JP7135227B1

JP7135227B1 - スクリュ圧縮機

Info

Publication number: JP7135227B1
Application number: JP2022018150A
Authority: JP
Inventors: 祥治池上; 謙太森長; 喜章西地; 和平高橋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2022-02-08
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2022-09-12
Anticipated expiration: 2042-02-08
Also published as: JP2023115756A

Abstract

【課題】油回収器から油分離器に至るまでの流路において発生する油分を含むドレンを回収できるスクリュ圧縮機を提供する。【解決手段】スクリュ圧縮機１は、貯槽２から需要先８にボイルオフガスである対象ガスを供給するためのものであり、対象ガスを圧縮する油冷式の圧縮機本体１０と、対象ガスから油を分離する油回収器２０と、対象ガスに含まれる油をさらに分離する油分離器３０と、油分離器３０から油分を含むドレンを回収するドレン回収部４０とを備える。ドレン回収部４０は、圧縮機本体１０に接続されるとともに圧縮空間に油分を含むドレンを戻すドレン流路４２を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、スクリュ圧縮機に関する。

従来、ガスを圧縮して需要先に供給するスクリュ圧縮機が知られている。特許文献１には、図８に示すように、液化天然ガス（ＬＮＧ）運搬船において、貯槽５０３において発生したボイルオフガスを圧縮機本体５０４により圧縮して、需要先５０２に供給するためのスクリュ圧縮機５０１が開示されている。このスクリュ圧縮機５０１は、ボイルオフガスを圧縮する圧縮機本体５０４と、圧縮機本体５０４から吐出されたガスから油（潤滑油成分）を分離する油回収器５０９及び油分離器５１６と、油回収器５０９により分離した油を圧縮機本体５０４に戻す循環用配管５２６と、を備えている。

特開２００６－３４８７５２号公報

特許文献１のスクリュ圧縮機５０１では、油回収器５０９によって圧縮機本体５０４から吐出されたガスから分離された油が、循環用配管５２６を通じて圧縮機本体５０４に戻されて潤滑油として再度供給される。しかしながら、特許文献１のスクリュ圧縮機５０１では、油回収器５０９から油分離器５１６に至るまでの流路において油分を含むドレンが発生することについては考慮されていない。

そこで本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、油回収器から油分離器に至るまでの流路において発生する油分を含むドレンを回収できるスクリュ圧縮機を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、本発明に係るスクリュ圧縮機は、貯槽内の液化ガスから発生したボイルオフガスであり且つ０℃未満の温度となる場合がある対象ガスを吸入し、少なくともエンジン又は発電設備の一方を含む需要先へと前記対象ガスを供給するスクリュ圧縮機であって、油冷式の圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された対象ガスから油を分離して貯める油回収器と、前記油回収器の下流側に位置し、対象ガスに含まれる油をさらに分離する油分離器と、吸込流路に接続された低温流路と、前記油回収器と前記油分離器とを互いに接続するガス流路に接続された高温流路とを有し、前記低温流路を流れる低温の対象ガスが前記高温流路を流れる高温の対象ガスとの熱交換により加熱される、プレヒーターと、前記油分離器に接続され、油分を含むドレンを回収するドレン回収部と、前記プレヒーターの前記高温流路から油分を含むドレンを回収するための第２のドレン回収部と、を備えている。前記ドレン回収部は、前記圧縮機本体に接続されており、前記圧縮機本体のケーシング内に形成された空間における一対のスクリュロータ間に形成された圧縮空間に油分を含むドレンを戻すドレン流路を有している。前記ケーシングは、前記圧縮空間に開口するように油戻し流路を備える。前記ドレン流路の端部は、前記油戻し流路に接続される。前記第２のドレン回収部は、前記プレヒーターの前記高温流路と前記ドレン流路とを互いに接続する第２のドレン流路を有する。前記ドレン流路は、前記ドレン回収部により回収した油分を含むドレンと、前記第２のドレン回収部により回収された油分を含むドレンとが流れる合流流路を含んでいる。前記ドレン流路および前記第２のドレン流路にはそれぞれ、前記圧縮空間に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段が設けられている。

