JP7001810B2 - 流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、流体機械に関し、これを制御する制御装置を冷却する技術に関する。

圧縮機、膨張機、送風機、ポンプ装置といった流体機械では、圧縮、膨張、圧送する流体機械本体と、これを制御する制御装置等が、筐体に格納されたパッケージ型の構成をとるものが知られている。以下、一例として圧縮気体を生成する圧縮機を例に説明する。

圧縮機は、空気等の気体を吸気して圧縮気体を生成する圧縮機本体と、駆動源（例えば電動機や内燃機関等）と、これに電力を供給する電力変換装置（インバータ）と、運転等を制御する制御装置とを筐体に配置してパッケージ化する構成を有するもの等が知られている。

また、圧縮機の駆動源、電力変換装置、圧縮機本体及び吐出配管系統は高発熱体である。このため、冷却装置として空冷の熱交換器及びこれと熱交換を行う冷却風を生成するファン装置を備える構成も一般的である。

特許文献１は、空冷式パッケージ形圧縮機であって、パッケージ内にクーラとコンプレッサを有するコンプレッサ室と、冷凍式ドライヤを有するドライヤ室とを区画し、夫々の室に吸気口を設けるとともに両室の一部を連通させ、各吸気口から吸気した冷却空気を、コンプレッサ室に配置するファンによって共通の排気口からパッケージ外部に排気する流れの構造を開示する。また、特許文献１は、ドライヤ室に配置する冷凍式ドライヤのコンデンサもこの空気の流れによって冷却することを開示する。

特許文献２は、パッケージ型スクロール圧縮機であって、筐体内に、スクロール圧縮機本体、電動機及び作動ガスの冷却を行うクーラ等を内臓し、圧縮機本体及び電動機を配置する空間と、クーラを配置する空間とを仕切板で区画し、両空間が夫々冷却風の吸気口及び排気口を別に有する構成を開示する。

特許文献３は、空気圧縮機であって、防音ケースを機械室と吸気室に区画し、両室の一部を連通させ、空気圧縮機本体、これを駆動するエンジン及びファンを防音ケースの機械室に配置し、吸気室にアフタクーラを配置する構成を開示する。

特開２０１６－１３３０１３号公報 特開平１１－２６４３９１号公報 特開２００３－０３５２６０公報

ここで、圧縮機を始めとする流体機械の制御装置は、性能向上化や機能追加によりマイクロチップ等の半導体素子といった部品点数も増加し又これらの高発熱化も増加する傾向にある。更には、利便性向上の為に、制御装置の表示部にユーザ操作を可能とする入出力Ｉ／Ｆ（ＧＵＩ）としてタッチパネルを実装するものなどもある。熱に弱い電子部品が増加する制御装置の冷却は重要な課題である。特に、制御装置を圧縮機の筐体に装着したパケージ構造の場合には、圧縮機本体やこれの駆動源自体の熱影響も高い傾向にある為、制御装置の耐熱性や冷却性を考慮した配置箇所や冷却装置のあり方について検討を要する。

制御装置の耐熱性や冷却性については、制御装置を発熱体から十分に離間させるたり或いは冷却装置の増設によって、かかる課題を解決することができるものの流体機械の小型化や機器の複雑化やコスト増という課題とトレードオフの関係にもある。

例えば、制御装置を発熱体から離間させる場合、機械小型化の要請により、駆動源や圧縮機本体、気体や種々の冷却装置の配管の配置も考慮する必要があり、制御装置の配置場所として熱の影響が少ない領域は限られる。又そのような領域が冷却面（周囲の気体流動性等）で好適でない虞も十分あるであろう。更には、タッチパネルを始め筐体に設置するユーザ入出力Ｉ／Ｆは、視認性や操作性の面からも配置位置に制約がかかる。
パッケージ型の流体機械において、制御装置やユーザ入出力Ｉ／Ｆといった制御系の効率的な冷却を行う技術が望まれる。

上記課題を解決するために、例えば、請求の範囲に記載の構成を適用する。即ち流体機械本体と、該流体機械本体を駆動する駆動源と、制御装置と、少なくとも前記流体機械本体、前記駆動源及び前記制御装置を格納する筐体と、前記筐体内部に冷却風を生成する冷却ファンとを備える流体機械であって、前記筐体が、前記冷却ファンによって前記筐体内部に冷却風を導入する複数の吸気口及び該冷却風を排出する少なくとも１つの排気口を配置し、前記筐体内部を少なくとも第１室及び第２室に区画すると共に該第室１及び第２室の一部を連通する連通部を有する区画壁が配置し、前記複数の吸気口のうち第１吸気口が、少なくとも前記制御装置が配置する前記第１室の筐体壁に配置し、第２吸気口が、少なくとも前記駆動源が配置する前記第２室の筐体壁に配置し、前記排気口が、前記第１吸気口から前記連通部を介して前記第２室に流入して少なくとも前記流体機械本体及び前記駆動源の何れか一方を冷却した冷却風と前記第２吸気口から吸気した冷却風を排出するものであり、前記制御装置の少なくとも一部が、前記第１室における前記第１吸気口の下流且つ前記連通部より上流の領域に面して配置する構成である。

