JP5899150B2

JP5899150B2 - パッケージ型流体機械

Info

Publication number: JP5899150B2
Application number: JP2013087972A
Authority: JP
Inventors: 敦金泉
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: CN104110364B; US10227981B2; US20140314586A1; CN104110364A; BE1022264B1; JP2014211119A

Description

本発明は、パッケージ型流体機械に関するものである。

本発明の技術分野における背景技術として、特許文献１がある。

特許文献１には、駆動源と流体機械を連係してなる流体機械ユニットの収容室を備える左右２個の筐体を、相互間に吸気通路を設けて配設したパッケージ型流体機械が記載されている。

特開２００５−９８１４７号公報

特許文献１のパッケージ型流体機械は、一方の流体機械ユニットのプーリとベルトを外側を向くように配置している。ここで、流体機械では一般的にメンテナンスが必要な部位（例えば、流体機械の吸込みフィルタなど）は安全性を考慮して、回転物であるプーリや流体機械と駆動源とを接続するベルトとは反対側に配置される。そのため、上記流体機械ユニットのメンテナンスが必要な部位は、内側（吸気通路側）に配置されることになる。従って、特許文献１の流体機械ユニットは２個の流体機械ユニットの間にメンテナンスのためのスペースが必要となり、多くの設置面積を要し、製品全体の小型化を実現することができなかった。

上記問題点に鑑み、本発明は、設置面積を小さくすることができるパッケージ型流体機械を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、流体機械と、前記流体機械を駆動するモータと、前記モータの動力を前記流体機械に伝えるベルトとを有し、筐体内に配置される複数の流体機械ユニットを備え、複数の前記流体機械ユニットは、前記流体機械ユニットの前記ベルトが内側を向くように対向して配置される一対の前記流体機械ユニットを有することを特徴とするパッケージ型流体機械を提供する。

本発明によれば、設置面積を小さくすることができるパッケージ型流体機械を提供することができる。

本発明の実施例１によるパッケージ型圧縮機の構造を示す図である。本発明の実施例１によるパッケージ型圧縮機の筐体内の構造を示す図である。本発明の実施例１による圧縮機ユニットを示す図である。本発明の実施例１による圧縮機ユニットの固定スクロールを取り外した図である。本発明の実施例１によるパッケージ型圧縮機の筐体内の空気の流れを示す図である。本発明の実施例１によるパッケージ型圧縮機の筐体内の空気の流れを示す図である。本発明の実施例２によるパッケージ型圧縮機の筐体内の構造を示す図である。本発明の実施例２によるパッケージ型圧縮機の筐体内の構造を示す図である。本発明の実施例３によるパッケージ型圧縮機の筐体内の構造を示す図である。

以下、本発明の実施例１を図１〜５に基づき説明する。本発明は、スクロール式その他の圧縮機械、真空ポンプ、膨張機、送風機を含む流体機械であって、駆動装置（モータ）と組み合わせたものを筐体内（パッケージ）に収容したパッケージ型流体機械に関するものである。本実施例では、スクロール式圧縮機とモータを筐体内に配置したパッケージ型圧縮機を例に挙げて説明する。

なお、本実施例では、スクロール式圧縮機は、固定スクロール１８と、モータによって駆動される旋回スクロール１９から構成され、固定スクロール１８と対向して配置された旋回スクロール１９が旋回運動することにより、空気を圧縮するものを例に挙げて説明する。

図１、図２を用いて、本実施例におけるパッケージ型圧縮機について説明する。図１は、本実施例におけるパッケージ型圧縮機を筐体の外側から見た図である。図２は、図１の筐体内の構造を示した図である。本実施例では、圧縮機（流体機械）ユニット１をフレーム１１を用いて複数台段積みした段積みユニット２を、プーリ３、ベルト８が内側を向くように対向して圧縮機ユニット１の振動を低減する防振ゴム１０を介して、ベース１２上に配置する。即ち、本実施例における少なくとも２台の圧縮機ユニット１は、プーリ３、ベルト８が内側を向くように対向して配置され、対向して配置された一対の圧縮機ユニット１が複数段に段積みして配置されている。なお、本実施例では、一対の圧縮機ユニット１を複数段に段積みして段積みユニット２として配置したものを例に挙げて説明しているが、一対の圧縮機ユニット１は段積みせずに１段だけであってもよい。

