BE1018912A3 - Compresseur a vis sans huile. - Google Patents

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BE1018912A3
BE1018912A3 BE2008/0358A BE200800358A BE1018912A3 BE 1018912 A3 BE1018912 A3 BE 1018912A3 BE 2008/0358 A BE2008/0358 A BE 2008/0358A BE 200800358 A BE200800358 A BE 200800358A BE 1018912 A3 BE1018912 A3 BE 1018912A3
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lubricating oil
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Hideki Fujimoto
Hitoshi Nishimura
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Hitachi Ind Equipment Sys
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Abstract

L'invention concerne un compresseur à vis sans huile hautement fiable comprenant un premier capteur pour détecteur la température de l'huile de lubrification, des seconds capteurs pour détecteur les températures de l'air d'admission, et un contrôleur de ventilateur de refroidissement ayant une portion de mémorisation dans laquelle sont mémorisées une température établie de l'huile de lubrification et une température établie de l'air d'admission, et une portion de calcul destinée à calculer un signal de commande pour augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'huile de lubrification, fourni par le premier capteur, dépasse la valeur établie d'huile de lubrification mémorisées dans la portion de mémorisation, et à calculer un signal de commande pour augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'air d'admission, fournie par le second capteur, est supérieure à la température établie de l'air d'admission , mémorisée dans la portion de mémorisation.

Description

COMPRESSEUR A VIS SANS HUILE Contexte de l'invention
La présente invention concerne un compresseur à vis sans huile capable de contrôler la vitesse d'un ventilateur de refroidissement, et en particulier un compresseur à vis sans huile capable de maintenir convenablement des températures d’air comprimé et d'huile de lubrification en réponse à une variation de l'atmosphère environnante.
Un compresseur à vis sans huile refroidi à l'air est connu pour comprimer l'air par une paire de rotors à vis mâle et femelle qui peuvent être tournés sans contact et sans lubrification. Le compresseur à vis sans huile et refroidi à l’air comprend un refroidisseur de type à refroidissement d’air pour refroidir l’huile de lubrification destinée à lubrifier les roulements, les engrenages et similaires, et de l’air comprimé, ayant la configuration selon laquelle l'air atmosphérique est prélevé à l'intérieur au moyen d'un ventilateur, afin de réaliser un échange thermique avec l'huile de lubrification et l'air comprimé (Voir, par exemple, JP A 01 116297).
Résumé de l'invention
Un compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air dispose d'un corps de compresseur dans lequel une paire de rotors à vis mâle et femelle est fixée par des roulements et mise en rotation par un moteur par l’intermédiaire d’engrenages. En outre, les roulements et engrenages qui sont utilisés dans une portion de commande, à l’extérieur ou à l'intérieur du corps de compresseur, sont adaptés pour être alimentés à l'intérieur avec de l'huile de lubrification.
Le compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air de ce type est si possible installé dans un endroit où la température atmosphérique varie considérablement par rapport à sa spécification déterminée. Dans ce cas, si la température de l'huile de lubrification devient inférieure à une température appropriée, la viscosité de l'huile de lubrification serait accrue, en provoquant une légère augmentation de la perte de puissance mécanique dans les roulements et engrenages. En outre, l'augmentation de température de l'huile de lubrification provoquerait la réduction de la durée de vie utile de l'huile de lubrification, elle-même.
En outre, même la température de l'air comprimé déchargé du corps de compresseur varie en fonction de la température atmosphérique ; une augmentation de la température de l'air comprimé provoquée par une augmentation de la température de l'air atmosphérique réduirait la durée de vie utile du refroidisseur de type à refroidissement d'air, et en outre, si la température de l'air comprimé dépasse une température établie d'un dispositif de protection pour le compresseur, le compresseur s'arrêtera pour éviter un accident. En outre, si la température atmosphérique est excessivement inférieure à une température appropriée, provoquant la génération et l'augmentation de l'eau condensée dans l'air comprimé, cela provoquerait une réduction du volume de production de l'air comprimé et des pannes des équipements à l'intérieur et à l'extérieur du compresseur.
En outre, dans le ref roidisseur de type à refroidissement d'air pour l'huile de lubrification, et l'air comprimé, comme indiqué ci-dessus, l'échange thermique est réalisé en refroidissant l'air qui a été prélevé dans le ref roidisseur de l'extérieur de l'air comprimé, et par conséquent, si la vitesse du ventilateur de refroidissement est constante, cela posera un problème en ce que les températures de l'huile de lubrification et de l'air comprimé varient en fonction de la température atmosphérique.
