(57)【要約】【課題】新規のスクリュー機械及びその運転方法を提供すること。【解決手段】スクリュー機械１０が、機械ハウジング１１、これに支持され、ローターペアを形成するスクリューローター１４、スクリューローター１４の軸受１６、１７及びシール１８に潤滑及び／又は冷却のためにオイルを供給できる給油システム、を有し、給油システムは、潤滑及び／又は冷却すべき軸受１６、１７及び潤滑及び／又は冷却すべきシール１８のためにオイル供給１９及びオイルフィード２０を有し、給油システムは圧力センサー２３を有し、圧力センサー２３は、オイル排出もしくはオイル還流２１内の圧力、又は、オイル排出もしくはオイル還流２１内の圧力とオイルフィード２０内の圧力との間の圧力差を把握し、また、給油システムは制御装置２７を有しており、該制御装置２７は、オイルフィード１９内の圧力又は前記圧力差を、圧力センサー２３の測定信号に応じて制御又は調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー機械（１０）とりわけスクリューコンプレッサーであって、機械ハウジング（１１）、該機械ハウジング（１１）内に支持され、ローターペアを形成するスクリューローター（１４）、該スクリューローター（１４）の軸受（１６、１７）及びシール（１８）に潤滑及び／又は冷却のためにオイルを供給できる給油システム、を有し、該給油システムは、潤滑及び／又は冷却すべき前記軸受（１６、１７）及び潤滑及び／又は冷却すべき前記シール（１８）のためにオイル供給（１９）及びオイルフィード（２０）を有している、スクリュー機械（１０）において、
前記給油システムが圧力センサー（２３）を有しており、該圧力センサーは、オイル排出もしくはオイル還流（２１）内の圧力、又は、オイル排出もしくはオイル還流（２１）内の圧力とオイルフィード（１９）内の圧力との間の圧力差を把握し、また、前記給油システムは制御装置（２７）を有しており、該制御装置は、前記オイルフィード（２０）内の圧力又は前記圧力差を、前記圧力センサー（２３）の測定信号に応じて制御又は調整することを特徴とする、スクリュー機械（１０）。
【請求項２】
前記給油システムが、前記スクリューローター（１４）の前記軸受（１６、１７）及びシール（１８）のために、共通のオイル供給（１９）及び共通のオイル排出もしくはオイル還流（２１）を有しており、前記圧力センサー（２３）は、共通のオイル排出もしくはオイル還流（２１）内の圧力又はこれに依存する圧力差を把握することを特徴とする、請求項１に記載のスクリュー機械。
【請求項３】
前記オイル還流（２１）からオイル送り込み（２２）が分岐しており、このオイル送り込み（２２）を介してオイルが、前記オイル還流（２１）から出発して、前記スクリュー機械の作動空間（１５）へ供給可能であり、前記圧力センサー（２３）は、前記オイル送り込み（２１）内の圧力又はこれに依存する圧力差を把握することを特徴とする、請求項２に記載のスクリュー機械。
【請求項４】
前記制御装置（２７）が、前記スクリューローター（１４）の前記軸受（１６、１７）及びシール（１８）のために共通のオイルフィード側圧力、又は、これに依存する圧力差を制御又は調整することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のスクリュー機械。
【請求項５】
前記圧力センサー（２３）が、前記オイルフィード（２０）内の圧力と、前記共通のオイル排出もしくはオイル還流（２１）とりわけ前記オイル送り込み（２２）内の圧力との間の圧力差実際値を把握し、前記制御装置（２７）は該圧力差実際値と圧力差設定値との間の偏差に応じて前記オイル供給（１９）内の弁（２６）のための設定信号を生成し、それにより、該弁（２６）を介して前記圧力差実際値を前記圧力差設定値に調整することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のスクリュー機械。
【請求項６】
スクリュー機械、とりわけスクリューコンプレッサーを運転する方法であって、該スクリュー機械は、機械ハウジング（１１）、該機械ハウジング（１１）内に支持され、ローターペアを形成するスクリューローター（１４）、及び、該スクリューローター（１４）の軸受（１６、１７）及びシール（１８）に潤滑及び／又は冷却のためにオイルを供給することができる給油システム、を有しており、前記給油システムは、潤滑及び／又は冷却すべき前記軸受（１６、１７）及び潤滑及び／又は冷却すべき前記シール（１８）のためにオイル供給（１９）及びオイル排出もしくはオイル還流（２１）を有している、スクリュー機械運転方法において、
