WO2021106989A1

WO2021106989A1 - 圧縮機の油供給システム

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Publication number: WO2021106989A1
Application number: PCT/JP2020/043970
Authority: WO
Inventors: 喜芳田中
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Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-06-03
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Abstract

一実施形態に係る圧縮機の油供給システムは、圧縮機の吐出配管に接続されるオイルセパレータと、オイルセパレータの油溜まりから油を受け入れるためのオイルタンクと、オイルセパレータとオイルタンクとの間に設けられた油配管と、油配管に設けられた減圧バルブと、オイルタンクの油溜まりから圧縮機に油を供給するための給油系統に前記油を供給する給油配管と、油配管に設けられた撹拌器と、を備える。

Description

圧縮機の油供給システム

　本開示は、圧縮機の油供給システムに関する。

　スクリュ圧縮機などの給油式圧縮機は、圧縮空間や軸受等に油を供給する油供給システムを備えている。圧縮空間に供給された油は、被圧縮ガスと共に圧縮機から吐出された後、オイルセパレータで被圧縮ガスと分離され、再び圧縮機に戻される。オイルセパレータで被圧縮ガスと分離された油は、被圧縮ガスの溶解成分が溶解しているため粘度が低下している。従って、この粘度が低下した油がこのまま軸受やメカニカルシールに供給されると、潤滑機能やシール機能が低下するおそれがある。この対策として、高粘度の油を用いて粘度低下を補う方法があるが、起動時など、被圧縮ガスが溶解する前でかつ温度が低い段階では、適正粘度を超える高粘度となり、軸受等の潤滑不良やシール不良が生じたり、圧縮機の起動トルクが大きくなり、起動失敗するおそれがある。

　特許文献１には、油分離器で冷媒（被圧縮ガス）と分離され、油分離器の下部に形成される油溜り部から密閉容器へと油を導く連絡管に減圧機構を設け、減圧機構の制御によって密閉容器の圧力を変化させることで、密閉容器内の油に溶解した冷媒の気化量を増減させ、これによって、圧縮機に供給される油の温度を調節するようにしたスクリュー圧縮機が記載されている。

実願昭５１－９５３４９号（実開昭５３－１３６５３号）の明細書及び図面

　特許文献１に記載されたスクリュー圧縮機では、密閉容器における気液平衡状態を減圧機構によって制御して、油中に溶解した冷媒を気化させている。この場合、密閉容器における油の滞留時間が短い場合には、密閉容器内における冷媒の気化が十分に起こらないまま、密閉容器から油が排出されるおそれがある。密閉容器を大型化し、かつ密閉容器内における油の滞留時間を長くすれば、冷媒の気化率を向上できるが、実際の装置では、装置スペースの制約があると共に、装置の稼働効率の面で滞留時間を長くできないのが一般的である。

　本開示は、上述する事情に鑑みてなされたもので、圧縮機の各部位に供給される油に含まれる被圧縮ガスの溶解量を短時間で減少させることが可能な油供給システムを提案することを目的とする。

　本開示に係る圧縮機の油供給システムは、圧縮機の吐出配管に接続されるオイルセパレータと、前記オイルセパレータの油溜まりから油を受け入れるためのオイルタンクと、前記オイルセパレータと前記オイルタンクとの間に設けられた油配管と、前記油配管に設けられた減圧バルブと、前記オイルタンクの油溜まりから前記圧縮機に前記油を供給するための給油系統に前記油を供給するための給油配管と、前記油配管に設けられた撹拌器と、を備える。

　本開示に係る圧縮機の油供給システムによれば、オイルセパレータとオイルタンクとの間に設けられた油配管において、油中に溶解した被圧縮ガスの分離を促進できる。これによって、オイルタンクにおける油からの被圧縮ガスの高効率な脱気が可能になるため、被圧縮ガスの溶解量が少なく低粘度化していない油を圧縮機に供給できる。従って、圧縮機の軸受やシール部等で潤滑機能を十分保持できる。また、オイルタンクにおける油の滞留時間が比較的短い場合であっても、あるいはオイルタンクの容積が小さくても、油中からの被圧縮ガスの高効率な脱気が可能になるため、油供給システムの運転を効率化できると共に、オイルタンクを小型化できる。

一実施形態に係る圧縮機の油供給システムを示す系統図である。別な実施形態に係る圧縮機の油供給システムを示す系統図である。一実施形態に係る撹拌器に用いられるタービュレータの斜視図である。別な実施形態に係る撹拌器に用いられるタービュレータの斜視図である。別な実施形態に係る撹拌器に用いられるタービュレータの斜視図である。撹拌器に用いられる不規則充填物としてのラシヒリングを示す斜視図である。撹拌器に用いられる不規則充填物としてのベルルサドルを示す斜視図である。撹拌器に用いられる不規則充填物としてのポールリングを示す斜視図である。撹拌器として用いられる蛇行流路部の縦断面図である。一実施形態に係る消泡装置の正面図である。別な実施形態に係る消泡装置の正面図である。別な実施形態に係る消泡装置の正面図である。別な実施形態に係る消泡装置の斜視図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

　図１及び図２は、幾つかの実施形態に係る圧縮機の油供給システム１０（１０Ａ、１０Ｂ）を示す系統図である。図１及び図２において、圧縮機１２は給油式圧縮機であり、図中のＳｃは圧縮機１２に形成された圧縮空間を模式的に示している。被圧縮ガスｇを吐出する吐出配管１４はオイルセパレータ１６に接続されている。圧縮機１２から吐出配管１４に吐出された油ｏが混じった被圧縮ガスｇは、オイルセパレータ１６で油ｏが分離され、油ｏと分離された被圧縮ガスｇは配管１５を介して用途先に供給される。被圧縮ガスｇと分離された油ｏはオイルセパレータ１６の底部に油溜まりを形成する。

