JP2004534176A - 水噴射スクリュー圧縮機 - Google Patents

Abstract

圧力導管の出口にも噴射導管の出口にも弁を有さず、前記欠点を有しない割合にコンパクトに具体化できるタイプの圧縮機を提供するが目的である。
本発明は、水噴射スクリュー圧縮機であって、内部スペース（３）を有する圧縮機要素（１）、内部スペース（３）の頂部に配置された入口部分（６）に接続された吸込み管（７）、容器（１０）が取りつけてある圧力導管（９）、容器（１０）と内部スペース（３）との間にある噴射導管（２２）、を有し、噴射導管（２２）が、入口部分（６）の上側よりも高い位置に配置してある部分（３１）を有する、
水噴射スクリュー圧縮機に関する。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、水噴射スクリュー圧縮機であって、
モーターによって駆動される二つのローターを有する圧縮機要素であって、該ローターが該圧縮機要素の内部スペース内で回転することができる圧縮機要素、
前記圧縮機要素の内部スペースの頂部に配置された入口部分に接続された吸込み管であって、該入口部分に開口している出口を閉じることのできる入口弁を有する吸込み管、
前記圧縮機要素の前記内部スペースに接続された圧力導管であって、水分離器でもある容器が取りつけてある圧力導管、
を有し、このとき、
噴射導管が、前記内部スペースへの水噴射のために、前記容器と前記圧縮機要素の前記内部スペースとの間に設置してあり、
前記噴射導管が、前記圧縮機要素の前記内部スペースの前記入口部分の上側よりも高い位置に配置してある部分を有する、
水噴射スクリュー圧縮機、に関する。
【背景技術】
【０００２】
大部分の油噴射圧縮機においては、圧縮機要素の出口または圧力導管内に、弁、多くは逆止め弁（ｒｅｔｕｒｎ ｖａｌｖｅ）が備えてあり、また噴射導管にも弁が備えてある。
【０００３】
出口の弁は、入口弁が閉じる前に圧縮機要素が突然停止した場合に、容器からの圧縮空気が圧縮機要素と吸込み管とを通って外に流れだすのを防止する。
【０００４】
噴射導管内の弁は、突然の停止の場合に、多すぎる油が、噴射導管を通って圧縮機要素の内部スペースに流れ込んで、この内部スペースが油で満たされ、そのために、油が非圧縮性であることから、後続の圧縮機要素の始動が妨げられることを防止する。
【０００５】
しかし、前記弁の機能は水性環境下では信頼性が低くなるので、水噴射圧縮機の出口および噴射導管の弁は、多くの場合、使用されず、特殊な入口弁すなわちいわゆる“アンローダー弁（ｕｎｌｏａｄｅｒ）”が吸込み導管内で使用される。
【０００６】
この“アンローダー弁”は、制御される弁機構であって、該弁機構は、圧縮機のスイッチが切られる直前または直後に入口を閉じて、圧縮機要素からの圧縮気体が吸込み管を通って外に吹きだせないようにし、また前記弁機構は、容器内の圧力によって圧縮機要素が噴射導管からの水で満たされないようにする。停止後、この弁機構を通って、圧縮気体が容器から噴出することができる。
【０００７】
そのような圧縮機の場合、入口弁が圧縮機要素の停止の前または直後に吸込み管を閉じると、容器と圧縮機要素とは、逆止め弁が圧縮機要素の出口に存在しないために、同じ圧力になる。
【０００８】
このとき、容器内の水位は最低と最高との間にあり、この水位が圧縮機要素の底部よりも高い場合には、噴射導管内に弁が存在しないことのために、容器からの水が、吸込み効果（ｓｕｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）により、容器内の水位が圧縮機要素内のそれに等しくなるまで、圧縮機要素に逆流する。
【０００９】
圧縮機要素は、始動が不可能になるような形で、水で満たされうる。
【００１０】
これを防ぐために、圧縮機要素に対する容器の位置が、容器内の最高水位が圧縮機要素内のローターの底部の高さにあるように、選択される。
【００１１】
これは、圧縮機の構造に問題を引起しうるものであり、圧縮機が割合に大きなスペースをとり、したがってまた、容器、圧縮機要素、およびモーターが収容されるハウジングも割合に大きくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、圧力導管の出口にも噴射導管の出口にも弁を有さず、前記欠点を有しない割合にコンパクトに具体化できるタイプの圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明においては、
接続導管が、
