JP2002045625A - 液分離エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油冷式圧縮機の油分離器に備えられて圧縮ガ
ス中のミスト状の油分を分離する油分離エレメントなど
として用いられる液分離エレメントにおいて、１００℃
以上の高温のミスト状液分含有ガスに対しても使用でき
て耐熱性に優れるとともに、ミスト状液分含有ガスから
の液分の分離効率を向上させること。 【解決手段】 液分を伴うガスが外部から送り込まれ、
該液分含有ガスから前記液分を分離し、該液分が分離さ
れたガスを外部に送り出す液分離器に備えられる液分離
エレメントであって、液分含有ガスに含まれる液分を補
集し、粒径の大なる液滴を形成するための筒状の凝集層
２４と、凝集層２４にて形成された前記液滴を捕捉し
て、その下部に液分がしみ込んで濡れてなるウエットバ
ンド部を形成するためのスポンジ層２６とを備えた液分
離エレメント２０において、スポンジ層２６がメラミン
樹脂発泡体よりなることを特徴とする液分離エレメン
ト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油冷式圧縮機の油
分離器に備えられて圧縮ガス中のミスト状の油分を分離
する油分離エレメント、あるいは油冷式圧縮機のドレイ
ン分離器のドレイン分離エレメントとして用いられる液
分離エレメントに関し、１００℃以上の高温のミスト状
液分含有ガスに対しても使用できて耐熱性に優れるとと
もに、ミスト状液分含有ガスからその液分を分離する効
率を従来に比べて向上させた液分離エレメントに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は油冷式スクリュ圧縮機の系統図
である。この油冷式スクリュ圧縮機は、吸込流路１、こ
れに接続した圧縮機本体２、圧縮機本体２の吐出側に延
びるとともに、油分離器１０’を介在させた吐出流路３
ａ，３ｂと、油分離器１０’の下部から油冷却器４を経
て圧縮機本体２のガス圧縮空間、軸受・軸封部等の油注
入部に至る油供給流路５とにより構成されている。前記
の油分離器１０’は、図１６に示すように、圧縮機本体
２からの圧縮ガス（油冷式スクリュ圧縮機の用途が空気
圧縮機の場合は圧縮空気）中のミスト状の油分を分離す
るための油分離エレメント２０’と、内側に下部が液溜
まり部１３となるように油分離エレメント２０’を収納
し、底部に油流出口１４が設けられた有底円筒状のケー
シング１２と、ケーシング１２の上部口部に取り付けら
れたヘッド１１とにより構成されている。

【０００３】そして、前記油分離器１０’のヘッド１１
には、ケーシング１２の上端外周部に形成された雌ねじ
に螺合する雄ねじと、ミスト状の油分を伴って吐出され
た圧縮ガスをケーシング１２内に収納された油分離エレ
メント２０’の内側に導入する断面円形の導入通路１１
ａと、油分が分離された後の圧縮ガスを外部に導出する
断面円形のガス導出通路１１ｂとが設けられている。油
分離エレメント２０’は、その円形口部付きエンドカバ
ー２８の該円形口部を、これにＯリング２８ａを装着し
た状態でヘッド１１の導入通路１１ａ先端部に嵌め込む
ことにより、ヘッド１１に着脱可能に支持されるように
なっている。そして、油分離エレメント２０’を支持し
た状態のヘッド１１は、ケーシング１２との間にＯリン
グ１５を挟み、ケーシング１２に形成された前記雌ねじ
とヘッド１１に形成された前記雄ねじとの螺合により、
ケーシング１２に着脱可能に取り付けられている。

【０００４】そして、吸込流路１から圧縮機本体２に吸
い込まれたガスは、油供給流路５から油注入を受けつつ
圧縮され、ミスト状の油分を伴った状態で吐出流路３ａ
に吐出される。さらにこの吐出された圧縮ガスは油分と
ともに油分離器１０’のヘッド１１の導入通路１１ａを
通じて油分離エレメント２０’の内側に導かれ、この油
分離エレメント２０’で油分と圧縮ガスが分離され、ク
リーンな圧縮ガスはヘッド１１のガス導出通路１１ｂか
ら吐出流路３ｂに送り出され、需要先に供給される。一
方、油分は一旦油溜まり部１３に溜められ、油流出口１
４より油供給流路５に出てゆく。そして、この油は油冷
却器４にて冷却されて、前述した油注入部に送られた
後、圧縮機本体２の吐出口に導かれ、以後、同様の循環
を繰り返すことになる。

