(57)【要約】【課題】高圧段側圧縮機本体への液滴の混入を充分に抑制できる二段式スクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】低圧段側圧縮機本体１と、この低圧段側圧縮機本体１で圧縮された圧縮空気を冷却するインタークーラ１７と、このインタークーラ１７の冷却により圧縮空気内に生じた液滴を一次的に分離する出口室１６Ｂと、この出口室１６Ｂで分離しきれなかった液滴をさらに分離する閉塞管１８と、この閉塞管１８からの圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体２とを備える。【選択図】　図１
2004068658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧段側圧縮機本体と、
この低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器と、
この冷却器の冷却により前記圧縮空気内に生じた液滴を一次的に分離する液滴一次分離手段と、
この液滴一次分離手段で分離しきれなかった液滴をさらに分離する液滴二次分離手段と、
この液滴二次分離手段からの圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体とを備える二段式スクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載の二段式スクリュー圧縮機において、前記液滴二次分離手段は、前記圧縮空気が衝突する衝突部を備えることを特徴とする二段式スクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の二段式スクリュー圧縮機において、前記液滴二次分離手段を前記液滴一次分離手段の上方に設けたことを特徴とする二段式スクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の二段式スクリュー圧縮機において、前記液滴一次分離手段と前記液滴二次分離手段とが一体的に構成されていることを特徴とする二段式スクリュー圧縮機。
【請求項５】
低圧段側圧縮機本体と、
この低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器と、
この冷却器に一体的に設けられ、前記冷却器の冷却により前記圧縮空気内に生じた液滴を前記圧縮空気の流れ方向に略垂直な壁面に衝突させることで一次的に分離する冷却器ヘッダと、
この冷却器ヘッダの上部に設けられ、前記冷却器ヘッダで分離しきれなかった液滴を衝突させることで二次的に分離する閉塞板を上端に備えた閉塞管と、
この閉塞管の側方外部から内部に突出するように貫通して設けられ、前記閉塞管で液滴を分離した圧縮空気を導出する導出管と、
前記導出管からの圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体とを備える二段式スクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二基の圧縮機本体と、これら二基の圧縮機本体の間に設けられた冷却器とを有する二段式スクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、二段式スクリュー圧縮機は、低圧段側圧縮機本体と、この低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器と、この冷却器で冷却された圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体とを有し、低圧段側圧縮機本体で圧縮され高温となった圧縮空気を冷却器で冷却することで、高圧段側圧縮機本体における圧縮効率を高めるようになっている。
【０００３】
このとき、上記冷却器において、吸い込み空気の温度又は湿度の条件によっては圧縮空気中の水分が凝縮して液滴が発生する。特に、冷却器が水冷式の場合には冷却水として水温が比較的低い地下水を使用することがあり、この場合液滴の発生は顕著となる。そこで、通常、二段式スクリュー圧縮機は、冷却器と高圧段側圧縮機本体との間に液滴一次分離手段を備えており、この液滴一次分離手段によって冷却器で発生する液滴を分離することで、後段の高圧段側圧縮機本体に液滴が持ち込まれないようになっている。
