JP3549145B2 - Internal pressure regulator of screw compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリュ圧縮機の内部圧力調節装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、様々な分野においてスクリュ圧縮機が広く使用されている。このようなスクリュ圧縮機の一例として、冷却、内部潤滑、シールのためにオイルを給油する給油式スクリュ圧縮機を図3に基づいて説明する。この給油式スクリュ圧縮機は、空気を吸入して圧縮する圧縮機本体1、吸入する空気を浄化するエアフィルタ2、圧縮機本体1の駆動源となるモータ(図示せず)、オイルを貯留するオイルタンク3、圧縮空気中からオイルを除去するオイルセパレータ4、圧縮空気を冷却するアフタークーラ5、アフタークーラ5で冷却された圧縮空気の中から水分とオイルとを除去するドライヤ6、オイルを冷却するオイルクーラ7、無負荷運転時に大気中に放出される圧縮空気中からオイルを除去するエキゾーストクリーナ8等により構成されている。
【0003】
前記圧縮機本体1は、ステータ9内に一対のスクリュロータ10が収納されており、これらのスクリュロータ10は軸受11により回転自在に保持されて互いに噛み合っている。このステータ9には、ステータ9内に空気が吸入される吸入口12と、スクリュロータ10の回転により圧縮された圧縮空気が吐出される吐出口13とが形成されている。吸入口12と前記エアフィルタ2との間には吸入パイプ14が接続され、この吸入パイプ14内には、吸入口12からステータ9内への空気の吸入を断続する吸入弁15が設けられている。
【0004】
前記吐出口13と前記オイルタンク3との間には第1吐出パイプ16が接続され、オイルタンク3と前記オイルセパレータ4との間には第2吐出パイプ17が接続され、オイルセパレータ4と前記アフタークーラ5との間には第3吐出パイプ18が接続され、アフタークーラ5と前記ドライヤ6との間には第4吐出パイプ19が接続されている。ドライヤ6と圧縮空気の供給を受ける作業器(図示せず)との間には圧縮空気供給パイプ20が接続されている。また、前記オイルセパレータ4と前記エキゾーストクリーナ8との間には第5吐出パイプ21が接続されている。
【0005】
前記オイルタンク3と前記圧縮機本体1との間には、圧縮機本体1へオイルを供給するオイル供給管22が接続されている。このオイル供給管22は、温度調節弁23により供給流路が切り替えられる構造となっている。一方の供給流路は、オイルの温度が設定温度より低い場合に直接圧縮機本体1へ供給する流路であり、他方は、オイルの温度が設定温度より高い場合に前記オイルクーラ7で冷却して供給する流路である。
【0006】
ここで、負荷運転時には吸入弁15が開放され、大気中の空気がエアフィルタ2を通過して吸入口12からステータ9内に吸入され、吸入された空気がスクリュロータ10の回転により圧縮されて圧縮空気が生成される。圧縮空気は、第1、第2、第3、第4吐出パイプ16,17,18,19を経てドライヤ6に至り、この圧縮空気が供給パイプ20を経て作業器へ供給される。
【0007】
一方、無負荷運転時には吸入弁15が閉止され、大気中からステータ9内への空気の吸入が起こらない。このような状態でスクリュロータ10が回転駆動されることにより、ステータ9内に残っていた空気が圧縮され、吐出口13から吐出される。無負荷運転時に吐出口13から吐出された圧縮空気は、第1、第2、第5吐出パイプ16,17,21を経てエキゾーストクリーナ8に至り、エキゾーストクリーナ8から大気中に放出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
給油式スクリュ圧縮機を無負荷運転すると、ステータ9内は次第に真空状態に近づく。そして、負荷運転時と無負荷運転時とにおけるステータ9内の圧力差が大きくなると、その圧力差によってスクリュロータ10を軸支する軸受11が摺動部間で移動し、軸受11が内部摩耗を生じて寿命が短くなる。
【0009】
そこで本発明は、スクリュ圧縮機の無負荷運転時において、ステータ内に一定の残圧を作用させ、ステータ内が真空状態になることに伴って生ずるスクリュロータを軸支する軸受における摺動部間の移動を防止し、軸受の内部摩耗を防止するようにしたスクリュ圧縮機の内部圧力調節装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明のスクリュ圧縮機の内部圧力調節装置は、ステータ内に軸受を介して回転自在に保持された一対のスクリュロータを回転駆動させ、前記ステータに形成された吸入口から前記ステータ内に空気を吸入して圧縮し、圧縮空気を前記ステータに形成された吐出口から吐出させるスクリュ圧縮機において、前記吸入口から前記ステータ内への空気の吸入を断続する吸入弁を設け、この吸入弁を閉止して前記スクリュロータを回転駆動させる無負荷運転時に前記吐出口から吐出される圧縮空気を導く無負荷運転時吐出経路を設け、前記吸入口から吸入される空気の流れ方向に沿った前記吸入弁の下流側に連通する戻し通路と大気中に連通する逃がし通路とを前記無負荷運転時吐出経路の先端部に形成した。
【0011】
従って、無負荷運転時にステータ内の残留空気を圧縮した圧縮空気が吐出口から吐出されると、その圧縮空気は無負荷運転時吐出経路内を導かれ、圧縮空気の一部は戻し通路内を通してステータ内へ戻され、残りの一部は逃がし通路を通して大気中へ放出される。また、ステータ内の圧力が設定値以下になると、大気中の空気が逃がし通路と戻し通路とを通してステータ内へ流入する。
このため、無負荷運転時のステータ内には一定の残圧が常に作用するため、ステータ内が真空状態になることに伴って生ずるスクリュロータを軸支する軸受における摺動部間の移動が防止され、軸受の内部摩耗が防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図1及び図2に基づいて説明する。なお、図3において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。本実施の形態の給油式スクリュ圧縮機は、基本的な構造は図3に示した給油式スクリュ圧縮機と同じであり、一対のスクリュロータ10を軸受11を介してステータ9内に回転自在に保持した圧縮機本体1、エアフィルタ2、オイルタンク3、オイルセパレータ4、アフタークーラ5、オイルクーラ7、ドライヤ6等を有する。
【0013】
前記ステータ9には、ステータ9内に空気が吸入される吸入口12と、スクリュロータ10の回転により圧縮された圧縮空気が吐出される吐出口13とが形成されている。吸入口12と前記エアフィルタ2との間には吸入パイプ14が接続され、この吸入パイプ14内には、吸入口12からステータ9内への空気の吸入を断続する吸入弁15が設けられている。
