説明

ターボ圧縮機

【課題】設置場所の電源周波数に依らずに、補助オイルポンプに共通のモータを使用することができ、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整が、動力を無駄にすることなく行え、また、複数台のターボ圧縮機を並列的に制御している場合にも、補助オイルポンプの動力が無駄にならないターボ圧縮機を提供する。
【解決手段】主電動機1により増速歯車2を介して駆動される羽根車3と、主電動機1により駆動され増速歯車2に潤滑油を供給する主オイルポンプ4と、増速歯車2に潤滑油を供給する補助オイルポンプ9と、潤滑油の流量を検知する給油流量センサ12,13と、補助オイルポンプ9をインバータ11を介して制御する制御手段8とを備える。制御手段8は、給油流量センサ12,13による検知結果に基づいて、潤滑油の流量が所望の流量になるように、補助オイルポンプ9をインバータ11を介して制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、汎用ターボ圧縮機における電動機駆動オイルポンプの回転数制御に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、汎用ターボ圧縮機においては、図3に示すように、主電動機101により増速歯車102が駆動され、この増速歯車102により、羽根車103が駆動されるようになっている。また、増速歯車102により、主オイルポンプ104が駆動される。主オイルポンプ104は、オイルタンク105よりオイル(潤滑油)を吸い上げ、オイルクーラ106及びオイルフィルタ107を経由させて、増速歯車102を収納したギヤボックス内に供給する。
【0003】
主電動機101の駆動は、圧縮機制御盤108より発せられる主電動機運転/停止指令にしたがって制御される。
【0004】
一方、圧縮機制御盤108からは、補助オイルポンプ運転/停止指令が発せられる。この補助オイルポンプ運転/停止指令は、補助オイルポンプ109に送られる。補助オイルポンプ109は、補助オイルポンプ運転/停止指令にしたがって制御されて駆動し、オイルタンク105よりオイルを吸い上げ、オイルクーラ106及びオイルフィルタ107を経由させて、増速歯車102を収納したギヤボックス内に供給する。
【0005】
補助オイルポンプ109は、主電動機101が待機状態にあり、羽根車103及び主オイルポンプ104が停止している状態において、ギヤボックス内にオイルを供給するためのものである。すなわち、主電動機101が待機状態であるとき、主オイルポンプ104によってはオイルが供給されない。この状態において主電動機101が始動すると、ギヤボックス内のオイルが不足した状態となるので、補助オイルポンプ109により、予め、ギヤボックス内にオイルを供給しておくのである。
【0006】
そして、補助オイルポンプ109は、主電動機101が始動し、主オイルポンプ104によるオイル供給が十分な状態になったときに、停止される。
【0007】
この汎用ターボ圧縮機において、補助オイルポンプ109は、設置場所に応じた電源周波数(50Hz、または、60Hz)に応じた一定の回転数で駆動され、オンオフ制御される。つまり、回転数の制御はなされない。そして、補助オイルポンプ109によるオイルの流量は、圧力調整弁110による手動調整によって調整されている。
【0008】
なお、特許文献1には、圧縮機の電動機をインバータによって制御する構成が記載されている。
【0009】
【特許文献1】特開昭63−213436号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ところで、前述のような従来の汎用ターボ圧縮機においては、補助オイルポンプ109のモータは、設置場所の電源周波数(50Hz、または、60Hz)に応じて、異なるものを使用しなければならない。モータの回転数は、電源の周波数に応じてきまってしまうからである。
【0011】
また、補助オイルポンプ109のモータは、一定回転数で駆動するため、供給されるオイル(潤滑油)の量は一定となり、オイルの供給量(圧力)の調整は、圧力調整弁110による手動調整によってしか行えない。圧力調整弁110によってオイルの圧力を下げた場合には、補助オイルポンプ109によって送られたオイルの一部がオイルタンク105に戻されるので、その分の補助オイルポンプ109の動力が無駄になる。
【0012】
また、主電動機101が起動されるときには、十分な潤滑油圧力を保持されている必要があるため、複数台のターボ圧縮機を並列的に制御している場合には、主電動機101が待機中であるターボ圧縮機の補助オイルポンプ109は、常に運転された状態となり、その分の動力が常に無駄になる。
【0013】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであり、設置場所の電源周波数に依らずに、補助オイルポンプに共通のモータを使用することができ、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整が、動力を無駄にすることなく行え、また、複数台のターボ圧縮機を並列的に制御している場合にも、補助オイルポンプの動力が無駄にならないターボ圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るターボ圧縮機は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【0015】
〔構成1〕
主電動機によって増速歯車を介して駆動される羽根車と、主電動機によって増速歯車を介して駆動され増速歯車に潤滑油を供給する主オイルポンプと、増速歯車に潤滑油を供給する補助オイルポンプと、主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量を検知する給油流量センサと、補助オイルポンプを駆動するモータの回転数をインバータを介して制御する制御手段とを備え、制御手段は、給油流量センサによる検知結果に基づいて、主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、補助オイルポンプをインバータを介して制御することを特徴とするものである。
