JPH1077980A - 空気圧縮設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出空気の温度上昇を抑制しつつ吐出空気の
減量を図れるようにする。 【解決手段】 圧縮機１１に吸引される空気１０ａに水
１４を噴射する水噴射ノズル１２と、圧縮機１１より吐
出される空気１０ｄの温度を検出する温度検出器１６
と、温度検出器１６の温度検出信号１８に基づき水噴射
ノズル１２から圧縮機１１に吸引される空気１０ａへの
水噴射量を調整する水噴射量調整弁１９と、圧縮機１１
より吐出される空気１０ｄを冷却する空気冷却器２１
と、空気冷却器２１より吐出される空気から水分を分離
する水分除去手段２５とを備え、圧縮機１１より吐出さ
れる空気１０ｄの温度が予め設定した値を超えた際に、
水噴射ノズル１２から冷却媒体としての水１４を圧縮機
１１に吸引されるべき空気１０ａに噴射し、圧縮機１１
から吐出される空気の温度上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リショルム型圧縮
機を適用した空気圧縮設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２及び図３はリショルム型圧縮機（ス
クリュー型圧縮機）の一例を示すもので、このリショル
ム型圧縮機１１は、一端から他端へ向って螺旋状に延び
る複数の凸条部１ａが外周面に形成された雄ロータ１
と、一端から他端へ向って螺旋状に延び且つ前記の凸条
部１ａに噛合する複数の凹条部２ａが外周面に形成され
た雌ロータ２と、両ロータ１，２を枢支し且つ両ロータ
１，２の軸線方向から見て両ロータ１，２の非噛合部分
を略同一肉厚で取り囲むロータ内装体３及び該ロータ内
装体３から両ロータ１，２の噛合部分に向って突出する
カプス部４，５によって両ロータ１，２を内装するロー
タ室６を形成したケーシング７とを備えている。

【０００３】上記のケーシング７の一端面には、両ロー
タ１，２の軸線方向に貫通する吸入ポート８が設けら
れ、また、ケーシング７の他端近傍部分には、両ロータ
１，２の軸線に対して直交する方向に延びる吐出ポート
９が設けられている。

【０００４】図２及び図３に示すリショルム型圧縮機１
１では、雄ロータ１を矢印Ａ方向へ、また、雌ロータ２
を矢印Ｂ方向へ回動させると、両ロータ１，２の回転に
伴い、ケーシング７の外部の空気１０ａが吸入ポート８
を経てロータ室６へ流入する。

【０００５】ロータ室６へ流入した空気１０ｂは、雄ロ
ータ１の凸条部１ａと雌ロータ２の凹条部２ａにより圧
縮されつつケーシング７の他端部へ向って進行し、ロー
タ室６の内部において圧縮された空気１０ｃが吐出ポー
ト９からケーシング７の外部へ流出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２及び図３に示すリ
ショルム型圧縮機１１が作動状態であるときには、ロー
タ室６の内側面と両ロータ１，２との間のクリアラン
ス、及び吐出ポート９と吸入ポート８との圧力差に起因
して、ロータ室６の内部を吐出側から吸引側へ向って流
れる漏れ流れが生じる。

【０００７】一方、リショルム型圧縮機１１の雄ロータ
１及び雌ロータ２の回転数を設計点よりも低くして吐出
ポート９から流出する空気１０ｃの流量を減らそうとす
ると、高温の吐出側から大気温に近い吸引側へ向って流
れる漏れ流れに対して、ロータ室６の内部を吸引側から
大気温に近い吐出側へ向って送出されるべき空気１０ｂ
の流量が少なくなり、吐出ポート９から流出する空気１
０ｃの温度が上昇する傾向を呈する。

【０００８】このため、図２及び図３に示すリショルム
型圧縮機１１では、両ロータ１，２の回転数を低くする
ことによって吐出ポート９から流出する空気１０ｃを大
幅に減量することができない。