前記オイル排出もしくはオイル還流（２１）内の圧力、又は、前記オイル排出もしくはオイル還流（２１）内の圧力とオイルフィード（２０）内の圧力との間の圧力差が把握され、また、前記オイルフィード（２０）内の前記圧力又は前記圧力差が、前記測定された圧力又は前記測定された圧力差に応じて制御又は調整されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
前記軸受（１６、１７）及び前記シール（１８）のために、共通のオイル排出側もしくはオイル還流側の圧力又はこれに依存する圧力差が測定されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記軸受（１６、１７）及び前記シール（１８）のために共通のオイルフィード側圧力又はこれに依存する圧力差が制御又は調整されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項９】
前記共通のオイル排出側もしくはオイル還流側の圧力と、前記共通のオイルフィード側圧力との間の圧力差実際値が把握され、該圧力差実際値が圧力差設定値に調整されることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクリュー機械、とりわけスクリューコンプレッサーに関する。本発明はまた、スクリュー機械、とりわけスクリューコンプレッサーの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスクリューコンプレッサーもしくはねじ圧縮機として構成されているスクリュー機械の基本的な構造は、当業者によく知られている。スクリューコンプレッサーは機械ハウジングもしくはコンプレッサーハウジングを有しており、これは第１ハウジング部分ならびに第２ハウジング部分を有している。第１ハウジング部分内にはスクリューローターが支持されており、これはローターペアを形成していて、圧縮すべき媒体の圧縮を行う。典型的には第１ハウジング部分内に制御摺動板が支持されており、制御摺動板は、第１ハウジング部分の作動空間もしくは圧縮室を部分ごとに区画しており、また、有効作動空間もしくは有効圧縮室の大きさを変化させるために、スクリューローターのローター軸に平行に移動可能である。
【０００３】
例えばスクリューコンプレッサー又はねじ圧縮機として構成されたスクリュー機械の基本的な構造は、特許文献１ならびに特許文献２から知られている。スクリューコンプレッサーは機械ハウジングもしくはコンプレッサーハウジングを有しており、機械ハウジングもしくはコンプレッサーハウジング内には、ローターペアを形成するスクリューローターが支持されている。ここでスクリューコンプレッサーのスクリューローターはスラスト軸受及びラジアル軸受を介して機械ハウジングに支持されている。シールは、スクリューローターのシーリング、とりわけ機械ハウジング内のスクリューローターの軸貫通部のシーリングが担う。
【０００４】
さらに、スクリューローターの軸受及びシールを潤滑及び／又は冷却するために、そのようなスクリュー機械のスクリューローターの軸受及びシールに、給油システムから出発してオイルを供給することが知られている。スクリュー機械の給油システムはそのために、潤滑及び／又は冷却すべき軸受及びシールにオイルを供給するためのオイルフィード、ならびに、次に、オイルを軸受及びシールから排出するためのオイル排出もしくはオイル還流、を有している。
【０００５】
いわゆる給油式スクリューコンプレッサーにおいて、オイル排出もしくはオイル還流を介して軸受及びシールから排出されたオイルは、オイル排出から出発して、ここでは送り込み部とも呼ばれるオイル送り込みを介して、スクリューコンプレッサーの圧縮室の方向に導かれ、オイルは、圧縮室において作動媒体、とりわけ、圧縮すべきガスに混合され、その後スクリュー機械から押し出される。
【０００６】
軸受及びシールから排出されたオイルは、オイル送り込みもしくは送り込み部を介して、スクリューコンプレッサーの圧縮室の方向に案内可能であり、多くのスクリューコンプレッサーにおいて、オイル送り込みもしくは送り込み部は、送達方向において、圧縮室の、スクリューコンプレッサーの吸入側への仕切りの後ろに位置している。オイル排出もしくはオイル還流もしくはオイル送り込み内には圧力があり、スクリュー機械の軸受及びシールに、冷却及び／又は潤滑のために十分なオイル量を供給するためにはこの圧力について知ることが必要である。実用において知られるスクリュー機械においては、オイル排出もしくはオイル還流内の圧力、もしくはオイル排出もしくはオイル還流において分岐するオイル送り込み内の圧力は計算により求められ、これに応じて、冷却及び／又は潤滑すべき軸受及び／又はシールにおいて十分に高い圧力差が作られ、それにより最終的に軸受及びシールに冷却及び／又は潤滑のための十分なオイル量が供給される。
【０００７】
