JP2009180099A

JP2009180099A - 水潤滑圧縮機

Info

Publication number: JP2009180099A
Application number: JP2008017530A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yoshimura; 省二吉村; Toru Noguchi; 透野口
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】
圧縮機停止と同時に圧縮機内の圧縮空気を放出することにより、短時間で再起動が可能となる水潤滑圧縮機を提供する。
【解決手段】
本発明の水潤滑圧縮機１は、圧縮機本体２の吐出口６と水回収器８との間の吐出流路１１に設けられた吐出逆止弁７と、前記水回収器８から前記圧縮機本体２へ供給する送水ライン１６と、前記送水ライン１６に設けられた第１自動弁２０と、前記水回収器８の空気を低圧部へ放出する放出ライン２４と、前記放出ライン２４に設けられた第２自動弁２５とを備え、圧縮機本体２の停止時に、前記第１自動弁２０を閉弁し、かつ、前記第２自動弁２５を開弁し、圧縮機本体２の起動時に、前記第１自動弁２０を開弁し、かつ、前記第２自動弁２５を閉弁する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水潤滑圧縮機に関するものである。

従来、所定の再起動現象の発生を契機として、放気装置による放気を開始し、再起動させるように構成されている圧縮機が知られている。従来の油潤滑圧縮機において、圧縮機停止時には、系内圧力はほぼ吐出圧となっており、再起動時には、停止時と同様に高圧のまま維持されている。従って、再起動する際、圧縮機本体を駆動するモータの起動電流が過大となり、起動が不可能となるか、または、起動ができても、系内圧力が高いほど、モータの発熱量が大きくなり、最悪の場合には、モータの焼き付けを起こしてしまうこともある。

これを回避するために、特許文献１では、油潤滑圧縮機ではあるが、油回収器上方に設けた弁を開くことによって、系内圧力を低下させ、モータ起動時の負担を軽減するとともに、低下速度が急激であると、油に溶け込んでいる気泡が一気に膨張し、油面の上昇を引き起こす結果、油が下流へ流れるおそれがあるため、放気速度を遅くし、油が遅れて体積増加するタイムラグを利用して油の体積増加を最小限に抑制しながら再起動するようにしたものが提案されている。しかし、それでも起動に時間がかかりすぎるという問題は残り、まだ油以外を使用する圧縮機での検討はなされていない。

特許３８６５４４８号公報

本発明は、圧縮機本体の停止と同時に圧縮機内の圧縮空気を放出することにより、短時間で再起動が可能となる水潤滑圧縮機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明の水潤滑圧縮機は、圧縮機本体の吐出口と水回収器との間の吐出流路に設けられた吐出逆止弁と、前記水回収器から前記圧縮機本体へ水を供給する送水ラインと、前記送水ラインに設けられた第１自動弁と、前記水回収器の空気を低圧部へ放出する放出ラインと、前記放出ラインに設けられた第２自動弁とを備え、前記圧縮機本体の停止時に、前記第１自動弁を閉弁し、かつ、前記第２自動弁を開弁し、前記圧縮機本体の起動時に、前記第１自動弁を開弁し、かつ、前記第２自動弁を閉弁するようにしたものである。

この構成により、圧縮機本体の停止時、圧縮機本体の吐出口から水回収器までの間に残存する圧縮空気を、低圧部に放出し、系内圧力を低圧にし、圧縮機本体を短時間で再起動することが可能となる。また、水回収器の水が圧縮機本体の吐出口と水回収器の間の圧力の低下により押し出されにくくなり、過多に圧縮機本体に水が流入することを防止することができる。

更に、所定時間を計時する計時手段を備え、停止時に、前記計時手段を作動し、前記計時手段のタイムアップ後に、前記圧縮機本体を起動することが好ましい。この構成により、水回収器内の圧力を低下させ、圧縮機本体に多量の水を流入させることなく、確実に一定時間で再起動することができる。

また、吐出圧力を検出する吐出圧力センサを備え、前記吐出圧力センサで検出された圧力値が所定圧以下になると、前記圧縮機本体を起動することが好ましい。この構成により、水回収器内の圧力を低下させ、圧縮機本体に多量の水を流入させることなく、確実に一定時間で再起動することができる。

本発明の水潤滑圧縮機によれば、圧縮機本体の停止と同時に圧縮空気を放出することで、系内圧力（少なくとも圧縮機本体から水回収器までを含む系の圧力）を低圧にし、短時間で再起動できる。

また、油ではなく水であるため、急激な減圧によるフォーミングが発生しても極めて短時間で消泡することができる。

また、圧縮機本体の停止時、高圧となっている圧縮機内の水が、圧縮機に流入し、さらに圧縮機の吸込フィルタまで逆流し、吸込フィルタに多量の水が付着することを、防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる水潤滑圧縮機１（以下、単に圧縮機１とする）を示す。