冷却装置コストの増加や装置の大型化を低減しつつ制御装置を効率的に冷却できる。本発明の更なる課題・構成・効果は、以下の記載から明らかになる。

本発明を適用した実施例１による空気圧縮機の構成を模式的に示す５面図である。 実施例１による空気圧縮機の構成及び冷却風の流れを模式的に示す斜視透過図である。 実施例１による偏向手段の構成及び冷却風の流れを示す模式図である。 本発明を適用した実施例２による空気圧縮機の外観構成を示す斜視図である。 実施例２による空気圧縮機の構成を示す斜視透過図である。 実施例２よる空気圧縮機の構成を模式的に示す左側面図及び背面図である。 実施例２による空気圧縮機の冷却風の流れを模式的に示す斜視図である。

以下図面を用いて本発明を実施するための形態例について説明する。

図１に、本発明を適用したは実施例１の空気圧縮機５０（以下、単に「圧縮機５０」と称する場合がある。）の構成を示す五面図を模式的に示す。図１において、（ａ）は正面、（ｂ）は左側面、（ｃ）は右側面、（ｄ）は背面、（ｅ）は上面の各図であり、一部部材を透過した様を示す。

圧縮機５０は、電動機１、圧縮機本体２、オイルセパレータ１８、冷却ファン８、オイルクーラ１５、エアクーラ１６、制御装置３０、駆動制御装置１４を主に備え、これらが基台１３上に配置し、周面（本例では正面、背面、左右側面及び上面）をパッケージパネル４９で囲まれたパッケージ構成を有する。

電動機１は、圧縮機本体２の駆動源であり、外部等からの電源供給を受けて回転し、軸同或いはベルト、ギア、チェーン等を介して接続された圧縮機本体２の圧縮機構に回転動力を供給する。なお、駆動源としては内燃機関や他のエネルギを回転力に変換する機器であってもよい。本実施例では同軸接続の電動機１を適用する。

圧縮機本体２は、例えば、圧縮機構としてスクリューロータを備え、ロータの回転によって空気を吸込み、圧縮空気を吐き出す。本実施例では、給油型ツインスクリュー圧縮機本体を適用するものとする。給油型は、圧縮作動室内に油を供給し、圧縮した空気とともに気液混合気体を吐き出す形式である。

オイルセパレータ１８は、気液分離器であり、吐出配管１７を介して吐き出された混合圧縮気体から空気と油を分離する。分離方式としては、遠心（旋回）式や衝突式等の種々の方式を適用可能である。オイルセパレータ１８で油と一次分離された圧縮空気は、その後、不織布等を備えるエアフィルタ１９で更に油が分離（二次分離）され、配管を介してエアクーラ１６側に流れるようになっている。

冷却ファン８は、ファン用電動機によって回転駆動されるファンを備え、後述する吸排気口間に流れる冷却風を生成する。ファンはターボファンを適用するもとするが、プロペラファン等種々のファンを適用してもよい。なお、本例ではインバータ制御による可変速型のファン用電動機を適用するものとするが、電動機１の回転力を用いた自励型や一定速型の構成であってもよい。

オイルクーラ１５、エアクーラ１６は、例えば、熱交換器から構成され、パッケージ内においてファン装置８の下流側（本例では圧縮機１００の上面側）に配置し、ファン装置８が生成した冷却風と熱交換を行う。オイルクーラ１５は、オイルセパレータ１８で分離された油の冷却を行う。その後、冷却された油は、不図示の還流路を介して圧縮機本体１に循環供給されるようになっている。エアクーラ１６は圧縮作用により温度上昇した圧縮空気の冷却を行う冷却装置であり、オイルフィルタ１９を介して流れた圧縮空気を所定の温度まで冷却し、その後、配管を介してユーザ側に供給されるようになっている。なお、エアクーラ１６の下流に配管を介してドライヤを配置する構成であってもよい。

駆動制御装置１４は、例えば、インバータやリアクトルといった主に電動機１に供給する電力を制御する装置である。本実施例では、これらの装置を圧縮機本体等とは区切られた空間として構成している。具体的には、圧縮機５０の右側面側に沿って基台１３から上面近傍までの高さと、背面側から、後述する第１室Ｘに至る領域手前までの奥行とからなる空間を配置場所とし、パネル等で区画されて配置するようになっている。

