CN106471254A - 液冷式压缩机及其运转方法 - Google Patents

Abstract

在一般的液冷式压缩机中，通过与必要空气量相应地反复电动机的起动停止而削减无负载动力是有效的方法，但是没有考虑在大输出的电动机中起动停止的频度次数增多与电动机的可靠性降低相关。为了解决上述课题，本发明提供一种液冷式压缩机，包括用于使冷却用的液体循环的冷却通路，利用压力差使上述液体在压缩机主体内循环，具有进行压缩机主体的空气流入调节的吸入阀，通过改变来自吸入阀的空气流入量，在无负载运转时以最小循环供油压力以上的值和低于最小循环供油压力的值这两级减压运转压力进行减压运转。由此，能够提供确保用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾无负载运转时的能量转换效率的提高的压缩机。

Description

液冷式压缩机及其运转方法

技术领域

本发明涉及利用压力差对压缩机主体和轴承注入液体的液冷式压缩机。

背景技术

一般的液冷式压缩机中，在压缩行程中，为了润滑和密封、冷却的目的而注入液体。因为空气压缩机供给的压缩空气中不能含有液滴，所以液冷式压缩机的内部具有用于使压缩空气与液体分离的分离器。被分离器分离后的液体贮存在分离器下部，液体利用分离器与压缩机主体的压力差，通过热交换器和过滤器向压缩机主体和轴承注入，进行阴阳转子和轴承的润滑和冷却。

所以，在无负载时进行减压运转的容量控制状态下，为了保持液体能够回收至压缩机主体的压力差(以下称为最小循环供油压力P₂)，对轴承等注入液体进行润滑/冷却从而保持可靠性，需要使吸入阀微开而吸入流体，将流体压缩至规定的压力(以下称为减压运转压力P₁，P₁>P₂)。因此，需要多余的压缩动力，存在无负载运转时的能量转换效率恶化的问题。

为了解决上述问题，已知在无负载时使压缩机停止的技术，但是大输出的电动机在起动停止频度次数增多时，电动机内部的热不能散热，发生线圈烧毁等的可能性提高，存在压缩机的可靠性降低的问题。

本技术领域的背景技术有日本特许第3262011号公报(专利文献1)。专利文献1中，在具备转速控制装置的螺杆压缩机中，以在容量控制运转时使压缩机自动起动停止、削减无负载运转时的动力的技术为前提，通过在自动停止时，在压缩至比设计压力更高的压力之后停止，由此实现停止时间的延长，防止停止次数的增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3262011号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1一般通过与必要空气量相应地反复电动机的起动停止而削减无负载动力是有效的方法，但是存在为了应对急剧的负载变动，必须增大在压缩机的下游侧设置的空气槽的容量的可能性。另外，没有考虑使用大输出的电动机时起动停止频度次数增多，会导致电动机的可靠性降低这一点。

本发明的目的在于提供一种确保用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾能量转换效率的提高的压缩机。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，例如采用权利要求书中记载的结构。本申请包括多种解决上述课题的方法，举其一例，一种液冷式压缩机，包括用于使冷却用的液体循环的冷却通路，通过压力差而使液体在压缩机主体内循环，采用具有进行压缩机主体的空气流入调节的吸入阀，通过改变来自吸入阀的空气流入量而在无负载运转时在最小循环供油压力以上的值和低于最小循环供油压力的值这两级减压运转压力下进行减压运转的结构。

发明效果

根据本发明，能够确保用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾无负载运转时的能量转换效率的提高的压缩机。

附图说明

图1是实施例1中的液冷式压缩机的系统图。

图2是一般的液冷式压缩机的系统图。

图3是一般的液冷式压缩机中的无负载运转时的PV曲线图。

图4是实施例1中的液冷式压缩机的无负载运转时的PV曲线图。

图5是表示实施例1中的液冷式压缩机的无负载时的压缩动力的降低效果的图。

图6是实施例2中的液冷式压缩机的系统图。

图7是实施例3中的液冷式压缩机的系统图。

图8是表示实施例4中的液冷式压缩机的操作面板的图。

图9是说明实施例4中的液冷式压缩机的设定值的设定流程的图。

具体实施方式

用附图说明本发明的实施例。

首先，对于一般的液冷式压缩机进行说明。图2是一般的液冷式压缩机的系统图。图2中，吸入空气从降低压缩机产生的噪声的隔音罩(未图示)上设置的开口部通过吸滤器1、吸入阀2，被用从搭载了压缩机控制基板的配电箱9供给电力而旋转的电动机4驱动的压缩机主体3压缩至规定的压力。之后，通过油分离器5、调压止回阀6、后冷却器7、干燥器(未图示)后连接至压缩机的外部，用于各种用途。另一方面，循环油在压缩机主体3中与空气一同被压缩，在油分离器5中与压缩空气分离后被油冷却器8冷却，通过油过滤器(未图示)等之后在对压缩机主体内部中收纳的阴阳转子、轴承等供给的通路中循环。

