(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気に混入された油を分離し貯留する油分離器と、この油分離器で分離された油を前記圧縮機本体に供給する油循環経路を構成する油配管と、前記油循環経路に設けられ前記油配管を流れる油を冷却する油冷却器と、この油冷却器をバイパスする第１のバイパス配管と、前記油冷却器及び前記第１のバイパス配管に流れる油の流れを制御する温度調節弁と、前記油冷却器の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた弁手段と、この弁手段のうち前記油冷却器の下流側に設けられる弁手段をバイパスし前記油配管よりも小径の第２のバイパス配管と、前記油冷却器の下流側に設けられる前記弁手段を圧縮機の運転開始時に開き圧縮機の運転停止時に閉じるように制御する制御装置とを備えた油冷式空気圧縮機。
【請求項２】
空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気に混入された油を分離し貯留する油分離器と、この油分離器で分離された油を前記圧縮機本体に供給する油循環経路を構成する油配管と、前記油循環経路に設けられ前記油配管を流れる油を冷却する油冷却器と、この油冷却器をバイパスする第１のバイパス配管と、前記油冷却器及び前記第１のバイパス配管に流れる油の流れを制御する温度調節弁と、前記油冷却器の上流側に設けられた逆止弁と、前記油冷却器の下流側に設けられた電磁弁と、この電磁弁をバイパスし前記電磁弁が取り付けられる配管よりも小径の第２のバイパス配管と、前記電磁弁を圧縮機の運転開始時に開き圧縮機の運転停止時に閉じるように制御する制御装置とを備えた油冷式空気圧縮機。
【請求項３】
前記油冷却器の上流側の前記弁手段として逆止弁を、下流側の前記弁手段として電磁弁を用いたことを特徴とする請求項１記載の油冷式空気圧縮機。
【請求項４】
前記第２のバイパス配管として、断面積が、前記油配管又は前記第１のバイパス配管の断面積の４〜８％のものを用いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油冷式空気圧縮機。
【請求項５】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止時に、前記油分離器の全容積のうち油が存在しない部分の容積が、前記油分離器内に戻る油の容積よりも大となるように前記電磁弁を制御することを特徴とする請求項２または３記載の油冷式空気圧縮機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止時に、前記油分離器に戻る油が、前記油分離器の全容積の半分以下となるように前記電磁弁を制御することを特徴とする請求項２または３記載の油冷式空気圧縮機。
【請求項７】
前記第２のバイパス配管は、前記電磁弁の上側を通過するように配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の油冷式空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油冷式空気圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
油冷式の空気圧縮機は、圧縮機本体で圧縮される空気に油が混入されるため、圧縮空気と油とを分離する油分離器を備えている。油分離機で分離された油は油溜り部に貯留されるが、圧力変動によってフォーミング現象が生ずる場合がある。
【０００３】
特許文献１には、可燃性のガスを圧縮するに好適とされるスクリュー圧縮機が開示されている。この特許文献１では、圧縮機本体吐出側のオイルセパレータに溜められる潤滑油が運転停止時にフォーミングを起こすために、これを抑制する構成が開示されており、運転停止時であってもオイルセパレータ部分の内部圧力を維持するように弁の開閉を制御することで、圧力の急変によるフォーミング現象の発生を回避している。
【０００４】
【特許文献１】特公平６−１７６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
