JP2599728B2 - 油冷式スクリュー圧縮機の給油装置 - Google Patents

油冷式スクリュー圧縮機の給油装置

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JP2599728B2 JP62222960A JP22296087A JP2599728B2 JP 2599728 B2 JP2599728 B2 JP 2599728B2 JP 62222960 A JP62222960 A JP 62222960A JP 22296087 A JP22296087 A JP 22296087A JP 2599728 B2 JP2599728 B2 JP 2599728B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、油冷式スクリュー圧縮機の給油装置に係
り、特に、起動時の吐出空気温度上昇を抑えるのに好適
な油冷式スクリュー圧縮機の給油装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 従来の油冷式スクリュー圧縮機の給油装置において
は、オイルセパレータ内で圧縮空気から分離除去された
油は、圧縮された空気圧力によって押し出しされ、オイ
ルクーラを経由してスクリュー圧縮機本体へ供給される
ようになっていた。
このような油冷式スクリュー圧縮機は、例えば特開昭
57−99297号公報に記載されている。
まず、従来技術を第3図および第4図を参照して説明
する。
第3図は、従来の油冷式スクリュー圧縮機の吐出空気
配管および給油配管の系統図、第4図は、第3図の装置
における圧縮機の起動後の時間経過にともなう吐出空気
温度と吐出圧力の変化を示す線図である。
第3図において、1は、油冷式スクリュー圧縮機本体
(以下に圧縮機本体という)、2は圧縮機本体給油口、
3は、圧縮空気中の油分を分離除去するオイルセパレー
タ、4は、分離された油を冷却するオイルクーラ、5は
温度調節弁、6はオイルフイルター、7はセパレータエ
レメント、8は逆止弁、9は、圧縮空気を所定圧以上に
保持するための調圧弁、10はアフタークーラである。図
中、太い矢印は吐出空気配管系、実線矢印は給油配管系
の流れの方向を示す。
圧縮機本体1からの吐出された吐出空気はオイルセパ
レータ3内に入り、ここで吐出空気中に含まれる油はセ
パレータエレメント7により分離され、空気のみが逆止
弁8、調圧弁9、アフタークーラ10を通って外部へ吐出
される。一方、分離された油は、オイルセパレータ3の
内部に溜る。溜ったオイルセパレータ3内の圧力と圧縮
機本体給油口2との圧力差により、オルルクーラチ、温
度調節弁5、オイルフイルター6を経由した給油管を通
って、圧縮機本体1へ給油される。
ここで温度調節弁5は、油がオイルクーラ4によって
過冷却されることによって発生するドレンの発生を少な
くするために、オイルクーラ4の出口の油温がある一定
の温度以下に低下した場合、温度調節弁5のバイパス配
管11を通してオイルセパレータ3内の油をオイルクーラ
4を経由せずに圧縮機本体1へ給油するように設けたも
のである。
圧縮機本体1へ供給される油は、スクリューロータ、
軸受等の潤滑作用、ロータ間の漏洩空気のシール作用、
および、本発明に関係する役割として、空気を圧縮する
ことにより発生する熱エネルギーを吸収し、吐出空気温
度が高温になりすぎないように冷却する作用を行うもの
である。
[発明が解決しようとする問題点] 上記従来技術には次のような問題点があった。
圧縮機の起動時は、起動負荷の低減を図る必要から吐
出圧力は約0.5kg f/cm2gに制御されている。また、起動
時の圧縮機本体給油口2の圧力は約−0.5kg f/cm2gであ
る。このため、オイルセパレータ3内の圧力と圧縮機本
体給油口2との圧力差は約1kg f/cm2gと低く、オイルク
ーラ4、温度調節弁5、オイルフイルタ6を有する給油
配管系の通過抵抗(このうち、特にオイルクーラ4の抵
抗が最も大きい)により、圧縮機起動時においてはオイ
