具体实施方式

下面使用附图说明用于实施本发明的实施方式。

首先说明现有例，之后再说明本发明的实施方式。图1中示意性地表示了现有的供油式空气压缩机的结构。在供油式空气压缩机200(下文有时称为“压缩机200”)中，当电动机4接受逆变器5(电力转换装置)的电功率供给而驱动压缩机主体3时，经由进气节流阀2将大气吸入压缩机主体中。吸入的大气在压缩机主体3的压缩作用下升压，从压缩机主体3的排气口排出规定压力的压缩空气。此处，为了实现压缩空气的冷却、防漏气的密封效果和部件之间的润滑，对压缩机主体3的压缩室供给了润滑油，从压缩机主体3排出的是气液混合的压缩空气。

来自压缩机主体3的压缩空气流入油分离容器6(液体分离容器)中，压缩空气与润滑油被分离。经油分离容器6分离的压缩空气在后冷却器8中被冷却，之后被送入用户侧设备。

另一方面，经油分离容器6分离的润滑油，在其油温低于温度调节阀12的阈值的情况下，从温度调节阀12经由油过滤器14对压缩机主体3供给润滑油。在油温高于阈值的情况下，从温度调节阀12流向油冷却器13一侧，对润滑油进行冷却以达到规定的温度范围，再经过油过滤器14对压缩机主体3供给润滑油。这里，使经油分离容器6分离的油再次循环至压缩机主体的压力，是压缩机主体3的排气压力。即，润滑油是利用油分离容器6的内部压力压送的。

在油分离容器6的空气系统下游，配置有向压缩机主体3的进气侧分支的分支配管，在其管路上设置有放气阀10。放气阀10是按照控制装置15的指令而相应地开闭的阀体。当放气阀10打开时，油分离容器6内部的空气(比止回阀7靠上游一侧的空气)被释放到压缩机主体3的进气侧。由此能够减轻电动机的负载以实现节能。

在后冷却器8的下游侧配管上配置有压力传感器9。压力传感器9检测压缩机200的排气压力，将其结果输出至控制装置15。控制装置15监视排气压力值，或对逆变器5输出频率指令值，或进行放气阀10的开闭等整体的控制。

另外，图1中表示了搭载有逆变器5的变速机，而定速机的结构大致相同，不同点在于不具有图1中的逆变器5，以及控制装置对电动机4进行定速旋转的电力供给。

接着，说明现有例中基于定速控制、变速控制实现的“卸载控制”的状态变化。

图2表示定速控制时的“卸载控制”的时序变化。当排气管路压力达到PU(上限压力)时，控制装置15将进气节流阀2关闭、放气阀10打开，从放气阀10释放油分离容器6内的压力，开始放气阀控制。直到排气管路压力降低至PL(下限压力)前油分离容器6内的压力都被持续释放，但通过将节流孔(压力调节阀)11封闭，油分离容器内压能够稳定于PTL(卸载稳定压力)。

当排气管路压力降低至压力PL(下限压力/加载恢复压力)时，控制装置15将进气节流阀2打开、放气阀10关闭。由此，油分离容器6内的压力升高，排气管路压力升高。另外，电动机4的转速是NF，其始终是恒定的。

图3表示现有例中基于变速控制(采用PID控制)实现的“卸载控制”的时序变化。

当排气管路压力达到压力PC(目标压力)时，基于P、PI、PID控制，使逆变器5的输出频率变化来增减电动机4的转速(图3中表示为减速中)，以使压力稳定于PC。即使电动机4的转速降低至下限转速NV1，如果压缩空气的消耗量减少，则排气管路压力也会逐渐增加，最终达到压力PU。当达到压力PU时，与定速控制时同样地，从放气阀10放气来使油分离容器6的内压减压。

如图2、图3所示，在定速控制和变速控制中，虽然电动机的转速不同，但在“卸载控制”开始之后，使油分离容器6的内压释放的动作是相同的。

实施例1

基于以上现有例说明本发明的实施例1。

图4表示应用了本发明的实施例1的供油式空气压缩机100(下文有时称为“压缩机100”)的结构。本实施例中以压缩气体为空气、对压缩室供给的液体为油的例子进行说明，但本发明不限定于此，压缩介质也可以是其他气体，对压缩室供给的液体也可以是水等其他液体。

