JP2004300945A

JP2004300945A - Air compressor with air dryer

Info

Publication number: JP2004300945A
Application number: JP2003091812A
Authority: JP
Inventors: Kiminobu Iwano; 公宣岩野; Masanori Sugimoto; 正則杉本; Hiroshi Chikuma; 寛筑間
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling mechanism which cools an air compression section by using refrigerant of an air dryer or compressed air passed through the air dryer and which has a simple structure and generates reduced noises. SOLUTION: Air is compressed by a low pressure side compression section 6 and a high pressure side compression section 7 of a compressor unit 3, and the compressed air is discharged outside from a discharge pipe 10. The compressed air is cooled and dehumidified by the refrigeration type air dryer 17. A low pressure side cylinder winding portion 21C and a high pressure side cylinder winding portion 21D are formed by using a part of refrigerant piping 21 of the air dryer 17 and are arranged near the compression sections 6, 7. By this to easily provide the cooling mechanism which can cool the compressed air by the existing air dryer 17 and efficiently cool the low pressure side compression section 6 and the high pressure side compression section 7 by utilizing the refrigerant after cooling, and has a simple structure with reduced noises. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば往復動型、スクロール型等の空気圧縮機として好適に用いられ、エアドライヤを搭載したエアドライヤ付き空気圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気圧縮機としては、例えば往復動型、スクロール型等の圧縮機が知られており、これらの圧縮機は、その本体部分を構成する空気圧縮部に空気を吸込んで圧縮し、吐出配管から圧縮空気を外部に吐出するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２６９４６５号公報
【０００４】
この種の従来技術による空気圧縮機は、空気の圧縮動作を行うときに、空気圧縮部やその周辺が発熱して高温となる。このため、例えば圧縮機の外郭をなすパッケージ等には、複数の冷却ファンと、冷却ファンにより発生する冷却風を空気圧縮部に導くダクトとが設けられている。そして、圧縮機の運転時には、これらの冷却ファンとダクトとを用いて冷却風を空気圧縮部の周囲に流通させるものである。
【０００５】
また、空気圧縮機は、乾燥した空気を必要とする各種の装置等に圧縮空気を供給する場合がある。このため、他の従来技術として、圧縮空気の除湿を行うエアドライヤを搭載したエアドライヤ付き空気圧縮機が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−２２７５１８号公報
【０００７】
この場合、エアドライヤとしては、冷媒を用いた冷凍式のものが用いられ、このドライヤは吐出配管の途中に設けられている。そして、エアドライヤは、吐出配管を流通する圧縮空気を冷却し、空気中に含まれる水分を結露させて除去することにより、圧縮空気を乾燥させるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に示される従来技術では、圧縮機を冷却するために複数の冷却ファンとダクトとを設ける構成としている。しかし、この場合には、各冷却ファンやダクトによって圧縮機の部品点数が増加し、全体の構造が複雑化するため、圧縮機の大型化、コストアップ等を招くという問題がある。また、圧縮機の運転中には、例えば冷却ファンの風切り音、ダクトの共鳴音等によって騒音が大きくなり易いため、周囲の環境を悪化させることがある。
【０００９】
一方、特許文献２に示される従来技術では、冷凍式のエアドライヤ等を用いて圧縮空気を乾燥させる構成としている。しかし、この場合には、エアドライヤによって圧縮空気が必要以上に冷却されることがあり、このような冷たい圧縮空気がエアドライヤの下流側で吐出配管を流通すると、吐出配管の外側に結露が生じ易くなる。
【００１０】
このため、エアドライヤ付きの空気圧縮機にあっては、吐出配管に結露による錆び等が発生したり、吐出配管から水滴が垂れて周囲を汚し易いという問題がある。また、これらの問題を解消するために、例えばエアドライヤの下流側に圧縮空気を暖める加熱器等を配置すると、圧縮機の製造コストだけでなく、運転コスト等も増大することになり、商品性が低下する。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の第１の目的は、既存の装置等を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を実現でき、この冷却機構によって空気圧縮部や吸込空気を効率よく冷却できると共に、全体の小型化やコストダウンを促進できるようにしたエアドライヤ付き空気圧縮機を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、エアドライヤにより必要以上に冷却された圧縮空気が吐出されるのを簡単な構造で防止でき、圧縮空気を加熱する専用の加熱器等を用いることなく、吐出配管の結露を抑えて周囲の環境を良好に保持できるようにしたエアドライヤ付き空気圧縮機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としたことにある。
【００１４】
このように構成することにより、空気圧縮機の運転時には、エアドライヤにより圧縮空気を冷却して乾燥させることができる。そして、圧縮空気を冷却した後の冷媒を冷媒配管によって空気圧縮部の近傍に流通させることができ、低温な冷媒によって空気圧縮部を冷却できると共に、この冷却動作を既存のエアドライヤの余った冷却能力を利用して行うことができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によると、冷媒配管は空気圧縮部を取囲んで形成する構成としている。これにより、冷媒配管を空気圧縮部の近傍に配置でき、冷媒配管内の冷媒は、空気圧縮部の外側を周回することによって空気圧縮部との間で良好な熱伝導を行うことができる。
【００１６】
また、請求項３の発明によると、空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、冷媒配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としている。
【００１７】
これにより、送風手段によって送風される冷却風は、冷媒配管の近傍を通過して空気圧縮部に達するようになる。このため、冷却風の温度を冷媒によって低下させることができ、低温な冷却風によって空気圧縮部を冷却することができる。
【００１８】
また、請求項４の発明によると、空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としている。
【００１９】
これにより、吐出配管は、エアドライヤによって冷却された低温な圧縮空気を空気圧縮部の近傍に流通させることができ、冷たい圧縮空気によって空気圧縮部を冷却することができる。この場合、吐出配管のうち空気圧縮部の近傍に配置された部位は、空気圧縮部から発生する熱を吸収できるので、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を暖めることができる。
【００２０】
また、請求項５の発明によると、空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、吐出配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としている。
【００２１】
これにより、送風手段によって送風される冷却風は、吐出配管の近傍を通過して空気圧縮部に達するようになる。このため、冷却風の温度を冷たい圧縮空気によって低下させることができ、低温な冷却風によって空気圧縮部を冷却することができる。このとき、圧縮空気は、冷却風から熱を吸収することによって相対的に温度が上昇するので、吐出配管から外部に吐出される圧縮空気を暖めることができる。
【００２２】
さらに、請求項６の発明では、空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて吸込空気を冷却する構成としている。
【００２３】
これにより、エアドライヤによって圧縮空気を冷却した後に、その冷媒を冷媒配管によって吸込部の近傍に流通させることができる。このため、吸込空気を圧縮する前に、この吸込空気を低温な冷媒によって予め冷却（プレクーリング）することができる。
【００２４】
また、請求項７の発明では、空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて吸込空気を冷却する構成としている。
【００２５】
これにより、吐出配管は、エアドライヤによって冷却された低温な圧縮空気を吸込部の近傍に流通させることができる。このため、例えば外気の温度等が比較的高い場合でも、吸込空気を低温な圧縮空気によって予め冷却（プレクーリング）することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１および図２は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、パッケージ型空気圧縮機を例に挙げて説明する。
【００２８】
１は圧縮機の外郭を構成するパッケージで、該パッケージ１は、例えば複数の金属板等により箱形状に形成され、その内部には、後述の圧縮機本体３、空気タンク１２、電動モータ１３等が取付けられる枠状の台座２が設けられている。
【００２９】
３は空気圧縮機の本体部分を構成する圧縮機本体で、該圧縮機本体３は、例えば往復動型の２段式圧縮機からなり、パッケージ１内に位置して台座２の上部側に設けられている。そして、圧縮機本体３は、後述のクランクケース４、低圧側圧縮部６、高圧側圧縮部７等を含んで構成されている。
【００３０】
４はパッケージ１の台座２に固定されたクランクケースで、該クランクケース４内には、図２に示す如く、クランクケース４の外部に突出するクランク軸５が回転可能に設けられ、該クランク軸５の突出端側には後述のプーリ１５が連結されている。
【００３１】
６はクランクケース４の上部側に設けられた低圧側の空気圧縮部としての低圧側圧縮部で、該低圧側圧縮部６は、例えばアルミニウム合金等の金属材料により略筒状に形成されたシリンダ６Ａと、その内部に往復動可能に挿嵌されると共にクランク軸５に連結されたピストンと、シリンダヘッドに設けられた吸込弁、吐出弁（図示せず）等とを含んで構成されている。
【００３２】
また、シリンダ６Ａの外周側には、鍔状をなす複数の冷却フィン６Ｂが設けられ、該各冷却フィン６Ｂは、例えばシリンダ６Ａの全周にわたって径方向外向きに突出すると共に、軸方向に間隔をもって配置されている。
【００３３】
７は低圧側圧縮部６と並んでクランクケース４の上部側に設けられた高圧側の空気圧縮部としての高圧側圧縮部で、該高圧側圧縮部７は、低圧側圧縮部６とほぼ同様に、金属材料により筒状に形成され、シリンダ７Ａ、各冷却フィン７Ｂ、シリンダヘッド、ピストン、吸込弁、吐出弁（図示せず）等により構成されている。
【００３４】
ここで、低圧側圧縮部６の吸込側には、外部の空気を吸込むときに騒音を低減するサイレンサ８が設けられている。また、低圧側圧縮部６の吐出側と高圧側圧縮部７の吸込側との間には中間配管９が設けられ、これらの圧縮部６，７は中間配管９を介して直列に接続されている。
【００３５】
そして、圧縮機本体３は、サイレンサ８から吸込んだ空気を低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮するものである。この場合、低圧側圧縮部６は、シリンダ６Ａ内でピストンが往復動することにより、外部の空気をサイレンサ８から吸込んで圧縮し、この空気を中間圧力の圧縮空気として中間配管９に吐出する。また、高圧側圧縮部７は、中間配管９から中間圧力の圧縮空気を吸込んでさらに圧縮し、後述の吐出配管１０に高圧な圧縮空気を吐出する。
【００３６】
１０は高圧側圧縮部７の吐出側に接続された吐出配管で、該吐出配管１０は、例えば複数の金属管等からなり、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮した圧縮空気を外部に吐出するものである。
【００３７】
