(57)【要約】【課題】凝縮水が発生すること防止しつつ、従来よりも高い省エネルギー効果を得ることができるスクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】吸入口２ａ近傍における空気Ａの絶対湿度を測定する湿度計（絶対湿度計５）と、吐出口２ｂ近傍における圧縮空気の吐出圧力を測定する圧力計９と、湿度計９で測定した空気Ａの絶対湿度および圧力計で測定した圧縮空気の吐出圧力に基づいて圧縮空気Ａｐの露点温度を算出する演算部（計算機１４ｄ）と、を備え、冷却油供給手段は、圧縮空気Ａｐとの直接熱交換により加熱された冷却油Ｌを回収するとともに、回収された冷却油Ｌを、その冷却油Ｌにより冷却された圧縮空気Ａｐが露点温度以上になる温度に水冷方式で間接熱交換により冷却して圧縮機本体２内のガス圧縮空間Ｃ１に循環供給する冷却油循環手段（吐出口配管６、セパレータ７、冷却液配管１０、冷却ユニット１４、冷却液供給配管２ｊ）と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸入する吸入口と、その吸入口から吸入された前記空気をスクリューで圧縮する圧縮手段と、その圧縮手段により圧縮された圧縮空気を吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、その圧縮機本体内のガス圧縮空間に冷却油を供給して前記圧縮空気を前記冷却油との直接熱交換により冷却可能とする冷却油供給手段と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機であって、
前記吸入口近傍における前記空気の絶対湿度を測定する湿度計と、
前記吐出口近傍における前記圧縮空気の吐出圧力を測定する圧力計と、
前記湿度計で測定した前記空気の絶対湿度および前記圧力計で測定した前記圧縮空気の吐出圧力に基づいて前記圧縮空気の露点温度を算出する演算部と、を備え、
前記冷却油供給手段は、前記圧縮空気との直接熱交換により加熱された前記冷却油を回収するとともに、回収された前記冷却油を、その冷却油により冷却された前記圧縮空気が露点温度以上になる温度に水冷方式で間接熱交換により冷却して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環手段を有することを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
【請求項２】
空気を吸入する吸入口と、その吸入口から吸入された前記空気をスクリューで圧縮する圧縮手段と、その圧縮手段により圧縮された圧縮空気を吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、その圧縮機本体内のガス圧縮空間に冷却油を供給して前記圧縮空気を前記冷却油との直接熱交換により冷却可能とする冷却油供給手段と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機であって、
前記吸入口近傍における前記空気の吸入温度を測定する温度計と、
前記吐出口近傍における前記圧縮空気の吐出圧力を測定する圧力計と、
前記温度計により測定した吸入温度における前記空気の飽和水蒸気量を前記空気の水蒸気量として前記空気の絶対湿度を算出し、この絶対湿度および前記圧力計で測定した前記圧縮空気の吐出圧力に基づいて前記圧縮空気の露点温度を算出する演算部と、を備え、
前記冷却油供給手段は、前記圧縮空気との直接熱交換により加熱された前記冷却油を回収するとともに、回収された前記冷却油を、その冷却油により冷却された前記圧縮空気が露点温度以上になる温度に水冷方式で間接熱交換により冷却して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環手段を有することを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記冷却油循環手段は、前記ガス圧縮空間から回収された前記冷却油を前記圧縮空気から分離して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環流路と、前記冷却油循環流路に並行して設けられたバイパス流路と、前記バイパス流路において前記冷却油を水冷方式で間接熱交換して冷却する冷却部と、前記冷却油循環流路から前記バイパス流路に流入させる前記冷却油の流量を制御する制御弁と、前記バイパス流路よりも前記冷却油循環流路の下流側に設けられ前記冷却油の冷却温度を測定する冷却油温度計と、前記冷却温度に基づいて前記制御弁の開度を制御する制御部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油冷式スクリュー圧縮機。
【請求項４】
前記制御部は、前記冷却温度が前記露点温度以上となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項３記載の油冷式スクリュー圧縮機。
【請求項５】
前記冷却油循環手段は、前記ガス圧縮空間から回収された前記冷却油を前記圧縮空気から分離して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環流路と、前記冷却油循環流路に設けられた水冷方式で間接熱交換により前記冷却油を冷却する冷却部と、この冷却部に供給される冷却水の流量を制御する冷却水量制御弁と、を備え、前記冷却部よりも前記冷却油循環流路の下流側に設けられ冷却された前記冷却油の冷却温度を測定する冷却油温度計と、前記冷却温度に基づいて前記冷却水量制御弁の開度を制御する制御部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油冷式スクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１または２記載の油冷式スクリュー圧縮機の冷却油冷却方法であって、
前記冷却油の冷却が、冷却油循環流路に設けられる冷却部に通す冷却油の流量、前記冷却部の冷却水の水量、前記冷却水の温度から選ばれる少なくとも一つを制御する冷却油温度の制御であることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機の冷却油冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、油冷式スクリュー圧縮機およびその冷却油冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スクリュー型の回転体により空気を圧縮するスクリュー圧縮機が知られている。スクリュー圧縮機は、例えば冷却油を空冷により冷却し、この冷却された冷却油により圧縮中の空気の熱を奪い、圧縮過程を等温圧縮に近づけて回転体を駆動する軸力を減少させることで、省エネルギー化を実現している。このような油冷式スクリュー圧縮機として、可変速手段の異常温度上昇を防止して突然のスクリュー圧縮機の異常停止を回避するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機では、吐出し側の空気温度が凝縮水発生限界温度以下に低下すると、吐出し側の油分離手段に凝縮水が発生し、内部の発錆、潤滑油の劣化といった不具合が発生することを問題視している。
