JPS6365835B2

JPS6365835B2 -

Info

Publication number: JPS6365835B2
Application number: JP55025949A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Tsuchida; Toshio Inoe; Yoichi Mizutani; Shunji Suzuki
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1988-12-16
Also published as: DE3106980A1; US4406589A; JPS56121888A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は油分離器系の流体圧力を検出して圧縮
機本体の空気吸込側に設けられた吸込絞り弁を制
御するようにした油冷式圧縮機に関するものであ
る。

一般に、スクリユ型圧縮機、スライドベーン型
圧縮機等の油冷式圧縮機にあつては、圧縮機本体
の潤滑と冷却を兼ねて潤滑油を該本体と油分離器
との間で環流させている。

従来、この種の油冷式圧縮機は、潤滑油の供給
を受けつつ空気を圧縮する圧縮機本体と、該圧縮
機本体から吐出された圧縮空気中の油分を分離す
る油分離器と、前記圧縮機本体の空気吸込側に設
けられた、無負荷運転時に吸込口を閉塞する吸込
絞り弁と、前記油分離器と吸込絞り弁との間を接
続する連通配管と、該連通配管の途中に設けら
れ、前記油分離器系の流体圧力を検出して無負荷
運転すべき所定の高圧に達したとき開弁し、負荷
運転を開始すべき所定の低圧になつたとき閉弁す
る圧力調整弁とから構成したものが知られてい
る。

このように構成することにより、油分離器が無
負荷運転すべき所定圧に達したら、圧力調整弁が
開弁して油分離器内の圧縮空気を連通配管から吸
込絞り弁に作用させて、該吸込絞り弁を閉塞し、
吸込空気量を絞つて動力軽減を図り、また潤滑油
が逆流して吸込ポートから噴出してしまうのを防
止している。

しかし、このように構成される従来技術のもの
は次のような問題点がある。

第１に、無負荷運転時に吸込絞り弁を完全に閉
弁させると、圧縮器本体の吸込側が真空状態とな
つて吸込側と吐出側との間の差圧が大となつてス
クリユロータ端面に背圧が断続的に作用し、運転
中のロータに回転ムラができて該ロータが異常振
動を発生し、アンロード騒音の原因となる。この
騒音を防止するため、圧縮機本体吸込側の真空度
を検出して開弁するバイパス弁を設け、該バイパ
ス弁の開弁によりタンクまたは油分離器内の圧縮
空気を環流させる方式、または吸込側の吸込み絞
り弁が完全に閉弁しないようにした方式、さらに
吸込絞り弁と並列に常時連通の絞り通路を設ける
方式等が提案されている。

しかし、最初のバイパス弁を設ける方式では配
管系が複雑となる欠点があり、また後二者の吸込
絞り弁を完全に閉弁させない方式、絞り通路を設
ける方式では、動力軽減は定格値の25〜30％程度
にしか達しず、しかも運転停止時潤滑油が逆流す
る危険性があつた。

第２に、吸込絞り弁を閉弁すると同時に油分離
器内の圧力を自動的に放気すべく、該油分離器に
放気弁を設け、無負荷運転時には該放気弁を開弁
して油分離器内圧力を低下させ、無負荷動力を軽
減させるように構成したものが知られている（実
開昭48−57704号公報）。

しかし、このように構成した場合には、別途放
気弁を設ける必要があると共に、放気の際の騒音
防止のため放気サイレンサが必要となり、部品点
数が増加するばかりでなく、構成が複雑となると
いう欠点がある。特に、上記実開昭48−57704号
公報に示されるように、油分離器で油分を除去し
ていない圧縮空気を、放気弁から大気中に直接放
出するものにあつては放出空気中に含まれている
オイルミストが大気中に放散し、圧縮機を囲む防
音箱内を汚染するという欠点がある。

本発明はこのような従来技術の欠点に鑑みなさ
れたもので、吸込絞り弁を本来の閉塞弁機能ばか
りでなく、無負荷運転時に圧縮機本体吸込側へ圧
縮空気の一部を環流させる環流機能、無負荷運転
時に無負荷動力を軽減させるための放気機能を兼
ね備える構成とし、該吸気絞り弁を油分離器内の
流体圧力を利用して制御するようにした油冷式圧
縮機を提供することを目的とするものである。