また、吐出配管１０の途中には、後述するエアドライヤ１７の熱交換器２０が接続されている。そして、吐出配管１０は、圧縮空気の流通方向に対して熱交換器２０の上流側（流入口２０Ｂ側）に位置する部位が上流側配管部１０Ａとなり、熱交換器２０の下流側（流出口２０Ｃ側）に位置する部位が下流側配管部１０Ｂとなっている。そして、吐出配管１０の先端には継手１１が設けられ、該継手１１は外部の空気機器等と接続される。
【００３８】
１２は吐出配管１０の上流側配管部１０Ａの途中に設けられた空気タンクで、該空気タンク１２は、圧縮機本体３から吐出配管１０に吐出される高圧な圧縮空気を蓄えるものである。
【００３９】
１３は圧縮機本体３を駆動する電動モータで、該電動モータ１３は、パッケージ１の台座２の下部側に固定されている。また、電動モータ１３の出力軸は、ベルト１４を介してプーリ１５と連結されている。
【００４０】
１５はクランク軸５に取付けられたプーリで、該プーリ１５は、図２に示す如く、その内周側に冷却ファン１６が一体化されている。そして、圧縮機の運転時には、電動モータ１３の回転がベルト１４、プーリ１５等を介してクランク軸５に伝達され、クランク軸５が回転駆動されることにより、シリンダ６Ａ，７Ａ内でピストンが往復動するものである。
【００４１】
１６はプーリ１５の内周側に設けられた送風手段としての冷却ファンで、該冷却ファン１６は、例えば複数の羽根１６Ａを有する軸流ファン等からなり、クランク軸５の軸方向で圧縮部６，７と対向している。そして、冷却ファン１６は、電動モータ１３によってクランク軸５と一体に回転駆動されることにより、パッケージ１内の空気を図２中の矢示ａに示す如く低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに向けて送風し、これらの部位を冷却するものである。
【００４２】
１７はパッケージ１内に位置して圧縮機本体３に付設された冷凍式のエアドライヤで、該エアドライヤ１７は、例えば冷媒Ｃを用いて吐出配管１０内の圧縮空気を冷却し、その除湿を行うものである。そして、エアドライヤ１７は、後述の冷媒圧縮機１８、凝縮器１９、熱交換器２０、冷媒配管２１等を含んで構成されている。
【００４３】
１８は例えば電動式のコンプレッサ等からなる冷媒圧縮機で、該冷媒圧縮機１８は、後述の如く熱交換器２０内で気化した冷媒を高圧に圧縮し、凝縮気１９に向けて吐出するものである。
【００４４】
１９は冷媒圧縮機１８の吐出側に接続された凝縮器で、該凝縮器１９は、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲した細管等により形成され、冷媒配管２１の途中に接続される冷媒用管路と、この冷媒用管路に取付けられた冷却フィン（いずれも図示せず）と、冷却用の電動ファン１９Ａとを有している。
【００４５】
そして、凝縮器１９は、冷媒圧縮機１８から凝縮器１９内に高圧な気体となった冷媒が流入すると、この冷媒を電動ファン１９Ａによって冷却する。さらに、この冷媒は、膨張弁（図示せず）等によって減圧されることにより、液化した状態で熱交換器２０側に流通するものである。
【００４６】
また、吐出配管１０の下流側配管部１０Ｂは、凝縮器１９の近傍または内部を通って配置され、凝縮器１９で冷媒を液化するときに発生する熱は、熱交換器２０で冷却された後に凝縮器１９を通過する圧縮空気を暖める構成となっている。
【００４７】
２０は凝縮器１９の流出側に接続された熱交換器で、該熱交換器２０には、吐出配管１０の途中に接続されるエア通路２０Ａが設けられ、その一端側は、吐出配管１０の上流側配管部１０Ａが接続される流入口２０Ｂとなり、他端側は下流側配管部１０Ｂが接続される流出口２０Ｃとなっている。
【００４８】
また、エア通路２０Ａの近傍には、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成された冷媒通路２０Ｄ（図１では形状を簡略化）が設けられ、該冷媒通路２０Ｄは冷媒配管２１の途中に接続されている。
【００４９】
そして、圧縮機の運転時には、吐出配管１０の上流側配管部１０Ａから熱交換器２０のエア通路２０Ａを介して下流側配管部１０Ｂに圧縮空気が流通する。また、熱交換器２０の冷媒通路２０Ｄには、凝縮器１９から液化状態の冷媒が流入して気化し、このとき冷媒は圧縮空気から熱（圧縮熱等）を吸収することにより、圧縮空気を冷却する。
【００５０】
このため、圧縮空気中に含まれる水分は、水滴となってエア通路２０Ａの周壁等に付着し、この水滴は熱交換器２０に設けられたドレン通路（図示せず）等によって外部に排出される。これにより、熱交換器２０は、吐出配管１０を流通する圧縮空気を乾燥する構成となっている。
【００５１】
２１は例えば複数の金属管等からなる冷媒配管を示し、該冷媒配管２１は、冷媒圧縮機１８、凝縮器１９および熱交換器２０の間をそれぞれ接続し、これらの間で冷媒Ｃを循環させるものである。
【００５２】
そして、冷媒配管２１は、冷媒圧縮機１８を起点とした冷媒Ｃの流通方向に対して、熱交換器２０の上流側に位置する部位が上流側配管部２１Ａとなり、該上流側配管部２１Ａは、冷媒圧縮機１８と凝縮器１９との間、および凝縮器１９と熱交換器２０との間を接続している。また、冷媒配管２１のうち熱交換器２０の下流側に位置する部位は下流側配管部２１Ｂとなり、該下流側配管部２１Ｂは、熱交換器２０と冷媒圧縮機１８との間を接続している。
【００５３】
また、下流側配管部２１Ｂは、長さ方向の途中部位が低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に延びて形成され、これらの延長部位には、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとが設けられている。
【００５４】
ここで、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、図２に示す如く、例えば冷媒配管２１の一部を螺旋状に屈曲させることにより、低圧側圧縮部６（シリンダ６Ａ）の外周側に全周にわたって巻回され、各冷却フィン６Ｂの間に位置して低圧側圧縮部６を径方向外側から取囲んでいる。また、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと同様に、高圧側圧縮部７（シリンダ７Ａ）の外周側に全周にわたって巻回されている。
【００５５】
そして、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、エアドライヤ１７により圧縮空気を冷却した後の冷媒を低圧側圧縮部６の周囲に循環させ、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、冷媒を高圧側圧縮部７の周囲に循環させることにより、これらは冷媒を用いて圧縮部６，７やその周辺を冷却するものである。
【００５６】
この場合、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとは、螺旋状の配管として形成され、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の外周近傍に十分な長さ寸法にわたって巻回されているため、これらの部位で圧縮運転中に発生する熱を効率よく吸収できる構成となっている。
【００５７】
本実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００５８】
まず、電動モータ１３によりクランク軸５が回転駆動されると、サイレンサ８から吸込まれる空気が低圧側圧縮部６で圧縮され、中間配管９に吐出される。さらに、この空気は高圧側圧縮部７で圧縮されることにより、２段階で圧縮された高圧な圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は、吐出配管１０から空気タンク１２、エアドライヤ１７、継手１１等を介して外部に吐出される。このとき、エアドライヤ１７は、冷媒を用いて圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の除湿を行う。
【００５９】
また、エアドライヤ１７の冷媒Ｃは、冷媒配管２１に沿って循環しつつ、シリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを流れるときに低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の外周近傍を周回する。このため、圧縮機の運転時には、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７から発生する熱を低温な冷媒Ｃによって効率よく吸収することができる。
【００６０】
かくして、本実施の形態では、エアドライヤ１７の冷媒配管２１の途中に低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側圧縮部２１Ｄとを設け、これらを低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に配置する構成としたので、圧縮機の運転時には、エアドライヤ１７により圧縮空気を冷却した後の冷媒Ｃを低圧側シリンダ巻回部２１Ｃによって低圧側圧縮部６の近傍に流通させることができ、また冷媒Ｃを高圧側シリンダ巻回部２１Ｄによって高圧側圧縮部７の近傍に流通させることができる。
【００６１】
これにより、低温な冷媒Ｃを利用して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを効率よく冷却できるから、従来技術のように圧縮機のパッケージ１に複数の冷却ファンやダクトを設けたり、専用の冷却機構等を搭載する必要がなくなり、圧縮機の部品点数を削減することができる。また、圧縮機の運転時には、複数の冷却ファンやダクトによって圧縮機の騒音が大きくなるのを防止することができる。
【００６２】
従って、本実施の形態によれば、例えば冷媒配管２１の形状を部分的に変更して低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとを形成するだけで、既存のエアドライヤ１７の余った冷却能力を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、特にパッケージ１内に熱が篭り易いパッケージ型圧縮機において、その冷却性能を確実に高めることができる。そして、圧縮機全体の構造を簡略化でき、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【００６３】
この場合、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、例えば低圧側圧縮部６を全周にわたって取囲む螺旋状の配管として形成し、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、高圧側圧縮部７を全周にわたって取囲む螺旋状の配管として形成したので、これらのシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを十分な長さ寸法にわたって低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に配置することができる。
【００６４】
これにより、圧縮機の運転中には、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７からシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄのほぼ全長にわたって熱伝導を良好に行うことができ、安定した冷却性能を得ることができる。しかも、長尺なシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄをシリンダ６Ａ，７Ａの外周側に沿ってコンパクトに配置でき、冷却性能を確保しつつ、これらを径方向に小型化することができる。
【００６５】
次に、図３は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、空気圧縮部の吸込部を冷媒配管によって取囲む構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６６】
３１は低圧側圧縮部６の吸込部を構成する吸込パイプで、該吸込パイプ３１は、低圧側圧縮部６から突出して形成され、その突出端側にはサイレンサ８が取付けられている。
【００６７】
３２はエアドライヤ１７を構成する熱交換器で、該熱交換器３２には、第１の実施の形態とほぼ同様に、流入口３２Ａおよび流出口３２Ｂを有するエア通路と、後述の冷媒配管３３が接続される冷媒通路（図示せず）とが設けられている。
【００６８】
３３はエアドライヤ１７の冷媒Ｃが流通する冷媒配管で、該冷媒配管３３は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部３３Ａと下流側配管部３３Ｂとにより構成されている。また、下流側配管部３３Ｂの途中部位は、圧縮機本体３の吸込パイプ３１の近傍に延びて配置され、この延長部位には吸込側冷却部３３Ｃが設けられている。
【００６９】
ここで、吸込側冷却部３３Ｃは、例えば冷媒配管３３の一部を螺旋状に屈曲させることにより、吸込パイプ３１の外周側に全周にわたって巻回され、吸込パイプ３１を径方向外側から取囲んでいる。このため、吸込側冷却部３３Ｃは、吸込パイプ３１の近傍に十分な長さ寸法にわたって配置され、吸込パイプ３１との間で熱伝導が良好に行われる構成となっている。
【００７０】
そして、吸込側冷却部３３Ｃは、エアドライヤ１７の冷媒を吸込パイプ３１の周囲に循環させ、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気（吸込空気）の温度を低下させる。これにより、吸込側冷却部３３Ｃは、低圧側圧縮部６で圧縮される圧縮空気の温度だけでなく、高圧側圧縮部７で圧縮される圧縮空気の温度も低下させ、圧縮部６，７の発熱を全体的に抑えると共に、これらの圧縮効率を高めるものである。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができ、既存のエアドライヤ１７の余った冷却能力を利用して圧縮機本体３を冷却することができる。そして、特に本実施の形態では、冷媒配管３３の途中に吸込側冷却部３３Ｃを設け、この吸込側冷却部３３Ｃによって低圧側圧縮部６の吸込パイプ３１を取囲む構成としている。
