JP2003120565A - 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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JP2003120565A JP2001321394A JP2001321394A JP2003120565A JP 2003120565 A JP2003120565 A JP 2003120565A JP 2001321394 A JP2001321394 A JP 2001321394A JP 2001321394 A JP2001321394 A JP 2001321394A JP 2003120565 A JP2003120565 A JP 2003120565A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】油冷式スクリュー圧縮機において、圧縮機本体
の運転状態にかかわらず、油分離エレメントの油分離特
性を保持または向上させる。 【解決手段】油冷式スクリュー圧縮機では、圧縮空気中
に潤滑油が混入される。この圧縮空気中の油分を一次分
離する油分離手段２１と、この一次分離手段で油分を一
次分離された圧縮空気を二次分離する油分離機構４とを
スクリュー圧縮機は備えている。油分離機構は圧縮空気
の流路が形成されたヘッド部１５と、このヘッド部の上
部に取付けられるカバー部材４Ａと、カバー部材に内蔵
される濾材１１と凝集層１７と、これら濾材と凝集層と
を保持する下部端板１３とを有している。ヘッド部にこ
の油分離機構外に分離された油を導く油回収穴１８を形
成し、この油回収穴のカバー部材内部における開放端１
９を凝集層の内周下端部よりも低く形成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術的分野】本発明は、圧縮ガスに潤滑
油を混入させる油冷式スクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の油冷式スクリュー圧縮機の例が、
特開平８−３１９９８０号公報に記載されている。この
公報では、油分離エレメントを容易に交換でき、かつ容
器から油分離エレメントのみを取り出して交換できるよ
うに、圧縮ガス中の油分を一次分離する第１の容器に油
分離エレメントを収納した第２の容器を接続している。
そして、第２の容器の口径を油分離エレメントの外径よ
りも大きくしている。さらに、油分離エレメントの交換
を容易にするため、第２の容器の開口部を上端または下
端に形成し、容器を下方からまたは上方から取付けるよ
うにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の従来
の油冷式スクリュー圧縮機では、油冷式スクリュー圧縮
機を大流量や低圧力で運転したときに油分離特性が低下
するおそれがあった。そのため、油分離に用いる油分離
エレメントの分離面積を広くして、油分離性能の低下を
補償していた。その結果、油分離機構を小型化できない
という不具合を生じていた。特に第２の容器の開口端を
下向きにして使用すると、油回収用の管が不要となるが
油分離器の内部に二次側の空気取出し口が必要となり、
第２の容器の内部流速が最適速度よりも速くなりやす
く、油分離性能が低下する恐れがある。
【０００４】本発明は上記従来の技術の不具合に鑑みな
されたものであり、その目的は圧縮機本体の運転状態に
かかわらず、油分離エレメントの油分離特性を保持また
は向上させることにある。本発明の他の目的は、油分離
エレメントを小型化することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、圧縮空気中に潤滑油を混入する油冷
式スクリュー圧縮機において、圧縮空気中の油分を一次
分離する油分離手段と、この一次分離手段で油分を一次
分離された圧縮空気を二次分離する油分離機構とを備
え、前記油分離機構は圧縮空気の流路が形成されたヘッ
ド部と、このヘッド部の上部に取付けられるカバー部材
と、カバー部材に内蔵される濾材と凝集層と、これら濾
