JPH01277696A - オイルフリー・スクリュー圧縮機装置 - 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、オイルフリー・スクリュー圧縮機装置に係り
、特にギヤケース排気中のオイルミストを分離するため
の改良に関する。

［従来の技術］ スクリュー圧縮機は、スクリュー歯車形の雄ロータと雌
ロータとを噛み合せてロータケーシング内で回転させ、
吸入側からロータケーシングに吸入した気体（以下、代
表的に空気であるとする）を圧縮して吐出するものであ
る。通常のスクリュー圧縮機においては、ロータ相互間
およびロータとロータケーシング間のシールおよび潤滑
ならびに冷却のためにオイルを用いる。

これに対し、オイルフリー・スクリュー圧縮機において
は、全くオイル分を含まない圧縮空気を得る目的のため
、ロータケーシング内には全くオイルを導入せず、雄、
雌両ロータを僅少な間隙を置いて非接触状態に保ちつつ
、両ロータ軸に取り付けられたタイミングギヤ（これは
ロータケーシング外にある）の噛合いによって両ロータ
を互に非接触で同期的に高速回転させるようになってい
る。ロータケーシング外において両ロータ軸は軸受で支
持されており、この軸受および上記タイミングギヤはオ
イルで潤滑されるが、そのオイルがロータケーシング内
に入らないようにする非接触のビスコシールと、ロータ
ケーシング内からの空気の爛れを抑制する非接触のカー
ボンシールとを、ロータケーシングの吸入側および吐出
側のロータ軸に設けである。更に、ロータ軸には軸方向
に冷却用孔が貫通しており、ロータ軸の１端に設けた冷
却用給油ノズルからオイルを鎖孔に導入し他端から流出
させることによってロータを冷却し、またロータケーシ
ングの外周には冷却水を流すようになフている。以上の
ようなオイルフリー・スクリュー圧縮機の内部構成は公
知であるから、これ以上詳述しない。

第２図はオイルフリー・スクリュー圧縮機を組付けた圧
縮機装置の図であって、１は上記のような内部構成を有
するオイルフリー・スクリュー圧縮機を示す。°オイル
フリー・スクリュー圧縮機１はギヤケース２に取りつけ
られており、圧縮ｍ１のロータ軸は、プーリ１１で駆動
されるギヤシャフト６から増速ギヤ３で増速されて所定
の高速回転数で回転せしめられる。ギヤケース２の下部
は油だめ９になっており、ここからオイルフィルタ５を
経由してオイルポンプ４に吸い上げたオイルをオイルク
ーラ７で冷却して圧縮機１内のロータ軸受、ロータ内部
冷却用給油ノズル、タイミングギヤ、及び増速ギヤ３等
へ給油潤滑を行なう。

圧縮機１内の吐出側のロータ軸受、タイミングギヤ等を
潤滑した油は排油口８から排出され、排油管１２を通っ
てギヤケース２内へ回収され、また、吸入側のロータ軸
受を潤滑した油は排油口１０から排出され同じくギヤケ
ース２内へ回収される。またロータ軸内の冷却用孔に冷
却用給油ノズルから導入されたオイルは吸入側のロータ
軸端からギヤケース２内へ回収される。従ってギヤケー
ス２内には油煙が発生する。ところで、圧縮機１内のビ
スコシールは非接触タイプのものであり、その性能を確
保するために背圧（すなわちギヤケース２の内圧）を低
い値に抑える必要があり、ギヤケース２に連なるギヤケ
ース排気管Ｂヘギヤケース２内の空気を導くことによっ
てギヤケース２の内圧を低い値に抑えるようにしており
、圧縮機１内のロータケーシングから漏れ出した微量の
空気は排油管１２を通ってギヤケース２内へ流れ込むの
で、ギヤケース２内の油煙はギヤケース排気管Ｂに流入
する。ギヤケース排気管Ｂを経て排出されるオイルミス
ト１３がオイルフリー・スクリュー圧縮機１の空気吸入
口に入らないように、ギヤケース排気管Ｂの出口Ａは屋
外に出しである。

以上述べた従来技術に関し、公知例として、圧縮機のシ
ール部の構造については特開昭５９−５１１９０号、特
開昭５９−５１１８９号、ケーシング構造については特
開昭５９−７９０９３号、駆動系については特開昭５９
−９３９７４号各公報が挙げられる。