【００７２】
これにより、エアドライヤ１７の冷媒Ｃを吸込パイプ３１の周囲に循環させることができ、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気の温度を確実に低下させることができる。この結果、低圧側圧縮部６だけでなく、高圧側圧縮部７で圧縮される圧縮空気の温度を低くすることができ、これら全体の発熱を抑制して冷却効率を高めることができる。
【００７３】
また、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気の温度を低下させることにより、これらの低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７内で空気を圧縮するときの圧縮効率を高めることができ、空気圧縮機としての性能を向上させることができる。
【００７４】
次に、図４は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、冷媒配管の一部を空気圧縮部と冷却ファンとの間に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７５】
４１はエアドライヤ１７の冷媒Ｃが流通する冷媒配管で、該冷媒配管４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部４１Ａと下流側配管部４１Ｂとにより構成されている。また、下流側配管部４１Ｂの途中部位は低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部（図示せず）の近傍に延びて形成され、これらの延長部位にはシリンダ冷却部４１Ｃ（圧縮部６側のみ図示）がそれぞれ設けられている。
【００７６】
ここで、低圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成され、低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間を通って延びている。また、高圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、高圧側圧縮部と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００７７】
そして、圧縮機の運転時には、図４中の矢示ａに示す如く、冷却ファン１６により低圧側圧縮部６に向けて冷却風が送風されると、この冷却風は、シリンダ冷却部４１Ｃの近傍を通過するときに、該シリンダ冷却部４１Ｃ内を流通する冷媒によって冷却され、低い温度となった状態で低圧側圧縮部６に達する。
【００７８】
これにより、低圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、冷却ファン１６と協働して低温な冷却風を発生でき、この冷却風によって低圧側圧縮部６を効率よく冷却することができる。これと同様に、高圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、冷却ファン１６の冷却風によって高圧側圧縮部を効率よく冷却することができる。
【００７９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、冷媒配管４１の途中にシリンダ冷却部４１Ｃを設け、このシリンダ冷却部４１Ｃを低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間、および高圧側圧縮部と冷却ファン１６との間にそれぞれ配置する構成としている。
【００８０】
これにより、冷却ファン１６から送風される冷却風がシリンダ冷却部４１Ｃの近傍を通過して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部とに達するようになるので、この冷却風の温度をシリンダ冷却部４１Ｃ内の冷媒Ｃによって低下させることができ、低温な冷却風によって低圧側圧縮部６等を効率よく冷却することができる。
【００８１】
また、シリンダ冷却部４１Ｃの形状、配置等を圧縮機本体３と冷却ファン１６との間で自由に設定できるから、例えば冷媒配管４１を圧縮機本体３の表面等に沿って配置する必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。
【００８２】
次に、図５および図６は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
５１は高圧側圧縮部７の吐出側に接続された吐出配管で、該吐出配管５１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部５１Ａと下流側配管部５１Ｂとにより構成され、その途中部位には空気タンク１２と熱交換器２０とが接続されている。そして、吐出配管５１は、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮した圧縮空気を外部に吐出するものである。
【００８４】
しかし、下流側配管部５１Ｂの途中部位は、低圧側圧縮部６の近傍に延びて形成され、この延長部位には、冷媒Ｃと周囲との間で熱交換を行う低圧側熱交換部５１Ｃが設けられている。そして、低圧側熱交換部５１Ｃは、図６に示す如く、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成され、低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００８５】
また、下流側配管部５１Ｂの他の部位は、高圧側圧縮部７の近傍に延びて形成され、この延長部位には高圧側熱交換部５１Ｄが設けられている。そして、高圧側熱交換部５１Ｄは、図５に示す如く、低圧側熱交換部５１Ｃとほぼ同様に、略Ｓ字状に屈曲して形成され、高圧側圧縮部７と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００８６】
そして、これらの低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄとは、エアドライヤ１７によって冷却された圧縮空気Ａと圧縮部６，７との間、および冷却された圧縮空気Ａと冷却ファン１６により送風される空気との間で熱交換を行うことにより、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを冷却しつつ、吐出配管５１から吐出される圧縮空気を暖めるものである。
【００８７】
そして、圧縮機の運転時には、例えば５０〜６０℃程度の高い温度をもつ圧縮空気が高圧側圧縮部７から吐出配管５１に吐出されると、この圧縮空気は、エアドライヤ１７によって冷却され、例えば１０〜２０℃程度の低い温度となって低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄの位置に達する。
【００８８】
このため、例えば２０〜３０℃程度の中間的な温度（外気温度）をもつパッケージ１内の空気が冷却ファン１６により低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに向けて送風されると、この空気は、図６中の矢示ａに示す如く、低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄの近傍を通過するときに低温な圧縮空気によって冷却され、冷却効率が高い低温な冷却風となって圧縮部６，７に達する。
【００８９】
このとき、低圧側熱交換部５１Ｃ内の圧縮空気Ａは、当該圧縮空気Ａよりも温度が高い冷却風から熱を吸収することによって相対的に温度が上昇する。また、低圧側熱交換部５１Ｃは低圧側圧縮部６の近傍に配置されているため、例えば高温となったシリンダ６Ａから発生する放射熱等を受けることによっても温度が上昇する。
【００９０】
また、高圧側熱交換部５１Ｄにおいても、圧縮空気Ａは、冷却風から熱を吸収したり、シリンダ７Ａの放射熱等を受けることによって温度が上昇する。そして、熱交換部５１Ｃ，５１Ｄ内の圧縮空気Ａは、これらの現象によって例えば外気温度に近い温度まで暖められ、吐出配管５１から外部のエア供給対象に向けて吐出される構成となっている。
【００９１】
この場合、エアドライヤ１７の冷媒配管２１′は、上流側配管部２１Ａ′と下流側配管部２１Ｂ′とにより形成されているものの、第１の実施の形態のシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを廃止した構成となっている。
【００９２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１，第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、吐出配管５１の途中に低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄとを設け、これらを圧縮部６，７と冷却ファン１６との間に配置する構成としている。
【００９３】
これにより、冷却ファン１６から送風される冷却風が熱交換部５１Ｃ，５１Ｄの近傍を通過して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに達するようになるので、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気Ａを用いて冷却風の温度を低下させることができ、低温な冷却風によって低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを効率よく冷却することができる。従って、例えばエアドライヤ１７の冷媒配管２１′等を従来技術とほぼ同様の構造とした場合でも、吐出配管５１の形状を変更するだけで、高い冷却性能を得ることができ、設計自由度を高めることができる。
【００９４】
また、冷却ファン１６から送風される冷却風は、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気Ａよりも温度が高いので、圧縮空気Ａは、冷却風から熱を吸収することができる。また、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とによっても圧縮空気Ａを加熱できるから、これらの作用によって圧縮空気Ａの温度を相対的に上昇させることができる。
【００９５】
これにより、例えば圧縮空気を加熱する専用の加熱器等を用いる必要がなくなり、冷却ファン１６の冷却風や圧縮部６，７の発熱（廃熱）等を利用して圧縮空気を容易に暖めることができると共に、エアドライヤ１７により必要以上に冷却された圧縮空気が吐出配管５１の下流側配管部５１Ｂに吐出されるのを防止することができる。
【００９６】
従って、吐出配管５１の下流側配管部５１Ｂに冷たい圧縮空気が流通することによって結露が生じたり、結露した水滴が周囲に垂れるのを簡単な構造によって防止でき、圧縮機の耐久性や使用環境を良好に保持することができる。また、圧縮機から各種の装置、機械等に対して適度に暖められた圧縮空気を供給できるので、その適用対象を広げることができる。
【００９７】
なお、前記第２の実施の形態では、冷媒配管３３の吸込側冷却部３３Ｃを吸込パイプ３１の近傍に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図７に示す変形例のように構成してもよい。ここで、吐出配管６１は、前記第４の実施の形態とほぼ同様に、熱交換器の上流側に接続された上流側配管部（図示せず）と、熱交換器の下流側に接続された下流側配管部６１Ａとにより構成されている。また、下流側配管部６１Ａの途中部位は、吸込パイプ３１の近傍に延びて形成され、この延長部位には、第２の実施の形態とほぼ同様に、吸込パイプ３１の外周側に螺旋状に巻回された吸込側冷却部６１Ｂが設けられている。
【００９８】
これにより、吸込側冷却部６１Ｂは、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気を吸込パイプ３１の周囲に循環させ、この低温な圧縮空気を用いて吸込空気を予め冷却（プレクーリング）することにより、圧縮部６，７の発熱を全体的に抑え、これらの圧縮効率を高める構成となっている。
【００９９】
また、第２の実施の形態では、低圧側圧縮部６の近傍に吸込パイプ３１を設け、この吸込パイプ３１の周囲に冷媒配管３３の吸込側冷却部３３Ｃを巻回する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば低圧側圧縮部６の吸込側に長尺な吸込パイプを設け、この吸込パイプのうち低圧側圧縮部６から離れた部位の近傍に冷媒配管３３を配置することにより、吸込空気を低圧側圧縮部６から離れた位置で冷媒配管３３内の冷媒によって冷却する構成としてもよい。この構成は図７に示す変形例の吐出配管６１にも同様に適用できるものである。
【０１００】
また、実施の形態では、２段式の空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば１個の空気圧縮部を有する単気筒型の空気圧縮機や、３個以上の空気圧縮部が直列に接続された多段式の空気圧縮機に適用してもよく、さらには複数個の空気圧縮部が空気タンクに対して並列に接続された多気筒型の空気圧縮機に適用してもよい。
【０１０１】
さらに、実施の形態では、圧縮部６，７でピストンが往復動する往復動型の空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばスクロール型の空気圧縮機にも適用できるのは勿論である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、エアドライヤの冷媒配管の一部を空気圧縮部の近傍に配置し、エアドライヤにより圧縮空気を冷却した後の冷媒を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたので、圧縮機の運転時には、エアドライヤの低温な冷媒を利用して空気圧縮部を効率よく冷却することができる。これにより、従来技術のように圧縮機に複雑な冷却機構等を搭載する必要がなくなり、その部品点数を削減できると共に、圧縮機の運転時に騒音が大きくなるのを防止することができる。従って、例えば冷媒配管の配管形状を部分的に変更するだけで、既存のエアドライヤの余った冷却能力を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、圧縮機全体の構造を簡略化できると共に、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【０１０３】
