KR20230020522A - 급유 기기 및 그의 이상 검출 방법 - Google Patents

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도시유키 미야타케
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코벨코 컴프레서 가부시키가이샤
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Abstract

급유 기기(1)는 급유 대상(4)에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계(6)를 구비한다. 제어부(31)는 급유 온도에 따라서 다른 제1 이상 압력 설정값을 기억한 기억부(31a)를 구비하고, 제1 이상 압력 설정값은 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있다. 제어부(31)는 급유 압력 검출부(21)에 의해 검출된 급유 압력이, 급유 온도 검출부(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 제1 이상 압력 설정값 이하이면, 급유 대상(4)의 이상 정지를 실행한다.

Description

급유 기기 및 그의 이상 검출 방법
본 발명은 급유 기기 및 그의 이상 검출 방법에 관한 것이다.
패키지형 압축기에서는, 한정된 공간 내에, 압축기 본체에 추가하여, 급유 기기와 같은 보조 기기류나 부품류를 포함하는 각종 기기가 수용된다(특허문헌 1). 그 때문에, 일반적으로, 각 기기는, 주위 온도 등의 환경 조건 및 압축기 본체의 토출 압력 등을 사양으로서 설정하고, 필요 충분한 것, 즉 오버스펙으로 대형화되지 않도록 설계되어 있다. 그리고, 사양 외의 불규칙한 상태에서의 운전을 회피하여 각 기기를 보호하기 위해, 인터로크값에 기초하는 경보나 긴급 정지의 기능이 준비되어 있다.
급유 기기에 관해서도, 경보나 긴급 정지의 기능을 구비하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 2에 개시된 압축기용의 급유 기기에서는, 오일 펌프로 급유 개소로의 급유 이상을 급유 압력에 관한 소정의 인터로크값에 기초하여 판정하고 있다. 바꿔 말하면, 급유량의 부족을, 급유 압력으로부터 간접적으로 판정하고, 급유 압력이 인터로크값을 하회하면 압축기를 정지시키는 방법이 일반적으로 알려져 있다.
일본 특허 공개 제2018-28290호 공보 일본 특허 공개 소60-120157호 공보
급유 압력은 오일의 점성의 영향을 받는다. 구체적으로는, 급유량이 동일해도, 오일이 고점성이면 급유 압력은 높아진다. 오일의 점성은 유온의 영향을 받는다. 구체적으로는, 유온이 낮으면 상대적으로 고점성이고, 유온이 높으면 상대적으로 저점성이라는 경향이 있다. 즉, 급유량이 일정한 경우, 유온 저온 시의 급유 압력은, 유온 고온 시의 급유 압력보다도 높아진다. 따라서, 특허문헌 2와 같이, 유온을 고려하지 않은 인터로크값에 기초하여, 상정되는 운전 조건에 있어서의 모든 유온에서 급유량을 확보하기 위해서는, 최저 유온의 경우, 즉 급유 압력에 대하여 급유량이 가장 적어지는 경우에 맞춰서, 인터로크값을 설정할 필요가 있다.
그러나, 유온이 높은 경우, 오일의 점성 저하에 의해, 동일한 급유량을 확보하기 위해 필요한 급유 압력은, 유온이 낮은 경우와 비교하여 저하된다. 상기와 같이 급유 압력의 인터로크값이 설정되어 있는 경우, 고유온 시에는, 필요한 급유량은 확보되어 있음에도 불구하고 급유 압력은 인터로크값을 하회하게 되어, 인터로크값을 충족하기 위해 오일 펌프의 유량을 필요 이상으로 늘려야 하고, 예를 들어 오일 펌프 사이즈를 크게 할 필요가 있다. 이와 같이, 유온을 고려하지 않는 종래의 방법에서는, 오일의 과잉 공급을 필요로 하므로, 불필요한 에너지 소비를 회피하지 못한다. 즉, 종래의 방법에는, 에너지 절약에 대한 공헌에 관해서 개선의 여지가 있다.
본 발명은 에너지 절약에 공헌할 수 있는 급유 기기 및 그의 이상 검출 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제1 양태는, 급유 대상에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계와, 상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하는 급유 압력 검출부와, 상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하는 급유 온도 검출부와, 상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제1 이상 압력 설정값을 기억한 기억부를 구비하고, 상기 제1 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고, 상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제1 이상 압력 설정값 이하이면, 상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 급유 기기를 제공한다.