この目的を達成するために、本発明は、潤滑油
の供給を受けつつ空気を圧縮する圧縮機本体と、
該圧縮機本体から吐出された圧縮空気中の油分を
除去する油分離器と、前記圧縮機本体の空気吸入
側に設けられた吸込絞り弁と、前記油分離器と吸
込絞り弁との間を接続する放気配管と、該放気配
管の途中に設けられ、前記油分離器を含む系内の
圧力を検出して所定の高圧に達したとき開弁し、
所定の低圧に低下したとき閉弁する制御弁機構と
を有し、前記吸込絞り弁は大気に開口する吸気ポ
ート、前記圧縮機本体に接続される吐出ポート、
および前記放気配管に接続される供給ポートを有
する弁本体と、該弁本体内に吸気ポートを閉塞す
るように付勢して設けられ、該吸気ポートと吐出
ポートとの間の圧力差によつて開弁する逆止弁
と、該逆止弁と同軸に、かつ閉弁方向に付勢する
ようにして前記弁本体内に設けられ、前記制御弁
機構が開弁している間に前記供給ポートから供給
される圧縮空気により開弁すると共に、前記逆止
弁を押動閉弁せしめて無負荷運転せしめる主弁
と、前記弁本体内に、または前記逆止弁と主弁の
軸方向に形成され、該主弁が開弁したときに前記
供給ポートから供給される前記油分離器内の圧縮
空気を吐出ポートに環流せしめるリリーフ通路
と、前記弁本体内に形成され、前記供給ポートか
ら供給される前記油分離器内の圧縮空気を前記吸
気ポート側に放気せしめる放出通路と、該放出通
路からの放気空気流量を調節すべく、前記弁本体
に設けられた絞り機構とから構成したことにあ
る。

このように構成することにより、油分離器内が
無負荷運転すべき所定の高圧に達すると、制御弁
機構が開弁して清浄な空気が放気配管、制御弁機
構を介して吸込絞り弁の供給ポートに供給され
る。これにより、主弁が開弁し、逆止弁を押動し
て吸気ポートを閉塞し、閉塞弁機能を発揮する。
また、前記主弁が開弁すると、供給ポートから供
給される圧縮空気はリリーフ通路を介して吐出ポ
ートから圧縮機本体吸込側に環流せしめられ、環
流機能を発揮する。さらに、供給ポートから供給
される油分離器内の圧縮空気は放出通路を介して
吸気ポートに放気され、無負荷動力の軽減を図る
放気機能を発揮する。

以下、これを図面に示す実施例と共に説明す
る。第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図
で、図中１は圧縮機本体を示し、該本体１は例え
ば互いに噛合する雄、雌ロータを備えたスクリユ
型ロータまたはスライドベーン型ロータが用いら
れ、該圧縮機本体１はモータ２により駆動され
る。圧縮機本体１に設けられた吸気側配管３の途
中には第２図に示す吸込絞り弁４が設けられ、該
吸込絞り弁４の吸入側には吸込フイルタ５が設け
られている。圧縮機本体１に設けられた吐出側配
管６には油分離器７が接続され、該油分離器７に
は後述の潤滑油と共に圧送された圧縮空気の中か
ら油分を分離するためのミストセパレータ８が設
けられ、該セパレータ８で清浄にされた圧縮空気
は空気配管９に設けられた圧力調整弁１０で所定
圧以上の空気圧を保持された後、止め弁１１を介
して使用機器に供給される。

