JP5893506B2 - Water-injected scroll air compressor - Google Patents
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Description
本発明は、空気を圧縮するスクロール空気圧縮機に係わり、特に、圧縮本体の作動室若しくはその上流側である吸気経路に水を注入する水注入式スクロール空気圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll air compressor that compresses air, and more particularly to a water injection type scroll air compressor that injects water into a working chamber of a compression main body or an intake passage on the upstream side thereof.
スクロール空気圧縮機においては、作動室若しくはその上流側である吸気経路に水を注入する水注入式のものが知られている。この水の注入は、複数の作動室を形成する部材間の僅かな隙間をシールする作用や、圧縮熱を吸収して各部材の熱変形を防止して前述した隙間の拡大を抑制する作用をもたらす。その結果、作動室からの空気の漏洩を低減して、効率を高めることが可能である。 As the scroll air compressor, there is known a water injection type in which water is injected into the working chamber or an intake passage upstream thereof. This water injection has the effect of sealing a small gap between members forming a plurality of working chambers, and the action of absorbing the compression heat to prevent thermal deformation of each member and suppressing the expansion of the gap described above. Bring. As a result, it is possible to increase the efficiency by reducing the leakage of air from the working chamber.
本願発明者らは、特許文献1に記載のように、両歯式スクロール空気圧縮機に対して水注入式を採用した場合を想定したところ、次のような課題が生じることに気づいた。例えば吸気経路に水を注入するように構成した場合、吸気経路から作動室に取込まれなかった水の一部が、固定スクロール部材のラップの外周側かつダストラップの内周側に形成された空間(以降、ラップ外周室と称す)に溜まる。また、例えば作動室に水を直接注入するように構成した場合でも、吐出側作動室と吸入側作動室との圧力勾配により、水の一部が作動室から吸入側に戻されて、ラップ外周室に溜まる。そして、ラップ外周室に溜められた水は、ダストラップの下部の摺動面から漏れて外部に流出する可能性がある。そのため、圧縮機本体の下方側に配置された部品などを発錆させる可能性がある。また、圧縮機本体の下方側にモータ等の電気機器が配置されている場合は、その電気機器に絶縁不良や短絡などの不具合が生じる可能性がある。
As described in
そこで、本願発明者らは、特許文献1に記載のように、ダストラップの下部に水抜孔を形成するとともに、この水抜孔に導水配管系統を接続して、ラップ外周室に溜まる水を水抜孔から排出することを提唱した。詳細には、例えば特許文献1に記載の第1の実施形態(図5参照)のように、ダストラップの下部の水抜孔と圧縮機本体内の吸入通路との間で導水配管を接続する。そして、ラップ外周室の圧力と吸入通路の圧力との差分が導水配管の損失ヘッドを上回ることにより、ラップ外周室に溜まる水を吸入通路に導出することを提案した。
Therefore, as described in
また、例えば特許文献1に記載の第2の実施形態(図6参照)のように、ダストラップの下部の水抜孔に導水配管を介しタンクを接続して、ラップ外周室に溜まる水を自重によって水抜孔からタンクに排出することを提案した。さらに、タンクの下部と圧縮機本体の上流側の吸入配管系統との間で導水配管を接続し、この導水配管にポンプを設ける。そして、ポンプの駆動によって、タンクに溜められた水を吸入配管系統に導出することを提案した。あるいは、例えば特許文献1に記載の第3の実施形態(図7参照)のように、タンクの下部と圧縮機本体の下流側の水セパレータタンクとの間で導水配管を接続する。そして、水セパレータタンク内の圧力が大気圧程度と低くなる場合に、タンクに溜められた水を自重によって水セパレータタンクに導出することを提案した。 Further, for example, as in the second embodiment described in Patent Document 1 (see FIG. 6), a tank is connected to the drain hole at the lower portion of the dust wrap through a water conduit, and water accumulated in the outer peripheral chamber of the lap is caused by its own weight. It was proposed to discharge to the tank from the drain hole. Furthermore, a water conduit is connected between the lower part of the tank and the suction piping system on the upstream side of the compressor body, and a pump is provided in this water conduit. And it was proposed that the water stored in the tank was led to the suction piping system by driving the pump. Alternatively, for example, as in the third embodiment described in Patent Document 1 (see FIG. 7), a water conduit is connected between a lower portion of the tank and a water separator tank on the downstream side of the compressor body. Then, when the pressure in the water separator tank becomes as low as about atmospheric pressure, it has been proposed that the water stored in the tank is led to the water separator tank by its own weight.