このように構成されたスクリュ圧縮機では、油分離器に接続されたドレン回収部により、油回収器よりも下流の流路において発生した油分を含むドレンを回収することができる。さらに、ドレン流路により回収されたドレンが、圧縮機本体における吸込口と吐出口の間の圧縮空間に戻される。これにより、圧縮機本体に吸い込まれる前の低温の対象ガスがドレンによって加熱されて膨張してスクリュ圧縮機の処理効率が低下することを抑制できる。

また、ドレン回収部により回収した油分を含むドレンと第２のドレン回収部により回収された油分を含むドレンとが流れる合流流路を有するため、ドレン流路と第２のドレン流路とが別々に圧縮機本体に接続される場合と比べて、ドレンを受け入れるための圧縮機本体の構造を簡素化することができる。また、抵抗手段によりドレン流路への対象ガスの流入を抑制することができるため、需要先に供給される対象ガスの流量が減ることを抑制できる。また、抵抗手段により第２のドレン流路への対象ガスの流入を抑制できるため、需要先に供給される対象ガスの流量が減ることを抑制できる。

また、第２のドレン回収部により、油分離器だけでなく油回収器から油分離器に至るまでの流路において生じた油分を含むドレンを回収できる。さらに、回収した油分を含むドレンを第２のドレン流路を通じて、圧縮機本体の圧縮空間に戻すことができる。
前記スクリュ圧縮機は、前記ガス流路に接続された高温流路と、冷却水を流すための低温流路とを有し、前記高温流路を流れる対象ガスが前記低温流路を流れる冷却水により冷却されるアフタークーラーと、前記アフタークーラーの前記高温流路から油分を含むドレンを回収するための第３のドレン回収部と、をさらに備えてもよい。この場合、前記第３のドレン回収部は、前記アフタークーラーの前記高温流路と前記ドレン流路とを互いに接続する第３のドレン流路を有してもよい。前記第３のドレン流路には、前記圧縮空間に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段が設けられていてもよい。

前記抵抗手段がオリフィスであってもよい。これにより、簡易な構成で対象ガスの流量を制限することができる。

本開示におけるスクリュ圧縮機によれば、油回収器から油分離器に至るまでの流路において発生する油分を含むドレンを回収することができる。

第１実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。第２実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。第３実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。第４実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。第５実施形態に係るスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。圧縮機本体のその他の実施形態を示す概略的な構成図である。圧縮機本体のその他の実施形態を示す概略的な構成図である。特許文献１のスクリュ圧縮機を示す概略的な構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
液化天然ガス（ＬＮＧ；ＬｉｑｕｅｆｉｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓ）を運搬する船舶においては、約－１６０℃の極低温のＬＮＧがタンク内に貯蔵されているが、外部から当該タンク内への熱の侵入によってＬＮＧの一部が蒸発することにより、ボイルオフガス（ＢＯＧ；ＢｏｉｌＯｆｆＧａｓ）が発生する。本実施形態におけるスクリュ圧縮機１は、このボイルオフガスを所定の供給圧力まで圧縮して、例えば、船舶のエンジンや発電設備などの所定の需要先に供給する。スクリュ圧縮機１は、液体水素、液体アンモニア、液体プロパンガスなどの他の低温液化ガスを運搬する船舶内に設置して使用されてもよい。

スクリュ圧縮機１は、図１に示すように、貯槽２に接続された吸込流路３と、貯槽２内で発生したボイルオフガスである対象ガスを圧縮するための圧縮機本体１０と、圧縮された対象ガスから油分を分離する油回収器２０及び油分離器３０と、を備えている。スクリュ圧縮機１は、さらに、圧縮機本体１０と油回収器２０とを互いに接続する吐出流路４と、油回収器２０と油分離器とを互いに接続するガス流路５と、ガス流路５上に配置された熱交換部であるプレヒーター５１及びアフタークーラー５５と、油分離器３０から需要先８に対象ガスを導く需要先流路６と、を備えている。吸込流路３を通じて圧縮機本体１０は貯槽２から、０℃未満（例えば－５０℃～－４０℃）の温度の対象ガスを吸引する。

