JPS5944514B2 - 液体処理による液冷式回転圧縮機の運転動力軽減方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 今迄の世界の液冷式回転圧縮機の総てに見る如く通常圧
縮運転時に於て圧縮室より吐出された気体と液体とを混
合状態のまま液体分離槽あるいは圧力気槽あるいは圧力
気槽兼液体槽に送り込んで居る。

これは、下記の如き液体さ気体の性質おその影響に無関
心であったためである。

液体と気体は同じ流体ではあるが、其の本質は全然異る
。

第１に気体は体積圧縮が可能で圧縮されて圧縮熱を出す
が、液体は体積圧縮をすることができない。

そのため圧縮室内に液体をいっばい入れて運転すると液
体ロックの障害により停止したり、機械が破損したりす
る。

文具れだけ無理をし余分な動力を食う結果となる。

第２に液体の粘度は気体に対し数千倍もあり、そのため
流れの抵抗が全然異り、混合度合が常に異る様なものの
流路、構造、大きさ等の設計決定が困難で、仮想の上に
立った非効率な設計をせざるを得ない。

第３に液体の比重は気体の数百倍もあり、上下に分離し
て存在し、行動する。

其のため混在すると流路中で液体ハンマーを起したり気
体閉塞作用を起す。

されば、此等を混合させて合理的な機械的処理をする事
は極めて困難である事は流体学の極く初歩の者でも知っ
ている常識である。

本発明方法は、液冷式回転圧縮機（こ於て、液体の役目
とする圧縮気体、圧縮室の冷却、圧縮室内の潤滑および
密封作用が終ると同時に、即ち、圧縮室より出ると直ち
に吐出室に於て気体と液体とを分離し別々に行動をさせ
る液体処理を施す事により液冷式回転圧縮機の流体移送
行程を合理的な構造とし、動力を節減すると同時に機械
の損傷を防いだ液冷式回転圧縮機に関するものである。

従来回転圧縮機のアンロード運転時にのみ吐出室内の油
を抜きとる方式が特開昭４８−３３４１４号及び特開昭
４８−６９１１０号公報などで公開されている。

これらはいずれも吐出室から出た回収管路に切換弁が設
けられてあり、その作動が圧縮機の吸気弁の開閉と連動
するようになっている。

しかし、上記回路はその構造、機能の点から作動応答性
が悪くならざるを得す、両者の閉塞時期のいずれにより
、切換弁の作動がおくれると、吐出室から圧力槽に通ず
る吐出管にある逆止弁が完全に閉じないで、半開きにな
っているζ−士がある。

そのため、同室内の液体回収（こよる背圧除去が完全に
なされないことがしばしばあった。

本発明はこのような欠陥をなくし、運転の如何にかかわ
らず、常に吐出室で気体と液体を分離させ、液体を気体
とは別に圧力槽に回収せしめることにより、吐出室内の
背圧を低減し、特にアンロード時には完全に吐出室内の
背圧を除去して、動力の軽減を確実に行えるようにした
ものである。

本発明は通常圧縮運転時にも用いられているものなるも
特ζこアンロード時、半アンロード時、容積制限時に於
て気体量に対して液体量比が犬となるにしたがい、其の
効果は絶大となり、例えば吸気閉塞式アンローダを施し
た従来の装置にあってはそのアンロード時に動力が全負
荷の６０％を消費していたのが、本発明を施すことによ
って其の動力は１８％にも落ち、合名最少とされていた
往復動式圧縮機の２２％〜２４％のものよりも本発明を
施した液冷式回転圧縮機の方がさらに優れていることが
解った。

即ち、従来液冷式回転圧縮機のアンロード方法は往復動
式圧縮機の慣習から総て気体処理にのみに気を取られ動
力消費の元凶が液体である事に世界の技術者は数１０年
間も気が付かなかったのである。

本発明方法は合名の気体処理のアンロード方式と全く技
術的思想を異にする液体処理による動力軽減方法により
、アンロード時に於ける動力消費を全負荷時の１８％に
も下げ得たものである。

液冷式回転圧縮機は密封、冷却、潤滑が完全に行われる
ので効率に優れ、又回転数を上げられるので小型軽量と
なり、振動、騒音が無く、故障部分が殆んどないため往
復動型圧縮機より優れている点が多いが、何しろアンロ
ード時の動力が往復動型に比し３倍も食って動力消費が
多く末だ全面的に往復動型にとって代って液冷式回転圧
縮機を使用するまでには至らなかったが、本発明によっ
て液冷式回転圧縮機の唯−最大の欠点であるアンロード
時の動力消費も往復動圧縮機より優れたものが得られた
事により一層急速に液冷式回転圧縮機が普及される事が
期待できる。

以上の如く本発明は、通常の圧縮運転時であろうがアン
ロード時であろうが常時使用されるものであるが、特に
気体に対する液体の比率が大きい時に一層其の効果を現
わし半アンロード時、容積調整時の気体量の少い時及び
アンロード運転時の気体が全々送り込まれず液体のみ送
まれて来る様な時に最も其の効果を表わすので、以下ア
ンロード時を主として説明する。

本発明を図面について説明すれば、第１図は現在世界で
一般に使用されている液冷式回転圧縮機の各アンローダ
の成績表である。

Ｙ軸は全負荷に対する消費動力率を表わし、Ｙ軸は全負
荷に対する空気量比を表わしたものである。

表中の吸気閉塞式アンローダ−１及び往復動式圧縮機の
吸気弁開放によるアンローダ−の場合の曲線は全負荷時
とアンロード時との数値を直線で結んで現している。

表中の曲線イは、液冷式回転圧縮機ζこ一般に用いられ
ている吸気閉塞式アンローダを施したもので完全アンロ
ード時、即ち気体を全く吸入しない時でも全負荷の時の
約６０％位の動力を消費している。