１２は空気配管９と吸込絞り弁４との間に設け
られた放気配管で、該放気配管１２の途中には電
磁弁１３が設けられ、該電磁弁１３は放気配管１
２から分岐したバイパス配管１４に接続された圧
力スイツチ１５により作動するように構成されて
いる。ここで、圧力スイツチ１５はバイパス配管
１４内の空気圧力が所定の設定圧力となつたとき
接点が閉成し、当該圧力よりも低い復帰圧力で開
成し、接点が閉成している間電磁弁１３を開弁す
るもので、電磁弁１３と圧力スイツチ１５とによ
り制御弁機構が構成される。また、電磁弁１３は
モータ２の回転停止、即ち圧縮機本体１の運転停
止と共に開弁するように構成され、圧縮機本体１
の停止後に加圧空気、潤滑油が冷却し、油分離器
７内にドレンが発生しないようになされている。
なお、第１図の実施例においては圧力スイツチ１
５はバイパス管１４を介して放気配管１２内の圧
力を検出するように構成されているが、油分離器
７内の空気圧力を検出して作動するものでもよ
く、要は油分離器７を含む系内の圧力であればよ
い。

また、油分離器７の油液中からのびる油配管１
６は圧縮機本体１の吸込側に接続され、該油配管
１６の途中には油冷却器１７が設けられ、該油冷
却器１７はモータ２により回転する多翼フアン１
８によつて冷却されるように構成されている。ま
た、ミストセパレータ８と圧縮機本体１との間に
は分離油回収用油配管１９が設けられている。２
０はドレンおよび油抜き用の止め弁である。

次に、第２図は第１図の吸込絞り弁４の縦断面
図を示すもので、図中２１は弁本体を示し、該弁
本体２１は本体部と該本体部を挾む左右の蓋部材
の３部材からなり、その中心にはばね受部２１Ａ
が形成されている。該弁本体２１は吸込フイルタ
５に接続される吸気ポート２２、吸込側配管３を
介して圧縮機本体１の吸込側に接続される吐出ポ
ート２３、放気配管１２を介して油分離器７に接
続される供給ポート２４を有する。また、弁本体
２１の吸気ポート２２と吐出ポート２３との間に
は逆止弁２５が設けられ、該逆止弁２５と同軸に
主弁２６が設けられ、逆止弁２５、主弁２６はい
ずれもばね受部２１Ａにガイドされている。逆止
弁２５はばね受部２１Ａと逆止弁２５との間に張
設されたばね２７により本体２５Ａは常時弁座２
８に当接し、通路内を吸気ポート側の室Ａと吐出
ポート側の室Ｂとに区画している（なお、第２図
は圧縮機本体１が回転し、室Ａ側の大気圧と室Ｂ
側の真空圧との圧力差により逆止弁２５は開弁し
ている状態を示している）。一方、主弁２６はば
ね受部２１Ａと主弁２６との間に張設されたばね
２９により弁体２６Ａは常時弁座３０に当接し、
室ＣとＤとに区画している。主弁２６とばね受部
２１Ａとの間には室Ｅが形成され、該室Ｅは通路
３１を介して室Ｂと常時連通している。

また、弁本体２１には放出通路３２が形成さ
れ、該放出通路３２の一端側は供給ポート２４に
開口し、他端側は吸気ポート２２に開口してい
る。従つて、逆止弁２５が閉弁し弁座２８に着座
しているときは放出通路３２から放気された圧縮
空気はすべて吸込フイルタ５から排出される。そ
して、弁本体２１の途中には螺出入可能な絞り機
構３３が設けられ、該絞り機構３３の弁部３３Ａ
は放出通路３２内に突出し、該放出通路３２の通
路面積は調整可能に構成され、後述の作用により
油分離器７内の油抜きを行なうような場合には絞
り機構３３の弁部３３Ａを弁座３４に当接させ放
出通路３２を成閉としうるように構成されてい
る。

また、供給ポート２４と室Ｃとの間には主弁流
入側通路３５が形成され、弁本体２１には螺出入
可能な他の絞り機構３６が設けられ、該絞り機構
３６の弁部３６Ａは主弁流入側通路３５内に突出
し、該通路３５の通路面積は調整可能になされて
おり、後述の作用により油分離器７内の圧縮空気
をすべて放気する場合には弁部３６Ａを弁座３７
に当接させうるように構成されている。

