CN103486028B - 无油螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可靠性高的无油螺杆压缩机，其具备：由电动机（800）驱动的压缩机主体（100）；被该压缩机主体（100）压缩了的压缩空气流通的排出管（200）；对在排出管（200）中流通的压缩空气进行冷却的后冷却器（300）；在后冷却器（300）的上游侧从排出管（200）分支的排气管（400）；安装在该排气管（400）上的排气阀（600）；控制装置（800），其根据被压缩机主体（100）压缩了的压缩空气的压力检测值来切换负载运转和无载运转。控制装置（800）在负载运转经过了预先设定的基准时间的情况下，强制切换到无载运转，清空排气管（400）。由此抑制冷凝水在管道（400）内蓄积。

Description

无油螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及无油螺杆压缩机。

背景技术

以往的无油螺杆压缩机中，如专利文献1所所述，配备有低负荷时进行无载运转的容量控制装置，进行将无载运转时或停止时从压缩机主体排出的压缩空气排放到大气中来降低无载运转时的动力的控制。并且为压缩空气的排放通过排气阀的开关来进行、排放的压缩空气经过该排气阀的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-275939号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在上述专利文献1中公开的例子中，从压缩机主体排出的压缩空气为高温，如果这样排放，存在排气阀在早期受损伤的可能性，因而为了防止高温的压缩空气经过排气阀而确保压缩机的可靠性，配备了用以冷却排放的压缩空气的排风冷却器。

而容量控制检测压缩机出口的管路压力，管路压力达到预先设定的无载开始压力、负载返回压力时，分别切换到无载运转、负载运转。

此时，进行无载运转是在使用空气量变少、管路压力上升到无载开始压力的情况下，通常仅在该情况下进行无载运转是通常的控制方式。换言之，无载运转仅在低负荷时进行，只要不达到转移到无载运转的条件，就继续负载运转。

排气管由从压缩空气的排出管分支的配管构成。因此，在负载运转中，在排气管和设置在排气管内的排风冷却器内压缩空气停滞。虽然压缩空气被冷却时产生冷凝水，但是压缩空气越高压，空气的饱和湿度减少，越容易发生冷凝水凝结。

在上述的现有技术中，是在由排气管和排风冷却器构成的排气管系统中压缩空气容易停滞的结构，尤其是，持续负载运转的期间排气管系统中停滞的压缩空气导致的冷凝水可能会造成问题。

因此，在长时期持续负载运转的情况下，在排风冷却器和排气管内部容易积累冷凝水。在排气管系统中积蓄了冷凝水的状态下，成为无载运转或者运转停止而进行排气的情况下，存在排放的压缩空气中混有水滴而使压缩机内部的机械产生故障的可能性。尤其是周围湿度高的条件下，存在水滴喷出的倾向更为显著、成为压缩机的可靠性降低的原因的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，目的为提供可靠性高的无油螺杆压缩机。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明例如采用专利要求的范围中记载的结构。举出其中的一个例子，一种无油螺杆压缩机，其特征在于，包括：由电动机驱动的压缩机主体；被上述压缩机主体压缩了的压缩空气流通的排出管；对在上述排出管中流通的压缩空气进行冷却的后冷却器；在上述后冷却器的上游侧从上述排出管分支的排气管；安装在该排气管上的排气阀；控制装置，其根据被上述压缩机主体压缩了的压缩空气的压力检测值来切换负载运转和无载运转，其中，上述控制装置在负载运转经过预先确定的基准时间后切换到无载运转。

