JPH0842476A - 油冷式回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】オイルセパレータ６を出た高温の潤滑油はオイ
ルクーラ７で冷却されたのち、油量調整手段によって圧
縮機の回転速度に応じた油量に調整されて圧縮機本体５
へと給油される。 【効果】負荷量に応じて圧縮機本体の回転数を制御して
いる油冷式圧縮機おいて、回転数の変化に応じ、常に適
正な潤滑油量を調整し循環させることにより低回転時で
の過給油ならびに体積効率の低下を防止し、消費電力を
低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油冷式圧縮機に係り、特
に、負荷変動時における圧縮機本体への潤滑油油量を適
正に制御することにより、動力低減に適した構造を持つ
油冷式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、油冷式圧縮機の給油方法としては
オイルセパレータ内圧と圧縮機本体内圧との差圧を用い
て潤滑油を循環させる差圧循環方式が多用されている。
また、大型機では潤滑油ポンプにより油を循環させる油
ポンプ方式があり実用に供されていた。差圧循環方式で
は、油溜りを兼ねるオイルセパレータからオイルクーラ
を経て圧縮機本体へと配管される。オイルセパレータ内
圧に対して圧縮機本体内部の圧縮行程の中間圧は低いの
でオイルセパレータにより圧縮空気と分離された潤滑油
が両者の差圧により圧縮機本体へ給油される。

【０００３】一方、油ポンプ方式はオイルセパレータに
より圧縮空気と分離された潤滑油を油ポンプにより圧縮
機本体へ給油する。同方式は油ポンプの動力が占める割
合の小さい大型圧縮機に多く用いられている。これは大
型機のため各部に溜った油が多くポンプで回収し循環さ
せるためである。

【０００４】インバータ駆動空気圧縮機は特願平4−230
308 号明細書により空気使用量に合わせて圧縮機の回転
数を変化させるため省エネ効果が高いことが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、圧縮機
本体の回転速度が一定の場合には有効であるが、一定の
給油量が決まるため、インバータを使用し吐出空気圧が
一定になるように圧縮機本体の回転速度を可変制御する
圧縮機においては最高回転速度に合わせて給油量を定め
ると回転が変わっても差圧はほとんど変わらないので、
低回転速度域では過給油となり、必要以上の動力を消費
することになる。逆に最低回転数に合わせて給油量を定
めると高回転域で給油不足となり潤滑不足や圧縮効率の
低下となってしまう。

【０００６】本発明の目的は、圧縮機本体での回転速度
に応じた潤滑油量を供給し低回転速度域での過給油なら
びに高回転速度域での潤滑不足や圧縮効率の低下を防止
し給油量の適正化を図り、消費電力を低減することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の手段を用いる。すなわち、潤滑油流
路上に潤滑油量調整手段を設け、その調整手段へ制御装
置の出力を送る配線がなされる。制御装置は回転速度な
どの情報を取り込むインターフェイスや必要なデータを
記憶，再生する記憶手段、さらに判断を行う演算機能を
備えたものとする。また、出力インターフェイスは油量
を調整する手段の指令入力に接続される。

【０００８】

【作用】インバータより出力される回転速度の情報は制
御装置内であらかじめ設定された回転速度と比較され、
速度に応じて圧縮作動室内に注入される潤滑油油量を増
減させる。例えば、回転速度が低下するにしたがって潤
滑油油量を減少させる。このため、圧縮機の回転速度に
かかわらず、圧縮機本体へ給油される潤滑油を適正な油
量に保つことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１により説
明する。

【００１０】図１は、本発明による油量調整装置を備え
た油冷式圧縮機の系統図である。

【００１１】吸気フィルタ１，吸入絞り弁２を経た空気
は、インバータ３より電力を供給されて回転する電動機
４に直結された圧縮機本体５に入る。潤滑油は圧縮機本
体５の内部で空気に混入され、本体内部のロータおよび
ケーシングの潤滑と隙間のシールを行い、また圧縮工程
で生じる圧縮熱によって高温となった空気の熱を奪い冷
却する。所定圧力まで圧縮された空気はオイルセパレー
タ６に入り圧縮機本体５で混入した大部分の油分を分離
される。分離された潤滑油は、オイルクーラ７，オイル
フィルタ８を経て、圧縮機本体５の圧縮中間工程へ配管
された給油配管９を通り圧縮機本体５に給油される。こ
れはオイルセパレータ６の内圧に対して圧縮中間工程の
圧力が低いためで、この差圧により潤滑油は循環され
る。ここで再び、油は潤滑，シール，圧縮ガスの冷却等
の役割を果たし、空気とともにオイルセパレータ６に入
り分離される。この潤滑油流路に流量制御弁１０を配置
し制御装置１１に接続される。

