压缩机的制作方法
【专利说明】
[0001]本申请是2010年7月6日提出的申请号为201010226267.4的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及压缩气体的压缩机，尤其是涉及回收排出的热量(也称为排热或废热)的压缩机。
【背景技术】
[0003]压缩机例如在压缩空气时产生大量热量，压缩空气成为高温。有时压缩空气也在保持高温的状态下使用，但是，一般而言，冷却到接近大气温度，进一步被除湿并被使用。另夕卜，在压缩机中，为了润滑、冷却而有时使用油、水，将高温的油、水冷却。这样，在压缩机中产生的热经压缩空气、油或水等被排出，但是，作为回收其废热的一种装置，提倡在压缩机主体及排出配管安装有热电转换元件的结构(例如，参照专利文献I)。在专利文献I记载的现有技术中，用热电转换元件对来自压缩机主体及排出配管等的高温部的热进行电力转换，通过调节器(regulator)进行电压变换，向冷却扇、油泵等辅助部件供给电力。
[0004]专利文献1:日本特开2006 - 125302号公报
[0005]但是，在上述现有技术中存在如下的问题。即，在上述专利文献I记载的现有技术中，在压缩机主体及排出配管安装有热电转换元件。但是，压缩机主体及排出配管等的高温部的表面积有限，不能较大地确保热电转换元件的面积。因此，在废热回收效率这一方面有改善的余地。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种能够提高废热回收效率的压缩机。
[0007](I)为实现上述目的，本发明提供一种压缩机，该压缩机包括对气体进行压缩的压缩机主体，此外，该压缩机还包括:至少一个热交换器，在该热交换器中流通动作流体，且该热交换器包括与上述动作流体进行热交换而将从上述压缩机主体排出的压缩气体冷却的压缩气体用的热交换器；使在上述热交换器被加热而气化的上述动作流体膨胀，产生驱动力的膨胀机；将从上述膨胀机供给的上述动作流体冷却、液化，将该液化后的动作流体供向上述热交换器的冷凝器；以及使上述动作流体在上述热交换器、上述膨胀机和上述冷凝器之间循环的循环泵，由上述热交换器、上述膨胀机、上述冷凝器和上述循环泵构成兰金循环(Rankine cycle，也称郎肯循环)。
[0008]这样，在本发明中，作为废热回收装置，构成包括热交换器、膨胀机、冷凝器和循环泵的兰金循环，由此，能够回收压缩机的废热并生成驱动力。由此，能够提高废热回收效率。
[0009](2)在上述(I)中，优选的是，具有形成于上述压缩机主体的壳体并流通冷却液的冷却液用流路，上述热交换器还包括与上述动作流体进行热交换而将在上述冷却液用流路中流通并被加热的冷却液冷却的冷却液用的热交换器，具有多个。
[0010](3)在上述(I)或(2)中，优选的是，包括:产生上述压缩机主体的动力的发动机；和在上述发动机与上述压缩机主体之间连接的传动装置(齿轮装置)，上述热交换器还包括与上述动作流体进行热交换而将在上述传动装置中润滑并被加热的润滑油冷却的润滑油用的热交换器，具有多个。
[0011](4)在上述(I)?(3)的任一项中，优选的是，包括:对从上述压缩机主体排出的压缩气体的温度进行检测的温度检测单元；和根据上述温度检测单元的检测结果来控制上述兰金循环的循环流量的流量控制单元。
[0012](5)为实现上述目的，本发明提供一种压缩机，该压缩机包括:在油或水被供给到压缩室内的状态下对气体进行压缩的压缩机主体；和将从上述压缩机主体排出的压缩气体中含有的油或水分离的分离器，此外，该压缩机还包括:至少一个热交换器，在该热交换器中流通动作流体，且该热交换器包括与上述动作流体进行热交换而将由上述分离器分离的油或水冷却的油或水用的热交换器；使在上述热交换器被加热而气化的上述动作流体膨胀，产生驱动力的膨胀机；将从上述膨胀机供给的上述动作流体冷却、液化，将该液化后的动作流体供向上述热交换器的冷凝器；以及使上述动作流体在上述热交换器、上述膨胀机和上述冷凝器之间循环的循环泵，由上述热交换器、上述膨胀机、上述冷凝器和上述循环泵构成兰金循环。
[0013](6)在上述(5)中，优选的是，上述热交换器还包括与上述动作流体进行热交换而将由上述分离器分离的压缩空气冷却的压缩气体用的热交换器，具有多个。
[0014](7)在上述(5)或(6)中，优选的是，包括:产生上述压缩机主体的动力的发动机；和在上述发动机与上述压缩机主体之间连接的传动装置(齿轮装置)，上述热交换器还包括与上述动作流体进行热交换而将在上述传动装置中润滑并被加热的润滑油冷却的润滑油用的热交换器，具有多个。