しかしながら、上述した特許文献1に記載の実施形態は、次のような課題が存在する。上述したラップ外周室の圧力は、大気圧よりも、やや負圧である。そのため、特許文献1に記載の第1の実施形態のような構成では、ラップ外周室の圧力と吸入通路の圧力との差分が導水配管の損失ヘッドを上回らず、ラップ外周室に溜まる水を水抜孔から排出することが困難となる。また、特許文献1に記載の第2及び第3の実施形態のような構成では、ラップ外周室に溜まる水を自重によって水抜孔から排出することが困難となる。そのため、例えばポンプの駆動によって、ラップ外周室に溜まる水を水抜孔から排出することが考えられるものの、この場合には省エネの点で改善の余地がある。
However, the embodiment described in
本発明は、上記の事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネを図りつつ、ダストラップの下部からの水漏れを防止できる水注入式スクロール圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described matters, and an object of the present invention is to provide a water injection type scroll compressor capable of preventing water leakage from the lower portion of the dust wrap while saving energy.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、螺旋状のラップを有する旋回スクロール部材と、前記旋回スクロール部材のラップと略噛み合って複数の作動室を形成する螺旋状のラップ及びその外周側に配置されたダストラップを有する固定スクロール部材と、前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を揺動させる水平方向のクランク軸と、前記作動室の下流側である吐出配管系統に設けられ、前記作動室から吐出された圧縮空気に含まれる水を分離する水セパレータタンクと、前記水セパレータタンクから前記作動室若しくはその上流側である吸気経路に水を注入する注水配管系統とを備え、前記固定スクロール部材のラップの外周側かつ前記ダストラップの内周側に形成されたラップ外周室が大気圧より負圧である、水注入式スクロール空気圧縮機において、前記ダストラップの下部に形成され、前記ラップ外周室に溜まる水を排出する水抜孔と、前記注水配管系統に設けられたエジェクタと、前記水抜孔と前記エジェクタの吸込口との間で接続された水回収配管系統とを備え、大気圧より負圧な前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収する。
(1) In order to achieve the above-described object, the present invention provides a orbiting scroll member having a spiral wrap, a spiral wrap that substantially meshes with the wrap of the orbiting scroll member to form a plurality of working chambers, and an outer periphery thereof. A fixed scroll member having a dust trap disposed on the side, a horizontal crankshaft that swings the orbiting scroll member with respect to the fixed scroll member, and a discharge piping system that is downstream of the working chamber. A water separator tank that separates water contained in the compressed air discharged from the working chamber, and a water injection piping system that injects water from the water separator tank into the working chamber or an intake passage on the upstream side thereof, the outer peripheral side and wrap circumferential chamber formed on the inner peripheral side of the dust strap wrap of the fixed scroll member is a negative pressure lower than the atmospheric pressure, water In Irishiki scroll air compressor, the formed under the da strap, and the lap outer peripheral chamber to accumulate water drainage hole for discharging water, and an ejector provided in the water injection pipe system, said water drainage hole and the suction of the ejector A water recovery piping system connected between the mouth and water collected in the outer peripheral chamber of the wrap having a pressure lower than atmospheric pressure is recovered in the water injection piping system via the water recovery piping system.
このように本発明においては、ラップ外周室に溜まる水を水回収配管系統を介し注水配管系統に回収するので、ダストラップの下部の摺動面からの水漏れを防止できる。また、注水配管系統にエジェクタを設け、このエジェクタを利用して(別の言い方をすれば、注水配管系統の流体力を利用して)ラップ外周室に溜まる水を回収するので、例えばエジェクタの代わりにポンプを設ける場合と比べ、省エネを図ることができる。 As described above, in the present invention, water collected in the lap outer peripheral chamber is collected in the water injection piping system via the water recovery piping system, so that water leakage from the sliding surface at the lower portion of the dust wrap can be prevented. In addition, an ejector is provided in the water injection piping system, and by using this ejector (in other words, using the fluid force of the water injection piping system), water collected in the lap outer peripheral chamber is recovered. Compared with the case where a pump is provided, energy saving can be achieved.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記ラップ外周室の圧力と前記エジェクタの吸込口の圧力との差分が前記水回収配管系統の損失ヘッドを上回ることによって、前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収する。 (2) In the above (1), preferably, the water accumulated in the lap outer peripheral chamber when the difference between the pressure of the wrap outer peripheral chamber and the pressure of the suction port of the ejector exceeds the loss head of the water recovery piping system. Is recovered in the water injection piping system through the water recovery piping system.