压缩机100包括压缩机主体3、电动机4、逆变器5、油分离容器6、后冷却器8、油冷却器13和控制装置15，是将它们收纳在壳体内的箱式压缩机。

压缩机主体3是利用相互旋转的阴阳螺杆转子的咬合来生成压缩空气的容积式的螺杆压缩机主体。另外，本发明也能够应用其他的容积式压缩机或旋转式压缩机。此外，可以是单螺杆转子方式或使用3个以上螺杆转子的压缩机，也可以是压缩机主体由多台构成的多级压缩机主体。

逆变器5从电源17接受电力(电功率)供给，并按照来自控制装置15的频率指令值将其转换为规定频率的电功率供给至电动机4。电动机4能够应用各种方式的电动机。电动机4的输出轴一侧与压缩机主体3的螺杆转子直接连接或经由齿轮和传动带等间接连接，对压缩机主体3提供驱动力。

油分离容器6是从压缩机主体3排出的气液混合(油和空气)的压缩空气中，使油和水通过碰撞分离、旋转分离或它们两者而分离的分离器。分离后的压缩空气在排气配管系统中流动，经由允许从油分离容器6向下游侧流动的止回阀7和气冷式或液冷式的后冷却器8向压缩空气的使用侧(用户侧)供给。

控制装置15通过运算装置与程序的协作而构成各种功能部，进行压缩机100的整体控制。控制装置15可以由模拟控制电路构成其部分或全部。压缩机100具有油配管系统，用于使经油分离容器6分离的油回流至压缩机主体3。油分离容器6中与空气分离后的油在油分离容器6的内部压力的作用下回流至压缩机主体3。油配管系统包括温度调节阀12、油冷却器13、油过滤器14。温度调节阀12是具有温度检测功能的电磁三通阀，在从油分离容器6流出的油的温度为规定温度以上的情况下打开通向油冷却器13一侧的出口，在低于规定温度时打开将油冷却器13旁通的一侧的出口，由此来切换油的流动管路，将油温管理在规定温度范围内。

压缩机100在压缩机主体3的进气侧还包括进气节流阀2。进气节流阀2是调节从压缩机主体3的进气流路流入的空气量的机械式或电磁式的阀体。例如，在后述的“卸载控制”中，使进气节流阀2关闭或将其开度设为较小。在进气节流阀2为机械式的情况下，将油分离容器6(止回阀7的上游侧)的内压用作控制压力。即，经由控制配管(未图示)利用内压进行阀体的开闭控制。

另外，压缩机100在油分离容器6的下游侧的排气配管系统中包括压力传感器9。压力传感器9配置在止回阀7的下游侧，检测压缩空气的压力，将检测结果输出至控制装置15。控制装置15对压力传感器9输入的压力与(用户选择或作为初始值保持的)设定压力进行比较，决定要输出到逆变器5的频率指令。本实施例中，说明通过PID控制来驱动压缩机主体3的情况。

另外，压缩机100在油分离容器6的下游侧包括放气配管系统，在放气配管系统中设置有放气阀10A。放气配管系统在空气流和压力方面与排气配管系统连通，通过放气阀10A的开闭来控制通向外部的压缩空气的流动。放气阀10A配置在放气配管上，该放气配管位于油分离容器6的下游侧并且相比止回阀7靠上游侧。放气配管系统是将油分离容器6的排气配管侧与压缩机主体的进气侧(更详细而言是进气过滤器1的下游侧)连接的配管。放气阀10A在后述的“卸载控制”中，按照来自控制装置15的指令而相应地开闭，将相比止回阀7靠上游侧的压缩空气释放到大气(进气节流阀2的一次侧)中。