但し、エンジンや直流電動機の様に動力源の回転を変化
させ得るものでは此の吸気閉塞を咎なうと同時に回転を
落すため動力消費は此の表よりずっと少なくなるが一般
工場等に用いられている一定回転の交流電動機を用いる
時はアンロード時でも６０％も動力を消費するためこの
種装置は小型機種以外は用いるべきでない。

曲線口は大気開放型アンローダの性能を示し吸気閉塞を
行ない完全アンロード運転となると同時に吐出側の圧縮
気体を大気に開放するもので完全アンロード運転となる
迄は吸気閉塞と同じ様な曲線をたどり完全閉塞と同時に
約２２％位迄下るが、前述の如く、吐出側のせっかく圧
縮したかなり大量の気体を大気中に放出するため、アン
ロード時の動力に現われない莫大な動力の損失をし、更
に冷却、潤滑、密封用の液体も気体と共に損失すると同
時に室内を汚染するおそれがあるもので推奨出来る方法
ではない。

又、使用気体が空気以外の時は気体の損失及び其の補給
のため用いられない。

曲線ハはＳ、Ｒ，Ｍ社の発明によるスライドバルブ、吸
気閉塞、大気開放式併用のものを示す。

スライドバルブ式は圧縮室の吸入締め切り位置を変化さ
せ吸入圧縮開始を遅らせ圧縮気体容量を変化させて動力
を減少させるもので本来の目的は冷凍機等に於て圧縮気
体容量を変化させる目的のものである。

図で見る如く気体量が約４５％位迄は其の動力も順調に
減るため其れ位置の範囲に用いられる冷凍機用等に於て
は良い。

しかし曲線ハで見る如く気体量が全負荷の約４５％位迄
はスライドバルブにより、順調に動力は減少して行くが
、其れ以上になって来ると吸入容積制限が利かなくなり
ａ点からは吸気閉塞弁を働かせ、吸気を閉塞しなければ
ならず、其の曲線は段々と単純なる吸気閉塞式のイの曲
線に近づくため其の変曲点の前の５点で、吐出室側の気
体を大気中ｌと開放して消費動力を減少せしめている。

此の方法は図で見る如く其の動力節減に対しても大して
優秀とは言えない上にスライドバルブ、吸気閉塞、大気
開放の３つを組合せたもので機構が非常に複雑となり原
価が高くなるのみならず故障の原因を多く持つ事となり
機械技術者としては採用すべき方法ではない。

されば、Ｓ、 Ｒ，Ｍ社では］、５０ＫＷ以上のものに
此の方法を用い其れ以下のものに対しては最も効率の悪
い単純な吸気閉塞式のイのアンローダのみを用いている
。

曲線二は参考のために従来の往復動圧縮機のアンロード
の場合を示す。

往復動圧縮機のアンロードは吸気弁を強制的に開放せし
めて圧縮室を常に大気と連通させるので今迄のアンロー
ド方式としては、一番効率が良かったもので２２％位迄
下がる。

以上の説明の如く、今迄のアンロード方式はレシプロ圧
縮機の場合はバルブを大気に開放してなし、又回転圧縮
機の場合は単純なる吸気閉塞式、大気開放式、スライド
バルブ式、或は其の併用等にて全部気体処理でなされて
いた。

曲線ホは本発明の液体処理を施してアンロード運転を実
施した場合を示したもので、アンロード時の動力は全負
荷時の１８％にも下り、図で見る如く往復動圧縮機のア
ンロード方式より効率が良い。

これは往復動圧縮機の如くピストンとシリンダーとの間
の摺動部が無いのと、父日、ハ曲線の回転圧縮機の大気
開放の場合より効率の良いのは、吐出室側の液体を全部
吸い取ってしまい液体の悪影響が無いのと吐出室側の圧
力が大気圧以下となること、アンロード時には圧縮室内
に噴射する液体を半分以下に絞ったためである。

なお、この液量調整は、要するに圧力気槽兼液体槽の圧
力等を感知してアンロード機構を作動させると共に、そ
の操作に連動してスプール弁等を摺動させて冷却、潤滑
および密封用液体の流路を絞り、圧縮室内への噴射液量
をアンロード運転に応動して調整するようにしたもので
あるが、但実施方法は此れに限られるものではない。

その詳細な構造については、本出願人がさきに出願した
たとえば特願昭４６−０６４３９３号（特開昭４８−３
３４１４号）、特公昭５２−２４８１、特願昭４７−０
７５５６０（特開昭４９−３４００８号）、特願昭４８
−０２５２０５号（％開昭４９−１１３２１０号）等を
参照されたい。

液冷式回転圧縮機にはベーン型、スクリュー型、ウオー
ム型（Ｚ型）、セントリフニーガル型、タービン型等あ
り、本件発明はその何れの型にも採用出来る。

次に本発明の実施例を一般に用いられている液冷式回転
圧縮機の４種に就いて説明する。

本発明の基本的な手段は従来装置における圧縮気体の処
理によるものと異なり、圧縮室を出ると直ちに気体と液
体を分離してそれぞれ別行動をなさせるようにした液体
処理を施すことによって動力節減を行なう液冷式回転圧
縮機である。