オイル排出もしくはオイル還流もしくはオイル送り込みの領域における圧力を計算により求めることは不正確であり、また、スクリュー機械の吸入圧力が変化すると大きく変動する可能性がある。また、この圧力は、作動媒体とりわけ圧縮すべきガスのいわゆる等エントロピー圧縮指数に依存する。スクリュー機械において場合によっては設けられている制御摺動板の位置も、この圧力に影響する可能性がある。このように、オイル排出もしくはオイル還流もしくはオイル送り込み内の圧力を計算により決定するのは不正確であり、また、大きく変動する可能性があるため、実用において知られているスクリュー機械においては、軸受及びシールへ常に確実な給油が保証されるよう、計算により求められた圧力は常に、高い安全余裕もしくはオフセットにより差引される。このとき、実用において知られているスクリュー機械においては、軸受のため、及びシールのために、対応する圧力がそれぞれ別の圧力調整器を介して設定される。
【０００８】
実用において知られているこのようなスクリュー機械の短所としては、オイル排出もしくはオイル還流もしくはオイル送り込み内の圧力を計算により求めることが比較的に不正確であるため、また、用いられる安全余裕もしくはオフセットが比較的高いために、軸受及びシールに向かう方向に導かれるオイルが多すぎるということが挙げられる。スクリュー機械の吸入圧力が想定外に高く上昇すると、最少圧力差を下回った場合に、軸受及びシールへの確実な給油がもはや保証されない可能性がある。それにより軸受及びシールが損傷してその機能に悪影響が出る可能性がある。そのため、実用において知られている短所を回避できるようなスクリュー機械及びそのスクリュー機械の運転方法に対する需要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許第３０２２２０２号明細書
【特許文献２】独国特許第３８０３０４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、新規のスクリュー機械及びその運転方法を提供することである。この課題は、請求項１に記載のスクリュー機械により解決される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると給油システムは圧力センサーを有しており、この圧力センサーはオイル排出もしくはオイル還流内の圧力、又は、オイル排出もしくはオイル還流内の圧力と、オイルフィード内の圧力との間の圧力差を把握する。給油システムはまた制御装置を有しており、オイルフィード内の圧力又は前記圧力差を、圧力センサーの測定信号に応じて制御又は調整する。
【００１２】
本発明のスクリュー機械においては、オイル排出もしくはオイル還流内の圧力は計算では求めない。オイル排出もしくはオイル還流内の圧力、又は、これに依存する圧力差は、圧力センサーを用いて測定技術的に把握される。給油システムの制御装置は、圧力センサーの測定信号に応じて、オイルフィード内の圧力又はこれに依存する差圧を制御又は調整し、それにより、吸入圧力が高く上昇しても、あらゆる運転状態において、軸受及びシャフトへの給油が高信頼的に確保されるようなオイル圧力もしくはオイル圧力差で、スクリュー機械の軸受及びシャフトへの給油が行われる。軸受及びシャフトへの給油は常に最適に保たれる。
【００１３】
好適な発展形によると、本発明のスクリュー機械の給油システムは、スクリューローターの軸受及びシールのために共通のオイル供給、及び、共通のオイル排出もしくはオイル還流を有しており、望ましくは、排出されたもしくは還流されたオイルは、オイル排出もしくはオイル還流から出発して、オイル排出もしくはオイル還流から分岐するオイル送り込みを介して、スクリュー機械の作動空間へと供給可能である。圧力センサーは、共通のオイル排出もしくはオイル還流内の圧力、望ましくはオイル送り込み内の圧力、又は、これに依存する圧力差を把握する。測定された圧力又は測定された圧力差に応じて、制御装置は、スクリューローターの軸受及びシールのために、共通のオイルフィード側圧力又はこれに依存する圧力差を制御又は調整する。
【００１４】
この構成は特に好適である。オイルフィード側圧力又はこれに依存する圧力差の制御もしくは調整は、スクリューローターの軸受及びシールに共通して行われる。そのため、ただ一つの弁及びそれに付属する調整器を用いて、スクリュー機械の軸受及びシールのために常に自動的に、軸受及びシールへの給油に最適なオイルフィード側圧力もしくはこれに依存する圧力差を提供することができる。
【００１５】
