(57)【要約】  本発明は、圧縮空気を生成するためのコンプレッサ設備に関する。コンプレッサ設備は、駆動装置（０１）と、駆動される圧縮機（０２）と、潤滑剤冷却器（０９）と、圧縮空気冷却器（１２）と、送風機ユニットとを含んでいる。送風機ユニットは、互いに分離された第１および第２の冷却室（０８，１１）へ冷却空気を送出する、互いに独立して制御可能な少なくとも２つの送風機（０６，０７）を有しており、第１の冷却室（０８）は冷却空気を潤滑剤冷却器（０９）へと案内し、第２の冷却室（１１）は冷却空気を圧縮空気冷却器（１２）へと案内する。潤滑剤冷却器（０９）と圧縮空気冷却器（１２）はそれぞれの側壁に配置された流入・流出フランジ（１３）の軸がそれぞれ異なる平面に位置するように互いにオフセットされた配置を有する。さらに本発明は、圧縮空気を生成するコンプレッサ設備を作動させる方法に関し、２つの送風機（０６，０７）について少なくとも２つの互いに独立した制御信号が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成するためのコンプレッサ設備であって、
駆動装置（０１）と、
前記駆動装置（０１）により駆動される圧縮機（０２）と、
潤滑剤を冷却するために前記圧縮機（０２）と流体接続された潤滑剤冷却器（０９）と、
前記圧縮機（０２）により生成された圧縮空気を冷却するために前記圧縮機（０２）と流体接続された圧縮空気冷却器（１２）と、
前記潤滑剤冷却器（０９）および前記圧縮空気冷却器（１２）と冷却空気・流体接続された送風機ユニットとを含んでいる、そのようなコンプレッサ設備において、
前記送風機ユニットは、互いに分離された第１の冷却室および第２の冷却室（０８，１１）へ冷却空気を送出する、互いに独立して制御可能な少なくとも２つの送風機（０６，０７）を有しており、
前記第１の冷却室（０８）は冷却空気を前記潤滑剤冷却器（０９）へと案内し、前記第２の冷却室（１１）は冷却空気を前記圧縮空気冷却器（１２）へと案内し、
前記潤滑剤冷却器（０９）と前記圧縮空気冷却器（１２）はそれぞれの側壁に配置された流入・流出フランジ（１３）の軸がそれぞれ異なる平面に位置するように互いにオフセットされた配置を有することを特徴とするコンプレッサ設備。
【請求項２】
少なくとも２つの前記送風機（０６，０７）の送風機インペラ軸はこれらに付属する前記冷却器（０９，１２）の主伸長平面に対して垂直に向いており、前記送風機は好ましくはラジアルベンチレータまたは横流ベンチレータとして構成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンプレッサ設備。
【請求項３】
前記潤滑剤冷却器（０９）と前記圧縮空気冷却器（１２）はそれぞれの主伸長平面に関してオフセットされており、それにより、前記コンプレッサ設備の内側のほうに配置された前記冷却器（１２）に接続される少なくとも１つの接続配管（１７）が外側に配置されるほうの前記冷却器（０９）のそばを直線状に、かつその範囲外で案内されることを特徴とする、請求項１または２に記載のコンプレッサ設備。
【請求項４】
底面プレート（０５）と骨組フレーム（１０）を有しており、前記骨組フレームの外側の支柱にハウジング部品を取り付け可能であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンプレッサ設備。
【請求項５】
前記送風機（０６，０７）、前記第１および前記第２の冷却室（０８，１１）、ならびに前記潤滑剤冷却器（９）と前記圧縮空気冷却器（１２）が前記骨組フレームおよび／または前記底面プレートに取り付けられた自立式の冷却モジュールにまとめられていることを特徴とする、請求項４に記載のコンプレッサ設備。
【請求項６】
圧縮空気放出配管（１７）が前記圧縮空気冷却器（１２）の前記流出フランジ（１３）から前記コンプレッサ設備の外面に連通する圧縮空気放出フランジまで直線状に延びるとともに、前記潤滑剤冷却器（０９）の主伸長平面と区域的に平行に延びることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンプレッサ設備。
