあり得る。実施例２では、これをモニター９８に表示されたドレン排出経路圧力センサ１７の波形から確認することができる。
　１つ目のパターンは、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流及び下流が共に詰り、流体が配管を通ることは可能な場合であり、図１１の異常検出処理では、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりがあるとして、イエローアラートが出力される。この場合、モニター９８に図１８のような波形が表示される。
　図１８は、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側及び下流側のドレン排出経路の両方に詰まりが発生している場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図１８において、ドレン排出経路圧力センサ１７の値は、ドレンが正常に排出されていると判断される
まで上昇していない。また、ドレン排出経路圧力センサ１７の圧力と圧縮気体経路圧力センサ１９の圧力が十分に近づいている時間が長い。
　２つめのパターンは、ドレン排出経路は詰まっていないが、ドレン排出経路圧力センサ１７を大量のドレンが通過する場合であり、図１２のステップＳ１２１の第１の定数の値によっては、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側のドレン排出経路に詰まりがあるとして、イエローアラートが出力される。この場合、モニター９８に図１９のような波形が表示される。
　図１９は、ドレン排出経路圧力センサ１７に大量のドレンが通過する場合に、ドレン排出経路圧力センサ１７で測定される圧力の一例を示す図である。
　図１９において、ドレン排出経路圧力センサ１７の値は、ドレンが正常に排出されている場合と比べて緩やかに上昇している。
　二つ目のパターンは、例えば、二段気体圧縮機１００の周囲が高温多湿である場合に、ドレンが多く発生することにより起こる。ドレン排出経路に詰まりは発生していないが、ドレン排出弁１３の開いている時間が短い可能性があるため、この時間を長く設定変更することにより、対策することができる。
　実施例２によれば、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形をモニター９８に表示することにより、作業者がドレン排出経路の詰まりの位置及び程度を詳細に確認することができる。
　実施例３は、図１１の異常検出処理を実行する点は、実施例１と同様である。
　図２０は、実施例３の二段気体圧縮機１００の構成の一例を示す図である。
　図２０の二段気体圧縮機１００は、外部から外気を導入する吸込み口１中に、温度センサ７７、及び湿度センサ７８を有する点のみ図１と異なる。図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　温度センサ７７、及び湿度センサ７８は、吸込み口１で外部から導入された外気の温度及び湿度をそれぞれ測定する。
　異常検出処理で使用される第１の定数を、温度センサ７７及び湿度センサ７８で測定された値によって可変とする。外部から導入された外気の温湿度から、ドレン発生量は推定可能であり、ドレンが多量に発生するときの挙動、ほとんど発生しないときの挙動に合わせ、ドレン排出経路の状態の判定に使用される定数を変更する。
例えば、外気が高温多湿の場合はドレンが多量に流れると推定され、この場合、ドレン排出経路圧力センサ１７の値は通常よりも上がらないことがある。そのため、ドレン排出経路圧力センサ１７の上流側の詰まりを判定するときに使用される第１の定数を下げることにより、上流側の詰まりと誤判定されないようにする。
実施例３によれば、外気の温度及び湿度に基づいて異常検出処理で使用される定数を変更することにより、ドレンの発生量に合わせたドレン排出異常の判定が可能となり、誤判定の発生率を低下させることができる。
　実施例４は、ドレン排出経路圧力センサ１７の波形からドレン排出経路の個所、程度を判断する点は、実施例１と同様であるが、図１１の異常検出処理は実行せず、モニター９８に表示されるドレン排出経路圧力センサ１７の波形から、機械学習を用いた波形判断により、詰まりの個所、程度を判断し、設定に応じてモニター９８にアラートを表示する。
　この波形判定は、常に行い続ける必要はなく、決められた時間間隔ごとに波形形状から判断を実施してもよく、任意のタイミングで実施してもよい。
　実施例４によれば、作業者の確認なしでもドレン排出経路圧力センサ１７の波形の複雑なパターンからドレン排出異常の位置及び程度を検出することができる。
　実施例５は、図１１の異常検出処理を実行する点は、実施例１と同様である。
　図２１は、実施例５の二段気体圧縮機１００の構成の一例を示す図である。
　図２１の二段気体圧縮機１００は、制御部１０から外部に通信可能なアンテナ９９を有する点のみ図１と異なる。図１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図１１の異常検出処理によってドレン排出経路の異常として検出された結果を、アンテナ９９により外部の機器に送信する。これにより、二段気体圧縮機１００のメンテナンスを受け持つ担当者にドレン排出経路の異常を通知し、早急に対応することができる。