そして、そのような問題を防止するために、吐出し空気温度が凝縮水発生温度限界よりも大きくなるような条件では、冷却促進運転を実施している。一方、吐出し空気温度が凝縮水発生温度限界よりも小さくなるような条件では、冷却促進運転を行わないようにしている。
【０００４】
また、上記吐出し側の油分離手段に凝縮水が発生し、内部の発錆、潤滑油の劣化といった不具合が発生する問題を解決するため、冷却油の温度を適正管理する油冷式スクリュー圧縮機が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２には、冷却油を冷却するために、冷却ファンの回転数を変えることにより冷却器への送風量を増減させ、この冷却油の温度を適正温度に調節し、吐出し側の油分離手段に凝縮水が発生し、内部の発錆、潤滑油の劣化といった不具合が発生することを防止することが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１４６６９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機は、空気の湿度が極めて高い環境で使用した場合においても凝縮水が発生することを防止するために、冷却油の温度を十分に低下させることできないという課題がある。
すなわち、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機は、想定し得る最も高い湿度にさらに余裕を持たせた超高湿度の環境において、凝縮水の発生を防止できる温度までしか空気を冷却することができない。したがって、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機を空気の湿度が低い低湿度環境下で使用する場合には、実際には圧縮中の空気をさらに冷却しても凝縮水が発生しないにもかかわらず、超高湿度の環境における凝縮水発生限界温度までしか空気を冷却することができない。
【０００６】
そのため、特許文献１の油冷式スクリュー圧縮機は、空気の湿度が低い環境では、圧縮中の空気の熱を十分に奪うことができず、空気の圧縮過程を十分に等温圧縮に近づけることが困難である。このため、回転体を駆動する軸力を十分に低下させることができず、エネルギーを無駄に消費してしまうという問題がある。したがって、上記従来の油冷式スクリュー圧縮機では、十分な省エネルギー効果を得ることが困難であった。
【０００７】
また、特許文献１及び特許文献２の油冷式スクリュー圧縮機は、いずれも冷却油を冷却するために空冷方式を採用している。空冷方式を採用すると発生した熱（圧縮機出力の１１０％）を大気に放熱するので、熱の処理が大変である。そのため、空冷方式は例えば７５ｋＷ以下の小型のスクリュー圧縮機にしか用いることができず、小さな工場にしか適用することができないという課題がある。また、冷却油を冷却するために大きな伝熱面積を必要とするため、冷却油を冷却するための冷却部が大型化するという課題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、凝縮水が発生すること確実に防止しつつ、従来よりも高い省エネルギー効果を得ることができるスクリュー圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の油冷式スクリュー圧縮機は、空気を吸入する吸入口と、その吸入口から吸入された前記空気をスクリューで圧縮する圧縮手段と、その圧縮手段により圧縮された圧縮空気を吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、その圧縮機本体内のガス圧縮空間に冷却油を供給して前記圧縮空気を前記冷却油との直接熱交換により冷却可能とする冷却油供給手段と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機であって、前記吸入口近傍における前記空気の絶対湿度を測定する湿度計と、前記吐出口近傍における前記圧縮空気の吐出圧力を測定する圧力計と、前記湿度計で測定した前記空気の絶対湿度および前記圧力計で測定した前記圧縮空気の吐出圧力に基づいて前記圧縮空気の露点温度を算出する演算部と、を備え、前記冷却油供給手段は、前記圧縮空気との直接熱交換により加熱された前記冷却油を回収するとともに、回収された前記冷却油を、その冷却油により冷却された前記圧縮空気が露点温度以上になる温度に水冷方式で間接熱交換により冷却して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機は、空気を吸入する吸入口と、その吸入口から吸入された前記空気をスクリューで圧縮する圧縮手段と、その圧縮手段により圧縮された圧縮空気を吐出する吐出口とを有する圧縮機本体と、その圧縮機本体内のガス圧縮空間に冷却油を供給して前記圧縮空気を前記冷却油との直接熱交換により冷却可能とする冷却油供給手段と、を備えた油冷式スクリュー圧縮機であって、前記吸入口近傍における前記空気の吸入温度を測定する温度計と、前記吐出口近傍における前記圧縮空気の吐出圧力を測定する圧力計と、前記温度計により測定した吸入温度における前記空気の飽和水蒸気量を前記空気の水蒸気量として前記空気の絶対湿度を算出し、この絶対湿度および前記圧力計で測定した前記圧縮空気の吐出圧力に基づいて前記圧縮空気の露点温度を算出する演算部と、を備え、前記冷却油供給手段は、前記圧縮空気との直接熱交換により加熱された前記冷却油を回収するとともに、回収された前記冷却油を、その冷却油により冷却された前記圧縮空気が露点温度以上になる温度に水冷方式で間接熱交換により冷却して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機は、前記冷却油循環手段は、前記ガス圧縮空間から回収された前記冷却油を前記圧縮空気から分離して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環流路と、前記冷却油循環流路に並行して設けられたバイパス流路と、前記バイパス流路において前記冷却油を水冷方式で間接熱交換して冷却する冷却部と、前記冷却油循環流路から前記バイパス流路に流入させる前記冷却油の流量を制御する制御弁と、前記バイパス流路よりも前記冷却油循環流路の下流側に設けられ前記冷却油の冷却温度を測定する冷却油温度計と、前記冷却温度に基づいて前記制御弁の開度を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機は、前記制御部は、前記冷却温度が前記露点温度以上となるように、前記制御弁の開度を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機は、前記冷却油循環手段は、前記ガス圧縮空間から回収された前記冷却油を前記圧縮空気から分離して前記圧縮機本体内の前記ガス圧縮空間に循環供給する冷却油循環流路と、前記冷却油循環流路に設けられた水冷方式で間接熱交換により前記冷却油を冷却する冷却部と、この冷却部に供給される冷却水の流量を制御する冷却水量制御弁と、を備え、前記冷却部よりも前記冷却油循環流路の下流側に設けられ冷却された前記冷却油の冷却温度を測定する冷却油温度計と、前記冷却温度に基づいて前記冷却水量制御弁の開度を制御する制御部と、を有することを特徴とする
