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公開番号2025094930
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-25
出願番号2024217529
出願日2024-12-12
発明の名称冷却システムを有する圧縮機装置及び圧縮機装置の運転方法
出願人ケーザー・コンプレッソレン・エスエー
代理人個人,個人,個人
主分類F04B 41/00 20060101AFI20250618BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】冷却装置を備えた圧縮機装置のための適合した冷却システムが容易に形成される解決策を提案すること。
【解決手段】本発明は、ガスを圧縮して圧縮ガス、特に圧縮空気を生成するための圧縮機、圧縮機と冷却装置とを備えた圧縮機装置に関するものであり、冷却装置は、オイル冷却器と、圧縮ガス冷却器と、ハウジング冷却器と、を含んでおり、オイル冷却器、圧縮ガス冷却器、ハウジング冷却器は、液状の冷却剤によって冷却するように準備されており、ハウジング冷却器を通る冷却フローを個別に制御するためのハウジング冷却器制御手段が、ハウジング冷却器に対して設けられており、圧縮機装置は冷却制御部を有し、冷却制御部は、ハウジング冷却器を通る冷却フローが、オイル冷却器を通る冷却フローから独立して制御されるように、ハウジング冷却器制御手段を作動させるように設定されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
－ガスを圧縮して圧縮ガス、特に圧縮空気を生成するための圧縮機、特に乾式スクリュー圧縮機であって、少なくとも１つの圧縮機段を有する、圧縮機と、
－冷却装置と、
を備えた圧縮機装置であって、前記冷却装置は、
－前記圧縮機によって熱せられたオイルを冷却するためのオイル冷却器と、
－全部又は一部が圧縮ガスに圧縮されたガスを冷却するための少なくとも１つの圧縮ガス冷却器と、
－前記圧縮機のハウジング又はハウジングの一部を冷却するための少なくとも１つのハウジング冷却器と、を含んでおり、
－前記オイル冷却器、少なくとも１つの前記圧縮ガス冷却器、及び少なくとも１つの前記ハウジング冷却器はそれぞれ、液状の冷却剤、特に水、から成る冷却剤フローによって冷却を実現するように準備されており、
－前記ハウジング冷却器を通る冷却フローを個別に制御するための少なくとも１つのハウジング冷却器制御手段が、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器に対して設けられており、
－圧縮機装置は冷却制御部を有し、前記冷却制御部は、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器を通る少なくとも１つの冷却フローが、前記オイル冷却器を通る冷却フローから独立して制御されるように、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段を作動させるように設定されている圧縮機装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
－前記冷却制御部が、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器を通る少なくとも１つの冷却フローが、少なくとも１つの前記圧縮ガス冷却器を通る冷却フローから独立して制御されるように、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段を作動させるように設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧縮機装置。
【請求項３】
前記冷却制御部が、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器に対してのみ、冷却フローが個別に、特に前記ハウジング冷却器制御手段によって制御され、オイル冷却器及び少なくとも１つの前記圧縮ガス冷却器に対しては冷却フローは制御されないか、又は冷却剤フロー全体の共通の制御を通じてのみ制御されるように設定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧縮機装置。
【請求項４】
－圧縮機が、圧縮ガスを圧縮するための少なくとも１つのロータを有し、少なくとも１つの圧縮機間隙が、ハウジングと少なくとも１つの前記ロータとの間又は２つの前記ロータの間に形成され、前記圧縮機間隙が可変の間隙厚さを有し、
－前記冷却制御部が、間隙厚さが予め決定可能な範囲内に留まるように、かつ／又は、間隙厚さが予め決定可能な目標間隙厚さに従うように、少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段を作動させるように設定されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
【請求項５】
前記冷却制御部が、
－圧縮機の間隙厚さが検出及び／又は推定され、
－少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段が、検出又は推定された間隙厚さに依存して制御されるように設定されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
【請求項６】
前記冷却制御部が、
－全部又は一部が圧縮ガスに圧縮されたガスの少なくとも１つの出口温度が、少なくとも１つの圧縮機段から流出する際に検出され、
－最適な間隙厚さが予想される出口温度に関する設定温度値が決定され、前記設定温度値は、特に運転中に決定され、
－少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段が、前記出口温度が前記設定温度値に従うように、特に前記出口温度が目標温度としての前記設定温度値に調節されるように制御されるように設定されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
【請求項７】
前記冷却制御部が、
－少なくとも１つの前記ハウジング冷却器制御手段が、少なくとも１つの冷却剤温度に依存して制御され、特に、
