JP2573533Y2 - スクリュー空気圧縮装置に於ける油水自動分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はスクリュー空気圧縮装置
に於ける油水自動分離装置に係わり、更に詳しくは、ス
クリュー空気圧縮装置を構成する油分離器内に溜るドレ
ンを排水する為のドレン排水器によって除去できない、
油中に分散した微細の水分をも吸着できるようにした油
水自動分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り空気圧縮装置は各種産業に於
いて用いられており、この内低騒音、メンテナンスの容
易さ等の理由によりスクリュー空気圧縮装置が多用され
ている。このスクリュー空気圧縮装置は、大要、スクリ
ュー圧縮機と、油分離器と、油冷却器及びゴミを取る為
の油濾過器によって構成されていて、スクリュー圧縮機
内に吸入された空気は油による潤滑、冷却、シールの
下、スクリューロータの回転により圧縮される。作用流
体が大気を取入れたものである場合は圧縮空気中には水
分が存在し、又、スクリュー圧縮機に給油された油は圧
縮空気中に混合する。そこで生じた圧縮空気、油、水分
の混合流体は次いで油分離器に流入し、そこで圧縮空気
と油に分離され、圧縮空気は圧縮空気使用機器へ供給さ
れると共に油は油管を介して差圧により再び冷却、ゴミ
除去されながらスクリュー圧縮機に戻されるわけである
が、上記油分離器に於いては分離した油の下層に油と水
の混濁したドレンが溜る。この理由は、１つにはスクリ
ュー圧縮機自体が圧縮工程で水分を生ずること、又他の
理由は圧縮空気使用機器の使用が停止し、スクリュー圧
縮機の稼動が停止した時の油分離器内に於ける凝縮によ
り、水分が生ずること、更には油分離器の内外に於ける
温度差に基づく凝縮等により油分離器内に水分が溜るも
のである。

【０００３】このドレンを、そのまま油中にとどめてお
くと、油が劣化し、油の寿命を縮める。又、このままに
しておくと、油分離器とスクリュー圧縮機の間の油管中
に配したゴミ除去用油濾過器の消耗が激しく、その油濾
過要素を短期に交換せねばならないと共に、スクリュー
圧縮機の寿命を短くする。

【０００４】そこで従来から、油分離器内のドレンを抜
く技術が実用されている。即ち、油分離器の下部にドレ
ン排水器を連らね、その二次側の循環油管を、油分離器
とスクリュー圧縮機の間の油管に連らねて、自動又は手
動で定期的にドレンを外部に排水すると共に油を差圧に
より微量循環させるようにしたものである。このような
ドレン排水器としては、多くは油と水の比重差を利用し
たもので、例えば実公昭５９−２４３２９号、実公昭５
９−１２９６９号、実公昭５９−２４３３０号、実公平
２−３９５２９号あるいは特開昭５６−１４８９５号等
の各公報にみられる。

【０００５】これらによれば、油分離器内に溜る水分の
多くが外部へ排出されるので、かなりの程度まで油の劣
化を防止すると共に、油分離器とスクリュー圧縮機の間
のゴミ除去の為の油濾過器や、スクリュー圧縮機自体の
損耗を防止するものの、上記ドレン排水器は、水の混入
した油がドレン排水器に入ると油と水を比重差により分
離して上に浮いた油を循環させる一方、下に溜る水量が
一定の水位になった所でフロートを作動させてドレンを
排出する構造になっているので、油の中に分散混入した
微細な水粒子はもともと除去できない。この為に、油の
劣化を完全に防止できず、その水分の蓄積により油冷却
器とスクリュー圧縮機の間のゴミ除去の為の油濾過器
や、スクリュー圧縮機の劣化を早める。

【０００６】上記課題を解決したものとしては実公平２
−５１１４号公報に開示された図３に示す考案がある。
この考案によれば油分離器３の下部と油分離器３からス
クリュー圧縮機１へ油を戻す油管４の間に油分離器３か
ら取り出した水分を含む油を比重の差で油水分離するド
レン排水器１１とドレン排水器から取り出した油を通過
させて油濁状態の微小な水分を吸着除去する水分除去用
油濾過器１５を介装してある。これによって、ゴミ除去
用油濾過器６の寿命がのびスクリュー圧縮機１の耐用に
も好影響を与えるようになった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】然し乍ら、上記水分除
去用油濾過器が以外に早期に能力が低下する。その理由
はスクリュー圧縮機で吸込む塵埃は油分離器で分離した
油中に混入する。水分除去用油濾過器内に内蔵されてい
る水分吸着フィルタで油中の塵埃及びスクリュー圧縮機
から発生する摩耗金属微小粉等を水分と共に除去する。
このフィルタは塵埃及び金属微小粉（ゴミ）で徐々に目
詰まりになる。一方油分離器とスクリュー圧縮機の吸込
口間の油路における差圧は０．５〜１ｋｇ／ｃｍ² であ
り、このフィルタへは上記差圧よりも配管抵抗等で小さ
な差圧が加わっているので目詰りになると油は水分除去
用油濾過器を通さなくなる。これによって、ドレン排出
器、水分除去用油濾過器は機能しなくなる。これを避け
るため上記水分吸着フィルタの交換を短期間で度々行な
うことになり、水分吸着フィルタのコスト、スクリュー
空気圧縮装置の停止による損失、人件費等の経済的損失
が生ずる。

