供油式螺杆压缩机的制作方法

1.本发明涉及供油式螺杆压缩机。


背景技术：

2.具有相互轴平行且扭转方向相反的阴阳1组的螺杆转子的供油式螺杆压缩机，通过设置在压缩机主体上游的吸入过滤器吸入空气，在将空气内的异物、粉尘等除去后，导入到压缩机主体内部，在与润滑油混合的状态下将空气压缩至规定的压力。
3.在此，由于吸入过滤器的堵塞而压差增加，发生吸入空气量降低的情况。为了防止这样的状况，需要测量运行中吸入过滤器的上游与下游的压差，当压差达到上限时，使保护装置(警报或者异常停止)工作。
4.另外，压缩机的驱动使用永磁电动机，当发生冷却不足时，将发生由电动机转子退磁导致的扭矩降低。为了防止这样的情况，需要在运行中测量电动机壳体的温度，当达到上限温度时，使保护装置工作。
5.例如，在专利文献1中公开有一种供油式螺杆压缩机，其通过考虑额定状态的供油来降低动力损失，并且由于考虑了水分冷凝的供油而为了抑制水分冷凝，其具有：压缩机主体；储存油的油罐；从油罐向追加供油口送油的配管；允许配管内的油流动或者将其阻断的追加供油阀；用于测量油罐内的油温to的油温传感器；具有当由油温传感器测量出的油温to变成比规定的第一油温低时，关闭追加供油阀的油温闭阀控制部的控制装置。
6.另外，专利文献1中，通常，压缩机主体的排出温度需要保持在压缩空气中没有发生排放的温度以上。为此，公开有根据周围温度和负荷条件控制冷却风扇的运行转速的技术。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特开2019-085971号公报


技术实现要素：

10.发明要解决的技术问题
11.由于油温传感器等的测量结果根据压缩机的负荷条件而变化，因此存在难以进行使用负荷变动中的测量结果的压缩机的正确诊断的可能性。
12.本发明是鉴于上述的现有技术的问题而完成的，提供一种供油式螺杆压缩机，其强制作出用于诊断供油式螺杆压缩机的测量条件，通过使用在该条件下获得的测量结果进行正确的诊断。
13.用于解决课题的技术方案
14.解决上述课题的本发明的一个方式是一种供油式螺杆压缩机，其包括：一边供给润滑油一边压缩空气的压缩机主体；除去要吸入至压缩机主体的空气内的异物、粉尘等的吸入过滤器；吸入节流阀，其从吸入过滤器吸入空气并调节要吸入至压缩机主体的空气的
供给；储存从压缩空气分离出的润滑油的油罐；在内部搭载有过滤元件的油分离器，其设置在油罐的下游；冷却压缩空气的第一冷却器，其设置在油分离器的下游；连接油分离器的空间与吸入节流阀的上游侧空间的第一放气电动阀；连接于油罐来冷却润滑油的第二冷却器；防止润滑油的污染的油过滤器，其设置在用于冷却后的润滑油重新向压缩机主体循环的循环路径内；冷却第一冷却器和第二冷却器的冷却风扇；以及能够输入运行模式的操作面板。
15.并且，供油式螺杆压缩机包括控制供油式螺杆压缩机的动作的控制部；和阻断由第一冷却器冷却后的压缩空气的供给的排出电动阀，当用操作面板选择了诊断模式时，控制部，关闭排出电动阀来阻断压缩空气的供给，打开第一放气电动阀来连接油分离器的空间与吸入节流阀的上游侧空间，打开吸入节流阀来从吸入过滤器吸入空气，并对压缩机主体供给吸入空气。
16.发明效果
17.依据本发明，具有以一定负荷条件进行稳定的连续运行的诊断模式，在基于诊断模式的运行时，通过使用压缩机所具有的各种测量器的测量结果，能够进行压缩机的正确的诊断。
附图说明
18.图1是表示本实施例的供油式螺杆压缩机的内部构造的流程图。
19.图2a是表示实施例1的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
20.图2b是表示实施例1的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