【0014】
前記吐出口13と前記オイルタンク3との間には第1吐出パイプ16が接続され、オイルタンク3と前記オイルセパレータ4との間には第2吐出パイプ17が接続され、オイルセパレータ4と前記アフタークーラ5との間には第3吐出パイプ18が接続され、アフタークーラ5と前記ドライヤ6との間には第4吐出パイプ19が接続されている。ドライヤ6と圧縮空気の供給を受ける作業器(図示せず)との間には圧縮空気供給パイプ20が接続されている。
【0015】
また、前記オイルセパレータ4には、前記第3吐出パイプ18のほかに第6吐出パイプ24が接続されている。そして。前記第1、第2吐出パイプ16,17とこの第6吐出パイプ24とにより、無負荷運転時に前記吐出口13から吐出される圧縮空気を導く無負荷運転時吐出経路25が形成されている。この無負荷運転時吐出経路25の先端部には、戻し通路26と逃がし通路27とが分岐して形成されている。戻し通路26は、前記吸入パイプ14内を流れる空気の流れ方向に沿った前記吸入弁15の下流側に連通されている。逃がし通路27は、前記吸入パイプ14内を流れる空気の流れ方向に沿った前記吸入弁15の上流側に連通されている。
【0016】
前記戻し通路26の途中には、空気の流れを絞る絞り部28と、ステータ9内からの空気の逆流を防止する逆流防止弁29とが設けられている。
【0017】
このような構成において、負荷運転時には吸入弁15が開放され、大気中の空気がエアフィルタ2を通過して吸入口12からステータ9内に吸入され、吸入された空気がスクリュロータ10の回転により圧縮されて圧縮空気が生成される。圧縮空気は、第1、第2、第3、第4吐出パイプ16,17,18,19を経てドライヤ6に至り、この圧縮空気が供給パイプ20を経て作業器へ供給される。
【0018】
つぎに、無負荷運転時には吸入弁15が閉止される。この状態でスクリュロータ10が回転駆動されると、ステータ9内に残っていた空気が圧縮され、吐出口13から吐出される。無負荷運転時に吐出口13から吐出された圧縮空気は、第1、第2、第6吐出パイプ16,17,24からなる無負荷運転時吐出経路25内を導かれ、その一部が戻し通路26を通してステータ9内へ戻され、残りの一部は逃がし通路27を通して大気中へ放出される。また、このような無負荷運転が一定時間継続され、ステータ9内の圧力が設定値以下になると、大気中の空気が逃がし通路27の先端から流入し、戻し通路26を通してステータ9内に流入する。
【0019】
従って、無負荷運転時においてもステータ9内は真空状態にならず、ステータ9内には一定の残圧が作用し、ステータ9内の残圧によりスクリュロータ10には圧縮空気を送り出す方向と逆向き(矢印A方向)の力が常時作用する。このため、負荷運転時と無負荷運転時とにおいて、スクリュロータ10に作用する矢印A方向の力が発生したり消滅したりするということがなく、そのような力の発生や消滅の繰り返しによってスクリュロータ10が軸方向又は軸方向と直交する方向に移動するということが防止される。そして、スクリュロータ10の移動に伴なう軸受11の摺動部間(リング部材11aとコロ部材11bとの間)の移動が防止され、それに伴って軸受11の内部摩耗が防止され、軸受11の寿命が長くなる。
【0020】
また、無負荷運転時にステータ9内に一定の残圧が作用するため、このステータ9内に連通されているオイルタンク3内にも一定の残圧が作用する。従って、オイルタンク3内が真空状態となって油煙が発生するということが防止され、オイルタンク3内のオイルの残量確認を常時良好に行なえる。
【0021】
なお、本実施の形態では、給油式の潤滑方式を採用した給油式スクリュ圧縮機を例に挙げて説明したが、無給油式の潤滑方式を採用するスクリュ圧縮機においても本発明を適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
請求項1記載の発明のスクリュ圧縮機の内部圧力調節装置によれば、無負荷運転時においてもステータ内に常に一定の残圧を作用させることができ、従って、無負荷運転時にステータ内が真空状態になることに伴って生ずるスクリュロータを軸支する軸受における摺動部間の移動を防止することができ、軸受の内部摩耗を防止して軸受の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の実施の一形態を示す給油式スクリュ圧縮機の構造を示す回路図である。
【図2】
圧縮本体の構造を拡大して示す縦断正面図である。
【図3】
従来例の給油式スクリュ圧縮機の構造を示す回路図である。
【符号の説明】
9 ステータ
10 スクリュロータ
11 軸受
12 吸入口
13 吐出口
15 吸入弁
25 無負荷運転時吐出経路
26 戻し通路
27 逃がし通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal pressure adjusting device for a screw compressor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, screw compressors have been widely used in various fields. As an example of such a screw compressor, an oil supply type screw compressor that supplies oil for cooling, internal lubrication, and sealing will be described with reference to FIG. The oil-filled screw compressor includes a compressor body 1 that sucks and compresses air, an air filter 2 that purifies the sucked air, a motor (not shown) serving as a drive source of the compressor body 1, and stores oil. Oil tank 3, oil separator 4 for removing oil from compressed air, aftercooler 5 for cooling compressed air, dryer 6 for removing moisture and oil from compressed air cooled by aftercooler 5, cooling oil And an exhaust cleaner 8 for removing oil from compressed air released into the atmosphere during no-load operation.
