WO2019077945A1 - 気液分離器及び油冷式圧縮機 - Google Patents

気液分離器及び油冷式圧縮機 Download PDF

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WO2019077945A1
WO2019077945A1 PCT/JP2018/035457 JP2018035457W WO2019077945A1 WO 2019077945 A1 WO2019077945 A1 WO 2019077945A1 JP 2018035457 W JP2018035457 W JP 2018035457W WO 2019077945 A1 WO2019077945 A1 WO 2019077945A1
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gas
oil
side wall
flow
inlet
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PCT/JP2018/035457
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English (en)
French (fr)
Inventor
耕平 黒田
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits

Definitions

  • the present invention relates to a gas-liquid separator and an oil-cooled compressor.
  • Patent Document 1 discloses an oil separator which is an example of a gas-liquid separator.
  • the oil separator comprises a container for primary separation of the oil contained in the discharge air of the oil-cooled compressor by centrifugal force, and an oil separation element for capturing and secondary separation of the oil contained in the discharge air after the primary separation. Equipped with
  • the amount of oil that needs to be captured by the oil separation element can be reduced, the service life of the oil separation element can be extended, and problems such as clogging of the oil separation element occur Can also be reduced.
  • the present invention is a gas-liquid separator including a container for primary separation of liquid contained in gas by centrifugal force and a liquid separation element for secondary separation and capture of liquid from gas after primary separation, the efficiency of primary separation
  • the task is to improve the Another object of the present invention is to provide an oil-cooled compressor provided with such a gas-liquid separator (oil separator).
  • a first aspect of the present invention is disposed in a first space defined by a container having a bottom and having a liquid containing gas introduced from an inlet, and the container and the partition portion.
  • a tubular portion extending from the partition plate portion downward and spaced apart from the side wall of the container, and projecting from the tubular portion toward the side wall from the tubular portion and along the side wall in a plan view Extending along the side wall, the cylinder portion, and the partition plate portion to define a guide channel through which the gas introduced from the inlet flows, the guide channel being on the side where the inlet is located
  • a flow straightening unit having an outlet opening to the first space on the opposite side, a closing unit closing the side on which the inlet of the guide flow channel is located, and provided above the partition plate.
  • a casing which defines a second space together with the partition plate portion;
  • a gas-liquid separation device including: a liquid separation element thus formed; a connecting flow passage fluidly connecting the inside of the cylinder and the second space; and an outlet for letting the gas having passed through the liquid separation element flow out.
  • the gas introduced from the inlet into the first space flows downward as a swirl flow along the side wall of the container.
  • the liquid contained in the gas is separated by centrifugal force, adheres to the side wall, falls along the side wall, and is recovered below the vessel (primary separation).
  • the gas ascends in the cylinder and flows into the second space via the connection flow channel.
  • the gas flowing into the second space passes from the outside to the inside of the liquid separation element, and the liquid contained in the gas is separated from the gas by being captured by the liquid separation element (secondary separation).
  • the gas after secondary separation is derived from the outlet.
  • the gas in the initial stage of introduction from the inlet to the first space is sufficiently smaller than the cross-sectional area of the guide channel defined by the side wall, the cylinder, the partition and the flow straightener, that is, the cross section of the container Since it passes through the flow path having the cross-sectional area, it is possible to avoid the decrease in the velocity of the air flow due to the rapid expansion of the flow cross-sectional area.
  • the flow velocity of the swirling flow in the initial stage of the inflow from the inlet to the first space is faster than in the case where the rectifying unit is not provided.
  • the direction of the swirling flow is induced by passing through the guide channel defined by the side wall, the cylinder portion, the partition plate portion, and the straightening portion.
  • the efficiency of the separation of the liquid by the primary separation can be improved by these factors, that is, the flow velocity improvement of the swirling flow and the guidance of the swirling flow direction.
  • the improved efficiency of the primary separation can reduce the amount of liquid to be separated by the secondary separation by the liquid separation element. As a result, it is possible to extend the service life of the liquid separation element, and to reduce the possibility of problems such as clogging of the liquid separation element.
  • the cross-sectional area of the guide channel in the direction orthogonal to the flow direction of the gas is smaller than the cross-sectional area in the direction perpendicular to the flow direction of the gas in the cylinder, and is orthogonal to the flow direction of the gas in the cylinder
  • the cross-sectional area in the direction of movement is preferably smaller than the cross-sectional area of the cross-section of the container.
  • the gas-liquid separator is in fluid communication with the space on the upstream side of the liquid separation element, and is closed when the pressure of the gas at the communication position is less than the threshold, and is open when the pressure is at or above the threshold.
  • the valve may further include a safety valve that opens the connection channel to the atmosphere.
  • the efficiency of the primary separation is enhanced by the swirling flow passing through the guide flow passage having a limited flow passage cross-sectional area defined by the flow straightening unit. Furthermore, the flow rate of the upflow can be kept low by adopting a gas-liquid separator of a type in which no liquid separation element is provided inside the cylinder. Therefore, when the safety valve in fluid communication with the connection flow path, that is, the safety valve connected upstream of the liquid separation element is opened, the amount of liquid discharged into the atmosphere along with the gas is effectively It can be reduced.
  • the safety valve is provided upstream of the liquid separation element in the path through which the liquid flows. Therefore, it is possible to prevent the pressure downstream of the liquid separation element from being sharply reduced when the safety valve is opened, and the rapid increase in the flow velocity of the gas passing through the liquid separation element can be avoided.
  • the rapid increase in the flow velocity of the gas passing through the liquid separation element may cause problems such as a decrease in the efficiency of liquid separation by the liquid separation element, an outflow of the liquid accordingly, and a failure of the liquid separation element itself. These problems can be prevented by avoiding a rapid rise in the flow velocity of the gas passing through the liquid separation element.
  • the cross-sectional area of the guide channel in the direction orthogonal to the gas flow direction may be constant from the inlet to the outlet.
  • the cross-sectional area of the guide flow channel in the direction orthogonal to the direction in which the gas flows may be gradually increased from the inlet to the outlet. As the cross-sectional area of the guide channel gradually increases toward the outlet, the flow velocity of the swirling flow flowing in the guide channel becomes relatively high on the inlet side, and centrifugally more effectively on the inlet side of the guide channel. Force can separate liquid from gas.
  • the amount of the liquid contained in the upward flow in the cylinder, that is, the gas contained in the secondary separation by the liquid separation element, and the liquid contained in the gas discharged to the atmosphere when the safety valve is opened can be ensured more reliably. It can be reduced.
  • the straightening unit be provided such that the outlet of the guide channel is located behind the cylindrical portion when viewed from the inlet.
  • the straightening portion has an inner edge connected to the cylindrical portion, and an outer edge has a gap between the straight portion and the side wall.
  • the straightening unit may be inclined downward from the cylindrical portion toward the side wall.
  • the liquid adhering to the straightening unit at the time of primary separation flows toward the gap between the outer edge and the side wall of the straightening unit by gravity, and moves downward through the gap to be collected through the gap. That is, it is possible to more reliably avoid the remaining of the liquid separated in the primary separation in the guide channel.
