JP2017223235A - 油冷式空気圧縮機及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出空気量、省エネルギ性、潤滑油の温度劣化防止等の油冷式空気圧縮機の性能向上を図る。【解決手段】油冷式空気圧縮機１は、圧縮機本体２、油分離回収器３、油冷却器４、及び油水分離装置５を備える。油分離回収器３の油溜りは第１の給油流路７を介して圧縮機本体２の吸込口に接続されている。第１の給油流路７に油冷却器４が設けられている。油冷却器４は、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定されており、空気が空気圧縮時に圧縮機本体２内で露点以下となる給油温度に潤滑油を冷却する。【選択図】図１

Description

本発明は、油冷式空気圧縮機及びその制御方法に関する。

油冷式空気圧縮機では、圧縮機本体の潤滑のために、圧縮機本体で圧縮される空気中に潤滑油を混入させている。圧縮機本体から吐出された圧縮空気は油分離回収器に送られ、圧縮空気と潤滑油に分離される。油冷式空気圧縮機において、ロータ室への注油温度を４５℃〜５５℃とし、吐出温度を油分離回収器内でドレン水の析出する温度（露点以下の温度）まで低下させることが、吐出空気量の増加等による性能向上の手段として知られている。しかし、油分離回収器内で析出したドレン水は、潤滑油の性能低下と寿命短縮の原因となるので、油分離回収器内に蓄積されたドレン水を排出する作業（ドレン抜き作業）が必要となる。

現状の油冷式空気圧縮機では、油分離回収器内の温度を意図的に露点以上の温度（例えば８０℃程度）に調節し、水分を蒸発させることで油分離回収器内のドレン水蓄積を防止している。例えば、特許文献１には、圧縮機本体のロータ室の吐出口側に油冷却器を介さない潤滑油を供給することで、吐出温度を油分離回収器内が露点以上となる温度とすることが開示されている。また、特許文献２には、油冷却器を通る潤滑油の油冷却器を介さない潤滑油に対する流量比の制御によって圧縮機本体へ供給する潤滑油の温度を調整し、それによって油分離回収器内が露点以上となるように吐出温度を調節することが開示されている。

しかし、特許文献１では油分離回収器内でドレン水が析出する程度の温度よりも吐出温度を低温とすることは考慮されていない。また、特許文献２では、油分離回収器の温度を高温に保つ必要があり、吐出温度を低下させることは困難である。さらに、特許文献２では、油冷式空気圧縮機の運転中に潤滑油を高温としているため、潤滑油の劣化につながる。以上のように、特許文献１，２に開示されたものを含め、従来の油冷式空気圧縮機には、更なる性能向上の余地がある。

特開平７−３５０６７号公報 特開２０１２−１１２２６８号公報

本発明は、吐出空気量、省エネルギ性、潤滑油の温度劣化防止等の油冷式空気圧縮機の性能向上を課題とする。

本発明の第１の態様は、吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する第１の給油流路と、前記第１の給油流路に設けられた油冷却器とを備え、前記油冷却器は、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定されており、前記空気が空気圧縮時に前記圧縮機本体内で露点以下となる給油温度に前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機を提供する。

前記油分離回収器から油が供給され、空気圧縮時に前記圧縮機本体内で発生させた水分を前記圧縮機本体外で前記潤滑油と分離する油水分離装置を備え、前記油水分離装置の前後に流路を遮断可能な開閉弁がそれぞれ設けられており、当該油水分離器の前後の開閉弁は、通常時は開弁状態で維持されていると共に一時的に閉じることが可能に構成されてもよい。

本発明の第２の態様は、吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する給油流路と、前記給油流路に設けられ、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定された油冷却器とを備える油冷式空気圧縮機の制御方法であって、前記空気が空気圧縮時に圧縮機本体内で露点以下となるように、前記油冷却器によって前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機の制御方法を提供する。

本発明の第３の態様は、吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する給油流路と、前記給油流路に設けられ、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定された油冷却器とを備える油冷式空気圧縮機の制御方法であって、前記圧縮機本体から吐出される圧縮空気の温度が露点以下となるように、前記油冷却器によって前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機の制御方法を提供する。

圧縮機本体の吐出温度を露点以下とすることにより、吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができ、省エネルギ性が向上する。また、吐出温度は露点以下であって高温としないので、潤滑油の温度劣化を防止できる。

本発明の第１実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第２実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第３実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第５実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第６実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第７実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第８実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第９実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１０実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１１実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１２実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１３実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１４実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１５実施形態に係る油冷式空気圧縮機の全体構成を示す模式図。 本発明の第１６実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第１７実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第１８実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第１９実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２０実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２１実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２２実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２３実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２４実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２５実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 本発明の第２６実施形態に係る油冷式空気圧縮機の要部を示す模式図。 圧縮機本体の模式的な部分断面図。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷式空気圧縮機１は、油冷式のスクリュー圧縮機である圧縮機本体２、油分離回収器３、油冷却器４、及び油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式の油水分離装置）を備える。

図２７を併せて参照すると、圧縮機本体２は、ロータ室２ａに収容された雌雄一対のロータ（スクリューロータ）２ｂ，２ｂ（本実施形態では図示していない駆動装置により回転駆動される）を備える。また、ロータ室２ａと連通する吸込口２ｃと吐出口２ｄとが設けられている。

圧縮機本体２の吐出口２ｄは吐出流路６を介して油分離回収器３に接続されている。本実施形態では、吐出流路６に油水分離装置５が設けられている。

油分離回収器３の下部の油溜りは第１の給油流路７を介して圧縮機本体２の吸込口２ｃに接続されている。図２７において符号Ｐ１で第１の給油流路７の吸込口２ｃの接続位置、つまり給油位置を概念的に示す。第１の給油流路７に油冷却器４が設けられている。

圧縮機本体２のロータ室２ａ内では、ロータ２ｂ，２ｂの歯溝とロータ室２ａの内壁で形成される空間がロータ２ｂ，２ｂの回転に伴って移動しつつ容積が減少し、それによって吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮されて吐出口２ｄから吐出される。吐出口２ｄから吐出された圧縮空気は吐出流路６を通って油分離回収器３に流入する。油分離回収器３では、圧縮空気から潤滑油が分離され下部の油溜りに一時的に溜められる。潤滑油が分離された圧縮空気は油分離回収器３の出口３ａから図示しない下流側へ送られる。

油分離回収器３の油溜りに溜められた潤滑油は、油分離回収器３と圧縮機本体２（吸込口２ｃ）との差圧により第１の給油流路７を通って圧縮機本体２（図２７の給油位置Ｐ１）へ流れる。第１の給油流路７を通って圧縮機本体２へ流れる潤滑油は、油冷却器４を通過する際に冷却される。

