(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う雌雄の少なくとも一対のロータ、このロータを収納するケーシング、上記ロータのロータ軸を支持する軸受部、この軸受部よりロータ端面側に配設される軸封部にて構成される圧縮機本体と、この圧縮機本体の駆動部であるモータとの間に、増速用歯車列を収容するとともに上部から排気流路が延びた歯車箱を介在させ、この歯車箱の下部に溜めた油を上記軸受部および上記歯車列に注入して、元に戻すようにしたオイルフリー圧縮機において、
内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、
上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間としたことを特徴とするオイルフリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増速用歯車列を介して駆動されるオイルフリー圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように圧縮機本体５１とこの圧縮機本体５１の駆動部であるモータ５２との間に、増速用歯車列５３を収容した歯車箱５４を介在させたオイルフリースクリュ圧縮機３は公知である（特許第2791204号公報）。この歯車箱５４の下部は油溜まり部５５になっており、ここから圧縮機本体５１内の軸受部および歯車列５３に油が注入された後、この油は油溜まり部５５に戻されるようになっている。歯車箱５４の上部からは油分離回収器５６、真空エゼクタ５７および電磁弁５８を介設した排気流路５９が延びている。この油分離回収器５６内には気液分離するためのフィルタエレメント６０が収容されており、油分離回収器５６の一次側における排気流路５９の部分にはリリーフ弁６１が設けてある。
【０００３】
圧縮機の作動中は、油溜まり部５５の上部空間には油ミストが充満している。また、圧縮機本体５１内の軸封部から歯車箱５４内に漏れる圧縮空気があるため、歯車箱５４内の圧力上昇を抑えるためにこの圧縮空気を外部に逃がす必要がある。もしも、この圧縮空気の逃げ場がなければ、歯車箱５４内から圧縮機本体５１内の軸封部を介して圧縮空気とともに油がロータ室に進入する。このため、排気流路５９により、油溜まり部５５の上部空間の圧縮空気および油ミストを逃がすようにしてある。そして、フィルタエレメント６０により圧縮空気と油とを分離し、油は油分離回収器５６の下部に一旦溜める一方、油分離された圧縮空気は真空エジェクタ５７、電磁弁５８を経て送出すようになっている。しかしながら、フィルタエレメント６０が目詰まりしてここでの圧損が増大すると、排気流路５９が機能せず、歯車箱５４内の圧力が上昇してゆくことになる。
このため、この圧縮機では、圧縮空気の供給を受ける真空エジェクタ５７を設け、フィルタエレメント６０が目詰まりしても、真空エジェクタ５７により排気を促進するようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したオイルフリースクリュ圧縮機の場合、真空エジェクタ５７において圧縮空気が使用されるため、エネルギの損失を招くこととなる。また、真空エジェクタ５７は目詰まりを起こす等、信頼性に乏しいという問題を有している。さらに、この真空エジェクタ５７では補えない程度まで、即ち真空エジェクタ５７の能力を超えてフィルタエレメント６０が目詰まりを起こした場合、歯車箱５４内の圧力が上昇し、歯車箱５４内から圧縮機本体５１内の軸封部を介して圧縮空気とともに油がロータ室に進入する。斯かる事態は、圧縮機本体５１での油圧縮によるロータ同志のかじりの発生や、吐出される圧縮空気への油の混入などの諸問題を発生しかねない。さらに、これを防止するためにフィルタエレメント６０を頻繁に交換しなければならず、メンテナンスに手間が掛かるという問題もある。
本発明は、斯か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、歯車箱内の油ミストをほぼ完全に捕捉して回収し、空気だけを外部に逃がし、歯車箱内の圧力の異常上昇という事態の発生防止を可能にするとともに、メンテナンスの手間の軽減を可能としたオイルフリー圧縮機を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、互いに噛み合う雌雄の少なくとも一対のロータ、このロータを収納するケーシング、上記ロータのロータ軸を支持する軸受部、この軸受部よりロータ端面側に配設される軸封部にて構成される圧縮機本体と、この圧縮機本体の駆動部であるモータとの間に、増速用歯車列を収容するとともに上部から排気流路が延びた歯車箱を介在させ、この歯車箱の下部に溜めた油を上記軸受部および上記歯車列に注入して、元に戻すようにしたオイルフリー圧縮機において、内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間とした構成とした。
