加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法与流程

1.本发明涉及一种用于供给加压空气的加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法。


背景技术：

2.存在使用由压缩机等生成的加压空气来进行动作的设备(以下，适当称为“加压对象设备”)。通过加压空气供给系统向加压对象设备供给动作所需的加压空气。
3.作为这种加压对象设备的一种，例如有作为燃料电池的固体氧化物型燃料电池(sofc：solid oxide fuel cell)。sofc作为用途广泛的高效率的燃料电池而公知。sofc作为通过与涡轮增压器组合而能够实现高效率发电的复合发电系统而受到期待。例如在专利文献1及专利文献2中，公开了具备sofc、以及使从sofc排出的燃料废气、排出空气燃烧的涡轮增压器的复合发电系统的例子。
4.sofc为了提高离子导电率而将工作温度设定得较高，因此在这样的复合发电系统中，能够将由涡轮增压器的压缩机升温升压后的空气用作向空气极侧供给的空气(氧化剂)(即压缩机等作为加压空气供给系统发挥功能)。但是，在起动时，由于sofc的内部温度变低，因此若从压缩机供给升温升压后的压缩空气，则压缩空气所包含的水蒸气等冷凝性气体有时会成为冷凝水(drain)而在sofc的内部冷凝，成为sofc的劣化主要原因。
5.在专利文献3中，在将由压缩机升温升压后的空气向燃料电池供给时，预先利用冷凝器将空气所包含的冷凝性气体作为冷凝水回收。由此，公开了通过将被回收了冷凝性气体后的空气向燃料电池的空气极供给，从而能够防止燃料电池的内部的冷凝水产生。
6.在先技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2018-6004号公报
9.专利文献2：日本特开2018-6003号公报
10.专利文献3：日本专利第6081167号公报


技术实现要素：

11.发明要解决的课题
12.在上述专利文献3中，需要用于从由压缩机升温升压后的空气中将冷凝性气体作为冷凝水回收的冷凝器。因此，系统结构变得复杂，成本增加。
13.本发明的至少一个实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种在加压对象设备中能够抑制结构的复杂化并且防止起动时的冷凝水的产生的加压空气供给系统、以及加压空气供给系统的起动方法。
14.用于解决课题的方案
15.为了解决上述的课题，本发明的一个方案的加压空气供给系统具备：
16.涡轮增压器，其具有涡轮机及涡轮增压器压缩机；
17.再生热交换器，其对来自所述涡轮增压器压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
18.压缩机，其能够对从空气供给源供给的空气进行压缩；
19.加压对象设备，其被供给包含由所述压缩机生成的压缩空气、和所述喷出空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；以及
20.加热器，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热，
21.所述压缩机在起动时被控制为，从所述空气供给源向所述加压对象设备供给的所述流通空气的饱和蒸气温度比所述加压对象设备内的温度低。
22.为了解决上述的课题，本发明的一个方案是加压空气供给系统的起动方法，所述加压空气供给系统具备：
23.涡轮增压器，其具有涡轮机及涡轮增压器压缩机；
24.再生热交换器，其对来自所述涡轮增压器压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
25.压缩机，其能够对从空气供给源供给的空气进行压缩；
26.加压对象设备，其被供给包含由所述压缩机生成的压缩空气、和所述喷出空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；以及
27.加热器，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热，
28.其中，
29.在起动时对所述压缩机进行控制，以使得从所述空气供给源向所述加压对象设备供给的所述流通空气的饱和蒸气温度比所述加压对象设备内的温度低。
30.发明效果
31.根据本发明的一个方案，能够提供一种在加压对象设备中能够抑制结构的复杂化并且防止起动时的冷凝水的产生的加压空气供给系统以及加压空气供给系统的起动方法。
附图说明
32.图1是第一实施方式的加压空气供给系统的整体结构图。
33.图2是按每个工序示出图1的加压空气供给系统的起动方法的流程图。
34.图3a是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
35.图3b是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
36.图3c是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
37.图3d是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
38.图4是图1的变形例。
39.图5是图1的另一变形例。
40.图6是第二实施方式的加压空气供给系统的整体结构图。
41.图7是按每个工序示出图6的加压空气供给系统的起动方法的流程图。
42.图8a是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
43.图8b是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
44.图8c是示出与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统的动作状态的整体结构图。
45.图9是图6的变形例。
