JP5412248B2 - Compressor - Google Patents
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本発明は複数の圧縮機構部を有する圧縮機に関し、特に工場内の空気圧ライン等に接続して加圧空気を空気圧機器に供給するための圧縮機として好適なものである。 The present invention relates to a compressor having a plurality of compression mechanisms, and is particularly suitable as a compressor for supplying compressed air to pneumatic equipment by connecting to a pneumatic line or the like in a factory.
一般に、複数の空気圧機器が設置された工場等では、各空気圧機器の間を空気圧ライン(配管)を用いて接続し、加圧空気の供給源となる空気圧縮機から吐出された加圧空気を、前記空気圧ラインを介してそれぞれの空気圧機器に供給する構成としている。また、前記空気圧縮機として、複数の圧縮機構部を有する圧縮機が知られている。 In general, in a factory or the like where a plurality of pneumatic devices are installed, each pneumatic device is connected using a pneumatic line (pipe), and compressed air discharged from an air compressor serving as a pressurized air supply source is used. , And supply to each pneumatic equipment via the pneumatic line. A compressor having a plurality of compression mechanisms is known as the air compressor.
この種圧縮機としては、特許文献1や特許文献2に記載のものがある。特許文献1のものでは、2つの容積型の圧縮機構部の駆動軸同士を複雑な同期機構を用いることにより、互いに逆方向に回転させ、消費動力の周期的な変化の位相がほぼ等しくなるように同期させて回転させることで、トルク変動に起因する加振力を低減し、低振動化を図るようにしている。また、特許文献2のものでは、空気タンクの上部に設置されたパッケージ型圧縮機の冷却を圧縮機モータに直結された冷却ファンで行うものが記載されている。
As this type of compressor, there are those described in
本発明の目的は、複雑な同期機構を用いることなく、複数の圧縮機構部を有する圧縮機の振動低減を図ることのできる圧縮機を得ることにある。 The objective of this invention is obtaining the compressor which can aim at the vibration reduction of the compressor which has a some compression mechanism part, without using a complicated synchronous mechanism.
本発明の他の目的は、圧縮機のみならず空気タンクまでパッケージ化したパッケージ型圧縮機全体を効率良く冷却することのできる圧縮機を得ることにある。 Another object of the present invention is to obtain a compressor capable of efficiently cooling not only the compressor but also the entire package type compressor packaged up to an air tank.
本発明は上記課題に基づきなされたもので、ピストン及び連接棒を備える複数の圧縮機構部を有する圧縮機において、下部ベースに防振部品を介して設置された空気タンクと、この空気タンクの上部に隣接して同一方向に並置された往復動式の複数の圧縮機構部とを備え、前記複数の圧縮機構部は、回転方向が互いに逆回転することでアンバランス力と回転慣性力を打消すように起動され、前記複数の圧縮機構部のピストン及び連接棒は、圧縮機の運転後に停止すると、シリンダ室内の残留圧縮空気の圧力により下死点で静止し、再起動時には互いに逆位相かつ逆回転するように構成されていることを特徴とする。 The present invention has been made based on the above problems, and in a compressor having a plurality of compression mechanisms provided with pistons and connecting rods, an air tank installed on the lower base via vibration-proof parts, and an upper part of the air tank And a plurality of reciprocating compression mechanism portions juxtaposed in the same direction adjacent to each other, and the plurality of compression mechanism portions counteracts the unbalance force and the rotational inertia force by rotating in opposite directions. When the pistons and connecting rods of the plurality of compression mechanisms are stopped after the operation of the compressor, the pistons and connecting rods stop at the bottom dead center due to the pressure of the residual compressed air in the cylinder chamber, and are in reverse phase and opposite to each other when restarted. It is comprised so that it may rotate .
ここで、前記複数の圧縮機構部は実質的に同一構造でかつ同一の大きさであることが好ましい。また、前記複数の圧縮機構部のピストンは上下方向に往復動するようにすることが好ましい。
更に、前記空気タンクの上部に共通ベースを設置し、前記複数の圧縮機構部はこの共通ベース上に設置するようにすると良い。
Here, it is preferable that the plurality of compression mechanism portions have substantially the same structure and the same size. Further, it is preferable that the pistons of the plurality of compression mechanism portions reciprocate in the vertical direction.
Furthermore, it is preferable that a common base is installed on the upper part of the air tank, and the plurality of compression mechanisms are installed on the common base.
前記複数の圧縮機構部は、実質的に同時に起動されて回転方向が互いに逆回転する構成とすることが好ましい。
例えば、前記複数の圧縮機構部のモータは同一の三相交流電源に同一のスイッチ手段を介して接続されて駆動されると共に、三相のうち二相が互いに逆に接続されていることで同時に起動し互いに逆回転する構成とすることができる。
It is preferable that the plurality of compression mechanism units are configured to be activated at substantially the same time so that the rotation directions are reverse to each other.
For example, the motors of the plurality of compression mechanisms are driven by being connected to the same three-phase AC power source via the same switch means, and two phases of the three phases are connected in reverse to each other at the same time. It can be set as the structure which starts and reversely rotates mutually.
前記複数の圧縮機構部の台数が奇数の場合、1台を除外し、残りの複数台で半数づつ回転方向が互いに逆回転するように構成すると良い。また、前記防振部品は防振ゴムであり、前記圧縮機構部の上下方向のアンバランス力をこの防振ゴムで受けて、上下方向の振動を吸収するようにすると良い。 When the number of the plurality of compression mechanism portions is an odd number, it is preferable that one is excluded, and the remaining plural units are configured so that the rotation directions of the other half are opposite to each other. The vibration-proof component is a vibration-proof rubber, and it is preferable that the vibration-proof rubber receives the unbalance force in the vertical direction of the compression mechanism portion to absorb the vibration in the vertical direction.
