JP2002021757A - スクリュー圧縮機の潤滑油回収装置およびそれを用いた潤滑油回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸封装置から洩れでた潤滑油が回収困難な運
転領域で圧縮機本体外部へ洩れ出るために引き起こされ
る周辺機器の不具合を防止する。 【解決手段】 軸封装置外部の溝部直下より配管し、こ
の配管を分岐し吸込絞り弁１次側と同２次側の２カ所へ
接続する。吸込絞り弁の２次側への配管途中に回収能力
を調整するための絞り手段、逆止手段、潤滑油を溜める
ための回収容器および三方電磁弁を配設する。三方電磁
弁の１次側の一端は圧力源に接続し、タイマーまたは圧
縮機の容量制御信号にて三方電磁弁を制御し圧力源の圧
力を利用して、軸封装置より洩れ出た潤滑油を回収す
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、スクリュー圧縮機
に係り軸封装置からの潤滑油の回収機構を有したスクリ
ュー圧縮機の潤滑油回収装置およびそれを用いた潤滑油
回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに回転軸が平行で、かつねじり方向
が逆をなす雌雄１組のスクリューロータと、これらスク
リューロータを微小の隙間を介して収容するボアと、か
つ該ボアの一方の端面に吸気口が、他方の端面に吐出口
が形成されたケーシングとを有し、吸気量制限用に吸込
絞り弁を設けた給油式スクリュー圧縮機では、駆動のた
めに雄スクリューロータの吸気側軸端をケーシングの外
部へ延長し、プーリまたはカップリングが取付られてい
る。

【０００３】ケーシングの内部にはスクリューロータを
支持する軸受があり潤滑のために給油されており、その
雄スクリューロータ吸気側軸に軸封装置を設け、潤滑油
のシールを行なっている。ここで軸封装置からは、僅か
ではあるが潤滑油の漏洩があり、図５に示したようにこ
の潤滑油の回収を従来は吸込絞り弁の１次側に接続する
配管を使用し、吸込絞り弁を通過する空気により生じる
負圧と軸封装置外部の大気圧との差圧を利用し回収して
いた。

【０００４】また、スクリュー圧縮機はその機構上、容
量調整のため吸込絞り弁の可動弁を閉じ、吸込空気を制
限すると圧縮される空気量が減少し、圧縮室吸気側の負
圧が高まる。この状態では本来雌雄スクリューロータ間
で接触し、雄スクリューロータによって駆動される雌ス
クリューロータの歯面が分離し回転不安定となる。この
結果、通常運転時には生じない異常振動・騒音が発生す
る。この対策として低負荷領域にも少量の吸入空気を圧
縮室に供給することにより負圧を緩和し、歯面分離を防
止する方式が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の問題点としては次のことがあげられる。

【０００６】軸封装置から洩れ出た潤滑油はその外部の
溝に集められたのち、圧縮機外部へ排出される構造であ
ったが、排出された油の管理が必要となるため、吸込絞
り弁の負圧によって吸い上げ、再び圧縮機本体へと回収
する方式を行っている。回収先である吸込絞り弁１次側
の負圧は、全負荷状態を最大にして、圧縮機本体の回転
数制御による容量調整時には低負荷ほど小さくなる。

【０００７】従って、軸封装置と吸込絞り弁のレイアウ
トによっては、吸入空気量の減少により回収が不充分と
なり、特に吸入空気量がゼロの状態が連続すると充分な
回収能力が発揮できなくなる可能性があった。この回収
ができなかった潤滑油は外部へと飛散し、駆動用ベルト
に付着しスリップを誘発する不具合を生じることもあっ
た。

【０００８】本発明の目的は、圧力源をタイマーまたは
容量制御信号で制御することによって適宜軸封装置から
洩れでた潤滑油を強制回収させ、全運転領域で軸封装置
より洩れ出た潤滑油を確実に回収することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置お
よびそれを用いた潤滑油回収方法は、特許請求の範囲の
各請求項に記載されたところを特徴とするものである
が、特に独立項としての請求項１に係る発明によるスク
リュー圧縮機の潤滑油回収装置は、互いに回転軸が平行
でかつねじり方向が逆の雌雄１組のスクリューロータ
と、該スクリューロータを収容するボアおよび該ボアの
一端に吸気口を他端に吐出口を有するケーシングと、吸
気量制限用に吸込絞り弁と、雄スクリューロータの軸を
支持する軸受に供給する潤滑油の漏洩を封ずる軸封装置
と、該軸封装置から洩れ出た該潤滑油を回収する配管と
を備えてなるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置におい
て、前記回収配管を分岐し、分岐した回収配管を前記吸
込絞り弁１次側と２次側との両方に接続し、前記吸込絞
り弁２次側への前記回収配管上に絞り手段、逆止手段、
回収容器および三方電磁弁を配設し、該三方電磁弁の１
次側の一端を圧力源に接続したことを特徴とするもので
ある。