制御装置３０は、圧縮機５０の制御指令を処理する装置である。制御装置５０は、アナログ回路構成やプログラムと半導体処理装置との協働によって実現する機能部や各種制御情報を記憶する記憶部を有し、圧縮機５０の配管上に配置する圧力センサや温度センサ（不図示）から検出値の入力を受け、これに応じて駆動制御装置１４のインバータ等に周波数指令を出力したり、空気配管や液体配管上に配置する弁体（不図示）の開閉などの運転制御を実行する。更には、ユーザ操作等、外部からの運転指令の入力を受け付ける入力Ｉ／Ｆ部、吐出温度や各種制御情報を表示する表示部及び無線或いは有線で外部機器と通信を行う通信制御部等を備える。なお、本実施例では、入力Ｉ／Ｆ部及び表示をタッチパネルとする。

ここで、圧縮機５０の内部空間の構成について説明する。パッケージパネル４９で囲まれた圧縮機５０の内部には、鉛直方向に延伸する区画壁５が配置する。区画壁５は、圧縮機５０の内部空間を少なくとも第１室Ｘ及び第２室Ｙに区画する板状の部材である。区画壁５０は、面を圧縮機５０の正面及び背面に向け、圧縮機５０の内部空間と略等幅（図１（ａ）における左右方向）で、内部上面から基台１３側に向かって延在する。区画壁５は、圧縮機５０内部の正面側を第１室Ｘ、背面側を第２室Ｙに区画する。また、区画壁５は、高さ方向で中央より下方側（基台１３側）の一部が基台１３まで延在せずに、第１室Ｘと第２室Ｙが空間として連通するように延在する。具体的には、正面方向から観察して、電動機１や圧縮機本体２の少なくとも一部が投影面において重なる位置まで区画壁５の一部が下方に延在し、他の部分は基台１３まで延在する。これによって、第１室Ｘと第２室Ｙ間は、連通部７が構成され、これを介して冷却風の流通を可能とする。

第１室Ｘと第２室Ｙの奥行寸（区画壁５の面から鉛直方向の幅）は、第２室Ｙの奥行寸（図１（ｂ）（ｃ）参照）が第１室Ｘの奥行寸よりも大となっている。第１室Ｘは、少なくとも制御装置３０を配置する領域である（なお、本例では圧縮機本体２の軸方向の一部、オイルセパレータ１８及びエアフィルタ１９も第１室Ｘに配置する構成であるが、これらの一部又は全部が第２室Ｙ側に配置する構成であってもよい。）。また、第２室Ｙは、電動機１、圧縮機本体２、冷却ファン８、オイルクーラ１５及びエアクーラ１６が配置する領域である
制御装置３０は、パッケージパネル４９の正面且つ右側寄りに正面側（タッチパネルの配置側）をパッケージパネル４９から外部に露出し、パッケージパネル４９内部側（第１室Ｘ）に残りの部分が位置するように配置する。より具体的には、圧縮機５０は、パッケージパネル４９で制御装置３０が配置する場所に所定の大きさの開口を備え、当該開口に制御装置３０が配置するようになっている。

制御装置３０は、正面側にタッチパネルやボタン等からなる入力Ｉ/Ｆ部及び表示部としての機能が配置するようになっている。このためユーザの操作性や視認性等の利便性を考慮し、入力Ｉ/Ｆ部や表示部が正面の比較的高い位置に配置するようになっている。

パッケージパネル４９内部側（第１室Ｘ）には、演算装置、記憶装置及びコンデンサ等の部品を搭載した基盤部分が位置するようになっている。即ち制御装置３０の少なくとも一部が、第１室Ｘの空間に位置するようになっている。
なお、本実施例において、タッチパネルや基板部分は樹脂や金属等の略筐体としてパッケージ化する構成とするが、基板部分の全部又は一部がパッケージ内部において露出する構成であってもよい。

次いで、圧縮機５０の吸排気口の構成について説明する。
圧縮機５０は、３つの吸気口（第１吸気口４、第２吸気口２０及び第３吸気口２２）と、１つの排気口（排気口２５）を有する。第１吸気口４及び第３吸気口２２が、第１室Ｘを構成する筐体壁に配置し、第１吸気口４が区画壁５の連通部７よりも高さ方向で上方に配置し、第３吸気口２２が連通部７と高さ方向ので同等の位置に配置する。第２吸気口２０及び排気口２５が、第２室Ｙを構成する筐体壁に配置し、第２吸気口２０が背面の高さ方向中央寄りから下方にかけて、排気口が筐体上面の中央付近に配置する。
冷却ファン８の回転によって第２室Ｙの吸気側が負圧となり、これら吸気口から第１室Ｘ及び第２室Ｙに外気が流れるようになっている。

