JP3771749B2 - Oil-free compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増速用歯車列を介して駆動されるオイルフリー圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、図4に示すように圧縮機本体51とこの圧縮機本体51の駆動部であるモータ52との間に、増速用歯車列53を収容した歯車箱54を介在させたオイルフリースクリュ圧縮機3は公知である(特許第2791204号公報)。この歯車箱54の下部は油溜まり部55になっており、ここから圧縮機本体51内の軸受部および歯車列53に油が注入された後、この油は油溜まり部55に戻されるようになっている。歯車箱54の上部からは油分離回収器56、真空エゼクタ57および電磁弁58を介設した排気流路59が延びている。この油分離回収器56内には気液分離するためのフィルタエレメント60が収容されており、油分離回収器56の一次側における排気流路59の部分にはリリーフ弁61が設けてある。
【0003】
圧縮機の作動中は、油溜まり部55の上部空間には油ミストが充満している。また、圧縮機本体51内の軸封部から歯車箱54内に漏れる圧縮空気があるため、歯車箱54内の圧力上昇を抑えるためにこの圧縮空気を外部に逃がす必要がある。もしも、この圧縮空気の逃げ場がなければ、歯車箱54内から圧縮機本体51内の軸封部を介して圧縮空気とともに油がロータ室に進入する。このため、排気流路59により、油溜まり部55の上部空間の圧縮空気および油ミストを逃がすようにしてある。そして、フィルタエレメント60により圧縮空気と油とを分離し、油は油分離回収器56の下部に一旦溜める一方、油分離された圧縮空気は真空エジェクタ57、電磁弁58を経て送出すようになっている。しかしながら、フィルタエレメント60が目詰まりしてここでの圧損が増大すると、排気流路59が機能せず、歯車箱54内の圧力が上昇してゆくことになる。
このため、この圧縮機では、圧縮空気の供給を受ける真空エジェクタ57を設け、フィルタエレメント60が目詰まりしても、真空エジェクタ57により排気を促進するようにしてある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したオイルフリースクリュ圧縮機の場合、真空エジェクタ57において圧縮空気が使用されるため、エネルギの損失を招くこととなる。また、真空エジェクタ57は目詰まりを起こす等、信頼性に乏しいという問題を有している。さらに、この真空エジェクタ57では補えない程度まで、即ち真空エジェクタ57の能力を超えてフィルタエレメント60が目詰まりを起こした場合、歯車箱54内の圧力が上昇し、歯車箱54内から圧縮機本体51内の軸封部を介して圧縮空気とともに油がロータ室に進入する。斯かる事態は、圧縮機本体51での油圧縮によるロータ同志のかじりの発生や、吐出される圧縮空気への油の混入などの諸問題を発生しかねない。さらに、これを防止するためにフィルタエレメント60を頻繁に交換しなければならず、メンテナンスに手間が掛かるという問題もある。
本発明は、斯かる従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、歯車箱内の油ミストをほぼ完全に捕捉して回収し、空気だけを外部に逃がし、歯車箱内の圧力の異常上昇という事態の発生防止を可能にするとともに、メンテナンスの手間の軽減を可能としたオイルフリー圧縮機を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、互いに噛み合う雌雄の少なくとも一対のロータ、このロータを収納するケーシング、上記ロータのロータ軸を支持する軸受部、この軸受部よりロータ端面側に配設される軸封部にて構成される圧縮機本体と、この圧縮機本体の駆動部であるモータとの間に、増速用歯車列を収容するとともに上部から排気流路が延びた歯車箱を介在させ、この歯車箱の下部に溜めた油を上記軸受部および上記歯車列に注入して、元に戻すようにしたオイルフリー圧縮機において、内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間とした構成とした。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1、2および3は、本発明に係るオイルフリー圧縮機1を示したものであり、特に図3は本発明に係る圧縮機の特徴的部分を含む圧縮機本体周辺の拡大断面図である。
このオイルフリー圧縮機1は、空気流入口11およびファン12aにより空気を流出させる空気流出口12を有するパッケージ13内に、圧縮機本体14とこの圧縮機本体14の駆動部であるモータ15と、この両者間に介在し、増速用歯車列16を収容するとともに上部から排気流路17が延びた歯車箱18とを収容したパッケージタイプのものである。圧縮機本体14はケーシング30内に設けられた雌雄一対のロータからなり、そのうちの一方のロータ、例えば図3においては、雄ロータ31がそのロータ軸によって、増速用歯車列16を介してモータ15に接続されている。上記雌雄一対のロータは、各々のロータの端面に配設された軸受部32により支持され、さらにその軸受部32よりロータの端面に近い位置には軸封部33が設けられている。軸封部33、ケーシング30には導通孔34が設けられており、その導通孔34にて、上記軸封部33とロータ軸との間に微小に存在する空間と、圧縮機本体14のケーシング30の外部、即ちここではパッケージ13内の空間とが導通するように構成されている。
歯車箱18の下部は油溜まり部19となっており、この油溜まり部19の油は歯車列16および圧縮機本体14内の軸受部等に供給された後、油溜まり部19に回収され、循環使用される。
【0007】
排気流路17には、パッケージ13の外側にて公知の電気式微粒子捕捉器20(特開平10-235224号公報)が設けてあり、ここで歯車箱18から排気流路17内に流入してくる油ミストを捕捉、回収し、歯車箱18内の空気を排気流路17を介してクリーンな状態にして外部、即ちここでは上記パッケージ13内に逃がすようになっている。
図2に示すように、本実施形態における電気式微粒子捕捉器20は、流体を上向きに通過させる多数の小流路21に排気流路17の断面を分割するとともに、正電位状態にされるセル群22と、このセル群22の各々の内部に、小流路21の壁部とは離して配置され、負電位状態にされる電極ピン23とを2段に配置した構造を有している。また、セル群22に達する前の位置であって、かつセル群22の一次側の位置に配置され、負電位状態にされる補助電極24が配置されており、この補助電極24の一次側に1μm以上のミスト粒子を捕捉するための公知の金属性特殊フィルタ25が配置されている。
【0008】
なお、1μm未満のミスト微粒子は、セル群22、電極ピン23および補助電極24により捕捉され、下部のドレン回収口26より回収される。そして、油ミストの上記捕捉、回収の結果、クリーンな状態になった空気は上部のファン27より送出される。主たる油ミストの帯電用或は捕捉用の電極となる電極ピン23は、長尺であり、しかも多数設けられているが、上記小流路21に沿った方向に各々配設されているため、流体の流れを阻害することがない。
