水喷射压缩机的制作方法

专利名称：水喷射压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及向压縮机内部喷射水，并与压縮空气一同排出水的水喷射 压縮机。
背景技术：
水喷射压缩机利用喷射到压縮机部内的水进行润滑和密封。为了与压 缩空气一同将从压縮机排出的水再次喷射到压缩机内部，水喷射压縮机具 有使水循环使用的水循环系统。以往，例如专利文献l记载有为了降低循环水的杂质浓度，在不补 给水的情况下长时间连续运转，向水槽供给压缩空气，对离开水槽的压縮 空气进行冷却，向压縮机内供给分离后的水分，从水槽排出剩余循环水。专利文献l:日本特开2000—45948号公报在上述现有技术中，压縮机部工作期间始终补给从压縮空气中冷凝的 水，由于压縮机部内成为高温高压，所以微菌的繁殖得到抑制。但是，若 压縮机部停止的时间过长，则分离空气和水的分离器以及配管内的水接近 大气温度，有可能空气中的微菌在残留于分离器或配管中的水中繁殖。特别是春季到秋季大气温度在3(TC左右的环境适合于微菌的繁殖，所 以在压縮机部的停止时间长的情况下为了抑制微菌的繁殖，需要频繁的更 换水、进而需要进行装置及配管的清洗。发明内容本发明的目的在于，即使压縮机部长时间停止，在到下一次工作的期 间不需要更换水等耗时作业，防止基于计时器的水质管理运转、分离器及 压縮机部内以及配管内微菌的繁殖。为了实现上述目的，本发明提供一种水喷射压縮机，其向压縮机部内 喷射分离器内的水，将水与压縮空气一同喷出到所述分离器内，进行分离， 其中，所述压縮机停止后，即使经过预先设定的时间，在没有所述压缩机 部的启动要求时，也使所述压縮机启动，并使其工作规定时间。 发明效果根据本发明，能够防止压縮机部内以及配管内微菌的繁殖。


图1是表示本发明一实施方式的框图；图2是表示一实施方式的停止以及工作时间与排出空气温度的关系的 图表；图3是表示一实施方式的大气温度与停止及工作时间的关系的图；图4是表示一实施方式的运转动作的流程图；图5是表示停止及工作时间与排出空气温度的关系的图表；图6是表示其他实施方式的系统构成的框图；图7是表示另外实施方式的系统构成的框图；图8是表示其他水质管理方式的框图；图9是表示另外水质管理方式的框图。
具体实施方式
图1表示一实施方式的水喷射压縮机的系统构成，压縮机部1是容积 形压縮机，以螺旋压縮机为例进行说明。分离器3的水在分离器3的内压作用下，从与分离器3连接的水供给 配管20供给到压縮机1。由与水供给配管20连接的空冷水冷却器4冷却 后的水从水喷射配管22向压縮机部1的转子工作室供给。在压縮机的轴 承为水润滑轴承的情况下，由于在压缩机部1的启动时分离器3内没有送 出水的压力，所以在水供给配管20与空冷水冷却器4之间设置的泵29启 动，使来自分离器3的水升压，向压縮机部1的轴承供给水。压縮机部1将从具备吸入过滤器的吸入口 14吸入的空气压縮，与压 縮过程中喷射的水一同从未图示的排出口经由排出配管15向分离器3排 出。在分离器3中分离压縮空气和水。水贮存在分离器3的下部后，再次 通过水供给配管20向压縮机部1供给。
压縮空气被分离器3分离后，通过与分离器3的上部连接的排出空气 配管16由后冷却器(after cooler) 5冷却，然后由排出分离器(drain separator) 19除去冷凝的排出水，向用于供给压縮空气的场内管道18排 出。压縮机部l在夜里、休息日等较长时间停止时，换而言之，在对于压 縮机部l从外部没有启动要求时，如图2所示，如果在停止时间超过预先 设定的停止时间toff23，则为了水质管理而自动启动压縮机部1，运转设 定时间ton24。然后，重复进行暂停和工作直到水喷射压縮机再次启动。 对于压縮机的工作、停止，结合图l再详细说明。水喷射压縮机具备对整体单元进行运转控制的控制盘9，控制盘9对 水喷射压缩机l的驱动马达2、冷却扇用马达6以及泵29的马达进行驱动。 另外，控制盘9驱动旁路配管用电磁阀45和三方电磁阀21，所述旁路配 管用电磁阀45配合于启动时用于使水升压的泵29的运转进行开闭，所述 三方电磁阀21对如下两个配管进行切换， 一个配管是对通过空冷水冷却 器4向压縮机1供给的水进行冷却的配管，另一个配管是将不由空冷水冷 却器4冷却的、在水温保持为高温的状态下直接用于向压縮机1供给水的 配管。另外，控制盘9利用在吸入口 14设置的大气温度(吸入温度)检测 用传感器13、分离器的水温度检测用传感器11、对从压縮机1排出的空 气的温度进行检测的排出温度检测用传感器12，检测各部的温度。