【請求項７】
前記圧縮機（０２）は液体噴射部を有する圧縮機であり、潤滑剤は前記圧縮機の圧縮機室の中に噴射される液体であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のコンプレッサ設備。
【請求項８】
前記駆動装置（０１）は電動モータであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンプレッサ設備。
【請求項９】
潤滑剤はオイルであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のコンプレッサ設備。
【請求項１０】
圧縮空気を生成するコンプレッサ設備を作動させる方法において、
２つの送風機（０６，０７）について少なくとも２つの互いに独立した制御信号が提供され、
第１の制御信号は潤滑剤の温度に依存しており、潤滑剤を予め設定された動作温度まで冷却するために、潤滑剤冷却器（０９）に冷却空気を供給する第１の送風機（０６）を制御し、
第２の制御信号は生成される圧縮空気の温度に依存しており、圧縮空気を予め設定された動作温度まで冷却するために、圧縮空気冷却器（１２）に冷却空気を供給する制御する第２の送風機（０７）を制御する方法。
【請求項１１】
前記第１の制御信号は前記第１の送風機（０６）の冷却空気容積流量を制御し、前記第２の制御信号は前記第２の送風機（０７）の冷却空気容積流量を制御する、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を生成するためのコンプレッサ設備に関する。このような設備は、駆動装置と、これにより駆動される圧縮機と、潤滑剤を冷却するための潤滑剤冷却器と、生成された圧縮空気を冷却するための圧縮空気冷却器と、潤滑剤冷却器および圧縮空気冷却器に冷却空気を提供するための送風機ユニットとを含んでいる。
【０００２】
さらに本発明は、特に、潤滑剤冷却器および圧縮空気冷却器のための冷却空気を提供するために送風機ユニットの送風機を制御することに照準を定めた、圧縮空気を生成するコンプレッサ設備を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
市販されているコンプレッサ設備より、このような設備が、駆動装置としての役目を果たす電動モータおよび圧縮機に加えて冷却ユニットも含んでおり、該冷却ユニットにより、圧縮機で必要となる潤滑剤（好ましくはオイル）だけでなく、圧縮機によって提供される圧縮空気も冷却しなければならないことが知られている。オイルインジェクションを有する公知の圧縮機では、圧縮プロセスのときに潤滑剤の著しい加熱が生じ、引き続き、生成された圧縮空気から該潤滑剤を濾過して取り出して冷却し、低減された温度であらためてプロセスへ供給しなければならない。潤滑剤の冷却をしないと圧縮機設備の過熱が急速に起こることになり、そのために効率の低下や、場合により圧縮機設備の損傷が生じる恐れがある。これに加えて、圧縮プロセスでは生成されるべき圧縮空気も加熱されるが、通常、低減された温度の圧縮空気を以後の消費個所へと供給する必要性がある。コンプレッサ設備から放出される圧縮空気の温度は、通常、１０〜１５°よりも高く周囲温度を上回らないのがよく、そのため、すでにコンプレッサ設備の内部で圧縮空気の効果的な冷却が必要となる。したがって市販のコンプレッサ設備では、互いに分離されたオイル冷却器と圧縮空気冷却器が設けられており、１つまたは複数の送風機で生成される冷却空気がこれらを通って流れる。このときオイル冷却器と圧縮空気冷却器は、通常、共通の平面で位置決めされ、それにより、排熱をできる限り効率的に運び出せるようにするために、コンプレッサ設備の外側に一緒に位置するようになっている。内側を向いているほうのオイル冷却器と圧縮空気冷却器の側には共通の冷却室が後続していて、これを通って冷却空気が流れる。公知のコンプレッサ設備のコンパクトな構造を可能にするために、送風機はその回転平面が通常は冷却器に対して垂直に向くように組み付けられ（すなわち送風機インペラは両方の冷却器の主伸長平面に対して平行に延びる）、それは、冷却空気を短い経路で案内することができ、コンプレッサ設備のハウジング全体を通して案内しなくてすむようにするためである。送風機の送出出力は、公知の設備では、そのつどの比較的多い排熱量に依存して制御されなくてはならず、この排熱量が、通常は潤滑剤冷却器によって運び出されなければならない。したがって、圧縮空気冷却器ないし潤滑剤冷却器を通るように案内される冷却空気流の別々の制御は可能ではない。