(3)上記(1)において、好ましくは、前記水回収配管系統は、補助ポンプを有しており、前記ラップ外周室の圧力と前記エジェクタの吸込口の圧力との差分と前記補助ポンプの加圧分の総和が前記水回収配管系統の損失ヘッドを上回ることによって、前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収する。
(4)上記(1)において、好ましくは、前記エジェクタの上流側に設けられ、前記注水配管系統の水圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出値に基づいて前記注水配管系統の水圧を調整する水圧調整手段とを備える。
(3) In the above (1), preferably, the water recovery piping system has an auxiliary pump, and the difference between the pressure in the outer circumferential chamber of the wrap and the pressure in the suction port of the ejector and the application of the auxiliary pump When the sum of pressure exceeds the loss head of the water recovery piping system, the water accumulated in the wrap outer peripheral chamber is recovered to the water injection piping system via the water recovery piping system.
(4) In the above (1), preferably, a pressure sensor provided upstream of the ejector for detecting the water pressure of the water injection piping system, and the water pressure of the water injection piping system based on a detection value of the pressure sensor. Water pressure adjusting means for adjusting.
本発明によれば、省エネを図りつつ、ダストラップの下部からの水漏れを防止できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water leak from the lower part of a dust lap can be prevented, aiming at energy saving.
本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における水注入スクロール空気圧縮機の構成を表す系統図である。 FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a water injection scroll air compressor in the present embodiment.
この図1において、水注入式スクロール空気圧縮機は、図示しないモータによって駆動されて空気を圧縮する圧縮機本体1と、この圧縮機本体1の吸入側(上流側)に設けられた吸入配管系統2(吸気経路)と、圧縮機本体1の吐出側(下流側)に設けられた吐出配管系統3(吐気経路)と、モータ等を制御する制御装置4とを備えている。
In FIG. 1, a water injection type scroll air compressor includes a
吸入配管系統2は、吸気フィルタ5と、この吸気フィルタ5の下流側に接続された分流器6とを有している。分流器6は、後述する圧縮機本体1の吸入口20e,20f,21e,21fにそれぞれ対応する4つの出口を有している。分流器6の第1出口と圧縮機本体1の吸入口20eは吸入配管7Aを介し接続され、分流器6の第2出口と圧縮機本体1の吸入口20fは吸入配管7Bを介し接続され、分流器6の第3出口と圧縮機本体1の吸入口21eは吸入配管7Cを介し接続され、分流器6の第4出口と圧縮機本体1の吸入口21fは吸入配管7Dを介し接続されている。
The
吐出配管系統3は、後述する圧縮機本体1の吐出口20i,21iから合流するように構成されている。また、吐出配管系統3は、合流部の下流側に設けられたアフタークーラ(冷却器)8と、このアフタークーラ8の下流側に接続された水セパレータタンク(水分離器)9とを備えている。
The
水セパレータタンク9は、上部空間に外筒及び内筒からなる2重筒構造を有し、それら外筒と内筒との間の流路にアフタークーラ8からの圧縮空気を導入して旋回させ、比重の差により圧縮空気とこれに含まれる水とを一次分離する。さらに、分離した圧縮空気を内筒内側の流路に導入し、水セパレータエレメント10によって圧縮空気に含まれる残りの水を二次分離する。そして、水セパレータタンク9で分離された圧縮空気は、図示しないドライヤ(乾燥器)を介して供給先に供給されるようになっている。
The water separator tank 9 has a double cylinder structure consisting of an outer cylinder and an inner cylinder in the upper space, and the compressed air from the after