好適な発展形によると、圧力センサーは、共通のオイルフィード内の圧力と共通のオイル排出もしくはオイル還流、とりわけオイル送り込み内の圧力との間の、圧力差実際値を把握し、制御装置は、圧力差実際値と圧力差設定値との間の偏差に応じて、オイル供給内の弁のための制御信号を発生させ、弁を介して圧力差実際値を圧力差設定値に調整する。この構成は特に簡単であり、あらゆる運転条件において、本発明のスクリュー機械のスクリューローターの軸受及びシールへの最適な給油が保証される圧力差設定値を高信頼的に設定できる。
【００１６】
スクリュー機械のこの運転方法は請求項６に記載されている。
【００１７】
本発明の望ましい発展形は従属請求項及び以下の説明から理解できる。本発明の実施例について図を用いて詳しく説明するが、これに限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のスクリュー機械を図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明はスクリュー機械、とりわけスクリューコンプレッサーに関する。
【００２０】
以下、本発明について図１を参照しながら、スクリューコンプレッサーとして構成されたスクリュー機械を例として説明する。本発明はスクリューコンプレッサーへの適用が望ましいが、本発明はその他のスクリュー機械に適用することもできる。
【００２１】
図１には、給油式スクリューコンプレッサー１０として実施されたスクリュー機械が図式的に示されており、このスクリュー機械はコンプレッサーハウジング１１として構成された機械ハウジングを有している。ここではコンプレッサーハウジング１１のうち、第１ハウジング部分１２及び第２ハウジング部分１３が図示されている。
【００２２】
スクリューコンプレッサー１０はまた、スクリューローター１４を有しており、これは、スクリューコンプレッサー１０のコンプレッサーハウジング１１内に回転可能に支持されていて、一対のスクリューローター１４を形成している。ここで機械ハウジング１１の第１ハウジング部分１２は、スクリューコンプレッサー１０の作動空間もしくは圧縮室１５を画定しており、そこでは圧縮すべき媒体とりわけプロセスガス又は冷却材も、圧縮もしくは圧搾される。図示されてはいないが、ここでスクリューコンプレッサー１０は、制御摺動板を有することができ、制御摺動板は、その設定に応じて有効な作動空間もしくは圧縮室の大きさを画定する。
【００２３】
スクリューコンプレッサー１０のスクリューローター１４は、ハウジング１１内に軸受を介して、図示された実施例においてはラジアル軸受１６及びスラスト軸受１７を介して支持されている。図１にはまた、シール１８が図示されており、これは、機械ハウジングもしくは圧縮ハウジング１１内においてスクリューローター１４の一方の軸貫通部のシーリングを行う。
【００２４】
図１に図示された、スクリューコンプレッサーとして構成されたスクリュー機械１０の軸受１６、１７ならびにシール１８には、潤滑及び／又は冷却のために、給油システムを介して給油が可能である。図１では、スクリューコンプレッサーとして構成されたスクリュー機械１０が給油システムを有しており、この給油システムは、潤滑及び／又は冷却すべき軸受１６、１７、及び、潤滑及び／又は冷却すべきシール１８のために、共通のオイル供給１９を有しており、この共通のオイル供給１９から出発して、軸受１６、１７ならびにシール１８に給油が可能であることが図示されている。図１においてオイルフィード２０に示されている矢印は、スクリューローター１４のすべての軸受１６、１７及びシール１８に、共通のオイル供給１９から出発してオイルを供給できることを示している。
【００２５】
潤滑及び／又は冷却のために軸受１６、１７及びシール１８に供給されたオイルは、これら軸受１６、１７及びシール１８から、オイル排出もしくはオイル還流２１を介して排出され、このとき、スクリューコンプレッサーとして構成されたスクリュー機械は、スクリューローター１４の全ての軸受１６、１７及びシール１８のために共通のオイル還流２１を有している。軸受１６、１７及びシール１８から流れ出たオイルは共通のオイル還流２１内に集められ、共通のオイル還流２１から分岐しているオイル送り込み２２を介して、作動空間もしくは圧縮室１５へと送り込まれる。このとき圧縮室１５は、スクリューコンプレッサー１０の吸入側へのオイル送り込み２２の位置において仕切られているため、それにより作動媒体の吸入量、とりわけガス又は冷却材の吸入量が、送り込まれたオイルもしくはオイルから吸入された送達媒体によって減少することはない。そのため、オイル送り込み２２の位置における圧縮室１５内の圧力は、吸入圧力より高い。
【００２６】
ここで本発明は、吸入圧力が高く上昇する場合でもすべての運転状況において、冷却及び／又は潤滑すべき軸受１６、１７及びシール１８への高信頼的な給油が保証できることの詳細に関する。
【００２７】