【０００４】
特許文献１より、第１のファンから出る能動的な空気流によって冷却されるラジエータとして消費部配管の１区域が構成されるコンプレッサが公知である。オイル帰還配管の１区域も同じく、第２のファンにより冷却されるラジエータとして構成される。
【０００５】
特許文献２は、２つの圧縮機段と、第１の圧縮機段に後続する圧縮空気のための中間冷却器と、最後の圧縮機段に後続する圧縮空気のための再冷却器とを有するコンプレッサ設備を示している。両方の冷却器はファンによって冷却空気で負荷され、中間冷却器または再冷却器について冷却空気量を制御する手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００３０４９１Ａ１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０１１７７９０Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、これらの公知のコンプレッサ設備を前提とした上で、生成される圧縮空気と潤滑剤の両方について更に効率的で省エネルギーの冷却を可能にする、改良されたコンプレッサ設備を提供することにある。その際に、コンプレッサ設備の製造コストと組み立てコストが上昇しないのが好ましい。これに加えて、顧客固有の用途への容易な統合が可能であり、その際に、容易な使用開始や保守整備に関わる要求事項が満たされるようにコンプレッサ設備が構成されることが追求される。
【０００８】
本発明のさらに別の課題は、資源保全的な作動を可能にし、コンプレッサ設備の冷却の分野における最適化を可能にする、圧縮空気を生成するコンプレッサ設備を作動させる方法を提供することに見いだされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一方および他方の課題は、添付の請求項１に記載のコンプレッサ設備によって、ならびに添付の請求項１０に記載の方法によって解決される。
【００１０】
圧縮空気を生成するための本発明によるコンプレッサ設備は、送風機ユニットが、互いに分離された第１および第２の冷却室へそれぞれ独立して冷却空気を送出する、互いに独立して制御可能な少なくとも２つの送風機を有することを特徴とする。第１の冷却室は、第１の送風機から送出される冷却空気を潤滑剤冷却器へ供給するように構成され、それに対して第２の冷却室は、第２の送風機から送出される冷却空気を圧縮空気冷却器へと案内する。吸込動作では、その代わりに冷却空気が冷却器にではなく、これから離れていくように、同じく流体工学的に分離された冷却室を介して送出されることになる。このような反転した動作も当然ながら本発明によって同じく対象とされるが、以下においては、これらの態様の間で区別はしない。このことは、一方では潤滑剤冷却器を冷却するのに必要な容積流量を、および他方では圧縮空気冷却器を冷却するのに必要な容積流量を、そのつどの必要性に合わせて適合化するために、個々の送風機を互いに独立して作動させることができるという利点をまず提供する。たとえば強い圧縮が希望されるとき、潤滑剤冷却器は多い冷却空気量を必要とするのに対して、コンプレッサ設備から少ない圧縮空気量しか運び出されないとき、圧縮空気冷却器は少ない冷却空気量しか必要としない。
【００１１】