さらに、逆止弁２５の軸線に沿つてリリーフ通
路３８Ａが形成されると共に主弁２６の軸線に沿
つてリリーフ通路３８Ａと同軸にリリーフ通路３
８Ｂが形成されている（リリーフ通路３８Ａ，３
８Ｂを全体としてはリリーフ通路３８という）。
そして、リリーフ通路３８の一端側は室Ｂに開口
し、その他端側は室Ｄに開口している。従つて、
主弁２６が開弁している状態においては、供給ポ
ート２４からの放出空気は通路３５、室Ｃ，Ｄ、
リリーフ通路３８、室Ｂ、吐出ポート２３を介し
て圧縮機本体１の吸気側に環流することができ
る。

本発明の第１の実施例はこのように構成される
が、圧縮機の作動に先立つて吸込絞り弁４の絞り
機構３３を開弁し、無負荷運転時に油分離器７内
の圧力を吸込フイルタ５側に放気し、最低の動力
条件で無負荷運転できる程度に開度を設定してお
く。また、他の絞り機構３６を開弁し、無負荷運
転時に圧縮機本体１吸気側が真空となつてアンロ
ード騒音を発生しないよう、吸気側に放出空気を
課流させるべき最低条件に開度を設定しておく。
さらに、圧力スイツチ１５は止め弁１１に接続さ
れる使用機器の圧力条件に応じて無負荷運転すべ
き油分離器７内圧力を設定しておく。

ここで、モータ２を起動すると圧縮機本体１は
回転し、吸気側配管３を含む該本体１の吸気側が
真空圧力となると逆止弁２５前後の差圧によりば
ね２７に抗して該逆止弁２５が開弁し、圧縮機本
体１内に供給する吸込空気量を自動的に調節す
る。圧縮機本体１で加圧された空気は吐出側配管
６を介して潤滑油と共に油分離器７内に吐出され
る。油分離器７内の圧縮空気はミストセパレータ
８でミストを除去された後、圧力調整弁１０、止
め弁１１を介して使用機器に供給され、同時に分
離された潤滑油は油配管１６、油冷却器１７を介
して圧縮機本体１に供給され、ロータの潤滑と冷
却を行なう。

然るにバイパス配管１４内圧力、即ち油分離器
７内圧力が無負荷運転すべき圧力に達すると圧力
スイツチ１５が閉成し、電磁弁１３を開弁する。
この結果、供給ポート２４に達した放出空気は放
出通路３２、絞り機構３３を介して吸気ポート２
２に至り、吸込フイルタ５より大気中に放気さ
れ、油分離器７内の圧力低下により圧縮機本体１
の負荷を軽減し、モータ２の動力を軽減する。な
お、放気は圧力スイツチ１５の下限設定圧力、即
ち電磁弁１３の閉弁圧力まで続行される。

これと同時に他の絞り機構３６、主弁流入側通
路３５を介して室Ｃに供給された放出空気により
主弁２６はばね２９に抗して開弁し、該主弁２６
が逆止弁２５を押動して弁座２８に当接させる。
この結果、室Ｃからの放出空気は室Ｄ、リリーフ
通路３８、室Ｂを介して吐出ポート２３に至り吸
気先配管３より圧縮機本体１に環流し、圧縮機本
体１からアンロード騒音を発生することを防止し
ている。

一方、圧縮機本体１の運転を停止すると、油分
離器７内の残圧によりロータが逆転し、該本体１
内の潤滑油と共に圧縮空気が吐出ポート２３から
逆流する。しかし通路３１を介して室Ｂ，Ｅ間は
連通されているから、逆流圧力により主弁２６は
弁座３０に当接して直ちに閉弁し、潤滑油はリリ
ーフ通路３８を介して室Ｄに至るも室Ｃには流出
しない。従つて、圧縮機本体１の運転停止と共に
開弁する電磁弁１３を介して油分離器７内の残留
空気は前記同様放出通路３２を介して大気に放気
される。

さらに、圧縮機本体１の運転停止の際、油分離
器７内の潤滑油を抜き取る場合には、前述した放
気の途中で絞り機構３３を操作し、その弁部３３
Ａを弁座３４に当接させて閉弁し、ついで止め弁
２０を開弁させれば油分離器７内の圧残で油の抜
き取りを迅速に行なうことができる。なお、絞り
機構３３にロツク機構を付加し、いわゆるノツク
式またはラビツト式といわれるスライド式のもの
とすればさらに油抜き作業が容易となる。

