(57)【要約】  給油式圧縮機、特に給油式可動型スクリュ圧縮機であって、圧縮空気を形成するためのモータ運転式の圧縮ユニット（１）が設けられており、該圧縮ユニット（１）が、潤滑のための油循環路（３）と協働するようになっており、該油循環路（３）の油溜めが、圧縮空気から油を分離するための後置の油分離装置（４）に内設されており、油温度調整手段が設けられており、該油温度調整手段が、ファン（９）を備えた冷却器（７）を有しており、この場合油温度調整手段が、調節装置として、ファンのための回転数可変の駆動装置を備えており、調整装置が、ファン（９）の回転数を、冷却器（７）から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させる。
2009501290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油式圧縮機、特に給油式可動型スクリュ圧縮機であって、
圧縮空気を形成するためのモータ運転式の圧縮ユニット（１）が設けられており、該圧縮ユニット（１）が、潤滑のための油循環路（３）と協働するようになっており、該油循環路（３）の油溜め（５）が、圧縮空気から油を分離するための後置の油分離装置（４）に内設されており、油温度調整手段が設けられており、該油温度調整手段が、ファン（９）を備えた冷却器（７）を有している形式のものにおいて、
油温度調整手段が、調節装置として、ファンのための回転数可変の駆動装置を備えており、調整装置が、ファン（９）の回転数を、冷却器（７）から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させるようになっていることを特徴とする、給油式圧縮機。
【請求項２】
前記調整装置が、ファン（９）の回転数を、設定された目標温度に従って、温度測定装置によって求められた、冷却器（７）から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させるようになっている、請求項１記載の給油式圧縮機。
【請求項３】
ファン（９）のための回転数可変の駆動装置が、電動モータ（２）として形成されている、請求項２記載の給油式圧縮機。
【請求項４】
ファン（９）のための可変回転数の駆動装置が、前置された油圧ポンプによって可変の回転数で負荷される油圧モータとして形成されている、請求項２記載の給油式圧縮機。
【請求項５】
ファン（９）を可変回転数で駆動するために、一定の回転数で駆動するビスカスカップリング（１０）が設けられており、該ビスカスカップリング（１０）が、該ビスカスカップリング（１０）の領域（１１）に作用する温度に基づいて、スリップを変化させるようになっている、請求項１記載の給油式圧縮機。
【請求項６】
ビスカスカップリング（１０）の駆動が、圧縮ユニット（１）の電動モータ（２）のシャフトを介して行われるようになっている、請求項３または５記載の給油式圧縮機。
【請求項７】
温度測定装置もしくはビスカスカップリング（１０）が、冷却器（７）を通って加熱される冷却空気の流れでみて、冷却器（７）とファン（９）との間に配置されている、請求項２から６までのいずれか１項記載の給油式圧縮機。
【請求項８】
冷却器（７）が、油循環路（３）内の冷却の他に、油分離装置（４）から離間する圧縮空気を後冷却するようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の給油式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給油式圧縮機、特に可搬の給油式スクリュ圧縮機であって、圧縮空気を形成するためのモータ運転式の圧縮ユニットが設けられており、圧縮ユニットが、潤滑のための油循環路と協働するようになっており、油循環路の油溜めが、圧縮空気から油を分離するための後置の油分離装置に内設されており、油温度調整手段が設けられており、油温度調整手段が、ファンを備えた冷却器を有している形式のものに関する。
【０００２】
本発明は、給油式スクリュ圧縮機の他に、たとえばスクロール圧縮機およびベーン圧縮機のような、別の形式の給油式圧縮機で使用可能である。関連する種類の圧縮機では、油循環路によって、油は、可動の圧縮機構造部分ならびにその支承箇所の領域で噴射され、これによって一方ではここで設けられる高速回転する転がり軸受を潤滑し、他方では可動の圧縮機構造部分の領域で摩擦に起因する許容できない加熱を回避することができる。さらに油は、圧縮機の別の領域に対して、空気側をシールするのにも役立つ。このような形式の給油式圧縮機の使用範囲は、コンパクトな構造に従って、主にレール車両構造や商用車の範囲における可搬の利用に拡がっている。その他に給油式圧縮機は、定置の圧縮空気供給設備の範囲でも使用される。
【０００３】