【０００４】
しかしながら、この液滴一次分離手段による液滴の分離効率には限界があり、その結果、液滴一次分離手段で分離しきれない液滴については高圧段側圧縮機本体に流入することになる。このようにして高圧段側圧縮機本体に流入した液滴は、高圧段側圧縮機本体のケーシング、特に吸い込みポート部の発錆を促し、この錆が高圧段側圧縮機本体のスクリューロータに噛み込んでスクリューロータの固渋等を引き起こす可能性があった。
【０００５】
このような背景から、例えば特開平９−１５８８７０公報に記載のように、低圧段側圧縮機本体（一段圧縮機本体）と高圧段側圧縮機本体（二段圧縮機本体）との間に設けた水冷式の冷却器（インタークーラ）と、この冷却器で発生する液滴を分離する液滴一次分離手段（ドレンセパレータ）とを備え、上記冷却器に接続される冷却水入口配管と冷却水出口配管とをバイパスするバイパス配管を設け、このバイパス配管に冷却水入口温度を検出しその温度に応じて冷却器に流入する冷却水量を調節する温度調節弁を設けた二段式スクリュー圧縮機が提唱されている。この従来技術によれば、冷却水温度が低い場合には、冷却器へ流入する冷却水をある一定量バイパスさせて冷却器への冷却水量を減少させ、冷却器の出口における圧縮空気の温度を比較的高くすることで、液滴の発生量を小さくすることができる。この結果、液滴一次分離手段の分離効率に限界があっても、液滴が高圧段側圧縮機本体に流入するのを防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、一般に、二段式スクリュー圧縮機においては、上述したように低圧段側圧縮機本体で圧縮され高温となった圧縮空気を冷却器で冷却することで、高圧段側圧縮機本体における圧縮効率を高めるようになっている。したがって、上記従来技術における冷却器出口の圧縮空気温度の上昇範囲は圧縮機の性能に影響を及ぼさない範囲に限られるため、吸い込み空気の温度又は湿度によっては液滴の発生量を充分に低減できない可能性がある。また、例えばインバータ等を用いてモータの回転数の可変制御が可能な二段式スクリュー圧縮機において、モータの回転数が低下して吸い込み空気量が小さくなった場合には、冷却器への冷却水量を減少させても過冷却となってしまい、これによっても液滴の発生量を充分に低減できない可能性がある。
【０００７】
このように、上記従来技術においては、吸い込み空気の状態又は圧縮機の運転条件によっては液滴の発生量を充分に低減できない可能性があり、高圧段側圧縮機本体への液滴の混入抑制の観点において、更なる改善の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、高圧段側圧縮機本体への液滴の混入を充分に抑制できる二段式スクリュー圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明の二段式スクリュー圧縮機は、低圧段側圧縮機本体と、この低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器と、この冷却器の冷却により前記圧縮空気内に生じた液滴を一次的に分離する液滴一次分離手段と、この液滴一次分離手段で分離しきれなかった液滴をさらに分離する液滴二次分離手段と、この液滴二次分離手段からの圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体とを備える。
【００１０】
本発明においては、低圧段側圧縮機本体で圧縮され高温となった圧縮空気を冷却器で冷却する際に発生する液滴を、まず液滴一次分離手段で圧縮空気から一次的に分離し、ここで分離しきれなかったものについて、その後液滴二次分離手段でさらに分離する。これにより、液滴を圧縮空気から充分に分離することができ、高圧段側圧縮機本体への液滴の混入を充分に抑制することができる。したがって、高圧段側圧縮機本体の錆による固渋等を防止することができ、二段式スクリュー圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記液滴二次分離手段は、前記圧縮空気が衝突する衝突部を備える。
【００１２】