  • an oil-cooled compressor body an oil separator for separating oil from gas compressed by the compressor body, and a safety valve capable of opening the inside of the oil separator to the atmosphere.
  • the oil separator has a cylindrical shape with a bottom, and is defined by a container into which a gas containing oil compressed by the compressor body is introduced from an inlet, the container, and the partition portion.
  • a cylindrical portion at both ends which is disposed in the first space, which extends downward from the partition, and is spaced from the side wall of the container, and protrudes from the cylindrical portion toward the side wall And, along with the side wall, the cylindrical portion, and the partition plate portion, define a guiding flow path through which the gas introduced from the introduction port flows, and the guiding flow path extends along the side wall in plan view.
  • the outlet opening to the first space A flow straightening unit, a closing unit closing the side of the guide channel where the inlet is located, and a casing provided above the partition plate and defining a second space with the partition plate.
  • An oil separation element disposed in the second space, a connection flow passage fluidly connecting the inside of the cylinder and the second space, and an outlet for letting the gas having passed through the oil separation element flow out.
  • the safety valve is in fluid communication with the upstream side of the oil separation element, and the gas is closed if the pressure of the gas at the communicated position is less than the threshold, and is opened when the pressure is equal to or greater than the threshold
  • An oil-cooled compressor is provided to open the connection flow path to the atmosphere.
  • the present invention provides a primary separation in a gas-liquid separator including a container for primary separation of liquid from gas by centrifugal force, and a liquid separation element for secondary separation of liquid from gas after primary separation.
  • FIG. 1 shows an oil-cooled compressor 2 provided with an oil separator (gas-liquid separator) 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the oil-cooled compressor 2 includes a compressor body 3 which is an oil-cooled compressor (in the present embodiment, a screw compressor).
  • the compressor body 3 compresses the air sucked from the suction port 3a and discharges the compressed air from the discharge port 3b.
  • Liquid oil for lubrication and cooling is supplied to the compressor body 3 via the oil supply channels 4 and 5. Therefore, the compressed air discharged from the discharge port 3a contains oil.
  • the discharge port 3 a is fluidly connected to one end of the discharge flow path 6, and the other end of the discharge flow path 6 is fluidly connected to the inlet 21 c of the oil separator 1.
  • the compressed air discharged from the discharge port 3 a of the compressor body 3 passes through the discharge flow path 6 and is introduced into the oil separator 1 from the inlet 21 c.
  • the air introduced into the oil separator 1 is discharged from the outlet 41 a through primary separation by centrifugal force in the container 21 and subsequent secondary separation by capture by the oil separation element 35.
  • One end of the supply channel 7 is fluidly connected to the outlet 41 a.
  • the other end of the supply flow path 7 is fluidly connected to a demand facility (for example, a pneumatic device) not shown.
  • the air after oil separation, which is led out from the outlet 41 a of the oil separator 1, is delivered to the demand facility through the supply flow path 7.
  • a pressure holding check valve 8 and an air cooler (heat exchanger) 9 are provided in the supply flow path 7.
  • the oil primarily separated in the oil separator 1 is temporarily stored in an oil sump 24.
  • the oil reservoir 24 is fluidly connected to the compressor body 3 via the oil supply passage 4.
  • the oil in the oil reservoir 24 is returned to the compressor body 3 through the oil supply passage 4 by the pressure difference between the compressor body 3 and the oil separator 1.
  • the oil supply channel 4 is provided with an oil cooler (heat exchanger) 10 and an oil filter 11 for removing foreign matter and the like.
  • the bypass flow path 12 which bypasses the oil cooler 10 is provided.
  • the three-way valve 13 can switch between the state where the oil from the oil reservoir 24 passes through the oil cooler 10 and the state where it does not pass through the oil cooler 10 but passes through the bypass flow passage 12. By this switching, the temperature of the oil supplied to the compressor body 3 is controlled.
  • the oil secondarily separated in the oil separator 1 is temporarily stored in the oil reservoir 40.
  • the oil reservoir 40 is fluidly connected to the compressor body 3 via the oil supply passage 5.
  • the oil in the oil reservoir 40 is returned to the compressor body 3 through the refueling channel 5 by the pressure difference between the compressor body 3 and the oil separator 1.
  • a check valve 14 is provided in the refueling flow passage 5.
  • the oil separator 1 comprises a container 21.
  • the container 21 in the present embodiment is generally cylindrical with an elongated one-end opening, and includes a circular bottom wall 21a and a cylindrical side wall 21b extending from the bottom wall 21a.
  • the upper end opening of the side wall 21 b is closed by the partition plate portion 22.
  • An inlet 21c (the discharge channel 6 is connected as described above) of the air compressed by the compressor body 3 is provided on the upper side of the side wall 21b (a position relatively close to the partition plate portion 22). ing.
  • the side wall 21 b of the container 21, the bottom wall 21 a of the container 21, and the partition plate portion 22 define a first space 23 which is a sealed space.
  • the lower part of the first space 23, that is, the space near the bottom wall 21 a of the container 21 constitutes an oil reservoir 24.
  • a cylindrical body (cylindrical portion) 25 which is open at both ends is disposed in the first space 23.
  • the upper end of the cylindrical body 25 is fixed to the partition plate portion 22 and extends downward toward the bottom wall 21 a of the container 21.
  • the lower end of the cylindrical body 25 is located above the bottom wall 21 a of the container 21 sufficiently far away.
  • the cylindrical body 25 is spaced apart and coaxial with the side wall 21 b of the container 21.
  • a space 26 is provided between the cylindrical body 25 and the side wall 21b.
  • no member or element for example, an element such as an oil separation element 35 described later
  • a rectifying plate (rectifying portion) 27 is disposed in the first space 23, more specifically, in a space 26 between the cylindrical body 25 and the side wall 21 b of the container 21.
  • the straightening vane 27 in the present embodiment is in the form of a band plate curved in a substantially arc shape in plan view.
  • the curvature of the inner edge 27 a of the straightening plate 27 in plan view is set to be substantially the same as the curvature of the cylindrical body 25 in plan view.
  • the curvature of the outer edge 27b of the straightening plate 27 in plan view is set to be substantially the same as the curvature of the side wall 21b of the container 21 in plan view.
  • the inner edge 27 a of the straightening vane 27 is fixed to the cylindrical body 25, and there is no gap between the inner edge 27 a of the straightening vane 27 and the cylindrical body 25.
  • the outer edge 27 b of the straightening vane 27 is positioned adjacent to the side wall 21 b of the container 21. That is, the flow control plate 27 protrudes from the cylindrical body 25 toward the side wall 21 b.
  • the straightening vane 27 in the present embodiment protrudes generally horizontally from the cylindrical body 25 toward the side wall 21b, and the upper surface of the straightening vane 27 has substantially no inclination with respect to the horizontal plane.
  • a slight gap 28 is provided between the outer edge 27 b of the straightening vane 27 and the side wall 21 b of the container 21.
