(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスの使用者の為の排出網に配送されるガスを圧縮する為の、主として一つのケース(2)から成る改良された圧縮機装置であって、該ケースが、
圧縮機要素(6)のための設定最大許容回転数(Nmax)を記憶する制御ボックス(8)を備えた可変速度モーター(7)によって動力が与えられる圧縮機要素(6)と、
入口(11)から周囲空気を吸入し、ケース(2)を通過させて出口(12)から周囲に空気を吹き戻す空冷器(10)と、
圧縮機要素(6)によって圧縮されたガスの冷却のための冷却回路(13)と、
を有する圧縮機装置において、
制御ボックス(8)がアルゴリズム(24)を備え、該アルゴリズムが、測定周囲温度(T20)が設定最高レベル(Tmax)を上回るとただちに、あるレベルだけ前記設定最大許容回転数(Nmax)を減少させ、また、測定周囲温度(T20)が前記設定最高レベル(Tmax)を下回るとただちに、設定最大許容回転数(Nmax)が再上昇すること、そして、
当該アルゴリズム(24)が、当該冷却回路の温度(T21)が第２の設定最高レベル(T21max)を上回った場合、設定最大許容回転数(Nmax)がさらに減少するようなものであること、
を特徴とする改良された圧縮機装置。
【請求項２】
測定周囲温度(T20)および/または冷却回路の温度(T21)が、連続的または間欠的に測定され、設定最大許容回転数(Nmax)が測定結果の関数として調節されることを特徴とする請求項1に記載の改良された圧縮機装置。
【請求項３】
ケース(2)が、電子機器隔室(5)を有し、該隔室が第２の空冷器(16)を備え、該第２の空冷器が第２の入口(17)から周囲空気を吸入し、該空気を第２の出口(18)から周囲に吹き戻し、また、圧縮機装置(1)が、電子機器隔室(5)の前記第２の空冷器(16)からの空気の冷却のための追加の冷却器(19)を有し、ここでこの追加の冷却器(19)が、測定周囲温度(T20)が設定最高レベル(Tmax)を上回る危険があるときに、スイッチが入れられることを特徴とする請求項1または2に記載の改良された圧縮機装置。
【請求項４】
追加冷却器(19)によって冷却される空気の温度(T22)が測定され、冷却された空気の測定温度(T22)が設定最高臨界レベル(T22max)を上回ったとき、この追加冷却器(19)の冷却能力(Q)が高められることを特徴とする請求項3に記載の改良された圧縮機装置。
【請求項５】
電子機器隔室(5)を通過する冷却空気の温度(T22)が当該臨界レベル(T22max)のすぐ下にくるように、追加冷却器(19)の冷却能力(Q)が調節されることを特徴とする請求項4に記載の改良された圧縮機装置。
【請求項６】
追加冷却器(19)がエンジン又はモーター(7)の当該制御ボックス(8)によって制御されることを特徴とする請求項3から5の中のいずれか一つに記載の改良された圧縮機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明は、本質的に、一つのケースから成る可変速度タイプの圧縮機装置であって、該ケースが、内部に、圧縮機に対する固定設定最大回転数のスピードモーターによって動力が供給される圧縮機要素と、周囲から入口を通して空気を吸入し、前記ケースを通過させて排気口から周囲に空気を吹き戻す空冷器と、圧縮機によって圧縮されたガスの冷却または圧縮空気の冷却のための冷却剤を有する独立の冷却回路と、を備えている圧縮機装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常の圧縮機装置は、一般に、最高周囲温度に関するある条件、すなわち規準作動条件と呼ばれる条件で機能することができるように、設計されている。
【０００４】
規準周囲条件の限界を超えた場合には、その圧縮機装置の良好な作動はもはや保証されえず、圧縮機装置の予期しない停止が起こりうる。
【０００５】
そのような場合、現在は、過大な寸法を有する圧縮機装置の使用が決定され、そのため、同じ条件での小さな圧縮機装置の場合よりも小さな熱が発生するようにされ、あるいは、最大能力で作動している圧縮機装置の場合、圧縮機の固定設定最大許容回転数を制限することにより、たとえば規準条件におけるよりも小さな速度伝達比での伝動により、小さな熱が発生するようにされる。そのため、追加の熱溜めを備えて、高い周囲温度を打ち消すために、使用することができる。