La présente invention est conçue au vu des circonstances ci-dessus mentionnées, et par conséquent, un objet de la présente invention consiste à proposer un compresseur à vis non lubrifié capable de maintenir convenablement les températures de l'huile de lubrification et de l'air d'admission avec un degré de fiabilité élevé même si la température atmosphérique varie.
Dans ce but, selon un premier aspect de la présente invention, nous proposons un compresseur à vis sans huile comprenant un corps de compresseur ayant une paire de rotors à vis mâle et femelle qui peuvent être tournés sans contact et sans lubrification, un refroidisseur de type à refroidissement à air pour l'huile de lubrification du compresseur, un refroidisseur de type à refroidissement à air pour l'air comprimé, un ventilateur de refroidissement pour alimenter l'air de refroidissement dans le corps de compresseur et les refroidisseurs de type à refroidissement d'air et un contrôleur de ventilateur de refroidissement comprenant un premier capteur pour détecter une température de l'huile de lubrification, un second capteur pour détecter une température de l'air d'admission, une portion de mémorisation pour mémoriser une température établie de l'huile de lubrification et une température établie de l'air d'admission, et une portion de calcul pour calculer un signal de commande adapté pour augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'huile de lubrification, fournie par le premier capteur, dépasse la température établie de l'huile de lubrification mémorisée dans la portion de mémorisation, et également pour calculer un signal de commande pour augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'air d'admission, fournie par le second capteur, dépasse la température établie de l'air d'admission mémorisée dans la portion de mémorisation.
En outre, un second aspect de la présente invention, dans le premier aspect de l'invention, est caractérisé en ce que la vitesse du ventilateur de refroidissement est contrôlée par un inverseur exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement.
En outre, un troisième aspect de la présente invention, dans le premier aspect de la présente invention, est caractérisé en ce que la vitesse du ventilateur de refroidissement est contrôlée par un inverseur pour le compresseur.
En outre, un quatrième aspect de la présente invention, dans le premier aspect de la présente invention, est caractérisé en ce que le contrôleur du ventilateur de refroidissement y prend des températures à l'intérieur et à l'extérieur du compresseur, de façon à contrôler la vitesse du ventilateur de refroidissement.
En outre, un cinquième aspect de la présente invention, dans le premier aspect de la présente invention, est caractérisé en ce que le contrôleur du ventilateur de refroidissement y prélève une température dans un panneau de contrôle comme un panneau de démarrage de façon à contrôler la vitesse du ventilateur de refroidissement.
Selon la présente invention, même si la température atmosphérique varie, les températures de l'huile de lubrification et de l'air d'admission peuvent être convenablement maintenues, il est donc possible de fournir un compresseur à vis sans huile ayant un degré élevé de fiabilité.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description suivante des modes de réalisation de l'invention, en combinaison avec les dessins joints.
Brève description des différentes vues des dessins
La figure 1 est une vue systématique illustrant une configuration globale d'un compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air en deux phases dans un mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 2 est une vue illustrant une configuration d'un ventilateur de refroidissement constituant le compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air en deux phases dans un mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 3 est une vue systématique illustrant un compresseur non lubrifié et refroidi à l'air à vis à deux niveaux dans un autre mode de réalisation de la présente invention, et
La figure 4 est une vue d'un contrôleur de ventilateur de refroidissement constituant le compresseur non lubrifié et refroidi à l'air à vis à deux niveaux selon la présente invention, indiqué sur la figure 3.
Description détaillée de l'invention
Ci-après, une explication sera donnée des modes de réalisation du compresseur à vis sans huile selon la présente invention en se référant aux dessins joints.
Une explication sera donnée ci-dessous d'un compresseur à vis sans huile dans un mode de réalisation de la présente invention, comprenant un corps de compresseur ayant une paire de rotors à vis mâle et femelle qui peuvent être mis en rotation par un engrenage de distribution sans contact et sans lubrification, un refroidisseur de type à refroidissement d'air pour refroidir l'air comprimé déchargé du corps de compresseur, un refroidisseur de type à refroidissement d'air pour refroidir l'air de lubrification des roulements et engrenages dans les portions de commande à l'intérieur et à l'extérieur du corps de compresseur, et un ventilateur de refroidissement dont la vitesse peut être contrôlée de façon à ajuster les volumes de l'air de refroidissement alimenté dans ces refroidisseurs.
Spécifiquement, nous proposons un inverseur exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement, et un contrôleur pour celui-ci, et la température de l'huile de lubrification, la température de l'air d'admission, les températures à l'intérieur et à l'extérieur de l'unité de compresseur, la température dans un panneau de démarrage sont détectées par un capteur de température afin de contrôler la vitesse du ventilateur de refroidissement. En outre, la vitesse du ventilateur de refroidissement peut être contrôlée en synchronisation avec le contrôle de la capacité du compresseur.