【０００５】前記した油分離エレメント２０’について
説明する。図１７に示すように、油分離エレメント２
０’は、内側にガス導入空間２１を有する多層円筒形に
形成された後述するエレメント本体２２’を有し、この
エレメント本体２２’の下端部に円盤状のエンドカバー
２７を装着し、エレメント本体２２’の上端部に上方へ
突出した円形口部を持つエンドカバー２８を装着してな
るものである。

【０００６】そして、多層円筒構造をなす前記エレメン
ト本体２２’は、ミスト状の油分を含む圧縮ガスが送り
込まれる内側から順に、多数の小孔を有する第１の支持
用円筒体２３と、圧縮ガスに含まれる液分をコアレッシ
ング（ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ）補集し、粒径の大なる液
滴を形成するための凝集層２４と、多数の小孔を有する
第２の支持用円筒体２５と、前記凝集層にて形成された
前記液滴を捕捉して、これが自重により移動することで
その下部に液分がしみ込んで濡れてなるウエットバンド
（Ｗｅｔ Ｂａｎｄ）部２６’ａ（図１６，図１８参
照）を形成するためのスポンジ層（分離層）２６’と
を、同心的に配してなるものである。すなわち、エレメ
ント本体２２’は、円筒状の凝集層２４と、凝集層２４
を囲繞するように凝集層２４の外側にこれと同心的に配
された円筒状のスポンジ層２６’とを有している。

【０００７】前記の凝集層２４は、目の細かい（繊維径
の細い）セルロース繊維で構成されており、スポンジ層
２６’は、例えば、ウレタン発泡体（ウレタンフォー
ム）で構成されている。また、支持用円筒体２３，２５
は、凝集層２４及びスポンジ層２６’を支持（保持）す
るためのものであって、直径２〜３ｍｍ程度の多数の小
孔を有する薄肉の金属板（例えばステンレス鋼製のパン
チングメタル）を円筒状に成形したものである。このよ
うに構成されるエレメント本体２２’は、接着剤２９に
よってエンドカバー２７と円形口部付きエンドカバー２
８とに固定されている。なお、支持用円筒体２３，２５
に代えて円筒状の金属製ネット、例えばステンレス鋼製
ネットを用いるようにしたものものある。また、第１の
支持用円筒体２３と凝集層２４との間にさらに、凝集層
２４を保持するための金属製ネットを配するとともに、
凝集層２４と第２の支持用円筒体２５との間にさらに、
凝集層２４を保持するための金属製ネットを配したもの
もある。

【０００８】このように構成される油分離エレメント２
０’の動作を図１８を参照して説明する。図１８は、図
１７における油分離エレメントの下部を示し、該油分離
エレメントの油分離動作を説明するための図である。ミ
スト状の油分を含む圧縮ガスは、油分離器１０’のヘッ
ド１１の導入通路１１ａより油分離エレメント２０’の
内側のガス導入空間２１へと導かれ、まず、多数の小孔
を有する第１の支持用円筒体２３を通過する。この第１
の支持用円筒体２３は、油滴径に比べてはるかに目が粗
いため、油分の分離には関与しない。次に、ミスト状の
油分を含む圧縮ガスが目の細かいセルロース繊維よりな
る凝集層２４を通過する間に、圧縮ガスに含まれる油分
はコアレッシング（ｃｏａｌｅｓｃｉｎｇ）補集され、
数μｍ径のものが次第に成長して数百μｍ径の大きな油
滴に形成される。