また、請求項２の発明によれば、冷媒配管は、空気圧縮部を取囲んで形成する構成としたので、冷媒配管を一定の長さ寸法にわたって空気圧縮部の近傍に配置でき、圧縮機の運転中には、例えば空気圧縮部から冷媒配管の全長にわたって熱伝導を良好に行うことができ、安定した冷却性能を得ることができる。しかも、冷媒配管を空気圧縮部の外側に沿ってコンパクトに配置でき、これらを径方向に小型化することができる。
【０１０４】
また、請求項３の発明によれば、冷媒配管は空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としたので、送風手段による冷却風の温度を冷媒によって低下させることができ、この低温な冷却風によって空気圧縮部を効率よく冷却することができる。また、空気圧縮部と送風手段との間で冷媒配管の形状、配置等を自由に設定できるから、例えば冷媒配管を空気圧縮部の表面等に沿って配置する必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。
【０１０５】
また、請求項４の発明によれば、吐出配管のうちエアドライヤの下流側に位置する部位を空気圧縮部の近傍に配置し、エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたので、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気を利用して空気圧縮部を効率よく冷却することができる。従って、例えば吐出配管の配管形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、圧縮機全体の構造を簡略化できると共に、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【０１０６】
また、吐出配管のうち空気圧縮部の近傍に配置された部位は、空気圧縮部から発生する熱を吸収できるので、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を空気圧縮部の廃熱を利用して容易に暖めることができる。従って、吐出配管の下流側に冷たい圧縮空気が流通することによって結露が生じたり、結露した水滴が周囲に垂れるのを簡単な構造によって防止でき、圧縮機の耐久性や使用環境を良好に保持することができる。
【０１０７】
また、請求項５の発明によれば、吐出配管は、空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としたので、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気によって冷却風の温度を低下させることができ、この低温な冷却風によって空気圧縮部を効率よく冷却することができる。また、吐出配管内の圧縮空気は、当該圧縮空気よりも温度が高い冷却風から熱を吸収できるので、冷却風によって圧縮空気を容易に暖めることができ、吐出配管の結露等を防止することができる。
【０１０８】
さらに、請求項６の発明によれば、エアドライヤの冷媒配管の一部を空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、圧縮空気を冷却した後の冷媒を用いて吸込空気を冷却する構成としたので、エアドライヤの低温な冷媒を利用して吸込空気を効率よく冷却することができる。この結果、吸込空気だけでなく、圧縮空気の温度も低くすることができ、これら全体の発熱を抑制して冷却効率や圧縮効率を高めることができる。従って、冷媒配管の形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現することができる。
【０１０９】
また、請求項７の発明によれば、吐出配管のうちエアドライヤの下流側に位置する部位を空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて吸込空気を冷却する構成としたので、例えば外気の温度等が比較的高い場合でも、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気によって吸込空気を効率よく冷却でき、冷却効率や圧縮効率を高めることができる。従って、吐出配管の形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機をカバーを取外した状態で示す正面図である。
【図２】図１中の低圧側圧縮部、エアドライヤの熱交換器、冷媒配管等を示す要部拡大の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機をカバーを取外した状態で示す正面図である。
【図６】図５中の低圧側圧縮部、吐出配管、エアドライヤ、冷却ファン等を示す要部拡大の斜視図である。
【図７】本発明の変形例によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【符号の説明】
３圧縮機本体
６低圧側圧縮部（空気圧縮部）
７高圧側圧縮部（空気圧縮部）
９中間配管
１０，５１，６１吐出配管
１０Ａ上流側配管部
１０Ｂ下流側配管部
１２空気タンク
１３電動モータ
１５プーリ
１６冷却ファン（送風手段）
１７エアドライヤ
１８冷媒圧縮機
１９凝縮器
２０，３２熱交換器
２１，２１′，３３，４１冷媒配管
２１Ａ，２１Ａ′，３３Ａ，４１Ａ上流側配管部
２１Ｂ，２１Ｂ′，３３Ｂ，４１Ｂ，６１Ａ下流側配管部
２１Ｃ，２１Ｄシリンダ巻回部
３１吸込パイプ（吸込部）
３３Ｃ，６１Ｂ吸込側冷却部
４１Ｃシリンダ冷却部
５１Ｃ，５１Ｄ熱交換部
Ａ圧縮空気
Ｃ冷媒[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air compressor with an air dryer, which is suitably used as, for example, a reciprocating type or a scroll type air compressor.
[0002]
[Prior art]
In general, as the air compressor, for example, reciprocating compressors, scroll compressors, and the like are known, and these compressors suck air into an air compressor that forms a main body of the compressor, compress the air, and discharge the air. (See, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-269465
[0004]
In this type of conventional air compressor, when performing an air compression operation, the air compressor and its surroundings generate heat and become hot. For this reason, for example, a package or the like forming an outer shell of the compressor is provided with a plurality of cooling fans and a duct for guiding cooling air generated by the cooling fans to the air compressor. During operation of the compressor, the cooling air is circulated around the air compressor using the cooling fan and the duct.
[0005]
In some cases, the air compressor supplies compressed air to various devices that require dry air. For this reason, as another conventional technique, an air compressor with an air dryer equipped with an air dryer for dehumidifying compressed air is known (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-7-227518
[0007]
In this case, a refrigeration type using a refrigerant is used as the air dryer, and this dryer is provided in the middle of the discharge pipe. The air dryer cools the compressed air flowing through the discharge pipe, and condenses and removes moisture contained in the air, thereby drying the compressed air.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the related art shown in Patent Literature 1, a plurality of cooling fans and a duct are provided to cool the compressor. However, in this case, the number of parts of the compressor is increased by each cooling fan and duct, and the entire structure is complicated, which causes a problem that the compressor is increased in size and cost is increased. Further, during operation of the compressor, noise is likely to increase due to, for example, a wind noise of a cooling fan, a resonance sound of a duct, and the like, which may deteriorate the surrounding environment.
[0009]
On the other hand, in the related art shown in Patent Document 2, the compressed air is dried using a refrigeration air dryer or the like. However, in this case, the compressed air may be cooled more than necessary by the air dryer, and when such cold compressed air flows through the discharge pipe downstream of the air dryer, dew condensation easily occurs outside the discharge pipe. .
[0010]
For this reason, in the air compressor with an air dryer, there is a problem that rust or the like is generated in the discharge pipe due to dew condensation, or that water drops drips from the discharge pipe to easily pollute the surroundings. In order to solve these problems, for example, if a heater or the like that warms the compressed air is disposed downstream of the air dryer, not only the manufacturing cost but also the operating cost of the compressor will increase, and the merchantability will increase. descend.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and a first object of the present invention is to realize a low-noise cooling mechanism having a simple structure using existing devices and the like. An object of the present invention is to provide an air compressor with an air dryer, which can efficiently cool an air compressor and suction air, and can promote reduction in size and cost.
