JP2005299467A

JP2005299467A - 油冷式圧縮機

Info

Publication number: JP2005299467A
Application number: JP2004115458A
Authority: JP
Inventors: Masaki Matsukuma; 正樹松隈
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP4145830B2; CN1680719A

Abstract

【課題】吸込みガスの温度上昇を回避し、吸込み流量の低下を防止し、吸込口で滞留する油がロータにより撹拌されることによるエネルギーロスの解消を可能とした油冷式圧縮機を提供する。
【解決手段】吸込流路１２からこれに接続した圧縮機本体１１の吸込口２１を経て吸込んだガスを油供給下で圧縮した後、圧縮機本体１１に接続した吐出流路１４に介設された油分離回収器１３に随伴する油とともに導き、ここでガスから油を分離、回収し、回収した油を油流路１５により圧縮機本体１１内の軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ，２５Ｄ，２６Ｄ，３４，３５、ロータ室２４等の給油箇所に導き、繰り返し使用する油冷式圧縮機１において、圧縮機本体１１内の吸込み側軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ，３５と吸込口２１とを遮断する仕切り壁２７と、吸込み側軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ，３５に供給した油をロータ室２４内のガス圧縮空間に導く油戻し流路１６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータ室に油を供給するようにした油冷式圧縮機に関するものである。

従来、吸込み側軸受、軸封部、および吐出側軸受・軸封部に加えて、ロータ室に油を供給するようにした油冷式圧縮機は公知であり、油冷式圧縮機の一種である油冷式スクリュ圧縮機については特許文献１に開示されている。
特開２００３−３２８９７３号公報

特許文献１に記載の油冷式スクリュ圧縮機は、回転可能に設けられた互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータを内蔵し、吸込流路および吐出流路に接続した圧縮機本体と、上記吐出流路に介設された油分離回収器と、この油分離回収器の下部から油冷却器、開閉弁を経て上記圧縮機本体内の軸受・軸封部、ロータ室等の給油箇所に通じる油流路とを備えている。上記開閉弁は、その開閉を上記給油箇所に周期的に油を導くように制御する制御手段に接続されている。即ち、この制御手段は、上記開閉弁が開いている時間Ｔ_Ｏに上記開閉弁が閉じている上記時間Ｔ_Ｏよりも長い時間Ｔ_Ｃを加えた一周期の間における上記圧縮機本体への給油量を上記一周期の時間で除した平均給油量ｑ_ＡＶを上記圧縮機本体へ連続的給油をした場合における最適給油流量ｑ_ＯＰＴとするものである。

一般的な油冷式圧縮機と同様、特許文献１に記載の油冷式スクリュ圧縮機において、給油の目的は、１）ロータ室に供給され、ガス圧縮工程での圧縮熱の除去、２）ロータ外周面の潤滑およびシール、３）吐出側ロータ軸の軸封、および軸受の潤滑、４）吸込み側ロータ軸の軸封、および軸受や駆動側大歯車、従動側小歯車、歯車室等にて構成される増速装置の潤滑の４通りに区分される。
このうち、１）〜３）については、供給された油は圧縮機本体の吸込口を経ることなく、やがて吐出口から油分離回収器に導かれ、ここでガスから分離、回収されて繰り返し循環させられる。これに対して４）の場合、吸込み側の軸受・軸封部や増速装置といった給油箇所を経て、通常、略大気圧の圧力状態にある吸込流路、或いは吸込口に導かれた後、吸込みガスに随伴してガス圧縮工程を経て、ガスとともに吐出される。なお、３）の場合も同様であるが、４）の場合、供給される油の温度は吸込ガスの温度より高温であり、さらに吸込み側の軸受・軸封部等の給油箇所を経た油は、その給油箇所でのメカニカルロスに対応して温度上昇している。

このため、４）の目的で供給された油は吸込ガスの温度上昇、熱膨張を招き、この結果圧縮機本体の吸込み流量が低下するという問題が生じている。
また、４）の場合、吸込み側の軸受・軸封部等の給油箇所を経た油が吸込口に滞留することがあり、この油が高速回転するロータにより撹拌され、エネルギーロスを招くという問題も生じている。
本発明は斯かる従来の問題をなくすことを課題とし、吸込みガスの温度上昇を回避し、吸込み流量の低下を防止し、吸込口で滞留する油がロータにより撹拌されることによるエネルギーロスの解消を可能とした油冷式圧縮機を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、吸込流路からこれに接続した圧縮機本体の吸込口を経て吸込んだガスを油供給下で圧縮した後、上記圧縮機本体に接続した吐出流路に介設された油分離回収器に随伴する油とともに導き、ここでガスから油を分離、回収し、回収した油を油流路により上記圧縮機本体内の軸受・軸封部、ロータ室等の給油箇所に導き、繰り返し使用する油冷式圧縮機において、上記圧縮機本体内の吸込み側給油箇所と上記吸込口とを遮断する仕切り壁と、上記吸込み側給油箇所に供給した油を上記ロータ室内のガス圧縮空間に導く油戻し流路とを備えた構成とした。

