JP2009144685A - 油冷式スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機本体がオイルセパレータタンクに対して低い位置の配置となった場合でも起動不良の問題等を回避することができる油冷式スクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】油冷式スクリュー圧縮機において、圧縮機本体１の下部に、油保有用空間１９を形成する油保有ケース２０を設け、この油保有ケース２０と前記圧縮機本体１内とを通ずる油回収通路２１、及び前記圧縮機本体１内に供給する油を供給するための給油通路２２と、この給油通路２２と圧縮機本体１内とを通ずる給油孔２５とを設け、前記吸込み絞り弁７に操作圧を供給する操作圧配管７８から分岐した分岐管２９を、前記油回収通路２１に連通し、前記吸込み絞り弁７の一次側と前記油保有空間１９とを、逆止弁２７を有する制御配管２９で連通した。
【選択図】図１

Description

本発明は、油冷式スクリュー圧縮機に係り、圧縮機内部の残油による起動負荷を軽減することができる油冷式スクリュー圧縮機に関するものである。

従来、油冷式スクリュー圧縮機における起動性、油保有に関する発明としては、例えば特開昭６３−１０９２９７号公報（特許文献１）や特開昭６３−２１３８７号公報（特許文献２）に記載されたものがある。これらの発明は、起動時の負荷軽減を図るものである。

前者の発明は、圧縮機本体の下方に油保有空間を有する油回収タンクを設け、運転中はこの油回収タンク内から配管によって油を排出する構成とし、停止時には圧縮機本体内の油を位置ヘッド差を利用して油回収タンク内に落下させて保有し、再起動時の油の撹拌負荷を低減させるようにしたものである。

また、後者の発明は、同様に圧縮機本体下方に油保有空間を有する油タンクを設け、停止後に油タンク空間内の油を排出できる構成とし、起動直後にこの油タンク空間内に油が溜まるまで油循環を停止し、油による撹拌負荷を低減させ起動性を改善したものである。

特開昭６３−１０９２９７号公報 特開昭６３−２１３８７号公報

上記従来技術のものは、圧縮機本体からの油を、その下方に配置した油回収タンクまたは油タンク内に位置ヘッドを利用して回収する方式である。このため、圧縮機本体を油回収タンクまたは油タンクに対して、上方の位置に配置する必要がある。このため、架台等を用いて、圧縮機本体を油回収タンクまたは油タンクに対して、上方の位置に設置しなければならず、圧縮機本体を支持する架台を用意しなければならない。

特に大出力機用の圧縮機を使用する場合には、圧縮機本体の重量が大きくなるため、その支持架台の強度が高くなり、支持架台及びこれを支持するベースの重量が増加する。その結果、圧縮機全体の重量及びその製作費が更に増加するという不具合が生じる。

そこで、圧縮機全体の重量及びその製作費を軽減するために、前述した圧縮機本体を支持する架台を取り除き、圧縮機本体をベース上に載置する方式を採用したいが、このような方式を採用すると、圧縮機本体がオイルセパレータタンクの油面より下方に位置することになるので、停止後に圧縮機本体内に溜まった油を、オイルセパレータタンクに戻すことが不可能となる。

