JPS644078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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。

（従来の技術） 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）と共に吸い込
んだ油により圧縮機本体の冷却と潤滑とを行なう
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圧縮気体
貯留タンク（以下、貯留タンクという）へ導かれ
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
に油およ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、圧縮
気体の圧力が８〜９Kg／cm²のとき通常室温＋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、この従来のものでは、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、
停止を行な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。

このため最近では、特開昭56−12093号公報に
見られるように、圧縮機本体の気体吸込側に、圧
縮機本体の吸込側を大気または油タンクに対して
選択的に連通させる切換弁を接続し、油タンク内
の圧力が設定されている圧力より高い圧力になつ
たときに、その圧力により前記切換弁を切換えて
圧縮機本体の吸込側と油タンクを連通しアンロー
ダ運転が行なわれるようにした構成のものがあ
る。

このものでは、温度が低い場合には、油タンク
内が設定された圧力より大きくなると、アンロー
ダ運転を行なわせるとともに、貯留タンク内の圧
力上昇によつて圧力スイツチが作動しても、モー
タを停止させないようにして油温をすみやかに上
昇させることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記油冷式圧縮機では、油タンクと
貯留タンクを連通する管路には逆止弁が設けられ
ており、通常この逆止弁はばねの付勢力に抗して
開弁させる構成となつているために、油タンク内
の圧力が貯留タンクの圧力より高くなる。そのた
め、貯留タンク内を最高圧力にする場合には、油
タンク内はそれ以上の高い圧力とする必要があ
る。

また、圧力スイツチは、切換わるときの誤差が
あり、貯留タンク内が設定されている最高圧力よ
り高くなつたときに切換わるということもある。

そのため、切換弁を切換えてアンローダ運転を
始める圧力を、圧力スイツチの切換わるときの圧
力に設定しておくと、貯留タンク内の圧力が最高
圧力に達する前にアンローダ運転が始まつてしま
い、貯留タンク内に所定の圧力が貯留されなかつ
たり、油温の上昇が遅れてしまうことがあり、さ
らに、通常運転時に無用なアンローダ運転が行な
われる虞れがある。

そこで、これらを防ぐため、切換弁が切換わり
アンローダ運転を行なわせる圧力は、上記の条件
を考慮して圧力スイツチの作動する圧力P₁より
も一定値高い圧力P₂に設定されている。

しかしながら、このようにアンローダ運転を行
なわせる油タンクの圧力を、圧力スイツチの作動
圧力より高く設定すると、圧力を高くする分
｛（P₂）−（P₁）｝、余分な動力が必要となり、かつ
圧力が高くなる分、ドレンがかえつて発生しやす
い状態になつてしまう。さらに、通常の使用状態
の圧力P₁よりも、アンローダ運転を行なわせる
ために設定した高い圧力P₂に耐え得るように各
部材を設計しなければならず、コスト上も極めて
不利となつている。

（課題を解決するための手段） 以上の欠点を解決する手段として、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、該圧縮機本体より吐出された圧
縮気体中より油を除去する油タンクと、該油タン
ク内の油を前記圧縮機本体に油冷却器を介して供
給するための油配管と、前記油タンクに接続さ
れ、油が除去された圧縮気体を貯留する貯留タン
クと、からなる油冷式圧縮機において、 前記圧縮機本体の気体吸込側に接続され、吸入
側を閉鎖し油タンクと吸入側とを連通してアンロ
ーダ運転を行なわせる電磁式弁機構と、 前記貯留タンク内の圧力が一定値以上に上昇し
たときに作動する圧力スイツチと、 前記油タンク内の油温が設定値以上に上昇した
ときに作動する温度スイツチと、 前記圧力スイツチが作動したときで、油タンク
内の油温が設定値より低いときには、前記電磁式
弁機構に前記アンローダ運転を行なわせ、油温が
設定値以上のときには、前記圧力スイツチにより
モータを制御させる接続回路と、を設けたことを
特徴とするものである。

（作用） この構成によると、油温が低いときには、貯留
タンク内の圧力が上昇して圧力スイツチが作動し
ても、接続回路により、引き続きモータが駆動さ
れる。一方、圧力スイツチの作動により電磁式弁
機構が電気的に切り換えられて、圧縮機本体の吸
入側を閉鎖し油タンク内の圧力を圧縮機本体の吸
入側に戻すアンローダ運転が行なわれる。