前記内部スペースの前記入口部分と、
前記噴射導管の、前記内部スペースへの低部配置出口、に向って下方に延びる前記噴射導管の部分に対する、容器の最高水位よりも上に配置された接続点と
の間に備えられる。
【００１４】
冷却器が前記噴射導管に取りつけられ、該冷却器が前記最高水位よりも上に配置される場合、
前記冷却器から前記内部スペースへの排水を防ぐために、前記冷却器が、該冷却器の両側で局所的に該冷却器よりも高い位置に上げられている、前記噴射導管の中央部分に配置され、
このとき、前記中央部分に接続され、それぞれ上方、下方に向っている前記噴射導管の部分が、前記噴射導管の最高点よりも下で、接続導管によって互いに接続される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の特徴をさらに十分に説明するために、本発明の限定を意図しない例として、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
この図に示す水噴射スクリュー圧縮機は、内部スペース３を限るハウジング２つきの圧縮機要素１を有し、該ハウジング内には、協働する二つのスクリュー形ローター４が回転自在に取りつけてあり、該ローターはモーター５によって駆動される。
【００１７】
この内部スペース３は、一端において、頂部に入口部分６を有し、該部分には、入口弁８を通じて吸込み管７が開口している。
【００１８】
他端においては、底部で、圧力導管９が内部スペース３に接続しており、該導管には、フィルター要素１０Ａが備えてあり、また水分離器となる容器１０が取りつけてあり、さらに容器１０の下流には、最小圧力弁１１が備えてある。
【００１９】
入口弁６は、いわゆる“アンローダー弁”であって、実質的に、シリンダー形のハウジング１２から成り、該ハウジングは、ピストン１３が変位できる中空スペース１２Ａを備えている。ピストン１３の作用面（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）とハウジングとの間に、シリンダー室１４が形成されている。もう一方の側では、ピストン１３がピストン棒１５によって弁要素１６に接続されている。該要素は入口部分６に配置されていて、該入口部分の壁に備えられた弁座１７と協働する。
【００２０】
圧力ばね１８の形の弾力要素が、ハウジング１２の部分とピストン１３との間で、ピストン棒１５を包囲していて、ピストン１３を押しており、したがって弁要素１６が弁座１７に向ってまたは弁座１７に対して押しつけられている。
【００２１】
制御導管１９が弁要素１６と反対側の端でシリンダー室１４に開口している。
【００２２】
内部スペース３は、弁要素１６の上流において、導管２０によって、吸込み管７または入口弁８の内部に接続しており、導管２０には、逆止め弁２１が備えられ、該弁は、内部スペース３に向う制限された流れのみを許容し、内部スペース３内での負圧の発生を防ぐ。
【００２３】
噴射導管２２が、容器１０の下側を、内部スペース３に開口している一つまたは複数の噴射点２３に接続している。
【００２４】
この噴射導管２２には、容器１０から出発して、順に、ポンプ２４、冷却器２５、および水フィルター２６が備えてある。
【００２５】
ポンプ２４には導管２７による迂回路が備えてあり、該導管には、逆止め弁２８が備えてあって、該弁は、容器１０から圧縮機要素１に向う流れのみを許容する。
【００２６】
冷却器２５が、入口部分６よりも高く配置された、噴射導管２２の部分に取りつけてある。したがって、この噴射導管２２は、容器１０と内部スペース３との間で、実質的に、容器１０よりも下に配置された部分２９、圧縮機要素１の上方まで延びる上昇部分３０、冷却器２５を備えた中央部分３１、圧縮機要素１の下方まで延びる下降部分３２、および内部スペース３に接続する端部分３３、から成る。
【００２７】
容器１０は、水位測定装置を備えており、該装置は、容器１０で分離される水のレベルを最低水位３４と入口部分６よりもわずかに下にある最高水位３５との間に制限する。
【００２８】
さらに、前記最高水位３５よりもわずかに上にあるこの入口部分６は、好ましくは水平の接続導管３６によって、噴射導管２２の下降部分３２に接続しており、またこの部分３２は、水フィルター２６のわずかに上、したがって入口部分６の上であるが、噴射部品２２の最高点よりも下、また示されている例では冷却器２５よりも下で、好ましくは水平の接続導管３７によって、噴射導管２２の上昇部分３０に接続されている。
【００２９】
