JPWO2018003211A1 - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

吐出空気の温度を適正にすると共に、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供する。空気圧縮機１、油分離器３及びアフタークーラ４を接続している空気管路７と、空気圧縮機１、油分離器３及びオイルクーラ５を接続している油循環管路８と、油循環管路８のオイルクーラ５と空気圧縮機１との中間の中間分岐部１３ａの一端を空気圧縮機１の軸受給油部２１に接続する軸受給油管路９と、中間分岐部１３ａの他端を空気圧縮機１の中間給油部２２に接続する中間部給油管路１０と、軸受給油部２１及び中間給油部２２へ給油する分岐管路１３と、オイルクーラ５及びアフタークーラ４に送風する送風機６と、油循環管路８の油分離器３とオイルクーラ５との中間のバイパス分岐部１２ａの一端を軸受給油管路９のオイルクーラ５下流に接続するバイパス管路１１と、バイパス管路１１への潤滑油の流入量を制御する制御弁１２と、を備える。

Description

本発明は、空気圧縮機に関する。

油冷の空気圧縮機の従来技術には、例えば特開２０１４−８８８７６号公報（特許文献１）がある。特許文献１の要約欄には、「圧縮機要素部の圧縮室に注入弁から液体が注入される液体注入式圧縮機要素部の冷却を圧縮機要素部の圧縮室に注入される液体の量を、他の可能な調整装置に関係なく、特定の制御パラメータに応じて制御するステップを含む」と開示がある。

特開２０１４−８８８７６号公報

一般的に、油冷式の圧縮機は圧縮中に潤滑油を供給することで圧縮空気を冷却しているが、同時に軸受にも潤滑油を供給している。潤滑油は低温になると粘性が増加するため、圧縮機の動力を増加させてしまう。このような観点から、軸受へ供給される潤滑油は、圧縮機の中間部へ供給する潤滑油の温度よりも高温にする必要がある。

特許文献１は、潤滑油の循環量を制御することで圧縮機の吐出温度の制御を行うものであり、上記した軸受や中間部へ供給する潤滑油の温度の相違による動力への影響を考慮していない。すなわち、複数の温度の潤滑油を複数の箇所から供給する手段を有しておらず、供給部毎に適した潤滑油温度とすることができない。

そこで本発明は、吐出空気の温度を適正にすると共に、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、空気圧縮機と、該空気圧縮機から吐出された圧縮空気と潤滑油を分離する油分離器と、該油分離器から吐出した前記潤滑油を冷却するオイルクーラと、前記空気圧縮機からの吐出空気を冷却するアフタークーラと、前記吐出空気が前記空気圧縮機、前記油分離器及び前記アフタークーラを順次流通するように接続している空気管路と、前記潤滑油が前記空気圧縮機、前記油分離器及び前記オイルクーラを順次循環するように接続している油循環管路と、該油循環管路の前記オイルクーラと前記空気圧縮機との中間の中間分岐部と、該中間分岐部の一端を前記空気圧縮機の軸受給油部に接続する軸受給油管路と、前記中間分岐部の他端を前記空気圧縮機の中間給油部に接続する中間部給油管路と、前記潤滑油を前記軸受給油部及び前記中間給油部へ給油する分岐管路と、前記オイルクーラ及び前記アフタークーラに冷却風を送風する送風機と、を備え、前記油循環管路の前記油分離器と前記オイルクーラとの中間のバイパス分岐部と、該バイパス分岐部の一端を前記軸受給油管路の前記オイルクーラ下流に接続するバイパス管路と、該バイパス管路への前記潤滑油の流入量を制御する制御弁と、を備える。

以上のように、本発明によれば、空気圧縮機の吐出空気の温度を適正にすると共に、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットを説明する回路図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットの動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットの動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットの動作を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る空気圧縮ユニットを説明する回路図である。 本発明の更に他の実施形態に係る空気圧縮ユニットを説明する回路図である。

