油冷式氣體壓縮機的製作方法
2023-05-30 10:56:41 4
專利名稱：油冷式氣體壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及油冷式氣體壓縮機，特別是能夠回收來自油冷式的空氣壓縮機的排熱的油冷式氣體壓縮機。
背景技術：
工廠整體消耗的能量中，空氣壓縮機等氣體壓縮機消耗的總能量相當於20 25%，回收來自氣體壓縮機的排熱的效果較大。特別是為了達成源於全球變暖問題的CO2排量的削減目標，預想今後會更加重視來自氣體壓縮機的排熱利用。氣體壓縮機由對空氣等氣體進行壓縮的壓縮機主體、吸收因壓縮產生的熱的冷卻系統、壓縮機的驅動力源即電機等構成。此外，氣體壓縮機中，使電機輸入電力為100%時，冷卻系統吸收的熱量相當於其中的90%以上，其熱量通常向外部空氣釋放，使非常多的能量向大氣排出。為了降低排熱量，推動壓縮機主體和電機的高效率化，然而其效果的極限是幾％，要求來自氣體壓縮機的排熱的有效利用。關於來自氣體壓縮機的排熱的有效利用，有用於制暖、熱水應用、應用於鍋爐的供水預熱等例子，但是還處於研究階段。其中，這種現有技術有日本專利第4329875號公報(專利文獻I)記載的技術等。該專利文獻I的技術使用蒸氣驅動壓縮機，並且將壓縮機產生的熱用於對鍋爐供給的水(供水)的預熱，使鍋爐的消耗能量削減。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利第4329875號公報
發明內容
發明要解決的課題上述專利文獻I的技術中，將空氣壓縮機產生的熱應用為鍋爐的供水預熱，具有一個水冷冷卻系統作為空氣壓縮機的冷卻系統，用上述水冷冷卻系統的水吸收空氣壓縮所產生的熱，通過將該加熱的水與對鍋爐的供水混合而使鍋爐供水溫度上升，減少鍋爐的消
耗能量。該發明中，存在需要考慮空氣壓縮機產生的熱量和在鍋爐中的使用負載進行控制，存在該控制困難的課題。此外，還存在空氣壓縮機的冷卻系統只是用於水冷的冷卻系統，冷卻系統是風冷的空氣壓縮機的情況下不能應用專利文獻I記載的發明，該情況下不能有效應用來自空氣壓縮機的排熱的課題。此外，現有的油冷式氣體壓縮機中也有從使壓縮機冷卻而被加熱的油(潤滑油)、或從壓縮機排出的壓縮氣體通過排熱回收熱交換器對水加熱、進行排熱回收的氣體壓縮機，而排熱回收設備的負載容易變動，根據排熱回收設備的負載狀況從排熱回收熱交換器排出的油和壓縮氣體的溫度發生變動。此外，壓縮氣體的流量還根據壓縮氣體在需求方的使用狀況而較大地變動，由此，從上述排熱回收熱交換器排出的油和壓縮空氣的溫度也發生變動。因此，為了壓縮機冷卻而返回該壓縮機的上述油的溫度變動，壓縮機的溫度變動和對需求方供給的壓縮氣體的溫度變動也變得較大。從而，難以確保壓縮機的可靠性和供給穩定的溫度的壓縮氣體。進而，還存在油冷式氣體壓縮機與用於回收該氣體壓縮機的排熱並有效應用的排熱回收設備的使用負載不一致的情況下，氣體壓縮機因保護裝置而停止的課題。本發明的目的在於獲得一種油冷式氣體壓縮機，其能夠進行從使壓縮機冷卻而被加熱的油(潤滑油)的排熱回收，且即使排熱回收設備的負載狀況發生變動，也能夠控制為了壓縮機冷卻而返回壓縮機的油的溫度，抑制壓縮機的溫度變動。用於解決課題的方案為了解決上述課題，本發明的油冷式氣體壓縮機，包括壓縮機主體、從由該壓縮機主體排出的壓縮氣體中將油分離的油分離器、用於將由該油分離器使油分離後的壓縮氣體輸送至需求方的氣體配管、和用於使由上述油分離器分離的油返回上述壓縮機的油配管，該油冷式氣體壓縮機的特徵為，包括用於冷卻流過上述油配管的油的風冷熱交換器；用於對該風冷熱交換器輸送冷卻風的能夠控制轉速的冷卻風扇；和設置於上述風冷熱交換器的上遊一側，用於從流過上述油配管的油回收熱的排熱回收熱交換器，上述冷卻風扇被控制轉速，使得從上述壓縮機主體排出的壓縮氣體的溫度成為規定的範圍。