WO2019093181A1 - 給油式スクリュ圧縮機 - Google Patents

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WO2019093181A1
WO2019093181A1 PCT/JP2018/040131 JP2018040131W WO2019093181A1 WO 2019093181 A1 WO2019093181 A1 WO 2019093181A1 JP 2018040131 W JP2018040131 W JP 2018040131W WO 2019093181 A1 WO2019093181 A1 WO 2019093181A1
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WO
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oil
temperature
additional
valve
rotor
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Application number
PCT/JP2018/040131
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English (en)
French (fr)
Inventor
弘樹 五十嵐
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
Application filed by 株式会社神戸製鋼所 filed Critical 株式会社神戸製鋼所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation

Definitions

  • the present invention relates to a refueling screw compressor.
  • the screw compressor includes a screw rotor in a rotor casing.
  • the gas is compressed by the rotation of the screw rotor in the rotor casing.
  • a type that feeds oil into a rotor casing for lubrication, cooling, sealing, etc. of a screw rotor is called a feed screw compressor.
  • a refueling screw compressor is disclosed in Patent Document 1.
  • the input power to the motor for driving the screw rotor, the temperature on the high pressure side of the screw rotor, and the temperature of oil such as an oil tank are measured, and oiling is performed based on these measured values.
  • the load applied to the screw compressor is detected, and the amount of oil supply is controlled according to the load.
  • the design point in the screw compressor main body called a rating state is set to a screw compressor.
  • the rated state corresponds to a state where the motor is rated and driven, that is, a state in which the screw compressor body outputs a specified air volume at a specified pressure. If a large amount of oil supply is performed while the rated state is not reached, an excessive amount of oil will be stirred, and power loss may occur.
  • the oil supply type screw compressor of Patent Document 1 controls the amount of oil supply according to the load as described above, no consideration has been made on the relation with the rated state, and the state has not reached the rated state. It is considered that there is a possibility that the amount of fueling may be increased by opening a valve for additional fueling (control valve). In that case, the above-mentioned power loss occurs, and the power efficiency of the oil type screw compressor decreases.
  • Patent Document 1 does not particularly consider water condensation. If the oil supply temperature is lower than the water condensation temperature, if the oil supply amount is increased by opening the additional oil supply valve, water may condense in the rotor casing, which may adversely affect the compression process.
  • the oil type screw compressor of Patent Document 1 is improved from the two viewpoints of power loss due to additional oil supply in a state where the rated state is not reached and water condensation that may adversely affect the compression process. There is room.
  • An object of the present invention is to reduce power loss by refueling in consideration of a rated state and suppress moisture condensation by refueling in consideration of water condensation in a refueling screw compressor.
  • the present invention relates to a compressor having a screw rotor, an electric motor for driving the screw rotor, a rotor casing for accommodating the screw rotor, a main body filler port provided in the rotor casing, and an additional filler port provided in the rotor casing.
  • a main body an oil tank for storing oil, an oil supply line for supplying oil from the oil tank to the additional oil supply port, an additional oil supply valve for permitting or blocking the flow of oil in the oil supply line, and An oil temperature sensor for measuring the oil temperature, and an oil temperature closing control unit for closing the additional oil supply valve when the oil temperature measured by the oil temperature sensor becomes lower than a predetermined first oil temperature
  • the first oil temperature is higher than the oil temperature when the compressor body is in the rated state, and higher than the water condensation temperature in the rotor casing every time it is, to provide the oil-screw compressor.
  • the oil temperature in the oil tank is measured by the oil temperature sensor, and the oil temperature close valve control unit determines whether the oil temperature is lower than the first oil temperature. If the oil temperature in the oil tank is equal to or higher than the first oil temperature, the compressor body has reached the rated state. Even when additional oil supply is achieved when the motor is in the rated condition, excessive oil supply is unlikely to occur, so power loss due to the additional oil supply can be reduced. In other words, if additional fueling is performed while the rated state is not reached, there is a possibility that oil will be excessively supplied, and the power loss due to the additional fueling will increase. When the oil temperature in the oil tank is higher than the first oil temperature, the oil is supplied at a temperature higher than the water condensation temperature.
  • the oil temperature closing valve control unit reduces the power loss by closing the additional oil supply valve and not performing the additional oil supply from the additional oil supply port. It is possible to suppress moisture condensation by suppressing overcooling.
  • the oil supply type screw compressor further includes an air temperature sensor for measuring the temperature of the outside air, and the control device controls the additional oil supply valve when the air temperature measured by the air temperature sensor becomes lower than a predetermined air temperature. It may further have a close temperature control valve control unit.
  • the temperature of the outside air is measured by the air temperature sensor, and the air temperature valve closing control unit determines whether the air temperature is lower than a predetermined air temperature.
  • the predetermined air temperature is set based on the need for cooling in the rotor casing. Specifically, the predetermined air temperature can be set as a temperature that does not have to actively cool the inside of the rotor casing by refueling below the predetermined air temperature. If the air temperature is lower than the predetermined temperature and the need for cooling is low by the air temperature valve closing control unit, excessive fuel supply is suppressed by closing the additional fuel supply valve and not performing additional fuel supply from the additional fuel supply port. Power loss can be reduced.
  • the oil supply type screw compressor further includes an air temperature sensor for measuring the temperature of the outside air, and the control device controls the additional oil supply valve when the air temperature measured by the air temperature sensor becomes lower than a predetermined air temperature.
  • the temperature controller also includes a close air temperature close valve control unit, and is configured to close the additional oil supply valve when both the oil temperature close valve control unit and the air temperature close valve control unit satisfy the condition for closing the additional oil supply valve. It may be done.
  • the additional fuel supply valve it is possible to prevent the hunting phenomenon in the additional fuel supply valve. Specifically, when the temperature of the outside air is high, the oil temperature tends to be high even in a low load state. Therefore, even if the additional oil supply valve is closed when the oil temperature in the oil tank is lower than the first oil temperature, there is a possibility that the condition for opening the additional oil supply valve will be established immediately thereafter. On the other hand, by closing the additional fuel supply valve when both the oil temperature close valve control unit and the air temperature close valve control unit satisfy the conditions for closing the additional fuel supply valve, the time during which the additional fuel supply valve is closed is constant or longer Can be secured.
  • the oil type screw compressor is provided on an inverter for changing the number of rotations of the motor, a number of rotations sensor for measuring the number of rotations of the motor, and the rotor casing to discharge compressed gas containing oil. And an oil discharge line for sending oil from the discharge port to the oil tank, and the control device is further configured to add the rotation speed when the rotation speed measured by the rotation speed sensor is less than a predetermined rotation speed. You may further have the rotation speed valve-opening control part which maintains a filling valve in the open state.
  • the rotation speed of the motor can be adjusted over a wide range by the inverter, and the rotation speed can be measured by the rotation speed sensor.
  • the oil supply line fluidly connects the oil tank and the additional oil supply port, and the oil discharge line fluidly connects the discharge port and the oil tank. That is, in the above configuration, oil is circulated between the compressor body and the oil tank.
  • oil can be supplied by flowing oil using a differential pressure between the pressure in the oil tank and the pressure at the additional oil supply port. If the rotational speed of the motor is reduced and the discharge pressure from the discharge port is reduced, the pressure in the oil tank is reduced.
  • the rotational speed is too low, the differential pressure can not be sufficiently secured and there is a possibility that sufficient oil supply can not be performed. If it is determined that the additional fuel supply valve is closed and additional fuel supply from the additional fuel supply port is not performed when there is a possibility that the fuel has not been sufficiently supplied, oil may be insufficient, which may adversely affect the compression. Therefore, if the rotational speed of the motor is less than the predetermined rotational speed at which the discharge pressure can not be sufficiently secured by the rotational speed closing control unit, the additional fuel supply valve is kept open and the additional fuel supply from the additional fuel supply port is continued. As a result, the oil shortage in the rotor casing can be prevented.
  • the oil supply screw compressor further includes a pressure sensor for measuring the pressure in the oil tank, and the control device is configured to add the additional oil supply valve when the pressure measured by the pressure sensor is equal to or less than a predetermined pressure. May further include a pressure opening control unit that maintains the valve in the open state.
  • the pressure in the oil tank is measured by the pressure sensor, and the pressure close valve control unit determines whether the pressure is equal to or less than a predetermined pressure.
  • the predetermined pressure is the lowest pressure at which oil supply using the above-described differential pressure can be stably performed.
  • the pressure in the oil tank is less than this pressure, it may not be possible to secure a sufficient amount of oil supply as described above. If it is determined that the additional fuel supply valve is closed and additional fuel supply is not performed while there is a possibility that a sufficient amount of fuel supply can not be secured, there is a risk that the oil will run out and compression will be adversely affected. Therefore, the pressure closing control unit maintains the additional fuel supply valve in the open state and continues the additional fuel supply from the additional fuel supply port to prevent the shortage of oil in the rotor casing.
  • the control device further includes an oil temperature open valve control unit that opens the additional oil supply valve when the oil temperature measured by the oil temperature sensor becomes higher than a second oil temperature, and the second oil The temperature may be a temperature higher than the first oil temperature and at which the oil degrades.
  • the oil temperature in the oil tank is measured by the oil temperature sensor, and the oil temperature opening valve control unit determines whether the oil temperature is lower than the second oil temperature. Temporarily, when the said oil temperature is more than 2nd oil temperature, there exists a possibility that oil may deteriorate. Therefore, if the oil temperature in the oil tank is higher than the second oil temperature by the oil temperature open valve control unit, the additional oil supply valve is opened to perform additional oil supply from the additional oil supply port, causing the oil to flow, Reduce the temperature. Thereby, deterioration of oil can be suppressed.
  • the screw rotor comprises a male rotor and a female rotor having a larger number of teeth than the male rotor
  • the rotor casing comprises a male rotor chamber for accommodating the male rotor and a female rotor chamber for accommodating the female rotor.
  • the main body oil supply port is opened to the compression space of the female rotor chamber, and the additional oil supply port is compressed to the compression space of the male rotor chamber or the female rotor room on the downstream side than the opening position of the main body oil supply port. It may be open.
  • the main body filler opening is provided so as to open in the discharge side space of the female rotor chamber, the main body of the female rotor is to be refueled.