ところで、前記のギヤケース排気管Ｂの出口からオイル
ミストが排出されることは、たとえ屋外への排出であっ
ても、好ましくなく、また地下室のような場所では屋外
へ排出することが不可能なこともある。そこでギヤケー
ス排気管Ｂにオイルミスト除去用フィルタエレメントを
設け、その２次側（フィルタ下流側）に吸引ファンを設
けたものがある（例えば公開枝軸８２−９２５４）。

［発明が解決しようとする課題］ ギヤケース排気管中のオイルミストの除去に関する上記
従来技術では、フィルタエレメントに油分が捕集される
につれて圧損が増加し、ギヤケース２の内圧が圧縮機１
内のビスコシールの性能限界である４０〜１００ｍｎ＋
Ｈ２０の圧力を越えるという問題がある。フィルタエレ
メントの濾過面積を大きくすることで圧損をある程度低
くし、圧損の上昇スピードも遅くすることは可能かもし
れないが、そのためにはファンおよびフィルタエレメン
トが圧縮機に対し非常に大きなものとなり、実用的でな
い。

電気集塵機などを設置してオイルミストを除去すること
も考えられが、大型、高価なものになり、実用的でない
。

本発明の目的は、ギヤケース排気からオイルミストを除
去するフィルタの目詰まり、圧損上昇によるギヤケース
内圧の上昇を抑制し、しかもギヤケース排気からオイル
ミストを確実に除去できる小型・安価な手段を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、オイルフリー・スクリュー圧縮機のロータ
軸を駆動するギヤを内包したギヤケースを該圧縮機に一
体的に取り付け、該ギヤケース内から該圧縮機に給油し
、該圧縮機からの排出油および漏洩気体が該ギヤケース
内に排出され、該ギヤケースにはギヤケース排気管を接
続してなるオイルフリー・スクリュー圧縮機装置におい
て、オイルミスト分離用のフィルタエレメントを収納し
たフィルタ容器に上記ギヤケース排気管を接続し、該容
器内のフィルタエレメント２次側空間の圧力を負圧とす
るための真空エゼクタの吸入口を該容器内のフィルタエ
レメント２次側空間に接続することによって達成される
。

［作　　用］ 上記構成によれば、真空エゼクタによりフィルタエレメ
ントの二次側圧力を負圧にしてフィルタエレメントを通
過する気体流速を速くすることができるので、フィルタ
エレメントに捕捉されたオイルミストは油膜を形成せず
、−窓以上の量になると油滴となってフィルタエレメン
トから落下し、フィルタエレメントの圧損は一定値で飽
和する。

従って、安定した気体の通過およびオイルミストの捕捉
が行われ、ギヤケースの内圧は許容値を越えない。

「実施例」 オイルフリー・スクリュー圧縮機のギヤケース排気に許
容される圧損は１０〜２０　＋ｌｌ＋ｎｔ（２０が最大
である。ギヤケース排気空気流量は５０〜２００ｕ／ｍ
ｉｎと＠量なためオイルミスト除去用フィルタエレメン
トに油膜が形成されるとこのような微流量では圧損が上
昇１）、短期に許容圧損を越える。本発明は、重要な点
はギヤケース内圧を正圧にしないことであることに着眼
し、ギヤケース排気中のオイルミスト除去用フィルタの
二次側の圧力を真空エゼクタ−で負正に保つことで上記
の問題の解決を図った。

以下、本発明の幾つかの実施例を第１図、第５図〜第７
図に夫々示す。これらの図において、第２図に示した圧
縮機装置の図示は簡略にしである。

第１図は第１の実施例を示す。図示のように、適当な大
きさのオイルミスト分離用のフィルタエレメント１４を
内包した容器１５をギヤケース排気管Ｂに取付け、フィ
ルター１４の二次側での容器１５内の圧力は、これに取
付けた真空エゼクタ１６で排気することにより、負圧に
保つ。真空エゼクタ１６へ供給する圧縮空気は、エアフ
ィルタ１７でドレン分を分離し、減圧弁１８で適当な圧
力に減圧して供給する。この圧縮空気は圧縮ｍ１のアフ
タークーラ下流から取り出すことによって供給できる。

上記エゼクタ用に必要となる圧縮空気の皿は極く微量（
圧縮機吐出空気量の０．５％程度あるいはそれ以下）で
あり、圧縮空気の消費は無視できる。

上記構成によれば、エゼクタ１６により、フィルタエレ
メント１４の二次側圧力を負圧にしてフィルタエレメン
ト１４を通過する空気流速を速くすることができるので
、フィルタエレメント１６に捕捉されたオイルミストは
油膜を形成せず、−窓以上の量になると油滴となってフ
ィルタエレメントから落下し、フィルタエレメントの圧
損は一定値で飽和する。従って、安定した空気の通過お
よびオイルミストの捕捉が行われ、ギヤケース２の内圧
は許容値を越えない。