【０００６】
これの欠点は、圧縮機装置に多大の投資が必要であり、圧縮機装置がすべての規準条件下で最適使用されることにならず、その結果、規準条件下での性能の低下が起こる、ということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前記およびその他の欠点の一つ以上に対する解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的に応じて、本発明が提供するのは、自動調節制御器を備えた改良された圧縮機装置であり、該制御器は、すべての周囲温度において、圧縮機装置を常時最適冷却動作により、最高性能で使用できるようにするものである。そのために、本発明は、
主として一つのケースから成る改良された圧縮機装置であって、該ケースが、内部に、
圧縮機要素のための設定最大回転数を記憶する制御ボックスを備えた可変速度モーターによって動力が与えられる圧縮機要素と、
入口から周囲空気を吸入し、これがケースを通過したら、出口からこれを周囲に吹き戻す空冷器と、
圧縮機によって圧縮されたガスの冷却のための冷却回路と、
を有する圧縮機装置において、
制御ボックスがアルゴリズムを備え、該アルゴリズムが、測定周囲温度が設定最高レベルを上回るとただちに、ある所定値だけ前記設定最大許容回転数を減少させ、また、周囲温度が前記レベルを下回るとただちに、設定最大許容回転数が再上昇すること、
を特徴とする改良された圧縮機装置、
に関する。
【０００９】
本発明によるそのような装置の利点は、環境温度が、圧縮機要素の設計で考えられている規準レベルを上回ったとき、最大許容回転数が自動的に減少させられ、その結果、圧縮機装置が、小さな熱しか発生させず、空冷器の冷却能力が、周囲温度が高いこの場合でも十分であり、過熱による好ましくない停止を避け、装置の良好な動作を保証するのに十分な冷却が保たれる、ということである。
【００１０】
好ましくは、前記アルゴリズムは、さらに、設定最大回転数が、圧縮されたガスの前記冷却の温度が不十分であるか、または冷却剤の温度が設定レベルを上回った場合、さらに減少させられるようなものである。
【００１１】
周囲空気の温度および/または冷却の連続的または間欠的監視、ならびに測定結果の関数としての設定最大許容回転数の調節により、圧縮機装置は、定格上予想されているよりも高い周囲温度でさえも、常時、停止または損傷の危険なしに、その最大能力で機能することができる。
【００１２】
一般に、前記ケースは、電子機器隔室を備えており、該隔室は空冷器を備え、該空冷器は、入口から周囲空気を吸入し、出口からその空気を周囲に吹き戻す。ここで、電子機器要素に損傷が起こらないように、この目的に使用される冷却空気の温度に上限が課されている。この電子機器隔室の空冷器は、通常、規準条件を予想しており、冷却空気が最大温度を超えると、好ましくない圧縮機装置の停止が起こりうる。
【００１３】
本発明のもう一つの側面においては、前記ケース内に、電子機器隔室の冷却剤として作用する空気の冷却のために、もう一つの冷却器を備えることができる。ここで、この冷却器は、周囲温度が設定レベルを上回る危険がある場合にのみ、スイッチがはいる。これは、エネルギー費を最小限に保つためである。
【００１４】
このもう一つの冷却器は、独立に使用することができ、あるいは圧縮機装置の設定最大回転数の制御のためのアルゴリズムにしたがって使用することができる。ここで、好ましくは、この冷却器は、圧縮機装置の前記制御ボックスによって制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の特徴をさらに十分に説明するために、添付の図面を参照しつつ、本発明の圧縮機装置の好ましい実施形態を、限定を意図しない一つの例として、説明する。
【００１６】
図1の圧縮機装置1は、本質的に一つのケースから成り、このケースは、詰め綿(wad)3によって、二つの隔室4および5に分けられている。ここで、隔室4内には、圧縮機要素6が配置され、該要素には可変速度モーター7たとえば周波数制御モーターによって動力が供給される。該モーターは、設定最大回転数Nmaxを記憶した制御ボックス8を有する。また、隔室5は、電子機器隔室であり、該隔室内には、電子機器要素9、たとえば前記制御ボックスが配置されている。
