特許 5767527 給油式圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5767527

(24)【登録日】2015年6月26日

(45)【発行日】2015年8月19日

(54)【発明の名称】給油式圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/04 20060101AFI20150730BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/04 G

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-173537(P2011-173537)

(22)【出願日】2011年8月9日

(65)【公開番号】特開2013-36397(P2013-36397A)

(43)【公開日】2013年2月21日

【審査請求日】2014年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】頼金 茂幸

(72)【発明者】

【氏名】紙屋 裕治

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２１３３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機本体と、この圧縮機本体から吐出された圧縮ガスから油を分離するための油分離器とを備え、
前記油分離器は、前記圧縮ガスから一次分離された油を貯留するための一次貯留部と、前記一次分離後の圧縮ガスを通過させて該圧縮ガス中に残存する油を二次分離するためのフィルタと、該フィルタで分離された油を貯留するために前記フィルタ内の底部に設けられた二次貯留部と、この二次貯留部に貯留された油を該二次貯留部の圧力と前記圧縮機本体側の圧力との圧力差で圧縮機本体側に回収するための回収配管とを備える給油式圧縮機において、
前記二次貯留部は、前記フィルタの下部を塞ぐ底部材により構成され、
この底部材には、前記二次貯留部と前記一次貯留部とを連通するように形成された開口部と、この開口部を開閉する開閉装置とを備え、
前記開閉装置は、圧縮機運転中は前記開口部を塞ぎ、圧縮機停止時は前記開口部を開くように作動することで、圧縮機本体運転中に二次貯留部に貯留された油を圧縮機停止時に前記一次貯留部に排出できるように構成した
ことを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項2】

請求項１に記載の給油式圧縮機において、前記開閉装置は前記フィルタの下部中央部に設けられていることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項3】

請求項１または２に記載の給油式圧縮機において、前記二次貯留部は前記フィルタの下部中央部を下方に凸となるように窪ませて形成されていることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項4】

請求項１〜３の何れかに記載の給油式圧縮機において、前記底部材の最下部を平面部に構成し、この平面部に前記開口部を形成すると共に、この開口部を開閉する前記開閉装置を前記平面部に設けていることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項5】

請求項４に記載の給油式圧縮機において、前記開閉装置はスイング式の弁体を備え、このスイング式の弁体により前記開口部の下部側を開閉するように構成したことを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項6】

請求項４に記載の給油式圧縮機において、前記開閉装置は、弾性体により前記開口部を塞ぐように上方に付勢されて構成された弁体と、この弁体の移動をガイドするハウジングとを備え、前記開閉装置の弁体は、前記フィルタの一次側空間と二次側空間との間に圧力差が発生するとその圧力差も加わって前記開口部を閉じるように構成され、前記圧力差がなくなると弁体の自重或いは貯留された油の重さにより前記開口部を開くように構成されていることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項7】

請求項４に記載の給油式圧縮機において、前記油分離器の下流側には調圧逆止弁を介して吐出配管が接続されており、
前記開閉装置は、弾性体により上方に付勢されて前記開口部を塞ぐように構成された弁体と、この弁体の移動をガイドするハウジングと、前記吐出配管内の圧縮空気を前記ハウジング内に導くための制御配管と、この制御配管に設けられた制御弁と、この制御弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御弁は、前記圧縮機本体が停止されると開かれるように前記制御装置により制御され、前記吐出配管内の高圧空気を前記ハウジング内に導くことで前記弁体を下方に押し下げて前記開口部を開き、前記二次貯留部に溜められた油を前記一次貯留部側に排出できるように構成されていることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項8】

請求項７に記載の給油式圧縮機において、前記制御弁は、前記圧縮機本体が始動されると閉じるように前記制御装置により制御されることを特徴とする給油式圧縮機。

【請求項9】

請求項７または８に記載の給油式圧縮機において、前記開閉装置の弁体は下方の弁部と上方のピストン部が一体にされてＩ形に構成され、前記弁部は前記底部材の中央付近に複数個形成された開口部を下方から開閉するように構成され、前記ピストン部は前記ハウジング内を上下に摺動するように構成されると共に、該ピストン部の下面と前記底部材との間には前記弾性体が設けられて前記ピストン部を上方に付勢し、前記ピストン部の上面とハウジングとの間にはシリンダ室が形成され、このシリンダ室に前記制御配管が連通されていることを特徴とする給油式圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油分離器を備える給油式圧縮機に関し、特に前記油分離器で分離された油を圧縮作動室に噴射するようにした給油式のスクリュー圧縮機に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

給油式圧縮機は、圧縮工程における潤滑とシール及び冷却を目的として、油（潤滑油）を圧縮作動室に注入する。給油式圧縮機から需要先に供給される圧縮空気には油滴を含んではならないため、給油式圧縮機には圧縮空気と油を分離するための油分離器が備えられている。