进而， 控制盘9利用计时器10计测压缩机部1的工作时间、停止时间。控制盘9 具有存储装置，该存储装置如图3所示存储有根据检测出的大气(吸入) 温度设定了压縮机部1的工作时间、停止时间的数据。其次，结合图4说明水喷射压縮机的动作顺序。日常情况下为了进行通常的运转，压縮机部1启动(步骤31)。然后， 一天的工作时间结束时，压縮机部l停止(步骤32)。之后，压縮机部l 利用计时器10检测出停止时间to (步骤33)后，存储到未图示的存储装 置中。进而，检测出大气温度(吸入温度)Ta、分离器的水温Tw (步骤 34)，同样地存储。因此，基于检测出的大气温度Ta、或水温Tw，根据 存储装置内的数据设定相对于大气温度Ta、或相对于水温Tw的压縮机部
1的暂停时间toff和工作时间ton (步骤35)。然后，由计时器10检测经 过时间tl (步骤36)，算出暂停时间(步骤37)，若暂停时间超过设定 时间时(步骤38)，使水喷射压縮机工作(步骤39)。在暂停时间未超过设定时间的情况下，重复大气(吸入)温度、水温 的检测即步骤34以后的循环。压縮机部1工作时，检测工作的时间t2 (步 骤40)并存储。接着，检测经过时间t3 (步骤41)，算出运转时间(步 骤47)。因此，将算出的运转时间与设定的运转时间ton作比较(步骤42)， 在运转时间超过设定时间ton的情况下，停止水喷射压縮机(步骤43)。之后，对于水喷射压縮机，判断是否按压了作为通常的启动要求的启 动开关(步骤44)，然后，在按压了通常的启动开关的情况下，进行通常 的连续运转(步骤31)。如果，在未按压通常的启动开关的情况下，重复 用于水质管理的工作、停止(返回步骤33)。另外，压缩机l停止后，为了水质管理而使压縮机部l工作时，为了 增大水的杀菌效果可以使排出空气温度高于通常运转而运转。即，通常用 图1所示的空冷水冷却器4冷却用于供给的水而进行供给，但也可以例如 切换三方电磁阀21，不通过水冷却器4，而直接向压縮机部l给水。由此， 水的温度也上升，成为高温，从而水的杀菌效果增大。进而，如果将排出 空气温度(排出的水温也成为相近的温度)设为85'C以上，将该温度下的 工作时间设为15分钟以上，则能够可靠地获得水的杀菌效果。再有，为了使排出空气温度达到设定温度之后不会过度地成为高温， 优选使三方电磁阀21工作，对水冷却器4的通过和旁路进行控制，将排 出空气温度(水温度)调节成设定温度，或通过对驱动空冷水冷却器4的 冷却扇7的马达6的转速进行控制，改变风量，由此调节水的冷却。图6是用水冷水冷却器27进行水冷却的情况，分离器3的水在分离 器3的内压作用下从水供给配管20供给，由水冷水冷却器27冷却之后， 通过水喷射配管22向压縮机1的转子工作室供给。在压縮机1的轴承使用水润滑轴承的情况下，由于用于压縮机1的水 质管理的启动时分离器内没有压力，所以在水供给配管20与水冷水冷却 器27之间设置的泵29升压，向压縮机1的轴承供给水。压縮机1将从具 备吸入过滤器的吸入口 14吸入的空气压縮，与压缩过程中喷射的水一同 从排出口经由排出配管15向分离器3排出。在分离器3中分离压縮空气 和水。水贮存在分离器3的下部后，再次通过水供给配管20向压縮机1 供给。压縮空气被分离器3'分离后，通过与分离器3的上部连接的排出空气 配管16由后冷却器28冷却，然后由排出分离器19除去冷凝的排出水后， 向场内管道18排出。在水喷射压缩机1在夜里或休息日等较长时间停止时，如图2所示， 在停止时间超过预先设定的停止时间toff23时，为了水质管理而自动使水 喷射压縮机1工作，运转设定时间ton24。然后，重复进行暂停和工作直 到水喷射压縮机l再次启动。对于压缩机l的工作、停止，结合图6再详细说明。水喷射压縮机具 备对整体单元进行运转控制的控制盘9，对水喷射压縮机的驱动马达2以 及泵29的马达进行驱动。另外，控制盘9驱动旁路配管用电磁阀45和三 方电磁阀21，所述旁路配管用电磁阀45配合于启动时用于使水升压的泵 29的运转进行开闭，所述三方电磁阀21对如下两个配管进行切换， 一个 配管是对通过水冷水冷却器27向压縮机1供给的水进行冷却的配管，另 一个配管是将不用水冷水冷却器27冷却而直接向压縮机1供给水的水喷 射配管22。另外，利用在吸入口 14设置的大气(吸入)温度检测用传感器13、 分离器的水温度检测用传感器11、对从压縮机1排出的空气的温度进行检 测的排出温度检测用传感器12，检测各部温度。