油冷式の空気圧縮機においては、圧縮空気に油が混入するために、油分離器で分離されて貯留する油は圧縮空気の微細な気泡が混ざった状態となる。このときの具体的な構成例を、図６を用いて説明する。
【０００６】
図６は油冷式の空気圧縮機の系統図である。吸込絞り弁３を介して取り込まれた空気は圧縮機本体１で圧縮される。このとき、圧縮機本体１内の図示しないロータ間のギャップをシールしつつ潤滑を行う油が混入される。したがって、圧縮機本体１の吐出ポートからは圧縮された圧縮空気と油が吐出され、油分離器２へと送られる。
【０００７】
油分離器２は油分離機構２ａと油溜り部２ｂとからなり、油分離器２で分離されて微細な気泡が混ざり合った油は、油溜り部２ｂに貯留されることになる。そして、油溜り部２ｂに溜められた油は、油配管１１を介して圧縮機本体１へと送られ、圧縮空気に再び注油される。このとき、油溜り部２ｂから圧縮機本体１へと送られる油の一部は油冷却器６によって冷却される。この冷却される油の量は、油冷却器６をバイパスする油バイパス配管１４を流れる油の量とともに温度調節弁２２によって調節される。
【０００８】
一方、油分離器２によって油が分離された圧縮空気は、調圧逆止弁１７の閉じ圧力以上になると調圧逆止弁１７の弁が開かれることによって、ユニット出口より顧客設備に供給される。油分離器２によって油が分離された圧縮空気は高温となっているため、通常は、顧客設備に供給される前に、吐出空気冷却器によって冷却される。
【０００９】
ここで圧縮機本体１の運転が停止すると、ユニット内部圧力が調圧逆止弁１７の閉じ圧力以下に低下するまで圧縮空気が放出され、油分離器２の内部圧力が急激に低下し、その後放気電磁弁９と制御配管１６と放気量調整手段１０を介して圧縮空気が放出され、油分離器２の内部圧力が大気圧まで低下する。この油分離器２の内部圧力の低下が、フォーミング現象の主たる原因となる。以下、詳述する。
【００１０】
運転中は、油分離器２は圧縮空気の流路となるため、高圧状態が維持されている。このときの油分離器２内の圧力をＰ0とし、調圧逆止弁の閉じ圧力Ｐ1とすると（Ｐ0＞Ｐ1）、運転停止時には、油分離器２内の圧力がＰ0からＰ1まで急激に低下した後大気圧まで低下する。そして、圧力の急激な低下と同時に、圧縮機本体の運転停止によって油の循環が止まることにより油冷却器６を始めとするユニット内の油循環経路中に存在していた油が、圧縮機本体１や油分離器２へと戻ることになる。さらに、圧縮機本体１内の油も油分離器２へ戻り、特に油分離器２内の油面の上昇が発生する。
【００１１】
例えば、ユニット内部の総油量のうち、運転中は全体の約５０％が油分離器２の油溜り部２ｂに溜まり、約１０〜１５％が圧縮機本体１に流れ、約３５〜４０％が油冷却器６等の油循環経路中に流れている、という一般的な油冷式の空気圧縮機の状態を例にとると、油冷却器６から油分離器２へ戻る油の影響、すなわち、油戻りの影響が大きくなってくる。油冷却器６の上流側には逆止弁７が設けられているが、油バイパス配管１４を介して油分離器２へ油が戻ってしまうため、油分離器２の油面が上昇してしまう。
【００１２】
加えて、圧縮機本体１や油分離器２や油配管１１や油冷却器６の内部圧力も急激に低下するため、油分離器２内の油溜り部２ｂに溜まった油に含まれる圧縮空気の微細な気泡が急膨張する。このとき、油の油面上昇と気泡の急膨張とが同時に発生し、油面が油分離器２の油分離機構２ａまで押し上げられ、油分離機構２ａの下流側に油が浸透して油分離器２から油が吹き出してしまう。この結果、油が外部に持ち出され、油が吐出空気に混入する。油の吹き出しは、空気圧縮機の品質低下を招くだけではなく、装置内に潤滑油が少なくなってしまうことから装置の信頼性低下に繋がってしまう。
【００１３】
このようなフォーミング現象は、圧縮機本体１が運転している際の圧力Ｐ0が高いほど発生しやすくなるため、高圧仕様の空気圧縮機を提供する際に、問題として顕在化する傾向にある。
【００１４】