【００１０】また、独立項としての請求項２に係る発明
によるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置は、互いに回
転軸が平行でかつねじり方向が逆の雌雄１組のスクリュ
ーロータと、該スクリューロータを収容するボアおよび
該ボアの一端に吸気口を他端に吐出口を有するケーシン
グと、吸気量制限用に吸込絞り弁と、雄スクリューロー
タの軸を支持する軸受に供給する潤滑油の漏洩を封ずる
軸封装置と、該軸封装置から洩れ出た該潤滑油を回収す
る配管とを備えてなるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装
置において、前記回収配管を前記吸込絞り弁１次側に接
続し、前記回収配管上に回収容器および三方電磁弁を配
設し、該三方電磁弁の１次側の一端を圧力源に接続した
ことを特徴とするものである。

【００１１】また、独立項としての請求項３に係る発明
によるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置は、互いに回
転軸が平行でかつねじり方向が逆の雌雄１組のスクリュ
ーロータと、該スクリューロータを収容するボアおよび
該ボアの一端に吸気口を他端に吐出口を有するケーシン
グと、吸気量制限用に吸込絞り弁と、雄スクリューロー
タの軸を支持する軸受に供給する潤滑油の漏洩を封ずる
軸封装置と、該軸封装置から洩れ出た該潤滑油を回収す
る配管とを備えてなるスクリュー圧縮機の潤滑油回収装
置において、前記回収配管を前記吸込絞り弁２次側に接
続し、前記回収配管上に絞り手段、逆止手段、回収容器
および三方電磁弁を配設し、該三方電磁弁の１次側の一
端を圧力源に接続したことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例を、図１およ
び図２を用いて説明する。図１は、第１実施例のフロー
シートである。図２は、軸封装置にメカニカルシール３
を用いた場合の部分断面図である。本発明のスクリュー
圧縮機には、 圧縮機本体１と吸込絞り弁２とを備え、
圧縮機本体には例えばメカニカルシール３などの軸封装
置より外部に洩れ出した潤滑油を一時溜めておくための
溝１１を備える。

【００１３】この溝１１の下部より接続した回収配管４
を２方に分岐し、一方の回収配管４ａを吸込絞り弁１次
側ポート２１に、他方の回収配管４ｂを同２次側ポート
２２へと接続する。２次側ポート２２への回収配管４ｂ
の途中に、２次側ポート２２側から順に絞り手段として
の絞り６、逆止手段としての逆止弁５、回収容器４２、
三方電磁弁４１を配設する。また、三方電磁弁４１のＮ
Ｃ側には圧力源７を接続する。なお、制御回路を変更す
ればＮＯ側に接続してもよい。絞り６と逆止弁５は、順
序が逆でも良い。

【００１４】吸込絞り弁２は、ユーザーの使用量に対応
しスクリュー圧縮機の吸入空気の量を制限するためのも
ので、内部にバネ２３と空気圧により可動する弁２４
（以下「可動弁」と称する）があり、この可動弁２４の
開閉または圧縮機本体の運転回転数制御によって吸入空
気量を制御する。吸込絞り弁１次側２５とは、内部の可
動弁２４より上流側２５を指し、同２次側２６とは可動
弁２４より下流側にあって圧縮室入口までを指す。

【００１５】スクリュー圧縮機の運転パターン別に、動
作を以下に説明する。

【００１６】（１）起動時 起動時の動力を軽減させるために、吸込絞り弁２を一た
ん閉塞する起動方式をもつ圧縮機の場合、吸入空気量は
ゼロとなるため吸込絞り弁１次側２５には負圧は生じな
いが、同２次側２６に生じる負圧と容量制御信号による
三方電磁弁４１の制御で、圧力源７からの加圧により回
収容器４２に溜まっている潤滑油４３を２次側ポート２
２へ回収するとともに、負圧緩和を行なう（本運転時は
図１の９経路で回収する)。

【００１７】（２）全負荷運転時 吸込絞り弁１次側２５、同２次側２６共に負圧が生じる
ので、潤滑油の回収は可能である（図１の８，９両方の
経路で回収する)。

【００１８】場合によっては、タイマーによる三方電磁
弁４１の制御で圧力源７より加圧し、回収容器４２内の
潤滑油４３を２次側ポート２２に強制回収してもよい
（図１の９経路で回収する)。