これにより油温が上昇し、油温が設定温度に達
するとモータが停止されて、以後は圧力スイツチ
のみでモータが制御される。

このようにして、圧力スイツチの作動圧力より
もあまり圧力を上昇させることがなく、アンロー
ダ運転が行なわれ、油温がドレンの発生がし難い
温度まですみやかに上昇される。なお、油タンク
内の圧力は、逆止弁を設けた分だけ高くなるが、
従来のように各条件を考慮して高く設定していな
いため、ほとんど影響することはない。

（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
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の被圧縮気体吸込側
には、後述する電磁弁２０と協働して電磁式弁機
構を構成するアンローダ弁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１２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１６により接続されている。さら
に、油分離器７と要素間の油配管１２とが絞り１
７を備えた油戻し管１８により接続されている。

前記貯留タンク８には、この内部の圧力の大き
さに応じて作動する圧力スイツチ１９が接続さ
れ、該圧力スイツチ１９は、常閉型のものとなつ
ている所定の最低圧以下の圧力で閉復帰、所定の
最高圧で開となる（P₂＞P₁）。また、油タンク６
には電磁弁２０が装備されると共に、油の温度に
応じて作動する温度スイツチ２１、及び圧縮気体
開放用のレリーズ弁２２が装備されている上記温
度スイツチ２１はドレンが発生しない所定の温度
T₁以上の温度で作動して開となる常閉型のもの
とされ、さらにレリーズ弁２２は励磁時に閉とな
る常開型電磁レリーズ弁となつており、電磁弁２
０は消磁時に開となる常開型とされて、この開の
ときに油タンク６内の圧力をアンローダ弁３に供
給してこれを閉とするようになつている。

前記圧力スイツチ１９と温度スイツチ２１は、
協働してモータ２を制御しかつ該モータ２の運転
状況に応じてレリーズ弁２２を制御するもので、
また該圧力スイツチ１９は電磁弁２０すなわちア
ンローダ弁３をも制御する。

上記各要素２，１９，２０，２１，２２の接続
回路を第２図に示してあり、これを簡単に説明す
ると、モータ２は三相交流型のものとなつてい
る、その第１線２ａ、第２線２ｂ、第３線２ｃが
電源２３に接続され、各線２ａ，２ｂ，２ｃには
電磁開閉器の24常開接点２４ａ，２４ｂ，２４ｃ
が接続されている。また、メインスイツチ２５と
温度スイツチ２１と電磁開閉器２４の自己保持接
点２４ｄとが直列に接続され、該電磁開閉器２４
のコイル２４ｅと２端子型圧力スイツチ１９の一
方の端子１９ａとメインスイツチ２５とが直列に
接続されている。そして、圧力スイツチ１９の他
方の端子１９ｂと電磁弁２０のコイル２０ａが直
列に接続されている。なお、図中２２ａはレリー
ズ弁２２のコイルである。

次に、上記構成の作用について、これを総括的
に表わす第３図に基づいて説明することとする。
なお、第３図中α線が圧力変化をまたβ線が油温
変化を示している。

まず、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を手動操作してこれを閉と
すると、圧力スイツチ１９の端子１９ａが閉とな
つているので、電磁開閉弁２４のコイル２４ｅが
励磁されてその各接点２４ｅ〜２４ｄが閉とな
り、モータ２に通電されると共に、コイル２２ａ
が励磁されてレリーズ弁２２が閉となる。このモ
ータ２への通電により圧縮機本体１が駆動され、
しかも圧力スイツチ１９の端子１９ｂも閉となつ
ているため電磁弁２０が閉となつてアンローダ弁
３は開とされ、したがつて、圧縮機本体１は油と
共にフイルタ４を介して気体（通常は大気）を十
分に吸込み、圧縮作用を行なうこととなる。この
圧縮機本体１で圧縮された圧縮気体は、圧縮熱で
加熱された油と共に油タンク６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１２を経て再び圧縮機本体１の冷
却と潤滑とに使用されるが、油温がまだ十分に上
昇していないので、その殆どがバイパス管１６を
経て圧縮機本体１へ供給される。

このように、圧縮熱を受けて油温が上昇する
が、油温上昇に比して圧力上昇が大きいため、油
温がT₁になるまでに圧力がP₂にまで上昇する。
この圧力がP₂になると、圧力スイツチ１９が作
動して開となるが、電磁開閉器２４のコイル２４
ｅに接続した温度スイツチ２１が閉となつている
ので、モータ２へ通電され続け、したがつて圧縮
機本体１はなおも駆動され続ける。しかし、この
ときは、圧力スイツチ１９が開となつているた
め、電磁弁２０が消磁されて開となり、この結果
油タンク６内の圧力がアンローダ弁３に作用して
これを閉とする。したがつて、圧縮機本体１は駆
動され続けるも、気体を新たに吸込んで圧縮を行
なうことはなく、アンローダ運転となる。このア
ンローダ運転時にあつても、圧縮時に比して緩や
かではあるが油を加熱し続ける。そして、この油
加熱運転により油温が更に上昇して温度T₁にな
ると、温度スイツチ２１が開となり、モータ２が
停止する。