  • the straightening vane 27 extends along the side wall 21 b in a direction (see arrow F) in which air is introduced from the inlet 21 c.
  • a partially annular guide channel 29 is defined in plan view by the inner surface of the side wall 21 b of the container 21, the lower surface of the partition plate portion 22, and the upper surface of the rectifying plate 27.
  • One end side of the guide channel 29, that is, the end 27c side of the straightening vane 27 on the inlet 21c side is a closing plate at a position opposite to the direction of the introduction of air to the inlet 21c (see arrow F). (Closed part) 30 is closed.
  • the closing plate 30 is in contact with the outer surface of the cylindrical body 25, the inner surface of the side wall 21 b, the lower surface of the partition plate portion 22, and the upper surface of the rectifying plate 27.
  • the guide flow passage 29 has an outlet 29 a opened to the first space 23. As shown in FIG.
  • the closing plate 30 extends in the tangential direction of the cylindrical body 25 in plan view. As indicated by a two-dot chain line in the same drawing, the closing plate 30 may extend in the radial direction of the cylindrical body 25 in a plan view.
  • the end 27 c on the inlet 21 c side and the end 27 d on the outlet 29 a side of the straightening vane 27 are cylindrical bodies in plan view.
  • the angle .theta.1 made about the common center or axis Ax between 25 and the side wall 21b is set to be 180 degrees.
  • the cross-sectional area of the guide flow channel 29 in the direction orthogonal to the air flow direction is the cross-sectional area of the cross section of the container 21 (conceptally shown by symbol A3 in FIG. 3) It is set smaller than enough. Further, the cross-sectional area A1 of the guide flow passage 29 is set smaller than the cross-sectional area in the direction in which the air in the cylindrical body 25 flows (shown conceptually in FIG. 3 by the symbol A2). Furthermore, the cross-sectional area A2 in the cylindrical body 25 is set smaller than the cross-sectional area A3 of the container 21. That is, the cross sections A1, A2, and A3 have the following relationships.
  • the casing 31 is fixed to an upper portion of the partition plate portion 22.
  • the casing 31 and the partition plate portion 22 define a second space 32 which is a sealed space.
  • the partition plate portion 22 is provided with a through hole (connection flow path) 22a, and the inside of the cylindrical body 25 and the second space 32 are in fluid communication via the through hole 22a.
  • An oil separation element (liquid separation element) 35 is disposed in the second space 32.
  • the oil separation element 35 in the present embodiment is generally in the form of an elongated cylindrical shape with both ends open, and a gap 36 is provided between the circumferential surface thereof and the casing 31.
  • the upper and lower end portions of the oil separation element 35 are closed by the upper end plate portion 37 and the lower end plate portion 38, respectively.
  • the upper end plate portion 37 and the lower end plate portion 38 are connected by a rod 39 inserted into the oil separation element 35.
  • An inner portion of the oil separation element 35 in the upper surface of the lower end plate portion 38 constitutes an oil reservoir 40.
  • a recess 41 is formed in an inner portion of the oil separation element 35.
  • the lower end of the lead-out pipe 42 which is a circular pipe in the present embodiment, which is a circular pipe in the present embodiment, is closely fitted in the recess 41. Further, the recess 41 is provided with the above-described outlet 41 a (the supply flow channel 7 is connected as described above).
  • the partition plate portion 22 is provided with an air release port 22 b whose one end is fluidly connected to the through hole 22 a.
  • a safety valve 45 is fluidly connected to the other end of the aeration port 22b.
  • the safety valve 45 opens and closes in accordance with the pressure of the air discharge port 22 b, that is, the pressure detected by the pressure sensor 46 that detects the pressure in the through hole 22 a (connection flow path). Specifically, the safety valve 45 maintains the closed state if the pressure detected by the pressure sensor 46 is less than the threshold, and opens when the pressure detected by the pressure sensor 46 becomes equal to or greater than the threshold, and the through hole 22a (connected Open the flow path to the atmosphere.
  • the oil contained in the air is separated by centrifugal force, adheres to the side wall 21b, falls along the side wall 21b, and is collected in the oil reservoir 24 below the container 21 (primary separation).
  • the air rises and enters the cylindrical body 25 from the lower end of the cylindrical body 25.
  • the air ascends in the cylindrical body 25 and flows into the second space in the casing 31 through the through hole 22a.
  • the gas flowing into the second space 32 passes through the oil separation element 35 from the outside to the inside after rising the gap 36.
  • the oil contained in the air is separated from the air by being captured by the oil separation element 35 (secondary separation).
  • the oil captured by the oil separation element 35 is collected in an oil sump 40.
  • the air that has passed from the outside to the inside of the oil separation element 35 enters the outlet pipe 42 from the upper end of the outlet pipe 42 and is further delivered from the outlet 41 a to the supply flow path 7 through the recess 41.
  • the air in the initial stage of introduction into the first space 23 from the inlet 21 c has a guide channel 29 defined by the side wall 21 b, the partition plate portion 22, and the straightening plate 27, that is, a cross sectional area A2 in a cross section of the container 21. It passes through a flow path having a cross-sectional area A1 sufficiently smaller than that. Therefore, it is possible to avoid the decrease in the speed of the air flow caused by the flow path cross-sectional area rapidly expanding when introduced into the first space 23 from the inlet 21c. In other words, the flow velocity of the swirling flow at the initial stage of the inflow from the inlet 21 c to the first space 23 is faster than in the case where the rectifying plate 27 is not provided.
  • the direction of the swirling flow is induced by passing through the guide channel 29 having the limited cross-sectional area A1.
  • the efficiency of the oil separation by the primary separation can be improved by these factors, that is, the flow velocity improvement of the swirling flow and the guidance of the swirling flow direction.
  • the efficiency of the primary separation By improving the efficiency of the primary separation, the amount of oil to be separated by the secondary separation by the oil separation element 35 can be reduced. As a result, the service life of the oil separation element 35 can be extended, and the possibility of occurrence of problems such as clogging of the oil separation element 35 can be reduced.
  • the gap 28 is provided between the outer edge 27 b of the flow straightening plate 27 and the inner surface of the side wall 21 b of the container 21. Therefore, the oil separated in the guide flow passage 29 at the time of primary separation and attached to the side wall 21 b moves downward of the container 21 through the gap 28 and is collected in the oil reservoir 24. That is, by providing the gap 28, it is possible to avoid that the oil separated by the primary separation remains in the guide channel 29.
  • the cross-sectional area A2 in the cylindrical body 25 is set smaller than the cross-sectional area A3 of the container 21, but is set sufficiently larger than the cross-sectional area A1. Therefore, the flow velocity of the air flow (rising flow) rising in the cylindrical body 25 is greatly reduced as compared with the flow velocity of the air flow in the guide channel 29.
  • this is a gas-liquid separator of a type in which no liquid separation element is provided inside the cylinder, an increase in the flow velocity of the air entering the cylindrical body 25 is also suppressed, and the upward flow velocity is low. Get down.