これにより、冷却器において発生する微小な液滴は、圧縮空気の流れによって圧縮空気と共に衝突部に衝突することで凝集化を促進され、より大きな液滴となる。この結果、自重により落下し圧縮空気と分離しやすくなるので、効率よく液滴を分離することができる。
【００１３】
また、例えば従来構造を改造して本発明の構成を実現しようとする場合、液滴一次分離手段から高圧段側圧縮機本体への配管を改造して衝突部を設けるだけで、既存の液滴一次分離手段を残したまま液滴の分離促進を行うことができる。したがって、従来構造からの改造を容易且つ安価に行うことができる。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）において、また好ましくは、前記液滴二次分離手段を前記液滴一次分離手段の上方に設ける。
【００１５】
このようにして、液滴二次分離手段で分離された液滴が自重により下方の液滴一次分離手段に落ちるようにすることで、液滴一次分離手段と液滴二次分離手段の液滴排出設備を共用することができる。したがって、例えば従来構造を改造して本発明の構成を実現する場合、既存の液滴一次分離手段の液滴排出設備を流用することができる。
【００１６】
（４）上記（１）乃至（３）にいずれかにおいて、また好ましくは、前記液滴一次分離手段と前記液滴二次分離手段とを一体的に構成する。
【００１７】
一般に、水冷式の冷却器はその出口に液滴一次分離手段を一体的に備えているのに対し、空冷式の冷却器は液滴一次分離手段を備えていない。このため、通常、空冷式の二段式スクリュー圧縮機においては、例えば市販の液滴一次分離手段を本体外に設けて冷却器と高圧段側圧縮機本体とに接続することにより、冷却器で発生する液滴を分離するようにしている。
【００１８】
本発明によれば、上記従来構造の空冷式の二段式スクリュー圧縮機を改造して本発明の構成を実現しようとする場合、本体外に設けられた液滴一次分離手段を一体的に構成された液滴一次分離手段及び液滴二次分離手段に交換するだけで足り、従来構造からの改造を容易且つ安価に行うことができる。
【００１９】
（５）上記目的を達成するために、また本発明の二段式スクリュー圧縮機は、低圧段側圧縮機本体と、この低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器と、この冷却器に一体的に設けられ、前記冷却器の冷却により前記圧縮空気内に生じた液滴を前記圧縮空気の流れ方向に略垂直な壁面に衝突させることで一次的に分離する冷却器ヘッダと、この冷却器ヘッダの上部に設けられ、前記冷却器ヘッダで分離しきれなかった液滴を衝突させることで二次的に分離する閉塞板を上端に備えた閉塞管と、この閉塞管の側方外部から内部に突出するように貫通して設けられ、前記閉塞管で液滴を分離した圧縮空気を導出する導出管と、前記導出管からの圧縮空気をさらに圧縮する高圧段側圧縮機本体とを備える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の二段式スクリュー圧縮機の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態を図１乃至図４を参照しつつ以下に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態の全体構造を表す模式図である。なお、この図１中の白抜きの矢印は圧縮空気の流れ、黒の太線の矢印はオイルの流れ、黒の細線の矢印は冷却水の流れ、グレーの矢印は冷却空気の流れを示している。
この図１において、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態は、水冷式の二段式スクリュー圧縮機であり、このスクリュー圧縮機は、低圧段側圧縮機本体１と、高圧段側圧縮機本体２とを備えている。これら低圧段側圧縮機本体１及び高圧段側圧縮機本体２は、それぞれが駆動スクリューロータ１ａ，２ａと従動スクリューロータ１ｂ，２ｂとを備えている。これらの駆動スクリューロータ１ａ，２ａは、それぞれが従動軸３，４を介してピニオンギヤ５，６と連結され、これらのピニオンギヤ５，６は、モータ７の駆動軸８の先端に取り付けられたブルギヤ９と噛合している。これにより、モータ７の駆動軸８が回転すると、ブルギヤ９、ピニオンギヤ５，６、及び従動軸３，４を介してその駆動力が駆動スクリューロータ１ａ，２ａに伝わり、これにより駆動スクリューロータ１ａ，２ａと共に従動スクリューロータ１ｂ，２ｂがそれぞれ連動して回転し、低圧段側圧縮機本体１及び高圧段側圧縮機本体２はそれぞれ空気を圧縮するようになっている。