【0003】

従来の一般的な油分離器は、圧縮空気と油の比重の違いを利用して、遠心分離により一次分離を行い、油の自重により、該油を油分離器下部の一次貯留部へ落下させて貯留する。前記遠心分離で分離し切れない細かい粒子状の油は、圧縮空気と共に、油分離器内に設けたフィルタを通過する際に、該フィルタに捕捉されて二次分離され、この捕捉された油は滴下してフィルタ下部に設けられた二次貯留部に溜まる。

【0004】

前記二次貯留部の二次分離された油が、圧縮空気の流れにより圧縮機外部へ油滴となって流出する現象（以下、持去りという）を防止するため、油分離器と圧縮機本体との圧力差を利用して、前記二次貯留部に貯留された油を、回収配管により圧縮機本体側（圧縮作動室或いは吸入側）へ回収するように構成されている。
この種従来技術としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載のものなどがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１３９０６１号公報

【特許文献2】特開平９−１５１８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

油分離器の二次貯留部に貯留される油の量は、圧縮機運転中よりも停止中の方が多い。そのため圧縮機始動時に前記二次貯留部に貯留されている油の持去りを防止するために、無負荷起動中（例えば、スターデルタ始動ならばスター始動中）に、前記二次貯留部に貯留された油を圧縮機本体の吸入側へ全て回収できるように前記回収配管を大径化することにより油の持去りを防止している。

【0007】

しかし、前記二次貯留部に貯留される油の量は、圧縮機の停止直前の運転状況によって異なり、前記二次貯留部に多量の油が溜まってしまうと、回収配管を大径化しても油を全量排出することは難しく、油の持去りを完全に防止することは困難であった。

【0008】

また、前述した回収配管を大径化すると、運転中に貯留した油を回収するのと同時に、圧縮空気が圧縮機本体側へ大量に流れ込んでしまうため、圧縮機の性能が低下する問題点があった。

【0009】

上記特許文献１のものでは、油分離器と圧縮機本体とを連結する回収配管に、油温で通路面積が変化する部材を設けることにより、常に一定量の油を回収するようにしている。

【0010】

この特許文献１のものでは、油の温度により通路面積を変化させるものであるため、油温が低い場合の圧縮機起動時であればより多くの油を回収できる。しかし、容量制御のために一時停止状態から再始動させる場合には、油温が高温となっているため、前記通路面積が変化する部材を備えた回収配管の通路面積は小さいままとなっている。このため、前記二次貯留部の油を十分に回収することはできず、油の持去りが発生することが懸念される。

【0011】

また、上記特許文献２のものでは、回収配管（吸上管）にキャピラリチューブを設けているが、キャピラリチューブは固定絞りであり、この絞り量を小さくして二次貯留部に貯留された油の回収配管からの回収量を十分なものにしようとすると、前述した回収配管を大径化した場合と同様の課題があり、前記絞り量を大きくすると二次貯留部に貯留された油を十分に回収できず、油の持去りを防止できない。

【0012】

本発明の目的は、油分離器の二次貯留部に貯留した油の回収時に、圧縮空気が圧縮機本体側へ流れ込んでしまうのを抑制して圧縮機性能が低下するのを防止すると共に、油分離器の二次貯留部に貯留された油を確実に排出することのできる給油式圧縮機を得ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機本体と、この圧縮機本体から吐出された圧縮ガスから油を分離するための油分離器とを備え、前記油分離器は、前記圧縮ガスから一次分離された油を貯留するための一次貯留部と、前記一次分離後の圧縮ガスを通過させて該圧縮ガス中に残存する油を二次分離するためのフィルタと、該フィルタで分離された油を貯留するために前記フィルタ内の底部に設けられた二次貯留部と、この二次貯留部に貯留された油を該二次貯留部の圧力と前記圧縮機本体側の圧力との圧力差で圧縮機本体側に回収するための回収配管とを備える給油式圧縮機において、前記二次貯留部は、前記フィルタの下部を塞ぐ底部材により構成され、この底部材には、前記二次貯留部と前記一次貯留部とを連通するように形成された開口部と、この開口部を開閉する開閉装置とを備え、前記開閉装置は、圧縮機運転中は前記開口部を塞ぎ、圧縮機停止時は前記開口部を開くように作動することで、圧縮機本体運転中に二次貯留部に貯留された油を圧縮機停止時に前記一次貯留部に排出できるように構成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、油分離器の二次貯留部に貯留した油の回収時に、圧縮空気が圧縮機本体へ流れ込んでしまうのを抑制して圧縮機性能が低下するのを防止できると共に、油分離器の二次貯留部に貯留された油も確実に排出することのできる給油式圧縮機を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】給油式圧縮機の全体構成を説明する系統図。