第１吸気口４は、圧縮機５０の右側面上方の手前（正面側）に開口し、第１室Ｘに外気を導入する。本実施例の特徴の一つとして、制御装置３０は、第１吸気口４から連通部７に至る冷却風流路の途中に配置するようになっている。特に、本実施例では当該流路の上流側で、第１吸気口４近傍の領域に制御装置３０が配置する構成となっている。即ち第１吸気口４から流入した直後の外気が制御装置３０の内部側表面を流れ、制御装置３０の冷却性の向上を図っている。

第３吸気口２２は、圧縮機５０の左側面の下方に開口し、第１室Ｘに外気を導入する。第３吸気口２２の位置は、圧縮機本体２の出力側端部の左側面と対向する位置にあり、流入直後の外気が、圧縮機本体２の左側面に当たって圧縮機本体２や電動機１の冷却性を確保するようになっている。第３吸気口２２から流入した外気は、その後、連通部７を介して冷却ファン８側に流れる。

ここで、本実施例の特徴の一つとして、連通部７の冷却風を流通可能とする開口面積が、第１吸気口４よりも大であり又第１吸気口４と第３吸気口２０の開口面積の和よりも大である点が上げられる。かかる構成によって第１吸気口４から流入した直後の外気の速度が速くなり、制御装置３０の冷却効率を向上させることができる。詳細は後述する。

第２吸気口２０は、圧縮機５０の背面に開口し、第２室Ｙに外気を導入する。第２吸気口２０は、第２室Ｙに配置するオイルクーラ１５、エアクーラ１６及び電動機１等の冷却風を導入するための吸気口である。本実施例では、圧縮機５０の背面で、高さ方向中央から基台１３の手間付近までの高さと、第２室Ｙの幅（図１（ｄ）の左右方向）と同等程度の幅とを有する矩形の開口となっている。また、図１（ｂ）等に示すように、第２室Ｙには、ダクト９が配置し、第２吸気口２０から流入する外気が、オイルクーラ１５やエアクーラ１６が配置する第２室Ｙの上方側と、電動機１が配置する第２室Ｙの下方側とに分流するようになっている。

具体的には、ダクト９は第２吸気口２０の幅と同程度の幅を有し、第２吸気口２０から区画壁５方向に向かって水平方向に延伸する板状部材からなる。また、ダクト９は、第２吸気口２０等から電動機１側に分流した冷却風が冷却ファン８側に流れるように、区画壁５との間に所定の空隙を確保するように延伸する。更に、区画壁５への水平方向の延伸先端が、区画壁５と並行となるように立ち上がり形状を有する。これによりダクト９によって分流した電動機１側に流れた外気との合流領域において、整流効果を期待することができる。

次いで、圧縮機５０の冷却風の流れを詳細に説明する。
図２に、第１吸気口４から流入した外気が圧縮機５０内部に流れる様を模式的に示す。図２（ａ）の斜視透過図に示すように。第１吸気口４から第１室Ｘ内部に流れた冷却風Ａは、その近傍に配置する制御装置３０の裏面側表面を流れ、その後連通部７に向かって徐々に下方向に向きを変え、やがては連通部から第２室Ｙに流れる。図２（ｂ）の右側面図透過図に示すように、連通部７から第２室Ｙに流れる冷却風Ａは、圧縮機本体１の上面側や電動機１の出力軸側表面を流れ、その後、区画壁５の背面に沿うように、冷却ファン８に流れ、やがて排気口２５から外部に排出される。即ち冷却風Ａは、圧縮機５０の右側面方向から第１室Ｘに流入し、やがて第１室Ｘの下方から連通部７を介して第２室Ｙに上方旋回するように流れる。

なお、第３吸気口２２から流入した冷却風Ｂは、圧縮機本体２の左側面等の表面を流れ、連通部７を介して第２室Ｙに流れる。第２吸気口２０から流入した冷却風Ｃ１、Ｃ２は、夫々の流れで冷却ファン８に向かって流れる。

図２からもわかるように、制御装置３０と、電動機１や圧縮機本体２といった発熱体は圧縮機５０の内部領域において上下方向で離間している。制御装置３０が配置する第１室Ｘと、電動機１や圧縮機本体２といった発熱体が配置する第２室Ｙとの間には、第１室Ｘという空気の層が存在し又当該発熱体から制御装置３０に流れる気流もない。よって、第２室Ｙ側の熱が第１室Ｘには伝導しにくく、冷却ファン８が稼働すれば更にこの効果が向上することになる。このように圧縮機５０は、電動機１等からの熱が著しく制御装置３０に伝わりにくい冷却性に優れた構成であるといえる。

また、本実施例において、第１吸気口４の開口面積は、連通部７の開口面積（冷却風を流通可能とする開口面積）より大である。このため第１吸気口４から流入する外気の上流側の流速は、連通部７において第２室Ｙに流れる流速よりも速い傾向にある。特に、連通部７よりも上流側である第１吸気口４と第３吸気口２２の総面積が連通部７の開口面積よりも大であれば、この傾向は更に高くなる傾向にある。よって、第１吸気口４の下流近傍に配置する制御装置３０にはより流速の速い冷却風が当たることとなり冷却効果を向上させる効果がある。