図３を用いて圧縮機ユニット１の構成を説明する。圧縮機ユニット１は、圧縮機（流体機械）本体４、モータ５、アフタークーラ６で構成され、コンプベース７上に配置されている。圧縮機本体１は、モータ５の動力を、モータ５、圧縮機本体４のそれぞれに設けられたプーリ３と、プーリ３を接続するベルト８を介して圧縮機本体４に伝達することによって駆動される。モータ５によってプーリ３、ベルト８を介して圧縮機本体４が駆動されると、吸込みフィルタ１５を介して外部から空気が吸込まれ、空気が圧縮機される。

圧縮機本体４は、吸込みフィルタ１５を介して、外部からの空気を吸込むため、粉塵によって目詰まりを起こさないようにする必要がある。そのため、吸込みフィルタのメンテナンスは高い頻度で実施する必要がある。また、スクロール内部（圧縮機本体４内部）についても、シール部材の交換やグリースの補充といったメンテナンスが定期的に必要となる。図４に示すようにスクロール内部のメンテナンスは固定スクロール１８を取り外して行う必要がある。そのため、吸込みフィルタ１５、流体機械本体４のメンテナンスには大きなスペースが必要となる。

一方、プーリ３、ベルト８については、ベルトの張力調整を行う際に圧縮機本体４とモータ５との軸間距離が測定できる最低限の間隔とすればよく、ベルト張力の調整には大きなスペースは必要ない(例えば100mm程度)。また、プーリ３はメンテナンス中は停止しているものの、圧縮機本体４、モータ４の駆動に伴って回転するため、安全性を考慮して、圧縮機本体４（特に取り外しが必要な固定スクロール１８）や吸込みフィルタ１５といったメンテナンスが必要な部位とは離れた位置に配置されている。

そこで、本実施例では、図２に示すとおり、圧縮機本体４（特に取り外しが必要な固定スクロール１８）や吸込みフィルタ１５といったメンテナンスが必要な部位が外側を向き、プーリ３、ベルト８が内側を向くように一対の圧縮機ユニット１を対向して配置した。これにより、固定スクロール１８（圧縮機本体４内部）や吸込みフィルタ１５といったメンテナンスが必要な部位は筐体左右方向より容易にアクセスできるようにし、吸込みフィルタ１５の清掃や固定スクロールの取り外しなどを容易に行うことが可能になった。

また、ベルト張力の調整には大きなスペースは必要ないため段積みユニット２の間隔を小さくできることから、ベース１２の設置面積を小さくでき、製品全体の小型化が可能となる。

なお、本実施例では、スクロール式圧縮機を例に挙げて説明したが、往復動型、スクリュー型の圧縮機でも、吸込みフィルタの清掃と、往復動型圧縮機の本体、スクリュー型圧縮機の本体の内部のメンテナンスが必要であるのは同様である。即ち、プーリ３、ベルト８を内側に配置し、メンテナンスが必要な圧縮機本体４、吸込みフィル３をプーリ３、ベルト８よりも外側に配置することは往復動型圧縮機、スクリュー型圧縮機においてもスクロール式圧縮機と同様である。

図３を用いて本実施例における圧縮機本体４近傍の冷却について説明する。

圧縮機本体４では、空気を圧縮するときに高温の圧縮熱が発生する。また、圧縮機本体４やモータ５は、運転すると発熱し、これにより筐体内の温度が上昇する。筐体内の温度が高いと圧縮機本体４やモータ５、その他構成部品の信頼性を低下させる要因となるため、筐体内を効果的に換気し圧縮機本体４やモータ５を冷却する必要がある。

そこで、本実施例では、圧縮機本体４に内蔵されたシロッコファン９によりが換気風が吸込まれ、本体内部を冷却し排気される。冷却風の排気口にはアフタークーラ６が配置され、圧縮機で圧縮された高温の圧縮空気を冷却する。

個々の圧縮機ユニット１の冷却は上述したとおりであるが、本実施例では圧縮機ユニット１が筐体内に複数あるため、それぞれに圧縮機ユニットの冷却風が衝突しないようにして効率よく冷却風を流通させる必要がある。図５、６を用いて、本実施例における筐体内部の冷却について説明する。

図５に示すように圧縮機ユニット１を左右に対向して配置した場合に左右側の側面に吸気口１７を設け、主排気口を圧縮機ユニット１の上方に配置された天板に設けた。即ち、本実施例では、筐体内の換気については、左右吸気・上方排気構造とした。

図６に示すように本実施例では、対向して配置された一対の圧縮機ユニット２のうち、一方の圧縮機ユニット２の圧縮機本体４と他方の圧縮機ユニットのモータ５が対向して配置されるようにし、吸気口１７を筐体の左右側の側面のモータ５に対面する部分に設けた。これにより、左右側の吸気口１７が前後方向にずらして配置されるため、吸気口１７から吸込まれた空気が衝突することなく、それぞれの圧縮機ユニット１を冷却することができ、冷却効率を向上させることができる。