圧縮機本体１０は、油冷式のスクリュ圧縮機構によって構成されている。具体的に、圧縮機本体１０は、ケーシング１１と、ケーシング１１内に形成された空間に収容されている一対のスクリュロータ１２と、を有している。ケーシング１１内に形成された空間における一対のスクリュロータ１２間には圧縮空間１３が形成されている。一対のスクリュロータ１２が互いに噛み合った状態で回転することにより圧縮空間１３内において対象ガスが圧縮される。ケーシング１１には、吸込流路３からの対象ガスを吸い込む吸込口１７と、圧縮空間１３から吐出された対象ガスを吐出流路４に流入させる吐出口１８と、が設けられている。ケーシング１１内には、ガス導入空間１６とガス導出空間１９とが形成されている。ガス導入空間１６は、吸込口１７を通して吸い込まれた対象ガスが圧縮空間１３に流入する前に通過する空間である。ガス導出空間１９は、圧縮空間１３から吐き出された対象ガスが吐出口１８を通して流出する前に通過する空間である。圧縮機本体１０には、圧縮熱の排熱、内部潤滑及びシーリング等を目的として圧縮機本体１０内に潤滑油が供給されており、供給された潤滑油は対象ガスと共に吐出口１８から吐出される。

油回収器２０は、圧縮機本体１０から吐出された対象ガスから油を分離するためのものであり、分離した油を溜めるように構成されている。油回収器２０内において油が分離された対象ガスは、ガス流路５を通じて油分離器３０に送られる。油回収器２０内に溜められている油は、図略の油循環流路を通じて圧縮機本体１０内に再度供給される。

油分離器３０は、油回収器２０を通過した対象ガスから更に油を分離するためのものであり、対象ガスから油を分離させるフィルタ３３と、フィルタ３３を収納するケース３１と、を有している。フィルタ３３は、例えば、通過する対象ガスから油を捕捉できるように構成された微細繊維フィルタが用いられるが、これに限らない。油分離器３０により油が分離された対象ガスは、需要先流路６を通じて需要先８に送られる。

スクリュ圧縮機１は、油分離器３０のケース３１内に溜まった油分を含むドレンを回収するためのドレン回収部４０を備えている。ドレン回収部４０は、油分離器３０と圧縮機本体１０とを互いに接続しており、前記油循環流路とは別体として構成されているドレン流路４２を有している。ドレン流路４２の一方の端部は、ケース３１の底部に設けられたドレン出口３５に接続されている。圧縮機本体１０のケーシング１１には、圧縮空間１３に開口するように油戻し流路１５が設けられている。ドレン流路４２の他方の端部は、この油戻し流路１５に接続されている。

プレヒーター５１は、吸込流路３に接続された低温流路５３と、ガス流路５に接続された高温流路５２と、を有している。プレヒーター５１では、低温流路５３を流れる低温の対象ガスが高温流路５２を流れる高温の対象ガスとの熱交換により加熱される。このとき、高温流路５２の高温の対象ガスが、低温流路５３の低温の対象ガスによって冷やされることにより、高温流路５２に油分を含むドレンが発生することがある。

アフタークーラー５５は、ガス流路５に接続された高温流路５６と、冷却水を流すための低温流路５７とを有している。アフタークーラー５５では、高温流路５６を流れる対象ガスが低温流路５７を流れる冷却水により冷却される。このとき、高温流路５６に油分を含むドレンが発生することがある。

スクリュ圧縮機１は、プレヒーター５１の高温流路５２から油分を含むドレンを回収するための第２のドレン回収部６０を備えている。第２のドレン回収部６０は、プレヒーター５１の高温流路５２とドレン流路４２とを互いに接続する第２のドレン流路６１を有している。第２のドレン流路６１は、プレヒーター５１の高温流路５２における油分が溜まり易い部位（例えば、高温流路５２の下部）に接続されており、高温流路５２から油分を含むドレンを流入させる。