【０００９】次いで、この数百μｍ径の大きな油滴を含
む圧縮ガスが、油分の分離には関与しない第２の支持用
円筒体２５を通過した後、ウレタン発泡体よりなるスポ
ンジ層２６’に流入すると、前記数百μｍ径の大きな油
滴はスポンジ層２６’によって捕捉される。このスポン
ジ層２６’にて捕捉された油滴が自重により下方へ移動
することにより、スポンジ層２６’の下部に油分がしみ
込んで濡れてなるウエットバンド部２６’ａが生じる。
このウエットバンド部２６’ａの下部からしみ出した油
分は、エンドカバー２７の外面を伝わって大きな油滴と
なって自重落下し、油分離器１０’の油溜まり部１３に
溜まることになる。一方、スポンジ層２６’におけるウ
エットバンド部２６’ａより上の部分を通過して油分が
分離された圧縮ガスは、ケーシング１２と油分離エレメ
ント２０’との間を通ってヘッド１１のガス導出通路１
１ｂより外部へ送り出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来の
油分離エレメントでは、スポンジ層がウレタン発泡体よ
りなるものである場合、ウレタン発泡体の耐熱性（使用
温度）が８０℃であり、それよりも高温の圧縮ガスに対
しては使用できない。そのため、１００〜１２０℃程度
の温度範囲であるような１００℃以上の高温の圧縮ガス
に対しては、スポンジ層がウレタン発泡体に比べて耐熱
性に優れたポリエステル不織布よりなる油分離エレメン
トが使用される場合が多い。

【００１１】ところが、スポンジ層がポリエステル不織
布よりなるものでは、油分離効率が低いという問題があ
った。この点について説明すると、スポンジ層は油分を
吸収するにはその油分がしみ込むための所要の空隙率
（全体積に対して空隙（気泡）の総和が占める割合）が
必要であり、ウレタン発泡体の空隙率約７０％に対し
て、ポリエステル不織布の空隙率は約５０％程度であっ
て小さい。よって、ポリエステル不織布よりなるスポン
ジ層においては、空隙率が小さいために該スポンジ層内
外の差圧が大きい。図１４に示すように、スポンジ層の
ウエットバンド部の上端部分は圧縮ガスの流れに接して
おり、スポンジ層内外の差圧（スポンジ層での圧力損
失）が大きいと、その圧縮ガスの流れに接している部分
にしみ込んでいる油分が、差圧によって押し出されて細
かい油滴となってスポンジ層から外側（ケーシング側）
に飛散し、圧縮ガスに同伴して油分離器外部へ送り出さ
れることになる。このように、油分離効率が低いという
問題があった。

【００１２】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたものであって、油冷式圧縮機の油分
離器に備えられて圧縮ガス中のミスト状の油分を分離す
る油分離エレメントなどとして用いられる液分離エレメ
ントにおいて、１００℃以上の高温のミスト状液分含有
ガスに対しても使用できて耐熱性に優れるとともに、ミ
スト状液分含有ガスからその液分を分離する効率を従来
に比べて向上させた、液分離エレメントを提供すること
をその目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、液分を伴うガスが外部から送
り込まれ、該液分含有ガスから前記液分を分離し、該液
分が分離されたガスを外部に送り出す液分離器に備えら
れる液分離エレメントであって、外部からの前記液分含
有ガスに含まれる液分を補集し、粒径の大なる液滴を形
成するための筒状の凝集層と、筒状をなして前記凝集層
と同心的に配され、前記凝集層にて形成された前記液滴
を捕捉して、これが自重により移動することでその下部
に液分がしみ込んで濡れてなるウエットバンド部を形成
するためのスポンジ層とを備えた液分離エレメントにお
いて、前記スポンジ層が１００℃以上の前記液分含有ガ
スに対して使用しうる樹脂発泡体よりなることを特徴と
する液分離エレメントである。

【００１４】また、請求項２の発明は、前記請求項１記
載の液分離エレメントにおいて、前記スポンジ層を構成
する前記樹脂発泡体がメラミン樹脂発泡体であることを
特徴とするものである。請求項３の発明は、前記請求項
２記載の液分離エレメントにおいて、前記スポンジ層の
厚みが２〜１５ｍｍであることを特徴とするものであ
る。