一方、水セパレータタンク9で分離された水は、水セパレータタンク9の下部空間に貯えられる。そして、タンク9内の圧力によって、注水配管系統11を介し吸入配管系統2に供給されるようになっている。注水配管系統11には、水の流れ方向の順序で、注水制御弁12、圧力センサ13、減圧弁14、浄水装置15が設けられている。
On the other hand, the water separated in the water separator tank 9 is stored in the lower space of the water separator tank 9. Then, the pressure in the tank 9 is supplied to the
また、注水配管系統11の下流側には、分流器16が設けられている。分流器16は、上述した吸入配管7A〜7Dにそれぞれ対応する4つの出口を有している。分流器16の第1出口と吸入配管7Aは注水配管17Aを介し接続され、分流器16の第2出口と吸入配管7Bは注水配管17Bを介し接続され、分流器16の第3出口と吸入配管7Cは注水配管17Cを介し接続され、分流器16の第4出口と吸入配管7Dは注水配管17Dを介し接続されている。注水配管17A〜17Dには流量制御弁18A〜18Dがそれぞれ設けられている。
Further, a
圧力センサ13は、水圧を検出し、その検出信号を制御装置4へ出力するようになっている。制御装置4は、圧力センサ13で検出された水圧に応じて減圧弁14の開度を可変制御して、水圧を調整するようになっている(水圧調整手段)。具体的には、水圧が過剰となるのを防止するようになっている。また、制御装置4は、流量制御弁18A〜18Dの開度をそれぞれ可変制御する。これにより、吸入配管7A〜7D(言い換えれば、圧縮機本体1の吸入口20e,20f,21e,21f)にそれぞれ注入する水量を調整するようになっている(水量調整手段)。
The
また、制御装置4は、運転スイッチ(図示せず)からの運転開始・運転終了の指令信号に応じて、モータを駆動制御するとともに、注水制御弁12を開閉制御するようになっている。すなわち、モータを駆動して圧縮機本体1を運転させ、あるいは、モータを停止して圧縮機本体1を停止させる。また、注水制御弁12を開状態として吸入配管系統2への注水を行わせ、あるいは、注水制御弁12を閉状態として吸入配管系統2への注水を停止させる。
In addition, the
なお、本実施形態では、例えば圧縮機本体1の停止時に圧縮機本体1の作動室内に水を残留させないことを目的として、乾燥運転を行うことが可能となっている。詳しく説明すると、乾燥運転を行う場合(詳細には、吸入配管系統2への注水を停止させつつ、圧縮機本体1を運転させる場合)、圧縮機本体1からの吐出直後の圧縮空気は200℃以上と高温であり、そのまま水セパレータタンク9に導入すれば問題が生じる。そこで、水セパレータタンク9の上流側にアフタークーラ8を設けて圧縮空気を冷却すれば、その問題を解決することができる。したがって、乾燥運転を行うことが可能となっている。
In the present embodiment, for example, when the
なお、上述したモータ、圧縮機本体1、吸入配管系統2、吐出配管系統3、制御装置4、及び注水配管系統11等は、図示しない筐体でパッケージされて圧縮機ユニットを構成している。
The motor, the compressor
次に、圧縮機本体1の構造を説明する。図2は、圧縮機本体1の全体構造を表す斜視図(但し、後述する主クランク軸22及び補助クランク軸23等を取外した状態を示す図)である。図3は、圧縮機本体1の詳細構造を表す水平断面図であり、図4は、図3中断面IV−IVによる鉛直断面図である。図5は、圧縮機本体1の構造とともに水回収配管系統を表す図である。
Next, the structure of the
これら図2〜図5において、圧縮機本体1は、旋回スクロール部材19及び固定スクロール部材20,21を備えた両歯式のスクロール圧縮機である。詳細には、旋回スクロール部材19の鏡板部19aの側方一方側(図3中左側)側面及び反対側(図3中右側)側面には略渦巻き状のラップ19b,19cがそれぞれ立設されている。固定スクロール部材20は、旋回スクロール部材19の側方一方側に配置され、その鏡板部20aの内側(図3中右側)側面に螺旋状のラップ20bが立設されている。一方、固定スクロール部材21は、旋回スクロール部材19の反対側に配置され、その鏡板部21aの内側(図3中左側)側面に螺旋状のラップ21bが立設されている。そして、旋回スクロール部材19のラップ19bと固定スクロール部材20のラップ20bとが略噛み合って複数の作動室を形成し、旋回スクロール部材19のラップ19cと固定スクロール部材21のラップ21bとが略噛み合って複数の作動室を形成している。また、固定スクロール部材20,21は、互いに締結されて旋回スクロール部材19を収納するケーシングを構成している。
2 to 5, the compressor
また、圧縮機本体1は、固定スクロール部材20,21に対して旋回スクロール部材19を揺動(旋回)させる主クランク軸22及び副クランク軸23を備えている。主クランク軸22は、固定スクロール部材20,21に設けた軸受24A,25Aにより回転可能に支持され、副クランク軸23は、固定スクロール部材20,21に設けた軸受24B,25Bにより回転可能に支持されている。主クランク軸22及び副クランク軸23は固定スクロール部材20から突出した軸端部をそれぞれ有し、これら軸端部にプーリ26A,26Bが設けられている。そして、プーリ26A,26Bにタイミングベルト27が装架されて、主クランク軸22と副クラン軸23とが同期回転するようになっている。また、主クランク軸22の軸端部にはVプーリ28が設けられている。そして、図示しないが、モータの回転軸に設けたMシーブとVプーリ28との間にVベルトが装架されて、モータの回転動力が主クランク軸22に伝達されるようになっている。
