JP4996142B2

JP4996142B2 - パッケージ形圧縮機

Info

Publication number: JP4996142B2
Application number: JP2006162229A
Authority: JP
Inventors: 英晴田中; 智彦岡中
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2026-06-12
Also published as: JP2007332788A

Description

本発明は、パッケージ形圧縮機に係り、更に詳しくは設置面積が小さく、パッケージ内部の機器に対する冷却が優れたパッケージ形圧縮機に関する。

パッケージ形圧縮機は、パッケージ内に、圧縮機本体やこれを駆動する駆動モータ、圧縮気体と共に吐出された潤滑油を圧縮気体より分離するための油分離装置、この油分離装置において分離・回収された潤滑油を冷却するためのオイルクーラ等を収容している。この種のパッケージ形圧縮機においては、パッケージ内の冷却効率を改善し、コンパクト化を図っているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３０２２７号公報

近年、パッケージ形圧縮機において、その設置面積の小形化に対するニーズは益々高まりつつあり、また、パッケージ形圧縮機ユニットの小形化、構成部品の高密度配置化も進んでいる。

パッケージの内部では、電動機等の電気部品による発熱、圧縮機本体による圧縮熱等により外気温度に対してパッケージ内温度は上昇するが、前述のようにパッケージの小形化、高密度な部品配置化により、パッケージ内部の温度上昇は上昇しがちである。

また、近年の地球環境の温暖化防止、圧縮機を配置する圧縮機室の換気設備の簡素化等により、パッケージ形圧縮機配置場所の周囲温度も高まってきている。更には、パッケージ内部を換気する冷却ファン等の補器においても、省エネ化のため低出力化、可変速化による最低風量化が進んでいるので、パッケージ内部温度上昇はさらに高まってきている。このため、温度により寿命、特性に影響を受けやすい電気部品、樹脂部品等は過酷な条件で使われているのが実情である。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、設置面積が小さく、パッケージ内部の機器及び電気部品、樹脂部品等に対する冷却が優れたパッケージ形圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、筐体内部に、圧縮機本体、圧縮機本体を駆動する電動機、電気品を収納する電気品箱、および、熱交換器を有するパッケージ形圧縮機であって、前記筐体内の空間を上部室と下部室とに区画する仕切り板と、前記下部室内に冷却風を導入する冷却風取入口と、前記上部室の上面から冷却風を外部に排気する冷却風排気口と、を備え、前記下部室内に前記圧縮機本体、前記電動機および前記電気品箱を配置し、前記上部室内に、前記熱交換器、および、前面シュラウドと，後面シュラウドと，前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に周方向に沿って設けた羽根とを有するターボ型の冷却ファンを上下方向に配置し、前記仕切り板における前記ターボ型の冷却ファンの吸込側に対向する部分に、通気孔を設け、前記ターボ型の冷却ファンを駆動するファンモータを備え、このファンモータは、前記仕切り板に設けたモータ支持枠に前記ターボ型の冷却ファンに上方で固定され、前記ファンモータの回転軸に前記ターボ型の冷却ファンが連結され、前記冷却風排気口を前記熱交換器と対向して配置し、前記ターボ型の冷却ファンを前記熱交換器の上流側に配置したことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記圧縮機本体と電動機は、前記下部室内に並設し、前記電気品箱は、前記下部室内の側方に配置したことを特徴とするパッケージ形圧縮機。

更に、第３の発明は、第２の発明において、前記電気品箱内に、圧縮機本体を駆動する電動機を可変速化するための可変速手段を配置したことを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、前記上部室内を複数に区画し、その区画した１つの室内に、熱交換器およびターボ型の冷却ファンを上下方向に配置し、区画したもう１つの室内に、エアドライヤを配置したことを特徴とする。

本発明によるとパッケージ形圧縮機において、パッケージ内部の冷却に優れ、かつ設置面積の少ないパッケージ形圧縮機を提供できる。

以下、本発明のパッケージ形圧縮機の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図３は、本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態を示すもので、図１は本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態を一部断面にて示す正面図、図２はその左側面図、図３は本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態に用いる冷却ファンの斜視図である。
これらの図において、パッケージ形圧縮機は、底板１とこの底板１上に設けた筐体２とを備えている。筐体２は、前面板２Ａ，側面板２Ｂ，背面板２Ｃ，上面板２Ｄを組付けて構成されており、前面板２Ａは、筐体２内の機器の点検作業等を可能とするために、着脱可能となっている。

筐体２内部の空間は、仕切り板３により概略上部室４と下部室５とに仕切られている。下部室５内の底板１上には、電動機６と、圧縮機本体７と圧縮機本体７の下部に設けた油分離器８とが、筐体２の幅方向（図１の左右方向）に並置されている。電動機６と圧縮機本体７とは、ベルト９によって連結されている。