[0015](8)在上述(5)?(7)的任一项中，优选的是，包括:在上述分离器的上游侧对包含油或水的压缩空气的温度进行检测的温度检测单元；和根据上述温度检测单元的检测结果来控制上述兰金循环的循环流量的流量控制单元。
[0016](9)在上述(I)?⑶的任一项中，优选的是，上述热交换器具有多个，且以按照交换热量变大的顺序流通上述动作流体的方式串联连接。
[0017]由此，能够高效地使动作流体气化，能够提高废热回收效率。
[0018](10)在上述⑴?(9)的任一项中，优选的是，具备与上述膨胀机连接的发电机。
[0019]由此，能够回收压缩机的废热，并能够将产生的驱动力变换为电力。
[0020](11)在上述(10)中，优选的是，具备能够使上述电动机的转速变化的逆变器(inverter)，上述逆变器与上述发电机连接。
[0021]根据本发明，能够提高废热回收效率。
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明第一实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0023]图2是表示本发明第二实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0024]图3是表示本发明第三实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0025]图4是表示本发明的一个变形例的压缩机的主要部分结构的图。
[0026]图5是表示本发明第四实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0027]图6是表示本发明另一变形例的压缩机的主要部分结构的图。
[0028]图7是表示本发明第五实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0029]图8是表示本发明第六实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0030]图9是表示本发明第七实施方式的压缩机的主要部分结构的图。
[0031]图10是表示本发明第八实施方式的压缩机的主要部分的构成的图。
[0032]附图标记说明
[0033]UlAUB压缩机主体
[0034]2电动机(发动机)
[0035]5、5A、5B 热交换器
[0036]6膨胀机
[0037]7冷凝器(凝结器)
[0038]8循环泵
[0039]9发电机
[0040]10热交换器
[0041]12U2A传动装置
[0042]13热交换器
[0043]15温度传感器(温度检测单元)
[0044]16控制器(流量控制单元)
[0045]17油分离器
[0046]18热交换器
[0047]19热交换器
[0048]20水分离器
[0049]21热交换器
[0050]22温度传感器(温度检测单元)
[0051]23控制器(流量控制单元)
【具体实施方式】
[0052]利用图1说明本发明的第一实施方式。图1是表示本实施方式的压缩机的主要部分的结构的概略图。
[0053]在该图1中，不供油.不供水式的压缩机包括:螺旋桨式的压缩机主体1、经未图示的传动装置(增速装置)与该压缩机主体I连接并驱动压缩机主体I的电动机2、以及设置于压缩机主体I的吸入侧的吸气过滤器3和吸入调节阀4。当通过电动机2驱动压缩机主体I时，经吸气过滤器3和吸入调节阀4吸入空气(大气)，压缩到规定的压力，排出压缩空气。另外，未图示的控制装置通过将吸入调节阀4从打开状态切换为关闭状态，从负载运转切换为无负载运转。
[0054]在此，作为本实施方式的一大特征，在压缩机主体I的排出侧设置有将压缩空气冷却到例如接近大气温度的热交换器5，设置有通过该热交换器5回收从压缩空气排放的热量的废热回收装置。该废热回收装置包括:通过与压缩空气的热交换将动作流体(水或冷却剂)加热使其气化的热交换器5、使在该热交换器5气化的动作流体膨胀而生成驱动力的膨胀机6、将来自膨胀机6的动作流体(也称为工作流体)冷却而液化的冷凝器7、和将在该冷凝器7液化后的动作流体供向热交换器5的循环泵8，构成兰金循环。
[0055]另外，在膨胀机6连接有发电机9，将在膨胀机6生成的驱动力变换为电力。而且，发电机9生成的电力例如能够送回电源系统，补充供向其它装置的电力(换言之，可以将电力卖给电力公司)。这时，也可以在发电机9连接用于电力的频率控制的逆变器(未图示)。
[0056]另外，由发电机9生成的电力例如能够补充用于驱动压缩机内的辅助部件(例如，机内换气用的冷却扇等)的电力。另外，例如在装载有用于控制电动机2的转速的逆变器(未图示)的压缩机中，也可以在该逆变器上连接发电机