そして此の方法を実施するには他にも構造が考えられる
が、此処では従来の液冷式回転圧縮機において、圧縮気
体とともに吐出される潤滑、冷却、密封用の液体を吐出
室に吐出すると同時に、（イ）吐出室に於て気体と液体
を分離させるために圧力気槽兼液体槽さ連通する第１の
連通口である気体口を開設するとともに該気体口には逆
止弁を設け、前記吐出室内の第１の連通口である気体口
より低水準位置に前記圧力気槽兼液体槽に設けられた液
体溜に連通ずる第２の連通口である液体抜き口を開設す
ること。

（ロ）液体を抜くには、一般にポンプ等を用い、該ポン
プは運転時吐出室に吐出される冷却、潤滑、密封用液体
を前記吐出室に滞溜させることなく吸入、排出する容量
として前記液体抜き口と該ポンプの吸入側とを直接連通
せしめるとともに、その吐出側を圧力気槽兼液体槽の液
体量に直接連通せしめ、前記吐出室に吐出された圧縮気
体と冷却、潤滑、密封用液体の混合流体を、圧縮室を出
ると同時に比重差を利用して気体と液体とに分離させ、
該気体と液体とを別行動させること。

（ハ）吐出室における液体抜き作動を負荷運転時であろ
うがアンロード運転時であろうが常に行っていること。

これにより、アンロード作動時における逆止弁の作動を
確実にしたこと。

等の手段を施すこと。

即ち本件発明は、令名の装置に液体抜き口１３、パイプ
１４、液体抜きポンプ１５及びパイプ１６を増設しただ
けで、液冷式回転圧縮機の運転動力を軽減し得るのであ
る。

第２図は液冷式回転圧縮機のベーン型のものに本件発明
を適用した実施例であって、普通圧縮運転の場合を現し
、解り易く気体の進行経路を点線で示し、液体の進路を
実線で示す。

図において液冷式ベーン型回転圧縮機は圧縮室１を構成
するシリンダー３内にエキセントリックに取付けたロー
タ２にロータ溝４を１個又は数個設は其のロータ溝４に
ベーン５を嵌め込みロータ２が回転軸９にて回転させら
れる事によりロータ２とシリンダー３とベーン５との間
に出来る圧縮室１を次第に小さくして気体を圧縮するも
ので其の過程に於て圧縮室１内に液体噴射口２５より冷
却、潤滑、密封用液体を噴射し圧縮気体を冷却密封する
と同時に機械の潤滑を行なうものである。

気体は吸気口６より入り吸気閉塞弁７を通り吸気室８よ
り圧縮室１内に入り圧縮され液体噴射口２５より噴射さ
れた液体と混合して吐出室１０に吐出される。

吐出室１０は圧力気槽兼液体槽に連通する気体口１２を
開設しその出口側には逆止弁１１を設けるとともに該気
体口１２より低水準位置に液体抜き口１３を開設し、前
記吐出室１０内で吐出される気体と液体の混合流体を圧
縮１を出ると同時に比重差により気体と液体を分離させ
、液体は底部７０に流下した後、液体抜き口１３からパ
イプ１４、液体抜きポンプ１５、パイプ１６を経て圧力
気槽兼液体槽１７の液体量１８に送り込み正常圧縮運転
時であろうがアンロード運転時であろうが圧縮室１、吐
出室１０に吐出される液体を常に抜き取っている。

液体量１８に送り込まれた液体はパイプ１９、冷却器２
０、パイプ２１、噴射用ポンプ２２、パイプ２３、液量
調整装置２４を経て液体噴射口２５より圧縮室１内に噴
射されるものである。

噴射用ポンプ２２および液体抜きポンプ１５は、ロータ
２の軸端より直結駆動されている。

場合によっては噴射用ポンプ２２は抜き圧力気槽兼液体
槽１γの圧力で圧縮室１内に液体噴射させることもある
。

一方、吐出室１０にて大部分の液体を分離除去した気体
は気体口１２、逆止弁１１、パイプ２６を経て圧力気槽
兼液体槽１７に送り込まれ分離器２７にて更に微粒の液
体を除去しパイプ２８、バルブ２９を経て目的に使用さ
れるため送出される。

次に圧力気槽兼液体槽１７の圧力が上り圧縮運転の必要
がない範囲に近くなったり或いは適温に達したりした場
合此れを感知して吸気閉塞弁７は適当に締まり吸気を制
限するさ同時に一方、冷却、潤滑、密封用液体は圧縮気
体容量に応じて液量調整装置２４にて調整せられる。

更に吸気閉塞弁７が完全に閉じた後も、吸気室８に送り
込まれる気体量が完全に遮断されるにも拘わらず圧縮機
の口−り２は回転を継続するので、吸気室８内の圧力は
急速に低下し高い真空圧に達すると同時に気体口１２と
圧力気槽兼液体槽１７間に設けられた逆止弁１１は気体
の流通が止るのでスプリング７１の張力および圧力気槽
兼液体槽１７とパイプ２６内の気体圧とによって気体口
１２を閉じ、この状態でアンロード運転が継続される。

一方、圧縮室１内は吸気が遮断されているので気体の圧
縮に伴なう圧縮熱が生じないため、該圧縮室内に噴射す
る液体量は回転又は摺動部分の潤滑に必要な量だけあれ
ば済むので、パイプ２３の途中にある液量調整装置２４
により前記圧縮室１内に送り込む液量を半分以下に絞る
。