油滴となって落下したオイルは回収管１９を経てギヤケ
ース２内に回収される。ギヤケース排気管Ｂおよびギヤ
ケース２内の圧力は減圧弁１８の調整により任意に調整
できるため、フィルタエレメント１４の圧損の飽和点を
把握しておけば、常に安定してオイルミストの分離が、
ギヤケース２の内圧を上昇させる危険なく、行なわれる
。圧力計あるいは差圧計２０を取付けてギヤケース２又
はギヤケース排気管Ｂ内の圧力を管理する０本部分に微
圧センサを取り付ければ、万一、フィルタエレメント１
４が詰まったときや、寿命に近づいたとぎ、アラームを
発生させメンテナンスが必要なことを知らせることがで
きる。また、フィルタエレメント１４の上流側に、ギヤ
ケース２内又はギヤケース排気管Ｂ内の圧力が異常上昇
したとき開く安全弁を設けることもできる。

ギヤケース２の内圧の経時変化を、第３図にフィルタの
みの場合について、また第４図に本発明実施例の場合に
ついて示す。ギヤケース２の許容内圧上限値は２０　ｍ
ｍＨ２Ｏとする。フィルタのみの場合は第３図のＡのよ
うに内圧はある時間で許容上限値を越えてしまう。これ
は許容される圧損が本例の用途の場合、非常に低く、し
かも微粒のオイルミストを分離せねばならないという相
反する条件のためである。一方、本発明実施例によれば
、第４図のＢやＣの如くギヤケース内圧は許容内圧上限
値以下に維持され、安定した運転が可能となる。

第５図に他の実施例を示す。本実施例では減圧弁１８に
バイパスラインを接続し、このラインに二方弁２１を設
ける。この二方弁２１は、バイパスライン中の圧力によ
って駆動される空気圧駆動の二方弁であり、パイパスラ
イン内のＬ１力が低い時は開いており、圧力上昇により
閉じる。これにより圧縮機の起動時にエゼクタ−１６へ
の供給空気の圧力が低いときにも、このバイパスライン
からの空気をエゼクタ−１６に供給することでエゼクタ
−１６の能力を増加させることができる。

第６図は、フィルタエレメント１４から分離落下した油
滴を溜める室２２をフィルタエレメントの容器１５の下
部に独立し、て設けた実施例である。第１図、第５図の
実施例では分離した油滴をギヤケース２内の油だめへ直
接配管１９を通して回収しているが、その場合ギヤケー
ス２内の圧力とフィルタエレメント１４の二次側の圧力
の差によって、回収管１９内の油面の方が該差分だけ高
くなるので、フィルターの差圧を回収管１９の高さ以内
に抑えておかないとフィルター容器１５内部が油に漬か
り、フィルタの分離性能の低下を引きおこす可能性があ
る。そこで第６図の実施例では、フィルタ容器１５と独
立した油だまり室２２を設け、これをフィルタ容器１５
と二方弁２３で接続すると共に二方弁２４を介してギヤ
ケース２と接続する。油だまり室２２内の油をギヤケー
ス２内へ回収する際には二方弁２３を切換えて油だまり
室２２内の圧力を大気圧とし、二方弁２４を開いて油を
ギヤケース２内へ吸込ませる。油を回収した後は再び二
方弁２３を切換えて油だまり室２２とフィルタ容器１５
を連通させ、二方弁２４を閉じておく。