【００１５】前記のように構成することにより、油冷式
圧縮機の油分離器の油分離エレメントに用いることで、
１００℃以上の高温の圧縮空気などの圧縮ガスに対して
も使用できて耐熱性に優れるとともに、高いミスト状の
液分を伴う圧縮ガスから該液分を分離する効率を従来に
比べて高くすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明による液分離
エレメントを油分離エレメントとして用いた油分離器を
備えた油冷式スクリュ圧縮機の系統図、図２は図１にお
ける油分離器の構成を示す断面図、図３は図２における
油分離エレメント（液分離エレメント）の構成を示す断
面図である。

【００１７】ここで、この実施形態において、油分離エ
レメントのスポンジ層の構成が相違する点以外は、前記
図１５〜図１８に示す構成と同じあるので、該同一部分
には前記図１５〜図１８と同一の符号を付して説明を省
略する。すなわち、図１，図２における油分離器１０
は、その油分離エレメント２０のエレメント本体２２の
スポンジ層２６の構成が相違する点以外は、前記図１
５，図１６と同じ構成である。

【００１８】図３において、エレメント本体２２のスポ
ンジ層２６は、メラミン樹脂発泡体よりなるものであ
る。

【００１９】スポンジ層２６をメラミン樹脂発泡体によ
って構成することについては、凝集層とスポンジ層とを
有する油分離エレメントの特性・動作について解析し、
スポンジ層の具備すべき要件を求め、その結果から得ら
れたものであり、以下に説明する。

【００２０】本発明において、メラミン樹脂発泡体より
なるスポンジ層を採用する目的のひとつは、スポンジ層
がポリエステル不織布よりなる場合には、スポンジ層で
の圧力損失（スポンジ層内外の差圧）が限界差圧ΔＰ_C
を超えてしまい、スポンジ層のウエットバンド部の油分
が押し出されて細かい油滴となって飛散し、これによっ
て油分離効率が低下するという問題を解消することにあ
る。ここでは、油分離エレメントの諸元と前記限界差圧
ΔＰ_C との関連性について説明する。

【００２１】まず、油分離エレメントの諸元を表１のよ
うに表す。また、図４は、凝集層とスポンジ層を有する
油分離エレメントの一般的構造を模式的に示す図であ
る。図４において、１０１は第１の支持用円筒体、１０
２は凝集層、１０３は第２の支持用円筒体、１０４はス
ポンジ層、１０４ａはスポンジ層１０４のウエットバン
ド部、１０５はエンドカバー、１０６は円形口部付きエ
ンドカバー、をそれぞれ示している。

【００２２】

【表１】

【００２３】さて、圧縮ガス中の油分が全てスポンジ層
１０４に捕捉されたとすると、スポンジ層１０４のウエ
ットバンド部１０４ａの高さｘは、次の式（１）で表さ
れる。式（１）において、右辺のｄＱ_LI／ｄｔは油分離
エレメントへの単位時間当たりの油分の流入量、右辺の
ｄＱ_LO／ｄｔは油分離エレメントからの単位時間当たり
の油分の排出量であり、左辺は、ウエットバンド部１０
４ａでの単位時間当たりの油分の保有量であって、ウエ
ットバンド部１０４ａにおける空隙の総和を表してい
る。

【００２４】

【数１】

【００２５】次に、ウエットバンド部１０４ａからの油
滴による油分の排出量（ｄＱ_LO／ｄｔ）について考え
る。これには２つの項があり、重力により排出を促進す
る項と、粘性抵抗により排出を抑制する項とである。前
者をｄｑ₁ ／ｄｔとすると、油分の排出量は近似的に油
分離エレメント底面でのウエットバンド部１０４ａによ
る油圧に比例すると考えられものであり、比例定数をＣ
₁ とすると、ｄｑ₁ ／ｄｔは式（２）で表される。ま
た、後者の項をｄｑ₂ ／ｄｔとすると、粘性抵抗は、ス
ポンジ層と油分の接触面積：ｓｈｘ、油分の流速：ｖ、
及び油分の粘度：μに比例すると考えられものであり、
比例定数をＣ₂ とすると、ｄｑ₂ ／ｄｔは式（３）で表
される。一方、前記した油分の流速ｖは、式（４）で表
される。よって、これらの式（２）〜式（４）から、油
分の排出量（ｄＱ_LO／ｄｔ）は、式（５）で表されるこ
とになる。

