(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた設定温度を超える場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、この上記油温調節部が最も強く油冷却する状態に至った後は、上記油温を下げるために上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記設定温度以下の場合は、流量調節部にて油流量を減少させ、この油流量が上記必要最少限度の値に達した後は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成したことを特徴とする油冷式圧縮機。
【請求項２】
圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた第一設定温度よりも高い場合は、上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記第一設定温度以下の場合は、上記流量調節部にて油流量を減少させる一方、上記油温が上記第一設定温度よりも低い第二設定温度よりも高い場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、上記油温が上記第二設定温度以下の場合は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成したことを特徴とする油冷式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス圧縮するロータ室内に油注入する油冷式圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油冷式圧縮機は周知であり（例：特開昭61-294188号公報）、この油冷式圧縮機においては、ガス圧縮するロータ室内に注入する油の一部或いは全量を油クーラにより冷却して圧縮ガスの吐出温度が異常上昇するのを防止する一方で、その吸込みガスに含まれている水分が、圧縮ガスの吐出時に水ドレンとして析出するのを回避するために、圧縮ガスの吐出温度が低下し過ぎないようにする対策が採られている。具体的には、圧縮ガスの吐出温度、或いはこの吐出温度にほぼ等しい上記油クーラの一次側の油温度を検出して、この検出油温が設定温度よりも低い場合には、上記油クーラを経由させる冷却油の量に比してこの油クーラを通さず、バイパスさせるバイパス油の量を多くして上記注入油の温度を上昇させ、逆に上記検出油温が設定温度よりも高い場合には、上記冷却油の量に比して上記バイパス油の量を少なくして上記注入油の温度を低下させている。
【０００３】
この油冷式圧縮機への注油量ｑと注油温度ＴＯとの間の関係は次式により表される。
【数１】
0003694464.tif 000002
（１）式は次式のように書き換えることができる。
【数２】
0003694464.tif 000003
【０００４】
（２）式より、圧縮機動力Ｗ、ガス重量流量Ｇおよび注油量ｑが一定の場合には、注油温度ＴＯが上昇するとＴＤが上昇する。また、注油量ｑを増大させてゆくにしたがって、ガス吐出温度ＴＤは注油温度ＴＯに等しくなってゆき、理論上は、注油量ｑが無限大でガス吐出温度ＴＤ＝注油温度ＴＯとなる。これに対して、注油量ｑ＝０のときは、ＴＤ＝（Ｗ＋ＣＡＧＴＳ）／ＣＡＧとなり、通常はガス吐出温度ＴＤの方が注油温度ＴＯよりも高い故、注油温度ＴＯを一定として注油量ｑを減少させるとガス吐出温度ＴＤが上昇する。
そして、これまではガス吐出温度ＴＤの調節は、注油量ｑを一定に保ったままで、注油温度ＴＯを変えることにより行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
油冷式圧縮機のロータ室内に注入する油は、上述したようにガス吐出温度ＴＤに関係し、これを調節するための働きをする他に、ロータの周囲のシールおよび潤滑のための役目もしており、そのための最低限の量を必要とする。このため、従来の油冷式圧縮機では、上述したように、注油量ｑを一定に保ち、注油温度ＴＯのみを変えることによりガス吐出温度ＴＤの調節を行っていた。
ところが、油が吸込ガスと接触すると、ガスが油により加熱されて膨張し、その膨張量だけ吸込ガスの重量流量が減少することになり、油冷式圧縮機の性能が低下するという問題がある。