本発明の他の特徴は、下部ベースとパネルで構成されたパッケージ内に複数の圧縮機構部を有するパッケージ型の圧縮機において、前記パッケージの下部ベースに防振部品を介して設置された空気タンクと、この空気タンクの上部に取付けられた複数の圧縮機構部を取付けるための共通ベースと、この共通ベースに隣接して同一方向に並置されると共に、上下方向に配置されたシリンダヘッドと、このシリンダヘッド内のピストンを上下方向に往復動させる水平方向に配置されたモータとを有する往復動式の複数の圧縮機構部と、前記複数の圧縮機構部のモータが配置された側の前記パッケージのパネル上部に設けられた冷却ファンと、前記圧縮機構部の側部であって前記共通ベースの両端側に取付けられ、前記冷却ファンからの冷却風を案内する冷却風ガイドと、前記モータ上部の前記シリンダヘッド側に配置されて前記冷却風ガイドに取付けられ、前記シリンダヘッドに対向する位置に、前記冷却ファンからの冷却風の一部を通過させるための穴を有する分流板と、前記冷却ファンを取付けたパネルとは反対側のパネルの下部に形成された排風穴とを備えることにある。 Another feature of the present invention is a package-type compressor having a plurality of compression mechanisms in a package composed of a lower base and a panel, and an air tank installed on the lower base of the package via a vibration isolation component A common base for attaching a plurality of compression mechanisms attached to the upper portion of the air tank, a cylinder head arranged in the same direction adjacent to the common base, and arranged in the vertical direction, A plurality of reciprocating compression mechanism portions each having a horizontally disposed motor that reciprocates a piston in a cylinder head in a vertical direction; and the package on the side where the motors of the plurality of compression mechanism portions are disposed. A cooling fan provided on the upper part of the panel, and a side of the compression mechanism, which is attached to both ends of the common base, and drafts the cooling air from the cooling fan. A cooling air guide that is disposed on the cylinder head side of the upper part of the motor and is attached to the cooling air guide, and passes a part of the cooling air from the cooling fan to a position facing the cylinder head. It is provided with a flow dividing plate having a hole and an exhaust hole formed in a lower portion of the panel opposite to the panel to which the cooling fan is attached.
前記冷却ファンは前記複数の圧縮機構部のモータに対向する位置の前記パネルに複数台設けられていることが好ましい。また、前記冷却ファンの下端位置は前記モータの上面位置とほぼ同レベルに設置され、その上端位置は前記冷却風ガイドの上端位置とほぼ同レベルに設置されることが好ましい。 It is preferable that a plurality of the cooling fans are provided on the panel at a position facing the motors of the plurality of compression mechanisms. Preferably, the lower end position of the cooling fan is installed at substantially the same level as the upper surface position of the motor, and the upper end position thereof is installed at substantially the same level as the upper end position of the cooling air guide.
前記排風穴を形成したパネルには、前記パネル下部に形成した排風穴以外に冷却風が通過する穴を形成しない構成とすることで、冷却風のショートパスを防止できる。
前記冷却風ガイドの下部には前記モータを冷却した冷却風が通過して前記空気タンクに流れる切欠部が形成されていることが好ましい。また、前記共通ベースの両端側と、前記複数の圧縮機構部の間に位置する部分に冷却風が通過する通路を形成すると、空気タンク全体を冷却できる。特に、共通ベースの両端側に形成された切欠部と、共通ベースの中央部に形成した穴により前記冷却風が通過する通路を構成すると良い。
A short path of cooling air can be prevented by not forming a hole through which cooling air passes in addition to the air discharging hole formed in the lower part of the panel in the panel in which the air exhaust hole is formed.
It is preferable that a notch is formed in the lower portion of the cooling air guide to allow cooling air that has cooled the motor to pass through the air tank. Further, if a passage through which the cooling air passes is formed at both ends of the common base and a portion located between the plurality of compression mechanisms, the entire air tank can be cooled. In particular, a passage through which the cooling air passes may be configured by a notch portion formed on both ends of the common base and a hole formed in the central portion of the common base.
前記冷却風ガイドの上部には、圧縮機構部からの吐出空気を冷却するためのアフタークーラを設置し、このアフタークーラは前記冷却風ガイドと共に前記冷却ファンからの冷却風を前記シリンダヘッド側に案内し、且つ前記冷却風により前記吐出空気を冷却する構成とすることが好ましい。 An after cooler for cooling the discharge air from the compression mechanism is installed above the cooling air guide, and this after cooler guides the cooling air from the cooling fan to the cylinder head side together with the cooling air guide. In addition, the discharge air is preferably cooled by the cooling air.
前記複数の圧縮機構部は実質的に同一構造で同一の大きさであり、かつ前記複数の圧縮機構部は同時に起動されて回転方向が互いに逆回転するように構成すると圧縮機構部に発生するアンバランス力と回転慣性力を低減して振動を抑えることができる。 The plurality of compression mechanism portions have substantially the same structure and the same size, and when the plurality of compression mechanism portions are activated at the same time so that their rotation directions are opposite to each other, the unfolding generated in the compression mechanism portion is generated. Vibration can be suppressed by reducing balance force and rotational inertia force.
前記複数の圧縮機構部からの吐出配管は集合部で合流された後、前記アフタークーラに導かれる構成にすると良い。また、前記圧縮機構部からの吐出配管は、一旦下方に向けられた後上方に向けられたU字形に構成すると吐出配管にドレンが発生しても、このドレンが圧縮機構部に流入するのを防止できる。 It is preferable that the discharge pipes from the plurality of compression mechanisms be joined to each other at the collecting portion and then guided to the aftercooler. Further, when the discharge pipe from the compression mechanism portion is configured to be U-shaped once directed downward and then upward, even if drain is generated in the discharge piping, the drain flows into the compression mechanism portion. Can be prevented.
前記圧縮機は、元圧となる空気圧縮機からの加圧気体を必要に応じて更に昇圧させるブースタ圧縮機として使用されるものであり、且つ元圧となる前記加圧空気をクランク室に導入する密閉圧縮機構造のものに本発明を適用すると特に効果大である。 The compressor is used as a booster compressor that further pressurizes pressurized gas from an air compressor serving as a source pressure as required, and introduces the pressurized air serving as a source pressure into a crank chamber. The present invention is particularly effective when applied to a hermetic compressor structure.