46.图10是图6的另一变形例。
具体实施方式
47.以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，本发明的范围并不限定于以下的实施方式。以下的实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围仅限定于此，只不过是说明例。
48.(第一实施方式)
49.图1是第一实施方式的加压空气供给系统1a的整体结构图。加压空气供给系统1a是用于对加压对象设备2供给加压空气的系统。对加压对象设备2供给加压空气的供给目的可以是加压对象设备2的起动，也可以是其他目的。另外，加压对象设备2可以是需要加压空气的任意设备，例如是动作需要加压空气的固体氧化物型燃料电池(sofc：solid oxide fuel cell)。在该情况下，加压空气供给系统1a构成为对sofc所具备的空气极及燃料极中的空气极供给加压空气。
50.加压空气供给系统1a具备：涡轮增压器8，其具有涡轮增压器压缩机4及涡轮机6；再生热交换器10，其对从涡轮增压器压缩机4经由喷出空气管线5喷出的喷出空气和从涡轮机6排出的废气进行热交换；以及加热器14，其用于对从喷出空气管线5通过了再生热交换器10的空气进行加热。涡轮增压器压缩机4将从空气供给源3(大气)取入的空气压缩，并向位于下游侧的喷出空气管线5喷出。喷出至喷出空气管线5的空气在通过了热交换器10之后被供给至加热器14。加热器14构成为对向加压对象设备2供给的流通空气进行加热。由加热器14加热后的空气通过加热空气管线32被供给至加压对象设备2。在加压对象设备2中使用后的空气向涡轮机6排出。
51.空气供给装置16具备：压缩机22，其用于压送从空气供给源3取入的空气；以及空气管线20，其与喷出空气管线5连通。加压空气供给系统1a对加压对象设备2主要供给从涡轮增压器8的涡轮增压器压缩机4喷出的加压空气，但例如在起动初始时，由于在涡轮机6中流动的废气流量少且气体温度也低，因此涡轮增压器压缩机4的加压空气的供给不充分。因此，空气供给装置16构成为，例如在起动初始时代替涡轮增压器压缩机4进行动作，从而能够将适量的流通空气向系统供给。
52.另外，在喷出空气管线5设置有绕过再生热交换器10并与和外部相连的再生热交换器10的废气排气管线25(也可以在废气排气管线25上设置废热回收装置等)连通的第一旁路管线24。另外，在供从涡轮机6排出的废气流动的废气管线26设置有第二旁路管线28，该第二旁路管线28绕过再生热交换器10，且与和外部相连的再生热交换器10的废气排气管线25连通。
53.加压空气供给系统1a具有用于调整在各部分中流动的空气的流量的至少一个流量调整阀。在加压空气供给系统1a中，作为这样的流量调整阀，设置有：第一流量调整阀70a，其设置于喷出空气管线5；第二流量调整阀70b，其设置于第一旁路管线24；第三流量调整阀70c，其设置于第二旁路管线28；以及第四流量调整阀70d，其设置于空气管线20。第一流量调整阀70a构成为通过调整其开度而使在喷出空气管线5中流动的空气流量可变。第二流量调整阀70b构成为通过调整其开度而使在第一旁路管线24中流动的空气流量可变。第三流量调整阀70c构成为通过调整其开度而使在第二旁路管线28中流动的空气流量可变。第四流量调整阀70d构成为通过调整其开度而使在空气管线20中流动的空气流量可变。
54.需要说明的是，在加压空气供给系统1a中，在停止时等初始状态下，如图1所示，第一流量调整阀70a及第四流量调整阀70d被设定为全闭状态，并且第二流量调整阀70b及第三流量调整阀70c被设定为全开状态，其详情后述。
55.加压空气供给系统1a具有用于检测各部分的温度的温度检测部。具体来说，在将加热器14与加压对象设备2连通的加热空气管线32设置有检测在加热空气管线32中流动的空气的温度的第一温度检测部t1。在加压对象设备2中设置有检测加压对象设备2的温度的第二温度检测部t2。第二温度检测部t2所检测的温度例如是加压对象设备2中被认为升温最慢的部位、应防止冷凝水产生的部位的温度。另外，在将加压对象设备2与涡轮机6连通的已使用空气管线38设置有检测在已使用空气管线38中流动的气体的温度的第三温度检测部t3。另外，在废气管线26设置有检测在废气管线26中流动的空气(废气)的温度的第四温度检测部t4。另外，在喷出空气管线5设置有检测在喷出空气管线5中流动的空气的温度的第五温度检测部t5。另外，大气温度检测部ta检测空气供给源3的大气温度(外部气体温度)。这些第一温度检测部t1、第二温度检测部t2、第三温度检测部t3、第四温度检测部t4、第五温度检测部t5以及大气温度检测部ta例如由热电偶等温度传感器构成，能够将检测值作为电信号向外部输出。
56.另外，加压空气供给系统1a具有用于检测各部分的压力的压力检测部。具体来说，在喷出空气管线5中的比与空气管线20的合流点靠下游侧的位置，设置有检测第一流量调整阀70a的下游侧的喷出空气管线5的压力的第一压力检测部p1。在加热空气管线32设置有检测加热空气管线32的压力的第二压力检测部p2。在喷出空气管线5中的比第一流量调整阀70a靠上游侧的位置，设置有检测来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气的压力的第三压力检测部p3。另外，大气压检测部pa检测空气供给源3的大气压(外部气压)。这些第一压力检测部p1、第二压力检测部p2、第三压力检测部p3以及大气压检测部pa例如由压力传感器构成，能够将检测值作为电信号向外部输出。
57.另外，在加压空气供给系统1a设置有用于检测空气供给源3的外部的空气的相对湿度的相对湿度检测部ha。相对湿度检测部ha例如由湿度传感器构成，能够将检测值作为电信号向外部输出。
58.控制装置60是用于对加压空气供给系统1a的各构成要素进行控制的控制单元，例如具有由计算机那样的电子运算装置构成的硬件结构。在电子运算装置中，构成为通过安装用于实施加压空气供给系统1a的动作(包括加压空气供给系统1a的起动方法)的程序，从而作为加压空气供给系统1a的控制单元发挥功能。
