JP4014128B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機に関するものであり、特に、アフタクーラを装備したエンジン駆動型の空気圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、作業現場の動力用として、また、設備用として利用されるエンジンにより駆動される空気圧縮機に、圧縮空気から水分を除去するためにアフタクーラを装備することがある。
【０００３】
そして、前記エンジン駆動型の空気圧縮機(以下、空気圧縮機という。)にアフタークーラを装備する場合は、図４(ａ)，(ｂ)に示すように、エンジンＥのファンＦとラジエータＲもしくはオイルクーラＯとの間の空隙部位(イ)に設置されるか、もしくは、防音ケース(ボンネット)Ｂの通気口、すなわち、エンジンＥのファンＦの反対側に位置し、圧縮機本体Ｋと防音ケースＢの後壁に設けられた通気口ＢＨとの間の空隙部位(ロ)に設置される。なお、図中、Ｖは負荷との接続のためのサービスバルブを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記空気圧縮機は、一般に、エンジン、圧縮機本体等を防音ケース等に収容させて、車両で各作業現場まで搬送されて使用されたり、また、設備用として狭い場所に設置されて使用されたりするために、外観寸法の小型化が常に要求されており、前記したように、空隙部位(イ)または(ロ)にアフタクーラを装備する場合は、アフタクーラを装備しない場合と比較して全長が長くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、エンジン駆動型の空気圧縮機の全長を変えることなく防音ケース内にアフタクーラを装備できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために提案されたものであり、防音ケース内に、エンジンと、該エンジンにより駆動されるファンと、該エンジンにより駆動される空気圧縮機本体と、該空気圧縮機本体から吐出された圧縮空気から水分を除去するアフタクーラとを収容し、前記ファンにより通気口から前記防音ケース内に外気を吸い込んで排気口から外部に排出させることにより前記防音ケース内を冷却するようにした空気圧縮機において、前記防音ケース内が、少なくとも、前記エンジン、前記ファン及び前記空気圧縮機本体を配置している機械室と、前記機械室の上部に位置し、前記通気口を備えるとともに、前記機械室と連通口を介して接続されているダクト状に構成した吸気室と、に区画するとともに、前記機械室と前記吸気室とを区画する水平隔壁に形成された前記連通口の開口面に対向させて熱交換部のコアー部を密着配置して前記アフタクーラを取り付けた空気圧縮機を提供するものである。
【０００７】
かかる構成において、エンジンが駆動されると、エンジンによって空気圧縮機本体とファンとが駆動される。空気圧縮機本体はエンジンの回転数に対応して圧縮空気を生成する。ファンの回転により、防音ケース内の雰囲気は排気口を通じて機外に排出され、外気は、通気口、吸気室及び連通口を通じて機械室に導入される。このとき、外気は、連通口から機械室内に吸い込まれる間にアフタクーラを冷却し、機械室を通過して排気口に至る間に、機械室内と、機械室内に設置されているエンジン、空気圧縮機本体等を冷却する。このため、空気圧縮機の安定した連続運転が可能となり、さらに、前記吸気室をダクト状に構成することにより、機械室内のエンジン等の機械音や燃焼音が連通口から吸気室を通り通気口より漏れる騒音を低減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図３を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施の形態にかかる空気圧縮機の外観構造を示し、図１（ｂ）及び図２は空気圧縮機の内部構造を、図３はアフタクーラの取付構造を示す。なお、図１及び図２において、矢印Ｆは空気圧縮機１の前方側を示し、矢印Ｒは空気圧縮機１の後方側を示す。
【０００９】
図１（ａ）に示されるように、空気圧縮機１の本体は、所謂、共通架台と称せられるベース２と外部への騒音漏れを防止するために内面に吸音材が貼り付けられた防音ケース３とで構成される。
図１（ｂ）及び図２に示されるように、防音ケース３内は、垂直隔壁４と水平隔壁５によって、前部の排風室６、後部の機械室７、機械室７の上方の吸気室８の少なくとも３室に仕切られており、機械室７に設置されたエンジン９によって空気圧縮機本体１０が駆動される。
【００１０】
前記排風室６の天井部１１と垂直隔壁４には、機外と排風室６及びこの排風室６と機械室７とを連通すべくそれぞれ排気口１２ａ，通風口１２ｂが設けられ、防音ケース３の両側面上部と後面上部には、機外と吸気室８とを連通すべく通気口１３，１３，１６，１６が設けられる。