ルセパレータ3内から圧縮機本体1内へ流れる油の量が
極端に少なくなり、吐出空気の冷却が不充分となる。こ
のため、起動完了後、全負荷運転に切替わる直後におい
て、吐出圧力の急激な上昇にともない、圧縮機吐出空気
温度が異常に上昇する現象がある。
したがって、吐出空気中に含まれる油の酸化劣化を促
進させ、油の寿命を著しく低下させ、かつ、劣化による
カーボンの堆積によつて自然発火の恐れがあるという信
頼性上、最も重大な問題があった。
第4図に、上記従来技術における圧縮機の起動から全
負荷運転へ切替わる直後までの吐出空気温度の測定デー
タの一例を示す。全負荷運転に切替わった直後において
吐出空気温度が最高130℃まで上昇している。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、起動から全負荷運転へ切替わる直後にお
ける吐出空気温度の異常上昇を防止し、油の寿命向上と
信頼性の向上を図りうる油冷式スクリュー圧縮機の給油
装置の提供を、その目的とするものである。
[発明が解決しようとする問題点] 上記目的を達成するために、本発明に係る油冷式スク
リュー圧縮機の給油装置の構成は、少なくとも、スクリ
ュー圧縮機本体と、圧縮空気中の油分を分離除去するオ
イルセパレータと、分離された油を冷却するオイルクー
ラと、圧縮空気を所定圧以上に保持する調圧弁とを備
え、これらオイルセパレータ、オイルクーラ、スクリュ
ー圧縮機本体を接続する油配管系を有し、前記オイルセ
パレータから前記オイルクーラを通さずにスクリュー圧
縮機本体へ給油しうるバイパス給油配管を備え、このバ
イパス給油配管に弁手段を設けてなる油冷式スクリュー
圧縮機の給油装置において、前記バイパス給油配管に設
けた弁手段は、吐出空気圧と油圧との圧力差によって弁
を開閉するように、当該弁手段の弁体作動部に、前記オ
イルセパレータ出口の前記調圧弁を経た所定圧力の吐出
空気を供給させて油の流れを遮断する遮断弁としたもの
である。
[作用] 上記技術手段による働きは次のとおりである。油はオ
イルセパレータ内の空気圧力と圧縮機内圧との差圧によ
って供給される。したがって、この間の配管系統にオイ
ルクーラ等があると圧力損失が大きくなり給油の抵抗と
なる。とくに、圧縮機始動直後は差圧が小さいため給油
量を十分確保することは困難である。そこで、オイルク
ーラを経由しないバイパス配管を設けることにより、差
圧が小さい状態でもオイルセパレータから圧縮機本体へ
直接給油が可能であり給油量が十分に確保できる。給油
量が十分であれば、圧縮過程で発生する熱は油によって
冷却されるため、吐出空気の温度上昇を防止できる。
一方、圧縮機が定常運転に入ると、オイルセパレータ
の内圧は高くなり上記差圧が大きくなるため給油が容易
となる。この状態のとき、バイパス配管は不要となり、
油はオイルクーラへ通す必要がある。このため、バイパ
ス配管上に弁手段を設け給油系統の切替えを行う。
本発明では、バイパス配管に弁手段に係る遮断弁を設
け、この遮断弁は吐出空気圧と油圧との圧力差によって
弁を開閉するように、該遮断弁の弁体作動部を制御空気
配管を介して調圧弁の2次側に接属している。
圧縮機始動直後は、オイルセパレータ内は微圧のため
の調圧弁は開かず、一方、遮断弁は弁体が開き、油は通
過抵抗の大きいオイルクーラを経由せずバイパス配管を
流れて圧縮機本体に供給され、圧縮機本体への給油量が
増加するので、吐出空気の冷却作用が向上する。
圧縮機が定常運転(全負荷運転)に入ると調圧弁が開
き所定の吐出圧力の吐出空気が遮断弁に供給され、油の
流れを遮断する。これによって、定常運転中はオイルク
ーラを通って油が冷却され、圧縮機本体に給油されて圧
縮機の吐出空気温度の異常上昇を抑える。
[実施例] 以下、本発明の前提となる実施例を第1図,第2図を
参照し、本発明の一実施例を第5図,第6図を参照して
説明する。
まず、第1図は、本発明の前提となる実施例の油冷式
スクリュー圧縮機の吐出空気配管および給油配管の系統
図、第2図は、第1図の装置における圧縮機の起動後の
時間経過にともなう吐出空気温度と吐出圧力の変化を示
