壓縮機機組的製作方法

2023-09-15 03:45:40 1

專利名稱：壓縮機機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有多數臺壓縮機的壓縮機機組。
背景技術：
一般來說，油冷卻式空氣壓縮機的主要構成有壓縮機本體、驅動該 壓縮機本體的馬達、分離壓縮空氣和油(潤滑油)的油分離器、壓縮空氣 和油的冷卻器、使油保持一定量的油罐、濾過吸入空氣的異物的吸氣過濾 器、吸氣量調節閥、油過濾器和控制盤。在壓縮工序中，在不注入油的免 加油型的壓縮機中，雖然具有不需要用於分離壓縮空氣和油的油分離器等 一部分的變更處，但為大致相同的構成。
作為油冷卻式壓縮機的以往技術，具有在一臺馬達上連接1架壓縮機 本體的構造或者在一臺馬達上連接2架壓縮機本體的構造的情況(例如參 照非專利文獻1)。該以往技術，前者和後者都是僅有一臺馬達的構造。
從而，即使是具有後者的2架壓縮機本體的構造，但由於不能夠進行僅單 側的單獨運轉，所以其節能特性與具有和2架的能力相同能力的1架壓縮 機本體的情況相同。
在將上述非專利文獻1中記載的以往的構造、尤其應用於大型的壓縮 機的情況下，由於在節能特性不利的中間負荷區域使用較多、或在大型馬 達運轉，停止時為了馬達自身的冷卻而規定了在一定的時間內的運轉、停 止的次數，所以，即使在壓縮空氣的使用量減少的時候也必須繼續運轉， 因此，從節省能源的觀點看，就構成了不利的運轉。另外，在大型的壓縮 機中，由於使用馬達的需要量減少，所以，與小型的壓縮機比較，明顯價
格過高，並且對其他的元件可以說是有同樣的情況，則在經濟方面也是不 利的。
在這裡，進行將大型的壓縮機替換成多個小型機，通過臺數控制達到 節省能源。作為這樣的壓縮機的以往技術，有在1個機組中設置多臺渦旋
式壓縮機的技術(例如，參照非專利文獻2)。根據該以往技術，將多臺
小容量尺寸的免加油型渦旋式壓縮機裝載在1個機組中，通過根據負荷自 動切換運轉、停止來控制運轉臺數，而達到節省能源。
另外，為了達到進一步節省能源，提倡在多臺壓縮機之中僅變換控制 一臺馬達的轉速，固定其他的轉速而進行運轉的運轉方式(例如，參照專 利文獻1)。根據該以往技術，對於壓縮空氣的使用量的增減能夠大致直 線地增減消耗動力，可以進一步達到節省能源。
〔非專利文獻1〕 「7卜，7〕7。3空氣壓縮機GA90-315FF系列& GA180VSD-FF供油式螺杆壓縮機目錄」7卜，7-7°3 (比利時)發行 年份不明
〔非專利文獻2)「T氺7卜巖田非供油式壓縮機目錄2003年」7 氺7卜巖田株式會社2003年
〔專利文獻1)特開平11-343986號公報 為了得到節省能源效果好的壓縮機機組，例如可以考慮將上述專利文 獻1記載的壓縮機的運轉方式適用於上述非專利文獻2記載的壓縮機機組 的構成。這時，除了多臺壓縮機，還需要變換器等的控制裝置，這樣就要 增多搭載於1機組上的機器數量。特別是，在為油冷卻式的壓縮機機組的 時候，對於每臺壓縮機需要油過濾器、油分離器和油罐等的輔助器具，則 更加增大了機器數量。在這裡，在壓縮機機組中，需要壓縮機本體和馬達 按一定的運轉時間進行檢修，另外對於吸氣過濾器、油過濾器、油分離器 等輔助器具類需要定期更換。從而，如上所述，在於l機組中搭載多臺機 器的壓縮機機組中，不進行考慮了上述檢修及更換作業時的操作性的機器 配置時，就有可能產生由降低維修性、增大維護成本而產生節省能源效果 減弱等問題。進而，由於壓縮機機組不限於設置在具有充分的設置空間的 地方，所以，各機器的配置以不招致機組的設置空間的增大來進行是理想 的。