本发明更合适的具体方式可从以下的发明的具体说明的记载中明了。

发明的效果

通过本发明，能够提供可靠性高的无油螺杆压缩机。

附图说明

图1是实施例1的无油螺杆压缩机的系统图。

图2是实施例2的无油螺杆压缩机的系统图。

图3是实施例3的无油螺杆压缩机的系统图。

符号说明

1……低压级压缩机

2……高压级压缩机

3……电动机

8……后冷却器

9……排风冷却器

12……排气阀

21……二级排出管

23……二级排气管

25……排气电磁阀

100……压缩机主体

200……排出管

300……后冷却器

400……排气管

500……排风冷却器

600……排气阀

700……控制装置

800……电动机

具体实施方式

说明本发明的实施方式。各实施例中，使用附图说明了减少排放的压缩空气中所含的水分的量、防止水滴飞溅的结构，本发明的实施方式并不限定于下述的具体结构例，可以进行各种变形。因此，各实施例所示的具体结构在本发明的思想下可适当地在不同的实施例中采用。下面使用附图说明各实施例。

【实施例1】

使用图1说明本发明的实施例1。图1是实施例1的无油螺杆压缩机的系统图。配备具有一对阴阳的螺杆转子的压缩机主体100（下面有时称为“压缩机100”），该螺杆转子由电动机800驱动。因此，电动机800驱动时从周围吸入空气，被压缩机主体100压缩了的空气向从排出管200排出。

压缩空气在排出管200内流通被送到压缩空气的使用者一侧，为了冷却高温的压缩空气而具备后冷却器300。一般后冷却器300使用水冷式或者风冷式的类型，本实施例中使用任一类型的冷却器皆可。然后，被后冷却器300冷却了的压缩空气排出到压缩空气的使用者一侧的设备。

对使用者一侧的压缩空气的使用量减少的情况下的控制进行说明。图1所示的控制装置700进行本实施例的无油螺杆压缩机整体的控制。压缩空气的使用量减少时，安装在排出管的压力传感器（图中省略）的检测压力增大。该检测压力达到预先设定的基准压力（下面称为无载开始压力）时，转移到无载运转。即，在压力传感器的检测压力达到无载开始压力时，控制装置700向排气阀600发送开启指令，进行排气。

如图1所示，排气管400为从排出管200分支出来的结构。负载运转中由于排气阀600为关闭状态，如上所述，来自压缩机主体100的压缩空气在排气管200中流通，被后冷却器300冷却，送到使用者一侧。另一方面，排气阀600成为开启状态时，变成高压的排出管200内的压缩空气被排放到大气中的无载运转。

在无载运转中，压缩空气的使用量再次增加时，压力传感器中的检测压力变低。检测压力降低到预先设定的基准压力（下面称为负载恢复压力）时，控制装置700向排气阀600发送关闭指令，恢复到负载运转。

这样，由于通过排气阀600的开闭控制来进行负载/无载的切换，排气阀600的故障对螺杆压缩机的可靠性有很大影响。因此，本实施例中，为了即使排放高温的压缩空气也不损伤排气阀600，在排气阀600的上游侧配备有排风冷却器500。

由于负载运转与无载运转的切换控制使用根据压缩空气的使用量而变化的压力传感器的检测值，所以根据空气使用量的增减重复负载运转和无载运转来实现容量控制。此时，空气使用量较多的时间持续时，负载运转的时间变长，空气使用量较少的时间持续时，无载运转的时间变长。

无载运转的时间比预先设定的基准时间长的情况下，也可使电动机800停止。此外，达到了上述“无载开始压力”的情况下，也可以不进行无载运转而停止电动机800（该电动机800的运行控制也由控制装置700进行）。在进行这样的省略无载运转的控制的情况下，也需要使排气阀600为开启状态，进行排出管200内的高压的压缩空气的排放。在本说明书中，以进行无载运转的例子作为实施例展示，在省略了无载运转的情况下，将无载运转替换成电动机800的停止，也能够进行同样的控制。

负载运转的持续时间过长时，由于排气阀600为关闭状态，存在于排气管系统（排气管400、排风冷却器500）内的压缩空气的停滞时间也变长。此时，压缩空气的温度降低，在排气管系统内凝结冷凝水，产生水滴。压缩空气越高压，空气的饱和湿度减小，水滴量越多。排气阀600开启时，排放的压缩空气中混有水滴，存在使周围的机器产生故障的可能性。

