(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、
上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、
上記油溜まり部内の回収された潤滑油の層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けたことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項２】
スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、
上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、
上記油供給流路に油タンクを介設し、この油タンク内の潤滑油層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けたことを特徴とする油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項３】
上記油タンクに内部の潤滑油層の上面レベルを検出する液面スイッチを設け、上記上面レベルが予め定めた高さに達したのを上記液面スイッチが検出した場合にのみ、上記排液流路による排液を行なわせることを特徴とする請求項２に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
【請求項４】
上記油タンクの一次側と二次側とをバイパスさせるバイパス流路を設けるとともに、上記油溜まり部から上記油タンクに至る流路と上記油溜まり部から上記バイパス流路に至る流路のいずれかについて流路切換え可能に形成したことを特徴とする請求項２に記載の油冷式スクリュ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油を精製するようにした油冷式スクリュ圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、潤滑油を精製して潤滑油の粘度低下を抑えるようにした油冷式スクリュ圧縮機は公知である（実公平２−４５５１９号公報）。例えば、ＣＯＧ（コークス炉ガス）精製プラントや冷凍装置に使用される油冷式スクリュ圧縮機では、吸込みガスにベンゼン、トルエン、キシレン等が含まれている場合がある。この場合、このようなガスが潤滑油に溶解し、潤滑油の粘度を低下させ、軸受等の破損事故を招くことになる。このため、上記公報に記載の油冷式圧縮機では、圧縮機本体の吐出流路に介設した油分離回収器の底部から延びる油供給流路にバイパス流路を設けて、このバイパス流路に油精製タンクを介設してある。そして、油分離回収器内の油の一部を油精製タンクに導いて、この油精製タンク内を減圧ポンプ、即ち真空ポンプにより減圧させることによりベンゼン、トルエン、キシレン等の油溶解性成分を分離して油を精製し、この精製した油を油供給流路に戻すようになっている。この油冷式圧縮機では、上述した油の精製を繰返すことにより油の劣化を抑え、その粘度が低下しないようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の油冷式圧縮機でも、油溶解性成分の中でベンゼンの場合は、蒸気圧が高いため、油精製タンクを減圧させることにより蒸発させて分離し易いが、キシレンのように分子量が大きいものの場合は、蒸気圧が低いため、減圧してもなかなか蒸発しない。このため、潤滑油にキシレンが溶解すると、その粘度低下を防止することが難しく、潤滑油の劣化による上記破損事故を起こす危険性が大きいという問題がある。
さらに、油精製タンクを設けた上記油冷式圧縮機は大がかりな装置になるのに加えて、真空ポンプにもキシレンのような潤滑油の粘度を阻害する成分が吸引されるため、真空ポンプに使用している潤滑油も劣化するという問題もある。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、簡単な構成で、潤滑油の粘度を長期間維持し、スクリュ圧縮機本体に許容値以上の粘度を保った潤滑油のみを導き、軸受、歯車等を保護することを可能とした油冷式スクリュ圧縮機を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第一発明は、スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、上記油溜まり部内の回収された潤滑油の層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けた構成とした。
【０００５】
また、第二発明は、スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、上記油供給流路に油タンクを介設し、この油タンク内の潤滑油層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けた構成とした。
【０００６】
さらに、第三発明は、第二発明の構成に加えて、上記油タンクに内部の潤滑油層の上面レベルを検出する液面スイッチを設け、上記上面レベルが予め定めた高さに達したのを上記液面スイッチが検出した場合にのみ、上記排液流路による排液を行なわせる構成とした。
【０００７】
さらに、第四発明は、第二発明の構成に加えて、上記油タンクの一次側と二次側とをバイパスさせるバイパス流路を設けるとともに、上記油溜まり部から上記油タンクに至る流路と上記油溜まり部から上記バイパス流路に至る流路のいずれかについて流路切換え可能に形成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１を示したものである。