本発明によると、潤滑剤冷却器と圧縮空気冷却器は互いにオフセットされて配置され、それにより、各冷却器の側壁に取り付けられているそれぞれの流入・流出フランジの軸がそれぞれ異なる平面に位置する。特に、潤滑剤冷却器と圧縮空気冷却器の主伸長平面が、少なくとも、コンプレッサ設備の内部に配置されるほうの冷却器に接続される接続配管の直径の分だけ互いにオフセットされていると好ましい。このことは、コンプレッサ設備の外面の方向に配置されているほうの他方の冷却器のそばでの、当該接続配管の縮小されることのない直線的な通過を可能にする。それに伴い、コンプレッサ設備を製造するときの簡素な組み立てが確保されるばかりでなく、接続配管での調整や方向変更も回避され、それによって媒体案内が最適化される。
【００１２】
１つの好ましい実施形態では、両方の送風機の送風機インペラ軸は付属の冷却器の主伸長平面に対して垂直に向く。このとき、好ましく適用されるラジアルベンチレータの送風機インペラが回転する平面は、付属の冷却器の主伸長平面と平行に位置する。それにより、冷却空気がコンプレッサ設備の側壁に対して好ましくは平行に延びる冷却器を貫流し、これに対して垂直に延びているコンプレッサ設備の上面のところで吸込まれ、ないしはこれから外に出て、コンプレッサ設備のそれ以外の設計スペースを貫流しなくてよいことが保証される。冷却器から放出される排熱による、コンプレッサ設備の他の構成要素の意図しない温度負荷やダスト負荷がそれによって回避される。
【００１３】
１つの好都合な実施形態では、コンプレッサ設備は底面プレートと骨組フレームとを有する。個々の構成要素ないしモジュール形式の設計単位が底面プレートの上に組み付けられる。このことはモジュール形式の構造を可能にし、それにより、コンプレッサ設備をたとえば駆動装置や圧縮機の性能に関して、そのつどの利用条件に合わせて適合化することができる。骨組フレームも同じくモジュールを取り付けるために利用することができるが、ハウジング部分の保持の役目を果たすことが優先される。
【００１４】
１つの特別に好ましい実施形態では、少なくとも２つの送風機、第１および第２の冷却室、潤滑剤冷却器と圧縮空気冷却器が１つの自立式の冷却モジュールにまとめられる。この冷却モジュールが、底面プレートおよび／または骨組フレームに取り付けられる。特に保守作業のとき、コンプレッサ設備の冷却モジュールを容易に取り外すことができる。
【００１５】
圧縮空気を生成するコンプレッサ設備を作動させる本発明の方法では、２つの送風機について少なくとも２つの互いに独立した制御信号が制御ユニットにより提供される。第１の制御信号は潤滑剤の温度に依存して生成されて、潤滑剤冷却器に冷却空気を供給する第１の送風機を制御する。このようにして、潤滑剤を予め設定された動作温度まで冷却するために、潤滑剤冷却器のための冷却空気容積流量を最善に制御することができる。さらに本方法は、生成される圧縮空気の温度に依存する、第２の送風機を制御する第２の制御信号を供給する。第２の送風機は圧縮空気冷却器に冷却空気を供給し、それにより、圧縮空気を予め設定された動作温度まで冷却するために、圧縮空気冷却器のための冷却空気容積流量を最善に制御することができる。
【００１６】
本発明のその他の利点、具体的事項、および発展例は、図面を参照しながら行う好ましい実施形態についての以下の説明から明らかとなる。図面は以下のものを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるコンプレッサ設備を示す斜視図である。
【図２】コンプレッサ設備の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明によるコンプレッサ設備の一例として示す実施形態の具体的事項についての以下の説明は、図１および２を同時に参照しながら行う。コンプレッサ設備の基本的な構成要素は当業者に周知であるので、それらの具体的事項ないし連動性が本発明の理解にとって必要な範囲内でしか説明する必要はない。
【００１９】
コンプレッサ設備は、好ましくは電動モータとして構成される駆動装置０１を有する。駆動装置０１は、周囲空気が中で圧縮されて圧縮空気として提供される圧縮機０２と協同作用する。圧縮機０２は好ましくは液体噴射圧縮機であり、生成される圧縮空気のための緩衝タンクとしての役目を果たす圧力容器０３を含んでいる。これらの各単位は、底面プレート０５の上に取り付けられる。
【００２０】