【００２６】

【数２】

【００２７】さて、ウエットバンド部１０４ａの高さｘ
は、定常状態では一定である。よって、（ｄｘ／ｄｔ）
＝０から、式（１）の左辺はゼロとなり、式（６）が得
られる。この式（６）から、ウエットバンド部１０４ａ
の高さｘは、式（７）で表される。

【００２８】

【数３】

【００２９】圧縮ガスはスポンジ層１０４におけるウエ
ットバンド部１０４ａ以外の部分を通過するとする。そ
うすると、圧縮ガスの流速ｖ_G は、式（８）で表され
る。式（８）において、ｄＱ_G ／ｄｔは油分離エレメン
トへの単位時間当たりの圧縮ガス流入量である。

【００３０】

【数４】

【００３１】また、スポンジ層１０４を通過するときの
圧力損失ΔＰは、スポンジ層１０４の厚みｈが大きいと
その値が大きく、スポンジ層１０４の空隙率αが大きい
とその値が小さくなるため、圧縮ガスの流れを層流と
し、定数をＣ₃ とすると、式（９）で近似できる。

【００３２】

【数５】

【００３３】前述したように、スポンジ層内外の差圧
（圧力損失ΔＰ）が限界差圧ΔＰ_C を超えると、ウエッ
トバンド部１０４ａの油分が押し出されて細かい油滴と
なって飛散し、これによって油分離効率が悪化してしま
う。したがって、式（１０）に示すところの、ΔＰ≦Δ
Ｐ_C の関係を満足する必要がある。

【００３４】

【数６】

【００３５】前記の式（９）に、式（７）を代入する
と、スポンジ層１０４での圧力損失ΔＰを表す式とし
て、式（１１）が得られる。さて、これら（１）〜（１
０）の式において、スポンジ層１０４の性状に関するも
のは、スポンジ層１０４の空隙率αと、スポンジ層１０
４と油分との接触面積ｓとである。ここで、空隙率αと
接触面積ｓとの関係を考えてみると、油分との接触面積
ｓが大きいということは、空隙率αが小さいスポンジ層
１０４であるということであり、ｓとαとは反比例の関
係にあると仮定しうる。そこで、ｓとαについて式（１
２）の関係を満たすものとすると、スポンジ層１０４で
の圧力損失ΔＰを表す式（１１）は、式（１３）のよう
に、接触面積ｓが消去されて空隙率αを含む式として表
される。

【００３６】

【数７】

【００３７】このような一連の式から、スポンジ層空隙
率α，スポンジ層厚みｈ以外を一定としたとき、空隙率
αをパラメータとしてスポンジ層１０４での圧力損失Δ
Ｐとスポンジ層厚みｈとの関係を示すと、図５のグラフ
になる。

【００３８】同図から、スポンジ層１０４の厚みｈにつ
いては、薄すぎても厚すぎても不適切であり、適切な範
囲が存在する。厚みｈが薄すぎるとウエットバンド部１
０４ａの高さｘが高くなりすぎて、圧縮ガスの通過域が
狭くなって圧力損失ΔＰが大きくなってしまう。一方、
厚すぎるとスポンジ層１０４そのものによる圧力損失Δ
Ｐが大きくなる。よって、図５に示すように、スポンジ
層１０４での圧力損失ΔＰが油分離効率の悪化を招く限
界差圧ΔＰ_C を超えないためには、スポンジ層１０４の
厚みｈは、ｈ１≦ｈ≦ｈ２の範囲を満たす必要があり、
空隙率αが小さいものでは、ｈ３≦ｈ≦ｈ４のように厚
みｈの範囲は狭くなることがわかる。

【００３９】次に、スポンジ層空隙率α，スポンジ層厚
みｈ以外を一定としたとき、スポンジ層厚みｈをパラメ
ータとしてスポンジ層１０４での圧力損失ΔＰとスポン
ジ層空隙率αとの関係を示すと、図６のグラフになる。