また実施例１は、第１室Ｘに圧縮機本体２の一部（吐出側の一部）等を配置する（突き出る）構成である。換言すれば、圧縮機５０の奥行は、これを構成する主要部品の寸法によるものが主であり、第１室Ｘを構成するために奥行寸を余計にとる構成ではない。よって、第１室Ｘ等の構成は、制御装置３０の冷却性を向上させつつ圧縮機５０の小型化にも寄与するものであるといえる。

最後に、第１吸気口４の偏向手段について説明する。
図３（ａ）に、第１吸気口４のフィン構造を模式的に表した上面透過図を示す。第１吸気口４は、矩形の枠体４ａ内の上下方向に複数の偏向フィン４ｂを有する。各偏向フィン４ｂは、内部側端部が外部側端部よりも圧縮機５０の正面側に向かって傾斜するようになっている。換言すれば、図３（ｂ）に示すように、圧縮機５０の右側面に沿って開口する第１吸気口４から流入する外気を、制御装置３０側に向きを変えて流入させるようになっている。これにより、制御装置３０表面に対して当たる風量が増加し、より冷却性の向上を図るようになっている。

更に、変更フィン４ｂによって、第１吸気口４の開口向きは圧縮機５０の側面斜め背面方向となる。つまり、吸気音やパケージ内部から外部に伝達する機械音等、第１吸気口４から外部に伝達する音は、圧縮機５０の外部背面側に伝わる傾向となり、正面側に音が拡散することを防止する効果も期待できる。

図３（ｃ）は、変更手段の他の例を示す上面透過図である。本例では、第１開口部４に変更フィン４ｂ等を設けずに、第１室Ｘ内に、制御装置３０に向かっての流路を構成するＬの字型等の偏向ダクト４ｃを配置する構成である。かかる構成であっても、制御装置３０側への冷却風量を増加でき又偏向ダクト４ｃのクランク構造が機械音が外部に拡散することを低減する。偏向ダクト４ｃは、筒状や半筒状のダクト形状であってもよい。
なお、偏向ダクト４ｃと、偏向フィン４ｂとの両方を組み合わせてもよい。

以上のように、実施例１の圧縮機５０によれば、圧縮機の小型化ができ、冷却構造の複雑化やコスト上昇を抑制しつつ、制御装置３０の冷却性を著しく向上させることができる。

また、第１室Ｘが第２室Ｙの発熱体の熱に対して空気層の機能を発揮し、熱の伝搬がしにくい構造を提供する。例えば、比較的高温となる第２室Ｙの輻射熱が制御装置３０に伝わりにくくなる。更に、冷却ファン８が駆動することで、第２室Ｙから第１室Ｘ側への気流が略ゼロとなり、制御装置３０ａ・３０ｂの冷却性が著しく向上する。

また、実施例１の圧縮機５０によれば、連通部７の開口面積（冷却風が流通可能とする開口面積）が、第１吸気口４と第３吸気口２２の総面積の和よりも大であることから、第１吸気口４近傍に流入する冷却風の速度が増加し、制御装置３０ａ・３０ｂの冷却効率が増加する効果がある。

また、実施例１の圧縮機５０によれば、第１室Ｘの正面上方側に制御装置を配置することでユーザの利便性を確保しつつ下方側の空間に、オイルセパレータ１８等の一部の部品を配置し、更に当該部品について制御装置３０の表面を通過した冷却風による冷却もでき空間の有効利用という小型化と冷却性を確保できるという効果がある。

また、実施例1の圧縮機５０によれば、第１室Ｘが空気の層を形成する空間でもあることから、圧縮機５０の機械音や作動音が圧縮機５０の正面側から外部に伝搬することを低減させる防音効果も期待することができる。

次いで、本発明を適用した実施例２について説明する。なお、実施例１と同一機能を有する部材等については同一符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。
図４に、本発明を適用した空気圧縮機１００「以下、単に「圧縮機１００」と称する場合がある。」の外観構成を示した斜視図を、図５に圧縮機１００の斜視透過図を示す。両図中（ａ）は、左手前を正面とする斜視図であり、（ｂ）は、左手前を背面とする斜視図である。圧縮機１００は、所謂デュアル構成の圧縮機であり、実施例１の圧縮機５０の主要構成品を側面方向が対向するように並列配置する概略構成である。

このように、制御対象である圧縮機ユニットが増加すれば、その分制御装置の大型化や複数台化し、発熱量も増加する。よって、より機器を大型化せず、機器構造の増設コストも増加させない冷却構造が望まれる。

