JP7164711B2 - オイル噴射式多段圧縮機デバイス及びこのような圧縮機デバイスを制御する方法 - Google Patents
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Description
また、オイル噴射式多段圧縮機デバイスがすでに公知であり、この場合オイルである冷却媒体がガスを冷却するために使用される。
ガスの冷却、従って効率改善が、より良好になる。
このような能動冷却は、効率を高めるさらなる可能性を与える。
この圧力損失は、ガス内にオイルが存在することに起因して、特にオイルが空気よりも高い粘性をもつことに起因して増大する。圧力損失は、ガス内のオイルの品質に依存することになり、ガス内のオイルが増えると中間冷却器での圧力損失が大きくなる。
これにより中間冷却器での圧力損失が制限される。
従って、中間冷却器の圧力損失なしで又は限定された損失でもって高圧段のための能動的冷却の全ての利点を得ることができる。
制限器は、好ましくはバルブで実施することができ、バルブは、常に必要以上ではない所要オイルの最小量のみが噴射されるように、低圧段圧縮機要素に噴射されるオイル量を調整することができる。
これは冷却器の圧力損失をさらにいっそう制限することになる。
この利点は、圧力損失の問題を完全になくすことができるように、オイルが中間冷却器に全く又は実質的に全く流入しないことを保証できることである。
オイルが中間冷却器の前で分離されない場合、この凝縮液は、結果的にオイルになり別々に分離するのが難しいであろう。
低圧段圧縮機要素と高圧段圧縮機要素との間で導管に中間冷却器が設けられ、圧縮機デバイスは、低圧段圧縮機要素に噴射されるオイル量を制限するための制限器をさらに備え、本方法は、
-低圧段圧縮機要素の出口での出力、効率、又は温度を測定又は特定するステップと、
-測定又は特定された出力、効率、又は温度が所定値よりも大きい場合にバルブを開く又はさらに開くステップと、
-測定又は特定された出力、効率、又は温度が所定値に等しいか又はそれ未満の場合にバルブを閉じる又はさらに閉じるステップと、
を含む。
両方の圧縮機要素2、3は、例えば、スクリュー圧縮機要素であるが、これは本発明では必須要件ではない。
また、圧縮機要素2、3は、圧縮機要素2、3にオイルを噴射するためのオイル回路を備える。明瞭化のために、これらのオイル回路は、図示されないか又は部分的に図示されている。
ガスの出口5aは、導管6を介して高圧段圧縮機要素3の入口4bに接続される。
この液体分離器7の出口8は、最終冷却器に接続することができる。
また、圧縮機デバイス1は、低圧段圧縮機要素2に噴射されるオイル量を制限するための制限器10を備える。
この場合、本発明では必須ではないが、この制限器10はバルブ10で実施され、噴射されるオイル量の調整を可能にすることができる。
上記のバルブ10は、開閉式の調整可能なバルブ又は連続的に調整可能なバルブとすることができる。
この場合、低圧段圧縮機要素2の出口5aでの温度を特定又は測定することができる温度センサ12も設けられている。このセンサ12は、上記の制御ユニット又は調整器11に接続される。
また、温度センサ12の代わりに出力計又は効率計を使用することができる。
また、オイル導管14が設けられており、オイル導管14は、オイル分離器13で分離されたオイルをこのオイル導管14を介して低圧段圧縮機要素2に導くためにオイル分離器13から低圧段圧縮機要素2に向かって延び、オイルはそこで低圧段圧縮機要素2の中に噴射されることになる。
これは、オイル導管14が上記のバルブ10に向かって延びることを意味する。
このことは、このオイル導管14aを表す点線14aで概略的に示されている。
このようなオイル導管14aは、オイル分離器13で分離されたオイルをこのオイル導管14aを介して液体分離器7に導くことになる。オイルを移動させるためにオイルポンプ14b又は同様のものを使用することは排除されない。
濾過器16は、オイルが圧縮機要素2の中に再噴射される前にオイル内の不純物を濾過することができる。
図1から分かるように、オイル導管14は、分岐17bに点Pで接続し、上記のオイル冷却器15及び濾過器16は、点Pの上流側のオイル導管14に組み込まれる。
オイル導管14aを備える場合、これは同様にオイル冷却器15及び濾過器16を備える。
動作時、圧縮されるガス、例えば空気は、低圧段圧縮機要素2の入口4aを通って吸引され、最初の圧縮が行われることになる。
低圧段圧縮機要素2及び高圧段圧縮機要素3の両方にオイルが噴射され、これは圧縮機要素2、3の潤滑及び冷却を可能にする。
噴射されたオイルが分離され、次に、圧縮ガスは、消費者に供給される前に最終冷却器に導くことができる。
そのために、第1のステップは温度Toutletを特定することになる。
この温度Toutletは、この場合、センサ12で直接測定されることになる。
-測定又は特定された温度Toutletが所定値Tmaxよりも大きい場合、バルブ10を開く又はさらに開くステップ、
-測定又は特定された温度Toutletが所定値Tmaxに等しいか又はそれ未満の場合、バルブ10を閉じる又はさらに閉じるステップ、
である。
温度が十分に低下した時点で、オイル噴射は、低減又はさらに停止することができる。
バルブ10が連続的に調整可能な場合、オイルの流量は、最新の要求に合うように精密に調節することができる。
この調整能力は、常に最小のオイル噴射が得られることを保証する。
この場合、バルブ10は、中間冷却器9での大きな圧力損失がないことを保証するために出力又は効率が所定値Pmax又はEmaxを上回ったままであるように制御ユニット10によって制御されることになる。
この分離されたオイルは、次にオイル導管14を介して低圧段圧縮機要素2に吐出されることになる。