空気圧縮機（以下、単に「圧縮機」と称する場合がある）の中間部及び軸受部に潤滑油を供給して圧縮機の動力を低減させるためには、第一に、圧縮機の中間部に供給する潤滑油の温度を、この中間部周囲の圧縮空気の温度よりも低温とすることが必要である。第二に、軸受部に供給する潤滑油の温度を、少なくとも中間部に供給する潤滑油の温度よりも高くすることが必要である。第三に、軸受部に供給する潤滑油の粘性の増加が圧縮機の動力に影響を及ぼさないように、適切な温度に制御することで、さらに動力を低減することができる。

そこで、吸引した空気を圧縮して吐出する油冷式の空気圧縮ユニットであって、圧縮機本体から吐出された圧縮空気と潤滑油を分離する油分離器と、該油分離器から吐出した潤滑油を外気で冷却するオイルクーラと、圧縮機本体から吐出した空気を所定の空気温度へ冷却するためのアフタークーラと、吐出空気が空気圧縮機、油分離器及びアフタークーラを順次連通して流通するように接続する空気管路と、潤滑油が空気圧縮機、油分離器及びオイルクーラを順次連通して循環するように接続する油循環管路と、該油循環管路のオイルクーラと圧縮機本体とを接続する中間の中間分岐部と、該中間分岐部の一端を圧縮機本体の軸受給油部に接続する軸受給油管路と、中間分岐部の他端を圧縮機本体の中間給油部に接続する中間部給油管路と、潤滑油を軸受給油部及び中間給油部へ同時に給油する分岐管路と、オイルクーラ及びアフタークーラを冷却する冷却風を送風する送風機と、を備えた油冷式の空気圧縮ユニットにおいて、
油循環管路の油分離器とオイルクーラとを接続する中間にバイパス分岐部と、該バイパス分岐部の一端を軸受給油管路に接続するバイパス管路と、バイパス分岐部にオイルクーラとバイパス管路へ流入する潤滑油の流量比を制御する制御弁と、を備える。

これによって、オイルクーラで冷却される潤滑油とオイルクーラを通過しない潤滑油との流量比を可変にすることができる。その結果、圧縮機本体の軸受に給油する潤滑油の温度を適切に制御することができる。なお、中間部に供給する潤滑油の温度が軸動力の観点から比較的低温であっても、軸受へ供給する潤滑油によって適切な温度に制御することができる。

また、油冷式の空気圧縮機の筺体外（空気圧縮ユニット外）の空気温度と、空気圧縮機の吸込み空気温度と、油分離器内部の空気温度と、軸受給油部及び中間給油部における潤滑油の給油温度と、を検知する検知手段を備える。

これによって、軸受給油部及び中間給油部の潤滑油の温度を検知することができると共に、軸受給油部及び中間給油部へ供給されるべき潤滑油の要求温度の相違から、バイパス管路及びオイルクーラへ流入する潤滑油の流量比を制御することができる。

また、検知手段によって検知した温度情報に基づいて、送風機の回転数、空気圧縮機の回転数及び制御弁の開度を制御する制御手段を備える。

これによって、送風機の回転数を適切に制御することで、潤滑油及び空気の放熱量を適切に制御することができ、空気圧縮機の回転数を適切に制御することで、潤滑油及び空気の加熱量を適切に制御することができる。さらに、バイパス管路の開度（制御弁の開度）を制御することで、オイルクーラとバイパス管路へ流入する潤滑油の流量比を適切に制御し、潤滑油の放熱量を適切に制御することができる。この結果、空気圧縮機の吐出空気温度、中間給油部及び軸受給油部の潤滑油温度を、要求される適切な温度に制御することができ、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供することができる。

また、バイパス管路の中間部に補助オイルクーラを設ける。さらに、補助オイルクーラを、送風機による冷却風の通風方向に対してオイルクーラの下流に設ける。

これによって、補助オイルクーラに流入する冷却風の温度は、オイルクーラを通過した後で比較的高温に保持することができる。この結果、軸受へ供給する潤滑油の温度を比較的高く保つことができるため、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供できる。

また、中間給油部を圧縮機本体内の圧力が増加する方向に対して複数段備え、該複数段の中間給油部に潤滑油を供給するために、中間部給油管路に噴霧分岐部を備え、該噴霧分岐部の潤滑油温度を検知する検知手段を備える。

これによって、圧縮機本体の中間部における潤滑油の温度を検知することができる。さらに、空気圧縮機（空気圧縮ユニット）の吸込み口に設けた検知手段によって得られた吸込空気温度によって、複数段の中間給油部の空気温度を制御することができる。この結果、中間部給油管路の温度を適切に制御することができる。