유온이 높은 경우, 오일의 점성 저하에 의해, 동일한 급유량을 확보하기 위해 필요한 급유 압력은, 유온이 낮은 경우와 비교하여 저하된다. 제어부의 기억부에 기억된 제1 이상 압력 설정값은 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있으므로, 급유 온도가 높을 시에, 급유 대상의 이상 정지를 회피하기 위해 필요한 급유량은 확보되어 있음에도 불구하고 급유 기기의 급유 압력이 높아져, 오일을 과잉 공급해 버리는 일이 없다. 이와 같이, 고유온 시의 오일의 과잉 공급을 회피할 수 있으므로, 급유 기기에 요구되는 동력을 저감할 수 있어, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
이상 경보를 발보하는 경보부를 더 구비하고, 상기 기억부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제2 이상 압력 설정값을 또한 기억하고, 상기 제2 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고, 또한 상기 급유 온도가 동일한 경우의 상기 제1 이상 압력 설정값보다 고압으로 설정되어 있고, 상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제2 이상 압력 설정값 이하이면, 상기 경보부에 상기 이상 경보를 발보시켜도 된다.
상기 급유 대상을 구동하는 제1 모터를 구비하고, 상기 급유 대상은, 상기 제1 모터에 의해 구동되는 자웅 로터를 구비하는 스크류 압축기여도 된다.
고 급유 온도 시에, 이상 정지 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기의 급유 압력을 높게 할 필요가 없는 것에 의한 급유 기기에 요구되는 동력의 저감에 의해, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
상기 제1 모터로 구동되고, 상기 급유 압력을 발생시키는 오일 펌프를 구비해도 된다.
상기 스크류 압축기는, 상기 제1 모터를 회전수 제어하기 위한 제1 인버터를 구비하고, 상기 기억부는, 상기 제1 모터의 회전수와 상기 제1 이상 압력 설정값의 관계를, 상기 급유 온도에 따라서 규정된 복수의 함수로서 기억하고, 상기 복수의 함수는, 상기 급유 온도가 높을수록, 동일한 상기 제1 모터의 상기 회전수에 대한 상기 제1 이상 압력 설정값이 낮아지도록 설정되어 있어도 된다.
이 구성에 의해, 제1 모터의 다른 회전수의 각각에 있어서, 고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기의 급유 압력을 높게 할 필요가 없어, 급유 기기에 요구되는 동력을 저감할 수 있다.
상기 급유 압력을 발생시키는 오일 펌프와, 상기 오일 펌프를 구동하는 제2 모터와, 상기 제2 모터를 회전수 제어하는 제2 인버터를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제2 이상 압력 설정값을 상회하도록, 상기 제2 모터의 회전수를 제어해도 된다.
고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기의 급유 압력을 높게 할 필요가 없는 것에 의한 급유 기기에 요구되는 동력의 저감에 추가하여, 오일 펌프의 토출압을 제2 이상 압력 설정값에 추종시킴으로써, 급유량을 최저한으로 억제할 수 있다. 급유량의 저감에 의해, 오일 펌프를 저속으로 운전 가능할 수 있으므로, 오일 펌프를 구동하는 제2 모터에 필요한 동력을 저감하고, 또한 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
상기 유로계에 마련되고, 상기 오일 펌프로 상기 스크류 압축기에 공급되는 상기 오일의 양인 급유량을 조정하는 밸브를 구비해도 된다.
고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기의 급유 압력을 높게 할 필요가 없는 것에 의한 급유 기기에 요구되는 동력의 저감에 추가하여, 급유량을 최저한으로 억제할 수 있다. 급유량의 저감에 의해, 급유 대상이 구비하는 베어링, 기어 등의 요소에 의한 오일의 교반 손실도 저감할 수 있어, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
상기 유로계에 마련되고, 상기 오일을 냉매와의 열 교환으로 강온시키는 열 교환기를 구비하고, 상기 급유 온도 검출부는, 상기 냉매의 온도인 냉매 온도를 검출하는 냉매 온도 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 냉매 온도 검출부에 의해 검출된 상기 냉매 온도에 기초하여 상기 급유 온도를 추정해도 된다.
본 발명의 제2 양태는, 구동되는 급유 대상에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계와, 상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하는 급유 압력 검출부와, 상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하는 급유 온도 검출부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제1 이상 압력 설정값을 기억한 기억부를 구비하고, 상기 제1 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고, 상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제1 이상 압력 설정값 이하이면, 급유 상태의 이상으로 간주하여 신호를 출력하는 급유 기기를 제공한다.
상기 제어부는, 또한 상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 것이며, 출력된 상기 신호가 상기 급유 대상의 구동을 정지시키기 위한 이상 정지 신호여도 된다.
본 발명의 제3 양태는, 급유 기기로부터 구동되는 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하고, 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하고, 상기 급유 온도에 따라서 다르며, 또한 상기 급유 온도가 높을수록 저압으로 설정되어 있는 이상 압력 설정값을 상기 급유 압력이 하회하면, 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하는, 급유 기기의 이상 검출 방법을 제공한다.
상기 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하면 상기 급유 대상의 구동을 정지해도 된다.
상기 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하면 상기 급유 대상의 이상 경보를 발보해도 된다.