【０００８】本考案は油水自動分離装置を設けたスクリ
ュー空気圧縮装置に於ける上記課題を解消し、油水自動
分離装置がメンテナンスが少なく長く使用可能なスクリ
ュー空気圧縮装置に於ける油水自動分離装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案はスクリュー圧縮
機の吐出配管に介装した油分離器から分離した油を油冷
却器及びゴミ除去用油濾過器を介してスクリュー圧縮機
に戻す油管と、上記油分離器の下部にその入口が連通す
るドレン排水器と、ドレン排水器の二次側にその入口が
連通しその出口が上記ゴミ除去用油濾過器よりも上流側
の油管に接続され油中に分散した微細水分を吸着するた
めのフィルタを有する水分除去用油濾過器を備えたドレ
ン処理手段を有するスクリュー空気圧縮装置に於ける油
水自動分離装置において、上記油分離器から水分除去用
油濾過器入口までの配管中に水分除去用油濾過器へ流れ
る油を加圧するポンプを介装し、油分離器において分離
した油を圧縮空気の吐出圧力で空気圧縮機に戻すと共に
油分離器で分離したドレン中から水分、ゴミを除去した
油をポンプによる加圧力で油管中の油に合流させたこと
を特徴とするスクリュー空気圧縮装置に於ける油水自動
分離装置である。

【００１０】

【実施例】次に添付図面に従い本考案の実施例を詳細に
説明する。

【００１１】「実施例１」 図１は実施例１のフローシートである。

【００１２】先ずこの考案の適用されるスクリュー空気
圧縮装置を説明すると、この装置はスクリュー圧縮機１
と、吐出管２を介してそれに連らなる油分離器３と、油
分離器３とスクリュー圧縮機１との間を結ぶ油管４の間
に配された油冷却器５、ゴミ除去用油濾過器６より成
る。

【００１３】スクリュー圧縮機１の空気取入口７より吸
入された空気Ａは、モータ８によって回転する一対のス
クリューロータの間の歯と歯の間の空間とケーシングの
間にとじ込められ該空間が縮小することによって圧縮さ
れていく。圧縮中、連続的に油が噴射されて、このミス
ト状の油によって圧縮熱が奪われ、略等温圧縮が実行さ
れながら、ロータ歯間及びロータとケーシング間を密封
し、ロータ間等の潤滑が成される。圧縮空気はケーシン
グから吐出され、その圧縮空気と圧縮後に生じた水分及
び上記油、並びに塵埃より成る混合流体Ｂは油分離器３
に導かれる。ここで、比重差により圧縮空気Ａ′と油Ｃ
に分離される。その際油分離エレメント９により微細な
油まで捕集され、油分離が徹底される。

【００１４】圧縮空気Ａ′は以後図示しない圧縮空気使
用機器へ供給される。他方油Ｃは、油管４を介して、油
分離器３とスクリュー圧縮機１間の差圧により、スクリ
ュー圧縮機１へ戻る。途中で油冷却器５によって冷却さ
れると共に、ゴミ除去用油濾過器６によって油中の塵埃
等が除去される。

【００１５】この過程に於いて、スクリュー圧縮機１に
於ける空気Ａの圧縮によって空気中の水蒸気が水分とな
って混合流体Ｂ中に含まれること、及び油分離器３のケ
ーシングの内外温度差によって凝縮水が生ずること、又
は圧縮空気Ａ′の使用停止に伴ないスクリュー圧縮機１
が停止した時に同時に凝縮水が生ずること等の理由によ
り油分離器３内には水分Ｄが溜る。

【００１６】油分離器３の底部に管１０を介してドレン
排水器１１を連らねられている。このドレン排水器１１
は、種々のものが考慮されるけれども、１つには水分の
混入した油を受け入れた時に、比重差により油Ｃが上
に、水分Ｄが下になるから、この水分Ｄが予め定めて一
定量溜った時に、水の比重によってのみ作動するフロー
トの浮上によって、その一定量を検知し、以後そのフロ
ート浮上作動によって所望の電気スイッチを動作させ
て、電磁弁等を開弁動作させて、水分Ｄを外部へ排出す
るような構造のものが考慮される。その他、予め定めた
所定量の水分Ｄが溜る一定の時間をタイマーセットして
おいて、一定の周期で電磁弁を作動させて凝縮水を外部
へ排出するようなものでもよく、単に手動によって手動
弁を開弁動作させて凝縮水を抜くようなものでもよい。