また、複数の中間給油部のうち最低段の空気温度に基づいて、潤滑油の温度を制御する。これによって、中間部給油管路の温度は、比較的低温である最低段の圧縮空気温度よりも低い温度に制御することができるため、圧縮機本体内の空気の冷却を効率良く行うことができる。この結果、省エネルギ性に優れた空気圧縮機を提供できる。

本発明の実施形態に係わる空気圧縮ユニットについて、図１〜図６を用いて、以下に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットＡを説明する回路図である。図１に示す通り、空気圧縮ユニットＡは、大気より吸込んだ空気を圧縮する空気圧縮機（圧縮機本体）１、空気圧縮機１を駆動するモータ２、油分を含んだ圧縮空気を油と空気に分離するオイルセパレータ（油分離器）３、圧縮空気を冷却するアフタークーラ４、潤滑油を冷却するオイルクーラ５、アフタークーラ４とオイルクーラ５へ通風（図１に白抜き矢印で示す）するための送風機６、圧縮空気を導通させるための空気用通風路（空気管路）７（図１に実線で示す管路）、潤滑油を循環させるための油循環管路８（図１に一点鎖線で示す管路）、オイルクーラ５の下流で潤滑油を軸受給油管路９と中間部給油管路１０とに分流する中間分岐部１３ａを有する分岐管路１３、潤滑油をオイルクーラ５及びバイパス管路１１へ分配するための制御弁１２を有するバイパス分岐部１２ａ、を含んで構成されている。尚、アフタークーラ４等で発生するドレン水は、図中に示さないドレントラップ等を通じて排水処理される。

また、空気温度および潤滑油を制御するための温度検知手段は、空気圧縮ユニットＡ外の周囲空気温度を検知する検知手段（外気温度検知手段）３１、圧縮機吸込み空気温度を検知する検知手段（吸込空気温度検知手段）３２、圧縮空気吐出温度（油分離器３内部の空気温度）を検知する検知手段（空気温度検知手段）３３、軸受給油部２１および中間給油部２２の潤滑油温度をそれぞれ検知する検知手段（潤滑油温度検知手段）３４、３５を設けている。検知手段３１〜３５の検知温度に基づいて、図示しない制御装置より送風機６の回転数（Ｎ_ｆ）、空気圧縮機１の回転数（Ｎ_ｃｐ）、制御弁１２の開度（Ｒ_ｖ）を制御する。このように構成された空気圧縮機ユニットＡは次のように動作する。

空気圧縮ユニットＡに吸込まれた空気は、空気圧縮機１に流入し、軸受給油部２１や中間給油部２２から供給された潤滑油を伴って、空気圧縮機１によって圧縮されて高温・高圧の空気になり、空気圧縮機１より吐出される。空気圧縮機１から吐出した圧縮空気は、オイルセパレータ３で圧縮空気と潤滑油とに分離され、アフタークーラ４に流入する。アフタークーラ４に流入した圧縮空気は、送風機６によってアフタークーラ４へ通風される大気と熱交換し、温度を使用温度域まで低下させ、空気圧縮ユニットＡの機外へ吐出され、圧縮空気として利用される。

オイルセパレータ３で圧縮空気と分離された潤滑油は、制御弁１２でオイルクーラ５及びバイパス管路１１へ流入する。オイルクーラ５に流入した潤滑油は、圧縮空気と同様に送風機６によってオイルクーラ５へ通風される大気と熱交換し、温度を低下させてオイルクーラ５から流出する。オイルクーラ５から流出した潤滑油の一方は、軸受給油管路９へ流入し、バイパス管路１１を通過した潤滑油と合流した後、軸受給油部２１より空気圧縮機１へ還流する。オイルクーラ５から流出した他方の潤滑油は、中間部給油管路１０へ流入し、中間給油部２２より空気圧縮機１へ還流して圧縮途中の空気を冷却する。