油が温度T₁以上になつた後は、圧力スイツチ
１９のみによつてモータ２の起動、停止が制御さ
れる通常の運転状態となる。すなわち、温度スイ
ツチ２１は、モータ２の停止を行なうが、起動に
は何等関与しない。

なお、第３図中Ａ領域は貯留タンク８内が圧力
P₂になるまでの運転初期域を、Ｂ領域がアンロ
ーダ運転域を、Ｄ領域が圧力開閉式の運転域を、
Ｃ領域がＢ領域からＤ領域へ移行するまでの過渡
域を示している。

第４図は本発明の他の実施例を示す。本実施例
では、アンローダ弁３と電磁弁２０の代りに、電
磁式切換弁２６を用い、加熱運転時（第３図Ｂ領
域）においては、油タンク６内の気体を絞り２６
ａを介して圧縮機本体１に吸込ませるようにして
いる。

なお、レリーズ弁２２は、モータ２が停止した
ときにのみ開となつて再起動時の負荷を軽減する
ものであるが、該レリーズ弁２２を設けなくとも
よい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
ドレンの発生しなくなる油温まですみやかに上昇
させるために、圧力スイツチが作動すると同時に
接続回路で電気的に電磁式弁機構を切換えてアン
ローダ運転を行なわせるようにしたため、油タン
ク内の圧力を圧力スイツチが作動するときの圧力
よりあまり高くならず、余分なロード運転を減少
させることができ、ドレンの発生量も低減でき
る。さらに、圧力スイツチでアンローダ運転を開
始させるため、アンローダ運転時と通常の運転時
とで、圧縮気体貯留タンク内の圧力の差異がなく
なるため、安定した圧縮気体の供給が行なえる。

また、圧縮機本体から圧縮気体貯留タンクまで
の経路内の圧力は、圧力スイツチの作動するとき
の圧力よりあまり高くなることがなく、従来のよ
うに各部品に対して特別の耐圧性を配慮しなくて
よい。

さらに、従来のものは、油タンク内の圧力によ
る切換弁の制御と圧力スイツチによるモータの制
御の２つの制御系統となつているが、本発明で
は、圧力スイツチのみで切換弁およびモータの制
御を行なうため、制御系が簡単な構成となる。特
に、従来のものでは、圧力により切換弁の切換え
を行なうため、その配管の取り回しや密閉が容易
でないが、本発明は配線により接続が行なわれる
ため、このような問題は生じない。

【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
図は電気回路図、第３図は作用を総括的に示す線
図、第４図は本発明の他の実施例を示す要部系統
図である。 １……圧縮機本体、２……モータ、３……アン
ローダ弁（電磁式弁機構）、２０……電磁弁（電
磁式弁機構）、６……油タンク、８……圧縮気体
貯留タンク、１１……逆止弁、１９……圧力スイ
ツチ、２１……温度スイツチ、２４……電磁開閉
器。

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、該圧縮機本体よ
   り吐出された圧縮気体中より油を除去する油タン
   クと、該油タンク内の油を前記圧縮機本体に油冷
   却器を介して供給するための油配管と、前記油タ
   ンクに接続され、油が除去された圧縮気体を貯留
   する圧縮気体貯留タンクと、からなる油冷式圧縮
   機において、 前記圧縮機本体の気体吸込側に接続され、吸入
   側を閉鎖し油タンクと吸入側とを連通してアンロ
   ーダ運転を行なわせる電磁式弁機構と、 前記圧縮気体貯留タンク内の圧力が一定値以上
   に上昇したときに作動する圧力スイツチと、 前記油タンク内の油温が設定値以上に上昇した
   ときに作動する温度スイツチと、 前記圧力スイツチが作動したときで、油タンク
   内の油温が設定値より低いときには、前記電磁式
   弁機構に前記アンローダ運転を行なわせ、油温が
   設定値以上のときには、前記圧力スイツチにより
   モータを制御させる接続回路と、 を設けたことを特徴とする油冷式圧縮機。 ２ 電磁式弁機構が、電磁弁と該電磁弁の開弁に
   より前記吸入側を閉鎖してアンローダ運転を行な
   わせるアンローダ弁とからなる特許請求の範囲第
   １項記載の油冷式圧縮機。 ３ 電磁式弁機構が、２位置の電磁式切換弁であ
   る特許請求の範囲第１項記載の油冷式圧縮機。