また、スクリュ圧縮機１は、アフタークーラー５５の高温流路５６から油分を含むドレンを回収するための第３のドレン回収部６３を備えている。第３のドレン回収部６３は、アフタークーラー５５の高温流路５６とドレン流路４２とを互いに接続する第３のドレン流路６４を有している。第３のドレン流路６４は、アフタークーラー５５の高温流路５６における油分が溜まり易い部位（例えば、高温流路５６の下部）に接続されており、高温流路５６から油分を含むドレンを流入させる。

第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４はそれぞれ、ドレン流路４２の途中部分である接続部６２及び接続部６５に接続されている。このため、ドレン流路４２において、油分離器３０から接続部６５まで部分は、油分離器３０からの油分を含むドレンが流れる上流流路４３となる。また、ドレン流路４２において、接続部６５から油戻し流路１５までの部分は、油分離器３０からの油分を含むドレンと、少なくとも第３のドレン流路６４の油分を含むドレンとが合流する合流流路４４となる。

ドレン流路４２、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４にはそれぞれ、圧縮空間１３に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段４６、４７、４８が設けられている。抵抗手段４６、４７、４８は、例えば、各流路４２、６１、６４の断面積を局所的に小さくして流量を絞ることにより油分を含むドレンの通過を許容する一方で、対象ガスの通過を抑制するように構成されたオリフィスが用いられるが、これに限らない。抵抗手段４６、４７、４８は、例えば、ニードル弁、グローブ弁などが用いられてもよい。なお、各流路４２、６１、６４には、圧縮空間１３からの対象ガスの逆流を防止するための逆止弁や開閉弁が設けられていてもよい。

ここで、スクリュ圧縮機１の運転動作について説明する。

スクリュ圧縮機１が運転開始の指令を受けて運転を開始すると、貯槽２内の対象ガスが吸込流路３を通じてプレヒーター５１に流入して昇温する。プレヒーター５１において昇温した対象ガスは、吸込流路３から圧縮機本体１０の吸込口１７に流入し、ガス導入空間１６を通過してケーシング１１内の圧縮空間１３に吸い込まれる。ガス導入空間１６内の圧力が圧縮機本体１０の吸込圧となる。

圧縮機本体１０において、圧縮空間１３に吸い込まれた対象ガスは、スクリュロータ１２の回転により圧縮される。このとき、対象ガスは圧縮に伴い昇温する。そして、高温・高圧の対象ガスが、潤滑油である油と共に、ガス導出空間１９を通過して吐出口１８から吐出流路４に吐き出される。吐出流路４に吐き出された対象ガスは油と共に、油回収器２０に流入する。

油回収器２０において、対象ガスから油が分離される。油が分離された対象ガスは、ガス流路５に流入し、プレヒーター５１とアフタークーラー５５とを順次通過して油分離器３０に向けて流れる。

プレヒーター５１において、高温流路５２に流入した高温・高圧の対象ガスは、低温流路５３の低温の対象ガスとの熱交換により冷却される。このとき、高温流路５２の対象ガスが冷却されることにより、高温流路５２において油分を含むドレンが発生する。高温流路５２で発生した油分を含むドレンは、高温流路５２から第２のドレン流路６１に流れ出る対象ガスの流れに随伴して、第２のドレン流路６１に流れる。

アフタークーラー５５において、高温流路５６に流入した対象ガスは、低温流路５７を流れる冷却水との熱交換により更に冷却される。このとき、高温流路５６の対象ガスが冷却されることにより、高温流路５６において油分を含むドレンが発生する。この油分を含むドレンは、高温流路５６から第３のドレン流路６４に流れ出る対象ガスの流れに随伴して、第３のドレン流路６４に流れる。プレヒーター５１及びアフタークーラー５５を通過したガス流路５の対象ガスは、油分離器３０に流入する。

油分離器３０において、対象ガスがフィルタ３３を通過するときに、対象ガスに含まれる油がフィルタ３３の微細繊維フィルタにより補足される。フィルタ３３を通過して油が分離された対象ガスは、需要先流路６を通じて需要先８に送られる。フィルタ３３により捕捉された油は、油分を含むドレンとして、ケース３１の底部からドレン流路４２に流れる。

