JPS6120718B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油の温度を可及的速やかに上昇させ
てドレンの発生を防止するようにした油冷式圧縮
機に関する。

油冷式圧縮機例えばスクリユ圧縮機において
は、圧縮すべき気体（通常は空気）と共に吸込ん
だ油により圧縮機本体の冷却と潤滑とを行うよう
になつており、圧縮機本体より吐出された圧縮気
体は、油タンクで油を除去された後貯留タンクへ
導びかれる一方、分離された油は、圧縮熱により
高温となつているので冷却された後再び圧縮機本
体の冷却と潤滑とに使用される。そして、貯留タ
ンク内が所定の最高圧に達すると、これを検知す
る圧力スイツチが開となつて圧縮機本体駆動用の
モータを停止させ、また貯留タンク内の空気が消
費されてこの内部が所定の最低圧になると、上記
圧力スイツチが閉となつてモータを駆動させるよ
うになつている。

ところで、圧縮機本体より吐出された直後の圧
縮気体は高温多湿であるため、運転開始時のよう
に油及び油タンクそのものが十分に暖まつてない
ときは油タンク内で冷却されてドレンが発生し、
油劣化及び発錆の原因となる。すなわち、油は、
圧縮機本体を冷却する関係上低温であることが好
ましいが、ドレン発生防止上から、はある程度高
温（圧縮気体の露点温度により定まるが通常室温
＋50℃以上）とする必要がある。このため従来
は、油タンクと油冷却器との系路間に温度調整弁
を接続し、該温度調整弁と圧縮機本体の吸込口と
を油冷却器をバイパスするバイパス管で接続し、
油の温度に応じて油冷却器とバイパス管とを流れ
る流量の割合を制御するようにしていた。

しかしながら、上記従来のものでは、油が、運
転開始時の室温程度の低い温度からドレンが発生
しなくなる圧縮気体の露点温度になるまで時間が
かかり、特に圧力スイツチによりモータの起動、
停止を行うものは連続運転する時間が短いため、
油温が十分に上昇するまでは相当の長時間を要す
ることとなる。とりわけ、運転開始時に貯留タン
クがほぼ最高圧に近いときは、この現象が著しい
こととなる。

本発明は上述した欠点を解消するもので、油温
上昇を速やかに行うため、油が所定温度になるま
では貯留タンク内の圧力を制御しつつモータに負
荷をかけて（圧縮作用を行う）連続運転し、油が
所定温度になつた後従来同様貯留タンクの圧力に
応じてモータの運転を制御するようにしたことを
特徴とする。

以下に本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。第１図において、１は圧縮機本体、２は圧縮
機本体を駆動するモータで、圧縮機本体１として
は、例えば互いに噛み合う雄、雌ロータを備えた
スクリユ式のものあるいはベーン式のもの等が用
いられる。この圧縮機本体１の吸込側には逆止弁
３を介して吸込フイルタ４が接続され、該圧縮機
本体１の吐出側より伸びる吐出管５が油タンク６
の油面上に開口されている。油タンク６は、その
油面上において油分離器７が内蔵され、該油分離
器７と圧縮気体の貯留タンク８とが配管９を介し
て接続され、該配管９には油分離器７側より順次
保圧弁１０、逆止弁１１が接続されている。ま
た、油タンク６内の油液中より伸びる油配管１２
が圧縮機本体１の吸込側に接続され、該油配管１
２には、油タンク６側より順次温度調整弁１３、
油冷却器１４、油フイルタ１５が接続され、要素
１４，１５間の油配管１２と温度調整弁１３との
間が、油冷却器１４をバイパスするバイパス管１
６により接続されている。さらに、油分離器７と
圧縮機本体１の吸込側とが、絞り１７を備えた油
戻し管１８により接続されている。以上の構成は
従来と同じである。

前記貯留タンク８には、それぞれこの内部の圧
力の大きさに応じて作動する第１、第２の圧力ス
イツチ１９，２０が接続され、その作動時の圧力
は、第２の圧力スイツチ２０の方が第１の圧力ス
イツチ１９よりもわずかに大きくなつている。す
なわち、この両スイツチ１９，２０はそれぞれ常
閉型のものとなつていて、１９は所定の最低圧P₁
で閉、所定の最高圧P₂で開となる一方、２０は所
定の最低圧P₃で閉、所定の最高圧P₄で開となり、
P₁＜P₂＜P₃＜P₄の関係となつている。