因此，本实施例的容量控制中进行以下控制。即，检测压缩机100出口的排出管200的压力，该压力成为无载开始压力、负载恢复压力时，分别开始无载运转、负载运转。然后，作为基于该容量控制的无载运转，在满足下述条件的情况下也进行无载运转。

首先，控制装置700计算测量负载运转的持续时间。然后，在该负载运转持续时间的长度达到预先设定的基准时间的长度的情况下，转移到无载运转。此时的无载运转可为极短的时间（下面有时将该无载运转称为“短时间无载运转”），在短时间进行无载运转后恢复到负载运转。即，是负载运转不持续规定的时间长度以上的控制。

短时间无载运转之后恢复到负载运转时，负载运转的持续时间重置，再次进行测量与基准时间进行对比。通常的无载运转和短时间无载运转为在不同目的下实施的控制，但是在作为负载运转持续时间的起点这一点上起到同样的功能。

从该短时间无载运转向负载运转的恢复也不是基于压力检测值来执行的，经过预定时间T（例如数秒）后，无关压力检测值而恢复负载运转。

通过进行这样的控制，在排气管系统中的冷凝水大量产生之前清空排气管，能够抑制水滴向周围的机器落下。此外，由于为短时间的无载运转，其它的容量控制与通常一样使用压力检测值进行，因此能够尽量将对压缩空气使用者的影响抑制在轻微的程度。

并且，在本实施例中省略了与转速控制相关的说明，即对于恒速机或者使用逆变器的变速机都能够采用与上述实施例1相同的控制。

【实施例2】

接着，使用图2说明实施例2。图2是具有低压级压缩机和高压级压缩机的水冷式无油螺杆压缩机的系统图，展示电动机的转速固定即所谓恒速机的例子。

下面参考图2说明实施例2的具体构造和控制，在控制方式上与上述实施例1相同，省略重复说明。

无油螺杆压缩机（恒速机）28配备有低压级压缩机1和高压级压缩机2。低压级压缩机1中安装有一级小齿轮（piniongear）5，高压级压缩机2中安装有二级小齿轮6，由安装在电动机3上的大齿轮（bullgear）4驱动。压缩空气通过吸气过滤器10和吸气节流阀11，被吸入低压级压缩机1，被压缩到规定的压力后，向一级排出管19排出。

该压缩空气通过中冷却器入口集管（header）14，流入中冷却器7。中冷却器7中被冷却的压缩空气通过中冷却器出口集管（header）15和二级吸气管20，被吸入高压级压缩机2，被压缩到规定的压力后，排出到二级排出管21。

之后，通过止回阀18、后冷却器入口集管16，流入后冷却器8。然后被后冷却器8冷却后，通过后冷却器出口集管17，从压缩机出口管22排出到压缩机外。

二级排出管21在止回阀18的上流分支，与排风冷却器9、二级排气管23、排气阀12、排气消音器13接续。排气阀12与吸气节流阀11连动，无载运转时或者停止时关闭吸气节流阀11，同时排气阀12开启。负载运转中，排气阀12关闭，压缩空气停滞在排风冷却器9、排气管23中。

无载运转时或停止时，排气阀12开启，二级排出管21、排风冷却器9、排气管23内的压缩空气通过排气阀12，从排气消音器13排放到无油螺杆压缩机（恒速机）28的机组（package）内。并且为如下结构：虽然此时二级排出管21的压力降低，但是由于止回阀18关闭，所以止回阀18下游的压力不降低。

此外，在本例中，如图2所示，中冷却器7、后冷却器8、止回阀18等机器各配备有两个，作为双重结构实现了各部件的小型化。

下面针对实施例2的控制进行说明。与实施例1同样地，容量控制进行负载-无载控制，检测压缩机排出管22的压力，该压缩机排出管22的压力达到预先设定的无载开始压力、负载恢复压力时，分别开始无载运转、负载运转。