59.控制装置60与上述的温度检测部、压力检测部以及湿度检测部分别电连接，并基
于来自各检测部的检测信号，对加压空气供给系统1a的各构成要素进行控制。在图1中，代表性地示出了用于相对于作为控制装置60的控制对象的第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b、第三流量调整阀70c以及第四流量调整阀70d收发控制信号的信号线。
60.接下来，对图1的加压空气供给系统1a的起动方法进行说明。图2是按每个工序示出图1的加压空气供给系统1a的起动方法的流程图，图3a～图3d是示出与图2的主要步骤对应的加压空气供给系统1a的动作状态的整体结构图。
61.加压空气供给系统1a在起动开始时间点被设定为图1所示的初始状态。在初始状态下，第一流量调整阀70a及第四流量调整阀70d被设定为全闭状态，由此防止空气意外地流入比再生热交换器10靠下游侧的位置。另外，第二流量调整阀70b及第三流量调整阀70c被设定为全开状态，由此使系统内部向外部开放，即使在产生了意外的不良情况的情况下，也能够防止对系统的损伤。
62.首先，控制装置60使空气供给装置16开始供给来自空气供给源3的空气(步骤s100)。具体而言，如图3a所示，控制装置60从上述的初始状态(参照图1)将第四流量调整阀70d切换为全开状态，使压缩机22启动。由此，空气经由空气管线20向喷出空气管线5供给，开始空气系统配管的吹扫(参照图3a中粗箭头所示的流路)。在此，在由第二温度检测部t2检测出的温度比由大气温度检测部ta检测出的大气温度(外部气体温度)低的情况下，利用加热器14使来自空气供给源3的空气升温，防止由空气中的水分引起的冷凝水产生。
63.在向喷出空气管线5供给来自空气管线20的空气之后，控制装置60使加热器14工作(步骤s101)。由此，供给至喷出空气管线5的来自空气管线20的空气在由加热器14升温后，供给至加压对象设备2。在加压对象设备2中，通过供给升温后的空气，温度逐渐上升(进行所谓的预热)。
64.接下来，控制装置60对压缩机22的转速或第四流量调整阀70d的开度进行控制，以使得由第二温度检测部t2检测出的温度比饱和蒸气温度高(步骤s102)。由此，加压对象设备2中的流通空气的温度被维持得比饱和蒸气温度(露点)高，因此能够防止在加压对象设备2中产生冷凝水。
65.在步骤s102中使用的饱和蒸气温度能够基于与加压对象设备2的流通空气相关的压力及绝对湿度来计算。在本实施方式中，作为与加压对象设备2的流通空气相关的压力，使用由第二压力检测部p2检测出的压力。另外，作为与加压对象设备2的流通空气相关的绝对湿度，使用基于由大气温度检测部ta检测出的大气温度(外部气体温度)、由大气压检测部pa检测出的大气压力(外部气压力)、以及由相对湿度检测部ha检测出的相对湿度而计算出的大气的绝对湿度。
66.需要说明的是，在步骤s102中使用的饱和蒸气温度的计算中，除了由相对湿度检测部ha检测出的相对湿度之外，还可以考虑对在系统中流通的空气附加水蒸气的要素。例如，当使用在燃料燃烧时产生水蒸气的燃烧器作为加热器14的情况下，也可以基于向燃烧器投入的燃料供给量等来推定因燃烧而产生的水蒸气量，并将该推定结果加进饱和蒸气温度的计算中。
67.需要说明的是，在步骤s102中的第四流量调整阀70d的开度控制中，也可以是，在由第二温度检测部t2检测出的温度比由大气温度检测部ta检测出的大气温度(外部气体温度)低的情况下，在将第四流量调整阀70d的开度初始设定为预先设定的最小开度之后开始
开度控制。由此，在步骤s102的控制开始时间点加压对象设备2为低温的情况下，通过抑制向加压对象设备2的空气流量来将对象设备的压力抑制得较低，因此能够适当地防止冷凝水产生。
68.另外，控制装置60也可以在步骤s101中起动加热器14之后，以由第一温度检测部t1检测出的温度不超过预先设定的上限温度阈值的方式进行监视。由此，能够尽早检测出加热器14的出口温度过度上升等不良情况，确保良好的可靠性。
69.然后，如图3a所示，由加热器14加热后的空气在被供给至加压对象设备2之后，向涡轮机6供给。由于第三流量调整阀70c为全开状态，因此在涡轮机6中完成做功的空气的大部分经由第二旁路管线28向外部排出。
70.需要说明的是，在图3a的阶段，涡轮机6被来自加压对象设备2的废气驱动，但废气的流量少且气体温度也低，因此涡轮机6的动力也小。因此，来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气的压力也比第一流量调节阀70a的下游的压力低，因此使第一流量调整阀70a为全闭状态而将来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气经由第一旁路管线24向外部排出。
71.接下来，如图3b所示，控制装置60通过协调控制第一流量调整阀70a及第二流量调整阀70b的开度，开始导入来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气(步骤s103)。具体而言，控制装置60通过使伴随涡轮机6的输出上升而在初始状态下处于全开状态的第二流量调整阀70b的开度逐渐减小，从而使涡轮增压器压缩机4的出口压力(由第三压力检测部p3检测出的压力)增加。并且，若涡轮增压器压缩机4的出口压力比第一流量调节阀70a的下游的压力高(p3＞p1)，则使在初始状态下处于全闭状态的第一流量调整阀70a的开度逐渐增加。由此，通过上述的第二流量调整阀70b的开度减小控制而压力增加了的来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气被导入至喷出空气管线5。
72.步骤s103中的第一流量调整阀70a及第二流量调整阀70b的协调控制以维持第一流量调整阀70a的上游侧的压力(由第三压力检测部p3检测出的压力)比第一流量调整阀70a的下游侧的压力(由第一压力检测部p1检测出的压力)大的状态的方式进行。由此，能够防止来自空气管线20的空气在喷出空气管线5中逆流，并且能够将来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气向喷出空气管线5导入。