[0012]
Further, a second object of the present invention is to prevent the compressed air that has been excessively cooled by the air dryer from being discharged with a simple structure, and to discharge the compressed air without using a dedicated heater for heating the compressed air. An object of the present invention is to provide an air compressor with an air dryer that can suppress dew condensation on a pipe and maintain a favorable surrounding environment.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes an air compression unit that sucks air to compress and discharge compressed air, and cools the compressed air discharged from the air compression unit by a refrigerant flowing through a refrigerant pipe. And in the air compressor with an air dryer comprising an air dryer for dehumidifying the compressed air, a part of the refrigerant pipe constituting the air dryer is arranged near the air compression section, after cooling the compressed air The above-mentioned refrigerant is used to cool the air compression section.
[0014]
With this configuration, during operation of the air compressor, the compressed air can be cooled and dried by the air dryer. Then, the refrigerant after cooling the compressed air can be circulated to the vicinity of the air compression section by the refrigerant pipe, and the air compression section can be cooled by the low-temperature refrigerant, and this cooling operation is performed by the excess cooling capacity of the existing air dryer. It can be performed using.
[0015]
Further, according to the second aspect of the invention, the refrigerant pipe is formed so as to surround the air compressor. Thereby, the refrigerant pipe can be arranged near the air compression section, and the refrigerant in the refrigerant pipe can perform good heat conduction with the air compression section by orbiting outside the air compression section.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, the air compressor is provided with a blower for blowing cooling air toward the air compressor, and the refrigerant pipe extends between the air compressor and the blower. And
[0017]
Thereby, the cooling air blown by the blower passes through the vicinity of the refrigerant pipe and reaches the air compressor. Therefore, the temperature of the cooling air can be reduced by the refrigerant, and the air compressor can be cooled by the low-temperature cooling air.
[0018]
Further, according to the invention of claim 4, an air compression section that sucks in air and compresses the air, a discharge pipe that discharges compressed air compressed by the air compression section to the outside, and a compressed air that flows through the discharge pipe by a refrigerant. In an air compressor with an air dryer, comprising: an air dryer that cools and dehumidifies the compressed air, the discharge pipe has a portion located downstream of the air dryer positioned near the air compressor, and passes through the air dryer. The compressed air is cooled using the compressed air.
[0019]
Thus, the discharge pipe can flow the low-temperature compressed air cooled by the air dryer in the vicinity of the air compression section, and can cool the air compression section with the cold compressed air. In this case, since the portion of the discharge pipe located near the air compression section can absorb heat generated from the air compression section, the compressed air cooled by the air dryer can be warmed.
[0020]
According to the fifth aspect of the present invention, the air compression section is provided with blowing means for blowing cooling air toward the air compression section, and the discharge pipe extends between the air compression section and the blowing means. And
[0021]
Thus, the cooling air blown by the blowing means passes through the vicinity of the discharge pipe and reaches the air compressor. For this reason, the temperature of the cooling air can be reduced by the cold compressed air, and the air compressor can be cooled by the low-temperature cooling air. At this time, since the temperature of the compressed air relatively rises by absorbing heat from the cooling air, the compressed air discharged from the discharge pipe to the outside can be warmed.
[0022]
Further, according to the invention of claim 6, an air compression section for sucking air to compress and discharge compressed air, and dehumidifying the compressed air by cooling the compressed air discharged from the air compression section by a refrigerant flowing through a refrigerant pipe. And a part of the refrigerant pipe constituting the air dryer is disposed near a suction part of the air compressor, and the refrigerant after cooling the compressed air. Is used to cool the intake air.
[0023]
Thus, after the compressed air is cooled by the air dryer, the refrigerant can be circulated to the vicinity of the suction portion by the refrigerant pipe. Therefore, before compressing the suction air, the suction air can be cooled (pre-cooled) with a low-temperature refrigerant in advance.
[0024]
Further, in the invention according to claim 7, an air compression section for sucking and compressing the air, a discharge pipe for discharging the compressed air compressed by the air compression section to the outside, and cooling the compressed air flowing through the discharge pipe with a refrigerant. An air dryer equipped with an air dryer for dehumidifying the compressed air, wherein the discharge pipe has a portion located downstream of the air dryer positioned near a suction portion of the air compressor, and The suction air is cooled by using the compressed air that has passed through the suction port.
[0025]
This allows the discharge pipe to flow the low-temperature compressed air cooled by the air dryer near the suction portion. For this reason, for example, even when the temperature of the outside air is relatively high, the suction air can be cooled (pre-cooled) with the low-temperature compressed air in advance.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an air compressor with an air dryer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
Here, FIG. 1 and FIG. 2 show a first embodiment, and in this embodiment, a package type air compressor will be described as an example.
[0028]
Reference numeral 1 denotes a package constituting an outer shell of the compressor. The package 1 is formed in a box shape by, for example, a plurality of metal plates or the like, and has a compressor main body 3, an air tank 12, an electric motor 13, and the like to be described later. There is provided a frame-shaped pedestal 2 to which is mounted.
[0029]
Reference numeral 3 denotes a compressor main body constituting a main body of the air compressor. The compressor main body 3 is, for example, a reciprocating two-stage compressor, and is provided in the package 1 at an upper side of the pedestal 2. Have been. The compressor main body 3 includes a crankcase 4, a low-pressure side compression unit 6, a high-pressure side compression unit 7, and the like, which will be described later.
[0030]
Reference numeral 4 denotes a crankcase fixed to the pedestal 2 of the package 1. A crankshaft 5 projecting outside the crankcase 4 is rotatably provided in the crankcase 4, as shown in FIG. A pulley 15 to be described later is connected to the protruding end side of 5.
[0031]
Reference numeral 6 denotes a low-pressure side compression portion provided on the upper side of the crankcase 4 as a low-pressure side air compression portion. The low-pressure side compression portion 6 is a substantially cylindrical cylinder made of a metal material such as an aluminum alloy. 6A, a piston reciprocally inserted therein and connected to the crankshaft 5, and a suction valve and a discharge valve (not shown) provided on the cylinder head. .
[0032]
A plurality of cooling fins 6B having a flange shape are provided on the outer peripheral side of the cylinder 6A. Each of the cooling fins 6B protrudes radially outward over the entire circumference of the cylinder 6A, for example, and is spaced apart in the axial direction. It is arranged with.
[0033]
Reference numeral 7 denotes a high-pressure side compression section as a high-pressure side air compression section provided on the upper side of the crankcase 4 alongside the low-pressure side compression section 6. The high-pressure side compression section 7 is substantially the same as the low-pressure side compression section 6. The cylinder 7A, each cooling fin 7B, a cylinder head, a piston, a suction valve, a discharge valve (not shown), and the like are formed in a cylindrical shape from a metal material.
[0034]
Here, on the suction side of the low-pressure side compression section 6, a silencer 8 for reducing noise when sucking external air is provided. An intermediate pipe 9 is provided between the discharge side of the low-pressure side compression section 6 and the suction side of the high-pressure side compression section 7, and these compression sections 6 and 7 are connected in series via the intermediate pipe 9. I have.
[0035]
The compressor body 3 compresses the air sucked from the silencer 8 by the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 in two stages. In this case, as the piston reciprocates in the cylinder 6A, the low-pressure side compression section 6 draws in external air from the silencer 8 and compresses it, and discharges this air to the intermediate pipe 9 as compressed air at an intermediate pressure. Further, the high-pressure side compression unit 7 sucks the compressed air of the intermediate pressure from the intermediate pipe 9 and further compresses the same, and discharges the high-pressure compressed air to a discharge pipe 10 described later.
[0036]
Reference numeral 10 denotes a discharge pipe connected to the discharge side of the high-pressure side compression section 7. The discharge pipe 10 is formed of, for example, a plurality of metal pipes, and is compressed in two stages by the low-pressure side compression section 6 and the high-pressure side compression section 7. The compressed air is discharged to the outside.
[0037]
Further, a heat exchanger 20 of an air dryer 17 described later is connected in the middle of the discharge pipe 10. In the discharge pipe 10, a portion located on the upstream side (the inlet 20B side) of the heat exchanger 20 with respect to the flow direction of the compressed air is the upstream pipe portion 10A, and the downstream side of the heat exchanger 20 (the outlet). 20C side) is a downstream piping portion 10B. A joint 11 is provided at the tip of the discharge pipe 10, and the joint 11 is connected to an external air device or the like.
[0038]
Reference numeral 12 denotes an air tank provided in the middle of the upstream pipe portion 10A of the discharge pipe 10, and the air tank 12 stores high-pressure compressed air discharged from the compressor body 3 to the discharge pipe 10.
[0039]
Reference numeral 13 denotes an electric motor that drives the compressor body 3, and the electric motor 13 is fixed to a lower portion of the pedestal 2 of the package 1. The output shaft of the electric motor 13 is connected to a pulley 15 via a belt 14.
[0040]
Reference numeral 15 denotes a pulley attached to the crankshaft 5, and as shown in FIG. 2, a cooling fan 16 is integrated on the inner peripheral side of the pulley 15. During operation of the compressor, the rotation of the electric motor 13 is transmitted to the crankshaft 5 via the belt 14, the pulley 15, and the like, and the crankshaft 5 is driven to rotate, whereby the piston reciprocates in the cylinders 6A and 7A. It works.
[0041]
Reference numeral 16 denotes a cooling fan as an air blowing means provided on the inner peripheral side of the pulley 15. The cooling fan 16 includes, for example, an axial fan having a plurality of blades 16 A. , 7. The cooling fan 16 is driven to rotate integrally with the crankshaft 5 by the electric motor 13 so that the air in the package 1 is compressed by the low-pressure side compression part 6 and the high-pressure side compression part as shown by an arrow a in FIG. 7 to cool these parts.
[0042]
Reference numeral 17 denotes a refrigeration type air dryer attached to the compressor main body 3 located in the package 1. The air dryer 17 cools the compressed air in the discharge pipe 10 using, for example, a refrigerant C, and dehumidifies the compressed air. It is. The air dryer 17 includes a refrigerant compressor 18, a condenser 19, a heat exchanger 20, a refrigerant pipe 21, and the like, which will be described later.