以上のように動作する空気圧縮ユニットＡの動作の流れを図２〜図４を用いて説明する。図２〜４は、本発明の一実施形態に係る空気圧縮ユニットの動作を説明するフローチャートである。空気圧縮ユニットＡの図示しない制御装置に起動信号が印加すると、空気圧縮機１が所定の回転数（Ｎ_ｃｐ）で起動する。この時、送風機６の回転数（Ｎ_ｆ）は停止、制御弁１２は全開（バイパス管路１１側の開度最大）に制御される。ステップＳ１００において、検知手段３３の吐出空気温度（Ｔ_ｄ）に基づいて、空気圧縮機１が定常運転かどうかの判断を行う。尚、定常運転判断温度（Ｔ_ｄＳｔ）は、周囲空気温度を検知する検知手段３１によって検知される検知温度（Ｔ_ａ）、圧縮機回転数（Ｎ_ｃｐ）として、Ｔ（Ｔ_ａ、Ｎ_ｃｐ）によって演算される。ステップＳ１００において制御装置は、
吐出空気温度（Ｔ_ｄ）≧定常運転判断温度（Ｔ_ｄＳｔ）
を満たす場合、空気圧縮機１が定常運転状態に達していると判断し、制御動作をステップＳ１０２へ移して送風機６を所定の回転数（Ｎ_ｆ）で起動し、ステップＳ２００へ移す。上記条件を満たさない場合は、起動状態であると判断し、制御動作をステップＳ１０１へ移し、送風機６を停止状態に保持し次の制御指令が印加されるまで待機する。

制御動作をステップＳ２００へ移動した制御装置は、再度、吐出温度（Ｔ_ｄ）を用いて、
吐出空気温度（Ｔ_ｄ）＜吐出制限温度（Ｔ_ｄＬｉｍ）
を満足するかを判断する。ここで、吐出制限温度（Ｔ_ｄＬｉｍ）は圧縮機本体１の信頼性から規定される運転制限温度である。ステップＳ２００の条件を満足する場合は、制御装置は制御動作をステップＳ３００へ移す。ステップＳ２００の条件を満たさない場合は、制御装置は制御動作をステップＳ２１０へ移し、送風機の回転数（Ｎ_ｆ）を変更する制御へ移動する。

ステップＳ２１０において、
送風機回転数（Ｎ_ｆ）≧送風機最高回転数（Ｎ_ｆＭａｘ）
を満足するかを判断する。ステップＳ２１０の条件を満足しない場合はステップＳ２１１において、送風機回転数（Ｎ_ｆ）=Ｎ_ｆ＋ΔＮ_ｆとして、送風機６の回転数を増加させた後、次の制御指令が印加されるまで待機する。尚、ΔＮ_ｆは送風機６の回転数の差分量であり、差分量は固定値、比例制御、ＰＩＤ制御などの制御方式によって決定されるものである。

ステップＳ２１０の条件を満足する場合は、送風機回転数（Ｎ_ｆ）は制御上限値（Ｎ_ｆＭａｘ）に達している。このため、吐出温度（Ｔ_ｄ）の制御動作を冷却風による制御から、空気圧縮機の回転数（Ｎ_ｃｐ）によって加熱量を制御する制御へ移動し、動作ステップをＳ２２０へ移動する。制御装置はステップＳ２２０において、
圧縮機回転数（Ｎ_ｃｐ）＜圧縮機最低回転数（Ｎ_ｃｐＭｉｎ）
を満足するかを判断する。ステップＳ２２０の条件を満足しない場合は、ステップＳ２２１において、圧縮機回転数（Ｎ_ｃｐ）=Ｎ_ｃｐ−ΔＮ_ｃｐとして、圧縮機回転数を減少させた後、次の制御指令が印加されるまで待機する。尚、ΔＮ_ｃｐは圧縮機回転数の差分量であり、差分量は固定値、比例制御、ＰＩＤ制御などの制御方式によって決定されるものである。

ステップＳ２２０の条件を満足しない場合、
定常運転判断温度（Ｔ_ｄＳｔ）≦吐出空気温度（Ｔ_ｄ）< 吐出制限温度（Ｔ_ｄＬｉｍ）
の条件を満足するように、制御パラメータを調整できないため、制御装置はシステム異常と判断して圧縮機ユニットＡを停止する。