【図2】給油式圧縮機に使用される一般的な油分離器を示す縦断面図。

【図3】図２のIII−III線矢視断面図。

【図4】本発明の給油式圧縮機の実施例１における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図。

【図5】本発明の給油式圧縮機の実施例１における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図。

【図6】図４に示すフィルタの下部の部分を拡大して示す拡大断面図。

【図7】図６のＥ部を拡大して示す要部拡大図で、開閉装置が閉じている状態を示す図。

【図8】図６のＥ部を拡大して示す要部拡大図で、開閉装置が開いている状態を示す図。

【図9】本発明の給油式圧縮機の実施例２における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図。

【図10】本発明の給油式圧縮機の実施例２における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図。

【図11】図９に示すフィルタの下部の部分を拡大して示す拡大断面図。

【図12】図１１のＦ部を拡大して示す要部拡大図で、（ａ）図は開閉装置が閉じている状態を示す図、（ｂ）図は開閉装置が開いている状態を示す図。

【図13】本発明の給油式圧縮機の実施例３における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図。

【図14】本発明の給油式圧縮機の実施例３における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図。

【図15】図１３に示すフィルタの下部の部分を拡大して示す拡大断面図。

【図16】図１５のＦ部を拡大して示す要部拡大図で、（ａ）図は開閉装置が閉じている状態を示す図、（ｂ）図は開閉装置が開いている状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の給油式圧縮機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

【実施例1】

【0017】

まず、給油式圧縮機の全体構成を図１に示す系統図により説明する。
図において、１はスクリュー圧縮機などで構成された圧縮機本体、２は前記圧縮機本体１を駆動するための電動機、３は前記圧縮機本体１の吸入側に空気を導入するための吸入配管で、この吸入配管３には吸込フィルタ４及び吸込絞り弁５が設けられている。６は前記圧縮機本体１の吐出側に接続された吐出配管で、この吐出配管６には、油分離器７と、この油分離器７の下流側にアフタークーラ８が設けられている。

【0018】

前記油分離器７の下部には油戻し配管９が設けられており、前記油分離器７に溜まった油（潤滑油）は前記油戻し配管９から取り出された後、一部はバイパス配管９ａ側に流れ、残りは油戻し配管９ｂを通ってオイルクーラ１０へ導かれて冷却された後、前記バイパス配管９ａを流れる油と合流し、その後油戻し配管９ｃを通って前記圧縮機本体１の圧縮作動室へ注入される。

【0019】

なお、図示してはいないが、圧縮機本体１へ注入される油の温度が適切な温度になるように前記バイパス配管９ａを流れる油の量は調整される。例えば、前記バイパス配管９ａとオイルクーラ１０からの油戻し配管９ｂとの合流部に温調弁などを設け、オイルクーラ１０からの油の温度に応じて前記バイパス配管９ａを流れる油のバイパス量を調整し、予め決められた所定の温度範囲の油温となるように温度調節されて圧縮機本体１に注入されるように構成されている。

【0020】

１１は前記アフタークーラ８を流れる圧縮空気及び前記オイルクーラ１０を流れる油を冷却するための冷却ファンで、この冷却ファン１１は電動機１２により駆動される。
前記油分離器７内の上部中央にはフィルタ１３が設けられており、前記吐出配管６から油分離器７内に導入された圧縮空気に混入されている油は、遠心分離により一次分離され、その後前記フィルタ１３を通過して二次分離され、油が分離された圧縮空気は吐出配管６ａを通って前記アフタークーラ８に入り、冷却された後、圧縮機外部の空気槽（図示せず）などに送られる。

【0021】

前記フィルタ１３内の底部には二次分離された油が貯留されるので、ここに貯留された油は回収配管１４を介して前記圧縮機本体１の圧縮作動室に注入される。１５は前記回収配管１４に設けられたオリフィスで、このオリフィス１５により、前記フィルタ１３内の底部に貯留された油の回収量を制限し、油分離器７内の圧縮空気が圧縮機本体側へ流れ込んでしまうのを抑制して、圧縮機性能が低下するのを防止している。

【0022】

なお、前記油分離器７内の圧力と、前記圧縮作動室内の圧力との圧力差を利用して、前記油戻し配管９及び前記回収配管１４を介して、油分離器７内の油を圧縮作動室側に流すことができるようになっている。

【0023】

図２は図１に示す給油式圧縮機に使用されている従来の一般的な油分離器の例を示す縦断面図、図３は図２のIII−III線矢視断面図である。これらの図に示す矢印Ａ〜Ｄは、油分離器７内の圧縮空気の流れを示している。

【0024】

油分離器７は、油を遠心分離して貯留するための外筒１６と、この外筒１６内の上部に、前記外筒１６と同心円状に設けられた内筒１７を備えており、前記外筒１６の下部は、一次分離された油が溜まる一次貯留部１８となっている。前記内筒１７内には円筒状のフィルタ１３が同心円状に設けられており、このフィルタ１３の下端開口は底部材２２により塞がれ、この底部材２２の上部はフィルタ１３で二次分離された油が溜まる二次貯留部１３ａとなっている。

【0025】

前記油分離器７の上部は第１蓋部材１９と第２蓋部材２０で塞がれており、前記内筒１７は前記第１蓋部材１９に、前記フィルタ１３は前記第１蓋部材１９と前記第２蓋部材２０の間にシール材、例えばパッキンを介して取り付けられている。前記第２蓋部材２０の中央部には吐出路２０ａが形成されており、この吐出路２０ａを覆うように調圧逆止弁２１が設けられている。この調圧逆止弁２１の入口部２１ａは前記吐出路２０ａと接続され、出口部２１ｂは前記アフタークーラ８に圧縮空気を導くための前記吐出配管６ａに接続されている。また、前記入口部２１ａと出口部２１ｂとの間には弁体２１ｃが設けられており、この弁体２１はその入口部２１ａの圧力が一定圧力以上で且つ出口部２１ｂの圧力よりも大きくなった場合にのみ開くように構成されている。