본 발명의 급유 기기 및 그의 이상 검출 방법은, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 이상 검지 압력 및 이상 정지 압력과 급유 온도의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 제1 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 4는 제1 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 5는 제1 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 6은 제1 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 이상 검지 압력 및 이상 정지 압력과 주 모터 회전수의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 제2 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 10은 제2 실시 형태의 변형예의 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 주 모터 회전수와 이상 검지 압력의 관계를 나타내는 그래프.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 급유 기기에 있어서의 주 모터 회전수와 이상 정지 압력의 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 급유 기기에 있어서의 주 모터 회전수와 이상 정지 압력의 관계를 나타내는 그래프.
도 14는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 15는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
도 16은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 급유 기기를 구비하는 스크류 압축기의 모식도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하의 설명 및 그것들에서 참조되는 도면에 있어서의 수치는 예시에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 급유 기기(1)를 구비하는 압축기(2)를 나타낸다. 이 압축기(2)는 패키지형이며, 패키지(3) 내에, 본 실시 형태에서는 오일 프리 스크류 압축기인 압축기 본체(급유 대상)(4)가 급유 기기(1)와 함께 수용되어 있다.
압축기 본체(4)의 자웅 로터는, 주 모터(제1 모터)(5)에 의해 회전 구동된다. 압축기 본체(4)는 흡입구(4a)로부터 흡입한 공기를 압축하고, 토출구(4b)로부터 토출한다.
급유 기기(1)는 압축기 본체(4)에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계(6)를 구비한다. 유로계(6)에는 압축기 본체(4)로부터의 복귀측으로부터, 오일 탱크(7), 오일 펌프(8) 및 열 교환기(9)가 마련되어 있다. 오일 펌프(8)는 펌프 모터(제2 모터)(10)에 의해 구동된다. 본 실시 형태에 있어서의 열 교환기(9)는 액랭식이며, 오일을 액체(예를 들어 물)의 냉매와의 열 교환으로 강온시킨다. 냉매는 냉각탑(11)으로 냉각된다. 열 교환기(9)는, 도 6을 참조하여 후술하는 공랭식이어도 된다.
오일 탱크(7)에 저류된 오일은, 오일 펌프(8)에 의해 압송되고, 열 교환기(9)로 냉각된 후, 압축기 본체(4)로 공급된다. 압축기 본체(4)로부터의 오일은 오일 탱크(7)로 복귀된다. 이와 같이 하여, 압축기 본체(4)에 대하여 오일이 순환 공급된다.
유로계(6)의 열 교환기(9)와 압축기 본체(4) 사이의 위치에는, 유압 센서(급유 압력 검출부)(21)와, 유온 센서(급유 온도 검출부)(22)가 마련되어 있다. 유압 센서(21)는 유로계(6)를 통해 압축기 본체(4)로 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출한다. 유온 센서(22)는 유로계(6)를 통해 압축기 본체(4)로 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출한다.
본 실시 형태에서는, 압축기 본체(4)는 주 모터(5)에 의해 정속 회전하고, 오일 펌프(8)는 펌프 모터(10)에 의해 정속 회전한다.
제어 장치(제어부)(31)는, 유압 센서(21)로부터 입력되는 급유 압력과, 유온 센서(22)로부터 입력되는 급유 온도를 포함하는 다양한 입력에 기초하여, 압축기 본체(4)를 구동하는 주 모터(5)와, 오일 펌프(8)를 구동하는 펌프 모터(10)를 포함하는 패키지(3) 내에 수용된 다양한 기기를 제어한다.
제어 장치(31)에는, 경보 장치(32)가 접속되어 있다. 경보 장치(32)는 제어 장치(31)로부터의 지령에 기초하여, 소리, 시각적 표시 등의 이상 경보를 발보한다.
제어 장치(31)는 급유 압력이 미리 정해진 이상 검지 압력(제2 이상 압력 설정값) 이하가 되면 경보 장치(32)에 신호를 출력하여 경보를 발보시키는 이상 경보 기능과, 급유 압력이 미리 정해진 이상 정지 압력(제1 이상 압력 설정값)을 하회하면 주 모터(5)에 신호(이상 정지 신호)를 출력하여 압축기 본체(4)를 정지시키는 이상 정지 기능을 갖는다.
이상 경보 기능과 이상 정지 기능을 실현하기 위해, 제어 장치(31)에는, 이상 검지 압력과 이상 정지 압력을 기억하는 기억부(31a)를 구비한다. 이상 경보 기능과 이상 정지 기능 시에, 제어 장치(31)는 기억부(31a)를 참조한다.
도 2의 굵은 선은, 기억부(31a)에 기억된 이상 검지 압력과 이상 정지 압력을 나타낸다. 동 도면의 가는 선은 종래의 이상 검지 압력과 이상 정지 압력을 나타낸다. 종래의 이상 검지 압력과 이상 정지 압력은 급유 온도에 상관없이 일정하다. 이에 반해, 본 실시 형태에 있어서의 이상 검지 압력과 이상 정지 압력은 모두, 급유 온도의 상승에 대하여 부의 상관을 갖는 함수이며, 동일한 급유 온도에 대해서는 이상 검지 압력보다도 이상 정지 압력이 저압이다. 이 함수는, 본 실시 형태에서는 1차 함수이지만, 이상 검지 압력이나 이상 정지 압력이 급유 온도의 상승에 대하여 부의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 급유 온도가 동일한 경우, 이상 검지 압력은 이상 정지 압력보다 고압이다.