此外，压力传感器自身虽然在图2中未图示，但是检测对象为压缩空气的压力，只要是能够检测该压力的位置，不限制安装的位置。

此外，在基于该容量控制的无载运转之外，计算负载运转的持续时间，负载运转持续时间达到规定的长度时，进行短时间进行无载运转并恢复到负载运转的控制，形成负载运转不持续超过规定时间长度的控制。

这些控制由图2中省略了图示的控制装置进行。即，控制装置计算测量负载运转的持续时间。然后，在该负载运转持续时间的长度达到预先设定的基准时间的长度的情况下，转移到无载运转。此时的无载运转可为极短的时间，在短时间进行了无载运转后恢复到负载运转。即，是负载运转不持续规定的时间长度以上的控制。

短时间无载运转之后恢复到负载运转时，负载运转的持续时间重置，再次进行测量与基准时间进行对比。通常的无载运转和短时间无载运转为不同目的下实施的控制，但是在作为负载运转持续时间的起点这一点上起到同样的功能。

从该短时间无载运转向负载运转的恢复也不是基于压力检测值来执行的，经过预定时间T（例如数秒）后，无关压力检测值而恢复负载运转。

通过进行这样的控制，在排气管系统（二级排气管23、排风冷却器8）中冷凝水大量产生之前清空二级排气管23，能够抑制水滴向周围的机器落下。此外，由于为短时间的无载运转，其它容量控制与通常一样使用压力检测值进行，所以能够尽量将对压缩空气使用者的影响抑制在轻微的程度。

【实施例3】

下面使用图3说明实施例3。图3是具有低压级压缩机和高压级压缩机的水冷式无油螺杆压缩机的系统图，展示电动机的转速可变即所谓变速机的例子。由于与上述实施例1、2在结构和控制方式上共通的部分较多，省略重复说明。

在实施例3的无油螺杆压缩机29中，压缩空气通过吸气过滤器10后，流入吸气管27，被吸入到低压级压缩机1，之后的负载运转中的压缩空气的流动与图2所示的实施例（恒速机）相同。

为如下结构：无载运转或停止时，安装在一级排出管19和二级排出管21上的排气电磁阀25开启，将一级排出管19和二级排出管21的压缩空气从排气消音器13排放到无油螺杆压缩机29的机组内，降低动力。

此外，与排气电磁阀25并列地设有停电用排气电磁阀26，停电时该停电用排气电磁阀开启，排放排出空气。并且，在排气电磁阀25的上游设有排风冷却器9。

该无油螺杆压缩机29的容量控制方式组合基于逆变器的转速控制和负载-无载控制而进行，与恒速机同样地检测压缩机排出管22的压力，该压缩机排出管22的压力达到预先设定的无载开始压力、负载恢复压力时，分别开始无载运转、负载运转。

更详细地进行说明，控制电动机3的转速，使得负载运转时压缩空气的压力固定为预先设定的压力。该控制在图中省略的控制装置中进行，根据来自控制装置的转速指令，控制逆变器的频率，以期望的转速驱动电动机。

压缩空气的使用量进行增减时，使转速变化，进行一边跟踪使用量一边使压力固定的控制。但是，使用量减少，电动机3以下限转速运行的状态下，即使这样压缩空气的压力也上升到无载开始压力的情况下，切换到无载运转。

基于上述实施例3的无油螺杆压缩机中，与如实施例2所示的恒速机的情况同样地，在基于容量控制的无载运转之外，计算负载运转的持续时间，负载运转持续时间达到规定长度时，进行短时间进行无载运转并恢复到负载运转的控制，进行负载运转不持续超过规定时间长度的控制。

这些控制在图3中省略图示的控制装置中进行。即，控制装置计算测量负载运转的持续时间。然后，在该负载运转持续时间的长度达到预先设定的基准时间的长度的情况下，转移到无载运转。此时的无载运转可为极短的时间，在短时间进行了无载运转后恢复到负载运转。即，是负载运转不持续规定的时间长度以上的控制。

