专利名称：水冷式空气压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有板式热交换器作为热交换器的水冷式空气压缩 机，更具体的是涉及可防止异物堵塞在板式热交换器内部的水冷式空气压缩才几。
技术背景近年来，对空气压缩机的小型化的需求越来越高。作为空气压缩 机的构成要素，占有面积大的有电动机、压缩机本体、增速装置和内 置干燥机等，而水冷式的热交换器也有很大的占有面积。在这种情况下，目前虽然广泛使用管壳式的热交换器，但为了满 足小型化，采用小型的高性能的板式热交换器作为冷却压缩空气的热 交换器有所发展(例如参照专利文献1 )。专利文献1:日本特开2006-249934号^^才艮 发明内容板式热交换器是重叠多张洗衣板状的板而形成，大致分为用密封 材料密封各板之间的密封式和利用硬钎焊(钎焊)一体成形的硬钎焊 式。前者的密封式的板式热交换器具有可分解板式热交换器、进行内 部清扫的优点，但基于价格高、而且还有从密封材料泄漏的危险等的 理由，在空气压缩机中现在广泛采用的是硬钎焊式的板式热交换器。板式热交换器虽然是小型高性能的优良热交换器，但由于板之间 的间隙一般比较小，为2 3mm左右，因此冷却水系统中的沙尘等异 物一旦堆积在板式热交换器内部，则妨碍冷却水的流动，因此热交换 器的性能降低，需要频繁地清扫。为了防止沙尘等异物堵塞该板之间， 一般的方法是在板式热交换 器的冷却水系统的入口侧设置滤净器，利用滤净器分离冷却水中的沙尘等异物后，向板式热交换器供水。如上所述，板式热交换器板间的间隙为2~3mm左右，比目前的管壳式热交换器的冷却水系统管的一 般为①6 ①20mm的内径要小。因此，不影响管壳式热交换器的冷却 水中的沙尘等异物在板式热交换器中也堵塞在板之间，具有使热交换 器性能降低的问题。为了防止上述问题，虽然在板式热交换器的上游侧设置滤净器来 分离冷却水中的沙尘等异物，但如果设置网眼非常细小的分离精度的滤净器，则发生滤净器的早期堵塞，因此，设定为一定程度的分离精 度。因此， 一般从冷却塔供给冷却水，混入从冷却塔供给的冷却水中 的沙尘、泥状沉积物等微小的异物穿过滤净器，该异物堵塞在板式热 交换器内部的板之间，具有使热交换性能降低的问题。本发明根据上述情况而形成，目的是提供可抑制因沙尘等异物堵 塞板间而使板式热交换器的性能降低的水冷式空气压缩机。为了实现上述目的，第一发明是一种水冷式空气压缩机，具有利 用冷却水对来自压缩机本体的压缩空气进行热交换的板式热交换器， 其特征在于，具有分别设置在上述热交换器的冷却水供给管和冷却水 排出管上的第一电磁阀和第二电磁阀、连接设置于上述热交换器的出 口侧的压缩空气的供给配管和上述冷却水排出管的送气用管路、设置 在该送气用管路上的第三电磁阀和止回阀、在上述热交换器的冷却水 供给管上分岔地设置的排出管路、设置在该排出管路上的第四电磁阀 以及对上述第一至第四电磁阀进行开关控制的控制装置。并且，第二发明的特征是在第一发明中，上述控制装置具有存储 部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭第二电磁阀、打开第三电磁阀、打开第四电磁阀的顺序进行动作的时间；运算部与上述 压缩机本体的停止信号随动、在存储到上述存储部的时间向上述第一 至第四电磁阀输出开关信号。而且，第三发明的特征是在第一发明中，上述控制装置具有存储 部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭第二电磁阀、打开第三电磁阀、打开第四电磁阀的顺序进行动作的时间以及上述压缩机本体的设定运转时间；运算部在上述压缩机本体的运转时间超过设定 运转时间的情况下，与上述压缩机本体的停止信号随动、在存储到上 述存储部的时间向述第一至第四电磁阀输出开关信号。