一般的な従来技術から、様々な構成の給油式圧縮機、たとえば給油式スクリュ圧縮機が存在する。給油式スクリュ圧縮機は、主に相対回動しかつ互いに噛み合うローラ状の少なくとも１対の圧縮スクリュを備えた圧縮ユニットから成っている。このような圧縮スクリュ配置構造は、圧縮空気を形成するのに役立ち、片側で雰囲気から吸い込まれた空気は、連続的な圧縮によって圧縮空気に変換され、圧縮空気は、ばね式に戻し調節された吐出弁を介して圧縮ユニットから離間する。この場合圧縮スクリュ配置構造の駆動は、シールして圧縮ユニットから外側にガイドされた駆動軸を介して、そこでフランジ結合されたモータ、多くの場合電動モータによって行われる。圧縮過程によって熱的に強く負荷される圧縮ユニットを潤滑し、シールしかつ冷却するために、圧縮ユニットは、油循環路と結合されており、油循環路は、油溜めから出発して、油を、圧縮スクリュ配置構造ならびに対応する転がり軸受に送る。ここで噴射された油は、油溜めに向かって、油循環路内で後置の油分離装置の存在する作用領域から離間する。油分離装置は、油の混合された圧縮空気を再び油から分離するのに必要であるので、油を含有しない圧縮空気が出口側で提供される。油分離装置は、通常主に公知の形式で重力原理に従って作動する油分離器から成っている。油分離器内で上昇する油含有の圧縮空気から分離された油は、油溜めに集積される。油分離器内で上昇する、既に部分的に油の分離された圧縮空気は、次いで多くの場合カートリッジの構成をした微細分離器に供給され、次いで出口側に配置された圧力保持弁を介して油分離装置から離間する。
【０００４】
給油式圧縮機を確実に運転するために、特に高温で湿った周囲では、適当な高さの油温度が必要であり、これによって圧縮機の内側における不都合な作用を伴うコンデンサ故障を回避することができる。必要な高い油温度は、一般的に油循環路に配置された調整弁によって迅速に到達される。調整弁は、無段階に調整を行い、かつ圧縮機の運転条件に応じて、冷却に要する油体積流れを冷却器とバイパス管路との間で分割し、それも常に同じ油温度が生じるように分割する。圧縮機ならびに油循環路の冷却器に属するファンは、従来技術では最大出力で運転され、圧縮ユニットの駆動モータに対する固定的な結合が生じる。特別に駆動される冷却器−ファン−システムでは、低い油温度で油循環路の冷却を回避する簡単なスタート／ストップ運転が実現される。一般的に持続的にかつ定格回転数で運転されるファンは、高い周囲温度の不都合な場合でも、圧縮ユニットの運転を維持するので、１２０度の最大許容油温度は超過されない。
【０００５】
従来技術における欠点によれば、最大要求および最大空気流れに関するファンの設定に従って、ファンは、圧縮ユニットの運転の多くの時間成分で過剰設定されている。このことは、多くの場合不必要に高い所要出力に起因する。さらに持続的なファン運転によって、極めて大きな放出音が生じる。
【０００６】
さらに冷却器とバイパス管路との間の、油体積流量の前述の調整によって、周囲温度とは無関係に、油溜めで規定の調整温度が生じる。周囲空気における水蒸気の最大量は、主に温度に依存するので、この場合油温度のレベルは高く選択され、それも不都合な場合でも圧縮機に凝縮水が生じないように選択される。これによって油はひどく劣化される。同じことが圧縮ユニットの、一定の高い油温度によって特に高く負荷される全てのゴム部分およびシール部分にも当て嵌まる。さらに油は、高温で、ひいては低粘性、つまり流動性である場合、実際の圧縮機スペースにおけるギャップシールとしての機能を最適には満たすことができない。体積効率は、内部の還流に基づいて、油温度の上昇と共に低下する。
【０００７】
給油式圧縮機を移動車両に、つまり可搬式に使用する場合に生じる開始／停止−運転と、多くの場合比較的短い接続時間とによって、前述の欠点と共に、油循環路の最大設定冷却の欠点が高められる。なぜならば停止段階時における合間の冷却効果によって、運転中の冷却空気が、多くの場合全くまたはほとんど必要とされず、部分的に生産性に対して不都合に作用するからである。極端に低い周囲温度では、完全なファン出力は、始動から油循環路の適当な加熱を防止する。このことは、冷却器における極めて高い油圧抵抗をもたらすので、慣用の調整弁をバイパス管路から冷却器管路に切り換えると、油体積流れは中断され、圧縮機は破損する恐れがある。
【０００８】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の給油式圧縮機を改良して、油温度調整手段によって、許容できる装置技術的なコストで、要求に応じた効果的な冷却を保証するようなものを提供することである。
【０００９】
この課題は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する給油式圧縮機から出発して、特徴部に記載した構成によって解決される。請求項２以下の従属請求項は、本発明の有利な実施形態を成している。
【００１０】
本発明の技術的な思想によれば、油温度調整手段が、調節装置として、ファンのための回転数可変式の駆動装置を備えており、この場合調整装置が、ファンの回転数を、冷却器から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させるようになっている。
【００１１】