【０００９】本発明は、上述した実情に鑑みてなしたも
ので、吐出空気の温度を抑制しつつ吐出空気の減量を図
ることが可能な空気圧縮設備を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の空気圧縮設備では、スク
リュー型圧縮機と、該スクリュー型圧縮機に吸引される
空気に冷却媒体としての水を噴射する水噴射ノズルと、
前記のスクリュー型圧縮機より吐出される空気の温度を
検出する温度検出器と、該温度検出器から出力される温
度検出信号に基づき水噴射ノズルからスクリュー型圧縮
機に吸引される空気への水噴射量を調整する水噴射量調
整弁と、前記スクリュー型圧縮機より吐出される空気を
冷却する空気冷却器と、該空気冷却器より吐出される空
気から水分を分離する水分除去手段とを備えている。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の空気圧縮
設備では、上述した本発明の請求項１に記載の空気圧縮
設備の構成に加えて、スクリュー型圧縮機のロータを回
動させる回転数可変の駆動源を設けている。

【００１２】更に、本発明の請求項３に記載の空気圧縮
設備では、上述した本発明の請求項２に記載の空気圧縮
設備における駆動源に、インバータ装置と該インバータ
装置によって回転数が変化し得る交流電動機とを適用し
ている。

【００１３】本発明の請求項１から請求項３に記載の空
気圧縮設備のいずれにおいても、温度検出器によってス
クリュー型圧縮機より吐出される空気の温度を検出し、
該空気の温度が予め設定した値を超えると、温度検出器
が出力する温度検出信号に応じて水噴射量調整弁が開
き、水噴射ノズルから冷却媒体としての水をスクリュー
型圧縮機に吸引されるべき空気に噴射し、これにより、
スクリュー型圧縮機から吐出されるべき空気の温度上昇
を抑制する。

【００１４】また、スクリュー圧縮機から吐出される空
気を空気冷却器によって冷却し、更に、空気冷却器から
吐出される空気に含まれる水分を水分除去手段によって
除去する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００１６】図１は本発明の空気圧縮設備の実施の形態
の一例を示すものである。

【００１７】１１はリショルム型圧縮機であり、該リシ
ョルム型圧縮機１１は、図２及び図３に示すものと同様
な構成を有している。

【００１８】１２は水噴射ノズルであり、該水噴射ノズ
ル１２は、前記のリショルム型圧縮機１１の吸入ポート
８（図２及び図３参照）に下流端が接続されたダクト１
３の内部に配置されており、この水噴射ノズル１２は、
ダクト１３の内部を流通してリショルム型圧縮機１１に
吸引されるべき空気１０ａへ冷却媒体としての水１４を
噴射し得るように構成されている。

【００１９】また、上記のダクト１３の上流端には、外
部からダクト１３へ流入すべき空気１０ａから塵等を除
去するためのフィルタ１５が設置されている。

【００２０】１６は温度検出器であり、該温度検出器１
６は、リショルム型圧縮機１１の吐出ポート９（図２及
び図３参照）に上流端が接続された送気管１７に設けら
れており、この温度検出器１６は、リショルム型圧縮機
１１より吐出される空気１０ｄの温度を検出して温度検
出信号１８を出力するように構成されている。

【００２１】１９は水噴射量調整弁であり、該水噴射量
調整弁１９は、ポンプ等の水送給手段（図示せず）と前
記の水噴射ノズル１２とを接続する水送給管路２０に設
けられている。

【００２２】この水噴射量調整弁１９は、前記の温度検
出器１６から出力される温度検出信号１８に基づいて、
リショルム型圧縮機１１より吐出される空気１０ｄの温
度が予め設定した値（設計値）を超えると、設定値に対
する温度超過に応じて水送出手段から水噴射ノズル１２
へ水量を調整しつつ送給するように構成されている。

【００２３】２１は空気冷却器であり、該空気冷却器２
１は、前記の送気管１７の温度検出器１６の下流側に設
けられており、送気管１７に上流端が接続され且つ放熱
フィン２２を有する空気管路２３と、該空気管路２３の
外部近傍に設けた電動ファン２４とからなり、電動ファ
ン２４から空気管路２３に吹き付けられる外部空気によ
り空気管路２３の内部を流通する空気１０ｄを冷却する
ように構成されている。

【００２４】２５は水分除去手段であり、該水分除去手
段２５は、水分分離器２６と、空気乾燥器２７とを有し
ている。

【００２５】水分分離器２６は、空気冷却器２１の下流
側に設けられており、空気冷却器２１の空気管路２３の
下流端に接続され且つリショルム型圧縮機１１から吐出
される空気１０ｄに対して旋回流を生じさせるように形
成された内筒２８と、該内筒２８を取り囲むように内包
する円筒状の外筒２９とからなり、リショルム型圧縮機
１１から吐出される空気１０ｄ中の水分を分離できるよ
うに構成されている。