　さらに、油供給システム１０は、オイルセパレータ１６の下部に溜まった油ｏを受け入れるオイルタンク２０と、オイルセパレータ１６とオイルタンク２０とに接続された油配管１８とを備え、油配管１８に減圧バルブ２２及び撹拌器３６（３６ａ、３６ｂ）が設けられている。さらに、被圧縮ガスｇが分離された油ｏを圧縮機１２に供給するための給油系統２４及び２６と、オイルタンク２０の底部に溜まった油ｏを給油系統２４及び２６に供給する給油配管２８とを備えている。

　かかる構成において、オイルセパレータ１６に溜まった油ｏが油配管１８を通ってオイルタンク２０に送られるとき、減圧バルブ２２によって減圧されると共に、撹拌器３６によって撹拌され、乱流を形成する。このように、油配管１８を流れる油ｏは、減圧下で撹拌されるため、油配管１８の内部で油ｏに溶解した被圧縮ガスｇの溶解成分の脱気が始まる。さらに、オイルタンク２０内でも油溜まり表面からの溶解成分の脱気が起るため、被圧縮ガスｇの溶解成分は油ｏから高効率で分離される。これによって、オイルタンク２０から被圧縮ガスｇの溶解量が少なく低粘度化していない油を圧縮機１２に供給できるので、圧縮機１２の軸受やシール部等で潤滑機能を十分保持できる。また、オイルタンク２０における油ｏの滞留時間が比較的短い場合であっても、あるいはオイルタンク２０の容積が小さい場合でも、油ｏ中の被圧縮ガスｇの高効率な分離が可能であるため、油供給システム１０の運転を効率化できると共に、オイルタンク２０を小型化できる。

　また、従来、油配管１８を流れる油ｏやオイルタンク２０の溜まった油ｏを加熱することで、ガス溶解成分の脱気を促進する方法も採用されているが、本実施形態では、そのような方法を採用しなくても高効率な分離が可能であるため、加熱装置などを設ける必要がない。また、従来のように、高粘度油を用いる必要がなく、低粘度油を用いることができるため、圧縮機１２の起動時に軸受やシール部等で潤滑不良やシール不良、及び異常摩耗等の発生を抑制できると共に、起動トルクが増加する等の問題が生じない。また、低粘度油を用いることができるため、給油温度を下げても許容値を超える高粘度にはならない。従って、軸受やシール部の摺動面の温度が過度に上昇するおそれはない。

　一実施形態では、オイルセパレータ１６及びオイルタンク２０は、内部空間が形成され、これらの内側空間にデミスタ３０及び６２が設けられている。オイルセパレータ１６において、油ｏと分離した被圧縮ガスｇはデミスタ３０によって油ｏなどの液分が除去され、配管１５を介して用途先に供給される。オイルタンク２０において、油ｏと分離した被圧縮ガスｇはデミスタ６２によって油ｏなどの液分が除去され、圧縮機１２に戻される。図１及び図２に示す実施形態では、ガス配管６０を介して圧縮機１２の吸入側ガス供給路７０に戻される。

　また、一実施形態では、給油配管２８にはオイルクーラ３２及びオイルクーラ３２の下流側にオイルフィルタ３４を備えている。オイルタンク２０から給油配管２８を介して圧縮機１２に送られる油ｏは、必要とあれば、オイルクーラ３２で冷却され、その後、オイルフィルタ３４で夾雑物を除去される。

　図１及び図２に示す実施形態では、給油配管２８は圧縮空間Ｓｃに油ｏを供給する給油系統２４、及びその他の給油系統２６に連通する。給油系統２４は、例えば、圧縮機１２の圧縮過程の被圧縮ガスｇ中に油ｏを供給する給油系統２４（２４ａ）や、被圧縮ガスｇの吸入側ガス供給路７０に接続され、給油量が不足したときの補給用としての給油系統２４（２４ｂ）を備える。給油系統２６は、例えば、圧縮機１２の軸受やメカニカルシールなどのシール部等に給油するための給油系統である。

　別な実施形態として、圧縮機１２が例えばスクリュ圧縮機であって、容量を可変とするスライド弁や、スクリュロータに加わるスラスト荷重を軽減させるためのバランスピストン等を備える場合、これらを作動させるためのピストンシリンダに油ｏを供給するための給油系統が設けられる。この場合、スライド弁やバランスピストンを作動させるために高圧油が必要となるため、給油配管２８に設けられた油ポンプ６４で高圧油を上記給油系統に供給し、それほど高圧油を必要としない給油系統２４及び２６では、これらの給油系統に絞り弁を設け、減圧した油ｏをこれらの給油系統から圧縮機１２に供給する。