【００１９】（３）回転数制御時 ユーザーの使用空気量の減少に応じて、圧縮機本体の回
転数を調整し吸入空気の量に制限を加える場合、この制
御により吸込絞り弁２を通過する空気量が減少し、これ
に伴い吸込絞り弁１次側２５と同２次側２６の負圧も減
少する。したがって、ある低回転数運転領域から潤滑油
は回収されなくなり、この運転状態が連続すると回収さ
れなくなった潤滑油は回収容器４２に溜まる。

【００２０】そこで溜まった潤滑油４３が溢れ出す前
に、タイマーで三方電磁弁４１を制御することで回収容
器４２内を加圧し、２次側ポート２２に強制回収させる
（図１の９経路で回収する)。

【００２１】（４）容量制御時（吸込絞り弁閉） さらに、ユーザーの使用空気量が減少し動力を軽減させ
るために、吸込絞り弁２を閉塞する方式をもつ圧縮機の
場合、容量制御信号による三方電磁弁４１の制御で圧力
源７からの加圧と吸込絞り弁２次側２６の負圧によっ
て、回収容器４２に溜まった油４３を２次側ポート２２
へ回収する（図１の９経路で回収する)。

【００２２】この時、圧力源７からの加圧により圧縮室
内に空気が供給されて負圧緩和が行われスクリューロー
タの歯面分離による振動、騒音の増大が抑制される。

【００２３】（５）停止時 運転中、圧縮機本体１内は吸込側のほぼ大気圧状態から
吐出側の高圧状態と圧力勾配があるが、この状態で停止
後しばらくして吐出側の圧縮空気・潤滑油が吸込側へと
逆流する。通常、この逆流スピードよりも早く吸込絞り
弁２内の可動弁２４を完全閉塞し空気・潤滑油を圧縮機
本体１の外へ漏らさない様に制御を行なっている。

【００２４】この吐出側の逆流が起こる前に、容量制御
信号による三方電磁弁４１の制御で、圧力源７からの加
圧により回収容器４２内の潤滑油４３を吸込絞り弁の２
次側ポート２２に強制回収する（図１の９経路で回収す
る)。なお、吸込絞り弁２次側２６が一たん負圧になり
正常に回収されるため、必ずしも強制回収を行わなくて
もよい。

【００２５】その後、高圧の圧縮空気・潤滑油が逆流す
るが、吸込絞り弁２次側ポート２２に接続した逆止弁５
により回収配管４ｂへの逆流を防止する。

【００２６】図３は、第２実施例のフローシートであ
る。本実施例が第１実施例と異なる点は、回収配管４Ｃ
である。溝１１の下部より接続した回収配管４Ｃを、吸
込絞り弁１次側ポート２１へと接続する。１次側ポート
２１への回収配管４Ｃの途中に、１次側ポート２１側か
ら回収容器４２、三方電磁弁４１を配設する。さらに、
三方電磁弁４１のＮＣ側には圧力源を接続する。なお、
制御回路を変更すればＮＯ側に接続してもよい。第１実
施例と同様に、スクリュー圧縮機の運転パターン別に動
作を以下に説明する。

【００２７】（１）起動時 起動時には吸込絞り弁１次側２５には負圧が生じないた
め、容量制御信号による三方電磁弁４１の制御で圧力源
７からの加圧により回収容器４２に溜まっている潤滑油
４３を１次側ポート２１へ回収する。

【００２８】（２）全負荷運転時 第１実施例と同様、吸込絞り弁１次側２５に負圧が生じ
るので、潤滑油４３の回収は可能である。

【００２９】（３）回転数制御時 第１実施例と同様、吸込絞り弁１次側２５に負圧が生じ
ることが期待できないので、タイマーで三方電磁弁４１
を制御することで圧力源７より回収容器４２内を加圧
し、１次側ポート２１に潤滑油４３を強制回収させる。

【００３０】（４）容量制御時（吸込絞り弁閉） 吸込絞り弁を閉塞する場合、吸込絞り弁１次側２５に負
圧が生じないため、容量制御信号またはタイマーにより
三方電磁弁４１を制御することで、圧力源７より回収容
器４２内を加圧し、１次側ポート２１に潤滑油４３を強
制回収させる。

【００３１】（５）停止時 第１実施例と異なり、吸込絞り弁１次側２５には、逆流
は生じないため、逆止弁は必要ない。

【００３２】回収容器４２に溜まっている潤滑油４３
は、容量制御信号による三方電磁弁４１の制御で、圧力
源７からの加圧により吸込絞り弁の１次側ポート２１に
強制回収される。