  • the female rotor has a smaller number of rotations because it has more teeth than a male rotor. Therefore, the power for stirring the oil can be reduced compared to the case where oil is mainly supplied to the male rotor.
  • the additional fuel supply port is provided on the downstream side (discharge port side) than the main body fuel supply port, the stirring power for the cooling effect can be reduced compared to the case where the suction side is supplied more than the main body fuel supply port.
  • the controller controls the additional fueling valve as described above, and by stopping the additional fueling when there is no need for additional fueling, power is further increased. Loss can be suppressed.
  • the power loss can be reduced by the oil supply in consideration of the rated state of the compressor body, and the water condensation can be suppressed by the oil supply in consideration of the water condensation.
  • System diagram of the oil type screw compressor according to the first embodiment of the present invention Block diagram of control unit of FIG. 1 Graph showing the relationship between the open / close state of the additional oil supply valve and the oil temperature Graph showing the relationship between the open / close state of the additional fuel supply valve and the temperature
  • a flowchart showing a control method of the oil type screw compressor according to the first embodiment System diagram of the oil type screw compressor according to the second embodiment
  • Block diagram of the control unit of FIG. A flowchart showing a control method of the oil type screw compressor according to the second embodiment
  • FIG. 1 is a system diagram including the oil supply screw compressor 1 according to the first embodiment.
  • the oil type screw compressor 1 is disposed in the package 2 and includes a compressor body 100.
  • the compressor body 100 sucks in air from the outside, compresses it inside, and discharges it.
  • the compressor main body 100 includes an intake control valve 110, a compression unit 120, and a motor (electric motor) 130 that drives the compression unit 120.
  • the compressor main body 100 of the present embodiment is a fixed output device not equipped with an apparatus such as an inverter for changing the rotational speed.
  • the intake control valve 110 is attached to the suction port 121 a of the compression unit 120.
  • the intake control valve 110 adjusts the amount of air drawn from the suction port 121a.
  • a filter 110 a is provided on the inlet side of the intake control valve 110.
  • the filter 110a plays a role of removing unnecessary matters such as dust.
  • the intake control valve 110 is a general piston valve type and is known, so the detailed description thereof will be omitted.
  • the compression unit 120 is a part having a compression function.
  • the exterior of the compression unit 120 is configured by the rotor casing 121.
  • the rotor casing 121 is provided with a suction port 121a and a discharge port 121b.
  • a screw rotor 122 is accommodated in the rotor casing 121.
  • the screw rotor 122 is composed of a male rotor 122a and a female rotor (not shown) that meshes with the male rotor 122a and has more teeth than the male rotor 122a.
  • a portion accommodating the male rotor 122a is referred to as a male rotor chamber
  • a portion accommodating the female rotor is referred to as a female rotor chamber.
  • a shaft member 123 serving as a rotation axis of the male rotor 122a extends.
  • the shaft member 123 extends through the rotor casing 121 to the motor 130 and is mechanically connected to the motor 130.
  • a shaft member 124 serving as a rotation shaft of the male rotor 122a extends from the other end of the male rotor 122a.
  • the shaft member 124 terminates in the rotor casing 121.
  • the compressor main body 100 is a horizontal type in which the screw rotor 122 is horizontally disposed.
  • the arrangement of the screw rotors 122 is not limited to this, and any arrangement may be adopted.
  • the arrangement may be a vertical installation in which the screw rotor 122 is vertically arranged, or may be an inclination in which the rotation axis of the screw rotor 122 is inclined from a horizontal surface.
  • bearings 125 and 126 are accommodated.
  • the bearings 125 and 126 support the shaft members 123 and 124, respectively.
  • the motor 130 includes a motor casing 131, a stator 132 fixed in the motor casing 131, a rotor 133 disposed inside the stator 132, and a shaft member 134 serving as a rotation shaft of the rotor 133. .
  • Bearings 135 and 136 are disposed on both sides of the rotor 133 in the direction in which the shaft member 134 extends. The bearings 135 and 136 pivotally support the shaft member 134.
  • the shaft member 134 extends through the motor casing 131 toward the compression unit 120.
  • a gear casing 140 is disposed between the rotor casing 121 and the motor casing 131.
  • a connection gear 141 is accommodated in the gear casing 140.
  • the connection gear 141 connects the shaft member 123 and the shaft member 134.
  • the rotational power from the motor 130 is transmitted to the screw rotor 122.
  • the inside of the gear casing 140 and the inside of the motor casing 131 are fluidly isolated by the seal device 142. Therefore, the flow of oil between the inside of the gear casing 140 and the inside of the motor casing 131 is prevented.
  • the feed screw compressor 1 includes a compressed air supply system including a compressor body 100 and an oil separation and recovery device 10.
  • the compressed air supply system is provided with a pressure holding check valve 21, a gas cooler 22, and a dryer 23.
  • the oil separation and recovery unit 10 is connected to the pressure holding check valve 21 through the pipe 5b, and the details thereof will be described later. However, the compressed air from which the oil is separated by the oil separation and recovery unit 10 is stored through the pipe 5b. Sent to 21
  • the pressure holding check valve 21 has a function of keeping the pressure in the oil tank 12 described later at a constant value.
  • the pressure holding check valve 21 is connected to the gas cooler 22 through the pipe 5 c, and the compressed air whose pressure is adjusted by the pressure holding check valve 21 is sent to the gas cooler 22 through the pipe 5 c.
  • a pressure release valve 24 and a silencer 25 as a safety valve are attached to the pipe 5 b, and pressure release and noise reduction can be performed by the pressure release valve 24 and the silencer 25 upstream of the pressure holding check valve 21.
  • the gas cooler 22 is an air-cooling heat exchanger. Here, the air flowing in from the pipe 5c is cooled by obtaining cold from the ambient air. However, the aspect of the gas cooler 22 is not limited to such an air-cooling heat exchanger, and may be any aspect.
  • the gas cooler 22 is connected to the dryer 23 through the pipe 5 d, and the compressed air cooled by the dryer 23 is sent to the supply destination through the pipe 5 e.
  • the rotor casing 121 is provided with a main body filler opening 121c and an additional filler opening 121d.
  • the main body oil supply port 121c is provided so as to open in the discharge side space of the female rotor chamber.
  • the additional fuel supply port 121 d is provided so as to open in the compression space of the female rotor chamber on the downstream side of the position where the main body fuel supply port 121 c is opened.
  • the additional fuel supply port 121 d may be provided so as to open in the compression space of the male rotor chamber on the downstream side of the position where the main body fuel supply port 121 c is opened.
  • the oil supplied through the main body oil supply port 121c and the additional oil supply port 121d is discharged from the discharge port 121b together with the compressed air, and is sent to the oil separation and recovery device 10 through the pipe (drain oil line) 5a.
  • the feed screw compressor 1 includes an oil circulation system including a compressor body 100 and an oil separation and recovery device 10.
  • an oil cooler 31 In addition to the oil separation and recovery device 10, an oil cooler 31, an oil filter 32, a three-way valve 33, and an additional oil supply valve 34 are provided in the oil circulation system.
  • the oil separation and recovery device 10 includes a separator 11, an oil tank 12, and a centrifugal separation unit 13.
  • the separator 11 secondarily separates the oil component from the compressed air in which the oil component is primarily separated by the centrifugal separator 13.
  • the oil separated by the centrifugal separation unit 13 is stored in the oil tank 12.
  • An oil temperature sensor 41 is attached to the oil tank 12, and the oil temperature sensor 41 can measure the oil temperature in the oil tank 12.
  • the oil supply type screw compressor 1 also includes an air temperature sensor 42 that measures the temperature of the outside air sucked into the package 2 (hereinafter, referred to as air temperature).
  • the oil tank 12 is connected to the oil cooler 31 through the pipe 6a, and the oil stored in the oil tank 12 is sent to the oil cooler 31 through the pipe 6a.
  • the oil cooler 31 is an air-cooling heat exchanger. Here, the oil is cooled by obtaining cold from air. However, the aspect of the oil cooler 31 is not limited to such an air-cooling heat exchanger, and may be any aspect.
  • the oil cooler 31 is connected to the oil filter 32 through the pipe 6b, and the oil cooled by the oil cooler 31 is sent to the oil filter 32 through the pipe 6b.
  • a three-way valve 33 is attached to the pipes 6a and 6b, and the pipe 6a and the pipe 6b are connected via the three-way valve 33. Therefore, the oil stored in the oil tank 12 can be sent to the oil filter 32 by bypassing the oil cooler 31 by the three-way valve 33.
  • the oil filter 32 is a filter for filtering unnecessary substances such as dust from oil.
  • the oil filter 32 is connected to the main body oil supply port 121c and the additional oil supply port 121d through the pipes 6c and 6d, respectively, and the oil from which the unnecessary matter is removed by the oil filter 32 is fed into the rotor casing 121 through the pipes 6c and 6d.
  • an additional oil supply valve 34 which is a solenoid valve, is interposed in the pipe 6d connecting the oil filter 32 and the additional oil supply port 121d.
  • the feed screw compressor 1 includes a control device 50.
  • the control device 50 is constructed by hardware including a storage device such as a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), and a read only memory (ROM), and software implemented therein.
  • CPU central processing unit
  • RAM random access memory
  • ROM read only memory
  • the control device 50 controls each component of the oil supply type screw compressor 1, and in particular, receives signals related to the oil temperature from the oil temperature sensor 41 and the air temperature from the air temperature sensor 42, and based on these signals The opening and closing of the additional fuel supply valve 34 are controlled.
  • the control device 50 closes an oil temperature closing valve control unit 51 that closes the additional oil supply valve 34 based on the oil temperature, and an oil temperature open valve control unit that opens the additional oil supply valve 34 based on the oil temperature.
  • an air temperature valve closing control unit 53 for closing the additional fuel supply valve 34 based on the air temperature and an air temperature valve opening control unit 54 for opening the additional fuel supply valve 34 based on the air temperature.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the open / close state of the additional fuel supply valve 34 and the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41.
  • the oil temperature close valve control unit 51 determines whether the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is lower than the first oil temperature To1, and the oil temperature To When it is lower than the first oil temperature To1, an attempt is made to close the additional fuel supply valve 34.