本発明に係る油冷式圧縮機によれば、吸込み側の軸受・軸封部等の給油箇所を経て温度上昇した油が吸込口に流入することはなく、この温度上昇した油による吸込みガスの温度上昇は回避され、これによる吸込み流量の低下が防止され、かつ吸込み側の軸受・軸封部等の給油箇所を経た油が吸込口に滞留することもなくなり、この油がロータにより撹拌されることによるエネルギーロスの解消が可能になるという効果を奏する。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明に係る油冷式圧縮機の一例である油冷式スクリュ圧縮機１を示し、この油冷式スクリュ圧縮機１の圧縮機本体１１の一方には吸込流路１２が、他方には油分離回収器１３が介在する吐出流路１４のそれぞれが接続され、油分離回収器１３の下部には油流路１５が接続されている。さらに、圧縮機本体１１には油戻し流路１６が設けられている。

圧縮機本体１１は、吸込流路１２に開口した吸込口２１と吐出流路１３に開口した吐出口２２が形成されハウジング２３を有し、吸込口２１と吐出口２２との間のロータ室２４内に、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ２５，２６が収容されている。スクリュロータ２５，２６それぞれの吸込み側に延びた各ロータ軸は軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓにおいて、またスクリュロータ２５，２６それぞれの吐出側に延びた各ロータ軸は軸受・軸封部２５Ｄ，２６Ｄにおいて回転可能に支持されている。

吸込口２１とは仕切り壁２７で隔てられた歯車室２８が設けられており、この歯車室２８内に図示しないモータの出力軸により駆動される回転駆動軸３１に一体回転可能に取付けられた駆動側大歯車３２と、仕切り壁２７を貫通させたスクリュロータ２６の吸込み側のロータ軸に一体回転可能に取り付けられた駆動側大歯車３２に噛合う従動側小歯車３３とが収容されている。なお、この仕切り壁２７に軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓが設けられている。また、回転駆動軸３１は歯車室２８の上記モータ側の壁部に設けられた軸受・軸封部３４と仕切り壁２７に設けられた軸受・軸封部３５とにより回転可能に支持されている。そして、上記出力軸の回転は駆動側大歯車３２から従動側小歯車３３に回転数が増大されて伝えられ、この従動側小歯車３３の回転とともにスクリュロータ２６が回転し、さらにこれに噛合うスクリュロータ２５に回転が伝えられる。さらに、仕切り壁２７は吸込み側の軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ，３５と吸込口２１とを液密に遮断可能に形成されている。なお、仕切り壁２７によって、軸受・軸封部２５Ｓ、２６Ｓ、３５の他、駆動側大歯車３２、従動側小歯車３３、それらを収容する歯車室２８も、吸込口２１とは遮断されている。

吸込流路１２には、吸込みフィルタ４１が設けられ、これにより埃、塵を含め異物を除去されたガスが圧縮機本体１１の吸込口２１に導かれる。

上述したように吐出流路１４には油分離回収器１３が介在しており、油分離回収器１３内の上部には油分離エレメント５１が設けられ、下部は油溜まり部５２となっており、油分離エレメント５１の上部から圧縮ガスの供給先に向けて吐出流路１４の部分が延び、油溜まり部５２は油流路１５に通じている。

油流路１５は油冷却器６１、油フィルタ６２を経て圧縮機本体１１内の軸受・軸封部、ロータ室２４等の給油箇所に通じている。具体的には、この油流路１５により吐出側の軸受・軸封部２５Ｄ，２６Ｄの他、吸込み側の軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ、吐出側の軸受・軸封部２５Ｄ，２６Ｄ、回転駆動軸３１の軸受・軸封部３４，３５、及び上記ロータ室２４内のガス圧縮空間に油が供給される。