　一実施形態では、圧縮機１２は、冷凍サイクルを構成する冷凍システム又は冷熱及び温熱を用途先に供給可能なヒートポンプサイクルを構成するヒートポンプシステムに適用される。これらのシステムに適用される場合、圧縮機１２は冷媒循環路に設けられ、図１及び図２に示す実施形態では、被圧縮ガスｇが冷媒に相当し、吐出配管１４及び配管１５が冷媒循環路の一部を構成する。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、油配管１８において、撹拌器３６は、減圧バルブ２２より下流側に設けられている。この実施形態では、減圧バルブ２２を通って減圧された油ｏを撹拌器３６で撹拌して乱流を形成させることができる。減圧バルブ２２による減圧と撹拌器３６による撹拌作用との相乗効果により、撹拌器３６の下流側の油配管１８内で被圧縮ガスｇの脱気がすぐに始まり、さらに、オイルタンク２０でも油ｏに溶解したガス溶解成分の脱気を促進できる。従って、オイルタンク２０の油溜まりに溜まる油ｏに含まれる被圧縮ガスｇの溶解量を減少できる。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、油配管１８はオイルタンク２０の気相部Ｓｇに接続されている。上述のように、油配管１８を流れる油ｏは、減圧バルブ２２及び撹拌器３６を経て油配管１８の内部で相当に溶解ガスの脱気が進んでいる。この実施形態では、油ｏ及び油ｏから脱気した被圧縮ガスｇは、油配管１８の出口からオイルタンク２０の気相部Ｓｇに流出するため、油ｏから脱気した被圧縮ガスｇはオイルタンク２０の下部に溜まっている油溜まりに混ざることなく、被圧縮ガスｇの流路を通って圧縮機１２へ戻すことができる。また、油ｏが油溜まりに落ちる間に油ｏに溶解している被圧縮ガスｇが油ｏから脱気される。従って、オイルタンク２０の油溜まりに溜まる油ｏに含まれる被圧縮ガスｇの溶解量を減少できる。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、油配管１８には、油配管１８を流れる油ｏを加熱又は冷却するための温度調整装置を備えていない。従って、油供給システム１０の設備コストを削減できる。油供給システム１０は、油ｏに溶解した被圧縮ガスｇが蒸発する際に蒸発潜熱を油から奪って油ｏを冷却するため、油ｏを冷却する装置を必要としない。また、油ｏの温度を上げることによって被圧縮ガスの溶解度を下げることができ、これによって、油ｏに溶解した被圧縮ガスｇの脱気を促進できるが、油供給システム１０では、減圧バルブ２２による油ｏの減圧と撹拌器３６による油ｏの撹拌作用との相乗効果によって、油ｏに溶解した被圧縮ガスｇの脱気を促進できるため、油ｏの温度を上げるための加熱装置を必要としない。

　一実施形態では、図１に示すように、撹拌器３６（３６ｂ）は、油配管１８の内部に設けられたタービュレータ（乱流器）４０で構成されている。タービュレータ４０を油配管１８の軸線方向の適宜場所に設けることで、撹拌器を構成できる。これらの実施形態では、油ｏがタービュレータ４０を流れる間に乱流を形成して撹拌され、油ｏに圧力損失が発生する。これによって、油ｏに溶解した被圧縮ガスｇの脱気を促進できる。

　図３～図５は、タービュレータ４０の幾つかの実施形態を示す斜視図である。図３に示すタービュレータ４０（４０ａ）は、棒状の芯４２と、芯４２の周囲に配置され円形又は楕円形等のリング状に形成された多数のループ４４とで構成されている。芯４２の周囲に形成された多数のループ４４によって、油配管１８を流れる油ｏがループ４４に当たり乱流を形成して撹拌され、圧力損失を起す。芯４２の周囲に形成された多数のループ４４によって、油ｏの撹拌効果を高め、油ｏに溶解した被圧縮ガスｇの気化を促進できる。なお、例えば、少なくとも芯４２が可撓性を有する材料で構成され、油配管１８の軸線方向の曲りに応じて芯４２を自由に曲げることができれば、油配管１８の内部に挿入するのが容易になる。また、多数のループ４４が油配管１８の横断面全域に亘って配置されると、油ｏの乱流形成作用を高めることができる。なお、図３に示す例示的な実施形態では、夫々多数のループ４４を有する２本の芯４２が油配管１８の軸線に沿って並列に配置されている。

　図４に示すタービュレータ４０（４０ｂ）は、例えば、横断面が矩形（図４に示す例示的な実施形態では長方形）の断面を有する複数の棒状のバー４６で構成され、各バー４６は、軸線方向に沿って捩られ、互いに対向する一対の面４６ａ及び４６ｂが螺旋状に曲げられている。これによって、各バー４６は表面が凹凸を形成するように構成される。これら複数のバー４６が油配管１８の軸線方向に沿って油配管１８の内部に並列に挿入される。各バー４６の表面は螺旋状の凹凸を有しているので、油配管１８を流れる油ｏはバー４６に当たって乱流を形成することで撹拌され、これによって、油ｏは圧力損失が起る。このように、油ｏの撹拌効果を高めることができ、油ｏに溶解したガス溶解成分が気化して油から分離する速度を速めることができる。

　図５に示すタービュレータ４０（４０ｃ）は、棒状の芯４８と、芯４８の周囲に配置され円形、楕円形等のリング状（図５に示す例示的な実施形態では長円形）に形成された多数のループ５０とで構成されている。タービュレータ４０（４０ｃ）が油配管１８の内部に油配管１８の軸線方向に沿って配置されることで、油配管１８を流れる油ｏが多数のループ５０に当たって乱流を形成することで撹拌される。これによって、油ｏは圧力損失を起し、油ｏの撹拌効果を高めることができるため、油ｏに溶解したガス溶解成分が脱気して油から分離する速度を速めることができる。本実施形態においても、例えば、図３に示す実施形態と同様に、少なくとも芯４２が可撓性を有する材料で構成され、油配管１８の軸線方向の曲りに応じて自由に曲げることができれば、油配管１８の内部に挿入するのが容易になる。また、多数のループ５０が油配管１８の横断面全域に亘って配置されると、乱流形成作用を高めることができる。

　一実施形態では、油配管１８に、タービュレータ４０に加えて、図６Ａ～図６Ｂに示す不規則充填物８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）を配置する。不規則充填物８０は、例えば、図６Ａに示すラシヒリング８０（８０ａ）であり、図６Ｂに示すベルルサドル８０（８０ｂ）であり、又はポールリング８０（８０ｃ）、等である。これらの多数の不規則充填物を油配管１８の横断面を遮るように配置する。これによって、不規則充填物８０が配置された流路を流れる油ｏに乱流を形成させて撹拌させ、圧力損失を起すことで、油ｏ中に溶解した被圧縮ガスｇの脱気をさらに促進できる。

　なお、必要な脱気作用の程度に応じて、不規則充填物８０を油配管１８の横断面全面を遮るように配置してもよいし、あるいは横断面の一部を遮るように配置してもよい。また、不規則充填物８０は、タービュレータ４０と同じ場所に配置してもよいし、あるいは油配管１８の軸線方向で別な場所に配置してもよい。不規則充填物８０をタービュレータ４０が配置された場所に配置することで、乱流形成効果を高めることができ、撹拌効果を高めることができる。