圧縮機本体７の吸込側には、吸込絞り弁１０、吸込フィルタ１１が下部室５内に位置するように設けられている。圧縮機本体７の吐出側には、前述した油分離器８と、油分離フィルタ１２と熱交換器１３とが連結されるが、熱交換器１３は、上部室４側に配置されている。

熱交換器１３は、上部室４内のフランジ等に固定配置されている。筐体２の上面板２Ｄには、冷却風排出口１４が前述した熱交換器１３に対向して設けられている。熱交換器１３の上流側で、筐体２の前面板２Ａ側の上部室４内には、ターボ型の冷却ファン１５が配設されている。このターボ型の冷却ファン１５は、縦方向（図１、２の上下方向）の配置したモータ１６の回転軸に連結されている。モータ１６は、仕切り板３に設けたモータ支持枠１７に固定されている。

ターボ型の冷却ファン１５は、図３に示すように前面シュラウド１５Ａと、後面シュラウド１５Ｂと、前面シュラウド１５Ａと後面シュラウド１５Ｂとの間に周方向に沿って設けた羽根１５Ｃとで構成され、高静圧大風量で低出力となっている。

図１に戻り、仕切り板３におけるターボ型の冷却ファン１５の吸込側に対向する部分には、通気孔１８が形成されている。背面板２Ｃの下方部には、冷却風取込口１９が形成されている。また、下部室５内の側方部、即ち一方の側面板２Ｂの内側で、仕切り板３の下方部分には、電気箱２０が設けられている。この電気箱２０内には、スイッチ類、電動機２を可変速化するインバータ（可変速手段）等が内蔵されている。

次に、上述した本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態の動作を、図面を用いて説明する。
下部室５内の機器の駆動により、下部室５内の機器および下部室５内の温度が上昇するが、その温度の低下は、上部室４内に配置した高静圧大風量で低出力であるターボ型冷却ファン１５を駆動することにより、実現可能になる。即ち、ターボ型冷却ファン１５をファンモータ１６により運転することで、冷却風は、背面板２Ｃの下部に位置する冷却風取入口１９より、下部室５内に導入され、電動機６、圧縮機本体７と圧縮機本体７の下部に設けた油分離器８、および電気品箱２０を冷却した後、下部室５から上部室４内に流入し、ファンモータ１６、熱交換器１３を冷却し、上面板２Ｄに設けた冷却風排出口１４より外部に排気される。

上部室５内に配置した冷却ファンは、ターボ型の冷却ファン１５としたので、その高静圧大風量機能により、下部室５は上部室４に比較して低圧になるので、下部室５への冷却風の流入が大となり、冷却性が向上する。また、ターボ型の冷却ファン１５を、背面板２Ｃの下部に設けた冷却風取入口１９とは反対側で、上部室４における前面板２Ａ側に配置したので、冷却風取入口１９から流入した冷却風は、下部室の背部下方から筐体２の前面側上方に向かって移行するので、下部室５内の電動機６、圧縮機本体７、圧縮機本体７の下部に設けた油分離器８、および電気品箱２０を十分に冷却する。また、下部室５から上部室４内に流入する冷却風は、ターボ型の冷却ファン１５の吐き出し大風量により、同様に冷却される。

一例として３７ＫＷクラスの圧縮機についての冷却能力について以下述べると、仮に冷却風取入口１８より、温度２０℃、冷却風量：６０m³/min、圧縮機本体７の表面からの発熱が０．５ＫＷ、電動機６の発熱が２．３ＫＷ、冷却空気の比重を１．２kg/m³、比熱を２．８×１０^-4kWh/℃kgと仮定すると、仕切り板３より下方の下部室５側の空間での冷却風は、平均的に約２．３℃上昇し２２．３℃となるが、ファンモータ１６、および熱交換器１３を冷却するには十分冷却可能な冷却風温度を確保できる。

この実施の形態によれば、パッケージ形圧縮機の筐体２内部の空間を、概略上下２分割して上部室４と下部室５とを形成し、その下部室５内に発熱量が大きい圧縮機本体７、電動機６および電気品箱２１を配置し、上部室４内には、高静圧大風量で低出力であるターボ型冷却ファン１５および熱交換器１３を配置して、冷却風を、下部室５の背面下部から吸入し、圧縮機本体７、電動機６および電気品箱２１を冷却した後、上部室４内に配置した熱交換器１３を冷却し、その上面より排気される構成としたので、筐体２内部、筐体２内の各機器及び電気箱２０内の温度により寿命、特性に影響を受けやすい電気部品や、樹脂部品等の冷却に優れ、かつ設置面積の少ないパッケージ形圧縮機を提供することできる。