【００１７】
隔室4は、空冷器10によって冷却される。該空冷器は、入口11から周囲空気を吸入し、この空気を、ケース2の隔室4と排出口12とを通して、矢印Aで示すように、周囲環境に吹き戻す。圧縮機装置1は、さらに、冷却回路13を備えている。この回路は、この圧縮機によって圧縮され、排気管14および連結部15により、排出空気網に配送することのできるガスの冷却のための冷却剤、たとえば油、水、その他を有するか、または有しないかである。
【００１８】
電子機器隔室5は、空冷器16を有し、該空冷器は、入口17から周囲空気を吸入し、該空気を、電子機器隔室5を通過させ、矢印Bで示すように、出口18から周囲環境に吹き戻す。
【００１９】
図1においては、圧縮機装置において、隔室4と5の空冷器10と16が別個のものであるように示されているが、これらの空冷器10と16とが共用のものであるか、または共通の部分を有することは排除されない。
【００２０】
さらに、本発明においては、空冷器16によって吸入された空気の冷却のために、冷却器19が備えられている。
【００２１】
さらに、圧縮機装置1は、周囲空気の温度T20を測定するための手段20、圧縮機の冷却回路13の温度T21、たとえばこの冷却回路13の出口における温度を測定するための手段21、および、電子機器要素9の冷却のための電子機器隔室5を通って流れる冷却空気の温度T22の測定のための手段22、を有している。これらの手段20、21、および22は、導線23によって、前記制御ボックス8と電気的に接続されている。
【００２２】
圧縮機装置は、制御ボックス8に設定されている最高周囲温度Tmaxにおいて、規準条件で動作できるように設計されている。
【００２３】
制御ボックス8は、本発明により、圧縮機要素6の最大回転数Nmaxの設定のために、図2に系統的に示すアルゴリズム24を備えている。このアルゴリズムにより、第一段階25においては、周囲温度T20が周囲温度の設定レベルTmaxと比較され、また、次の段階26により、最大許容回転数Nmaxが、周囲温度T20が設定最高レベルTmaxよりも高くなりそうになるとただちに、所定レベルだけ低下させられ、また、この最大許容回転数は、周囲温度T20が前記レベルTmaxを下回るとただちに、ふたたびその初期レベルまで上昇させられる。
【００２４】
好ましくは、設定最大回転数Nmaxの調節は、前記アルゴリズムにより、空冷器10の冷却能力が、常時、監視されている周囲温度において、圧縮機要素6が過熱の危険なしでこの調節された設定最大回転数Nmaxで動作しうるのに十分であるように、なされる。
【００２５】
アルゴリズム24の次の段階27において、冷却回路13の冷却剤の温度T21および/または圧縮空気の温度が設定最高レベルT21maxと比較され、前記冷却剤の温度T21が設定レベルT21maxを上回ったときには、段階26におけるように、設定最大許容回転数Nmaxがふたたび減少させられる。
【００２６】
明らかに、このアルゴリズムは、連続的または規則的かつ間欠的に実行することができ、また、設定最大回転数を減少または調節する数値は、測定結果の関数、したがって測定温度と、対応する設定最高レベルとの差の関数、とすることができる。
【００２７】
圧縮機装置1の動作は簡単であり、下記のようである。
【００２８】
周囲温度T20が設定最高レベルTmaxを超えると、設定最大回転数Nmaxが、所定の数値だけ減少させられ、その結果、圧縮機要素6には、少ない回転数のための動力を供給することができ、したがって、主として圧縮機要素6の回転数および圧縮機要素6の出口の加圧ガスの圧縮圧の関数である生成熱が減少する。
【００２９】
さらに、この調節においては、冷却回路13の温度T21が高くなりすぎるという危険があるときには、設定最大回転数Nmaxをずっと低いレベルに設定して、隔室4における圧縮機部分の過熱の危険がまったくないようにすることができる。
【００３０】
このようにして、空冷器10および冷却回路13の使用可能冷却能力を考慮して、圧縮機装置1に対して常時最大回転数のための動力を供給することができ、したがって最大能力の加圧ガスを確実に得ることができる。したがって、従来の圧縮機装置の場合に普通な、過大に見積もられた冷却を行う必要がない。
【００３１】