73.另外，在实施步骤s103中的第一流量调整阀70a及第二流量调整阀70b的协调控制的期间，控制装置60与上述的步骤s102同样地对压缩机22的转速或第四流量调整阀70d的开度进行控制，以使得由第二温度检测部t2检测出的温度比饱和蒸气温度高(步骤s104)。由此，在图3b的阶段中，也能够有效地防止在加压对象设备2中产生冷凝水。
74.接下来，控制装置60对第三流量调整阀70c的开度进行控制，以使得由第二温度检测部t2检测出的温度比饱和蒸气温度高(步骤s109)。由此，即使在向系统的空气供给源被切换为涡轮增压器压缩机4之后，通过将加压对象设备2中的流通空气的温度维持得比饱和蒸气温度高，也能够防止加压对象设备2中的冷凝水产生。
75.接下来，控制装置60在由第二温度检测部t2检测出的温度比预先设定的目标压力下的饱和蒸气温度高时(步骤s110：是)，如图3d所示，将第三流量调整阀70c控制为全闭状态(步骤s111)。由此，在第二旁路管线28中流动的空气流量被切断，从涡轮机6排出的废气的全部流量经由废气管线26向再生热交换器10供给，转移到稳定运转状态(步骤s112)。
76.另外，在即使第三流量调整阀70c的开度成为全闭状态、由第二温度检测部t2检测
出的温度也无法维持饱和蒸气温度的情况下，利用来自加热器14的热输入进行补充。这样，一系列的起动方法完成，但在加压对象设备2具有合适的温度的情况下，也可以不使第三流量调整阀70c转移至全闭状态，而是对第三流量调整阀70c进行控制以使得由第二温度检测部t2检测出的温度成为合适的温度。
77.另外，在加压对象设备2是内部发热的设备(例如上述的sofc等)的情况下，加热器14也可以在系统成为能够独立运转的状态的时机切换为非工作状态。
78.如上所说明的那样，根据第一实施方式，基于配置于系统各部分的检测部的检测结果来协调各流量调整阀的开度，由此能够在不会导致结构的复杂化的情况下，在防止加压对象设备2中的冷凝水产生的同时进行顺畅的起动。
79.图4是图1的变形例。在该变形例中，加热器14构成为，通过配置于供通过了加压对象设备2的流通空气流动的已使用空气管线38上，从而对通过了加压对象设备2的流通空气进行加热。加热器14通过将来自加压对象设备2的流通空气加热而向涡轮机6供给，能够使从涡轮机6经由废气管线26向再生热交换器10供给的废气的温度上升。由此，通过再生热交换器10中的热交换，能够使从喷出空气管线5向加压对象设备2供给的空气的温度上升。
80.在图4的变形例中，虽然存在这样的加热器14的配置的不同，但其他结构与上述的第一实施方式(图1～图3)相同。因此，通过与上述的第一实施方式同样地对第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b、第三流量调整阀70c以及第四流量调整阀70d进行开闭控制，能够加热来自涡轮增压器压缩机4或空气供给装置16的至少一方的对加压对象设备2供给的流通空气，防止加压对象设备2中的冷凝水产生。另外，通过像这样将加热器14设置于加压对象设备的已使用空气管线38上，即使在基于燃烧器等的加热方法中，也能够消除水蒸气产生的影响，并且能够期待更高效地回收基于涡轮机的涡轮增压器压缩机的动力。
81.需要说明的是，在图4中，加热器14构成为，配置于已使用空气管线38上的比第三温度检测部t3靠下游侧的位置，从而能够利用第三温度检测部t3检测刚通过加压对象设备2之后的流通空气的温度。
82.图5是图1的另一变形例。在该变形例中，加热器14构成为对从涡轮机6向再生热交换器10供给的废气进行加热。加热器14通过对在废气管线26中流动的废气进行加热，能够利用再生热交换器10中的热交换而使从喷出空气管线5向加压对象设备2供给的空气的温度上升。
83.在图5的变形例中，虽然存在这样的加热器14的配置的不同，但是其他结构与上述的第一实施方式(图1～图3)相同。因此，通过与上述的第二实施方式同样地对第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b、第三流量调整阀70c以及第四流量调整阀70d进行开闭控制，能够加热来自涡轮增压器压缩机4或空气供给装置16的至少一方的对加压对象设备2供给的流通空气，防止加压对象设备2中的冷凝水产生。另外，通过将加热器14设置于再生热交换器10的最近的加压对象设备的已使用空气管线，能够更高效地进行加热，并且在基于燃烧器等的加热方法中也能够消除水蒸气产生的影响。
84.需要说明的是，在图5中，加热器14构成为，配置于废气管线26上的比第四温度检测部t4靠下游侧的位置，从而能够利用第四温度检测部t4检测来自涡轮机6的废气温度。
85.需要说明的是，在上述的实施方式中，例示了加压空气供给系统1a具有单个加热器14的情况，但加压空气供给系统1a也可以具有多个加热器14。在该情况下，各加热器14可
以配置在能够对向加压对象设备2供给的流通空气进行加热的位置(参照图1～图3)、能够对通过了加压对象设备2的流通空气进行加热的位置(参照图4)、或者能够对从涡轮机6向再生热交换器10供给的废气进行加热的位置(参照图5)中的任意位置。
86.另外，加热器的加热方式也可以组合电加热器、燃烧器燃烧、热交换器方式等各种方法。
87.(第二实施方式)
88.图6是第二实施方式的加压空气供给系统1b的整体结构图。加压空气供给系统1b与上述的第一实施方式的加压空气供给系统1a的局部结构相同，但主要代替空气供给装置16而具备用于驱动涡轮增压器压缩机4的马达40。需要说明的是，在以下的说明中，对在加压空气供给系统1b中与加压空气供给系统1a共同的结构使用共同的附图标记，并适当省略重复的说明。
