JPH0396668A - 油冷式圧縮機の油回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、油冷式圧縮機の油回収装置に関し、特に詳し
く言えば、圧縮機から吐出される気体中に含まれる油を
分離する油分離装置と、圧縮機の油戻し箇所との間に、
回収配管が設けられている油冷式圧縮機に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来の油冷式圧縮機は、例えば特開昭５８−１０６５８
８号公報，同５ｇ−９６０８７号公報、同５７−２５１
９３号公報に記載されているように、圧縮機から吐出さ
れた気体中に含まれている油は油分離装置で分離され、
そして分離された油の回収は、回収元である該油分離装
置と回収先である圧縮機の吸入側或は給油口との間の圧
力差により回収配管経由で行われている．このため，圧
縮機で圧縮され吐出された気体（以下代表的に例えば空
気とする）が必要以上に回収油分と共に圧縮機に戻るこ
とがないように、回収配管の途中にオリフィスを設けて
、油分のみを圧縮機へ回収するようにしている。そして
、このオリフィスの口径は，仕様圧力時すなわち定格圧
力時において最適性能を出すように固定的に決められて
おり，ｇ整機能がないものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の従来技術においては、定格運転時には格別問題は
ないが、圧縮機の吐出圧力が仕様圧力より低い時、例え
ば起動時には、分離された油分の回収元である油分離装
置（この部分の圧力は圧縮機の吐出圧力と同等）と、回
収先である圧縮機の吸入側或は給油口附近との圧力差が
小さいため，オリフィスを通って回収される油量は減少
し，油分離装置から先へ吐出される圧縮空気中に一旦分
離された油が再び混入し，油の持去りという現象が生じ
る。この持去りは、使用空気量に応じて圧縮機をオン，
オフ制御する場合における再起動時（吐出圧力が仕様圧
力より低くなっている）に多く見られる現象である． この対策として，オリフィス径を大きくして油の回収量
を増すことも考えられるが、オリフィス径を大きくする
と、仕様圧力（定格圧力）で運転している時には、回収
配管を通って圧縮機の吸入側へ戻される圧縮空気量が多
くなり、圧縮機の性能低下を生じる． したがって、本発明は、圧縮機の吐出圧力が仕様圧力よ
り低いときにも油の回収が充分できると共に、圧縮空気
の一部が圧縮機の吸入側へ妄りに戻ることのない油冷式
圧縮機の油回収装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては，上記目的を達威するために、油回収
元と油回収先との圧力差によってオリフィスロ径が変わ
り，仕様圧力時に最適オリフィスロ径となるオリフィス
を有した自動弁が回収配管に介装される．すなわち回収
配管には、油分離装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差
が小さいときには、通路面積が大きくなり、該圧力差が
大きいときは通路面積が小さくなる自動弁が介装される
。

［作　　　用コ 本発明は、上記手段を有するので、圧縮機の吐出圧力が
低いとき、例えば起動時においては，油分離装置と圧縮
機の油戻し箇所との圧力差は小さいので、自動弁の通路
面積は大きくなる、すなわちオリフィスの口径は大きく
なる。したがって、油分離装置で分離された油は，使用
先に送られる圧縮空気に殆んど混入することなく圧縮機
の方への回収配管を通して回収される。

次に定格圧力運転時には上記圧力差は大きくなるので、
自動弁の通路面積は小さくなる。したがって、圧縮され
た空気の一部が回収配管を通って再び圧縮機に戻るよう
なことはない。すなわち圧縮機の性能が低下するような
ことはない。そして、このときには自動弁の通路面積は
定格運転時に対応する所定の面積を有するので油の回収
に支障はない。