したがって吐出室１０内には圧縮気体は吐出されず減少
した量の液体のみが継続して吐出されることになる。

また、前記吸気閉塞弁７が閉じた瞬間から後においては
吸入、圧縮工程途中にあった圧縮室１内の冷却、潤滑、
密封用の液体と僅かな量の圧縮気体とが気液混合の泡状
となって圧縮室１より吐出室１０内ζこ吐出される。

このとき逆止弁１１の閉塞に伴ない一時際に吐出室１０
内に残留せしめられた泡状の液体と、アンロード運転中
も継続して吐出される液体とを液体抜きポンプ１５によ
り吸入、排出することにより吐出室内の残留気体は拡散
して圧力をＯｋｇ／ｃｍゲージ圧力程度まで低下する。

また、吐出室に吐出する液体量も減少しているので確実
に吐出室内の圧力を低下させることができる。

以上により、アンロード運転時、吐出室内に残留する圧
縮気体が最終圧縮室に逆流式し再び吐出室に吐出される
ことを繰返す現象がなくなるとともに、ベーン５に作用
する背圧も著しく低下するため、アンロード運転時の動
力消費を確実に軽減できるのである３また、吐出室１０
内に送り込まれて来た液体は圧縮運転時であろうがアン
ロード運転時であろうが、半アンロード運転時であろう
が常に液体抜き口１３よりパイプ１４、液体抜きポンプ
１５、パイプ１６を経て圧力気槽兼液体槽１７の液体量
１８に送り込まれ、該流路中には応動弁その他の流体抵
抗を増加し、また故障の原因となるものが無いから、液
体移送による余分な動力消費、機械の損傷を防ぎ得たも
のである。

ところが、従来の液冷式回転圧縮機には本発明に示す如
き液体処理の構成即ち吐出室１０には、液体抜き口１３
、パイプ１４、液体抜きポンプ１５、パイプ１６を経て
圧力気槽兼液体槽１７の液体量１８に液体を送り込む経
路の液体専用管路による液体処理の構成となっていない
ため容量調整時やアンロード運転となると吐出室１０に
は気体（こ比して多量の液体が送り込まれ特にアンロー
ド時には液体のみ送り込まれて来、一方逆止弁１１は閉
じているため吐出室１０や最終圧縮室１に液体が充満し
オイルロックを起し、動力を非常に損失し又過負荷によ
り運転を継続することができなかったり、ベーンの破損
を来したりして居たのである。

前述の如く、一般に現在迄の液冷式ベーン型回転圧縮機
のアンローダは吸気閉塞のみの気体処理によってなされ
ており第１図イに示す様に従来装置のアンロード時の動
力は全負荷時の動力に対し末だ６０％も消費して居たが
、この様な簡単でかつ丈夫な液体処理の機構を付は加え
るだけで、そのアンロード運転時の動力を全負荷時のそ
れに対して一挙に２０％以下ζこ下げ得たものである。

第３図は、本発明を液冷式ウオーム型回転圧縮機に用い
た別の実施例を示し、又噴射用ポンプ２２を省き圧縮室
１内に噴射する液体は圧力気槽兼液体槽１７の圧力のみ
にて噴射させたものの例を示した。

此の方法は圧力気槽兼液体槽１７の圧力の変化によって
噴射液量が変るため主として小型のものに使われる。

本実施例は吸気閉塞弁７が開いて通常圧縮運転をしてい
る処を示している。

液冷式ウオーム型回転圧縮機はシングルスクリユーとも
Ｚ型出も言われているが、所謂ウオームギヤーの場合と
同じくウオーム３０に直角にウオームホイール３１が噛
み合い、ウオームの溝３２とウオームホイール３１とシ
リンダ３との間に出来た圧縮室１がウオーム３０の回転
と共に段々と縮まって気体を圧縮するものである。

吸気口６より吸気された気体は吸気閉塞弁７の周りを通
り、吸気室８よりウオーム３０の溝３２の圧縮室１ζこ
入り、ウオームホイール３１によって圧縮室１に気体を
閉じ込め回転軸９がウオーム３０を回転するに従い圧縮
室１の体積は縮められ気体を圧縮し吐出室１０に吐出す
る。

此の圧縮途中において圧縮室１内には液体噴射口２５よ
り冷却、潤滑、密封用液体が噴射され圧縮気体と混合し
て共に吐出室１０に吐出され、前述した如く此処で気体
と液体は直ちに分離され、液体は底部７０に流下した後
気体口１２より低水準位置に開口している液体抜き口１
３からパイプ１４、液体抜きポンプ１５、パイプ１６を
経て圧力気槽兼液体槽１７の液体量１８に圧入され此処
より此の圧力気槽兼液体槽１７の圧力ζこよりパイプ１
９、冷却器２０、パイプ２１、液量調整装置２４を経て
液体噴射口２５より又圧縮室１内に噴射される。

一方、吐出室１０に於て液体を分離された気体は気体口
１２、逆止弁１１を通りパイプ２６を経て圧力気槽兼液
体槽１７に送り込まれ、此の中に含まれて来る微粒の液
体は分離器２７にて気体中より分離し圧力気体はパイプ
２８、バルブ２９を経て目的に使用されるべく送出され
る。

