JP2021173210A - 空冷式パッケージ型気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ全体を適切に冷却する空冷式パッケージ型気体圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機本体２と、圧縮機本体２を駆動するモータ３と、モータ３を冷却する冷却風を取り込む吸気ダクト６およびファン５を有し、モータ３の軸は、吸気ダクト６の奥行方向と同一方向であり、モータ３の上側空間は下側空間より狭く、モータ３の中心を通る平面は、吸気ダクト６の排気口の中心より上に配置される空冷式パッケージ型気体圧縮機。【選択図】図１

Description

本発明は、空冷式パッケージ型気体圧縮機に関するものである。

空冷式パッケージ型気体圧縮機においては、パッケージ内に流れる冷却風を整流するため、吸気口、排気口付近にダクトを設置することが多い。

特許文献１は、吸排気ダクトの通風抵抗を低減させるとともに、パッケージ箱内の排気流路配分をバランスよく調整することにより、熱交換を終えた温度の高い冷却空気を効率的に排気させて、パッケージ箱内の温度上昇を抑え、収納された内部機器の寿命を延ばすことを可能にする技術を開示する。

特開2009−257118

特許文献1では、モータ全体の冷却を考慮していないため、モータへの冷却風の速度分布が均一になるとは限らず、モータ全体を適切に冷却できないおそれがある。

本発明の目的は、モータ全体を適切に冷却する空冷式パッケージ型気体圧縮機を提供することにある。

本発明の好ましい一例としては、圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動するモータと、前記モータを冷却する冷却風を取り込む吸気ダクトおよびファンを有し、
前記モータの軸は、前記吸気ダクトの奥行方向と同一方向であり、前記モータの上側空間は下側空間より狭く、前記モータの中心を通る平面は、前記吸気ダクトの排気口の中心より上に配置される空冷式パッケージ型気体圧縮機である。

本発明によれば、モータ全体を適切に冷却できる。

実施例１の空冷式パッケージ型気体圧縮機の斜視図である。 図１のＹ軸方向から見た空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部構成図である。 実施例２の空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部構成図である。 実施例３の空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部構成図である。 実施例４の空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部構成図である。 実施例５の空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部構成図である。

本発明の実施例について、以下に図を用いて説明する。

図１は、圧縮機とこれを駆動するモータがパッケージ内に収納された空冷式パッケージ型気体圧縮機の実施例１における構成の斜視図である。パッケージ（筐体）１は、空冷式パッケージ型気体圧縮機の各構成部品を納める。

各構成部品は、圧縮機本体２、モータ３、サクションフィルタ４、ファン５、排気ダクト４３、吸気ダクト６、仕切板７、循環用のオイルを貯めるオイルケース１４、圧縮空気中の水分を取り除くドライヤ（図示省略）である。

ここで、オイルケース１４は仕切板７の下側の空間に配置され、ドライヤは仕切板７の上側の空間に配置される。サクションフィルタ４は、圧縮機本体２に気体を供給する吸気口の付近に配置し、外気からの塵埃を空冷式パッケージ型気体圧縮機の内部に侵入させないようにする。排気ダクト４３は内部で発生した熱を空冷式パッケージ型気体圧縮機の外部（矢印４１方向）に排気する。

パッケージ１内に収められた圧縮機本体２はモータ３によって駆動し、サクションフィルタ４から吸気し空気の圧縮を行う。モータ３はファン５で吸引した空気で冷却する。ファン５を回転駆動させるとともに吸気ダクト６から、モータ３を冷却する冷却風を矢印４０のように取り込む。

モータ３の上には仕切板７があり、モータ３と仕切板７との間に形成されるモータの上側の空間は、モータ３とパッケージの下部とで形成されるモータ３の下側の空間よりも狭い。吸気ダクト６とモータ３とを配置するモータ下側の空間の高さを低くするのは困難であり、仕切板７を配置する位置はできるだけ低くすることで、空冷式パッケージ型気体圧縮機としての高さを低くしコンパクト化を図るためである。

