JP4262472B2 - スクリュー圧縮機の圧縮機本体ユニットの油分離構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクリュー圧縮機の油分離構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
互いに軸平行でかつねじり方向が逆をなす雄雌１組のスクリューローターを有する給油式スクリュー圧縮機では、圧縮熱の冷却のために圧縮工程中に多量の潤滑油を注入する。圧縮機本体で所定の圧力に達すると、圧縮エアは潤滑油とともに油分離機構に入り、ここで潤滑油を分離し機外へ出され、ユーザーの使用箇所へと向かう。潤滑油は冷却器を通過した後、再び圧縮機本体へと循環し再度利用される。
【０００３】
油分離機構は１次分離、２次分離の２段階で構成されることが多く、１次分離は遠心力や衝突を利用し、２次分離はグラスウール等から成る濾過エレメントを使用して、ＰＰＭオーダーの油分濃度を達成する。
【０００４】
スクリュー圧縮機の油分離機構では、圧縮機本体ケーシングに形成されたサイクロン方式用の２重円筒部を設け、これを油溜まりを兼ねるオイルケーシングの上方に配置し、円筒間で形成される旋回通路に圧縮機本体から吐出される圧縮エアを導き、旋回流を発生させて圧縮エアと潤滑油をサイクロン分離（遠心分離）する。潤滑油は油溜まりに集まられた後、前述の通り冷却器を経て再び圧縮機本体に向かう。１次分離後の圧縮エアにはまだ油分が含まれており、グラスウール等から成るエレメントを使用して、ＰＰＭオーダーの油分濃度まで２次分離する方式が知られ、例えば冷凍式圧縮機用であるが特開2002-70778号公報に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開2002-70778号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の問題点としては次のことがあげられる。
【０００７】
圧縮機本体に１次分離機能を付加させ、油溜まり兼用のオイルケーシングと一体化している従来の油分離構造では、圧縮機本体のケーシング類は鋳物で造られ、かつ１次分離部の２重円筒通路も同時に形成されている。通常、鋳物部品の角部にはＲが設けられており、内側円筒の下端も無加工状態では鋳物のＲ形状となる。
【０００８】
旋回通路では圧縮エアより比重の大きい潤滑油は遠心力で外側を旋回して外側円筒の内側面に付着、さらに、それに続くオイルケーシングの内面を伝って流れ落ちる。
【０００９】
一方、圧縮エアは旋回流路を出ると上向きに流れを変え、２重円筒の内部に設けた通路を経て、セパレータエレメントに進む。このとき、内側円筒下端のＲ部に付着した油滴を一緒に運ぶことになり、セパレータエレメントに過剰の油分が持ち込まれることになる。この結果、２次分離の性能が低下する。内筒表面を伝い流れる油分を防止しサイクロン分離効率を向上させるため、板金等で製作された円筒部品を組み付けている例もある。
【００１０】
潤滑油は限られた量しか充填されないので、圧縮エア中の油分濃度が高いと補給時間が短くなり使い勝手が悪くなる。また、ユーザーの使用に際しては圧縮エア中に水分や潤滑油が含まれていない方がよく、一般にエアドライヤーや外部フィルターを追加してこれらを除去している。セパレータエレメントでの２次分離の性能低下し、圧縮機機外へ持ち出される油分が多くなるとユーザーにて処理しなければならず、圧縮エア中の油分濃度は低いほうが望ましい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は鋳物製ケーシングと一体形成された1次分離のための２重円筒通路の内筒下端を油が表面張力により保持できないシャープエッジ形状にすることである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施例の正面図（部分断面図含む）、図２は同側面図（部分断面図含む）である。図１、図２の図中の矢印は圧縮エアの流れを示す。
【００１４】
本発明のスクリュー圧縮機は圧縮機本体２の側面に吸入弁１、マニホルド６、オイルセパレータエレメント７を備える。圧縮機本体２はオイルケーシング３の上にフランジ接続されている。オイルケーシング３にはオイルフィルタ等を部品・機器類を備える。最初にこの圧縮機本体ユニット内での空気と潤滑油の流れについて説明する。
【００１５】
