JP6108701B2 - 油冷式空気圧縮装置 - Google Patents
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Description
なお、各図において、同一部材又は同一部分には同一の符号を付している。また、細かい構造については適宜図示を省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。
図1を用いて、実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置の構成を説明する。図1は、実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置の、サイクル構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置は、油冷式空気圧縮機1と、エアフィルタ2と、オイルセパレータ3と、オイルクーラ4と、冷却ファン5と、で構成される。
まず、油の温度に対する油の動粘度変化について、図2を用いて説明する。図2は、実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置の、油の温度に対する油の動粘度変化を示すグラフである。図2に示すとおり、温度が上昇するにつれて動粘度は大きく低下し、40℃の動粘度に対して100℃の動粘度は、6分の1程度になる。
オイルクーラ4は、図1に示すとおり、配管をU型に複数回曲げた構造とされるのが一般的であり、全長が長い。そのため、オイルクーラ4の流路抵抗は、油の粘性による摩擦抵抗が支配的となり、入口と出口の圧力差が一定とした場合、理論上、オイルクーラ4を流れる油の流量は動粘度に反比例する。従って、図3に示すとおり、油の温度が変化することに伴って油の動粘度が変化し、油の動粘度が変化することでオイルクーラ4を流れる油の流量が変化する。油の温度が低い場合は、油の動粘度が高いためオイルクーラ4を流れる油の流量は減少し、油温が高い場合は、油の動粘度が低いためオイルクーラ4を流れる油の流量は増加する。
図4は、実施の形態2に係る油冷式空気圧縮装置の、サイクル構成を示すブロック図である。図4に示すとおり、実施の形態2に係る油冷式空気圧縮装置は、バイパス回路配管7aの細径配管7bをオリフィス7cで構成した点が実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置と異なる。なお、構成や動作や効果等について、実施の形態1と重複する説明は、適宜省略している。
図5は、実施の形態3に係る油冷式空気圧縮装置の、サイクル構成を示すブロック図である。図5に示すとおり、実施の形態3に係る油冷式空気圧縮装置は、バイパス回路配管7aの細径配管7bをノズル7dで構成した点が実施の形態1に係る油冷式空気圧縮装置と異なる。なお、構成や動作や効果等について、実施の形態1と重複する説明は、適宜省略している。
実施の形態1乃至実施の形態3に係る油冷式空気圧縮装置では、油の温度が低い場合には、圧縮機の吐出温度が下がりすぎて露点温度以下になることを防止すべく、オイルクーラ4を流れる油の流量の全流量に対する比率が低下し、油の温度が高い場合には、油の温度が保護装置等の制限温度以上になることを防止すべく、オイルクーラ4を流れる油の流量の全流量に対する比率が増加するように、オイルクーラ4の冷却能力とオイルクーラ4の流路抵抗とバイパス回路7の流路抵抗が設定されている。実施の形態4に係る油冷式空気圧縮装置では、このような構成に加えて、オイルクーラ4の冷却能力が制御される点で異なる。なお、構成や動作や効果等について、実施の形態1と重複する説明は、適宜省略している。
ステップ11において、検出器9で油の温度を検出する。
ステップ12において、油の温度が露点温度以下であるか否かを判定する。Noの場合はステップ13に進む。Yesの場合はステップ14に進む。
ステップ13において、油の温度が保護装置等の制限温度以上であるか否かを判定する。Noの場合はステップ15に進む。Yesの場合はステップ16に進む。
ステップ14において、冷却ファン5の風量を低下する。
ステップ15において、冷却ファン5の風量を維持する。
ステップ16において、冷却ファン5の風量を増加する。
ステップ21において、検出器9で油の温度を検出する。
ステップ22において、油の温度が露点温度以下であるか否かを判定する。Noの場合はステップ23に進む。Yesの場合はステップ24に進む。
ステップ23において、油の温度が保護装置等の制限温度以上であるか否かを判定する。Noの場合はステップ25に進む。Yesの場合はステップ26に進む。
ステップ24において、油の温度が所定時間露点温度以下であるか否かを判定する。Noの場合はステップ23に進む。Yesの場合はステップ27に進む。
ステップ25において、冷却ファン5の風量を維持する。
ステップ26において、油の温度が所定時間保護装置等の制限温度以上であるか否かを判定する。Noの場合はステップ25に進む。Yesの場合はステップ28に進む。
ステップ27において、冷却ファン5の風量を低下する。
ステップ28において、冷却ファン5の風量を増加する。
このように制御した場合には、冷却ファン5の制御を最小限にすることができ、冷却ファン5の故障の確率を低減することができる。
Claims (6)
- 油冷式空気圧縮機と、前記油冷式空気圧縮機から吐出された空気と油とを分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離された油を冷却するオイルクーラと、前記オイルクーラと並列に設けられたバイパス回路と、前記オイルクーラとバイパス回路とを経由した油を圧縮機へ供給する油インジェクション回路と、を少なくとも備え、
前記オイルクーラの冷却能力と前記オイルクーラの流路抵抗と前記バイパス回路の流路抵抗とは、前記油の温度が変化した際の動粘度変化に伴う流量変化率が、前記バイパス回路より前記オイルクーラの方が大きく、前記油の温度が第1所定温度より低い時には前記油の温度を上昇し、前記油の温度が前記第1所定温度より高い第2所定温度より高い時には前記油の温度を低下するように設定されており、前記油の温度が前記第1所定温度より低い時には前記バイパス回路の流量が前記オイルクーラの流量より大きく、前記油の温度が前記第2所定温度より高い時には前記バイパス回路の流量が前記オイルクーラの流量より小さくなるように設定された、
ことを特徴とする油冷式空気圧縮装置。 - 更に、前記オイルクーラの冷却能力を制御する制御手段を備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載の油冷式空気圧縮装置。 - 前記バイパス回路の配管は、前記オイルクーラの配管より短く、固定絞りを有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の油冷式空気圧縮装置。 - 前記固定絞りは、細径配管である、
ことを特徴とする請求項3に記載の油冷式空気圧縮装置。 - 前記固定絞りは、オリフィスである、
ことを特徴とする請求項3に記載の油冷式空気圧縮装置。 - 前記固定絞りは、ノズルである、
ことを特徴とする請求項3に記載の油冷式空気圧縮装置。
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