材と凝集層とを保持する下部端板とを有し、前記ヘッド
部にこの油分離機構外に分離された油を導く油回収穴を
形成し、この油回収穴の前記カバー部材内部における開
放端が前記凝集層の内周下端部よりも低く形成したもの
である。
【０００６】そしてこの特徴において、下部端板の内周
側に遮蔽板を設け、この遮蔽板が前記凝集層の内周側下
田端を決定するか、油回収穴の側部に連通しヘッド内部
に開口する横穴を形成するようにしてもよい。
【０００７】上記目的を達成するための本発明の他の特
徴は、圧縮空気中に潤滑油を混入する油冷式スクリュー
圧縮機において、圧縮空気中の油分を一次分離する油分
離手段と、この一次分離手段で油分を一次分離された圧
縮空気を二次分離する油分離機構とを備え、前記油分離
機構は圧縮空気の流路が形成されたヘッド部と、このヘ
ッド部の上部に取付けられるカバー部材と、このカバー
部材に内蔵された濾材とを有し、前記ヘッド部に油分離
機構外に分離された油を導く油回収穴を形成するととも
に、前記濾材で濾過された油が分離された圧縮空気に混
合するのを防止する混合防止手段を設けたものである。
特に、油分離機構の開放端の端板と濾材の境界面の位置
を、ヘッドに設けられた油回収穴の開口部よりも高くす
ることが望ましい。これにより、濾材を通過した圧縮空
気は、油分離器で分離され落下する油滴が溜まる面より
上方を通過するので、回収穴へ落下しようとする油分の
再飛散が防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図１は、本発明に係る油冷式スクリュー
圧縮機の一実施例の系統図であり、図２は図１のスクリ
ュー圧縮機に用いる油分離機構の縦断面図である。雌雄
ロータを有する圧縮機本体1において、潤滑及び冷却用
として作動空気中に潤滑油が混入される。そのため、圧
縮機本体１から吐出される吐出される圧縮空気２中には
油分が多量に含まれる。この油分を多量に含んだ圧縮空
気２は、油分離容器２１にこの容器２１の側部から導か
れる。油分離容器２１の内部上方にはこの油分離容器２
１の内径より小径の遠心分離機構３が設けられている。
この油分離容器２１に導かれた圧縮空気２１遠心分離機
構３に衝突して液滴９となって、容器２１壁を伝わりな
がらまたは容器２１壁近傍を落下して、容器２１の油溜
まり９ａりに溜まる。
【０００９】油分離容器２１で油分が一次分離された圧
縮空気２は、濾材が内蔵された油分離エレメント４のエ
レメントヘッド１５に導かれる。油分離エレメント４で
ほぼ完全に油分を二次分離された圧縮空気１２は、逆止
弁５と調圧弁６を順に経由してアフタークーラ７へ導か
れる。アフタークーラ７で所定温度まで冷却された圧縮
空気１２は、需要元へと送られる。一方、油分離容器２
１に溜められた潤滑油はオイルクーラ８に導かれ、オイ
ルクーラ８で冷却ファン１０が送風する冷却空気と熱交
換して冷却され、スクリュー圧縮機本体１の潤滑部及び
冷却部に供給される。
【００１０】油分離エレメント４の詳細を、図２に示
す。油分離エレメント４では、圧縮空気１２の流路が形
成されたエレメントヘッド１５が下部に設けられてお
り、このエレメントヘッド１５に一端が開口し他端部が
閉成された円筒形の油分離エレメントケース４Ａが、開
口部を下向きにして取付け具２２により取付けられてい
る。油分離エレメントケース４Ａ内には、中空円筒状の
濾材１１が、この濾材の内側には同じく中空円筒状の凝
集層１７がそれぞれ内蔵されている。濾材１１と凝集層
１７の軸方向端部である上方端には油分離エレメント４
Ａ内にこれら濾材１１と凝集層１７を保持するために上
部端板１２が配置されている。同様に濾材１１と凝集層
１７の軸方向下端部には、下部端板１３が配置されてい
る。濾材１１の両軸端は、接着剤で上部端板１２及び下
部端板１３に固定されている。下部端板１３は、シール
リング１４を用いてエレメントヘッド１５の中間部に形
成された円筒部に装着されている。
【００１１】エレメントヘッド１５の側部から流入した
圧縮空気は、エレメントヘッド１５の内部に形成された
通路を上方に進み、油分離エレメントケース４Ａと濾材