油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度（吐出温度）が露点（水の凝縮温度）以下となる給油温度となるように、圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となり、圧縮機本体２内で圧縮空気内の水分が析出することにより、吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができ、省エネルギ性が向上する。また、吐出温度は露点以下であって高温としないので、潤滑油の温度劣化を防止できる。油冷却器４の冷却能力は、圧縮機本体２の諸元等に応じて吐出温度が露点以下となるように設定される。

吐出温度を露点以下としたことで、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気内には析出した水分が含まれる。潤滑油内に混在する水分は潤滑油劣化の原因となる。しかし、吐出流路６に油水分離装置５が設けられているので、圧縮機本体２から油分離回収器３へ流れる圧縮空気に含まれる潤滑油から水分が分離される。つまり、油水分離装置５を設けて潤滑油と水分を分離することで、水分混在に起因する潤滑油劣化を防止できる。また、本実施形態では、吐出流路６に油水分離装置５を設けているので、油分離回収器３内において水分が析出して油溜りにドレン水として溜まるのを防止できる。

以上のように、本実施形態の油冷式空気圧縮機では、圧縮機本体２の吐出温度を露点以下とすることで性能向上と潤滑油の温度劣化防止を実現しつつ、圧縮機本体２の吐出温度を露点以下としたことによる潤滑油中の水分混在とそれに起因する潤滑油劣化とを、油水分離装置５を設けることで防止している。また、圧縮空気は、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出された時点ですでに露点以下となっているので、圧縮空気の流れにおいて下流側となる位置に、圧縮空気冷却器ないしは圧縮空気の水分を除去するドライヤを設置する際には、その冷却能力をより小さいものとすることができる。

油水分離装置５において潤滑油から水分をより容易かつ確実に分離するためには、潤滑油は疎水性を有することが好ましい。また、水より低比重の潤滑油、つまり水と比重差のある潤滑油を使用することで、油水分離装置５において潤滑油から水分をより容易かつ確実に分離できる。例えば、潤滑油の比重が０．９５以下であることが好ましい。

（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。潤滑油から水分を分離するための油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）は、油分離回収器３内に設けられている。油分離回収器３内に油水分離装置５を設けることで、油分離回収器３と油水分離装置５とをそれぞれ別個に設ける場合と比較して、油冷式空気圧縮機１の設置投影面積の増加の回避できる。

第２実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。潤滑油から水分を分離するための油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）は、第１の給油流路７に設けられている。具体的には、油水分離装置５は第１の給油流路７の油冷却器４よりも上流側に設けられている。第１の給油流路７に油水分離装置５を設けることで、ポンプによる圧送を要することなく、油水分離装置５に潤滑油を流入させることができる。なお、第１の給油流路７の油冷却器４よりも下流側に油水分離装置５を設けてもよい。

第３実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側を接続する第２の給油流路８が設けられている。本実施形態の第２の給油流路８の圧縮機本体２への給油位置は、図２７の符号Ｐ１に示すように吸込口２ｃである。第２の給油流路８に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。第２の給油流路８を設けて吸込口２ｃに給油することで圧縮機本体２への吸込空気を冷却でき、それによって吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができる。

第４実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第５実施形態）
図５は本発明の第５実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側を接続する第２の給油流路８が設けられている。本実施形態の第２の給油流路８の圧縮機本体２への給油位置は、図２７の符号Ｐ３で示すようにロータ室２ａの吸込口２ｃの直後の空間部（閉じ込み直後）に設定されている。第２の給油流路８に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。第２の給油流路８を設けて圧縮機本体２の閉じ込み直後に給油することで、圧縮開始時の空気を冷却でき、それによって吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができる。

第５実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第６実施形態）
図６は本発明の第６実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側を接続する第２の給油流路８が設けられている。本実施形態の第２の給油流路８の圧縮機本体２への給油位置は、図２７の符号Ｐ２で示すように圧縮過程にあるロータ室２ａにおけるロータ２ｂ，２ｂに給油するように設定されている。第２の給油流路８に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。第２の給油流路８を設けてロータ２ｂ，２ｂに給油することで、圧縮により加熱された空気を冷却でき、それによって吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができる。

第６実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第７実施形態）
図７は本発明の第７実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側を接続する第２の給油流路８が設けられている。本実施形態の第２の給油流路８の圧縮機本体２への給油位置は、図２７の符号Ｐ４で示すようにロータ室２ａの吐出口２ｄの直前の空間部（吐出直前）に設定されている。第２の給油流路８には潤滑油を圧送するためのポンプ１０が設けられている。また、第２の給油流路８にはポンプ１０より下流側に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。第２の給油流路８を設けて圧縮機本体２の吐出直前に給油することで、圧縮機本体２の吐出口２ｄからの吐出後の圧縮空気を冷却できる。

第７実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第８実施形態）
図８は本発明の第８実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吐出口２ｄの直後の流路とを接続する戻し流路９が設けられている。戻し流路９の吐出口２ｄの直後の流路に対する合流位置を、図２７において符号Ｐ５で概念的に示す。戻し流路９には油分離回収器３から合流位置Ｐ５に向けて潤滑油を圧送するポンプ１１が設けられている。また、戻し流路９にはポンプ１１よりも下流側に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。戻し流路９を設けて吐出口２ｄの直後の流路に給油することで、圧縮機本体２の吐出口２ｄからの吐出後の圧縮空気を冷却できる。

第８実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第９実施形態）
図９は本発明の第９実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、油分離回収器３の油溜りと油冷却器４の下流側の第１の給油流路７とを油冷却器４を迂回して接続するバイパス流路１２が設けられている。バイパス流路１２に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。油分離回収器３と圧縮機本体２（吸込口２ｃ）との差圧により、潤滑油がバイパス流路１２を通って油分離回収器３から第１の給油流路７との合流点へ流れる。つまり、ポンプを用いることなく、潤滑油を油水分離装置５に流入させることができる。また、いずれも潤滑油の流れに対する圧力損失である油冷却器４と油水分離装置５は異なる流路（前者が第１の給油流路７で後者がバイパス流路１２）に設けられて並列的に配置されるので、油分離回収器３から圧縮機本体２までの流路全体として潤滑油の流動抵抗を低減できる。

第９実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１０実施形態）
図１０は本発明の第１０実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、第１の給油流路７の油冷却器４よりも上流側から分岐して油冷却器４よりも下流側で第１の給油流路７に合流するバイパス流路１２が設けられている。油分離回収器３と圧縮機本体２との差圧により、潤滑油がバイパス流路１２を通って油冷却器４を迂回して流れる。つまり、ポンプを用いることなく、潤滑油を油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）に流入させることができる。第９実施形態と同様に、油冷却器４と油水分離装置５を異なる流路に並列的に配置したことで、油分離回収器３から圧縮機本体２までの流路全体として潤滑油の流動抵抗を低減できる。