本発明によれば、複数台のほぼ同様の構成の圧縮機構部を、同じ向きに配置し、更に防振部品を介してベース上に設置し、起動時に左右の圧縮機を互いに逆回転させるように構成しているので、水平方向のアンバランス力と回転慣性力はキャンセルされ、水平方向の振動を小さく抑えることができると共に、防振部品により、上下方向のアンバランス力も抑制できるから、全体として振動の小さい圧縮機を得ることができる。従って、複雑な同期機構を用いることなく、複数の圧縮機構部を有する圧縮機の振動低減を図ることのできる効果が得られる。 According to the present invention, a plurality of compression mechanisms having substantially the same configuration are arranged in the same direction, and are further installed on the base via vibration-proof parts so that the left and right compressors rotate in reverse from each other at startup. As a result, the horizontal unbalance force and rotational inertia force are canceled, and horizontal vibration can be suppressed to a small level. A compressor with low vibration can be obtained. Therefore, it is possible to obtain an effect capable of reducing the vibration of the compressor having a plurality of compression mechanisms without using a complicated synchronization mechanism.
また、圧縮機のみならず空気タンクまでパッケージ化したパッケージ型圧縮機において、冷却ファンを側面パネルに設けると共に、冷却風ガイド、分流板を設け、アフタークーラを冷却風通路の上部に配置し、モータ、シリンダヘッド部、空気タンク及びアフタークーラに冷却風を分流するように構成した発明によれば、モータの冷却だけでなく、シリンダヘッド部、空気タンクも十分に冷却できる。 In a package type compressor packaged not only as a compressor but also as an air tank, a cooling fan is provided on the side panel, a cooling air guide and a flow dividing plate are provided, an after cooler is arranged above the cooling air passage, and the motor According to the invention in which the cooling air is divided into the cylinder head portion, the air tank, and the after cooler, not only the motor but also the cylinder head portion and the air tank can be sufficiently cooled.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、工場内の空気圧ライン等に接続して加圧空気を空気圧機器に供給するための圧縮機であって、元圧となる空気圧縮機からの加圧気体を必要に応じて更に昇圧させるブースタ圧縮機に本発明を適用した例を示す。なお、この図1は本実施例の圧縮機を説明する概略構成図である。 FIG. 1 is a compressor for supplying pressurized air to pneumatic equipment by connecting to a pneumatic line or the like in a factory, and further pressurizes pressurized gas from an air compressor as a source pressure as necessary. The example which applied this invention to the booster compressor to be made is shown. In addition, this FIG. 1 is a schematic block diagram explaining the compressor of a present Example.
元圧となる空気圧縮機からの加圧空気は配管1を介して吸込フィルタ2に導入され、ここから吸入配管3を介して圧縮機に供給される。4及び5は、下部ベースに防振部品(図示せず)を介して設置された空気タンク6の上に、共通ベース(取付け台)7を介して設置された往復動式の圧縮機構部で、これら複数(図では2台)の圧縮機構部4,5は隣接して並置されている。それぞれの圧縮機構部4,5には、それぞれのシリンダ部4j,5j内を往復動するピストン4a,5aを備え、これらピストン4a,5aはそれぞれに設けられているモータ(図示せず)により、駆動軸4b,5b、クランク部材4c,5c、連接棒4d,5dを介して往復動される。また、それぞれの圧縮機構部4,5には、それぞれ吸込室4e,5e及び吐出室4f,5fが設けられている。前記吸入配管3からの吸入空気は分岐されてそれぞれの圧縮機構部の吸込室4e,5eに導かれ、ピストン4a,5aが下降することによってそれぞれのシリンダ室に吸入される。シリンダ室に吸入された空気は、前記ピストン4a,5aが上昇することで圧縮され、吐出室4f,5fから吐出配管8を介してアフタークーラ9に送られ、ファン10からの冷却空気で冷却された後、前記空気タンク6に流入する。空気タンク6内の圧縮空気は配管11を介して顧客の空気圧機器などの設備に供給される。12は吸込圧力検知用の圧力開閉器、13は吐出圧力検知用の圧力開閉器である。
Pressurized air from the air compressor serving as the original pressure is introduced into the
それぞれの圧縮機構部4,5のモータは互いに逆回転するように電気回路が構成されており、これによって図の矢印で示すように一例として、左側の圧縮機構部4は、駆動軸4b、クランク部材4c及び連接棒4dが左回転され、右側の圧縮機構部5は、駆動軸5b、クランク部材5c及び連接棒5dが右回転される。
An electric circuit is configured so that the motors of the respective