水噴射スクリュー圧縮機１のスイッチがはいると、モーター５がローター４を駆動する。すると、吸込み管７から空気が吸込まれ、入口弁８が開く。
【００３０】
内部スペース３においては、吸込まれた空気が圧縮され、それからこの圧縮空気は、圧力導管９を通って、容器１０に送られ、該容器において、水が空気から分離される。
【００３１】
この動作中、各種軸受けとローター４との潤滑と冷却とのために、水が噴射導管２２から圧縮機要素１の噴射点２３内に噴射される。このとき、この水は冷却器２５で冷却され、水フィルター２６でろ過されている。
【００３２】
接続導管３７の最小断面は、噴射導管２２の部分３２の断面、したがってまた同じ断面を有する部分３０の断面に比して小さいので、水の小さな部分のみが冷却器２５を通らず迂回するだけである。
【００３３】
接続導管３６は、たとえば、入口部分６への出口において最小断面を有する。この断面は、噴射導管２２の部分３２の断面よりもはっきりと小さく、この場合にも水のわずかな部分好ましくは５％よりも少ない部分が接続導管３６によって枝分かれして入口部分６に向う。
【００３４】
圧縮機が始動するとき、容器１０の圧力は十分には高くないので、最初は、水噴射のためにポンプ２４にもスイッチがはいる。容器１０の圧力が十分に高くなったら、ただちに、ポンプ２４のスイッチが切られ、水には、逆止め弁２８の作用により、噴射導管２２を通じて容器１０の圧力が加わる。
【００３５】
容器１０の圧力が最小圧力弁１１の圧力（あらかじめ設定しなければならない）を越えると、ただちに、最小圧力弁１１が開き、圧縮空気が供給される。
【００３６】
圧縮機が停止されると、入口弁８が、制御導管１９からの制御圧力の低下により、閉じられる。
【００３７】
その瞬間、容器１０の水位は最低水位３４と最高水位３５との間にあり、また、内部スペース３の出口における圧力に等しい容器１０の圧力は、最小圧力弁１１によって設定される圧力よりもやや高い。この圧力は、まず、最小圧力弁１１によって低下し、次に、図には示さない吹きだし機構（ｂｌｏｗ−ｏｆｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によって低下する。この機構は、いわゆる“アンローダー弁”として構成される特殊な入口弁８と一体化されている。
【００３８】
接続導管３６が存在しない場合には、吸込み効果のために、容器１０および内部スペース３内の水位が同じ高さになる。両スペースの圧力が同じだからである。
【００３９】
この接続導管３６により、二対の連絡路（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｖｅｓｓｅｌ）が生じる。第一の対は、容器１０と内部スペース３との間のものであって、これらは、接続導管３６、および、冷却器２５を含む、接続導管３６の上流にある噴射導管２２の部分、によって互いに接続されている。第二の対は、入口部分６と内部スペース３との間に形成される連絡路であって、これらは、接続導管３６、および、部分３３を構成する、接続導管３６の下流にある部分、によって互いに接続されている。
【００４０】
両対とも、平衡になろうとするため、接続導管３６から噴射導管２２の部分３２の最下部内に空気が吸込まれ、この部分３２の水位が大体内部スペース３の底部の高さまで低下する。
【００４１】
また、噴射導管２２の部分３２の最上部からは、部分的に圧縮機要素１内への排水が行われうる。部分３２は、冷却器２５に向って上方に、部分３２の最上点まで延びているからである。
【００４２】
中央部分３１に接続する最上点は、冷却器２５よりも上に配置されて、冷却器２５からの排水を防ぐようになっている。この冷却器２５の反対側では、中央部分３１が冷却器２５よりも上に配置された部分を有している。
【００４３】
それでも、第二の接続導管３７が存在しない場合には、吸込み効果の結果として、非自己吸引ポンプ作用（ｎｏｔ−ｓｅｌｆｓｕｃｔｉｏｎｉｎｇ ｐｕｍｐ）によって、冷却器２５は圧縮機要素１への排水を行いうる。
【００４４】
接続導管３７により、噴射導管２２の部分３０内に空気泡が形成され、部分３０の水位が容器１０内の水位と同じ高さになる。このレベルよりも上では、部分３０は排水される。
【００４５】
接続導管３６と３７により、容器１０が内部スペース３の底部よりも十分上の最高水位３５にあるようにすることができ、その結果、容器１０を、圧縮機要素１に隣接させて、圧縮機の構成にとってもっとも有利な位置に配置することができる。
【００４６】