제어 장치(31)는 유압 센서(21)에 의해 검출된 급유 압력이, 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 검지 압력 이하이면, 경보 장치(32)에 경보를 발보시킨다.
또한, 제어 장치(31)는 유압 센서(21)에 의해 검출된 급유 압력이, 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 정지 압력 이하이면, 압축기 본체(4), 보다 구체적으로는 주 모터(5)를 정지시킨다.
유온이 높은 경우, 오일의 점성 저하에 의해, 동일한 급유량을 확보하기 위해 필요한 급유 압력은, 유온이 낮은 경우와 비교하여 저하된다. 제어부(31)의 기억부(31a)에 기억된 이상 정지 압력은 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있으므로, 급유 온도가 높을 시에, 압축기 본체(4)의 이상 정지를 회피하기 위해 필요한 급유량은 확보되어 있음에도 불구하고 급유 기기(1)의 급유 압력이 높아, 오일을 과잉 공급해 버리는 일이 없다. 이와 같이, 고유온 시의 오일의 과잉 공급을 회피할 수 있으므로, 급유 기기(1)(보다 구체적으로는 펌프 모터(10))에 요구되는 동력을 저감할 수 있어, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
도 3 내지 도 4는 제1 실시 형태의 변형예를 도시한다.
도 3의 변형예에서는, 오일 펌프(8)는 주 모터(5)로 구동됨으로써 급유 압력을 발생시킨다. 이 예에서는, 주 모터(5)의 동력은 기어 쌍(41)을 통해 압축기 본체(4)에 전달된다.
도 4의 변형예에서는, 압축기 본체(4)는 유랭식 스크류 압축기이다. 압축기 본체(4)의 토출구(4b)로부터 토출되는 압축된 공기는, 오일 분리 회수기(42)에 있어서 오일이 분리된 후에 하류측으로 보내진다. 분리된 오일은 오일 분리 회수기(42)의 저부 오일 고임부(42a)에 고인다. 오일 고임부(42a)에 고인 오일이 오일 펌프(8)에 의해 압축기 본체(4)로 압송된다. 즉, 오일 분리 회수기(42)의 저부 오일 고임부(42a)는 오일 탱크(7)로서 기능하고 있다.
도 5에 도시하는 변형예에서는, 유온 센서(22)를 대신하여, 액랭식의 열 교환기(9)의 냉매 온도(오일과의 열 교환 전의 온도여도 됨)를 검출하는 냉매 온도 센서(43)를 구비한다. 제어 장치(31)는 냉매 온도 센서(43)에 의해 검출된 냉매 온도에 기초하여 급유 온도를 추정한다.
도 6에 도시하는 변형예에서는, 열 교환기(9)는 공랭식이며, 냉각 팬(44)이 발생시키는 냉각풍(기체상의 냉매)과의 열 교환에 의해 오일이 강온한다. 이 변형예에서는, 유온 센서(22)를 대신하여, 냉각풍의 온도(오일과의 열 교환 전의 온도여도 됨)를 검출하는 냉각풍 온도 센서(45)를 구비한다. 제어 장치(31)는 냉각풍 온도 센서(45)에 의해 검출된 냉매 온도에 기초하여 급유 온도를 추정한다.
유온 센서(22)를 대신하여, 냉매 온도 센서(43) 또는 냉각풍 온도 센서(45)에 의해 검출된 온도로부터 제어 장치(31)가 급유 온도를 추정하는 구성은, 후술하는 제2 내지 제7 실시 형태에서도 채용할 수 있다.
이하, 제2 내지 제7 실시 형태를 설명한다. 이들 실시 형태에 있어서, 특별히 언급하지 않는 점에 대해서는, 제1 실시 형태 또는 그 변형예와 마찬가지이다. 또한, 이들에 관한 도면에 있어서, 제1 실시 형태 그 변형예와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
(제2 실시 형태)
도 7에 도시하는 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 압축기 본체(4)는 주 모터(5)를 회전수 제어하기 위한 인버터(제1 인버터)(51)를 구비한다.
제어 장치(31)의 기억부(31a)는 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계를, 적어도 2종류의 급유 온도(역치 온도 Tth℃ 미만과 역치 온도 Tth℃ 이상)에 따라서 규정된 복수의 함수로서 기억되어 있다.