  • the first oil temperature To1 is higher than the oil temperature (rated oil temperature ToR) when the compressor main body 100 is in the rated state, and is higher than the temperature (water condensation temperature ToW) at which the water in the rotor casing 121 condenses. Is also a high temperature.
  • the first oil temperature To1 may be set to 100 ° C.
  • the first oil temperature To1 is within + 5 ° C. from the higher one of the rated oil temperature ToR and the water condensation temperature ToW.
  • the oil temperature open valve control unit 52 determines whether the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is equal to or higher than the second oil temperature To2, and the oil temperature When To becomes higher than the second oil temperature To2, an attempt is made to open the additional fuel supply valve 34.
  • the second oil temperature To2 is higher than the first oil temperature To1 and is a temperature at which the oil does not deteriorate. This temperature may be changed according to the type of oil, but for example, the second oil temperature To2 may be set to a temperature equal to or lower than the heat resistance temperature of the oil, and may preferably be set minus 10 ° C. or more lower than the heat resistance temperature of the oil. .
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the open / close state of the additional fuel supply valve 34 and the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42.
  • the air temperature valve closing control unit 53 determines whether the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is lower than the first air temperature (predetermined air temperature) Ta1.
  • the first air temperature Ta1 is set based on the necessity of cooling in the rotor casing 121. Specifically, when it is not necessary to actively cool the inside of the rotor casing 121 by additional fueling when the air temperature Ta is equal to or lower than the first air temperature Ta1, the first air temperature Ta1 can be set as a temperature corresponding to the air temperature Ta. .
  • the first temperature Ta1 may be set to 35.degree.
  • the air temperature valve opening control unit 54 determines whether the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is equal to or higher than a second air temperature Ta2, and the air temperature Ta is a second air temperature Ta. When the temperature is higher than Ta2, it is attempted to open the additional fuel supply valve 34.
  • the second air temperature Ta is also set based on the need for cooling in the rotor casing 121. Specifically, when it is necessary to positively cool the inside of the rotor casing 121 by additional fueling when the air temperature Ta is equal to or higher than the second air temperature Ta2, the second air temperature Ta2 can be set as a temperature corresponding to the air temperature Ta. For example, the second temperature Ta2 may be set to 40 ° C.
  • the additional fuel supply valve 34 is closed. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is less than the first oil temperature To1 and the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is less than the first air temperature Ta1, the additional fuel supply valve 34 is closed.
  • the additional fuel supply valve 34 is opened. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is equal to or higher than the first oil temperature To2 or the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is higher than the second air temperature Ta2, the additional fuel supply valve 34 be opened.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a control method of the oil feed screw compressor 1.
  • step S5-1 When the oil type screw compressor 1 starts operation (step S5-1), the additional oil supply valve 34 is first opened (step S5-2). In this state, the additional fuel supply time at the start for 30 seconds is secured (step S5-3). In addition, although the differential pressure for refueling is low immediately after the start of operation, the refueling shortage tends to occur, but the refueling shortage can be resolved by increasing the refueling amount for a predetermined time after the start of operation. Subsequently, it is determined whether the additional fuel supply valve 34 is closed (step S5-4). If the condition for closing the additional fuel supply valve 34 is not satisfied, it is determined whether the additional fuel supply valve 34 is closed (step S5-4).
  • step S5-5 When the condition for closing the additional fuel supply valve 34 is satisfied, the additional fuel supply valve 34 in the open state is closed (step S5-5). When the additional fuel supply valve 34 is closed, it is determined whether the additional fuel supply valve 34 is opened (step S5-6). If the condition for opening the additional fuel supply valve 34 is not satisfied, it is determined whether or not the additional fuel supply valve 34 is to be opened (step S5-6). If the condition for opening the additional fuel supply valve 34 is satisfied, the additional fuel supply valve 34 in the closed state is opened (step S5-7). Then, the process waits for 180 seconds to prevent the hunting phenomenon (step S5-8), returns to step S5-4 again, and determines whether the additional fuel supply valve 34 is closed.
  • step S5-4) of the additional fuel supply valve 34 is as described above. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is less than the first oil temperature To1 and the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is the first air temperature Ta1 or less, the additional fueling valve in the open state 34 is closed.
  • step S5-6 of the additional fuel supply valve 34 is also as described above. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is equal to or higher than the first oil temperature To2 or the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is higher than the second air temperature Ta2, the additional fuel supply valve 34 is opened.
  • the oil temperature To in the oil tank 12 is measured by the oil temperature sensor 41, and the oil temperature closing valve control unit 51 determines whether the oil temperature To is lower than the first oil temperature To1. If the oil temperature To in the oil tank 12 is equal to or higher than the first oil temperature To1, the compressor body 100 has reached the rated state. Even when additional oil supply is achieved when the motor is in the rated condition, excessive oil supply is unlikely to occur, so power loss due to the additional oil supply can be reduced. In other words, if additional fueling is performed while the rated state is not reached, there is a possibility that oil will be excessively supplied, and the power loss due to the additional fueling will increase.
  • the oil temperature To in the oil tank 12 is higher than the first oil temperature To1, the oil will be supplied at a temperature higher than the water condensation temperature ToW, and the oil temperature To will be higher than the water condensation temperature ToW. Can be maintained. Therefore, the water condensation due to the additional fueling can be suppressed, and the adverse effect on the compression process can be suppressed. Therefore, if the oil temperature To in the oil tank 12 is lower than the first oil temperature To1 by the oil temperature close valve control unit 51, the additional fuel supply valve 34 is closed and the additional fuel supply from the additional fuel supply port 121d is not performed. Thus, power loss can be reduced, and excessive condensation can be suppressed to suppress water condensation.
  • the air temperature sensor 42 measures the air temperature Ta, and the air temperature valve closing control unit 53 determines whether the air temperature Ta is lower than the first air temperature Ta1. If the air temperature Ta is less than or equal to the first air temperature Ta1 (Ta ⁇ Ta1) by the air temperature valve closing control unit 53 and the necessity for cooling is low, the additional fuel supply valve 34 is closed to perform additional fuel supply from the additional fuel supply port 121d. By not performing the above, excessive refueling can be suppressed and power loss can be reduced. Furthermore, the hunting phenomenon in the additional fuel supply valve 34 can be prevented by the configuration of the present embodiment. Specifically, when the temperature Ta is high, the oil temperature To tends to be high even in a low load state.
  • the additional oil supply valve 34 is closed when the oil temperature To in the oil tank 12 is lower than the first oil temperature To1, there is a possibility that the condition for opening the additional oil supply valve 34 will be established immediately thereafter.
  • the additional fuel supply valve 34 is closed by closing the additional fuel supply valve 34.
  • the air temperature valve opening control unit 54 determines whether the air temperature Ta is equal to or higher than the second air temperature Ta2. When the air temperature Ta is higher than the second air temperature Ta2 by the air temperature valve closing control unit 53 and cooling is required, the additional fuel supply valve 34 is opened to perform additional fuel supply from the additional fuel supply port 121d, so that timely Can be cooled.
  • the oil temperature To in the oil tank 12 is measured by the oil temperature sensor 41, and the oil temperature open valve control unit 52 determines whether the oil temperature To is lower than the second oil temperature To2. If the oil temperature To2 is equal to or higher than the second oil temperature To2, the oil may be degraded. Therefore, if the oil temperature To in the oil tank 12 is higher than the second oil temperature To2 by the oil temperature open valve control unit 52, the additional oil supply valve 34 is opened to perform additional oil supply from the additional oil supply port 121d. And reduce the temperature of the oil. Thereby, deterioration of oil can be suppressed.
  • the main body oil supply port 121c is provided so as to open in the discharge side space of the female rotor chamber, and therefore, the main body oil supply port 121c mainly supplies oil to the female rotor.
  • the female rotor has a smaller number of rotations because it has more teeth than the male rotor 122a. Therefore, the power for stirring the oil can be reduced compared to the case where oil is mainly supplied to the male rotor 122a.
  • the additional fuel supply port 121d is provided on the downstream side (discharge port side) of the main body fuel supply port 121c, the stirring power for the cooling effect can be reduced as compared with the case where the suction is performed on the suction side In particular, the prevention of air leakage (that is, the prevention of compression leakage to the low pressure side) required on the high pressure side (i.e., the discharge port side) can be realized. Further, two types of fueling ports, main body fueling port 121c and additional fueling port 121d, are provided, the additional fueling valve 34 is controlled by the control device 50 as described above, and the additional fueling is stopped when there is no need for additional fueling. Thus, the power loss can be further suppressed.
  • the oil supply screw compressor 1 of the present embodiment shown in FIG. 6 is a variable output device. Except for the configuration relating to this, the configuration is substantially the same as the configuration of the oil type screw compressor 1 of the first embodiment of FIG. 1. Therefore, the same parts as those in the configuration shown in FIG.
  • an inverter 137 is attached to the motor 130. Since the rotational speed of the motor 130 can be changed by the inverter 137, the discharge amount of compressed air can be changed. Along with this, a rotation speed sensor 43 for measuring the rotation speed of the motor 130 is attached to the motor. Further, the pressure sensor 44 for measuring the internal pressure of the oil tank 12 is attached to the oil tank 12 because the internal pressure of the oil tank 12 can also change with the change of the discharge amount or the consumption amount of the compressed air.
  • control device 50 includes a rotation speed valve closing control unit 55 and a pressure valve closing control unit 56 in addition to the same control units 51 to 54 as the first embodiment.
  • the rotational speed valve closing control unit 55 determines whether the rotational speed N measured by the rotational speed sensor 43 is less than a predetermined rotational speed N1. Is less than the predetermined rotational speed N1, the additional fuel supply valve 34 is kept open. In other words, the rotation speed valve closing control unit 55 tries to close the additional fuel supply valve 34 in the open state when the rotation speed N is equal to or more than the predetermined rotation speed N1.
  • the predetermined number of revolutions N1 is the highest number of revolutions that may result in an oil shortage if the additional fuel supply valve 34 is not maintained in the open state.
  • the predetermined rotational speed N1 can sufficiently ensure this differential pressure. It is necessary that the number of rotations be about a degree.
  • the predetermined rotational speed N1 may be set to 60% of the rated rotational speed of the motor 130.