第１０実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１１実施形態）
図１１に示す本発明の第１１実施形態に係る油冷式空気圧縮機１は、第１０実施形態と同じく、第１の給油流路７の油冷却器４よりも上流側から分岐して油冷却器４よりも下流側で第１の給油流路７に合流するバイパス流路１２を備える。バイパス流路１２には油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）の前後（油水分離装置５の上流側直前と下流側直後）にバイパス流路１２を通る潤滑油の流れを遮断できる開閉弁１３Ａ，１３Ｂが設けられている。これらの開閉弁１３Ａ，１３Ｂは、手動であっても電磁弁であってもよい。開閉弁１３Ａ，１３Ｂは、通常時は開弁状態で維持されている。開閉弁１３Ａ，１３Ｂを閉弁すると油水分離装置５をバイパス流路１２から切り離すことできる。開閉弁１３Ａ，１３Ｂを一時的に閉弁することで、油冷式空気圧縮機１の運転中であっても油水分離装置５のメンテナンスが可能である。

第１１実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

図４から図９並びに後に言及する図１２から図１５において二点鎖線で示すように、第４から第９実施形態並びに第１２から第１５実施形態についても、油水分離装置５の前後に本実施形態と同様の開閉弁１３Ａ，１３Ｂを設けもよい。

（第１２実施形態）
図１２は本発明の第１２実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

本実施形態では、油分離回収器３の油溜りからポンプ１４を介して油分離回収器３に戻る循環流路１５が設けられている。循環流路１５のポンプ１４より下流側に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。第１の給油流路７とは別系統の循環流路１５に油水分離装置５を設けることで、油水分離装置５を設けることよって第１の給油流路７に圧力損失が生じるのを回避できる。

第１２実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１３実施形態）
図１３に本発明の第１３実施形態に係る油冷式空気圧縮機１は、圧縮機本体２から吐出される圧縮空気の温度である吐出温度が露点以下となるように圧縮機本体への給油温度を調節する機構（給油温度調節機構）を備えている。この点は後述する第１４及び第１５実施形態も同様である。

第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側（例えば、図２７の符号Ｐ３）を接続する第２の給油流路８が設けられている。この第２の給油流路８に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。

第１の給油流路７には油冷却器４より上流側に温度調節弁として機能する三方弁１６が設けられている。この三方弁１６でバイパス給油流路１７が第１の給油流路７から分岐している。バイパス給油流路１７は圧縮機本体２の吸込み側（例えば、図２７の符号Ｐ３）に接続されている。

三方弁１６は、油分離回収器３の油溜りを第１の給油流路７を介し、油冷却器４を通って圧縮機本体２に連通させる状態（第１の状態）と、油分離回収器３の油溜りを油冷却器４を迂回するバイパス給油流路１７を介して圧縮機本体２に連通させる状態（第２の状態）とに切り換え可能である。

圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度を直接又は間接的に測定する温度センサ１８が設けられている。本実施形態では、温度センサ１８は油分離回収器３に設けられ、油分離回収器３の温度を測定することで、吐出温度を間接的に測定する。しかし、温度センサ１８を吐出口２ｄ又はその近傍に配置し、吐出温度を直接測定してもよい。また、油分離回収器３以外の箇所に温度センサ１８を配置することで、吐出温度を間接的に測定してもよい。

コントローラ１９は、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度が露点以下なるように、温度センサ１８の検出温度に応じて三方弁１６を制御する。具体的には、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて、吐出温度が露点以上であると判断すれば、三方弁１６を第１の状態とする。この第１の状態では、油分離回収器３からの潤滑油（第２の給油流路８を通る流量は除く）は、油冷却器４を通過して第１の給油流路７を通って圧縮機本体２に供給される。一方、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて、吐出温度が露点未満であると判断すれば、三方弁１６を第２の状態とする。この第２の状態では、油分離回収器３からの潤滑油（第２の給油流路８を通る流量は除く）は、油冷却器４を通過することなくバイパス給油流路１７を通って圧縮機本体２に供給される。

三方弁１６が第１の状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却される）は、三方弁１６が第２の状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却されない）よりも低温である。よって、コントローラ１９が温度センサ１８の検出温度に応じて三方弁１６を切り換えることで圧縮機本体２に供給される潤滑油の温度を調整し、それによって吐出温度を露点以下に保つことができる。なお、コントローラ１９は、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに高い第１の設定温度となったときに三方弁１６を第２の状態から第１の状態に切り換え、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに低い第２の設定温度となったとき三方弁１６を第１の状態から第２の状態に切り換えてもよい。

第１３実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

なお、図１から図１２において二点鎖線で示すように、第１から第１２実施形態についても本実施形態と同様の三方弁１６とバイパス給油流路１７を設けてもよい。この場合、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度を直接又は間接的に測定する温度センサに応じてコントローラ（これらの図面には図示せず）が三方弁１６を切り換えることで、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となるように圧縮機本体２への給油温度を調節できる。

（第１４実施形態）
図１４は本発明の第１４実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。

第１の給油流路７とは別に、油分離回収器３の油溜りと圧縮機本体２の吸込み側（例えば、図２７の符号Ｐ３）を接続する第２の給油流路８が設けられている。この第２の給油流路８に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。

第１の給油流路７には、油冷却器４より上流側に開閉を電気的に制御可能な開閉弁としての電磁弁２１が設けられている。

圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度を直接又は間接的に測定する温度センサ１８が油分離回収器３に設けられている。温度センサ１８の配置位置と検出する温度が限定されない点は、第１３実施形態において説明した通りである。

コントローラ１９は、吐出温度が露点以下となるように、温度センサ１８の検出温度に応じて電磁弁２１を制御する。具体的には、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて吐出温度が露点以上であると判断すれば、電磁弁２１を開弁状態とする。電磁弁２１が開弁状態であると、油分離回収器３からの潤滑油は、すべて油冷却器４を通過して第１の給油流路７を通って圧縮機本体２に供給される。一方、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて吐出温度が露点未満であると判断すれば、電磁弁２１を閉弁状態とする。電磁弁２１が閉弁状態であると、油分離回収器３から潤滑油は、すべて油冷却器４を通過することなく第２の給油流路８を通って圧縮機本体２に供給される。

電磁弁２１が開弁状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却される）は、電磁弁２１が閉弁状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却されない）よりも低温である。よって、コントローラ１９が温度センサ１８の検出温度に応じて電磁弁２１の開閉状態を切り換えることで圧縮機本体２に供給される潤滑油の温度を調整し、それによって吐出温度を露点以下に保つことができる。なお、コントローラ１９は、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに高い第１の設定温度となったときに電磁弁２１を閉弁状態から開弁状態に切り換え、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに低い第２の設定温度となったときに電磁弁２１を開弁状態から閉弁状態に切り換えてもよい。

なお、図１４において破線で示すように、第２の給油流路８に電磁弁２１と同様の別の電磁弁１２１を設けてもよい。この場合、コントローラ１９は電磁弁２１の開閉状態とは逆に電磁弁１２１の開閉状態を切り換える。