89.涡轮增压器压缩机4经由离合器42与马达40连接。离合器42构成为能够基于来自控制装置60的控制信号选择性地切换连接状态/切断状态，且能够利用从马达40输出的动力使涡轮增压器压缩机4在任意的时机动作。具体而言，控制装置60在系统起动时使用马达40使涡轮增压器压缩机4动作，从而即使在涡轮机6中的废气流量少的状态下，也能够对系统进行基于涡轮增压器压缩机4的空气供给。
90.在加压空气供给系统1b中设置有对流入加热器14的流通空气的流量进行调整的至少一个流量调整阀。在第二实施方式中，作为流量调整阀，设置有设置于喷出空气管线5的第一流量调整阀70a、设置于第一旁路管线24的第二流量调整阀70b、以及设置于第二旁路管线28的第三流量调整阀70c。第一流量调整阀70a构成为通过调整其开度而使向加热器14供给的空气流量可变。第二流量调整阀70b构成为通过调整其开度而使在第一旁路管线24中流动的空气流量可变。第三流量调整阀70c构成为通过调整其开度而使在第二旁路管线28中流动的空气流量可变。
91.另外，在本系统中，也可以对马达的转速进行逆变器控制，使向喷出空气管线5供给的空气流量变化。
92.加压空气供给系统1b与上述的加压空气供给系统1a同样地具有用于检测各部分的温度的温度检测部(第一温度检测部t1、第二温度检测部t2、第三温度检测部t3、第四温度检测部t4、第五温度检测部t5、大气温度检测部ta)、压力检测部(第二压力检测部p2、第三压力检测部p3、大气压力检测部pa。其中省略了第一压力检测部p1)、相对湿度检测部ha。
93.接下来，对图6的加压空气供给系统1b的起动方法进行说明。图7是按每个工序示出图6的加压空气供给系统1b的起动方法的流程图，图8a～图8c是与图7的主要步骤对应的加压空气供给系统1b的整体结构图。
94.首先，加压空气供给系统1b在起动开始时间点处于图6所示的初始状态。在该初始状态下，通过将第一流量调整阀70a设定为全闭状态，从而防止空气意外地流入比再生热交换器10靠下游侧的位置。另外，通过将第二流量调整阀70b及第三流量调整阀70c设定为全开状态，从而使系统内部向外部开放，即使在产生了意外的不良情况的情况下，也能够防止对系统的损伤。
95.需要说明的是，在此，在没有向加压对象设备2等的空气流入的担忧的情况下，能够省略第一流量调整阀70a，在仅通过马达的转速来进行加压对象设备3的压力调整、供给
空气流量的调整的情况下，还能够省略第二流量调整阀70b和第一旁路管线24。
96.首先，如图8a所示，控制装置60将在初始状态下处于全闭状态的第一流量调整阀70a切换为全开状态，并且将在初始状态下处于全开状态的第二流量调整阀70b切换为全闭状态(步骤s200)，而且将离合器42切换为连接状态而使马达40动作(步骤s201)。由此，第一流量调整阀70a处于全开状态，因此来自涡轮增压器压缩机4的喷出空气经由喷出空气管线5向再生热交换器10侧供给。
97.需要说明的是，作为起动操作，也可以使马达40的动作在先，然后实施第一流量调整阀70a和第二流量调整阀70b的开闭状态切换(切换步骤s201与步骤s200的顺序)。
98.需要说明的是，在步骤s200中，在由第二温度检测部t2检测出的温度比由大气温度检测部ta检测出的大气温度(外部气体温度)低的情况下，也可以根据需要对第一流量调整阀70a的开度进行减小控制、和/或对第二流量调整阀70b的开度进行增加控制。由此，在加压对象设备2为低温的情况下，通过抑制向加压对象设备2的空气流量来将对象设备的压力抑制得较低，因此能够适当地防止冷凝水产生。
99.接下来，控制装置60对马达的转速进行控制，以使得由第二温度检测部t2检测出的温度比饱和蒸气温度高(步骤s202)。由此，加压对象设备2中的流通空气的温度被维持得比饱和蒸气温度高，能够防止加压对象设备2中的冷凝水产生。需要说明的是，在步骤s202中使用的饱和蒸气温度与上述的第一实施方式同样地，能够基于与加压对象设备2的流通空气相关的压力及绝对湿度来计算。
100.然后，当向喷出空气管线5供给加热器14的运转所需的充足的空气时，控制装置60起动加热器14(步骤s203)。由此，供给至喷出空气管线5的空气在由加热器14升温后，向加压对象设备2供给。
101.接下来，控制装置60在由第四温度检测部t4检测出的温度(涡轮机出口温度)比涡轮增压器压缩机4的出口温度t5高时(步骤s204：是)，如图8b所示，开始回收来自涡轮机6的废气所包含的热能(步骤s205)。具体而言，通过使设置于第二旁路管线28的第三流量调整阀70c的开度减小，从而在第二旁路管线28中流动的废气流量减少，相应地在再生热交换器10中流动的废气流量增加，促进再生热交换器10对废气的热回收。
102.接下来，如图8c所示，控制装置60使第三流量调整阀70c成为全闭状态(步骤s206)，并对马达的转速进行控制，以使得由第二温度检测部t2检测出的温度比饱和蒸气温度高(步骤s207)。由此，通过切断在第二旁路管线28中流动的空气流量，从而即使在从涡轮机6排出的废气的全部流量经由废气管线26向再生热交换器10供给的情况下，也能够防止加压对象设备2中的冷凝水产生。
103.关于马达40的动力，随着来自加压对象设备2的废气温度上升而涡轮机6的回收动力增加，伴随于此，马达40的动力逐渐降低而大致成为零。接下来，若马达40的动力大致成为零(步骤s208：是)，则控制装置60将离合器42切换为切断状态而使马达40停止(步骤s209)，并转移至通常运转(步骤s210)。由此，一系列的起动方法完成，但在加压对象设备2具有合适的温度的情况下，也可以不使第三流量调整阀70c转移至全闭状态，而是对第三流量调整阀70c进行控制以使得由第二温度检测部t2检测出的温度成为合适的温度。
104.另外，在即使第三流量调整阀70c的开度成为全闭状态、由第二温度检测部检测出的温度也无法维持饱和蒸气温度的情况下，利用来自加热器的热输入进行补充。在加压对
象设备2是内部发热的设备(例如上述的sofc等)的情况下，加热器14也可以在系统成为能够独立运转的状态的时机切换为非工作状态。
105.如上所说明的那样，根据第二实施方式，基于配置于系统各部分的检测部的检测结果来协调各流量调整阀的开度，由此能够在不会导致结构的复杂化的情况下，在防止加压对象设备2中的冷凝水产生的同时进行顺畅的起动。