【0016】
〔構成2〕
構成1を有するターボ圧縮機において、制御手段は、主電動機が待機中か否かを判別して、補助オイルポンプをインバータを介して制御することを特徴とするものである。
【0017】
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有するターボ圧縮機を複数台備え、各ターボ圧縮機のそれぞれの主電動機及び補助オイルポンプを上位の制御手段によって制御するようにしたターボ圧縮機であって、上位の制御手段は、各ターボ圧縮機の主電動機が待機中か否かを判別して、主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、各ターボ圧縮機の補助オイルポンプをインバータを介して制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0018】
構成1を有する本発明に係るターボ圧縮機においては、制御手段は、給油流量センサによる検知結果に基づいて、主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、補助オイルポンプをインバータを介して制御するので、補助オイルポンプのモータは、電源周波数に依らずに共通のものを使用することができ、また、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整を、動力を無駄にすることなく行うことができる。
【0019】
構成2を有する本発明に係るターボ圧縮機においては、制御手段は、主電動機が待機中か否かを判別して、補助オイルポンプをインバータを介して制御するので、主電動機が待機中であるときにも、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整を、動力を無駄にすることなく行うことができる。
【0020】
構成3を有する本発明に係るターボ圧縮機においては、上位の制御手段は、各ターボ圧縮機の主電動機が待機中か否かを判別して、主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、各ターボ圧縮機の補助オイルポンプをインバータを介して制御するので、複数台のターボ圧縮機を並列的に制御している場合にも、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整を、動力を無駄にすることなく行うことができる。
【0021】
すなわち、本発明は、設置場所の電源周波数に依らずに、補助オイルポンプに共通のモータを使用することができ、補助オイルポンプによるオイルの供給量の調整が、動力を無駄にすることなく行え、また、複数台のターボ圧縮機を並列的に制御している場合にも、補助オイルポンプの動力が無駄にならないターボ圧縮機を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0023】
図1は、本発明に係るターボ圧縮機の構成を示すブロック図である。
【0024】
本発明に係るターボ圧縮機は、図1に示すように、主電動機1により増速歯車2が駆動され、この増速歯車2により、羽根車3が駆動されるようになっている。また、増速歯車2により、主オイルポンプ4が駆動される。主オイルポンプ4は、オイルタンク5よりオイル(潤滑油)を吸い上げ、オイルクーラ6及びオイルフィルタ7を経由させて、増速歯車2を収納したギヤボックス内に供給する。
【0025】
主電動機1の駆動は、制御手段となる圧縮機制御盤8より発せられる主電動機運転/停止指令にしたがって制御される。
【0026】
一方、圧縮機制御盤8からは、補助オイルポンプ運転/停止指令が発せられる。この補助オイルポンプ運転/停止指令は、インバータ11を介して、補助オイルポンプ9に送られる。補助オイルポンプ9は、補助オイルポンプ運転/停止指令にしたがって、インバータ11を介して制御されて駆動し、オイルタンク5よりオイルを吸い上げ、オイルクーラ6及びオイルフィルタ7を経由させて、増速歯車2を収納したギヤボックス内に供給する。
【0027】
補助オイルポンプ9は、主電動機1が待機状態にあり、羽根車3及び主オイルポンプ4が停止している状態において、ギヤボックス内にオイルを供給するためのものである。
【0028】
図2は、本発明に係るターボ圧縮機における潤滑油の供給状態を示すグラフである。(a)は、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)を示し、(b)は、補助オイルポンプの回転数(入力信号)を示す。
【0029】
すなわち、図2中の(a)に示すように、主電動機1に待機指令が出されており、主電動機1が待機状態であるとき、主オイルポンプ4によってはオイルが供給されない。この状態において主電動機1が始動すると、ギヤボックス内のオイルが不足した状態となるので、補助オイルポンプ9により、予め、ギヤボックス内にオイルを供給しておくのである。このとき、補助オイルポンプ9は、図2中の(b)に示すように、定格回転数よりも低い回転数で駆動される。
【0030】
そして、主電動機1に運転指令が出されると、圧縮機制御盤8は、図2中の(b)に示すように、補助オイルポンプ9のモータの回転数を、定格回転数まで増速させる。このとき、図2中の(a)に示すように、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)は、運転時に必要な給油量に達する。
【0031】