【0026】

圧縮機本体１（図１参照）で圧縮された空気は油（潤滑油）と共に圧縮機本体１から吐出され、吐出配管６を介して、矢印Ａで示すように油分離器７の中へ流入する。油分離器７に流入した圧縮空気と油の混合体は、矢印Ｂで示すように、前記外筒１６と内筒１７との間の空間を円周方向に流れることにより遠心力が働き、圧縮空気と油との比重差により油は外筒１６側へ、圧縮空気は内筒側へと遠心分離される。この遠心分離により一次分離された油は外筒１６の壁面に沿って落下し、油分離器７の下部の一次貯留部１８に貯留される。この貯留された油は、油分離器７内の圧力と、前記圧縮機本体１の圧縮作動室内の圧力との圧力差により、油戻し配管９（図１参照）を介して、前記圧縮機本体１側に戻される。油分離器７内の油は高温となっているため、前述したようにオイルクーラ１０（図１参照）で冷却された後、圧縮機本体へ供給されるように循環経路が構成されている。

【0027】

一方、前記遠心分離により分離できなかった圧縮空気中の細かい粒子状の油は、圧縮空気と共に、矢印Ｃで示すように、前記内筒１７とフィルタ１３との間の空間へ回り込み、フィルタ１３を通過する。このとき、粒子状の潤滑油はフィルタ１３により捕捉され、フィルタ１３内底部の二次貯留部１３ａに滴下して貯留される。二次貯留部１３ａに貯留された油は、油分離器７内の圧力と圧縮機本体１の圧縮作動室内の圧力との圧力差により、回収配管１４を介して圧縮機本体１側へ回収される。

【0028】

また、前記フィルタ１３を通過することで油を分離された圧縮空気は、矢印Ｄで示すように、油分離器７上部に設けた吐出路２０ａから前記調圧逆止弁２１を介して吐出配管６ａに流出し、アフタークーラ８（図１参照）を経て冷却された後、圧縮機外部に設けた空気槽などへ流入し、ここから需要先に供給される。

【0029】

このように構成された油分離器７の構成では、前記回収配管１４の径を大きくする（或いはオリフィス１５（図１参照）の径を大きくしてその絞り量を小さくする）と、二次貯留部の油を回収するのと同時に圧縮空気も圧縮機本体１側に流れ込んで圧縮機性能を低下させる。逆に、前記回収配管１４の径を小さくする（或いはオリフィス１５の径を小さくしてその絞り量を大きくする）と、前記二次貯留部１３ａに貯留された油を十分に回収できず、油の持去りを防止できない。

【0030】

そこで、本実施例の給油式圧縮機においては、前記油分離器７を図４〜図８に示すように構成している。図４は本実施例における油分離器７の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図、図５も本実施例における油分離器７の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図、図６は図４に示すフィルタの下部の部分を拡大して示す拡大断面図、図７は図６のＥ部を拡大して示す図で、開閉装置が閉じている状態を示す図、図８も図６のＥ部を拡大して示す図で、開閉装置が開いている状態を示す図である。なお、圧縮機運転中（或いは圧縮機始動時）とは前記圧縮機本体１が前記電動機２により駆動されて圧縮ガスを前記油分離器７内に吐出している状態、圧縮機停止中（或いは圧縮機停止時）とは前記圧縮機本体１の駆動が停止されて圧縮機本体１から圧縮ガスが吐出されていない状態をいう。

【0031】

本実施例における油分離器７では、回収配管１４を介して油分離器７内の圧縮空気が圧縮機本体１側に流れ込んで圧縮機性能を低下させることがないように、前記回収配管１４の径（或いはオリフィス１５の径）を小さく構成している。また、フィルタ１３の下端開口を塞いでいる底部材２２は、図６の拡大図に示すように、その中央部が下方に凸となるように窪ませた構成にすることにより二次貯留部１３ａが形成されると共に、その最下部は平面部２２ａに構成され、この平面部２２ａにはフィルタ１３の一次側（フィルタ１３の外側）の空間と二次側（フィルタ１３の内側）の空間を連通する開口部２２ｂが形成されている。

【0032】

前記底部材２２の下面には前記開口部２２ｂを開閉するための開閉装置２３が備えられており、本実施例では、前記開閉装置２３は、図７に示すように、前記底部材２２に対して回動自在に設けられて前記開口部２２の下部側を開閉するスイング式の弁体２３ａと、この弁体２３ａの一端側を前記底部材２２に対し回動自在に取り付けるための軸部２３ｂと、前記弁体２３ａに設けられ該弁体２３ａと前記底部材２２との間をシールするためのシール材２３ｃにより構成されている。前記弁体２３ａは、前記フィルタ１３の一次側（フィルタ１３の外側）の空間の圧力と、二次側（フィルタ１３の内側）の空間の圧力との圧力差で開閉するように構成されている。