　一実施形態では、図７に示すように、撹拌器３６（３６ａ）は、油配管１８の流路に形成された蛇行流路部５２で構成されている。蛇行流路部５２を流れる油ｏは蛇行することで、圧損を生じかつ乱流を形成する。これによって、油ｏの撹拌効果を高め、ガス溶解成分の脱気を促進できる。

　図７に示す実施形態では、蛇行流路部５２は、油配管１８の軸線方向に対して交差する方向（図７に示す例示的な実施形態では油配管１８の軸線方向に対して直角方向）に並列に配置された多数のバッフルプレート５４で構成されている。多数のバッフルプレート５４は油配管１８の軸線方向に沿って互いに間隔を有して並列に配置され、かつ１つ置きに油配管１８の径方向へずらして配置されることで、蛇行流路Ｆｍが形成されている。油ｏが蛇行流路Ｆｍを流れることで、圧損が生じる。これによって、油ｏに溶解したガス溶解成分が気化して油ｏから分離する速度を速めることができる。

　なお、油配管１８のうち撹拌器３６（３６ａ）が設けられる部分は、他の油配管１８より拡径した配管とし、この配管にタービュレータ４０を内蔵させ、あるいは蛇行流路部５２を設けるようにしてもよい。また、別な実施形態として、撹拌器３６（３６ｂ）が設けられる油配管１８の部分を他の油配管１８と同径の配管で構成してもよい。
　また、蛇行流路部５２に形成される蛇行流路Ｆｍに不規則充填物８０を充填してもよい。これによって、蛇行流路Ｆｍを流れる油ｏの乱流形成効果を高め、撹拌効果を高めることができる。

　一実施形態では、図２に示すように、撹拌器３６（３６ｂ）は、油配管１８に設けられかつオイルタンク２０に開口するように設けられたジェットスプレノズル３８を有する。油配管１８を流れる油ｏはジェットスプレノズル３８からオイルタンク２０の気相部Ｓｇに霧状に噴射される。油ｏが気相部Ｓｇに霧状に噴霧されることで、油ｏに溶解している被圧縮ガスｇの脱気を促進できる。
　図２に示す例示的な実施形態では、ジェットスプレノズル３８はオイルタンク２０の内部において油配管１８の出口に接続されている。

　オイルタンク２０の内部は、減圧バルブ２２によって減圧された減圧バルブ２２の下流側の油配管１８の内部圧力と同じ圧力になっている。このように、オイルタンク２０の内部が減圧されているため、気相部Ｓｇに噴霧された油ｏから被圧縮ガスｇのガス溶解成分が気化するのを促進できる。

　一実施形態では、図２に示すように、オイルタンク２０の内部に開口するジェットスプレノズル３８のノズル口は、水平方向又は水平方向に近い角度に向けられている。これによって、ジェットスプレノズル３８から噴霧された油ｏがオイルタンク２０の下部に溜まっている油溜まりに到達する時間を長くすることができる。これによって、噴霧された油ｏから被圧縮ガスｇのガス溶解成分が気化するのを促進できる。
　なお、ジェットスプレノズル３８のノズル口を上方へ斜めに向けることで、油溜まりに到達する時間をさらに長くすることができる。これによって、噴霧された油ｏから被圧縮ガスｇのガス溶解成分が気化するのをさらに促進できる。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、オイルセパレータ１６に貯留した油ｏの液面を検出する液面センサ５６と、液面センサ５６の検出値に基づいて減圧バルブ２２の開度を制御するコントローラ５８と、を備える。これによって、コントローラ５８によってオイルセパレータ１６に溜まった油量を常に所望量に制御できる。従って、オイルセパレータ１６に溜まった油ｏをオイルタンク２０に供給可能な量に制御できる。従って、オイルタンク２０に貯留される油量を常に確保でき、ひいてはオイルタンク２０から圧縮機１２に供給される油ｏの給油量を運転中常に確保できる。

　なお、油配管１８に減圧バルブ２２とは別に流量調整弁を設け、コントローラ５８がこの流量調整弁の開度を制御してオイルセパレータ１６に溜まった油ｏの量を制御するようにしてもよい。このように、油配管１８を流れる油ｏの減圧機能とオイルセパレータ１６内に溜まった油ｏの油面調整機能とを夫々別な弁で分担させるようにしてもよい。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、オイルタンク２０の気相部Ｓｇと圧縮機１２の吸入側空間とを接続するガス配管６０を備える。ガス配管６０を備えるため、オイルタンク２０の気相部Ｓｇに分離した被圧縮ガスｇを圧縮機１２の吸入側空間に供給できると共に、気相部Ｓｇを圧縮機１２の吸入側空間と同一圧力に減圧できるため、油配管１８からオイルタンク２０に流出した油ｏに含まれるガス溶解成分を減圧下の気相部Ｓｇで気化させ、油ｏと分離させることができる。特に、図２に示す油供給システム１０（１０Ｂ）において、ジェットスプレノズル３８から気相部Ｓｇに噴霧された霧状の油ｏから被圧縮ガスｇのガス溶解成分が気化するのを促進できる。

　図１に示す例示的な実施形態では、ガス配管６０は圧縮機１２側で圧縮機１２の吸入口に連通する吸入側ガス供給路７０に接続され、オイルタンク２０の気相部Ｓｇの被圧縮ガスｇは吸入側ガス供給路７０に戻される。

　図１に示す実施形態では、オイルタンク２０は上下方向に長い容器で構成され、該容器の頂部にガス配管６０が接続されている。ガス配管６０が接続された頂部の下方にデミスタ６２が設けられている。デミスタ６２で油分などの液分が捕捉されるため、液分がガス配管６０を介して圧縮機１２の圧縮空間Ｓｃに侵入するのを防止できる。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、圧縮機１２に油ｏを供給する給油系統２４及び２６に油ｏを供給する給油配管２８は油ポンプ６４を備えている。給油配管２８は油ポンプ６４を備えているため、低圧のオイルタンク２０からオイルタンク２０より高圧の圧縮機１２の圧縮空間Ｓｃや軸受部を含む圧縮機１２の油供給部に油ｏを支障なく供給できる。