以下、具体的に構成を説明する。
図６（ａ）は、圧縮機１００の左側面を模式的に示した透過図であり、図６（ｂ）は、正面を模式的に示した透過図である。圧縮機１００は、１つの基台１３に、電動機１及び圧縮機本体２等の圧縮機ユニットを２台分備える圧縮機である。１の圧縮機ユニットとしては、電動機１、圧縮機本体２、吐出配管１７、オイルセパレータ１８、エアフィルタ１９、駆動制御装置１４及び制御装置３０等から構成される。なお、駆動制御装置１４は、両ユニット分を右側面に纏めて配置するものとする。

圧縮機１００は、各圧縮機本体２から吐き出された圧縮空気を内部配管で合流してユーザ側に提供する構成であるが、各々別系としてユーザ側に吐き出す構成の場合であってもよい。更に、実施例２では両ユニットがインバータによる可変速制御機であるものとして説明するが、一方或いは両方を一定速機とする構成であってもよい。

圧縮機１００は、実施例１と比して略２倍の装置構成となることから、制御装置３０も３０ａ、３０ｂの２つを備える。制御装置３０ａ及び３０ｂも実施例１と同様に、正面右側上方に配置し又横方向に並置する構成である。なお、各制御装置３０ａ、３０ｂを上下方向で並置する構成であってもよい。更には、１つの制御装置筐体に２台分の制御部品を備える構成であってもよい。実施例２において、各制御装置３０ａ及び３０ｂは、各圧縮機ユニットの制御を行うものとするが、一部の制御を他方の制御装置で行う構成であってもよい。

圧縮機１００において、制御装置３０ａ及び３０ｂが配置する第１室Ｘと、電動機１、圧縮機本体２及び冷却ファン８等が配置する第２室Ｙの（正面から背面への）奥行寸は、実施例１と同様に第１室Ｘよりも第２室Ｙの方が大である。
第１室Ｘは、第１吸気口４から第３吸気口２２に至る空間が実施例１と同様に連続空間である。また、区画壁５は、連通部７を各圧縮機ユニット毎に備える。具体的には、実施例１と同様に圧縮機本体１の吐出側の一部が連通部第１室Ｘの領域に位置するように配置し、区画壁５が鉛直方向でこの圧縮機本体２の一部と重なる部分の周囲に連通部７が構成されるようになっている。連通部７は圧縮機本体２の外周よりも所定面積分大きくなる矩形の開口である。

これに対して、第２室Ｙは、各圧縮機ユニットの空間が仕切壁６０によって分割された構成である。仕切壁６０は、区画壁５から背面側のパッケージパネル４９まで且つ上面側のパッケージパネル４９から基台１３までを区画する板状部材である。即ち各圧縮機ユニット毎に独立した第２室Ｙを備え、各第２室Ｙは冷却風の流路が独立する。

このような筐体構成において、第１吸気口４が、圧縮機１００の右側面上方で開口し、第３吸気口２２が、圧縮機１００の左側面下方で開口する。
第３吸気口は、ダクト９で上下に分割された流路の上方側（冷却ファンに直接流れる流路）に外気を導入する第２吸気口２０ａと、下方側（電動機１に流れ、その後冷却ファン８に流れる流路）に外気を導入する第２吸気口２０ｂを備える。

第２吸気口２０ａと２０ｂは、圧縮機１００の背面において、仕切壁６０で区画された各圧縮機ユニットの第２室Ｙ毎に１つ開口する。ここで、電動機１に外気を導入するための第２吸気口２０ｂは、背面方向から観察して電動機１の位置よりも左寄りで開口する。また、第２吸気口２０ｂは、高さが幅より大となる矩形の開口であり、背面側からみて、導入された外気が電動機１の反出力側及び外周表面を流れやすくなる形状及び配置位置となっている。

第２吸気口２０ａは、背面（或いは正面）から観察した水平方向の投影面が、ダクト９よりも上方且つ冷却ファン８と一部が重なる位置に開口する。第２吸気口２０ａは、当該投影面において、ダクト８から冷却ファン８の羽根部分の殆どと重なる高さ、第２室Ｙの幅分よりも若干短い幅の矩形の開口である。また、背面側パッケージパネル４９の第２室Ｙ側に、第２吸気口２０ａの上端から第２室Ｙの斜め下方に向かって延伸するダクト７０が配置する。ダクト７０の終端は、ダクト９と高さ方向に所定の隙間を形成し且つ冷却ファン８の吸込み側の領域まで延伸し、第２吸気口２０ａから導入された外気が、冷却ファン８に流れる流路を形成するようになっている。