この圧縮機１は、圧縮機本体２の吸込口３と連通し、吸込フィルタ４が介設された吸込流路５を有する。

また、この圧縮機１は、圧縮機本体２の吐出口６と連通し、吐出口６から順に吐出逆止弁７、水回収器８、保圧逆止弁９及びドライヤ１０が介設された吐出流路１１を有する。

水回収器８の出口には、吐出圧力センサ１３が設けられている。

水回収器８の底面には、送水管１４が接続されている。送水管１４は途中で、排水をするための排水ライン１５と圧縮機本体２に水を再供給するための送水ライン１６とに分岐している。排水ライン１５は、排水用電磁弁１７を介して排水設備へと導かれている。送水ライン１６には、送水管１４から順に水クーラ１８、水フィルタ１９、第１自動弁２０が設けられており、送水ライン１６は、圧縮機本体２と接続されている。水回収器８と水クーラ１８の間には、送水ライン１６から分岐したエア抜き弁２１も設けられている。水クーラ１８の近傍には、シロッコファン２２が設けられている。水フィルタ１９には、水抜き弁２３が設けられている。水回収器８の上方は、放出ライン２４で圧縮機本体２の吸込口３近傍の吸込流路５と連通している。放出ライン２４の途中には、第２自動弁２５が設けられている。

圧縮機１には、第１自動弁２０、第２自動弁２５を制御する制御装置３０及び制御装置に接続されているタイマー（計時手段）３１が設けられている。

次に、本発明にかかる圧縮機１の動作を説明する。圧縮機本体２は、外部から吸込フィルタ４を通過させて塵埃を除去した空気を吸込口３から吸い込み、雌雄一対のスクリュロータ４１，４２で圧縮した圧縮空気を吐出口６から吐出する。スクリュロータ４１，４２は、モータ４３からの熱伝導及びスクリュロータ４１，４２同士の摩擦により発熱して溶融する可能性がある。そのため、スクリュロータ４１，４２の溶融の防止及び潤滑のために、水が使用されている。

圧縮機本体２の吐出口６から吐出された圧縮空気は水とともに水回収器８へと送られ、水回収器８内の水面の上限より上方から流入する。水回収器８では、重力により、圧縮空気から水が分離される。流入した圧縮空気は水回収器８内の上方に蓄積され、分離された水は水回収器８内の下方に貯留される。水回収器８から、保圧逆止弁９の設定圧力を超えた圧力の圧縮空気のみが、保圧逆止弁９を通過し、ドライヤ１０に供給される。ドライヤ１０では、供給された圧縮空気が冷却されることにより、圧縮空気に含まれる水分（飽和水蒸気）が凝縮し、圧縮空気から除去される。ドライヤ１０にて水分が除去された圧縮空気は、圧縮空気の供給先に供給される。

圧縮機１の水の流れは、圧縮機本体２から吐出され、水回収器８に貯留された水が、送水ライン１６を通って圧縮機本体２に戻ってくる流れ及び排水ライン１５を通って排水される流れである。水回収器８で回収された水は、水回収器８の底面に接続された送水管１４から水回収器８内の圧縮空気の圧力により送られる。水回収器８から送水ライン１６で送られた水は、水クーラ１８に到達し、シロッコファン２２により空冷され、水フィルタ１９にて微細な不純物が取り除かれた後、圧縮機本体２の圧縮空間等に供給される。また、水回収器８で貯留された水は、所定の水位を超えると、底面に接続された送水管１４から、分岐した排水ライン１５を通って排水される。

第１自動弁２０は、送水ライン１６から圧縮機本体２への水の供給の開始及び停止を制御している。第２自動弁２５は、水回収器８内の上方の、圧縮空気が蓄積している高圧部と接続されている放出ライン２４の途中で高圧部の閉じ込め及び解放を制御している。

次に、圧縮機１の運転時、停止時及び起動時における第１自動弁２０及び第２自動弁２５の各状態について説明する。

まず、圧縮機本体２の運転時には、水回収機８の水は、水回収器８上方の圧縮空気により押圧され、送水ライン１６を通って圧縮機本体２に供給されている。送水ライン１６の第１自動弁２０は、開弁されている。放出ライン２４の第２自動弁２５は、水回収器８上方に位置する圧縮空気の蓄積している空間の圧力が低下しないように、圧縮空気を閉じ込めておく必要があるため、閉弁されている。