スクリュ圧縮機１の運転時では、圧縮機本体１０の油戻し流路１５での圧力が、吸込口１７における対象ガスの圧力（圧縮機本体の１０の吸込圧）よりも大きく、吐出口１８における対象ガスの圧力（圧縮機本体の１０の吐出圧）よりも小さい。そして、油分離器３０内の圧力は、吐出口１８での圧力にほぼ等しい。このため、油分離器３０と油戻し流路１５との間の差圧により、ドレン流路４２において、油分離器３０から油戻し流路１５に向けて流れる対象ガスの流れが発生する（図１に矢印Ａで示す）。これにより、油分離器３０内の油分を含むドレンが対象ガスに随伴されてドレン流路４２を通じて油戻し流路１５に流れて、圧縮空間１３に戻される。ただし、ドレン流路４２の抵抗手段４６により、ドレン流路４２を流れる対象ガスの流量は抑制される。

また、プレヒーター５１の高温流路５２での圧力は、油戻し流路１５での圧力よりも大きいため、高温流路５２と油戻し流路１５との間の差圧により、第２のドレン流路６１において、高温流路５２からドレン流路４２に向けて流れる対象ガスの流れが発生する（図１に矢印Ｂで示す）。これにより、高温流路５２の油分を含むドレンが対象ガスに随伴されて、第２のドレン流路及び合流流路４４を通じて油戻し流路１５に流れて、圧縮空間１３に戻される。ただし、第２のドレン流路６１の抵抗手段４７により、第２のドレン流路６１を流れる対象ガスの流量は抑制される。

同様に、アフタークーラー５５の高温流路５６での圧力は、油戻し流路１５での圧力よりも大きいため、高温流路５６と油戻し流路１５との間の差圧により、第３のドレン流路６４において、高温流路５６からドレン流路４２に向けて流れる対象ガスの流れが発生する（図１に矢印Ｃで示す）。これにより、高温流路５６の油分を含むドレンが対象ガスに随伴されて、第３のドレン流路６４及び合流流路４４を通じて油戻し流路１５に流れて、圧縮空間１３に戻される。ただし、第３のドレン流路６４の抵抗手段４８により、第３のドレン流路６４を流れる対象ガスの流量は抑制される。

このように構成されたスクリュ圧縮機１では、油分離器３０に接続されたドレン回収部４０により、油回収器２０よりも下流の流路において発生した油分を含むドレンを回収することができる。さらに、ドレン流路４２により回収されたドレンが圧縮機本体１０における吸込口１７と吐出口１８の間の圧縮空間１３に戻される。これにより、圧縮機本体１０に吸い込まれる前の低温の対象ガスが、比較的高温の油分を含む、ドレンにより加熱されて膨張して、スクリュ圧縮機１の処理効率が低下する、ということを抑制できる。

さらに、第２のドレン回収部６０及び第３のドレン回収部６３により、油分離器３０だけでなく油回収器２０から油分離器３０に至るまでの流路において生じた油分を含むドレンを回収できる。また、回収した油分を含むドレンを第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４を通じて、圧縮機本体１０の圧縮空間１３に戻すことができる。

さらに、第２のドレン回収部６０がプレヒーター５１の高温流路５２に接続されており、第３のドレン回収部６３がアフタークーラー５５の高温流路５６に接続されているため、油分を含むドレンが生じやすい熱交換部から効果的にドレンを回収できる。

さらに、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４がドレン流路４２に接続されているため、ドレン流路４２、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４が別々に圧縮機本体１０に接続される場合と比べて、ドレンを受け入れるための圧縮機本体１０の構造を簡素化できる。

さらに、ドレン流路４２、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４に設けられた抵抗手段４６、４７、４８により、各流路４２、６１、６４への対象ガスの流入を抑制することができるため、需要先８に供給される対象ガスの流量が減ることを抑制できる。また、抵抗手段４６、４７、４８としてオリフィスを用いているため、簡易な構成で対象ガスの流量を制限することができる。