【００２２】
なお、上記ピニオンギヤ５，６及びブルギヤ９は、ギヤケース１０内に収納されている。このギヤケース１０内のオイルは、オイルポンプ１１により循環されており（図１中黒の太線矢印参照）、オイルクーラ１２、オイルフィルタ１３を介して低圧段側圧縮機本体１及び高圧段側圧縮機本体２に供給された後、再びギヤケース１０内に戻るようになっている。
【００２３】
上記の低圧段側圧縮機本体１が回転すると、圧縮用空気が外部からフィルタ１４を介して低圧段側圧縮機本体１に吸い込まれ、圧縮される。この低圧段側圧縮機本体１により圧縮され高温になった圧縮空気は、導入管１５を介してインタークーラヘッダ１６の入口室１６Ａに導入され、インタークーラ１７で冷却されるようになっている。このインタークーラ１７で冷却された圧縮空気は、上記インタークーラヘッダ１６の出口室１６Ｂから閉塞管１８、導出管１９を介して高圧段側圧縮機本体２に吸い込まれ、さらに圧縮される。この高圧段側圧縮機本体２によりさらに圧縮された圧縮空気は、吐出管２０及び逆止弁２１を介してアフタークーラ２２に導入され、このアフタークーラ２２で冷却された後、外部へ吐出されるようになっている。
【００２４】
なお、上記のオイルクーラ１２、インタークーラ１７、及びアフタークーラ２２には冷却水が供給されており（図１中黒の細線矢印参照）、この冷却水によりオイル又は圧縮空気を水冷するようになっている。また、換気扇２３により圧縮機ユニット内に冷却空気を導入することで、圧縮機ユニット内を換気できるようになっている（図１中グレーの矢印参照）。
【００２５】
上記インタークーラヘッダ１６の内部は、上述したように入口室１６Ａと出口室１６Ｂとに隔離されている。図２は、このインタークーラヘッダ１６の詳細構造を表す縦断面図である。
この図２において、インタークーラヘッダ１６は、その内部が隔壁２４により入口室１６Ａとこの入口室１６Ａの上部に位置する出口室１６Ｂとに隔離されており、これら入口室１６Ａ及び出口室１６Ｂのインタークーラ１７側は開口している。また、インタークーラヘッダ１６は、インタークーラ１７側末端の外周側につば部１６ａを備えている。
【００２６】
上記のインタークーラ１７のインタークーラヘッダ１６側端部には、フランジ２５が例えば溶接により固定されており、このフランジ２５と上記インタークーラヘッダつば部１６ａとが接続板２６を挟んで複数箇所をボルト２７及びナット２８により締結固定されることで、インタークーラヘッダ１６とインタークーラ１７とが固定されるようになっている。
【００２７】
このインタークーラ１７は、その内部に略Ｕ字型形状をした空気管２９を複数備えており、これら空気管２９の両端は、上記接続板２６を貫通してインタークーラヘッダ１６の入口室１６Ａと出口室１６Ｂとにそれぞれ分かれて連通されている。これにより、導入管１５から導入される圧縮空気が入口室１６Ａより空気管２９に流入し、この空気管２９内を流れつつインタークーラ１７内で冷却されて、出口室１６Ｂに導出されるようになっている。
【００２８】
この出口室１６Ｂは、インタークーラヘッダ１６内部の略上半分の領域及びインタークーラ１７と反対側（図２中右側）における上・下両方の領域を有している。これにより、インタークーラ１７の空気管２９より導出される圧縮空気が出口室１６Ｂ内をインタークーラ１７と反対側に流れ、側壁１６ｂの内表面に対して略水平方向に衝突するようになっている。また、出口室１６Ｂの上記側壁１６ｂ側領域の下部には、液滴（ドレン分）受け部１６Ｂ１が形成されており、この液滴受け部１６Ｂ１の底部１６ｃには液滴排出口１６ｄが穿設されている。これにより、この液滴排出口１６ｄから排水管３０、逆止弁３１、フィルタ３２、及びオリフィス３３を介し、上記液滴受け部１６Ｂ１で受けた液滴を常時排出できるようになっている（詳細は後述）。
【００２９】
上記出口室１６Ｂの上部（詳細には液滴受け部１６Ｂ１の上部）には、吐出口１６ｅが穿設され、その周囲には縁部１６ｆが設けられている。また、前記閉塞管１８の下端部には、フランジ３４が例えば溶接により固定されており、このフランジ３４と上記縁部１６ｆとが複数のボルト３５により固定されることで、閉塞管１８はインタークーラヘッダ１６の上部に立設されている。