以上說明中，可以設置有檢測從上述壓縮機主體排出的壓縮氣體的溫度的排出溫度傳感器，根據上述排出溫度傳感器檢測到的溫度控制上述冷卻風扇的轉速。此外，優選上述風冷熱交換器也使流過上述氣體配管的壓縮氣體冷卻，上述排熱回收熱交換器也從流過上述氣體配管的壓縮氣體回收熱，上述風冷熱交換器與上述排熱回收熱交換器對於上述油配管或所述氣體配管串聯連接。進而，優選設置有檢測從上述排熱回收熱交換器排出的壓縮氣體的溫度的溫度傳感器、和檢測從上述排熱回收熱交換器排出的油的溫度的溫度傳感器，根據這些溫度傳感器檢測到的壓縮氣體和油的溫度、和上述排出溫度傳感器檢測到的壓縮機排出溫度控制上述冷卻風扇的轉速。其中，可以將上述壓縮機主體、油分離器和上述風冷熱交換器收納在一個殼體內構成壓縮機單元，將上述排熱回收熱交換器收納在其他殼體內構成排熱回收單元，上述壓縮機單元與排熱回收單元用配管連接而構成。此外，優選上述油冷式氣體壓縮機為油冷式的螺杆空氣壓縮機。優選具備用於使從上述油分離器出來的油不流過上述排熱回收熱交換器而直接流到上述風冷熱交換器的油旁通配管、和切換使來自所述油分離器的油流到上述排熱回收熱交換器或流到上述油旁通配管的油切換閥，此外，如果也具備用於使從上述油分離器出來的壓縮氣體不流過上述排熱回收熱交換器而直接流到上述風冷熱交換器的氣體旁通配管、和切換使來自上述油分離器的壓縮氣體流到上述排熱回收熱交換器或流到上述氣體旁通配管的氣體切換閥則更優。如果為了從外部的排熱回收設備引導流體並使熱交換後的上述流體返回上述排熱回收設備，上述排熱回收熱交換器上連接有循環配管，該循環配管具備流水檢測傳感器，則能夠根據上述流水檢測傳感器檢測到的流水信息控制上述油切換閥。且如果上述循環配管具備溫度傳感器，則能夠根據來自該溫度傳感器的溫度信息控制上述油切換閥。也能夠構成為上述循環配管上並聯連接有多臺上述排熱回收設備，根據來自上述溫度傳感器的溫度信息被切換連接。發明效果根據本發明，能夠從使壓縮機冷卻而被加熱的油進行排熱回收，且即使排熱回收設備的負載狀況發生變動，也能夠通過控制冷卻風扇的轉速來使為了壓縮機冷卻而返回壓縮機的油的溫度迅速變化，因此能夠將壓縮機排出的壓縮氣體的溫度控制在規定的範圍內。結果，能夠獲得能夠抑制壓縮機的溫度變動的油冷式氣體壓縮機。
圖1是表示本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例1的系統圖。圖2是表示本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例2的系統圖。圖3是表示本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例3的系統圖。
具體實施例方式以下，用
本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例。實施例1圖1是說明本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例1的系統圖。圖中，3是壓縮機主體，本實施例中由油冷式的螺杆空氣壓縮機構成。上述壓縮機主體3被電機4驅動時，被吸入壓縮機單元20內的空氣(氣體)經由吸入過濾器I和吸入節流閥2被吸引至壓縮機主體3內後，被壓縮並排出，流入油分離器(油罐)6。油分離器6的下部蓄積的油(潤滑油)經由油配管7、溫度調節閥9和油過濾器16，被注入壓縮機主體3內的壓縮途中的壓縮室，進行壓縮空氣的冷卻。