（第１実施形態の変形例）
なお、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４の一方または両方は、ドレン流路４２に接続されていなくてもよい。その場合、第２のドレン流路６１及び第３のドレン流路６４の一方または両方は、圧縮機本体１０の油戻し流路１５に直接的に接続される。

また、第２のドレン回収部６０と第３のドレン回収部６３の一方または両方は、プレヒーター５１またはアフタークーラー５５ではなく、ガス流路５に接続されていてもよい。

なお、スクリュ圧縮機１では、ドレンの量に応じて第２のドレン回収部６０及び第３のドレン回収部６３の一方または両方が省略されてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態に係るスクリュ圧縮機１は、図２に示すように、アフタークーラー５５がガス流路５上ではなく、需要先流路６上に配置されている点において、第１実施形態によるスクリュ圧縮機１とは異なっている。この場合、第３のドレン回収部６３は省略される。ここでは、実施形態１と異なる構成要素について説明し、その他の構成要素については説明を省略する。

アフタークーラー５５の高温流路５６は需要先流路６に接続されている。すなわち、アフタークーラー５５が、対象ガスの流れ方向において油分離器３０よりも下流側に配置されている。このような構成では、油回収器２０により油が分離された対象ガスは、油分離器３０により更に油が分離された上で、アフタークーラー５５の高温流路５６に流入する。このため、アフタークーラー５５の高温流路５６の対象ガスにはほとんど油が含まれていない。したがって、高温流路５６の対象ガスが低温流路５７の冷却水により冷却されたとしても、高温流路５６には油分を含むドレンがほとんど発生せず、第３のドレン回収部６３を省略することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係るスクリュ圧縮機１は、図３に示すように、プレヒーター５１及びアフタークーラー５５がガス流路５上ではなく、需要先流路６上に配置されている点において、第１実施形態によるスクリュ圧縮機１とは異なっている。この場合、第２のドレン回収部６０及び第３のドレン回収部６３は省略される。ここでは、実施形態１と異なる構成要素について説明し、その他の構成要素については説明を省略する。

プレヒーター５１の高温流路５２は需要先流路６に接続されており、アフタークーラー５５の高温流路５６は需要先流路６におけるプレヒーター５１よりも対象ガスの流れ方向において下流側に接続されている。すなわち、プレヒーター５１及びアフタークーラー５５が、油分離器３０よりも下流側に配置されている。このような構成では、油回収器２０により油が分離された対象ガスは、油分離器３０により更に油が分離された上で、プレヒーター５１の高温流路５２と、アフタークーラー５５とに順次流入する。このため、プレヒーター５１及びアフタークーラー５５では油分を含むドレンがほとんど発生せず、第２のドレン回収部６０及び第３のドレン回収部６３を省略することが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係るスクリュ圧縮機１は、図４に示すように、油分離器３０が、アフタークーラー５５から需要先８への対象ガスの流れに対して直列に配置された第１油分離器８０及び第２油分離器８１と、中間流路８８とを含んでいる点において、第１実施形態によるスクリュ圧縮機１とは異なっている。この場合、ドレン流路４２の上流流路４３は、第１油分離器８０から油分を含むドレンを流入させる第１の上流流路８２と、第２油分離器８１から油分を含むドレンを流入させる第２の上流流路８４と、を含んでいる。ここでは、実施形態１と異なる構成要素について説明し、その他の構成要素については説明を省略する。

本実施形態のスクリュ圧縮機１では、圧縮機本体１０から吐出された対象ガスは、油回収器２０、プレヒーター５１、アフタークーラー５５、第１油分離器８０及び第２油分離器８１を順次通過して需要先８に送られる。すなわち、油回収器２０と、第１油分離器８０と、第２油分離器８１とにより３段階の対象ガスからの油の分離が行われる。これにより、対象ガスに含まれる油の量をより少なくして需要先８に供給できる。

第１油分離器８０では、フィルタ９０により対象ガスから捕捉された油が、ケース９１の底部に溜まる。第２油分離器８１には、第１油分離器８０により油が分離された対象ガスが流入し、フィルタ９３により対象ガスから捕捉された比較的少量の油がケース９４の底部に溜まる。第１油分離器８０のケース９１の底部に溜まった油分を含むドレンは、対象ガスの流れに随伴して第１の上流流路８２を通じて合流流路４４に合流し、油戻し流路１５を通じて圧縮空間１３に戻される。