无负载运转时，用调压止回阀6的止回功能保持了调压止回阀下游(二次侧)的压力，所以通过使油分离器5中保持的压力向大气开放而实现压缩动力的削减。

图3是一般的液冷式压缩机中的无负载运转时的PV(Pressure Volume：压力容积)曲线图。无负载运转时，如图3所示，为了进行压缩机主体内部收纳的阴阳转子和轴承的润滑/冷却，使吸入阀2微开，压缩至与设计运转压力相比减压而运转的减压运转压力P₁，以使其高于考虑了油冷却器8和通路压力损失的最小循环供油压力P₂。所以，在无负载运转时产生多余的压缩动力。

【实施例1】

图1是本实施例的液冷式压缩机的系统图。其中，对于与图2共通的部分省略说明。图1中，本实施例的液冷式压缩机采用了在将调压止回阀6的下游侧(二次侧)、即无负载运转时保持压力的部位与吸入阀2连接的通路中具备开闭装置10，压缩机主体3中具备检测轴承温度的温度检测装置11，且具备根据来自温度检测装置11的输出控制开闭装置10的开闭的配电箱9中收纳的温度控制装置12的结构。

以下对于本实施例的液冷式压缩机的动作进行说明。图4是本实施例的液冷式压缩机中的无负载运转时的PV曲线图。如图4所示，在无负载运转时，以低于最小循环供油压力P₂(例如0.25MPa)的减压运转压力P₁(例如0.15MPa)进行运转。因为P₁<P₂时润滑油不循环，所以无负载运转状态长时间连续时，压缩机主体内部的轴承温度开始上升。用压缩机3中安装的温度检测装置11监视轴承温度，同时用压缩机控制基板内安装的温度控制装置12对检测出的温度数据与预先决定的温度存储(例如上限温度TP₁＝100℃，下限温度TP₂＝60℃)进行比较。温度检测数据超过100℃的情况下，从压缩机控制基板对开闭装置10发出打开指令，对吸入阀2供给调压止回阀6下游侧的压力。

吸入阀2是压力升高时打开的阀，结果，吸入阀2微开，压缩机主体3吸入微量的空气，由此减压运转压力P₁成为最小循环供油压力P₂以上(P₁≥P₂)。结果，润滑油开始循环，进行轴承和阴阳转子的润滑/冷却，温度检测数据降至低于60℃的情况下，从压缩机控制基板对开闭装置10发出关闭指令，使吸入阀2从微开转移至关闭状态，如图3所示，再次以减压运转压力P₁＝0.15MPa进行运转。

图5是表示本实施例的无负载时的压缩动力的降低效果的图。图5中，斜线部分是削减了功的部分，该压缩动力降低量约为30％。

如上所述，本实施例是一种具备用于使冷却用的液体循环的冷却通路，通过压力差使上述液体在压缩机主体内循环的液冷式压缩机，具有进行压缩机主体的空气流入调节的吸入阀，通过使来自吸入阀的空气流入量变化，来在无负载运转时以最小循环供油压力以上的值和更低的值这两级减压运转压力进行减压运转。

另外，换言之，是一种具备用于使冷却用的液体循环的冷却通路，通过压力差使上述液体在压缩机主体内循环的液冷式压缩机的运转方法，在无负载运转时进行低于最小循环供油压力的减压运转压力下的第一减压运转和最小循环供油压力以上的减压运转压力下的第二减压运转。

根据本实施例，在通常的无负载运转时以低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁进行运转，并且为了保护轴承等而使压力暂时上升至最小循环供油压力P₂。通过使液体强制循环，能够提供确保使用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾无负载运转时的能量转换效率的提高的压缩机。

即，通过在无负载运转时使减压运转压力P₁以最小循环供油压力P₂以上的值和更低的值这两级进行减压运转，能够提供无需使电动机停止就确保压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾能量转换效率的提高的压缩机。

另外，上述实施例中，被压缩流体是空气，但也可以是其他气体。另外，对压缩机主体注入的液体是油，但也可以是水或其他液体。另外，采用了电动机，但也可以是原动机。另外，上述实施例中的压缩机主体能够应用于螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、往复式压缩机等，不限定压缩方式。

另外，上述实施例中，用温度检测装置11检测的温度是轴承温度，但也可以是压缩机壳体温度、阴阳转子温度。另外，也可以不是温度检测装置，而是检测振动/声音的装置。

另外，上述实施例中，在温度控制装置12中用检测温度进行判定，但也可以根据与吸入压缩机的大气温度的温度差、即温度上升值进行判定。该情况下，需要测定大气温度的温度检测装置，但能够通过根据温度上升值判断，而与季节或设置地区等周围环境无关地进行判定。