發明內容
本發明的目的在於提供一種不導致設置空間的增大並能夠提高維修 性的壓縮機機組。
達到上述目的，本發明的特徵在於，將輔助器具類中的吸氣過濾器、 油分離器、油過濾器和油罐配置在機組的正面側，將輔助器具類中的壓縮 空氣和油的冷卻機器配置在馬達的上方，將控制裝置配置在一方的機組側 面側，同時將進行變換器控制的壓縮機配置在另一方的機組側面側。艮P， 通過將上述輔助器具類配置在機組的正面側，能夠從機組的正面側進行需 要定期更換的吸氣過濾器、油過濾器、油分離器的更換作業、和對油罐的 油的補充、更換作業，能夠提高維修性。另外，在本發明中，由於進行變 換器控制的壓縮機為常時運轉、與其他的壓縮機比較運轉時間較長，所以 該壓縮機的壓縮機本體和馬達的檢點等的維護頻率與其他的壓縮機比較 更多。在這裡，如上所述，將進行變換器控制的壓縮機配置在與控制裝置 相反側的機組側面側，通過對該壓縮機可從機組正面側和側面側兩方向進 出，能夠提高維修性。進而，通過將壓縮空氣和油的冷卻機器配置在馬達 的上方，能夠有效地利用馬達上方的空間，能夠抑制壓縮機機組的設置空 間的增大。由以上的設置，不會導致設置空間的增大，並能夠提高維修性。 (發明效果)
根據本發明，不會導致壓縮機機組的設置空間的增大，並能夠提高維 修性。


圖1是表示本發明的壓縮機機組的第1實施例的整體構造的主視圖。
圖2是表示本發明的壓縮機機組的第1實施例的整體構造的俯視圖。 圖3是表示本發明的壓縮機機組的第1實施例的整體構造的側視圖。 圖4是表示在本發明的壓縮機機組的第1實施例中的空氣和油流動的 流動圖。
圖5是本發明的壓縮機機組的第1實施例的節能特性圖。
圖6是表示對在本發明的壓縮機機組的第1實施例中的控制壓力的管 路壓力的歷時變化的一例的圖。
圖7是在本發明的壓縮機機組的第3實施例中，表示控制盤進行的防
止軸承損傷控制的內容的流程圖。
圖8是表示在本發明的壓縮機機組的第3實施例中防止軸承損傷運轉 時的1號機和2號機的轉速和時間的關係的圖。
圖中2A-螺旋式壓縮機(第1壓縮機)，2B-螺旋式壓縮機(第2
壓縮機)，3-控制盤(控制裝置；強制起動裝置；防止軸承損傷運轉裝置)，
4A、 4B-吸氣過濾器(輔助器具類)，6A、 6B-壓縮機本體，8A、 8B-馬 達，9A、 9B-油罐(輔助器具類)，IOA、 10B-油分離器(輔助器具類)， IIA、 11B-後冷卻器(輔助器具類)，13A、 13B-冷卻裝置(冷卻機器； 輔助器具類)，14A、 14B—油冷卻器(輔助器具類)，19A、 19B—油過濾器 (輔助器具類)，20~變換器。
具體實施例方式
(實施例1)
以下，對本發明的壓縮機機組的第1實施例、參照附圖進行說明。圖 1是表示本發明的壓縮機機組的第1實施例的整體構造的主視圖，圖2是 俯視圖，圖3是側視圖，圖4是表示空氣和油流動的流動圖。