此外，壓縮空氣與注入的油在混合的狀態下，從壓縮機主體3的排出口被排出。該含有油的壓縮空氣被排出溫度傳感器(壓縮機主體出口溫度傳感器)(Tl) 5檢測溫度後進入油分離器6內，油從壓縮空氣中被離心分離，蓄積在該油分離器6的下部。另一方面，油分離後的壓縮空氣從油分離器6上部的氣體配管(空氣配管)8流出，流入由水冷熱交換器構成的排熱回收熱交換器10。構成為上述油分離器6下部蓄積的油從油配管7流出，根據上述溫度調節閥9，油溫較高的情況下流向排熱回收熱交換器10 —側，油溫較低的情況下直接流向上述油過濾器16 —側。上述排熱回收熱交換器10與排熱回收設備19連接。該排熱回收設備19運轉的情況下，排熱回收設備19使其冷卻水(流體)經由循環配管(冷卻水入口配管17和冷卻水出口配管18)向上述排熱回收熱交換器10循環，使上述冷卻水從排熱回收熱交換器10的冷卻水入口配管17流入，從冷卻水出口配管18作為熱水回收，從而將上述壓縮機主體3產生的壓縮熱的熱量用排熱回收設備19回收。即，在上述排熱回收熱交換器10中，流過油配管7的高溫的油和流過氣體配管8的高溫的壓縮空氣，與來自排熱回收設備19的冷卻水進行熱交換，冷卻水被加熱，同時上述壓縮空氣和油被冷卻。從排熱回收熱交換器10排出的壓縮空氣，用溫度傳感器(TA)Il檢測溫度，流過風冷熱交換器13，同樣，油也用溫度傳感器(TO) 12檢測溫度，流過上述風冷熱交換器13。在該風冷熱交換器13中，以使上述排出溫度傳感器5檢測出的來自壓縮機主體出口的壓縮空氣的排出溫度與預先設定的目標排出溫度的溫度差減小的方式，也考慮上述溫度傳感器
11、12檢測出的壓縮空氣和油的溫度，對風扇電機15進行逆變器控制。由此，冷卻風扇14的轉速變化，使注入壓縮機的油冷卻至適當的溫度，該冷卻後的油經由油過濾器16被注入壓縮機主體3。其中，在上述風冷熱交換器13中進一步冷卻後的壓縮空氣作為壓縮空氣對壓縮機單元20的外部供給。對於對風扇電機15進行逆變器控制使冷卻風扇14的轉速變化的控制詳細說明。以上述排熱回收熱交換器10中的熱交換量較少的情況(排熱回收器19的排熱回收量較少的情況)下，使風冷熱交換器13中的熱交換量增加，排熱回收熱交換器10中的熱交換量較多的情況下，使風冷熱交換器13中的熱交換量減少的方式，控制上述冷卻風扇14的轉速。上述排熱回收熱交換器10和上述風冷熱交換器13的各自的熱交換允許量設計為能夠分別單獨地處理壓縮機主體3中產生的全部熱量的容量。由此，在上述排熱回收熱交換器10中進行了最大的熱回收的情況下，從該排熱回收熱交換器10排出的油和壓縮空氣的溫度被充分地冷卻，因此上述風冷熱交換器13中也存在風扇電機15停止的情況。油冷式螺杆空氣壓縮機的情況下，壓縮機單元20內填充的油的循環次數(從壓縮機主體排出的油再次返回壓縮機主體的循環次數)一般為2 5次/分左右是較多的，所以上述冷卻風扇14的轉速變化時，上述排出溫度傳感器5檢測的排出壓縮空氣的溫度也較為靈敏地變化。從而，通過根據排出溫度傳感器5的溫度進行使冷卻風扇14的轉速變化的逆變器控制，能夠將從壓縮機排出的壓縮空氣的溫度大致控制為目標排出溫度(規定範圍的排出溫度)。此外，本實施例中，還設置了溫度傳感器(TA)ll、溫度傳感器(T0)12，可以獲知流入風冷熱交換器13的壓縮空氣的溫度和油的溫度，所以能夠同時考慮來自這些溫度傳感器11、12的溫度信息對上述冷卻風扇的轉速進行調整，能夠使從壓縮機主體排出的壓縮空氣的溫度更迅速且高精度地接近目標溫度。實施例2圖2是表示本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例2的系統圖。