運転指令が出された後、所定のタイムラグを経て主電動機1が起動されると、主オイルポンプ4が駆動され、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)は、図2中の(a)に示すように、運転時に必要な給油量を上回る。このとき、圧縮機制御盤8は、図2中の(b)に示すように、補助オイルポンプ9のモータを停止させる。すると、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)は、図2中の(a)に示すように、運転時に必要な給油量を僅かに上回った状態に維持される。
【0032】
このような、圧縮機制御盤8による補助オイルポンプ9のモータの回転数制御は、主オイルポンプ4及び補助オイルポンプ9によって供給されるオイルの流量を検知する給油流量センサによる検知結果に基づいて行われる。圧縮機制御盤8には、給油流量センサを構成する潤滑油の圧力センサ12及び潤滑油の温度センサ13が設けられている。
【0033】
圧力センサ12は、オイルタンク5からギヤボックスに至るオイル流路内の圧力を検出する。温度センサ13は、オイルタンク5からギヤボックスに至るオイル流路内の温度を検出する。これら圧力センサ12及び温度センサ13により検出される圧力及び温度に基づいて、オイルの流量を算出することができる。
【0034】
なお、給油流量センサとしては、オイルタンク5からギヤボックスに至るオイル流路内のオイルの流量を直接計測するセンサを用いてもよい。
【0035】
この汎用ターボ圧縮機において、補助オイルポンプ9のモータは、設置場所によって異なる電源周波数(50Hz、または、60Hz)に依らず、インバータ11によって回転数を制御されて駆動される。そして、補助オイルポンプ9によるオイルの流量は、モータの回転数に応じて調整される。したがって、このターボ圧縮機においては、補助オイルポンプ9のモータは、設置場所の電源周波数(50Hz、または、60Hz)に依らず、共通のものを使用することができる。
【0036】
また、このターボ圧縮機においては、潤滑油の供給量に応じて消費電力が変化し、供給量が少ないときには、消費電力も少なくなる。
【0037】
そして、本発明に係るターボ圧縮機は、前述したターボ圧縮機を複数台用いて、各ターボ圧縮機のそれぞれの主電動機1及び補助オイルポンプ9を、上位の制御手段によって制御するようにしてもよい。この場合には、上位の制御手段は、各ターボ圧縮機の主電動機1が待機中か否かを判別して、主オイルポンプ4及び補助オイルポンプ9によって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、各ターボ圧縮機の補助オイルポンプ9をインバータ11を介して制御する。すなわち、上位の制御手段は、主電動機1が待機中であるターボ圧縮機の補助オイルポンプ9のモータを、低速で駆動させ、主電動機1に運転指令を出したとき、補助オイルポンプ9のモータの回転数を、定格回転数まで増速させる。そして、上位の制御手段は、主電動機1が起動され、主オイルポンプ4が駆動されて、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)が運転時に必要な給油量を上回ったときには、補助オイルポンプ9のモータを停止させる。上位の制御手段は、このような補助オイルポンプ9のモータの回転数の制御を、各ターボ圧縮機ごとの状態に合わせて、それぞれのターボ圧縮機について行う。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明に係るターボ圧縮機の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るターボ圧縮機における潤滑油の供給状態を示すグラフであり、(a)は、ギヤボックスへの給油量(給油圧力)を示し、(b)は、補助オイルポンプの回転数(入力信号)を示す。
【図3】従来の汎用ターボ圧縮機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0039】
1 主電動機
2 増速歯車
3 羽根車
4 主オイルポンプ
5 オイルタンク
8 圧縮機制御盤
9 補助オイルポンプ
11 インバータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
主電動機によって増速歯車を介して駆動される羽根車と、
前記主電動機によって前記増速歯車を介して駆動され、前記増速歯車に潤滑油を供給する主オイルポンプと、
前記増速歯車に潤滑油を供給する補助オイルポンプと、
前記主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量を検知する給油流量センサと、
前記補助オイルポンプを駆動するモータの回転数を、インバータを介して制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記給油流量センサによる検知結果に基づいて、前記主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、前記補助オイルポンプを前記インバータを介して制御する
ことを特徴とするターボ圧縮機。
【請求項2】
前記制御手段は、前記主電動機が待機中か否かを判別して、前記補助オイルポンプを前記インバータを介して制御する
ことを特徴とする請求項1記載のターボ圧縮機。
【請求項3】
請求項1、または、請求項2記載のターボ圧縮機を複数台備え、
前記各ターボ圧縮機のそれぞれの主電動機及び補助オイルポンプを上位の制御手段によって制御するようにしたターボ圧縮機であって、
前記上位の制御手段は、各ターボ圧縮機の主電動機が待機中か否かを判別して、前記主オイルポンプ及び補助オイルポンプによって供給される潤滑油の流量が所望の流量になるように、各ターボ圧縮機の補助オイルポンプを前記インバータを介して制御する
ことを特徴とするターボ圧縮機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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