JP2013068182A

JP2013068182A - パッケージ型圧縮機

Info

Publication number: JP2013068182A
Application number: JP2011208403A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Saito; 広明齋藤; Yoshihide Kitao; 吉秀北尾
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: JP5779463B2

Abstract

【課題】全体の冷却効率を向上させたパッケージ型圧縮機の提供する。
【解決手段】空気を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機を駆動するモータ１５と、モータおよび圧縮機本体に設けられ、モータの動力を圧縮機本体に伝えるプーリと、圧縮機本体によって圧縮された圧縮空気を冷却するアフタークーラー８１と、圧縮機本体とモータとを覆うパッケージと、パッケージに形成された吸気口とパッケージの内部に形成された導風口と介し、パッケージの外部と内部とを連通させる吸気ダクト６８と、圧縮機本体のプーリに設けられ、導風口を介してパッケージの内部へ冷却風を流通させる冷却ファンと、アフタークーラーを吸気ダクト内に配置するパッケージ型圧縮機１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージ型圧縮機に関する。

また、特許文献１のパッケージ型圧縮機は、筐体の内部の区画室に冷凍式ドライヤーを配置し、外部から冷却風を当てて、圧縮機で圧縮された空気を冷却する冷凍式ドライヤ（アフタークーラ）を冷却した後にファンによって他の区画室へ冷却風を流通させ、モータ、圧縮部、バッファタンク等を冷却している。

特開２００９−１７４４９０号公報

特許文献１のパッケージ型圧縮機は区画室内において、まず冷凍式ドライヤを冷却した後に、モータ、圧縮部に冷却風を供給している。従って、冷凍式ドライヤ、モータを冷却した後の温度が高くなった冷却風しか圧縮部に供給されず、圧縮部の冷却効率を十分に向上させることができなかった。そのため、圧縮部に吸込まれる空気の温度が高くなるため、タンクや冷凍式ドライヤに供給される圧縮空気の温度も高くなり、圧縮機全体の冷却効率を向上させることができなかった。また、圧縮機全体を効率よく冷却風を供給するために圧縮機を駆動するためのモータとは独立に駆動させるファンを用いているため、圧縮機全体の小型・軽量・低コスト化を実現しつつ冷却効率を高めることができなかった。

上記問題点に鑑み、本発明は、アフタークーラーを十分に冷却しつつもモータ、圧縮部、バッファタンク等へ温度の低い冷却風を供給することにより、全体の冷却効率を向上させたパッケージ型圧縮機の提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機を駆動するモータと、前記モータおよび前記圧縮機本体に設けられ、前記モータの動力を前記圧縮機本体に伝えるプーリと、前記圧縮機本体によって圧縮された圧縮空気を冷却するアフタークーラーと、前記圧縮機本体と前記モータとを覆うパッケージと、前記パッケージの吸気口から外部の空気を吸い込み、前記パッケージに形成された吸気口と前記パッケージの内部に形成された導風口と介し、前記パッケージの外部と内部とを連通させる吸気ダクトと、前記圧縮機本体のプーリに設けられ、前記導風口を介して前記パッケージの内部へ冷却風を流通させる冷却ファンと、前記アフタークーラーを前記吸気ダクト内に配置することを特徴とするパッケージ型圧縮機を提供する。

本発明によれば、アフタークーラーを十分に冷却しつつもモータ、圧縮部、バッファタンク等へ温度の低い冷却風を供給することにより、全体の冷却効率を向上させたパッケージ型圧縮機の提供することができる。

本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す側面板を外した側面図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す側面板および前面板を外した右前方からの斜視図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す背面板を外した左後方からの斜視図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す背面板を外した背面図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す右前方からの斜視図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す前面板を外した右前方からの斜視図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す背面図である。本発明の実施例に係るパッケージ型圧縮機を示す左後方からの斜視図である。本発明の変形例に係るパッケージ型圧縮機を示す背面板を外した背面図である。本発明の変形例に係るパッケージ型圧縮機を示す背面板を外した左後方からの斜視図である。

本発明に係る一実施形態のパッケージ型圧縮機を図面に基づいて説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態のパッケージ型圧縮機１は、床面等の上に水平に設置される略矩形板状の台座板１１を有する防音箱１２と、防音箱１２内において台座板１１上に設置されるタンク１６と、防音箱１２内においてタンク１６に設置されるベース２２と、防音箱１２内においてベース２２に設置される圧縮機本体１４と、モータ１５を有している。

