JPH01167490A - 空気圧縮機の潤滑油冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車エンジン用渦給機の様な油浴はねかけ式
給油方法を採用した空気圧縮機の潤滑油の冷却方法に関
するものである。

（従来技術） 空気圧縮機において、潤滑油の冷却不足による高温化、
劣化、更にはオイルシール及び軸受の劣化による耐久性
の低下はきわめて重要な問題である。

第６図は公知の圧縮機を示し、１はケーシングで４つの
分割部分１ａ、　Ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｄで構成されてい
る。２はケーシング１内に軸支されたメスロータ、３は
同じくオスロータである。メスロータ２は図示しないエ
ンジンよりプーリー４を介し駆動される。オスロータ３
はメスロータ軸に取付けた歯車５ａからオスロータ軸に
取付けた歯車５ｂを介し駆動される。

吸入口１４（第３図）から吸入チャンバ８に入った空気
はメス・オス両ロータ２，３によって圧縮される。そし
て圧縮された空気は反対側に設けた吐出口１５（第３図
）から吐出される。吐出側の歯車５ａ、　５ｂ及び軸受
６ａ、　６ｃは潤滑油９によって冷却される。又吸入側
の軸受６ｂ、　６ｄは吸入チャンバ８内の空気によって
冷却される。スクリュー式の場合でオスロータは約２０
．０００ｒｐｍ以上の回転数で回転する。

さて、被圧縮空気は吐出部でがなり発熱する（例えば吸
入温度約４０〜５０℃の場合約１５０’Ｃ位になること
もある）。潤滑油９は通常鉱油系潤滑油が用いられるが
、吐出側が約１５０’Ｃを超えると油が炭化し始めるの
で、油温をなるべく下げる必要がある６一方、高速回転
するので、吐出側の軸受６ａ、６ｃ、軸シール７ａ、　
７ｃは摩擦によって発熱する。又、潤滑油９は歯車５ａ
、　５ｂによる損失発熱及び攪拌損失によって発熱する
。これらの損失によって生じた熱は、通常はケーシング
１からの放熱によって冷却される。又圧力比の値によっ
ては吐出温度が低い場合もあり、この場合は吐出空気に
よっても冷却される。

従って、吐出空気温度が低い状態の場合や、潤滑油側の
発熱損失の小さい場合には、給油方式として油浴はねか
け式を採用することができるが、潤滑油側の損失発熱が
大きく、且つ吐出空気温度が高くなった場合には、空気
による冷却効果がなくなる。反対に軸受６ａ、　６ｃ、
軸シール７ａ、　７ｃが空気によって加熱されることに
なるので、油浴はねかけ式では軸受６ａ、　６ｃ、軸シ
ール７ａ、７ｃを冷却することが不十分となり、軸受・
軸シールの寿命が低下すると共に、潤滑油９の劣化も早
くなる。

（発明が解決しようとする問題点） 高速回転により軸受や軸シールの発熱量が大きいうえに
、吐出空気温度が高い場合、油浴・はねかけ給油方式で
はこれらの冷却性能が小さく、耐久性や寿命において十
分な余裕がない。

本発明は、外部から新たに冷却媒体を供給することなく
被圧縮空気を使用して、潤滑油を冷却し、更に軸受・軸
シール等を冷却することを可能とし、軸及び軸シール等
の耐久性と信頼性の向上を図るうとするものである。

（問題点を解決するための手段） ケーシング内にメスロータとオスロータを収納した空気
圧縮機において、各ロータの吐出側ロータ軸を支持する
軸受部を保持するケーシングの部分の内側を略一周する
よう取付けられた複数本の冷却パイプよりなる油冷却器
を設け、この油冷却器に循環のための圧力差を付与した
被圧縮空気を供給して吸熱することによって潤滑油を冷
却するようにした。

（第１実施例） 第１図と第２図に基いて説明する。第６図の従来型と共
通する部分の説明は省く。１０は空気式油冷却器で、分
割ケーシング１ａと１ｂの内側を略一周するよう取付け
られた複数本の環状パイプ１０ａを備えている。環状パ
イプ１０ａはその一端が分割ケーシングｌｂに設けた冷
却空気供給孔１１に継がれ、他端は第３図に示す如く、
排出孔１２に継がれている。冷却効果を上げるため、供
給孔１１と排出孔１２は成可く近接させるのが好ましい
。

次に第３図を参照して油冷却器１ｏへの冷却空気の供給
装置の一例について説明する。圧縮機１３の吸入ダクト
１６の一部分に空気取出し口１８を設け、その下流側に
は絞り部１９を設け、該絞り部１９に空気戻し口２０を
設ける。２１は空気取出口１８から取り出された空気を
空気供給口１１に送るための空気供給管、２２は圧縮機
側の排出孔１２からの空気を空気戻し口２ｏに戻すため
の空気戻し管である。