す線図である。
第1図において、先の第3図と同一符号のものは従来
技術と同等部分であるから、その説明を省略する。
第1図の実施例が、第3図の従来技術と相違するとこ
ろは、オイルセパレータ3からオイルクーラ4を通さず
に圧縮機本体1へ給油しうるバイパス給油配管12を設
け、このバイパス給油配管12に、弁手段に係る2方電磁
弁13を設けたものである。
この2方電磁弁13は、圧縮機の起動したのちの十数
秒、本例では15秒間のみ開き、時間経過後は閉じるよう
に電気的に制御されている。
このように構成された油冷式スクリュー圧縮機の給油
装置の作用を説明する。
圧縮機本体1から吐出された吐出空気はオイルセパレ
ータ3内に入り、ここで、吐出空気中に含まれる油はセ
パレータエレメント7により分離され、空気のみが逆止
弁8、調圧弁9、アフタークーラ10を経て外部へ吐出さ
れ、分離された油はオルセパレータ3内に溜る。溜った
油はオイルセパレータ3内の吐出空気圧と圧縮機本体給
油口2の油圧との圧力差により給油配管系へ流れる。
圧縮機の起動時には、起動後15秒間は2方電磁弁13が
開弁する。そこで、セパレータ3内の油は、オイルクー
ラ4を経由することなく、バイパス給油配管12を通って
圧縮機本体1へ給油される。
圧縮機の起動から15秒経過後は定常運転となり、2方
電磁弁13は閉弁しバイパス給油配管12は閉路される。そ
こで、オイルセパレータ3内の油はオイルクーラ4を通
り温度調節弁5、オイルフイルター6を経て圧縮機本体
1へ給油される。
上記のように、起動時に、オイルセパレータ3内の油
が通過抵抗の大きいオイルクーラ4を経由せず、バイパ
ス給油配管12を通って流れるため、圧縮機本体1への給
油量が増加する。このため、油による吐出空気の冷却作
用が向上し、従来技術において発生したような、起動か
ら全負荷運転に切替わった直後の吐出空気温度の上昇を
緩和する効果がある。
第2図に、本実施例における圧縮機の起動から全負荷
運転に切替わる直後までの吐出空気温度の測定データの
一例を示す。全負荷運転に切替わった直後の吐出空気温
度は最高78℃であり、従来技術の場合の130℃に対し52
℃の低減となっている。
次に、本発明の一実施例を第5図および第6図を参照
して説明する。
第5図は、本発明の一実施例に係る油冷式スクリュー
圧縮機の吐出空気配管および給油配管の系統図、第6図
は、第5図の装置に用いる遮断弁の縦断面図である。第
5図において、第3図と同一符号のもは従来技術と同等
部分であるから、その説明を省略する。図中、太い矢印
は吐出空気配管系、実線矢印は給油配管系、一転鎖線矢
印は制御空気配管の流れの方向を示す。
第5図の実施例が、第1図の実施例と特に相違すると
ころは、オイルセパレータ3からオイルクーラ4を通さ
ずに圧縮機本体1へ給油しうるバイパス給油配管14を設
け、このバイパス給油配管14に、弁手段に係る遮断弁20
を設けたことである。そして、この遮断弁20は、吐出空
気圧と油圧との圧力差によって弁を開閉するもので、そ
の弁体作動部に、前記オイルセパレータ3の出力の調圧
弁9Aを経た所定圧力の吐出空気を供給させて油の流れを
遮断できるように構成している。すなわち、弁体作動部
を制御空気配管15を介して調圧弁9Aの2次側に接続して
いる。
遮断弁20の詳細を第6図に示す。
第6図において、21は弁ボデイ、22は弁体、23は弁カ
バ、24はばね、25は、弁体22と弁カバ23とを密封するO
リングである。
第6図に示すA部はオイルセパレータ3側に、B部は
圧縮機本体側に、また、C部は調圧弁9Aの2次側に接続
されている。圧縮機始動直後は、A部には微少な吐出圧
力がかかり、B部は圧縮機の吸込により真空となる。
一方、調圧弁9Aには吐出圧力が4kg/cm2にならないと
開かない特性のものである。
したがって、圧縮機始動直後は、オイルセパレータ3
内は微圧のため調圧弁9Aは開かず、遮断弁20のC部は大
気圧となっている。
このような各部の圧力関係から、A部とB部との差圧
による力により遮断弁20内のばね24のばね力に打ち勝っ
て弁体22が開き、油がAからBに流れる。次に、圧縮機