[0043]
Reference numeral 18 denotes a refrigerant compressor including, for example, an electric compressor. The refrigerant compressor 18 compresses a refrigerant vaporized in a heat exchanger 20 to a high pressure as described later and discharges the refrigerant toward a condensed gas 19. is there.
[0044]
Reference numeral 19 denotes a condenser connected to the discharge side of the refrigerant compressor 18. The condenser 19 is formed by, for example, a thin tube bent in a substantially S-shape so as to meander, and is connected in the middle of the refrigerant pipe 21. It has a refrigerant pipe, cooling fins (both not shown) attached to the refrigerant pipe, and an electric fan 19A for cooling.
[0045]
When the high-pressure gaseous refrigerant flows into the condenser 19 from the refrigerant compressor 18, the condenser 19 is cooled by the electric fan 19A. Further, the refrigerant is decompressed by an expansion valve (not shown) or the like, and flows to the heat exchanger 20 in a liquefied state.
[0046]
Further, the downstream pipe portion 10B of the discharge pipe 10 is disposed near or inside the condenser 19, and heat generated when the refrigerant is liquefied in the condenser 19 is cooled after being cooled by the heat exchanger 20. The configuration is such that the compressed air passing through the condenser 19 is warmed.
[0047]
Reference numeral 20 denotes a heat exchanger connected to the outlet side of the condenser 19. The heat exchanger 20 is provided with an air passage 20 A connected in the middle of the discharge pipe 10. The upstream pipe section 10A is connected to an inflow port 20B, and the other end is connected to the downstream pipe section 10B, and is an outflow port 20C.
[0048]
In the vicinity of the air passage 20A, a refrigerant passage 20D (simplified in FIG. 1) formed, for example, bent in a substantially S-shape so as to meander, is provided. Connected in the middle.
[0049]
During operation of the compressor, compressed air flows from the upstream pipe section 10A of the discharge pipe 10 to the downstream pipe section 10B via the air passage 20A of the heat exchanger 20. The refrigerant in a liquefied state flows from the condenser 19 into the refrigerant passage 20D of the heat exchanger 20 and evaporates. At this time, the refrigerant absorbs heat (compression heat or the like) from the compressed air, thereby compressing the compressed air. Cooling.
[0050]
Therefore, the moisture contained in the compressed air adheres to the peripheral wall and the like of the air passage 20A as water droplets, and the water droplets are discharged outside through a drain passage (not shown) provided in the heat exchanger 20 or the like. You. Thereby, the heat exchanger 20 is configured to dry the compressed air flowing through the discharge pipe 10.
[0051]
Reference numeral 21 denotes a refrigerant pipe composed of, for example, a plurality of metal pipes. The refrigerant pipe 21 connects between the refrigerant compressor 18, the condenser 19, and the heat exchanger 20, respectively, and circulates the refrigerant C therebetween. Things.
[0052]
In the refrigerant pipe 21, a portion located on the upstream side of the heat exchanger 20 with respect to the flow direction of the refrigerant C starting from the refrigerant compressor 18 is an upstream pipe portion 21A, and the upstream pipe portion 21A , Between the refrigerant compressor 18 and the condenser 19 and between the condenser 19 and the heat exchanger 20. Further, a portion of the refrigerant pipe 21 located downstream of the heat exchanger 20 is a downstream pipe portion 21B, and the downstream pipe portion 21B connects the heat exchanger 20 and the refrigerant compressor 18 to each other. I have.
[0053]
Further, the downstream pipe portion 21B is formed such that a middle portion in the length direction extends near the low-pressure side compression portion 6 and the high-pressure side compression portion 7, and these extension portions include a low-pressure side cylinder winding portion 21C and , A high-pressure side cylinder winding portion 21D.
[0054]
Here, as shown in FIG. 2, the low-pressure side cylinder winding portion 21 C is formed, for example, by helically bending a part of the refrigerant pipe 21 so as to cover the entire outer periphery of the low-pressure side compression portion 6 (cylinder 6 A). It is wound and surrounds the low-pressure side compression portion 6 between the cooling fins 6B from the radial outside. The high-pressure side cylinder winding portion 21D is wound around the entire circumference of the high-pressure side compression portion 7 (cylinder 7A), similarly to the low-pressure side cylinder winding portion 21C.
[0055]
The low-pressure cylinder winding part 21C circulates the refrigerant after cooling the compressed air by the air dryer 17 around the low-pressure compression part 6, and the high-pressure cylinder winding part 21D transmits the refrigerant to the high-pressure compression part 7. These are used to cool the compression units 6, 7 and the periphery thereof by using a refrigerant.
[0056]
In this case, the low-pressure side cylinder winding portion 21C and the high-pressure side cylinder winding portion 21D are formed as spiral pipes, and have a sufficient length near the outer periphery of the low-pressure side compression portion 6 and the high-pressure side compression portion 7. Due to the winding, the heat generated during the compression operation at these portions can be efficiently absorbed.
[0057]
The air compressor with an air dryer according to the present embodiment has the above-described configuration, and its operation will be described next.
[0058]
First, when the crankshaft 5 is driven to rotate by the electric motor 13, the air sucked from the silencer 8 is compressed by the low-pressure side compression unit 6 and discharged to the intermediate pipe 9. Further, this air is compressed by the high-pressure side compression unit 7 to become high-pressure compressed air compressed in two stages. The compressed air is discharged from the discharge pipe 10 to the outside via the air tank 12, the air dryer 17, the joint 11, and the like. At this time, the air dryer 17 dehumidifies the compressed air by cooling the compressed air using a refrigerant.
[0059]
The refrigerant C of the air dryer 17 circulates along the refrigerant pipe 21 and circulates around the outer periphery of the low-pressure side compression part 6 and the high-pressure side compression part 7 when flowing through the cylinder winding parts 21C and 21D. Therefore, during operation of the compressor, heat generated from the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 can be efficiently absorbed by the low-temperature refrigerant C.
[0060]
Thus, in the present embodiment, the low pressure side cylinder winding part 21C and the high pressure side compression part 21D are provided in the middle of the refrigerant pipe 21 of the air dryer 17, and these are disposed near the low pressure side compression part 6 and the high pressure side compression part 7. Since the compressor is arranged, during operation of the compressor, the refrigerant C, after cooling the compressed air by the air dryer 17, can be circulated to the vicinity of the low-pressure side compression unit 6 by the low-pressure side cylinder winding part 21C. C can be circulated near the high-pressure side compression unit 7 by the high-pressure side cylinder winding part 21D.
[0061]
Thus, the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 can be efficiently cooled by using the low-temperature refrigerant C. Therefore, a plurality of cooling fans and ducts may be provided in the compressor package 1 as in the related art. Therefore, it is not necessary to mount a dedicated cooling mechanism or the like, and the number of components of the compressor can be reduced. Further, during operation of the compressor, it is possible to prevent the noise of the compressor from increasing due to the plurality of cooling fans and ducts.
[0062]
Therefore, according to the present embodiment, for example, only by partially changing the shape of the refrigerant pipe 21 to form the low-pressure side cylinder winding portion 21C and the high-pressure side cylinder winding portion 21D, the existing air dryer 17 By utilizing the surplus cooling capacity, a low-noise cooling mechanism having a simple structure can be easily realized, and in particular, in a package type compressor in which heat is easily trapped in the package 1, the cooling performance can be surely enhanced. And the structure of the whole compressor can be simplified, and downsizing and cost reduction can be promoted.
[0063]
In this case, the low-pressure side cylinder winding portion 21C is formed as, for example, a spiral pipe surrounding the low-pressure side compression portion 6 over the entire circumference, and the high-pressure side cylinder winding portion 21D is formed over the high-pressure side compression portion 7 over the entire circumference. Since it is formed as a spiral pipe surrounding it, these cylinder winding portions 21C and 21D can be arranged in the vicinity of the low-pressure side compression portion 6 and the high-pressure side compression portion 7 over a sufficient length.
[0064]
Thereby, during the operation of the compressor, the heat can be satisfactorily conducted over almost the entire length of the cylinder winding portions 21C and 21D from the low-pressure side compression portion 6 and the high-pressure side compression portion 7, and stable cooling performance is obtained. be able to. Moreover, the long cylinder winding portions 21C and 21D can be compactly arranged along the outer peripheral side of the cylinders 6A and 7A, and can be reduced in the radial direction while securing the cooling performance.
[0065]
Next, FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, which is characterized in that a suction pipe of an air compression section is surrounded by a refrigerant pipe. Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0066]
Reference numeral 31 denotes a suction pipe which constitutes a suction part of the low-pressure side compression part 6. The suction pipe 31 is formed so as to protrude from the low-pressure side compression part 6, and a silencer 8 is attached to a protruding end side thereof.
[0067]
Reference numeral 32 denotes a heat exchanger constituting the air dryer 17. The heat exchanger 32 includes an air passage having an inlet 32 A and an outlet 32 B, and a refrigerant pipe 33 to be described later, similarly to the first embodiment. A connected refrigerant passage (not shown) is provided.
[0068]
Reference numeral 33 denotes a refrigerant pipe through which the refrigerant C of the air dryer 17 flows, and the refrigerant pipe 33 is constituted by an upstream pipe section 33A and a downstream pipe section 33B, similarly to the first embodiment. Further, an intermediate portion of the downstream pipe portion 33B is disposed so as to extend near the suction pipe 31 of the compressor body 3, and a suction side cooling portion 33C is provided in this extension portion.
[0069]
Here, the suction side cooling unit 33C is wound around the entire outer circumference of the suction pipe 31 by, for example, spirally bending a part of the refrigerant pipe 33, and surrounds the suction pipe 31 from the radial outside. In. For this reason, the suction side cooling portion 33C is arranged near the suction pipe 31 over a sufficient length, and has a configuration in which heat conduction with the suction pipe 31 is performed well.