第７図の実施例は、第６図の実施例に示した油だまり室
２２の油を第２のエゼクタ２５によりギヤケース２内に
回収するようにしたものである。

本実施例では、圧縮機の軸受やギヤを油滑する油を強制
循環させるためのオイルポンプ４から吐出される油の一
部を第２のエゼクタ２５に供給し、これにより油だまり
室２２内に捕集された油を吸引してギヤケー・ス２内へ
強制的に回収する。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来のようにギヤケース排気管を屋外
へ配管する必要や、ブロワ付フィルタや電気集塵機のよ
うな大型、高価な椙器の使用及びそのための電力の使用
の必要なしに、かつギヤケースの内圧を上昇させずに（
即ち圧縮機内の軸シールの信顆性を損なわずに）、ギヤ
ケースから排出されるオイルミストを除去することが可
能となる。しかも、オイルミスト除去用のフィルタに接
続した真空エジェクタの駆動用圧縮気体はオイルフリー
・スクリュー圧縮機自身から得られる圧縮気体の一部を
利用し得るので構成上の簡単化な図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は駆動系を
含めた圧縮機装置を示す一部断面とした立面図、第３図
はフィルタのみの場合のギヤケース内圧の経時変化を示
す図、第４図は本発明実施例の場合の同上の図、第５図
、第６図および第７図は夫々本発明の他の異なる実施例
を示す図である。 １・・・圧［１１１２・・・ギヤケース３・・・増速ギ
ヤ　　　　　４・・・オイルポンプ５・・・オイルフィ
ルタ　　６・・・ギヤシャフト７・・・オイルクーラ　
　　８・・・排油口９・・・油だめ　　　　　　１０・
・・排油口１２・・・排油管　　　　　１３・・・才、
イルミスト１４・・・フィルタエレメント １５・・・フィルタ容器　　１６・・・エゼクタ１７・
・・エアフィルタ　　１８・・・減圧弁１９・・・油回
収管　　　　２ｏ・・・圧力センサ２１・・・二方弁　
　　　　２２・・・油だまり室２３・・・二方弁　　　
　　２４・・・二方弁２５・・・第２のエゼクタ Ｂ・・・ギヤケース排気管 Ａ・・・屋外排気口 第１図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　オイルフリー・スクリュー圧縮機のロータ軸を駆動
   するギヤを内包したギヤケースを該圧縮機に一体的に取
   り付け、該ギヤケース内から該圧縮機に給油し、該圧縮
   機からの排出油および漏洩気体が該ギヤケース内に排出
   され、該ギヤケースにはギヤケース排気管を接続してな
   るオイルフリー・スクリュー圧縮機装置において、オイ
   ルミスト分離用のフィルタエレメントを収納したフィル
   タ容器に上記ギヤケース排気管を接続し、該容器内のフ
   ィルタエレメント２次側空間の圧力を負圧とするための
   真空エゼクタの吸入口を該容器内のフィルタエレメント
   ２次側空間に接続したことを特徴とするオイルフリー・
   スクリュー圧縮機装置。 ２　前記の真空エゼクタに供給するエゼクタ作動用圧縮
   気体として、前記オイルフリー・スクリュー圧縮機によ
   り作られた圧縮気体の一部を用いる請求項１記載のオイ
   ルフリー・スクリュー圧縮機装置。 ３　前記真空エゼクタへの作動用圧縮気体の供給ライン
   中に調整可能な減圧弁を設けた請求項１又は２記載のオ
   イルフリー・スクリュー圧縮機装置。 ４　前記減圧弁をバイパスする二方弁を設け、前記真空
   エゼクタに供給する圧縮気体の圧力が低い時には、この
   二方弁を介して直接該真空エゼクタに圧縮気体を供給す
   るようにした請求項３記載のオイルフリー・スクリュー
   圧縮機装置。 ５　前記フィルタエレメントで分離されたオイルを回収
   するための油回収管を前記フィルタ容器内のフィルタエ
   レメント２次側空間の下部から前記ギヤケースまで接続
   した請求項１ないし４のいずれかに記載のオイルフリー
   ・スクリュー圧縮機装置。 ６　前記フィルタエレメントで分離されたオイルを受け
   るための独立の油だまり室を前記フィルタ容器の下部に
   設け、この油だまり室の下部からギヤケースへ連通する
   油回収管を設け、前記フィルタ容器内のフィルタエレメ
   ント２次側空間と上記油だまり室とを三方切替弁で接続
   すると共に、上記油回収管に開閉弁を設けた請求項１な
   いし４のいずれかに記載のオイルフリー・スクリュー圧
   縮機装置。 ７　前記フィルタエレメントで分離されたオイルを受け
   るための独立の油だまり室を前記フィルタ容器内のフィ
   ルタエレメント２次側空間の下部と連通させて設け、該
   油だまり室内のオイルをギヤケース内に吸引回収するた
   めの第２のエゼクタと配管とを設けた請求項１ないし４
   のいずれかに記載のオイルフリー・スクリュー圧縮機装
   置。 ８　ギヤケース内の圧力を検知する圧力センサを設け、
   その検知圧力に基き前記フィルタエレメントの圧損の異
   常上昇時にアラームを発するようにした請求項１ないし
   ７のいずれかに記載のオイルフリー・スクリュー圧縮機
   装置。 ９　前記フィルタエレメントより上流側にフィルタエレ
   メントの１次側圧力の異常上昇時に開く安全弁を設けた
   請求項１ないし８のいずれかに記載のオイルフリー・ス
   クリュー圧縮機装置。