并且，第四发明的特征是在第一发明中，上述热交换器的冷却水 供给管和冷却水排出管还分别具有流量检测器，上述控制装置具有存 储部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭第二电磁阀、打 开第三电磁阀、打开第四电磁阀的顺序进行动作的时间以及上述冷却 水供给管和冷却水排出管的设定流量差值；运算部运算来自上述流量 检测器的流量差，在该流量差超过设定流量差值的情况下，与上述压 缩机本体的停止信号随动、在存储到上述存储部的时间向上述第一至 第四电磁阀输出开关信号。根据本发明，由于可与压缩机的停止随动、利用压缩空气的一部 分清除、排出堵塞在板式热交换器的冷却水通道内的沙尘等异物，因 此可提高清除操作性。其结果，可抑制板式热交换器的性能降低，提 高压缩机整体的性能。
图l是本发明的水冷式空气压缩机的一实施方式的构成图。图2是本发明的水冷式空气压缩机的一实施方式使用的板式热交换器的一个构成例的图。图3是本发明的水冷式空气压缩机的一实施方式的控制时间图。 图4是本发明的水冷式空气压缩机的其他实施方式的构成图。
具体实施方式
以下利用附图就本发明的水冷式空气压缩机的实施方式进行说明。图1和图2表示本发明的水冷式空气压缩机的一个实施方式，图 1是本发明的水冷式空气压缩机的一实施方式的构成图，图2是本发 明的水冷式空气压缩机的一实施方式使用的板式热交换器的一个构成 例的图。图3是本发明的水冷式空气压缩机的一实施方式的控制时间图。在图1中，1是水冷式空气压缩机机组。该水冷式空气压缩机机组1具有压缩机本体2。压缩机本体2被电动机3驱动。空气吸入管4 与压缩机本体2的吸入侧连接。吸入过滤器5设置在该空气吸入管4 的吸入侧。压缩机本体2的排出侧通过压缩空气的排出配管6与板式热交换 器7的压缩空气用的入口连接。压缩空气的供给配管8与板式热交换 器7的压缩空气用的出口连接。止回阀9设置在该供给配管8上。如图2所示，板式热交换器7依次层积多张板7A、 7B、 7C，在 这些板7A、 7B、 7C之间，压缩空气用的通道7D和冷却水通道7E交 替形成在板的层积方向。返回到图1，冷却水供给管10与该板式热交换器7上的冷却水通 道的入口侧连接。在该冷却水供给管IO上设置第一电磁阀ll和滤净 器12。冷却水排出管13与该板式热交换器7上的冷却水通道的出口 侧连接。在该冷却水排出管13上设置第二电磁阀14。板式热交换器7的出口侧的压缩空气的供给管路8和板式热交换 器7的出口侧的冷却水排出管13通过送气用的管路15连接。该送气 用的管路15从该压缩空气的供给配管8向着冷却水排出管13依次设 置第三电磁阀16以及用于防止冷却水从冷却水排出管13向压缩空气 的供给配管8倒流的止回阀17。排出管路18分岔地与板式热交换器7上的入口侧的冷却水供给管 IO连接。第四电磁阀19设置在该排出管路18上。控制装置20对上述冷却水供给管IO中的第一电磁阀11、冷却水 排出管13中的第二电磁阀14、送气用的管路15中的第三电磁阀16 以及排出管路18中的第四电磁阀19进行开关控制。该控制装置由存 储部20a和运算部23b构成，存储部20a存储图3所示的第一电磁阀 11、第二电磁阀14、第三电磁阀16以及第四电磁阀19的开关时间； 运算部23b根据压缩机本体2的停止信号而取入存储在存储部20a中 的开关时间，将第一电磁阀11、第二电磁阀14、第三电磁阀16以及第四电磁阀19的开关信号向第一电磁阀11、第二电磁阀14、第三电 磁阀16以及第四电磁阀19输出。利用图3就上述的第一电磁阀11、第二电磁阀14、第三电磁阀 16以及第四电磁阀19的开关时间的一个例子进行说明。在压缩机本体2的运转中，第一电磁阀11和第二电磁阀14为打 开状态，第三电磁阀16和第四电磁阀19为关闭状态。在该状态下， 一旦压缩机本体2停止，控制装置20则根据来自另外设置的压缩机的 控制装置的压缩机本体2的停止信号A进行如下开关控制，首先在时 间tl (相当于压缩机本体2的停止时间)关闭第一电磁阀11，在时间 t2关闭第二电磁阀14。