この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１では、スクリュ圧縮機本体１１の吐出流路１２に油分離回収器１３が介設してあり、油分離回収器１３の下部は油溜まり部１４となっている。この油溜まり部１４の底部からは油冷却器１５を介してスクリュ圧縮機本体１１内の図示しないロータ室、軸受・軸封部に至る油供給流路１６が延びている。一方、油分離回収器１３の二次側の吐出流路１２の部分は油分離回収器１３の上部から延びている。また、油溜まり部１４の上部からは開閉弁１７を介設した排液流路１８が延びている。
【０００９】
この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１は、例えばベンゼン、トルエン或いはキシレンのような潤滑油粘度阻害成分である低分子、即ち分子量が７０〜１２０程度のハイドロカーボン（粘度：約０．６Ｓｃｔ）を含有するガスを圧縮するもので、分子量が３５０〜４５０程度、粘度が約３２Ｓｃｔの高分子のハイドロカーボンからなる鉱油系の潤滑油を使用している。またこの潤滑油は、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のもので、例えばポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）のようなものである。そして、上記潤滑油粘度阻害成分を含有した吸込みガスを油供給流路１６から潤滑油の注入を受けつつ圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器１３に向けて吐出し、ここで気液分離するようになっている。分離された潤滑油は油溜まり部１４に一旦溜められる一方、潤滑油を分離されてクリーンな状態となった圧縮ガスは油分離回収器１３の上部から延びる吐出流路１２の部分に送り出される。
【００１０】
油溜まり部１４内の下部には、圧縮ガスから分離され、回収された潤滑油の層Ｌが常時形成されており、圧縮ガスから分離された上記潤滑油粘度阻害成分の蓄積が続くと、飽和状態まで潤滑油に溶け込むが、それ以上の蓄積が続いても、潤滑油には溶け込まず、上記潤滑油粘度阻害成分の比重が潤滑油のそれよりも小さいため、やがて潤滑油の層Ｌの上方に上記潤滑油粘度阻害成分の層Ｕが形成され、増大してゆく。そして、この回収され、下部の層Ｌを形成する潤滑油は溶解した上記潤滑油粘度阻害成分を含んでいても許容値以上の粘度を保ち、油供給流路１６を介して上記ロータ室、軸受・軸封部に供給された後、上記吐出口から再度油分離回収器１３に導かれる。一方、潤滑油に溶解することなく上部の層Ｕを形成する上記潤滑油粘度阻害成分は、適当な時間間隔で開閉弁１７を開くことにより吐出圧力下の油分離回収器１３から排液流路１８へと排出される。したがって、上述したような簡単な構成で、スクリュ圧縮機本体１１には、許容値以上の粘度を保った潤滑油のみを導き、軸受、歯車等を保護するようになっている。
なお、油溜まり部１４内における潤滑油の量については、ある程度予測しておくことは可能である故、排液流路１８の流入口の高さはこの潤滑油の層Ｌより高い、適当な位置に決められる。
【００１１】
図２は、本発明の第二実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機Ｃ２を示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ２では、上記排液流路１８に代えて、油分離回収器１３と油冷却器１５との間の油供給流路１６に油タンク２１を介設してある。また、この油タンク２１の上部からは開閉弁２２を介設した排液流路２３が延びている。
なお、好ましくは油タンク２１の下部にこれと油供給流路との接続部を設けるのがよい。
【００１２】
油タンク２１内の下部には、潤滑油の層Ｌが常時形成されており、油溜まり部１４から流入する上記潤滑油粘度阻害成分の蓄積が続くと、やがて潤滑油の層Ｌの上方に上記潤滑油粘度阻害成分の層Ｕが形成される。そして、上記同様に、上記潤滑油粘度阻害成分は、適当な時間間隔で開閉弁２２を開くことにより略吐出圧力状態下の油タンク２１から排液流路２３へと排出される。この時間間隔と層Ｕの増大してゆく速さとの関係に依り、図２において油タンク２１内の上部のハッチング部分は液体の状態の場合もあり、気体の状態にある場合もあり得る。
油分離回収器１３内は、圧縮ガスの流れにより油がかき混ぜられているため各層の境界が不安定になりがちであるのに対して、油タンク２１内ではこのようなガスの流れもなく、安定した状態にある。
このように、簡単な構成でより一層潤滑油の劣化を抑え、潤滑油の粘度を良好な状態に保ち、上記同様に軸受、歯車等を保護するようになっている。
【００１３】
図３は、本発明の第三実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機Ｃ３を示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１およびＣ２と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ３では、油タンク２１に内部の潤滑油層Ｌの上面レベルを検出する液面スイッチ３１を設け、上記上面レベルが予め定めた高さに達したのを液面スイッチが検出した場合にのみ、開閉弁２２を開として排液流路２３からの排液を行なわせるようになっている。
上述した油冷式スクリュ圧縮機Ｃ２の場合、排液流路２３からの排液を行なわせるタイミングの判断には、経験に頼る面もあり得るが、この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ３の場合、このタイミングを適正かつ確実に決めることが可能となる。
【００１４】