106.图9是图6的变形例。在该变形例中，加热器14构成为，通过配置于供通过了加压对象设备2的流通空气流动的已使用空气管线38上，从而对通过了加压对象设备2的流通空气进行加热。加热器14将来自加压对象设备2的流通空气加热而向涡轮机6供给，由此能够使从涡轮机6经由废气管线26向再生热交换器10供给的废气的温度上升。由此，通过再生热交换器10中的热交换，能够使从喷出空气管线5向加压对象设备2供给的空气的温度上升。
107.通过将加热器14设置于涡轮机6的上游，涡轮机入口的已使用空气的温度上升，涡轮机的输出增加，能够减轻马达动力。另外，通过设置于加压对象设备的已使用空气管线，即使在利用燃烧器等的加热方法中，也能够消除水蒸气产生的影响。
108.在图9的变形例中，虽然存在这样的加热器14的配置的不同，但其他结构与上述的第二实施方式(图6～图8)相同。因此，通过与上述的第二实施方式同样地对第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b以及第三流量调整阀70c进行开闭控制，能够加热从涡轮增压器压缩机4经由喷出线5向加压对象设备2供给的流通空气，防止加压对象设备2中的冷凝水产生。
109.需要说明的是，在图9中，加热器14构成为，通过配置在已使用空气管线38上的比第三温度检测部t3靠下游侧的位置，从而能够利用第三温度检测部t3检测刚通过加压对象设备2之后的流通空气的温度。
110.图10是图6的另一变形例。在该变形例中，加热器14构成为对从涡轮机6向再生热交换器10供给的废气进行加热。加热器14通过对在废气管线26中流动的废气进行加热，能够通过再生热交换器10中的热交换而使从喷出空气管线5向加压对象设备2供给的空气的温度上升。
111.另外，通过将加热器14设置于再生热交换器10的最近的加压对象设备的已使用空气管线，能够更高效地进行加热，并且在基于燃烧器等的加热方法中也能够消除水蒸气产生的影响。
112.在图10的变形例中，虽然存在这样的加热器14的配置的不同，但其他结构与上述的第二实施方式(图6～图8)相同。因此，通过与上述的第二实施方式同样地对第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b以及第三流量调整阀70c进行开闭控制，能够加热从涡轮增压器压缩机4经由喷出空气管线5向加压对象设备2供给的流通空气，防止加压对象设备2中的冷凝水产生。
113.需要说明的是，在图10中，加热器14构成为，通过配置于废气管线26上的比第四温度检测部t4靠下游侧的位置，能够利用第四温度检测部t4检测来自涡轮机6的废气温度。
114.需要说明的是，在上述的实施方式中，例示了加压空气供给系统1b具有单个加热器14的情况，但加压空气供给系统1b也可以具有多个加热器14。在该情况下，各加热器14可以配置在能够对向加压对象设备2供给的流通空气进行加热的位置(参照图6～图8)、能够对通过了加压对象设备2的流通空气进行加热的位置(参照图9)、或者能够对从涡轮机6向
再生热交换器10供给的废气进行加热的位置(参照图10)中的任意位置。
115.另外，加热器的加热方式也可以组合电加热器、燃烧器燃烧、热交换器方式等各种方法。
116.此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够适当地将上述的实施方式的构成要素置换为公知的构成要素，另外，也可以适当地组合上述的实施方式。
117.上述各实施方式所记载的内容例如如以下那样进行掌握。
118.(1)本发明的一个方案的加压空气供给系统(例如上述实施方式的加压空气供给系统1a、1b)具备：
119.涡轮增压器(例如上述实施方式的涡轮增压器8)，其具有涡轮机(例如上述实施方式的涡轮机6)及压缩机(例如上述实施方式的涡轮增压器压缩机4)；
120.再生热交换器(例如上述实施方式的再生热交换器10)，其对来自所述压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
121.加压对象设备(例如上述实施方式的加压对象设备2)，其被供给包含所述喷出空气、和向从所述压缩机到所述再生热交换器的喷出空气管线(例如上述实施方式的喷出空气管线5)供给的空气中的至少一方的流通空气，并且将所述流通空气向所述涡轮机排出；
122.加热器(例如上述实施方式的加热器14)，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气、通过了所述加压对象设备的所述流通空气、和从所述涡轮机向所述再生热交换器供给的所述废气中的至少一个进行加热；
123.流量调整阀(例如上述实施方式的第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b、第三流量调整阀70c、第四流量调整阀70d)，其对流入所述加热器的所述流通空气的流量进行调整；以及
124.控制装置(例如上述实施方式的控制装置60)，其对所述流量调整阀的开度进行控制，
125.所述控制装置对所述流量调整阀的开度进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度(例如上述实施方式的由第二温度检测部t2检测出的温度)比通过所述加压对象设备的所述流通空气的饱和蒸气温度高。
126.根据上述(1)的方案，通过以使通过加压对象设备的流通空气的温度比饱和蒸气温度高的方式来控制流量调整阀的开度，能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。这样的控制能够通过以能够基于配置于系统各部分的传感器等的检测结果计算的饱和蒸气温度为基准对系统内的温度或压力进行控制来实施，能够在不会导致系统结构的复杂化的情况下有效地防止冷凝水产生。
127.(2)在其他实施方式中，在上述(1)的方案的基础上，
128.所述加热器(例如上述实施方式的图1及图6中的加热器14)构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气进行加热。