【００３０】
図３は、この閉塞管１８の構造を表す縦断面図である。
この図３において、閉塞管１８は、筒部１８ａと、この筒部１８ａの上部開口１８ａ１を閉塞する閉塞板部１８ｂとにより構成され、上述したように筒部１８ａと溶接固定されたフランジ３４がインタークーラヘッダ縁部１６ｆにボルト固定されることで、インタークーラヘッダ１６に固定されるようになっている。このとき、筒部１８ａの下部開口１８ａ２は、インタークーラヘッダ吐出口１６ｅと連通するようになっている。
【００３１】
上記筒部１８ａには貫通孔１８ａ３が穿設されており、この貫通孔１８ａ３に筒部１８ａの側方外部から内部に向かって前記導出管１９が差し込まれ、例えば溶接により固定されている。この導出管１９は、上記筒部１８ａに差し込まれた短管部１９ａと、この短管部１９ａに接続されたエルボ部１９ｂと、このエルボ部１９ｂに接続された短管部１９ｃ（図２参照）と、この短管部１９ｃに一端側を接続され他端側をフランジ３６を介して高圧段側圧縮機本体２に接続されたエルボ部１９ｄとにより構成されている。これら短管部１９ａ、エルボ部１９ｂ、短管部１９ｃ、及びエルボ部１９ｄは、それぞれが例えば突き合わせ溶接により接続されている。
【００３２】
以上において、インタークーラ１７は、特許請求の範囲各項記載の低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器を構成し、出口室１６Ｂは、冷却器の冷却により圧縮空気内に生じた液滴を一次的に分離する液滴一次分離手段を構成し、閉塞管１８は、液滴一次分離手段で分離しきれなかった液滴をさらに分離する液滴二次分離手段を構成する。また、インタークーラヘッダ１６は冷却器ヘッダを構成し、インタークーラヘッダ側壁１６ｂは、圧縮空気の流れ方向に略垂直な壁面を構成し、閉塞板部１８ｂは、圧縮空気が衝突する衝突部を構成する。
【００３３】
次に、上記構成の本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
低圧段側圧縮機本体１により圧縮され高温になった圧縮空気は、導入管１５を介してインタークーラヘッダ１６の入口室１６Ａに導入され、この入口室１６Ａから空気管２９に流入してインタークーラ１７内で冷却される。
【００３４】
ここで、インタークーラ１７は、インタークーラ１７出口空気温度が冷却水温度＋約２０℃となるようにその冷却能力を設定されており、空気温度３０℃、湿度８０％、冷却水温度が上記空気温度と略同等となる条件下においては、インタークーラ１７から流出される空気内に理論上液滴が含まれないように設計されている。しかしながら、吸い込み空気温度又は湿度が比較的高い場合、又は冷却水温度が比較的低い場合等には、圧縮空気中の水分が凝縮して液滴が発生する。
【００３５】
このようにして、インタークーラ１７で冷却されることで液滴が発生した場合、空気管２９から出口室１６Ｂに導出された圧縮空気は、発生した微小な液滴と共にインタークーラヘッダ側壁１６ｂの内表面に対して略水平方向に衝突する。これにより、微小な液滴は側壁１６ｂの内表面上で凝集化を促進され、より大きな液滴となって、自重により液滴受け部１６Ｂ１に落下する。このようにして、この出口室１６Ｂにおいて圧縮空気と液滴とは一次分離される。
【００３６】
但しこのとき、この出口室１６Ｂでの液滴分離効率は約８０〜９０％であり、分離しきれなかった残りの約１０〜２０％の液滴は、圧縮空気と共に後段の閉塞管１８に流入する。
【００３７】
閉塞管１８に流入した圧縮空気は、筒部１８ａ内を上昇し、出口室１６Ｂで分離しきれなかった液滴と共に閉塞板１８ｂの内表面に衝突する。これにより、上記側壁１６ｂの衝突時と同様に、微小な液滴は閉塞板１８ｂの内表面上で凝集化を促進され、より大きな液滴となって、自重により下方の液滴受け部１６Ｂ１に向かって落下する。このようにして、この閉塞管１８において圧縮空気と液滴とはニ次分離される。
【００３８】
このとき、上記出口室１６Ｂ内及び閉塞管１８内において圧縮空気より分離された液滴は、液滴受け部１６Ｂ１から液滴排出口１６ｄ、排水管３０、逆止弁３１、フィルタ３２、及びオリフィス３３を介し、常時排出される。
