JPS6245108Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、油分離タンク内で発生したドレン
（水分）を貯えるドレン容器を該油分離タンクに
接続し、該ドレン容器内のドレンが所定液面とな
つたとき、自動的にドレンを排出するようにした
油冷式回転圧縮機に関するものである。

一般に、この種の油冷式回転圧縮機として、油
により冷却されつつ気体を圧縮する圧縮機本体
と、該圧縮機本体を駆動する動力源と、前記圧縮
機本体へ供給する油を貯溜すると共に該本体より
吐出される圧縮気体と油との混合体より油を分離
する油分離タンクとからなるもの、例えばスクリ
ユ式空気圧縮機またはベーン型空気圧縮機が知ら
れている。このような形式の圧縮機は、圧縮すべ
き空気と共に吸込んだ油により圧縮機本体の潤
滑、冷却およびシール作用を行ない、圧縮機本体
から油分離タンクに吐出された圧縮空気は油分を
分離された後空気タンクに供給し、また分離され
た油は圧縮熱で高温となつているので冷却された
後、再び圧縮機本体に供給する構成となつてい
る。

一方、圧縮機本体は外部の湿潤な空気を圧縮す
るため、該圧縮機本体から吐出された圧縮空気と
油との混合体は高温多湿となる。このため、運転
開始直後のように油分離タンクおよびその内部の
油が冷えているときには、圧縮空気が油と接触す
ることによつて冷却され、油分離タンク内でドレ
ンが発生し、油が早期に劣化したり、タンク内の
発錆の原因となる。また、負荷運転を継続してド
レンが発生しなくなるまで油温が高まつても、空
気タンク内が最高圧に達するとこれを検出してモ
ータ等の動力源の回転を止め、圧縮機本体の駆動
を停止する。この結果、油分離タンク内は自然放
熱によつて油温が低下し、ドレンが発生してしま
うことになる。

そこで、従来技術においては例えば実開昭56−
107992号公報に示される如く、油分離タンクの底
部に設けられたドレン容器と、該ドレン容器内に
設けられドレンが所定液面となつたことを検出す
るため、ドレンと油との中間比重をもつフロート
と該フロートにより作動するリードスイツチとか
らなるフロート式のドレン検出器と、前記ドレン
容器の排出側に設けられ該ドレン検出器がドレン
液面を検出したとき開弁してドレンを排出する常
閉の電磁弁とからなる自動ドレン排出装置が知ら
れている。そして、油分離タンク内にドレンが発
生すると、当該ドレンは油よりも下層に溜つて油
面が上昇し、このドレンはドレン容器内に流れて
該ドレン容器内のドレン液面も高まる。この結
果、フロート式ドレン検出器がこれを検出して電
磁弁を開弁し、ドレンを自動的に排出する構成と
なつている。

ところが、圧縮機の運転中には油分離タンク内
は圧縮機本体から吐出される圧縮空気と油との混
合体で撹拌され、油とドレンとがエマルジヨン化
すると共に圧縮空気が多量の気泡となつて発生す
る。これらの油、ドレン、気泡等はそのままドレ
ン容器内に流入し、該ドレン容器内では下層のド
レンと上層の油との間の中間域に気泡が混在し、
両者の境界線は明確でない。特に、小さな気泡は
油膜の粘性にその浮力がかてず、浮上できないで
油層中または油層とドレン層との間に集まつてし
まう。

この結果、上記従来技術によるものにおいては
油とドレンとの中間に比重にあるフロートが気泡
の存在によつて大きく変動し誤動作を起す恐れが
ある。このように、フロートの誤動作によつて圧
縮機本体の運転中にも拘わらず電磁弁が開弁して
油が外部に排出されてしまう欠点がある。また、
ドレン容器内にドレンと共に多量の油が流出して
しまうため、油分離タンク内の油が減少し、圧縮
機本体の潤滑、冷却およびシール作用を低下さ
せ、該圧縮機本体を焼損させてしまう欠点があ
る。

本考案は、前述した従来技術による欠点を改良
し、ドレン容器内で油層とドレン層との中間に、
または油層中にキヤビテーシヨン化して存在する
気泡を油と共に常時圧縮機本体に供給することに
よつて、ドレン容器内に気泡が溜るのを防止する
ことを目的とするもので、その特徴とするところ
は一端がドレン容器内に開口し、他端が圧縮機本
体に向け開口した油回収管を設け、該油回収管の
一端側開口部にはドレン検出器の上部に位置させ
て気泡回収用の拡管部を設けてなる油冷式回転圧
縮機を提供するものである。