  • the pressure valve closing control unit 56 determines whether the pressure P measured by the pressure sensor 44 exceeds a predetermined value (P1 ⁇ P). When the pressure P is equal to or less than a predetermined value (P ⁇ P1), the additional fuel supply valve 34 is maintained in the open state. In other words, when the pressure P exceeds the predetermined value (P1 ⁇ P), the pressure valve closing control unit 56 tries to close the additional fuel supply valve 34.
  • the predetermined value P1 is the lowest pressure at which oil supply using the above-mentioned differential pressure can be stably performed.
  • all of the oil temperature close valve control unit 51, the air temperature close valve control unit 53, the rotational speed close valve control unit 55, and the pressure close valve control unit 56 try to close the additional fuel supply valve 34.
  • the additional fueling valve 34 is closed. That is, the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is less than the first oil temperature To1, the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is the first air temperature Ta1 or less, and the rotational speed measured by the rotational speed sensor 43 When N is a predetermined number of revolutions N1 or more and the pressure P measured by the pressure sensor 44 is a predetermined pressure or more P1, the additional fuel supply valve 34 is closed.
  • the additional fuel supply valve 34 is opened. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is equal to or higher than the second oil temperature To2 or the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is higher than the second air temperature Ta2, the additional fuel supply valve 34 is opened.
  • the qualitative meanings of the values To1, To2, Ta1, and Ta2 illustrated in the first embodiment are the same, due to the structural difference between the fixed output machine and the variable output machine, the numerical values To1, To2, and Ta1 are different.
  • Ta2 may not be the same as in the first embodiment.
  • the first oil temperature To1 is set to 95 ° C.
  • the second oil temperature is set to 110 ° C.
  • the first air temperature Ta1 is set to 35 ° C.
  • the second air temperature Ta2 is set. It may be set to 40 ° C.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a control method of the oil supply screw compressor 1.
  • step S8-1 When the oil type screw compressor 1 starts operation (step S8-1), first, the additional oil supply valve 34 is opened (step S8-2). In this state, the additional fueling time for 30 seconds is secured (step S8-3). In addition, although the differential pressure for refueling is low immediately after the start of operation, the refueling shortage tends to occur, but the refueling shortage can be resolved by increasing the refueling amount for a predetermined time after the start of operation. Next, it is determined whether the additional fuel supply valve 34 is closed (step S8-4). If the condition for closing the additional fuel supply valve 34 is not satisfied, it is continuously determined whether the additional fuel supply valve 34 is closed (step S8-4).
  • step S8-5 If the condition for closing the additional fuel supply valve 34 is satisfied, the additional fuel supply valve 34 in the open state is closed (step S8-5). In the state where the additional fuel supply valve 34 is closed, it is determined whether the additional fuel supply valve 34 is opened (step S8-6). If the condition for opening the additional fuel supply valve 34 is not satisfied, it is determined whether or not the additional fuel supply valve 34 is open (step S8-6). If the condition for opening the additional fuel supply valve 34 is satisfied, the closed additional fuel supply valve 34 is opened (step S8-7). Then, the process waits for 180 seconds to prevent the hunting phenomenon (step S8-8), returns to step S8-4 again, and determines whether the additional fuel supply valve 34 is closed.
  • step S8-4) of the additional fuel supply valve 34 is as described above. That is, the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is less than the first oil temperature To1, the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is less than the first air temperature Ta1, and the rotational speed measured by the rotational speed sensor 43 When N is equal to or higher than the predetermined rotation speed N1 and the pressure P measured by the pressure sensor 44 is equal to or higher than the predetermined pressure P1, the open additional fuel supply valve 34 is closed.
  • step S5-6 of the additional fuel supply valve 34 is as described above. That is, when the oil temperature To measured by the oil temperature sensor 41 is equal to or higher than the second oil temperature To2 or the air temperature Ta measured by the air temperature sensor 42 is higher than the second air temperature Ta2, the additional fuel supply valve 34 is opened.
  • the rotation number N of the motor 130 can be adjusted over a wide range by the inverter 137, and the rotation number N can be measured by the rotation number sensor 43.
  • the pipes 6a to 6d fluidly connect the oil tank 12, the main body oil supply port 121c and the additional oil supply port 121d, and the pipe 5a fluidly connects the discharge port 121b and the oil tank 12. That is, in the above configuration, oil is circulated between the compressor body 100 and the oil tank 12.
  • oil can be supplied by flowing oil using a differential pressure between the pressure in the oil tank 12 and the pressure at the additional fuel supply port 121d.
  • the rotation speed N of the motor 130 is controlled so that the discharge pressure (pressure in the oil tank 12) of the compressor body 100 is kept constant.
  • the number of revolutions of the motor 130 decreases too much, the compression leak in the compression unit 120 increases, and the pressure on the suction side increases.