  • the low flow rate of the upflow makes it easy for the oil contained in the air to fall to the lower side of the container 21 by gravity, and the efficiency of the primary separation is further improved.
  • the safety valve 45 is provided upstream of the oil separation element 35. Therefore, when the safety valve 45 is opened, the pressure downstream of the oil separation element 35 sharply decreases and the flow velocity of air passing through the oil separation element 35 You can avoid a surge.
  • the rapid increase in the flow velocity of the air passing through the oil separation element 35 may cause a decrease in the efficiency of oil separation by the oil separation element 35 and a failure such as an oil spill or failure of the oil separation element 35 itself.
  • the cross-sectional area A1 of the guide channel 29 is constant from the inlet 21c to the outlet 29a.
  • the cross-sectional area A1 of the guide flow passage 29 may be gradually increased from the inlet 21c toward the outlet 29a.
  • the flow velocity of the swirling flow flowing through the guide channel 29 becomes relatively high on the inlet 21c side, and the inlet 21c of the guide channel 29.
  • On the side can more effectively separate oil from air by centrifugal force.
  • the amount of oil contained in the upward flow in the cylindrical body 25 that is, the amount of oil contained in the air provided for secondary separation by the oil separation element 35 and the air discharged to the atmosphere when the safety valve 45 is opened. Can be reduced more reliably.
  • the positions of the end 27 c on the inlet 21 c side and the end 27 d on the outlet 29 a side in plan view are
  • the angle ⁇ 1 between 27c and 27d is set to be 180 degrees.
  • the end 27d of the straightening plate 27, that is, the position of the outlet 29a of the guide channel 29, is set at least at a position P hidden behind the cylindrical body 25 when viewed from the inlet 21c (in this case, the end 27c).
  • 27d are conceptually shown by the symbol .theta.2).
  • the flow rate improvement of the swirling flow in the guide flow path 29 and the swirling flow of the guide flow path 29 are configured by setting the end portion 27d of the flow straightening plate 27 to such a position, that is, having a sufficient length in the flow direction of the swirling flow.
  • the efficiency improvement of the primary separation by direction induction can be realized more reliably.
  • the straightening vanes 27 in the present embodiment generally project in the horizontal direction from the cylindrical body 25 toward the side wall 21 b.
  • a two-dot chain line symbol .delta.
  • the flow straightening plate 27 is inclined downward from the cylindrical body 25 to the side wall 21b, that is, the outer edge 27b of the flow straightening plate 27 is positioned below the inner edge 27a. It may be a configuration. In such a configuration, oil adhering to the upper surface of the flow straightening plate 27 at the time of primary separation flows toward the gap 28 between the outer edge 27b and the side wall 21b of the flow straightening plate 27 by gravity and passes through the gap 28 to collect oil.
  • the distance of the clearance gap 28 it is desirable to set in the range of 2 mm or more and 5 mm or less.
  • a minute gap such as less than 2 mm is likely to remain in the guide channel 29 because a liquid (for example, oil) is difficult to pass through, and a gap larger than 5 mm has a large amount of gas leakage.
  • the distance of the gap 28 is more preferably set in the range of 2 mm or more and 4 mm or less.