【００１４】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機の冷却油冷却方法は、上記いずれかの油冷式スクリュー圧縮機の冷却油冷却方法であって、前記冷却油の冷却が、冷却油循環流路に設けられる冷却部に通す冷却油の流量、前記冷却部の冷却水の水量、前記冷却水の温度から選ばれる少なくとも一つを制御する冷却油温度の制御であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の油冷式スクリュー圧縮機によれば、吸入口の近傍における空気の絶対湿度を湿度計によって測定し、吐出口の近傍における圧縮空気の吐出圧力を圧力計によって測定することができる。そして、測定した絶対湿度および吐出圧力に基づいて、圧縮空気の露点温度を演算部により算出することができる。さらに、圧縮空気をその露点温度以上の温度に冷却する冷却油の温度（冷却温度）を演算部によって算出し、冷却油循環手段によって冷却油をその目標とする冷却温度に冷却することができる。なお、ガス圧縮空間に導入される前の大気を空気といい、圧縮空間に導入された空気を圧縮空気という。
【００１６】
このような冷却温度に冷却された冷却油によって圧縮空気を冷却することで、圧縮機本体内のガス圧縮空間やその下流側のガス圧縮空間で凝縮水が発生すること防止しつつ、取り入れる空気の湿度に応じて従来よりも低い温度まで圧縮空気を冷却することが可能になる。これにより、圧縮中の気体の熱を十分に奪うことができ、気体の圧縮過程を十分に等温圧縮に近づけることができる。そして、回転体を駆動する軸力を十分に低下させ、従来よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
【００１７】
また、冷却油の冷却方式として水冷方式の間接熱交換による冷却を採用しているので、従来の空冷方式と異なり、発生した熱を大気に放熱せず、冷却水によって回収するので、熱の処理が容易である。そのため、中大型のスクリュー圧縮機を用いることができ、中大型の工場に適用することができる。また、冷却油を冷却するために必要な伝熱面積を小さくすることができ、冷却油を冷却するための冷却部を小型化することができる。
【００１８】
また、本発明の油冷式スクリュー圧縮機の冷却油冷却方法によれば、冷却油を冷却水との間接熱交換により冷却する水冷方式を採用している。そのため、冷却油を空冷方式により冷却する従来の方法と異なり、発生した熱を大気に放熱せず、冷却水によって回収するので、熱の処理が容易である。そのため、中大型のスクリュー圧縮機を用いることができ、中大型の工場に適用することができる。また、冷却油を冷却するために必要な伝熱面積を小さくすることができ、冷却油を冷却するための冷却部を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第一実施形態＞
次に、この発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態のスクリュー圧縮機は、一般産業用工場の空気圧縮機として用いられる油冷式のスクリュー圧縮機であり、例えば産業用ロボットのエアシリンダ等に空気を供給する装置等に圧縮した空気を供給するためのものである。
図１は、本実施形態のスクリュー圧縮機１の概略構成を示す模式図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のスクリュー圧縮機１は、空気を圧縮する圧縮機本体２を備えている。圧縮機本体２は、空気を吸入するための吸入口２ａと、圧縮された空気を吐出する吐出口２ｂが形成されたケーシング２ｃを有している。
【００２１】
吸入口２ａには、吸入する空気の流量を制御する吸入制御弁３が設けられている。
吸入制御弁３の上流側には、吸入する空気をろ過するフィルタ４と、吸入口２ａ近傍における空気の絶対湿度Ｈａを測定するデジタル式の絶対湿度計（湿度計）５が設けられている。
吐出口２ｂには、吐出口配管６の始端部が接続されている。
【００２２】
圧縮機本体２のケーシング２ｃの内部には、スクリュー状の溝が形成されたロータ２ｄが配置されている。ロータ２ｄの軸２ｅは、ベアリング等の軸受け機構２ｆにより回転自在に支持され、増速機２ｇを介してモータ２ｈの駆動軸２ｉに連結されている。
圧縮機本体２は、吸入口２ａから取り入れた空気Ａをケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１に導入してロータ２ｄにより圧縮し、その圧縮された空気を吐出口２ｂから吐出するようになっている。ケーシング２ｃには、冷却油Ｌをケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１や軸受け機構２ｆおよび増速機２ｇ等に供給する冷却油供給配管２ｊが接続されている。
【００２３】
以下では、ケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１及びその下流側の吐出口配管６、気体収容部７ｃ、空気配管８等の内部のガス圧縮空間Ｃ２に導入されて圧縮された空気Ａを圧縮空気Ａｐといい、ガス圧縮空間Ｃ１，Ｃ２に導入される前の外気を空気Ａという。
【００２４】
吐出口配管６の終端部は、セパレータ７の気液分離槽７ａに接続されている。
気液分離槽７ａの下部は冷却油Ｌを貯留する冷却油貯留部７ｂとなっており、上部は空気Ａを収容する気体収容部７ｃになっている。気体収容部７ｃには、空気Ａ中に含まれる冷却油Ｌの油滴を回収するための冷却油回収エレメント７ｄが設けられている。
気体収容部７ｃの冷却油回収エレメント７ｄの内側には、気体収容部７ｃ内の空気Ａを排出するための空気配管８が接続されている。また、吐出口２ｂの近傍に配置された気液分離槽７ａには気体収容部７ｃ内部の圧縮空気Ａｐの圧力Ｐを測定するデジタル式の圧力計９が設けられている。圧力計９は吐出口２ｂの近傍に配置され、吐出口２ｂの近傍の圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐを測定することができるようになっている。
【００２５】
冷却油貯留部７ｂには、貯留された冷却油Ｌを排出する冷却油配管１０が接続されている。冷却油配管１０の気液分離槽７ａ側の端部は、冷却油貯留部７ｂの底部に向けて屈曲されている。
冷却油貯留部７ｂの底部には、冷却油Ｌ中に含まれる金属粉等を吸着するマグネットフィルタ７ｅが設けられている。
【００２６】
空気配管８には、例えば冷却水との熱交換により圧縮空気Ａｐを冷却するアフタクーラ１１が設けられている。また、アフタクーラ１１の下流側には、圧縮空気Ａｐに含まれる水分を除去するための空気用セパレータ１２が設けられている。さらに、空気用セパレータ１２の下流側には逆止弁１３が設けられている。逆止弁１３の下流側の空気配管８は、例えば産業用ロボットのエアシリンダに圧縮空気Ａｐを供給する供給装置等（図示略）に接続されている。
【００２７】
冷却油配管１０には、冷却油Ｌを冷却する冷却ユニット１４が設けられている。
冷却ユニット１４は、後述するバイパス配管（バイパス流路）１４ａ、オイルクーラー（冷却部）１４ｂ、制御弁１４ｃ、計算機（演算部、制御部）１４ｄ、および冷却油温度計１４ｅにより構成されている。
【００２８】