  • the pressure of the additional fuel supply port 121d may increase. Therefore, there is a possibility that the differential pressure between the pressure of the additional fuel supply port 121 d and the pressure in the oil tank 12 can not be sufficiently secured and the fuel can not be sufficiently lubricated.
  • the additional fuel supply valve 34 is further closed and additional fuel supply from the additional fuel supply port 121d is not performed in a state in which fuel may not be sufficiently supplied, oil may be insufficient, which may adversely affect compression. Therefore, if the rotational speed N of the motor 130 is less than the predetermined rotational speed N1 at which the pressure in the oil tank 12 can not be sufficiently secured by the rotational speed closing control unit 55, the additional fuel supply valve 34 is maintained in the open state. The oil shortage in the rotor casing is prevented by continuing the additional fuel supply from the fuel supply port 121d.
  • the pressure P in the oil tank 12 is measured by the pressure sensor 44, and the pressure valve closing control unit 56 determines whether the pressure P exceeds the predetermined value P1 (P1 ⁇ P).
  • P1 the predetermined value
  • the pressure close valve control unit 56 maintains the additional fuel supply valve 34 in the open state, and continues the additional fuel supply from the additional fuel supply port 121 d to prevent the oil shortage in the rotor casing 121.
  • control units 51 to 56 may independently open and close the additional fuel supply valve 34. Further, when the pressure P measured by the pressure sensor 44 is equal to or higher than the pressure value P2 in the predetermined oil tank 12 as the upper limit value, the pressure valve closing control unit 56 adds the additional fuel valve 34 before reaching the pressure of the upper limit value P2. May be kept open. Depending on the additional oil supply valve 34, if the pressure on the primary side is too high, the additional oil supply valve 34 can not be opened stably, so that it is not possible to supply timely, which may cause an oil shortage.
  • the pressure close valve control unit 56 maintains the additional oil supply valve 34 in the open state before reaching the pressure P2, which is the upper limit value, continues the minimum oil supply, and suppresses the oil shortage.
  • the upper limit value P2 may be set to a maximum pressure at which the additional fuel supply valve 34 can be stably opened in consideration of mechanical specifications and the like.

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Abstract

給油式スクリュ圧縮機１は、圧縮機本体１００と、油を貯留するオイルタンク１２と、オイルタンク１２から追加給油口１２１ｄに油を送る配管６ａ～６ｄと、配管６ｄ内の油の流れを許容または遮断する追加給油弁３４と、オイルタンク１２内の油温Ｔｏを測定するための油温センサ４１と、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが所定の第１の油温Ｔｏ１より低くなったときに、追加給油弁３４を閉じる油温閉弁制御部を有する制御装置５０とを備える。ここで、第１の油温Ｔｏ１は、圧縮機本体１００が定格状態のときの油温よりも高く、ロータケーシング１２１内の水分凝縮温度よりも高い温度である。

Description

給油式スクリュ圧縮機
　本発明は、給油式スクリュ圧縮機に関する。
　スクリュ圧縮機は、ロータケーシング内にスクリュロータを収容してなる。ロータケーシング内でスクリュロータが回転することでガスを圧縮する。特に、スクリュ圧縮機の中でも、スクリュロータの潤滑、冷却、およびシール等のためにロータケーシング内に給油する種類のものは、給油式スクリュ圧縮機と呼ばれる。例えば、そのような給油式スクリュ圧縮機が、特許文献１に開示されている。
　特許文献１の給油式スクリュ圧縮機では、スクリュロータを駆動するモータへの入力電力、スクリュロータの高圧側の温度、およびオイルタンク等の油の温度を測定し、これらの測定値に基づいて給油式スクリュ圧縮機にかかる負荷を検出し、この負荷に応じて給油量を制御している。
米国特許第８８７０５５５号
　ところで、スクリュ圧縮機には、定格状態と呼ばれるスクリュ圧縮機本体における設計点が設定されている。定格状態とは、モータを定格駆動した状態に対応し、即ちスクリュ圧縮機本体が仕様圧力にて規定風量を出力する状態である。この定格状態に達していない状態で多くの給油を行うと、過剰量の油を撹拌することになり、動力ロスが発生することがある。
　特許文献１の給油式スクリュ圧縮機は、上記のように負荷に応じて給油量を制御しているが、定格状態との関連については何ら検討されておらず、定格状態に達していない状態で追加給油用の弁（control valve）を開いて給油量を増やす場合があると考えられる。その場合、上記動力ロスが発生し、給油式スクリュ圧縮機の動力効率が低下する。
　また、特許文献１では、水分凝縮について特段検討されていない。給油温度が水分凝縮温度よりも低い場合に追加給油用の弁を開いて給油量を増やすと、ロータケーシング内で水分が凝縮し、圧縮過程に悪影響を及ぼすおそれがある。
　上記のように、特許文献１の給油式スクリュ圧縮機は、定格状態に達していない状態における追加給油による動力ロスと、圧縮過程に悪影響を与えるおそれのある水分凝縮との２つの観点から改善の余地がある。
　本発明は、給油式スクリュ圧縮機において、定格状態を考慮した給油によって動力ロスを低減するとともに、水分凝縮を考慮した給油によって水分凝縮を抑制することを課題とする。
　本発明は、スクリュロータ、前記スクリュロータを駆動する電動機、前記スクリュロータを収容するロータケーシング、前記ロータケーシングに設けられた本体給油口、および前記ロータケーシングに設けられた追加給油口を有する圧縮機本体と、油を貯留するオイルタンクと、前記オイルタンクから前記追加給油口に油を送る給油ラインと、前記給油ライン内の油の流れを許容または遮断する追加給油弁と、前記オイルタンク内の油温を測定するための油温センサと、前記油温センサで測定した油温が所定の第１の油温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる油温閉弁制御部を有する制御装置とを備え、前記第１の油温は、前記圧縮機本体が定格状態のときの油温よりも高く、前記ロータケーシング内の水分凝縮温度よりも高い温度である、給油式スクリュ圧縮機を提供する。
　この構成によれば、油温センサによってオイルタンク内の油温を測定し、油温閉弁制御部によって、当該油温が第１の油温より低いか否かを判定する。仮に、オイルタンク内の油温が第１の油温以上である場合、圧縮機本体は定格状態に達している。定格状態に達している状態で追加給油しても油の過剰供給とはなり難いため、追加給油による動力ロスを低減できる。換言すれば、定格状態に達していない状態で追加給油すると、油の過剰供給となるおそれがあり、追加給油による動力ロスが増大する。また、オイルタンク内の油温が第１の油温よりも高い場合、水分凝縮温度よりも高い温度で給油することになる。そのため、追加給油による水分凝縮を抑制でき、圧縮過程への悪影響を抑制できる。そこで、油温閉弁制御部によって、オイルタンク内の油温が第１の油温より低い場合には追加給油弁を閉じて追加給油口からの追加給油を行わないことで、動力ロスを低減でき、冷やし過ぎを抑制して水分凝縮を抑制できる。
　前記給油式スクリュ圧縮機は、外気の温度を測定するための気温センサをさらに備え、前記制御装置は、前記気温センサで測定した気温が所定の気温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる気温閉弁制御部をさらに有してもよい。
　この構成によれば、気温センサによって外気の温度を測定し、気温閉弁制御部によって、当該気温が所定の気温より低いか否かを判定する。ここで、所定の気温とは、ロータケーシング内の冷却の必要性に基づいて設定される。具体的には、当該所定の気温未満では給油によってロータケーシング内を積極的に冷却しなくてもよい温度としてこの所定の気温を設定できる。気温閉弁制御部によって、当該気温が所定の気温より低く、冷却の必要性が乏しい場合には、追加給油弁を閉じて追加給油口からの追加給油を行わないことで、過剰な給油を抑制でき、動力ロスを低減できる。
　前記給油式スクリュ圧縮機は、外気の温度を測定するための気温センサをさらに備え、前記制御装置は、前記気温センサで測定した気温が所定の気温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる気温閉弁制御部をさらに有し、前記油温閉弁制御部と前記気温閉弁制御部の両方が前記追加給油弁を閉じる条件を満たしたときに、前記追加給油弁を閉じるように構成されていてもよい。
　この構成によれば、追加給油弁におけるハンチング現象を防止できる。具体的には、外気の温度が高いとき、低負荷状態でも油温が高くなり易い。そのため、オイルタンク内の油温が第１の油温より低い場合に追加給油弁を閉じたとしても、その後すぐに追加給油弁を開く条件が成立するおそれがある。これに対し、油温閉弁制御部と気温閉弁制御部の両方が追加給油弁を閉じる条件を満たしたときに追加給油弁を閉じることで、追加給油弁が閉状態である時間を一定以上確保できる。
　前記給油式スクリュ圧縮機は、前記電動機の回転数を変更するためのインバータと、前記電動機の回転数を測定する回転数センサと、前記ロータケーシングに設けられ、油を含む圧縮ガスを吐出するための吐出口と、前記吐出口から前記オイルタンクに油を送る排油ラインとをさらに備え、前記制御装置は、前記回転数センサで測定した回転数が所定の回転数未満であるとき、前記追加給油弁を開いた状態に維持する回転数開弁制御部をさらに有してもよい。
　この構成によれば、インバータによって電動機の回転数を広範囲に調整でき、回転数センサによって当該回転数を測定できる。給油ラインはオイルタンクと追加給油口とを流体的に接続し、排油ラインは吐出口とオイルタンクとを流体的に接続している。即ち、上記構成では、圧縮機本体とオイルタンクとの間で油が循環する構成となっている。特に給油ラインでは、オイルタンク内の圧力と、追加給油口との圧力との差圧を利用して、油を流動させることで給油できる。電動機の回転数を下げて吐出口からの吐出圧が低下すると、オイルタンク内の圧力が低下するため、回転数が下がりすぎると上記差圧を十分に確保できず十分に給油できないおそれがある。十分に給油されていないおそれのある状態でさらに追加給油弁を閉じ、追加給油口からの追加給油を行わないこととすると、油が不足し、圧縮に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、回転数閉弁制御部によって、電動機の回転数が吐出圧を十分に確保できない所定の回転数未満では、追加給油弁を開いた状態に維持し、追加給油口からの追加給油を継続することでロータケーシング内の油不足を防止することができる。