圖2中，與圖1附加相同符號的部分表示相同或相當的部分。上述實施例1中，說明了在壓縮機單元20內設置壓縮機主體3、油分離器(油罐6)、排熱回收熱交換器(水冷熱交換器)10、風冷熱交換器13等的例子，而該實施例2除了壓縮機單元20之外還另外設置排熱回收單元21。在該排熱回收單元21內，設置有排熱回收熱交換器(水冷熱交換器)10、檢測從該排熱回收熱交換器10排出的壓縮空氣的溫度的溫度傳感器(TA) 11、檢測同樣從上述排熱回收熱交換器10排出的油的溫度的溫度傳感器(TO)12等。另一方面，在上述壓縮機單元20中，設置有壓縮機主體3、油分離器6、風冷熱交換器13等，與實施例1不同，未設置排熱回收熱交換器10。上述排熱回收單元21與上述壓縮機單元20用油配管7和氣體配管8連接，與排熱回收設備19用循環配管(冷卻水入口配管17和冷卻水出口配管18)連接。其他結構與圖1所示的實施例1相同。本實施例中，將壓縮機主體3、油分離器6和風冷熱交換器13收納在一個殼體內構成壓縮機單元20，將排熱回收熱交換器10收納在其他殼體內構成排熱回收單元21。上述壓縮機單元20與排熱回收單元21構成為用配管連接，因此可以獲得與實施例1同樣的效果，並且由於排熱回收單元21為不同的部件，能夠使壓縮機單元20小型化，所以能夠容易地進行其搬運。進而，不進行排熱回收設備19的排熱回收的情況下，具有能夠僅設置小型化的壓縮機單元20進行運轉的效果。進而，由於能夠分別設置壓縮機單元20和排熱回收單元21，可以獲得設置的自由度提高的效果。實施例3圖3是表示本發明的油冷式氣體壓縮機的實施例3的系統圖。圖3中，與圖1附加相同符號的部分表示相同或相當的部分。上述實施例1和實施例2中，構成為從上述油分離器6排出的油和壓縮空氣流過上述油配管7和氣體配管8流入上述排熱回收熱交換器10，之後流入上述風冷熱交換器13，而該實施例3中，為了使上述油和壓縮空氣也能夠繞開上述排熱回收熱交換器10直接流入上述風冷熱交換器13，設置油旁通配管22和氣體旁通配管23。此外，為了能夠選擇使從油分離器6排出的油和壓縮空氣流向排熱回收熱交換器10 —側或是直接流向風冷熱交換器13 —側(即上述旁通配管22、23 —側)，設置有油切換閥和氣體切換閥。本實施例中，使上述油切換閥由兩個二通閥(電磁閥)24、25構成，此外，使上述氣體切換閥由兩個二通閥(電磁閥)26、27構成。即，在上述油旁通配管22和該油旁通配管分支部下遊的上述油配管7上分別設置二通閥24、25構成上述油切換閥，此外，在上述氣體旁通配管23和該氣體旁通配管分支部下遊的上述氣體配管7上分別設置二通閥26、27構成上述氣體切換閥。其中，本實施例中，表示了分別使用兩個二通閥構成上述油切換閥和上述氣體切換閥的例子，但也可以代替兩個二通閥用一個三通閥分別構成。此外，本實施例中，在連接上述排熱回收設備19和上述排熱回收熱交換器10的循環配管(冷卻水入口配管17和冷卻水出口配管18)上，設置有用於檢測有無流水或流量的流水檢測傳感器(P) 28、和用於檢測流過循環配管的冷卻水的溫度的溫度傳感器(TW) 29。此外，本實施例中，上述流水檢測傳感器28和上述溫度傳感器29設置在循環配管的冷卻水入口配管17上，但也可以設置於冷卻水出口配管18。上述流水檢測傳感器28在本實施例中由壓力傳感器構成，如果有規定量以上的流水，則利用與沒有流水的情況相比壓力升高，根據該壓力的檢測來檢測有無流水。此外，上述流水檢測傳感器28不限於壓力傳感器，也可以是測定流過循環配管內的冷卻水的流量的齒輪流量計等容積式流量計或渦輪式流量計，只要是能夠確認流動的流量計就能夠應用。