第３図は第２図に示した吸込絞り弁４の他の実
施例を示すもので、第２図と同一構成要素には同
一符号を付すものとする。第２図の実施例ではリ
リーフ通路３８をそれぞれ主弁、逆止弁に形成し
たのに対し、本実施例では弁本体２１にリリーフ
通路３９を形成したことを特徴とするもので、該
リリーフ通路３９の一端は室Ｂに開口し、その他
端は室Ｄに開口している。従つて、リリーフ通路
３９の機能は第２図のそれと変るところはない
が、主弁、逆止弁に加工を施こす必要がないとい
う点で吸込絞り弁の製造が容易である。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示すも
ので第１図と同一構成要素には同一符号を付すも
のとする。第１図の実施例では油分離器７の系内
の圧縮空気の圧力を電気的に検出して電磁弁１３
を開弁させる制御弁機構であるのに対し、本実施
例は油分離器７の系内の圧縮空気の圧力を機械的
に検出して圧力調整弁４０を開弁させるようにし
たものである。即ち、第４図に示す圧力調整弁４
０は第５図に詳述するように、弁本体４１内に設
けられ放気配管１２を開閉するピストン４２と、
弁軸４３を介して連結された隔壁部４４と、弁本
体４１とピストン４２との間に張設されたばね４
５と、該ばね４５により隔壁部４４を係止するス
トツパ４６とから構成される。従つてバイパス配
管１４内圧力が所定圧力以上となると、隔壁部４
４がこれを受圧し、ばね４５に抗してピストン４
２を図中右方に動かし、開弁する。この結果第１
の実施例と同様に放出空気は吸込絞り弁４の供給
ポート２４に供給され、圧縮機本体１は無負荷運
転を行なうことができる。なお、第５図で圧力調
整弁４０はピストン式の弁としたが、ピストン４
２に代えて弁栓とし、隔壁部４４は可撓性の部
材、例えばダイアフラムとしてもよい。また、別
途放気弁を設けてもよいが第４図中で仮想線で示
すように圧力調整弁４０と並列に圧縮機本体１の
停止と共に開弁する電磁弁４７を設けておけば、
自動的に放気されるから油分離器７内にドレンが
発生することはない。

一方、第６図に示す圧力調整弁５０は第５図の
圧力調整弁４０の他の実施例を示すもので、該圧
力調整弁５０は弁本体５１内にばね５２で常時閉
弁方向に付勢された逆止弁体５３を設けたもの
で、逆止弁方向の圧力調整弁として構成したもの
である。このような逆止弁を用いることにより極
めて簡単な制御弁機構とすることができる。

更に、第７図は本発明の第３の実施例を示すも
ので、第１図と同一構成要素には同一符号を付す
ものとする。第１図の実施例では油分離器７の系
内の圧縮空気の圧力を電気的に検出して電磁弁１
３を開弁させる制御機構であるのに対し、本実施
例では油分離器７の系内の潤滑油の圧力を電気的
に検出することを特徴とするものである。即ち、
第７図において圧力スイツチ６０はバイパス配管
６１を介して油分離器７の下部と連通し、該圧力
スイツチ６０は電磁弁１３と電気的に接続され、
潤滑油の圧力が所定の設定圧力となつたとき、圧
力スイツチ６０の接点が閉成して電磁弁１３を開
弁する如く構成されている。なお、油分離器７内
の潤滑油の圧力は圧縮空気の圧力とほぼ同圧であ
り、かつ油の圧力応答性は圧縮空気のそれよりも
優れているから、制御系はより信頼性の高いもの
とすることができる。