特許文献１では、圧縮機本体１の運転停止後に油分離器２の内部圧力が急激に下がらないようにすることでフォーミング現象に基づく油分離器２からの油の吹出しを防止している。例えば、図６に示すように、油分離器２の圧縮空気の出口に放気電磁弁９を設けるとともに、制御配管１６を介して吸込絞り弁３の弁操作室３ａを接続し、放気電磁弁９を制御基板２１によって制御するものとする。
【００１５】
そして、圧縮機本体１が運転しているときは、放気電磁弁９を閉じて吸込絞り弁３を開き、停止時には放気電磁弁９を開き弁操作室３ａに油分離器２の内部圧力を導入して吸込絞り弁３を閉じる。このように、停止時に瞬時に吸込絞り弁３を閉じることにより、圧縮空気の気泡の周囲圧力の減圧に伴う急膨張を抑え、運転停止に際して油のフォーミング現象に基づく油分離器２からの油の吹出しを防止している。
【００１６】
このように、圧縮機本体１の運転停止後に油分離器２内部の圧力が急激に低下しないようにすることでフォーミング現象に基づく油分離器２からの油の吹き出し、および吐出空気への油の混入の防止が可能となる。
【００１７】
しかしながら、油の吹出し抑制の効果は油分離器２の容積に大きく依存し、例えば油分離器２の容積が小さくなるほど油分離器２内の圧力を高く維持する時間を長くしなければならないという問題があった。また、圧縮機の運転停止後に長い時間高い圧力がユニット内部に維持されている状態は安全性の観点を考慮すると必ずしも有効とはいえない。
【００１８】
一方、フォーミング現象により油と急膨張した気泡が油分離機構２ａまで達しないようにするために油分離器２の容積を大きくすると、素材重量が増え材料費がかかってしまうため、コストを低く抑えることができないだけではなく、ユニット全体の大型化を招いてしまう。
【００１９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく、品質と信頼性の向上を図った油冷式空気圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するための本発明の第一の特徴は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気に混入された油を分離し貯留する油分離器と、この油分離器で分離された油を前記圧縮機本体に供給する油循環経路を構成する油配管と、前記油循環経路に設けられ前記油配管を流れる油を冷却する油冷却器と、この油冷却器をバイパスする第１のバイパス配管と、前記油冷却器及び前記第１のバイパス配管に流れる油の流れを制御する温度調節弁と、前記油冷却器の上流側及び下流側にそれぞれ設けられた弁手段と、この弁手段のうち前記油冷却器の下流側に設けられる弁手段をバイパスし前記油配管よりも小径の第２のバイパス配管と、前記油冷却器の下流側に設けられる前記弁手段を圧縮機の運転開始時に開き圧縮機の運転停止時に閉じるように制御する制御装置とを備えたことにある。
【００２１】
また、第２の特徴は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気に混入された油を分離し貯留する油分離器と、この油分離器で分離された油を前記圧縮機本体に供給する油循環経路を構成する油配管と、前記油循環経路に設けられ前記油配管を流れる油を冷却する油冷却器と、この油冷却器をバイパスする第１のバイパス配管と、前記油冷却器及び前記第１のバイパス配管に流れる油の流れを制御する温度調節弁と、前記油冷却器の上流側に設けられた逆止弁と、前記油冷却器の下流側に設けられた電磁弁と、この電磁弁をバイパスし前記電磁弁が取り付けられる配管よりも小径の第２のバイパス配管と、前記電磁弁を圧縮機の運転開始時に開き圧縮機の運転停止時に閉じるように制御する制御装置とを備えたことにある。
【００２２】
上記の本発明の特徴を有するものにおいて、より好ましい具体的態様は下記の通りである。
（１）上記第１の特徴を有するものにおいては、前記油冷却器の上流側の前記弁手段として逆止弁を、下流側の前記弁手段として電磁弁を用いたこと。
（２）前記第２のバイパス配管として、断面積が、前記油配管又は前記第１のバイパス配管の断面積の４〜８％のものを用いること。