關於上述溫度傳感器29，與設置在上述冷卻水出口配管18相比，設置在上述冷卻水入口配管17能夠檢測從上述排熱回收設備19排出的冷卻水的溫度，所以能夠更高精度地獲知排熱回收設備19內的冷卻水溫度。進而，本實施例中構成為不僅設置一臺上述排熱回收設備19，還進一步設置另一臺排熱回收設備30，使用三通閥31、32，將排熱回收設備19或排熱回收設備30的冷卻水經由循環配管17、18向上述排熱熱交換器10選擇性地供給。33是控制上述風扇電機15的轉速的控制裝置，對該控制裝置33輸入來自上述排出溫度傳感器5的排出溫度信息、以及來自上述排熱回收熱交換器10下遊一側的上述溫度傳感器11、12的壓縮空氣和油的溫度信息。根據這些溫度信息，上述控制裝置33以使上述排出溫度傳感器5檢測出的壓縮空氣的排出溫度與預先設定的目標排出溫度的溫度差減小的方式，經由逆變器34控制上述風扇電機15，使冷卻風扇14的轉速變化，將注入壓縮機的油(油)冷卻至適當的溫度。該冷卻後的油通過油過濾器16被注入壓縮機主體3。
其中，上述實施例1和實施例2中，未圖示實施例3說明的控制裝置33和逆變器34，但上述實施例1和實施例2也同樣具備圖3所示的控制裝置33和逆變器34。35是用於控制上述油切換閥24、25和上述氣體切換閥26、27的控制裝置，對該控制裝置35輸入來自上述流水檢測傳感器28的流水信息、和來自上述溫度傳感器29的溫度信息。上述實施例1和2中，不對排熱回收熱交換器10供給來自排熱回收設備19的冷卻水的情況(排熱回收設備19與排熱回收熱交換器10之間的循環水停止的情況)下，來自上述油分離器6的高溫的油和壓縮空氣仍然經由油配管7和氣體配管8流過排熱熱交換器
10。因此，排熱回收熱交換器10中流過冷卻水的通路內殘留的水(冷卻水)被上述高溫的油和壓縮空氣加熱蒸發而使鹽分濃度上升，由於該氯化物離子的作用，上述排熱回收熱交換器10受到局部腐蝕作用，存在開孔破損的可能性。對此，本實施例3中，由於在壓縮機單元20內的上述循環配管(冷卻水入口配管17)上設置了流水檢測傳感器28，因此能夠用上述控制裝置35判斷有無向排熱回收熱交換器10的冷卻水的循環，或是否有規定值以上的循環量。判斷沒有循環的情況或循環量為規定值以下的情況下，用上述控制裝置35控制上述油切換閥(二通閥)24、25和上述氣體切換閥(二通閥)26、27，使來自油分離器6的高溫的油和壓縮空氣分別經由油旁通配管22和氣體旁通配管23流向上述風冷熱交換器13。從而，能夠使高溫的油和壓縮空氣不流過上述排熱回收熱交換器10，能夠預防排熱回收熱交換器10的腐蝕。其中，本實施例中通過上述控制裝置35對上述油切換閥24、25和氣體切換閥26、27自動地進行切換控制，但也可以根據上述流水檢測傳感器28的檢測結果手動切換上述油切換閥24、25和氣體切換閥26、27。此外，本實施例中，構成為在壓縮機單元20內的上述冷卻水入口配管17上也設置溫度傳感器29，能夠測定在排熱回收設備19或30與排熱回收熱交換器10之間循環的冷卻水的溫度(TW)。由此能夠獲得以下的效果。考慮將上述排熱回收設備19作為熱水儲罐，使該熱水儲罐內的冷卻水(熱水)通過上述循環配管17、18向上述排熱回收熱交換器10循環，使溫度上升至對於排熱回收設備19的目標溫度TW2獲得熱水的情況。該情況下，由於能夠用上述溫度傳感器(TW) 29檢測在循環配管中循環的冷卻水的溫度，所以能夠用上述控制裝置35判斷上述熱水儲罐(排熱回收設備19)內的冷卻水(熱水)是否達到目標溫度TW2。從而，控制裝置35判斷上述熱水儲罐內的冷卻水成為目標溫度TW2的熱水的情況下，切換油切換閥24、25和上述氣體切換閥26、27 (使二通閥24、26打開，使二通閥25、27關閉)。