そのため、起動時に圧縮機本体内に残留した油の撹拌トルクが大きくなり、起動不良の問題が発生し、その対策が必要となる場合がある。その対策としては、駆動装置の起動トルクアップ、起動時吐出圧力の低減などの対策が考えられるが、起動トルクアップは始動電流のアップへとつながるため、ブレーカサイズから考慮して変更不可能である場合があり、また、起動時吐出圧力の低減については、給油不良および原価アップの要因となってしまうという不具合を生じる。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、圧縮機本体がオイルセパレータタンクに対して低い位置の配置となった場合でも起動不良の問題等を回避することができる油冷式スクリュー圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、圧縮機本体と、前記圧縮機本体の吸込み側に設けた吸込み絞り弁と、前記前記圧縮機本体の吐出側に空気配管を介して接続したオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離された油を冷却する冷却器とを備える油冷式スクリュー圧縮機において、前記圧縮機本体の下部に、油保有用空間を形成する油保有ケースを設け、この油保有ケースと前記圧縮機本体内とを通ずる油回収通路、及び前記圧縮機本体内に供給する油を供給するための給油通路と、この給油通路と圧縮機本体１内とを通ずる給油孔とを設け、前記吸込み絞り弁に操作圧を供給する操作圧配管から分岐した分岐管を、前記油回収通路に連通し、前記吸込み絞り弁の一次側と前記油保有空間とを、逆止弁を有する制御配管で連通したことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記油保有ケースを前記圧縮機本体の下部に一体的に設け、前記油保有ケースに前記油回収通路、前記給油通路、及び前記給油孔を設けたことを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記圧縮機本体は、その下部に設けた前記油保有空間が前記オイルセパレータ内に貯留された油面より下となるようにベース上に載置されていることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記油保有空間と前記給油通路とを連通する給油孔を設け、この給油孔の径を前記給油孔の径よりも小さくしたことを特徴とする。

本発明によれば、油冷式スクリュー圧縮機における圧縮機本体がオイルセパレータタンクに対して低い位置の配置となった場合でも、停止後の圧縮機本体内の残油による撹拌トルクが低減し、起動時の負荷を軽減することができる。その結果、油冷式スクリュー圧縮機の起動性能を改善することができる。

また、本発明によれば、圧縮機本体を架台等によって例えば油回収タンクまたは油タンクに対して、上方の位置に設置する必要がないので、圧縮機全体の重量及び製作費を軽減することができ、納入に際しての移送費も軽減できる等の効果がある。

以下、本発明の油冷式スクリュー圧縮機の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の油冷式スクリュー圧縮機の一実施の形態を示す系統図である。この図１において、１は油冷式スクリュー圧縮機における圧縮機本体で、この圧縮機本体１は、ケーシング２とこのケーシング２内に収納されお互いにかみ合う雄雌ロータ３，４と、雄雌ロータ３，４をそれぞれ支持する軸受５とで構成されている。

圧縮機本体１の吸込側には、吸込み絞り弁７が設けられている。この吸込み絞り弁７は、絞り弁本体７１と、空気吸込口７２と、空気吸込口７２に通じる上側室７３と圧縮機本体１内に通じる下側室７４との連通開口量を調整する弁体７５と、弁体７５操作用のピストン７６と、弁体７５を閉じる方向に付勢するばね７７と、ピストン７６を操作するための操作圧を供給する操作圧配管７８とを有している。

圧縮機本体１の吐出側は、空気配管８を介してオイルセパレータ９に連結されている。オイルセパレータ９によって油分離された圧縮空気は、その上部から配管１０によって供給先に供給される。オイルセパレータ９の下方部には、オイルセパレータ９内に貯留された油を供給するセパレータ出口油配管１１の一方端が接続されている。セパレータ出口油配管１１の他方端は、温度調節弁１２に連結されている。温度調節弁１２の出口油配管１３は、冷却器１４に連結されている。冷却器１４には冷却ファン１５が設けられている。冷却器１４の出口配管１６は、前述した温度調節弁１２のもう一方の出口油配管１７と合流して本体入口油配管１８に連結している。

圧縮機本体１の下部には、油を保有するための空間１９を形成するように油保有ケース２０が一体的に設けられている。この油保有ケース２０には、圧縮機本体１の下方の吸込側と油保有空間１９とを通ずる油回収通路２１、及び圧縮機本体１内に油を供給するための給油通路２２が設けられている。給油通路２２には、前述した本体入口油配管１８が連結している。給油通路２２には、吸込側の軸受５に油を供給する給油配管２３、吐出側の軸受５に油を供給する給油配管２４、圧縮機本体１の吐出側に油を供給するための給油孔２５、及び油保有空間１９に通じる給油孔２６が連結されている。給油配管２３、給油配管２４、給油孔２５、及び給油孔２６は、油保有ケース２０に設けられている。給油孔２５の孔径は、給油孔２６の孔径により非常に小さく設定されている。