また、図４から図７、並びに図９から図１１に示すように、第４から第７実施形態並びに第９から第１１実施形態についても本実施形態と同様の電磁弁２１を第１の給油流路７の油冷却器４よりも上流側に設けてもよい。これらの構成のうち、第４から第７実施形態（図４から図７）については、電磁弁２１の開閉状態に応じて、油分離回収器３からの潤滑油が第１の給油流路７（油冷却器４を通る）又は第２の給油流路８（油冷却器４を通らない）を通って圧縮機本体２に供給される。また、第９から第１１実施形態（図９から図１１）については、電磁弁２１の開閉状態に応じて、油分離回収器３からの潤滑油が第１の給油流路７（油冷却器４を通る）又はバイパス流路１２（油冷却器４を通らない）を通って圧縮機本体２に供給される。

第１４実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１５実施形態）
図１５は本発明の第１５実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。

本実施形態では、第１の給油流路７の油冷却器４よりも上流側から分岐して油冷却器４よりも下流側で第１の給油流路７に合流するバイパス流路１２が設けられている。バイパス流路１２に油水分離装置５（本実施形態ではコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置）が設けられている。

第１の給油流路７には油冷却器４よりも上流側であるバイパス流路１２の分岐位置に三方弁２２が設けられている。三方弁２２は、油分離回収器３の油溜りを油冷却器４を通って圧縮機本体２に連通させる状態（第１の状態）と、油分離回収器３の油溜りを油冷却器４を迂回してバイパス流路１２を介して圧縮機本体２に連通させる状態（第２の状態）とに切り換え可能である。

圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度を直接又は間接的に測定する温度センサ１８が油分離回収器３に設けられている。温度センサ１８の配置位置と検出する温度が限定されない点は、第１３実施形態において説明した通りである。

コントローラ１９は、吐出温度が露点以下なるように、温度センサ１８の検出温度に応じて三方弁２２を制御する。具体的には、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて圧縮空気の温度が露点以上であると判断すれば、三方弁２２を第１の状態とする。この第１の状態では、油分離回収器３からの潤滑油は、すべて油冷却器４を通過して第１の給油流路７を通って圧縮機本体２に供給される。一方、コントローラ１９は、温度センサ１８により測定された温度に基づいて吐出温度が露点未満であると判断すれば、三方弁２２を第２の状態とする。この第２の状態では、油分離回収器３からの潤滑油は、すべて油冷却器４を通過することなくバイパス流路１２を通って圧縮機本体２に供給される。

三方弁２２が第１の状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却される）は、三方弁２２が第１の状態になるときに圧縮機本体２に供給される潤滑油（油冷却器４で冷却されない）よりも低温である。よって、コントローラ１９が温度センサ１８の検出温度に応じて三方弁２２を切り換えることで圧縮機本体２に供給される潤滑油の温度を調整し、それによって吐出温度を露点以下に保つことができる。なお、コントローラ１９は、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに高い第１の設定温度となったとき三方弁２２を第２の状態から第１の状態に切り換え、圧縮空気の温度が露点よりもわずかに低い第２の設定温度となったとき三方弁２２を第１の状態から第２の状態に切り換えてもよい。

第１５実施形態のその他構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１６実施形態）
図１６は本発明の第１６実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

第１から第１５実施形態の油冷式空気圧縮機１は、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５を備える。これに対し、本実施形態では、減圧式の油水分離装置２５を備える。

減圧式の油水分離装置２５は、開放流路２３と、電磁弁２４と、水分液面センサ２６と、水分放出制御部２７とを備える。本実施形態では、水分放出制御部２７は、コントローラ１９に設けられている。

開放流路２３の一端は、油分離回収器３内の潤滑油の液面の上方に形成される空間に連通している。開放流路２３の他端は、油分離回収器３の外部の大気と連通している。開放流路２３の他端は、開放流路２３の一端と他端との間が連通していない状態（油冷式空気圧縮機１の通常運転時）における油分離回収器３内の液面より上方の空間よりも低圧の空間に連通していればよい。そのため、開放流路２３の他端は、大気に限定されず、大気圧以下の空間（例えば内圧が大気圧以下に設定されたタンク）に接続してもよい。

電磁弁２４は開放流路２３に設けられている。電磁弁２４は、閉弁状態と開弁状態とに切り換え可能である。電磁弁２４は、常閉型と常開型のいずれでもよい。通常時の電磁弁２４は閉弁状態である。電磁弁２４が閉弁状態であると、開放流路２３を介した油分離回収器３内の空間と大気との連通は遮断される。電磁弁２４が開状態であると、油分離回収器３内の空間と大気は開放流路２３を介して互い連通する。

水分液面センサ２６は、油分離回収器３内の水（凝縮水）と潤滑油の境界面、つまり水分の液面高さ（水分液面高さ）を検出し、検出した水分液面高さを水分放出制御部２７に出力する。水分液面センサ２６は、フロート式のような接触式であってもよく、静電容量式のような非接触式であってもよい。

水分液面センサ２６は油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の水分量を検出するために設けられている。油冷式空気圧縮機１内の水分量を検出は、水分液面センサ２６に代えて、油分離回収器３内の潤滑油に含まれる水分量（相対水分量）を測定するように設けられた水分量センサにより行ってもよい。水分量センサとしては、公知の静電容量式のものを採用できる。水分量センサで測定された水分量は水分放出制御部２７に出力される。なお、水分液面センサ２６を水分量センサに置き換え可能であることは、他の実施形態においても同様である。そのため、以降の実施形態でのこの点についての説明は、特に必要な場合を除いて省略する。

水分放出制御部２７は、水分液面センサ２６から入力される水分液面高さに応じて電磁弁２４の開閉状態を制御する。

具体的には、水分放出制御部２７は、水分液面センサ２６から入力される水分液面高さの測定値が、予め定められた設定値（第１の設定値）に達すると電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。この設定値は、油冷式空気圧縮機１内（本実施形態では油分離回収器３内）の水分量が多いと判断できる値に設定されている。

電磁弁２４が閉弁状態から開弁状態に切り換えられると、開放流路２３を介して油分離回収器３内の空間と大気が連通する。つまり、油分離回収器３内の空間が大気開放される。この大気開放により油分離回収器３内の空間が減圧される。その結果、油分回収器３内において水分が膨張し、圧縮空気と共に大気に放出される。圧縮空気と共に大気に放出されることで、油分離回収器３内の潤滑油から水分が分離される。

電磁弁２４の開弁状態は、効果的に水分を排出できる程度に継続される。例えば、水分放出制御部２７は、予め定められた一定時間だけ電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。また、水分放出制御部２７は、水分液面センサ２６から入力される水分液面高さの測定値が予め設定された設定値（第１の設定値より低水位である第２の設定値）に達するまで、電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。