オイル導管14は、バルブ10に達し最終的には低圧段圧縮機要素2に達するために戻り導管17の分岐17bに点Pで合流することになる。
この追加のステップにより、中間冷却器9での圧力損失が最小になるように、低圧段圧縮機要素2の最小噴射オイルでさえガスから除去されることになる。
能動的に冷却された空気は、次に、高圧段圧縮機要素3でさらに圧縮されることになり、中間冷却器9がない場合よりもはるかに高い性能がもたらされる。
この場合、結果的に最小オイル噴射は行われず、低圧段圧縮機要素2に噴射された全てのオイルのみが、ガスが中間冷却器9に導かれる前にオイル分離器13によって分離されることになる。
Claims (12)
- 入口(4a)及び出口(5a)を有する少なくとも1つの低圧段圧縮機要素(2)と、入口(4b)及び出口(5b)を有する高圧段圧縮機要素(3)とを備え、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)が導管(6)を介して前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)に接続されるオイル噴射式多段圧縮機デバイスであって、
前記低圧段圧縮機要素(2)と前記高圧段圧縮機要素(3)との間で前記導管(6)に中間冷却器(9)が設けられ、前記圧縮機デバイス(1)は、前記低圧段圧縮機要素(2)に噴射されるオイル量を制限するための制限器(10)を備え、
前記オイル噴射式多段圧縮機デバイス(1)は、オイルを分離するために前記中間冷却器(9)の上流側で前記導管(6)に設けられたオイル分離器(13)を備える、
ことを特徴とするオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記制限器(10)は、バルブ(10)である、
請求項1に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記バルブ(10)は、開閉式の調整可能なバルブである、
請求項2に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記バルブ(10)は、連続的に調整可能なバルブである、
請求項2に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記圧縮機デバイス(1)は、前記オイル分離器(13)から前記低圧段圧縮機要素(2)に延びるオイル導管(14)を備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記圧縮機デバイス(1)は、前記オイル分離器(13)から前記高圧段圧縮機要素(3)の下流側に設けられた液体分離器(7)に延びるオイル導管(14a)を備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - オイル冷却器(15)及び/又は濾過器(16)が、前記オイル導管(14、14a)に設けられる、
請求項5又は6に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記圧縮機デバイス(1)は、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)での温度(Toutlet)が特定値(Tmax)未満のままであるように又は出力が最小であるように又は効率が最大であるように、前記制限器(10)又はバルブ(10)を調整又は制御するための制御ユニット又は調整器(11)をさらに備える、
請求項1から7のいずれか1項に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 前記圧縮機デバイス(1)は、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)での温度(Toutlet)を直接測定する温度センサ(12)を備え、又は前記温度(Toutlet)を他のパラメータから導く、
請求項8に記載のオイル噴射式多段圧縮機デバイス。 - 入口(4a)及び出口(5a)を有する少なくとも1つの低圧段圧縮機要素(2)と、入口(4b)及び出口(5b)を有する高圧段圧縮機要素(3)とを備え、前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)が導管(6)を介して前記高圧段圧縮機要素(3)の前記入口(4b)に接続されるオイル噴射式多段圧縮機デバイスを制御する方法であって、
前記低圧段圧縮機要素(2)と前記高圧段圧縮機要素(3)との間で前記導管(6)に中間冷却器(9)が設けられ、前記オイル噴射式多段圧縮機デバイス(1)は、前記低圧段圧縮機要素(2)に噴射されるオイル量を制限するためのバルブ(10)をさらに備え、前記方法は、
-前記低圧段圧縮機要素(2)の前記出口(5a)での出力、効率、又は温度(Toutlet)を測定又は特定するステップと、
-前記測定又は特定された出力、効率、又は温度(Toutlet)が所定値(Tmax)よりも大きい場合に前記バルブ(10)を開く又はさらに開くステップと、
-前記測定又は特定された出力、効率、又は温度(Toutlet)が所定値(Tmax)に等しいか又はそれ未満の場合に前記バルブ(10)を閉じる又はさらに閉じるステップと、
-前記低圧段圧縮機要素(2)の下流側及び前記中間冷却器(9)の上流側でオイルを分離するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。 - -前記分離されたオイルを前記低圧段圧縮機要素(2)に吐出するステップと、
とを含む、
請求項10に記載の方法。 - -前記分離されたオイルを前記高圧段圧縮機要素(3)の下流側の液体分離器(7)にポンプ送給するステップ、
とを含む、
請求項10に記載の方法。
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