21.图2c是表示实施例1的供油式螺杆压缩机的各动作模式中的阀的状态的图。
22.图3a是表示实施例2的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
23.图3b是表示本实施例2的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
24.图3c是表示本实施例2的供油式螺杆压缩机的各动作模式中的阀的状态的图。
25.图4a是表示实施例3的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
26.图4b是表示本实施例3的供油式螺杆压缩机的操作回路的流程图。
27.图4c是表示本实施例3的供油式螺杆压缩机的各动作模式中的阀的状态的图。
具体实施方式
28.以下，使用附图关于本发明的实施例进行说明。
29.首先，在进行详细说明前，说明供油式螺杆压缩机的诊断的种类和目的、课题和解决方案的概要。
30.如背景技术中所记载的，具有彼此轴平行且扭转方向相反的阴阳1组螺旋转子的供油式螺杆压缩机，通过设置在压缩机主体上游的吸入过滤器吸入大气中的空气，将空气内的异物、粉尘等除去后，导入到压缩机主体内部，以与润滑油混合了的状态被压缩至规定的压力。
31.在此，当由于吸入过滤器的堵塞而压差增加时，发生吸入空气量降低的情况。为了防止这样的状况，在运行中测量吸入过滤器的上游与下游的压差，如果压差达到上限则使保护装置(警报或者异常停止)工作。
32.另外，压缩机的驱动使用了永磁电动机，但当发生冷却不足时，由于电动机转子退磁而导致扭矩降低。为了防止这样的情况，在运行中测量电动机壳体的温度，并且当达到上限温度时使保护装置工作。
33.除了上述保护装置以外，在本实施方式中，还考虑了如以下所述的供油式螺杆压缩机的诊断。
34.从压缩机主体排出的压缩空气，通过油罐内的油分离机构(1次分离)和油分离器(2次分离)分离润滑油。1次分离利用离心力和碰撞，2次分离使用过滤元件，将压缩空气中的油份去除。
35.在此，由于过滤元件的堵塞而压差增加。为了防止过滤元件上游的压力上升，在运行中测量过滤元件上游和下游的压差，当达到上限压差时使保护装置工作。
36.将分离了润滑油的压缩空气通过冷却器(后冷却器)冷却，向机外排出，去往使用者的使用场所。
37.另一方面，被分离的润滑油暂时被储存在油罐中，向压缩机主体的吸入侧循环，这是通过油罐内的压力与压缩机吸入侧的压差被加压而循环，在该循环路径中，设置有用于冷却的冷却器(油冷却器)和除去异物或沉渣等的油过滤器。
38.在此，为了防止油过滤器的堵塞，在运行中测量油过滤器上游与下游的压差，当达到上限压差时就使保护装置工作。
39.如以上所述，在供油式螺杆压缩机中，为了对状态和动作进行诊断，考虑在以下所示的各处，为了各个目的被进行诊断。
40.(1)吸入过滤器
41.诊断：基于过滤器压差的测量值进行诊断。
42.目的：防止吸入空气量的降低，实现节能。
43.(2)过滤元件(2次分离)
44.诊断：基于元件压差的测量值进行诊断。
45.目的：防止压缩机主体的压力增加，实现节能。
46.(3)油过滤器
47.诊断：基于过滤器压差的测量值的诊断。
48.目的：防止润滑油的污染度上升，并防止压缩机机内部件的寿命降低。
49.(4)冷却器(油冷却器)
50.诊断：基于润滑油温度的测量值进行诊断。
51.目的：防止温度上升，防止润滑油的寿命降低。
52.(5)永磁电动机
53.诊断：基于电动机壳体温度的测量值进行诊断。
54.目的：防止温度上升，防止电动机转子退磁导致扭矩降低。
55.通过进行以上(1)～(5)的诊断(测量结果)，如果存在异常则调查原因，进行清扫、部件更换等的应对，由此能够防止异常停止于未然。