（作用） 今、圧縮機が定常運転状態にある場合を考える。

図示しないエアフィルタを通った空気は吸入ダクト１６
を通ったあと、圧縮機１３によって圧縮されたのち、吐
出ダクト１７を通って吐出される。

圧縮機１３通過後の空気は圧力上昇に伴なって発熱し、
例えば吸入温度が４ｏ〜５０℃の場合に、吐出温度が約
１５０　’Ｃぐらいになることもある。

一方、差圧発生装置を構成する絞り部１９では圧力が下
がるので、取出し口１８と戻し口２ｏとの間に差圧が生
じ、取出し口１８を通過した空気は供給管２１を通して
圧縮機１３内の油冷却器１０に送られたのち、排出孔１
２から戻し管２２と戻し口２ｏを通して再び吸入ダクト
１６の絞り部１９に戻される。高速回転しているので、
軸受６ａ、　６ｃ。

軸シール７ａ、７ｃは摺動損失によって発熱し、更に吐
出空気温度が高くなった場合には被圧縮空気からの伝熱
によって加熱されることにもなるが、油冷却器１０に供
給される空気の温度は被圧縮空気の吐出温度よりずっと
低値（はぼ吸入温度に等しい）であるから、潤滑油を冷
却することができ、軸受や軸シールの発熱を持ち去るこ
とができる。

（第２実施例） 第４図と第５図に基いて説明する。第１図と第２図に示
した第１実施例は、冷却空気を吸入ダクト１６から得る
場合であるが、本実施例は冷却空気として圧縮機本体内
を通過する空気を用いる例である。冷却空気が循環する
のに必要な差圧の得られる分割ケーシング１ｃ上の最適
な位置に冷却空気取出し口２３を設け、これと油冷却器
１０とを小孔２４で結んで冷却空気供給通路とする。油
冷却器１０と吸入チャンバ８とを小孔２６で結んで冷却
空気排出通路とする。なお図には示していないが、小孔
２４と小孔２６は第２図における供給管２１と戻し管２
２の様にケーシング外部に取り出しても構わない。小孔
２４と小孔２６とは冷却効果を最大にする為になるべく
近接した位置に設けるのが望ましい。

冷却空気は少し圧縮された状態のものを用いるのでその
温度かや＼高く、従って冷却効果が−や＼下がるが、差
圧を十分にすることができるので空気の循環を確実にで
きること、及び外部ダクトとの配管が不要であるなどの
長所がある。

（効果） 高速回転部で、もともと軸受や軸シールの発熱量が大き
いうえ、更に吐出空気温度が高い場合に、油浴はねかけ
給油方式のみではこれらの冷却性能が小さく、耐久性や
寿命において十分な余裕がなかった。しかし、本発明に
より、外部から新たに冷却媒体を供給することなく、圧
縮機の被圧縮空気を利用して潤滑油を冷却でき、さらに
潤滑油によって軸受、軸シール等の冷却効果も改善され
、それ等の寿命をのばすことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例断面図。 第２図は第１図における排出孔近傍の詳細断面図。 第３図は同じく配管系統図を示す。 第４図は本発明の第２実施例を示す。 第５図は第４図における戻し孔近傍の詳細断面図。 第６図は従来型の圧縮機を示す。 図において： １　ケーシング　　　　２　メスロータ３　オスロータ
　　　　４　プーリ ５　歯車　　　　　　　６　軸受 ７　軸シール　　　　８　吸入チャンバ９　潤滑油　　
　　　１０　　油冷却器１０ａ　　冷却パイプ　　　１
１　　冷却空気供給孔１２　　冷却空気排出孔　１３　
　圧縮機１４　　吸入口　　　　　　１５　　吐出口１
６　　吸入ダクト　　　１７　　吐出ダクト１８　　冷
却空気取出し口１９　　絞り部２０　　冷却空気戻し口
　２１　　冷却空気供給管２２　　冷却空気戻し管　２
３　　冷却空気取出し口２４　　冷却空気供給孔　２５
　　冷却空気戻し口２６　　冷却空気排出孔 以上 出願人　住友重機械工業株式会社 復代理人　弁理士　大　橋　　　勇 第１図 第２図 らｈ 第５図 Ｕ 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ケーシング内にメスロータとオスロータを収納した
   空気圧縮機において、前記各ロータの吐出側ロータ軸を
   支持する軸受部を保持するケーシングの部分の内側を略
   一周するよう取付けられた複数本の冷却パイプよりなる
   油冷却器を設け、該油冷却器に循環のための圧力差を付
   与した被圧縮空気を供給して吸熱することにより潤滑油
   を冷却することを特徴とする空気圧縮機の潤滑油冷却方
   法。 ２）圧縮機への吸入ダクト内に設けた差圧発生装置によ
   り発生した差圧により被圧縮空気を供給し、戻すことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮機の潤
   滑油冷却方法。 ３）ロータ部内での圧縮初期段階の空気を取出して油冷
   却器に供給したのち、吸入チャンバーへ戻すことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の空気圧縮機の潤滑油
   冷却方法。