之后，在时间t3打开第三电磁阀16、之后在 时间t4关闭第四电磁阀19。在关闭第一电磁阀ll后的时间t2关闭第二电磁阀14的理由是为 了使冷却水残留在板式热交换器7内的冷却水通道内，并且尽量降低 冷却水系统的剩余压力。以下利用图1至图3就上述的本发明的水冷式空气压缩机的一实 施方式的动作进行说明。图1所示的压缩机本体2被电动机3驱动，将通过吸入过滤器4 吸入的大气空气压缩到规定的压力后排出。从压缩机本体2排出的高 温的压缩空气在板式热交换器7处与冷却水进行热交换后，通过止回 阀9向机组1的外部排出。此时，如图2所示，第一电磁阀11和第二 电磁阀14为打开状态，第三电磁阀16和第四电磁阀19为关闭状态。返回到图1，板式热交换器7在高温的压缩空气和冷却水之间进 行热交换，冷却水在通过开关冷却水供给管10的第一电磁阀11、清 除冷却水中的异物的滤净器12后向板式热交换器7内的冷却水通道供 给。冷却水在板式热交换器7内与高温的压缩空气进行热交换后，通 过冷却水排出管13和第二电磁阀14排出。然后，若通过另外设置的压缩机的控制装置停止压缩机本体2， 则控制装置20接收到压缩机本体2的停止信号A，如图3所示，在与 压缩机本体2停止的相同的时间tl关闭第一电磁阀ll,之后在稍迟的时间t2关闭第二电磁阀14，使冷却水残留在板式热交换器7的冷却 水通道内。使第二电磁阀14相对第一电磁阀ll稍迟地进行关闭动作 是为了尽量降低冷却水系统的剩余压力。之后，根据来自控制装置20的指令，在图3所示的时间t3打开 送气用的管路15中的第三电磁阀16，利用压缩机本体2内的剩余压 力、通过止回阀17向板式热交换器7的冷却水通道内输送压缩空气。 然后，根据来自控制装置20的指令，在图3所示的时间t4打开排出 管路18中的第四电磁阀19。这样，残留在板式热交换器7内的冷却 水通过压缩空气的膨胀力势头良好地向板式热交换器7的冷却水通道 内倒流、喷出，可将堵塞在板式热交换器7的冷却水通道内的沙尘等 异物排出。之后，控制装置20使第一电磁阀11、第二电磁阀14、第 三电磁阀16以及第四电磁阀19恢复到原来的开关位置。根据上述的实施方式，由于可与压缩机的停止随动、利用一部分 压缩空气清除、排出堵塞在板式热交换器7的冷却水通道内的沙尘等 异物，因此，可提高清除操作性。其结果，可抑制板式热交换器的性 能降低，提高压缩机整体的性能。在上述的实施方式中，与压缩机的停止随动、将一部分压缩空气 送到板式热交换器7的冷却水通道内，排出堵塞在板式热交换器7的 冷却水通道内的沙尘等异物，也可以在每次停止压缩机时向板式热交 换器7的冷却水通道内送气。另外，在上述的实施方式中，就将控制装置20与压缩机的控制装 置分开设置的情况进行了说明，也可将控制装置20组装在压缩机的控 制装置内。并且，作为本发明的其他实施方式，也可监视压缩机的运转时间， 在该运转时间超过设定时间的情况下，向板式热交换器7的冷却水通 道内送气。在这种情况下，将设定时间存储在控制装置20的存储部 20a，从压缩机的控制装置得到运转时间，在该运转时间超过设定时间 的情况下，在运算部20b、与压缩机的停止信号随动、如图3所示地 控制第一电磁阀11、第二电磁阀14、第三电磁阀16以及第四电磁阀19的开关时间。图4是本发明的水冷式空气压缩机的其他实施方式的构成图，在 该图中，与图l相同的符号是相同的部分，因此省略其具体说明。该实施方式是在板式热交换器7的冷却水供给管10和冷却水排出 管13上分别设置压力检测器21、 22，在这些该压力检测器21、 22检 测到的压力的差超过事先设定的设定值的情况下，可与压缩机的停止 信号随动、向板式热交换器7的冷却水通道内送气。在这种情况下， 将设定值存储在控制装置20的存储部20a，在运算部20b求出利用流 量检测器21、 22检测出的流量的差，在该流量的差超过设定值的情况 下，与压缩机的停止信号随动，如图3所示地控制第一电磁阀11、第 二电磁阀14、第三电磁阀16以及第四电磁阀19的开关时间即可。