【0033】

即ち、給油式圧縮機の通常運転中では、前記フィルタ１３の二次側（フィルタ１３の内側）空間の圧力は、圧縮ガスがフィルタ１３を通過する際に圧力損失が生じるので、フィルタ１３の一次側（フィルタ１３の外側）空間の圧力よりも小さくなっている。このため、図７に示すように、弁体２３ａは前記圧力差により、前記底部材２２に押し付けられて前記開口部２２ｂを塞ぐ。このため、フィルタ１３で二次分離された油は前記二次貯留部１３ａに溜められる。

【0034】

この二次貯留部１３ａに溜められた油は、図４に示す回収配管１４を介して、油分離器７内の圧力と圧縮機本体１の圧縮作動室内の圧力（油を吸込側に戻す場合には吸込側の圧力）との圧力差により、圧縮機本体１側に回収される。しかし、本実施例では、前記回収配管１４を介して油分離器７内の圧縮空気が圧縮機本体１側に大量に流れ込んで圧縮機性能を低下させないように、前記回収配管１４の径（或いはオリフィス１５の径）を小さく構成している。圧縮機運転中は、前記回収配管１４の径を小さくしても前記二次貯留部１３ａの油は圧縮機本体１側に回収されているので、前記二次貯留部１３ａには油が溜まらないか、僅かに溜まる程度にすることができる。しかし、図２に示す従来の一般的な油分離器では、圧縮機停止中にフィルタ１３から滴下して二次貯留部に大量の油が溜まってしまうので、前記回収配管１４の径を小さく場合、圧縮機始動時に前記二次貯留部１３ａに溜められた油を全て前記回収配管１４により圧縮機本体１側に回収することはできず、油の持去りを防止することはできなかった。

【0035】

これに対し、本実施例では、上述したように、フィルタ１３の前記底部材２２に開口部２２ｂと、この開口部２２ｂを開閉する前記開閉装置２３を設けているので、圧縮機停止中にフィルタ１３の一次側空間と二次側空間との間に圧力差がなくなると、前記開閉装置２３の弁体２３ａは、その自重により、或いは二次貯留部に溜められた油の重さにより、図８に示すように、下方に回動し、開口部２２ｂは開かれる。従って、圧縮機停止中にフィルタ１３から油が滴下しても、その油は、前記二次貯留部１３ａに貯留されず、前記開口部２２ｂを介して油分離器７の一次貯留部１８に落下する。このように、本実施例では、圧縮機始動時に前記二次貯留部１３ａには油が貯留されていないから、前記回収配管１４の径を小さく構成しても、油の持去りを確実に防止することができる。

【0036】

また、圧縮機が始動すると、フィルタ１３の一次側空間と二次側空間との間に圧力差が発生するので、この圧力差で、前記開閉装置２３の弁体２３ａは、図７に示すようにすぐに開口部２２ｂを閉じるから、圧縮ガスはフィルタ１３を通過して二次分離された後、油分離器７から外部に吐出される。

【0037】

なお、前記弁体１３ａを、圧縮機始動後、フィルタ１３の一次側と二次側との圧力差で前記開口部２２ｂを容易に閉じるように作動させるため、前記弁体２３ａの回動角度は、二次貯留部１３ａの油が通過して落下可能な範囲でできるだけ小さい角度に抑えられるように、回動角度を制限するストッパ部２３ｄなどを設けておくと良い。

【0038】

このように、本実施例によれば、圧縮機停止中に二次貯留部の油を排出することができるため、圧縮機始動時における油の持去りを防止することが可能となる。

【0039】

また、給油式圧縮機においては、一般に、圧縮機の停止直後に、油分離器７内に潤滑油のフォーミング現象が発生する。フォーミングが発生してフィルタ１３が油没すると圧縮機停止中にフィルタ１３の二次貯留部１３ａに油が大量に溜まってしまう。このため、従来の一般的な油分離器においては、油分離器７内の油面高さからフィルタ１３の下端までの寸法を大きく構成することで、フォーミング発生時にフィルタ１３が油没するのを回避していた。従って、従来のものでは、油分離器が大形化していた。

【0040】

これに対し、本実施例のものでは、圧縮機停止中に二次貯留部１３ａに油が大量に溜まっても、その油を、前記開口部２２ｂと前記開閉装置２３により排出することが可能となる。従って、フォーミング現象が発生してフィルタ１３が油没し、二次貯留部１３ａに油が大量に溜まったとしても、その油を容易に排出できるから、従来のように油分離器を大形化する必要がなく、油分離器７を小形化できる効果も得られる。

【0041】

本実施例では、前記開閉装置２３の設置位置は、フィルタ１３の下部中央部（底部材２２の中央部）としている。これは、油分離器７の内部流れが旋回流のため、中央部ほど流速が遅くなることと、圧縮空気はフィルタ１３の側面（外周側）から内部に流れ込むため、フィルタ１３の下部は澱み点となることから、フィルタ１３の下部中央部は静圧が支配的となり、この部分に前記開閉装置２３を置くことにより、弁体２３ａに作用する圧力を安定化できるためである。