129.根据上述(2)的方案，通过利用加热器对向加压对象设备供给的流通空气进行加热，能够使加压对象设备中的流通空气的温度比饱和蒸气温度高，能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。
130.(3)在其他实施方式中，在上述(1)的方案的基础上，
131.所述加热器(例如上述实施方式的图4及图9中的加热器14)构成为对通过了所述
加压对象设备的所述流通空气进行加热。
132.根据上述(3)的方案，通过利用加热器对通过了加压对象设备的流通空气进行加热，能够使从涡轮机排出的废气的温度上升。其结果是，在再生热交换器中与废气进行热交换的来自压缩机的喷出空气的温度上升，向加压对象设备供给的流通空气被加热。由此，能够使加压对象设备中的流通空气的温度比饱和蒸气温度高，能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。
133.(4)在其他实施方式中，在上述(1)的方案的基础上，
134.所述加热器(例如上述实施方式的图5及图10中的加热器14)构成为对从所述涡轮机向所述再生热交换器供给的所述废气进行加热。
135.根据上述(4)的方案，通过利用加热器对从涡轮机排出的废气进行加热，能够使在再生热交换器中与废气进行热交换的来自压缩机的喷出空气的温度上升。其结果是，能够使向加压对象设备供给的流通空气的温度比饱和蒸气温度高，能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。
136.(5)在其他方案中，在上述(1)至(4)中任一方案的基础上，
137.所述控制装置基于通过所述加压对象设备的所述流通空气的压力及温度、以及所述压缩机的进气的绝对湿度，来计算所述饱和蒸气温度。
138.根据上述(5)的方案，能够基于配置于系统各部分的传感器等的检测结果，准确地推定用于控制的饱和蒸气温度。
139.(6)在其他方案中，在上述(1)至(5)中任一方案的基础上，
140.还具备：
141.空气管线(例如上述实施方式的空气管线20)，其用于供给所述空气；
142.第一旁路管线(例如上述实施方式的第一旁路管线24)，其使所述喷出空气绕过再生热交换器；
143.废气管线(例如上述实施方式的废气管线26)，其排出来自所述涡轮机的所述废气；以及
144.第二旁路管线(例如上述实施方式的第二旁路管线28)，其使所述废气绕过再生热交换器，
145.所述流量调整阀包括：
146.第一流量调整阀(例如上述实施方式的第一流量调整阀70a)，其对所述喷出空气管线的流量进行调整；
147.第二流量调整阀(例如上述实施方式的第二流量调整阀70b)，其对所述第一旁路管线的流量进行调整；
148.第三流量调整阀(例如上述实施方式的第三流量调整阀70c)，其对所述第二旁路管线的流量进行调整；以及
149.第四流量调整阀(例如上述实施方式的第四流量调整阀70d)，其对所述空气管线的流量进行调整。
150.根据上述(6)的方案，在起动时供给能够代替来自压缩机的喷出空气来使用的空气的结构中，能够有效地防止加压对象设备中的冷凝水产生。
151.(7)在其他方案中，在上述(6)的方案的基础上，
152.所述控制装置在所述第一流量调整阀处于关闭状态的情况下对所述空气的供给量进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度。
153.根据上述(7)的方案，在起动时向加压对象设备供给空气时，通过控制空气的供给量，从而将通过加压对象设备的流通空气的温度维持为比饱和蒸气温度高。由此，能够有效地防止在加压对象设备产生冷凝水。
154.(8)在其他方案中，在上述(6)的方案的基础上，
155.所述控制装置在所述第一流量调整阀处于打开状态的情况下，对所述流通空气向所述加压对象设备的供给量进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。
156.根据上述(8)的方案，在由于第一流量调整阀处于打开状态而压缩机的喷出空气向系统供给的状况下，通过对所述流通空气向加压对象设备的供给量进行控制，从而将通过加压对象设备的流通空气的温度维持为比饱和蒸气温度高。由此，能够有效地防止在加压对象设备产生冷凝水。例如在除了第一流量调整阀之外、第四流量调整阀也处于打开状态的情况下，也可以与上述(4)的方案同样地控制空气的供给量，从而对流通空气向加压对象设备的供给量进行控制。另外，在第四流量调整阀处于关闭状态的情况下，也可以通过调整压缩机的转速、流量调整阀的开度来控制压缩机的喷出空气的供给量，由此控制流通空气向加压对象设备的供给量。
157.(9)在其他方案中，在上述(6)至(8)中任一方案的基础上，
158.所述控制装置对所述流量调整阀进行控制，以使得在维持通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高的状态的同时，将向所述喷出空气管线的空气供给从所述空气切换为所述压缩机的喷出空气。
159.根据上述(9)的方案，即使在将向喷出空气管线的空气供给从空气切换为压缩机的喷出空气时，也能够通过流量调整阀的控制，将通过加压对象设备的流通空气的温度维持得比饱和蒸气温度高，从而能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。
160.(10)在其他方案中，在上述(6)至(9)中任一方案的基础上，
161.所述控制装置在所述废气管线的温度比所述喷出空气管线的温度高的情况下，使所述第三流量调整阀的开度减小。
162.根据上述(10)的方案，在来自涡轮机的废气温度充分增加的情况下，通过使第三流量调整阀的开度减小，能够增加向再生热交换器的废气导入量，促进热回收。
163.(11)在其他方案中，在上述(10)的方案的基础上，
164.所述控制装置对所述第三流量调整阀的开度进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。