　図１及び図２に示す例示的な実施形態では、給油配管２８は、下流側で圧縮空間Ｓｃに油ｏを供給する給油系統２４と、圧縮機１２の軸受やシール部等に油ｏを供給する給油系統２６に分岐している。

　一実施形態では、図１及び図２に示すように、圧縮機１２はスクリュ圧縮機で構成されている。そして、油供給システム１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、圧縮空間Ｓｃに給油する給油系統２４と、少なくともスクリュ圧縮機を構成するスクリュロータ７２及び７４の軸受に油ｏを供給する給油系統２６（２６ａ、２６ｂ）を含む。油供給システム１０によれば、圧縮空間Ｓｃのみならず、スクリュロータ７２及び７４の軸受その他シール部等に被圧縮ガスｇの溶解量が少なく低粘度化していない油ｏを供給できるので、軸受及びシール部等の潤滑効果及びシール効果を保持できる。

　図１及び図２に示す例示的な実施形態では、給油系統２４及び２６から圧縮機１２に供給された油ｏは、スクリュロータ７２及び７４の軸受その他シール部等から返油管６６を介してオイルタンク２０の気相部Ｓｇに戻される。オイルタンク２０より圧縮機１２の圧縮空間Ｓｃ及び軸受その他シール部等のほうが高圧であるので、その差圧を利用して油ｏを容易にオイルタンク２０に戻すことができる。

　一実施形態では、オイルタンク２０の下部に溜まった油ｏの表面に発生する泡を抑えるための消泡装置８２を備える。消泡装置８２を備えることで、オイルタンク２０の下部に形成される油溜まりの表面に生じる泡立ちを消滅できると共に、油溜まり表面の泡を除去することで、油溜まり表面からの被圧縮ガスｇの脱気を促進できる。また、オイルタンク２０に溜まった油ｏの液面制御を支障なく行うことができる。

　図８は、一実施形態に係る消泡装置８２（８２ａ）の正面図であり、オイルタンク２０を断截して示す図である。図８に示すように、オイルタンク２０の内部で油溜まり表面の上方中央部に設けられたノズル本体８４と、配管１５とノズル本体８４とに接続され、配管１５を流れる被圧縮ガスｇの一部を分岐してノズル本体８４に供給する配管８６と、を備えている。例えば、ノズル本体８４は筒状のケーシングを備え、該ケーシングの下部に該ケーシングより大径の噴霧筒８８を有し、噴霧筒８８の外周面には、全周面に噴霧孔８８ａが形成されている。ノズル本体８４及び噴霧孔８８ａの横断面は円形、楕円形又は角形であってもよい。ノズル本体８４は、オイルタンク２０の内部中央で油溜まり表面より上方に支持部材８５によって支持される。

　配管１５を流れる被圧縮ガスｇの一部が配管８６を介してノズル本体８４の内部に導入される。ノズル本体８４の内部に導入された被圧縮ガスｇは、噴霧孔８８ａから水平方向へ噴霧筒８８の径方向外側へ噴霧される。噴霧孔８８ａから噴霧された被圧縮ガスｇは、オイルタンク２０の内壁面から下方に向かい、さらにオイルタンク２０内の中心側へ向かう循環流Ｆｃｇを形成する。この循環流Ｆｃｇによって油溜まりの表面に発生した泡ｆは、オイルタンク２０内の中心側へ集められ、噴霧筒８８の底面に形成された噴霧孔８８ａから噴射する被圧縮ガスｇによって消滅する。

　図９は、別な実施形態に係る消泡装置８２（８２ｂ）の正面図であり、オイルタンク２０を断截して示す図である。消泡装置８２（８２ｂ）の基部９０は、支持部材９２によってオイルタンク２０の内部中央であって、油溜まり表面の上方に支持されている。基部９０から回転軸９４が鉛直方向に垂下され、回転軸９４は基部９０の上面に固定された駆動部９６によって軸中心に回転する。回転軸９４の下端には、円盤状の超音波発振器９８が取り付けられている。超音波発振器９８から下方に発生した泡ｆに向けて超音波が発振可能に構成されている。また、超音波発振器９８は鉛直方向に対して斜めになるように配置され、回転軸９４が回転することによって、泡ｆに対して超音波発振器９８から広範囲に超音波を発振可能になっている。超音波発振器９８の鉛直方向に対する角度は調整可能に構成されており、超音波発振器９８の鉛直方向に対する角度を調整することで、泡ｆに対して超音波を照射可能な範囲を調整できるように構成されている。

　また、基部９０に固定されたケーシング１００の内部にコントローラ１０２が設けられ、棒状の泡センサ１０４が基部９０から鉛直方向に垂下されている。泡センサ１０４の下端が泡ｆに触れると泡センサ１０４が泡ｆを検知し、その検知信号がコントローラ１０２に送られる。コントローラ１０２は、この検知信号を受け取ると、超音波発振器９８を作動させ、超音波発振器９８から泡ｆに向けて超音波を発振させる。こうして、泡ｆに向けて超音波を発振させることで、泡ｆを消滅させることができる。消泡装置８２（８２ｂ）によれば、泡ｆが所定の高さになると、泡センサ１０４がそれを検知して、自動的に作動し、泡ｆを消滅させることができる。

　図１０は、さらに別な実施形態に係る消泡装置８２（８２ｃ）の正面図であり、オイルタンク２０を断截して示す図である。消泡装置８２（８２ｃ）は、電気加熱式又はスチーム加熱式のヒータ１１０を備えている。消泡装置８２（８２ｃ）は、基部１１２と、フランジ部１１３と、ヒータ１１０を内蔵する筒状のケーシング１１４とを備え、これらが直線状に直列に配置された形状を有している。オイルタンク２０の内部にケーシング１１４が挿入され、フランジ部１１３がオイルタンク２０の外面に当接された状態で取り付けられる。基部１１２はオイルタンク２０の外側に配置される。ケーシング１１４は長手方向が油溜まりの表面Ｌｓに沿う向きで表面Ｌｓ付近の高さに配置される。