【0042】

また本実施例では、フィルタ１３の下部中央部を下方に凸となるように窪ませて前記二次貯留部１３aを設けているので、この部分に容易に油を貯留させることができ、この部分に溜まった油を容易に排出することができる。更に、前記底部材２２の最下部を平面部２２ａに構成し、この平面部２２ａに前記開口部２２ｂを形成すると共に、この開口部２２ｂを開閉するための開閉装置２３を前記平面部２２aに設けているから、開閉装置２３の弁体２３ａを前記平面部２２ａに密着させることが容易に可能となり、前記開口部２２ｂの開閉を確実に行うことができる。

【0043】

前記開口部２２ｂは円形とするのが好ましく、円形とすることにより、前記シール材２３ｃを前記開口部２２ｂの周囲に容易に設置可能となる。なお、前記開口部２２ｂは円形以外の形状とすることも可能である。
上記実施例では、空気を圧縮する給油式スクリュー圧縮機の例で説明したが、被圧縮流体は空気に限らず他のガスであっても構わない。また、圧縮機もスクリュー圧縮機に限られるものではなく、スクロール圧縮機などの場合でも同様に適用できる。

【実施例2】

【0044】

本発明の実施例２を図９〜図１２により説明する。図９は本発明の給油式圧縮機の実施例２における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図、図１０は本発明の給油式圧縮機の実施例２における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図、図１１は図９に示すフィルタ下部の部分を拡大して示す拡大断面図、図１２は図１１のＦ部を拡大して示す要部拡大図で、（ａ）図は開閉装置が閉じている状態を示す図、（ｂ）図は開閉装置が開いている状態を示す図である。

【0045】

前述した実施例１では、フィルタ１３の底部材２２に設けた開閉装置２３としてスイング式の弁体２３ａを使用した例を説明したが、この実施例２では、前記開閉装置２３の代わりに、圧力差と弾性体を利用して弁体を開閉するように構成した開閉装置２４を設けたものである。

【0046】

なお、図９〜図１２において、図１〜図８と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、実施例１と同一部分については説明を省略する。

【0047】

本実施例においては、図９に示すように、フィルタ１３の底部材２２中央に、開閉装置２４が設けられており、この開閉装置２４は、弾性体（ばね）２４ａにより上方に付勢された弁体２４ｂと、この弁体２４ｂの移動をガイドするハウジング（シリンダ部材）２４ｃを備えている。

【0048】

前記弁体２４ｂは、圧縮機停止時にフィルタ１３の一次側空間と二次側空間との間に圧力差がなくなった場合でもばねなどにより僅かな力で底部材２２に押圧されるように構成しておき、圧縮機停止中にフィルタの油が滴下して二次貯留部１３ａに溜まると、その油の重さで弁体２４ｂを下方に押し下げ、開口部２２ｂを開いて、二次貯留部に貯留された油が一次貯留部に回収されるように構成されている。

【0049】

上記開閉装置２４の部分の構成を図１１及び図１２に示す拡大図により更に詳細に説明する。図１１と図１２（ａ）は、圧縮機運転中における開閉装置２４の動作を示している。前記開閉装置２４の弁体２４ｂはＩ形に構成されており、下方の弁部２４ｂａと上方のピストン部２４ｂｂが一体に構成され、前記弁部２４ｂａは前記底部材２２の中央付近に複数個形成された開口部２２ｃを下方から開閉するように構成されている。また、前記ピストン部２４ｂｂは前記ハウジング（シリンダ部材）２４ｃ内を上下に摺動するように構成され、このピストン部２４ｂｂの下面と前記底部材２２との間には前記弾性体２４ａが設けられてピストン部２４ｂｂを上方に付勢している。また、前記ピストン部２４ｂｂの上面とハウジング２４ｃとの間にはシリンダ室２４ｇが形成されている。

【0050】

２４ｄは弁体２４ｂと底部材２２との間をシールするシール材、２４ｅは前記弁体２４ｂのピストン部２４ｂｂの外周に設けられ、前記ハウジング（シリンダ部材）との間をシールするシール材、２４ｆは前記ハウジング２４ｂに形成され前記二次貯留部１３ａとハウジング２４ｃ内とを連通する孔、２４ｈは同様に前記ハウジング２４ｂに形成され前記フィルタ１３の二次側空間と前記シリンダ室２４ｇとを連通する孔である。

【0051】

これら図１１及び図１２（ａ）に示すように、圧縮機の運転中においては、開閉装置２４の弁体２４ｂが、前記弾性体２４ａと油分離器７の一次側の圧力により上方に押し上げられ、前記開口部２２ｃを塞ぐように動作する。即ち、前記開閉装置２４の弁体２４ｂは、前記フィルタ１３の一次側空間と二次側空間との間に圧力差が発生するとその圧力差も加わって前記開口部を閉じるように構成されているので、フィルタ１３から滴下した油は二次貯留部１３ａ内に溜められるが、この油は前記回収配管１４（図９参照）により圧縮機本体１（図１参照）側に回収される。