この調節は、普通、モーター回転数の正常な制御の間には行われず、動的に制限される回転数に対応させて使用される。
【００３２】
制御ボックス8は、随意に、図3に模式的に示す第二のアルゴリズム28を備えることができ、このアルゴリズムは、電子機器隔室5内の電子機器要素9を確実に保護するためのものである。ここで注意すべきことは、これらの要素9は、高温においては保護なしで配置することができず、そのため、電子機器隔室5を流れる冷却空気の温度T22がある臨界最高レベルを上回ってはならない、ということである。
【００３３】
アルゴリズム28は、第一段階29において、周囲温度T20を設定最高レベルTmaxと比較する。このTmaxは、アルゴリズム24で使用するものと同じであっても、異なっていてもかまわない。次に、アルゴリズム28は、第二の段階30において、隔室5内の冷却空気の温度T22を既設定最高レベルT22maxと比較する。
【００３４】
周囲温度T20がT20maxよりも高くなった場合には、冷却回路又は冷却器19のスイッチがはいり、電子機器隔室を通して送られる冷却空気がさらに冷却される。
【００３５】
周囲温度T20と冷却空気の温度T22との両方がそれぞれの設定最高レベルTmaxとT22maxよりも高くなった場合、段階31において、冷却器19の冷却能力Qが高く設定され、冷却空気T22の温度が電子機器要素9の臨界温度をわずかに下回るまで低下するようにされる。
【００３６】
この第二のアルゴリズム28は、下記の利点を与える。
−空冷器16は、規準周囲温度に対応する(reciprocate)ために、過大な寸法とする必要がない。
−規準周囲温度の場合と同様に、空冷器16が十分であるとき、追加冷却のためのエネルギー損失がない。
−要素9の臨界温度のすぐ下までの冷却を可能にするための、電子機器隔室5の冷却空気の追加冷却により、最小冷却能力によって、余計なエネルギーが節約される。そのため装置の全体効率を可能な限り高く保つことができる。
【００３７】
第二のアルゴリズムは、また、ある頻度で、連続的または間欠的に使用することができる。
【００３８】
明らかに、二つのアルゴリズム24と28は、圧縮機装置1において、個別、独立、または一緒に使用できる。やはり明らかに、どちらのアルゴリズムも、同一の制御ボックス8または別々の制御ボックスで使用することができる。
【００３９】
本発明は、添付の図面に示し、例として説明した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明による改良された圧縮機装置は、本発明の範囲を逸脱することなく、すべての形状と寸法とで具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の改良された圧縮機装置の模式図である。
【図２】図1の装置で使用できる制御アルゴリズムを示す図である。
【図３】図1の装置で使用できる制御アルゴリズムを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
1  圧縮装置
2  ケース
3  詰め綿
4  隔室
5  隔室
6  圧縮機要素
7  可変速度モーター
8  制御ボックス
9  電子機器要素
10  空冷器
11  入口
12  排出口
13  冷却回路
14  排気管
15  連結部
16  空冷器
17  入口
18  出口
19  冷却器
20  T20を測定するための手段
21  13の出口における温度を測定するための手段
22  5を通って流れる冷却空気の温度T22の測定のための手段
23  導線
24  制御アルゴリズム
25  制御の第一段階
26  制御の第二段階
27  制御の段階
28  第二の制御アルゴリズム
29  制御の段階
30  制御の第二段階
31  制御の段階
A  空気の流れを示す矢印
B  空気の流れを示す矢印
Nmax  6の最大許容回転数
T20  周囲空気の温度
Tmax  T20の設定最高レベル
T21  13の温度
T21max  圧縮空気の設定最高温度
T22  5を通って流れる冷却空気の温度
T22max  T22の設定最高臨界レベル
Q  19の冷却能力
【図１】
0005420253.tif 000002
【図２】
0005420253.tif 000003
【図３】
0005420253.tif 000004