バイパス配管１４ａは、冷却油配管１０に並行して設けられ、冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌを分岐させて上流側から下流側へバイパスさせるように設けられている。バイパス配管１４ａは、冷却油配管１０の上流側の分岐点１０ａと下流側の合流点１０ｂにそれぞれ接続されている。バイパス配管１４ａには、バイパス配管１４ａを流れる冷却油Ｌを冷却するオイルクーラー１４ｂが設けられている。
【００２９】
オイルクーラー１４ｂは、バイパス配管１４ａを例えば冷却水ＣＷによって冷却することで、バイパス配管１４ａの内部を流れる冷却油Ｌを水冷式で間接熱交換して冷却するようになっている。オイルクーラー１４ｂには、冷却水ＣＷを供給する冷却水供給配管１６ａと、オイルクーラー１４ｂから排出された冷却水を回収する冷却水回収配管１６ｂが接続されている。冷却水供給配管１６ａおよび冷却水回収配管１６ｂは、冷却水ＣＷの冷却と循環を行う冷却水循環装置１６に接続されている。
【００３０】
冷却水循環装置１６は冷却水回収配管１６ｂを介してオイルクーラー１４ｂにおける冷却油Ｌとの間接熱交換により温度が上昇した冷却水ＣＷを回収し、再び所定の温度に冷却する。そして、その冷却水ＣＷを再び冷却水供給配管１６ａを介してオイルクーラー１４ｂに循環供給するようになっている。
【００３１】
また、冷却水循環装置１６は計算機１４ｄに接続され、冷却水ＣＷを計算機１４ｄにより指定された目標温度に冷却するようになっている。また、冷却水供給配管１６ａには、冷却水ＣＷの流量を制御する冷却水量制御弁１４ｇが設けられている。冷却水量制御弁１４ｇは計算機１４ｄに接続され、計算機１４ｄにより生成された制御信号によりオイルクーラー１４ｂに供給する冷却水ＣＷの流量を制御可能になっている。
【００３２】
制御弁１４ｃは、バイパス配管１４ａの分岐点１０ａと合流点１０ｂとの間の冷却油配管１０に設けられている。制御弁１４ｃは、例えばアクチュエータ等により弁を開閉させ、冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌの流量を調節することで、バイパス配管１４ａへ流入させる冷却油Ｌの流量を調整するようになっている。
バイパス配管１４ａの合流点１０ｂの下流側の冷却油配管１０には、冷却された冷却油Ｌの温度（冷却温度Ｔｃ）を測定するデジタル式の冷却油温度計１４ｅが設けられている。
冷却油配管１０は、冷却ユニット１４の下流側が、冷却油Ｌをケーシング２ｃ内部や軸受け機構２ｆおよび増速機２ｇに供給する冷却油供給配管２ｊに接続されている。
【００３３】
絶対湿度計５、圧力計９、制御弁１４ｃおよび冷却油温度計１４ｅは、それぞれ計算機１４ｄに接続されている。
計算機１４ｄは、例えば不図示の中央演算処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置、入力装置等により構成されている。
【００３４】
計算機１４ｄの記憶装置は、絶対湿度計５により測定された吸入口２ａの近傍の空気Ａの絶対湿度Ｈａと、圧力計９により測定された吐出口２ｂの近傍の圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐとを記録するようになっている。
計算機１４ｄのＣＰＵは、記憶装置に記録された空気Ａの絶対湿度Ｈａと圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐとに基づいて圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを算出し、算出した露点温度Ｔｄを記憶装置に記録させるようになっている。
【００３５】
計算機１４ｄの入力装置は、露点温度Ｔｄに加えるための余裕温度Ｔａや、絶対湿度Ｈａの補正値等を入力することができるようになっており、入力された余裕温度Ｔａや絶対湿度Ｈａの補正値等を記憶装置に記録させるようになっている。
また、計算機１４ｄのＣＰＵは、記憶装置に記録した露点温度Ｔｄに余裕温度Ｔａを加えて冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出し、記憶装置に記録させるようになっている。
【００３６】
また、ＣＰＵは、冷却油温度計１４ｅにより測定された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃを所定のサンプリング周期で記憶装置に記録するようになっている（ステップＳ１）。また、ＣＰＵは、記憶装置に記録された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃと目標冷却温度Ｔとの温度差δＴを算出し、その温度差δＴに応じた制御信号を生成して制御弁１４ｃのアクチュエータを駆動するようになっている（ステップＳ２）。
このように、計算機１４ｄは、例えば上記のステップＳ１とステップＳ２を繰り返し実行するフィードバック制御等を行って、冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃと目標冷却温度Ｔとの温度差δＴを０に近づけるようになっている。
【００３７】
本実施形態では、上述の吐出口配管６、セパレータ７、冷却油配管１０および冷却油供給配管２ｊによって、冷却油循環流路が構成されている。冷却油循環流路は、圧縮機本体２の吐出口２ｂから吐出された圧縮空気Ａｐと冷却油Ｌの混合流体から冷却油Ｌを分離して、圧縮機本体２の内部に供給するように構成されている
そして、冷却油循環流路と冷却ユニット１４により、冷却油循環手段が構成されている。冷却油循環手段は、圧縮機本体２による空気Ａの圧縮に際して添加される冷却油Ｌを露点温度Ｔｄ以上の冷却温度Ｔｃに冷却して圧縮機本体２に供給するように構成されている。
【００３８】
次に、この実施の形態の作用ついて説明する。
まず、本実施形態のスクリュー圧縮機１を、例えば大気圧、気温が３０℃、相対湿度が１００％の高湿度環境下で運転させる場合について説明する。
【００３９】
スクリュー圧縮機１の運転を開始すると、圧縮機本体２のモータ２ｈの軸２ｉが回転し、増速機２ｇを介して軸２ｉに連結された軸２ｅが回転し、ロータ２ｄが回転する。スクリュー状の溝が形成されたロータ２ｄの回転により、空気Ａがフィルタ４および吸入制御弁３を介して吸入口２ａからケーシング２ｃの内部のガス圧縮空間Ｃ１へ吸入される。ケーシング２ｃの内部のガス圧縮空間Ｃ１に吸入された空気Ａは、ロータ２ｄの回転により圧縮され、圧縮空気Ａｐとして吐出口２ｂより吐出される。
【００４０】
このとき、冷却油Ｌが冷却油供給配管２ｊから圧縮機本体２のケーシング２ｃの内部の圧縮過程の圧縮空気Ａｐへ添加される。冷却油Ｌは圧縮過程の圧縮空気Ａｐとの直接熱交換により圧縮空気Ａｐを冷却するとともに、圧縮空気Ａｐから熱を吸収して温度が上昇する。また、冷却油Ｌは、軸受け機構２ｆおよび増速機２ｇにも供給され、これらを冷却する。圧縮空気Ａｐと冷却油Ｌは混合状態でケーシング２ｃの吐出口２ｂから吐出され、吐出口配管６を介してセパレータ７に導入される。
セパレータ７に導入された混合状態の圧縮空気Ａｐと冷却油Ｌは、気液分離層７ａにおいて気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐと冷却油貯留部７ｂの冷却油Ｌに分離される。
【００４１】
ここで、冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出する。ここでは、計算機１４ｄの入力装置に余裕温度Ｔａを例えば０℃として入力しておく。