本発明は、斯る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、油による吸込ガスの加熱を抑制し、この加熱による性能低下を最小限に止めるようにした油冷式圧縮機を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第一発明は、圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた設定温度を超える場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、この上記油温調節部が最も強く油冷却する状態に至った後は、上記油温を下げるために上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記設定温度以下の場合は、流量調節部にて油流量を減少させ、この油流量が上記必要最少限度の値に達した後は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成した。
【０００７】
また、第二発明は、圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた第一設定温度よりも高い場合は、上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記第一設定温度以下の場合は、上記流量調節部にて油流量を減少させる一方、上記油温が上記第一設定温度よりも低い第二設定温度よりも高い場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、上記油温が上記第二設定温度以下の場合は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、第一本発明に係る油冷式圧縮機１、例えば油冷式スクリュ圧縮機を示し、この油冷式圧縮機１の圧縮機本体１１の一方には吸込流路１２が、他方には吐出流路１３が延びている。吐出流路１３には、油分離回収器１４が介在し、その下部の油溜り部１５からは圧縮機本体１１内の少なくともロータ室に通じる油流路１６が延びている。
【０００９】
吐出流路１３には、温度検出可能に温度検出器２１が設けてあり、油流路１６には、温度検出器２１から検出温度を示す温度信号を受けるコントローラ２２により制御される流量調節部２３と油温調節部２４とが設けてある。さらに詳説すると、この流量調節部２３は、流量調節用の弁Ａを介在させた流路部分とこの弁Ａの一次側にて上記流路部分から分岐し、オリフィス２５を経て、弁Ａの二次側で上記流路部分に合流する必要最少限度の油流量を確保するためのバイパス流路２６とからなっており、後述するように弁Ａの開度がコントローラ２２からの制御信号に基づき調節される。
【００１０】
また、油温調節部２４は、流路切換え用の三方切換弁である弁Ｂおよび油クーラ２７が介設された流路部分と弁Ｂにてこの流路部分から分岐し、油クーラ２７を経由することなく直接油クーラ２７の二次側にてこの流路部分に合流する油冷却を避けるためのバイパス流路２８とからなっている。この弁Ｂは弁Ａに連通するポートａと、油クーラ２７に連通するポートｂと、バイパス流路２８に接続するポートｃとを有し、後述するように、ポートａ，ｂを連通させる内部流路の開度とポートａ，ｃを連通させる内部流路の開度、即ちバイパス側開度がコントローラ２２からの制御信号に基づき調節される。
【００１１】
そして、上記温度検出器２１により油を伴ったガスの温度が検出され、この検出された油温が、予め定めた設定温度を超える場合は、油温調節部２８の弁Ｂが、上記バイパス側開度に比してポートａ，ｂを連通させる内部流路の開度が増大するようにコントローラ２２により制御され、上記油温が降下させられる。この油温調節部２８が最も強く油冷却する状態に至った後、即ち上記バイパス側開度がゼロで、ポートａ，ｂを連通させる内部流路の開度が最大値に達した後は、流量調節部２３の弁Ａが、その開度を大きくして上記油流量を増大させるようにコントローラ２２により制御され、上記油温が降下させられる。
【００１２】
一方、上記油温が上記設定温度以下の場合は、流量調節部２３の弁Ａが、その開度を小さくして上記油流量を減少させるようにコントローラ２２により制御され、上記油温が上昇させられる。そして、弁Ａの開度がゼロに達した後は、油温調節部２８により上記油温させられる。即ち、弁Ｂがコントローラ２２により制御され、上記バイパス側開度が大きくさせられる。
【００１３】
このように、この油冷式圧縮機１では、圧縮機本体１１への必要最少限度の油流量を確保した状態下で、吐出流路１３の吐出温度を示す上記油温を調節するに当って、上記油温が高過ぎる場合は、まず油温調節部２４で油温調節がなされ、ここでの油温降下のための調節が限界に達した後は、流量調節部２４で油流量を増大させるように調節がなされる。
【００１４】
図２は、第二本発明に係る油冷式圧縮機２、例えば油冷式スクリュ圧縮機を示し、図１に示す油冷式圧縮機１と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式圧縮機２では、流量調節部２３の弁Ａは温度検出器２１から検出温度を示す温度信号を受ける第一コントローラ２２Ａにより制御され、油温調節部２３の弁Ｂは温度検出器２１から検出温度を示す温度信号を受ける第二コントローラ２２Ｂにより制御される。