由此，能夠停止高溫的油和壓縮空氣向排熱回收熱交換器10的循環，所以能夠使上述熱水儲罐(排熱回收設備19)內的熱水的溫度成為目標溫度TW2。此外，上述溫度傳感器29檢測到上述熱水儲罐(排熱回收設備19)內的熱水溫度降低，成為比上述目標溫度TW2低規定溫度a的溫度(TW2- a )的情況下，上述控制裝置35切換上述油切換閥24、25和氣體切換閥26、27 (使二通閥24、26關閉，使二通閥25、27打開)。由此，能夠使高溫的油和壓縮空氣向上述排熱回收熱交換器10循環，使上述熱水儲罐內的熱水的溫度維持在目標溫度範圍。進而，與壓縮機單元20連接的上述排熱回收設備為多臺(排熱回收設備19和30)的情況下，由於壓縮機單元20中具備上述溫度傳感器29，能夠根據來自該溫度傳感器29的溫度信息控制排熱回收設備19、30—側的上述三通閥31、32。即，以使第一臺排熱回收設備19的冷卻水向上述排熱回收熱交換器10循環，上述溫度傳感器29檢測出的溫度成為目標溫度TW2的情況下，使第二臺排熱回收設備30的冷卻水向上述排熱回收熱交換器10循環的方式進行切換控制，能夠通過多臺排熱回收設備進行排熱回收。此外，上述排熱回收設備不限於兩臺，同樣能夠為三臺以上。上述各實施例中，優選上述排熱回收熱交換器10由板式熱交換器構成。此外，優選上述板式熱交換器能夠使油、壓縮空氣、冷卻水這三種流體用一臺板式熱交換器進行熱交換，但也可以將使油與冷卻水進行熱交換的板式熱交換器、和使壓縮空氣與冷卻水進行熱交換的板式熱交換器這兩臺板式熱交換器組合構成排熱回收熱交換器10。此外，上述排熱回收熱交換器10中，從來自油分離器的高溫的油和高溫的壓縮空氣雙方進行熱回收，但也可以構成為僅從與空氣相比熱容較大的油進行熱回收。其中，以上實施例中均使排熱回收熱交換器10為水冷熱交換器，而排熱回收熱交換器10不限於水冷的熱交換器，作為風冷熱交換器也能夠同樣實施。此外，以油冷式的螺杆空氣壓縮機為例說明了本發明的油冷式氣體壓縮機，而油冷式的氣體壓縮機不限於螺杆壓縮機，例如渦旋式壓縮機這樣其他方式的壓縮機也能夠同樣地應用。進而，用油冷式氣體壓縮機壓縮的介質不限於空氣，壓縮其他氣體的壓縮機也能夠同樣地應用。此外，驅動源也可以是電機以外的其他驅動源，例如發動機或渦輪機等。其中，上述各實施例中說明了分別構成排熱回收熱交換器10和風冷熱交換器13的例子，但也可以使上述兩個熱交換器一體化地構成。如以上所說明，本實施例中，作為油冷式氣體壓縮機的冷卻系統，除了主要的第一冷卻系統即風冷熱交換器13之外，還具備第二冷卻系統即排熱回收熱交換器10，根據該排熱回收熱交換器10的負載變動、或使用、不使用調整上述風冷熱交換器13的冷卻能力，所以能夠對於來自油冷式氣體壓縮機的排熱，通過上述排熱回收熱交換器10，與排熱回收設備19的負載狀況相應地在需要時進行必要量的排熱回收。並且，能夠與排熱回收設備19的負載和對需求方供給的壓縮空氣量無關地，將壓縮機的溫度變動和對需求方供給的壓縮空氣的溫度變動控制為較小。從而，根據本實施例，能夠從使壓縮機冷卻而被加熱的油和從壓縮機排出的壓縮氣體同時進行熱回收，所以能夠進行高效率的排熱回收。此外，即使排熱回收設備的負載狀況變動，也能夠通過控制冷卻風扇的轉速來使為了壓縮機冷卻而返回壓縮機的油的溫度迅速變化，所以能夠使從壓縮機排出的壓縮氣體的溫度接近目標溫度。結果，能夠獲得能夠將壓縮機的溫度變動抑制得較小，並抑制對需求方供給的壓縮氣體的溫度變動，供給穩定的溫度的壓縮氣體的油冷式氣體壓縮機。此外，如上述實施例3所說明，通過設置上述油旁通配管22、氣體旁通配管23、油切換閥24、25和氣體切換閥26、27，進而在上述循環配管17、18上設置上述流水檢測傳感器28或上述溫度傳感器29，能夠獲得以下的效果。