　消泡装置８２（８２ｃ）が電気加熱式の場合、ヒータ１１０は伝熱線で構成され、かつ導線１１６が該伝熱線に接続され、電源（不図示）から導線１１６を介してからヒータ１１０を構成する伝熱線に通電することで、ヒータ１１０が加熱される。油溜まりの表面Ｌｓに発生した泡ｆは、ヒータ１１０で加熱されることで消滅する。

　消泡装置８２（８２ｃ）がスチーム加熱式の場合、ヒータ１１０はスチームが導入されるスチーム管で構成され、導線１１６は該スチーム管にスチームを供給するスチーム導管で構成される。該スチーム導管を介してヒータ１１０を構成するスチーム管にスチームが供給されることで、周囲の泡ｆが加熱され消滅する。

　図１１は、さらに別な実施形態に係る消泡装置８２（８２ｄ）を備えたオイルタンク２０の一部を断裁して示す斜視図である。消泡装置８２（８２ｄ）は、オイルタンク２０の内部に配置されたノズル１２０と、配管１５とノズル１２０とに接続された配管８６と、を備えている。ノズル１２０には配管８６を介して被圧縮ガスｇが供給される。ノズル１２０は、油溜まりの表面Ｌｓの上方でかつオイルタンク２０の壁面に近い位置に配置されている。ノズル１２０のノズル口は、下方に形成される油溜まりの表面Ｌｓに向けて配置され、かつ鉛直方向ではなく、オイルタンク２０の周方向に斜めに向けて配置されている。

　上記構成によって、ノズル１２０から被圧縮ガスｇが噴射されると、ノズル１２０から噴射される被圧縮ガスｇの力によって、油溜まりの表面Ｌｓに油ｏの循環流Ｆｃｏが形成される。油溜まりの表面Ｌｓに循環流Ｆｃｏが形成されると、表面Ｌｓの上方に発生した泡ｆも循環流Ｆｃｏと同一方向に循環するようになる。これによって、泡ｆは順々にノズル１２０から吹き出す被圧縮ガスｇに当たる位置に移動するため、ノズル１２０から吹き出す被圧縮ガスｇによって順々に吹き飛ばされて消滅する。

　一実施形態では、油配管１８は、減圧バルブ２２からオイルタンク２０との接続端までの配管部分が、水平又は下流側に向かって下方に傾斜している。図２において、油配管１８のうちオイルセパレータ１６から減圧バルブ２２までの上流側配管部分に符号１８ａを付し、減圧バルブ２２からオイルタンク２０との接続端までの下流側配管部分に符号１８ｂを付している。そして、本実施形態に係る下流側配管部分１８ｂを二点鎖線で表し、符号１８ｂ’を付している。

　この実施形態によれば、下流側配管部分１８ｂ’は、水平又は下流側に向かって下方に傾斜して配置されているため、下流側配管部分１８ｂ’を流れる油ｏによって減圧バルブ２２による減圧量を相殺するようなヘッド差が生じない。従って、減圧バルブ２２による減圧量を大きくしても、下流側配管部分１８ｂ’の内部でオイルタンク２０に向かう油流れを確保できる。即ち、Ｕ字曲がり部のように被圧縮ガスｇをトラップしてしまうこともない。これによって、下流側配管部分１８ｂ’で油ｏから脱気した被圧縮ガスｇが滞留してしまうのを抑制できるため、脱気した被圧縮ガスｇが下流側配管部分１８ｂ’で滞留中に油ｏに再溶解してしまうのを抑制できる。また、下流側配管部分１８ｂ’を鉛直方向に配置した場合と比べて、下流側配管部分１８ｂ’で油ｏの滞留時間を長くすることができるため、下流側配管部分１８ｂ’における溶解ガスの脱気時間を確保できる。

　一実施形態では、下流側配管部分１８ｂが上流側配管部分１８ａよりも流路断面積が大きくなるように構成されている。この実施形態によれば、油配管内で減圧バルブ２２によって減圧された減圧空間を大きくすることができるため、該減圧空間における油ｏの滞在時間を長くでき、これによって、油ｏからの被圧縮ガスｇの脱気をさらに促進できる。

　一実施形態では、下流側配管部分１８ｂが油配管１８の全長の半分よりも長くなるように構成されている。この実施形態によれば、油配管内で減圧バルブ２２によって減圧された減圧空間を大きくすることができるため、該減圧空間における油ｏの滞在時間を長くでき、これによって、被圧縮ガスｇの脱気をさらに促進できる。

　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

　１）一態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、圧縮機（１２）の吐出配管（１４）に接続されるオイルセパレータ（１６）と、前記オイルセパレータ（１６）の油溜まりから油（ｏ）を受け入れるためのオイルタンク（２０）と、前記オイルセパレータ（１６）と前記オイルタンク（２０）との間に設けられた油配管（１８）と、前記油配管（１８）に設けられた減圧バルブ（２２）と、前記オイルタンク（２０）の油溜まりから前記圧縮機（１２）に前記油を供給するための給油系統（２４、２６）に前記油を供給するための給油配管（２８）と、前記油配管（１８）に設けられた撹拌器（３６）と、を備える。