前述のように水分液面センサ２６に代えて水分量センサを採用する場合、水分放出制御部２７は、水分量センサにより測定される水分量（相対水分量）が予め定めた設定値（例えば１０％）に達すると、電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。水分放出制御部２７は、予め定められた一定時間だけ電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。また、水分量センサにより測定される水分量が予め設定された別の設定値（例えば１０％より低い特定の値）に低下するまで、電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。

第１６実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第１７実施形態）
図１７は本発明の第１７実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態では、第１６実施形態の水分液面センサ２６（図１６参照）に代えて、２つの温度センサ２８，２９を備える。言い換えれば、本実施形態における水分放出制御部２７は、第１６実施形態と異なる手段で、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の潤滑油に含まれる水分量（相対水分量）が多いか否かを判断する。

一方の温度センサ２８は、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度である吐出温度を直接又は間接的に測定し、測定した吐出温度を水分放出制御部２７に出力する。他方の温度センサ２９と、圧縮機本体２の吸込口２ｃから吸入される空気の温度である吸込温度を直接又は間接的に測定し、測定した吸込温度を水分放出制御部２７に出力する。

水分放出制御部２７は、温度センサ２８により測定された吐出温度と温度センサ２９により測定された吸込温度との温度差、圧縮機本体２の吐出量、及び圧縮機本体２の運転時間（コントローラ１９が備えるタイマ３１により計時される）とに基づいて、油分離回収器３内の水分量（凝縮水量）を推定ないし計算する。また、水分放出制御部２７は、計算された水分量が予め定めた設定値を超えると、電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。水分放出制御部２７は、予め定められた一定時間だけ電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。また、水分放出制御部２７は、計算される水分量が予め設定された別の設定値（例えば開弁の設定値よりも低い特定の値）に低下するまで、電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。

第１７実施形態のその他の構成及び作用は、第１６実施形態と同様である。

（第１８実施形態）
図１８は本発明の第１８実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態では、第１６実施形態の水分液面センサ２６（図１６参照）に代えて、電磁弁２４が閉状態で維持されている時間を計時するタイマ３２を備える。言い換えれば、本実施形態における水分放出制御部２７は、第１６実施形態と異なる手段で、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の油に含まれる水分量（相対水分量）が多いか否かを判断する。

水分放出制御部２７は、タイマ３２により計時された電磁弁２４が閉状態で維持されている時間が予め定められた設定時間（例えば１０時間）に達すると、電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。水分放出制御部２７は、例えば、予め定められた一定時間だけ電磁弁２４の開弁状態を継続させる。

第１８実施形態のその他の構成及び作用は、第１６実施形態と同様である。

（第１９実施形態）
図１９は本発明の第１９実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

第１６から第１８実施形態（図１６から図１８）では、水分放出制御部２７は、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の水分量に応じて、電磁弁２４の開閉状態を制御している。これに対して、本実施形態における水分放出制御部２７は、油冷式空気圧縮機１内の水分量に代えて、圧縮機本体２の吐出圧力に応じて電磁弁２４の開閉状態を制御する。

本実施形態では、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ３３が設けられている。圧力センサ３３は、検出した圧縮空気の圧力（吐出圧力）を水分放出制御部２７に出力する。

水分放出制御部２７は、圧力センサ３３が検出した吐出圧力が予め定められた設定値（第１の設定値）に達すると、電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。この設定値は、例えば、アンロード圧力や運転停止圧力に達したことを示す吐出圧力に設定される。

電磁弁２４が閉弁状態から開弁状態に切り換えられると、開放流路２３を介して油分離回収器３内の空間と大気が連通。その結果、減圧された油分回収器３内において水分が膨張し、圧縮空気と共に大気に放出される。圧縮空気と共に大気に放出されることで、油分離回収器３内の水分が潤滑油から分離される。

電磁弁２４の開弁状態は、効果的に水分を排出できる程度に継続される。例えば、水分放出制御部２７は、予め定められた一定時間だけ電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。また、水分放出制御部２７は、圧力センサ３３から入力される吐出圧力の測定値が予め設定された設定値（第１の設定値より低圧である第２の設定値）に達するまで、電磁弁２４の開弁状態を継続させてもよい。吐出圧力が増大したときに電磁弁２４の開弁状態とすることで、減圧式の油水分離装置２５での水分放出による外部負荷への影響を低減できる。

第１９実施形態のその他の構成及び作用は、第１６実施形態と同様である。

（第２０実施形態）
図２０は本発明の第２０実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態における水分放出制御部２７は、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の水分量と、圧縮機本体２の吐出圧力とに応じて電磁弁２４の開閉状態を制御する。具体的には、本実施形態では、第１６実施形態と同様の水分液面高さを検出する水分液面センサ２６と、第１９実施形態と同様の圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ３３とが設けられている。水分液面センサ２６と圧力センサ３３の検出値は、水分放出制御部２７に出力される。

水分放出制御部２７は、水分液面センサ２６の検出値から水分量が多いと判断され、かつ圧力センサ３３の検出値から圧縮機本体２の吐出圧力が増大していると判断される場合に、電磁弁２４を一時的に閉弁状態から開弁状態に切り換える。電磁弁２４の開弁状態は、例えば予め定められた一定時間継続される。また、水分液面センサ２６と圧力センサ３３の少なくとも一方の検出値に基づいて、電磁弁２４の開弁状態から閉弁状態に切り換えてもよい。

第１７実施形態及び第１８実施形態（図１７，図１８）も第１９実施形態（図１９）と組みあわせることができる。

第２０実施形態のその他の構成及び作用は、第１６実施形態と同様である。

（第２１実施形態）
図２１は本発明の第２１実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態は、第１６実施形態の油冷式空気圧縮機１で、第１の給油流路７にコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５をさらに設けた構成である。言い換えれば、本実施形態では、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５と減圧式の油水分離装置２５が併用されている。第１６実施形態と同様に、減圧式の油水分離装置２５の電磁弁２４の開閉状態は、水分液面センサ２６からの入力等に応じて水分放出制御部２７により制御される。

コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５と減圧式の油水分離装置２５を併用することで、コアレッサー式や重力水槽式の油水分離装置５の容量を小さくすること、あるいはその容量は変えずに油冷式空気圧縮機１の油水分離性能を高めることができる。

第１７から第２０実施形態の油冷式空気圧縮機１についても、減圧式の油水分離装置２５に加え、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５をさらに設けてもよい。減圧式の油水分離装置２５とコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５を併用する場合、油水分離装置５の配置箇所とそれに関連する潤滑油の経路の構成は、特に限定されない。つまり、第１６実施形態から第２０実施形態（減圧式の油水分離装置２５を備える構成）のうちのいずれかと、第１から第１５実施形態（コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５）のうちのいずれかを組み合わせてもよい。