进而，控制盘9利用计时 器IO计测压縮机1的工作时间、停止时间。进而，控制盘9具有存储装置，该存储装置如图3所示存储有根据检 测出的吸入温度设定了工作时间、停止时间的数据。结合，结合图4说明 水喷射压縮机1的动作顺序。日常情况下为了进行通常的运转，压縮机l启动(步骤31)。然后， 一天的工作时间结束，停止向管道供给压縮空气时，压縮机停止(步骤32)。 之后，具有未图示的存储装置的控制盘9利用计时器10存储停止时间to (步骤33)，进而，检测出大气温度(吸入空气温度)Ta、分离器3内部 的水温Tw(步骤34)，并存储。因此，基于检测出的大气温度Ta/或水 温，根据存储装置内的数据设定相对于大气温度Ta、或相对于水温Tw的 压缩机l的暂停时间toff和工作时间ton (步骤35)。然后，由计时器IO 检测经过时间(步骤36)，在暂停时间超过设定时间时(步骤38)，使 水喷射压縮机l工作(步骤39)。进而，检测工作时的时间(步骤40)，之后定期检测经过时间，若工 作时间超过设定时间ton时，停止压縮机。此时，判断压缩机l是否根据 通常的启动开关开始了启动(步骤44)，之后在按压了通常的启动开关的 情况下，进行通常的连续运转(步骤31)。如果，在未按压通常的启动开 关的情况下，重复用于水质管理的工作、停止(返回步骤33)。再有，排 出空气温度的调节通过由电磁阀46对水冷水冷却器27的冷却水量进行调 节而控制。外壳、转子、轴承及轴封装置具有可在设定排出温度下使用的耐热性， 使得即使压縮机l在排出温度成为高温的情况下也不存在障碍。另外，确 保转子间、转子/外壳间以及轴承的内外圈间的间隙，是在设定的排出温度 下工作时不会引起损伤的值。另外，配管及分离器、衬垫(packing)类、 电磁阀或温度检测传感器也确保耐热性，使得即使在设定的排出温度下工 作也不存在障碍。以上，在水喷射压縮机的停止后，即使经过预先设定的时间、即微菌 的繁殖开始活跃的时间，在压縮机部l不被启动时，周期性使水喷射压縮 机工作、停止，所以水不会长时间滞留在分离器3、水配管、压縮机部1 内，由于水温会进一步升高，所以能够防止在分离器内的水或装置内微菌 的繁殖。另外，由于检测大气温度或分离器3的水温，根据大气温度或水温设 定使水喷射压縮机工作的时间及间隔，所以即使在夏季微菌容易繁殖的时 期，也能够可靠地防止微菌的繁殖。进而，在冬季等大气温度低、微菌的繁殖不活跃的时期，通过延长使 水喷射压縮机工作的间隔，能够节约水质管理所需要的压縮机的驱动能 量。进而，在以水喷射压縮机的水质管理为目的而使其工作时，通过使压 縮机部1的排出空气温度高于通常工作时的设定温度，水温也变得接近排
出温度，所以能够进一步增加水的杀菌效果。再有，为了水质管理，将使水喷射压缩机工作时的排出空气温度设为85'C以上，工作15分钟以上， 由此能够可靠地实现水的杀菌效果。进而，将水喷射压縮机的压縮机部1、分离器3、配管做成为能够在 高温的设定排出空气温度下运转的耐热结构，另外正确地设定间隙，由此 能够防止产生轴承、转子、外壳等压縮机部1的主要部件的热膨胀或引起 变质、变形、接触等损伤，以及压縮性能下降、泄漏等功能下降。进而，对图7所示的其他实施例进行说明。图7所示的水喷射压縮机 1及包括其周边结构的系统，主要的结构与图l所示的结构相同。本实施 例中，通过压縮机1或其周边设置的容量控制机构进行容量控制。通过使 压縮机部1工作，能够实现进行水质管理时的节能化。例如，通过在压缩 机部1的吸入口设置的吸气卸载装置(suction unloader) 48(节流机构)节制 空气流量。通过减少压縮机1吸入的吸入空气，能够降低压縮机部1的运 转动力。另外，利用向驱动压缩机部1的马达2供给交流电的变换器49，通过 设置成能够进行转速控制，在进行用于水质保全的运转时，降低马达2的 转速，驱动压縮机部l，由此能够进一步降低压縮机部l的运转动力。进而，结合图8对水质管理所涉及的结构进行说明。使用了逆浸透膜 的水精制装置50通过补给水配管52与分离器3连接。水精制制造装置50 与供给水的给水配管51、和排出未通过逆浸透膜(未图示)的含有盐类的 水的排水管53连接。为了杀菌使压縮机l运转，并且从排水用配管54废 弃分离器3内的水，通过补给水配管52补给由水精制装置50精制的水， 从而能够减少水质劣化的水。由此，能够节约压縮机l的运转时间，并能 够降低压縮机部1的运转动力，所以能够获得节能效果。进而，结合图9对水质管理所涉及的其他结构进行说明。在与分离器 3连接的水供给配管20的途中设有紫外线杀菌装置55。紫外线杀菌装置 55具有连接水供给配管20的流路、和与该流路连接设置且产生紫外线的 紫外线发光灯57。紫外线发光灯57由电源56给电而发光。紫外线通过流 路上设置的未图示的紫外线透过部，照射流路中流通的水。通过由紫外线 对水进行杀菌，由此能够节约压縮机部l的运转时间，获得节能效,。