【００１２】本実施例で圧縮機本体５は雌雄一対のねじ
形ロータとそれを納めるケーシングから成り、ロータと
ケーシングにより囲まれた体積が、ロータの回転により
小さくなることによって空気を圧縮するスクリュー圧縮
機を想定しているが、ほかに圧縮作動室に油を注入させ
るスクロール圧縮機でも良い。

【００１３】本実施例の油冷式圧縮機は以下のように動
作する。

【００１４】外部から供給される商用交流電力は、イン
バータ３により圧縮機の負荷量に応じた周波数と電圧に
変換され電動機４に供給される。圧縮機本体５は回転速
度を変化させて吐出流量を調整し、吐出圧力をほぼ一定
に制御する。

【００１５】圧縮機本体５より吐出されオイルセパレー
タ６により分離された潤滑油は圧縮熱により高温となっ
ておりオイルクーラ７で冷却された後、流量制御弁１０
へ導かれる。電動機４の回転速度はインバータより電気
信号として制御装置１１に出力され、制御装置１１は、
あらかじめ設定された回転速度に対する油量を圧縮機本
体５に給油するように流量制御弁１０を開閉させる。例
えば、大径ロータを持つ圧縮機などでは圧縮機回転速度
が低下するにしたがって給油量を減少するように流量制
御弁１０に指示し、反対に回転速度が上昇するときは給
油量を多くするように流量制御弁１０に指示する。ま
た、小径ロータを持つ圧縮機では回転速度が低下するに
したがってロータ周速が低下し、体積効率を低下させる
ので低速度域では油量を増加するように流量制御弁１０
に指示し、シール性を向上させ体積効率を低下を抑え
る。その結果、圧縮機の回転速度に最適な潤滑油量を供
給することができ、過給油ならびに体積効率の低下によ
る動力損失を防止できる。

【００１６】本実施例で流量制御弁は専用のモータによ
り任意の開度を設定できる構造としたが、数種類のオリ
フィス径を選択できる構造のものでもよい。また、全開
−全閉のみの制御弁を用いて開閉時間を調整し流量を制
御する構造のものでもよい。

【００１７】以下、第２の実施例を図２により説明す
る。なお、第１の実施例と共通する部分については説明
を省略する。

【００１８】図２は、本発明による油量調整装置を備え
た油冷式圧縮機の系統図である。

【００１９】圧縮機本体より吐出されオイルセパレータ
６により分離された高温の潤滑油はオイルクーラ７で冷
却された後、油ポンプ２１により循環される。油ポンプ
はポンプ用モータ２２により駆動される。電動機の回転
速度の情報は制御装置に伝達され、制御装置は回転速度
に応じた流量を循環させるようポンプ用モータを制御し
油ポンプの吐出量を調整する。

【００２０】本実施例によれば、油ポンプの油量を調整
するため、オイルセパレータ６の内圧と圧縮機本体中間
圧との差圧が小さく差圧循環方式では油量が確保できな
い場合でも必要な油量を循環させることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、負荷量に応じて圧縮機
本体の回転数を制御している油冷式圧縮機で回転速度の
変化に応じ、常に適正な潤滑油量を調整し循環させるこ
とにより全回転域で過給油やシール不良による効率低下
を防止し、消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の系統図。

【図２】本発明の第２の実施例の系統図。

【符号の説明】

１…吸入フィルタ、２…吸入絞り弁、３…インバータ、
４…電動機、５…圧縮機本体、６…オイルセパレータ、
７…オイルクーラ、８…オイルフィルタ、９…給油配
管、１０…流量制御弁、１１…制御装置、２１…油ポン
プ、２２…油ポンプ用モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータより電力を供給され、負荷量に
   応じ回転速度を変化させて吐出流量を調整可能であり、
   オイルクーラを備え、前記オイルクーラを通過して冷却
   された潤滑油が作動室内に注入される構造を持つ油冷式
   圧縮機において、潤滑油流路の少なくとも１か所に油量
   調整手段を備え、圧縮機の回転速度に応じて前記作動室
   内に注入される潤滑油油量を増減する制御機構を有する
   ことを特徴とする油量調整装置。