165.根据上述(11)的方案，即使在使第三流量调整阀的开度减小时，通过第三流量调整阀的控制，将通过加压对象设备的流通空气的温度维持得比饱和蒸气温度高，从而能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。
166.(12)在其他方案中，在上述(1)至(5)中任一方案的基础上，
167.还具备：
168.起动用马达(例如上述实施方式的起动用马达40)，其对所述压缩机进行驱动；
169.第一旁路管线(例如上述实施方式的第一旁路管线24)，其使所述喷出空气绕过再
生热交换器；
170.废气管线(例如上述实施方式的废气管线26)，其排出来自所述涡轮机的所述废气；以及
171.第二旁路管线(例如上述实施方式的第二旁路管线28)，其使所述废气绕过再生热交换器，
172.所述流量调整阀包括：
173.第一流量调整阀(例如上述实施方式的第一流量调整阀70a)，其对所述喷出空气管线的流量进行调整；
174.第二流量调整阀(例如上述实施方式的第二流量调整阀70b)，其对所述第一旁路管线的流量进行调整；以及
175.第三流量调整阀(例如上述实施方式的第三流量调整阀70c)，其对所述第二旁路管线的流量进行调整。
176.根据上述(12)的方案，在能够使用起动用马达从起动时起驱动压缩机的结构中，能够有效地防止加压对象设备中的冷凝水产生。
177.(13)在其他方案中，在上述(12)的方案的基础上，
178.所述控制装置在所述第一流量调整阀处于打开状态的情况下，对所述起动用马达的转速进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。
179.根据上述(13)的方案，通过控制起动用马达的转速，能够将通过加压对象设备的流通空气的温度维持得比饱和蒸气温度高。由此，在从压缩机供给喷出空气时，能够防止在加压对象设备产生冷凝水。
180.(14)在其他方案中，在上述(12)或(13)的方案的基础上，
181.所述控制装置在所述废气管线的温度比来自所述压缩机的喷出空气的温度高的情况下，使所述第三流量调整阀的开度减小。
182.根据上述(14)的方案，在来自涡轮机的废气温度充分增加的情况下，通过使第三流量调整阀的开度减小，能够增加向再生热交换器的废气导入量，促进热回收。
183.(15)在其他方案中，在上述(14)的方案的基础上，
184.所述控制装置对所述第三流量调整阀的开度进行控制，以使得通过所述加压对象设备的所述流通空气的温度比所述饱和蒸气温度高。
185.根据上述(15)的方案，即使在使第三流量调整阀的开度减小时，也能够通过第三流量调整阀的控制，将通过加压对象设备的流通空气的温度维持得比饱和蒸气温度高，从而防止冷凝水产生。
186.(16)本发明的一个方案的加压空气供给系统的起动方法是加压空气供给系统(例如上述实施方式的加压空气供给系统1a、1b)的起动方法，
187.所述加压空气供给系统具备：
188.涡轮增压器(例如上述实施方式的涡轮增压器8)，其具有涡轮机(例如上述实施方式的涡轮机6)及压缩机(例如上述实施方式的涡轮增压器压缩机4)；
189.再生热交换器(例如上述实施方式的再生热交换器10)，其对来自所述压缩机的喷出空气与从所述涡轮机排出的废气进行热交换；
190.加压对象设备(例如上述实施方式的加压对象设备2)，其被供给包含所述喷出空气、和向从所述压缩机到所述再生热交换器的喷出空气管线(例如上述实施方式的喷出空气管线5)供给的空气中的至少一方的流通空气，并将所述流通空气向所述涡轮机排出；
191.加热器(例如上述实施方式的加热器14)，其构成为对向所述加压对象设备供给的所述流通空气、通过了所述加压对象设备的所述流通空气、和从所述涡轮机向所述再生热交换器供给的所述废气中的至少一个进行加热；以及
192.流量调整阀(例如上述实施方式的第一流量调整阀70a、第二流量调整阀70b、第三流量调整阀70c、第四流量调整阀70d)，其对流入所述起动用加热器的所述流通空气的流量进行调整，其中，
193.对所述流量调整阀的开度进行控制，以使得通过所述加压对象部的所述流通空气的温度比通过所述加压对象部的所述流通空气的饱和蒸气温度高。
194.根据上述(16)的方案，通过以使通过加压对象设备的流通空气的温度比饱和蒸气温度高的方式来控制流量调整阀的开度，能够防止加压对象设备中的冷凝水产生。这样的控制能够通过以能够基于配置于系统各部分的传感器等的检测结果计算的饱和蒸气温度为基准对系统内的温度或压力进行控制来实施，能够在不会导致系统结构的复杂化的情况下有效地防止冷凝水产生。
195.附图标记说明：
196.1a、1b...加压空气供给系统；
197.2...加压对象设备；
198.3...空气供给源；
199.4...涡轮增压器压缩机；
200.5...喷出空气管线；
201.6...涡轮机；
202.8...涡轮增压器；
203.10...再生热交换器；
204.14...加热器；
205.16...空气供给装置；
206.20...空气管线；
207.22...压缩机；
208.24...第一旁路管线；
209.26...废气管线；
210.28...第二旁路管线；
211.32...加热空气管线；
212.38...已使用空气管线；
213.40...马达；
214.42...离合器；
215.60...控制装置；
216.70...流量调整阀；
217.70a...第一流量调整阀；
218.70b...第二流量调整阀；
219.70c...第三流量调整阀；
220.70d...第四流量调整阀；
221.t1...第一温度检测部；
222.t2...第二温度检测部；
223.t3...第三温度检测部；
224.t4...第四温度检测部；
225.t5...第五温度检测部；
226.ta...大气温度检测部；
227.p1...第一压力检测部；
228.p2...第二压力检测部；
229.p3...第三压力检测部；
230.ha...相对湿度检测部。