［実　施　例］ 以下、本発明の１実施例を添付図面によって説明する。

第１図は、油冷式圧縮機として，圧縮空気を作るための
油冷式スクリュー圧縮機を使用した実施例を示すシステ
ム図である。図示のシステム全体としては従来のものと
略同じである。すなわち本システムは，スクリュー圧縮
機２、油分離器３、アフタークーラー４、オイルクーラ
ー５、油分離装置であるフィルタ６，吐出調圧弁７，オ
イルフィルタ８，空気ｉｆ！Ｊ９、制御用圧力スイッチ
１０等から或る． 圧縮機２に吸入された空気は圧縮機２により圧縮され、
この圧縮途中に給油口２′から噴射された潤滑油ととも
に油分離器３へ吐出される。ここで一部の油分は油分離
器３の下部に溜り、残りの油分は油分離装置であるフィ
ルタ６で分離される。

分離された油分は、回収配管工１に設けられた油回収装
置ｌを通って圧縮機へ回収される。油が分離された圧縮
空気は吐出調圧弁７を経て、アフタークーラー４にて冷
却された後，空気槽９へ送出される。一方、油分離器３
の下部に溜まった潤滑油は，オイルクーラー５にて冷却
され、オイルフィルタ８を経て再び圧縮機２へ供給され
る。

油回収装置Ｉは，従来技術では前述した様な固定口径の
オリフィスであったが，本発明実施例では圧力差に依っ
て通路面積が変る自動弁である。

自動弁としての油回収装置ｌのｌ実施例が第２図に示さ
れている。本装置は、弁＠２０と板バネ２１とから成っ
ている．弁箱２０は、回収配管１１に介装するために、
ネジ２２が形成されている大径腔部２３と、同様にネジ
２４が形成されている小径腔部２５とを有し．これらの
腔部を連通ずるようにして，比較的大径のオリフィス２
６が設けられている． 板バネ２ｌは、少なくともオリフィス２６の口径より広
い幅を有し，その端部は大径腔部の底壁２７に固定され
，フィルタ６と圧縮機２の油戻し箇所２′との間の圧力
差すなわち両腔部２３，２５間に作用する圧力差が小さ
いときは、図示されているように，底壁２７から，その
一方の端部が離間するように設けられている。また板バ
ネ２１には定格運転時に最適口径となる比較的小径のオ
リフィス２８が設けられている．そして、これらのオリ
フィス２６．２８は対向して設けられ、板バネ２１が弁
′ｌｌｉ２０の底壁２７に密着するときは，これらのオ
リフィス２６．２８は重なって連通ずるようになってい
る。

次に具体的な数値を使用して、上記実施例の作用を説明
する， 圧縮機の仕様圧力を例えば８．５ｋｇｆ／ａ＃（ｇ）　
（　ｇはゲージ圧力の意）、吐出調圧弁７の設定圧力を
５ｋｇｆ／ａｊ（ｇ）とすると、圧縮機２がＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御方式の場合、空気槽９の圧力は５〜ｇ．ｓｋｇｆ
／ａ＃（ｇ）の間で使用される。圧縮機を運転すると、
空気槽９の圧力が吐出調圧弁７の設定圧力より低いとき
は、圧縮槽２の吐出圧力は吐出調圧弁７の設定圧力５ｋ
ｇｆ／ａＪ（ｇ）で運転される。

この時の油回収装置１の前後の圧力差は０．８ｋｇｆ／
ａＪ（ｇ）程度であり、この時は油回収装置１の板バネ
２１は開いており、回収通路すなわちオリフィス２６の
面積はおよそ９．４ｍ”　（板バネのリフト上閣、オリ
フィス２６の内径３ｍの場合）である。

圧縮機２の定格吐出圧力１１１，５ｋｇｆ／ａＪ（ｇ）
での最適オリフィスであるところのオリフィス２８の内
径は０．７ｍであり，これに比べ約２４倍の通路面積を
有している。従って圧力差が０．８ｋｇｆ／ａ！でも分
離された油分を充分回収することができる。

