JP2024034902A - 空冷式パッケージ型気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータへの冷却風の確保と、モータ周辺部における圧力損失の低減をさせた空冷式パッケージ型気体圧縮機を提供する。【解決手段】 圧縮機本体と、圧縮機本体を駆動するモータと、ファンを駆動することで、吸気口から冷却風を通す吸気ダクトとを有し、吸気ダクトの出口は、モータへ冷却風を流すモータ側出口と、ファンへ冷却風を流すファン側出口とを有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。【選択図】 図２

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。

一般的に、空冷式パッケージ型圧縮機では圧縮機やモータの駆動等によってパッケージ内部で発生した騒音が外部へ漏れないようにするため、パッケージの吸気口付近にダクトを設けることが多い。このダクトを以下では吸気ダクトと呼称する。例えば、特許文献１には、冷却風の流路であって吸気口からパッケージ内へ延びる吸気経路の少なくとも一部を構成する吸気ダクト部材を備える、と記載されている。

特開２０２１－４５６１号公報

特許文献１の吸気構造は、吸気口をパッケージの高さ方向の概ね全長程度まで確保することで吸気口付近の圧力損失を低減している。しかし、特許文献１では、全ての冷却風がモータ周辺の空間を通過するため、モータの周辺部における圧力損失が大きくなりやすい懸念がある。

本発明の目的は、モータへの冷却風の確保と、モータ周辺部における圧力損失の低減をさせた空冷式パッケージ型気体圧縮機を提供することである。

本発明の一例としては、圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動するモータと、ファンを駆動することで、吸気口から冷却風を通す吸気ダクトとを有し、
前記吸気ダクトの出口は、
前記モータへ冷却風を流すモータ側出口と、前記ファンへ冷却風を流すファン側出口とを有す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、モータへの冷却風の確保と、モータ周辺部における圧力損失の低減をさせることができる。

実施例１の空冷式パッケージ型空気圧縮機を背面側から見た斜視図である。 実施例１の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。 実施例２の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。 実施例３の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。 実施例４の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。 実施例５の空冷式パッケージ型空気圧縮機を背面側から見た斜視図である。

本発明の空冷式パッケージ型空気圧縮機の実施例について、以下に、図を参照しつつ説明する。

図１は、実施例１による空冷式パッケージ型空気圧縮機を背面側から見た内部構成を含む斜視図である。パッケージ（筐体）１の内部には、空冷式パッケージ型空気圧縮機の各構成部品が配置される。パッケージ１内に収納された圧縮機本体２は、モータ３によって駆動される。モータ３はファン４で吸引した空気で冷却される。

ファン４は、ファンモータ５によって駆動される。ファンモータ５は、ファンモータ架台６によって支えられている。

冷却のための空気は、吸気口７から吸気され、吸気ダクト８を通りパッケージ1内へ取り込まれる。ファン４によって吸引された空気は、クーラ９を通り、排気口１０から排気される。冷却のための空気を通す部材としての吸気ダクト８は、モータ３の背面側に配置される。モータ３と圧縮機本体２とは仕切り板１１で仕切られており、ファン４がモータ３の側面側に配置される。モータ３、ファンモータ５は制御盤１２内に収められた回路によって制御されている。

図２は、実施例１における空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。吸気ダクト８の出口には、吸気ダクトのモータ側出口１３と吸気ダクトのファン側出口１４の２箇所がある。吸気ダクトのモータ側出口１３があることで、吸気口７からパッケージ内へ流入した冷却風はモータ側流路１５に流れる。また、吸気ダクトのファン側出口１４があることで、吸気口７からパッケージ内へ流入した冷却風はファン側流路１６に流れる。つまり、吸気口７からパッケージ内へ流入した冷却風は、モータ側流路１５とファン側流路１６の２つの流路へ別れることとなる。

モータ側流路１５の役割はモータ３への冷却風の確保である。モータ側流路１５を通る冷却風は吸気ダクトのモータ側出口１３から流出したのち、モータ３に対し上下方向から回り込むように流れ、ファン吸気口１９に吸い込まれる。

一方で、ファン側流路１６を流れる冷却風は、吸気ダクトのファン側出口１４から流出したのち、モータ３の側面とファン４の底面の間の空間１７を流れ、ファン吸気口１９へ吸い込まれる。

本実施例では、モータ側流路１５に加えて、ファン側流路１６が設けられることで、吸気ダクト８からファン４までの流路にショートパスを設けることができる。そのため、吸気ダクト８の出口が一つのみの場合と比べてモータ３の周辺の圧力損失が低下する。これに加えて、吸気ダクト８の出口が増えることで、ファン４が吸入する冷却風を増加させることが可能である。