－ハウジング冷却器の冷却剤出口で検出された前記冷却剤温度、及び、
－前記ハウジング冷却器の下流で検出された前記冷却剤温度、を有するリストからの温度に依存して制御されるように設定されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
【請求項８】
－ガスを圧縮して圧縮ガス、特に圧縮空気を生成するための圧縮機と、
－冷却装置と、
を備えた圧縮機装置であって、前記冷却装置は、
－前記圧縮機によって熱せられたオイルを冷却するためのオイル冷却器と、
－全部又は一部が圧縮ガスに圧縮されたガスを冷却するための少なくとも１つの圧縮ガス冷却器と、
－前記圧縮機のハウジング又はハウジングの一部を冷却するための少なくとも１つのハウジング冷却器と、を含んでおり、
－前記オイル冷却器、少なくとも１つの前記圧縮ガス冷却器、及び少なくとも１つの前記ハウジング冷却器はそれぞれ、液状の冷却剤、特に水、から成る冷却剤フローによって冷却を実現するように準備されており、
－前記オイル冷却器及び／又は少なくとも１つの前記ハウジング冷却器の少なくとも１つのハウジング冷却器は、少なくとも１つの前記圧縮ガス冷却器の少なくとも１つの圧縮ガス冷却器と直列に接続されており、これによって、冷却剤フローは直列接続された冷却器を次々に貫流する、特に請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機装置。
【請求項９】
－直列に接続された冷却器を貫流する冷却剤フローが、まずオイル冷却器を貫流し、
－次に少なくとも１つの圧縮ガス冷却器を貫流するので、オイル冷却器には少なくとも１つの圧縮ガス冷却器よりも低い温度の冷却剤が流れるように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の圧縮機装置。
【請求項１０】
－加熱された冷却剤を再び冷却する、又はさらなる使用のために供給する、特に冷却剤の熱を利用するために、冷却回路入口で冷却剤を供給し、冷却回路出口で冷却器によって加熱された冷却剤を引き取るための冷却回路が設けられること、
－圧縮機装置が冷却制御部を有し、前記冷却制御部は、圧縮機装置を、
－前記冷却回路出口における冷却剤が８５℃～９５℃、特に９０℃～９５℃の温度を有するように制御するように設定されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の圧縮機装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを圧縮して圧縮ガス、特に圧縮空気を生成するための圧縮機装置に関し、当該圧縮機装置は冷却装置を有する。加えて、本発明は、冷却装置を備えた圧縮機装置の運転方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスを圧縮して圧縮ガスを製造するための圧縮機は、圧縮ガス圧縮機とも呼ばれる。圧縮ガス圧縮機は、圧縮ガス（多くの場合は圧縮空気）を生成するために使用される。当該圧縮空気又は他の圧縮ガスは、特に以下の工業的用途のために供給される。圧縮空気に関する以下の説明は、他の圧縮ガスにも当てはまる。
【０００３】
機能的な理由から、圧縮空気を生成する際に熱が生じる。圧縮空気と圧縮機、特にそのハウジングとの両方が加熱されるので、冷却する必要がある。冷却のために、圧縮機のハウジング又はその一部を冷却するハウジング冷却器が設けられていてよく、ハウジング冷却器はしばしばジャケット冷却器とも呼ばれ、又はジャケット冷却器として構成されている。これらの冷却器では、冷却剤と同義で呼ばれる冷却媒体、特に水が、ハウジング冷却器を通って流れることが可能であり、これによってハウジングを冷却することができる。さらに、圧縮ガス冷却器を設けてもよく、圧縮ガス冷却器は、圧縮ガス、特に圧縮空気を誘導する導管系の一部に配置される。ここには特に、熱交換器を設けてもよく、熱交換器を通って、同様に冷却媒体又は冷却剤、特に水が流れる。圧縮ガスを生成する際には、特に圧縮機の構成部品を潤滑するために、オイルも必要とされることが多い。このようなオイルも同様に熱せられ、特に熱交換器を有し得るオイル冷却器によって冷却され得る。冷却媒体又は冷却剤、特に水も同様に、この熱交換器を通って流れる。
【０００４】
効果的な冷却は、上述の全ての冷却器（上述の冷却器のうちそれぞれ複数が設けられていてもよい）を一次冷却回路に接続することによって得られる。特に、直列接続で生じ得ることであるが、可能な限り、ある冷却器が前の冷却器の既に加熱された水を受けることがないように、冷却器が完全に又は部分的に並列接続されていてよい。
【０００５】
並列接続によって、個々の冷却器は、その並列分岐の流れ抵抗に応じて、その割り当て分の冷却水を得る。当該並列分岐又は冷却器を適切に設計することによって、冷却器はそれぞれ適切な量の冷却剤、すなわち特に水を得る。
【０００６】
しかしながら、冷却の必要性、したがって冷却剤の需要、つまり冷却水の需要は変動し得ることが明らかになっている。この変動に対応するために、一次回路内の冷却剤の流量を適宜調整することができる。しかしながら、冷却剤の需要の変化が個々の冷却器で異なる場合、ある冷却器での最適な冷却が、別の冷却器での過剰冷却又は過小冷却になる可能性がある。
【０００７】
このような最適でない冷却を調整するために、適切な弁を設け、弁を用いて、個々の冷却における冷却剤の流入をそれぞれ手動で調整することができる。しかしながら、このような調整は、このために整備士が適切な設定を行う、又は変更する必要があるので、時間を要することがある。また、その結果は、整備士の個々の技量に左右される。
【０００８】
さらなる改善策としては、各冷却器が専用の冷却回路を有する個別の冷却システムが設けられてもよいであろう。しかしながら、このような解決策は複雑であるため、必ずしも推奨されるものではない。
【０００９】
特許文献１には、特に冷却液の量を調整できる圧縮機用の冷却システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
国際公開第２０２２１６３０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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