JP2001027192A - 油冷式スクリュー圧縮機 - Google Patents

油冷式スクリュー圧縮機

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JP2001027192A
JP2001027192A JP11199909A JP19990999A JP2001027192A JP 2001027192 A JP2001027192 A JP 2001027192A JP 11199909 A JP11199909 A JP 11199909A JP 19990999 A JP19990999 A JP 19990999A JP 2001027192 A JP2001027192 A JP 2001027192A
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Japan
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oil
pressure
oil separation
separation container
solenoid valve
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JP11199909A
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Hideharu Tanaka
英晴 田中
Masakazu Aoki
優和 青木
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油冷式スクリュー圧縮機の油分離容器内の圧
縮空気を放出する際に、油分離容器の圧力が、所望の範
囲に降下したら減圧速度を確実に低下させる。 【解決手段】 油分離エレメント2を内装した油分離容
器1と、油分離容器1の圧縮空気を放気する放気配管1
2と、放気配管12に介装された電磁弁5と、電磁弁5
の上流側に分岐して電磁弁4を介装した放気配管12A
と、油分離容器1の内圧を検出する圧力センサ3と、圧
力センサ3の出力を入力として、電磁弁がいずれも開の
状態で油分離容器1内の圧力が、あらかじめ設定された
圧力に低下したとき、電磁弁5を閉とする制御装置と、
を設け、電磁弁4は、電磁弁4のみを経て油分離容器内
の圧縮空気が放出されて油分離容器が減圧されるとき、
油分離容器内の油が減圧によって発生する気泡により油
面を上昇させて油分離エレメント2に油を付着させるこ
とのない減圧速度で圧縮空気を放出する径のものとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油冷式スクリュー圧
縮機の構造に係り、特に、油分離容器内部の圧縮空気を
放出する時に発生する油の泡立ちの抑制に配慮した油冷
式スクリュー圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】油冷式スクリュー圧縮機では、圧縮機吐
出配管に油分離容器が介装されており、吐出される圧縮
空気に含まれる油分を分離、回収して循環、再使用す
る。したがって、油分離容器内部に分離された油が保持
されているため、油分離容器内部の圧縮空気を放出する
時に、油の泡立ち現象が発生する。油分離容器内の泡立
ちは、油分離容器内の圧縮空気の放出により圧力が低下
し油中の空気が気泡となることによる現象であり、減圧
速度が早いと油の泡立ちは著しく、油面の上昇も大きく
なる傾向にある。逆に、減圧速度が遅いほど、油の泡立
ちは抑制され、油面の上昇も小さくなる。
【0003】また、この泡立ち現象は、油分離容器内部
の圧力が大気圧付近に低下したときに著しくなる。これ
は、油分離容器内部の圧力が例えば1MPaから0.9
MPaに低下する場合の油中の気泡の膨張比率(10/
9)に比べ、油分離容器内部の圧力が0.2MPaから
0.1MPaに低下する場合の油中の気泡の膨張比率
(2/1)がはるかに大きいことによる。
【0004】この泡立ち現象が著しくなると見かけ上油
面が上昇して、油分離容器内の油分離手段に多量の泡状
の油が接触付着するため、油分離容器から吐出される圧
縮空気に伴なわれて出て行く油分が多くなり、油消費量
の増加の原因となる。
【0005】このような現象に対処するため、従来の技
術では、例えば特開平5−296174号公報には、圧
縮機本体の吐出側に、吐出ガスから油を分離して回収す
る油分離回収器と、圧縮機の停止時に圧縮機吐出側の圧
縮ガスを機外に放気する放気装置とを備えた油冷式圧縮
機において、上記放気装置を、圧縮機が停止した後、上
記油分離回収器内の圧力が、油中のガスの発泡量が急激
に増大する範囲に降下するまでは,上記吐出ガスを機外