１１との間に形成された円周隙間から、濾材１１へと向
かう。圧縮空気に含まれるオイルミスト１６は、凝集作
用により粒径を次第に増加させながら濾材１１内を通過
する。そして、濾材１１の最内側に設けられた凝集層１
７で粒径をさらに肥大させて、重力で下方に落下する。
【００１２】エレメントヘッド１５には、略中央部に円
筒状の突起が形成されている。この突起内を油を二次分
離された圧縮空気が流通する。圧縮空気はエレメントヘ
ッド１５の底部で流れ方向を略９0度曲げられ、エレメ
ントヘッド１５の側部から逆止弁５へと送られる。エレ
メントヘッド１５の突起の裾部には、下部端板１３を保
持する保持部が形成されている。凝集層１７で凝集して
液滴となった油を回収する油回収穴１８が、この保持部
の近傍から下向きに形成されている。この穴１８は圧縮
空気の流路の略沿って設けられており、エレメントヘッ
ド１５の底部で略９０度向きを変えエレメントヘッド１
５の側部に開口している。圧縮機本体1の吸入口などの
この穴１８における圧力よりも低い圧力のところに、こ
の穴１８を連通させる。これにより、油分離エレメント
４で二次分離された油が回収利用される。
【００１３】ところで本発明においては、下部端板１３
の内側であってエレメントヘッド１５への取付け部に円
筒状の遮蔽板２０を設けている。そして、この遮蔽板２
０を油回収穴１８の油分離エレメントケース４Ａ内の上
方開放端部１９の高さよりも、高さｈだけ上方まで延ば
している。これは、以下の理由による。凝集層１７から
落下してきた油は、一時的に油回収穴１８が開口してい
るエレメントヘッドの上面１９部に溜まる。圧縮機の吐
出圧力が低圧力になる等で、濾材１１を通過する圧縮空
気の流速が速くなっているときに、遮蔽板２０の上端部
の位置が油回収穴１８の上面開口端１９より下に位置し
ていれば、油回収穴１８の上方に一時的に溜まっている
か付着している油が高流速の圧縮空気の流れにより巻上
げられる。その結果、折角濾材１１で分離した油をまた
一緒に下流に持ち去る現象を生じる恐れがある。
【００１４】これに対し、本実施例のように遮蔽板２０
の上端部を油回収穴１８の開口部１９よりも上方に位置
させているので、圧縮空気は開口部１９の上方に溜まっ
た油を持ち去ることが無く、圧縮空気の流れが高速であ
っても、凝集分離した油を再度巻き上げることはない。
したがって、油分離エレメント４において、安定して油
分離を実現できる。
【００１５】本発明の他の実施例を、図３ないし図５に
示す。図３の実施例において図２に示した実施例と異な
る点は、遮蔽板の高さを高くする代わりに油回収穴１８
の側部であって、下部端板１３の上端部からｈ１だけ低
い位置に横穴１８Ａを設けることにある。このように横
穴を形成するだけで圧縮空気が二次分離した油を巻き込
むのを防止できるので、簡単な構成で油分離エレメント
の性能を向上できる。
【００１６】また、図４に示した実施例が図２に示した
実施例と異なるのは、高さの高い遮蔽板を設ける代わり
に、油回収穴１８の開放上端部に凹部１９ａ形成して、
実質的に遮蔽板を設けたのと同じ作用をさせていること
にある。この場合も、簡単な構成で油分離エレメントの
性能を向上できる。また、油分離エレメントを小型化で
きる。さらに図５の実施例では、高さの高い遮蔽板の代
わりに、油回収穴１８の開放上方端部高さ１９をｈ２だ
け下部端板１３の上端部より低くしている。これによっ
ても、図２に示した油回収エレメントと同様の作用、効
果が奏される。
【００１７】以上述べた本発明の各実施例によれば、油
分離エレメントが圧縮機本体の運転状態に左右されずに
常に良好な油分離性能を示すことが可能になる。また、
油分離性能が向上するので、油分離エレメントを高流速
時に対応させた過大な形状にする必要がなく、小型化で
きる。なお、上記実施例は例示的なものであり、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。本発明の範
囲は特許請求の範囲によって示すものであって、請求項
