JP2012211513A - 圧縮機ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機やその原動機などを収容するケース内からの排気熱の熱回収を図る。
【解決手段】圧縮機２と、この圧縮機２を駆動する原動機３と、これらを収容するケース４と、このケース４内の空気を外部へ排出するファン５と、このファン５によるケース４からの排気口１５に設けられる排熱回収器６とを備える。排熱回収器６は、ケース４からの排気熱で給水を加熱する。エアクーラ１０およびオイルクーラ１３をケース４内に収容してもよい。排熱回収器６を通過後の水を、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３に通してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧縮機を備えた圧縮機ユニットに関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されるように、圧縮機（５）とそのモータ（９）とをパッケージ（１）内に収容して、ファン（２１，１６）によりパッケージ内に空気を通し、モータ（９）、オイルクーラ（１１）およびアフタークーラ（１２）の冷却を図る装置が提案されている。

特開平１０−３０５９４号公報（段落番号００１４、図１）

しかしながら、従来技術では、パッケージ内の各構成を冷却することはできるが、その排気熱は回収させておらず、無駄に捨てられている。そこで、本発明が解決しようとする課題は、圧縮機やその原動機などを収容するケース内からの排気熱の熱回収を図ることにある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、外気を吸入して吐出する圧縮機と、この圧縮機を駆動する原動機と、前記圧縮機および前記原動機を収容するケースと、このケース内の空気を外部へ排出するファンと、このファンによる前記ケースからの排気口に設けられ、前記ケースからの排気と水とを熱交換する排熱回収器とを備えることを特徴とする圧縮機ユニットである。

請求項１に記載の発明によれば、圧縮機やその原動機などを収容するケース内からの排気熱で水を加温して、排気熱の熱回収を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記圧縮機から吐出される圧縮空気とその冷却水とを熱交換するエアクーラをさらに備え、前記排熱回収器は、前記ケースからの排気熱を前記エアクーラへの冷却水で回収し、前記ケースは、前記エアクーラも収容することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機ユニットである。

請求項２に記載の発明によれば、ケースからの排気熱をエアクーラへの冷却水で回収することができる。しかも、エアクーラはケース内に収容されるので、エアクーラからの放熱も回収することができる。

請求項３に記載の発明は、前記圧縮機の潤滑油とその冷却水とを熱交換するオイルクーラをさらに備え、前記排熱回収器は、前記ケースからの排気熱を前記各クーラへの冷却水で回収し、前記ケースは、前記オイルクーラも収容することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機ユニットである。

請求項３に記載の発明によれば、ケースからの排気熱をエアクーラおよびオイルクーラへの冷却水で回収することができる。しかも、エアクーラおよびオイルクーラはケース内に収容されるので、各クーラからの放熱も回収することができる。

請求項４に記載の発明は、前記排熱回収器、前記エアクーラおよび前記オイルクーラに設定順序で水を通して、温水を製造することを特徴とする請求項３に記載の圧縮機ユニットである。

請求項４に記載の発明によれば、圧縮熱を回収して温水を製造することができる。

請求項５に記載の発明は、前記エアクーラを通過後の圧縮空気を、水冷式のエアドライヤに通し、このエアドライヤのクーラにも水を通すことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機ユニットである。

請求項５に記載の発明によれば、エアドライヤからも熱回収を図ることができる。

さらに、請求項６に記載の発明は、前記圧縮機ユニットに対する前記冷却水の入口温度および出口温度と、前記冷却水の通水流量とを測定して、熱回収量を算出して出力することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧縮機ユニットである。

請求項６に記載の発明によれば、圧縮機ユニットによる熱回収量を知ることができる。

本発明によれば、圧縮機やその原動機などを収容するケース内からの排気熱の熱回収を図ることができる。

本発明の圧縮機ユニットの一実施例を示す概略図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の圧縮機ユニット１の一実施例を示す概略図である。本実施例の圧縮機ユニット１は、圧縮機２と、これを駆動する原動機３と、これらを収容するケース４と、このケース４内の空気を外部へ排出するファン５と、このファン５による排気と水とを熱交換して排気熱を回収する排熱回収器６とを備える。