[0003]
In the compressor main body 1, a pair of
[0004]
A first discharge pipe 16 is connected between the discharge port 13 and the oil tank 3, and a second discharge pipe 17 is connected between the oil tank 3 and the oil separator 4. A third discharge pipe 18 is connected between the aftercooler 5 and a fourth discharge pipe 19 between the aftercooler 5 and the dryer 6. A compressed air supply pipe 20 is connected between the dryer 6 and a working device (not shown) that receives a supply of compressed air. A fifth discharge pipe 21 is connected between the oil separator 4 and the exhaust cleaner 8.
[0005]
An oil supply pipe 22 for supplying oil to the compressor body 1 is connected between the oil tank 3 and the compressor body 1. The oil supply pipe 22 has a structure in which a supply flow path is switched by a
[0006]
At the time of load operation, the suction valve 15 is opened, air in the atmosphere passes through the air filter 2 and is sucked into the
[0007]
On the other hand, during the no-load operation, the suction valve 15 is closed, and no air is sucked into the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the refueling screw compressor is operated under no load, the inside of the
[0009]
In view of the above, the present invention provides a method for applying a constant residual pressure to a stator during a no-load operation of a screw compressor, and the sliding between bearings in a bearing for supporting a screw rotor, which is generated when the inside of the stator is vacuumed. It is an object of the present invention to provide an internal pressure adjusting device for a screw compressor, which prevents movement of a screw and prevents internal wear of a bearing.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The internal pressure adjusting device for a screw compressor according to claim 1, wherein a pair of screw rotors rotatably held in a stator via bearings are driven to rotate, and the stator is rotated through a suction port formed in the stator. In a screw compressor for sucking air into the inside and compressing the same, and discharging compressed air from a discharge port formed in the stator, a suction valve for intermittently sucking air from the suction port into the stator is provided. A non-load operation discharge path for guiding compressed air discharged from the discharge port during a no-load operation in which the suction valve is closed and the screw rotor is rotationally driven is provided, and a discharge path is provided along the flow direction of the air sucked from the suction port. In addition, a return passage communicating with the downstream side of the suction valve and a relief passage communicating with the atmosphere are formed at the distal end of the discharge path during the no-load operation.