第２の上流流路８４には、第２油分離器８１のケース９４から油を抜くための開閉弁からなる油抜き弁８６が設けられている。ケース９４に所定量の油分を含むドレンが溜まると、油抜き弁８６が開状態に切り替えられる。これにより、第２油分離器８１のケース９４に溜まる油分を含むドレンが対象ガスの流れに随伴して第２の上流流路８４を通じて合流流路４４に合流し、油戻し流路１５を通じて圧縮空間１３に戻される。なお、第２の上流流路８４には、第１油分離器８０のケース９１から油を抜くための開閉弁からなる油抜き弁が設けられていてもよい。

第１の上流流路８２及び第２の上流流路８４にはそれぞれ、圧縮空間１３に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段４６が設けられているため、第１の上流流路８２及び第２の上流流路８４を流れる対象ガスの流量が抑制される。

（第５実施形態）
第５実施形態に係るスクリュ圧縮機１は、図５に示すように、第１油分離器８０及び第２油分離器８１が、アフタークーラー５５から需要先８への対象ガスの流れに対して直列ではなく、並列に配置されている点において、第４実施形態によるスクリュ圧縮機１とは異なっている。この場合、中間流路８８及び油抜き弁８６は省略される。ここでは、実施形態１と異なる構成要素について説明し、その他の構成要素については説明を省略する。

ガス流路５は、アフタークーラー５５の高温流路５６から対象ガスを流入させる主流路８７と、主流路８７と第１油分離器８０とを接続する第１分岐流路９６と、主流路８７と第２油分離器８１とを接続する第２分岐流路９７と、を含んでいる。需要先流路６は、第１油分離器８０から対象ガスを流入させる第３分岐流路９８と、第２油分離器８１から対象ガスを流入させる第４分岐流路９９と、第３分岐流路９８からの対象ガスと第４分岐流路９９からの対象ガスとを合流させて需要先８に流す第２の主流路８９と、を含んでいる。

本実施形態のスクリュ圧縮機１では、主流路８７からの対象ガスを、第１油分離器８０及び第２油分離器８１に別々に流入させることができる。２つの油分離器８０、８１を用いることにより、対象ガスから油を分離する処理量を大きくすることができるため、より大きな流量の対象ガスを需要先８に供給できる。また、主流路８７から流入する対象ガスの流量が少ない場合には、２つの油分離器８０、８１のいずれか一方だけが用いられてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、油戻し流路１５は、図６に示すように、圧縮機本体１０の圧縮空間１３に開口するように設けられるのではなく、ガス導入空間１６に開口するように設けられていてもよい。この態様では、ドレン流路４２からの油分を含むドレンが圧縮空間１３の直前のガス導入空間１６に流入されるため、吸込流路３からの対象ガスに油分を含むドレンが合流するとしても、対象ガスは圧縮空間１３に流入するまでに昇温し難い。これにより、圧縮機本体１０に吸い込まれる前の対象ガスが、油分を含むドレンにより加熱されて膨張し、スクリュ圧縮機１の処理効率が低下することを抑制できる。

圧縮機本体１０は、図７に示すように、吸込流路３からの対象ガスを圧縮する１段目の圧縮部１２ａと、１段目の圧縮部１２ａにより圧縮された対象ガスをさらに圧縮する２段目の圧縮部１２ｂと、を備えたタンデム構造のスクリュ圧縮機であってもよい。吸込口１７とガス導入空間１６とは、１段目の圧縮部１２ａの圧縮空間の上流側に位置する。１段目の圧縮部１２ａの圧縮空間と２段目の圧縮部１２ｂの圧縮空間とは、接続流路１４によって接続される。吐出口１８とガス導出空間１９とは、２段目の圧縮部１２ｂから吐出された対象ガスを通過させる。この場合、油戻し流路１５は、接続流路１４に開口するように設けられてもよい。これにより、ドレン流路４２からの油分を含むドレンを、１段目の圧縮部１２ａにより圧縮された対象ガスに合流させて、２段目の圧縮部１２ｂの圧縮空間に戻すことができる。なお、油戻し流路１５は、接続流路１４に代えて、ガス導入空間１６、１段目の圧縮部１２ａの圧縮空間、２段目の圧縮部１２ｂの圧縮空間に開口するように設けられてもよい。