さらにコンプレッサ設備は、好ましくは自立式のモジュールとして構成された、以下において説明する各コンポーネントを含む冷却モジュール０４を含んでいる。冷却モジュール０４の構成要素は、図示した例では、第１の送風機０６と第２の送風機０７とを含む送風機ユニットである。第１の送風機０６は冷却空気を第１の冷却室０８を介して潤滑剤冷却器０９へと送出し、それにより、冷却空気が潤滑剤冷却器０９を貫流する。冷却モジュール０４は、特に、外側の骨組フレーム１０に取り付けられる。
【００２１】
第１の冷却室０８から流体工学的に分離されて、第２の冷却室１１が構成されており、これを介して第２の送風機０７が冷却空気を圧縮空気冷却器１２へと送出する。潤滑剤冷却器０９と圧縮空気冷却器１２の主伸長平面は、コンプレッサ設備の側壁に対して平行にアライメントされて、互いに平行に延びているが、予め設定されたオフセットを有しており、それにより、潤滑剤冷却器０９がコンプレッサ設備の外側のほうに位置し、圧縮空気冷却器１２が内側のほうに位置するようになっている。それに伴い、両方の冷却器０９，１２、付属の冷却室０８，１１、および付属の送風機０７，１２を通る流動経過は平行に、ただし互いに独立して構成される。それにより、第１の送風機０６を第２の送風機０７から独立して制御し、潤滑剤冷却器０９ないし圧縮空気冷却器１２の固有の必要性に合わせて、それぞれの冷却空気容積流量を適合化することが可能である。
【００２２】
図１に明らかな通り、潤滑剤冷却器０９はその上面とした面にそれぞれ２つの流入・流出フランジ１３を有していて、これらを介して冷却されるべき潤滑剤が、特にオイルが、潤滑剤冷却器０９に供給され、ないしは冷却された状態でこれから運び出される。潤滑剤冷却器０９へと通じる潤滑剤配管１４は、冷却モジュール０４の領域において潤滑剤冷却器０９の平面で直線状に延びており、方向転換部、山形材などを必要としない。潤滑剤配管１４には、コンプレッサ設備の他の単位へと潤滑剤を案内する柔軟なホース１６を接続することができる。
【００２３】
図２から明らかなように、圧縮空気冷却器１２は、図示した例では、潤滑剤冷却器０９に対してほぼ潤滑剤冷却器０９の厚みの分だけオフセットされて配置される。圧縮空気冷却器１２は左側と右側の側面に流入・流出フランジ１３を同じく有していて、これらに圧縮空気配管１７が接続されている。圧縮空気冷却器１２からコンプレッサ設備の外面へと通じる圧縮空気配管１７は、そのオフセットに基づいて直線状に、かつ先細でなく、潤滑剤冷却器０９の内方を向いている側でそばを通過することができる。このことは、簡素な組み立て、安価な圧縮空気配管の使用、および配管経路の短縮を可能にする。圧縮空気配管１７の内部で先細になることや方向転換が回避されることで、圧縮空気を排出するときの望ましくない騒音発生を回避することができる。さらに、圧縮空気配管がコンプレッサ設備の側面のところで、圧縮空気を供給されるべき各単位への接続のために利用できると、多くの適用ケースで望ましい。
【００２４】
改変された実施形態では、潤滑剤冷却器と圧縮空気冷却器の間のオフセットされた配置を逆の順序で選択することもできることが明らかであり、それにより、圧縮空気冷却器のほうが外側に、潤滑剤冷却器のほうが内側に位置することになる。通常のケースでは、圧縮空気冷却器のほうが小さい寸法を有するので、上に説明した仕方での配置が好適である。
【符号の説明】
【００２５】
０１  駆動装置
０２  圧縮機
０３  圧力容器
０４  冷却モジュール
０５  底面プレート
０６  送風機
０７  送風機
０８  冷却室
０９  潤滑剤冷却器
１０  骨組フレーム
１１  冷却室
１２  圧縮空気冷却器
１３  流出フランジ
１４  潤滑剤配管
１５  −
１６  ホース
１７  圧縮空気配管
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2018510291.tif 000008
2018510291.tif 000009
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