另外，在上述的实施方式中，在板式热交换器7的冷却水供给管 IO和冷却水排出管13上分别设置压力检测器21、 22，也可以形成在 冷却水供给管IO和冷却水排出管13之间设置差压检测器、向控制装 置20输出该差压检测器的检测信号的构成。而且，也可以形成在板式 热交换器7的冷却水供给管IO上设置流量检测器、向控制装置20输 出该流量检测器的检测信号的构成。才艮据这些实施方式，与上述的一实施方式相同，由于可与压缩枳i 的停止随动、利用一部分压缩空气来清除、排出堵塞在板式热交换器 7的冷却水通道内的沙尘等异物，因此，可提高清除操作性。其结果， 可抑制板式热交换器7的性能降低，提高压缩机整体的性能。并且， 可延长板式热交换器7的清扫间隔，可提高操作性、安全性。
权利要求
1.一种水冷式空气压缩机，具有利用冷却水对来自压缩机本体的压缩空气进行热交换的板式热交换器，其特征在于，具有分别设置在所述热交换器的冷却水供给管和冷却水排出管上的第一电磁阀和第二电磁阀、连接设置于所述热交换器的出口侧的压缩空气的供给配管和所述冷却水排出管的送气用管路、设置在该送气用管路上的第三电磁阀和止回阀、在所述热交换器的冷却水供给管上分岔地设置的排出管路、设置在该排出管路上的第四电磁阀、以及对所述第一至第四电磁阀进行开关控制的控制装置。
2. 如权利要求1所述的水冷式空气压缩机，其特征在于，所述控 制装置具有存储部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭第 二电磁阀、打开笫三电磁阀、打开第四电》兹阀的顺序进行动作的时间； 运算部与所述压缩机本体的停止信号随动、在存储到所述存储部的时间向所述第一至第四电磁阀输出开关信号。
3. 如权利要求1所述的水冷式空气压缩机，其特征在于，所述控 制装置具有存储部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭第 二电磁阀、打开第三电磁阀、打开第四电磁阀的顺序进行动作的时间 以及所述压缩机本体的设定运转时间；运算部在所述压缩机本体的运 转时间超过设定运转时间的情况下，与所述压缩机本体的停止信号随 动、在存储到所述存储部的时间向所述第 一至第四电磁阀输出开关信 号。
4. 如权利要求1所述的水冷式空气压缩机，其特征在于，所述热 交换器的冷却水供给管和冷却水排出管还分别具有流量检测器，所述 控制装置具有存储部和运算部，存储部存储以关闭第一电磁阀、关闭 第二电磁阀、打开第三电磁阀、打开第四电磁阀的顺序进行动作的时 间以及所述冷却水供给管和冷却水排出管的设定流量差值；运算部运 算来自所述流量检测器的流量差，在该流量差超过设定流量差值的情 况下，与所述压缩机本体的停止信号随动、在存储到所述存储部的时 间向所述第 一 至第四电磁岡输出开关信号。
全文摘要
提供可抑制因沙尘等异物堵塞板间而使板式热交换器(7)的性能降低的水冷式空气压缩机。水冷式空气压缩机具有利用冷却水对来自压缩机本体(2)的压缩空气进行热交换的板式热交换器(7)，具有分别设置在热交换器(7)的冷却水供给管(10)和冷却水排出管(13)上的第一电磁阀(11)和第二电磁阀(14)、连接设置于热交换器(7)出口侧的压缩空气的供给配管(8)和上述冷却水排出管(13)的送气用管路(15)、设置在该送气用管路(15)上的第三电磁阀(16)和止回阀(17)、在热交换器(7)的冷却水供给管(10)上分岔地设置的排出管路(18)、设置在该排出管路(18)上的第四电磁阀(19)以及开关控制第一至第四电磁阀的控制装置(20)。
文档编号F04C29/04GK101328895SQ20081012518
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月19日 优先权日2007年6月19日
发明者田中英晴, 长阪晃洋, 高野正彦 申请人:株式会社日立产机系统