図１に示すように、ファン５とモータ３の中心が同一平面にある構造であるので、ファン５が吸入する空気はモータ３の上下で差が小さいが、モータ３の上側の空間はモータ３の下側の空間より狭い構成である。そのような構成では、モータ３の上側の流速は、モータ３の下側の流速よりも速くなりやすい現象が生じる。

この現象は、エネルギー保存則を流体に適用したものであるベルヌーイの定理(流速と圧力の関係式)に基づく現象である。具体的には、モータ３の上側の空間の長さはモータ３の下側の空間の長さよりも小さく、モータ３の上側の空間では圧力損失が大きくなるので，ベルヌーイの定理から、本実施例で後述する構成を用いない場合には、モータ３の上側はモータ３の下側よりも流速が速くなる。

図１に示すように、モータ３の軸が吸気ダクト６の奥行方向（図１のＹ方向）と同一方向となるように、モータ３と吸気ダクト６は、仕切板の下側の空間内に配置される。このような配置をすることにより、吸気ダクト６から取り込まれる冷却風によりモータ３の全体を冷却するようにできる。

図２は、図１のＹ軸方向から見た実施例１におけるパッケージ１の内部構成図である。図１のオイルケース１４は、図示を省略している。ファン５の吸気面８の中心とモータ３の中心を通る平面９が、吸気ダクト６の排気口１０の中心２１よりも上に配置される。この構造によって吸気ダクトからモータ上に流れる流路を絞りモータ３の上側に流れる流量を減らすことができる。

モータ３の上側に流れる流量を減らすことにより、モータ上側に流れる冷却風を減らすことなる。ファン５の吸気面８の中心を通る平面とモータ３の中心を通る平面９が、吸気ダクト６の排気口１０の中心２１よりも上に配置される構造によって、モータ上側に流れる流量に比べてモータ下側の流量を増やすことができる。

本実施例における構造を備えないで、モータ３の上側と下側の空間に対して、ほぼ均等な流速で冷却風を流すような構成とした場合に比べて、モータ上側の流速とモータ下側の流速のバランスをとることができモータ３を均一に冷却することが可能である。

また、図２の３１の矢印で示すように、吸気ダクト６の排気口１０の底面が吸気ダクト６の吸気口１１の上面よりも上に配置される。このような構成とすることで、吸気口１１からパッケージ１内部が直接には見えない構造となる。そのような構成により、吸気口１１からモータ３、圧縮機本体２、ファン５などからの騒音が外部に放出されにくく、騒音の低減を図ることができる。また吸気ダクト６とモータ３の最小距離が0mmよりも大きいとモータ３上側の流路が確保しやすいといえる。

本実施例では、吸気面８と接続した排気ダクト４３内にファン５を配置した構成で説明しているが、モータ３を冷却する冷却風を、吸気面８から排気ダクト４３に送るファンであればよい。そこで、ファン５を図２の吸気口１１の付近に配置してもよいし、吸気ダクト６の排気口１０の付近にファン５を配置するようにしてもよい。

本実施例では、ファン５の吸気面８の中心とモータ３の中心とが同じ平面９にある場合の例を示した。ファン５の吸気面８の中心を通る平面とモータ３の中心を通る平面とが同じ平面９でなくとも、ファン５の吸気面８の中心が、モータ３の中心に対して上下にずれた位置にあっても、モータの冷却性能の要求仕様を満たす範囲の位置ずれであれば構わない。

本実施例では、仕切板の下側に循環用のオイルを貯めるオイルケース１４、仕切板の上側に圧縮空気中の水分を取り除くドライヤが配置される場合を例に説明した。小型化を実現するためにモータ３の上側の空間が下側の空間が狭い構成とする場合であれば、仕切板７の上下に配置する部品や圧縮機の種類は上記の例に限ることはない。

図３は、実施例２の空冷式パッケージ型気体圧縮機を図２と同じ方向から見たパッケージ１の内部構成図である。図２では、図１における仕切板７の上部空間と排気ダクトの部分、およびオイルケース１４の図示は省略している。実施例１と同じ構成については、説明を省略する。