  • the gap 28 set within the above-mentioned desirable range may be provided at least at a position where the liquid tends to remain in the guide channel 29, and in the position where the problem of the liquid remains does not occur. Installation may be omitted.
  • Oil separator gas-liquid separator
  • Reference Signs List 2 oil-cooled compressor 3 compressor main body 3a suction port 3b discharge port 4, 5 oil supply channel 6 discharge channel 7 supply channel 8 pressure check valve 9 air cooler 10 oil cooler 11 oil filter 12 bypass flow Path 13 Three-way valve 14
  • Oil reservoir 22 Partition plate part 22a Through hole (connection flow path) 22b
  • Air vent port 25 cylindrical body (tube portion) 26
  • Space 27 Rectifying plate (Rectifying part) 27a inner edge 27b outer edge 27c, 27d end 28 gap 29 guide channel 29c outlet 30 closing plate (closing portion) 31 casing 32 second space 35 oil separation element (liquid separation element) 36 gap 37 upper end plate portion 38 lower end plate portion 39 rod 40 oil reservoir 41 recessed portion 41 a outlet port 42 outlet pipe 45 safety valve 46 pressure sensor

Abstract

気液分離器１は、容器２１内に配置された整流部２７を備える。整流部２７は筒部２５から容器２１の側壁２１ｂに向けて突出すると共に、平面視で側壁２１ｂに沿って気体の導入口２１ｃから気体が導入される向きに延在する。整流部２７は容器２１の側壁２１ｂ及び容器２１の上端開口を閉じる仕切板部２２と共に、気体が流れる案内流路２９を画定する。案内流路２９は導入口２１ｃとは反対側に容器２１内に開放する出口２９ａを有する。

Description

気液分離器及び油冷式圧縮機
　本発明は、気液分離器及び油冷式圧縮機に関する。
　特許文献１には、気液分離器の一例である油分離器が開示されている。この油分離器は、油冷式圧縮機の吐出空気に含まれる油分を遠心力によって一次分離する容器と、一次分離後の吐出空気に含まれる油分を捕捉して二次分離する油分離エレメントとを備える。
特開２０１１－４１９２０号公報
　容器における油の一次分離の効率を向上すれば、油分離エレメントで捕捉する必要のある油量を低減し、油分離エレメントの使用寿命を延ばすことができ、油分離エレメントの目詰まり等の不具合発生のおそれも低減できる。
　しかし、特許文献１の油分離器では、容器における油分の一次分離の効率向上については、特に考慮されてない。
　本発明は、遠心力によって気体に含まれる液体を一次分離する容器と、一次分離後の気体から液体を捕捉して二次分離する液分離エレメントとを備える気液分離器において、一次分離の効率を向上することを課題とする。また、本発明は、そのような気液分離器（油分離器）を備える油冷式圧縮機を提供することを課題とする。
　本発明の第１の態様は、有底の筒状であって、導入口から液体を含む気体が導入される容器と、前記容器と仕切板部とによって画定される第１空間に配置され、前記仕切板部から下向きに延び、前記容器の前記側壁から離間して設けられている、両端開口の筒部と、前記筒部から前記側壁に向けて突出すると共に、平面視で前記側壁に沿って延在し、前記側壁、前記筒部、及び前記仕切板部と共に前記導入口から導入された前記気体が流れる案内流路を画定し、前記案内流路は前記導入口の位置する側とは反対側に前記第１空間に開放する出口を有している、整流部と、前記案内流路の前記導入口の位置する側を閉鎖する閉鎖部と、前記仕切板部の上方に設けられ、前記仕切板部と共に第２空間を画定するケーシングと、前記第２空間に配置された液分離エレメントと、前記筒部内と前記第２空間とを流体的に接続する接続流路と、前記液分離エレメントを通過した前記気体を外部へ流出させる導出口とを備える、気液分離器を提供する。
　導入口から第１空間に導入された気体は、容器の側壁に沿った旋回流となって下方へ流れる。気体に含まれる液体は、遠心力によって分離されて側壁に付着し、側壁を伝って落下して容器下方に回収される（一次分離）。容器下方に達した後、気体は筒部内を上昇し、接続流路を介して第２空間に流入する。第２空間に流入した気体は、液分離エレメントを外側から内側に通過し、気体に含まれる液体は液分離エレメントで捕捉されることで気体から分離される（二次分離）。二次分離後の気体は導出口から導出される。
　導入口から第１空間への導入の初期段階における気体は、側壁、筒部、仕切板部、及び整流部で画定された案内流路、つまり容器の横断面での断面積よりも十分に小さい断面積を有する流路を通るので、流路断面積が急激に拡大することに起因する空気流の速度低下を回避できる。言い換えれば、整流部が設けられていない場合と比較して、導入口から第１空間への流入の初期段階における旋回流の流速が速くなる。また、側壁、筒部、仕切板部、及び整流部で画定された案内流路を通ることで、旋回流の向きが誘導される。これらの要因、つまり、旋回流の流速向上と、旋回流の向きの誘導とによって、一次分離による液体の分離の効率を向上できる。一次分離の効率向上により、液分離エレメントによる二次分離によって分離すべき液体の量を低減できる。その結果、液分離エレメントの使用寿命を延ばすことができ、液分離エレメントの目詰まり等の不具合発生のおそれも低減できる。
　前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記筒部内の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積よりも小さく、前記筒部内の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記容器の横断面の断面積よりも小さいことが好ましい。
　この構成により、筒内部に液分離エレメントが設けられていない方式の気液分離器において、筒部内の気体が流れる方向と直交する方向の断面積が相対的に大きくなるので、筒部内を上昇する気体の流れ（上昇流）の流速の増加が抑制される。上昇流の流速が低く保たれることで、気体に含まれる液体が重力によって容器下方に落下しやすくなり、一次分離の効率がさらに向上する。
　気液分離器は、前記液分離エレメントより上流側の空間に流体的に連通し、当該連通した位置における気体の圧力が閾値未満であれば閉弁状態であり、当該圧力が閾値以上となると開弁して前記接続流路を大気開放する安全弁をさらに備えてもよい。
　前述のように整流部によって画定された流路断面積が限定された案内流路を旋回流が通ることで、一次分離の効率を高めている。さらに、筒内部に液分離エレメントが設けられていない方式の気液分離器とされることで、上昇流の流速が低く保たれる。そのため、接続流路に流体的に連通している安全弁、つまり液分離エレメントよりも上流に接続された安全弁を開弁した際に、気体と共に大気中に排出される液体の量を、効果的に低減できる。