【００３９】
閉塞管１８において液滴を二次分離された圧縮空気は、導出管短管部１９ａに流入し、エルボ部１９ｂ、短管部１９ｃ、及びエルボ部１９ｄを介して高圧段側圧縮機本体２に導入される。この高圧段側圧縮機本体２によってさらに圧縮された圧縮空気は、吐出管２０及び逆止弁２１を介してアフタークーラ２２に導入され、このアフタークーラ２２で冷却された後、外部へ吐出される。
【００４０】
以上説明したように、上記本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態においては、低圧段側圧縮機本体１からの圧縮空気をインタークーラ１７で冷却する際に発生する液滴を、まず出口室１６Ｂで圧縮空気から一次分離し、この出口室１６Ｂで分離しきれなかった液滴を、その後段の閉塞管１８においてさらに二次分離する。これにより、インタークーラ１７で発生する液滴を圧縮空気から充分に分離することができ、高圧段側圧縮機本体２への液滴の混入を充分に抑制することができる。したがって、高圧段側圧縮機本体２のケーシング、特に吸い込みポート部等の発錆によるスクリューロータ２ａ，２ｂの固渋等を防止することができ、二段式スクリュー圧縮機の信頼性を向上することができる。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、閉塞管１８で分離された液滴が下方の出口室１６Ｂの液滴受け部１６Ｂ１に落下するようになっているので、閉塞管１８用の液滴排出設備を新たに設けずに、出口室１６Ｂに設けられた液滴排出口１６ｄ、排水管３０、逆止弁３１、フィルタ３２、及びオリフィス３３からなる液滴排出設備を共用することができる。
【００４２】
また、例えば従来構造の二段式スクリュー圧縮機を改造して本実施の形態の構成を実現しようとする場合、従来構造のインタークーラヘッダから高圧段側圧縮機本体への配管のコーナー部を改造して閉塞管１８を形成するだけで、既存のインタークーラヘッダを残したまま液滴の二次分離を行うことができる。したがって、従来構造からの改造を容易且つ安価に行うことができる。またこの場合、閉塞管１８を既存のインタークーラヘッダの上方に設けることで、既存のインタークーラヘッダの液滴排出設備を流用することができる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、全くフィルターを用いないので、フィルターを内蔵する一般的な構造の液滴分離器を用いた場合に生じるフィルターの目詰まりによる圧力上昇や圧力損失の増大等を防止することができる。
【００４４】
なお、上記本発明の第１の実施の形態では、閉塞管１８と導出管１９とを筒部１８ａに設けた貫通孔１８ａ３に導出管１９を差し込むことで接続するようにしたが、これに限らず、図４に示すようにティー部３７を用いて閉塞管１８′を構成し、このティー部３７により導出管１９と接続するようにしてもよい。
【００４５】
次に、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態を図５及び図６を参照しつつ以下に説明する。本実施の形態は、空冷式の二段式スクリュー圧縮機に本発明を適用したものである。
【００４６】
図５は、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態の全体構造を表す模式図である。なお、この図５中の白抜きの矢印は圧縮空気の流れ、グレーの矢印は冷却空気の流れを示している。
この図５において、本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態は、空冷式の二段式スクリュー圧縮機であり、このスクリュー圧縮機は、低圧段側圧縮機本体３９と、高圧段側圧縮機本体４０とを備えている。これら低圧段側圧縮機本体３９及び高圧段側圧縮機本体４０は、それぞれが駆動スクリューロータ３９ａ，４０ａと従動スクリューロータ３９ｂ，４０ｂとを備えており、モータ４１の駆動力がプーリ４２、ブルギヤ４３、ピニオンギヤ４４，４５を介して上記駆動スクリューロータ３９ａ，４０ａに伝わることにより、低圧段側圧縮機本体３９及び高圧段側圧縮機本体４０はそれぞれ空気を圧縮するようになっている。
【００４７】