以下、本考案について図面に示す実施例と共に
説明する。

図は油冷式回転圧縮機の全体構成図を示し、図
中１は油により冷却されつつ空気を圧縮する圧縮
機本体で、該圧縮機本体１は例えば互いに噛合す
る雄、雌ロータからなるスクリユ式ロータが用い
られ、該圧縮機本体１は動力源としてのモータ２
によつて駆動される。圧縮機本体１の吸込み側に
接続された吸込み配管３には逆止弁４を介して吸
込みフイルタ５が設けられている。前記圧縮機本
体１の吐出側に接続された吐出配管６は油分離タ
ンク７と接続され、圧縮機本体１から圧縮空気と
油の混合体を吐出する。ここで、油分離タンク７
はその内部に油８を貯えると共に前述した圧縮空
気と油の混合体から油分を分離する油分離器９が
内装されている。１０は油分離器９で清浄にされ
た圧縮空気を空気タンク１１に供給する空気配管
で、該空気配管１０の途中には油分離タンク７内
を所定圧以上に保持する保圧弁１２と、逆止弁１
３とが設けられている。図中、１４は常閉の圧力
スイツチで、該圧力スイツチ１４は空気タンク１
１内圧力が所定の最高圧に達したとき開成し、所
定の最低圧で閉成する。１５はモータ２を起動、
停止するためのメインスイツチを示し、モータ
２、メインスイツチ１５、圧力スイツチ１４は電
源に対して直列に接続されている。

また、１６は油分離タンク７内の油を圧縮機本
体１に供給するための油配管で、該油配管１６の
一端は油分離タンク７の底部に開口し、その他端
は圧縮機本体１の吸込み側に接続されている。そ
して、油配管１６の途中には油温を検出して流路
切換を行なう温度調節弁１７、油冷却器１８、フ
イルタ１９が設けられ、しかも一端が温度調節弁
１７に接続された分岐管２０の他端は油冷却器１
８の流出側に接続され、油温が低いときには温度
調節弁１７がこれを検出して油冷却器１８を用い
ることなく該分岐管２０側に油を流すように構成
されている。一方、油分離器９と圧縮機本体１の
吸込み側における油配管１６との間には油回収管
２１が設けられ、油分離器９で分離された油を圧
縮機本体１に戻すようになされ、該油回収管２１
の途中には減圧用絞り２２が設けられている。以
上の構成は従来技術のものと変るところがない。

次に、２３は油分離タンク７内に発生したドレ
ンを排出するドレン配管で、該ドレン配管２３の
一端は油分離タンク７の底部に開口し、その他端
はドレン容器２４の上部位置に開口している。そ
して、ドレン配管２３の途中には油分離タンク７
からドレン容器２４へのみ油液の流通を許す逆止
弁２５が設けられている。

ここで、ドレン容器２４内は必要に応じて下部
が連通する仕切板２４Ａによつて仕切られ、一方
の室にはドレン容器２４の高さ方向中間部はドレ
ン検出器２６が設けられ、本実施例の場合該ドレ
ン検出器２６は例えば同軸円筒型の静電容量セン
サとして構成され、内筒と外筒との間にドレンま
たは油が介在することによつて所定の電極間静電
容量を形成する。ここで、水の誘電率は油の誘電
率と比較して30〜40倍の大きさであるから、当該
電極間静電容量を含むブリツジ回路または共振回
路によつて液面検出回路を構成し、ドレン検出器
２６がドレンに浸漬したときの静電容量によつて
該ブリツジ回路を平衡状態とさせ、または共振回
路を共振状態とさせることにより、ドレン液面を
検出することができる。一方、ドレン容器２４の
底部にはドレン排出管２７が接続され、該排出管
２７の途中にはソレノイド２８Ａによつて作動す
る常閉の電磁弁２８が設けられ、ドレン検出器２
６とソレノイド２８Ａとは電源に対して直列に接
続されている。

さらに、２９はドレン容器２４内の油を圧縮機
本体１に戻すための油回収管で、該油回収管２９
の一端はドレン容器２４において仕切板２４Ａで
仕切られた一方の室内上部に開口し、その他端は
油回収管２１と合流して油配管１６から圧縮機本
体１の吸込み側に接続されている。そして、油回
収管２１の一端開口部には拡管部としての気泡回
収用の漏斗３０が取付けられ、該漏斗３０はドレ
ン検出器２６の上部に、かつ近接して配置されて
いる。そして、油回収管２９の途中には減圧用の
絞り３１が設けられ、油分離タンク７内とほぼ同
圧になつているドレン容器２４内の圧力が圧縮機
本体１に逆流するのを防止すると共に、大量の油
が一度に圧縮機本体１に戻るのを防止している。