このように構成することにより、圧縮機が停止すると、シリンダ室内の残留圧縮空気の圧力や、ピストン及び連接棒などの自重により、ピストン4a,5aは下死点で静止する。圧縮機を起動させると、左右の圧縮機構部4,5の駆動軸4b,5b、クランク部材4c,5c及び連接棒4d,5dが同時に互いに逆回転する。これによって、それぞれの圧縮機構部の起動時に発生するアンバランス力の位相が互いに逆位相となるため、アンバランス力がキャンセルされ、圧縮機起動時の振動低減を図ることができる。
With this configuration, when the compressor stops, the
特許文献1のものは、2つの圧縮機構部の駆動軸同士を互いに逆回転させることで、トルク変動に起因する加振力を低減し、低振動化を図っているが、複雑な同期機構を用いる必要があり、コストが掛かる上、同期機構の信頼性にも課題がある。これに対し、本実施例のものでは、複数の往復動式圧縮機構部のピストン移動方向を上下(垂直)方向として隣接して並置させることにより、格別な同期機構を設けることなく、圧縮機起動時のアンバランス力による振動を低減することが可能となる。
Although the thing of
図2は上述した本実施例を実現するための電気回路図の一例である。図2において図1と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。またこの図において、14は三相交流の電源で、この電源9にはターミナルブロック15、電磁接触器16及び過電流保護のためのサーマルリレー17を介して、圧縮機構部4,5(図1参照)のモータ4g,5gが接続されている。ここで、モータ4gは、U,V,W相に、電源のR,S,T相を接続することで左回転するように設定され、一方、モータ5gは、U,V,W相に、電源のT,S,R相を接続することで右回転するように設定される。このように三相のうち二相(本実施例ではU相とW相)が互いに逆になるように接続されることで、モータ4g,5gは互いに逆回転する構成となっている。18は圧縮機のON-OFFスイッチ、19は運転ランプ、20は運転カウンタである。21,22はそれぞれの圧縮機構部4,5を冷却するように、これら圧縮機構部4,5や空気タンク6を包囲するパッケージのパネルに設置される冷却ファンである。23は冷却ファン21,22への通電をON/OFFする電磁接触器である。
FIG. 2 is an example of an electric circuit diagram for realizing the above-described embodiment. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In this figure,
このように構成することにより、ON-OFFスイッチ18をONにすると、吸込側の圧力開閉器12及び吐出側の圧力開閉器13が閉じた状態であれば、モータ4g,5gは同時に起動すると共に互いに逆回転する。冷却ファン21,22も同時に作動する。
With this configuration, when the ON-
なお、図2は運転開始前の状態を示しており、ON-OFFスイッチ18はOFF状態となっていて、元圧となる空気圧縮機も停止しているので、吸込圧力が所定値まで達しておらず、吸込側圧力開閉器12は開いており(OFF状態)、吐出圧力は設定値より低い状態のため、閉じている状態(ON状態)を示している。元圧となる空気圧縮機が起動し、吸込圧力が所定値まで達すれば、吸込側圧力開閉器12は閉(ON状態)となり、ON-OFFスイッチ18をONにすることで、モータ4g,5gは起動する。空気タンク6の圧力が上昇し、吐出圧力が設定値まで上昇すると、吐出圧力検知用圧力開閉器13が開き、これに伴ない電磁接触器16も開かれてモータ4g,5gへの通電が遮断され、圧縮機4,5は停止する。
FIG. 2 shows a state before the operation is started, and the ON-
図1に示す圧縮機はブースタ圧縮機であり、元圧となる空気圧縮機からの加圧空気(一般に0.3〜0.6MPa程度)は吸入配管3を介してその大部分が圧縮機構部4,5に吸入され、これらの圧縮機構部4,5で昇圧(一般に0.7〜1.0MPa程度まで昇圧)された後、この圧縮空気は吐出配管8を介して空気タンク6などに導かれ、ここから高圧の空気圧機器(高圧設備)に供給されて該空気圧機器を駆動する。前記吸入配管3からの一部の加圧空気は、配管3a,3bを介して圧縮機構部4,5のクランク室4h,5hに導入され、ピストン4a,5aのクランク室側に圧力を付与することでモータ4g,5gの負荷軽減を図るようにしている。クランク室の圧力を保持するため圧縮機構部4,5は密閉圧縮機構造とされている。
The compressor shown in FIG. 1 is a booster compressor, and most of the compressed air (generally about 0.3 to 0.6 MPa) from an air compressor serving as a source pressure is compressed through a
次に、本実施例の圧縮機の具体的構成を図3〜図14により詳細に説明する。これらの図において、図1,図2と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。 Next, a specific configuration of the compressor of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In these drawings, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding portions.
図3は本実施例の圧縮機の概観斜視図で、図1に示す圧縮機構部4,5や空気タンク6はパネルの内部に収容されたパッケージ型の圧縮機とされている。パッケージの正面パネル24a上部には吐出側圧力計25、タイマーの表示部26及び圧縮機のON‐OFFスイッチ18などが設けられている。また、本実施例の圧縮機は上述したように密閉圧縮機構造となっているため、圧縮機のパッケージの右側面パネル24bの上部には冷却ファン21,22が設置されている。
FIG. 3 is a schematic perspective view of the compressor according to the present embodiment. The
図4は図3の正面パネル24aを取外してパッケージ24の内部が見えるようにした斜視図で、6は空気タンク、13はこの空気タンク6に取付けた吐出圧力検知用の圧力開閉器、12は吸込フィルタ2からの吸入配管3に設けた吸込圧力検知用の圧力開閉器、27はパッケージ24の内部のパッケージと圧縮機構部4,5との間に設置され、冷却ファン21,22からの冷却風が圧縮機構部のモータを冷却し、更に空気タンク6周りに冷却風をガイドする冷却風ガイドである。28は前記冷却ファン21,22を設けた右側面パネル24bとは反対側の左側面パネル24cの下部に設けた排風穴で、この左側面パネル24cには下部に設けた前記排風穴28以外には冷却風が通過できる穴は形成されていない。このため、右側面パネル24bの上部から前記冷却ファン21,22でパッケージ内に導入された冷却風は、上部の圧縮機構部4,5などを冷却後、下方に流れて空気タンク6などを冷却した後、左側面パネル24cの下部に設けた前記排風穴28から排出されるように構成されている。これによって、パッケージ内に導入された冷却風は、ショートパスして外部に排出されることなく、圧縮機の各構成要素を効率良く冷却することができる。なお、24dはパッケージ24の上面パネルである。