が定常運転に入ると調圧弁9Aが開き高圧の空気が制御空
気配管15を通って遮断弁20のC部からD部内に流入す
る。この空気圧とばね24の作用とによって弁体22が閉
じ、油の流れを遮断する。
本実施例によれば、次の効果がある。
起動時に、オイルセパレータ3の油が通過抵抗の大き
いオイルクーラ4を経由せず、バイパス給油配管14、遮
断弁20を通って圧縮機本体1へ流れるので、圧縮機本体
1への給油量が増加する。このため、吐出空気の冷却作
用が向上し、起動から全負荷運転へ切替わった直後にお
ける吐出空気温度の上昇を緩和することができる。
また、吐出空気中に含まれる油の温度上昇が緩和され
るため、油の酸化劣化を防ぎ、寿命延長を図ることがで
きる。
さらに、油の酸化劣化により発生するカーボンの堆積
の減少を図ることができ、カーボンの自然発火などの信
頼性上の不良ポテンシャルを排除することができる。
また、定常運転に入ると、遮断弁20が閉じるので、定
常運転中はオイルクーラ4を通って油が冷却され、圧縮
機本体1に給油される。このため、圧縮機吐出空気温度
の異常上昇が抑えられ、製品の信頼性向上に寄与する。
また、遮断弁は、油,圧縮空気の差圧関係と、圧縮機
始動直後の調圧弁の特性(吐出圧力が4kg/cm2にならな
いと開かない)を活用したもので構造が簡単であり、同
一機能をもたせる装置としては安価であるという効果が
ある。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、起動から全負荷
運転へ切替わる直後における吐出空気温度の異常上昇を
防止し、油の寿命向上と信頼性の向上を図りうる油冷式
スクリュー圧縮機の給油装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の前提となる実施例の油冷式スクリュ
ー圧縮機の吐出空気配管および給油配管の系統図、第2
図は、第1図の装置における圧縮機の起動後の時間経過
にともなう吐出空気温度と吐出圧力の変化を示す線図、
第3図は、従来の油冷式スクリュー圧縮機の吐出空気配
管および給油配管の系統図、第4図は、第3図の装置に
おける圧縮機の起動後の時間経過にともなう吐出空気温
度と吐出圧力の変化を示す線図、第5図は、本発明の一
実施例に係る油冷式スクリュー圧縮機の吐出空気配管お
よび油配管の系統図、第6図は、第5図の装置に用いる
遮断弁の縦断面図である。 1……圧縮機本体、3……オイルセパレータ、4……オ
イルクーラ、7……セパレータエレメント、9,9A……調
圧弁、12,14……バイパス給油配管、13……2方電磁
弁、15……制御空気配管、20……遮断弁、22……弁体。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、スクリュー圧縮機本体と、圧
    縮空気中の油分を分離除去するオイルセパレータと、分
    離された油を冷却するオイルクーラと、圧縮空気を所定
    圧以上に保持する調圧弁とを備え、これらオイルセパレ
    ータ、オイルクーラ、スクリュー圧縮機本体を接続する
    給油配管系を有し、前記オイルセパレータから前記オイ
    ルクーラを通さずにスクリュー圧縮機本体へ給油しうる
    バイパス給油配管を備え、このバイパス給油配管に弁手
    段を設けてなる油冷式スクリュー圧縮機の給油装置にお
    いて、 前記バイパス給油配管に設けた弁手段は、吐出空気圧と
    油圧との圧力差によって弁を開閉するように、当該弁手
    段の弁体作動部に、前記オイルセパレータ出口の前記調
    圧弁を所定圧力の吐出空気を供給させて油の流れを遮断
    するようにした遮断弁であることを特徴とする油冷式ス
    クリュー圧縮機の給油装置。
JP62222960A 1987-09-08 1987-09-08 油冷式スクリュー圧縮機の給油装置 Expired - Lifetime JP2599728B2 (ja)

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