도 8을 참조하면, 급유 온도가 상대적으로 저온(이하, 역치 온도 Tth℃ 미만이라는 경우가 있음)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계는, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 함수이다(가는 선의 이점쇄선). 이 함수는, 본 실시 형태에서는, 1차 함수이지만, 이상 검지 압력이 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 또한, 급유 온도가 상대적으로 고온(이하, 역치 온도 Tth℃ 이상이라는 경우가 있음)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계는, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 1차 함수이다(굵은 선의 이점쇄선). 이 함수도, 본 실시 형태에서는, 1차 함수이지만, 이상 검지 압력이 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 동일한 회전수에 대해서는, 상대적으로 저온 시의 이상 검지 압력보다도 상대적으로 고온 시의 이상 검지 압력이 저압이다.
계속해서 도 8을 참조하면, 급유 온도가 상대적으로 저온(역치 온도 Tth℃ 미만)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계는, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 함수이다(가는 선의 실선). 이 함수는, 본 실시 형태에서는, 1차 함수이지만, 이상 정지 압력이 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 급유 온도가 상대적으로 고온(역치 온도 Tth℃ 이상)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계도, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 함수이다(굵은 선의 실선). 이 함수는, 본 실시 형태에서는, 1차 함수이지만, 이상 정지 압력이 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 주 모터(5)의 회전수가 정격 100％인 경우의 이상 정지 압력은, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 미만인 경우와 동일하다. 그러나, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 이상인 경우의 함수 경사는, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 미만인 경우보다도 크고, 주 모터(5)의 회전수가 저속으로 될수록, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 미만인 경우와 비교하여 이상 정지 압력은 저압으로 되어 있다. 즉, 주 모터(5)의 회전수가 정격 100％를 제외하고, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 이상인 경우의 이상 정지 압력은, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 미만인 경우보다도 저압이다.
본 실시 형태에서는, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 이상으로 되면, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력이나 이상 검지 압력의 관계를 규정하는 함수를 전환하고 있다. 보다 구체적으로는, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃ 이상으로 되면 함수의 기울기를 변경하고 있다. 이 방법과 아울러, 또는 이 방법 대신에 급유 온도를 변수로 하여 함수를 변화시켜도 된다.
본 실시 형태와 같이, 급유 온도가 역치 온도 Tth℃에서 상대적인 고온과 저온을 구분하는 경우, 역치 온도 Tth℃는, 예를 들어 0℃ 이상 60℃ 이하의 온도 범위 중에서 상대적으로 고온이 되는 범위로 설정해도 된다.
본 실시 형태와 같이, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계를, 급유 온도가 높으면 이상 정지 압력이 저압이 되는 복수의 함수로 함으로써, 주 모터(5)의 다른 회전수의 각각에 있어서, 고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기(1)의 급유 압력을 높게 할 필요가 없어, 급유 기기(1)에 요구되는 동력을 저감할 수 있다.
도 9 및 도 10은 제2 실시 형태의 변형예이다. 도 9의 변형예에서는, 오일 펌프(8)는 주 모터(5)로 구동됨으로써 급유 압력을 발생시키고, 주 모터(5)의 회전수가 인버터(51)에 의해 제어된다. 도 10의 변형예에서는, 압축기 본체(4)는 유랭식 스크류 압축기이며, 주 모터(5)의 회전수가 인버터(51)에 의해 제어된다. 도 9 및 도 10과 같은 구성이어도, 주 모터(5)의 회전수가 인버터(51)로 제어되는 경우, 이상 검지 압력과 이상 정지 압력을 도 8에서 도시한 바와 같이 설정할 수 있다.
(제3 실시 형태)
본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 급유 기기(1)와 압축기 본체(4)의 기계적 구성은, 제2 실시 형태(도 7) 또는 그 변형예(도 9, 10)와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(31)의 기억부(31a)에 기억되어 있는 이상 검지 압력과 이상 정지 압력이 제2 실시 형태와는 다르다.
도 11을 참조하면, 급유 온도가 상대적으로 저온(역치 온도 Tth℃ 미만)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수인 경우를 기준으로, 주 모터(5)의 회전수 감소에 수반하여 단계적으로 이상 검지 압력이 강하하도록 설정되어 있다(가는 선의 이점쇄선). 구체적으로는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수의 100에서 80％의 사이는 일정값이며, 80 에서 60％의 사이는 그것보다 저하된 값으로 일정하고, 60에서 40％의 사이는 더 저하하여 일정하다. 마찬가지로, 급유 온도가 상대적으로 고온(역치 온도 Tth℃ 이상)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계도, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수인 경우를 기준으로, 주 모터(5)의 회전수 감소에 수반하여 단계적으로 이상 검지 압력이 강하하도록 설정되어 있다(굵은 선의 이점쇄선). 구체적으로는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수의 100에서 80％의 사이는 일정값이며, 80 에서 60％의 사이는 그것보다 저하된 값으로 일정하고, 60에서 40％의 사이는 더 저하하여 일정하다. 동일한 회전수 영역(100 내지 80％, 80 내지 60％, 60 내지 40％)에 대해서는, 급유 온도가 상대적으로 저온(역치 온도 Tth℃ 미만)인 경우의 이상 검지 압력보다도 급유 온도가 상대적으로 고온(역치 온도 Tth℃ 이상)인 경우의 이상 검지 압력이 저압이다.