（３）前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止時に、前記油分離器の全容積のうち油が存在しない部分の容積が、前記油分離器内に戻る油の容積よりも大となるように前記電磁弁を制御すること。
（４）前記制御装置は、前記圧縮機の運転停止時に、前記油分離器に戻る油が、前記油分離器の全容積の半分以下となるように前記電磁弁を制御すること。
（５）前記第２のバイパス配管は、前記電磁弁の上側を通過するように配置されること。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、品質と信頼性の向上を図った油冷式空気圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１、図５に示すように、本実施形態に係る油冷式の空気圧縮機は、空気を圧縮するとともに圧縮空気に油が混入される圧縮機本体１と、圧縮機本体１で生成された圧縮空気から油を分離する油分離器２と、油分離器２で分離された油を圧縮機本体１に供給する油循環経路を構成する油供給系統と、この油供給系統に設けられ空気もしくは冷却水との熱交換により油を冷却する油冷却器６とを少なくとも備えている。
【００２５】
また、油冷却器６の上流側と下流側の油循環経路に、それぞれ弁手段７、８が設けられている。また、油冷却器６をバイパスする油配管１４が設けられる。この油配管１４は油冷却器６の上流側に設けられた温度調節弁２２から分岐し、油冷却器６に流れる油の量が温度に応じて制御される。
【００２６】
弁手段８は圧縮機の運転に合わせて制御され、具体的には、圧縮機の運転と同時に油冷却器６の管路を開いて油を流し、圧縮機の運転停止と同時に油の流れを止めるように制御する。本実施形態では、図１、図５に示すように、油冷却器６の上流側に逆止弁７を備え、油冷却器６の下流側の出口から油配管１４を経由して温度調節弁２２に至る配管経路中に停止電磁弁８が設けられる。
【００２７】
加えて、この停止電磁弁８をバイパスする油配管１５を設けている。この油配管１５は、油冷却器６から温度調節弁２２に至る配管経路を構成する配管と比較して、径の小さなものを用いる。この油配管１５を設けることによって、圧縮機の運転停止後に急膨張した気泡が油分離器２内で発生している間の油面上昇を軽減することができる。特に、油冷却器６から油分離器２への油戻りに伴う油溜り部２ｂ内の油面の急激な上昇を抑え、気泡膨張による影響を抑えることができる。なお、この油配管１５は、逆止弁７をバイパスしても同様の作用効果が期待できるが、以下では、停止電磁弁８をバイパスするものとして説明する。
【００２８】
このように、圧縮空気の微細な気泡の急膨張を油分離器２の内部でとどめることができるので、フォーミング現象に基づく油分離器２からの油の吹出し、および吐出空気への油の流出を防止することが可能となる。
【００２９】
また、必要以上に油分離器２を大きくする必要がないため、油分離器２の大きさを必要最小限に抑え、材料費を含むコストを抑えることができるだけではなく、ユニットサイズの小型化が可能となる。以下、より具体的な例を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３０】
本実施形態に係る第１実施例を図１を用いて説明する。図１は第１実施例に係る油冷式空気圧縮機の系統図である。吸込みフィルター４を介して吸込みパイプ１３から吸込絞り弁３に大気中の空気が入り、吸込絞り弁３と圧縮機本体１とを接続する管路ａを通った空気が圧縮機本体１で圧縮される。圧縮機本体１に吸い込まれた空気は、圧縮機本体１内で油配管１１からの注油を受けつつ、圧縮機本体１内のロータ（未図示）により圧縮される。圧縮機本体１内では、注油を受けることによってロータ間のギャップがシールされるとともに潤滑され、したがって、圧縮機本体１の吐出ポートからは圧縮された圧縮空気と油が吐出され、注油された油と共に圧縮ガスを管路ｂより油分離器２に吐出するようになっている。
【００３１】
油分離機２は、上部に油分離機構２ａを備え、油分離機構２ａの下部は油溜り部２ｂとなっている。したがって、油分離器２内に入った圧縮空気と油は、油分離機構２ａによって分離され、分離された油が滴下して、一旦油溜り部２ｂに溜められることになる。