本考案はこのように構成されるが、次にこの作
用について述べる。

まず、作動前の状態においては、ドレン容器２
４内は比重差によつて油層Ａとドレン層Ｂとに分
離し、該油層Ａとドレン層Ｂとの間には油膜の粘
性のために浮上できない気泡Ｃが若干存在してい
るも、ドレン層Ｂはドレン検出器２６よりも低く
電磁弁２８は閉弁し、かつ油分離タンク７内には
ドレンは残溜していない。

この状態で、メインスイツチ１５を投入すると
モータ２が起動する。該モータ２により圧縮機本
体１が回転すると、該本体１の吸込み側が負圧と
なり、吸込みフイルタ５、吸込み配管３、逆止弁
４を介して外部空気を吸込むと共に、油配管１
６、温度調節弁１７、分岐管２０、フイルタ１９
を介して油分離タンク７内の油を吸込む。圧縮機
本体１で加圧された圧縮空気と油との混合体は吐
出配管６を介して油分離タンク７内に吐出され、
油分離器９で油分の分離された清浄な空気は保圧
弁１２、逆止弁１３を介して空気タンク１１に送
られる。油分離タンク７内の油温が上昇すると、
温度調節弁１７が検知して流路切換を行ない、油
冷却器１８で冷却した後圧縮機本体１に供給され
る。この際、ドレン容器２４内も徐々に加圧され
るから、該ドレン容器２４内で油層Ａを形成して
いる油も圧縮機本体１との間の差圧によつて、漏
斗３０、油回収管２９、絞り３１を介して徐々に
該圧縮機本体１の吸込み側に流れる。そして、ド
レン容器２４内の油が圧縮機本体１に供給された
分だけ、油分離タンク内の油ないしドレンがドレ
ン配管２３、逆止弁２５を介して該ドレン容器２
４内に補給される。

然るに、圧縮機本体１の運転前においては油分
離タンク７内の油は常温まで冷えているから、前
述した如くメインスイツチ１５を投入したばかり
の運転開始初期には圧縮機本体１から吐出された
高温多湿の圧縮空気は油８に触れて冷却され、水
蒸気分が凝縮してドレンとなる。このため、油と
ドレンとが混合してエマルジヨン化すると共に、
圧縮空気が多量の気泡となつて混入した混合流体
が発生する。そして、前述した如くドレン容器２
４内の油が圧縮機本体１に供給された分だけ、前
記混合流体が油分離タンク７からドレン容器２４
に補給される。

ところが、本考案においては油回収管２９の一
端開口部には、ドレン容器２４内においてドレン
検出器２６の上部に位置して気泡回収用の漏斗３
０が設けられているから、油分離タンク７からド
レン容器２４内に気泡が流入しても、当該気泡は
漏斗３０によつて捕促され、油回収管２９を介し
て圧縮機本体１内に供給される。この結果、油層
Ａとドレン層Ｂとの間に介在する気泡Ｃを可及的
に減少させることができ、油層Ａとドレン層Ｂの
境界を明確でき、もつてドレン検出器２６が誤動
作するのを防止できる。また、ドレン容器２４に
仕切板２４Ａを設けておくことにより、漏斗３０
は仕切板２４の下部を通過した気泡のみを捕促す
ればよく、ドレン検出器２６の誤動作を確実に防
止しうる。

一方、前述の如く運転開始初期において油とド
レンとがエマルジヨン化した混合流体がドレン容
器２４内に流入することにより、ドレン層Ｂの液
面が上昇する。この結果、ドレン検出器２６がド
レン層Ｂに浸漬して電極間静電容量が増加し、ド
レン液面を検出することになる。これにより、電
磁弁２８のソレノイド２８Ａを励磁してこれを開
弁し、ドレン排出管２７を介してドレン容器２４
内のドレンを自動的に排出することができる。こ
のように、ドレンが排出されるに従つて、油分離
タンク７内の油はドレン容器２４に徐々に流出
し、再び油層Ａが大きくなり、ドレン層Ｂが低下
する。そして、ドレン検出器２６が油層Ａに完全
に浸漬されると電極間静電容量が減小し、再びソ
レノイド２８Ａが消磁して電磁弁２８が閉弁し、
ドレンの排出を停止する。これによつて油分離タ
ンク７内のドレンは全部排出されることになる。