　実施例５によれば、二段気体圧縮機１００はドレン排出異常の位置及び程度を外部に通知する機能を有するので、ドレン排出異常の位置及び程度を早期に作業者に通知することができる。これにより、ドレン排出異常の位置及び程度に応じて、必要な対策、交換すべき部品をより早く用意し、ドレン排出異常に対応することが可能となる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
３　低圧段圧縮機本体
５　圧縮気体冷却器
７　ドレン分離器
１０　制御部
１３　ドレン排出弁
１７　ドレン排出経路圧力センサ
１９　圧縮気体経路圧力センサ
７１　ドレン排出経路
７２　ドレン排出経路
１００　二段気体圧縮機

Claims (11)

  1. 　気体を圧縮する圧縮機本体と、
    　前記圧縮機本体により圧縮された圧縮気体を冷却する圧縮気体冷却器と、
    　前記圧縮気体冷却器で冷却された圧縮気体からドレンを分離するドレン分離器とを備える気体圧縮機において、
    　前記ドレン分離器で分離されたドレンを前記気体圧縮機の外部へ送るドレン排出経路と、
    　前記ドレン排出経路に設けられ、予め定められた間隔で開閉して前記分離されたドレンを排出するドレン排出弁と、
    　前記ドレン排出弁の下流に設けられ、前記ドレン排出経路内の圧力を測定するドレン排出経路圧力センサと、
    　前記ドレン排出経路圧力センサにより測定された圧力に基づいて前記ドレンの排出異常の位置及び程度を判定する制御部と、
    　を備える気体圧縮機。
  2. 　請求項１記載の気体圧縮機において、
    　前記圧縮機本体で圧縮された圧縮気体が通る圧縮気体経路と、
    　前記圧縮気体経路内の圧力を測定する圧縮気体経路圧力センサとをさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記圧縮気体経路圧力センサで測定された圧力に対する前記ドレン排出経路圧力センサで測定された圧力の割合が予め定められた範囲内である時間を記録し、
    　前記記録された時間に基づいて前記ドレンの排出異常の位置及び程度を判定する気体圧縮機。
  3. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　表示部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記ドレンの排出異常の位置及び程度を前記表示部に表示する気体圧縮機。
  4. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　外気の温度を測定する温度センサと、
    　外気の湿度を測定する湿度センサとをさらに備え、
    　前記制御部は、前記測定された外気の温度及び前記測定された外気の湿度に基づいて、前記予め定められた範囲を変更する気体圧縮機。
  5. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　表示部をさらに備え、
    　前記ドレン排出経路圧力センサ及び前記圧縮気体経路圧力センサで測定された圧力の波形を前記表示部に表示する気体圧縮機。
  6. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　前記制御部は、
    　前記ドレン排出経路圧力センサ及び前記圧縮気体経路圧力センサで測定された圧力の波形から、機械学習を用いた波形判断により、前記ドレンの排出異常の位置及び程度を判定する気体圧縮機。
  7. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　外部機器に通信可能なアンテナをさらに備え、
    　前記制御部は、
    　前記ドレンの排出異常の位置及び程度を前記アンテナにより前記外部機器に送信する気体圧縮機。
  8. 　請求項２記載の気体圧縮機において、
    　前記圧縮機本体は、
    　前記気体圧縮機の外部から取り込んだ気体を圧縮する低圧段圧縮機本体と、
    　前記低圧段圧縮機本体で圧縮された気体をさらに圧縮する高圧段圧縮機本体とを有し、
    　前記圧縮気体冷却器は、
    　前記低圧段圧縮機本体で圧縮された気体を冷却する第１の冷却器と、
    　前記高圧段圧縮機本体で圧縮された気体を冷却する第２の冷却器とを有し、
    　前記ドレン分離器は、前記第１の冷却器で分離された圧縮気体からドレンを分離する気体圧縮機。
  9. 　請求項２に記載の気体圧縮機において、
    　前記圧縮機本体はスクリューロータを備える気体圧縮機。
  10. 　請求項２に記載の気体圧縮機において、
    　前記圧縮気体経路に潤滑油を含まない気体圧縮機。
  11. 　請求項２に記載の気体圧縮機において、
    　前記圧縮気体冷却器は、冷却水と前記圧縮気体との熱交換を行うことにより前記圧縮気体を冷却する気体圧縮機。
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