【００１５】
具体的には、第一コントローラ２２Ａには予め第一設定温度が定められており、上記油温がこの第一設定温度よりも高い場合は、弁Ａが、その開度を大きくして上記油を増大させるようにコントローラ２２Ａにより制御され、上記油温がこの第一設定温度以下の場合は、弁Ａが、その開度を小さく上記油を減少させるようにコントローラ２２Ａにより制御される。一方、第二コントローラ２２Ｂには予め第二設定温度が定められており、上記油温がこの第二設定温度よりも高い場合は、弁Ｂが、上記バイパス側開度を小さくして油冷却される油量の比率を増大させるようにコントローラ２２Ｂにより制御され、上記油温がこの第二設定温度以下の場合は、弁Ｂが、上記バイパイ側開度を大きくして油冷却される油量の比率を減少させるようにコントローラ２２Ｂにより制御される。
このように、この油冷式圧縮機２では、弁Ａはコントローラ２２Ａにより、弁Ｂはコントローラ２２Ｂにより、それぞれ別個独立に制御され、上記油温の調節がなされる。
【００１６】
なお、本発明は、上述した構成に限定するものではなく、弁Ａおよび弁Ｂとして、内部に収容された流体、即ち内部流体の温度変化に伴う膨張、収縮の作用により弁体が作動して、内部流路の開度調節が可能な市販のタイプの弁を採用して、上記温度検出器２１、コントローラ２２，２２Ａおよび２２Ｂを省いてもよい。この場合、圧縮機本体１１から吐出されて油分離回収器１４内の油溜り部１５を経て、油クーラ２７に達するまでのいずれかの部分における油と熱交換可能に上記内部流体が位置するようにし、上記油温とともに上記内部流体が温度変化するようにする。したがって、本願発明は、また、上記油温を必ずしも、吐出流路１３における油の温度に限定するものではなく、吐出流路１３から油分離回収器１４内の油溜り部１５を経て、油クーラ２７に達するまでのいずれかの部分における油の温度を含むものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第一本発明によれば、圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた設定温度を超える場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、この上記油温調節部が最も強く油冷却する状態に至った後は、上記油温を下げるために上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記設定温度以下の場合は、流量調節部にて油流量を減少させ、この油流量が上記必要最少限度の値に達した後は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成してある。
【００１８】
このため、如何なる状況下でも、油が途絶えることに起因する機械的な異常の発生を防ぎ、かつ圧縮機本体に供給する油の温度を低くしつつ、油流量を最小限にとどめるようにすることが可能になり、油による吸込みガスの加熱およびこれに伴う吸込みガスの重量流量の減少を防ぎ、油冷式圧縮機の性能の向上が可能になるという効果を奏する。
【００１９】
また、第二本発明によれば、圧縮機本体と、その吐出流路に介在する油分離回収器と、この油分離回収器の下部の油溜り部から延び、上記圧縮機本体内の少なくともロータ室に通じる油流路とを備えた油冷式圧縮機において、油温を調節する油温調節部と上記油流路における必要最少限度の油流量を超える油流量のみを調節する流量調節部とを上記油流路に設け、上記上記吐出流路或いは上記油溜り部或いはこの油溜り部と油温調節部との間の油温が予め定めた第一設定温度よりも高い場合は、上記流量調節部にて油流量を増大させ、上記油温が上記第一設定温度以下の場合は、上記流量調節部にて油流量を減少させる一方、上記油温が上記第一設定温度よりも低い第二設定温度よりも高い場合は、上記油温調節部により上記油温を降下させ、上記油温が上記第二設定温度以下の場合は、上記油温調節部により上記油温を上昇させるように形成してある。
【００２０】
このため、第一発明による効果に加えて、より制御が簡単になるという効果を
【図面の簡単な説明】
【図１】  第一発明に係る油冷式圧縮機の全体構成を示す図である。
【図２】  第二発明に係る油冷式圧縮機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２  油冷式圧縮機
１１  圧縮機本体
１３  吐出流路
１４  油分離回収器
１５  油溜り部
１６  油流路
２１  温度検出器
２２  コントローラ
２２Ａ  第一コントローラ
２２Ｂ  第二コントローラ
２３  流量調節部
２４  油温調節部
【図１】
0003694464.tif 000004
【図２】
0003694464.tif 000005