4 is a perspective view in which the front panel 24a of FIG. 3 is removed so that the inside of the
図5は図4に示す右側面パネル24b、背面パネル及び上面パネル24dを取外して内部構造が更に良くわかるようにした斜視図で、冷却ファン21は圧縮機構部4のモータ4g側に、冷却ファン22は圧縮機構部5のモータ5g側に設置されている。また、これら冷却ファン21,22は、その下端位置は前記モータ4g,5gの上面位置とほぼ同レベルに設置され、その上端位置は前記冷却風ガイド27の上端位置とほぼ同レベルになるように設置されている。また、前記冷却風ガイド27の上部にはアフタークーラ9が設置され、このアフタークーラ9は冷却風ガイド27と共に導入された冷却風のガイドとしても機能する。このアフタークーラ9の下面位置と前記冷却ファン21,22の上端位置とはほぼ同一の高さに構成されている。
FIG. 5 is a perspective view in which the
冷却ファン21,22からの冷却風は、圧縮機構部4,5の左右両側に設けた冷却風ガイド27とこの冷却風ガイド27の上部に設けたアフタークーラ9とで囲まれた冷却風の通路に流入し、圧縮機構部4,5のモータ4g,5gを冷却すると共に、一部の冷却空気はアフタークーラ9に沿って流れ、更にその一部の冷却風はアフタークーラを通過することで、圧縮されて加熱された吐出空気をこのアフタークーラで冷却する。このようにアフタークーラ9を配置することで、図1に示すアフタークーラ用のファン10を冷却ファン21,22で兼用することが可能になる。また、前記冷却風ガイド27はモータ4g,5gの側部に近接して配置されると共に、冷却風ガイド27の下部には切欠部27aが形成されており、圧縮機構部のモータ周囲を冷却風が流れてモータを効率的に冷却すると共に、前記切欠部27aを通過して空気タンク6の前面部や背面部も冷却した後、前記排風穴28から外部に排出される構成としている。また、本実施例では、冷却風ガイド27やアフタークーラ9で圧縮機構部4,5を取り囲むように構成されるから、パッケージ24のパネルと共に2重に圧縮機構部が包囲される構成となり、圧縮機構部からの騒音を冷却風ガイド27に閉じ込める機能もあり、騒音低減効果も得られる。更に、前記アフタークーラ9は冷却風ガイド27の上部に設置しているので、アフタークーラ9は冷却ファン21,22からの冷却風の抵抗とはならず、冷却風をパッケージ内に行き渡らせることができる効果もある。
Cooling air from the cooling
図6は図5において、更に前面側の冷却風ガイド27も取外して示す斜視図、図7は図6で更に左側面パネル24cも取外し、図6の反対側から見た斜視図である。これらの図において、29は前記モータ4g,5g上部の前記シリンダヘッド4i,5i側に配置され前記冷却風ガイド27に取付けられた分流板で、この分流板29には前記シリンダヘッド部4i,5iに対向する位置に、前記冷却ファン21,22からの冷却風の一部が通過する穴29aが形成されている。
6 is a perspective view showing the cooling
前記圧縮機構部4,5は空気タンク6の上部に取付けた圧縮機構部固定用の共通ベース30上に設置され、前記冷却風ガイド27もこの共通ベースに取付けられている。前記共通ベース30は図8に示すように、空気タンク6の上部に設置され、この共通ベース30には、その両端側に切欠部30aが設けられ、更に前記2台の圧縮機構部間に相当する位置(中央)にも穴30bが形成されており、前記冷却ファン21,22からの冷却風の一部が、圧縮機構部のモータ4g,5gのそれぞれの両側部に沿って通過し、共通ベース30に邪魔されることなく、下方の空気タンク6側に流れるように構成されている。
The
図9は図6の右側面図で、図6に示す冷却ファン21,22を除去して示している。この図に示すように、前記空気タンク6はパッケージ24の下部ベース31にブラケット32及び防振ゴムやコイルばねなどの防振部品33を介して設置されている。防振部品33は空気タンク6に設置された圧縮機構部4,5などの自重を支持すると共に、圧縮機構部4,5から発生する振動を吸収する。防振ゴムやコイルばねなどの防振部品33は上下方向(垂直方向)の振動に対しては十分な減衰が得られるから、上下方向の振動に対しては防振部品33で振動を吸収できる。しかし、防振部品33は水平方向の振動に対しては減衰が小さく、本実施例のように防振部品33の位置から高く離れた位置に圧縮機構部があると、圧縮機構部で発生したアンバランス力と回転慣性力の作用点が高くなり、左右方向に大きな振動が発生することになる。特に、起動時に回転慣性力にモーメントが作用することで振動がより大きく発生する。しかし、本実施例の圧縮機では、起動時に左右の圧縮機構部4,5を互いに逆回転させるように構成しているから、水平方向のアンバランス力は前述したようにキャンセルされ、水平方向の振動を小さく抑えることができる。更に、回転慣性力によるモーメントはモータが互いに逆回転させるように構成しているから、左右方向の振動は発生しない。従って、本実施例によれば水平方向の振動を小さくでき、上下方向にはアンバランス力が残るものの、上下方向は防振部品で支持できるから、上下方向の振動も抑制できる。従って、全体として振動の小さい圧縮機を得ることができる。
9 is a right side view of FIG. 6 with the cooling
図10は図6の正面図、図11は圧縮機構部4,5、冷却ファン21,22、冷却タンク6の配置構成を示す平面図であり、これら図10,図11、及び前記図5,図6を用いて、本実施例における冷却風の流れについて説明する。
10 is a front view of FIG. 6, and FIG. 11 is a plan view showing an arrangement configuration of the
右側面パネル24b上部の冷却ファン21,22からパッケージ24内に導入された外部からの冷却風は、これらの図に矢印で示すように流れる。即ち、冷却ファン21,22からの冷却風は冷却風ガイド27、アフタークーラ9及び分流板29で囲まれた空間に導入され、一部の冷却風はモータ4g,5gを冷却しながら下方に流れ、共通ベース30の切欠部30aや穴30b、及び冷却風ガイド27の切欠部27aから空気タンク6の方向に流れて、空気タンク6の上部、両側部、前部及び後部など全体を冷却した後、パネル24cの下部に形成した排風穴28からパッケージ24外に排出される。また、冷却ファン21,22からの一部の冷却風はアフタークーラ9に沿って流れて圧縮機構部4,5から吐出された圧縮空気を冷却する。更に、前記冷却ファン21,22からの冷却風の一部は分流板29に形成された穴29aから流出して圧縮機構部4,5のシリンダヘッド部4i,5iを冷却し、その後左側面パネル24cに沿って下方に流れ、排風穴28から外部に排出される。