　安全弁は、液体が流れる経路において液分離エレメントよりも上流に設けられている。そのため、安全弁の開弁時に液分離エレメントよりも下流の圧力が急激に低下して液分離エレメントを通過する気体の流速が急上昇するのを回避できる。液分離エレメントを通過する気体の流速の急上昇は、液分離エレメントによる液分離の効率低下と、それに伴う液体の流出、液分離エレメント自体の故障等の不具合の原因となり得る。液分離エレメントを通過する気体の流速の急上昇を回避することで、これらの不具合を防止できる。
　前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記導入口から前記出口にわたって一定であってもよい。また、前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記導入口から前記出口に向けて漸増してもよい。案内流路の断面積が出口に向けて漸増することで、案内流路を流れる旋回流の流速は、導入口側において相対的に高くなり、案内流路の導入口側でより効果的に遠心力によって気体から液体を分離できる。その結果、筒体内の上昇流に含まれる液体、つまり液分離エレメントによる二次分離に供される気体や、安全弁の開弁時に大気中に排出される気体に含まれる液体の量をより確実に低減できる。
　前記整流部は、前記案内流路の前記出口が、前記導入口から見て、前記筒部の背後に位置するように設けられることが好ましい。
　この構成、つまり整流部が旋回流の流れる向きに十分な長さを有する構成によって、前述した案内流路における旋回流の流速向上と、旋回流の向きの誘導とによる一次分離の効率向上を確実に実現できる。
　前記整流部は、内縁は前記筒部に接続し、外縁は前記側壁との間に隙間を有することが好ましい。
　この構成により、一次分離時に案内流路内で分離されて側壁に付着した液体は、整流部の外縁と側壁との間の隙間を通って容器下方に移動して回収される。つまり、案内流路内に一次分離で分離された液体が残留するのを回避できる。
　前記整流部は、前記筒部から前記側壁に向けて下向きに傾斜していてもよい。
　この構成により、一次分離時に整流部に付着した液体は、重力によって整流部の外縁と側壁との間の隙間に向かって流れ、この隙間を介して容器下方に移動して回収される。つまり、案内流路内に一次分離で分離された液体の残留をより確実に回避できる。
　本発明の第２の態様は、油冷式の圧縮機本体と、前記圧縮機本体で圧縮された気体から油を分離する油分離器と、前記油分離器内を大気開放可能な安全弁とを備え、前記油分離器は、有底の筒状であって、導入口から前記圧縮機本体で圧縮された油を含む気体が導入される容器と、前記容器と前記仕切板部とによって画定される第１空間に配置され、前記仕切板部から下方に向けて延び、前記容器の前記側壁から離間して設けられている、両端開口の筒部と、前記筒部から前記側壁に向けて突出すると共に、平面視で前記側壁に沿って延在し、前記側壁、前記筒部、及び前記仕切板部と共に前記導入口から導入された前記気体が流れる案内流路を画定し、前記案内流路は前記導入口の位置する側とは反対側に前記第１空間に開放する出口を有している、整流部と、前記案内流路の前記導入口の位置する側を閉鎖する閉鎖部と、前記仕切板部の上方に設けられ、前記仕切板部と共に第２空間を画定するケーシングと、前記第２空間に配置された油分離エレメントと、前記筒部内と前記第２空間とを流体的に接続する接続流路と、前記油分離エレメント通過した前記気体を外部へ流出させる導出口とを備え、前記安全弁は、前記油分離エレメントの上流側に流体的に連通し、当該連通した位置における気体の圧力が閾値未満であれば閉弁状態であり、当該圧力が閾値以上となると開弁して前記接続流路を大気開放する、油冷式圧縮機を提供する。
　本発明によれば、本発明は、遠心力によって気体から液体を一次分離する容器と、一次分離後の気体から液体をさらに二次分離する液分離エレメントとを備える気液分離器において、一次分離の効率を向上できる。
本発明の実施形態に係る油分離器（気液分離器）を備える圧縮機の系統図。 油分離器の縦断面図。 図２の部分IIIの拡大図。 図２の線IV-IVに沿った断面図。
　図１は、本発明の実施形態に係る油分離器（気液分離器）１を備えた油冷式圧縮機２を示す。油冷式圧縮機２は、油冷式の圧縮機（本実施形態ではスクリュー圧縮機）である圧縮機本体３を備える。
　圧縮機本体３は、吸込口３ａから吸い込んだ空気を圧縮して吐出口３ｂから吐出する。圧縮機本体３には、潤滑及び冷却のための液体状の油が、給油流路４，５を介して供給される。そのため、吐出口３ａから吐出される圧縮された空気には、油が含まれている。吐出口３ａは吐出流路６の一端に流体的に接続されており、吐出流路６の他端は油分離器１の導入口２１ｃに流体的に接続されている。
　圧縮機本体３の吐出口３ａから吐出された圧縮された空気は、吐出流路６を経て導入口２１ｃから油分離器１内に導入される。油分離器１内に導入された空気は、容器２１内での遠心力による一次分離と、それに続く油分離エレメント３５での捕捉による二次分離とを経て、導出口４１ａから導出される。導出口４１ａには、供給流路７の一端が流体的に接続されている。供給流路７の他端は図示しない需要設備（例えば空圧機器）に流体的に接続されている。油分離器１の導出口４１ａから導出された油分離後の空気は、供給流路７を介して需要設備に送出される。供給流路７には、保圧逆止弁８と空気冷却器（熱交換器）９が設けられている。
　油分離器１において一次分離された油は、油溜り２４に一時的に溜められる。油溜り２４は、給油流路４を介して圧縮機本体３に流体的に接続されている。油溜り２４の油は、圧縮機本体３と油分離器１との差圧により、給油流路４を通って圧縮機本体３に戻される。給油流路４には、油冷却器（熱交換器）１０と、異物除去等のための油フィルタ１１とが設けられている。また、油冷却器１０を迂回するバイパス流路１２が設けられている。三方弁１３によって、油溜り２４からの油が油冷却器１０を通る状態と、油冷却器１０を通らずにバイパス流路１２を通る状態とを切り換えることができる。この切り換えによって、圧縮機本体３に供給される油の温度が制御される。
　油分離器１において二次分離された油は、油溜り４０に一時的に溜められる。油溜り４０は、給油流路５を介して圧縮機本体３に流体的に接続されている。油溜り４０の油は、圧縮機本体３と油分離器１との差圧により、給油流路５を通って圧縮機本体３に戻される。給油流路５には、逆止弁１４が設けられている。
　以下、図２から図４をさらに参照して油分離器１の構造を説明する。
　油分離器１は容器２１を備える。本実施形態における容器２１は、全体として細長い一端開口の円筒状であって、円形の底壁２１ａと、底壁２１ａから延びる円筒状の側壁２１ｂとを備える。側壁２１ｂの上端開口は、仕切板部２２によって閉じられている。側壁２１ｂの上部側（仕切板部２２に比較的近接した位置）に、圧縮機本体３で圧縮された空気の導入口２１ｃ（前述のように吐出流路６が接続されている）が設けられている。
　容器２１の側壁２１ｂ、容器２１の底壁２１ａ、及び仕切板部２２によって、密閉された空間である第１空間２３が画定されている。第１空間２３の下部、つまり容器２１の底壁２１ａ付近の空間が油溜り２４を構成している。
　第１空間２３には両端開口の円筒体（筒部）２５が配置されている。円筒体２５は、上端が仕切板部２２に固定され、容器２１の底壁２１ａに向けて下向きに延びている。円筒体２５の下端は、容器２１の底壁２１ａに対して十分離れて上方に位置している。図４に最も明瞭に示すように、円筒体２５は容器２１の側壁２１ｂに対して離間し、かつ同軸となるように配置されている。円筒体２５と側壁２１ｂとの間には空間２６が設けられている。円筒体２５の内部には、部材や要素（例えば、後述する油分離エレメント３５のような要素）は配置されていない。
　第１空間２３、より具体的には、円筒体２５と容器２１の側壁２１ｂとの間の空間２６には、整流板（整流部）２７が配置されている。本実施形態における整流板２７は、平面視で概ね円弧状に湾曲した帯板状である。整流板２７の内縁２７ａの平面視での曲率は、円筒体２５の平面視での曲率と略同一に設定されている。また、整流板２７の外縁２７ｂの平面視での曲率は、容器２１の側壁２１ｂの平面視での曲率と略同一に設定されている。整流板２７の内縁２７ａは円筒体２５に固定されており、整流板２７の内縁２７ａと円筒体２５との間には隙間がない。一方、整流板２７の外縁２７ｂは容器２１の側壁２１ｂに隣接して位置している。つまり、整流板２７は円筒体２５から側壁２１ｂに向けて突出している。本実施形態における整流板２７は、円筒体２５から側壁２１ｂに向けて概ね水平方向に突出しており、整流板２７の上面は水平面に対して実質的に傾きを有さない。整流板２７の外縁２７ｂと容器２１の側壁２１ｂとの間には、僅かな隙間２８が設けられている。