ここで、本実施例では、圧縮機本体４にシロッコファン９が設けられている。シロッコファン９は、冷却風を吸込むことができるため、圧縮機本体４は、モータ５よりも吸気口１７から離れた位置に配置されていても圧縮機本体４には冷却風を供給することができる。一方、モータ５には、シロッコファンが設けられていないため、圧縮機本体４よりも吸気口１７から離れた位置に配置すると、十分な冷却風が供給されなくなる可能性がある。そこで、本実施例では、筐体のモータ５に対面する側面に吸気口１７を設け、モータ５、圧縮機本体４、アフタークーラ６の順も冷却風が流通するようにして、圧縮機ユニット１や筐体内部の冷却風に淀みが生じないようにしている。

なお、本実施例では、左右側の側面に吸気項１７を設けたが、吸気口１７から吸込まれた空気が衝突しない位置であれば、前後方向に吸気口１７を設けて前後吸気・上方排気としてもよい。即ち、吸気口１７を配置した側面と反対側の側面の重なる位置とは別の位置に吸気口を設けていれば、前後吸気であっても左右吸気であってもよい。また、吸気口１７から吸込まれた空気が衝突しない位置であれば、前方と右方という組み合わせやと左方と後方という組み合わせであってもよいし、前後左右の４つの側面に吸気口１７を設けてもよい。

図６に示すように圧縮機ユニット１の排気を筐体内に設けた排気ダクト１４に集合させ、上方の排気ダクト用排気口へ向けて排気させる。排気ダクト用排気口は、圧縮機ユニット１の上方に設けられた主排気口とは別に設けられている。これにより、各段積みユニット２の下側にある圧縮機ユニット１を冷却し、温度が高くなった冷却風は排気ダクト１４に流れる。そのため、下側にある圧縮機ユニット１を冷却して温度が上昇した冷却風が上側にある圧縮機ユニット１を冷却する冷却風と混ざることによって上側にある圧縮機ユニット１を冷却する冷却風の温度の上昇を抑制することができ、上側にある圧縮機ユニット１も効率よく冷却することができる。

以上より、本実施例によれば、複数の圧縮機ユニット１をベルト８が内側を向くように対向して配置することにより、一対の圧縮機ユニット１の間隔を小さくでき、製品全体の設置面積を小さくし、製品全体の小型化を実現することができる。

また、本実施例では、対向して配置された一対の段積みユニット２の上方にそれぞれ主排気口を設けている。さらに、左右方向の側面に配置された２つの吸気口１７の位置を前後方向にずらして配置している。これにより、吸気口１７から吸込まれた空気が衝突することなく、筐体内の換気経路が段積みユニット２毎に独立した流れとすることができ、冷却効率を向上させることができる。また、換気経路構成のための仕切り等は必要ないため、特に筐体内部のパネル部品構成が簡素化でき、組立性も向上できる。

また、本実施例では、主排気口と排気ダクト側排気口を両方設けることによって、筐体内部の空気が淀むことなく、熱を効率的に排気することができる。また、各段積みユニット２の上面には排気ファン１３が設けられており、筐体内部の熱を排気する。筐体内部で発生した熱は上方へと上がってくるため、排気ファン１３を筐体天井部に配置することで熱を効果的に排気することができる。

また、本実施例では、筐体の吸気口１７の位置は、各モータの背面側に設けられており、圧縮機ユニット１の冷却順がモータ５、圧縮機本体４、アフタークーラ６の順となるようにすることで圧縮機ユニット１や筐体内部の冷却風に淀みが生じないようにしている。

さらに、排気ファン１３の下部にはアフタークーラ６が配置されており、筐体内の排気風を用いて圧縮空気の冷却も兼ねることで構成部品の簡素化や部品点数の削減することができる。

本発明の実施例２を図７、８を用いて説明する。実施例１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例では、対向して配置された一対の圧縮機ユニット１の高さをずらして配置し、それぞれの圧縮機ユニット１の位置関係を互い違いになるようにした。即ち、対向して配置された一対の圧縮機ユニット１のうち、一方の圧縮機ユニット１のプーリ３、ベルト８が他方の圧縮機ユニット１のプーリ３、ベルト８の上方または下方に配置し、圧縮機ユニット１のプーリ３、ベルト８を一直線上に配置されるようにした。これにより、実施例１と比較してユニット間のスペースが削減でき、さらに設置面積を小さくすることが可能となる。