【0009】
このように、このオイルフリー圧縮機1では、歯車箱18の排気流路17で、かつパッケージ13の外側に電気式微粒子捕捉器20を設けることにより、空気の良好な流れを維持しつつ、高効率で油ミストを捕捉、回収するようになっている。また、上述したフィルタエレメントの交換等のメンテナンスはこの電気式微粒子捕捉器20では不要となり、メンテナンスの手間が軽減される。
【0010】
なお、この圧縮機本体14の軸封部33は、図3では、いわゆるビスコシールで構成されたものが示されている。軸封部33には、軸受部32に近い内周部分にはねじ形状の加工の施されたビスコシール部33aが形成され、さらにそのビスコシール部33aの端部は上述したとおり、導通孔34にてケーシング30の外部、即ちここではパッケージ13内の空間に連通する。さらに、電気式微粒子捕捉器20の二次側の流路17aがパッケージ13内の空間に連通するように構成されている。また、圧縮機本体14のケーシングの外部の空間もパッケージ13内の空間となっており、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路17aが連通する空間と同一である。
【0011】
軸受部32には、注油路35を通じて歯車箱18の下部に溜められた油が供給され、その油は排油路36を通じて再び歯車箱18に戻されるようになっている。この場合、軸受部32に供給される油が、特にアンロード運転時などに生じる軸封部33の軸封効果をも上回る吸引力により、ロータ側に漏れ込んでしまう事態が懸念される。通常、圧縮機のロータ側への外部からの油等の混入を防ぐためには、その圧縮機の軸封部には、ロータ側にかかる圧力をP1、反ロータ側にかかる圧力をP2とした場合、その差圧P3=P2−P1より大なる圧力差がかかった場合にも流体の導通を許容しない軸封機能が求められる。この圧縮機においては、軸封部のロータ側にかかる圧力P1とはビスコシール部33aのロータ側端部(I)、ひいては導通孔34の圧力に該当する。また、軸封部の反ロータ側にかかる圧力P2とはビスコシール部33aの他方のロータ側端部(II)であり、ひいては歯車箱18内部の圧力に該当する。
【0012】
導通孔34はパッケージ13に連通しており、また一次側で歯車箱18と連通する電気式微粒子捕捉器20はその二次側にてパッケージ13に連通している。電気式微粒子捕捉器20における圧力損失は微量のものであることから、上記の構成としたことにより、パッケージ13内の空間の圧力をP4とすると、上記P1、P2ともに上記P4に近い値となり、上記差圧P3は極めて低い値となる。よって、軸封部としてはいわゆるビスコシールのような所定の軸封機能を有するものを構成すれば、十分な軸封効果を奏することができ、懸念されたような油等の圧縮機のロータ側への混入という事態は回避することができる。
【0013】
なお、図3では、軸封部としてビスコシールのみにて構成されたもの、導通孔を1箇所にのみ設けたものを示したが、本発明はこれに限定するものではない。ビスコシールとロータとの間に別の軸封手段のシールリングを配設し、そのシールリングとロータ軸の間の空間と、パッケージ内の空間とを連通させる、上記導通孔とは別の導通孔が形成されてもよい。
【0014】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、互いに噛み合う雌雄の少なくとも一対のロータ、このロータを収納するケーシング、上記ロータのロータ軸を支持する軸受部、この軸受部よりロータ端面側に配設される軸封部にて構成される圧縮機本体と、この圧縮機本体の駆動部であるモータとの間に、増速用歯車列を収容するとともに上部から排気流路が延びた歯車箱を介在させ、この歯車箱の下部に溜めた油を上記軸受部および上記歯車列に注入して、元に戻すようにしたオイルフリー圧縮機において、内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間とした構成としてある。
【0015】
このため、歯車箱の排気流路において、空気の良好な流れを維持しつつ、高効率で油ミストを捕捉、回収し、圧縮機本体内の軸封部の正常な機能を保つことができるとともに、油除去のためのフィルタエレメントの交換等のメンテナンスは不要となり、メンテナンスの手間が軽減されるという効果を奏する。また、導通孔が設けられているため、より一層圧縮機本体内の軸封部の機能を保護することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るオイルフリー圧縮機の全体構成を示す図である。
【図2】 図1に示す圧縮機における電気式微粒子捕捉器を示す断面図である。
【図3】 本発明に係る圧縮機における圧縮機本体周辺の拡大断面図である。
【図4】 従来のオイルフリースクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
1 オイルフリー圧縮機
11 空気流入口
12 空気流出口
12a ファン
13 パッケージ
14 圧縮機本体
15 モータ
16 増速用歯車列
17,17a 排気流路
18 歯車箱
19 油溜まり部
20 電気式微粒子捕捉器
21 小流路
22 セル群
23 電極ピン
24 補助電極
30 ケーシング
31 雄ロータ
32 軸受部
33 軸封部
34 導通孔
35 注油路
36 排油路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil-free compressor driven via a speed increasing gear train.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 4, an oil-free screw compression in which a
[0003]
During the operation of the compressor, the upper space of the
For this reason, this compressor is provided with a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the oil-free screw compressor described above, since compressed air is used in the