【００３２】
油が分離された圧縮空気は吐出空気配管１２に送り出される。吐出空気配管１２は、油分離器２の下流側に配設された配管であり、油分離機構２ａで油が分離された後の圧縮空気の流路となっている。この吐出空気配管１２には調圧逆止弁１７及び吐出空気冷却器５が設置されている。圧縮空気が調圧逆止弁１７の閉じ圧力以上になると調圧逆止弁１７の弁が開かれる。調圧逆止弁１７が開かれると、圧縮空気は吐出空気冷却器５により冷却された後、ユニット吐出口より吐出され、顧客設備に供給される。
【００３３】
一方、油分離機構２ａによって分離され、油溜り部２ｂに溜められた油は、油分離器２と圧縮機本体１とを接続する油配管１１によって圧縮機本体１へと注油される。油配管１１は、圧縮機本体１と油分離器２とを接続する圧縮空気の流路である管路ｂとは別に設けられた油循環経路の一部をなす配管であり、配管経路中に分岐部を備えている。本実施例では、図１に示すように温度調節弁２２によって分岐する第１の油バイパス配管（以下、「油バイパス配管Ａ」という。）１４が設けられている。この油バイパス配管Ａ１４は、油配管１１中に設けられた逆止弁７、油冷却器６、及び停止電磁弁８をバイパスしている。
【００３４】
温度調節弁２２は図示しない温度検出器によって制御され、油温が低い場合は油バイパス配管Ａ１４に油が流れて圧縮機本体１へと注油が行われる。油温が高い場合は逆止弁７を通過して油冷却器６に油が流れ、ここで冷却された後に圧縮機本体１に注油される。
【００３５】
本実施形態では、油冷却器６の下流側の油配管１１に設けられる停止電磁弁８をバイパスする第２の油バイパス配管（以下、「油バイパス配管Ｂ」という。）が設けられている。したがって、油温が高い場合に油冷却器６により冷却された油は、停止電磁弁８及び停止電磁弁８をバイパスする油バイパス配管Ｂ１５を通過した後に圧縮機本体１へ注油される。
【００３６】
油バイパス配管Ｂ１５は停止電磁弁８の手前から配管を立ち上げて停止電磁弁８の上側を通過するように配置しており、後述するように、圧縮機停止時の圧力低下後に、油冷却器６内からの油戻りが少なくするようにしている。
【００３７】
次に、本実施例における弁の開閉制御について図２及び図３を用いて説明する。図２は本実施例における弁の開閉制御の状態を示す図であり、図３は弁の開閉制御に係るフロー図である。本実施例の弁は制御基板２１（制御装置）によって制御され、具体的には、図２に示すように、放気電磁弁９は、起動時、アンロード時、停止時は弁を開き、ロード運転時は弁を閉めるように制御される。したがって、ロード運転時は放気電磁弁８が閉じられているため、吸込絞り弁３は開放状態となり、圧縮機本体１で空気の圧縮が行われる。なお、放気電磁弁９は油分離器２の下流側の圧縮空気の流路と吸込絞り弁３の弁操作室３ａを接続する制御配管１６に設けられており、制御基板２１からの制御指令に基づいて図２に示すような開閉の制御が行われる。
【００３８】
また、油配管１１に設けられる停止電磁弁８は、圧縮機本体１の運転開始と同時に弁を開き、圧縮機本体１の運転停止と同時に弁を閉じるように制御される。したがって、圧縮機本体１が運転停止となると、停止電磁弁８が閉じられるため、油冷却器６内に溜められた油が圧縮機本体１や油分離器２へと急激に戻ることが抑制される。
【００３９】
すなわち、圧縮機本体１の運転開始と同時に停止電磁弁８が開かれ、油循環経路を構成する油配管１１が開通し、運転開始後の起動運転時（例えば、運転開始から１５秒後）に放気電磁弁９が閉じられ、吸込絞り弁３が開かれることでロード運転となる。そして、ロード／アンロードの切替えは放気電磁弁９の開閉によってなされる。逆止弁７には、ロード／アンロードに関わらず、油冷却器６にて冷却が必要な油が流れる状態となっており、油の循環が行われ、その際、温度調節弁２２によって油冷却器６に流れる油の流量が制御される。
【００４０】