ステップＳ２００の条件を満足した場合、制御装置は制御動作をステップＳ３００へ移動し、中間給油部２２へ給油する潤滑油の温度［中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）］が所定の条件を満足するかを判断する。この時、中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）は、検知手段３５によって取得される。ステップＳ３００において制御装置は、
中間給油部最低温度（Ｔ_ＩｎＭｉｎ）≦Ｔ_Ｉｎ≦中間給油部最高温度（Ｔ_ＩｎＭａｘ）
を満足するかを判断する。ステップＳ３００の条件を満足する場合は、制御装置は制御動作をステップＳ４００へ移動する。満足しない場合は、制御動作をステップＳ３１０へ移動して、中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）を制御する。尚、中間給油部最高温度（Ｔ_ＩｎＭａｘ）は、検知手段３２によって取得した圧縮機本体１の吸込み空気温度（Ｔ_ｓ）と、中間給油部位置（Ｘ_Ｉｎ）より、Ｔ_ＩｎＭａｘ＝Ｔ（Ｔ_ｓ、Ｘ_Ｉｎ）によって演算することで得られる。同様に、中間給油部最低温度（Ｔ_ＩｎＭａｘ）は、吸込み空気の湿度（ＲＨｓ）で規定される圧縮空気の露点温度（Ｔ_ｄｅｗ）より演算して得ることができる制限温度である。

ステップＳ３００の条件を満足した場合、制御装置は制御動作をステップＳ４００へ移動し、軸受給油部２１の潤滑油の給油温度（Ｔ_ｓｈ）が所定の条件を満足するかを判断する。この時、軸受給油部２１の潤滑油の給油温度（Ｔ_ｓｈ）は、検知手段３４によって取得される。ステップＳ４００において制御装置は、
軸受給油油温度（Ｔ_ｓｈ）≧軸受制限最低温度（Ｔ_ｓｈＭｉｎ）
を満足するかを判断する。ステップＳ４００の条件を満足する場合、制御装置は制御動作を終了し、次の制御信号が印加されるまで待機する。ステップＳ４００の条件を満足しない場合、制御装置は制御動作をステップＳ４１０へ移動する。

図３は制御ステップＳ３００の条件を満足しない場合の制御動作を示した流れ図である。制御ステップＳ３１０において制御装置は、
中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）＞中間給油部最高温度（Ｔ_ＩｎＭａｘ）
を満足するかを判断する。ステップS３１０の条件を満足する場合、制御装置は中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）が高いと判断し、潤滑油の温度を低下させる制御動作であるステップＳ３２０へ移動する。ステップＳ３１０の条件を満足しない場合、制御装置は中間給油部温度（Ｔ_Ｉｎ）が低いと判断し、潤滑油の温度を上昇させる制御動作であるステップＳ３１１へ移動する。制御動作をステップＳ３１１へ移動した制御装置は、
送風機回転数（Ｎ_ｆ）≦送風機最低回転数（Ｎ_ｆＭｉｎ）
を判断する。ステップＳ３１１の条件を満足しない場合、制御装置はステップＳ３１４において、送風機回転数（Ｎ_ｆ）＝Ｎ_ｆ−ΔＮ_ｆとして、送風機６の回転数を減少させることによって、潤滑油の放熱量を低減する。その後、制御装置は次の制御指令が印加されるまで待機する。

ステップＳ３１１の条件を満足する場合、送風機６の回転数が制御下限値（Ｎ_ｆＭｉｎ）に達している。このため、制御装置は送風機６の回転数以外の制御パラメータであるオイルクーラ５とバイパス管路１１に流入する潤滑油の流量比を調節する制御弁１２の開度（バイパス管路１１への連通開度）（Ｒ_ｖ）を調節する制御動作へ移動する。ステップＳ３１２で制御装置は、
バイパス開度（Ｒ_ｖ）≧バイパス最大開度（Ｒ_ｖＭａｘ）
を判断する。ステップＳ３１２の条件を満足しない場合、制御装置はステップＳ３１５において、バイパス開度（Ｒ_ｖ）＝Ｒ_ｖ＋ΔＲ_ｖとして、バイパス開度（バイパス管路１１への連通開度）を増加させる。この結果、オイルクーラ５とバイパス管路１１へ流入する潤滑油の流量比（Ｇ_ｏｃ／Ｇ_Ｂ）が減少し、オイルクーラ５における潤滑油の放熱量が減少する。その後、制御装置は次の制御指令が印加されるまで待機する。