計算機１４ｄは、目標冷却温度Ｔの算出に先立って、絶対湿度計５によって測定された吸入口２ａの近傍の空気Ａの絶対湿度Ｈａと、圧力計９によって測定された吐出口２ｂの近傍の圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐとに基づいて、圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐにおける露点温度Ｔｄを算出する。
【００４２】
次いで、算出された露点温度Ｔｄに余裕温度Ｔａを加えた冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出する。
ここで、圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐは例えば約７ａｔｇ程度になっており、上記の高湿度環境下の空気Ａを吐出圧力Ｐまで昇圧したときの圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄは、例えば約７５℃程度となる。また、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔ（＝Ｔｄ＋Ｔａ）は、露点温度Ｔｄと等しくなる。
【００４３】
セパレータ７の冷却油貯留部７ｂに分離して回収された冷却油Ｌは、マグネットフィルタ７ｅによって冷却油Ｌ中に含まれる金属粉等が吸着されて除去される。金属粉等が除去された冷却油Ｌは、冷却油配管１０へ排出される。このとき、冷却油配管１０の気液分離槽７ａ側の端部が冷却油貯留部７ｂの底部に向けて屈曲されているので、冷却油Ｌをより確実にマグネットフィルタ７ｅの近傍に流通させ、より確実に金属粉等を除去することができる。
金属粉等を除去されて冷却部貯留部７ｂから冷却油配管１０に流入した冷却油Ｌは、冷却油配管１０に設けられた冷却ユニット１４により冷却される。
【００４４】
冷却ユニット１４は、冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌを以下の手順で目標冷却温度Ｔに冷却する。
まず、冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、冷却油温度計１４ｅにより測定された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃを所定のサンプリング周期で記録する（ステップＳ１）。
次に、冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃと目標冷却温度Ｔとの温度差δＴを算出して、その差δＴに応じた制御信号を生成して制御弁１４ｃのアクチュエータを駆動させる。そして、制御弁１４ｃの開度を調整して、バイパス流路１４ａに流入させる冷却油Ｌの流量を変化させる（ステップＳ２）。
【００４５】
バイパス流路１４ａに流入した冷却油Ｌは、オイルクーラー１４ｂにおいて冷却水ＣＷと配管を介した間接熱交換をすることにより冷却される。そのため、バイパス流路１４ａに流入する冷却油Ｌの流量が増加すると、冷却水ＣＷとの間接熱交換により冷却される冷却油Ｌの流量が増加することから、バイパス流路１４ａの合流点１０ｂの下流側における冷却油Ｌの温度低下は大きくなる。また、バイパス流路１４ａに流入する冷却油Ｌの流量が減少すると、冷却水ＣＷとの間接熱交換により冷却される冷却油Ｌの流量が減少することから、バイパス流路１４ａの合流点１０ｂの下流側における冷却油Ｌの温度低下は小さくなる。
【００４６】
次いで、温度差δＴを０℃に近づけるように、ステップＳ１とステップＳ２を繰り返し実行するフィードバック制御を行う。
これにより、冷却ユニット１４により冷却された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃは、目標冷却温度Ｔと略等しい例えば約７５℃程度になる。
本実施形態のスクリュー圧縮機１では水冷方式の間接熱交換により冷却油Ｌを冷却している。すなわち、空冷方式により冷却油を冷却する従来の油冷式スクリュー圧縮機と異なり、発生した熱を大気に放熱せず、冷却水ＣＷによって回収している。
【００４７】
冷却ユニット１４により目標冷却温度Ｔと略等しい温度に冷却された冷却油Ｌは、冷却油供給配管２ｊを介して圧縮機本体２のケーシング２ｃの内部の圧縮過程の圧縮空気Ａｐへ添加される。
このように、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに対して、例えば約７５℃程度に冷却された冷却油Ｌを添加することで、圧縮空気Ａｐは圧縮の過程で冷却油Ｌとの直接熱交換によって冷却され、圧縮空気Ａｐを等温圧縮に近い状態で圧縮することができる。
このとき、気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐは、例えば約７５℃程度の目標冷却温度Ｔに冷却された冷却油Ｌにより冷却されることで、例えば約８５℃程度の温度に冷却される。また、圧縮空気Ａｐの圧力は例えば約７ａｔｇとなっている。
【００４８】
ここで、上記の高湿度環境下の圧縮空気Ａｐにおいて吐出圧力Ｐが７ａｔｇのときの露点温度Ｔｄは、例えば約７５℃程度である。しかし、圧縮空気Ａｐの温度が例えば約８５℃程度となっているので、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１や、その下流側の吐出口配管６、気体収容部７ｃ、空気配管８等の内部のガス圧縮空間Ｃ２において圧縮空気Ａｐに含まれる水蒸気が結露して凝縮水が発生することを防止できる。したがって、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２における発錆等の不具合を防止することができる。
【００４９】
本実施形態では、圧縮機本体２の特性等から、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに冷却油Ｌを添加すると、吐出される圧縮空気Ａｐの温度が冷却油Ｌよりも約１０℃程度高い温度になることが分かっている。そのため、余裕温度Ｔａを０℃として入力し、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを露点温度Ｔｄと略等しい約７５℃程度に設定している。そして、圧縮機本体２から吐出される圧縮空気Ａｐの温度が、露点温度Ｔｄよりも約１０℃程度余裕を持たせた約８５℃程度になるようにしている。したがって、ガス圧縮空間Ｃ１，Ｓ２において凝縮水の発生をより確実に防止することができる。
【００５０】
セパレータ７の気液分離槽７ａの上部の気体収容部７ｃに分離された圧縮空気Ａｐは、冷却油回収エレメント７ｄを通過して、空気配管８に排出される。このとき、冷却油回収エレメント７ｄによって圧縮空気Ａｐ中に含まれる冷却油Ｌの油滴が除去される。空気配管８に流入した圧縮空気Ａｐは、アフタクーラ１１によって、使用される環境に適した温度に冷却される。そして、空気用セパレータ１２を通過する過程で、冷却時に発生した水滴等の水分が圧縮空気Ａｐから除去される。水分が除去された圧縮空気Ａｐは、逆止弁１３を通過して、例えば産業用ロボットのエアシリンダに空気を供給する供給装置等に供給される。供給される圧縮空気Ａｐの圧力は、例えば約７ｋｇｆ／ｃｍ２（約１００ｐｓｉ）程度となっている。