上記低圧段側圧縮機本体３９により圧縮された圧縮空気は、導入管４６を介してインタークーラ４７に導入され、冷却されるようになっている。このインタークーラ４７で冷却された圧縮空気は、導入管４８を介して液滴分離器４９に導入され、この液滴分離器４９で液滴を分離された圧縮空気は導出管５０を介して高圧段側圧縮機本体４０に吸い込まれ、さらに圧縮される。この高圧段側圧縮機本体４０によりさらに圧縮された圧縮空気は、アフタークーラ５１で冷却された後、外部へ吐出されるようになっている。
【００４８】
なお、上記インタークーラ４７及びアフタークーラ５１は、換気扇５２によって圧縮機ユニット内に吸い込まれる冷却空気により空冷されるようになっている（図５中グレーの矢印参照）。
【００４９】
図６は、上記液滴分離器４９の構造を表す縦断面図である。
この図６において、液滴分離器４９は、短管５３と、一次分離室５４と、二次分離室としての閉塞管５５と、短管５６とを備えている。
【００５０】
短管５３は、フランジ５７を介して導入管４８と接続され、インタークーラ４７からの冷却された圧縮空気を一次分離室５４に導入するようになっている。
【００５１】
一次分離室５４内には、衝突板５８が短管５３から導入される圧縮空気の流れ方向に対して略垂直に設けられ、また一次分離室５４の底部５４ａには、液滴排出口５４ｂが穿設されている。この液滴排出口５４ｂから排水管５９、逆止弁６０（図５参照）を介し、一次分離室５４で分離した液滴を常時排出できるようになっている。
【００５２】
閉塞管５５は、筒部５５ａと、この筒部５５ａの上端部に固定された閉塞板部５５ｂとにより構成され、筒部５５ａの下端部は一次分離室５４に差し込まれるようにして貫通され、例えば溶接により固定されている。
【００５３】
短管５６は、上記筒部５５ａにその側方外部から内部に向かって差し込まれ、例えば溶接により固定されている。この短管５６の閉塞管５５と反対側の末端は、フランジ６１を介して上記導出管５０と接続され、閉塞管５５で液滴と二次分離された圧縮空気を導出管５０に導出するようになっている。
【００５４】
以上において、インタークーラ４７は、特許請求の範囲各項記載の低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却する冷却器を構成し、一次分離室５４は、冷却器の冷却により圧縮空気内に生じた液滴を一次的に分離する液滴一次分離手段を構成し、閉塞管５５は、液滴一次分離手段で分離しきれなかった液滴をさらに分離する液滴二次分離手段を構成する。また、衝突板５８は圧縮空気の流れ方向に略垂直な壁面を構成し、閉塞板部５５ｂは、圧縮空気が衝突する衝突部を構成する。
【００５５】
次に、上記構成の本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
低圧段側圧縮機本体３９により圧縮された圧縮空気は、導入管４６を介してインタークーラ４７に導入され、冷却される。このとき、第１の実施の形態において前述したように、吸い込み空気の温度・湿度の条件によっては圧縮空気中の水分が凝縮して液滴が発生する。
【００５６】
インタークーラ１７での冷却によって液滴が発生すると、圧縮空気は液滴と共に導入管４８から液滴分離器４９に導入される。導入管４８から短管５３を介して一次分離室５４に導入された圧縮空気は、インタークーラ１７で発生した微小な液滴と共に衝突板５８に対して略水平方向に衝突する。これにより、微小な液滴は衝突板５８の表面上で凝集化を促進され、より大きな液滴となって、自重により一次分離室５４の底部５４ａに落下する。このようにして、一次分離室５４において圧縮空気と液滴とは一次分離される。
【００５７】
その後、圧縮空気は一次分離室５４で分離しきれなかった液滴と共に閉塞管５５に流入する。閉塞管５５に流入した圧縮空気は筒部５５ａ内を上昇し、閉塞板５５ｂの内表面に衝突する。これにより、微小な液滴は閉塞板５５ｂの内表面上で凝集化を促進され、より大きな液滴となって、自重により下方の一次分離室５４の底部５４ａに落下する。このようにして、閉塞管５５において圧縮空気と液滴とがニ次分離される。
【００５８】
このとき、一次分離室５４及び閉塞管５５内において圧縮空気より分離された液滴は、一次分離室５４の底部５４ａから液滴排出口５４ｂ及び排水管５９を介して常時排出される。