本實施例的壓縮機機組，是通過相互軸平行且扭轉方向為相反的一組 凸凹螺旋轉子(未圖示)壓縮空氣的螺旋式的壓縮機機組。該螺旋壓縮機 機組具有:共用基座1、在該共用基座1上並排配置的兩臺螺旋壓縮機2A、 2B、在於共用基座1上的一方的機組側面側(圖1和圖2中右側、圖3 中從紙面靠前側)上獨立並控制上述兩臺螺旋壓縮機2A、 2B的運轉的控 制盤(控制裝置)3。由於螺旋壓縮機2A、 2B具有同樣的構成，所以下 面歸納說明螺旋壓縮機2。
螺旋壓縮機2，具有吸氣過濾器4、吸入閥5、和帶凹凸一組螺旋轉 子的壓縮機本體6。壓縮機本體6，被法蘭連接在馬達8上並被驅動。經 過吸氣過濾器4、吸入閥5被吸入到壓縮機本體6中的空氣，被壓縮而成 為壓縮空氣，與被供給到壓縮工序的途中的油(潤滑油)一起排出到由管 連接的油罐9中。在油罐9內，在其上部的空間進行壓縮空氣和油的1
次分離，下部兼用作被分離後的油的油積存部。壓縮空氣，在油罐9的上 部被1次分離後，在罐上方進入由配管連接的油分離器10，並進一步分 離出微細的油。其後，在後冷卻器(冷卻機器)11內與外氣進行熱交換，
冷卻到規定的溫度，在連接螺旋壓縮機2A、 2B的各個後冷卻器IIA、 11B 的出口的管12處合流，被供給到機組外部。另外，油被從油罐9的下部 導向油冷卻器14中，同樣通過與外氣的熱交換被冷卻並進入到壓縮機本 體6中。後冷卻器11和油冷卻器14被配置在內裝冷卻扇15的管道16的 側面。並且，具有這些冷卻器11、 14、冷卻扇15和管道16的冷卻裝置 13，被配置在馬達8的上方，使得作為冷卻風的取入側的冷卻器11、 14 側成為壓縮機機組的後側(背面側)。
另外，由於由外氣溫度的變化，壓縮空氣和油的冷卻後的溫度會發生 變化，所以為了防止油過度冷卻，在油的冷卻系統中設置旁路油冷卻器 14的旁路管17。並且，內裝於分油器(未圖示)中的溫度調整閥18，調 整油的分流量，使壓縮機6的運轉中的溫度保持恆定，排除外氣溫度帶來 的影響而運行。這樣被調整溫度的油經過油過濾器19被注入到壓縮工序 中的壓縮空氣中，並再次排出到油罐9內循環使用。
在共用基座1上，以覆蓋螺旋壓縮機2A、 2B的方式在壓縮機機組的 周圍四側面和上面設置隔音罩(未圖示)。在該隔音罩上設置所需最低限 度的開口部。另外，螺旋壓縮機機組正面側的隔音罩，為了日常維護為可 開閉的方式。
接著，就本實施例的螺旋壓縮機機組的運轉方式進行說明。圖5是本 發明的螺旋壓縮機機組的節能特性圖，圖6是表示對於控制壓力的管路壓 力的歷時變化的一例的圖。
在控制盤3內，容納有可變控制對壓縮機本體6A進行驅動的馬達8A 轉速的變換器20。在本實施例中，在兩臺螺旋壓縮機2A、 2B之中，僅 螺旋壓縮機(第1壓縮機)2A由上述變換器20進行轉速控制，關於螺旋 壓縮機(第2壓縮機)2B，是將馬達8B的轉速設為一定而運轉。下面， 為了簡化說明，將作為變換器控制側的螺旋壓縮機2A稱為1號機，將作 為以一定轉速運轉側的螺旋壓縮機2B稱為2號機。
首先，在從停止狀態開始運轉的時候，使1號機優先起動。在使用側
的需要量比內置機一臺少的時候，1號機以指定的壓力(以下，控制壓力) 為目標進行運轉，在管路壓力和控制壓力上如果產生偏差，則按照該偏差 量，使壓縮機的轉速加減速來控制壓縮空氣的供給量。進而，在空氣使用 量增加超過了一臺的供給量的時候，由於管路壓力下降，所以，在降低到 被設定為控制壓力下側的起動壓力的時刻，起動2號機以補充不足的部