　このような構成によれば、オイルセパレータで被圧縮ガスと分離された油が上記油配管を通ってオイルタンクに送られるとき、上記減圧バルブによって減圧されると共に、上記撹拌器によって撹拌され、乱流を形成する。減圧バルブによる減圧と撹拌器による撹拌作用との相乗効果によって、油配管の内部で油に溶解した被圧縮ガスの脱気が始まるため、オイルタンクで油と被圧縮ガスとの分離が高効率で達成できる。これにより、オイルタンクからガス溶解成分が少なく低粘度化していない油を圧縮機に供給できるので、圧縮機のうち特に軸受やシール部等で潤滑機能やシール機能を確保できる。また、オイルタンクにおける油の滞留時間が比較的短い場合であっても、あるいはオイルタンクの容積が小さくても、油と被圧縮ガスとの分離を高効率で達成できるため、油供給システムの運転を効率化できると共に、オイルタンクを小型化できる。

　２）別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）に記載の圧縮機の油供給システムであって、前記撹拌器（３６）は、前記減圧バルブ（２２）より下流側で前記油配管（１８）に設けられる。

　このような構成によれば、減圧バルブを通って減圧された油を撹拌器で撹拌するため、油に溶解した被圧縮ガスの脱気を促進できる。

　３）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）又は２）に記載の圧縮機の油供給システムであって、前記油配管（１８）は前記オイルタンク（２０）の気相部（Ｓｇ）に接続される。

　このような構成によれば、油及び油から脱気した被圧縮ガスは、油配管の出口からオイルタンクの気相部に流出するため、油から脱気した被圧縮ガスがオイルタンクの油溜まりに混入して再び溶解するのを防止できる。さらに、油から脱気していないガス溶解成分も気相部に放出された時点で油からの脱気が促進される。

　４）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至３）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記油配管（１８）は、前記油配管（１８）を流れる前記油（ｏ）を加熱又は冷却するための温度調整装置を備えていない。

　このような構成によれば、上記温度調整装置を備えていないため、設備コストを下げることができる。上記実施形態に係る圧縮機の油供給システムは、油に溶解した被圧縮ガスが気化する際に蒸発潜熱を奪って油を冷却するため、油配管に油を冷却する装置を必要としない。また、上記実施形態に係る圧縮機の油供給システムは、油配管に設けられた減圧バルブ及び撹拌器によって油に溶解した被圧縮ガスの脱気を促進させるため、油の温度を上げて被圧縮ガスの溶解度を下げることによって、溶解した被圧縮ガスの脱気を促進させるための加熱装置を必要としない。

　５）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至４）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記撹拌器（３６）は、前記油配管（１８）の内部に設けられたタービュレータ（乱流器）（４０）を含む。

　このような構成によれば、タービュレータで油に乱流を生じさせることによって撹拌し、かつ圧力損失を生じさせることで、油に溶解した被圧縮ガスの脱気を促進できる。

　６）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至４）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記撹拌器（３６）は、前記油配管（１８）の流路に形成された蛇行流路部（５２）を含む。

　このような構成によれば、上記蛇行流路部を流れる油に乱流を生じさせることによって撹拌し、かつ圧力損失を生じさせることで、油に溶解した被圧縮ガスの脱気を促進できる。

　７）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、３）に記載の圧縮機の油供給システムであって、前記撹拌器（３６）は、前記油配管（１８）に設けられ前記オイルタンク（２０）の気相部（Ｓｇ）に開口するスプレノズル（３８）を含む。

　このような構成によれば、油配管からオイルタンクに流入する油は上記スプレノズルからオイルタンクの気相部に霧状に噴霧されるため、油に溶解した被圧縮ガスの脱気を促進できる。

　８）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至７）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記オイルセパレータ（１６）に貯留された前記油（ｏ）の液面を検出する液面センサ（５６）と、前記液面センサ（５６）の検出値に基づいて前記減圧バルブ（２２）の開度を制御する制御部（５８）と、を備える。

　このような構成によれば、上記制御部によってオイルセパレータに溜まった油量を制御できる。これによって、オイルセパレータに溜まった油量を常にオイルタンクに供給可能な量に制御できる。従って、オイルタンクに貯留される油量を常に確保でき、ひいてはオイルタンクから圧縮機に供給される油を運転中常に確保できる。

　９）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至８）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記オイルタンク（２０）の気相部（Ｓｇ）と前記圧縮機（１２）の吸入側空間とを接続するガス配管（６０）を備える。

　このような構成によれば、オイルタンクの気相部は上記ガス配管を介して圧縮機の吸入側空間と連通するため、オイルタンクで油から分離した被圧縮ガスを圧縮機の吸入側空間に戻ることができると共に、オイルタンクの気相部は圧縮機の吸入側空間と同一圧力に減圧できるため、オイルタンク内に流入する油に溶解したガス溶解成分の脱気を促進できる。

　１０）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至９）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記給油配管（２８）は、油ポンプ（６４）を備える。

　このような構成によれば、上記油ポンプを備えるため、低圧雰囲気のオイルタンクからオイルタンクより高圧の圧縮機の圧縮空間や軸受部等を含む圧縮機の油供給部に油を支障なく供給できる。

　１１）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至１０）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記圧縮機（１２）はスクリュ圧縮機で構成され、前記給油系統（２４、２６）は、少なくとも前記スクリュ圧縮機を構成するスクリュロータ（７２、７４）の軸受に前記油を供給する給油系統（２６）を含む。

　このような構成によれば、スクリュ圧縮機を構成するスクリュロータの軸受その他の油供給部にガス溶解成分の溶解量が少なく低粘度化していない油を供給できるので、軸受など油供給部の潤滑効果を保持できる。

　１２）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至１１）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記オイルタンク（２０）の内部に溜まった前記油（ｏ）の表面に発生する泡（ｆ）を抑えるための消泡装置（８２）を備える。

　このような構成によれば、オイルタンク内の油溜まり表面に生じる泡立ちを消滅できると共に、油溜まり表面の泡を除去することで、油溜まり表面からの被圧縮ガスの脱気を促進できる。また、オイルタンクに溜まった油の液面制御を支障なく行うことができる。

　１３）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至１２）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記油配管（１８）は、前記減圧バルブ（２２）から前記オイルタンク（２０）との接続端までの配管部分（１８ｂ’）が、水平又は下流側に向かって下方に傾斜している。