【００３３】図４は、第３実施例のフローシートであ
る。本実施例が第１実施例と異なる点は、回収配管４ｄ
である。溝１１の下部より接続し吸収絞り弁１次側ポー
ト２１へ接続する回収配管４ｂがない。運転パターンは
第１実施例のスクリュー圧縮機の運転パターンとほぼ同
じであるが、異なるのは、（ａ）全負荷運転時に吸込絞
り弁１次側２５に生じる負圧を利用しない点、（ｂ）容
量制御時（吸込絞り弁閉）のメカニカルシールの外部の
溝１１部に作用する吸込圧力が大きくなる点である。

【００３４】

【発明の効果】圧力源からの加圧により、軸封装置より
洩れ出た潤滑油を、吸込絞り弁側へ適宜強制回収するこ
とにより、全ての運転領域で回収不足をなくし、圧縮機
本体外部へ洩れ出るために引き起こされる周辺機器の不
具合を防止する。

【００３５】また、低負荷領域での負圧緩和もできて、
騒音大となる不具合の解消も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のフローシート

【図２】軸封装置にメカニカルシールを使用した部分断
面図

【図３】本発明の第２実施例のフローシート

【図４】本発明の第３実施例のフローシート

【図５】従来のスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置のフ
ローシート

【符号の説明】

１…圧縮機本体 ２…吸込絞り弁 ３…メカニカルシール ４…回収配管 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…回収配管 ５…逆止弁 ６…絞り ７…圧力源 ８…吸込絞り弁１次側ポートへの回収経路 ９…吸込絞り弁２次側ポートへの回収経路 １１…溝 ２１…吸込絞り弁１次側ポート ２２…吸込絞り弁２次側ポート ２３…バネ ２４…可動弁 ２５…吸込み絞り弁１次側 ２６…吸込み絞り弁２次側 ４１…三方電磁弁 ４２…回収容器 ４３…潤滑油

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに回転軸が平行でかつねじり方向が
   逆の雌雄１組のスクリューロータと、該スクリューロー
   タを収容するボアおよび該ボアの一端に吸気口を他端に
   吐出口を有するケーシングと、吸気量制限用に吸込絞り
   弁と、雄スクリューロータの軸を支持する軸受に供給す
   る潤滑油の漏洩を封ずる軸封装置と、該軸封装置から洩
   れ出た該潤滑油を回収する配管とを備えてなるスクリュ
   ー圧縮機の潤滑油回収装置において、 前記回収配管を分岐し、分岐した回収配管を前記吸込絞
   り弁１次側と２次側との両方に接続し、前記吸込絞り弁
   ２次側への前記回収配管上に絞り手段、逆止手段、回収
   容器および三方電磁弁を配設し、該三方電磁弁の１次側
   の一端を圧力源に接続したことを特徴とするスクリュー
   圧縮機の潤滑油回収装置。
2. 【請求項２】 互いに回転軸が平行でかつねじり方向が
   逆の雌雄１組のスクリューロータと、該スクリューロー
   タを収容するボアおよび該ボアの一端に吸気口を他端に
   吐出口を有するケーシングと、吸気量制限用に吸込絞り
   弁と、雄スクリューロータの軸を支持する軸受に供給す
   る潤滑油の漏洩を封ずる軸封装置と、該軸封装置から洩
   れ出た該潤滑油を回収する配管とを備えてなるスクリュ
   ー圧縮機の潤滑油回収装置において、 前記回収配管を前記吸込絞り弁１次側に接続し、前記回
   収配管上に回収容器および三方電磁弁を配設し、該三方
   電磁弁の１次側の一端を圧力源に接続したことを特徴と
   するスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置。
3. 【請求項３】 互いに回転軸が平行でかつねじり方向が
   逆の雌雄１組のスクリューロータと、該スクリューロー
   タを収容するボアおよび該ボアの一端に吸気口を他端に
   吐出口を有するケーシングと、吸気量制限用に吸込絞り
   弁と、雄スクリューロータの軸を支持する軸受に供給す
   る潤滑油の漏洩を封ずる軸封装置と、該軸封装置から洩
   れ出た該潤滑油を回収する配管とを備えてなるスクリュ
   ー圧縮機の潤滑油回収装置において、 前記回収配管を前記吸込絞り弁２次側に接続し、前記回
   収配管上に絞り手段、逆止手段、回収容器および三方電
   磁弁を配設し、該三方電磁弁の１次側の一端を圧力源に
   接続したことを特徴とするスクリュー圧縮機の潤滑油回
   収装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のス
   クリュー圧縮機の潤滑油回収装置を用いて、前記三方電
   磁弁をタイマーまたは容量制御信号によって制御するこ
   とにより、前記回収容器に溜まった前記潤滑油を前記圧
   力源の高圧力により強制的に前記吸込絞り弁へ回収する
   ことを特徴とするスクリュー圧縮機の潤滑油回収装置を
   用いた潤滑油回収方法。