分。這時，由於1號機是在節能特性方面好的變換器控制機，所以，2 號機必須以不單獨地調整壓縮空氣供給量的方式固定為全負荷，在2號機
起動、開始供給壓縮空氣之後，1號機迅速使壓縮機的轉速減速來調整整 體供給量。在其後，隨著空氣使用量的增加而使1號機的壓縮機的轉速上
升，增加供給量並維持控制壓力。在2號機的基礎上，l號機達到額定轉 速的狀態為本壓縮機機組的最高額定點。
接著，在減少空氣使用量的時候，為了使控制壓力為恆定而減少1 號機的轉速調整供給量。由於在進一步減少空氣供給量並為一臺量以下的 時候、管路壓力上升，所以在達到設定在控制壓力上側的停止壓力的時刻， 使2號機停止並轉換到僅1號機運轉。這樣，2號機僅從中負荷到高負荷 時運轉，通過由1號機進行供給量的調整，在整個運轉區域內，可以實現 與大型的變換器控制機相同的節能特性。
在以上的構成的壓縮機機組中，本實施例的最大的特徵在於抑制設置 空間的增大，同時能夠提高維修性，而在共同基座1上配置各機器。以下 對其內容進行說明。
在本實施例的壓縮機機組中，如圖1和圖2所示，將輔助器具類的吸 氣過濾器4、油分離器IO、油過濾器19和油罐9配置在機組正面側(圖 1中紙面前側、圖2中下側、圖3中左側)。另外，有關油罐9，未圖示的 油補給口被配置為朝向機組正面側。由此，對於需要定期更換的吸氣過濾 器4、油分離器IO和油過濾器19的更換作業和通過油罐9的油補給口進 行的油的補充更換作業、能夠容易地從機組正面側進行，可提高維修性。
另外，在本實施例中，有關進行變換控制的螺旋壓縮機2A，如用上 述圖5說明那樣為常時運轉，由於與另一方的恆定轉速的螺旋壓縮機2B 比較運轉時間較長，所以螺旋壓縮機2A的壓縮機本體6A和馬達8A的 檢修等的維修頻度比另一方的螺旋壓縮機2B要多。在這裡，在本實施例
中，將進行變換器控制的螺旋壓縮機2A配置在另一方的機組側面側(圖 1和圖2中左側，圖3紙面裡側，即，與控制盤3相反側)，關於該螺旋 壓縮機2A，從機組正面側和側面側兩方向可以進出。由此，能夠提高上 述壓縮機本體6A和馬達8A的檢修等的維修性。另外，由於對於恆定轉 速的螺旋壓縮機2B維護頻率比較少，所以只要僅從機組正面側可以進出 即可。另外，關於包含變換器20的控制盤3的維護，從一方的機組側面 側(圖1和圖2中右側，圖3中紙面靠前側)來進行。
進而，在本實施例中，將具有後冷卻器ll、油冷卻器14、冷卻扇15 和管道16的冷卻裝置13，配置在馬達8的上方，使得作為冷卻風的取入 側的冷卻器11、 14側為壓縮機機組的背面側。通過這樣的構成，能夠有 效地利用馬達8上方的空間，能夠抑制壓縮機機組的設置空間的增大。並 且這樣，通過將冷卻空氣從機組背面側排出到取入上方，對於機組正面側 和側面側的維護作業性不帶來影響而可以冷卻冷卻器11、 14，同時，也 能夠有效地進行馬達8的冷卻。另外，對於冷卻器ll、 14的清掃等的維 護作業，可以分別從機組兩側面側進行。
由以上例子，根據本發明，能夠不導致螺旋壓縮機機組的設置空間的 增大並能提高維修性。其結果，能夠防止增大維修成本、降低節能效果的 情況，能夠發揮本實施例的壓縮機機組所具有的、與大型的變換器相同的 節能特性。
(實施例2)