【００１７】そして、このドレン排水器１１によって分
離された油Ｃを元の油管４に戻す為にドレン排水器１１
の二次側と上記油管４の間に循環油管１２を連らね、水
分除去用油濾過器１５の上流側において循環油管１２中
にポンプ１７を介装する。このポンプ１７はドレン排水
器１１の二次側から排出される油を加圧して循環油管１
２にその入口が連結されている水分除去用油濾過器１５
に加圧した油を供給するようにしている。水分除去用油
濾過器１５の出口は上記配管１２でもってゴミ除去用油
濾過器６の上流側で油管４に連通している。水分除去用
油濾過器１５はケーシング１６の中に円筒状の水分吸着
フィルタ１４を配設し、循環油管１２中の油をケーシン
グ１６に入れて、該フィルタ１４の外側から内へ通して
濾過する例を示してある。

【００１８】上記の水分吸着フィルタ１４としては次の
例を上げることができる。即ち針葉樹パルプを主成分と
し、親水性酸基を多数有するセルローズ繊維を薄いシー
ト状に抄き、これに特定のクレープをつけ、次いでロー
ル状にスリッタを成形したもので、吸着、親水性に富ま
しめたものである。この水分吸着フィルタ１４によれ
ば、油中の１０ミクロン単位の微細な分散粒子はシート
間の間隙により物理的に吸着される。更に油中の１〜
０．０１ミクロンの極微な分散水粒子はセルローズ繊維
のからみ合い等によって無数に形成されている繊維間の
毛細管で吸着されるものである。

【００１９】このようにドレン排水器１１と水分除去用
油濾過器１５を組合わせポンプ１７を設けると、先ず油
分離器３内の水を含む油は、ドレン排水器１１に導か
れ、そこで比重分離によって油Ｃと水分Ｄに分離され
る。分離された水分Ｄは外部へ排出されるが、油Ｃは循
環油管１２中のポンプ１７で加圧され、水分除去用油濾
過器１５のケーシング１６内に入り、次に水分吸着フィ
ルタ１４を通る。この時、油Ｃ中に微少粒子となって混
入している水分が、水分吸着フィルタ１４によって吸着
される。又併せて塵埃及び金属粉が除去される。従っ
て、油Ｃのみが、加圧により、分岐点１３を介して油管
４に至り、油分離器３からスクリュー圧縮機１に向って
油管４中を流れる油Ｃと合流して、ゴミ除去用油濾過器
６を通り、スクリュー圧縮機１へ戻される。上記におい
てポンプ１７は水分除去用油濾過器１５における圧力降
下を考慮して、水分除去用濾過器１５の流出側における
圧力が油管４の分岐点１３における圧力よりもわずかに
高くなるように加圧圧力が定められている。

【００２０】上記においてポンプ１７の吐出量は油分離
器３にドレンが生ずる速度よりもやや上回る程度とした
場合には連続運転とする。又ポンプ１７の吐出量をドレ
ンが油分離器３に溜る速度よりもかなり大きくしてある
場合にはポンプ１７は間欠運転を行なう。

【００２１】「実施例２」 本実施例２は図２に示すように、油分離器３の底につな
がる管１０にポンプ１７を介装し、水分除去用油濾過器
１５の流出側で循環油環１９を油冷却器５の上流側で油
管４に接続してある。

【００２２】

【考案の効果】上記のように本考案は油分離器とスクリ
ュー圧縮機の間に油を戻す油管を設け、該油管に油冷却
器、ゴミ除去用油濾過器を介装し、油分離器の下部から
取り出した油をドレン排水器、水分除去用油濾過器を通
じて上記ゴミ除去用油濾過器の上流側に導くようにし、
水分除去用油濾過器の上流側にポンプをこの濾過器へ供
給する油を加圧するように設けたため、水分除去用油濾
過器は加圧されるのでフィルタの目づまりまでの期間が
長く、水分除去用油濾過器を通過した油を戻す位置を自
在に選べる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１のフローシートである。

【図２】本考案の実施例２のフローシートである。

【図３】従来例のフローシートである。

【符号の説明】

３ 油分離器 １０ 管 １１ ドレン排水器 １２ 循環油管 １３ 分岐点 １４ フィルタ １５ 水分除去用油濾過器 １７ ポンプ １９ 循環油環

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04C 29/02 F04C 18/16

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュー圧縮機の吐出配管に介装した
   油分離器から分離した油を油冷却器及びゴミ除去用油濾
   過器を介してスクリュー圧縮機に戻す油管と、上記油分
   離器の下部にその入口が連通するドレン排水器と、ドレ
   ン排水器の二次側にその入口が連通しその出口が上記ゴ
   ミ除去用油濾過器よりも上流側の油管に接続され油中に
   分散した微細水分を吸着するためのフィルタを有する水
   分除去用油濾過器を備えたドレン処理手段を有するスク
   リュー空気圧縮装置に於ける油水自動分離装置におい
   て、上記油分離器から水分除去用油濾過器入口までの配
   管中に水分除去用油濾過器へ流れる油を加圧するポンプ
   を介装し、油分離器において分離した油を圧縮空気の吐
   出圧力で空気圧縮機に戻すと共に油分離器で分離したド
   レン中から水分、ゴミを除去した油をポンプによる加圧
   力で油管中の油に合流させたことを特徴とするスクリュ
   ー空気圧縮装置に於ける油水自動分離装置。