此の液冷式ウオーム型回転圧縮機に於ても合名のものは
液冷式ベーン型回転圧縮機と同様吐出室１０（こは気体
口１２のみしかなく普通圧縮運転時には此処より気体と
液体の混合した流体を一諸に排出しており容量調整時に
吸気閉塞弁７が半開きになって気体が少量になったり又
全々閉って気体が全々送り込まれて来なくても圧縮室１
吐出室１０には液体のみがどんどん送り込まれ気体と液
体の比率が大となり気体緩衝作用が少くなりオイルロッ
クを起し機械を停止したり破損したり又動力を食ってい
る。

特に液冷式ウオーム型回転圧縮機は精度等の関係上噴射
液体は他の液冷式回転圧縮機に比し、より多量に２倍近
くも必要とするため、アンロード運転中の動力は全負荷
時の７０％にも達して居たが上記に説明した本発明の方
法を採用した事によりアンロード時の動力は全負荷時の
動力に対し２０％以下に減少し、さらにオイルロックに
よって生じ易い、プラスチック材を使用したウオームホ
イール３１の破損を防ぎ得たものである。

第４図は液冷式スクリュー型回転圧縮機に本発明を施し
た第３実施例を示す。

液冷式スクリュー型回転圧縮機は其の理論、構造に於て
最も合理的で其の効率、耐久性に於て他の回転圧縮機に
比べ抜群な優秀性を持ち特に他のベーン型、ウオーム型
等回転接触部に強度の低いプラスチック材等を用いてい
るに比し、回転接触部は金属と金属で材質に於ても丈夫
であり又構造に於ても回転方向が平行二軸の平行運転で
其の耐久度は殆んど永久的と言われているが、玉に傷と
も言うか其のアンロード運転時の動力消費が他の液冷式
回転圧縮機と同様非常に犬であったのと文具れを解決せ
んとして用いられているアンロード方式は、さきに述べ
たＳ、 Ｒ，Ｍ社のものの如く極めて複雑でコスト高と
なり故障の原因となり更に動力を消費して圧縮した気体
を大気中に放出する損失や、其の際同時に失なわれる液
体の損失や室内汚染等による欠点があったため往復動圧
縮機を完全に追放するに至らなかった。

第４図は本発明を液冷式一段圧縮スクリュー型回転圧縮
機に施した処を示し全負荷運転をしている処を現わして
いる。

気体は吸気口６より入り吸気閉塞弁７、吸気室８を通り
、圧縮室１に入る。

圧縮室１は２つのネジ型ロータ３３が互に噛み合い回転
軸９によって一方のロータ３３が回転させられると同時
に互に噛み合っている他方のし一タ（図面に現われてい
ない）が回転させられ此のロータ３３同志の噛み合う接
触線とシリンダ３の内面との間に出来る圧縮室１がロー
タ３３の回転により段々縮められ気体を圧縮し吐出室１
０に圧縮気体を吐出する。

圧縮室１の途中に於て液体噴射口２５より冷却、潤滑、
密封用の液体を噴射するため、此の冷却、潤滑、密封用
液体も圧縮気体と混合して共に吐出室１０に吐出される
。

吐出室１０は圧力気槽兼液体槽に連通する気体口１２を
開設しその出口側には逆止弁１１を設けるとともに、該
気体口１２より低水準位置に液体抜き口１３を開設し、
前記吐出室１０内で吐出される気体と液体の混合流体を
吐出室１０を出ると同時に比重差により気体と液体とに
分離させ液体は底部７０に流下した後、液体抜き口１３
から通常圧縮運転時であろうがアンロード運転時であろ
うが圧縮容量調整時であろうが常にパイプ１４を通じ液
体抜きポンプ１５によって吐出室１０から抜き取られ、
パイプ１６を通じて圧力気槽兼液体槽１７の液体溜１８
に圧入し此処より又パイプ１９、冷却器２０、パイプ２
１を経て噴射用ポンプ２２、パイプ２３および液量調整
装置２４を経て液体噴射口２５より圧縮室１内に噴射す
る。

液量調整装置２４は吸気量、気体圧力、気体流量、或は
目的温度等に関連して作動さすもの故、其の作動、機構
も種々のものが用いられるも、本例は吸気閉塞弁７と連
動して吸気量に応じて液量を調整する液量調整装置２４
の一例を図示した。

第４図の液量調整装置２４の断面に示す如く液量調整装
置２４はシリンダーの形をなし、其処にパイプ２３の入
口と出口を取付は其の中でピストン３７を摺動させ、其
の摺動により液体溝３８の流路の大きさを絞り通過液量
を加減する。

ピストン３７は吸気閉塞弁γに連動させ吸気閉塞弁７が
左右に動くと同時にピストン３７も左右に動かされる。

されば、パイプ２３を通り噴射口２５より圧縮室１内に
噴射される液量の通過を此のピストン３７の左右の動き
により吸気量に応じて制限するものである。

上述の液量調整装置２４は本例の液冷式スクリュー型回
転圧縮機の他吸気閉塞弁７を有する凡ての液冷式回転圧
縮機、即ち前述の液冷式ベーン型回転圧縮室、液冷式ウ
オーム型回転圧縮機等に使用出来るものである。

一方、吐出気体は吐出室１０に於て大部分の液体を分離
し気体口１２を経て逆止弁１１を通りパイプ２６を経て
圧力気槽兼液体槽１７に送り込まれ分離器２７によりさ
らに微細な液体を除去しパイプ２８バルブ２９を経て目
的に使用されるべく送出される。