下面，對本發明的壓縮機機組的第2實施例、以與第1實施例不同點 為中心在進行說明。本實施例是固定轉速地使螺旋壓縮機2A、 2B運轉的 情形。因而，不需要在第1實施例中的內裝於控制盤3內的變換器20。 另外，由於不需要該變換器20以外的構成與上述第1實施例相同，所以
省略有關本實施例的構成圖示。
本實施例中的螺旋壓縮機2A、 2B的運轉，通過以所設定的壓力為基 準、根據負荷變動實行跟隨和停止來進行。在螺旋壓縮機2A、 2B中，預 先確定優先運轉的主機和在僅主機供給量不足的時候補充不足部分的輔 機。另外，這樣在確定主機和輔機的時候，由於主機一方的運轉優先進行， 所以運轉時間比輔機要長，而運轉時間變得不均衡。從而，為了解除此兩
機運轉時間的不均衡，也可以例如在經過一定時間後自動進行主機和輔機 的交替、使運轉時間平均化。
根據本實施例，不使用變換器20，與第l實施例比較節能特性要差，
但由於不需要變換器20，所以能夠提供更便宜的壓縮機機組。另外，在 進行上述運轉時間的平均化的時候，能夠有助於維修計劃的實施。 (實施例3)
下面，對本發明的壓縮機機組的第3實施例以與第1實施例和第2 實施例不同點為中心在進行說明。本實施例，是在螺旋壓縮機2A、 2B的 運轉控制中追加防止軸承損傷運轉的構成。另外，由於有關本實施例的構 成與上述第l實施例相同，所以圖示省略。
根據上述第1和第2實施例，通過在1個機組上搭載兩臺螺旋壓縮機 2A、 2B並由各個馬達8A、 8B驅動，可以實現中間負荷時的節能特性的 提高和對於相同輸出的一臺馬達的低價格，因此在中負荷 低負荷時，單 方的壓縮機為停止狀態，接受另一方的壓縮機的運轉振動。
在這裡，在螺旋壓縮機2中，於壓縮機本體6內部及馬達8內部，使 用多個未圖示的軸承。這些軸承在以停止狀態連續地受到微振動時，軸承 的轉動體和軌道面會受到碰擊，有可能在軌道面的表面產生損傷。在產生 這樣的損傷的時候，通過在運轉時該軌道面表面的損傷受到負荷而發展並 剝離，有軸承損壞而發生重大事故的危險。'
對此，在本實施例中，從控制盤(強制起動裝置、軸承損傷防止運轉 裝置)3對停止中的螺旋壓縮機(在這裡是2號機)每經過一定時間就給 予起動的指令，給予施加使軸承的接觸點移動的軸承損傷防止運轉的控 制，排除軸承損傷的危險性。即，在第l和第2實施例的壓縮機機組中， 作為變換器控制的1號機，因容量調整而優先運轉，由於在達到超過1 號機的能力的使用量的時候，2號機起動進行補充不足部分的運轉控制， 所以對於停止機會多的2號機有軸承損傷的危險。在這裡，在本實施例中， 在1號機處於運轉中且2號機的停止時間T、例如為30分鐘以上的時候， 對2號機給出軸承損傷防止運轉指令。對該軸承損傷防止控制的內容，使 用圖7進行說明。圖7是表示控制盤3進行軸承損傷防止控制的內容的流 程圖。
在步驟10中判斷1號機是否是在運轉中，如果是在運轉中則進入步
驟20。
在步驟20中判斷2號機是否是在停止中，如果是在停止中則進入步 驟30。
在步驟30中判斷2號機的停止時間T是否為例如30分鐘以上。在 停止時間T為30分鐘以上的時候進入步驟40，進行軸承運轉防止損傷運 轉。