The
主クランク軸22は、旋回スクロール部材19の外周部の一方側(図3中下側)に軸受29Aを介して接続されたクランク部22aを有し、副クランク軸23は、旋回スクロール部材19の外周部の他方側(図3中上側)に軸受29Bを介して接続されたクランク部23aを有している。主クランク軸22のクランク部22a及び補助クランク軸23のクランク部23aは、軸線から同じ偏心量で偏心しており、平行4つ棒リンク機構を形成している。これにより、旋回スクロール部材19は、旋回可能に軸支されている。なお、旋回スクロール部材19の旋回運動に伴う不釣り合いを相殺するために、主クランク軸22にはバランスウエイト30A,30Bが設けられ、副クランク軸23にはバランスウエイト31A,31Bが設けられている。
The main crankshaft 22 has a crank portion 22a connected to one side (lower side in FIG. 3) of the outer peripheral portion of the
旋回スクロール部材19は、上記鏡板部19aと、上記ラップ19b,19cと、鏡板部19aの中心部に設けられ側方一方側及び反対側の吐出過程の作動室を連通させる連通孔19dと、鏡板部19a内を上下方向に貫通して設けられた複数の(本実施形態では、4列×2列の)通風孔19eとを備えている。
The
固定スクロール部材20は、上記鏡板部20aと、上記ラップ20bと、鏡板部20aの内側側面におけるラップ20bの外周側に立設されたダストラップ20cと、鏡板部20aの外側(図3中左側)側面に立設され上下方向に延在する複数の放熱フィン20dとを有している。また、鏡板部20aの外側側面に形成された上側吸入口20e及び下側吸入口20fを有している。また、ラップ20bの外周側かつダストラップ20cの内周側の空間A(以降、ラップ外周室Aと称す)における旋回スクロール部材19のラップ19bの外周側端部の近傍と上側吸入口20eとを連通するように形成された上側吸入通路20g(図5参照)と、ラップ外周室Aにおけるラップ20bの外周側端部の近傍と下側吸入口20fとを連通する下側吸入通路20h(図5参照)とを有している。また、鏡板部20aの中心部に形成された吐出口20iを有している。
The fixed
そして、旋回スクロール部材19と固定スクロール部材20との間には、旋回スクロール部材19の旋回運動に伴い、主に上側吸入口20e及び上側吸入通路20gから空気を吸入して圧縮し吐出口20iから吐出する圧縮経路(詳細には、旋回スクロール部材19のラップ19bの径方向内側に隣接するように形成されて、吐出口20iに向かって渦巻き状に移動する複数の作動室)が形成されるとともに、主に下側吸入口20f及び下側吸入通路20hから空気を吸入して圧縮し吐出口20iから吐出する圧縮経路(詳細には、旋回スクロール部材19のラップ19bの径方向外側に隣接するように形成されて、旋回スクロール部材19の旋回に伴い、吐出口20iに向かって渦巻き状に移動する複数の作動室)が形成される。
Then, between the orbiting
固定スクロール部材21は、固定スクロール部材20と同様、上記鏡板部21aと、上記ラップ21bと、鏡板部21aの内側側面におけるラップ21bの外周側に立設されたダストラップ21cと、鏡板部21aの外側(図3中右側)側面に立設され上下方向に延在する複数の放熱フィン21dとを有している。また、鏡板部21aの外側側面に形成された上側吸入口21e及び下側吸入口21fを有している。また、ラップ21bの外周側かつダストラップ21cの内周側の空間B(以降、ラップ外周室Bと称す)における旋回スクロール部材19のラップ19cの外周側端部の近傍と上側吸入口21eとを連通するように形成された上側吸入通路21g(図示せず)と、ラップ外周室Bにおけるラップ21bの外周側端部の近傍(図示せず)と下側吸入口21fとを連通する下側吸入通路21h(図示せず)とを有している。また、鏡板部21aの中心部に形成された吐出口21iを有している。
Similarly to the fixed
そして、旋回スクロール部材19と固定スクロール部材21との間には、旋回スクロール部材19の旋回運動に伴い、主に上側吸入口21e及び上側吸入通路21gから空気を吸入して圧縮し吐出口21iから吐出する圧縮経路(詳細には、旋回スクロール部材19のラップ19cの径方向内側に隣接するように形成され、吐出口21iに向かって渦巻き状に移動する複数の作動室)が形成されるとともに、主に下側吸入口21f及び下側吸入通路21hから空気を吸入して圧縮し吐出口21iから吐出する圧縮経路(詳細には、旋回スクロール部材19のラップ19cの径方向外側に隣接するように形成されて、吐出口21iに向かって渦巻き状に移動する複数の作動室)が形成される。
Then, between the orbiting
なお、旋回スクロール部材19のラップ19b,19c、固定スクロール部材20のラップ20b及びダストラップ20c、並びに固定スクロール部材21のラップ21b及びダストラップ21cのそれぞれの先端面には溝が形成され、それらの溝にシール材が挿入されている。
In addition, grooves are formed on the respective front end surfaces of the