【００４０】同図において、パラメータとして示したス
ポンジ層の厚み：ｈａ，ｈｂ，ｈｃは、前記の図５に示
したそれらに対応するものである。図６に示すように、
空隙率αが大きくなると圧力損失ΔＰは小さくなってい
る。厚みｈｂのスポンジ層１０４が限界差圧ΔＰ_C を超
えないためには、該スポンジ層１０４の空隙率がα１よ
り大きいことが必要であり、厚みｈａ（＜ｈｂ）のスポ
ンジ層１０４が限界差圧ΔＰ_C を超えないためには、該
スポンジ層１０４の空隙率がα２（＞α１）より大きい
ことが必要である。

【００４１】また、スポンジ層空隙率α，油分離エレメ
ントへの単位時間当たりの油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔ以
外を一定としたとき、油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔをパラ
メータとしてスポンジ層１０４での圧力損失ΔＰとスポ
ンジ層空隙率αとの関係を示すと、図７のグラフにな
る。

【００４２】同図から、油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔが多
くなるに従って、限界差圧ΔＰ_C を超えないようにする
ためには空隙率αを大きくする必要があることがわか
る。油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔが小のときスポンジ層１
０４が限界差圧ΔＰ_C を超えないためには、該スポンジ
層１０４の空隙率がα３より大きいことが必要があり、
油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔが大のとき限界差圧ΔＰ_C を
超えないためには、スポンジ層１０４の空隙率がα４
（＞α３）より大きいことが必要である。

【００４３】図８はスポンジ層１０４での圧力損失ΔＰ
と油分離効率との関係を示すグラフである。同図から、
スポンジ層１０４での圧力損失が限界差圧ΔＰ_C を超え
ると、油分離効率は急激に低下することがわかる。な
お、限界差圧ΔＰ_C の値は、実験により求められるもの
であり、スポンジ層１０４の厚みや、空隙率αによら
ず、ほぼ一定の値となるものである。例えば、圧力が
０．７ＭＰａの圧縮空気の場合では、限界差圧ΔＰ_C ＝
１．９６ｋＰａ（２００ｍｍＡｑ）である。

【００４４】さて、スポンジ層を構成する従来のウレタ
ン発泡体は、その空隙率αが大きく７０％程度である。
ウレタン発泡体の気泡径（泡径）の分布曲線の一例を図
９に示す。ウレタン発泡体の平均気泡径は０．２ｍｍで
あり、該ウレタン発泡体よりなるスポンジ層の厚みｈは
５ｍｍである。また、従来、１００℃以上の高温の圧縮
ガスに対して用いられていたポリエステル不織布の空隙
率αは５０％程度であり、該ポリエステル不織布よりな
るスポンジ層の厚みｈは、１ｍｍ程度となされている。

【００４５】そこで、スポンジ層が空隙率α：７０％，
厚みｈ：５ｍｍの場合（前記ウレタン発泡体よりなる場
合）と、空隙率α：５０％，厚みｈ：１ｍｍの場合（前
記ポリエステル不織布よりなる場合）とについて、前記
図６のグラフに当てはめると、図１０に示すような、ス
ポンジ層での圧力損失ΔＰとスポンジ層空隙率αとの関
係を示すグラフが得られる。なお、図１０では、油分の
ｄＱ_LI／ｄｔは５００ｐｐｍである。

【００４６】図１０から明らかなように、ポリエステル
不織布よりなるスポンジ層では、限界差圧ΔＰ_C を大き
く超えており、油分離効率が悪いことがわかる。スポン
ジ層を構成する材料として、ポリエステル不織布はウレ
タン発泡体に比べると耐熱性の点で優れているものの、
油分離効率の点で劣っている。