図４は、本発明の第四実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機Ｃ４を示し、上述した油冷式スクリュ圧縮機Ｃ１およびＣ２と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この油冷式スクリュ圧縮機Ｃ４では、油タンク２１の一次側と二次側とをバイパスさせるバイパス流路４１を設けるとともに、分岐部と油タンク２１との間の油供給流路１６の部分およびバイパス流路４１のそれぞれに開閉弁４２および４３を介設し、潤滑油を含む液体を両流路のいずれに導くか、流路切換え可能に形成してある。
油タンク２１内は、油分離回収器１３内に比べて安定しているとはいえ、ゆっくりではあるが潤滑油が流れており、この流れが上記潤滑油粘度阻害成分の分離を遅らせることになる。このため、油溜まり部１４からの潤滑油をバイパス流路４１に導くことができるようにし、バイパス流路４１を開いている間、油タンク２１内で潤滑油から上記潤滑油粘度阻害成分が分離するのを促進させ得るようになっている。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定するものではなく、油タンク２１を油冷却器１５の一次側ではなく、二次側に設けてもよい。潤滑油に溶解する上記潤滑油粘度阻害成分の量は潤滑油の温度が低い程減少するため、油冷却器１５の二次側に油タンク２１を設けることにより、上記潤滑油粘度阻害成分の分離をより一層促進させることができるようになる。
また、開閉弁１７，２２は手動弁、電磁弁のいずれでもよく、電磁弁として一定の時間間隔で自動的に開閉させて、一定の時間間隔で排液を行うようにしてもよい。
さらに、開閉弁４２，４３に代えてバイパス流路４１の分岐部に三方切換弁を設けてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第一発明によれば、スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、上記油溜まり部内の回収された潤滑油の層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けた構成としてある。
このため、簡単な構成で、潤滑油の劣化を抑え、潤滑油の粘度を長期間維持することを可能とし、軸受や歯車等を保護することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、第二発明によれば、スクリュ圧縮機本体のロータ室にて潤滑油の注入を受けつつ潤滑油粘度阻害成分含有ガスを圧縮し、圧縮ガスを上記ロータ室および軸受・軸封部に供給され、吐出口に導かれた潤滑油とともに油分離回収器に向けて吐出し、この油分離回収器にて気液分離し、分離された潤滑油を上記油分離回収器の下部の油溜まり部に一旦回収した後、この潤滑油を上記油分離回収器の底部から延びる油供給流路を介して上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、上記ロータ室および軸受・軸封部に導き、繰返し循環させて使用する油冷式スクリュ圧縮機において、上記潤滑油を、上記潤滑油粘度阻害成分が飽和状態になるまで溶解しても許容値以上の粘度を保つ種類のものとし、上記油供給流路に油タンクを介設し、この油タンク内の潤滑油層の上方に上記潤滑油とは別の液体の層が生じた場合には、この液体を排出する排液流路を設けた構成としてある。
このため、上記同様に簡単な構成で、潤滑油の劣化を抑え、潤滑油の粘度を長期間維持することを可能とし、軸受や歯車等を保護することができる
という効果を奏する。
【００１８】
さらに、第三発明によれば、第二発明の構成に加えて、上記油タンクに内部の潤滑油層の上面レベルを検出する液面スイッチを設け、上記上面レベルが予め定めた高さに達したのを上記液面スイッチが検出した場合にのみ、上記排液流路による排液を行なわせる構成としてある。
このため、第二発明による効果に加えて、上記潤滑油粘度阻害成分の蓄積量が過大になるのを確実に防止することができるという効果を奏する。
【００１９】
さらに、第四発明によれば、第二発明の構成に加えて、上記油タンクの一次側と二次側とをバイパスさせるバイパス流路を設けるとともに、上記油溜まり部から上記油タンクに至る流路と上記油溜まり部から上記バイパス流路に至る流路のいずれかについて流路切換え可能に形成してある。
このため、第二発明による効果に加えて、上記潤滑油粘度阻害成分の潤滑油からの分離を一層促進させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【図２】  本発明の第二実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【図３】  本発明の第三実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【図４】  本発明の第四実施形態に係る油冷式スクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４  油冷式スクリュ圧縮機
１１  スクリュ圧縮機本体        １２  吐出流路
１３  油分離回収器              １４  油溜まり部
１５  油冷却器                  １６  油供給流路
１７  開閉弁                    １８  排液流路
２１  油タンク                  ２２  開閉弁
２３を  排液流路                ３１  液面スイッチ
４１  バイパス流路              ４２，４３  開閉弁
Ｌ  下部の層                    Ｕ  上部の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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