56.但是，测量结果根据压缩机的负荷条件而变化，因此即使使用负荷变动中的测量结果也存在压缩机的正确的诊断较为困难的可能性。
57.作为例1，关于在上述(1)(2)中测量的压差，在压缩机的负荷率50％时，与负荷率
100％时相比较理论上减少至25％。这是因为在压缩机的负荷率50％时使压缩机的运行转速降低，将排出空气量调节为50％。即，压差以负荷率的平方大幅地变化，因此认为根据负荷发生变动时所测量的压差进行压缩机的正确的诊断是困难的。
58.并且，作为例2，关于在上述(4)所测量的温度，通常，压缩机主体的排出温度需要保持为在压缩空气中没有发生排放的温度以上。因此根据周围温度和负荷条件控制冷却风扇的运行转速的情况下，所测量的温度也由于冷却风扇的冷却而变动，认为进行压缩机的正确的诊断是困难的。
59.如以上所述，在负荷条件时常变动的情况下或进行冷却风扇的转速控制的情况下，存在根据压缩机内的设备的测量结果进行正确的诊断较为困难的课题。
60.为了解决该课题，按下述(a)(b)的条件进行运行，通过使用由此所获得的测量结果，能够实现压缩机的正确的诊断。
61.(a)负荷率在100％附近进行了一定期间的运行后，进行测量。
62.为了在该条件下进行运行，存在进行在上述例1中所说明那样的负荷变动的可能性，因此需要将流通压缩空气的配管从使用者的压缩空气管切离来进行运行。在此，流通压缩空气的配管，需要切换为当上述油分离器内过滤元件上游的排出压力成为压缩机的规格压力时压缩机的运行转速变成规定的转速、例如100％(全速)附近这样的专用孔口的配管来进行运行。这样，负荷率100％附近能够实现。
63.(b)冷却冷却器的冷却风扇的转速以全速运行。
64.为了以该条件进行运行，需要不进行在上述例2中说明的转速控制，以强制地成为全速的方式固定转速，并且使冷却风扇运行。
65.即，在使用者通常使用的运行状态下，做出上述(a)(b)的运行条件是非常困难的，因此通过强制做出成为(a)(b)的运行条件那样的运行模式(诊断模式)能够解决课题。
66.《概要》
67.本实施方式提供一种供油式螺杆压缩机，其通过强制做出用于诊断供油式螺杆压缩机内的设备的测量条件，并且将在该条件下获得的测量结果用于诊断，从而能够进行压缩机的正确的诊断。另外，提供一种供油式螺杆压缩机，其基于诊断结果使保护装置等工作，能够防止异常停止于未然。
68.例如，本发明的供油式螺杆压缩机具有通过从操作面板进行按钮操作或者从外部的远程操作进行指令，以诊断所需要的条件进行运行的功能(以下称为诊断模式)。在该诊断模式时，为了做成负荷率100％附近，将流通压缩空气的配管从使用者的压缩空气管切离，将以在油分离器内的过滤元件上游的排出压力成为规格压力时压缩机的运行转速成为100％附近的方式被调节了的专用孔口，设置在连接控制压缩空气的供给的吸入节流阀12与油分离器14的空间的配管。并且，在该配管设置放气电磁阀s2，进行切换运行。
69.并且，在诊断模式时，不进行用于将润滑油温度维持为一定温度的冷却风扇的转速控制，而是强制地固定为全速使冷却风扇运行。
70.在该状态下进行一定期间运行，在负荷率和压缩空气的温度在一定程度稳定了的状态下使用设备的测量结果，由此能够实现压缩机的正确的诊断。
71.实施例1
72.关于基于本发明的供油式螺杆压缩机的实施例1，使用附图进行说明。
73.图1是表示供油式螺杆压缩机的内部构造的(流程)图。
74.供油式螺杆压缩机1包括：机械室5；冷却室8；用于使用者操作压缩机的运行的操作面板20a；用于对压缩机的运行状况进行远程监视、远程操作的通信天线20b。它们由用于抑制噪音向机外传播的隔音罩9a、9b覆盖。
75.机械室5包括生成压缩空气的压缩机主体2、驱动该压缩机主体2的电动机3、压缩机的驱动用控制器和具有控制基板等的控制部4等。