圧縮機２は、原動機３により駆動され、外気を吸入し圧縮して吐出する。原動機３は、特に問わないが、たとえば電動機である。

圧縮機２は、その形式を特に問わないが、本実施例では油潤滑式（給油式）である。この場合、圧縮機２からの圧縮空気は、第一送気路７を介してオイルセパレータ８へ送られ、オイルセパレータ８において潤滑油の分離除去が図られる。オイルセパレータ８にて潤滑油を除去された圧縮空気は、第二送気路９を介してエアクーラ１０へ送られ、エアクーラ１０において冷却を図られる。エアクーラ１０にて冷却された圧縮空気は、第三送気路１１を介して各種の圧縮空気利用機器（図示省略）へ送られる。エアクーラ１０の出口側には、所望によりエアドライヤ（図示省略）が設置され、圧縮空気は、エアドライヤにて水分除去を図られた後、圧縮空気利用機器へ送られてもよい。

一方、オイルセパレータ８にて圧縮空気から分離された潤滑油は、適宜、第一送油路１２を介してオイルクーラ１３へ送られ、オイルクーラ１３において冷却を図られた後、第二送油路１４を介して圧縮機２へ戻される。第一送油路１２と第二送油路１４とをバイパス路（図示省略）で接続し、オイルセパレータ８からの潤滑油をオイルクーラ１３へ送るか、オイルクーラ１３を介さずにバイパス路を介して圧縮機２へ戻すかの分配割合を調整して、圧縮機２内の潤滑油を所望温度に維持することもできる。

圧縮機２、原動機３、オイルセパレータ８、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３など、上述した各構成の内、少なくとも圧縮機２と原動機３とは、中空容器状のケース４内に収容される。本実施例では、圧縮機２、原動機３、オイルセパレータ８、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３のすべてがケース４内に収容されるが、たとえばエアクーラ１０とオイルクーラ１３との内、一方または双方はケース４外に配置してもよい。

ケース４の適宜の位置には、ケース４内の空気をファン５で外部へ排出する排気口１５が設けられている。ファン５やそのモータは、ケース４内に設けてもよいし、ケース４外に設けてもよい。また、ファン５は、排熱回収器６よりも空気流下流側に設けてもよいし、上流側に設けてもよい。

さらに、ケース４の排気口１５には、ファン５による排気と水とを熱交換して排気熱を回収する排熱回収器６が設けられる。従って、ファン５を回転させると、ケース４内の空気は、排熱回収器６を介して排気口１５から排出され、その排気熱で排熱回収器６を通る水の加温を図ることができる。なお、ケース４内への空気の流入は、ケース４の適宜の位置の給気口（図示省略）から行われる。給気口と排気口１５との位置を調整することで、ケース４内の空気の流れを調整して、ケース４内の冷却と、ケース４内の各構成要素からの放熱の熱回収とを有効に図ることができる。

エアクーラ１０、オイルクーラ１３および排熱回収器６には、それぞれ個別にまたは適宜の順序で水が通される。たとえば、排熱回収器６を通過後の水を、エアクーラ１０に通してもよく、この場合、ケース４からの排気熱をエアクーラ１０への冷却水で回収することができる。また、排熱回収器６を通過後の水を、オイルクーラ１３に通してもよく、この場合、ケース４からの排気熱をオイルクーラ１３への冷却水で回収することができる。

さらに、排熱回収器６を通過後の水を、エアクーラ１０とオイルクーラ１３とに通してもよい。図示例の場合、排熱回収器６、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３の順に、水が通される。但し、その流通順序は適宜に変更可能なことは上述したとおりであるし、エアクーラ１０とオイルクーラ１３とは直列に配置する以外に並列に配置してもよい。

その他、前述したエアドライヤ（図示省略）が水冷式の場合、このエアドライヤのクーラへも通水して、エアドライヤからの熱回収を図ることもできる。エアクーラ１０、オイルクーラ１３および排熱回収器６の他、エアドライヤを加えた場合も、通水順序などは適宜に設定される。