この吸気ダクト８の構造に関して、より好ましい条件を述べる。まず、モータ側流路１５はモータ３の冷却に用いるため、モータ側流路１５を通る冷却風の量はファン側流路１６よりも多くすればよい。これを実現するために、吸気ダクトのモータ側出口１３の断面積は、吸気ダクトのファン側出口１４の断面積や、モータ３の側面とファン４の底面との間の空間１７の断面積よりも大きくする。なお、図２において、３か所に矢印で示したのは、それぞれ、モータ側出口１３における長さ、ファン側出口１４における長さ、モータ３の側面とファン４の底面との間の長さを示すための矢印である。

このような構造とすることでモータ側流路１５の断面積を、ファン側流路１６の断面積よりも大きくすることができるので、モータ側流路１５を通る冷却風が、ファン側流路１６を通る冷却風よりも多くなる。

次に、ファン側流路１６に関して、流路の縮小による圧力損失の増加を防ぐため、モータ３の側面とファン４の底面との間の空間１７の断面積は、吸気ダクトのファン側出口１４の断面積よりも大きくする。

また、吸気口７から吸気ダクトのモータ側出口１３と吸気ダクトのファン側出口１４へ分流することによる圧力損失が増加しないように、吸気口７の断面積は、吸気ダクトのモータ側出口１３の断面積や、吸気ダクトのファン側出口１４の断面積よりも大きくする。

さらに、吸気ダクトのモータ側出口１３の断面積とファン側出口１４の断面積の合計を、吸気口７の断面積よりも大きくすることで、吸気ダクト内の流路が縮小しないので圧力損失を減らすことができる。

さらに、上記のような空冷式パッケージ型空気圧縮機において、ファン４の中心軸１８とモータ３とを交差させ、ファン吸気口１９の直径が、モータ３の軸方向長さ以上とすることで、モータ側流路１５を通る冷却風が、モータ３の全面に当たるため、冷却能力を向上させることができる。

本実施例によれば、吸気ダクトの出口が、モータ側出口と、ファン側出口とを有することで、吸気ダクトにおける冷却風の流れをモータ側流路とファン側流路とにすることができる。そのような構成により、モータ側流路１５でモータ３への冷却風を確保し、ファン側流路１６で吸気口からファンに対し冷却風をショートパスさせることにより、必要十分なモータへの冷却風を確保しながら、パッケージ内全体の冷却風量を増加させることが可能である。よって、本実施例によれば、冷却風の流路をモータ３の周辺部以外の場所にも設けることになり、モータ３への冷却風の確保と、モータ３の周辺部における圧力損失の低減を両立させた圧縮機が実現できる。

図３は、実施例２の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。実施例１と同じ構成については説明を省略する。本実施例が、実施例１と異なるところは、吸気ダクト８において、吸気ダクトのモータ側出口１３付近に、空冷式パッケージ型空気圧縮機の正面方向に折り曲げられた折り曲げ部３０を有する点である。図３では、吸気ダクトのモータ側出口１３付近の吸気ダクト８は、空冷式パッケージ型空気圧縮機の背面から見てパッケージ１の右側面、および右側面付近に配置された吸気ダクト８の側面に対してほぼ平行になるように折り曲げられている。

本実施例によれば、実施例１と同様な効果を有するとともに、吸気ダクト８を折り曲げることによって、モータ３で発生する駆動音は吸気ダクト８で遮音されるので、駆動音が外に漏れないようにすることができる。

なお、図３では吸気ダクトのモータ側出口１３付近に折り曲げ部３０を有しているが、吸気ダクトのファン側出口１４付近に折り曲げ部を設けた場合は、ファンで発生する音を遮音することができる。両方の効果を得るために、吸気ダクトのモータ側出口１３と吸気ダクトのファン側出口１４の両方に折り曲げ部を備えてもよい。

図４は、実施例３の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。実施例２と同じ構成については説明を省略する。本実施例が、実施例２と異なるところは吸気ダクト８に面取り２０がある点である。

本実施例によれば、実施例２と同様な効果を有するとともに、面取り２０を設けることによって吸気ダクト８内において流れの剥離が少なくなり、吸気ダクトの圧力損失を減らすことができる。