タンク１６は、圧縮機本体１４が圧縮した空気を貯留するもので、図２に示すように、軸線方向に長い形状をなしている。このタンク１６が、中心軸線を水平方向に沿わせた姿勢でフレーム１３の下部に複数の振動吸収部材２１を介して台座板１１固定されている。

円筒部の上部には台座板１１に水平配置されるベース２２を有している。

そして、ベース２２上に、モータ１５が及び圧縮機本体１４が搭載されている。

モータ１５は、図１、図４に示すように、モータ本体３０と、モータ本体３０に設けられた回転軸３１とを有しており、電力供給を受けて回転軸３１が回転する。このモータ１５は、回転軸３１を前後方向に配置してベース２２の上面に固定されている。モータ１５の回転軸３１は防音箱１２の背面側に向けて突出しており、この部分にプーリ３２が固定されている。

圧縮機本体１４は、気体等の流体、具体的には空気を圧縮するものであり、図２、図４に示すように、クランクケース３５と、クランクケース３５からＶ字状に突出する複数のシリンダ３６と、これらシリンダ３６の上部に搭載されたシリンダヘッド３７と、クランクケース３５の中央に回転可能に支持された図１に示すクランク軸３８とを有している。この圧縮機本体１４は、クランクケース３５内のクランク軸３８が回転することで、各シリンダ３６内に配設された図示略のピストンが往復動し、その結果、空気を吸引し圧縮して吐出する。

圧縮機本体１４は、クランク軸３８をモータ１５の回転軸３１と平行に配置した状態でベース２２の上面に固定されており、クランク軸３８には、モータ１５に設けられたプーリ３２と同側においてプーリ３９が固定されている。

圧縮機本体１４に付設されたプーリ３９には、図３および図４に示すように、放射状をなす複数の羽根部４２を備えた冷却ファン４３が一体に設けられている。この冷却ファン４３は、回転時に冷却風を防音箱１２内部に向け発生させて防音箱１２内部を冷却する。そして、モータ１５のプーリ３２と圧縮機本体１４のプーリ３９とが互いに軸線方向の位置を合わせており、図１に示すようにこれらプーリ３２，３９に無端ベルト４５が巻回されている。これにより、モータ１５によりプーリ３２、無端ベルト４５およびプーリ３９を介して圧縮機本体１４に動力が伝わり、圧縮機本体１４のクランク軸３８が回転駆動されて、図示略のピストンが往復動し、圧縮機本体１４が空気を圧縮する。

防音箱（パッケージ）１２は、上記した圧縮機本体１４、冷却ファン４３を含むプーリ３９、モータ１５、プーリ３２、無端ベルト４５、タンク１６等を覆うもので、図５、図６に示すように、その前面を構成する矩形状の前面板５１と、その一方側（向かって右側）の側面を構成する矩形状の側面板５２と、図６に示すように、その他方側（向かって左側）の側面を構成する矩形状の側面板５３と、図７および図８に示すように、その背面を構成する矩形状の背面板５４と、図３に示すように、その上面を構成する矩形状の上面板５５と、上記した台座板１１とでその底面を構成する図３等に示す矩形状の底面板５６とで構成されている。

図７および図８に示すように、背面板５４には、上下方向の中間位置に、側面板５２側に寄って吸気口５４Ａが形成されており、側面板５２にも、図８に示すように、背面板５４の吸気口５４Ａと高さをほぼ合わせて、背面板５４側に近接して吸気口５２Ａが形成されている。側面板５２には、上部の前側にも通気口５２Ｂが形成されている。

また、上面板５５には、背面板５４側に近接して排気口５５Ａが略全幅にわたって形成されており、その前側には、これよりも幅の狭い通気口５５Ｂが側面板５３側に寄って形成されている。加えて、図１に示すように、側面板５３の上部にも通気口５３Ｂが形成されている。