通過上述流水檢測傳感器28能夠檢測沒有向排熱回收熱交換器10的冷卻水的循環或冷卻水的循環成為規定量以下，因此通過控制上述油切換閥和上述氣體切換閥，能夠使來自油分離器6的油和壓縮空氣經由油旁通配管和氣體旁通配管流向風冷熱交換器13，而不流過上述排熱回收熱交換器。由此，能夠預防上述排熱回收熱交換器腐蝕、開孔破損。此外，通過用上述溫度傳感器29檢測流過循環配管的冷卻水溫度，能夠判斷排熱回收設備19內的冷卻水成為目標溫度以上或比目標溫度低一定溫度以上，能夠基於這一點用上述油切換閥和氣體切換閥停止/供給向排熱回收熱交換器10的油和壓縮空氣的循環，所以能夠使上述排熱回收設備內的冷卻水溫度成為對需求方供給所需的目標溫度，或維持在目標溫度範圍。符號說明1:吸入過濾器，2 :吸入節流閥，3 :壓縮機主體，4 :主電機，5:排出溫度傳感器，6:油分離器(油罐)，7 :油配管，8 :氣體配管(空氣配管)9 :溫度調節閥，10 :排熱回收熱交換器(水冷熱交換器)，11 :溫度傳感器(TA)，12 :溫度傳感器(T0)，13 :風冷熱交換器,14 :冷卻風扇，15 :風扇電機，16 :油過濾器，17、18 :循環配管(17 :冷卻水入口配管，18 :冷卻水出口配管)，19,30 :排熱回收設備，20 :壓縮機單元，21 :排熱回收單元，22 :油旁通配管，23 :氣體旁通配管，24,25 :油切換閥(24、25 :二通閥)，26,27 :氣體切換閥(26、27 :二通閥)，28 :流水檢測傳感器(P)，29 :溫度傳感器(TW)，31、32:三通閥，33,35 :控制裝置，34 :逆變器。
權利要求
1.一種油冷式氣體壓縮機，包括壓縮機主體、從由該壓縮機主體排出的壓縮氣體中將油分離的油分離器、用於將由該油分離器使油分離後的壓縮氣體輸送至需求方的氣體配管、和用於使由所述油分離器分離的油返回所述壓縮機的油配管，該油冷式氣體壓縮機的特徵在於，包括: 用於冷卻流過所述油配管的油的風冷熱交換器； 用於對該風冷熱交換器輸送冷卻風的能夠控制轉速的冷卻風扇；和 設置於所述風冷熱交換器的上遊一側，用於從流過所述油配管的油回收熱的排熱回收熱交換器， 所述冷卻風扇被控制轉速，使得從所述壓縮機主體排出的壓縮氣體的溫度成為規定的範圍。
2.如權利要求1所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 設置有檢測從所述壓縮機主體排出的壓縮氣體的溫度的排出溫度傳感器，根據所述排出溫度傳感器檢測到的溫度控制所述冷卻風扇的轉速。
3.如權利要求2所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 所述風冷熱交換器也使流過所述氣體配管的壓縮氣體冷卻，所述排熱回收熱交換器也從流過所述氣體配管的壓縮氣體回收熱。
4.如權利要求3所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 所述風冷熱交換器與所述排熱回收熱交換器對於所述油配管或所述氣體配管串聯連接。
5.如權利要求4所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 設置有檢測從所述排熱回收熱交換器排出的壓縮氣體的溫度的溫度傳感器、和檢測從所述排熱回收熱交換器排出的油的溫度的溫度傳感器，根據這些溫度傳感器檢測到的壓縮氣體和油的溫度、和所述排出溫度傳感器檢測到的壓縮機排出溫度控制所述冷卻風扇的轉速。