本発明による解決手段は、その思想によれば、周囲から到来する冷却空気の加熱が、冷却器を通過する際には、ほぼ一定であるが、周囲温度は大きく変動し得るので、冷却に用いられる冷却空気の最終温度は、周囲温度に大幅に依存している。本発明による解決手段によれば、油温度のための２つの調整値が互いに結合される。一方では直接的に、冷却器における冷却空気を適当に加熱する油温度は調整値として考慮し、他方では冷却空気温度の基本レベルを規定する周囲温度も調整値としてみなされる。両方の調整値の関係によって、油温度は、現行の周囲温度レベルに適合させることができ、これに対して従来技術によれば、油温度は、常に一定のレベルで維持される。したがって本発明による構造では、常に要求に応じて適合されたファン運転が達成される。時間成分に従って考慮しても最大出力は一時的にしか必要とされず、これにもかかわらず従来ファンは最大出力で運転されていたので、特に放出音で著しい改善がみられる。ファンの要求出力も、総じて持続的に最大点で運転されるファンよりも著しく低くなっている。特に可搬式に使用する場合、接続時間長さも、ファンの回転数に多大な影響を及ぼす。冷却により圧縮機の停止段階で放出される熱によって、圧縮機は、新たに始動したあとで、ファンのできるだけ低い回転数で使用される。これによって比較的小さな接続時間長さでも、必要な最低温度レベルが迅速に達成され、この場合従来技術で公知の構成よりも放出音が著しく僅かである。さらに本発明による解決手段では、油およびシールのための保守間隔が延長される。さらに圧縮機軸受の耐用期間も改善され、このことは適当な油温度に起因する。
【００１２】
有利には、ファンの回転数可変式の駆動のために、一定の回転数で駆動軸と結合されたビスカスカップリングが設けられており、ビスカスカップリングは、ビスカスカップリングの運転状態で作用する温度に基づいて、適当にスリップを変化させる。ビスカスカップリングの駆動軸は、有利には、圧縮ユニットの駆動モータの軸と連結することができる。したがってこのために別の駆動装置は省略される。この場合ビスカスカップリングとして、従来慣用のビスカスカップリングを使用することができ、ビスカスカップリングは、単純なバイメタルで、特定の温度から、スリップを感受できる程度低減して、さらにスリップスペースに存在する油によって、温度状況にスリップをソフトに適合させることができる。
【００１３】
これに対して選択的に、調整装置は、ファンの回転数を、温度測定装置によって検出された、冷却器から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させることもできる。前述の実施形態とは異なって、ここでは適当な電子装置を備えた電気式の温度センサが必要である。測定技術によって、現行の周囲温度は適当な箇所で検出される。ファン回転数の制御および調整は、変換装置と、たとえば三相交流モータとして形成することのできるファンの駆動装置とによって行われる。
【００１４】
回転数モータの代わりに、ファンの回転数可変式の駆動のために油圧モータを使用することも考えられ、油圧モータは、圧力手段を備えた、前置された油圧ポンプによって、回転数可変式に負荷可能である。両方の場合、従来技術で使用された、油温度を調整するための調整弁は省略される。
【００１５】
温度測定装置もしくはビスカスカップリングは、有利には、冷却器を通って加熱される冷却空気の流れ方向でみて、冷却器とファンとの間に配置されている。この箇所では、スペース的に最適な取付が実現される。同時にその箇所で、冷却器における冷却空気を適当に加熱する油温度は、また他方では周囲温度による影響は、間接的に検出することができ、直接的に温度センサによって、または間接的に適当な温度関係によって、ビスカスカップリングは、ファンのための要求に応じた回転数調整に切換可能である。
【００１６】
本発明の別な有利な実施形態によれば、冷却器は、油循環路の前述の冷却の他に、圧縮機の油分離装置から離間する圧縮空気を後冷却するためにも利用可能である。したがってこれに関して場合によっては設けられる個別的な冷却器が省略される。
【００１７】
本発明の別の実施形態は、以下の実施例の説明から判る。
【００１８】
以下に、図面につき本発明の有利な実施例を説明する。
【００１９】
図１には、ビスカスカップリングを用いた、油温度調整手段を備えた給油式圧縮機を概略的に示した。
【００２０】
図１に示したように、油噴射式圧縮機（スクリュ圧縮機）は、主に圧縮ユニット１から成っており、圧縮ユニット１は、電動モータ２によって駆動される。圧縮ユニット１を形成する圧縮スクリュ配置構造の領域で、油循環路３から潤滑のために油が噴射（給油）される。この場合潤滑、冷却およびシール目的に必要な油は、その一部が、吐出側で圧縮ユニット１から離間する圧縮空気に到達する。油と圧縮空気とを分離するために、圧縮ユニット１に油分離装置４が後置されている。
【００２１】
油分離装置４は、油循環路３の油溜め５を備えている。油溜め５に、油分離装置４によって、流入する油含有圧縮空気から重力により分離された油が到達するので、油分離装置４の出口側で圧縮空気管路６を介して流出する圧縮空気は、ほとんど油を含有していない。圧縮空気管路６は、圧縮空気をさらに冷却するために冷却器７を介してガイドされる。同時に冷却器７は、油循環路３内で循環する油を冷却するのにも役立つ。油管路８を介して、冷却器７に、油溜め５から到来する過熱された油が供給され、油は、冷却器７を通って適当に冷却されて、再び圧縮ユニット１に噴射される。