そして、前記吸気室８は次のようなダクト構造を有している。
すなわち、前記水平隔壁５の後方部には前記吸気室８から機械室７に外気を導入させるために、機械室７と吸気室８とを連通する連通口１４が形成される。また、前記吸気室８内には前記防音ケース３の両側面上部に設けられた各通気口１３，１３からそれぞれ吸気室８に導入された外気を各通気口１３毎に独立に且つ後方に向きを変えて前記連通口１４に案内するための仕切壁１５が設けられるとともに、防音ケース３の後面部に設けられた通気口１６，１６から導入する外気を連通口１４に案内するための案内壁１７が設けられる。
【００１１】
前記案内壁１７は、前記仕切壁１５によって分割された左右２本の吸気ダクト１８ａ，１８ｂ内を通ってそれぞれ前記連通口１４に至る外気と、前記防音ケース３の後面部の通気口１６，１６から前記連通口１４に至る外気との相互の干渉を防止するとともに、防音ケース３の後面部の通気口１６，１６から導入された外気が連通口１４にスムーズに導入されていくようにするためと、通気口１６，１６から連通口１４を覗けない構造にして機械室７の機械音や燃焼音が連通口１４を通ってから直線的に、通気口１６，１６に達しないようにして通気口１６，１６から漏れる騒音を低減する吸気ダクト１８ｃを形成すべく、図３に示すように、防音ケース３の後面部の通風口１６，１６側から連通口１４の上方までの間で吸気室８の幅方向いっぱいを斜め上向きに傾斜させてブラケットＢにより防音ケース３に取り付けられている。
そして、図２に示すように、前記防音ケース３の各通気口１３，１３，１６，１６には、外部からゴミ等の異物が入らないようにグリルを内側に備えるとともに、機械室７からの機械音等の漏れを抑えるためのルーバー１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂが取り付けられる。
【００１２】
図２に示すように、前記機械室７には、エンジン９を前部側、圧縮機本体１０を後部側として、前記エンジン９と前記垂直隔壁４との間にラジエータ２１とオイルクーラ２２とが長手方向に直列に配置される。前記ラジエータ２１は前記エンジン９の冷却水循環系統と配管(図示せず)を介して連通しており、前記オイルクーラ２２も配管(図示せず)を介して空気圧縮機本体１０の潤滑油供給系統(図示せず)に連通している。
【００１３】
また、機械室７の空気圧縮機本体１０の上方で水平隔壁５の下方には、前記圧縮機本体１０から吐出された圧縮空気の水分を除去するためのアフタクーラ２３が配置される。このアフタクーラ２３は、一方側のタンク２３ｄと他方側のタンク２３ｅ間の熱交換部、すなわち、チューブ２３ａとフィン２３ｂより構成されるコアー部２３ｃを前記連通口１４に臨ませて配置される。
本実施の形態にあって、前記アフタクーラ２３は、図３に示されるようにアングルやチャンネル材によって額縁状に枠組みされた支持枠３０内に配置されて固定されており、この支持枠３０を介して前記機械室７の後部の前記ベース２から立ち上がらせた門型の架台２４の上部に支持固定される。そして、前記アフタクーラ２３は、前記水平隔壁５下面の連通口周縁部にパッキン２５を介して下方から密着している。なお、前記架台２４は圧縮機本体１０等の各種機器を操作する制御盤(図示せず)を取り付ける部材としても兼用している。
【００１４】
前記圧縮機本体１０の吐出口と前記アフタクーラ２３の圧縮空気入口とはレシーバータンク２７に連通し、アフタクーラ２３の圧縮空気排出口はサービスバルブ(図示せず)を介して負荷に接続するように構成され、レシーバータンク２７で前記圧縮機本体１０から吐出された圧縮空気からオイルを分離したものをアフタクーラ２３で水分を除去し、サービスバルブを介して負荷に供給するようになっている。また、アフタクーラ２３の下流側となる他方側のタンク２３ｅにはドレン装置２８を取り付けて、圧縮空気から凝縮水が回収されるようになっている。
【００１５】
そして、前記垂直隔壁４に形成されている通風口１２ｂに対向させてラジエータ２１を、更に、オイルクーラ２２を配置する。そして前記エンジン９に装備されこのエンジン９によって駆動される吐出型のファン（以下、ファンという）２９をオイルクーラ２２に対向させて臨ませている。
【００１６】
次に、本実施の形態にかかる空気圧縮機の動作を説明する。
図２及び図３に示されるように、前記エンジン９によって空気圧縮機本体１０が駆動されファン２９が駆動される。空気圧縮機本体１０はエンジン９の回転数に対応して空気を圧縮し、圧縮空気はレシーバータンク２７からアフタクーラ２３に送られる。また、ファン２９の吸引力により機械室７から排風室６に機械室７内の雰囲気が送り出されるとともに、各通気口１３，１３，１６，１６から吸気室８に外気が導入される。