【００５１】
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機１を、例えば大気圧、気温が１６．３℃、相対湿度が６８．５％の通常環境下で運転させた場合について説明する。
【００５２】
スクリュー圧縮機１の運転を開始すると、冷冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、上記の高湿度環境における運転と同様に冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出する。ここでは、計算機１４ｄの入力装置に入力する余裕温度Ｔａを例えば０℃としておく。また、より確実に凝縮水の発生を防止するために、上記の通常環境における絶対湿度Ｈａの補正値として、上記の通常環境よりも厳しい環境である例えば大気圧、気温が２０℃、相対湿度が１００％の場合の絶対湿度Ｈａを入力しておく。
【００５３】
計算機１４ｄは、目標冷却温度Ｔの算出に先立って、入力された絶対湿度Ｈａの補正値と、気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐと、を用いて吐出圧力Ｐにおける圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを算出する。
次いで、算出された露点温度Ｔｄに余裕温度Ｔａを加えた目標冷却温度Ｔを算出して記録する。
ここで、吐出圧力Ｐは例えば約７ａｔｇ程度になっており、上記の補正後の通常環境下の圧縮空気Ａｐを吐出圧力Ｐまで昇圧したときの露点温度Ｔｄは、例えば約６０℃程度となっている。また、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔ（＝Ｔｄ＋Ｔａ）は、露点温度Ｔｄと等しくなる。
【００５４】
冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌは、冷却ユニット１４によって目標冷却温度Ｔに冷却される。冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、上記の高湿度環境における運転と同様に、温度差δＴを０℃に近づけるように、上記のステップＳ１とステップＳ２を繰り返し実行するフィードバック制御を行う。
これにより、冷却ユニット１４により冷却された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃは、目標冷却温度Ｔと略等しい例えば約６０℃程度になる。
【００５５】
冷却ユニット１４により冷却された冷却油Ｌは、上記の高湿度環境における運転と同様に、冷却油供給配管２ｊを介して圧縮機本体２のケーシング２ｃの内部の圧縮過程の圧縮空気Ａｐへ添加される。
【００５６】
このとき、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに対して、高湿度環境下における冷却油Ｌの温度よりも低い、例えば約６０℃程度の温度に冷却された冷却油Ｌを添加している。これにより、通常環境の圧縮空気Ａｐは、圧縮の過程で冷却油Ｌによって上記の高湿度環境下における圧縮空気Ａｐよりも低い温度に冷却される。したがって、圧縮空気Ａｐを上記の高湿度環境下における圧縮過程よりも、より等温圧縮に近い状態で圧縮することができる。
【００５７】
したがって、上記の高湿度環境下における運転の場合よりも、圧縮機本体２のロータ２ｄを回転させるために必要な軸力を低下させ、モータ２ｈの出力を低減させることができる。これにより、上記の高湿度環境下における運転の場合よりも、例えば約４．３％程度の省エネルギーを達成できる。
【００５８】
また、高湿度環境下における運転の場合と同様に、圧縮された圧縮空気Ａｐと冷却油Ｌとの混合流体は、吐出口２ｂから吐出されて吐出口配管６を通過してセパレータ７に流入する。そして、セパレータ７の気液分離槽７ａの下部の冷却油貯留部７ｂに冷却油Ｌが貯留され、気液分離槽７ａの上部の気体収容部７ｃに圧縮空気Ａｐが分離される。このとき、気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐの温度は、例えば約７０℃程度、圧力は例えば約７ａｔｇになっている。
【００５９】
ここで、上記の補正後の通常環境下の圧縮空気Ａｐにおいて圧力が７ａｔｇのときの露点温度Ｔｄは、約６０℃程度である。しかし、圧縮空気Ａｐの温度が例えば約７０℃程度となっているので、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２において圧縮空気Ａｐ含まれる水蒸気が結露して凝縮水が発生することを防止できる。また、上記の実際の通常環境下の圧縮空気Ａｐの露点温度は６０℃よりも低い温度であるため、より確実に凝縮水が発生することを防止できる。
したがって、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２において発錆等の不具合をより確実に防止することができる。
【００６０】
本実施形態では、圧縮機本体２の特性等から、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに冷却油Ｌを添加すると、吐出される空気Ａの温度が冷却油Ｌよりも約１０℃程度高い温度になることが分かっている。そのため、上記の通常環境下においても余裕温度Ｔａを０℃として入力し、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを露点温度Ｔｄと等しい約６０℃程度に設定している。これにより、圧縮機本体２から吐出される空気Ａの温度が、露点温度Ｔｄよりも約１０℃程度余裕を持たせた約７０℃程度になるようにしている。したがって、ガス圧縮空間Ｃ１，Ｓ２において凝縮水の発生をより確実に防止することができる。
【００６１】
次に、本実施形態のスクリュー圧縮機１を、例えば大気圧、気温が７．４℃、相対湿度が５９．３％の低湿度環境下で運転させた場合について説明する。
【００６２】
スクリュー圧縮機１の運転を開始すると、冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、上記の高湿度環境における運転と同様に冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出する。ここでは、計算機１４ｄの入力装置に入力する余裕温度Ｔａを例えば０℃としておく。また、より確実に凝縮水の発生を防止するために、上記の低湿度環境における絶対湿度Ｈａの補正値として、上記の低湿度環境よりも厳しい環境である例えば大気圧、気温が１０℃、相対湿度が１００％の場合の絶対湿度Ｈａを入力しておく。
【００６３】
計算機１４ｄは、目標冷却温度Ｔの算出に先立って、入力された絶対湿度Ｈａの補正値と、気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐと、を用いて吐出圧力Ｐにおける圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを算出する。
次いで、算出された露点温度Ｔｄに余裕温度Ｔａを加えた目標冷却温度Ｔを算出して記録する。