また、ケーシングを構成する固定スクロール部材20の上面には複数の(本実施形態では4つの)冷却風取入口32Aが形成され、下面には複数の(本実施形態では4つの)冷却風排出口32Bが形成されており、これら冷却風取入口32A及び冷却風排出口32Bは、ケーシング内のダストラップ20c,21cの外周側の空間に連通している。そして、図4中点線矢印で示すように、冷却ファン(図示せず)などで生起された冷却風を冷却風取入口32Aからケーシング内に取入れ、旋回スクロール部材19の通風孔19eなどに流通した後、冷却風排出口32Bから排出するようになっている。これにより、旋回スクロール部材19の中心部などを冷却するようになっている。このとき、上述したように固定スクロール部材20のラップ20bの外周側にダストラップ20cを設け、固定スクロール部材21のラップ21bの外周側にダストラップ21cを設けているので、冷却風とともにダストが作動室に侵入するのを防止するようになっている。
In addition, a plurality of (four in this embodiment) cooling
ここで、本実施形態では、上述したように、注水配管系統19を介し吸入配管系統2に水を注入するようになっている。そのため、固定スクロール部材20の吸入通路20g,20hから作動室に取込まれなかった水の一部や、吐出側作動室と吸入側作動室との圧力勾配によって作動室から吸入側に戻された水の一部が、ラップ外周室Aに溜まる。また、固定スクロール部材21の吸入経路21g,21hから作動室に取込まれなかった水の一部や、吐出側作動室と吸入側作動室との圧力勾配によって作動室から吸入側に戻された水の一部が、ラップ外周室Bに溜まる。
Here, in this embodiment, as described above, water is injected into the
そこで、本実施形態では、固定スクロール部材20のダストラップ20cの下部(詳細には、ダストラップ20cにおける下側吸入通路20hの開口とは離間してその下側)には、ラップ外周室Aに溜まる水を排出するための水抜孔20kが形成されている。また、固定スクロール部材21のダストラップ21cの下部(詳細には、ダストラップ21cにおける下側吸入通路21hの開口とは離間してその下側)には、ラップ外周室Bに溜まる水を排出するための水抜孔21kが形成されている。
Therefore, in the present embodiment, the lower end of the
そして、注水配管系統11における分流器16の上流側にはエジェクタ33が設けられており、このエジェクタ33の吸込口と水抜孔20k,21kとの間で接続された水回収配管系統34が設けられている。この水回収配管系統34は合流器35を有し、この合流器35は、水抜孔20k,21kにそれぞれ対応する2つの入口を有している。合流器35の第1入口と水抜孔20kは水回収配管36Aを介し接続され、合流器35の第2入口と水抜孔21kは水回収配管36Bを介し接続されている。
An
エジェクタ33は、例えば入口、出口、及び吸込口を有する略T字管であって、水セパレータタンク9から供給された水を絞り部で増速させて負圧を発生させ、この負圧によって吸込口から吸込むようになっている。詳しく説明すると、圧縮機本体1の運転中、ラップ外周室A,Bはやや負圧であるものの、エジェクタ33の吸込口の負圧はさらに低くなっている。そして、ラップ外周室A,Bの圧力とエジェクタ33の吸込口の圧力との差分が水回収配管系統34の損失ヘッドを上回ることによって、ラップ外周室A,Bに溜まる水を水回収配管系統34を介し注水配管系統11に回収するようになっている。なお、図示しないが、エジェクタ33の吸込口側には、圧縮機本体1への逆流を防止するための逆止弁が設けられている。
The
以上のように構成された本実施形態においては、注水運転中、ラップ外周室A,Bに溜まる水を水回収配管系統34を介し注水配管系統11に回収するので、ダストラップ20c,21cの下部の摺動面からの水漏れを防止できる。したがって、圧縮機本体1の下方側に配置された部品の発錆や、圧縮機本体1の下方側に配置された電気機器の短絡等が生じるのを防止できる。また、ラップ外周室A,Bに溜まる水を注水配管系統11に回収しないで外部に放出する場合と比べ、消費水量を低減することができる。
In the present embodiment configured as described above, during the water injection operation, water collected in the lap outer peripheral chambers A and B is recovered to the water
また、本実施形態においては、注水配管系統11にエジェクタ33を設け、このエジェクタ33を利用して(別の言い方をすれば、注水配管系統11の流体力を利用して)ラップ外周室A,Bに溜まる水を回収するので、例えばエジェクタ33の代わりにポンプを設ける場合と比べ、省エネを図ることができる。
Further, in the present embodiment, the water
なお、上記実施形態においては、ラップ外周室A,Bの圧力とエジェクタ33の吸込口の圧力との差分が水回収配管系統34の損失ヘッドを上回る場合を例にとって説明したが、ラップ外周室A,Bの圧力とエジェクタ33の吸込口の圧力との差分が水回収配管系統34の損失ヘッドを上回らない場合には、図6で示す変形例のように、水回収配管系統34Aに補助ポンプ37を設けてもよい。すなわち、ラップ外周室A,Bの圧力とエジェクタ33の吸込口の圧力との差分と補助ポンプ37の加圧分の総和が水回収配管系統34Aの損失ヘッドを上回ることによって、ラップ外周室A,Bに溜まる水を水回収配管系統34Aを介し注水配管系統11に回収するように構成してもよい。このような変形例においても、例えばエジェクタ33を設けないでポンプのみを設ける場合と比べ、ポンプ37を小さくすることができ、省エネを図ることができる。