ステップＳ３１２の条件を満足する場合、送風機の回転数（Ｎ_ｆ）およびバイパス開度（Ｒ_ｖ）は、それぞれ制御の制限値を超過している。このため、制御装置は潤滑油の温度の調節を大気へ放熱する放熱量ではなく、空気圧縮機１の回転数（Ｎ_ｃｐ）によって加熱量を制御する制御へ移動し、動作ステップをＳ３１３へ移動する。ステップＳ３１３において制御装置は、
圧縮機回転数（Ｎ_ｃｐ）＜圧縮機最低回転数（Ｎ_ｃｐＭａｘ）
を満足するかを判断する。ステップＳ３１３の条件を満足しない場合は、ステップＳ３１６において、圧縮機回転数（Ｎ_ｃｐ）＝Ｎ_ｃｐ＋ΔＮ_ｃｐとして、圧縮機回転数を増加させた後、次の制御指令が印加されるまで待機する。

ステップＳ３１３の条件を満足しない場合、制御装置は軸受への潤滑油の温度を制御する制御動作であるステップＳ３４０へ移動する。

図４は制御ステップＳ４００の条件を満足しない場合の制御動作を示した流れ図である。制御ステップＳ４１０において制御装置は、
バイパス開度（Ｒ_ｖ）≧バイパス最小開度（Ｒ_ｖＭｉｎ）
を判断する。ステップＳ４１０の条件を満足しない場合、制御装置はステップＳ４１１において、バイパス開度（Ｒ_ｖ）＝Ｒ_ｖ−ΔＲ_ｖとして、バイパス開度を減少させる。この結果、オイルクーラ５とバイパス管路１１へ流入する潤滑油の流量比（Ｇ_ｏｃ／Ｇ_Ｂ）が増加し、オイルクーラ５における潤滑油の放熱量が増加する。その後、制御装置は次の制御指令が印加されるまで待機する。

ステップＳ４１０の条件を満足する場合、バイパス開度（Ｒ_ｖ）は制御の下限値に達しているため、制御装置はステップＳ４２０へ移動する。制御動作をＳ４２０へ移動した制御装置は、
送風機回転数（Ｎ_ｆ）≦送風機最低回転数（Ｎ_ｆＭａｘ）を判断する。ステップＳ４２０の条件を満足しない場合、制御装置はステップＳ４２０において、送風機回転数（Ｎ_ｆ）＝Ｎ_ｆ＋ΔＮ_ｆとして、送風機６の回転数を増加させ、潤滑油の放熱量を調節する。その後、制御装置は次の制御指令が印加されるまで待機する。

ステップＳ４２０の条件を満足する場合、制御装置は制御動作を終了し、次の制御指令が印加されるまで待機する。

次に、上記実施形態の他の実施形態について説明する。図５は、本発明の他の実施形態に係る空気圧縮ユニットを説明する回路図である。図５は、空気圧縮機１に設けた中間給油部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを複数の圧力点に設けた例を示したものである。なお、図５に示す実施形態は、図１の空気圧縮機の動作および主要な構成と同様であるため、ここでは同一符号を付すと共に、その動作及び制御の説明を割愛する。

図５に示すように、空気圧縮機１内の圧力が上昇する方向に複数段の中間給油部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを設けた場合においても、噴霧分岐部２３の上流部４０に噴霧分岐部２３及び中間給油部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの潤滑油温度を検知する検知手段３５を設けることで、図２〜図４に示した制御を適用することができる。この結果、空気圧縮機の吐出空気温度および潤滑油の供給温度を適切に制御することができる。

次に、図６は、本発明の更に他の実施形態に係る空気圧縮ユニットを説明する回路図である。図６は、バイパス管路１１に軸受給油用の補助オイルクーラ５ａを設けた例を示したものである。図６の実施形態においても、図１の実施形態の空気圧縮機の動作及び主要な構成は同様であるため、ここでは同一符号を付すと共に、その動作及び制御の説明は割愛する。