【0052】

圧縮機が停止されると、フィルタ１３の油が滴下して二次貯留部１３ａに溜まっていき、その油の重さで、図１０及び図１２（ｂ）に示すように、前記弾性体２４ａを圧縮して前記弁体２４ｂを下方に押し下げる。即ち、前記開閉装置２４の弁体２４ｂは、前記フィルタ１３の一次側空間と二次側空間との間に発生していた圧力差がなくなると、弁体の自重或いは貯留された油の重さにより、前記底部材２２に形成されている開口部２２ｃを開くように構成されている。これにより一次貯留部１８と二次貯留部１３ａが連通され、フィルタ１３内の前記二次貯留部１３ａに貯留された油を、前記孔２４ｆ及び開口部２２ｃを介して、前記一次貯留部１８に排出することができる。

【0053】

従って、本実施例においても、圧縮機の停止中に二次貯留部１３ａの油を排出することができるため、圧縮機始動時における油の持去りを防止することが可能となるなど、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。

【実施例3】

【0054】

本発明の実施例３を図１３〜図１６により説明する。図１３は本発明の給油式圧縮機の実施例３における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機運転中における状態を示す図、図１４は本発明の給油式圧縮機の実施例３における油分離器の要部縦断面図で、圧縮機停止中における状態を示す図、図１５は図１３に示すフィルタ下部の部分を拡大して示す拡大断面図、図１６は図１５のＦ部を拡大して示す要部拡大図で、（ａ）図は開閉装置が閉じている状態を示す図、（ｂ）図は開閉装置が開いている状態を示す図である。

【0055】

前述した実施例２では、圧力差と弾性体を利用して弁体を開閉するように構成した開閉装置を使用した例を説明したが、この実施例３では、外部圧力を利用して弁体を開閉するように構成した開閉装置２４を設けたものである。

【0056】

なお、図１３〜図１６において、図１〜図１２と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、上記実施例１または実施例２と同一部分については説明を省略する。

【0057】

本実施例においては、図１３に示すように、フィルタ１３の底部材２２中央に、開閉装置２４が設けられており、この開閉装置２４は、弾性体（ばね）２４ａにより上方に付勢された弁体２４ｂと、この弁体２４ｂの移動をガイドするハウジング（シリンダ部材）２４ｃと、空気槽に接続されている前記吐出配管６ａ内の圧縮空気を前記ハウジング２４ｃ内に導くための制御配管２５と、この制御配管２５に設けられた制御弁２６と、この制御弁２６を制御する制御装置２７を備えている。前記制御弁２６は圧縮機が停止されると開かれるように前記制御装置２７により制御され、前記吐出配管６ａ内の例えば０．７ＭＰａの高圧空気を前記ハウジング２４ｃ内に導く。これにより、図１４に示すように、前記弁体２４ｂは下方に押圧され、前記弾性体２４ａの押上力に勝って前記弁体２４ｂを下方に押し下げる。この結果、フィルタ１３内下部の二次貯留部１３ａに溜められていた油は、前記ハウジング２４ｃに形成された孔と前記底部材２２に形成された開口部を介して油分離器７内の一次貯留部１８（図２参照）に落下するように構成されている。

【0058】

上記開閉装置２４の部分の構成を図１５及び図１６に示す拡大図により更に詳細に説明する。図１５と図１６（ａ）は、圧縮機運転中における開閉装置２４の動作を示している。前記開閉装置２４の弁体２４ｂは、実施例２と同様にＩ形に構成されており、下方の弁部２４ｂａと上方のピストン部２４ｂｂが一体に構成され、前記弁部２４ｂａは前記底部材２２の中央付近に複数個形成された開口部２２ｃを下方から開閉するように構成されている。また、前記ピストン部２４ｂｂは前記ハウジング（シリンダ部材）２４ｃ内を上下に摺動するように構成され、このピストン部２４ｂｂの下面と前記底部材２２との間には前記弾性体２４ａが設けられてピストン部２４ｂｂを上方に付勢している。また、前記ピストン部２４ｂｂの上面とハウジング２４ｃとの間にはシリンダ室２４ｇが形成され、このシリンダ室２４ｇには前記制御配管２５が連通されている。

【0059】

２４ｄは弁体２４ｂと底部材２２との間をシールするシール材、２４ｅは前記弁体２４ｂのピストン部２４ｂｂの外周に設けられ、前記ハウジング（シリンダ部材）との間をシールするシール材、２４ｆは前記ハウジング２４ｂに形成され前記二次貯留部１３ａとハウジング２４ｃ内とを連通する孔である。

【0060】

これら図１５及び図１６（ａ）に示すように、圧縮機の運転中においては、開閉装置２４の弁体２４ｂが、前記弾性体２４ａと油分離器７の一次側の圧力により上方に押し上げられ、前記開口部２２ｃを塞ぐように動作するので、フィルタ１３から滴下した油は二次貯留部１３ａ内に溜められるが、この油は前記回収配管１４（図１３参照）により圧縮機本体１（図１参照）側に回収される。