【００２２】
冷却器７に並んで配置されたファン（羽根車）９を介して、冷却空気が、周囲から冷却器７を通って吸い込まれる。ファン９は、電動モータ２を介して、介在されたビスカスカップリング１０によって駆動される。
【００２３】
このような配置構造によって、油温度調整に際して、ファン９のための回転数可変の駆動装置が形成され、これに関してこの配置構造は調節装置を成す。油温度調整の調整装置は、ビスカスカップリング１０によって具体化され、ビスカスカップリング１０は、ファン９の回転数を、冷却器７から周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させる。このためにビスカスカップリング１０は、油温度によって加熱された周囲空気を検出するのに適した領域１１に配置されている。ビスカスカップリング１０は、領域１１に作用する温度に基づいて、ファン９のスリップひいては回転数を変化させ、したがって要求に応じた温度調整が保証される。
【００２４】
本発明は、前述の有利な実施例に制限されるものではない。従属請求項の権利保護範囲に含まれる変化形態も考えられる。したがってビスカスカップリングは、別種の調整装置によって代用することもでき、有利には温度センサによって、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱を検出して、電子装置に従って目標温度が設定される際に調整技術的に処理する電子調整装置によって代用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ビスカスカップリングを用いた、油温度調整手段を備えた給油式圧縮機を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  圧縮ユニット、  ２  電動モータ。  ３  油循環路、  ４  油分離装置、  ５  油溜め、  ６  圧縮空気管路、  ７  冷却器、  ８  油管路、  ９  ファン、  １０  ビスカスカップリング、  １１  領域（ビスカスカップリング）
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月15日(2007.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給油式圧縮機、特に可搬の給油式スクリュ圧縮機であって、
圧縮空気を形成するためのモータ運転式の圧縮ユニット（１）が設けられており、該圧縮ユニット（１）が、潤滑のための油循環路（３）と協働するようになっており、該油循環路（３）の油溜め（５）が、圧縮空気から油を分離するための後置の油分離装置（４）に内設されており、油温度調整手段が設けられており、該油温度調整手段が、ファン（９）を備えた冷却器（７）を有しており、該油温度調整手段が、調節装置として、ファンのための回転数可変の駆動装置を備えており、調整装置が、ファン（９）の回転数を、冷却器（７）から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させるようになっている形式のものにおいて、
ファン（９）を可変回転数で駆動するために、一定の回転数で駆動するビスカスカップリング（１０）が設けられており、該ビスカスカップリング（１０）が、該ビスカスカップリング（１０）の領域（１１）に作用する温度に基づいて、スリップを変化させるようになっており、ビスカスカップリング（１０）が、冷却器（７）を通って加熱される冷却空気の流れでみて、冷却器（７）とファン（９）との間に配置されていることを特徴とする、給油式圧縮機。
【請求項２】
前記調整装置が、ファン（９）の回転数を、設定された目標温度に従って、温度測定装置によって求められた、冷却器（７）から、周囲から到来する冷却空気に伝達される熱に応じて適合させるようになっている、請求項１記載の給油式圧縮機。
【請求項３】
ファン（９）のための回転数可変の駆動装置が、電動モータ（２）として形成されている、請求項２記載の給油式圧縮機。
【請求項４】
ファン（９）のための可変回転数の駆動装置が、前置された油圧ポンプによって可変の回転数で負荷される油圧モータとして形成されている、請求項２記載の給油式圧縮機。
【請求項５】
ビスカスカップリング（１０）の駆動が、圧縮ユニット（１）の電動モータ（２）のシャフトを介して行われるようになっている、請求項３記載の給油式圧縮機。
【請求項６】
冷却器（７）が、油循環路（３）内の冷却の他に、油分離装置（４）から離間する圧縮空気を後冷却するようになっている、請求項１から５までのいずれか１項記載の給油式圧縮機。
【国際調査報告】
2009501290.tif 000004
2009501290.tif 000005
2009501290.tif 000006
2009501290.tif 000007
2009501290.tif 000008
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