In the above embodiment, the case where the difference between the pressures of the wrap outer peripheral chambers A and B and the pressure of the suction port of the
なお、上記実施形態及び変形例においては、注水配管系統11は、吸入配管7A〜7D(言い換えれば、分流器6の下流側)に水を注入するような構成(言い換えれば、分流器16等を有する構成)を例にとって説明したが、これに限られず、例えば分流器6の上流側に水を注入するような構成(すなわち、分流器16等を有しない構成)としてもよい。また、上記実施形態及び変形例においては、吸入配管系統2(吸気経路)に水を注入する場合を例にとって説明したが、これに限られず、圧縮機本体1の作動室に直接注入してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment and the modification, the water
なお、以上においては、本発明の適用対象として、圧縮機本体1が両歯式のスクロール圧縮機である場合を例にとって説明したが、これに限られず、片歯式のスクロール圧縮機であってもよい。言い換えれば、螺旋状のラップを有する旋回スクロール部材と、この旋回スクロール部材のラップと略噛み合って複数の作動室を形成する螺旋状のラップ及びその外周側に配置されたダストラップを有する固定スクロール部材と、この固定スクロール部材に対して旋回スクロール部材を揺動させるクランク軸とを備えたものでもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
In the above description, the case where the compressor
2 吸入配管系統
3 吐出配管系統
9 水セパレータタンク
11 注水配管系統
19 旋回スクロール部材
19b,19c ラップ
20 固定スクロール部材
20b ラップ
20c ダストラップ
20k 水抜孔
21 固定スクロール部材
21b ラップ
21c ダストラップ
21k 水抜孔
22 主クランク軸
23 補助クランク軸
33 エジェクタ
34,34A 水回収配管系統
37 補助ポンプ
2
Claims (4)
前記旋回スクロール部材のラップと略噛み合って複数の作動室を形成する螺旋状のラップ及びその外周側に配置されたダストラップを有する固定スクロール部材と、
前記固定スクロール部材に対して前記旋回スクロール部材を揺動させる水平方向のクランク軸と、
前記作動室の下流側である吐出配管系統に設けられ、前記作動室から吐出された圧縮空気に含まれる水を分離する水セパレータタンクと、
前記水セパレータタンクから前記作動室若しくはその上流側である吸気経路に水を注入する注水配管系統とを備え、
前記固定スクロール部材のラップの外周側かつ前記ダストラップの内周側に形成されたラップ外周室が大気圧より負圧である、水注入式スクロール空気圧縮機において、
前記ダストラップの下部に形成され、前記ラップ外周室に溜まる水を排出する水抜孔と、
前記注水配管系統に設けられたエジェクタと、
前記水抜孔と前記エジェクタの吸込口との間で接続された水回収配管系統とを備え、
大気圧より負圧な前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収することを特徴とする水注入式スクロール空気圧縮機。 A orbiting scroll member having a spiral wrap;
A fixed scroll member having a spiral wrap that substantially meshes with the wrap of the orbiting scroll member to form a plurality of working chambers and a dust wrap disposed on the outer peripheral side thereof;
A horizontal crankshaft that swings the orbiting scroll member with respect to the fixed scroll member;
A water separator tank that is provided in a discharge piping system on the downstream side of the working chamber and separates water contained in compressed air discharged from the working chamber;
A water injection piping system for injecting water from the water separator tank into the working chamber or an intake path upstream thereof;
In the water injection type scroll air compressor , the wrap outer peripheral chamber formed on the outer peripheral side of the wrap of the fixed scroll member and on the inner peripheral side of the dust wrap has a negative pressure from the atmospheric pressure .