도 12를 참조하면, 급유 온도가 상대적으로 저온(역치 온도 Tth℃ 미만)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수인 경우를 기준으로, 주 모터(5)의 회전수 감소에 수반하여 단계적으로 이상 정지 압력이 강하하도록 설정되어 있다(가는 선의 실선). 구체적으로는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수의 100에서 80％의 사이는 일정값이며, 80 에서 60％의 사이는 그것보다 저하된 값으로 일정하고, 60에서 40％의 사이는 더 저하하여 일정하다. 마찬가지로, 급유 온도가 상대적으로 고온(역치 온도 Tth℃ 이상)인 경우의 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계도, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수인 경우를 기준으로, 주 모터(5)의 회전수 감소에 수반하여 단계적으로 이상 정지 압력이 강하하도록 설정되어 있다(굵은 선의 실선). 구체적으로는, 주 모터(5)의 회전수가 정격 회전수의 100에서 80％의 사이는 일정값이며, 80 에서 60％의 사이는 그것보다 저하된 값으로 일정하고, 60에서 40％의 사이는 더 저하하여 일정하다. 동일한 회전수 영역(100 내지 80％, 80 내지 60％, 60 내지 40％)에 대해서는, 급유 온도가 상대적으로 저온(역치 온도 Tth℃ 미만)인 경우의 이상 정지 압력보다도 급유 온도가 상대적으로 고온(역치 온도 Tth℃ 이상)인 경우의 이상 정지 압력이 저압이다. 또한, 동일한 회전수 영역(100 내지 80％, 80 내지 60％, 60 내지 40％)에 대해서는, 이상 정지 압력은 이상 검출 압력보다 저압이다.
본 실시 형태와 같이, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계를, 급유 온도가 높으면 이상 정지 압력이 저압이 되도록 설정함으로써, 주 모터(5)의 다른 회전수의 각각에 있어서, 고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기(1)의 급유 압력을 높게 할 필요가 없어, 급유 기기(1)에 요구되는 동력을 저감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 이상 정지 압력과 이상 검지 압력을, 주 모터(5)의 정격 회전수를 기준으로, 주 모터(5)의 회전수 저하에 수반하여 3단계로 단계적으로 저하하도록 설정하고 있지만, 2단계로 저하하도록 설정해도 되고, 4단계 이상으로 저하하도록 설정해도 된다.
(제4 실시 형태)
본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 급유 기기(1)와 압축기 본체(4)의 기계적 구성은, 제2 실시 형태(도 7) 또는 그 변형예(도 9, 10)와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 제어 장치(31)의 기억부(31a)에 기억되어 있는 이상 정지 압력이 제2 실시 형태와는 다르다.
도 13을 참조하면, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계는, 복수의 급유 온도(본 실시 형태에서는, T1℃, T2℃, T3℃ 및 T4℃이며, T1<T2<T3<T4의 관계에 있음)의 각각에 대해서, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 함수로 설정되어 있다. 이 함수는, 본 실시 형태에서는 1차 함수이지만, 이상 정지 압력이 주 모터의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 한, 다른 함수여도 된다. 또한, 그들의 함수간의 관계는, 급유 온도가 높을수록, 이상 정지 압력이 저압이 되도록 설정되어 있다. 이러한 설정에 의해, 주 모터(5)의 다른 회전수의 각각에 있어서, 고 급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기(1)의 급유 압력을 높게 할 필요가 없어, 급유 기기(1)에 요구되는 동력을 저감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 4종류의 온도에 대하여 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계를 규정하는 함수를 설정하고 있지만, 2종류, 3종류, 또는 5종류 이상의 온도에 대하여 마찬가지의 함수를 설정해도 된다. 또한, 이상 검지 압력에 대해서도, 이상 정지 압력과 마찬가지로, 복수의 급유 온도에 대해서, 주 모터(5)의 회전수에 대하여 정의 상관을 갖는 함수로 설정해도 된다.
(제5 실시 형태)
도 14에 도시하는 본 발명의 제5 실시 형태에서는, 압축기 본체(4)가 주 모터(5)를 회전 제어하기 위한 인버터(51)를 구비함과 함께, 급유 기기(1)가 오일 펌프(8)를 구동하는 펌프 모터(10)를 회전 제어하기 위한 인버터(제2 인버터)(52)를 구비한다.
제어 장치(31)의 기억부(31a)에는, 제2 내지 제4 실시 형태 중 어느 것과 마찬가지로, 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계를, 급유 온도에 따른 복수의 함수로서 기억하고 있다(도 8, 11). 또한, 제어 장치(31)의 기억부(31a)는 제2 내지 제4 실시 형태 중 어느 것과 마찬가지로, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계를, 급유 온도에 따른 복수의 함수로서 기억하고 있다(도 8, 12, 13).