　前記給油式スクリュ圧縮機は、前記オイルタンク内の圧力を測定するための圧力センサをさらに備え、前記制御装置は、前記圧力センサで測定した圧力が所定の圧力以下であるとき、前記追加給油弁を開いた状態に維持する圧力開弁制御部をさらに有してもよい。
　この構成によれば、圧力センサによってオイルタンク内の圧力を測定し、圧力閉弁制御部によって、当該圧力が所定の圧力以下であるか否かを判定する。ここで、所定の圧力は、前述の差圧を利用した給油を安定して行うことができる最低の圧力である。オイルタンク内の圧力がこの圧力未満であるとき、前述のように十分な給油量を確保できないおそれがある。十分な給油量を確保できないおそれのある状態でさらに追加給油弁を閉じ、追加給油を行わないこととすると、油が不足し、圧縮に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、圧力閉弁制御部によって、追加給油弁を開いた状態に維持し、追加給油口からの追加給油を継続することでロータケーシング内の油不足を防止している。
　前記制御装置は、前記油温センサで測定した油温が第２の油温よりも高くなったときに、前記追加給油弁を開く油温開弁制御部をさらに有し、前記第２の油温は、前記第１の油温よりも高く、前記油が劣化する温度であってもよい。
　この構成によれば、油温センサによってオイルタンク内の油温を測定し、油温開弁制御部によって、当該油温が第２の油温より低いか否かを判定する。仮に、当該油温が第２の油温以上である場合、油が劣化するおそれがある。そこで、油温開弁制御部によって、オイルタンク内の油温が第２の油温より高い場合には追加給油弁を開いて追加給油口からの追加給油を行い、油を流動させ、油の温度を低下させる。これにより、油の劣化を抑制できる。
　前記スクリュロータが、雄ロータと雄ロータよりも歯数の多い雌ロータとからなり、前記ロータケーシングが、前記雄ロータを収容する雄ロータ室と、前記雌ロータを収容する雌ロータ室とを備え、前記本体給油口が前記雌ロータ室の圧縮空間に開口しており、前記追加給油口が前記本体給油口の開口する位置よりも下流側の前記雄ロータ室または記雌ロータ室の圧縮空間に開口していてもよい。
　この構成によれば、本体給油口は雌ロータ室の吐出側空間に開口するように設けられているため、主に雌ロータに対して給油することになる。雌ロータは、雄ロータに比べて歯数が多いため回転数が少ない。そのため、主に雄ロータに対して給油する場合と比べて油を撹拌する動力を削減できる。また、追加給油口を本体給油口よりも下流側（吐出口側）に設けているため、本体給油口よりも吸込側に給油する場合と比べて冷却効果に対する撹拌動力を低減できるとともに、特に高圧側（即ち、より吐出口側）で求められるガスの漏出防止（即ち低圧側への圧縮漏れの防止）を実現できる。また、本体給油口と追加給油口の２種類の給油口を設け、制御装置によって追加給油弁を上記のように制御し、追加給油の必要がないときに追加給油を停止することにより、さらに動力ロスを抑制できる。
　本発明によれば、給油式スクリュ圧縮機において、圧縮機本体における定格状態を考慮した給油によって動力ロスを低減できるとともに、水分凝縮を考慮した給油によって水分凝縮を抑制できる。
本発明の第１実施形態に係る給油式スクリュ圧縮機の系統図 図１の制御装置のブロック図 追加給油弁の開閉状態と油温との関係を示すグラフ 追加給油弁の開閉状態と気温との関係を示すグラフ 第１実施形態に係る給油式スクリュ圧縮機の制御方法を示すフローチャート 第２実施形態に係る給油式スクリュ圧縮機の系統図 図６の制御装置のブロック図 第２実施形態に係る給油式スクリュ圧縮機の制御方法を示すフローチャート
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態に係る給油式スクリュ圧縮機１を含む系統図である。給油式スクリュ圧縮機１は、パッケージ２内に配置され、圧縮機本体１００を備え、圧縮機本体１００にて外部から空気を吸い込み、内部で圧縮し、吐出する。
　本実施形態の圧縮機本体１００は、吸気調整弁１１０と、圧縮部１２０と、圧縮部１２０を駆動するモータ（電動機）１３０とを備える。特に、本実施形態の圧縮機本体１００は、インバータ等の回転数を変更する機器を搭載していない固定出力機である。
　吸気調整弁１１０は、圧縮部１２０の吸込口１２１ａに取り付けられている。吸気調整弁１１０は、吸込口１２１ａから吸い込む空気量を調整するものである。吸気調整弁１１０の入口側にはフィルタ１１０ａが設けられている。このフィルタ１１０ａは、塵芥などの不要物を除去する役割を果たす。吸気調整弁１１０は、一般的なピストンバルブ型であり、公知のものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
　圧縮部１２０は、圧縮機能を有する部分である。圧縮部１２０の外装は、ロータケーシング１２１によって構成されている。ロータケーシング１２１には、吸込口１２１ａと吐出口１２１ｂが設けられている。ロータケーシング１２１内には、スクリュロータ１２２が収容されている。詳細を図示しないが、スクリュロータ１２２は、雄ロータ１２２ａと、雄ロータ１２２ａと噛合し、雄ロータ１２２ａよりも歯数が多い雌ロータ（図示せず）とから構成されている。ロータケーシング１２１内の空間のうち、雄ロータ１２２ａを収容する部分を雄ロータ室と称し、雌ロータを収容する部分を雌ロータ室と称する。
　雄ロータ１２２ａの一端からは雄ロータ１２２ａの回転軸となる軸部材１２３が延びている。軸部材１２３は、ロータケーシング１２１を貫通してモータ１３０まで延びており、モータ１３０と機械的に接続されている。同様に、雄ロータ１２２ａの他端からも雄ロータ１２２ａの回転軸となる軸部材１２４が延びている。軸部材１２４は、ロータケーシング１２１内で終端している。
　本実施形態の圧縮機本体１００は、スクリュロータ１２２が水平配置された横置型である。ただし、スクリュロータ１２２の配置はこれに限定されず、任意の配置を採用し得る。例えば、当該配置は、スクリュロータ１２２が鉛直配置された縦置型であってもよいし、スクリュロータ１２２の回転軸が水平面から傾斜して配置された傾斜型であってもよい。
　また、ロータケーシング１２１内には、軸受１２５，１２６が収容されている。軸受１２５，１２６は、軸部材１２３，１２４をそれぞれ軸支している。
　モータ１３０は、モータケーシング１３１と、モータケーシング１３１内に固定された固定子１３２と、固定子１３２の内側に配置された回転子１３３と、回転子１３３の回転軸となる軸部材１３４とを備える。軸部材１３４の延びる方向において回転子１３３の両側には、軸受１３５，１３６が配置されている。軸受１３５，１３６は軸部材１３４を軸支している。軸部材１３４はモータケーシング１３１を貫通して圧縮部１２０に向かって延びている。
　ロータケーシング１２１とモータケーシング１３１との間には、ギアケーシング１４０が配置されている。ギアケーシング１４０内には、連結ギア１４１が収容されている。連結ギア１４１は、軸部材１２３と軸部材１３４とを連結している。これにより、モータ１３０からの回転動力がスクリュロータ１２２に伝達される。また、ギアケーシング１４０内と、モータケーシング１３１内とは、シール装置１４２によって流体的に遮断されている。そのため、ギアケーシング１４０内とモータケーシング１３１内との間での油の流動が防止されている。
　以上の構成によって、モータ１３０が作動すると、軸部材１３４を介してスクリュロータ１２２に回転動力が伝達され、スクリュロータ１２２の回転によって、吸気調整弁１１０を介して空気を吸気し、吸気した空気を圧縮し、圧縮した空気を吐出口１２１ｂから吐出する。吐出された空気は、配管５ａを通じて油分離回収器１０に送られる。
　給油式スクリュ圧縮機１は、圧縮機本体１００と油分離回収器１０とを含む圧縮空気供給系統を備える。圧縮空気供給系統には、油分離回収器１０に加えて、保圧逆止弁２１と、ガスクーラ２２と、ドライヤ２３とが設けられている。
　油分離回収器１０は配管５ｂを通じて保圧逆止弁２１と接続されており、詳細を後述するが、油分離回収器１０にて油を分離された圧縮空気は配管５ｂを通じて保圧逆止弁２１に送られる。
　保圧逆止弁２１は、後述するオイルタンク１２内の圧力を一定の値に保つ機能を有している。保圧逆止弁２１は配管５ｃを通じてガスクーラ２２と接続されており、保圧逆止弁２１に圧力調整された圧縮空気は配管５ｃを通じてガスクーラ２２に送られる。配管５ｂには、安全弁としての圧力解放バルブ２４とサイレンサ２５が取り付けられており、保圧逆止弁２１の上流にて、圧力解放バルブ２４とサイレンサ２５によって圧力解放と静音化が可能である。
　ガスクーラ２２は、空冷熱交換器である。ここでは、周囲空気から冷熱を得ることによって配管５ｃから流入した空気が冷却される。ただし、ガスクーラ２２の態様はこのような空冷熱交換器に限らず、任意の態様であり得る。ガスクーラ２２は配管５ｄを通じてドライヤ２３と接続されており、ドライヤ２３で冷却された圧縮空気は配管５ｅを通じて供給先に送られる。
　また、給油式スクリュ圧縮機１では、圧縮部１２０での圧縮に際し、スクリュロータ１２２の潤滑、圧縮空気の冷却、圧縮に伴うシール性等の観点からロータケーシング１２１内に油が供給される。給油のために、ロータケーシング１２１には、本体給油口１２１ｃと追加給油口１２１ｄが設けられている。詳細には、本体給油口１２１ｃは、雌ロータ室の吐出側空間に開口するように設けられている。追加給油口１２１ｄは、本体給油口１２１ｃの開口する位置よりも下流側の雌ロータ室の圧縮空間に開口するように設けられている。ただし、追加給油口１２１ｄは、本体給油口１２１ｃの開口する位置よりも下流側の雄ロータ室の圧縮空間に開口するように設けられていてもよい。本体給油口１２１ｃと追加給油口１２１ｄを通じて給油された油は、圧縮空気とともに吐出口１２１ｂから吐出され、配管（排油ライン）５ａを通じて油分離回収器１０に送られる。
　給油式スクリュ圧縮機１は、圧縮機本体１００と油分離回収器１０とを含む油循環系統を備える。油循環系統には、油分離回収器１０に加えて、オイルクーラ３１と、オイルフィルタ３２と、三方弁３３と、追加給油弁３４とが設けられている。
　油分離回収器１０は、セパレータ１１と、オイルタンク１２と、遠心分離部１３とを備える。セパレータ１１は、遠心分離部１３で油分を一次分離した圧縮空気から油分を二次分離するものである。遠心分離部１３で分離された油は、オイルタンク１２に溜められる。オイルタンク１２には油温センサ４１が取り付けられており、油温センサ４１によってオイルタンク１２の内の油温を測定できる。また、給油式スクリュ圧縮機１は、パッケージ２内に吸気された外気の温度（以下、気温と言う。）を測定する気温センサ４２も備える。オイルタンク１２は、配管６ａを通じてオイルクーラ３１と接続されており、オイルタンク１２に溜められた油は配管６ａを通じてオイルクーラ３１に送られる。
　オイルクーラ３１は、空冷熱交換器である。ここでは、空気から冷熱を得ることによって油が冷却される。ただし、オイルクーラ３１の態様はこのような空冷熱交換器に限らず、任意の態様であり得る。オイルクーラ３１は配管６ｂを通じてオイルフィルタ３２と接続されており、オイルクーラ３１で冷却された油は配管６ｂを通じてオイルフィルタ３２に送られる。
　また、配管６ａ，６ｂには三方弁３３が取り付けられており、配管６ａと配管６ｂは三方弁３３を介して接続されている。そのため、オイルタンク１２に溜められた油は三方弁３３によってオイルクーラ３１をバイパスしてオイルフィルタ３２に送られ得る。
　オイルフィルタ３２は、油から塵芥などの不要物をろ過するフィルタである。オイルフィルタ３２は、本体給油口１２１ｃと、追加給油口１２１ｄとに配管６ｃ，６ｄを通じてそれぞれ接続されており、オイルフィルタ３２で不要物を除去した油は配管６ｃ，６ｄを通じてロータケーシング１２１内に送られる。特に、オイルフィルタ３２と追加給油口１２１ｄとを接続する配管６ｄには電磁弁である追加給油弁３４が介設されている。配管６ａ～６ｄ（給油ライン）内では、オイルタンク１２の内圧と、給油口１２１ｃ，１２１ｄの圧力との差圧によって、オイルタンク１２から給油口１２１ｃ，１２１ｄに向かって油が流動する。そのため、追加給油弁３４を開閉することによって追加給油口１２１ｄからロータケーシング１２１内への給油を許容または遮断できる。なお、圧縮機本体１００が定格状態のとき、本体給油口１２１ｃからの給油は常時行われている。
　また、給油式スクリュ圧縮機１は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような記憶装置を含むハードウェアと、それに実装されたソフトウェアにより構築されている。
　制御装置５０は、給油式スクリュ圧縮機１の各構成要素を制御するが、特に油温センサ４１からの油温と、気温センサ４２からの気温とに関する信号を受信し、これらの信号に基づいて追加給油弁３４の開閉を制御する。
　図２に示すように、制御装置５０は上記油温に基づいて追加給油弁３４を閉じる油温閉弁制御部５１と、上記油温に基づいて追加給油弁３４を開く油温開弁制御部５２と、上記気温に基づいて追加給油弁３４を閉じる気温閉弁制御部５３と、上記気温に基づいて追加給油弁３４を開く気温開弁制御部５４とを備える。