　図４に示すように、平面視では、整流板２７は側壁２１ｂに沿って導入口２１ｃから空気が導入される向き（矢印Ｆ参照）に延在している。容器２１の側壁２１ｂの内面、仕切板部２２の下面、及び整流板２７の上面によって平面視で部分円環状の案内流路２９が画定されている。
　案内流路２９の一端側、つまり整流板２７の導入口２１ｃ側の端部２７ｃ側は、導入口２１ｃに対して空気が導入される向き（矢印Ｆ参照）とは反対側の位置において閉鎖板（閉鎖部）３０によって閉鎖されている。閉鎖板３０は円筒体２５の外面、側壁２１ｂの内面、仕切板部２２の下面、及び整流板２７の上面に接している。案内流路２９の他端側、つまり整流板２７の導入口２１ｃとは反対側の端部２７ｃｂでは、案内流路２９は第１空間２３に開放する出口２９ａを有している。図４に示すように、本実施形態では、閉鎖板３０は、平面視において、円筒体２５の接線方向に延びている。同図において二点鎖線で示すように、閉鎖板３０は、平面視において、円筒体２５の径方向に延びていてもよい。
　図４を参照すると、本実施形態における整流板２７の導入口２１ｃ側の端部２７ｃと、出口２９ａ側の端部２７ｄとの位置は、平面視において、これらの端部２７ｃ，２７ｄが円筒体２５と側壁２１ｂとの共通の中心ないし軸線Ａｘまわりになす角度θ１が１８０度となるように設定されている。
　案内流路２９の空気が流れる方向と直交する方向の断面積（図３において符号Ａ１で概念的に示す）は、容器２１の横断面の断面積（図３において符号Ａ３で概念的に示す）よりも十分小さく設定されている。また、案内流路２９の断面積Ａ１は、円筒体２５内の空気が流れる方向の断面積（図３に符号Ａ２で概念的に示す）よりも小さく設定されている。さらに、円筒体２５内の断面積Ａ２は、容器２１の断面積Ａ３よりも小さく設定されている。つまり、断面積Ａ１，Ａ２，Ａ３には以下の関係がある。
　　　　　　　Ａ１＜Ａ２＜Ａ３
　仕切板部２２の上部にケーシング３１が固定されている。ケーシング３１と仕切板部２２とによって、密閉された空間である第２空間３２が画定されている。仕切板部２２には貫通孔（接続流路）２２ａが設けられており、この貫通孔２２ａを介しての円筒体２５の内部と第２空間３２とが流体的に連通している。
　第２空間３２には、油分離エレメント（液分離エレメント）３５が配置されている。本実施形態における油分離エレメント３５は、全体として両端開口の細長い円筒状であり、その周面とケーシング３１との間には隙間３６が設けられている。油分離エレメント３５の上下端部は、上端板部３７と下端板部３８とによってそれぞれ閉塞されている。上端板部３７と下端板部３８は油分離エレメント３５に挿通されたロッド３９によって連結されている。下端板部３８の上面のうちの油分離エレメント３５の内側の部分が油溜り４０を構成している。また、下端板部３８には油分離エレメント３５の内側の部分に凹部４１が形成されている。この凹部４１には、本実施形態では両端開口の円管である導出管４２の下端が密嵌されている。また、凹部４１には、前述した導出口４１ａ（前述のように供給流路７が接続されている）が設けられている。
　仕切板部２２には、一端が貫通孔２２ａに流体的に接続された放気ポート２２ｂが設けられている。放気ポート２２ｂの他端には、安全弁４５が流体的に接続されている。安全弁４５は、放気ポート２２ｂの圧力、つまり貫通孔２２ａ（接続流路）における圧力を検出する圧力センサ４６が検出する圧力に応じて開閉する。具体的には、安全弁４５は、圧力センサ４６が検出した圧力が閾値未満であれば閉弁状態を維持し、圧力センサ４６が検出した圧力が閾値以上となると開弁し、貫通孔２２ａ（接続流路）を大気開放する。
　次に、油分離器１の機能を説明する。
　導入口２１ｃから容器２１内の第１空間２３に導入された空気は、容器２１の側壁２１ｂに沿った旋回流となって下方へ流れる。空気に含まれる油は、遠心力によって分離されて側壁２１ｂに付着し、側壁２１ｂを伝って落下して容器２１の下方の油溜り２４に回収される（一次分離）。容器２１の下方に達した後、空気は上昇して円筒体２５の下端から円筒体２５内に進入する。空気は円筒体２５内を上昇し、貫通孔２２ａを介してケーシング３１内の第２空間に流入する。第２空間３２に流入した気体は、隙間３６を上昇した後、油分離エレメント３５を外側から内側に通過する。この通過時に、空気に含まれる油が、油分離エレメント３５で捕捉されることで空気から分離される（二次分離）。油分離エレメント３５で捕捉された油は、油溜まり４０に回収される。油分離エレメント３５を外側から内側に通過した空気は、導出管４２の上端から導出管４２内に進入し、さらに凹部４１を経て導出口４１ａから供給流路７へ送出される。
　導入口２１ｃから第１空間２３への導入の初期段階における空気は、側壁２１ｂ、仕切板部２２、及び整流板２７で画定された案内流路２９、つまり容器２１の横断面での断面積Ａ２よりも十分に小さい断面積Ａ１を有する流路を通る。そのため、導入口２１ｃから第１空間２３への導入時に流路断面積が急激に拡大することに起因する空気流の速度低下を回避できる。言い換えれば、整流板２７が設けられていない場合と比較して、導入口２１ｃから第１空間２３への流入の初期段階における旋回流の流速が速くなる。また、限定された断面積Ａ１を有する案内流路２９を通ることで、旋回流の向きが誘導される。これらの要因、つまり、旋回流の流速向上と、旋回流の向きの誘導とによって、一次分離による油分離の効率を向上できる。一次分離の効率向上により、油分離エレメント３５による二次分離によって分離すべき油の量を低減できる。その結果、油分離エレメント３５の使用寿命を延ばすことができ、油分離エレメント３５の目詰まり等の不具合発生のおそれも低減できる。
　前述ように、整流板２７の外縁２７ｂと容器２１の側壁２１ｂの内面との間には、隙間２８が設けられている。そのため、一次分離時に案内流路２９内で分離されて側壁２１ｂに付着した油は、この隙間２８を通って容器２１の下方に移動して油溜り２４回収される。つまり、隙間２８を設けたことで、案内流路２９内に一次分離で分離された油が残留するのを回避できる。
　前述のように、円筒体２５内の断面積Ａ２は、容器２１の断面積Ａ３よりも小さく設定されているが断面積Ａ１よりも十分大きく設定されている。そのため、円筒体２５内を上昇する空気の流れ（上昇流）の流速は、案内流路２９内の空気の流れの流速と比較して、大きく低下する。また、筒内部に液分離エレメントが設けられていない方式の気液分離器であるため、円筒体２５内に進入する空気の流れの流速の増加も抑制されており、上昇流の流速が低く保たれる。上昇流の流速が低いことで、空気に含まれる油が重力によって容器２１の下方に落下しやすくなり、一次分離の効率がさらに向上する。
　安全弁４５が開弁すると、油分離器１内、具体的には油分離エレメント３５よりも上流の空気が大気に排出される。しかし、前述のように限定された断面積Ａ１を有する案内流路２９を旋回流が通ることで、一次分離の効率を高めている。そのため、油分離エレメント３５よりも上流に接続された安全弁４５を開弁した際に空気と共に大気中に排出される油の量を、効果的に低減できる。
　安全弁４５は、油分離エレメント３５よりも上流に設けられているため、安全弁４５の開弁時に油分離エレメント３５よりも下流の圧力が急激に低下して油分離エレメント３５を通過する空気の流速が急上昇するのを回避できる。油分離エレメント３５を通過する空気の流速の急上昇は、油分離エレメント３５による油分離の効率低下と、それに伴う油の流出、油分離エレメント３５自体の故障等の不具合の原因となり得る。安全弁４５が開弁した際の油分離エレメント３５を通過する空気流速の急上昇を回避することで、これらの不具合を防止できる。