【００１７】
このとき、防音ケース３の後面部の通気口１６から導入された外気は、前記案内壁１７の傾斜による絞り込みによって連通口１４の上方までの間で次第に流速を上げ、案内壁１７の終端で最大の流速となる。そして、案内壁１７を越えたとき拡散して、通風口１３，１３から吸い込まれ連通口１４から機械室７内に吸い込まれていく外気と合流する。そして、アフタクーラ２３のコアー部２３ｃを通って機械室７内に吸い込まれていくので、圧縮空気が冷却される。このとき、アフタクーラ２３の内部では、冷却によって凝縮水が生成され、生成された凝縮水がドレン装置２８に回収される。このように、防音ケース３に導入された外気の全てを他の機器を冷却する前に、アフタクーラ２３に通しているので、アフタクーラ２３の冷却効率が良い。
【００１８】
アフタクーラ２３のコアー部２３ｃを通過した外気は、機械室７内を通過して排風室６に至る間に、機械室７に配置されているエンジン９、空気圧縮機本体１０、ラジエータ２１、オイルクーラ２２、その他、補器、電気機器、電気回路、制御盤等を冷却する。
【００１９】
機械室７内のエンジン９等から生ずる機械音、燃焼音等、防音ケース３の外気取り入れ口から機外に漏れる騒音は、外気取り入れ口が吸気室８に集中させてあるので、全て連通口１４を通り、吸気室８内を抜けて通気口１３，１３，１６，１６から放出される。
吸気ダクト１８ａ，１８ｂ，１８ｃの内壁に吸音材が貼付され、吸気ダクト１８ｃに案内壁１７を設け、通気口１３，１３，１６，１６にルーバーを有しているので、吸気室８を通過させるだけで、音が吸収、遮蔽されて騒音を低減させている。
そして、連通口１４にアフタクーラ２３が前記のように装備されているので、音の放出抵抗となりより騒音を更に低減させている。また、機械室７は外気取り入れ口がないので漏れる騒音はない。
【００２０】
なお、アフタクーラ２３を冷却する外気量に余裕がある等の場合、防音ケース３の外気取り入れの通気口の一部を吸気室８以外の機械室７に設けて、その通気口を別途騒音低減構造にしてもよい。
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、前記一実施の形態に詳述したことから明らかなように、空気圧縮機の全長を変えることなく、すなわち、設置スペースを大きくせずに防音ケース内にアフタクーラを設置することができる。しかも、空気圧縮機の外気取り入れ口を吸気室に集中させたので、アフタクーラを効率良く冷却することができ、エンジン等から生ずる機械音、燃焼音等の外気取り入れ口から漏れる騒音を低減することができ、前記吸気室をダクト状に構成したから、空気取り入れ口より漏れる機械室内のエンジン等の機械音や燃焼音の騒音を更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる空気圧縮機を示し、図１(ａ)は外観構造を示す斜視図、図１(ｂ)は内部構造を示す解説図である。
【図２】本発明の一実施の形態にかかる空気圧縮機の内部構造を示す一部切欠解説図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる空気圧縮機のアフタクーラの取付構造を示す解説図であり、防音ケースの後面部を取り除いた状態を示す図である。
【図４】従来例を示し、空気圧縮機の内部構造を示す解説図である。
【符号の説明】
１ 空気圧縮機
３ 防音ケース
４ 垂直隔壁
５ 水平隔壁
６ 排風室
７ 機械室
８ 吸気室
９ エンジン
１０ 空気圧縮機本体
１３，１３ 通気口
１４ 連通口
１６，１６ 通気口
２３ アフタクーラ
２３ｃ コアー部(熱交換部)
２９ ファン

Claims (1)

1. 防音ケース内に、エンジンと、該エンジンにより駆動されるファンと、該エンジンにより駆動される空気圧縮機本体と、該空気圧縮機本体から吐出された圧縮空気から水分を除去するアフタクーラとを収容し、前記ファンにより通気口から前記防音ケース内に外気を吸い込んで排気口から外部に排出させることにより前記防音ケース内を冷却するようにした空気圧縮機において、
   前記防音ケース内が、少なくとも、
   前記エンジン、前記ファン及び前記空気圧縮機本体を配置している機械室と、前記機械室の上部に位置し、前記通気口を備えるとともに、前記機械室と連通口を介して接続されているダクト状に構成した吸気室と、に区画するとともに、
   前記機械室と前記吸気室とを区画する水平隔壁に形成された前記連通口の開口面に対向させて熱交換部のコアー部を密着配置して前記アフタクーラを取り付けたことを特徴とする空気圧縮機。

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