제어부(31)는, 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 검지 압력이 되지 않도록(이상 검지 압력을 상회하도록), 펌프 모터(10)의 회전수를 제어한다. 또한, 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 검지 압력 이하가 된 후는 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 정지 압력을 상회하도록, 펌프 모터(10)의 회전수를 제어한다.
제2 내지 제4 실시 형태와 마찬가지로, 고급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기(1)의 급유 압력(오일 펌프(8)의 토출 압력)을 높게 할 필요가 없는 것에 의한 급유 기기(1)에 요구되는 동력(펌프 모터(10)의 구동에 요구되는 전력)의 저감에 추가하여, 오일 펌프(8)의 토출압을 이상 검지 압력이나 이상 정지 압력에 추종시킴으로써, 급유량을 최저한으로 억제할 수 있다. 급유량의 저감에 의해, 오일 펌프(8)를 저속으로 운전 가능할 수 있으므로, 오일 펌프(8)를 구동하는 펌프 모터(10)에 필요한 동력을 저감하고, 또한 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
(제6 실시 형태)
도 15에 도시하는 본 발명의 제6 실시 형태에서는, 유로계(6)는 오일 펌프(8)의 토출측으로부터 분기하여 오일 탱크(7)로 되돌아가는 복귀 유로(53)를 구비한다. 복귀 유로(53)에는, 제어 장치(31)에 의해 개폐 제어되는 전자 밸브(54)가 마련되어 있다. 전자 밸브(54)의 폐쇄 밸브 시에는 오일 펌프(8)에 의해 토출된 오일의 전량이 압축기 본체(4)로 공급되고, 전자 밸브(54)의 밸브 개방 시에는 오일 펌프(8)에 의해 토출된 오일의 대부분이 복귀 유로(53)를 통하여 오일 탱크(7)로 되돌아간다. 오일 펌프(8)를 구동하는 펌프 모터(10)는 정속 회전하지만, 제어 장치(31)가 전자 밸브(54)의 개폐 비율을 조절함으로써, 압축기 본체(4)로의 급유량이 조절된다.
제어 장치(31)의 기억부(31a)에는, 제2 내지 제4 실시 형태 중 어느 것과 마찬가지로, 주 모터(5)의 회전수와 이상 검지 압력의 관계를, 급유 온도에 따른 복수의 함수로서 기억하고 있다(도 8, 11). 또한, 제어 장치(31)의 기억부(31a)는 제2 내지 제4 실시 형태 중 어느 것과 마찬가지로, 주 모터(5)의 회전수와 이상 정지 압력의 관계를, 급유 온도에 따른 복수의 함수로서 기억하고 있다(도 8, 12, 13).
제어부(31)는 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 검지 압력을 상회하도록, 전자 밸브(54)의 개폐 비율을 제어한다. 또한, 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 검지 압력 이하가 된 후는, 급유 압력이 유온 센서(22)에 의해 검출된 급유 온도에 대응하는 이상 정지 압력을 상회하도록, 전자 밸브(54)의 개폐 비율을 제어한다.
제2 내지 제4 실시 형태와 마찬가지로, 고급유 온도 시에, 이상 정지를 회피하기 위해 불필요하게 급유 기기(1)의 급유 압력(오일 펌프(8)의 토출 압력)을 높게 할 필요가 없는 것에 의한 급유 기기(1)에 요구되는 동력(펌프 모터(10)의 구동에 요구되는 전력)의 저감에 추가하여, 오일 펌프(8)의 토출압을 이상 검지 압력이나 이상 정지 압력에 추종시킴으로써, 급유량을 최저한으로 억제할 수 있다. 급유량의 저감에 의해, 급유 대상이 구비하는 베어링, 기어 등의 요소에 의한 오일의 교반 손실을 저감할 수 있으므로, 또한 에너지 절약에 공헌할 수 있다.
(제7 실시 형태)
도 16에 도시한 바와 같이, 압축기 본체(4)가 유랭식 스크류 압축기이며, 오일 펌프(8)는 구비하고 있지 않고, 압축기 본체(4)의 토출압에 의해 오일 분리 회수기(42)의 오일 고임부(42a)로부터 압축기 본체(4)에 오일을 압송하는 급유 기기(1)에 대해서도, 본 발명을 적용할 수 있다.
제1 내지 제7 실시 형태에서는, 스크류 압축기인 압축기 본체(4)를 급유 대상으로 하여 예시하고 있지만, 본 발명의 급유 대상은, 그에 한정되지 않고, 급유 이상에 대한 인터로크 기능을 구비하는 다른 산업 기계여도 된다.