【００２６】空気乾燥器２７は、水分分離器２６の下流
側に設けられており、冷凍装置３０と、水分分離器２６
に上流端が接続され且つ前記の冷凍装置３０の内部に連
通する送気管３１とからなり、冷凍装置３０によって該
冷凍装置３０の内部を流動する空気１０ｄの露点を強制
的に下げて湿分を除去した空気１０ｅを吐出し得るよう
に構成されている。

【００２７】３２は駆動源であり、該駆動源３２は、出
力すべき交流電流の電圧値及び周波数を変化させ得るこ
とが可能なインバータ装置３３と、該インバータ装置３
３からの交流電流の電圧値及び周波数に応じて回転数が
変化し且つ前記のリショルム型圧縮機１１の雄ロータ１
及び雌ロータ２を回転させる交流電動機３４とを有して
いる。

【００２８】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２９】図１に示す空気圧縮設備を作動させる際に
は、インバータ装置３３から交流電流を出力させて交流
電動機３４を作動させ、該交流電動機３４によりリショ
ルム型圧縮機１１の雄ロータ１及び雌ロータ２の回転数
を回転させることにより、該リショルム型圧縮機１１に
よって空気１０ａを圧縮して空気１０ｄを吐出させる。

【００３０】このとき、リショルム型圧縮機１１から吐
出される空気１０ｄの温度を温度検出器１６が検出して
温度検出信号１８を出力する。

【００３１】一方、インバータ装置３３から出力される
交流電流の電圧値及び周波数を変化させて、交流電動機
３４の回転数を低下させると、リショルム型圧縮機１１
の吐出空気量が減量されるとともに、吐出される空気の
温度が上昇する傾向を呈する。

【００３２】リショルム型圧縮機１１から吐出される空
気１０ｄの温度が予め設定した値（設計値）を超える
と、温度検出器１６が出力する温度検出信号１８に応じ
て水噴射量調整弁１９が開き、図示していない水送出手
段から水送給管路２０を経て送給される水１４が、水噴
射ノズル１２を介してリショルム型圧縮機１１に吸引さ
れる空気１０ａに噴射される。

【００３３】この際、水噴射量調整弁１９の開度は、温
度検出器１６から出力される温度検出信号１８の変化、
すなわち、前記の設定値に対する空気１０ｄの温度超過
の度合に応じて調整され、空気１０ａに対する水噴射量
が変化する。

【００３４】これにより、雄ロータ１及び雌ロータ２の
回転数を低下させた際に、リショルム型圧縮機１１から
吐出されるべき空気１０ｄの温度上昇が抑制される。

【００３５】また、リショルム型圧縮機１１から吐出さ
れ且つ送気管１７を経て空気冷却器２１の空気管路２３
に流入する空気１０ｄは、空気冷却器２１の電動ファン
２４により空気管路２３の外周面に吹き付けられる外部
空気によって冷却される。

【００３６】空気冷却器２１によって冷却され空気管路
２３から流出する空気１０ｄは、空気冷却器２１の下流
側に設けられた水分分離器２６の内筒２８により旋回流
を付与されて外筒２９の内部に放出され、旋回流に起因
する遠心力によって水分が分離される。

【００３７】水分分離器２６によって水分を除去され外
筒２９の下端から流出する空気１０ｄは、水分分離器２
６の下流側に設けられている空気乾燥器２７の送気管３
１を経て空気乾燥器２７の冷凍装置３０に流入し、該冷
凍装置３０によって露点を強制的に下げられ、湿分が除
去された空気１０ｅが吐出される。

【００３８】このように、図１に示す空気圧縮設備で
は、リショルム型圧縮機１１に吸引されるべき空気１０
ａへ冷却媒体としての水１４を噴射し得るように構成さ
れている水噴射ノズル１２を設け、リショルム型圧縮機
１１の吐出ポート９に上流端が接続された送気管１７に
温度検出器１６を設け、該温度検出器１６がリショルム
型圧縮機１１より吐出される空気１０ｄの温度を検出し
て出力する温度検出信号１８に基づいて作動する水噴射
量調整弁１９を水送給管路２０に設け、前記の温度検出
器１６から出力される温度検出信号１８に基づいて、リ
ショルム型圧縮機１１より吐出される空気１０ｄの温度
が予め設定した値（設計値）を超えると、前記の水噴射
量調整弁１９が、設定値に対する温度超過に応じて水送
出手段から水噴射ノズル１２へ水量を調整しつつ送給す
るように構成したので、リショルム型圧縮機１１の雄ロ
ータ１及び雌ロータ２の回転数を設計点よりも低くして
吐出ポート９から流出する空気の流量を減らそうとする
際に、高温の吐出側から吸引側へ向って流れる漏れ流れ
に対して、ロータ室６の内部を吸引側から吐出側へ向っ
て送出されるべき空気の流量が少なくなっても、吐出ポ
ート９から流出する空気１０ｄの温度の上昇を抑制する
ことができる。