吸入弁１より圧縮機本体２に吸い込まれた空気は圧縮されて圧縮エアとなり、圧縮工程の途中に供給された潤滑油と共に圧縮機本体２の下面に設けた２重同心円筒から成る旋回流路４に吐出される。圧縮エアと潤滑油の混合流体は流路内を旋回し、ここで比重の差により大粒の潤滑油は圧縮エアより外側を旋回し壁面に沿って流れる。また圧縮エアは潤滑油の内側を流れる。混合流体は旋回を維持したままオイルケーシング３に入り、潤滑油は旋回流路の外側の面に付着し、オイルケーシング３の内面を伝って流れ落ちる。一方、圧縮エアは流れを上向きに変え、旋回壁５の内部通路を経てマニホルド６からオイルセパレータエレメント７へと進む。こうして旋回流によって大部分の潤滑油を１次分離された圧縮エアはセパレータエレメント７にてさらに２次分離される。また圧縮機には一定量の潤滑油を保有する必要がある。オイルケーシング３はその油溜まりを兼ねており、１次分離後の潤滑油を蓄える。
【００１６】
油分離機構の1次分離部分は圧縮機本体と一体になっているため鋳物にて製作されている。旋回流路を構成する２重円筒の下側開放部分は鋳物素材の状態であると図３、図４の２点鎖線で示すような半径３ｍｍ程度のＲ形状となる。２重円筒の内筒外面側（旋回流路に向き合う側）には少ない量とは云え潤滑油が鋳肌面を伝い下方へ流れる。内筒下端がのＲ形状のままであるとこの流れは途切れることなく、向きを変え圧縮エアの流れに乗り、内筒内面を上方へと流れ、マニホルド６、オイルセパレータエレメント７へと進む。
【００１７】
図３を用いては本発明の２重円筒部下端形状と効果について説明する。
【００１８】
本発明の２重円筒の内筒下端のＲ部を機械加工などにより面取りしエッヂを設けたものとなっている。
【００１９】
１次分離は圧縮エアと潤滑油の混合流体を旋回させることにより比重の差を利用して遠心分離するのだが、前述の通り、２重円筒部下端が鋳物素材のＲ形状のままであると旋回流路の壁面を伝い、流れ落ちる油がこのＲ部で表面張力で張り付き、エアの流れにより壁面内側へとわたる。
【００２０】
下端にエッチ加工が施した場合には、油を支える面積がなくなるので付着できずに油滴となり落下する。この結果、壁面を伝う油の流れは遮断されて、セパレータエレメントへの流入量が減り２次分離性能が向上する。
【００２１】
図４を用いては本発明の２重円筒部下端形状と効果について説明する。
【００２２】
円筒下端のエッヂ形状は、油の切れを重視した場合には可能な限りシャープにする必要があるが荷扱いの途中で欠けたり、怪我の危険性がある。このためケーシングの製作性を考慮し多少平らな面を付け加えた形状で合っても良い。平らな面は油が自身を表面張力で支えられない面積程度とすれば内筒下端で油は付着できずに油滴となり落下する。この結果、図３と同様に壁面を伝う油の流れは遮断されて、セパレータエレメントへの流入量が減り２次分離性能が向上する。また鋳物素材のＲ部は除き、エッヂを設けるのが良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、油分離機構の分離効率を向上でき、２次分離の濾過エレメントを小型化できるほか、板金等別部品で製作された内筒を廃止することができる。また、圧縮機より持ち去られる油分が少なくなるため、潤滑油の補給間隔が長くでき使い勝手を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の正面図。
【図２】本発明の実施例の側面図。
【図３】図２の〇印で示す本発明の第１の実施例の旋回通路内筒下端形状の拡大図。
【図４】図３と同様に示す本発明の第２の実施例の旋回通路内筒下端形状を示す図。
【符号の説明】
１…吸入弁、２…圧縮機本体、３…オイルケーシング、４…旋回流路、５…内筒、６…マニホルド、７…オイルセパレータエレメント、８…オイルフィルタ。

Claims (2)

1. 圧縮機本体ケーシングに一体形成され油を旋回分離するための２重円筒と、この２重円筒により形成された旋回流路内に圧縮エアを導入する通路を設けたスクリュー圧縮機において、
   前記２重円筒からなる旋回流路では、この旋回流路に吐出された圧縮エアから油を分離し、
   前記旋回流路で油が分離された圧縮エアは、流れを上向きに変えて、前記２重円筒の内筒を構成する旋回壁の内部流路を経て送られるものとし、
   前記内筒の下端部のＲ部を機械加工により面取りしてエッジを設け、このエッジの先端に、油が自身を表面張力で支えられない面積の平らな面を設けたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
2. 請求項１において、前記２重円筒は圧縮機本体の下面に設けられたことを特徴とするスクリュー圧縮機。

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