ここで、吐出圧力Ｐは例えば約７ａｔｇ程度になっており、上記の補正後の低湿度環境下の圧縮空気Ａｐを吐出圧力Ｐまで昇圧したときの露点温度Ｔｄは、例えば約４７℃程度となっている。また、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔ（＝Ｔｄ＋Ｔａ）は、露点温度Ｔｄと等しくなる。
【００６４】
冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌは、冷却ユニット１４によって目標冷却温度Ｔに冷却される。冷却ユニット１４の計算機１４ｄは、上記の高湿度環境および通常環境下の場合と同様に、温度差δＴを０℃に近づけるように、ステップＳ１とステップＳ２を繰り返し実行するフィードバック制御を行う。
これにより、冷却ユニット１４により冷却された冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃは、目標冷却温度Ｔと略等しい例えば約４７℃程度になる。
【００６５】
冷却ユニット１４により冷却された冷却油Ｌは、上記の高湿度環境および通常環境下における運転と同様に、冷却油供給配管２ｊを介して圧縮機本体２のケーシング２ｃの内部の圧縮過程の圧縮空気Ａｐへ添加される。
【００６６】
このとき、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに対して、高湿度環境および通常環境下における冷却油Ｌよりも低い例えば約４７℃程度に冷却された冷却油Ｌを添加している。これにより、圧縮空気Ａｐは圧縮の過程で冷却油Ｌによって高湿度環境および通常環境下における圧縮空気Ａｐよりも低い温度に冷却される。したがって、圧縮空気Ａｐを上記の高湿度環境および通常環境下における圧縮過程よりも、より等温圧縮に近い状態で圧縮することができる。
【００６７】
したがって、上記の高湿度環境および通常環境下における運転の場合よりも、圧縮機本体２のロータ２ｄを回転させるために必要な軸力を低下させ、モータ２ｈの出力を低減させることができる。これにより、上記の高湿度環境下における運転の場合よりも、例えば約８．５％程度の省エネルギーを達成できる。
【００６８】
また、高湿度環境および通常環境下における運転の場合と同様に、圧縮された圧縮空気Ａｐと冷却油Ｌとの混合流体は、吐出口２ｂから吐出されて吐出口配管６を通過してセパレータ７に流入する。そして、セパレータ７の気液分離槽７ａの下部の冷却油貯留部７ｂに冷却油Ｌが貯留され、気液分離槽７ａの上部の気体収容部７ｃに圧縮空気Ａｐが分離される。このときの気体収容部７ｃの圧縮空気Ａｐの温度は例えば約５７℃程度、圧力は例えば約７ａｔｇになっている。
【００６９】
ここで、上記の補正後の通常環境下の圧縮空気Ａｐにおいて圧力が７ａｔｇのときの露点温度Ｔｄは、約４７℃程度である。しかし、圧縮空気Ａｐの温度が例えば約５７℃程度となっているので、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２において圧縮空気Ａｐ含まれる水蒸気が結露して凝縮水が発生することを防止できる。また、上記の実際の低湿度環境下の圧縮空気Ａｐの露点温度は４７℃よりも低い温度であるため、より確実に凝縮水が発生することを防止できる。
したがって、圧縮機本体２のケーシング２ｃ内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２において発錆等の不具合をより確実に防止することができる。
【００７０】
本実施形態では、圧縮機本体２の特性等から、圧縮過程の圧縮空気Ａｐに冷却油Ｌを添加すると、吐出される圧縮空気Ａｐの温度が冷却油Ｌよりも約１０℃程度高い温度になることが分かっている。そのため、上記の低湿度環境下でも余裕温度Ｔａを０℃として入力し、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを露点温度Ｔｄと略等しい約４７℃程度に設定している。そして、圧縮機本体２から吐出される圧縮空気Ａｐの温度が、露点温度Ｔｄよりも約１０℃程度余裕を持たせた約５７℃程度になるようにしている。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態のスクリュー圧縮機１では、圧縮機本体２の吸入口２ａの近傍における空気Ａの絶対湿度Ｈａを絶対湿度計５によって測定することができる。また、吐出口２ｂの近傍における圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐを圧力計９によって測定することができる。そして、測定した絶対湿度Ｈａおよび吐出圧力Ｐに基づいて、圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを計算機１４ｄにより算出することができる。さらに、圧縮空気Ａｐをその露点温度Ｔｄ以上の温度に冷却する冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを計算機１４ｄによって算出することができる。
【００７２】
また、吐出口配管６、セパレータ７、冷却油配管１０および冷却油供給配管２ｊにより、圧縮空気Ａｐとの直接熱交換により加熱された冷却油Ｌをガス圧縮空間Ｃ２から回収してガス圧縮空間Ｃ１に循環供給する「冷却油循環流路」が構成されている。また、この「冷却油循環流路」と、冷却油循環流路を流れる冷却油Ｌを水冷式で間接熱交換により冷却する「冷却ユニット１４」と、により「冷却油循環手段」が構成されている。
【００７３】
これにより、「冷却油循環手段」によって、冷却油Ｌを目標冷却温度Ｔに冷却することができる。すなわち、本実施形態のスクリュー圧縮機１では、この「冷却油循環手段」が、圧縮機本体２内のガス圧縮空間Ｃ１に冷却油Ｌを供給して圧縮空気Ａｐを冷却油Ｌとの直接熱交換により冷却可能とする「冷却油供給手段」となっている。
そして、目標冷却温度Ｔに冷却された冷却油Ｌによって圧縮空気Ａｐを冷却することで圧縮空気Ａｐをその露点温度Ｔｄ以上の温度に冷却することができる。
【００７４】
したがって、圧縮機本体２内のガス圧縮空間Ｃ１やその下流側のガス圧縮空間Ｃ２で凝縮水が発生すること防止しつつ、湿度に応じて従来よりも低い温度まで圧縮過程の圧縮空気Ａｐを冷却することが可能になる。これにより、圧縮過程の圧縮空気Ａｐの熱を十分に奪うことができ、圧縮空気Ａｐの圧縮過程を十分に等温圧縮に近づけることができる。そして、ロータ２ｄを駆動する軸力を十分に低下させ、従来よりも高い省エネルギー効果を得ることができる。
本実施形態のスクリュー圧縮機１を、例えば上記の高湿度環境下で３ヶ月、上記の通常環境下で６ヶ月、上記の低湿度環境下で３ヶ月、それぞれ運転させる場合には、年間で約４.３％程度の省エネルギーを達成することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、余裕温度Ｔａを０℃として入力し、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを露点温度Ｔｄと等しくすることで、セパレータ７の気液分離槽７ａの内部の圧縮空気Ａｐの温度を露点温度Ｔｄ＋約１０℃程度の温度にすることができる。したがって、セパレータ７の気液分離槽７ａの内部の空気Ａに露点温度Ｔｄから約１０℃程度の余裕ができ、ロータ２ｄの負荷の変動や、目標冷却温度Ｔへの冷却油Ｌの冷却温度Ｔｃの追従の遅れ等をカバーすることができる。
【００７６】