更にまた、第８図は本発明の第４の実施例を示
すもので、第４図と同一構成要素には同一符号を
付すものとする。第４図の実施例では油分離器７
の系内の圧縮空気の圧力を第５，６図に示す圧力
調整弁４０，５０を用いて放気配管１２を開閉す
る制御機構であるのに対し、本実施例では油分離
器７の系内の潤滑油の圧力を機械的に検出して圧
力調整弁７０を開閉するものである。即ち、圧力
調整弁７０はバイパス配管７１を介して分離器７
の下部と連通し、第７図に示す実施例と同様に潤
滑油の圧力が所定の設定圧力となつたとき圧力調
整弁７０を開弁するものである。なお、圧力調整
弁７０は第５図で説明したと同様の構成を有する
が、潤滑油を圧力伝達媒体としているから、第６
図のような逆止弁機構は使用しえない。

本発明に係る油冷式圧縮機は以上詳細に述べた
如くであつて、制御弁機構が油分離器系内の圧力
を検出して開弁すると、該油分離器内の圧縮空気
は放気配管を介して吸込絞り弁の供給ポートに供
給され、主弁を開弁させると共に、逆止弁を閉弁
し、リリーフ通路を介して圧縮機本体吸込側に圧
縮空気を環流させ、さらに放出通路を介して大気
中に圧縮空気を放気する構成としたから、吸込絞
り弁は単一の弁構成によつて、閉塞弁機能の他
に、環流機能、放気弁機能の３機能を同時に発揮
することができ、個々にバイパス弁や絞り通路を
設けたり、放気弁や放気サイレンサを設けるもの
と比較し、配管相互の接続が簡単となるばかりで
なく、弁装置を最小の１個とでき、部品点数を著
るしく削減し、低廉に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、
第２図は本発明に用いられる吸込絞り弁の縦断面
図、第３図は第２図に示す吸込絞り弁の他の実施
例を示す縦断面図、第４図は本発明の第２の実施
例を示す系統図、第５図は第４図に用いられる圧
力調整弁の縦断面図、第６図は第４図に示す圧力
制御弁の他の実施例を示す縦断面図、第７図は本
発明の第３の実施例を示す系統図、第８図は本発
明の第４の実施例を示す系統図である。１……圧縮機本体、４……吸込絞り弁、７……
油分離器、１２……放気配管、１３……電磁弁、
１５，６０……圧力スイツチ、２２……吸気ポー
ト、２３……吐出ポート、２４……供給ポート、
２５……逆止弁、２６……主弁、３２……放出通
路、３３，３６……絞り機構、３８，３９……リ
リーフ通路、４０，５０，７０……圧力調整弁。

Claims

【特許請求の範囲】

１潤滑油の供給を受けつつ空気を圧縮する圧縮
機本体と、該圧縮機本体から吐出された該圧縮空
気中の油分を除去する油分離器と、前記圧縮機本
体の空気吸込側に設けられた吸込絞り弁と、前記
油分離器と吸込絞り弁との間を接続する放気配管
と、該放気配管の途中に設けられ、前記油分離器
を含む系内の圧力を検出して所定の高圧に達した
とき開弁し、所定の低圧に低下したとき閉弁する
制御弁機構とを有し、前記吸込絞り弁は大気に開
口する吸気ポート、前記圧縮機本体に接続される
吐出ポート、および前記放気配管に接続される供
給ポートを有する弁本体と、該弁本体内に吸気ポ
ートを閉塞するように付勢して設けられ、該吸気
ポートと吐出ポートとの間の圧力差によつて開弁
する逆止弁と、該逆止弁と同軸に、かつ閉弁方向
に付勢するようにして前記弁本体内に設けられ、
前記制御弁機構が開弁している間に前記供給ポー
トから供給される前記油分離器内の圧縮空気によ
り開弁すると共に、前記逆止弁を押動閉弁せしめ
て、無負荷運転せしめる主弁と、前記弁本体内
に、または前記逆止弁と主弁の軸方向に形成さ
れ、該主弁が開弁したときに前記供給ポートから
供給される前記油分離器内の圧縮空気を吐出ポー
トに環流せしめるリリーフ通路と、前記弁本体内
に形成され、前記供給ポートから供給される前記
油分離器内の圧縮空気を前記吸気ポート側に放気
せしめる放出通路と、該放出通路からの放気空気
流量を調節すべく、前記弁本体に設けられた絞り
機構とから構成してなる油冷式圧縮機。