第２１実施形態のその他の構成及び作用は、第１６実施形態と同様である。

（第２２実施形態）
図２２は本発明の第２２実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態における油冷却器４は、圧縮機本体２への潤滑油の給油温度を調整可能である。具体的には、油冷却器４は、通常運転モードと昇温運転モードで運転可能である。

通常運転モード時の油冷却器４は、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となる温度に潤滑油を冷却する。言い換えると、通常運転モード時の油冷却器４は、圧縮機本体２の吐出温度が露点以下となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

昇温運転モード時の油冷却器４は、油分離回収器３内の潤滑油の温度が露点以上の温度（例えば８０℃）となる給油温度となるように、第１の給油流路７により圧縮機本体２へ給油される潤滑油を冷却する。

通常運転モードから昇温運転モードへの切り換えは、油冷却器４の冷却能力を一時的に低下させることで実現できる。つまり、水冷式の油冷却器４であれば、冷却水の流路に設けた弁の開度を通常運転時よりも小さくするように制御することにより、油冷却器４の冷却能力を一時的に低下させて潤滑油の温度を一時的に高めることができる。また、ファン冷却式の油冷却器４であれば、ファンの回転数を通常運転時よりも低くするように制御することにより、油冷却器４の冷却能力を一時的に低下させて潤滑油の温度を一時的に高めることができる。

第１から第１５実施形態の油冷式空気圧縮機１は、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５を備える。これに対し、本実施形態では、昇温式の油水分離装置３５を備える。

昇温式の油水分離装置３５は、前述のように通常運転モードと昇温運転モードで運転可能な油冷却器４と、第１６実施形態（図１６）と同様の水分液面センサ２６と、第１７実施形態（図１７）と同様の温度センサ２８と、昇温制御部３４とを備える。温度センサ２８は圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の温度（吐出温度）に基づいて油分離回収器３内の潤滑油の温度を間接的に測定し、昇温制御部３４に出力する。水分液面センサ２６は、水分量として油分離回収器３内の水分液面高さを検出し、昇温制御部３４に出力する。本実施形態では、昇温制御部３４は、コントローラ１９に設けられている。

昇温制御部３４は、水分液面センサ２６から入力される水分液面高さと、温度センサ２８から入力される吐出温度とを用いて、油冷却器４を制御する。

具体的には、昇温制御部３４は水分液面センサ２６から入力される水分液面高さの測定値が、予め定められた設定値（第１の設定値）に達した場合、つまり油冷式圧縮機１内の水分量が多いと判断される場合、油冷却器４を一時的に通常モードから昇温運転モードに切り換える。油冷却器４が昇温運転モードとなると、圧縮機本体２への給油温度が上昇し、油分離回収器３内の潤滑油の温度が露点以上の温度（例えば８０℃）となる。その結果、油分離回収器３内の水分が蒸発し、油分離回収器３内で油から分離された圧縮空気と共に出口３ａから下流側へ送られる。下流側には、図示しないドライヤが設けられており、このドライヤで圧縮空気から水分が除去される。

昇温制御部３４は、水分量が多いと判断した際に圧縮機本体２内に供給される油の温度を一時的に高め、油冷却器４を昇温運転モードとし、油分離回収器３内の潤滑油の温度を一時的に露点以上の温度（例えば８０℃）にする。しかし、昇温制御部３４は、油冷式空気圧縮機１の通常運転の大部分で、油冷却器４を通常運転モードとし、圧縮機本体２の吐出温度を露点以下とする。その結果、吐出空気量の増加等による性能向上を図ることができ、省エネルギ性が向上する。

昇温制御部３４は、昇温運転モード中、温度センサ２８から入力された吐出温度の測定値に基づいて油冷却器４の冷却力を調整する。具体的には、昇温制御部３４は、吐出温度の測定値が上昇する程、油冷却器４の冷却力を高くする。例えば、水冷式の油冷却器４の場合、吐出温度の測定値が上昇する程、冷却水の流路に設けた弁の開度を大きく設定される。また、ファン冷却式の油冷却器４であれば、吐出温度の測定値が上昇する程、ファンの回転数を高く設定される。このようなフィードバック制御を行うことで、油分離回収器３内の潤滑油の温度が過度に上昇するのを防止できる。

本実施形態のように昇温式の油水分離装置３５を単独で使用する場合、圧縮空気の水分を除去するドライヤを設置した際に、その冷却能力をより小さいものとすることはできない。しかし、昇温式の油水分離装置３５には、通常の油冷式空気圧縮機が備える既存構成を多く利用して構成できるので、簡単な構成で油水分離を実現できるという利点がある。

水分液面センサ２６に代えて、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の潤滑油に含まれる水分量（相対水分量）を測定するように設けられた水分量センサを採用できる。この場合、水分量センサにより測定される水分量が予め定めた設定値（例えば１０％）に達すると、油冷却器４が一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えられる。

また、水分液面センサ２６に代えて、第１７実施形態（図１７）のように、測定された吐出温度と測定された吸込温度との温度差、圧縮機本体２の吐出量、及び圧縮機本体２の運転時間とに基づいて、油分離回収器３内の水分量を計算してもよい。この場合、計算された水分量が予め定めた設定値（例えば１０％）に達すると、油冷却器４が一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えられる。

さらに、タイマのカウントが昇温運転モードでの制御を脱した際のカウントクリア時点から予め設定された設定時間（例えば１０時間）を経過したときに、水分量が多いと判断して一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えてもよい。

昇温制御部３４は、圧縮機本体２の吐出圧力が増大した際に、油水分離装置３５を一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えてもよい。また、昇温制御部３４は、油冷式空気圧縮機１内（例えば、油分離回収器３内）の水分量が多いと判断され、かつ圧縮機本体２の吐出圧力が増大していると判断される際に、油水分離装置４を一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えてもよい。

第２２実施形態のその他の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

（第２３実施形態）
図２３は本発明の第２３実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態では、第２２実施形態の温度センサ２８（吐出温度を検出）に代えて、油分離回収器３内の潤滑油の温度（油温）を測定する油温度センサ３６を備える。

昇温制御部３４は、昇温運転モード中、油温度センサ３６から入力された油分離回収器３内の油温の測定値に基づいて油冷却器４の冷却力を調整する。具体的には、昇温制御部３４は、油温の測定値が上昇する程、油冷却器４の冷却力を高くする。例えば、水冷式の油冷却器４の場合、油温の測定値が上昇する程、冷却水の流路に設けた弁の開度を大きく設定される。また、ファン冷却式の油冷却器４であれば、油温の測定値が上昇する程、ファンの回転数が高く設定される。このようなフィードバック制御を行うことで、油分離回収器３内の潤滑油の温度が過度に上昇するのを防止できる。