【００４７】そこで、本発明では、スポンジ層を構成す
る材料として、耐熱性と油分離効率との両方に優れたメ
ラミン樹脂発泡体を用いたものである。１００℃以上の
圧縮ガスに対して使用しうる樹脂発泡体としては、メラ
ミン樹脂発泡体の他に、フェノール樹脂発泡体が挙げら
れるが、独立の気泡構造であるフェノール樹脂発泡体よ
りも連続の気泡構造であるメラミン樹脂発泡体の方が、
油分の吸収性が良いという点でよい。メラミン樹脂発泡
体よりなるスポンジ層は、従来のウレタン発泡体の場合
と同様に、任意の厚みのものを得ることができる。メラ
ミン樹脂発泡体の気泡径の分布曲線の一例を図１１に示
す。前記した図１０（圧力損失ΔＰと空隙率αとの関係
を示すグラフ）から、メラミン樹脂発泡体よりなる厚み
５ｍｍのスポンジ層の場合、空隙率αは５５％以上であ
ればよい。

【００４８】メラミン樹脂発泡体（空隙率α：６０％）
よりなるスポンジ層の場合と、ウレタン発泡体（空隙率
α：７０％）よりなるスポンジ層の場合とについて、前
記図５のグラフに当てはめると、図１２に示すような、
スポンジ層での圧力損失ΔＰとスポンジ層厚みｈとの関
係を示すグラフが得られる。図１２から、このメラミン
樹脂発泡体よりなるスポンジ層は、その厚みが２〜１５
ｍｍの範囲がよいことがわかる。なお、図１２におい
て、圧力損失ΔＰが最小となるスポンジ層の厚みは、両
者とも５ｍｍである。

【００４９】図１３は、油冷式スクリュ空気圧縮機の油
分離器として、本発明による油分離エレメント（スポン
ジ層：メラミン樹脂発泡体）を備えた油分離器を用いた
場合と、従来の油分離エレメント（スポンジ層：ポリエ
ステル不織布）を備えた油分離器を用いた場合とにおけ
る、油分離器のヘッドのガス導出通路での圧縮空気に含
まれる油分を測定した結果を示すグラフである。

【００５０】図１３では、空気圧縮機からの圧縮空気の
温度は、１１０℃であり、本発明による油分離エレメン
ト２０のエレメント本体２２の寸法は、内径φ４５ｍｍ
×外径φ６０ｍｍ×長さ３００ｍｍであり、メラミン樹
脂発泡体よりなるスポンジ層は、厚みｈ＝５ｍｍ，空隙
率α＝６５％，気泡径０．１ｍｍ以上の気泡の総和が占
める割合β＝１５％である。一方、従来の油分離エレメ
ント２０’のエレメント本体２２’の寸法は、内径φ４
５ｍｍ×外径φ５２ｍｍ×長さ３００ｍｍであり、ポリ
エステル不織布よりなるスポンジ層は厚みｈ＝１ｍｍ，
空隙率α＝５０％である。図１３から明らかなように、
本発明による油分離エレメント２０によると、１００℃
以上の高温の圧縮空気に対しても使用できるとともに、
油分を伴う圧縮空気から該油分を分離する効率を従来に
比べて大幅に向上させることができた。

【００５１】なお、本実施の形態では、凝集層の外側に
これと同心的にスポンジ層を配し、エレメント本体の内
側から外側に向かって油分を含む圧縮ガスを通過させる
ようにしたが、これに限らず、逆に、スポンジ層の外側
にこれと同心的に凝集層を配し、エレメント本体の外側
から内側に向かって油分を含む圧縮ガスを通過させるよ
うにすることも可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による液分離
エレメントによると、油冷式圧縮機の油分離器に備えら
れて圧縮ガス中のミスト状の油分を分離する油分離エレ
メントなどとして用いられる液分離エレメントにおい
て、スポンジ層をメラミン樹脂発泡体によって構成した
ものであるから、１００℃以上の高温のミスト状液分含
有ガスに対しても使用できて耐熱性に優れるとともに、
ミスト状液分含有ガスからその液分を分離する効率を従
来に比べて大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液分離エレメントを油分離エレメ
ントとして用いた油分離器を備えた油冷式スクリュ圧縮
機の系統図である。