76.机械室5包括：一边供给润滑油一边压缩空气的压缩机主体2；除去该压缩机主体的吸入空气内的异物、粉尘等的吸入过滤器11；调节吸入空气的供给的吸入节流阀12；储存从压缩空气分离出的润滑油的油罐13；在其下游将过滤元件搭载在内部的油分离器14；在其下游，为了抑制通过油分离器的压缩空气的流速而进行调节为一定的压力的调压，并且用于防止使用者侧的压缩空气逆流的止回阀15。
77.冷却室8为了通过空气冷却器6a冷却压缩空气、通过油冷却器6b冷却润滑油而包括冷却风扇7。
78.冷却风扇7从机械室5的吸气口10吸入外气，冷却设置在上部的空气冷却器6a、油冷却器6b。另外，压缩机主体2将从该吸气口10吸入的空气进行压缩。
79.冷却室8包括：在止回阀15的下游冷却压缩空气的空气冷却器6a；在其下游，将向使用者的管线侧的流通路径阻断的排出电动阀s1；连接油分离器内空间14a与吸入节流阀12的上游侧空间12a的放气电动阀s2(参照图2a)；和相对于该放气电动阀s2在配管路径上调节流量的专用孔口22(参照图2a)。
80.压缩机主体2具有阴阳一对转子2a、2b，由转子2a、2b将从机械室5内经由吸入过滤器11、吸入节流阀12所吸入的空气压缩。
81.这时，为了转子2a、2b的冷却、和转子2a、2b间的密封，对压缩机主体2内将润滑油喷雾。与该润滑油混合了的压缩空气被导入油罐13内，与润滑油分离后，通过油分离器14进一步与润滑油分离，从止回阀15经由空气配管16向空气冷却器6a流通并被冷却，在通过了排出电动阀s1后，从单元排出，并作为压缩空气向使用者提供。
82.在此，当通过油分离器14内的过滤元件的压缩空气的流速较快时，不能充分地将润滑油分离而被带去下游侧，因此，通过将油分离器14内的压力利用止回阀15升压至一定的压力，来调节通过流速。
83.另外，压缩机停止中的油分离器14内的压力通过打开排出电动阀s1、放气电动阀s2而成为大气压。为了使这时使用者侧的压缩空气不返回油分离器14内，止回阀15也具有止回阀的功能。
84.另一方面，油罐13内的润滑油13a利用转子2a、2b的一次侧、二次侧的压力差经由油配管17a被输送到油冷却器6b而被冷却。在油配管17a的上游具有温度调节阀18，当压缩机主体2的排出温度较低时，使一部分不向油冷却器6b流通，而直接向压缩机主体2流通。
85.此外，冷却了的润滑油13a经由油配管17b被向压缩机主体2输送，再次向转子2a、2b喷雾。
86.在此，在压缩机主体2的上游设置有油过滤器19，被冷却了的润滑油重新向压缩机主体2循环的润滑油内的异物和沉渣等被除去。
87.在本实施方式的供油式螺杆压缩机中，作为用于诊断的测量设备，设置有：
88.(1)在吸入过滤器11用于测量压差的压差传感器ps1(吸入过滤器11的压差测量)；
89.(2)在油分离器的上游和下游，用于测量过滤元件的压差的压力传感器ps2、ps3(油分离器14内元件的压差测量)；
90.(3)具有防止润滑油的污染的油分离器14，在该油过滤器的上游和下游用于测量压差的压力传感器ps4、ps5(油过滤器19的压差测量)；
91.(4)在压缩机主体的下游，用于测量进行循环的润滑油的温度的温度传感器th1(压缩机主体2出口的排出温度的测量)；
92.(5)在驱动该压缩机主体的永磁电动机中测量壳体温度的温度传感器th2(电动机壳体温度的测量)。
93.控制部4进行电动机3、冷却风扇7、吸入节流阀12、排出电动阀s1、放气电动阀s2等的供油式螺杆压缩机1的各部的控制。
94.操作面板20a包括控制压缩机内的设备的控制基板、用于输入运行模式的面板。
95.当从操作面板利用按钮操作、或者利用从外部的远程操作选择诊断模式时，通过控制部4的控制，在排出电动阀s1关闭、放气电动阀s2打开、吸入节流阀12打开的状态下开始压缩机的运行，压缩空气在放气电动阀s2的路径中流通，通过该路径中具有的专用孔口22。