スクリュ圧縮機１では、プレヒーター５１及びアフタークーラー５５の一方または両方が省略されてもよい。

上記第４実施形態では、必ずしも油抜き弁８６が設けられる必要はない。ドレン流路４２の上流流路４３は、第２の上流流路８４を含まなくてもよく、この場合、第２油分離器８１のケース９４からの油分を含むドレンの回収は行われない。

１・・・・・・・・・・スクリュ圧縮機
２・・・・・・・・・・貯槽
８・・・・・・・・・・需要先
１０・・・・・・・・・圧縮機本体
１３・・・・・・・・・圧縮空間
２０・・・・・・・・・油回収器
３０・・・・・・・・・油分離器
４０・・・・・・・・・ドレン回収部
４２・・・・・・・・・ドレン流路
４４・・・・・・・・・合流流路
４６、４７、４８・・・抵抗手段
５１・・・・・・・・・プレヒーター（熱交換器）
５５・・・・・・・・・アフタークーラー（熱交換器）
６０・・・・・・・・・第２のドレン回収部
６１・・・・・・・・・第２のドレン流路

Claims

貯槽内の液化ガスから発生したボイルオフガスであり且つ０℃未満の温度となる場合がある対象ガスを吸入し、少なくともエンジン又は発電設備の一方を含む需要先へと前記対象ガスを供給するスクリュ圧縮機であって、
油冷式の圧縮機本体と、
前記圧縮機本体から吐出された対象ガスから油を分離して貯める油回収器と、
前記油回収器の下流側に位置し、対象ガスに含まれる油をさらに分離する油分離器と、
吸込流路に接続された低温流路と、前記油回収器と前記油分離器とを互いに接続するガス流路に接続された高温流路とを有し、前記低温流路を流れる低温の対象ガスが前記高温流路を流れる高温の対象ガスとの熱交換により加熱される、プレヒーターと、
前記油分離器に接続され、油分を含むドレンを回収するドレン回収部と、
前記プレヒーターの前記高温流路から油分を含むドレンを回収するための第２のドレン回収部と、
を備え、
前記ドレン回収部は、前記圧縮機本体に接続されており、前記圧縮機本体のケーシング内に形成された空間における一対のスクリュロータ間に形成された圧縮空間に油分を含むドレンを戻すドレン流路を有し、
前記ケーシングは、前記圧縮空間に開口するように油戻し流路を備え、
前記ドレン流路の端部は、前記油戻し流路に接続され、
前記第２のドレン回収部は、前記プレヒーターの前記高温流路と前記ドレン流路とを互いに接続する第２のドレン流路を有し、
前記ドレン流路は、前記ドレン回収部により回収した油分を含むドレンと、前記第２のドレン回収部により回収された油分を含むドレンとが流れる合流流路を含んでおり、
前記ドレン流路および前記第２のドレン流路にはそれぞれ、前記圧縮空間に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段が設けられている、スクリュ圧縮機。
前記ガス流路に接続された高温流路と、冷却水を流すための低温流路とを有し、前記高温流路を流れる対象ガスが前記低温流路を流れる冷却水により冷却されるアフタークーラーと、
前記アフタークーラーの前記高温流路から油分を含むドレンを回収するための第３のドレン回収部と、
をさらに備え、
前記第３のドレン回収部は、前記アフタークーラーの前記高温流路と前記ドレン流路とを互いに接続する第３のドレン流路を有し、
前記第３のドレン流路には、前記圧縮空間に向けて流れる対象ガスに抵抗を与える抵抗手段が設けられている、請求項１に記載のスクリュ圧縮機。
前記抵抗手段がオリフィスである、請求項１または請求項２に記載のスクリュ圧縮機。