油保有空間１９は、逆止弁２７を有する制御配管２８によって吸込み絞り弁７の一次側に連通し、また油保有空間１４は、油回収通路２１に連通した分岐管２９によって操作圧配管７８に連通している。

前記圧縮機本体１は、その下部に設けた油保有空間１９がオイルセパレータ９内に貯留された油面より下となるようにベース上に載置されている。換言するならば、圧縮機本体１は、オイルセパレータ９を載置したベース上に載置されている。

次に、上述した本発明の本発明の油冷式スクリュー圧縮機の一実施の形態の動作を説明する。
吸込み絞り弁７より吸い込まれた空気は、吸込み絞り弁７の一次側から弁体７５を通過し、吸込み絞り弁７の二次側の順に通過して圧縮機本体１内に入り、圧縮される。圧縮された空気は、油との混合状態で空気配管８内を通過し、オイルセパレータ９内に入り、ここで圧縮空気と油に旋回一次分離され、圧縮空気は上部よりオイルセパレータ９から出て次の工程に移動する。

オイルセパレータ９の内下部に溜まった油は、油出口配管１１、冷却器１４で冷却されたのち、出口配管１６及び本体入口油配管１８を通って給油通路２２に供給される。この給油通路２２に供給された油は、給油孔２５によって圧縮機本体に、また、給油配管２３、給油配管２４によって軸受５に供給される。

上述した圧縮機の運転における負荷運転中、空気の流れによる吸込み絞り弁７の圧力損失により、吸込み絞り弁７の二次側の圧力は若干の負圧になる。これにより、油保有空間１９内の大気は、制御配管２８によって吸引される。また、制御配管２８による吸引により、油保有空間１９内には、循環されてくる油が油回収通路２１を通して吸引される。

この時、制御配管２８からの空気の体積流量に対して、給油孔２５から圧縮機本体１の室内に供給される油の体積流量は、給油孔２６の孔径を小さくしているので、油保有空間１９内は、おおよそ気体が存在する空間となる。

また、無負荷運転時も吸込み絞り弁７が閉じられることにより、吸込み絞り弁７の二次側は、ほぼ真空圧程度になるため、油保有空間１４内には、前述した負荷時運転の場合の大気の吸引量以上の空気が制御配管２８によって吸引されるので、油保有空間１９内は、負荷時運転の場合の気体量よりも多い気体量が存在する空間となる。

つまり、無負荷運転時は、負荷運転時よりも、圧縮機の入口側と出口側との圧力差の関係により、油保有空間１９内に存在する気体の割合が高くなることが分かる。

上述したように、通常の負荷／無負荷運転の繰り返し状態では、油保有空間１９内にはほぼ油が存在しない状態になっている。そして、圧縮機本体１が停止すると、通常なら圧縮機本体１の室内、圧縮機本体１内の給油通路２２には、油が残ってしまうが、位置ヘッド差により、油保有空間１９内に油は落下する。これにより、圧縮機本体１の室内、圧縮機本体１内の給油通路２２内に存在する油は、低減する。

この状態から起動すると、吸込み絞り弁７が閉じたことにより、吸込み絞り弁７の二次側は、ほぼ完全負圧程度になるので、油保有空間１９内の油は、給油孔２６、給油通路２２、給油孔２５を通過して圧縮機本体１の室内に吸込まれそうになるが、操作圧配管７８から分岐した分岐管２９によって、操作圧空気が油回収通路２１に供給される。この油回収通路２１に供給された操作圧空気は、圧縮機本体１の室内及び油保有空間１９内に流入し、油を、油保有空間１９内に押し戻す。