そして、防音箱１２内には、上下方向の中間位置に、側面板５２側且つ背面板５４側に偏って、吸気ダクト構成パネル６０が配置されている。この吸気ダクト構成パネル６０は、下側で水平配置される矩形状の下板部６１と、上側で水平配置される矩形状の上板部６２と、これら下板部６１および上板部６２の側面板５２とは反対側の端縁部同士を結ぶように左右方向に直交して配置される矩形状の側板部６３と、これら下板部６１、上板部６２および側板部６３の前縁部同士を結ぶように前後方向に直交して配置される矩形状の前板部６４とを有する矩形状をなしている。

この吸気ダクト構成パネル６０は、下板部６１、上板部６２および前板部６４の側板部６３とは反対側の端縁部が側面板５２の吸気口５２Ａを囲むようにして側面板５２に当接している。また、吸気ダクト構成パネル６０は、下板部６１、上板部６２および側板部６３の前板部６４とは反対側の端縁部が、図２に示すように、背面板５４の吸気口５４Ａを囲むようにして背面板５４に当接している。吸気ダクト６８は、このように吸気ダクト構成パネル６０により構成され、側面板５２の吸気口５２Ａおよび背面板５４の吸気口５４Ａに連通している。即ち、吸気ダクト構成パネル６０は、防音箱１２内に形成された吸気口５２Ａ，５４Ａと後述する導風口６９を介して防音箱１２の内部と外部とを連通させる吸気空間Ａ１を区画する吸気ダクト６８を構成する。ここで、吸気口５２Ａ，５４Ａは、側面板５２および背面板５４の少なくともいずれか一方に設けられていればよい。

図１に示すように、吸気ダクト構成パネル６０は、背面板５４と冷却ファン４３との間に配置されており、その前板部６４が冷却ファン４３と上下左右の位置を合わせている。そして、吸気ダクト６８の前面（いずれか一面）を構成する吸気ダクト構成パネル６０の前板部６４に、図３に示すように、冷却ファン４３と上下左右の位置を合わせて円形状の導風口６９が形成されている。この導風口６９には、導風口６９から防音箱１２内部に向けて冷却風を流通させる冷却ファン４３が配置され、冷却ファン４３が回転すると、吸気空間Ａ１から冷却ファン４３に、吸気口５２Ａ，５４Ａから吸気された外気を冷却空気として導く。

そして、吸気ダクト構成パネル６０のＡ１を区画する吸気ダクト６８には、吸気空間Ａ１内にアフタクーラ（別の機器）８１が取り付けられている。図３、図４に示すようにこのアフタクーラ８１には、タンク１６からの配管８２が接続されており、タンク１６から吐出される空気を冷却する。

また、図２に示すように、防音箱１２の上部の前側には、上面板５５の排気口５５Ａよりも前側に、上部収納部８５が設けられている。この上部収納部８５は、上面板５５の排気口５５Ａよりも前側で前後方向に直交して配置された後板部８６と、後板部８６の下縁部から水平に前側に延出する底板部８７と、図２に示すように、両側面板５２，５３と、図５に示す前面板５１とで構成されており、この上部収納部８５の内側に、図１、図２に示すように、ドライヤ９０が配置されている。このドライヤ９０は、図１に示すように、アフタクーラ８１から配管９１を介して導入される冷却後の圧縮空気を乾燥させる。上部収納部８５は、図２に示す上面板５５の通気口５５Ｂ、図３に示す側面板５２の通気口５２Ｂおよび図１に示す側面板５３の通気口５３Ｂを介して外気を通気可能となっている。ドライヤ９０で除湿された圧縮空気は、図４に示す側面板５３に取り付けられた取出口１００から取り出される。

図３に示すようにアフタクーラ８１は吸気ダクト６８内の吸気口５２Ａが形成された側面板５２の反対側に配置される側板部６３に取付けられ、アフタクーラ８１は冷却ファン４３の中心であるクランク軸３８よりも吸気口５２Ａから遠い位置に配置される。これにより、吸気口５２Ａからの冷却風の一部はアフタークーラー８１に当たらずに直接導風口６９に供給される。