　図３は、追加給油弁３４の開閉状態と油温センサ４１で測定した油温Ｔｏとの関係を示すグラフである。
　追加給油弁３４が開かれている状況では、油温閉弁制御部５１は、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１より低いか否かを判定し、油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１より低いとき、追加給油弁３４を閉じようとする。ここで、第１の油温Ｔｏ１は、圧縮機本体１００が定格状態のときの油温（定格油温ＴｏＲ）よりも高く、ロータケーシング１２１内の水分が凝縮する温度（水分凝縮温度ＴｏＷ）よりも高い温度である。例えば、定格油温ＴｏＲが９５℃であり、水分凝縮温度ＴｏＷが９０℃のとき、第１の油温Ｔｏ１を１００℃に設定してもよい。好ましくは、第１の油温Ｔｏ１は、定格油温ＴｏＲと水分凝縮温度ＴｏＷのいずれか高い方の温度からプラス５℃以内である。
　追加給油弁３４が閉じられている状況では、油温開弁制御部５２は、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２以上であるか否かを判定し、油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２より高くなったとき、追加給油弁３４を開こうとする。ここで、第２の油温Ｔｏ２は、第１の油温Ｔｏ１よりも高く、油が劣化しない温度である。この温度は、油の種類応じて変わり得るが、例えば、第２の油温Ｔｏ２を油の耐熱温度以下に設定すればよく、好ましくは油の耐熱温度からマイナス１０℃以上低く設定してもよい。
　図４は、追加給油弁３４の開閉状態と気温センサ４２で測定した気温Ｔａとの関係を示すグラフである。
　追加給油弁３４が開かれている状況では、気温閉弁制御部５３は、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第１の気温（所定の気温）Ｔａ１より低いか否かを判定し、気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下（Ｔａ≦Ｔａ１）であるとき、追加給油弁３４を閉じようとする。ここで、第１の気温Ｔａ１は、ロータケーシング１２１内の冷却の必要性に基づいて設定される。具体的には、気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下では追加給油によってロータケーシング１２１内を積極的に冷却しなくてもよい場合、その気温Ｔａに相当する温度として第１の気温Ｔａ１を設定できる。例えば、第１の気温Ｔａ１を３５℃に設定してもよい。
　追加給油弁３４が閉じられている状況では、気温開弁制御部５４は、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるか否かを判定し、気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるとき、追加給油弁３４を開こうとする。ここで、第２の気温Ｔａもまた、ロータケーシング１２１内の冷却の必要性に基づいて設定される。具体的には、気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上では追加給油によってロータケーシング１２１内を積極的に冷却する必要がある場合、その気温Ｔａに相当する温度として第２の気温Ｔａ２を設定できる。例えば、第２の気温Ｔａ２を４０℃に設定してもよい。
　本実施形態では、油温閉弁制御部５１と気温閉弁制御部５３がともに追加給油弁３４を閉じようとしたときに、追加給油弁３４は閉じられる。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１未満であり、かつ、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下であるとき、追加給油弁３４は閉じられる。
　また、油温開弁制御部５２または気温開弁制御部５４が追加給油弁３４を開こうとしたときに、追加給油弁３４は開かれる。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ２以上であるか、または、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるとき、追加給油弁３４は開かれる。
　図５は、給油式スクリュ圧縮機１の制御方法を示すフローチャートである。
　給油式スクリュ圧縮機１が運転を開始すると（ステップＳ５－１）、まず追加給油弁３４を開く（ステップＳ５－２）。その状態で３０秒間の起動時の追加給油時間を確保する（ステップＳ５－３）。なお、運転開始直後は給油のための差圧が低いため給油不足になりやすいが、運転開始から所定時間の給油量を増やすことで給油不足を解消することができる。次いで、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定する（ステップＳ５－４）。追加給油弁３４を閉じる条件が満たされない場合、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定し続ける（ステップＳ５－４）。追加給油弁３４を閉じる条件が満たされた場合、開状態の追加給油弁３４を閉じる（ステップＳ５－５）。追加給油弁３４が閉じられた状態では、追加給油弁３４を開くか否かを判定する（ステップＳ５－６）。追加給油弁３４を開く条件が満たされない場合、追加給油弁３４を開くか否かを判定し続ける（ステップＳ５－６）。追加給油弁３４を開く条件が満たされた場合、閉状態の追加給油弁３４を開く（ステップＳ５－７）。そして、ハンチング現象を防止するために１８０秒間待機し（ステップＳ５－８）、再びステップＳ５－４に戻り、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定する。
　追加給油弁３４の閉条件（ステップＳ５－４）は、前述の通りである。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１未満であり、かつ、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下であるとき、開状態の追加給油弁３４は閉じられる。
　追加給油弁３４の開条件（ステップＳ５－６）も、前述の通りである。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ２以上であり、または、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるとき、追加給油弁３４は開かれる。
　本実施形態の給油式スクリュ圧縮機１によれば、次のような利点がある。
（１）油温センサ４１によってオイルタンク１２内の油温Ｔｏを測定し、油温閉弁制御部５１によって、油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１より低いか否かを判定する。仮に、オイルタンク１２内の油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１以上である場合、圧縮機本体１００は定格状態に達している。定格状態に達している状態で追加給油しても油の過剰供給とはなり難いため、追加給油による動力ロスを低減できる。換言すれば、定格状態に達していない状態で追加給油すると、油の過剰供給となるおそれがあり、追加給油による動力ロスが増大する。また、オイルタンク１２内の油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１よりも高い場合、水分凝縮温度ＴｏＷよりも高い温度で給油することになり、油温Ｔｏは水分凝縮温度ＴｏＷよりも高い温度を維持することができる。そのため、追加給油による水分凝縮を抑制でき、圧縮過程への悪影響を抑制できる。そこで、油温閉弁制御部５１によって、オイルタンク１２内の油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１より低い場合には追加給油弁３４を閉じて追加給油口１２１ｄからの追加給油を行わないことで、動力ロスを低減でき、冷やし過ぎを抑制して水分凝縮を抑制できる。
（２）気温センサ４２によって気温Ｔａを測定し、気温閉弁制御部５３によって、気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１より低いか否かを判定する。気温閉弁制御部５３によって、気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下（Ｔａ≦Ｔａ１）であり、冷却の必要性が乏しい場合には、追加給油弁３４を閉じて追加給油口１２１ｄからの追加給油を行わないことで、過剰な給油を抑制でき、動力ロスを低減できる。さらに、本実施形態の構成によって追加給油弁３４におけるハンチング現象を防止できる。具体的には、気温Ｔａが高いとき、低負荷状態でも油温Ｔｏが高くなり易い。そのため、オイルタンク１２内の油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１より低い場合に追加給油弁３４を閉じたとしても、その後すぐに追加給油弁３４を開く条件が成立するおそれがある。これに対し、油温閉弁制御部５１と気温閉弁制御部５３の両方が追加給油弁３４を閉じる条件を満たしたときに、追加給油弁３４を閉じることで、追加給油弁３４が閉状態である時間を一定以上確保できる。また、気温開弁制御部５４によって、気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるか否かを判定する。気温閉弁制御部５３によって、気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であり、冷却の必要がある場合には、追加給油弁３４を開いて追加給油口１２１ｄからの追加給油を行うことで、適時に冷却できる。
（３）油温センサ４１によってオイルタンク１２内の油温Ｔｏを測定し、油温開弁制御部５２によって、油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２より低いか否かを判定する。仮に、油温Ｔｏ２が第２の油温Ｔｏ２以上である場合、油が劣化するおそれがある。そこで、油温開弁制御部５２によって、オイルタンク１２内の油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２より高い場合には追加給油弁３４を開いて追加給油口１２１ｄからの追加給油を行い、油を流動させ、油の温度を低下させる。これにより、油の劣化を抑制できる。
（４）本体給油口１２１ｃは雌ロータ室の吐出側空間に開口するように設けられているため、主に雌ロータに対して給油することになる。雌ロータは、雄ロータ１２２ａに比べて歯数が多いため回転数が少ない。そのため、主に雄ロータ１２２ａに対して給油する場合と比べて油を撹拌する動力を削減できる。また、追加給油口１２１ｄを本体給油口１２１ｃよりも下流側（吐出口側）に設けているため、本体給油口１２１ｃよりも吸込側に給油する場合と比べて冷却効果に対する撹拌動力を低減できるとともに、特に高圧側（即ち、より吐出口側）で求められる空気の漏出防止（即ち低圧側への圧縮漏れの防止）を実現できる。また、本体給油口１２１ｃと追加給油口１２１ｄの２種類の給油口を設け、制御装置５０によって追加給油弁３４を上記のように制御し、追加給油の必要がないときに追加給油を停止することにより、さらに動力ロスを抑制できる。
（第２実施形態）
　図６に示す本実施形態の給油式スクリュ圧縮機１は、可変出力機である。これに関する構成以外は、図１の第１実施形態の給油式スクリュ圧縮機１の構成と実質的に同じである。従って、図１に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態では、モータ１３０にインバータ１３７が取り付けられている。インバータ１３７によってモータ１３０の回転速度を変更可能であるため、圧縮空気の吐出量を変更できる。これに伴い、モータ１３０の回転数を測定するための回転数センサ４３がモータに取り付けられている。また、圧縮空気の吐出量または消費量の変化に伴い、オイルタンク１２の内圧も変化し得るため、オイルタンク１２の内圧を測定するための圧力センサ４４がオイルタンク１２に取り付けられている。
　図７に示すように、制御装置５０は、第１実施形態と同じ各制御部５１～５４に加えて、回転数閉弁制御部５５と、圧力閉弁制御部５６とを備える。
　追加給油弁３４が開かれている状況では、回転数閉弁制御部５５は、回転数センサ４３で測定した回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１未満であるか否かを判定し、回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１未満であるとき、追加給油弁３４を開いた状態に維持する。換言すれば、回転数閉弁制御部５５は、回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１以上であるとき、開状態の追加給油弁３４を閉じようとする。ここで、所定の回転数Ｎ１は、追加給油弁３４を開いた状態に維持しなければ油不足となるおそれのある最高の回転数である。具体的には、本実施形態では前述のようにオイルタンク１２と追加給油口１２１ｄとの差圧を利用して追加給油を行うが、所定の回転数Ｎ１は、この差圧を十分に確保できる程度の回転数であることがあることが必要である。例えば、所定の回転数Ｎ１をモータ１３０の定格状態の回転数の６０％に設定してもよい。