本発明によると、図示された実施例において、スクリューコンプレッサー１０として構成されたスクリュー機械の給油システムは、圧力センサー２３を有しており、これは、オイル排出もしくはオイル還流２１内の圧力、もしくはオイル送り込み２２内の圧力、又は、これに依存する圧力差、つまり、オイル還流２１もしくはオイル送り込み２２内の圧力と、オイルフィード２０内の圧力との間の圧力差を把握する。図示された望ましい実施例において圧力センサー２３は、軸受１６、１７及びシール１８に共通のオイルフィード１９内の圧力と、軸受１６、１７及びシール１８に共通のオイル還流２１内の圧力との間の圧力差実際値を把握し、そのために図示された実施例において圧力センサー２３は、第１圧力測定ライン２４でオイルフィード１９について、第２圧力測定ライン２５でオイル還流２１について把握する。第１圧力測定ライン２４は、弁２６の下流でオイルフィード２０について把握する。第２圧力測定ライン２５はオイル還流２１、つまり、オイル還流２１から分岐したオイル送り込み２２の領域について把握し、共通のオイル還流２１内に集められたオイルは、このオイル送り込み２２を介して圧縮室１５に案内可能である。
【００２８】
図示された実施例においてスクリューコンプレッサー１０として構成されたスクリュー機械の給油システムはまた、制御装置２７を有しており、これは、圧力センサー２３の測定信号に応じてオイルフィード２０内の圧力又はこれに依存する圧力差を制御又は調整する。図１に図示された実施例において制御装置２７は、圧力測定ライン２４及び２５における圧力の間の圧力差実際値を、この圧力差実際値が調整されて圧力差設定値になるように、調整する。
【００２９】
図示された実施例において制御装置２７は、弁２６の統合ユニットである。制御装置２７はまた、別個のユニットとして実施することもできる。
【００３０】
本発明では、オイル還流２１内の圧力もしくはオイル還流２１から分岐したオイル送り込み２２内の圧力、又はこれに依存する圧力差つまり、オイル還流２１内の圧力もしくはオイル送り込み２２内の圧力と、オイルフィード１９内の圧力との間の圧力差が、測定技術的に把握され、その際、測定された圧力もしくは測定された圧力差に応じて、オイルフィード２０内の圧力もしくは圧力差が制御又は調整される。
【００３１】
供給ライン１９内の圧力、もしくはオイル供給１９内の圧力とオイル還流２１もしくはオイル送り込み２２内の圧力との間の圧力差を、このように自動的に調整することにより、吸入圧力が高く上昇した場合でも、すべての運転条件において常に、スクリューローター１４の冷却及び／又は潤滑すべき軸受１６、１７及びシール１８への十分な給油が保証される。
【００３２】
図１によるとこのために、機械ハウジング１１の第１ハウジング部分１２内の、オイル還流２１から分岐したオイル送り込み２２の領域に、ボア２８が設けられており、図示された実施例では、圧力センサー２３はボア２８について圧力測定ライン２５で把握する。
【００３３】
弁２６は望ましくは差圧調整弁であり、図１の実施例においてはこの弁を介して、測定ライン２４、２５内の圧力の間の差圧を圧力差設定値に調整することができる。
【００３４】
すでに述べたように、自動的に最適なオイル差圧でスクリューローター１４の全ての軸受１６、１７及びシール１８へ給油することができ、それによりあらゆる運転条件において軸受１６、１７及びシールの最適な潤滑及び／又は冷却が保証される。
【００３５】
上述のように、軸受１６、１７及びシール１８のための給油圧力もしくはオイル圧力差の調整は共通して行われる。そのためには弁２６一つだけで十分である。軸受１６、１７へのオイル圧力供給、及び、シール１８へのオイル圧力供給のために別々の弁及び調整器を用意する必要はない。
【００３６】
本発明のスクリュー機械もしくは本発明のスクリュー機械運転方法により、スクリュー機械の運転において吸入圧力が変動しても、スクリュー機械の軸受及びシールのオイル潤滑及び／又はオイル冷却を高信頼的に行うことができる。自動的に調整もしくは制御が行われることにより、処理圧力もしくは吸入圧力の変化が軸受及びシールへの給油に与える影響を自動的に補償することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  スクリューコンプレッサー
１１  機械ハウジング 
１２  第１ハウジング部分
１３  第２ハウジング部分
１４  スクリューローター
１５  作動空間 
１６  軸受
１７  軸受
１８  シール
１９  オイル供給
２０  オイルフィード
２１  オイル還流
２２  オイル送り込み
２３  圧力センサー
２４  圧力測定ライン
２５  圧力測定ライン
２６  弁
２７  制御装置
２８  ボア 
【図１】
2017008934.tif 000003
【外国語明細書】
2017008934000001.pdf