圧縮機本体２の停止時には、圧縮機本体２に水を供給する必要がないため、第１自動弁２０は閉弁されている。第２自動弁２５は、開弁されている。第２自動弁２５の開弁によって水回収器８内の、圧縮機本体２の停止後の高圧部が、低圧部へと解放され、系内圧力（少なくとも圧縮機本体２から水回収器８までを含む系の圧力）が低圧となる。圧縮機本体２の停止後において、第２自動弁２５から圧縮機本体２側への放出ライン２４及び放出ライン２４で連通する吸込流路５は低圧部を構成している。これにより、圧縮機本体２の停止時、圧縮機本体２の吐出口６から水回収器８までの間に残存する圧縮空気を低圧部に放出し、系内圧力を低圧にし、早期に圧縮機本体２を再起動しうる状態を整えることができる。また、系内圧力の低下により、水回収器８の下方に貯留された水が、水回収器８内の上方の空気により受ける圧力は低下する。その結果、送水ライン１６を通過した水が、吸込流路５の吸込フィルタ４まで到達することはない。ただし、吐出逆止弁７と圧縮機本体２の間の空間の水は逆流するため、僅かではあるが、吸込フィルタ４に水が付着する。ただし、吸込フィルタ４に水が付着しても、微量であれば、蒸発するので問題はない。

圧縮機本体２の停止後再起動時まで第１自動弁２０が閉弁されていた場合、水回収器８内部は高圧で維持されているので、起動と同時に第１自動弁２０が開弁されると、多量の水が圧縮機本体２に流入する。圧縮機本体２がインバータ制御の駆動モータを使用している場合、回転数の上昇速度が低いために、多量に供給された水の吐出が追いつかないので、圧縮機本体２内に多量の水が残留し、ひいては吸込流路５の吸込フィルタ４まで到達する。しかし、本発明の制御によれば、圧縮機本体２の停止によって、吸込フィルタ４への水の付着に起因した吸込抵抗増加による性能低下は起こらない。そのため、系内圧力が一定圧以下になるか、または一定時間後、圧縮機本体２を起動することができる。本発明では、潤滑用の流体が油ではなく水であるため、急激な減圧によるフォーミングを起こしても短時間で消泡するので問題はない。

圧縮機本体２の起動時には、圧縮機本体２に水が供給される必要があるため、第１自動弁２０は、開弁されている。第２自動弁２５は、水回収器８上方の空間に、後に吐出されてくる圧縮空気の圧力を低下させないように閉じ込めておく必要があるため、閉弁されている。

なお、系内圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ^２ａｔａ以下になると、吸込流路５に水が逆流することはない。従来技術とは異なり、本発明の水潤滑圧縮機１は、圧縮機本体２の停止と同時に少なくとも圧縮機本体２の吐出口６から水回収器８までを含む系の圧縮空気を急激に抜くことができ、通常は、５秒程度で起動可能な圧力にまで系内圧力を低下させる。従って、短時間で再起動できる。

タイマー３１が計時し、圧縮機本体２が停止時タイマー３１をオンし、一定時間後タイムアップすると、起動をするように構成してもよい。また、吐出圧力センサ１３により系内圧力を検出し、その圧力値が所定圧以下になると、制御装置３０によって圧縮機本体２の起動をするように制御してもよい。上述の事項をふまえると、ここでいう所定圧は例えば０．５ｋｇ／ｃｍ^２ａｔａとするのが良い。

本発明の実施形態にかかる水潤滑圧縮機を示す。

符号の説明

１圧縮機
２圧縮機本体
３吸込口
４吸込フィルタ
５吸込流路
６吐出口
７吐出逆止弁
８水回収器
９保圧逆止弁
１０ドライヤ
１１吐出流路
１３吐出圧力センサ
１４送水管
１５排水ライン
１６送水ライン
１７排水用電磁弁
１８水クーラ
１９水フィルタ
２０第１自動弁
２１エア抜き弁
２２シロッコファン
２３水抜き弁
２４放出ライン
２５第２自動弁
３０制御装置
３１タイマー
４１スクリュロータ
４２スクリュロータ
４３モータ

Claims

圧縮機本体の吐出口と水回収器との間の吐出流路に設けられた吐出逆止弁と、
前記水回収器から前記圧縮機本体へ水を供給する送水ラインと、
前記送水ラインに設けられた第１自動弁と、
前記水回収器の空気を低圧部へ放出する放出ラインと、
前記放出ラインに設けられた第２自動弁とを備え、
前記圧縮機本体の停止時に、前記第１自動弁を閉弁し、かつ、前記第２自動弁を開弁し、
前記圧縮機本体の起動時に、前記第１自動弁を開弁し、かつ、前記第２自動弁を閉弁することを特徴とする水潤滑圧縮機。
所定時間を計時する計時手段を備え、
前記圧縮機本体の停止時に、前記計時手段を作動し、前記計時手段のタイムアップ後に、前記圧縮機本体を起動することを特徴とする請求項１に記載の水潤滑圧縮機。
吐出圧力を検出する吐出圧力センサを備え、
前記吐出圧力センサで検出された圧力値が所定圧以下になると、前記圧縮機本体を起動することを特徴とする請求項１に記載の水潤滑圧縮機。