油タンク６には、常閉型の温度スイツチ２１、
励磁時には閉弁状態となる常開型の電磁レリーズ
弁２２がそれぞれ接続され、温度スイツチ２１は
前記第１の圧力スイツチ１９と協働してモータ２
の運転を制御し、レリーズ弁２２は、前記温度ス
イツチ２１が作動するまでは前記第２の圧力スイ
ツチ２０により開閉制御されるようになつてい
る。この制御回路の一例を示したのが第２図であ
り、これを説明すると、モータ２は三相交流型の
ものとなつていて、この第１線２ａ、第２線２
ｂ、第３線２ｃが電源２３に接続され、各線２
ａ，２ｂ，２ｃには、電磁開閉器２４の常開接点
２４ａ，２４ｂ，２４ｃが接続されている。上記
第２線２ｂと第３線２ｃとの間には接点２４ｂ，
２４ｃよりも電源２３側において、電磁開閉器２
４のコイル２４ｄ、メインスイツチ２５、前記第
１の圧力スイツチ１９と温度スイツチ２１とを並
列にしたものが、直列に接続されている。

また、第１線２ａと第２線２ｂとの間には、接
点２４ａ，２４ｂよりもモータ２側において、第
２の圧力スイツチ２０とレリーズ弁２２のコイル
２２ａとが直列に接続されている。

次に上記構成における作用について説明する。
先ず、油が室温程度に十分冷えておりかつ貯留タ
ンク８内が空である状態から、第２図においてメ
インスイツチ２５を閉とすると、両スイツチ１
９，２０が閉となつているのでコイル２４ｄが励
磁されて電磁開閉器２４の各接点２４ａ，２４
ｂ，２４ｃがそれぞれ閉となり、モータ２に通電
される。また、スイツチ２０も閉となつているの
でコイル２２ａが励磁され、レリーズ弁２２が閉
弁状態となる。モータ２への通電により圧縮機本
体１が駆動され、気体（通常は大気中の空気）
は、フイルタ４、逆止弁３を介して油と共に圧縮
機本体１に吸込まれて圧縮される。この圧縮され
た気体は、圧縮熱のため加熱された油と共に油タ
ンク６の油面上に吐出され、ここで油が分離され
る。そして、圧縮気体は、油分離器７を通過する
ときに完全に油分を除去された後、貯留タンク８
に貯留される。一方、分離された油は、油配管１
２を経て再び圧縮機本体１の冷却と潤滑とに使用
されることとなる。

このようにして、貯留タンク８内の圧力が高ま
ると共に圧縮熱を受けて油の温度が上昇するが、
圧力上昇に比較して油温の上昇が遅いため、油温
がドレンが発生しない所定温度T₀にまで上昇す
る前に貯留タンク８内の圧力はP₂にまで高まり、
第１の圧力スイツチ１９が開となる。この第１の
圧力スイツチ１９が開となつても、温度スイツチ
２１が閉となつているため、モータ２は通電され
て圧縮機本体１は駆動し続け、貯留タンク８内の
圧力は更に上昇する。油温がT₀になる前に貯留
タンク８内の圧力がP₄にまで上昇すると、第２の
圧力スイツチ２０も開となり、従つて、レリーズ
弁２２が開弁されて油タンク６内の圧縮気体が大
気へ開放される。このレリーズ弁２２が開弁して
も、温度スイツチ２１が閉なので、圧縮機本体１
は駆動され続けて圧縮作用を行い、油温は上昇し
続ける。すなわち、レリーズ弁２２のオリフイス
径によつて定まる流量と圧縮機本体１の吐出量と
の差に見合つた量の圧縮気体が大気へ解放され
る。

貯留タンク８内の圧縮気体が消費されて該タン
ク８内の圧力がP₄からP₃にまで下降すると、再び
第２の圧力スイツチ２０が閉となつてレリーズ弁
２２が閉弁し、再び貯留タンク８内の圧力が上昇
する。このように、第２の圧力スイツチ２０によ
りレリーズ弁２２を開閉制御して、貯留タンク８
内の圧力をP₃とP₄との間の大きさに維持しつつ、
圧縮機本体１を駆動して油温の上昇が図られる。

以上の説明は、油温がT₀になる前の段階であ
り、このときに油タンク６から圧縮機本体１へ流
れる油は、温度調整弁１３に制御されることによ
り、その殆んどがバイパス管１６を通つてすなわ
ち油冷却器１４により冷却されることなく、圧縮
機本体１へ供給される。

油温がT₀にまで上昇すると、温度スイツチ２
１が開となり、また第１の圧力スイツチ１９は既
に開となつているため、モータ２の通電が行われ
なくなり、圧縮機本体１が停止すると共にレリー
ズ弁２２が開弁する。したがつて、貯留タンク８
内の圧力は圧縮気体の消費により徐々に低くな
る。この貯留タンク８内の圧力がP₁まで下降する
と、第１の圧力スイツチ１９が閉となつて再び圧
縮機本体１が駆動され、またレリーズ弁２２が閉
弁する（第２の圧力スイツチ２０は閉となつてい
る）。これにより貯留タンク８内の圧力は再び上
昇し、圧力P₂までなると、第１の圧力スイツチ１
９が開となつて圧縮機本体１の駆動が停止される
と共にレリーズ弁２２が開弁する。このように、
油温がT₀まで上昇した後は、第１の圧力スイツ
チ１９により、レリーズ弁２２の開閉及び圧縮機
本体１の駆動、停止を制御しつつ、貯留タンク８
内の圧力がP₁とP₂との間の大きさに維持される。
すなわち、通常の圧力開閉式の運転となる。