補助オイルクーラ５ａは、送風機６に対してオイルクーラ５の風下に設けられている。そのため、補助オイルクーラ５ａを流通する空気温度は周囲空気温度よりも高い温度になることに特徴を有している。さらに、軸受給油温度を補助オイルクーラで直接制御することができるため、軸受の給油温度を能動的に制御することができる。

以上で本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記した各実施形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、各実施形態例の検知手段として温度センサや湿度センサなどの検知手段を適用して、潤滑油や空気の状態を検知する構成であってもよい。すなわち、本発明の目的を満たすことができる範囲で実施形態の一部の構成を置換、変換してもよい。すなわち、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明したものであり、必ずしも説明した構成を備えるものに限定されるものではない。

Ａ 空気圧縮ユニット
１ 空気圧縮機（圧縮機本体）
３ オイルセパレータ（油分離器）
４ アフタークーラ
５ オイルクーラ
５ａ 補助オイルクーラ
６ 送風機
７ 空気管路
８ 油循環管路
９ 軸受給油管路
１０ 中間部給油管路
１１ バイパス管路
１２ 制御弁
１２ａ バイパス分岐部
１３ 分岐管路
１３ａ 中間分岐部
２１ 軸受給油部
２２ 中間給油部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 中間給油部
２３ 噴霧分岐部
３１ 検知手段（外気温度検知手段）
３２ 検知手段（吸込空気温度検知手段）
３３ 検知手段（空気温度検知手段）
３４ 検知手段（潤滑油温度検知手段）
３５ 検知手段（潤滑油温度検知手段）

Claims (4)

1. 空気圧縮機と、
   該空気圧縮機から吐出された圧縮空気と潤滑油を分離する油分離器と、
   該油分離器から吐出した前記潤滑油を冷却するオイルクーラと、
   前記空気圧縮機からの吐出空気を冷却するアフタークーラと、
   前記吐出空気が前記空気圧縮機、前記油分離器及び前記アフタークーラを順次流通するように接続している空気管路と、
   前記潤滑油が前記空気圧縮機、前記油分離器及び前記オイルクーラを順次循環するように接続している油循環管路と、
   該油循環管路の前記オイルクーラと前記空気圧縮機との中間の中間分岐部と、
   該中間分岐部の一端を前記空気圧縮機の軸受給油部に接続する軸受給油管路と、前記中間分岐部の他端を前記空気圧縮機の中間給油部に接続する中間部給油管路と、
   前記潤滑油を前記軸受給油部及び前記中間給油部へ給油する分岐管路と、
   前記オイルクーラ及び前記アフタークーラに冷却風を送風する送風機と、
   を備え、
   前記油循環管路の前記油分離器と前記オイルクーラとの中間のバイパス分岐部と、
   該バイパス分岐部の一端を前記軸受給油管路の前記オイルクーラ下流に接続するバイパス管路と、
   該バイパス管路への前記潤滑油の流入量を制御する制御弁と、
   を備えたことを特徴とする空気圧縮ユニット。
2. 請求項１に記載の空気圧縮ユニットにおいて、該空気圧縮ユニット外の空気温度と、前記空気圧縮機の吸込み空気温度と、前記油分離器内部の空気温度と、前記軸受給油部及び前記中間給油部における前記潤滑油の給油温度と、をそれぞれ検知する検知手段を備え、
   該検知手段によって検知した温度に基づいて、前記送風機の回転数、前記空気圧縮機の回転数及び前記制御弁の開度の少なくともいずれかを制御することを特徴とする空気圧縮ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の空気圧縮ユニットにおいて、前記バイパス管路の前記軸受給油管路と接続する上流側に補助オイルクーラを備え、該補助オイルクーラは、前記送風機の送風方向に対して前記オイルクーラの下流に位置することを特徴とする空気圧縮ユニット。
4. 請求項１又は２に記載の空気圧縮ユニットにおいて、前記中間給油部は前記空気圧縮機内の圧力が増加する方向に複数有し、該複数の中間給油部に対して前記中間部給油管路を分岐させる噴霧分岐部と、該噴霧分岐部の前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検知手段と、を備え、
   該潤滑油温度検知手段の検知温度と、前記複数の中間給油部のうち圧力が低い側における圧縮空気の空気温度と、に基づいて前記潤滑油の温度を制御することを特徴とする空気圧縮ユニット。

Images