Cooling air from the outside introduced into the
このように本実施例では、冷却ファン21,22、切欠部27aを有する冷却風ガイド27、穴29aを有する分流板29、切欠部30aや穴30bを有する共通ベースなどを設け、圧縮機構部4,5、空気タンク6、アフタークーラ9などを上述したように配置した構成としたことで、圧縮機モータに直結された冷却ファンを持たない密閉圧縮機構造を採用しても、冷却ファン21,22からの冷却風で圧縮機構部のモータ4g,5g、シリンダヘッド部4i,5i、空気タンク6、アフタークーラ9などを効率良く冷却することができる。
前記冷却ファン21,22を、仮に上面パネル24dに設けると、この上面パネル上に物が置かれるなどして冷却ファンの吸込側が塞がれてしまった場合、冷却風の導入が困難になる。このため、本実施例では、上述したように、前記冷却ファン21,22を側面パネル24bに設けている。しかし、側面パネルに冷却ファン21,22を設置した場合、冷却ファンの設置側に配置されたモータ4g,5gは冷却できるものの、冷却ファンから離れて配置されているシリンダヘッド部4i,5iについては十分に冷却できない。このため、本実施例では、上述したように、冷却風ガイド27、分流板29を設け、更にアフタークーラ9の配置も工夫することで、シリンダヘッド部も十分に冷却できるようにし、更にアフタークーラ9や空気タンク6も効率良く冷却できるようにしたものである。特に、本実施例を、圧縮機構部の可動部の潤滑に油を用いないオイルフリー型の圧縮機に用いた場合、圧縮機構部で発生した熱を効果的に冷却できる。
As described above, in this embodiment, the cooling
If the cooling
図12は図6の背面図に相当する図で、パッケージのパネルや冷却ファンなどを除去して示す図である。図において、8aは圧縮機構部4からの吐出空気を導く吐出配管、8bは圧縮機構部5からの吐出空気を導く吐出配管で、これらの吐出配管8a,8bは集合部で合流されてアフタークーラ9に導かれる。アフタークーラ9で冷却された吐出空気は吐出配管8を介して空気タンク6に流れる。シリンダヘッド部4i,5iからの前記吐出配管8a,8bは一旦下方に向けられその後上方の集合部8cやアフタークーラ9に流れるようにU字形に構成されている。このように構成することで、圧縮機停止時などに、吐出配管8a,8bの温度が低下してこれら吐出配管8a,8b内にドレンが発生した場合でも、ドレンがシリンダヘッド4i,5i側に逆流することを防止できる。また、2台の圧縮機構部4,5からの吐出空気を別々にアフタークーラ9に導くのではなく、一旦集合部8cで合流させてからアフタークーラ9に導くようにしているから、アフタークーラ9を複数台の圧縮機構部4,5に対して1台で良くなり、冷却効率も向上できる。
FIG. 12 is a view corresponding to the rear view of FIG. 6, with the panel of the package and the cooling fan removed. In the figure, 8a is a discharge pipe for guiding the discharge air from the
本実施例では、圧縮機構部4,5として密閉圧縮機構造を採用しているが、この圧縮機構部の具体例を図13、図14により説明する。図13,図14に示す圧縮機構部は図1〜図12に示す圧縮機構部4の例として説明するが、圧縮機構部5もほぼ同様の構成となる。また、図13,図14において、図1〜図12と同一符号を付した部分は同一又は相当する部分を示している。
In the present embodiment, a hermetic compressor structure is employed as the
図13,図14において、4jはシリンダ部で、ピストン4aはこのシリンダ部4jを上下に摺動することで、元圧となる空気圧縮機から配管1、吸込フィルタ2、吸入配管3を介して前記シリンダ部4j内に吸入された空気を圧縮する。ピストン4aは連接棒4d及びクランク部材(偏心板)4cを介して駆動軸4bと連結され、モータ4gにより駆動軸4bが回転されると、ピストン4aは上下運動を行い、圧縮動作を行う。なお、図1に示すように、圧縮機構部4はモータ駆動軸4bが左回転し、圧縮機構部5はモータ駆動軸5bが右回転するよう構成される。元圧となる空気圧縮機からの加圧空気は前記吸込フィルタ2を通過後、一部が吸入配管3から分岐された配管3aを介してクランク室4hに導入され、前記加圧空気の圧力が前記ピストン4aの圧縮室側とは反対側に作用するようにして、前記連接棒4dやベアリング4k等に加わる荷重を軽減し、更にモータ4gに掛かる負荷を軽減する構成としている。このような密閉圧縮機構造となっているため、駆動軸4bに直結した冷却用のファンを設けることができない。従って、本実施例では、圧縮機構部4から独立した冷却ファン21,22を別に用意して前記パネル24bなどに設置し、前記モータ4gやシリンダヘッド部4iを冷却しているものである。
13 and 14,
なお、図13において、12は吸込側の圧力開閉器で、この例ではこの圧力開閉器12を吸入配管3に設けるのではなく、クランク室4hに連通するようにクランクケース4l直接取付けられている。このことで、吸込配管に取付場合に比べて、強度面で有利であって、更に省スペース化も実現できる。
In FIG. 13,
なお、図13,図14に示す圧縮機構部においては、ピストン4aの往復運動に伴う往復動慣性力を小さくするため、フライホイールバランス34にはクランク部材4cの回転慣性力に往復動慣性力の1/2を加えたバランスウエイト34aを設け、アンバランス力を上下方向、左右方向に分散させるハーフバランス方式を採用している。これにより、圧縮機構部の振動は低減できるが、図4〜図7および図9に示すように防振部品33を介してタンク6の上部に圧縮機構部を取り付けた構造では、左右方向の振動に対する減衰の小さい防振部品33より高い位置で左右方向のアンバランス力が作用するため、起動時に大きな左右方向の振動が発生する。
In the compression mechanism shown in FIGS. 13 and 14, in order to reduce the reciprocating inertia force accompanying the reciprocating motion of the
本実施例によれば、モータを互いに逆回転させることで、上下方向の振動を小さくできた上で、左右方向のアンバランス力をキャンセルすることができ、振動低減効果が得られる。 According to the present embodiment, by rotating the motors in the reverse direction, the vibration in the vertical direction can be reduced, and the unbalance force in the horizontal direction can be canceled, thereby obtaining a vibration reduction effect.