いずれにしても、排熱回収器６により、圧縮機２の圧縮熱や、原動機３や各種配管からの放熱などを回収することができる。そして、その水を、所望によりエアクーラ１０やオイルクーラ１３などにも通して、温水を製造することができる。この温水は、その用途を特に問わないが、たとえばボイラ（図示省略）の給水タンクへ供給して用いることができる。

本実施例の圧縮機ユニット１では、排熱回収器６、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３は、給水ポンプ１６により、適宜の順序で水が通されるが、その給水口には、入口水温を検出するための第一温度センサ１７が設けられ、排水口には、出口水温を検出するための第二温度センサ１８が設けられる。さらに、通水量を把握するために、本実施例では、給水ポンプ１６の入口側に、流量センサ１９が設けられる。

これにより、圧縮機ユニット１に対する入口水温および出口水温と、通水流量とが分かるので、圧縮機ユニット１による熱回収量を把握することができる。そして、その結果は、圧縮機ユニット１の表示部などに出力することで、ユーザにどの程度省エネになったかを知らせることができる。

さらに、給水温度、出湯温度、通水量の他、圧縮機２の負荷も測定して、熱回収量、想定される電力、空気量を算出してもよい。そして、熱回収量、圧縮空気単価、二酸化炭素排出量の他、熱回収しなかった場合との比較などの、各種表示や管理などを行ってもよい。

本発明の圧縮機ユニット１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例では、油潤滑式（給油式）の圧縮機２に適用した例を説明したが、無潤滑式（ドライオイルフリー式）に適用することもできる。その場合も、たとえば、エアクーラ（インタークーラ，アフタークーラ）や、ギア部の潤滑油冷却用のオイルクーラへの給水を用いて、排熱回収器６にてケース４からの排気熱の回収を図ることができる。さらに、水潤滑式の圧縮機２でもよく、その場合も、たとえば、潤滑水冷却用のウォータークーラへの給水を用いて、排熱回収器６にてケース４からの排気熱の回収を図ることができる。

さらに、前記実施例では、水冷式の圧縮機２とされ、エアクーラ１０およびオイルクーラ１３は水で冷却されたが、これらクーラ１０，１３は空冷式であってもよい。その場合も、排熱回収器６において、排気熱を用いて給水を加熱することができる。また、空冷式の各クーラからの排気を排熱回収器６に通すことで、排気熱の熱回収を図ることができる。

１ 圧縮機ユニット
２ 圧縮機
３ 原動機
４ ケース
５ ファン
６ 排熱回収器
８ オイルセパレータ
１０ エアクーラ
１３ オイルクーラ
１５ 排気口
１７ 第一温度センサ
１８ 第二温度センサ
１９ 流量センサ

Claims (6)

1. 外気を吸入して吐出する圧縮機と、
   この圧縮機を駆動する原動機と、
   前記圧縮機および前記原動機を収容するケースと、
   このケース内の空気を外部へ排出するファンと、
   このファンによる前記ケースからの排気口に設けられ、前記ケースからの排気と水とを熱交換する排熱回収器と
   を備えることを特徴とする圧縮機ユニット。
2. 前記圧縮機から吐出される圧縮空気とその冷却水とを熱交換するエアクーラをさらに備え、
   前記排熱回収器は、前記ケースからの排気熱を前記エアクーラへの冷却水で回収し、
   前記ケースは、前記エアクーラも収容する
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機ユニット。
3. 前記圧縮機の潤滑油とその冷却水とを熱交換するオイルクーラをさらに備え、
   前記排熱回収器は、前記ケースからの排気熱を前記各クーラへの冷却水で回収し、
   前記ケースは、前記オイルクーラも収容する
   ことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機ユニット。
4. 前記排熱回収器、前記エアクーラおよび前記オイルクーラに設定順序で水を通して、温水を製造する
   ことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機ユニット。
5. 前記エアクーラを通過後の圧縮空気を、水冷式のエアドライヤに通し、
   このエアドライヤのクーラにも水を通す
   ことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機ユニット。
6. 前記圧縮機ユニットに対する前記冷却水の入口温度および出口温度と、前記冷却水の通水流量とを測定して、熱回収量を算出して出力する
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット。

Images