　また、追加給油弁３４が開かれている状況では、圧力閉弁制御部５６は、圧力センサ４４で測定した圧力Ｐが所定の値を超えるもの（Ｐ１＜Ｐ）であるか否かを判定し、圧力Ｐが所定の値以下（Ｐ≦Ｐ１）であるとき、追加給油弁３４を開いた状態に維持する。換言すれば、圧力閉弁制御部５６は、圧力Ｐが所定の値を超えるもの（Ｐ１＜Ｐ）であるとき、追加給油弁３４を閉じようとする。ここで、所定の値Ｐ１は、前述の差圧を利用した給油を安定して行うことができる最低の圧力である。
　本実施形態では、油温閉弁制御部５１と、気温閉弁制御部５３と、回転数閉弁制御部５５と、圧力閉弁制御部５６との全てが追加給油弁３４を閉じようとしたときに、開状態の追加給油弁３４は閉じられる。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１未満であり、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１以下であり、回転数センサ４３で測定した回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１以上であり、かつ、圧力センサ４４で測定した圧力Ｐが所定の圧力以上Ｐ１であるとき、追加給油弁３４は閉じられる。
　また、油温開弁制御部５２または気温開弁制御部５４が追加給油弁３４を開こうとしたときに、追加給油弁３４は開かれる。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２以上であり、または、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるとき、追加給油弁３４は開かれる。
　なお、第１実施形態で例示した各値Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔａ１，Ｔａ２の定性的な意味合いは同じであるが、固定出力機と可変出力機の構造上の違いから、各数値Ｔｏ１，Ｔｏ２，Ｔａ１，Ｔａ２は第１実施形態と同じでなくてもよい。本実施形態では、例えば、第１の油温Ｔｏ１を９５℃に設定し、第２の油温を１１０℃に設定し、第１の気温Ｔａ１を３５℃に設定し、第２の気温Ｔａ２を４０℃に設定してもよい。
　図８は、給油式スクリュ圧縮機１の制御方法を示すフローチャートである。
　給油式スクリュ圧縮機１が運転を開始すると（ステップＳ８－１）、まず追加給油弁３４を開く（ステップＳ８－２）。その状態で３０秒間の追加給油時間を確保する（ステップＳ８－３）。なお、運転開始直後は給油のための差圧が低いため給油不足になりやすいが、運転開始から所定時間の給油量を増やすことで給油不足を解消することができる。次いで、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定する（ステップＳ８－４）。追加給油弁３４を閉じる条件が満たされない場合、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定し続ける（ステップＳ８－４）。追加給油弁３４を閉じる条件が満たされた場合、開状態の追加給油弁３４を閉じる（ステップＳ８－５）。追加給油弁３４が閉じられた状態では、追加給油弁３４を開くか否かを判定する（ステップＳ８－６）。追加給油弁３４を開く条件が満たされない場合、追加給油弁３４を開くか否かを判定し続ける（ステップＳ８－６）。追加給油弁３４を開く条件が満たされた場合、閉状態の追加給油弁３４を開く（ステップＳ８－７）。そして、ハンチング現象を防止するために１８０秒間待機し（ステップＳ８－８）、再びステップＳ８－４に戻り、追加給油弁３４を閉じるか否かを判定する。
　上記追加給油弁３４の閉条件（ステップＳ８－４）は、前述の通りである。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第１の油温Ｔｏ１未満であり、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第１の気温Ｔａ１未満であり、回転数センサ４３で測定した回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１以上であり、かつ、圧力センサ４４で測定した圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１以上であるとき、開状態の追加給油弁３４は閉じられる。
　上記追加給油弁３４の開条件（ステップＳ５－６）は、前述の通りである。即ち、油温センサ４１で測定した油温Ｔｏが第２の油温Ｔｏ２以上であり、または、気温センサ４２で測定した気温Ｔａが第２の気温Ｔａ２以上であるとき、追加給油弁３４は開かれる。
　本実施形態の給油式スクリュ圧縮機１によれば、第１実施形態に利点に加えて次のような利点がある。
（１）インバータ１３７によってモータ１３０の回転数Ｎを広範囲に調整でき、回転数センサ４３によって回転数Ｎを測定できる。配管６ａ～６ｄはオイルタンク１２と本体給油口１２１ｃおよび追加給油口１２１ｄとを流体的に接続し、配管５ａは吐出口１２１ｂとオイルタンク１２とを流体的に接続している。即ち、上記構成では、圧縮機本体１００とオイルタンク１２との間で油が循環する構成となっている。特に配管６ａ～６ｄでは、オイルタンク１２内の圧力と、追加給油口１２１ｄとの圧力との差圧を利用して、油を流動させることで給油できる。通常、圧縮機本体１００は吐出圧（オイルタンク１２内の圧力）を一定に保つようにモータ１３０の回転数Ｎが制御されている。しかし、モータ１３０の回転数が低下し過ぎると、圧縮部１２０での圧縮漏れが増加することにより吸込み側の圧力が上昇する。これに伴い吐出圧が一定の場合であっても追加給油口１２１ｄの圧力が上昇することがある。そのため、追加給油口１２１ｄの圧力とオイルタンク１２内の圧力との差圧を十分に確保できず十分に給油できないおそれがある。十分に給油されていないおそれのある状態でさらに追加給油弁３４を閉じ、追加給油口１２１ｄからの追加給油を行わないこととすると、油が不足し、圧縮に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、回転数閉弁制御部５５によって、モータ１３０の回転数Ｎがオイルタンク１２内の圧力を十分に確保できない所定の回転数Ｎ１未満では、追加給油弁３４を開いた状態に維持し、追加給油口１２１ｄからの追加給油を継続することでロータケーシング内の油不足を防止している。
（２）圧力センサ４４によってオイルタンク１２内の圧力Ｐを測定し、圧力閉弁制御部５６によって、圧力Ｐが所定値Ｐ１を超えるもの（Ｐ１＜Ｐ）であるか否かを判定する。オイルタンク１２内の圧力Ｐがこの所定値Ｐ１以下であるとき、前述のように十分な給油量を確保できないおそれがある。十分な給油量を確保できないおそれのある状態でさらに追加給油弁３４を閉じ、追加給油を行わないこととすると、油が不足し、圧縮に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、圧力閉弁制御部５６によって、追加給油弁３４を開いた状態に維持し、追加給油口１２１ｄからの追加給油を継続することでロータケーシング１２１内の油不足を防止している。
　以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、各制御部５１～５６が単独で追加給油弁３４を開閉させるようにしてもよい。また、圧力閉弁制御部５６は、圧力センサ４４で測定した圧力Ｐが上限値として所定のオイルタンク１２内の圧力値Ｐ２以上であるとき、上限値Ｐ２の圧力に達する前に追加給油弁３４を開いた状態に維持するものであってもよい。追加給油弁３４によっては、一次側の圧力が高すぎると追加給油弁３４を安定して開くことができず、適時に給油できなくなり、油不足が発生するおそれがある。従って、圧力閉弁制御部５６によって、上限値である圧力Ｐ２に達する前に追加給油弁３４を開いた状態に維持し、最低限給油を継続し、油不足を抑制する。ここで、上限値であるＰ２は追加給油弁３４が機械的な仕様等を考慮して安定して開くことができる最高の圧力とすればよい。
　　１　給油式スクリュ圧縮機
　　２　パッケージ
　　５ａ～５ｅ　配管（排油ライン）
　　６ａ～６ｄ　配管（給油ライン）
　　１０　油分離回収器
　　１１　セパレータ
　　１２　オイルタンク
　　１３　遠心分離部
　　２１　保圧逆止弁
　　２２　ガスクーラ
　　２３　ドライヤ
　　２４　圧力解放バルブ
　　２５　サイレンサ
　　３１　オイルクーラ
　　３２　オイルフィルタ
　　３３　三方弁
　　３４　追加給油弁
　　４１　油温センサ
　　４２　気温センサ
　　４３　回転数センサ
　　４４　圧力センサ
　　５０　制御装置
　　５１　油温閉弁制御部
　　５２　油温開弁制御部
　　５３　気温閉弁制御部
　　５４　気温開弁制御部
　　１００　圧縮機本体
　　１１０　吸気調整弁
　　１１０ａ　フィルタ
　　１２０　圧縮部
　　１２１　ロータケーシング
　　１２１ａ　吸込口
　　１２１ｂ　吐出口
　　１２１ｃ　本体給油口
　　１２１ｄ　追加給油口
　　１２２　スクリュロータ
　　１２２ａ　雄ロータ
　　１２３，１２４　軸部材
　　１２５，１２６　軸受
　　１３０　モータ（電動機）
　　１３１　モータケーシング
　　１３２　固定子
　　１３３　回転子
　　１３４　軸部材
　　１３５，１３６　軸受
　　１３７　インバータ
　　１４０　ギアケーシング
　　１４１　連結ギア
　　１４２　シール装置

Claims (7)

  1. 　スクリュロータ、前記スクリュロータを駆動する電動機、前記スクリュロータを収容するロータケーシング、前記ロータケーシングに設けられた本体給油口、および前記ロータケーシングに設けられた追加給油口を有する圧縮機本体と、
    　油を貯留するオイルタンクと、
    　前記オイルタンクから前記追加給油口に油を送る給油ラインと、
    　前記給油ライン内の油の流れを許容または遮断する追加給油弁と、
    　前記オイルタンク内の油温を測定するための油温センサと、
    　前記油温センサで測定した油温が所定の第１の油温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる油温閉弁制御部を有する制御装置と
    　を備え、
    　前記第１の油温は、前記圧縮機本体が定格状態のときの油温よりも高く、前記ロータケーシング内の水分凝縮温度よりも高い温度である、給油式スクリュ圧縮機。
  2. 　外気の温度を測定するための気温センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記気温センサで測定した気温が所定の気温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる気温閉弁制御部をさらに有する、請求項１に記載の給油式スクリュ圧縮機。
  3. 　外気の温度を測定するための気温センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記気温センサで測定した気温が所定の気温より低くなったときに、前記追加給油弁を閉じる気温閉弁制御部をさらに有し、
    　前記油温閉弁制御部と前記気温閉弁制御部の両方が前記追加給油弁を閉じる条件を満たしたときに、前記追加給油弁を閉じるように構成されている、請求項１に記載の給油式スクリュ圧縮機。
  4. 　前記電動機の回転数を変更するためのインバータと、
    　前記電動機の回転数を測定する回転数センサと、
    　前記ロータケーシングに設けられ、油を含む圧縮ガスを吐出するための吐出口と、
    　前記吐出口から前記オイルタンクに油を送る排油ラインと
    　をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記回転数センサで測定した回転数が所定の回転数未満であるとき、前記追加給油弁を開いた状態に維持する回転数開弁制御部をさらに有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給油式スクリュ圧縮機。
  5. 　前記オイルタンク内の圧力を測定するための圧力センサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記圧力センサで測定した圧力が所定の圧力以下であるとき、前記追加給油弁を開いた状態に維持する圧力開弁制御部をさらに有する、請求項３に記載の給油式スクリュ圧縮機。
  6. 　前記制御装置は、前記油温センサで測定した油温が第２の油温よりも高くなったときに、前記追加給油弁を開く油温開弁制御部をさらに有し、
    　前記第２の油温は、前記第１の油温よりも高く、前記油が劣化する温度である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給油式スクリュ圧縮機。
  7. 　前記スクリュロータが、雄ロータと雄ロータよりも歯数の多い雌ロータとからなり、
    　前記ロータケーシングが、前記雄ロータを収容する雄ロータ室と、前記雌ロータを収容する雌ロータ室とを備え、
    　前記本体給油口が前記雌ロータ室の圧縮空間に開口しており、
    　前記追加給油口が前記本体給油口の開口する位置よりも下流側の前記雄ロータ室または記雌ロータ室の圧縮空間に開口している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の給油式スクリュ圧縮機。
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