【０００６】
【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、２および３は、本発明に係るオイルフリー圧縮機１を示したものであり、特に図３は本発明に係る圧縮機の特徴的部分を含む圧縮機本体周辺の拡大断面図である。
このオイルフリー圧縮機１は、空気流入口１１およびファン１２ａにより空気を流出させる空気流出口１２を有するパッケージ１３内に、圧縮機本体１４とこの圧縮機本体１４の駆動部であるモータ１５と、この両者間に介在し、増速用歯車列１６を収容するとともに上部から排気流路１７が延びた歯車箱１８とを収容したパッケージタイプのものである。圧縮機本体１４はケーシング３０内に設けられた雌雄一対のロータからなり、そのうちの一方のロータ、例えば図３においては、雄ロータ３１がそのロータ軸によって、増速用歯車列１６を介してモータ１５に接続されている。上記雌雄一対のロータは、各々のロータの端面に配設された軸受部３２により支持され、さらにその軸受部３２よりロータの端面に近い位置には軸封部３３が設けられている。軸封部３３、ケーシング３０には導通孔３４が設けられており、その導通孔３４にて、上記軸封部３３とロータ軸との間に微小に存在する空間と、圧縮機本体１４のケーシング３０の外部、即ちここではパッケージ１３内の空間とが導通するように構成されている。
歯車箱１８の下部は油溜まり部１９となっており、この油溜まり部１９の油は歯車列１６および圧縮機本体１４内の軸受部等に供給された後、油溜まり部１９に回収され、循環使用される。
【０００７】
排気流路１７には、パッケージ１３の外側にて公知の電気式微粒子捕捉器２０（特開平10-235224号公報）が設けてあり、ここで歯車箱１８から排気流路１７内に流入してくる油ミストを捕捉、回収し、歯車箱１８内の空気を排気流路１７を介してクリーンな状態にして外部、即ちここでは上記パッケージ１３内に逃がすようになっている。
図２に示すように、本実施形態における電気式微粒子捕捉器２０は、流体を上向きに通過させる多数の小流路２１に排気流路１７の断面を分割するとともに、正電位状態にされるセル群２２と、このセル群２２の各々の内部に、小流路２１の壁部とは離して配置され、負電位状態にされる電極ピン２３とを２段に配置した構造を有している。また、セル群２２に達する前の位置であって、かつセル群２２の一次側の位置に配置され、負電位状態にされる補助電極２４が配置されており、この補助電極２４の一次側に１μｍ以上のミスト粒子を捕捉するための公知の金属性特殊フィルタ２５が配置されている。
【０００８】
なお、１μｍ未満のミスト微粒子は、セル群２２、電極ピン２３および補助電極２４により捕捉され、下部のドレン回収口２６より回収される。そして、油ミストの上記捕捉、回収の結果、クリーンな状態になった空気は上部のファン２７より送出される。主たる油ミストの帯電用或は捕捉用の電極となる電極ピン２３は、長尺であり、しかも多数設けられているが、上記小流路２１に沿った方向に各々配設されているため、流体の流れを阻害することがない。
【０００９】
このように、このオイルフリー圧縮機１では、歯車箱１８の排気流路１７で、かつパッケージ１３の外側に電気式微粒子捕捉器２０を設けることにより、空気の良好な流れを維持しつつ、高効率で油ミストを捕捉、回収するようになっている。また、上述したフィルタエレメントの交換等のメンテナンスはこの電気式微粒子捕捉器２０では不要となり、メンテナンスの手間が軽減される。
【００１０】
なお、この圧縮機本体１４の軸封部３３は、図３では、いわゆるビスコシールで構成されたものが示されている。軸封部３３には、軸受部３２に近い内周部分にはねじ形状の加工の施されたビスコシール部３３ａが形成され、さらにそのビスコシール部３３ａの端部は上述したとおり、導通孔３４にてケーシング３０の外部、即ちここではパッケージ１３内の空間に連通する。さらに、電気式微粒子捕捉器２０の二次側の流路１７ａがパッケージ１３内の空間に連通するように構成されている。また、圧縮機本体１４のケーシングの外部の空間もパッケージ１３内の空間となっており、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路１７ａが連通する空間と同一である。
【００１１】