変形においては、接続導管３６、噴射導管２２の最終部分３３、および、噴射導管２２の部分３２の、接続導管３６よりも下にある部分を、圧縮機要素１のハウジング２と一体化することができる。
【００４７】
本発明は、決して、例として説明し、図面に示した形の実施形態に限定されるものではなく、このような水噴射スクリュー圧縮機は、本発明の範囲を逸脱することなく、いろいろな形式と寸法で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 圧縮機要素
２ ハウジング
３ 内部スペース
４ スクリュー形ローター
５ モーター
６ 入口部分
７ 吸込み管
８ 入口弁
９ 圧力導管
１０ 容器
１０Ａ フィルター要素
１１ 最小圧力弁
１２ ハウジング
１２Ａ 中空スペース
１３ ピストン
１４ シリンダー室
１５ ピストン棒
１６ 弁要素
１７ 弁座
１８ 圧力ばね
１９ 制御導管
２０ 導管
２１ 逆止め弁
２２ 噴射導管
２３ 噴射点
２４ ポンプ
２５ 冷却器
２６ 水フィルター
２７ 導管
２８ 逆止め弁
２９ ２２の部分
３０ ２２の上昇部分
３１ ２２の中央部分
３２ ２２の下降部分
３３ ２２の端部分
３４ 最低水位
３５ 最高水位
３６ 接続導管
３７ 接続導管

Claims (7)

1. 水噴射スクリュー圧縮機であって、
   モーター（５）によって駆動される二つのローター（４）を有する圧縮機要素（１）であって、該ローターが圧縮機要素（１）の内部スペース（３）内で回転することができる圧縮機要素（１）、
   圧縮機要素（１）の内部スペース（３）の頂部に配置された入口部分（６）に接続された吸込み管（７）であって、入口部分（６）に開口している出口を閉じることのできる入口弁（８）を有する吸込み管（７）、
   圧縮機要素（１）の内部スペース（３）に接続された圧力導管（９）であって、水分離器でもある容器（１０）が取りつけてある圧力導管（９）、
   を有し、このとき、
   噴射導管（２２）が、前記内部スペース（３）への水噴射のために、容器（１０）と圧縮機要素（１）の内部スペース（３）との間に設置してあり、
   噴射導管（２２）が、圧縮機要素（１）の内部スペース（３）の入口部分（６）の上側よりも高い位置に配置してある部分（３１）を有する、
   水噴射スクリュー圧縮機において、
   接続導管（３６）が、
   内部スペース（３）の入口部分（６）と、
   噴射導管（２２）の、内部スペース（３）への低部配置出口、に向って下方に延びる
   噴射導管（２２）の部分（３２）に対する、容器（１０）の最高水位（３５）よりも上に配置された接続点と
   の間に備えられている、
   ことを特徴とする水噴射スクリュー圧縮機。
2. 接続導管（３６）が、噴射導管（２２）の下方に延びる部分（３２）の断面よりも小さな最大断面を有することを特徴とする請求項１に記載の水噴射スクリュー圧縮機。
3. 接続導管（３６）が大体水平に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の水噴射スクリュー圧縮機。
4. 最高水位（３５）よりも上に配置してある、噴射導管（２２）に取りつけられた冷却器（２５）、
   を有し、
   冷却器（２５）から前記内部スペースへの排水を防ぐために、冷却器（２５）が、冷却器（２５）の両側で局所的に冷却器（２５）よりも高い位置に上げられている、噴射導管（２２）の中央部分（３１）に配置されており、
   このとき、中央部分（３１）に接続され、それぞれ上方、下方に向っている噴射導管（２２）の部分（３０、３２）が、噴射導管（２２）の最高点よりも下で、接続導管（３７）によって互いに接続されている、
   ことを特徴とする請求項１から３の中のいずれか１つに記載の水噴射スクリュー圧縮機。
5. 接続導管（２２）の、それぞれ上方、下方に延びる部分（３０、３２）の間にある接続導管（３７）が、最高水位（３５）よりも上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の水噴射スクリュー圧縮機。
6. 接続導管（２２）の部分（３０、３２）の間にある接続導管（３７）が、該接続導管（３７）が接続されている部分（３０、３２）の各部分の最小断面よりも小さな最小断面を有することを特徴とする請求項５に記載の水噴射スクリュー圧縮機。
7. 部分（３０、３２）の間にある接続導管（３７）が大体水平に延びており、また接続導管（３６）よりも上に配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載の水噴射スクリュー圧縮機。