吸気口５２Ａ，５４Ａから見て、導風口６９の少なくとも一部は覆われない位置にアフタークーラー８１を配置する。これにより、冷却ファン４３の回転により、吸気口５２Ａ，５４Ａから吸気ダクト６８内の吸気空間Ａ１に導入された冷却空気としての外気の一部を冷却空気としてアフタクーラ８１に当てて冷却する。また、その他の冷却空気はアフタクーラ８１を通過せずに導風口６９を介して冷却ファン４３に導かれ、冷却ファン４３で前面板５１の方向の前部排気空間Ａ２に流されて、圧縮機本体１４上部のシリンダ３６及びシリンダヘッド３７から熱を奪う（図１の矢印Ｘ１参照）。即ち、吸気ダクト６８に吸気口５２Ａ，５４Ａからアフタークーラー８１に当たってから導風口６９へ冷却風を供給する第１の冷却風通路と吸気口５２Ａ，５４Ａからアフタークーラー８１に当たらずに導風口６９へ冷却風を供給する第２の冷却風通路とを設ける。図１０に示す変形例のように第１の冷却風通路と第２の冷却風通路を区画する仕切り板６５を設けてもよい。

図９に示す変形例ように、上記パッケージ型圧縮機において吸気ダクト６８内に設けるアフタークーラ８１を下板部６１に取付け、アフタークーラー８１を冷却ファン４３の中心であるクランク軸３８よりも下方に配置することでも図１〜８の位置に配置するのと同様の効果を得ることができる。即ち、吸気口５２Ａ，５４Ａからの冷却風の一部はアフタークーラー８１に当たらずに直接導風口６９に供給される。さらに、冷えた空気は下方に滞留しやすいので、吸気ダクト６８内に滞留した温度の低い空気によりアフタークーラーを冷却することができ、冷却効率をさらに上げることができる。

導風口６９から供給された冷却風の流れについて説明する。導風口６９から供給された冷却風は、圧縮機本体１４を通過後、前面板５１に当たって下方、側方、上方に分かれる。

下方に流れた一部の冷却風は、背面板５４の方向に向きをかえてタンク１６から熱を奪い、吸気ダクト６８の下板部６１の下側の下部排気空間Ａ３を通り（図１，図４の矢印Ｘ２参照）、吸気ダクト６８の側板部６３と側面板５３と背面板５４との間の側部排気空間Ａ４を通って、吸気空間Ａ１に入ることなく上昇して、上部収納部８５の後板部８６と側面板５２と側面板５３と背面板５４との間の上部排気空間（共通空間）Ａ５を通って、上面板５５の排気口５５Ａから排気される（図１，図４の矢印Ｘ３参照）。

また、前面板５１にぶつかって側方および上方に流れた残り一部の冷却空気は、背面板５４の方向に向きをかえて（図１の矢印Ｘ４参照）、モータ１５から熱を奪い、吸気空間Ａ１に入ることなく、図３に示す吸気ダクト６８の側板部６３と側面板５３と背面板５４との間の側部排気空間Ａ４に入って、上記一部の冷却空気の流れ（図４の矢印Ｘ３参照）に合流して、上面板５５の排気口５５Ａから排気される。

以上のパッケージ型圧縮機１において、モータ１５に給電して回転軸３１を回転させると、プーリ３２、無端ベルト４９およびプーリ３９が回転して圧縮機本体１４を駆動し圧縮空気を生成してタンク１６に貯留させることになる。圧縮機本体１４の駆動中は、プーリ３９つまり冷却ファン４３が回転し、吸気口５２Ａ，５４Ａから吸気ダクト６８の吸気空間Ａ１に導入された冷却空気が、前方の導風口６９から上記した前部排気空間Ａ２、下部排気空間Ａ３および側部排気空間Ａ４を流れ、あるいは前部排気空間Ａ２および側部排気空間Ａ４を流れて、圧縮機本体１４を冷却した後、モータ１５、タンク１６等を冷却し上部排気空間Ａ５を介して排気口５５Ａから排気される。排気口５５Ａを防音箱１２の上面板５５に配置することにより、温度が上昇した空気は上方へ向けて流れるため、円滑に防音箱１２内に冷却風を供給することができる。

また、圧縮空気を使用する場合、圧縮空気は、タンク１６から配管８２を介してアフタクーラ８１に流れて冷却され、配管９１を介してドライヤ９０に流れて除湿された後、取出口１００から取り出される。