なお、このとき、油保有空間１９内の油が、給油孔２６を通過して給油通路２２内に流入するが、その流入量は、給油孔２６が小径であるので、少量である。

これにより、起動が完了するまでは、油保有空間１９内の油は、圧縮機本体１の室内に侵入しない状態にすることができるので、起動時における残油による撹拌トルクが低減し、起動時の負荷を軽減することができる。

上述した本発明の実施の形態によれば、油冷式スクリュー圧縮機における圧縮機本体がオイルセパレータタンクに対して低い位置の配置となった場合でも、停止後の圧縮機本体内の残油による撹拌トルクが低減し、起動時の負荷を軽減することができる。その結果、油冷式スクリュー圧縮機の起動性能を改善することができる。また、本発明の実施の形態によれば、圧縮機本体を架台等によって例えば油回収タンクまたは油タンクに対して、上方の位置に設置する必要がないので、圧縮機全体の重量及び製作費を軽減することができ、納入に際しての移送費も軽減できる等の効果がある。

なお、上述の実施の形態においては、給油通路２２内に油が残留するのを抑えるために、給油孔２６を設けたが、図２に示すように、給油孔２６を省略することも可能である。なお、図２において、図１と同符号のものは同一部分である。

また、上述の実施に形態においては、油保有ケース２０を圧縮機本体１の下部に一体的に設けたが、油保有ケース２０を圧縮機本体１とは別体とし、圧縮機本体１の下部に配置し、油保有ケース２０と圧縮機本体１と間を管路で連結するように構成することも可能である。

本発明の油冷式スクリュー圧縮機の一実施の形態を示す系統図である。 本発明の油冷式スクリュー圧縮機の他の実施の形態を示す系統図である。

符号の説明

１ 圧縮機本体
２ ケーシング
３ ロータ
４ ロータ
５ 軸受
７ 吸込み絞り弁
７８ 操作圧配管
８ 空気配管
９ オイルセパレータ
１０ 配管
１１ セパレータ出口油配管
１２ 温度調節弁
１３ 温度調節弁１２の出口油配管
１４ 冷却器
１５ 冷却ファン
１６ 冷却器１４の出口配管
１７ 冷却器１４の出口配管
１８ 本体入口油配管
１９ 油保有空間
２０ 油保有ケース
２１ 油回収通路
２２ 給油通路
２３ 給油配管
２４ 給油配管
２５ 給油孔
２６ 給油孔
２７ 逆止弁
２８ 制御配管
２９ 分岐管

Claims (4)

1. 圧縮機本体と、前記圧縮機本体の吸込み側に設けた吸込み絞り弁と、前記前記圧縮機本体の吐出側に空気配管を介して接続したオイルセパレータと、前記オイルセパレータで分離された油を冷却する冷却器とを備える油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記圧縮機本体の下部に、油保有用空間を形成する油保有ケースを設け、この油保有ケースと前記圧縮機本体内とを通ずる油回収通路、及び前記圧縮機本体内に供給する油を供給するための給油通路と、この給油通路と圧縮機本体内とを通ずる給油孔とを設け、
   前記吸込み絞り弁に操作圧を供給する操作圧配管から分岐した分岐管を、前記油回収通路に連通し、前記吸込み絞り弁の一次側と前記油保有空間とを、逆止弁を有する制御配管で連通したことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
2. 請求項１に記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記油保有ケースを前記圧縮機本体の下部に一体的に設け、前記油保有ケースに前記油回収通路、前記給油通路、及び前記給油孔を設けたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
3. 請求項１又は２に記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記圧縮機本体は、その下部に設けた前記油保有空間が前記オイルセパレータ内に貯留された油面より下となるようにベース上に載置されていることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の油冷式スクリュー圧縮機において、
   前記油保有空間と前記給油通路とを連通する給油孔を設け、この給油孔の径を前記給油孔の径よりも小さくしたことを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。

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