図７に、以上の構成を有する圧縮機１００の冷却風の流れを示す。第１吸気口４から流入する冷却風Ａは、偏向手段によって偏向され、制御装置３０ａ・３０ｂの背面側に向かって流れる。制御装置３０ａ・３０ｂの背面表面を通過した冷却風は、その後、連通部７に向かって、第１室Ｘ内部を幅方向及び下方側にむかって流れる。その後、連通部７を介して第２室Ｙに流れ、冷却ファン８の吸気側にむかって旋回し、区画壁５の背面を沿うように上昇流となり、オイルクーラ１５、エアクーラ１６を通過して、排気口２５から外部排出される。

また、第２吸気口２０ａから流入する冷却風Ｃ１は、ダクト９及び７０の案内によって冷却ファン８の吸気側に流れ、オイルクーラ１５、エアクーラ１６と熱交換を行った後にオイルクーラ１５、エアクーラ１６を通過して、排気口２５から外部排出される（図７では一方圧縮機ユニット側の冷却風Ｃ１のみ図示している。）。第２吸気口２ｂから流入する冷却風Ｃ２は、第２室Ｙの電動機１等を配置する空間を流れ、その後、ダクト９と区画壁５の間を抜けて冷却ファン８の吸気側に流れる（図７では一方圧縮機ユニット側の冷却風Ｃ２のみ図示している。）
また、第３吸気口２２から流入する冷却風Ｂは、各圧縮機本体２の上下や側面表面を流れ、各連通部７を介して第２室Ｙに流れる。その後、冷却風Ａと同様に、冷却ファン８の吸気側に向かって、区画壁５の背面に沿うように上昇流となり、オイルクーラ１５、エアクーラ１６を通過して排気口２５から外部排出される。（図７では一方圧縮機ユニット側の冷却風Ｂのみ図示している。）
このように、実施例２の圧縮機１００によれば、実施例１の効果に加え、以下の効果がある。複数台の圧縮機ユニットを１つのパッケージ筐体に収容する構成であっても、冷却構造の複雑化やコスト上昇を抑制しつつ制御装置３０ａ・３０ｂの冷却性向上効果がある。

また、実施例２の圧縮機１００によれば、第１室Ｘが正面側で複数の圧縮機ユニットに跨って連続した空間を形成するので、第１吸気口４及び第３吸気口２２から流入した冷却風が夫々の連通部７から第２室に流入し、各第２室Ｙを流れる冷却風の総量も略等しくすることができる。即ちオイルクーラ１５及びエアクーラ１６を冷却する冷却風の総量も等しくすることができる。更に、例えば、一方の圧縮機が全速稼働し、他の圧縮機ユニットが停止乃至縮退運転する場合、換言すれば冷却ファン８の回転数に差があっても、制御装置３０ａ・３０ｂの冷却性を確保することができる。

以上、本発明を実施するための実施形態について説明したが、本発明は上記種々の例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を適用可能とすることができる。

例えば、上記例では、流体機械として空気圧縮機を用いて説明したが、送風機、ポンプ膨張機（膨張発電機等）といった他の流体機械にも本発明を適用することができる。また、本発明は空気圧縮機に限定されず、他の気体を圧縮する圧縮機に適用することもできる。また、給油型の圧縮機のみならず圧縮作動室に他の液体（例えば水）を供給する圧縮機に適用することもできる。更に、本発明は圧縮機本体形式としてスクリュー（シングル・ツイン・マルチ）に限定されず、ターボ型や他の容積型圧縮機構を適用することが可能である。

また、上記例では、第１吸気口４の開口位置を圧縮機側面としたが、圧縮機の正面側であってもよい。この場合、制御装置３０・３０ａ・３０ｂの冷却性確保のために、これらの裏面側（第１室Ｘ側）の表面に冷却風Ａを十分に流すための偏向手段を備えるのが好ましい。

また、上記例では、第１室Ｘに外気を導入する第３吸気口２２を備えたが、圧縮機の仕様に応じて当該吸気口の有無及び位置・大きさは任意である。

また、上記実施例では、連通部７の冷却風が流通可能とする開口面積が、第１吸気口４及び第３吸気口２２の総開口面積の和よりも大としたが、連通部７の開口面積が同等乃至小であっても、本発明の一定の効果を期待することができる。

また、上記実施例では、電動機１及び圧縮機本体２が、正面から背面に向かう軸方向で配置する構成であるが、左右側面方向を軸方向として配置する構成とすることも可能である。
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。

１…電動機、２…圧縮機本体、３…排気口、４…第１吸気口、４ａ…枠体、４ｂ…フィン、７…連通部、８…冷却ファン、９…ダクト、１３…基台、１４…駆動制御装置、…１５…オイルクーラ、１６…エアクーラ、１７…吐出配管、１８…オイルセパレータ、１９…オイルフィルタ、２０・２０ａ・２０ｂ…第２吸気口、２２…第２吸気口、２５…排気口、３０・３０ａ・３０ｂ…制御装置、４９…パッケージパネル、５０…空気圧縮機、６０…仕切壁、７０…ダクト、１００…空気圧縮機、Ａ・Ｂ・Ｃ１・Ｃ２…冷却風、Ｘ…第１室、Ｙ…第２室