次に圧縮気体容量調整運転やアンロード運転に移った場
合、現在迄の液冷式スクリュー型回転圧縮機は総て単に
吸気を閉塞してアンロードをしている吸気閉塞式か或い
はＳ、 Ｒ，Ｍ社のスライドバルブ、吸気閉塞、大気開
放の併用の２方法が実用されているが、凡ての動力軽減
の為の構成はいずれも気体処理即ち、運転中吐出室１０
に吐出された気体と液体を気液混合状態のまＸ圧力気槽
兼液体槽１７に圧入する構造のみによってなされて居る
。

本発明は従来の気体処理とは全々異った技術的観点に立
ち、気体と液体の混合流体が圧縮室１を出ると同時に気
体、液体各々を分離し別行動とさせること（こよって動
力軽減率を格別に高め得たものである。

前述の如く、アンロード運転時、吸気閉塞弁７が閉って
も冷却、潤滑、密封用の液体は送り込まれて来るのが其
の量も半分以下であり、又気体口１２より下部に位置す
る液体抜き口１３より吐出室１０に送り込まれて来る液
体を常時抜いているため吐出室１０及び圧縮室１に液体
の溜る事が無く、オイルロックを起さず又多少残ってい
た圧縮気体も前述した如く液体と共に抜き去られ吐出室
１０の圧力をＯｋｇ／ｃｓｔゲージ圧力程度まで低下さ
せることにより、ロータ３３ｒこ作用する背圧を排除す
るので、吐出側を大気に開放する方式のものより動力を
節減せしめる事が出来た。

第５図はスライドバルブを有する液冷式スクリュー型回
転圧縮機に本発明を適用した第４の実施例を示す。

従来のスライドバルブを有する液冷式スクリュー型回転
圧縮機はスライドバルブの軸方向の移動により吸入位置
を変化させ吸入閉止時を遅らせ圧縮気体容量を変化させ
るもので、第１図の図表に示す如く吸入気体容量が４５
％位まではその動力も気体量の減少に伴ない順調ζこ減
るが、気体量を４５％以下に調整する場合スライドバル
ブだけでは吸入容積制限が利かなくなり、吸気閉塞弁を
働かせて吸気を調整しなければならず、そのため動力は
気体量の減少ζこ反して増大し、吸入気体量０のときに
は単なる吸気閉塞式液冷式スクリュー型回転圧縮機の動
力と同じく全負荷時の６０％位にまでなってしまう。

そのため吸入気体量がＯに近づくと吐出側の圧力気体を
大気中に開放して消費動力の節減を計っている。

以上のように上述の方法は気体処理だけでアンロード運
転がなされておりその際、折角動力を消費して圧縮した
吐出側の圧力気体を大気中に放出するためアンロード時
の動力に現れない莫大な動力の損失を招き、さらに冷却
、潤滑、密封用の液体も気体と共に損失すると同時に室
内を汚染し、また圧力気体を大気中に放出するので騒音
を発生し、使用気体が空気以外の引火性を有するものの
場合には危険で大気開放することはできない等、アンロ
ード時の動力を大巾に軽減することはできず往復動圧縮
機を完全に駆逐するには至らなかった。

本発明をスライドバルブを有する液冷式スクリュー型回
転圧縮機に施すと、いかなる気体を用いた場合でも安全
でかつ、吸入気体の減少にともない無段階式に連続的に
動力を減じ、アンロード時に於ける動力消費を全負荷時
の１８％に下げ得たものである。

図は本発明をスライドバルブを有する液冷式スクリュー
型回転圧縮機に用いた処を示し、全負荷運転をしている
処を現わしている。

気体は吸気口６より入り吸気閉塞弁７、吸気室８を通り
、圧縮室１１こ入る。

圧縮室１は２つのネジ型ロータ３３が互いに噛合い回転
軸９によって一方のロータ３３が回転させられると同時
に互いに噛合っている他方のロータ（ロータ３３の後側
にて図に現われていない）が回転させられ此のロータ３
３同志の噛合う接触線とシリンダー３の内面との間に出
来る圧縮室１がロータ３３の回転により段々縮められ気
体を圧縮し吐出室１０に圧縮気体を吐出する。

圧縮室１の途中に於て液体噴射口２５より冷却、潤滑、
密封用の液体を噴射するため、此の冷却、潤滑、密封用
液体も圧縮気体と共に混合して吐出室１０に吐出される
。

吐出室１０は、気体口１２より低水準位置に液体抜き口
１３を開設し、該吐出室１０内で比重差によって気体と
液体とに分離させ液体は全負荷運転時においてもまた、
スライドバルブ３４が第５図において右方向に移動し吸
入容積を制限し圧縮気体量を減少せしめた時も、また吸
気閉塞弁７が閉塞されたアンロード運転の時も常に此の
液体抜き口１３よりパイプ１４を通じ液体抜きポンプ１
５によって液体を抜き取りパイプ１６を通じて圧力気槽
兼液体槽１７の液体溜１８に圧入し、此処よりパイプ１
９、冷却器２０、パイプ２１を経て液体噴射用ポンプ２
２、パイプ２３、液量調整装置２４を経て、さらにスラ
イドバルブのピストン３５およびスライドバルブ３４の
内部通路を経て液体噴射口２５より圧縮室１内に噴射す
る。

此の場合、液量調整装置２４を第４図に示す如く吸入弁
の代りにスライドバルブ３４と直結して吸入気体量に応
じて適当に調整する様にする事もある。

一方、吐出気体は吐出室１０に於て大部分の液体を分離
し、気体口１２を経て逆止弁１１を通りパイプ２６を経
て圧力気槽兼液体槽１７に送り込まれ分離器２７により
微細な液体を除去しパイプ２８、バルブ２９を経て目的
に使用される。