权利要求
1、一种水喷射压缩机，其具有向内部喷射水的压缩机部、和对从该压缩机部排出的空气与向所述压缩机部的内部喷射的水进行分离的分离器，其特征在于，在所述压缩机部停止后，即使在经过预先设定的时间而没有所述压缩机部的启动要求时，也使所述压缩机部启动，并使其工作规定时间。
2、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 设有对吸入所述压縮机部的大气温度进行检测的传感器，根据检测出的大气温度，改变所述预先设定的时间及规定时间。
3、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 设有对所述分离器内的水温度进行检测的传感器，根据所述水温度改变所述预先设定的时间及规定时间。
4、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于，还具有向所述压縮机供给所述分离器内的水的水喷射配管、和在该水喷射配管与所述分离器之间冷却所述分离器内的水的水冷却器， 在使所述压縮机部工作规定时间时，使所述水冷却器的冷却量减少。
5、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 还具有对从所述压縮机部排出的空气温度进行检测的温度传感器， 在使所述压縮机部工作规定时间时，从所述压縮机部排出的排出空气温度为85。C以上，工作15分钟以上。
6、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于，还具有向所述压縮机供给所述分离器内的水的水喷射配管、和在该 水喷射配管与所述分离器之间冷却所述分离器内的水的水冷却器，在所述水冷却器是使用外部的水对来自所述分离器的水进行冷却的 水冷的水冷却器的情况下，对通向该水冷水冷却器的水量进行调节，控制 来自所述分离器的水的温度。
7、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 在所述压縮机的停止后，即使在经过预先设定的时间而没有所述压縮 机的启动要求时，也使所述压縮机部启动，在控制所述压縮机部的压縮容 量的同时使其工作。
8、 根据权利要求7所述的水喷射压縮机，其特征在于，在所述压縮机部的吸入口还设有节流机构，使所述压缩机部吸入的吸 入空气量可变。
9、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 设有向驱动所述压縮机部的驱动马达供给交流的变换器，控制所述驱动马达的转速。
10、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于，还具有具有逆浸透膜的水精制装置、连接该水精制装置与所述分离 器的补给水配管，在所述压縮机部的停止后，即使在经过预先设定的时间而没有所述压 縮机部的启动要求时，也排出所述分离器内的水，通过所述补给水配管使 来自所述水精制装置的水进入所述分离器，同时启动所述压缩机部，使其 工作规定时间。
11、 根据权利要求1所述的水喷射压縮机，其特征在于， 在所述分离器和所述压縮机部之间的配管上设有紫外线杀菌装置。
全文摘要
一种水喷射压缩机，即使压缩机长时间停止，在到下一次工作的期间也不需要更换水等耗时作业，防止分离器及压缩机以及配管内微菌的繁殖。水喷射压缩机向压缩机(1)内部喷射分离器(3)内的水，与压缩空气一同排出到分离器内，进行分离，其中，压缩机(1)的停止后，即使经过预先设定的时间，在压缩机(1)不被启动时，也使压缩机(1)工作规定时间。
文档编号F04B39/06GK101165347SQ20071014240
公开日2008年4月23日 申请日期2007年8月22日 优先权日2006年10月16日
发明者川端夏树, 武田文夫, 西村仁, 青木优和 申请人:株式会社日立产机系统