Claims (16)

1. 流体機械本体と、
   該流体機械本体を駆動する駆動源と、
   制御装置と、
   少なくとも前記流体機械本体、前記駆動源及び前記制御装置を格納する筐体と、
   前記筐体内部に冷却風を生成する冷却ファンとを備える流体機械であって、
   前記筐体が、前記冷却ファンによって前記筐体内部に冷却風を導入する複数の吸気口及び、該冷却風を排出する少なくとも１つの排気口を配置し、
   前記筐体内部を少なくとも第１室及び第２室に区画すると共に該第１室及び第２室の一部を連通する連通部を有する区画壁が配置し、
   前記複数の吸気口のうち第１吸気口が、少なくとも前記制御装置が配置する前記第１室の筐体壁に配置し、第２吸気口が、少なくとも前記駆動源が配置する前記第２室の筐体壁に配置し、
   前記排気口が、前記第１吸気口から前記連通部を介して前記第２室に流入して少なくとも前記流体機械本体及び前記駆動源の何れか一方を冷却した冷却風と前記第２吸気口から吸気した冷却風を排出するものであり、
   前記制御装置の少なくとも一部が、前記第１室における前記第１吸気口の下流且つ前記連通部より上流の領域に面して配置するものであり、
   前記区画壁が、前記筐体内部で鉛直方向に延伸するものであり、
   前記連通部が、前記区画壁の高さ方向で中央よりも下方に配置するものであり、
   前記第１吸気口が、該連通部よりも高さ方向で上方に配置するものである流体機械。
2. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記制御装置の少なくとも一部が、前記第１吸気口の近傍に配置するものである流体機械。
3. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記制御装置が配置する前記筐体壁を筐体正面としたときに、前記第１吸気口が配置する前記筐体壁が筐体側面又は上面である流体機械。
4. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記排気口が、前記連通部よりも高さ方向で上方に配置するものである流体機械。
5. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記連通部が冷却風を流通可能とする開口面積が、前記第１吸気口の開口面積よりも大である流体機械。
6. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記区画壁が、前記筐体内部で鉛直方向に延伸するものであり、
   前記連通部の近傍に、前記駆動源又は前記流体機械本体の少なくとも一部が配置するものである流体機械。
7. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記区画壁が、前記筐体内部で鉛直方向に延伸するものであり、
   前記前記連通部の一部を介して、前記駆動源又は前記流体機械本体の一部が前記第１室に配置するものである流体機械。
8. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記区画壁の面から鉛直方向での前記第２室の幅が、前記鉛直方向での前記第１室の幅より大である流体機械。
9. 請求項１に記載の流体機械であって、
   前記第１吸気口から前記第１室に流入する外気の向きを前記制御装置の少なくとも一部に向かって偏向する偏向手段を備える流体機械。
10. 請求項１に記載の流体機械であって、
    前記第１室の筐体壁に、更に、該第１室に外気を流入させる第３吸気口を備え、
    該第３吸気口が、前記第１吸気口よりも前記連通部に近い位置に配置するものである流体機械。
11. 請求項１に記載の流体機械であって、
    前記制御装置が配置する前記筐体壁を筐体正面としたときに、
    前記第１室が、前記筐体内部の正面側に配置するものであり、
    前記第２室が、前記第１室よりも背面側に配置するものである流体機械。
12. 請求項１に記載の流体機械であって、
    少なくとも前記駆動源、流体機械本体、冷却ファン及び制御装置を含む流体機械ユニットを複数備えるものであり、
    前記区画壁が、前記流体機械ユニットの数と同数以上の複数の前記連通部を備えるものである流体機械。
13. 請求項１２に記載の流体機械であって、
    前記複数の流体機械ユニット毎に独立した前記第２室を備え、
    前記複数の連通部と連通する１つの前記第１室を備えるものである流体機械。
14. 請求項１に記載の流体機械であって、
    前記制御装置が、演算部、記憶部、表示部、外部通信Ｉ／Ｆ部及び入力部の少なくとも何れか１を含むものである流体機械。
15. 請求項１に記載の流体機械であって、
    前記流体機械が、圧縮機、送風機、ポンプ、膨張機の何れか１である流体機械。
16. 請求項１に記載の流体機械であって、
    前記流体機械が、気体圧縮機であり、
    前記気体圧縮機が、容積型圧縮機又はターボ型圧縮機を含むものであり、
    前記容積型圧縮機が、給液式及び無給液式を含むものであり、
    前記容積型圧縮機が、スクリュー型、スクロール型、レシプロ型及びベーン型を含むものである流体機械。

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