The present invention has been made as a problem to eliminate the conventional problems that do斯, recovered almost completely capture the oil mist within the gearbox, escape only air to the outside, the pressure in the gearbox It is an object of the present invention to provide an oil-free compressor that can prevent the occurrence of an abnormal rise of the engine and can reduce maintenance work.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides at least a pair of male and female rotors that mesh with each other, a casing that houses the rotor, a bearing portion that supports the rotor shaft of the rotor, and a rotor end face side from the bearing portion. A gear box that houses a speed increasing gear train and that has an exhaust passage extending from the upper part is interposed between a compressor body constituted by a shaft seal portion and a motor that is a drive portion of the compressor body. An oil-free compressor in which oil stored in the lower portion of the gear box is injected into the bearing portion and the gear train and returned to the original position is provided with a flow passage for allowing fluid to pass through the oil box. An electric particulate trap provided with a long electrode in the direction along the flow path in the path includes the exhaust flow path, and an air flow inlet and an air flow outlet for discharging air by a fan. Machine body, the above motor And is provided outside the package that houses the gearbox, and passes through the shaft seal portion and the casing to communicate between the space between the shaft seal portion and the rotor shaft and the space outside the casing. The space in which the hole is formed and the flow path on the secondary side of the electric particle trap is communicated with the space outside the casing is the same space inside the package .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1, 2 and 3, which shows an oil-
The oil-
The lower part of the
[0007]
The
As shown in FIG. 2, the
[0008]
Mist fine particles of less than 1 μm are captured by the
[0009]
As described above, in the oil-
[0010]
The
[0011]
The oil stored in the lower part of the
[0012]
The
[0013]
In FIG. 3, the shaft seal portion is composed only of a Bisco seal, and the conductive hole is provided only at one location, but the present invention is not limited to this. Another shaft sealing means seal ring is arranged between the visco seal and the rotor, and the space between the seal ring and the rotor shaft communicates with the space in the package. A hole may be formed.
[0014]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, at least a pair of male and female rotors that mesh with each other, a casing that houses the rotor, a bearing portion that supports the rotor shaft of the rotor, and a rotor end surface side from the bearing portion. A gear that accommodates a speed increasing gear train and has an exhaust passage extending from an upper portion between a compressor main body constituted by a shaft seal portion disposed and a motor that is a driving portion of the compressor main body. In an oil-free compressor that interposes a box and injects oil accumulated in the lower part of the gear box into the bearing portion and the gear train and returns the oil to the original state, the oil-free compressor includes a flow path through which fluid passes. An electric