次に使用圧縮気体量が減少し、それに応じて圧力気槽兼
液体槽１７の圧力が上昇するとか、目的温度に達すると
かすると、スライドバルブのシリンダー３６内に空気圧
または油圧を加え、ピストン３５を右方に移動せしめる
ことによりスライドバルブ３４を右に動かし、吸入閉止
時の圧縮室容積を減じて吸入気体量を制限するとともに
、液量調整装置２４を作動せしめ、噴射用液量を吸入気
体量の減少に応じて減ぜしめる。

さらに使用圧縮気体量が減少するとか圧力気槽兼液体槽
１７の圧力が上昇するとか或は温度等が目的に達すると
かして圧縮運転の必要の無くなった時は、これを感知し
て吸気閉塞弁７が閉り気体を全々送り込まず同時に逆止
弁１１も閉じ、液量調整装置２４はさらに通路をせばめ
噴射用液体量を潤滑に必要な程度の量に減する。

このような吸入気体量制限時およびアンロード時も気体
口１２より下部に位置する液体抜き口１３より吐出室１
０に送り込まれて来る液体を常に抜いているため、吐出
室１０や最終圧縮室１に液体の溜ることが無く、液体ロ
ックを起すことがない。

またアンロード時には該吐出室１０内に残留する圧縮気
体も前述した如く此の液体と共に抜き去られ吐出室１０
の圧力をＯｋｌｉ’ ／ｃｒＡゲージ圧力程度まで低下
させることによりロータ３３に作用する背圧を確実に排
除するので吐出側を大気に開放する方式のものより動力
を節減せしめる事が出来た。

以上、本発明に基づく４つの実施例、即ち液冷式ベーン
型回転圧縮機、液冷式ウオーム型回転圧縮機、液冷式ス
クリュー型回転圧縮機及びスライドバルブを有する液冷
式スクリュー型回転圧縮機に本発明を適用したものにつ
いて説明したが、いずれも本発明の構成を実施するには
従来の液冷式回転圧縮機の吐出室１０を圧力気槽兼液体
槽に連通ずる気体口１２より低水準位置に液体抜き口１
３を別に開口し運転中吐出室１０に吐出される液体を滞
溜させることなく排出する容量の液体抜きポンプ１５を
前記油接き口１３と直接連通して、液体を吐出室１０よ
り圧力気槽兼液体槽１７又は液体溜１８に常に送り込む
か或は圧力気槽兼液体槽１７を通さず冷却器に直結して
循環さす機構を増設するだけで済む。

故に従来の動力軽減技術に比べ性能、機構面において断
然優れていることが解るであろう。

次に本発明の理論及びそれを実現するための構造の根本
的差異を明らかにするために、出願前に当業界において
公知の特公昭４２−１６６６４号公報（米国特許第３２
６０４４４号）所載の発明をその添付図面の第６図から
第１０図に引用して（たたし部品番号は変更しである。

）比較説明する。

第６図は特公昭４２−１６６６４号公報記載の発明の機
器全体の配置図を引用して示し、第７図及び第８図は同
発明の気体及び液体の流通経路の説明図にして、第７図
は圧縮運転時、第８図はアンロード運転時の場合を示し
、点線は気体、実線は液体の流通路である。

先ず、圧縮運転時に就いて第６図、第７図に就いて概略
説明する。

電動機３９によって駆動される液冷式回転圧縮機４０は
吸気ｒ過装置４１及び入口弁組立体４２を通じて気体を
吸入し圧縮した後、冷却、潤滑及び密封用の液体（この
場合、油を使用する）と共に吐出口４３、吐出管４４、
逆止弁４５を経てタンク４６に送入する。

油はここで分離されてタンク４６の底部に溜り、気体の
み管路４７より外部に供給され使用される。

此の気体及び液体の流通経路を本発明の第４図と比較し
て見ると、第７図に於ては今迄のものと同じく気体と液
体を分離する吐出室がなく気体と液体が混合した状態で
一諸に吐出口４３より吐出管４４を通り逆止弁４５を経
てタンク４５に圧入されているが、本発明のは第４図に
示すように圧縮室１を出ると吐出室１０に於て直ちζこ
気体と液体とに分離され、気体は気体口１２より逆止弁
１１を経て圧力気槽兼液体槽１７に送り込まれ、又液体
は気体より分離され別ζこ液体抜き口１３より液体抜き
ポンプ１５にて圧力気槽兼液体槽１７に圧送される。

これは前述の気体と液体と言う異質のものは其の役目を
終えると直ちに分離して各々別行動させると言う本発明
の理論を具体化したものであって特公昭４２−１６６６
４号発明の実施例である第６図、第７図に於ては今迄と
同様に気体と液体とを混合したままタンク５２にまで送
り込んでいるから、その点でも本発明とは本質的に異る
ものである。

次に、圧力気槽兼液体槽１１の底部に分離されて溜った
液体は、本発明に於ては第４図の実線に見られる如くパ
イプ１９、冷却器２０、パイプ２１、噴射用ポンプ２２
、パイプ２３、液量調整装置２４を経て噴射口２５から
圧縮室１内に噴射しているが、特公昭４２−１６６６４
号発明に於ては第７図ζこ示す如くタンク４６、管路５
０、油冷却器５１、管路５２、切換弁５３、管路５４、
油ポンプ５５、管路５６、切換弁５７、管路５８を経て
圧縮機の蓋板５９内に設けられた油室を介して圧縮室内
に噴射され、又ベアリング等の潤滑をなす。