第２３実施形態のその他の構成及び作用は、第２２実施形態と同様である。

（第２４実施形態）
図２４は本発明の第２４実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態は、第２２実施形態の油冷式空気圧縮機１で、第１の給油流路７にコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５をさらに設けた構成である。言い換えれば、本実施形態では、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５と昇温式の油水分離装置３５が併用されている。第２２実施形態と同様に、減圧式の油水分離装置３５における油冷却器４の通常運転モードと昇温運転モードの切り換えは、水分液面センサ２６からの入力に応じて昇温制御装置３４により制御される。

コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５と昇温式の油水分離装置３５を併用することで、コアレッサー式や重力水槽式の油水分離装置５の容量を小さくすること、あるいはその容量は変えずに油冷式空気圧縮機１の油水分離性能を高めることができる。

昇温式の油水分離装置３５とコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５を併用する場合、油水分離装置５の配置箇所とそれに関連する潤滑油の経路の構成は、特に限定されない。つまり、第２２及び第２３実施形態（昇温式の油水分離装置３５を備える構成）のうちのいずれかと、第１から第１５実施形態（コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５）のうちのいずれかを組み合わせてもよい。

第２４実施形態のその他の構成及び作用は、第２２実施形態と同様である。

（第２５実施形態）
図２５は本発明の第２５実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。本実施形態は、第２２実施形態の油冷機空気圧縮機１に、さらに減圧式の油水分離装置２５（例えば図１６参照）をさらに設けた構成である。言い換えれば、減圧式の油水分離装置２５と昇温式の油水分離装置３５が併用されている。第１９実施形態と同様に、水分放出制御部２７は圧力センサ３３（圧縮機本体２の吐出圧力を検出）からの入力に応じて減圧式の油水分離装置２５の電磁弁２４の開閉状態を制御する。また、昇温式の油水分離装置３５における油冷却器４の通常運転モードと昇温運転モードの切り換えは、圧力センサ２８からの入力に応じて昇温制御部３４により制御される。

減圧式の油水分離装置２５を昇温式の油水分離装置３５と併用することで、ドライヤの冷却能力をより小さいものとしながら、あるいはドライヤを不要としつつ、比較的に簡単な構成で油水分離性能を高めることができる。具体的には、減圧式の油水分離装置２５と併用する際、外部負荷が低下して圧縮機本体２の吐出圧力（油分離回収器３内の圧力）が増大し、圧力センサ３３が検出した圧力が予め定めた設定値に達した際（例えば、圧力センサでアンロード圧力や運転停止圧力に達したことを検出した際）に、昇温制御部３４が、油冷却器４を一時的に高める昇温運転モードとして水分の蒸発を促進すると共に、水分放出制御部２７が、電磁弁２４を一時的に開弁することで水分の蒸発を促進することにより、油水分離性能を高めることができる。また、そのようにして蒸発した水分を、ドライヤの有無に関係なく油分離回収器３内から開放流路２３を介して大気圧以下の空間へ開放（外部へ放出）することができる。

コントローラ１９に、水分放出制御部２７と昇温制御部３４を設けると共に、電磁弁２４を設けた開放流路２３を備えることで、既存の油冷式空気圧縮機から本実施形態の油冷式空気圧縮機１を構成できる。この点で、油冷式空気圧縮機１は構成が比較的に簡単である。

第２５実施形態は、圧力センサ３３からの入力に応じて電磁弁２４の開閉状態を制御するように構成している。しかし、第１６、第１７、第１８、及び第２０実施形態と同様の態様で減圧式の油水分離装置２５の電磁弁２４の開閉状態を制御してもよい。

本実施形態において、コアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５（例えば図１参照）をさらに設けてもよい。つまり、昇温式と減圧式の油水分離装置に、さらにコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置を併用してもよい。例えば、図２５において二点鎖線で、第１の給油経路７に油水分離装置５を設けた場合を示す。言い換えれば、図２５において二点鎖線で示す油水分離装置５は、本実施形態と第３実施形態（図３）を組み合わせた場合を示す。本実施形態においてコアレッサー式又は重力水槽式の油水分離装置５をさらに設ける場合、油水分離装置５の配置箇所とそれに関連する潤滑油の経路に関する構成は、特に限定されない。つまり、本実施形態と第１実施形態（図１）、第２実施形態（図２）、及び第４から第１５実施形態（図４から図１５）のうちのいずれかを組み合わせてもよい。

第２５実施形態のその他の構成及び作用は、第２２実施形態と同様である。

（第２６実施形態）
図２６は本発明の第２６実施形態に係る油冷式空気圧縮機１を示す。上述の第２２から第２５実施形態では、昇温式の油水分離装置３５は、通常運転モードと昇温運転モードで運転可能な油冷却器４と、水分液面センサ２６と、温度センサ２８又は３６と、昇温制御部３４とを備える。これに対して本実施形態では、圧縮機本体２のロータ（図２７の符号２ｂ参照）の駆動装置３７の回転数をコントローラ１９の昇温制御部３４が制御することで、昇温式の油水分離装置３５を構成している。本実施形態は、駆動装置３７を制御対象とした点以外の構成及び作用については、第２２から第２５実施形態の何れかと同様とすることができる。そこで、本実施形態では、第２２実施形態の制御対象を駆動装置３７に置き換えたものを一例として説明する。

駆動装置３７（例えば電動モータ）は、通常運転モードと昇温運転モードとに運転状態を切り換え可能である。通常運転モードと昇温運転モードとの切り換えは、昇温制御部３４によってインバータを介して駆動装置３７の回転数を一時的に増加させることで実現できる。具体的には、つまり、駆動装置３７は、圧縮機本体２のロータを回転駆動可能であり、昇温運転モードでは通常運転モードよりロータの回転数が高くなるよう制御される。

通常運転モードでは、駆動装置３７の回転数は、油冷却器４で冷却された潤滑油によって、吸込口２ｃから吸引された空気が圧縮機本体２内で露点以下となるように設定される。

運転状態が昇温運転モードであると、ロータの回転数を上昇することで圧縮機本体２の圧縮仕事量が増加し、圧縮機本体２の吐出温度が上昇する。この吐出温度の上昇により、油分離回収器３内の潤滑油の温度を一時的に露点以上の温度（例えば８０℃）に高めることができる。その結果、油分離回収器３内の水分が蒸発し、油分離回収器３内で油から分離された圧縮空気と共に出口３ａから下流側へ送られる。下流側には、図示しないドライヤが設けられており、このドライヤで圧縮空気から水分が除去される。言い換えれば、昇温モードでは、昇温制御部３４は油分離回収器３内の潤滑油の温度が一時的に露点を上回る前記駆動装置の回転数となるように駆動装置３７を制御する。