而且，压缩机100包括检测电源17与逆变器5之间的电流值的电流值检测器18。电流值检测器18在后述的“卸载控制”中，检测管理压缩机主体的控制压力时的电流值，并将其输出至控制装置15。另外，控制装置15预先存储有表示电流值与压力的关系的相关信息。相关信息指的是与压缩机主体3承受的负载对应的电流值的信息。例如，压缩机主体3承受的负载(压力)为0.3MPh时电流值为IL2、压力为0.25MPh时电流值为更低的IL1，采用这样的方式，能够由控制装置15根据电流值的输入判断油分离容器6的内压(止回阀7的上游侧的压力)。

对具有以上结构的压缩机100的“卸载控制”进行说明。本实施例中，“卸载控制”指的是这样一种控制方法，其中，在压力传感器9的检测压力因压缩空气的消耗量减少而达到比目标压力PC更高的上限压力PU的情况下，将进气节流阀2关闭(进气节流控制)、放气阀10A打开(放气控制)，通过减轻压缩机主体3的负载而削减动力消耗。另外，在“卸载控制”时，电动机4的转速处于最低转速的状态。

本实施方式的特征之一例如是，在“卸载控制”时，根据电流值检测器18检测的电流值，管理施加在压缩机主体3上的负载的变动状况。即，压缩机主体3的负载增加时，输入电流量上升，负载减轻时输入电流量下降。本实施例中通过监视电流值，来在“卸载控制”中管理压缩机100的控制压力。

图5表示实施例1的“卸载控制”的时序变化。该图中，最上一行表示进气节流阀2的开闭和放气阀10A的开闭变化，第二行表示压力传感器9检测到的排气管路压力的变化，第三行表示电流值检测器18检测到的INV(逆变器)输入电流的变化，第四行表示电动机4的转速(与逆变器5的输出频率对应)。另外，在第二行的排气管路压力中，压力PC表示目标压力(设定压力)，压力PU表示开始“卸载控制”的上限压力，压力PL表示从卸载控制恢复为“加载控制”的下限压力。

压缩机起动后，控制装置15对逆变器5输出指令，使电动机4基于规定的增速速率以额定转速全速旋转地运转。由此，压缩机主体3的排气压力开始向目标压力PC上升。此时，进气节流阀2打开，放气阀10A关闭，INV输入电流值为ITC。

在时间T1处排气管路压力达到PC时，控制装置15基于压力传感器9的输出值，通过PID控制对逆变器5输出频率指令值以维持压力PC。由此，排气管路压力维持压力PC作为基准。

从时间T1至T2，压缩空气的消耗量逐渐减少，由此逆变器5输出的频率降低，电动机4的转速例如降低至最低转速即NV1。

在时间T2处电动机4的转速为下限转速即最低转速NV1时，当压缩空气的消耗量进一步减少时，排气管路压力开始上升。由于该负载的增加，逆变器输入电流值升高，上升至ITU。

在时间T3处，排气管路压力达到上限压力PU时，控制装置15开始“卸载”运转。即，将进气节流阀2关闭来限制进气量，并且将放气阀10A打开来将油分离容器6(相比止回阀7靠下游侧)的压缩空气释放到大气压环境中。由此，油分离容器6的内部压力急速降低，压缩机主体3的负载减轻，能够实现动力消耗的减轻。

此处，如上所述，从压缩机主体3排出的压缩空气的压力起到了压缩机100的控制压力(用于使分离油回流至压缩机主体3的动力、以及进气节流阀2的开闭动力等)的作用。于是，为了确保规定的控制压力，本实施例中，根据电流值检测器18检测到的电流值是否降至低于规定阈值，来对进气量的限制和压缩空气的放气进行管理。

具体而言，在时间T4处INV输入电流值降低至电流阈值IL1时，控制装置15打开进气节流阀2、关闭放气阀10A，使油分离容器内部压力升高，维持控制压力。

之后，油分离容器内部压力上升，当INV输入电流值上升至比电流阈值IL1高的IL2时，在时间T5处关闭进气节流阀2、打开放气阀10A，使油分离容器内部压力再次降低，在时间T6处INV输入电流值再次降低至IL1时，再次打开进气节流阀2、关闭放气阀10A，使油分离容器内部压力升高。即，压缩机100通过监视INV输入电流值，来在“卸载控制”中确保控制压力。