【实施例2】

图6是本实施例的液冷式压缩机的系统图。其中，对于与实施例1共通的部分省略说明。本实施例与实施例1的不同点在于采用了在连接吸入阀2的上游侧与下游侧(一次侧与二次侧)的通路中具备开闭装置10的结构这一点。

以下对于本实施例的液冷式压缩机的动作进行说明。图6中，在无负载运转时，以低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁(P₁<P₂)进行运转。无负载运转状态长时间连续，用温度检测装置11检测到轴承温度的上升时，从温度控制装置12对开闭装置10发出打开指令，使吸入阀2的上游侧与下游侧连通。这样，从吸入阀2的上游侧即吸滤器1的二次侧向压缩机主体3吸入空气，由此以最小循环供油压力P₂以上的减压运转压力P₁(P₁≥P₂)进行运转。之后，温度检测装置11检测到轴承已冷却，从温度控制装置12对开闭装置10发出关闭指令，由此，再次以低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁(P₁<P₂)进行运转。

这样，根据本实施例，与实施例1相比，仅使吸入阀2的上游侧与下游侧旁通，所以具有结构变得简单的效果。另外，与实施例1同样，通过在无负载运转时以使减压运转压力P₁成为最小循环供油压力P₂以上的值和更低的值这两级的方式进行减压运转，能够提供无需使电动机停止就确保用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾能量转换效率的提高的压缩机。

另外，本实施例中，将开闭装置10设置在使吸入阀2的上游侧与下游侧连通的通路中，但也可以设置在使调压止回阀6的下游侧(二次侧)与吸入阀2的下游侧(二次侧)连通的通路中。该情况下，因为压力差大，所以具有能够实现开闭装置10和连接通路的小型化的效果。

【实施例3】

图7是本实施例的液冷式压缩机的系统图。其中，对于与实施例1、2共通的部分省略说明。本实施例与实施例2的不同点在于不使用温度检测装置11，控制开闭装置10的开闭的配电箱9中收纳的温度控制装置12用无负载运转时间进行控制这一点。

以下对于本实施例的液冷式压缩机的动作进行说明。图7中，在无负载运转时，首先以低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁(P₁<P₂)进行运转。在压缩机控制基板内安装的温度控制装置12具有计算无负载运转持续时间的时间累计装置的功能，对无负载运转持续时间与预先决定的无负载时间存储进行比较。超过了规定的无负载时间(例如T₁＝10min)的情况下，从压缩机控制基板对开闭装置10发出打开指令，使吸入阀2的上游侧与下游侧连通，以最小循环供油压力P₂以上的减压运转压力P₁(P₁≥P₂)进行运转。另外，经过了规定的无负载时间(例如T₂＝5min)时，从温度控制装置12对开闭装置10发出关闭指令，由此，再次以低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁(P₁<P₂)进行运转。

这样，根据本实施例，与实施例1、2相比，不需要温度检测装置，具有能够廉价地构成的效果。另外，与实施例1、2同样，通过在无负载运转时以使减压运转压力P₁成为最小循环供油压力P₂以上的值和更低的值这两级的方式进行减压运转，能够提供无需使电动机停止就确保用大输出的电动机进行无负载运转时的压缩机和电动机的可靠性，同时削减多余的动力而兼顾能量转换效率的提高的压缩机。

另外，本实施例中，使温度控制装置12用无负载运转持续时间进行判断，但也可以使用无负载运转次数。该情况下，例如控制为10次无负载运转中，仅有1次以最小循环供油压力P₂以上的减压运转压力P₁(P₁≥P₂)进行运转。

【实施例4】

上述实施例中，说明了减压运转压力P₁和温度存储等是预先设定的，而本实施例中说明用操作压缩机的操作面板设定它们的值的结构。

图8是表示本实施例中的液冷式压缩机的操作面板的图。图8中，19是显示模块，关于除此以外的功能按钮，14是开始压缩机的运转的运转按钮，13是停止压缩机的运转的停止按钮，15、16是显示值的进、退按钮，17是保存已设定的数据的存储按钮，18是切换输入模式的功能按钮。另外，除此以外是显示运转状况的显示部。

另外，图9是示出了图8的操作面板的显示模块19的状态的图，是示出了设定设定值时的流程的图。

图9中，首先按下功能按钮18时，成为项目选择模式，能够选择项目。即，显示模块的左端显示项目编号，右侧显示数值，按下功能按钮18，用进、退按钮15、16选择项目。图9的例子中，20示出了选择了项目1的情况。此处，与项目编号对应的项目内容是预先登记的，本实施例中，按照1：低于最小循环供油压力P₂的减压运转压力P₁，2：上限温度TP₁，3：下限温度TP₂进行说明。