本実施形態では、コントローラ１９の昇温制御部３４は、第２２実施形態と同様に、水分液面センサ２６からの入力に応じて駆動装置３７の通常運転モードと昇温運転モードの切り換えを制御している。具体的には、昇温制御部３４は、水分液面センサ２６から入力される水分液面高さの測定値が、予め定められた設定値（第１の設定値）に達した場合、つまり油冷式圧縮機１内の水分量が多いと判断される場合、駆動装置３７を一時的に通常モードから昇温運転モードに切り換える。本実施形態においても、水分液面センサ２６を水分量センサに置き換え可能である。

水分液面センサ２６に代えて、第１７実施形態（図１７）のように、測定された吐出温度と測定された吸込温度との温度差、圧縮機本体２の吐出量、及び圧縮機本体２の運転時間とに基づいて、油分離回収器３内の水分量を計算してもよい。この場合、計算された水分量が予め定めた設定値（例えば１０％）に達すると、駆動装置３７が一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えられる。

タイマのカウントが昇温運転モードでの制御を脱した際のカウントクリア時点から予め設定された設定時間（例えば１０時間）を経過したときに、水分量が多いと判断して駆動装置３７を一時的に通常運転モードから昇温運転モードに切り換えてもよい。

昇温制御部３４は、圧縮機本体２の吐出口２ｄから吐出される圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ（例えば図１９の符号３３参照）からの入力に応じて駆動装置３７の通常運転モードと昇温運転モードの切り換えを制御してもよい。この場合、昇温数制御部３４は、圧力センサ３３が検出した吐出圧力が予め定められた設定値に達すると、駆動装置３７を一時的に通常モードから昇温運転モードに切り換える。回転制御部３８は、水分液面センサ２６等の手段で検出した水分量と、圧力センサと両方からの入力に基づいて駆動装置３７の通常運転モードと昇温運転モードの切り換えを制御してもよい。

なお、上述の実施形態の説明では説明を省略しているが、圧縮機本体２から吐出される圧縮空気の温度が露点以上であるか否かの判断に必要な露点の求め方については、特に限定されない。例えば、吐出直前あるいは直後における圧縮空気の圧力測定値及び温度測定値から求めても良く、油分離回収器内の圧縮空気の圧力測定値及び油分離回収器内の圧縮空気あるいは油の温度測定値から求めても良い。後者の場合、吐出口２ｄから油分離回収器までの圧損が実質的に無視できないときは、露点の算出に必要な圧力の値は油分離回収器内の圧力測定値に上記圧損を考慮して求めることができる。また、後者の場合、吐出口２ｄから油分離回収器までに生じる温度降下を踏まえ、露点の算出に必要な温度は、油分離回収器内の圧縮空気あるいは油の温度測定値に吐出後の放熱量（吐出流路を構成する配管類と油分離回収器からの放熱量）を考慮して求めることができる。

また、上述の実施形態の説明では説明を省略しているが、油分離回収器の底面に配管を接続する場合、油分離回収器の底部を球面状に形成して最下部に配管を接続することが望ましい。こうすることで水の混入の多い油を抜き出すことができる。

また、上述の実施形態を説明する模式図においては、ロータ２ｂ，２ｂを支持する軸受や、その軸受に対して油を供給する軸受給油ラインのような周知の構造は図示を省略されている。

また、開放流路は、大気圧以下の空間に連通することができるものが好ましい。開放通路を大気開放するものは、装置構成を複雑化しない点で特に好ましい。

また、水分放出制御部と昇温制御部は、油冷式空気圧縮機１内の水分量が多いと判断した際に、電磁弁２４を自動的に開放する乃至は自動的に昇温運転モードで油冷式空気圧縮機１の制御を開始するものに限定されない。例えば、油冷式空気圧縮機１内の水分量が多いと判断した際に、表示等でアラームを出すとともに、人の操作に基く電気信号を受けて、電磁弁２４を開放させ乃至は昇温運転モードに切り換えて制御を開始するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、昇温式の油水分離装置３５（昇温制御部）として、油分離回収器３内の潤滑油の温度を一時的に露点以上に制御するために、油冷却器４の冷却能力を一時的に低下させるものと、圧縮機本体２の圧縮仕事量を一時的に増加させるものとを例示した。しかし、昇温式の油水分離装置３５（昇温制御部）はこれらに限定されない。例えば、油水分離装置は、油冷却器４の冷却能力及び圧縮機本体２の圧縮仕事量を適宜組み合わせて制御することで、油分離回収器３内の潤滑油の温度を一時的に露点以上に制御するよう構成されていてもよい。

１ 油冷式空気圧縮機
２ 圧縮機本体
２ａ ロータ室
２ｂ ロータ
２ｃ 吸込口
２ｄ 吐出口
３ 油分離回収器
３ａ 出口
４ 油冷却器
５，２５，３５ 油水分離装置
６ 吐出流路
７ 第１の給油流路
８ 第２の給油流路
９ 戻し流路
１０，１１，１４ ポンプ
１２ バイパス流路
１３Ａ，１３Ｂ 開閉弁
１５ 循環流路
１６，２２ 三方弁
１７ バイパス給油流路
１８ 温度センサ
１９ コントローラ
２１，１２１ 電磁弁
２３ 開放流路
２４ 電磁弁
２６ 水分液面センサ
２７ 水分放出制御部
２８ 温度センサ
２９ 温度センサ
３１，３２ タイマ
３３ 圧力センサ
３４ 昇温制御部
３６ 油温センサ
３７ 駆動装置

Claims (4)

1. 吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、
   前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する第１の給油流路と、
   前記第１の給油流路に設けられた油冷却器と
   を備え、
   前記油冷却器は、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定されており、前記空気が空気圧縮時に前記圧縮機本体内で露点以下となる給油温度に前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機。
2. 前記油分離回収器から油が供給され、空気圧縮時に前記圧縮機本体内で発生させた水分を前記圧縮機本体外で前記潤滑油と分離する油水分離装置を備え、
   前記油水分離装置の前後に流路を遮断可能な開閉弁がそれぞれ設けられており、当該油水分離器の前後の開閉弁は、通常時は開弁状態で維持されていると共に一時的に閉じることが可能に構成されている、請求項１に記載の油冷式空気圧縮機。
3. 吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、
   前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する給油流路と、
   前記給油流路に設けられ、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定された油冷却器と
   を備える油冷式空気圧縮機の制御方法であって、
   前記空気が空気圧縮時に圧縮機本体内で露点以下となるように、前記油冷却器によって前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機の制御方法。
4. 吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気から潤滑油を分離して回収する油分離回収器と、
   前記油分離回収器と前記圧縮機本体の吸込側とを接続する給油流路と、
   前記給油流路に設けられ、圧縮空気の吐出温度が露点以下となるように冷却能力が設定された油冷却器と
   を備える油冷式空気圧縮機の制御方法であって、
   前記圧縮機本体から吐出される圧縮空気の温度が露点以下となるように、前記油冷却器によって前記潤滑油を冷却する、油冷式空気圧縮機の制御方法。

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