に放出するガス流路の断面積が大きい状態に保ち、上記
圧力が上記範囲より降下すると、上記ガス流路の少なく
とも一部が小断面部となる構造として、放気ガス流量調
整可能に形成し、上記油分離回収器内の圧力が、油中の
ガスの発泡量が急激に増大する範囲に降下したら減圧速
度を低下させるようにしたものが示されている。そし
て、上記ガス流路の断面積を変化させる手段として、上
記ガス流路に摺動体を内装してなる流量調整弁を設け、
該摺動体の摺動位置に応じて流路断面積の大きさが規定
されるように構成し、かつ前記摺動体の摺動位置が圧縮
機吐出側の圧縮ガスの圧力に応じて規定されるようにな
っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記公知技術では、上
記ガス流路の断面積を変化させる手段としての流量調整
弁において、流量調整弁内部を摺動する摺動体を設け、
該摺動体の一方の側をコイルばねで支持し、該摺動体の
他方の側に圧縮機吐出側の圧縮ガスの圧力を加えるよう
にし、コイルばねの反撥力と圧縮ガスの圧力の大きさが
バランスする位置に移動する摺動体により、上記流量調
整弁の流路断面積の大きさが規定されるようになってい
る。
【0007】したがって、圧縮空気の放出速度を切替え
る摺動体の位置設定が微妙な調整を要するとともに、摺
動体と流量調整弁本体内面間の摩擦係数やコイルばねの
ばね係数の経時変化に伴なって、圧縮機吐出側の圧縮ガ
スの圧力で決まるべき摺動体の位置が変化し、所望の圧
力において気泡の急激な発生を抑制するという機能を維
持できない恐れがあった。さらに、摺動体が摺動面に固
着(いわゆるスティック)してしまい、確実に作動しな
い場合が生ずる恐れがあった。
【0008】本発明の目的は、油冷式スクリュー圧縮機
の油分離容器内の圧縮空気を放出する際に、上記油分離
容器内の圧力が、所望の範囲に降下したら圧縮空気の放
出速度、つまり減圧速度を確実に低下させることができ
るようにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、圧縮機吐出配管に介装され油分離手段を
内装した油分離容器と、該油分離容器に接続して設けら
れ該油分離容器内の圧縮空気を放気する放気配管と、該
放気配管に介装された電磁弁と、を有してなる油冷式ス
クリュー圧縮機において、前記電磁弁は互いに並列に配
置された少なくとも2個の電磁弁からなり、前記油分離
容器の内圧を検出して出力する圧力検出手段と、前記電
磁弁に接続して配置され前記圧力検出手段の出力を入力
として前記電磁弁を個別に開閉制御する制御装置と、を
含んで構成されていることを特徴とする。
【0010】前記油分離容器の内圧を検出して出力する
圧力検出手段を設け、この圧力検出手段の出力に基づい
て放気配管に介装された電磁弁が開閉されるので、減圧
速度の切り替えが油分離容器の正確な圧力に基づいて行
われ、減圧速度が切り替えられるときの油分離容器の圧
力が摺動面の摩擦やばね定数の経時変化に影響されるこ
とがない。また、減圧速度の切り替えが、圧縮空気を放
出している複数の電磁弁のいずれかを閉とすることで確
実に行われ、圧縮空気の圧力とコイルばねの反発力のバ
ランスや、摺動面の摩擦に影響されることがない。
【0011】前記制御装置は、前記電磁弁がいずれも開
の状態で油分離容器内の圧力があらかじめ設定された圧
力に低下したとき、前記電磁弁のうちの一方を閉とする
ように構成される。
【0012】前記あらかじめ設定された圧力以下では、
一方の電磁弁のみを開状態に維持することで、油分離容
器の減圧速度を低下させ、気泡の急激な発生やそれに伴
なう油面の上昇が回避される。
【0013】また、前記あらかじめ設定された圧力は、
前記油分離容器が減圧されたときに、該油分離容器に内
包された油の気泡発生が急激に増加する圧力よりも高い
圧力に設定されている必要がある。
【0014】また、油分離容器内の圧力が前記あらかじ
め設定された圧力に低下したとき開状態に維持される電
磁弁は、当該電磁弁のみを経て前記油分離容器内の圧縮
空気が放出されて該油分離容器が減圧されるとき、油分
離容器に内包された油が減圧によって発生する気泡によ
り油面を上昇させて前記内装された油分離手段に油を付
着させることのない減圧速度で圧縮空気を放出するよう
なものであることが重要である。
【0015】また、油分離容器内の圧力が前記あらかじ
め設定された圧力に低下したとき開状態に維持される電
磁弁を通って放出される圧縮空気の放出速度は、該電磁
弁の上流側若しくは下流側の放気配管に介装された流量
制御手段により規制されるようにしてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1と図2