6.如權利要求1所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 所述壓縮機主體、油分離器和所述風冷熱交換器被收納在一個殼體內構成壓縮機單元，所述排熱回收熱交換器被收納在其他殼體內構成排熱回收單元，所述壓縮機單元與排熱回收單元用配管連接而構成。
7.如權利要求1所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 所述油冷式氣體壓縮機為油冷式的螺杆空氣壓縮機。
8.如權利要求1所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 具備用於使從所述油分離器出來的油不流過所述排熱回收熱交換器而直接流到所述風冷熱交換器的油旁通配管、和切換使來自所述油分離器的油流到所述排熱回收熱交換器或流到所述油旁通配管的油切換閥。
9.如權利要求8所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 具備用於使從所述油分離器出來的壓縮氣體不流過所述排熱回收熱交換器而直接流到所述風冷熱交換器的氣體旁通配管、和切換使來自所述油分離器的壓縮氣體流到所述排熱回收熱交換器或流到所述氣體旁通配管的氣體切換閥。
10.如權利要求8所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於:為了從外部的排熱回收設備引導流體並使熱交換後的所述流體返回所述排熱回收設備，所述排熱回收熱交換器上連接有循環配管，所述循環配管具備流水檢測傳感器。
11.如權利要求10所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 具備用於根據所述流水檢測傳感器檢測到的流水信息控制所述油切換閥的控制裝置。
12.如權利要求8所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 為了從外部的排熱回收設備引導流體並使熱交換後的所述流體返回所述排熱回收設備，所述排熱回收熱交換器上連接有循環配管，所述循環配管具備溫度傳感器。
13.如權利要求12所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 具備用於根據來自所述循環配管上設置的所述溫度傳感器的溫度信息控制所述油切換閥的控制裝置。
14.如權利要求12所述的油冷式氣體壓縮機，其特徵在於: 所述循環配管上並聯連接有多臺所述排熱回收設備，根據來自所述溫度傳感器的溫度信息被切換連接。
全文摘要
油冷式氣體壓縮機具備包括壓縮機主體(3)、從壓縮氣體中將油分離的油分離器(6)、用於將由該油分離器使油分離後的壓縮氣體輸送至需求方的氣體配管(8)、和用於使由所述油分離器分離的油返回所述壓縮機的油配管(7)。還包括用於冷卻所述油的風冷熱交換器(13)；用於對該風冷熱交換器輸送冷卻風的能夠控制轉速的冷卻風扇(14)；和設置於所述風冷熱交換器的上遊一側，用於從流過所述油配管的油回收熱的排熱回收熱交換器(10)，所述冷卻風扇被控制轉速，使得從所述壓縮機主體排出的壓縮氣體的溫度成為規定的範圍。由此，能夠從使壓縮機冷卻而被加熱的油進行排熱回收，且即使排熱回收設備的負載狀況變動也能夠抑制壓縮機的溫度變動。
文檔編號F04C18/16GK103080555SQ20118004156
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月8日 優先權日2010年8月27日
發明者高野正彥, 田中英晴 申請人:株式會社日立產機系統