En se référant à la figure 1, qui est une vue systématique illustrant une configuration globale d'un compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air en deux phases dans un mode de réalisation de la présente invention, le compresseur à vis sans huile 1 comprend, dans son logement IA, un corps de compresseur de premier niveau 2A et un corps de compresseur de second niveau 2B qui sont fournis dans un boîtier d'engrenage 3 et chacun d'eux est intégré à l'intérieur avec une paire de rotors à vis, à savoir un rotor mâle 4 et un rotor femelle 5 qui y sont fixés avec des engrenages de distribution 6, 7 dans une portion d'extrémité axiale.
Un engrenage à pignon 9 est fixé au rotor mâle 5 à une extrémité axiale de celui-ci. Cet engrenage à pignon 9 est engrené avec un réducteur 10 gui est raccordé à un arbre d'entraînement. L'engrenage à pignon 9 et l'engrenage de traction 10 sont contenues dans le boîtier d'engrenage 3. Le boîtier d'engrenage 3 comprend, dans sa partie inférieure, un collecteur d'huile 12.
En outre, les rotors et les arbres d'entraînement sont supportés par des roulements 8, respectivement. Une poulie fixée à une partie de l'arbre d'entraînement doté du réducteur 10 et une réa fixée à une partie d'extrémité axiale d'un arbre de moteur sont enroulées dessus et entre elles avec une courroie d'entraînement 11. Une puissance de sortie est transmise par un moteur 13 aux corps de compresseur 2A, 2B par l'intermédiaire des engrenages menants de compresseurs 10 et de la courroie 11.
En ce qui concerne l'écoulement de l'air comprimé, l'air atmosphérique qui a été prélevé dans l'unité de compresseur est comprimé par le corps de compresseur à niveau unique 2A, puis passe à travers un conduit de décharge 6B et est refroidi par un refroidisseur d'air 17A pour le corps de compresseur de premier niveau, et il s'écoule à travers un conduit de décharge 16B. Ensuite, il est comprimé par le corps de compresseur de second niveau 2B. L'air comprimé par le corps de compresseur de second niveau 2B s'écoule à travers un conduit de décharge 18, puis est refroidi par le ref roidisseur 17B pour le compresseur de second niveau et ensuite passe à travers un conduit de décharge 19, et est alimenté dans un conduit raccordé à un équipement hors de l'unité de compresseur. Le conduit de décharge 18 y est raccordé avec une soupape de contrôle 15.
En ce qui concerne l'écoulement d'huile de lubrification, l'huile de lubrification réservée dans le collecteur d'huile 12 dans le boîtier d'engrenages 3 s'écoule à travers un conduit de lubrification 21, est refroidi par un refroidisseur 20 pour l'huile de lubrification et passe ensuite à travers le filtre à huile 22 qui est raccordé dans un conduit d'huile de lubrification 23, et est ensuite alimenté dans les roulements 8 et engrenages 9, 10 dans la portion de commande comprenant le corps de compresseur de premier niveau 2a et le corps de compresseur de second niveau 2B.
Le compresseur 1 comprend un panneau de démarrage et de commande 24 dans son logement IA (voir le côté inférieur gauche sur la figure 1) . En outre, le compresseur 1 comprend également un ventilateur de refroidissement 25 dans son logement IA (voir le côté supérieur droit sur la figure 1). La vitesse du ventilateur de refroidissement 25 est contrôlée par un moteur 26. Quand le ventilateur de refroidissement 25 est mis en rotation, l'air atmosphérique est prélevé dans le logement IA à travers un orifice d'entrée 27 ménagé dans le logement IA. Cet air atmosphérique subit un échange thermique à travers les refroidisseurs d'air comprimé 17A, 17B et le refroidisseur d'huile de lubrification 20 après qu'il a refroidi l'intérieur de l'unité, et est ensuite déchargé du logement IA à travers un orifice d'échappement 28 ménagé dans le logement IA.
Le conduit 23 est connecté à l'intérieur avec un premier capteur pour détecter une température de l'huile de lubrification, sur le côté sortie du refroidisseur d'huile de lubrification 20, et les seconds capteurs 30A, 30B pour détecter les températures de l'air d'admission, sont ménagés sur les côtés admission du premier corps de compresseur 2A et le corps de compresseur de second niveau 2B. Les signaux de détection provenant des capteurs 29, 30A, 30B sont transmis à un contrôleur de ventilateur de refroidissement 31 qui sera détaillé plus loin.