Formed under the da strap, a water drainage hole for discharging water accumulating in the lap circumferential chamber,
An ejector provided in the water injection piping system;
A water recovery piping system connected between the drain hole and the suction port of the ejector;
A water injection type scroll air compressor characterized in that water accumulated in the outer peripheral chamber of the wrap having a negative pressure from atmospheric pressure is recovered in the water injection piping system through the water recovery piping system.
前記ラップ外周室の圧力と前記エジェクタの吸込口の圧力との差分が前記水回収配管系統の損失ヘッドを上回ることによって、前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収することを特徴とする水注入式スクロール空気圧縮機。 In the water injection type scroll air compressor of Claim 1,
The difference between the pressure in the outer circumferential chamber of the wrap and the pressure at the suction port of the ejector exceeds the loss head of the water recovery piping system, so that water accumulated in the outer circumferential chamber of the wrap is supplied to the water injection piping system through the water recovery piping system. A water-injected scroll air compressor characterized in that it is recovered.
前記水回収配管系統は、補助ポンプを有しており、
前記ラップ外周室の圧力と前記エジェクタの吸込口の圧力との差分と前記補助ポンプの加圧分の総和が前記水回収配管系統の損失ヘッドを上回ることによって、前記ラップ外周室に溜まる水を前記水回収配管系統を介し前記注水配管系統に回収することを特徴とする水注入式スクロール空気圧縮機。 In the water injection type scroll air compressor of Claim 1,
The water recovery piping system has an auxiliary pump,
The sum of the difference between the pressure of the wrap outer peripheral chamber and the pressure of the suction port of the ejector and the pressure of the auxiliary pump exceeds the loss head of the water recovery piping system, so that the water accumulated in the wrap outer peripheral chamber is A water injection type scroll air compressor, wherein the water injection piping system collects the water injection piping system through a water recovery piping system.
前記エジェクタの上流側に設けられ、前記注水配管系統の水圧を検出する圧力センサと、A pressure sensor provided on the upstream side of the ejector for detecting the water pressure of the water injection piping system;
前記圧力センサの検出値に基づいて前記注水配管系統の水圧を調整する水圧調整手段とを備えたことを特徴とする水注入式スクロール空気圧縮機。A water injection type scroll air compressor comprising: a water pressure adjusting means for adjusting a water pressure of the water injection piping system based on a detection value of the pressure sensor.
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