　本実施形態では、案内流路２９の断面積Ａ１は、導入口２１ｃから出口２９ａにわたって一定である。案内流路２９の断面積Ａ１を導入口２１ｃから出口２９ａに向けて漸増させてもよい。案内流路２９の断面積Ａ１を出口２９ａに向けて漸増することで、案内流路２９を流れる旋回流の流速は、導入口２１ｃ側において相対的に高くなり、案内流路２９の導入口２１ｃ側でより効果的に遠心力によって空気から油を分離できる。その結果、円筒体２５内の上昇流に含まれる油、つまり油分離エレメント３５による二次分離に供される空気や、安全弁４５の開弁時に大気中に排出される空気に含まれる油の量をより確実に低減できる。
　図４を参照すると、前述のように、本実施形態では、整流板２７は、平面視における導入口２１ｃ側の端部２７ｃと、出口２９ａ側の端部２７ｄとの位置は、これらの端部２７ｃ，２７ｄがなす角度θ１が１８０度となるように設定されている。整流板２７の端部２７ｄ、つまり案内流路２９の出口２９ａの位置は、少なくとも、導入口２１ｃから見て円筒体２５の背後に隠れる位置Ｐに設定することが好ましい（この場合の端部２７ｃ，２７ｄがなす角度を符号θ２で概念的に示す）。整流板２７の端部２７ｄをかかる位置に設定する構成、つまり整流板２７が旋回流の流れる向きに十分な長さを有する構成によって、案内流路２９における旋回流の流速向上と、旋回流の向きの誘導とによる一次分離の効率向上をより確実に実現できる。
　図３を参照すると、前述のように、本実施形態における整流板２７は、円筒体２５から側壁２１ｂに向けて概ね水平方向に突出している。図３において二点鎖線（符号δ）で示すように、整流板２７は、円筒体２５から側壁２１ｂに向けて下向きに傾斜した構成、つまり整流板２７の外縁２７ｂが内縁２７ａより下方に位置する構成であってもよい。かかる構成の場合、一次分離時に整流板２７の上面に付着した油は、重力によって整流板２７の外縁２７ｂと側壁２１ｂとの間の隙間２８に向かって流れ、この隙間２８を通過して油溜り２４へ降下する。つまり、この構成によって、案内流路２９内に一次分離で分離された油が残留するのをより確実に回避できる。なお、隙間２８の距離は、２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で設定することが望ましい。２ｍｍ未満のような微小な隙間は液体（例えば、油）が通過しにくいため案内流路２９内に残留しやすくなり、５ｍｍを超えるような隙間は気体の漏れ量が多くなるため案内流路２９における流速が低下する問題が生じるため望ましくない。案内流路２９内における液体の残留の解消と流速低下の回避のバランスを考慮すると、隙間２８の距離は、２ｍｍ以上４ｍｍ以下の範囲で設定するのがより望ましい。上記の望ましい範囲内で設定された隙間２８は、案内流路２９内の液体の残留しやすい位置に少なくとも設けられておればよく、液体の残留の問題の生じていない位置においては、隙間２８の設置を省略してもよい。
　以上より、本発明の具体的な実施形態やその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
　１　油分離器（気液分離器）
　２　油冷式圧縮機
　３　圧縮機本体
　３ａ　吸込口
　３ｂ　吐出口
　４，５　給油流路
　６　吐出流路
　７　供給流路
　８　保圧逆止弁
　９　空気冷却器
　１０　油冷却器
　１１　油フィルタ
　１２　バイパス流路
　１３　三方弁
　１４　逆止弁
　２１　容器
　２１ａ　底壁
　２１ｂ　側壁
　２１ｃ　導入口
　２３　第１空間
　２４　油溜り
　２２　仕切板部
　２２ａ　貫通孔（接続流路）
　２２ｂ　放気ポート
　２５　円筒体（筒部）
　２６　空間
　２７　整流板（整流部）
　２７ａ　内縁
　２７ｂ　外縁
　２７ｃ，２７ｄ　端部
　２８　隙間
　２９　案内流路
　２９ｃ　出口
　３０　閉鎖板（閉鎖部）
　３１　ケーシング
　３２　第２空間
　３５　油分離エレメント（液分離エレメント）
　３６　隙間
　３７　上端板部
　３８　下端板部
　３９　ロッド
　４０　油溜り
　４１　凹部
　４１ａ　導出口
　４２　導出管
　４５　安全弁
　４６　圧力センサ

Claims (9)

  1. 　有底の筒状であって、導入口から液体を含む気体が導入される容器と、
    　前記容器と仕切板部とによって画定される第１空間に配置され、前記仕切板部から下向きに延び、前記容器の前記側壁から離間して設けられている、両端開口の筒部と、
    　前記筒部から前記側壁に向けて突出すると共に、平面視で前記側壁に沿って延在し、前記側壁、前記筒部、及び前記仕切板部と共に前記導入口から導入された前記気体が流れる案内流路を画定し、前記案内流路は前記導入口の位置する側とは反対側に前記第１空間に開放する出口を有している、整流部と、
    　前記案内流路の前記導入口の位置する側を閉鎖する閉鎖部と、
    　前記仕切板部の上方に設けられ、前記仕切板部と共に第２空間を画定するケーシングと、
    　前記第２空間に配置された液分離エレメントと、
    　前記筒部内と前記第２空間とを流体的に接続する接続流路と、
    　前記液分離エレメントを通過した前記気体を外部へ流出させる導出口と
    　を備える、気液分離器。
  2. 　前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記筒部内の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積よりも小さく、
    　前記筒部内の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記容器の横断面の断面積よりも小さい、請求項１に記載の気液分離器。
  3. 　前記液分離エレメントより上流側の空間に流体的に連通し、当該連通した位置における気体の圧力が閾値未満であれば閉弁状態であり、当該圧力が閾値以上となると開弁して前記接続流路を大気開放する安全弁をさらに備える、請求項１又は２に記載の気液分離器。
  4. 　前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記導入口から前記出口にわたって一定である、請求項１又は２に記載の気液分離器。
  5. 　前記案内流路の前記気体が流れる方向と直交する方向の断面積は、前記導入口から前記出口に向けて漸増している、請求項１又は２に記載の気液分離器。
  6. 　前記整流部は、前記案内流路の前記出口が、前記導入口から見て、前記筒部の背後に位置するように設けられている、請求項１又は２に記載の気液分離器。
  7. 　前記整流部は、内縁は前記筒部に接続し、外縁は前記側壁との間に隙間を有している、請求項１又は２に記載の気液分離器。
  8. 　前記整流部は、前記筒部から前記側壁に向けて下向きに傾斜している、請求項７に記載の気液分離器。
  9. 　油冷式の圧縮機本体と、
    　前記圧縮機本体で圧縮された気体から油を分離する油分離器と、
    　前記油分離器内を大気開放可能な安全弁と
    　を備え、
    　前記油分離器は、
    　有底の筒状であって、導入口から前記圧縮機本体で圧縮された油を含む気体が導入される容器と、
    　前記容器と前記仕切板部とによって画定される第１空間に配置され、前記仕切板部から下方に向けて延び、前記容器の前記側壁から離間して設けられている、両端開口の筒部と、
    　前記筒部から前記側壁に向けて突出すると共に、平面視で前記側壁に沿って延在し、前記側壁、前記筒部、及び前記仕切板部と共に前記導入口から導入された前記気体が流れる案内流路を画定し、前記案内流路は前記導入口の位置する側とは反対側に前記第１空間に開放する出口を有している、整流部と、
    　前記案内流路の前記導入口の位置する側を閉鎖する閉鎖部と、
    　前記仕切板部の上方に設けられ、前記仕切板部と共に第２空間を画定するケーシングと、
    　前記第２空間に配置された油分離エレメントと、
    　前記筒部内と前記第２空間とを流体的に接続する接続流路と、
    　前記油分離エレメント通過した前記気体を外部へ流出させる導出口と
    　を備え、
    　前記安全弁は、前記油分離エレメントの上流側に流体的に連通し、当該連通した位置における気体の圧力が閾値未満であれば閉弁状態であり、当該圧力が閾値以上となると開弁して前記接続流路を大気開放する、油冷式圧縮機。
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