接着，选择要变更的项目编号后，按下功能按钮18，成为数值输入模式。之后，用进、退按钮15、16设为要设定的数值。然后用存储按钮17保存数据。

之后，同样操作功能按钮18、进、退按钮15、16，进行其他要变更的项目的设定。图9的例子中，21示出了设定为1：减压运转压力＝0.15Mpa的情况，22示出了设定为2：上限温度＝100℃、23示出了设定为3：下限温度＝60℃的情况。

本实施例中，说明了使用功能按钮和进、退按钮，设定至少能够设定低于最小循环供油压力的减压运转压力和上限温度和下限温度的设定画面(屏)，但不限定于此，例如，也可以分别设定作为两级减压运转压力的2个减压运转压力，也可以设定实施例3中使用的无负载运转时间T₁和T₂。另外，也可以是下拉式而从预先决定的项目中选择设定数值。

如上所述，根据本实施例，至少能够任意地设定低于最小循环供油压力的减压运转压力和上限温度和下限温度，所以例如如果使实施例1中说明的减压运转压力P₁接近0，则能够削减多余的动力而提高能量转换效率，另外，如果将上限温度TP₁设为大于100℃的设定值，则无负载运转时间变长，能够提高能量转换效率。

以上对于实施例进行了说明，但本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的所有结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

附图标记说明

1：吸滤器，2：吸入阀，3：压缩机主体，4：电动机，

5：油分离器，6：调压止回阀，7：后冷却器，8：油冷却器，

9：配电箱，10：开闭装置，11：温度检测装置，12：温度控制装置。

Claims (11)

1.一种液冷式压缩机，包括用于使冷却用的液体循环的冷却通路，利用压力差使所述液体在压缩机主体内循环，所述液冷式压缩机的特征在于：

具有进行所述压缩机主体的空气流入调节的吸入阀；

通过改变来自所述吸入阀的空气流入量，来在无负载运转时以最小循环供油压力以上的值和低于最小循环供油压力的值这两级减压运转压力进行减压运转。

2.如权利要求1所述的液冷式压缩机，其特征在于：

包括将位于所述压缩机主体的下游侧的、在无负载运转时要保持压力的部位与所述吸入阀连通的通路，

所述通路中具有开闭装置，

通过所述开闭装置的动作来以所述两级减压运转压力进行减压运转。

3.如权利要求1所述的液冷式压缩机，其特征在于：

包括将所述吸入阀的上游侧与下游侧连通的通路，

所述通路中具有开闭装置，

通过所述开闭装置的动作来以所述两级减压运转压力进行减压运转。

4.如权利要求2或3所述的液冷式压缩机，其特征在于：

具有温度检测装置，

基于所述温度检测装置检测出的值使所述开闭装置动作。

5.如权利要求2或3所述的液冷式压缩机，其特征在于：

具有计算无负载运转持续时间的时间累计装置，基于该累计的无负载运转持续时间使所述开闭装置动作。

6.如权利要求4所述的液冷式压缩机，其特征在于：

在所述温度检测装置检测出的值超过第一值的情况下，使所述开闭装置成为开放状态而使所述吸入阀成为微开状态，以最小循环供油压力以上的减压运转压力进行减压运转，

在所述温度检测装置检测出的值比小于第一值的第二值小的情况下，使所述开闭装置成为关闭状态而使所述吸入阀成为关闭状态，以低于最小循环供油压力的减压运转压力进行减压运转。

7.如权利要求5所述的液冷式压缩机，其特征在于：

无负载运转时，在所述累计时间超过第一值的情况下，使所述开闭装置成为开放状态而使所述吸入阀成为微开状态，以最小循环供油压力以上的减压运转压力进行减压运转，

之后，在所述累计时间超过第二值的情况下，使所述开闭装置成为关闭状态而使所述吸入阀成为关闭状态，以低于最小循环供油压力的减压运转压力进行减压运转。

8.一种液冷式压缩机，包括用于使冷却用的液体循环的冷却通路，利用压力差使所述液体在压缩机主体内循环，所述液冷式压缩机的特征在于：

设置有能够设定低于最小循环供油压力的减压运转压力和压缩机主体的上限温度和下限温度的设定画面。

9.一种液冷式压缩机的运转方法，所述液冷式压缩机，包括用于使冷却用的液体循环的冷却通路，利用压力差使所述液体在压缩机主体内循环，所述液冷式压缩机的运转方法的特征在于：

在无负载运转时进行低于最小循环供油压力的减压运转压力下的第一减压运转和最小循环供油压力以上的减压运转压力下的第二减压运转。

10.如权利要求9所述的液冷式压缩机的运转方法，其特征在于：

基于压缩机主体的温度切换所述第一减压运转和第二减压运转。

11.如权利要求9所述的液冷式压缩机的运转方法，其特征在于：

基于无负载运转持续时间切换所述第一减压运转和第二减压运转。