En se référant à la figure 2, elle illustre une configuration du contrôleur de ventilateur de refroidissement 31, qui constitue le compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air à deux niveaux dans le mode de réalisation de la présente invention, dans laquelle des numéros de référence identiques sont utilisés pour représenter des pièces identiques à celles indiquées sur la figure 1, afin d'abréger l'explication détaillée de celles-ci.
Le contrôleur de ventilateur de refroidissement 31 comprend une portion de mémorisation 31A, dans laquelle sont mémorisées une température établie d'huile de lubrification et une température établie d'air d'admission, et une portion de calcul 31B pour calculer un signal de commande permettant d'augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 si une valeur détectée d'une température d'huile de lubrification, fournie par le premier capteur 29, est supérieure à la température établie de l'huile de lubrification mémorisée dans la portion de mémorisation 31A, et pour calculer également un signal de commande permettant d'augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 si les valeurs détectées des températures d'air d'admission, fournies par les seconds capteurs 3OA, 30B dépassent la température établie de l'air d'admission mémorisée dans la portion de mémorisation 31A. Les signaux de commande provenant de la portion de calcul 31B sont fournis à l'inverseur 32 exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement. Une puissance de sortie provenant de l'inverseur 32 est par conséquent fournie au moteur 26 pour le ventilateur de refroidissement 26, dont la vitesse est donc contrôlée par le moteur 26.
Ci-après, une explication sera donnée du fonctionnement du compresseur non lubrifié et refroidi à l'air à deux niveaux, dans la présente invention, en se référant aux figures 1 et 2.
La température de l'huile de lubrification est fournie par le premier capteur 29 tandis que les températures de l'air d'admission sont fournies par les seconds capteurs 3OA, 30B, et ces températures sont ensuite reçues par la partie de calcul 31B du contrôleur de ventilateur de refroidissement 31. Du fait de l'influence de l'atmosphère environnante au vu, par exemple, de l'endroit où le compresseur à vis sans huile 1 est installé, quand la température de l'huile de lubrification est augmentée jusqu'à dépasser la température établie de l'huile de lubrification stockée dans la portion de stockage 31A, la portion de calcul 31B du contrôleur de ventilateur de refroidissement 31 fournit un signal de commande au moteur 26 pour le ventilateur de refroidissement 25 par l'intermédiaire de l'inverseur 32, exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement 25, afin d'augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement 25. Donc, la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 est accrue de façon à augmenter le volume de l'air de refroidissement, et par conséquent, l'augmentation de température de l'huile de lubrification est limitée, et il est donc possible de maintenir l'huile de lubrification à une température appropriée.
En outre, du fait de l'influence de l'atmosphère environnante à l'endroit où le compresseur à vis sans huile 1 est installé etc, quand la température de l'air d'admission est augmentée jusqu'à une valeur supérieure à la température établie de l'air d'admission mémorisée dans la portion de mémorisation 31A, la portion de calcul 31B du contrôleur de ventilateur de refroidissement 31 fournit un signal de commande au moteur 26 du ventilateur de refroidissement 25 par l'intermédiaire de l'inverseur, exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement 25, de façon à augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement 25. Donc, la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 est accrue, et par conséquent, le volume de l'air de refroidissement est accru de façon à supprimer l'augmentation de température de l'air d'admission, il est donc possible de maintenir l'air d'admission à une température appropriée.
Il faut noter, dans ce mode de réalisation, que le contrôle du ventilateur de refroidissement en réponse à une augmentation de température de l'huile de lubrification et le contrôle du ventilateur de refroidissement en réponse à une augmentation de température de l'air d'admission, s'effectuent en préférant l'une des valeurs établies. En variante, la portion de calcul 31B contrôle les températures de l'huile de lubrification et de l'air d'admission de façon à maintenir les températures dans des gammes de température prédéterminées.
Comme indiqué ci-dessus, dans ce mode de réalisation, la température de l'huile de lubrification peut être convenablement maintenue même si la température atmosphérique varie, et la température de l'air comprimé peut être convenablement maintenue en maintenant convenablement la température de l'air d'admission, il est donc possible de maintenir le compresseur à vis sans huile avec un degré élevé de fiabilité.
En se référant aux figures 3 et 4, elles illustrent un compresseur à vis sans huile et refroidi à l'air à deux niveaux dans un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lesquelles la figure 3 est une vue systématique illustrant la configuration globale du compresseur et la figure 4 est une vue illustrant un contrôleur de ventilateur de refroidissement pour le compresseur, et dans lesquelles des numéros de référence identiques sont utilisés pour représenter des pièces identiques à celles indiquées sur les figures 1 et 3, afin d'abréger l'explication détaillée de celles-ci.