【図２】図１における油分離器の構成を示す断面図であ
る。

【図３】図２における油分離エレメント（液分離エレメ
ント）の構成を示す断面図である。

【図４】凝集層とスポンジ層を有する油分離エレメント
の一般的構造を模式的に示す図である。

【図５】空隙率αをパラメータとしてスポンジ層での圧
力損失ΔＰとスポンジ層厚みｈとの関係を示すグラフで
ある。

【図６】スポンジ層厚みｈをパラメータとしてスポンジ
層での圧力損失ΔＰとスポンジ層空隙率αとの関係を示
すグラフである。

【図７】油分の流入量ｄＱ_LI／ｄｔをパラメータとして
スポンジ層での圧力損失ΔＰとスポンジ層空隙率αとの
関係を示すグラフである。

【図８】スポンジ層での圧力損失ΔＰと油分離効率との
関係を示すグラフである。

【図９】ウレタン発泡体の気泡径の分布曲線を示す図で
ある。

【図１０】スポンジ層での圧力損失ΔＰとスポンジ層空
隙率αとの関係を示すグラフである。

【図１１】メラミン樹脂発泡体の気泡径の分布曲線を示
す図である。

【図１２】スポンジ層での圧力損失ΔＰとスポンジ層厚
みｈとの関係を示すグラフである。

【図１３】油冷式スクリュ空気圧縮機の油分離器とし
て、本発明による油分離エレメント（スポンジ層：メラ
ミン樹脂発泡体）を備えた油分離器を用いた場合と、従
来の油分離エレメント（スポンジ層：ポリエステル不織
布）を備えた油分離器を用いた場合とにおける、油分離
器のヘッドのガス導出通路での圧縮空気に含まれる油分
を測定した結果を示すグラフである。

【図１４】スポンジ層内外の差圧（スポンジ層での圧力
損失）が大きいと、油分離効率が低下する理由を説明す
るための図である。

【図１５】従来の油分離エレメントを用いた油分離器を
備えた油冷式スクリュ圧縮機の系統図である。

【図１６】図１５における油分離器の構成を示す断面図
である。

【図１７】図１６における従来の油分離エレメント（液
分離エレメント）の構成を示す断面図である。

【図１８】図１７における油分離エレメントの下部を示
し、該油分離エレメントの油分離動作を説明するための
図である。

【符号の説明】

１…吸込流路 ２…圧縮機本体 ３ａ，３ｂ…吐出流路
４…油冷却器 ５…油供給流路 １０…油分離器 １
１…ヘッド １１ａ…導入通路 １１ｂ…ガス導出通路
１２…ケーシング １３…液溜まり部 １４…油流出
口 １５…Ｏリング ２０…油分離エレメント ２１…
ガス導入空間 ２２…エレメント本体２３…第１の支持
用円筒体 ２４…凝集層 ２５…第２の支持用円筒体
２６…メラミン樹脂発泡体よりなるスポンジ層 ２６ａ
…ウエットバンド部 ２７…エンドカバー ２８…円形
口部付きエンドカバー ２８ａ…Ｏリング １０１…第
１の支持用円筒体 １０２…凝集層 １０３…第２の支
持用円筒体 １０４…スポンジ層 １０４ａ…ウエット
バンド部 １０５…エンドカバー １０６…円形口部付
きエンドカバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液分を伴うガスが外部から送り込まれ、
   該液分含有ガスから前記液分を分離し、該液分が分離さ
   れたガスを外部に送り出す液分離器に備えられる液分離
   エレメントであって、外部からの前記液分含有ガスに含
   まれる液分を補集し、粒径の大なる液滴を形成するため
   の筒状の凝集層と、筒状をなして前記凝集層と同心的に
   配され、前記凝集層にて形成された前記液滴を捕捉し
   て、これが自重により移動することでその下部に液分が
   しみ込んで濡れてなるウエットバンド部を形成するため
   のスポンジ層とを備えた液分離エレメントにおいて、前
   記スポンジ層が１００℃以上の前記液分含有ガスに対し
   て使用しうる樹脂発泡体よりなることを特徴とする液分
   離エレメント。
2. 【請求項２】 前記スポンジ層を構成する前記樹脂発泡
   体がメラミン樹脂発泡体であることを特徴とする請求項
   １記載の液分離エレメント。
3. 【請求項３】 前記スポンジ層の厚みが２〜１５ｍｍで
   あることを特徴とする請求項２記載の液分離エレメン
   ト。