之后，在时间T7处排气管路压力降低至下限压力PL时，控制装置15从“卸载控制”切换为“加载控制”。即，使进气节流阀2为打开状态，使放气阀10A为关闭状态(在已经处于该状态时降压至下限压力PL的情况下，维持现状)，对逆变器5输出以额定转速全速运转的频率指令值。由此，排气管路压力开始向目标压力PC上升。

这样，采用本实施例，能够在“卸载控制”中管理油分离容器内压以确保控制压力。

另外，通过变更INV输入电流值的上限电流值IL2和下限电流值IL1，能够容易地按照压缩机100的各种规格和使用方式来设定任意的控制压力，并且能够可靠地确保控制压力。

另外，本实施例以基于PID实施变速控制的压缩机为例进行了说明，但即使是使用了逆变器5的定速控制的压缩机也能够应用本发明。即，如果使用图2的现有例的定速控制来说明，则采用的控制如下，即，在排气管路压力达到上限压力PU时，关闭进气节流阀2、打开放气阀10A来执行“卸载运转(电动机转速恒定)”，在“卸载运转”执行过程中，当INV输入电流值成为与规定的控制压力对应的下限电流值(IL1)时，打开进气节流阀2、打开放气阀10A，之后，在INV输入电流值检测到IL2时，关闭进气节流阀2、打开放气阀10A。由此，即使是定速控制也能够确保所要求的控制压力。

另外，本实施例中使进气节流阀2和放气阀10A两者均工作(开闭)，但即使仅将进气节流阀2和放气阀10A中的某一个开闭也能够获得本发明的效果。

另外，实施例中说明的是，在压缩机100有选择地使用定速控制或变速控制的情况下使用相同的INV输入电流值的上限电流值和下限电流值，但也能够在定速控制与变速控制中将上限电流值和下限电流值设定为不同的值。例如可以是，控制装置15中具备多个表示压力与INV输入电流的相关性的信息，在定速控制时和变速控制时选择多个相关信息中的一个。

实施例2

接着说明本发明的实施例2。实施例1在“卸载控制”中，基于电流值检测器18检测到的电流值来确保所要求的控制压力，实施例2的特征之一在于，使用检测油分离容器6的内部压力(止回阀7的上游侧)的压力传感器的检测压力，来确保“卸载控制”的控制压力。

图6表示实施例2的压缩机100的结构。其中，对于与实施例1同样的要素使用同一标记，有时省略详细的说明。

压缩机100在油分离容器6的排气配管系统中的位于止回阀7的上游侧的位置设置有压力传感器19。另外，压力传感器19的位置不限定于此，位于止回阀7的上游侧、且位于压缩机主体3的排气侧的任一位置均能够实施本发明。

控制装置15存储了下限压力PTL1和比其高的上限压力PTL2作为“卸载控制”中的压力阈值。PTL1和PTL2是比排气管路压力PU、目标压力PC、下限压力PL低的压力。

图7表示实施例2的“卸载控制”的时序变化。与实施例1同样地，在时间T3处，排气管路压力达到上限压力PU时，控制装置15开始“卸载”运转。油分离容器6的内部压力急速降低，压缩机主体3的负载减轻。

在时间T4处油分离容器内压降低至下限压力PTL1时，控制装置15打开进气节流阀2、关闭放气阀10A，使油分离容器内部压力升高，维持控制压力。

之后，油分离容器内部压力上升，在上升至油分离容器PTL2时，在时间T5处关闭进气节流阀2、打开放气阀10A，使油分离容器内部压力再次降低，在时间T6处油分离容器内压再次降低至PTL1时，再次打开进气节流阀2、关闭放气阀10A，使油分离容器内部压力升高。即，压缩机100通过监视油分离容器内压，来在“卸载控制”中确保控制压力。

这样，采用本实施例，能够在“卸载控制”中管理油分离容器内压以确保控制压力。

另外，通过变更INV输入电流值的上限压力PTL2和下限压力PTL1，能够按照压缩机100的各种规格和使用方式来容易地设定任意的控制压力，并且能够可靠地确保控制压力。