　このような構成によれば、上記配管部分において減圧バルブによる油の減圧量を相殺するようなヘッド差が生じないため、減圧バルブによる減圧量を大きくしても、上記配管部分の内部でオイルタンクに向かう油流れを確保できる。また、上記配管部分で油から脱気した被圧縮ガスが滞留してしまうことを抑制できるため、脱気した被圧縮ガスが滞留中に再溶解するのを抑制できる。また、上記配管部分を鉛直方向に配置した場合と比べて、上記配管部分で油の滞留時間を長くすることができるため、油配管における溶解ガスの脱気時間を確保できる。

　１４）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至１３）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記油配管（１８）は、前記減圧バルブ（２２）の下流側の部位（１８ｂ）が、前記減圧バルブ（２２）の上流側の部位（１８ａ）よりも流路断面積が大きい。

　このような構成によれば、油配管内で減圧バルブによって減圧された減圧空間を大きくすることができるため、該減圧空間での油の滞留時間を長くでき、これによって、油からの被圧縮ガスの脱気を促進できる。

　１５）さらに別な態様に係る圧縮機の油供給システム（１０）は、１）乃至１４）の何れかに記載の圧縮機の油供給システムであって、前記油配管（１８）のうち前記減圧バルブ（２２）の下流側の部位（１８ｂ）が、前記油配管（１８）の全長の半分よりも長い。

　１０（１０Ａ、１０Ｂ）　　圧縮機の油供給システム
　１２　　圧縮機
　１４　　吐出配管
　１５、８６　　配管
　１６　　オイルセパレータ
　１８　　油配管
　　１８ａ　　上流側配管部分
　　１８ｂ、１８ｂ’　　下流側配管部分
　２０　　オイルタンク
　２２　　減圧バルブ
　２４（２４ａ、２４ｂ）、２６（２６ａ、２６ｂ）　　給油系統
　２８　　給油配管
　３０、６２　　デミスタ
　３２　　オイルクーラ
　３４　　オイルフィルタ
　３６（３６ａ、３６ｂ）　　撹拌器
　３８　　ジェットスプレノズル
　４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）　　タービュレータ
　４２、４８　　芯
　４４、５０　　ループ
　４６　　バー
　５２　　蛇行流路部
　５４　　バッフルプレート
　５６　　液面センサ
　５８、１０２　　コントローラ
　６０　　ガス配管
　６４　　油ポンプ
　６６　　返油管
　７０　　吸入側ガス供給路
　７２、７４　　スクリュロータ
　８０（８０ａ、８０ｂ、８０ｃ）　　不規則充填物
　　８０ａ　　ラシヒリング
　　８０ｂ　　ベルルサドル
　　８０ｃ　　ポールリング
　８２（８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ）　　消泡装置
　８４　　ノズル本体
　８５、９２　　支持部材
　８８　　噴霧筒
　　８８ａ　　噴霧孔
　９０、１１２　　基部
　９４　　回転軸
　９６　　駆動部
　９８　　超音波発振器
　１００、１１４　　ケーシング
　１０４　　泡センサ
　１１０　　ヒータ
　１１３　　フランジ部
　１１６　　導線
　１２０　　ノズル
　Ｆｃｇ、Ｆｃｏ　　循環流
　Ｆｍ　　蛇行流路
　Ｌｓ　　油溜まり表面
　Ｓｃ　　圧縮空間
　Ｓｇ　　気相部
　ｆ　　　泡
　ｇ　　　被圧縮ガス
　ｏ　　　油

Claims

　圧縮機の吐出配管に接続されるオイルセパレータと、
　前記オイルセパレータの油溜まりから油を受け入れるためのオイルタンクと、
　前記オイルセパレータと前記オイルタンクとの間に設けられた油配管と、
　前記油配管に設けられた減圧バルブと、
　前記オイルタンクの油溜まりから前記圧縮機に前記油を供給するための給油系統に前記油を供給する給油配管と、
　前記油配管に設けられた撹拌器と、
を備える圧縮機の油供給システム。
　前記撹拌器は、前記減圧バルブより下流側で前記油配管に設けられた請求項１に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記油配管は前記オイルタンクの気相部に接続されている請求項１又は２に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記油配管は、前記油配管を流れる前記油を加熱又は冷却するための温度調整装置を備えていない請求項１乃至３の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記撹拌器は、前記油配管の内部に設けられたタービュレータを含む請求項１乃至４の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記撹拌器は、前記油配管の流路に形成された蛇行流路部を含む請求項１乃至４の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記撹拌器は、前記油配管に設けられ前記オイルタンクの気相部に開口するスプレノズルを含む請求項３に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記オイルセパレータに貯留された前記油の液面を検出する液面センサと、
　前記液面センサの検出値に基づいて前記減圧バルブの開度を制御する制御部と、
を備える請求項１乃至７の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記オイルタンクの気相部と前記圧縮機の吸入側空間とを接続するガス配管を備える請求項１乃至８の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記給油配管は油ポンプを備える請求項１乃至９の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記圧縮機はスクリュ圧縮機で構成され、
　前記給油系統は、少なくとも前記スクリュ圧縮機を構成するスクリュロータの軸受に前記油を供給する給油系統を含む請求項１乃至１０の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記オイルタンクの内部に溜まった前記油の表面に発生する泡を抑えるための消泡装置を備える請求項１乃至１１の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記油配管は、前記減圧バルブから前記オイルタンクとの接続端までの配管部分が、水平又は下流側に向かって下方に傾斜している請求項１乃至１２の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記油配管は、前記減圧バルブの下流側の部位が、前記減圧バルブの上流側の部位よりも流路断面積が大きい請求項１乃至１３の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。
　前記油配管のうち前記減圧バルブの下流側の部位が、前記油配管の全長の半分よりも長い請求項１乃至１４の何れか一項に記載の圧縮機の油供給システム。