圧縮機本体１の運転停止にあたっては、放気電磁弁９を開として制御配管１６を介して弁操作室３ａの圧力を上げて吸込絞り弁３を閉じる。このとき、放気量調整手段１０によって油分離器２の内部圧力が急激に下がらないようにする。さらには、停止電磁弁８を閉じることで、油冷却器６を含む油循環経路から油バイパス配管Ａ１４を介して油分離器２へと至る油戻りを防止する。なお、油冷却器６の上流側には逆止弁７が設けられているため、油冷却器６を逆流して油分離器２へと戻る油戻りは防止されている。
【００４１】
当該制御によれば、フォーミング現象による油の吹出しに対する抑制効果は認められるが、運転停止時に油冷却器６内が高圧状態となってしまう。例えば、油分離器２内部圧力が運転時圧力を１ＭＰａとし、調圧逆止弁１７の閉じ圧力を０．４４ＭＰａとした場合、油分離器２内の内部圧力が１ＭＰａから０．４４ＭＰａまで急変し、その後放気電磁弁９と制御配管１６と放気量調整手段１０を介して圧縮空気を放出することで油分離器２の内部圧力が低下しても油冷却器６から油分離器２への油戻りが少なくなり急激な油面上昇を抑えることで油の吹出しが防止可能となっているが、油冷却器６内が１ＭＰａ程度の高圧が維持されることになってしまう。
【００４２】
本実施例では、上述のように油バイパス配管Ｂ１５を備え、停止電磁弁８が閉じられた状態であっても停止電磁弁８の上流側と下流側とを連通することで、高圧状態が維持されることによる不都合を回避している。
【００４３】
上述のように、本実施例では、フォーミング現象による油の吹出しを抑制するために、油溜り部２ｂにおける油の泡立ち時間（圧力変化に依存）と油戻りに要する時間（油面上昇の原因）との関係が問題となる。そこで、これらを考慮した構成について説明する。
【００４４】
圧縮機本体１の運転が停止するとユニット内を循環していた油が圧縮機本体１や油冷却器６から油分離器２へ戻り、油分離器２内の油面が上昇する。ユニット内部の総油量の内、運転中は全体の約５０％が油分離器２の油溜り部２ｂに溜まり、全体の約１０〜１５％が圧縮機本体１に流れ、全体の約３５〜４０％が油冷却器６に流れていることから、運転停止後の油分離器２の油面上昇は、油冷却器６から油バイパス配管Ａ１４を通過して油分離器２へ流れる油戻りの影響が大きい。
【００４５】
そのため、圧縮機本体１の運転停止後の油冷却器６からの油戻りを止めることが油分離器２内部の油面上昇を抑えるのに有効な手段となるが、油冷却器６からの油戻りを完全に止めてしまうと油冷却器６内の圧力が下がらなくなってしまう。したがって、油冷却器６内の圧力を下げるため、油冷却器６内に残った油を少量だけ流れ出すようにして圧力を下げる必要があるが、圧縮機本体１が停止し油圧が減少するとユニット内の油全てからフォーミング現象が発生するため、油配管１１内も油圧の減少によりフォーミング現象が発生する。
【００４６】
フォーミング現象は運転停止直後から発生していること、及び、３分以内で収束に向かうことが想定されており、油戻りを最小に抑えた上で効果的に油冷却器６内の圧力を下げるためには油バイパス配管Ｂ１５の配管径が重要となる。本実施例では、停止電磁弁８として開閉制御が可能なものを用い、開度の制御を行わないものとしているため、特に油バイパス配管Ｂ１５の配管径が問題となる。油バイパス配管Ｂ１５の配管径を、停止電磁弁８が取り付けられる配管径よりも小さいものを用いることで、停止電磁弁８が閉状態となった場合に開状態と比較して、油あるいは空気が流れにくいものとしている。換言すれば、運転停止直後には油循環経路を流れる油あるいは空気の量を運転中よりも少なくするように制御することが肝要である。
【００４７】
以下、停止電磁弁８に開閉の切替制御が可能な弁を用い、油分離器２の全容積が１１リットル、総油量が１０リットル、圧縮機停止時の内部圧力が１ＭＰａから０．４４ＭＰａ程度まで低下する場合を挙げて、油循環経路を流れる油あるいは空気の量と配管径との関係を説明する。
【００４８】
一例として、圧縮機の運転中は、油分離器２の油溜り部２ｂには約５リットル溜まっており、フォーミング現象により上昇する油分が、油溜り部２ｂの上方に位置する油分離機構２ａを超えないようにするには、油分離器２の全容積の半分以下に油量を抑えること、すなわち、油戻り量を０．５リットル以下に抑えることが必要となる。そして、泡立ちの収束前に、２リットル以上の油が油分離器２に戻ってしまう場合にフォーミング現象による問題が発生しやすいことから、このような場合を不具合と定義する。