また、起動時は、モータの回転による回転慣性力が発生するが、同様に、防振部品33より高い位置で左右方向のモーメントとして作用するため、起動時に大きな左右方向の振動が発生する。しかし、本実施例では、モータを互いに逆回転させることで、回転慣性力をキャンセルすることが可能となり左右方向の振動は発生しない。
In addition, a rotational inertia force due to the rotation of the motor is generated at the time of startup. Similarly, since it acts as a moment in the horizontal direction at a position higher than the
ここで、図15に、モータの回転方向を同一とした場合((a)図)と互いに逆回転した場合((b)図)の圧縮機の左右方向の振動状態を示す。本実施例((b)図)では、停止時はシリンダ室内の残留圧縮空気の圧力により下死点で静止した状態となっているため、再起動時は互いのモータを同時に逆位相で逆回転させることで、左右方向のアンバランス力と回転慣性力を打ち消すことができ振動を定常運転レベルの振動に小さくできる。回転数が更に上昇し定常運転となると、各々のモータは回転同期をしていないため、モータの個体差等によって回転数にずれが生じて、うなりの振動が発生している。しかし、この振動は、起動時の左右振動に多少の振幅を加えた程度であり、起動時から定常運転時までの全域において実用上問題となる振動は発生しない。 Here, FIG. 15 shows the vibration state in the left-right direction of the compressor when the rotation direction of the motor is the same (FIG. 15A) and when the motor rotates in the reverse direction (FIG. 15B). In this embodiment (Fig. (B)), when stopped, the motor is stationary at the bottom dead center due to the pressure of the remaining compressed air in the cylinder chamber. By doing so, the unbalance force and the rotational inertia force in the left-right direction can be canceled, and the vibration can be reduced to the vibration at the steady operation level. When the number of rotations further increases and steady operation is performed, each motor is not synchronized in rotation, and therefore, the number of rotations is deviated due to individual differences between the motors, and beat vibration is generated. However, this vibration is a level obtained by adding a slight amplitude to the left and right vibration at the time of start-up, and no vibration that causes a practical problem is generated in the entire region from the start-up to the steady operation.
一方、回転方向を同一とした場合((a)図)は、起動時にアンバランス力と回転慣性力により左右方向に大きな振動が発生し、定常運転になると、回転数にずれが生じてうなりの振動が発生する。特に、起動時には大きな振動振幅が発生して問題が生じる。
なお、本実施例では起動時のピストンが下死点に位置し完全に同相で逆転する場合を述べたが若干ピストン位置にズレ(±30度程度)を生じていても振動は若干増加するものの同一方向に回転する場合に対しては低減ができる。
On the other hand, when the rotation direction is the same (Fig. (A)), a large vibration is generated in the left and right direction due to the unbalance force and the rotation inertia force at the time of start-up. Vibration occurs. In particular, a large vibration amplitude is generated at the time of startup, which causes a problem.
In this embodiment, the case where the piston at the time of starting is located at the bottom dead center and reverses completely in the same phase has been described. However, even if there is a slight displacement (about ± 30 degrees) in the piston position, the vibration slightly increases. Reduction can be achieved when rotating in the same direction.
本実施例によれば、複数台のほぼ同様の構成の圧縮機構部を、同じ向き(左右方向)に隣接して配置し、更に上下方向には防振部品を介してベース上に設置し、起動時に左右の圧縮機を互いに逆回転させるように構成しているので、水平方向のアンバランス力と回転慣性力はキャンセルされ、上下方向の振動も小さく抑えることができる。従って、本実施例によれば水平方向の振動も上下方向の振動も抑制して、全体として振動の小さい圧縮機を得ることができる。 According to the present embodiment, a plurality of substantially identically configured compression mechanism portions are arranged adjacent to each other in the same direction (left-right direction), and further installed on the base in the up-down direction via vibration-proof components, Since the left and right compressors are rotated in the opposite directions at the time of startup, the horizontal unbalance force and the rotational inertia force are canceled, and the vertical vibration can be suppressed to a small level. Therefore, according to this embodiment, it is possible to suppress a horizontal vibration and a vertical vibration, and to obtain a compressor having a small vibration as a whole.
また、他の実施例として、複数の圧縮機構部を左右方向に隣接して配置した場合を説明したが、上下方向に隣接して重ねるように配置することも可能である。この場合は、左右方向のアンバランス力はキャンセルすることができず上下方向のアンバランス力によるモーメントが発生するが、回転方向が同一の場合に比べると、互いに逆回転とした場合のモーメントは小さくできる。更に、起動時のモータの回転慣性力は、前述の実施例と同様にキャンセルできるので、振動の小さい圧縮機を得ることができる。 Further, as another embodiment, the case where a plurality of compression mechanism portions are arranged adjacent to each other in the left-right direction has been described, but it is also possible to arrange them so as to be stacked adjacent to each other in the vertical direction. In this case, the unbalanced force in the left-right direction cannot be canceled and a moment is generated due to the unbalanced force in the up-down direction. it can. Furthermore, since the rotational inertia force of the motor at the time of start-up can be canceled as in the above-described embodiment, a compressor with low vibration can be obtained.
なお、左右に隣接させた2台以上と、上下に隣接させた2台以上を、組み合わせて4台以上の圧縮機の構成としても同様の効果を得ることが可能である。
また、本実施例では、冷却ファン21,22を側面パネル24bに設けると共に、冷却風ガイド27、分流板29を設けると共に、アフタークーラ9を冷却風通路の上部に配置し、モータ、シリンダヘッド部、空気タンク及びアフタークーラに冷却風を分流するように構成しているので、モータの冷却だけでなく、シリンダヘッド部も十分に冷却できる。更に、空気タンクも効率良く冷却できる共にアフタークーラの冷却もできる効果がある。
In addition, it is possible to obtain a similar effect by combining two or more units adjacent to each other on the left and right sides and two or more units adjacent to each other on the upper and lower sides as a configuration of four or more compressors.
Further, in this embodiment, the cooling
本実施例では圧縮機構部として密閉圧縮機構造を採用した場合について説明したが、これに限らず、駆動軸4bに一体的に冷却ファンを構成する形式の圧縮機であっても、冷却効率を更に向上させるために、冷却ファン21,22を設ける場合にも、本発明は同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the case where the hermetic compressor structure is employed as the compression mechanism portion has been described. However, the present invention is not limited to this, and the cooling efficiency can be improved even in the case of a compressor that forms a cooling fan integrally with the
また、本実施例では圧縮機構部を2台設けた例について説明したが、複数台であれば良く、偶数台の場合にはそれらの半数の圧縮機構部づつを同じ向きに配置して互いに逆回転させるように構成すれば良い。奇数台の場合には、1台を除き残りの偶数台で、半数の圧縮機構部づつを同じ向きに配置して互いに逆回転させればほぼ同様の振動低減効果がある。 In the present embodiment, an example in which two compression mechanism units are provided has been described. However, a plurality of compression mechanism units may be used, and in the case of an even number of units, half of the compression mechanism units are arranged in the same direction and are opposite to each other. What is necessary is just to comprise so that it may rotate. In the case of an odd number of units, the same effect of vibration reduction can be obtained by arranging half of the compression mechanism units in the same direction and rotating them in reverse directions with the remaining even number except one.