を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態である
油冷式スクリュー圧縮機の油分離容器周辺の要部構成を
示す系統構成図、図2は油分離容器の減圧速度の一制御
例を示す概念図である。図1においては、吸気系統、圧
縮機本体、油の循環,冷却系統及び制御系については図
示を省略してある。
【0017】油分離容器1は、容器本体1Aと、その上
部に内装された油分離手段である油分離エレメント2
と、下部に配置されて油6を収容する油溜り11と、を
含んで構成され、前記油分離エレメント2に対向する位
置の容器本体1Aの壁面に圧縮機吐出配管8が接続さ
れ、容器本体1Aの上面に、放気配管12及び逆止弁1
0を介装した圧縮空気取出し配管(圧縮空気負荷に圧縮
空気を送る配管)9が接続されている。容器本体1Aの
上面にはまた、容器本体1の内部の圧力を検出して出力
する圧力検出手段である圧力センサ3が装着され、油溜
り11には油取出しのための油循環配管7が接続されて
いる。前記放気配管12には電磁弁5が介装され、末端
はサイレンサ(図示省略)を介して大気に開放されてい
る。前記電磁弁5よりも油分離容器1側の放気配管12
に分岐して放気配管12Aが接続され、この放気配管1
2Aには電磁弁4が介装されている。放気配管12Aの
末端もサイレンサ(図示省略)を介して大気に開放され
ている。なお、放気配管12Aの末端を前記放気配管1
2の下流端に合流させ、同一のサイレンサを共用するよ
うにしてもよい。
【0018】なお、前記圧力センサ3に接続して配置さ
れ、圧力センサ3の出力を入力として前記電磁弁4,5
の開閉を制御する制御装置(図示省略)が設けられてい
る。この制御装置は、電磁弁4,電磁弁5がともに開か
れた状態で、圧力センサ3から入力される圧力があらか
じめ設定されたP2に低下したとき、電磁弁5を閉じる
指令を出力するように構成されている。
【0019】圧力P2は電磁弁4および電磁弁5両方で
圧縮空気の放出を継続した場合に油分離容器1内の油の
泡立ち現象が著しくなる圧力P3以上に設定しておき、
電磁弁4の口径は、前記圧力P2になった段階から電磁
弁4のみから圧縮空気を放出するときの放出速度が油分
離容器1内の油の泡立ち現象が著しく発生しない速度、
云いかえると、気泡発生による油面上昇が油分離エレメ
ント2に油を付着させることのない程度である放出速
度、油面から油を含む気泡が飛散して油分離手段に付着
することのない程度である放出速度となる大きさに設定
する。放出速度は電磁弁4の放出経路(電磁弁4の上流
側或いは下流側の放気配管12A)の通路抵抗をオリフ
ィス等により予め設定しておくことでも、制御可能であ
る。オリフィスを用いれば、放出速度を調節することも
容易である。
【0020】以下、上記構成の油分離容器1の動作を説
明する。圧縮機吐出配管8から油分離容器1に導入され
た圧縮空気は、油分離エレメント2を通過しつつ同伴し
た油分を分離され、圧縮空気取出し配管9を経て圧縮空
気の負荷あるいは空気貯槽に供給される。油分離エレメ
ント2に分離、回収された油は油溜り11に滴下して一
時貯溜されたのち、油循環配管7を経て取出され、図示
されていない冷却器、オイルフィルタ等を経て圧縮機に
循環、供給される。
【0021】上記構成の油冷式スクリュー圧縮機が圧力
P1で運転していて、時刻toで油分離容器1内の圧縮空
気を放出し始めるとする。図示されていない制御装置の
指令により電磁弁4および電磁弁5が開かれ、油分離容
器1内の圧縮空気は油分離エレメント2を経て放気配管
12、12Aに導かれ、電磁弁4および電磁弁5を経由
してサイレンサを介して大気に放出される。この時、油
分離容器1内の圧力は圧力センサ3で検出され、前記制
御装置は、圧力センサ3からの入力である油分離容器1
内の圧力が予め設定された圧力P2まで低下した時点で
電磁弁5を閉じ、圧縮空気の放出を電磁弁4のみからと
する。電磁弁4のみからの圧縮空気放出時は、電磁弁4
および電磁弁5の両方で圧縮空気を放出していた時に比
較し、流路断面積が低下して通路抵抗が大きくなるため
放出速度は低下する。この結果、油分離容器1の内圧が
P2になるまでは急速に減圧されるが、P2よりも低い
段階では減圧速度が低下し、油中で発生した気泡が膨張
しつつ油面に浮上して消泡されるので、急激な減圧によ
る泡立ち現象に伴なう油面の上昇が抑制され、油を含む
気泡が飛散して油分離エレメント2に泡状の油が付着す
ることが避けられる。また、圧力P2になるまでは、圧
縮空気は互いに並列に配置された二つの電磁弁(電磁弁
4,5)を通って放出され、急激に減圧されるので、油
分離容器1の減圧時間が大きく増加することもない。P
2としては、大気圧に近い圧力、例えば0.2MPa程度
とする。
【0022】本実施の形態によれば、油分離容器1から