実施例１と異なるところは、実施例２では、図３のように吸気ダクト６の壁面の一部が円柱状となっており、吸気ダクト６の壁面に曲面を有することである。

実施例２によれば、吸気ダクト６の壁面は曲面を有していることにより、実施例１における吸気ダクト６の壁面が平坦な場合に比べて、吸気ダクト６に直角な箇所がないので、渦が発生しにくくなり、圧力損失を小さくできる。圧力損失を小さくできるので、冷却性能を高めることができる。

図４は、実施例３の空冷式パッケージ型気体圧縮機を図２と同じ方向から見たパッケージ１の内部構成図である。実施例１と同じ構成については、説明を省略する。

実施例１と異なるところは、実施例３では、図４のように吸気ダクト６の壁面が下から上に向かって斜めの直線状である。このように吸気ダクト６の壁面が水平方向に対して斜めであることに特徴がある。

実施例３によれば、吸気ダクト６の壁面が、水平方向に対して斜めであることにより、実施例１の場合に比べて、吸気ダクト６に直角な箇所がないので、渦が発生しにくくなり、圧力損失を小さくできる。圧力損失を小さくできるので、冷却性能を高めることができる。

図５は、実施例４の空冷式パッケージ型気体圧縮機を図２と同じ方向から見たパッケージ１の内部構成図である。実施例１と同じ構成については、説明を省略する。

実施例１と異なるところは、実施例４では、図５のように吸気ダクト６に消音室１２を設けてあることである。ここで、消音室１２は、共鳴型サイレンサーで構成できる。共鳴型サイレンサーは、特定の周波数の音で共鳴を起こし、打ち消しあうように消音室の大きさを設計している。打ち消す周波数としてはモータの回転周波数とすることで、モータからの騒音を消音することができる。

実施例４によれば、吸気ダクト６に消音室１２を設けてあることにより、モータなどの騒音を消音することができる。

図６は、実施例５の空冷式パッケージ型気体圧縮機を図２と同じ方向から見たパッケージ１の内部構成図である。実施例１と同じ構成については、説明を省略する。

実施例１と異なるところは、実施例５では、外部から吸い込む気体が通過する吸気ダクト６の内側に吸音材１３を貼り付けてあることである。

実施例５によれば、吸気ダクト６に吸音材１３を貼り付けてあることにより、モータなどからの騒音を吸音材１３が吸音するので、空冷式パッケージ型気体圧縮機本体からの騒音を外部に漏れにくくできる。

上記した実施例では、圧縮機本体２はスクリュー形を例に説明したが、ターボ式、往復式、回転式（スクロール式を含む）であってもよい。
また、給油式の圧縮機を例に説明したが、給水式や、オイルフリーの方式であっても上記の実施例は適用できる。

１…パッケージ
２…圧縮機本体
３…モータ
５…ファン
６…吸気ダクト
１０…吸気ダクトの排気口
１１…吸気ダクトの吸気口

Claims (9)

1. 圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体を駆動するモータと、
   前記モータを冷却する冷却風を取り込む吸気ダクトおよびファンを有し、
   前記モータの軸は、前記吸気ダクトの奥行方向と同一方向であり、
   前記モータの上側空間は下側空間より狭く、
   前記モータの中心を通る平面は、前記吸気ダクトの排気口の中心より上に配置される空冷式パッケージ型気体圧縮機。
2. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記モータの中心を通る前記平面は、前記ファンの吸気面の中心を通る空冷式パッケージ型気体圧縮機。
3. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記吸気ダクトの前記排気口の底面が、前記吸気ダクトの吸気口の上面よりも上に配置される空冷式パッケージ型気体圧縮機。
4. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記吸気ダクトの壁面は、曲面を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。
5. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記吸気ダクトの壁面は、水平方向に対して斜めである空冷式パッケージ型気体圧縮機。
6. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記吸気ダクトは、
   消音室を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。
7. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記吸気ダクトは、
   吸音材を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。
8. 請求項１に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記モータの前記上側空間は、
   前記モータと仕切板との間に形成される空間である空冷式パッケージ型気体圧縮機。
9. 請求項８に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記圧縮機本体は、スクリュー形であり、
   前記仕切板の上部にドライヤが配置され、
   前記仕切板の下部にはオイルケースが配置される空冷式パッケージ型気体圧縮機。

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