軸受部３２には、注油路３５を通じて歯車箱１８の下部に溜められた油が供給され、その油は排油路３６を通じて再び歯車箱１８に戻されるようになっている。この場合、軸受部３２に供給される油が、特にアンロード運転時などに生じる軸封部３３の軸封効果をも上回る吸引力により、ロータ側に漏れ込んでしまう事態が懸念される。通常、圧縮機のロータ側への外部からの油等の混入を防ぐためには、その圧縮機の軸封部には、ロータ側にかかる圧力をＰ１、反ロータ側にかかる圧力をＰ２とした場合、その差圧Ｐ３＝Ｐ２−Ｐ１より大なる圧力差がかかった場合にも流体の導通を許容しない軸封機能が求められる。この圧縮機においては、軸封部のロータ側にかかる圧力Ｐ１とはビスコシール部３３ａのロータ側端部（I）、ひいては導通孔３４の圧力に該当する。また、軸封部の反ロータ側にかかる圧力Ｐ２とはビスコシール部３３ａの他方のロータ側端部（II）であり、ひいては歯車箱１８内部の圧力に該当する。
【００１２】
導通孔３４はパッケージ１３に連通しており、また一次側で歯車箱１８と連通する電気式微粒子捕捉器２０はその二次側にてパッケージ１３に連通している。電気式微粒子捕捉器２０における圧力損失は微量のものであることから、上記の構成としたことにより、パッケージ１３内の空間の圧力をＰ４とすると、上記Ｐ１、Ｐ２ともに上記Ｐ４に近い値となり、上記差圧Ｐ３は極めて低い値となる。よって、軸封部としてはいわゆるビスコシールのような所定の軸封機能を有するものを構成すれば、十分な軸封効果を奏することができ、懸念されたような油等の圧縮機のロータ側への混入という事態は回避することができる。
【００１３】
なお、図３では、軸封部としてビスコシールのみにて構成されたもの、導通孔を１箇所にのみ設けたものを示したが、本発明はこれに限定するものではない。ビスコシールとロータとの間に別の軸封手段のシールリングを配設し、そのシールリングとロータ軸の間の空間と、パッケージ内の空間とを連通させる、上記導通孔とは別の導通孔が形成されてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、互いに噛み合う雌雄の少なくとも一対のロータ、このロータを収納するケーシング、上記ロータのロータ軸を支持する軸受部、この軸受部よりロータ端面側に配設される軸封部にて構成される圧縮機本体と、この圧縮機本体の駆動部であるモータとの間に、増速用歯車列を収容するとともに上部から排気流路が延びた歯車箱を介在させ、この歯車箱の下部に溜めた油を上記軸受部および上記歯車列に注入して、元に戻すようにしたオイルフリー圧縮機において、内部に流体を通過させる流路を備え、かつ上記流路中にその流路に沿った方向に長尺な電極を備えた電気式微粒子捕捉器が上記排気流路に、かつ空気流入口とファンにより空気を流出させる空気流出口とを備え、上記圧縮機本体、上記モータ及び上記歯車箱を収容するパッケージの外側に設けられ、上記軸封部と上記ケーシングとを貫通して上記軸封部とロータ軸との間の空間と上記ケーシングの外部の空間とを連通させる導通孔が形成され、上記電気式微粒子捕捉器の二次側の流路が連通する空間と、上記ケーシングの外部の空間とを同じ上記パッケージの内部の空間とした構成としてある。
【００１５】
このため、歯車箱の排気流路において、空気の良好な流れを維持しつつ、高効率で油ミストを捕捉、回収し、圧縮機本体内の軸封部の正常な機能を保つことができるとともに、油除去のためのフィルタエレメントの交換等のメンテナンスは不要となり、メンテナンスの手間が軽減されるという効果を奏する。また、導通孔が設けられているため、より一層圧縮機本体内の軸封部の機能を保護す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】  本発明に係るオイルフリー圧縮機の全体構成を示す図である。
【図２】  図１に示す圧縮機における電気式微粒子捕捉器を示す断面図である。
【図３】  本発明に係る圧縮機における圧縮機本体周辺の拡大断面図である。
【図４】  従来のオイルフリースクリュ圧縮機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１  オイルフリー圧縮機
１１  空気流入口
１２  空気流出口
１２ａ  ファン
１３  パッケージ
１４  圧縮機本体
１５  モータ
１６  増速用歯車列
１７，１７ａ  排気流路
１８  歯車箱
１９  油溜まり部
２０  電気式微粒子捕捉器
２１  小流路
２２  セル群
２３  電極ピン
２４  補助電極
３０  ケーシング
３１  雄ロータ
３２  軸受部
３３  軸封部
３４  導通孔
３５  注油路
３６  排油路
【図１】
0003771749.tif 000002
【図２】
0003771749.tif 000003
【図３】
0003771749.tif 000004
【図４】
0003771749.tif 000005