96.压缩空气在所连接的吸入节流阀12的上游侧被释放，当油分离器14的上游的压力达到规格压力时，供油式螺杆压缩机1在将油分离器14的上游的压力维持为规格压力不变的状态下进行转速控制。这时，利用专用孔口22维持规定的转速(转速为负荷率100％附近)。冷却冷却器6的冷却风扇7通过控制部4的控制以规定的转速(全速)进行运行。
97.诊断模式时，利用操作面板20a选择诊断模式，或者使用通信天线20b从外部通过远程操作选择诊断模式。通信天线20b接收从外部装置选择供油式螺杆压缩机1的运行模式的无线信号。
98.当选择了诊断模式时，通过控制部4的控制关闭空气冷却器6a的下游的排出电动阀s1，由此阻断使用者的压缩空气管，并且通过在图2a-c、图3a-c、图4a-c中说明的控制，以一定负荷条件进行稳定的连续运行。供油式螺杆压缩机1使用测量结果能够进行正确的诊断。
99.在供油式螺杆压缩机1中被诊断的部位和传感器包括上述的：在吸入过滤器11用于测量压差的压差传感器ps1(吸入过滤器11的压差测量)；在油分离器的上游和下游，用于测量过滤元件的压差的压力传感器ps2、ps3(油分离器14内元件的压差测量)；和防止润滑油的污染的油分离器14，是在该油过滤器的上游和下游，用于测量压差的压力传感器ps4、ps5(油过滤器19的压差测量)；在压缩机主体的下游，用于测量循环的润滑油的温度的温度传感器th1(压缩机主体2出口的排出温度的测量)；在驱动该压缩机主体的永磁电动机测量壳体温度的温度传感器th2(电动机壳体温度的测量)。通过这些测量，进行供油式螺杆压缩机1的各部的诊断。
100.例如，根据吸入过滤器11的诊断结果，防止吸入空气量的降低，实现节能，根据过滤元件的诊断结果，防止压缩机主体的压力增加，实现节能，根据油过滤器19的诊断结果，防止润滑油的污染程度上升，并且防止压缩机机内部件的寿命降低，利用进行循环的润滑油的温度传感器th1，防止温度上升，防止润滑油的寿命降低，利用温度传感器th2，防止温
度上升，防止由于电动机转子退磁导致的扭矩降低。
101.图2a、图2b是表示供油式螺杆压缩机的操作回路的图。
102.吸入节流阀12设置在压缩机主体2的上游，由活塞室12a内的活塞12b、推升该活塞12b的弹簧12c、和与该活塞12b联动的阀体12d等构成。
103.吸入节流阀12以通过管路与油分离器内空间14a流通空气的方式连接。另外，油分离器内空间14a经由控制电磁阀21与活塞室12a和吸入节流阀空间12e通过管路连接。另外，油分离器内空间14a经由放气电动阀s2通过管路连接于吸入节流阀空间12e。
104.在此，在放气电动阀s2的下游，当油分离器14内的过滤元件上游的排出压力成为规格压力时，对于放气电动阀s2具有以压缩机的运行转速成为100％附近的方式被调节了的专用孔口22。
105.在供油式螺杆压缩机1的运行模式中，由压缩机停止、压缩机运行、诊断模式这3个模式，根据从操作面板20a输入的运行模式，通过控制部4的控制，在各运行模式中进行以下的控制。
106.如图2c所示，在压缩机停止时，使控制电磁阀21为no-com，由此活塞室12a和吸入节流阀空间12e被连接而成为大气压力，活塞12b通过弹簧12c向上部移动，阀体12d联动地成为关闭，停止向压缩机主体2的空气的导入。这时，通过打开放气电动阀s2，将油分离器14内的压缩空气向吸入节流阀空间12e、即向大气释放。
107.压缩机运行时，通过使控制电磁阀21为nc-com，将油分离器内空间14a和活塞室12a以空气流通的方式连接，活塞12b承受油分离器14内的压力向下部移动，阀体12d联动地成为打开，成为向压缩机主体2导入空气，这时的放气电动阀s2成为关闭。