另外，作為轉速固定控制機的2號機的起動，作為馬達的起動方式由 一般的Y-A (星形-三角形)起動來進行，但該軸承損傷防止運轉，使馬 達8僅以Y (星形)連接驅動進行。在本實施例中，對軸承損傷防止運轉 的時間，例如僅由5 10秒空載運轉來進行。圖8是表示在進行軸承損傷 防止運轉時的1號機和2號機的轉速和時間的關係的圖。通過此運轉，可 以定期地錯開軸承的接觸的地方，能夠防止軸承損傷。另外，在上述的例 中，把停止時間T設為30分鐘，但最好可根據馬達輸出而變更。
另外，在以上說明的本發明的第1至第3實施例中，對於在1個機組 上具有兩臺壓縮機的情形進行了說明，但不限於此，例如也可以搭載3 臺以上壓縮機。這時，把遠離控制盤3的壓縮機(即，位於與控制盤3 相反側的機組側面側的壓縮機)設為變換器控制機。
另外，在上述本發明的第1至第3實施例中，對使用冷卻扇的空冷方 式的壓縮機機組進行了闡述，但不限於此，也可以是水冷方式。
另外，進而，在上述本發明的第1至第3實施例中，對於在具有多臺 由1組螺旋轉子壓縮空氣的螺旋壓縮機的壓縮機機組上應用本發明的情 形進行了說明，但並不限於這些情形。即，本發明，例如也可以適用於具 有多臺通過由固定渦盤和旋轉渦盤組成的1組渦盤來壓縮空氣的渦旋壓 縮機的壓縮機機組，並能夠得到同樣的效果。
權利要求
1.一種壓縮機機組，包括具有壓縮機本體、驅動該壓縮機本體的馬達和具有輔助器具類的多臺壓縮機，和根據負荷控制所述壓縮機的運轉臺數的控制裝置，其特徵在於具有設置所述多臺壓縮機和所述控制裝置的共用基座，將輔助器具類中的吸氣過濾器、油分離器、油過濾器和油罐配置在所述壓縮機機組的正面側，將所述輔助器具類中的壓縮空氣和油的冷卻機器配置在所述馬達的上方，將所述控制裝置配置在所述壓縮機機組的側面側。
2. 按照權利要求1所述的壓縮機機組，其特徵在於所述控制裝置， 是根據負荷並通過變換器、可變地控制所述多臺壓縮機中的一臺馬達轉速 的裝置，將該控制裝置配置在所述壓縮機機組的一方的側面側，並將進行所述 變換器控制的壓縮機配置在所述壓縮機機組的另一方的側面側。
3. 按照權利要求2所述的壓縮機機組，其特徵在於將由所述變換器可變控制馬達的轉速的壓縮機即第1壓縮機和使所述馬達以一定轉速 運轉所述馬達的壓縮機即第2壓縮機組合化，可從機組正面側和側面側對所述第1壓縮機進行維修。
4. 按照權利要求1至3中任意一項所述的壓縮機機組，其特徵在於 所述壓縮空氣和油的冷卻機器，在機組背面側，具有後冷卻器和油冷卻器， 使從機組背面側取入的冷卻空氣，在與所述後冷卻器和油冷卻器進行熱交 換後，向機組上方排出。
5. 按照權利要求1至3中任意一項所述的壓縮機機組，其特徵在於: 所述油罐具有油補給口 ，所述油補給口被配置為朝向機組正面側。
全文摘要
一種壓縮機機組，在具有兩臺螺旋壓縮機(2A、2B)的螺旋壓縮機機組中，將吸氣過濾器(4)、油分離器(10)、油過濾器(19)和油罐(9)配置在機組的正面側，將具有冷卻壓縮空氣的後冷卻器(11)和冷卻油的油冷卻器(14)的冷卻裝置(13)配置在馬達(8)的上方，將控制盤(3)配置在一方的機組側面側，並將進行變換器控制的螺旋壓縮機(2A)配置在另一方的機組側面側。這種壓縮機機組，不會導致設置空間的增大，且能夠提高維修性。
文檔編號F04B49/06GK101178069SQ200710168158
公開日2008年5月14日 申請日期2004年9月27日 優先權日2004年1月26日
發明者岡中智彥, 戶田正明, 紙屋裕治, 高野正彥 申請人:株式會社日立產機系統