1: 급유 기기
2: 압축기
3: 패키지
4: 압축기 본체(급유 대상)
4a: 흡입구
4b: 토출구
5: 주 모터(제1 모터)
6: 유로계
7: 오일 탱크
8: 오일 펌프
9: 열 교환기
10: 펌프 모터(제2 모터)
11: 냉각탑
21: 유압 센서(급유 압력 검출부)
22: 유온 센서(급유 온도 검출부)
31: 제어 장치(제어부)
31a: 기억부
32: 경보 장치
41: 기어 쌍
42: 오일 분리 회수기
42a: 오일 고임부
43: 냉매 온도 센서
44: 냉각 팬
45: 냉각풍 온도 센서
51: 인버터(제1 인버터)
52: 인버터(제2 인버터)
53: 복귀 유로
54: 전자 밸브

Claims (13)

  1. 급유 대상에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계와,
    상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하는 급유 압력 검출부와,
    상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하는 급유 온도 검출부와,
    상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제1 이상 압력 설정값을 기억한 기억부를 구비하고, 상기 제1 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고,
    상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제1 이상 압력 설정값 이하이면, 상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 급유 기기.
  2. 제1항에 있어서,
    이상 경보를 발보하는 경보부를 더 구비하고,
    상기 기억부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제2 이상 압력 설정값을 또한 기억하고, 상기 제2 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고, 또한 상기 급유 온도가 동일할 경우의 상기 제1 이상 압력 설정값보다 고압으로 설정되어 있고,
    상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제2 이상 압력 설정값 이하이면, 상기 경보부에 상기 이상 경보를 발보시키는 급유 기기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 급유 대상을 구동하는 제1 모터를 구비하고,
    상기 급유 대상은, 상기 제1 모터에 의해 구동되는 자웅 로터를 구비하는 스크류 압축기인 급유 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 모터로 구동되고, 상기 급유 압력을 발생시키는 오일 펌프를 구비하는 급유 기기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 모터를 회전수 제어하기 위한 제1 인버터를 구비하고,
    상기 기억부는, 상기 제1 모터의 회전수와 상기 제1 이상 압력 설정값의 관계를, 상기 급유 온도에 따라서 규정된 복수의 함수로서 기억하고, 상기 복수의 함수는, 상기 급유 온도가 높을수록, 동일한 상기 제1 모터의 상기 회전수에 대한 상기 제1 이상 압력 설정값이 낮아지도록 설정되어 있는 급유 기기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 급유 압력을 발생시키는 오일 펌프와,
    상기 오일 펌프를 구동하는 제2 모터와,
    상기 제2 모터를 회전수 제어하는 제2 인버터
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제2 이상 압력 설정값을 상회하도록, 상기 제2 모터의 회전수를 제어하는 급유 기기.
  7. 제4항 또는 제6항에 있어서,
    상기 유로계에 마련되고, 상기 오일 펌프로부터 상기 스크류 압축기에 공급되는 상기 오일의 양인 급유량을 조정하는 밸브를 구비하는 급유 기기.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유로계에 마련되고, 상기 오일을 냉매와의 열 교환으로 강온시키는 열 교환기를 구비하고,
    상기 급유 온도 검출부는, 상기 냉매의 온도인 냉매 온도를 검출하는 냉매 온도 검출부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 냉매 온도 검출부에 의해 검출된 상기 냉매 온도에 기초하여 상기 급유 온도를 추정하는 급유 기기.
  9. 구동되는 급유 대상에 대하여 오일을 순환 공급하는 유로계와,
    상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하는 급유 압력 검출부와,
    상기 유로계를 통해 상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하는 급유 온도 검출부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 급유 온도에 따라서 다른 제1 이상 압력 설정값을 기억한 기억부를 구비하고, 상기 제1 이상 압력 설정값은 상기 급유 온도가 높을수록, 저압으로 설정되어 있고,
    상기 제어부는, 상기 급유 압력 검출부에 의해 검출된 상기 급유 압력이, 상기 급유 온도 검출부에 의해 검출된 상기 급유 온도에 대응하는 상기 제1 이상 압력 설정값 이하이면, 급유 상태의 이상으로 간주하여 신호를 출력하는 급유 기기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 또한 상기 급유 대상의 이상 정지를 실행하는 것이며,
    출력된 상기 신호가 상기 급유 대상의 구동을 정지시키기 위한 이상 정지 신호인 급유 기기.
  11. 급유 기기로부터 구동되는 급유 대상에 공급되는 오일의 압력인 급유 압력을 검출하고,
    상기 급유 대상에 공급되는 오일의 온도인 급유 온도를 검출하고,
    상기 급유 온도에 따라서 다르며, 또한 상기 급유 온도가 높을수록 저압으로 설정되어 있는 이상 압력 설정값을 상기 급유 압력이 하회하면, 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하는 급유 기기의 이상 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하면 상기 급유 대상의 구동을 정지하는 급유 기기의 이상 검출 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 급유 상태의 이상 발생이라고 판단하면 상기 급유 대상의 이상 경보를 발보하는 급유 기기의 이상 검출 방법.
KR1020237000491A 2020-07-16 2021-07-13 급유 기기 및 그의 이상 검출 방법 KR20230020522A (ko)

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