本発明の実施例３を図９を用いて説明する。実施例１、２と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例では、筐体を四隅に柱状のパネルと、柱状のパネルに取り付けられた側面パネルとで構成した。これにより、組立性のさらなる容易化が図れる。さらにパネルが全面分解できるため、メンテナンス時に筐体内部へのアクセスが容易となりメンテナンス性を向上することができる。

また、圧縮機本体４（吸込みフィルタ１５）およびモータ５に対面する左右パネルの固定を、ネジを用いず、マグネット等を用いて行うことでパネルの取り外しを容易化すれば圧縮機本体４の吸込フィルタ１５の清掃や安全弁の動作確認等の日常メンテナンスがさらに容易に行える。

これまで説明してきた実施例は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

ここまで、スクロール型圧縮機を例に挙げて説明してきたが、本発明は、スクロール型に限らず、例えば、往復動型、スクリュー型の圧縮機にも適用できる。また、本発明は、圧縮機に限らず、真空ポンプ、膨張機、送風機といった流体機械にも適用できる。

１圧縮機ユニット
２段積みユニット
３プーリ
４圧縮機本体
５モータ
６アフタークーラ
７コンプベース
８ベルト
９シロッコファン
１０防振ゴム
１１フレーム
１２ベース
１３排気ファン
１４排気ダクト
１５吸込みフィルタ
１６アフタークーラ
１７吸気口
１８固定スクロール
１９旋回スクロール

Claims

流体機械と、前記流体機械を駆動するモータと、前記モータの動力を前記流体機械に伝えるベルトとを有し、筐体内に配置される複数の流体機械ユニットを備え、
複数の前記流体機械ユニットは、前記流体機械ユニットの前記ベルトが内側を向くように対向して配置される一対の前記流体機械ユニットを有することを特徴とするパッケージ型流体機械。
前記筐体の対向する側面にそれぞれ一対の吸気口を設け、一対の前記吸気口の位置をずらすことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型流体機械。
対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの一方の前記流体機械ユニットの前記モータと他方の前記流体機械ユニットの前記流体機械とがそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする請求項２に記載のパッケージ型流体機械。
前記吸気口は前記筐体の前記モータに対面する部分に設けられることを特徴とする請求項２に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体の上面には、対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの上方にそれぞれ主排気口を設けることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体は柱状パネルと前記柱状パネルに取り付けられる側面パネルとを有することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型流体機械。
前記側面パネルのうち、前記モータおよび前記流体機械に対面して配置される前記側面パネルは前記柱状パネルにマグネットで固定されることを特徴とする請求項６に記載のパッケージ型流体機械。
対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの高さをずらして配置することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体内部に排気ダクトを設け、前記排気ダクトに接続された排気ダクト側排気口を前記主排気口とは別に設けることを特徴とする請求項５に記載のパッケージ型流体機械。
吸込みフィルタが設けられた流体機械と、前記流体機械にベルトを介して接続され、前記流体機械を駆動するモータとを有し、筐体内に配置される複数の流体機械ユニットを備え、
複数の前記流体機械ユニットのうち、少なくとも２つの前記流体機械ユニットは対向して配置され、対向して配置された前記流体機械ユニットの前記吸込みフィルタは外側を向くように配置されることを特徴とするパッケージ型流体機械。
一対の前記流体機械ユニットを左右に並べて配置した場合、前記筐体の左右方向の側面に吸気口を設け、前記吸気口の前後方向の位置をずらすことを特徴とする請求項１０に記載のパッケージ型流体機械。
対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの一方の前記流体機械ユニットの前記モータと他方の前記流体機械ユニットの前記流体機械とがそれぞれ対向するように配置されることを特徴とする請求項１１に記載のパッケージ型流体機械。
前記吸気口は前記筐体の前記モータに対面する部分に設けられることを特徴とする請求項１１に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体の上面には、対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの上方にそれぞれ主排気口を設けることを特徴とする請求項１０に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体は柱状パネルと前記柱状パネルに取り付けられる側面パネルとを有することを特徴とする請求項１０に記載のパッケージ型流体機械。
前記側面パネルのうち、前記吸込みフィルタに対面して配置される前記側面パネルは前記柱状パネルにマグネットで固定されることを特徴とする請求項１５に記載のパッケージ型流体機械。
対向して配置された一対の前記流体機械ユニットの高さをずらして配置することを特徴とする請求項１０に記載のパッケージ型流体機械。
前記筐体内部に排気ダクトを設け、前記排気ダクトに接続された排気ダクト側排気口を前記主排気口とは別に設けることを特徴とする請求項１４に記載のパッケージ型流体機械。