通过上述各实施例，可有如下的作用效果。

在排风冷却器为水冷式的情况下，在该排风冷却器流通的冷却水的温度较低的情况下，也能够防止水滴蓄积在排风冷却器内，能够防止无载运转时排放的压缩空气中混有水滴并飞溅。

此外，通过防止水滴蓄积在排风冷却器内，消除了在将排风冷却器设置在排气管系统中的障碍。因此，能够使到达排气阀的压缩空气的温度降低，能够防止排气阀的损伤。并设有排气电磁阀的情况下，由于也能够降低通过排气电磁阀的压缩空气的温度，所以能够提高两个阀的可靠性。结果是，帮助了作为无油螺杆压缩机的可靠性的提高。

进而，在长时间不进入低负载、不达到基于容量控制的无载运转的条件的情况下，也强制地进行无载运转，能够替换排气管内的压缩空气。因此，即使在周围湿度较高的条件下，也能够防止排气时水滴在压缩机内飞溅，能够防止因该水滴而使内部的电气部件发生故障、部件生锈。

Claims (10)

1.一种无油螺杆压缩机，其特征在于，包括：

由电动机驱动的压缩机主体；

被所述压缩机主体压缩了的压缩空气流通的排出管；

对在所述排出管中流通的压缩空气进行冷却的后冷却器；

在所述后冷却器的上游侧从所述排出管分支的排气管；

安装在该排气管上的排气阀；和

控制装置，其根据被所述压缩机主体压缩了的压缩空气的压力检测值来切换负载运转和无载运转，

所述控制装置在负载运转经过预先确定的基准时间后无关所述压力检测值切换到无载运转。

2.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述控制装置通过以下方式进行控制：测量负载运转的持续时间，在所测量的持续时间达到了所述基准时间的情况下无关所述压力检测值切换到无载运转，在无载运转的时间经过预先确定的时间后无关所述压力检测值恢复到负载运转。

3.如权利要求2所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

在无载运转的时间经过了预先确定的时间而恢复到负载运转的情况和根据被所述压缩机主体压缩了的压缩空气的压力检测值而从无载运转恢复到负载运转的情况中的任何情况下，所述控制装置都计算负载运转的持续时间。

4.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述排气管中在所述排气阀的上游侧配置有排风冷却器。

5.如权利要求4所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述排风冷却器为水冷式。

6.一种无油螺杆压缩机，其特征在于，包括：

由电动机驱动的低压级压缩机和高压级压缩机；

被所述低压级压缩机压缩了的压缩空气流通的一级排出管；

被所述高压级压缩机压缩了的压缩空气流通的二级排出管；

对在所述一级排出管中流通的压缩空气进行冷却的中冷却器；

对在所述二级排出管中流通的压缩空气进行冷却的后冷却器；

在所述后冷却器的上游侧从所述二级排出管分支的排气管；

安装在该排气管上的排气阀；和

控制装置，其根据被所述压缩机主体压缩了的压缩空气的压力检测值来切换负载运转和无载运转，

所述控制装置在负载运转经过预先确定的基准时间后无关所述压力检测值切换到无载运转。

7.如权利要求6所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述控制装置通过以下方式进行控制：测量负载运转的持续时间，在所测量的持续时间达到了所述基准时间的情况下无关所述压力检测值切换到无载运转，在无载运转的时间经过预先确定的时间后无关所述压力检测值恢复到负载运转。

8.如权利要求7所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

在无载运转的时间经过了预先确定的时间而恢复到负载运转的情况和根据被所述压缩机主体压缩了的压缩空气的压力检测值而从无载运转恢复到负载运转的情况中的任何情况下，所述控制装置都计算负载运转的持续时间。

9.如权利要求6所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述排气管中在所述排气阀的上游侧配置有排风冷却器。

10.如权利要求9所述的无油螺杆压缩机，其特征在于：

所述排风冷却器为水冷式。