[0070]
Then, the suction side cooling unit 33C circulates the refrigerant of the air dryer 17 around the suction pipe 31 and lowers the temperature of the air (suction air) sucked into the low pressure side compression unit 6. Thereby, the suction side cooling unit 33C reduces not only the temperature of the compressed air compressed by the low pressure side compression unit 6 but also the temperature of the compressed air compressed by the high pressure side compression unit 7, and the compression unit 6 The heat generation is suppressed as a whole and the compression efficiency is increased.
[0071]
Thus, in the present embodiment configured as described above, substantially the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the compressor body 3 can be mounted by utilizing the excess cooling capacity of the existing air dryer 17. Can be cooled. In particular, in the present embodiment, a suction side cooling part 33C is provided in the middle of the refrigerant pipe 33, and the suction side cooling part 33C surrounds the suction pipe 31 of the low pressure side compression part 6.
[0072]
Thereby, the refrigerant C of the air dryer 17 can be circulated around the suction pipe 31, and the temperature of the air sucked into the low-pressure side compression unit 6 can be reliably reduced. As a result, the temperature of the compressed air compressed not only by the low-pressure side compression unit 6 but also by the high-pressure side compression unit 7 can be lowered, and the entire heat generation can be suppressed to increase the cooling efficiency.
[0073]
In addition, by lowering the temperature of the air sucked into the low-pressure side compression section 6, the compression efficiency when compressing the air in the low-pressure side compression section 6 and the high-pressure side compression section 7 can be increased. The performance as a compressor can be improved.
[0074]
Next, FIG. 4 shows a third embodiment according to the present invention, which is characterized in that a part of the refrigerant pipe is arranged between the air compressor and the cooling fan. . Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0075]
Reference numeral 41 denotes a refrigerant pipe through which the refrigerant C of the air dryer 17 flows. The refrigerant pipe 41 is constituted by an upstream pipe part 41A and a downstream pipe part 41B, as in the first embodiment. Further, a middle portion of the downstream pipe portion 41B is formed to extend in the vicinity of the low pressure side compression portion 6 and the high pressure side compression portion (not shown), and these extension portions include a cylinder cooling portion 41C (only the compression portion 6 side). (Shown).
[0076]
Here, the low-pressure side cylinder cooling portion 41C is formed, for example, to bend in a substantially S-shape so as to meander, and extends between the low-pressure side compression portion 6 and the cooling fan 16. The high-pressure side cylinder cooling section 41C extends between the high-pressure side compression section and the cooling fan 16.
[0077]
During operation of the compressor, as shown by an arrow a in FIG. 4, when cooling air is blown toward the low-pressure side compression unit 6 by the cooling fan 16, the cooling air flows into the vicinity of the cylinder cooling unit 41 C. When it passes through the cylinder cooling section 41C, it is cooled by the refrigerant flowing in the cylinder cooling section 41C, and reaches the low-pressure side compression section 6 in a state of a low temperature.
[0078]
Accordingly, the low-pressure cylinder cooling unit 41C can generate low-temperature cooling air in cooperation with the cooling fan 16, and the low-pressure compression unit 6 can be efficiently cooled by the cooling air. Similarly, the high-pressure side cylinder cooling unit 41C can efficiently cool the high-pressure side compression unit by the cooling air of the cooling fan 16.
[0079]
Thus, also in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment. In particular, in the present embodiment, a cylinder cooling section 41C is provided in the middle of the refrigerant pipe 41, and the cylinder cooling section 41C is provided between the low-pressure side compression section 6 and the cooling fan 16, and between the high-pressure side compression section and the cooling fan 16 And between them.
[0080]
Thereby, the cooling air sent from the cooling fan 16 passes through the vicinity of the cylinder cooling unit 41C and reaches the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit. The temperature can be reduced by the refrigerant C in 41C, and the low-pressure side compression unit 6 and the like can be efficiently cooled by the low-temperature cooling air.
[0081]
Further, since the shape, arrangement, and the like of the cylinder cooling section 41C can be freely set between the compressor main body 3 and the cooling fan 16, it is not necessary to arrange the refrigerant pipe 41 along the surface of the compressor main body 3, for example. , The degree of freedom in design can be increased.
[0082]
Next, FIGS. 5 and 6 show a fourth embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that the air compressor is cooled by using compressed air cooled by an air dryer. is there. Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0083]
Reference numeral 51 denotes a discharge pipe connected to the discharge side of the high-pressure side compression section 7. The discharge pipe 51 is constituted by an upstream pipe section 51A and a downstream pipe section 51B, similarly to the first embodiment. The air tank 12 and the heat exchanger 20 are connected in the middle part. The discharge pipe 51 discharges compressed air compressed in two stages by the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 to the outside.
[0084]
However, an intermediate portion of the downstream pipe portion 51B is formed to extend in the vicinity of the low-pressure side compression portion 6, and a low-pressure side heat exchange portion 51C that performs heat exchange between the refrigerant C and the surroundings is formed in this extension portion. Is provided. As shown in FIG. 6, the low-pressure side heat exchange section 51 C is formed, for example, to bend in a substantially S shape so as to meander, and extends between the low-pressure side compression section 6 and the cooling fan 16. .
[0085]
The other portion of the downstream pipe portion 51B is formed so as to extend near the high-pressure side compression portion 7, and a high-pressure side heat exchange portion 51D is provided in this extension portion. As shown in FIG. 5, the high-pressure side heat exchange section 51D is formed in a substantially S-shaped bent substantially in the same manner as the low-pressure side heat exchange section 51C, and is provided between the high-pressure side compression section 7 and the cooling fan 16. Extends through.
[0086]
The low-pressure side heat exchange section 51C and the high-pressure side heat exchange section 51D are located between the compressed air A cooled by the air dryer 17 and the compression sections 6 and 7, and between the cooled compressed air A and the cooling fan 16 respectively. By performing heat exchange with the air blown by the above, the compressed air discharged from the discharge pipe 51 is warmed while the low-pressure side compression part 6 and the high-pressure side compression part 7 are cooled.
[0087]
During operation of the compressor, when compressed air having a high temperature of, for example, about 50 to 60 ° C. is discharged from the high-pressure side compression unit 7 to the discharge pipe 51, the compressed air is cooled by the air dryer 17, The temperature reaches a low temperature of about 20 ° C. and reaches the positions of the low-pressure side heat exchange unit 51C and the high-pressure side heat exchange unit 51D.
[0088]
Therefore, for example, when air in the package 1 having an intermediate temperature (outside air temperature) of about 20 to 30 ° C. is blown toward the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 by the cooling fan 16, This air is cooled by low-temperature compressed air when passing near the low-pressure side heat exchange section 51C and the high-pressure side heat exchange section 51D as indicated by an arrow a in FIG. The wind reaches the compression units 6 and 7.
[0089]
At this time, the temperature of the compressed air A in the low-pressure side heat exchange unit 51C relatively rises by absorbing heat from the cooling air having a higher temperature than the compressed air A. In addition, since the low-pressure side heat exchange unit 51C is disposed near the low-pressure side compression unit 6, the temperature rises also by receiving, for example, radiant heat generated from the cylinder 6A, which has become hot.
[0090]
Also in the high-pressure side heat exchange section 51D, the temperature of the compressed air A rises by absorbing heat from the cooling air or receiving radiant heat from the cylinder 7A. The compressed air A in the heat exchange units 51C and 51D is heated to a temperature close to, for example, the outside air temperature by these phenomena, and is discharged from the discharge pipe 51 toward an external air supply target.
[0091]
In this case, although the refrigerant pipe 21 'of the air dryer 17 is formed by the upstream pipe section 21A' and the downstream pipe section 21B ', the cylinder winding sections 21C and 21D of the first embodiment are eliminated. It has a configuration.
[0092]
Thus, also in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first and third embodiments. In particular, in the present embodiment, a configuration is provided in which the low pressure side heat exchange section 51C and the high pressure side heat exchange section 51D are provided in the middle of the discharge pipe 51, and these are arranged between the compression sections 6, 7 and the cooling fan 16. And
[0093]
Thereby, the cooling air sent from the cooling fan 16 passes through the vicinity of the heat exchange units 51C and 51D and reaches the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7, so that the cooling air is cooled by the air dryer 17. The temperature of the cooling air can be reduced by using the compressed air A, and the low-pressure side compression unit 6 and the high-pressure side compression unit 7 can be efficiently cooled by the low-temperature cooling air. Therefore, for example, even when the refrigerant pipe 21 'of the air dryer 17 and the like have substantially the same structure as that of the related art, high cooling performance can be obtained only by changing the shape of the discharge pipe 51, and the degree of freedom in design can be increased. Can be.
[0094]
Further, the temperature of the cooling air sent from the cooling fan 16 is higher than that of the compressed air A cooled by the air dryer 17, so that the compressed air A can absorb heat from the cooling air. Further, since the compressed air A can be heated by the low-pressure side compression part 6 and the high-pressure side compression part 7, the temperature of the compressed air A can be relatively increased by these actions.
[0095]
Thus, for example, it is not necessary to use a dedicated heater for heating the compressed air, and the compressed air can be easily warmed by utilizing the cooling air of the cooling fan 16 or the heat generation (waste heat) of the compression units 6 and 7. In addition, the compressed air cooled more than necessary by the air dryer 17 can be prevented from being discharged to the downstream pipe portion 51B of the discharge pipe 51.
[0096]
Therefore, dew formation due to the flow of cold compressed air through the downstream pipe part 51B of the discharge pipe 51, and the dripping of the condensed water droplets around can be prevented by a simple structure, and the durability and operating environment of the compressor are reduced. It can be held well. In addition, the compressor can supply appropriately warmed compressed air to various devices, machines, and the like, so that the application range can be expanded.