油温がT₀になつた後は、油タンク８から圧縮
機本体１へ流れる油は、温度調整弁１３により適
宜量だけ油冷却器１４を通り、油が高温になり過
ぎるのが防止される。

ここで、本発明の作用を図式的に表わしたのが
第３図であり、図中α線が貯留タンク８内の圧力
変化を、またβ線が油の温度変化を示す。そし
て、図中Ａ範囲が、レリーズ弁２２が閉状態のま
ま圧縮機本体１を駆動し続ける運転初期域を、Ｂ
範囲が、第２の圧力スイツチ２０によりレリーズ
弁２２を開閉制御しつつ圧縮機本体１を駆動しつ
続ける一種のアンロード運転域を、Ｄ範囲が第１
の圧力スイツチ１９のみにて圧縮機本体１の駆
動、停止を制御する圧力開閉式の運転域を、Ｃ範
囲が、Ｂ範囲からＤ範囲へ移動する過渡域をそれ
ぞれ示している。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、前
記実施例と同一構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。本実施例では第２の圧力スイ
ツチ２０を油タンク６内の圧力により作動させる
ようにしたものである。本実施例によれば、レリ
ーズ弁２２のオリフイス径が大きくて単位時間当
りの油タンク６内の圧力変化が大きい場合に、該
圧力変化に対する追従性向上の点で有利である。

以上実施例について説明したが本発明にはこれ
に限らず、例えば次のような場合をも含むもので
ある。

油温がT₀になつた後、第１の圧力スイツチ
１９によりレリーズ弁２２を開閉制御すること
なく、該レリーズ弁２２を常閉のままとしても
よい。

第１の圧力スイツチ１９は、油タンク６内の
圧力に応じて作動させる等、貯留タンク８以外
の圧縮気体の経路の圧力に応じて作動させるよ
うにしてもよい。

本発明は以上述べたように、油が所定温度にな
るまでは、圧縮気体の経路（貯留タンクを含む）
内の最高圧力を抑えつつ、圧縮機本体と圧縮作用
を行わせて駆動し続けるので、常に圧縮熱により
油を加熱することができ、したがつて油温の上昇
が速やかかに行われてドレンの発生を極力防止で
きる。勿論、油が所定温度になつた後は、従来同
様圧力開閉式の運転を行うので、実用上極めて効
果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２
図は第１図に用いた電気回路図、第３図は本発明
の時間−圧力、温度線図、第４図は本発明の他の
実施例を示す系統図である。 １……圧縮機本体、２……モータ、６……油タ
ンク、８……貯留タンク、１９……第１の圧力ス
イツチ、２０……第２の圧力スイツチ、２１……
温度スイツチ、２２……レリーズ弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータにより駆動され、油により冷却されつ
   つ気体を圧縮する圧縮機本体と、該圧縮機本体に
   より吐出された圧縮気体中の前記油を除去する油
   タンクと、前記圧縮気体の経路内の圧力に応じて
   作動される第１の圧力スイツチと、前記圧縮気体
   の経路内の圧力に応じて作動され、前記第１の圧
   力スイツチよりも高い圧力で作動する第２の圧力
   スイツチと、前記圧縮機本体より吐出された油の
   温度に応じて作動する温度スイツチと、前記油タ
   ンクに接続された圧縮気体解放用のレリーズ弁と
   からなり、前記温度スイツチが作動した以降は、
   前記第１の圧力スイツチと温度スイツチとにより
   前記モータの起動、停止を制御し、前記温度スイ
   ツチが作動するまでは、前記第２の圧力スイツチ
   により前記レリーズ弁の開閉を制御しつつ前記温
   度スイツチによりモータの駆動を維持するように
   してなる油冷式圧縮機。 ２ 前記第１、第２の圧力スイツチを、それぞれ
   油が除去された後の圧縮気体を貯留する貯留タン
   ク内の圧力に応じて作動するようにしてなる特許
   請求の範囲第１項に記載の油冷式圧縮機。 ３ 前記第１の圧力スイツチを油が除去された後
   の圧縮気体を貯留する貯留タンク内の圧力に応じ
   て作動するようにし、前記第２の圧力スイツチを
   前記油タンク内の圧力に応じて作動するようにし
   てなる特許請求の範囲第１項に記載の油冷式圧縮
   機。 ４ 前記温度スイツチを前記油タンク内の温度に
   応じて作動するようにしてなる特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項に記載の油冷式圧縮
   機。