圧縮空気を放出するための弁を、互いに並列に配置され
た少なくとも2個の電磁弁とし、圧縮空気の放出途中で
一方の電磁弁を閉じることによって放出速度の切替えを
行うようにしたので、放出速度の切替えが確実に行われ
る。また、油分離容器1の圧力を圧力センサ3で検出
し、検出圧力が所定の圧力になったときに電磁弁を開閉
するので、圧縮空気の放出速度の切替え時の油分離容器
1の圧力の精度が向上し、急速に減圧する圧力範囲を広
くすることが可能となる。したがって油分離容器1の減
圧に要する全体の時間を短くでき、動力の低減効果があ
る。油冷式スクリュー圧縮機の油分離容器内の圧縮空気
を放出する際に、上記油分離容器内の圧力が、所望の範
囲に降下したら圧縮空気の放出速度、つまり減圧速度を
確実に低下させることができるようにすることにある。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、油冷式スクリュー圧縮
機において油分離容器内の圧縮空気を放出する時の、油
分離容器内の圧力が所定の圧力になったときの減圧速度
(云いかえると圧縮空気の放出速度)の切替え(低減)
を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の油分離容器回りの構成を
示す系統図である。
【図2】図1に示す実施の形態の油分離容器の減圧速度
の例を示す概念図である。
【符号の説明】
1 油分離容器 1A 容器本体 2 油分離エレメント 3 圧力センサ 4 電磁弁 5 電磁弁 6 油 7 油循環配管 8 圧縮機吐出配管 9 圧縮空気取出し配管 10 逆止弁 11 油溜り 12、12A 放気配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H029 AA03 AA21 AB02 BB02 BB05 BB35 BB41 BB51 BB53 CC13 CC15 CC26 CC27 CC42 CC43 CC54 CC86

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮機吐出配管に介装され油分離手段を
    内装した油分離容器と、該油分離容器に接続して設けら
    れ該油分離容器内の圧縮空気を放気する放気配管と、該
    放気配管に介装された電磁弁とを有してなる油冷式スク
    リュー圧縮機において、前記電磁弁は互いに並列に配置
    された複数の電磁弁からなり、前記油分離容器の内圧を
    検出して出力する圧力検出手段と、前記電磁弁に接続し
    て配置され前記圧力検出手段の出力を入力として前記電
    磁弁を個別に開閉制御する制御装置と、を含んで構成さ
    れていることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の油冷式スクリュー圧縮機
    において、前記制御装置は、前記電磁弁がいずれも開の
    状態で油分離容器内の圧力があらかじめ設定された圧力
    に低下したとき、前記電磁弁のうちの一方を閉とするよ
    うに構成されていることを特徴とする油冷式スクリュー
    圧縮機。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の油冷式スクリュー圧縮
    機において、前記あらかじめ設定された圧力は、前記油
    分離容器が減圧されたときに、該油分離容器に内包され
    た油の気泡発生が急激に増加する圧力よりも高い圧力に
    設定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4】 請求項2または3記載の油冷式スクリュ
    ー圧縮機において、油分離容器内の圧力が前記あらかじ
    め設定された圧力に低下したとき開状態に維持される電
    磁弁は、当該電磁弁のみを経て前記油分離容器内の圧縮
    空気が放出されて該油分離容器が減圧されるとき、油分
    離容器に内包された油が減圧によって発生する気泡によ
    り油面を上昇させて前記内装された油分離手段に油を付
    着させることのない減圧速度で圧縮空気を放出するもの
    であることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の油冷式スクリュー圧縮機
    において、前記開状態に維持される電磁弁の上流側若し
    くは下流側の放気配管に、流量制御手段が介装されてい
    ることを特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
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