次に、圧縮機本体１の圧縮運転を継続すると、
該圧縮機本体１から発生する圧縮熱のために、油
分離タンク７内も徐々に高温高圧状態となるか
ら、油と共に圧縮機本体１内に向けて噴射された
ドレンは圧縮空気に触れて蒸発し、圧縮空気、
油、ドレン蒸気として油分離タンク７内に吐出さ
れ油８に触れても当該ドレン蒸気は凝縮しなくな
る。この結果、油分離タンク７内の油分離器９で
油分のみが除去され、圧縮空気とドレン蒸気は該
油分離器９を通過して空気タンク１１に導びか
れ、ドレンが徐々に減少し、定格運転中にドレン
が発生することはない。しかし、定格運転中も油
分離タンク７内で圧縮空気が気泡となつて油８内
に混入しているから、この油は気泡と共にドレン
容器２４内に流れる。ところが、本考案において
は漏斗３０によつて常時気泡を捕促しつつ、油回
収管２９から圧縮機本体１に油を供給しうるか
ら、ドレン容器２４内の気泡を可及的に少くする
ことができる。

なお、前述の実施例ではドレン検出器２６とし
て静電容量式の検出のを用いるものとして述べた
が、従来技術のものと同様にドレンと油の中間比
重をもつフロートと、該フロートの上下動によつ
て作動するリードスイツチとからなるフロート式
のドレン検出器としてもよく、一方ドレン検出器
２６は機械式フロートとし、電磁弁２８は該機械
式フロートと連動する機械式開閉弁としてもよ
い。

また、油回収管２９は油回収管２１と合流して
油配管１６から圧縮機本体１の吸込み側に接続さ
れるものとして述べたが、圧縮機本体１のドレン
容器２４も低圧側部位である吸込み側に直接接続
してもよく、また油配管１６の途中であつてドレ
ン容器２４よりも低圧側部位に接続してもよいも
ので、要は圧縮機本体１の吸込み側に接続すれば
よいものである。

また、拡管部としての漏斗３０は図示のような
ものに限ることなく碗状等種々の形状とすること
ができ、一方、ドレン容器２４に仕切板２４Ａを
設けているものとして述べたが、該仕切板２４Ａ
を廃止してドレン容器２４の全体または大部分を
漏斗３０等で覆い、気泡回収効率を高めるように
してもよい。

さらに、ドレン配管２３の途中に逆止弁２５を
設け、運転終了時等に油分離タンク７内圧力を放
気して大気圧状態としたとき、ドレン分離器２４
内の気泡が膨張して油、ドレン、気泡等が該油分
離器７内に逆流するのを防止しているが、該逆止
弁２５を廃止してもよい。このように逆止弁２５
を廃止することにより、圧縮運転停止後油分離タ
ンク７内が自然放熱によつて冷却され、該油分離
タンク７内にドレンが発生しても、このドレンは
ドレン配管２３を介してドレン容器２４内に流
れ、逆にドレン容器２４内の油層Ａは油分離タン
ク７に向け流れるから、該ドレン容器２４内で油
とドレンを置換することができる。

本考案に係る油冷式回転圧縮機は以上詳細に述
べた如く、ドレン容器内に気泡が溜ることがない
から、ドレン検出器が安定的に作動し、圧縮機運
転中であつてもドレン容器内のドレンを確実に自
動排出することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案油冷式回転圧縮機の全体構成図であ
る。 １……圧縮機本体、２……モータ、７……油分
離タンク、８……油、１１……空気タンク、１６
……油配管、２３……ドレン配管、２４……ドレ
ン容器、２６……ドレン検出器、２８……電磁弁
（開閉弁）、２９……油回収管、３０……漏斗（拡
管部）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油により冷却されつつ気体を圧縮する圧縮機本
   体と、該圧縮機本体を駆動する動力源と、前記圧
   縮機本体へ供給する油を貯溜すると共に該本体よ
   り吐出される圧縮気体と油との混合体より油を分
   離する油分離タンクと、該油分離タンクに接続さ
   れ該油分離タンク内で発生したドレンを貯えるド
   レン容器と、該ドレン容器内に設けられドレンが
   所定液面となつたことを検出するドレン検出器
   と、前記ドレン容器の流出側に設けられ該ドレン
   検出器がドレン液面を検出したときに開弁する常
   閉の開閉弁とからなる油冷式回転圧縮機におい
   て、一端が前記ドレン容器内に開口し、他端が前
   記圧縮機本体の吸込み側に向けて開口した油回収
   管を設け、該油回収管の一端側開口部には前記ド
   レン検出器の上部に位置させて気泡回収用の拡管
   部を設けたことを特徴とする油冷式回転圧縮機。