【００５９】
なお、上記のようにして液滴分離器４９で液滴を分離された圧縮空気は、高圧段側圧縮機本体４０によりさらに圧縮され、アフタークーラ５１で冷却された後、外部へ吐出される。
【００６０】
以上説明したように、上記本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態によれば、前述の第１の実施の形態と同様に、インタークーラ４７で発生する液滴を圧縮空気から充分に分離することができ、高圧段側圧縮機本体４０への液滴の混入を充分に抑制することができる。
【００６１】
ここで、一般に水冷式の二段式スクリュー圧縮機においては、インタークーラが前述の第１の実施の形態におけるインタークーラヘッダ出口室１６Ｂのような液滴分離器を一体的に備えているのに対し、空冷式の二段式スクリュー圧縮機においては、インタークーラは液滴分離器を備えていない。このため、通常、従来構造の空冷式の二段式スクリュー圧縮機においては、例えば市販の液滴分離器を本体外に設けてインタークーラと高圧段側圧縮機本体とに接続することにより、インタークーラで発生する液滴を分離するようにしている。
【００６２】
本実施の形態によれば、上記従来構造の空冷式の二段式スクリュー圧縮機を改造して本実施の形態の構成を実現しようとする場合に、本体外に設けられた市販の液滴分離器を液滴分離器４９に交換するだけで足りるので、従来構造からの改造を容易且つ安価に行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、液滴一次分離手段と高圧段側圧縮機本体との間に液滴二次分離手段を設けることで、低圧段側圧縮機本体で圧縮された圧縮空気を冷却器で冷却する際に発生する液滴を、まず液滴一次分離手段で圧縮空気から一次的に分離し、ここで分離しきれなかったものについて、液滴二次分離手段でさらに分離する。これにより、液滴を圧縮空気から充分に分離することができ、高圧段側圧縮機本体への液滴の混入を充分に抑制することができる。したがって、高圧段側圧縮機本体の錆による固渋等を防止することができ、二段式スクリュー圧縮機の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態の全体構造を表す模式図である。
【図２】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態を構成するインタークーラヘッダの詳細構造を表す縦断面図である。
【図３】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態を構成する閉塞管の構造を表す縦断面図である。
【図４】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第１の実施の形態を構成する閉塞管の変形例の構造を表す縦断面図である。
【図５】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態の全体構造を表す模式図である。
【図６】本発明の二段式スクリュー圧縮機の第２の実施の形態を構成する液滴分離器の構造を表す縦断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　低圧段側圧縮機本体
２　　　　　　　高圧段側圧縮機本体
１６　　　　　　インタークーラヘッダ（冷却器ヘッダ）
１６Ｂ　　　　　出口室（液滴一次分離手段）
１６ｂ　　　　　側壁（壁面）
１７　　　　　　インタークーラ（冷却器）
１８　　　　　　閉塞管（液滴二次分離手段）
１８′　　　　　閉塞管（液滴二次分離手段）
１８ｂ　　　　　閉塞板部（衝突部；閉塞板）
１９　　　　　　導出管
３９　　　　　　低圧段側圧縮機本体
４０　　　　　　高圧段側圧縮機本体
４７　　　　　　インタークーラ（冷却器）
５０　　　　　　導出管
５４　　　　　　一次分離室（液滴一次分離手段）
５５　　　　　　閉塞管（液滴二次分離手段）
５５ｂ　　　　　閉塞板部（衝突部；閉塞板）
５８　　　　　　衝突板（壁面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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