【００３９】依って、図１に示す空気圧縮設備のリショ
ルム型圧縮機１１では、吐出される空気１０ｄの温度を
抑制しつつ、両ロータ１，２の回転数を低くすることに
よって吐出ポート９から流出する空気１０ｄを大幅に減
量することができる。

【００４０】また、リショルム型圧縮機１１の下流側に
空気冷却器２１及び水分除去手段２５を設けたので、空
気圧縮設備の故障の原因となることの多い含水分と湿分
とを除去した空気１０ｅを吐出させることができる。

【００４１】なお、本発明の空気圧縮設備は、上述した
実施の形態にのみ限定されるものではなく、例えば、駆
動源３２として、インバータ装置３３により速度制御す
る交流電動機３４に代えて、可変抵抗器を介して速度制
御をなし得る直流電動機等を適用してもよいこと、ま
た、本実施例では、リショルム型圧縮機１１から吐出さ
れる空気１０ｄを冷却する空気冷却器２１として空冷型
の冷却器を用いた場合について説明したが、水冷式の空
気冷却器を適用してもよいこと、その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ること
は勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の空気圧縮設
備によれば、以下のような種々の優れた効果を奏し得
る。

【００４３】（１）本発明の請求項１から請求項３に記
載の空気圧縮設備のいずれにおいても、温度検出器によ
ってスクリュー型圧縮機より吐出される空気の温度を検
出し、該空気の温度が予め設定した値を超えると、温度
検出器が出力する温度検出信号に応じて水噴射量調整弁
が開き、該水噴射量調整弁を介して水噴射ノズルから冷
却媒体としての水をスクリュー型圧縮機に吸引されるべ
き空気に対して噴射し得るように構成したので、スクリ
ュー型圧縮機から吐出されるべき空気の温度上昇を抑制
することができ、依って、スクリュー型圧縮機から吐出
される空気を大幅に減量することが可能になる。

【００４４】（２）本発明の請求項２及び請求項３に記
載の空気圧縮設備のいずれにおいても、スクリュー型圧
縮機のロータの回転数を変化させることが可能な駆動源
を有しているので、スクリュー型圧縮機から吐出される
べき空気量を容易に増減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気圧縮設備の実施の形態を示す概念
図である。

【図２】従来のリショルム型圧縮機の一例を示す部分切
断斜視図である。

【図３】図２に関連するリショルム型圧縮機の平面図で
ある。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｄ 空気 １１ リショルム型圧縮機（スクリュー型圧縮
機） １２ 水噴射ノズル １４ 水 １６ 温度検出器 １８ 温度検出信号 １９ 水噴射量調整弁 ２１ 空気冷却器 ２５ 水分除去手段 ３２ 駆動源 ３３ インバータ装置 ３４ 交流電動機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュー型圧縮機と、該スクリュー型
   圧縮機に吸引される空気に冷却媒体としての水を噴射す
   る水噴射ノズルと、前記のスクリュー型圧縮機より吐出
   される空気の温度を検出する温度検出器と、該温度検出
   器から出力される温度検出信号に基づき水噴射ノズルか
   らスクリュー型圧縮機に吸引される空気への水噴射量を
   調整する水噴射量調整弁と、前記スクリュー型圧縮機よ
   り吐出される空気を冷却する空気冷却器と、該空気冷却
   器より吐出される空気から水分を分離する水分除去手段
   とを備えてなることを特徴とする空気圧縮設備。
2. 【請求項２】 スクリュー型圧縮機のロータを回動させ
   る回転数可変の駆動源を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の空気圧縮設備。
3. 【請求項３】 駆動源に、インバータ装置と該インバー
   タ装置によって回転数が変化し得る交流電動機とを適用
   したことを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮設備。