[0011]
Therefore, when the compressed air that has compressed the residual air in the stator is discharged from the discharge port during the no-load operation, the compressed air is guided in the discharge path during the no-load operation, and a part of the compressed air passes through the return passage. It is returned into the stator and the remaining part is released to the atmosphere through a relief passage. When the pressure in the stator becomes equal to or less than the set value, air in the atmosphere flows into the stator through the escape passage and the return passage.
For this reason, since a fixed residual pressure always acts in the stator during the no-load operation, the movement between the sliding parts of the bearing that supports the screw rotor, which occurs when the inside of the stator becomes vacuum, is prevented. Thus, internal wear of the bearing is prevented.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same portions as those described in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The basic structure of the refueling screw compressor of the present embodiment is the same as that of the refueling screw compressor shown in FIG. 3, and a pair of
[0013]
The
[0014]
A first discharge pipe 16 is connected between the discharge port 13 and the oil tank 3, and a second discharge pipe 17 is connected between the oil tank 3 and the oil separator 4. A third discharge pipe 18 is connected between the aftercooler 5 and a fourth discharge pipe 19 between the aftercooler 5 and the dryer 6. A compressed air supply pipe 20 is connected between the dryer 6 and a working device (not shown) that receives a supply of compressed air.
[0015]
A sixth discharge pipe 24 is connected to the oil separator 4 in addition to the third discharge pipe 18. And. The first and second discharge pipes 16 and 17 and the sixth discharge pipe 24 form a no-load operation discharge path 25 for guiding compressed air discharged from the discharge port 13 during no-load operation. A return passage 26 and a relief passage 27 are formed at the leading end of the discharge passage 25 during the no-load operation. The return passage 26 communicates with the downstream side of the suction valve 15 along the flow direction of the air flowing through the suction pipe 14. The relief passage 27 communicates with the upstream side of the suction valve 15 along the flow direction of the air flowing through the suction pipe 14.
[0016]
In the middle of the return passage 26, a throttle portion 28 for restricting the flow of air and a check valve 29 for preventing backflow of air from inside the
[0017]
In such a configuration, at the time of load operation, the suction valve 15 is opened, air in the atmosphere passes through the air filter 2 and is sucked into the
[0018]
Next, the suction valve 15 is closed during the no-load operation. When the
[0019]
Therefore, even during the no-load operation, the inside of the
[0020]
Further, since a constant residual pressure acts in the
[0021]
In the present embodiment, the description has been given by taking as an example a lubricating screw compressor employing a lubricating lubrication system, but the present invention is also applicable to a screw compressor employing a lubricating lubrication system. Can be.
[0022]
【The invention's effect】
According to the internal pressure adjusting device for a screw compressor according to the first aspect of the present invention, a constant residual pressure can always be applied to the inside of the stator even during the no-load operation. It is possible to prevent the movement between the sliding parts of the bearing that supports the screw rotor, which is caused by the state, to prevent the internal wear of the bearing, and to prolong the life of the bearing.
[Brief description of the drawings]
FIG.
It is a circuit diagram showing the structure of the oil supply type screw compressor showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2
It is a longitudinal front view which expands and shows the structure of a compression main body.
FIG. 3
It is a circuit diagram showing the structure of the oil supply type screw compressor of the conventional example.
[Explanation of symbols]
9
Claims (1)
前記吸入口から前記ステータ内への空気の吸入を断続する吸入弁を設け、この吸入弁を閉止して前記スクリュロータを回転駆動させる無負荷運転時に前記吐出口から吐出される圧縮空気を導く無負荷運転時吐出経路を設け、前記吸入口から吸入される空気の流れ方向に沿った前記吸入弁の下流側に連通する戻し通路と大気中に連通する逃がし通路とを前記無負荷運転時吐出経路の先端部に形成したことを特徴とするスクリュ圧縮機の内部圧力調節装置。A pair of screw rotors rotatably held in the stator via bearings are driven to rotate, and air is sucked into the stator from an inlet formed in the stator and compressed, forming compressed air in the stator. In the screw compressor which discharges from the discharged discharge port,
A suction valve for intermittently sucking air from the suction port into the stator; and closing the suction valve to rotate the screw rotor, thereby guiding compressed air discharged from the discharge port during a no-load operation. A discharge path at the time of load operation is provided, and a return path communicating with the downstream side of the suction valve along a flow direction of the air sucked from the suction port and a release path communicating with the atmosphere are provided at the discharge path at the time of no load operation. An internal pressure adjusting device for a screw compressor, wherein the internal pressure adjusting device is formed at a tip end of a screw compressor.
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