図５は、実施例４の空冷式パッケージ型空気圧縮機の内部構成を示す図である。実施例２と同じ構成については説明を省略する。本実施例が、実施例２と異なるところは、吸気口７がパッケージ１の背面側ではなく、側面にあることである。

本実施例によれば、実施例２と同様な効果を有するとともに、吸気口７を、パッケージ１の側面に設けることで、パッケージ１の背面側を壁に密着させて配置することができ、空冷式パッケージ型空気圧縮機の設置に必要な空間を小さくすることができる。

図６は、実施例５の空冷式パッケージ型空気圧縮機を背面側から見た内部構成を含む斜視図である。実施例１から実施例３までと同じ構成については説明を省略する。実施例２と異なるところは吸気ダクト８が、吸気口７から吸気ダクトのモータ側出口１３に向かって断面積が徐々に大きくなっていく点である。ここでは、吸気ダクト８の高さをモータ側出口１３に近づくほど高くするようにしている。

本実施例によれば、実施例２と同様な効果を有するとともに、吸気ダクト８の断面積を大きくしていく構造をとることで、騒音低減のために吸気口７の面積を抑えながらモータ３の上面側と底面側を包むようにモータ冷却風を流すことが可能になる。

以上，複数の実施例に関して述べたが，本発明は上記の例に限定されるものではない。例えばパッケージ１内の構造が前後、上下、左右に反転していてもよい。本発明は吸気口の形状に依存せず、吸気ダクト８やファン４の吸気面の断面形状にもよらない。

上記した実施例では、圧縮機本体２はスクリュー式圧縮機を例に説明したが、スクロール式、レシプロ式、ターボ式の圧縮機でもよい。また、給油式圧縮機を例に説明したが、無給油式や水冷式でもよい。

同様に上記した実施例では、ファン４はターボファンを例に説明したが、シロッコファンやプロペラファンでもよい。

そのほか、騒音対策のためにパッケージ１、吸気ダクト８または仕切り板１１に吸音材を貼付けてもよく、パッケージ１内に流入する冷却風の不純物を除去するために吸気口７にフィルターがあってもよい。

１…パッケージ、２…圧縮機本体、３…モータ、４…ファン、７…吸気口、８…吸気ダクト、１３…吸気ダクトのモータ側出口、１４…吸気ダクトのファン側出口、１７…モータ側面とファン底面の間の空間

Claims (12)

1. 圧縮機本体と、
   前記圧縮機本体を駆動するモータと、
   ファンを駆動することで、吸気口から冷却風を通す吸気ダクトとを有し、
   前記吸気ダクトの出口は、
   前記モータへ冷却風を流すモータ側出口と、前記ファンへ冷却風を流すファン側出口とを有す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、
   前記モータ側出口の断面積は、前記ファン側出口の断面積よりも大きい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、
   前記吸気口は、背面側に配置され、
   前記吸気ダクトは前記モータの背面側に配置され、
   前記圧縮機本体と前記モータの軸は同一方向で、
   前記モータと前記圧縮機本体は仕切板で仕切られており、
   前記ファンが前記モータの側面側にある空冷式パッケージ型気体圧縮機。
4. 請求項３に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記モータ側出口の断面積は、前記モータの側面と前記ファンの底面との間の断面積よりも大きい空冷式パッケージ型気体圧縮機。
5. 請求項３に記載の空冷式パッケージ型気体圧縮機において、
   前記モータの側面と前記ファンの底面との間の断面積は、前記ファン側出口の断面積より大きい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、
   前記吸気口の断面積は、
   前記ファン側出口の断面積よりも大きく、
   前記吸気口の断面積は、
   前記モータ側出口の断面積よりも大きい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、
   前記モータ側出口の断面積と前記ファン側出口の断面積の和が、前記吸気口の断面積よりも大きい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、
   前記ファンの中心軸と前記モータが交差し、
   前記ファンの吸気口の直径が、前記モータの軸方向長さ以上である空冷式パッケージ型気体圧縮機。
9. 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、
   前記モータ側出口付近において、折り曲げ部を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。
10. 請求項９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、
    面取りの形状を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。
11. 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、
    前記吸気口は、側面側に配置され、
    前記吸気ダクトは前記モータの背面側に配置され、
    前記圧縮機本体と前記モータの軸は同一方向であり、
    前記モータと前記圧縮機本体は仕切板で仕切られており、
    前記ファンが前記モータの側面側にある空冷式パッケージ型気体圧縮機。
12. 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、
    前記吸気口から前記モータ側出口に向かって断面積が大きくなる形状を有する空冷式パッケージ型気体圧縮機。

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