油戻し流路１６は、その一端が吸込み側の上述した給油箇所を経た油の回収が可能な位置に設けられ、他端が上記ガス圧縮空間（図中、Ｒで示す部分）に通じる位置に設けられ、この吸込み側の給油箇所を経た油を回収するとともに、この油を上記ガス圧縮空間に導くものである。ところで、上述したように仕切り壁２７は吸込み側の軸受・軸封部と吸込口２１とを液密に遮断可能に形成され、吸込み側の軸受・軸封部から吸込口２１への油の漏出を許容しない構造を有している故、上記吸込み側の給油箇所を経た油は吸込口２１に漏出することなく、油戻し流路１６に回収される。なお、油戻し流路１６は図示するものに限定されるものでなく、上記ガス圧縮空間側から上記吸込み側の軸受・軸封部側への油の逆流を防止するために油戻し流路１６に逆止弁を介在させてもよく、上記吸込み側の軸受・軸封部側から上記ガス圧縮空間側への円滑な油の流れを生じさせるため、油戻し流路１６に僅かながら油の昇圧をもたらす油ポンプを介在させてもよい他、この油戻し流路１６に油冷却器を介在させてもよい。また、吸込み側の給油箇所である軸受・軸封部２５Ｓ、２６Ｓ、３５から歯車室２８に油が流入し得る構造として、油戻し流路１６の一端を歯車室２８に設け、歯車室２８から油の回収が可能としてもよい。

上記構成からなる油冷式スクリュ圧縮機１において、吸込みフィルタ４１を介して吸込流路１２を経て圧縮機本体１１の吸込口２１から吸込まれた清浄なガスは、油流路１５からの油供給下で圧縮され、吐出口２２から油とともに吐出流路１４に吐出され、油分離回収器１３に導かれる。そして、油分離回収器１３では、ガスが油分離エレメント５１を通過してゆく過程でガスから油が分離され、油溜まり部５２に回収される。油を分離されたクリーンなガス、即ち圧縮ガスは油分離回収器１３の上部から圧縮ガスの供給先に至る吐出流路１４の部分に送り出され、油溜まり部５２の油は油流路１５により油冷却器６１、油フィルタ６２を経て、上述した給油箇所に導かれる。

ロータ室２４、および吐出側の軸受・軸封部２５Ｄ，２６Ｄに供給された油は吸込口２１を経ることなく、吐出口２２からガスに随伴して油分離回収器１３に回収される。また、吸込み側の軸受・軸封部２５Ｓ，２６Ｓ、３５に供給され、これらを経た油は仕切り壁２７により吸込口２１に漏出することなく、油戻し流路１６に回収されて上記ガス圧縮空間に導かれ、吐出口２２からガスに随伴して油分離回収器１３に回収される。

したがって、この油冷式スクリュ圧縮機１においては、吸込口２１に温度上昇した油が漏出せず、この温度上昇した油による吸込みガスの温度上昇、吸込み流量の低下はなく、吸込口２１に油が滞留することによるスクリュロータ２５，２６によって油が撹拌されることによるエネルギーロスもない。また、油戻し流路１６により油が戻されるガス圧縮空間は吐出口２２だけでなく、吸込口２１にも連通しないため、この戻される油により上記吸込み流量の低下を招くというおそれは一切ない。
なお、この、油戻し流路１６は図示するように圧縮機本体１１のハウジング２３の外部に引出して形成してもよく、ハウジング２３外に出すことなくハウジング２３内の流路によって形成してもよい。
また、スクリュロータ２６のロータ軸、スクリュロータ２５のロータ軸を覆う部分の仕切り壁２７には、シール部材を設けることが望ましい。

本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成の概略を示す図である。

符号の説明

１油冷式スクリュ圧縮機
１１圧縮機本体
１２吸込流路
１３油分離回収器
１４吐出流路
１５油流路
１６油戻し流路
２１吸込口
２２吐出口
２３ハウジング
２４ロータ室
２５，２６スクリュロータ
２５Ｓ，２６Ｓ（吸込み側）軸受・軸封部
２５Ｄ，２６Ｄ（吐出側）軸受・軸封部
２７仕切り壁
２８歯車室
３１回転駆動軸
３２駆動側大歯車
３３従動側小歯車
３４（モータ側の壁部）軸受・軸封部
３５（仕切り壁）軸受・軸封部
４１吸込みフィルタ
５１油分離エレメント
５２油溜まり部
６１油冷却器
６２油フィルタ
Ｒガス圧縮空間

Claims

吸込流路からこれに接続した圧縮機本体の吸込口を経て吸込んだガスを油供給下で圧縮した後、上記圧縮機本体に接続した吐出流路に介設された油分離回収器に随伴する油とともに導き、ここでガスから油を分離、回収し、回収した油を油流路により上記圧縮機本体内の軸受・軸封部、ロータ室等の給油箇所に導き、繰り返し使用する油冷式圧縮機において、上記圧縮機本体内の吸込み側給油箇所と上記吸込口とを遮断する仕切り壁と、上記吸込み側給油箇所に供給した油を上記ロータ室内のガス圧縮空間に導く油戻し流路とを備えたことを特徴とする油冷式圧縮機。