【００４９】
すなわち、運転停止後フォーミングによる泡が発生している間に油冷却器６から油分離器２への油戻りを０．５リットル以下に収め、なおかつ油冷却器６の運転圧力から大気圧まで減圧にかかる時間を安全上問題ないと考えられる２分以内に収めることが重要となり（当該時間はフォーミング現象が収束に向かう時間よりも短時間である）、これらを考慮した結果、具体的な配管径としては、油配管１１の断面積に対する油バイパス配管Ｂ１５の断面積の割合を４〜８％に収めることが望ましい。
【００５０】
図４は、油バイパス配管Ｂ１５の径と、停止電磁弁８が設けられる配管径の断面積の割合と、油冷却器６内の減圧時間及び油分離器２内のフォーミングの関係を示す図であり、上記の断面積の割合４〜８％の正否を確認した結果を示すものである。
【００５１】
図４によれば、油冷却器６の内部圧力が２分以内で大気圧まで下げられるような油バイパス配管Ｂ１５の配管径としてはφ４以上が必要であり、フォーミングの油分離機構２ａまでの到達を防止するための油バイパス配管Ｂ１５の配管径はφ４以下である必要があることがわかる。
【００５２】
この結果からは、油循環経路の配管径φ１６．８に対し、油バイパス配管Ｂ１５の配管径はφ４がよいという結果となり、このときの油配管１１の断面積に対するバイパス配管Ｂ１５の断面積の割合は５．７％であり、断面積の割合としては４〜８％の範囲内に収まっているものとなっている。
【００５３】
このように、逆止弁７および停止電磁弁８を閉じ、さらに油バイパス配管Ｂ１５によって停止電磁弁８が閉じられた状態であっても停止電磁弁８の上流側と下流側とを連通することで、運転停止後に油冷却器６内の圧力を短時間で下げながら油分離器２内へ油が急激に戻るのを抑えるためには、油バイパス配管Ｂ１５の配管の断面積を油配管１１の断面積の４〜８％とすることが必要であり、フォーミング現象が収まるまでの間、
油分離器の全容積のうち油が存在しない部分の容積＞油分離器内の油の容積
の関係、すなわち、油分離器２に溜められる油を油分離器２の全容積の半分以下に保つことで、油内に混ざり合っていた圧縮空気の微細な気泡が急膨張しても、油とともに油分離器２の油分離機構２ｂまで押し上がらなくなる。
【００５４】
したがって、本実施例によれば、フォーミング現象にもとづく油分離器２からの油の吹出し、および吐出空気への油の混入を防止することができる。
【実施例２】
【００５５】
本発明の第２実施例を図５を使って説明する。停止電磁弁８と油バイパス配管Ｂ１５を油バイパス配管Ａ１４に配置している以外は第１実施例と同一であり、本実施例では第１実施例に対して油冷却器６の配管経路の圧力損失を低く抑えることが可能となるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施例に係る油冷式空気圧縮機の系統図。
【図２】弁の開閉制御の状態を示す図。
【図３】弁の開閉制御に係るフロー図。
【図４】配管径の断面積比と減圧時間及びフォーミングの関係を示す図。
【図５】第２実施例に係る油冷式空気圧縮機の系統図。
【図６】油冷式の空気圧縮機の系統図。
【符号の説明】
【００５７】
１：圧縮機本体、２：油分離器、２ａ：油分離機構、２ｂ：油溜り部、３：吸込絞り弁、３ａ：弁操作室、４：吸込みフィルター、５：吐出し空気冷却器、６：油冷却器、７：逆止弁、８：停止電磁弁、９：放気電磁弁、１０：放気量調整手段、１１：油配管、１２：吐出空気配管、１３：吸込みパイプ、１４：油バイパス配管Ａ（油配管、第１の油バイパス配管）、１５：油バイパス配管Ｂ（油配管、第２の油バイパス配管）、１６：制御配管、１７：調圧逆止弁、ａ：管路、ｂ：管路、２１：制御基板（制御装置）、２２：温度調節弁。
【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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