特に、温度により寿命、特性に影響を受けやすい電気部品や、樹脂部品等をも十分に冷却することができるので、これらの部品として、安価なものを使用することができ、その生産性も良好である。また、インバータの温度上昇を低減することができるので、その耐温度性が向上し、パッケージ形圧縮機の信頼性の向上を図ることができる。

図４は、本発明のパッケージ形圧縮機の他の実施の形態を示す左側面図であり、この図において、図１乃至図３と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
この実施の形態は、上部室４を仕切り板２１により左右方向に２つの室に区画し、図４上で右側の室内にターボ型冷却ファン１５のファンモータ１６、熱交換器１３を配置し、さらに左側の室内にエアドライヤ２２を配置したものである。

この実施の形態においては、冷却風は前述した実施の形態と同様に、冷却風取入口１９より導入され、圧縮機本体７、電動機６、電気品箱２１等を冷却した後、上部室４の一方側室内のファンモータ１６、熱交換器１３を冷却し冷却風排気口１４よりパッケージ外部に排気される。これにより、前述した実施の形態と同様に、筐体２内部、筐体２内の各機器及び電気箱２０内の温度により寿命、特性に影響を受けやすい電気部品や、樹脂部品等の冷却に優れ、かつ設置面積の少ない、エアドライヤ２２搭載形のパッケージ形圧縮機を提供することできる。

なお、上述の実施の形態において、エアドライヤ２２の搭載が必要無い場合は、左側の空内は空としておいても良い。また、上述の実施の形態においては、ファンモータ１６の下側に冷却ファン１５を配置したが、これとは逆にファンモータ１６の上側に冷却ファン１５を配置することも可能である。さらに、上述の実施の形態では、熱交換器１３を冷却風で冷却する空冷式のものを示したが、水冷式の熱交換器を配置することも可能である。また、本発明は、油分離器８、油分離フィルタ１２を用いないオイルフリー圧縮機、水潤滑式圧縮機にも適用することができる。

本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態を一部断面にて示す正面図である。図１に示す本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態の左側面図である。図１に示す本発明のパッケージ形圧縮機の一実施の形態に用いる冷却ファンの斜視図である。本発明のパッケージ形圧縮機の他の実施の形態の左側面図である。

符号の説明

１底板
２筐体
３仕切り板
４上部室
５下部室
６電動機
７圧縮機本体
８油分離器
９ベルト
１０吸込絞り弁
１１吸込フィルタ
１２油分離フィルタ
１３熱交換器
１４冷却風排出口
１５ターボ型の冷却ファン
１６ファンモータ
１９冷却風取入口
２０電気箱
２２エアドライヤ

Claims

筐体内部に、圧縮機本体、圧縮機本体を駆動する電動機、電気品を収納する電気品箱、および、熱交換器を有するパッケージ形圧縮機であって、
前記筐体内の空間を上部室と下部室とに区画する仕切り板と、前記下部室内に冷却風を導入する冷却風取入口と、前記上部室の上面から冷却風を外部に排気する冷却風排気口と、を備え、
前記下部室内に前記圧縮機本体、前記電動機および前記電気品箱を配置し、
前記上部室内に、前記熱交換器、および、前面シュラウドと，後面シュラウドと，前記前面シュラウドと前記後面シュラウドとの間に周方向に沿って設けた羽根とを有するターボ型の冷却ファンを上下方向に配置し、
前記仕切り板における前記ターボ型の冷却ファンの吸込側に対向する部分に、通気孔を設け、
前記ターボ型の冷却ファンを駆動するファンモータを備え、このファンモータは、前記仕切り板に設けたモータ支持枠に前記ターボ型の冷却ファンに上方で固定され、前記ファンモータの回転軸に前記ターボ型の冷却ファンが連結され、
前記冷却風排気口を前記熱交換器と対向して配置し、
前記ターボ型の冷却ファンを前記熱交換器の上流側に配置した
ことを特徴とするパッケージ形圧縮機。
請求項１に記載のパッケージ形圧縮機において、
前記圧縮機本体と電動機は、前記下部室内に並設し、前記電気品箱は、前記下部室内の側方に配置したことを特徴とするパッケージ形圧縮機。
請求項２に記載のパッケージ形圧縮機において、
前記電気品箱内に、圧縮機本体を駆動する電動機を可変速化するための可変速手段を配置したことを特徴とするパッケージ形圧縮機。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパッケージ形圧縮機において、
前記上部室内を複数に区画し、その区画した１つの室内に、熱交換器およびターボ型の冷却ファンを上下方向に配置し、区画したもう１つの室内に、エアドライヤを配置したことを特徴とするパッケージ形圧縮機。