另外，本实施例中以变速控制的压缩机为例进行了说明，但与实施例1同样地，即使是使用了逆变器5的定速控制的压缩机也能够应用本发明。即，如果使用图2的现有例的定速控制来说明，则采用的控制如下，即，在排气管路压力达到上限压力PU时，关闭进气节流阀2、打开放气阀10A来执行“卸载运转(电动机转速恒定)”，在“卸载运转”执行过程中，当油分离容器内压为下限压力PTL1时，打开进气节流阀2、关闭放气阀10A，之后，在检测到油分离内压PTL2时，关闭进气节流阀2、打开放气阀10A。由此，即使是定速控制也能够确保所要求的控制压力。

另外，本实施例也与实施例1同样地，即使仅将进气节流阀2和放气阀10A中的某一个开闭也能够获得本发明的效果。

另外，本实施例也与实施例1同样地，在切换地使用定速控制与变速控制时，可以将油分离容器内压的上限压力和下限压力按照定速控制和变速控制设定为不同的值并存储在控制装置15中，有选择地使用其中一个。

实施例3

接着说明本发明的实施例3。实施例1和2通过监视电流值检测器18和压力传感器19的输出值来进行“卸载控制”中的控制压力的管理，实施例3的不同点在于，包括放气量不同的2个以上的放气阀和放气配管系统，能够有选择地加以使用。

如实施例1和2中已叙述的，使用逆变器进行的控制可以是定速的，也可以是变速的(P，PI，PID)。在这两者的“卸载控制”中，要确保的控制压力有时并不相同。或者，也能够考虑到即使同为定速控制或变速控制，但控制压力也可变的情况。于是，实施例3的特征之一在于，能够实现维持不同的控制压力。

下面使用附图说明实施例3。其中，对于与上述实施例同样的要素使用同一标记，有时省略详细的说明。

图8表示实施例3的压缩机100的结构。压缩机100包括位于油分离容器6的下游侧的2个放气配管系统，各个配管系统分别包括放气阀10A和节流孔(压力调节阀)11A，以及放气阀10B和节流孔(压力调节阀)11B。

具备放气阀10A的放气配管系统是变速控制用的放气系统，具备放气阀10B的放气配管系统是定速控制用的放气系统。控制装置15在变速控制时的“卸载控制”中仅进行放气阀10A的开闭，在定速控制时的“卸载控制”中仅进行放气阀10B的开闭。

节流孔11A和11B是使用弹簧等构成的机械式的开闭阀，是在规定压力以上时打开、在低于规定压力时关闭的阀体。本例中节流孔11A与节流孔11B的打开(和关闭)的压力不同(例如，节流孔11A的开闭压力比节流孔11B高)。例如，在变速控制的情况下，在“卸载控制”中将节流孔11A关闭，由此能够维持所要求的控制压力。

以上说明了用于实施本发明的实施例，但本发明不限定于上述各种例子，能够在不脱离其主旨的范围内，进行各种变更和其他实施例的置换等。

例如，上述例子中采用了具备进气节流阀2和放气阀10A、10B的结构，但仅具备进气节流阀或放气阀的压缩机也能够应用本发明。

另外，作为压缩机主体以螺杆式为例进行了说明，但即使是其他容积式压缩机(旋转式或往复运动式等)或离心式压缩机也能够应用本发明。

另外，在上述例子的变速控制(图5、图7等)中，说明了在排气管路压力达到上限压力PU时开始“卸载控制”，之后，在成为目标压力PC低的下限压力PL时切换为“加载控制”，但下限压力PL的压力是任意的，可以设定为大于等于目标压力PC且小于上限压力PU。

附图标记说明

1……进气过滤器，2……进气节流阀，3……压缩机主体，4……电动机，5……逆变器，6……油分离容器，7……止回阀，8……后冷却器，9……压力传感器，10A、10B……放气阀，11、11A、11B……节流孔，12……温度调节阀，13……油冷却器，14……油过滤器，15……控制装置，17……电源，18……电流值检测器，19……压力传感器，100、200……压缩机(供油式空气压缩机)