の意味の中に入るすべての変形例は本発明に含まれる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、油エレメント内の凝集
層の内周側下端部よりも油回収穴の開放端部高さを低く
したので、圧縮機の運転状態にかかわらず、油分離エレ
メントにおける油分離性能を保持または向上できる。ま
た、油分離性能が向上するので、油分離エレメントを小
型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油冷式スクリュー圧縮機の一実施
例のフロー図である。
【図２】図１に示した油冷式スクリュー圧縮機に用いる
油分離エレメントの縦断面図である。
【図３】図１に示した油冷式スクリュー圧縮機に用いる
他の油分離エレメントの部分縦断面図である。
【図４】図１に示した油冷式スクリュー圧縮機に用いる
さらに他の油分離エレメントの部分縦断面図である。
【図５】図１に示した油冷式スクリュー圧縮機に用いる
さらに他の油分離エレメントの部分縦断面図である。
【符号の説明】
１：圧縮機本体、２：圧縮空気、３：遠心分離機構、
４：油分離エレメント、４Ａ：油分離エレメントケー
ス、５：逆止弁、６：調圧弁、７：アフタークーラ、
８：オイルクーラ、９：油、１０：冷却ファン１１：濾
材、１２：上部端板、１３：下部端板、１４：シールリ
ング、１５：エレメントヘッド、１６：オイルミスト、
１７：凝集層、１８油回収穴、１８Ａ：油回収横穴、１
９：上端開口部、２０：遮蔽板。
フロントページの続き (72)発明者 田中 英晴 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所産業機器グループ内 (72)発明者 戸田 正明 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB07 AC02 BG02 BG06 3H029 AA03 AA17 AA21 AB02 BB05 BB35 CC06 CC25 CC26 CC43 CC44

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧縮空気中に潤滑油を混入する油冷式スク
    リュー圧縮機において、圧縮空気中の油分を一次分離す
    る油分離手段と、この一次分離手段で油分を一次分離さ
    れた圧縮空気を二次分離する油分離機構とを備え、前記
    油分離機構は圧縮空気の流路が形成されたヘッド部と、
    このヘッド部の上部に取付けられるカバー部材と、カバ
    ー部材に内蔵される濾材と凝集層と、これら濾材と凝集
    層とを保持する下部端板とを有し、前記ヘッド部にこの
    油分離機構外に分離された油を導く油回収穴を形成し、
    この油回収穴の前記カバー部材内部における開放端を前
    記凝集層の内周下端部よりも低く形成したことを特徴と
    する油冷式スクリュー圧縮機。
  2. 【請求項２】前記下部端板の内周側に遮蔽板を設け、こ
    の遮蔽板が前記凝集層の内周側下端部を決定することを
    特徴とする請求項１に記載の油冷式スクリュー圧縮機。
  3. 【請求項３】前記油回収穴の側部に連通し前記ヘッド内
    部に開口する横穴を形成したことを特徴とする請求項１
    に記載の油冷式スクリュー圧縮機。
  4. 【請求項４】圧縮空気中に潤滑油を混入する油冷式スク
    リュー圧縮機において、圧縮空気中の油分を一次分離す
    る油分離手段と、この一次分離手段で油分を一次分離さ
    れた圧縮空気を二次分離する油分離機構とを備え、前記
    油分離機構は圧縮空気の流路が形成されたヘッド部と、
    このヘッド部の上部に取付けられるカバー部材と、この
    カバー部材に内蔵された濾材とを有し、前記ヘッド部に
    油分離機構外に分離された油を導く油回収穴を形成する
    とともに、前記濾材で濾過された油が分離された圧縮空
    気に混合するのを防止する混合防止手段を設けたことを
    特徴とする油冷式スクリュー圧縮機。
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