また、冷却油Ｌの冷却方式として水冷方式の間接熱交換による冷却を採用しているので、発生した熱を大気に直接放熱せず、冷却水ＣＷによって回収することができる。したがって、冷却水Ｌを処理すればよく、大気に放熱された熱を処理する場合と比較して熱の処理が容易である。そのため、スクリュー圧縮機１を空冷式のものよりも大型化させ、中大型の工場に適用することができる。また、水冷方式により冷却油Ｌを冷却することで、冷却油Ｌの冷却に必要な伝熱面積を小さくすることができ、空冷方式のオイルクーラーと比較して、オイルクーラー１４ｂを小型化させることができる。
【００７７】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１を援用して説明する。本実施形態のスクリュー圧縮機１００では、絶対湿度計５の代わりに空気温度計（温度計）１５が設けられている点で、上述の第一実施形態で説明したスクリュー圧縮機１と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００７８】
図１に示すように、本実施形態のスクリュー圧縮機１００は、圧縮機本体２の吸入口２ａの上流側に、空気の吸入空気温度（吸入温度）Ｔｇを測定する空気温度計１５が設けられている。
空気温度計１５は、冷却ユニット１４の計算機（演算部、制御部）１４ｆに接続されている。
計算機１４ｆは、第一実施形態の計算機１４ｄと同様に、例えば不図示の中央演算処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置、入力装置等により構成されている。
【００７９】
計算機１４ｆの記憶装置は、空気温度計１５により測定された吸入口２ａの近傍の吸入空気温度Ｔｇと、圧力計９により測定された吐出口２ｂの近傍の空気Ａの吐出圧力Ｐとを記録するようになっている。また、大気圧における空気Ａの温度と飽和水蒸気量Ｗｍａｘとの関係式Ｆが記録されている。
【００８０】
計算機１４ｆのＣＰＵは、記憶装置に記録された関係式Ｆから、空気温度計１５により測定した吸入空気温度Ｔｇにおける空気Ａの飽和水蒸気量Ｗｍａｘを算出して記憶装置に記録するようになっている。また、その飽和水蒸気量Ｗｍａｘを空気Ａの水蒸気量として空気Ａの絶対湿度を算出し、記憶装置に記録するようになっている。また、空気Ａの絶対湿度と圧力計９により測定した圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐとに基づいて圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを算出し、算出した露点温度Ｔｄを記憶装置に記録させるようになっている。
【００８１】
計算機１４ｆの入力装置は、露点温度Ｔｄに加えるための余裕温度Ｔａや、絶対湿度Ｈａの補正値等を入力することができるようになっており、入力された余裕温度Ｔａや絶対湿度Ｈａの補正値等を記憶装置に記録させるようになっている。
また、計算機１４ｆのＣＰＵは、記憶装置に記録した露点温度Ｔｄと余裕温度Ｔａを加えて目標冷却温度Ｔを算出し、記憶装置に記録させるようになっている。
【００８２】
以上の構成により、本実施形態のスクリュー圧縮機１００は、運転時にまず冷却ユニット１４の計算機１４ｆによって、冷却油Ｌの目標冷却温度Ｔを算出する。ここでは、第一実施形態と同様に、計算機１４ｄの入力装置に入力する余裕温度Ｔａを例えば０℃とする。
【００８３】
計算機１４ｆは、目標冷却温度Ｔの算出に先立って、空気温度計１５により測定された吸入口２ａの近傍の吸入空気温度Ｔｇにおける空気Ａの飽和水蒸気量Ｗｍａｘを算出して記憶装置に記録する。さらに、記録した飽和水蒸気量Ｗｍａｘを空気Ａの水蒸気量として空気Ａの絶対湿度を算出し、記憶装置に記録する。次いで、記録された空気Ａの絶対湿度と、圧力計９によって測定された吐出口２ｂの近傍の圧縮空気Ａｐの吐出圧力Ｐと、を用いて、吐出圧力Ｐにおける圧縮空気Ａｐの露点温度Ｔｄを算出する。
次いで、計算機１４ｆは、第一実施形態と同様に、目標冷却温度Ｔを算出して冷却油配管１０を流れる冷却油Ｌを冷却ユニット１４によって目標冷却温度Ｔに冷却する。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態のスクリュー圧縮機１００によれば、第一実施形態のスクリュー圧縮機１と同様の効果を得ることができる。加えて、絶対湿度計５により絶対湿度Ｈａを測定する場合と比較して、空気温度計１５により吸入空気温度Ｔｇを測定することで、スクリュー圧縮機１００の構成をより簡便にすることができる。
【００８５】
また、絶対湿度計５を用いる場合と比較して、より廉価で実用性に優れた空気温度計１５を用いることで、スクリュー圧縮機１００をより廉価で実用性に優れたものとすることができる。
また、吸入する空気Ａの水蒸気量Ｗを飽和水蒸気量Ｗｍａｘと想定することで、より安全側の設計となり、より確実に凝縮水が発生することを防止できる。
【００８６】
尚、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、冷却油を冷却する方法として、バイパス流路へ流入させる冷却油の流量を調整し、オイルクーラーに通す冷却油の流量を制御する方法を採用したが、冷却油冷却方法はこの方法に限られない。例えば、オイルクーラーに冷却水を供給する冷却水供給配管に冷却水量制御弁を設け、冷却油の冷却温度に基づいて計算機により冷却水の水量を制御することで冷却油の冷却温度を制御する冷却油冷却方法を用いてもよい。また、オイルクーラーから排出された冷却水を回収する冷却水回収配管に冷却水の温度を測定する冷却水温度計を設け、冷却水温度計により測定した冷却水温度を計算機に入力し、冷却水を冷却する冷却水冷却装置を計算機により制御して冷却水の温度を目標冷却温度に冷却することで、冷却油の冷却温度を制御する冷却油冷却方法を用いてもよい。
【００８７】
また、上述の実施形態では、吸入する空気の絶対湿度と、吐出された圧縮空気の吐出圧力との双方を測定したが、吐出圧力が一定である場合には吐出圧力は測定しなくてもよい。その場合には、予め設定された吐出圧力を計算機の入力装置等に入力することで、露点温度を算出することができる。これにより、吐出圧力の測定を省略して、スクリュー圧縮機の構成を簡略化することができる。
また、余裕温度を０℃以上の温度とすることで、冷却油を露点温度よりも高い温度に冷却してもよい。これにより、より確実に凝縮水の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…スクリュー圧縮機、２…圧縮機本体、２ａ…吸入口、２ｂ…吐出口、２ｃ…ケーシング（圧縮手段）、２ｄ…ロータ（スクリュー）、２ｊ…冷却油供給配管（冷却油循環手段、冷却油循環流路）、５…絶対湿度計（湿度計）、６…吐出口配管（冷却油循環手段、冷却油循環流路）、７…セパレータ（冷却油循環手段、冷却油循環流路）、９…圧力計、１０…冷却油配管（冷却油循環手段、冷却油循環流路）、１４…冷却ユニット（冷却油循環手段）、１４ａ…バイパス配管（バイパス流路）、１４ｂ…オイルクーラー（冷却部）、１４ｃ…制御弁、１４ｄ…計算機（演算部、制御部）、１４ｅ…冷却油温度計、１４ｆ…計算機（演算部、制御部）、１５…空気温度計（温度計）、１００…スクリュー圧縮機、Ａ…空気（気体）、Ｌ…冷却油（冷却油）
【図１】
2010138881.tif 000003