[0097]
In the second embodiment, the suction side cooling portion 33C of the refrigerant pipe 33 is arranged near the suction pipe 31. However, the present invention is not limited to this, and may be configured, for example, as a modified example shown in FIG. Here, the discharge pipe 61 is connected to an upstream pipe section (not shown) connected to the upstream side of the heat exchanger and to a downstream side of the heat exchanger in substantially the same manner as in the fourth embodiment. And a downstream piping section 61A. Further, an intermediate portion of the downstream side pipe portion 61A is formed to extend near the suction pipe 31, and this extended portion is spirally formed on the outer peripheral side of the suction pipe 31 in substantially the same manner as in the second embodiment. A wound suction side cooling unit 61B is provided.
[0098]
Thereby, the suction side cooling section 61B circulates the compressed air cooled by the air dryer 17 around the suction pipe 31, and cools (pre-cools) the suction air in advance by using the low-temperature compressed air, thereby compressing the compressed air. The configuration is such that the heat generation of the units 6 and 7 is suppressed as a whole, and the compression efficiency is increased.
[0099]
In the second embodiment, the suction pipe 31 is provided in the vicinity of the low-pressure side compression section 6, and the suction-side cooling section 33 C of the refrigerant pipe 33 is wound around the suction pipe 31. However, the present invention is not limited to this. For example, a long suction pipe is provided on the suction side of the low-pressure side compression section 6, and the refrigerant pipe 33 is disposed near a portion of the suction pipe remote from the low-pressure side compression section 6. By doing so, the suction air may be cooled by the refrigerant in the refrigerant pipe 33 at a position away from the low-pressure side compression section 6. This configuration can be similarly applied to the discharge pipe 61 of the modified example shown in FIG.
[0100]
In the embodiment, a two-stage air compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a single-cylinder air compressor having one air compressor or a multi-stage air compressor in which three or more air compressors are connected in series. The present invention may be applied to a multi-cylinder air compressor in which a plurality of air compressors are connected in parallel to an air tank.
[0101]
Furthermore, in the embodiment, the reciprocating air compressor in which the piston reciprocates in the compression units 6 and 7 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, but can be applied to, for example, a scroll-type air compressor.
[0102]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, a part of the refrigerant pipe of the air dryer is disposed near the air compressor, and the air compressor is cooled using the refrigerant after the compressed air is cooled by the air dryer. With this configuration, during operation of the compressor, the air compressor can be efficiently cooled by using the low-temperature refrigerant of the air dryer. Thus, it is not necessary to mount a complicated cooling mechanism or the like on the compressor as in the prior art, so that the number of components can be reduced and noise can be prevented from increasing during operation of the compressor. Therefore, for example, only by partially changing the shape of the refrigerant pipe, a low-noise cooling mechanism having a simple structure can be easily realized by using the excess cooling capacity of the existing air dryer, and the overall structure of the compressor is reduced. Can be simplified, and downsizing and cost reduction can be promoted.
[0103]
According to the second aspect of the present invention, since the refrigerant pipe is formed so as to surround the air compression section, the refrigerant pipe can be arranged in the vicinity of the air compression section over a certain length dimension, and During operation, for example, heat can be satisfactorily conducted over the entire length of the refrigerant pipe from the air compression section, and stable cooling performance can be obtained. In addition, the refrigerant pipes can be compactly arranged along the outside of the air compressor, and these can be reduced in size in the radial direction.
[0104]
According to the third aspect of the present invention, since the refrigerant pipe is configured to extend between the air compressing section and the air blowing means, the temperature of the cooling air by the air blowing means can be reduced by the refrigerant. The cooling air can efficiently cool the air compressor. In addition, since the shape, arrangement, and the like of the refrigerant pipes can be freely set between the air compressor and the blowing means, for example, it is not necessary to arrange the refrigerant pipes along the surface of the air compressor, and thus the degree of design freedom is increased. be able to.
[0105]
According to the fourth aspect of the present invention, a portion of the discharge pipe located on the downstream side of the air dryer is disposed near the air compressor, and the air compressor is cooled using the compressed air passing through the air dryer. Therefore, the air compressor can be efficiently cooled by using the low-temperature compressed air cooled by the air dryer. Therefore, for example, only by partially changing the pipe shape of the discharge pipe, a low-noise cooling mechanism having a simple structure can be easily realized, and the overall structure of the compressor can be simplified, and its size and cost can be reduced. Can be promoted.
[0106]
In addition, since the portion of the discharge pipe located near the air compressor can absorb heat generated from the air compressor, the compressed air cooled by the air dryer can be easily used by utilizing the waste heat of the air compressor. Can be warmed. Therefore, dew condensation can be caused by the flow of cold compressed air downstream of the discharge pipe, and the dripping of the condensed water drops can be prevented by a simple structure, and the durability and the use environment of the compressor can be well maintained. be able to.
[0107]
According to the fifth aspect of the present invention, since the discharge pipe is configured to extend between the air compressor and the blowing means, the temperature of the cooling air is reduced by the low-temperature compressed air cooled by the air dryer. The air compression section can be efficiently cooled by the low-temperature cooling air. Further, since the compressed air in the discharge pipe can absorb heat from the cooling air having a higher temperature than the compressed air, the compressed air can be easily heated by the cooling air, thereby preventing dew condensation on the discharge pipe. it can.
[0108]
Further, according to the invention of claim 6, a part of the refrigerant pipe of the air dryer is arranged near the suction part of the air compression part, and the suction air is cooled using the refrigerant after cooling the compressed air. Therefore, the suction air can be efficiently cooled using the low-temperature refrigerant of the air dryer. As a result, not only the temperature of the compressed air but also the temperature of the compressed air can be lowered, and the entire heat generation can be suppressed, thereby increasing the cooling efficiency and the compression efficiency. Therefore, a low-noise cooling mechanism having a simple structure can be easily realized only by partially changing the shape of the refrigerant pipe.
[0109]
According to the invention of claim 7, the portion of the discharge pipe located downstream of the air dryer is arranged near the suction portion of the air compressor, and the suction air is cooled using the compressed air that has passed through the air dryer. With this configuration, for example, even when the temperature of the outside air is relatively high, the suction air can be efficiently cooled by the low-temperature compressed air cooled by the air dryer, and the cooling efficiency and the compression efficiency can be increased. Therefore, a low-noise cooling mechanism having a simple structure can be easily realized by only partially changing the shape of the discharge pipe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an air compressor with an air dryer according to a first embodiment of the present invention with a cover removed.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of main parts showing a low-pressure side compression unit, a heat exchanger of an air dryer, a refrigerant pipe, and the like in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part showing a low-pressure side compression unit and the like of an air compressor with an air dryer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part showing a low-pressure side compression unit and the like of an air compressor with an air dryer according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing an air compressor with an air dryer according to a fourth embodiment of the present invention with a cover removed.
6 is an enlarged perspective view of a main part showing a low-pressure side compression unit, a discharge pipe, an air dryer, a cooling fan, and the like in FIG. 5;
FIG. 7 is an enlarged perspective view of a main part showing a low-pressure side compression unit and the like of an air compressor with an air dryer according to a modification of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 Compressor body
6 Low pressure side compression part (air compression part)
7 High-pressure side compression section (air compression section)
9 Intermediate piping
10,51,61 Discharge piping
10A Upstream piping section
10B Downstream piping section
12 Air tank
13 Electric motor
15 Pulley
16 cooling fan (blowing means)
17 Air dryer
18 Refrigerant compressor
19 Condenser
20, 32 heat exchanger
21, 21 ', 33, 41 Refrigerant piping
21A, 21A ', 33A, 41A Upstream piping section
21B, 21B ', 33B, 41B, 61A Downstream piping
21C, 21D Cylinder winding part
31 Suction pipe (suction part)
33C, 61B Suction side cooling section
41C Cylinder cooling section
51C, 51D heat exchange section
A Compressed air
C refrigerant

Claims

An air dryer comprising: an air compressor that sucks air to compress and discharge compressed air; and an air dryer that cools the compressed air discharged from the air compressor by a refrigerant flowing through a refrigerant pipe and dehumidifies the compressed air. Air compressor with
A part of the refrigerant pipe constituting the air dryer is disposed in the vicinity of the air compressor, and the air compressor is cooled by using the refrigerant after cooling the compressed air. Air compressor with air dryer.

The air compressor with an air dryer according to claim 1, wherein the refrigerant pipe is formed so as to surround the air compressor.

2. The air compressor according to claim 1, wherein the air compressor is provided with a blower that blows cooling air toward the air compressor, and the refrigerant pipe extends between the air compressor and the blower. 3. Air compressor with air dryer.

An air compressor that sucks air to compress the air, a discharge pipe that discharges the compressed air compressed by the air compressor to the outside, and an air dryer that cools the compressed air flowing through the discharge pipe with a refrigerant to dehumidify the compressed air In an air compressor with an air dryer comprising:
An air dryer configured to arrange a portion of the discharge pipe located downstream of the air dryer near the air compressor, and to cool the air compressor using compressed air that has passed through the air dryer. With air compressor.

5. The air compressor according to claim 4, wherein the air compressor is provided with a blower that blows cooling air toward the air compressor, and the discharge pipe extends between the air compressor and the blower. 6. Air compressor with air dryer.

An air dryer comprising: an air compressor that sucks air to compress and discharge compressed air; and an air dryer that cools the compressed air discharged from the air compressor by a refrigerant flowing through a refrigerant pipe and dehumidifies the compressed air. Air compressor with
A part of the refrigerant pipe constituting the air dryer is disposed near a suction part of the air compression part, and the suction air is cooled using the refrigerant after cooling the compressed air, Compressor with air dryer.

An air compressor that sucks air to compress the air, a discharge pipe that discharges the compressed air compressed by the air compressor to the outside, and an air dryer that cools the compressed air flowing through the discharge pipe with a refrigerant to dehumidify the compressed air In an air compressor with an air dryer comprising:
The discharge pipe is configured such that a portion located on the downstream side of the air dryer is disposed near a suction portion of the air compressor, and the suction air is cooled using compressed air that has passed through the air dryer. Air compressor with air dryer.