次に圧縮機の吐出圧力が上って来て空気槽９の圧力が上
昇するにつれて，油分離装置６と圧縮機の油戻し箇所２
′との間の圧力差すなわち油回収装置１の前後の圧力差
も上昇し、板バネ２１は徐々に閉じて，仕様吐出圧力８
．５ｋｇｆ／ａＪ（ｇ）では底壁２７に密着し，回収通
路は最適オリフィス２８だけとなって、分離された油分
を回収する。その後、使用空気量が増加し，吐出圧力が
下がってくると、前記の圧力差も減少し、板バネ２ｌは
圧力差に応じて徐々に開き、油回収量を増加させる働き
をする。

また、使用空気量が減少し、吐出圧力が上昇してくると
．　８．５ｋｇｆ／ａＪ（ｇ）を越えたとき制御用圧力
スイッチ１０が動作して圧縮機を停止させる。

停止時は油分離器３内の圧縮空気を大気へ放出（図示せ
ず）するので、空気槽９側からの圧縮空気の逆流を防止
するため吐出調圧弁７内に設けられた逆止弁が動作する
。停止後、空気槽圧力が低下してくると、これを前述の
圧力スイッチ１０にて検知し、圧縮機は再起動される。

この再起動は圧力スイッチ１０の設定圧力から始まり、
徐々に吐出圧力が上昇していき、前述の油回収作用をく
り返す。

油回収装霞１すなわち自動弁の他の異なる実施例が第３
図、第４図に夫々示されている。これらの図において、
第２図に示す各部分と同様な作用をする部分には同じ参
照符号を付して重複説明は省く。

第３図の実施例は、オリフィス２８を有するフロート４
０の重力と、油分離装置６と圧縮機の油戻し箇所２′と
の間の圧力差との兼ね合いにより、フロート４０が上下
してオリフィス２６を開き又は閉じることにより回収通
路面積が変わるものである。

第４図に示す実施例においては、弁板４ｌはコイルスプ
リング４２．４２により弁座４３から離間する方向に付
勢されている。弁座４３は，その中心部に比較的大径の
オリフィス２６を形威しており，側部には小径のオリフ
ィス２８となる切欠を有する。油分離装置６と圧縮機の
油戻し箇所２１との間の圧力差が小さいときは、第４図
（ａ）に示すように，弁板４１が弁座４３からコイルス
プリング４２．４２の力によって離間し、オリフィス２
６は開き、通路面積は大きくなる．上記圧力差が大きく
なると、第４図（ｂ）に示すように弁板４１が弁座４３
に接触し、大径のオリフィス２６を閉鎖し、弁座４３の
側部に設けられている小さい切欠状のオリフィス２８の
みが開口し、圧縮空気の圧縮機２への妄りな戻りを防止
する。

更に他の実施例を第５図に示す。この第５図に示す実施
例はシリンダ５０と、このシリンダ内に摺動自在に設け
られているピストン５ｌとを具えている．ネジを切った
接続口２２．２４には回収配管１１が接続される。ピス
トン５１は、比較的大径のオリフィス５２を軸内に有し
、ピストンの外周にはピストンリング５３，５４が設け
られている。シリンダ５０の内面には段部が複数個形成
され，ピストン５ｌと協働するようになっている。

シリンダ５０には，その底壁５５から離間する方向に所
定の間隔をおいて、比較的小径のオリフィス５６，５７
．５８・・・が複数個形成され、これらのオリフィスは
室５９に連通している。

今，油分離装置６と圧縮機の油戻し箇所２′との間の差
圧が小さいときは、第５図（ａ）に示すように、ピスト
ン５ｌはコイルスプリング６０により図において右方に
押され、小さなオリフィス５６．５７・・・が開口し，
通路面積は大きくなる。

上記の圧力差が大きくなると，ピストン５１は差圧に応
じて左行し，これらオリフィス５６．５７．５８のうち
右方のオリフィスから順次閉鎖し，通路面積は小さくな
る。そして圧力差が最も大きくなると、第５図（ｂ）に
示すようにピストンは最も左方に移行し、１個のオリフ
ィス５６のみが開口し，通路面積は最小となり、圧縮空
気が圧縮機に戻るのが阻止される． なお、先述の実施例において，圧力差が小さい時の回収
量の設定は、回収通路オリフィスの径，および弁のリフ
トを変えることにより変更でき、また、圧力差による弁
の開閉時期は、弁のバネ定数を変えることにより変更可
能であることは明らかである。