更に、上記した実施例では、複数の圧縮機構部を、同一のスイッチ手段(ON-OFFスイッチ18)を用いて同時に起動し互いに逆回転する構成とした例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の圧縮機構部を、別々のスイッチ手段を用いて実質的に同時に起動させることでも良い。また、前記複数の圧縮機構部は、回転方向が互いに逆回転することでアンバランスを打消すように起動されれば振動低減を図れるものであり、起動のタイミングは必ずしも同時でなくても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, an example has been described in which a plurality of compression mechanism units are configured to be simultaneously activated using the same switch means (ON-OFF switch 18) and rotate reversely to each other. The present invention is not limited, and the plurality of compression mechanisms may be activated substantially simultaneously using separate switch means. In addition, the plurality of compression mechanism portions can reduce vibration if they are activated so as to cancel the imbalance by rotating in the opposite directions, and the activation timings do not necessarily have to be the same.
1,11 配管
2 吸込フィルタ
3 吸入配管(3a,3b…配管)
4,5 圧縮機構部(4a,4b…ピストン、4b,5b…駆動軸、4c,5c…クランク部材、4d,5d…連接棒、4e,5e…吸込室、4f,5f…吐出室、4g,5g…モータ、4h,5h…クランク室、4i,5i…シリンダヘッド部、4j,5j…シリンダ部、4k…ベアリング、4l,5l…クランクケース)
6 空気タンク
7,30 共通ベース(30a…切欠部、30b…穴)
8 吐出配管(8a,8b…吐出配管、8c…集合部)
9 アフタークーラ
12 吸込側圧力開閉器
13 吐出側圧力開閉器
16,23 電磁接触器
17 サーマルリレー
18 ON-OFFスイッチ
21,22 冷却ファン
24 パッケージ(24a…正面パネル、24b…右側面パネル、24c…左側面パネル、24d…上面パネル)
27 冷却風ガイド(27a…切欠部)
28 排風穴
29 分流板(29a…穴)
31 下部ベース
32 ブラケット
33 防振部品
34 フライホイールバランス(34a…バランスウエイト)
1,11
4,5 Compression mechanism (4a, 4b ... piston, 4b, 5b ... drive shaft, 4c, 5c ... crank member, 4d, 5d ... connecting rod, 4e, 5e ... suction chamber, 4f, 5f ... discharge chamber, 4g, 5g ... motor, 4h, 5h ... crank chamber, 4i, 5i ... cylinder head, 4j, 5j ... cylinder, 4k ... bearing, 4l, 5l ... crankcase)
6
8 Discharge piping (8a, 8b ... discharge piping, 8c ... collective part)
9 After cooler 12 Suction
27 Cooling air guide (27a ... Notch)
28
31
Claims (20)
下部ベースに防振部品を介して設置された空気タンクと、この空気タンクの上部に隣接して同一方向に並置された往復動式の複数の圧縮機構部とを備え、
前記複数の圧縮機構部は、回転方向が互いに逆回転することでアンバランス力と回転慣性力を打消すように起動され、前記複数の圧縮機構部のピストン及び連接棒は、圧縮機の運転後に停止すると、シリンダ室内の残留圧縮空気の圧力により下死点で静止し、再起動時には互いに逆位相かつ逆回転するように構成されていることを特徴とする圧縮機。 In a compressor having a plurality of compression mechanisms including a piston and a connecting rod ,
An air tank installed on the lower base via vibration-proof parts, and a plurality of reciprocating compression mechanism parts juxtaposed in the same direction adjacent to the upper part of the air tank,
The plurality of compression mechanism portions are activated so as to cancel the unbalance force and the rotation inertia force by rotating the rotation directions opposite to each other, and the pistons and connecting rods of the plurality of compression mechanism portions are operated after the compressor is operated. A compressor characterized in that when stopped, the compressor is stationary at the bottom dead center due to the pressure of residual compressed air in the cylinder chamber, and is configured to rotate in opposite phases and in reverse rotation when restarted .
前記パッケージの下部ベースに防振部品を介して設置された空気タンクと、
この空気タンクの上部に取付けられた複数の圧縮機構部を取付けるための共通ベースと、
この共通ベースに隣接して同一方向に並置されると共に、上下方向に配置されたシリンダヘッドと、このシリンダヘッド内のピストンを上下方向に往復動させる水平方向に配置されたモータとを有する往復動式の複数の圧縮機構部と、
前記複数の圧縮機構部のモータが配置された側の前記パッケージのパネル上部に設けられた冷却ファンと、
前記圧縮機構部の側部であって前記共通ベースの両端側に取付けられ、前記冷却ファンからの冷却風を案内する冷却風ガイドと、
前記モータ上部の前記シリンダヘッド側に配置されて前記冷却風ガイドに取付けられ、前記シリンダヘッドに対向する位置に、前記冷却ファンからの冷却風の一部を通過させるための穴を有する分流板と、
前記冷却ファンを取付けたパネルとは反対側のパネルの下部に形成された排風穴と
を備えることを特徴とする圧縮機。 In a package type compressor having a plurality of compression mechanisms in a package composed of a lower base and a panel,
An air tank installed on the lower base of the package via a vibration isolating component;
A common base for mounting a plurality of compression mechanisms attached to the top of the air tank;
A reciprocating motion having a cylinder head juxtaposed in the same direction adjacent to the common base and having a vertically disposed cylinder head and a horizontally disposed motor for reciprocating a piston in the cylinder head vertically. A plurality of compression mechanisms of the formula;
A cooling fan provided on an upper portion of the panel of the package on the side where the motors of the plurality of compression mechanisms are disposed;
A cooling air guide that is attached to both ends of the common base at the side of the compression mechanism and guides the cooling air from the cooling fan;
A flow dividing plate disposed on the cylinder head side of the upper part of the motor and attached to the cooling air guide, and having a hole for passing a part of the cooling air from the cooling fan at a position facing the cylinder head; ,
An exhaust hole formed in a lower portion of the panel opposite to the panel to which the cooling fan is attached;
Compressor comprising: a.
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