particulate trap provided with an electrode elongated in the direction along the flow path in the flow path is provided with the air flow path and an air flow outlet through which air flows out by a fan. , The compressor body, The motor and the gear box are provided outside the package, and pass through the shaft seal portion and the casing to communicate the space between the shaft seal portion and the rotor shaft with the space outside the casing. The space through which the secondary particles of the electric particle trap are communicated and the space outside the casing are the same space inside the package .
[0015]
For this reason, while maintaining a good flow of air in the exhaust passage of the gear box, oil mist can be captured and recovered with high efficiency, and the normal function of the shaft seal in the compressor body can be maintained. This eliminates the need for maintenance such as replacement of the filter element for oil removal, thereby reducing the maintenance effort. Moreover, since the conduction hole is provided, there is an effect that the function of the shaft seal portion in the compressor body can be further protected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an oil-free compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an electric particulate trap in the compressor shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view around the compressor body in the compressor according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of a conventional oil-free screw compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、
上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間としたことを特徴とするオイルフリー圧縮機。Compressor body composed of at least a pair of male and female rotors that mesh with each other, a casing that accommodates the rotor, a bearing portion that supports the rotor shaft of the rotor, and a shaft sealing portion that is disposed closer to the rotor end surface than the bearing portion. And a motor that is a drive unit of the compressor body, a gear box that houses a speed increasing gear train and has an exhaust passage extending from the upper part is interposed, and oil accumulated in the lower part of the gear box is In an oil-free compressor that is injected into the bearing portion and the gear train and returned to the original state,
An electric particulate trap provided with a flow path for allowing fluid to pass through and having an electrode elongated in the direction along the flow path in the flow path is provided in the exhaust flow path, the air inlet and the fan. An air outlet for allowing air to flow out, and provided outside the package containing the compressor body, the motor and the gear box,
A conduction hole is formed through the shaft sealing portion and the casing so as to communicate the space between the shaft sealing portion and the rotor shaft and the space outside the casing. An oil-free compressor characterized in that a space communicating with a flow path on the side and a space outside the casing are the same space inside the package .
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