［発明の効果］ 本発明によると、以上のように回収配管中に、通路面積
が自動的に変わる自動弁が介装されているので、吐出圧
力が変化しても、分離された油分の回収元と回収先の圧
力差に応じて自動的に油回収量の制御が行なえる．これ
により、再起動時、仕様運転時等，どの様な吐出圧力の
状態でも分離した油分の回収が適正にでき、圧縮空気中
への油分の混入を防止することができる．

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示し，第１図はシステム全体
を示す概念図，第２図、第３図（ａ），（ｂ）、第４図
（ａ），（ｂ）、第５図（ａ）　，　（ｂ）は自動弁の
それぞれ異なる実施例を示す断面図である． １・・・自動弁（油回収装Ｗ） ２・・・圧縮機　　　　　　３・・・油分離器６・・・
油分離フィルタ（油分離装置）１ｌ・・・回収配管　　
　　２０・・・弁箱２工・・・板バネ　　　　　４０・
・・フロート４ｌ・・・弁板　　　　　　４３・・・弁
座５０・・・シリンダ　　　　５１・・・ピストン２６
，２８，５２，５６，５７．５８・・・オリフィス（通
路）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧縮機から吐出される気体に含まれる油を分離する
   油分離装置と、圧縮機の油戻し箇所との間に回収配管が
   設けられている油冷式圧縮機において、前記回収配管に
   は、前記油分離装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差が
   小さいときには通路面積が大きくなり、該圧力差が大き
   いときには通路面積が小さくなる自動弁が介装されてい
   ることを特徴とする油冷式圧縮機の油回収装置。 ２　前記の自動弁が、比較的大径の第１のオリフィスを
   有する弁箱と、該弁箱内に設けられた比較的小径の第２
   のオリフィスを有する板バネとからなり、これらの両オ
   リフィスは相対向するとともに、前記板バネは、油分離
   装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差が小さいときには
   前記弁箱の前記第１のオリフィスが穿たれている壁から
   離間し、該圧力差が大きいときは該壁に密接するように
   設けられている請求項１記載の油冷式圧縮機の油回収装
   置。 ３　前記の自動弁が、比較的大径の第１のオリフィスを
   有する弁箱と、該弁箱内に配された比較的小径の第２の
   オリフィスを有するフロートとからなり、前記弁箱内に
   てこれらの両オリフィスが相対向するとともに、前記フ
   ロートは、油分離装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差
   が小さいときには前記弁箱の前記第１のオリフィスが穿
   たれている壁から離間し、該圧力差が大きいときは該壁
   に密接するように設けられている請求項１記載の油冷式
   圧縮機の油回収装置。 ４　前記の自動弁が、中心部に比較的大径のオリフィス
   を有するとともに側部に比較的小径のオリフィスを有す
   る弁座と、該弁座と協働する弁板とからなり、前記弁板
   は、油分離装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差が小さ
   いときには前記弁座から離間し、該圧力差が大きいとき
   は前記弁座に密接するようにバネ付勢されている請求項
   １記載の油冷式圧縮機の油回収装置。 ５　前記の自動弁が、シリンダと該シリンダ内に設けら
   れているバネ付勢されたピストンとからなり、前記ピス
   トンは比較的大径のオリフィスを軸方向に有するととも
   に、前記シリンダは比較的小径の複数個のオリフィスを
   その軸方向に所定間隔をおいて有し、前記ピストンは、
   油分離装置と圧縮機の油戻し箇所との圧力差が小さいと
   きには前記ピストンのオリフィスと連通する前記シリン
   ダのオリフィスの数を増し、該圧力差が大きいときは、
   該数を減らすようにシリンダ内で軸方向に摺動自在であ
   る請求項１記載の油冷式圧縮機の油回収装置。