以上のパッケージ型圧縮機１によれば、吸気口５２Ａ，５４Ａに連通して防音箱１２内を区画する吸気ダクト６８の一面に、圧縮機本体１４を冷却する冷却ファン４３に冷却空気を導く導風口６９を設け、導風口６９に導く冷却空気の一部をアフタクーラ８１を冷却する冷却空気として使用することにより、圧縮機本体１４を冷却した後の熱を持った冷却風ではなく、外気で直接アフタクーラ８１を冷却することができる。したがって、温度の低い圧縮空気を供給するために最も冷却効率が要求されるアフタクーラ８１の冷却効率を向上することができる。

また、圧縮機本体１４のプーリ３９に冷却ファン４３を設け、冷却ファン４３を導風口６９の位置に配置することにより、モータ１５、タンク１６よりも先に圧縮機本体１４を冷却することができる。したがって、圧縮機本体１４に吸込まれる空気の温度を低くすることができ、タンク１６、アフタークーラ８１に供給される圧縮空気の温度を低くすることができ、パッケージ型圧縮機１全体の温度を低くすることができる。

また、吸気口５２Ａ，５４Ａから見て、導風口６９の少なくとも一部は覆われない位置にアフタークーラー８１を配置することにより、アフタークーラー８１と圧縮機本体１４の両方に外気を直接供給することができ、パッケージ型圧縮機１全体の温度を低くすることができる。

また、冷却ファン４３の吸込み空気を冷却空気として利用しているため、別機器の冷却ファンを必要としない。これにより別機器の冷却ファンからの動力音や風切音が発生しないことから、静粛性を高めることができる。また、吸気ダクト６８内にアフタクーラ８１を設けることで、専用のダクトを防音箱１２の外側に取り付ける必要がなくなり、小型化が図れる。

これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１パッケージ型圧縮機
１１台座板
１２防音箱
１３フレーム
１４圧縮機本体
１５モータ
１６タンク
２１振動吸収部材
２２ベース
３１回転軸
３２プーリ
３５クランクケース
３６シリンダ
３７シリンダヘッド
３８クランク軸
３９プーリ
４２羽根部
４３冷却ファン
５１前面板
５２側面板
５２Ａ吸気口
５２Ｂ通気口
５３側面板
５３Ｂ通気口
５４背面板
５４Ａ吸気口
５５上面板
５５Ａ排気口
５６底面板
６０吸気ダクト構成パネル
６１下板部
６２上板部
６３側板部
６４前板部
６５仕切り板
６８吸気ダクト
８１アフタークーラ
８２配管
９０ドライヤ
９１配管
１００取出口

Claims

空気を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機を駆動するモータと、
前記モータおよび前記圧縮機本体に設けられ、前記モータの動力を前記圧縮機本体に伝えるプーリと、
前記圧縮機本体によって圧縮された圧縮空気を冷却するアフタークーラーと、
前記圧縮機本体と前記モータとを覆うパッケージと、
前記パッケージに形成された吸気口と前記パッケージの内部に形成された導風口と介し、前記パッケージの外部と内部とを連通させる吸気ダクトと、
前記圧縮機本体のプーリに設けられ、前記導風口を介して前記パッケージの内部へ冷却風を流通させる冷却ファンと、
前記アフタークーラーを前記吸気ダクト内に配置することを特徴とするパッケージ型圧縮機。
前記吸気口から見て、前記導風口の少なくとも一部は覆われない位置に前記アフタークーラーを配置することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記吸気ダクトに前記吸気口から前記アフタークーラーを経て前記導風口へ冷却風を供給する第１の冷却風通路と前記吸気口から前記アフタークーラーを経ずに前記導風口へ冷却風を供給する第２の冷却風通路とを設けることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記第１の冷却風通路と前記第２の冷却風通路とを仕切り板で区画することを特徴とする請求項３に記載のパッケージ型圧縮機。
前記導風口から前記パッケージ内部へ供給された冷却風は前記圧縮機本体に供給された後、前記モータに供給されることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記パッケージ内部の冷却風を排出する排気口を前記パッケージの上面に配置することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記圧縮機本体によって圧縮された圧縮空気を貯留するタンクを備えることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記導風口から前記パッケージ内部へ供給された冷却風は前記圧縮機本体に供給された後、前記タンクに供給されることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型圧縮機。
前記アフタークーラーは前記吸気ダクトの下面に配置されることを特徴とする請求項１
に記載のパッケージ型圧縮機。