本発明の流体の経路を示す第４図と第７図記載のそれと
を比較すると、直ちに解る如く、特公昭４２−１６６６
４号発明の流体経路には２個の切換弁５３．５７が余分
に挿入されて居り此の切換弁の構造はたとえば第９図に
示す如く極めて複雑なる構造をしている。

このことは前述の如く、本発明（こおいて粘度の高い液
体流路は出来るだけ単純にして気体閉塞を起さない事、
液体流通抵抗を少くする事、故障等を起さないような構
造とする事等の流体力学上の理論を具体化しているのＯ
こ対して、この種の手段について全く思いを致していな
い事を示すものである。

又、第１０図に示す構造のオリフィス６３は第７図で見
る如く油ポンプ５５の吸込側管路５２と吐出側の管路５
８を連通させているため液体を圧力の高い管路５８側よ
り圧力の低い管路５２に逆流させ動力を損失する。

以上は通常圧縮運転の場合の本発明と特公昭４２−１６
６６４号発明との基本的差異を示した。

次に、アンロード運転に移った場合、気体は全全送り込
まれて来す、液体の流通のみ生じるわけであるが特公昭
４２−１６６６４号発明に於ては第８図に示す如き流通
経路を形成するのに対し、本発明（こ於ては第４図に示
す点線の無い実線のみの液体流通路をなす。

即ち、本発明の液体の流通路は第４図に見る如く、通常
圧縮運転時と全く同じ専用通路を通り、液量調整装置２
４は圧縮気体量に応じて其の液量を適量に絞り而も其の
作動は図で見る如く吸気閉塞弁Ｉと連動して作動するが
、特公昭４６−１６６６４号発明においては第９図の実
線で示す如くその液体は又も切換弁５３１，５７の二つ
を通って居る。

更にオリフィス６３の小孔７３によって圧縮機への油の
供給量を制限しているが、若し此の小孔７３がゴミ等で
閉塞した場合は、圧縮機４０は油切れとなって焼付等の
事故の原因となる。

此の如き故障発生の原因ともなる複雑なる構造物を液体
の流通上に設置して流体抵抗を増加させる事は、前にも
述べた如く流体力学上より出来るだけ避けるべき事で、
この点をみても公知発明の理論が本発明とは根本的に異
る事が理解されるものである。

以上の比較説明の結果、明瞭にされたように本発明は気
体と液体の異質のものは冷却、潤滑、密封用液体の使用
目的を達成し終ったとたん一側も早く気体と液体を分離
し、可能な限り抵抗の少ない液体専用回路を通して別行
動させると言う理論の下に普通運転の時でも又アンロー
ド運転時でも常に圧縮室を出ると同時ζこ気体と液体を
分けて別別に処理している事である。

しかも此の液体処理の場合は１個の液体抜きポンプ１５
と吐出室１０より圧力気槽兼液体槽１７に至るパイプ１
４およびパイプ１６だけという簡単な構成で実施できる
ので液体抵抗となる部分や故障部分がなく、さらに液体
抜きポンプ１５は圧縮機が運転している間は同じく運転
され、発停止の機構も無く極く簡単で動力消費の少い液
冷式回転圧縮機を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は現在用いられている各種アンローダの運転時に
おける消費動力の成績比較衣、第２図は本発明を液冷式
ベーン型回転圧縮機に用いた実施例、第３図は本発明を
液冷式ウオーム型回転圧縮機に施した第２の実施例、第
４図は液冷式スクリュー型回転圧縮機に用いた第３の実
施例、第５図はスライドバルブを有する液冷式スクリュ
ー型回転圧縮機に本発明を用いたる第４実施例、第６図
は本件出願前に公知のアンローダ装置付油冷式回転圧縮
機の機器全体の配置図の一例、第７図および第８図は当
該回転圧縮機の圧縮運転時およびアンロード運転時にお
ける流体経路図、第９図は当該流体経路に挿入される切
換弁の一つの断面図、第１０図は同じくオリフィスの断
面図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アンロード運転時、吸気を閉塞する手段と、冷却、
   潤滑、密封用液体を全負荷時の半分以下の量４こ減少さ
   せて圧縮室に供給する手段とを有する液冷式°回転圧縮
   機において、最終圧縮室に連通して設けた吐出室に圧力
   気槽兼液体槽へ連通ずる気体口を開設するとともに該気
   体口には逆止弁を設け、前記吐出室内の気体口より低水
   準位置に液体溜に連通する液体抜き口を開設し、該液体
   抜き口は前記液冷式回転圧縮機の運転中は常時前記圧縮
   室より前記吐出室に吐出される冷却、潤滑、密封用液体
   を、前記吐出室に滞溜せしめることなく吸入排出する容
   量の液体抜きポンプの吸入側と直接連通せしめるととも
   に、該液体抜きポンプの吐出側を圧力気槽兼液体槽へ直
   接連通せしめ、前記吐出室に吐出された圧縮気体と冷却
   、潤滑、密封用液体の混合流体を圧縮室を出ると同時に
   吐出室内で気体と冷却、潤滑、密封用液体とを分離し、
   気体は前記気体口から圧力気槽兼液体槽へ液体は前記液
   体抜き口から液体抜き専用管路、液体抜きポンプを経て
   液体溜にそれぞれ圧入することを特徴とする液冷式回転
   圧縮機。