108.在诊断模式时，虽然使控制电磁阀21为nc-com，阀体12d打开，进行向压缩机主体2的空气的导入，但是由于使排出电动阀s1关闭，压缩机内的压力上升，但通过打开放气电动阀s2将油分离器14内的压缩空气向吸入节流阀空间12e释放。在图2中，表示了诊断模式时的空气的流通26。
109.在该诊断模式时，用压力测量器ps2测量油分离器14的上游侧压力，并导入到控制部4，在维持规格压力不变的状态下进行压缩机主体2的转速控制。另外，利用专用孔口22，以负荷率成为规定的值(100％附近)的转速进行运行。
110.依据实施例1，能够以一定负荷条件进行稳定的连续运行，能够通过测量机器正确地测量供油式螺杆压缩机的状态。
111.实施例2
112.关于供油式螺杆压缩机的实施例2使用附图进行说明。
113.图3a-c相对于图2a-c，将放气电动阀s2的下游的专用孔口22变更为专用孔口23，以与该放气电动阀s2并联的方式追加了放气电动阀s3和专用孔口22。
114.如前文所述，在压缩机停止时，将放气电动阀s2打开，将油分离器14内的压缩空气放气。在此，在需要调节放气时间的情况下，需要设置另外的专用孔口23，在该情况下，认为图1所说明的诊断模式条件(维持规格压力并且进行转速控制，以100％附近的转速进行运行)变得不能实现，因此追加了放气电动阀s3和专用孔口22来应对诊断模式专用。
115.由此，在诊断模式时，使控制电磁阀21为nc-com，阀体12d为打开，排出电动阀s1为关闭，使放气电动阀s3打开，由此满足诊断模式条件。
116.此外，在诊断模式时将放气电动阀s2关闭了的情况下，使专用孔口22的通路面积变大，在打开的情况下变小，从而能够满足诊断模式条件，因此放气电动阀s2可以关闭也可以打开，两者均可。
117.实施例3
118.关于供油式螺杆压缩机的实施例3使用附图进行说明。
119.图4a-c相对于图3a-c废弃了放气电动阀s3和专用孔口22，而以与空气冷却器6a下游的排出电动阀s1并联的方式，追加了诊断模式专用的放气电动阀s4和专用孔口22、以及放气消声器24。
120.由此，在诊断模式时，使控制电磁阀21为nc-com、阀体12d为打开、排出电动阀s1为关闭，且打开放气电动阀s4，由此满足诊断模式条件，压缩空气的放气音通过放气消声器24被消音。
121.此外，如图4c所示，与在图3c中的说明同样地，在诊断模式时，放气电动阀s2可以关闭也可以打开，两者均可。
122.另外，在本实施例3中，在空气冷却器6a下游设置有空气干燥器25的情况下，能够测量热交换器25a的温度并诊断是否维持为露点。
123.基于本实施例，通过选择诊断模式使压缩机运行，能够在一定负荷条件下进行稳定的连续运行，通过将这时设备中具有的测量器的测量结果用于诊断，能够进行正确的诊断。
124.附图标记的说明
[0125]1…
供油式螺杆压缩机、2
…
压缩机主体、2a、2b
…
转子、3
…
电动机、4
…
控制部、5
…
机械室、6a
…
空气冷却器、6b
…
油冷却器、7
…
冷却风扇、8
…
冷却室、9a、9b
…
隔音罩、10
…
吸气口、11
…
吸入过滤器、12
…
吸入节流阀、12a
…
活塞室、12b
…
活塞、12c
…
弹簧、12d
…
阀体、12e
…
吸入节流阀空间、13
…
油罐、13a
…
润滑油、14
…
油分离器、14a
…
油分离器内空间、15
…
止回阀、16
…
空气配管、17a、17b
…
油配管、18
…
温度调节阀、19
…
油过滤器、20a
…
操作面板、20b
…
通信天线、21
…
控制电磁阀、22
…
专用孔口、23
…
专用孔口、24
…
消声器、s1
…
排出电动阀、s2、s3、s4
…
放气电动阀。