Dans ce mode de réalisation, outre le contrôle du ventilateur de refroidissement en réponse à une augmentation de température de l'huile de lubrification et le contrôle du ventilateur de refroidissement en réponse à une augmentation de température de l'air d'admission, comme indiqué dans le mode de réalisation ci-dessus mentionné, nous proposons un troisième capteur 33 pour détecter les températures à l'intérieur et à l'extérieur du logement IA et un quatrième capteur 34 pour détecter une température dans le panneau de démarrage et de commande 24, dans le logement IA afin de contrôler les augmentations de température à l'intérieur et à l'extérieur de l'unité de compresseur et une augmentation de température dans le panneau de démarrage et commande 24, et des signaux de détection provenant de ces capteurs 33, 34 sont fournis au contrôleur de ventilateur de refroidissement 31. Donc, le contrôleur du ventilateur de refroidissement 31 augmente la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 quand les valeurs détectées dépassent les valeurs établies, comme dans le mode de réalisation mentionné ci-dessus, afin de maintenir convenablement les températures à l'extérieur et à l'intérieur de l'unité de compresseur et la température dans le panneau de démarrage et de commande 24. Il est ainsi possible de réduire une charge thermique relativement aux moteurs et équipements dans le panneau de démarrage.
En outre, en synchronisant le contrôle de la capacité de l'air comprimé déchargé avec le contrôle de vitesse du ventilateur de refroidissement dans le chargeur indiqué sur la figure 1, un compresseur doté d'une fonction d'arrêt automatique ou un compresseur contrôlé par inverseur, la température de l'huile de lubrification, la température de l'air comprimé décharge, la température dans l'unité de compresseur et la température dans le panneau de démarrage et de commande peuvent être convenablement maintenues. Dans ce cas, la configuration selon laquelle le ventilateur de refroidissement 25 est mis en rotation à la fréquence la plus basse de l'inverseur ou est arrêté après confirmation d'une température dans l'unité, lors de l'arrêt du compresseur sous contrôle de capacité, peut être proposée.
En outre, dans le mode de réalisation mentionné ci-dessus, bien que la vitesse du ventilateur de refroidissement 25 soit contrôlée par l'inverseur 32 exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement 25, la vitesse dudit ventilateur de refroidissement 25 peut être contrôlée par un inverseur pour le compresseur.
L’homme de l’art doit en outre comprendre que bien que la description ci-dessus ait été faite sur la base de modes de réalisation de l’invention, elle n’y est pas limitée et différents changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de l’esprit de l’invention et du cadre des revendications jointes.

Claims (5)

1. Compresseur à vis sans huile comprenant un corps de compresseur ayant une paire de rotors à vis mâle et femelle qui peuvent être mis en rotation, sans contact et sans lubrification, un refroidisseur de type à refroidissement d'air pour l'huile de lubrification pour le compresseur, un refroidisseur de type à refroidissement d'air pour l'air comprimé, et un ventilateur de refroidissement pour alimenter de l'air de refroidissement dans le corps de compresseur et les refroidisseurs de type à refroidissement d'air, caractérisé par : - un premier capteur pour détecter une température de l'huile de lubrification, - un second capteur pour détecter une température de l'air d'admission, un contrôleur de ventilateur de refroidissement comprenant une portion de mémorisation, dans laquelle sont mémorisées une température établie de l'huile de lubrification et une température établie de l'air d'admission, et une portion de calcul pour calculer un signal de commande permettant d'augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'huile de lubrification, fournie par le premier capteur, dépasse la température établie de l'huile de lubrification mémorisée dans la portion de mémorisation, et pour calculer un signal de commande permettant d'augmenter la vitesse du ventilateur de refroidissement si une valeur détectée de température de l'air d'admission, fournie par le second capteur, dépasse la température établie de l'air d'admission.
2. Compresseur à vis sans huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse du ventilateur de refroidissement est contrôlée par un inverseur exclusivement utilisé pour le ventilateur de refroidissement.
3. Compresseur à vis sans huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse du ventilateur de refroidissement est contrôlée par un inverseur pour le compresseur.
4. Compresseur à vis sans huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôleur de ventilateur de refroidissement reçoit des températures à l'intérieur et à l'extérieur de l'unité de compresseur de façon à contrôler la vitesse du ventilateur de refroidissement.
5. Compresseur à vis sans huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contrôleur de ventilateur de refroidissement reçoit une température dans un panneau de commande, comme un panneau de démarrage, de façon à contrôler la vitesse du ventilateur de refroidissement.
BE2008/0358A 2007-07-03 2008-06-27 Compresseur a vis sans huile. BE1018912A3 (fr)

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