【0061】

圧縮機が停止されると、図１４に示すように、前記制御装置２７にその停止信号が送られ、該制御装置２７は前記制御弁２６を開状態に制御する。圧縮機停止直後は空気槽に圧縮空気が貯留されており、調圧逆止弁２１の二次側である前記吐出配管６ａ内は前記空気槽と同圧となっている。従って、前記制御弁２６を開状態にすると、前記吐出配管６ａ内の高圧空気は、図１６（ｂ）に示すように、制御配管２５を介して、開閉装置２４のハウジング２４ｃとピストン部２４ｂｂの上部とで形成された前記シリンダ室２４ｇへ流れ込む。この結果、前記弾性体２４ａを圧縮して前記弁体２４ｂを下方に押し下げるので、前記底部材２２に形成されている開口部２２ｃは開かれ、一次貯留部１８と二次貯留部１３ａが連通される。これにより、フィルタ１３内の前記二次貯留部１３ａに貯留された油を、孔２４ｆ及び開口部２２ｃを介して、前記一次貯留部１８に排出することができる。

【0062】

従って、本実施例においても、二次貯留部１３ａに溜められた油を、圧縮機の停止中に排出することができるため、圧縮機始動時における油の持去りを防止することが可能となるなど、上記実施例１及び実施例２と同様の効果を得ることができる。

【0063】

なお、給油式圧縮機が停止する条件としては、操業時間内に制御により一時停止される場合と、操業時間外の長期停止があるが、何れの場合でも圧縮機の停止直後は前記空気槽に圧縮された高圧空気が貯留されているので、その高圧空気を利用して、図１６（ｂ）に示すように、弁体２４ｂを下方に押し下げることができ、何れの場合でも圧縮機停止時には前記二次貯留部１３ａに溜まっている油を排出することができる。従って、次に圧縮機を始動するときには油の持去りを防止できる。

【0064】

一方、圧縮機が運転開始されると、前記制御装置２７にその運転開始信号が送られ、該制御装置２７は前記制御弁２６を閉状態に制御する。この結果、前記弁体２４ｂには弾性体２４ａのばね力に加え、一次貯留部１８（フィルタ１３の一次側）の圧力が上昇することにより、前記弁体２４ｂには上方向に押上力が発生する。この結果、図１６（ａ）に示すように、前記弁体２４ｂは上方に押し上げられて、弁体２４ｂの弁部２４ｂａが前記開口部２２ｃを塞ぐため、この開口部２２ｃを介しての前記一次貯留部１８（一次側）と前記二次貯留部１３ａ（二次側）との連通は遮断される。従って、吐出配管６（図２参照）から油分離器７内に流入した圧縮空気は、油が一次分離された後、前記フィルタ１３を通ることで油が二次分離され、その後前記調圧逆止弁２１、吐出配管６ａ及びアフタークーラ８を介して圧縮機外部の空気槽などに送られる。

【0065】

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、圧縮機停止時に、フィルタ内下部の二次貯留部に貯留された油を一次貯留部側に排出するように構成した開閉装置をフィルタの底部材に設けているので、圧縮機が停止すると前記二次貯留部に貯留された油を、油の自重で自動的に排出できるため、圧縮機が再始動される際の油の持去りを確実に防止することができる。従って、圧縮機運転中に前記二次貯留部に溜まった油を圧縮機本体側に回収するための回収配管の径（或いはオリフィスの径）を小さくすることが可能となるから、圧縮機運転中に前記回収配管を介して、圧縮空気が圧縮機本体側（圧縮作動室或いは吸込側）に流れ込んでしまうのを抑制することができ、この結果圧縮機性能が低下するのを防止することができる。

【符号の説明】

【0066】

１：圧縮機本体、２：電動機、
３：吸入配管、４：吸込フィルタ、５：吸込み絞り弁、
６，６ａ：吐出配管、
７：油分離器 、
８：アフタークーラ、
９，９ｂ，９ｃ：油戻し管、９ａ：バイパス配管、
１０：オイルクーラ、１１：冷却ファン、１２：電動機、
１３：フィルタ、１３ａ：二次貯留部、
１４：回収配管、
１６：外筒、 １７：内筒、
１８：一次貯留部、
１９：第１蓋部材、
２０：第２蓋部材、２０ａ：吐出路、
２１： 調圧逆止弁、２１ａ：入口部、２１ｂ：出口部、
２２：底部材、２２ａ：平面部、２２ｂ：開口部、
２３，２４：開閉装置、
２３ａ：弁体、２３ｂ：軸部、２３ｃ：シール材、２３ｄ：ストッパ部、
２４ａ：弾性体（ばね）、２４ｂ：弁体、２４ｂａ：弁部、２４ｂｂ：ピストン部、
２４ｃ：ハウジング（シリンダ部材）、２４ｄ，２４ｅ：シール材、
２４ｆ,２４ｈ：孔、２４ｇ：シリンダ室、
２５：制御配管、２６：制御弁、２７：制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】