JPH01116297A - 空冷式オイルフリー回転形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空冷式オイルフリー回転形圧縮機に係り、特
に、圧縮機の冷却システムを小形、コンパクトに構成す
るのに好適な空冷式オイルフリー回転形圧縮機に関する
ものである。

［従来の技術］ まず、従来の１５ｋＷ、２２ｋＷクラスの空冷式単段オ
イルフリースクリユー圧縮機について第３図を参照して
説明する。

第３図は、従来の空冷式オイルフリースクリユー圧縮機
の系統図である。

第３図において、１は、オイルフリースクリユー圧縮機
の圧縮機本体、２は原動機、３は１回転力を伝えるＶベ
ルト、４は原動軸、５は増速ギヤ、６は、圧縮機本体１
の吸気側に位置する吸込絞り弁、７は、圧縮機本体１の
吐出ガス径路に係る吐出配管、８Ａは第１の空気冷却器
、９は逆止弁。

１０Ａは第２の空気冷却器、１１は、圧縮機本体１のケ
ーシングのジャケット、１２Ａは、前記ジャケット１１
内に冷却用液体（以下クーラントという）を循環させる
ためのクーラントポンプ、１３Ａは、前記クーラントを
空冷させるクーラントクーラ、１４は増速機ケーシング
、１５は、前記ケーシングの底部に潤滑油を貯溜する油
溜め、１６Ａは、その潤滑油を圧縮機本体１内のベアリ
ング、ギヤ類に供給するためのオイルポンプ、１７Ａは
、潤滑油を空冷するオイルクーラ、１９は冷却ファンで
ある。

従来の装置は、第３図に示すように、第１の空気冷却器
８Ａは、吐出ガス（圧縮空気）をクーラントで冷却する
構成となっていた。したがって、第１の空気冷却器８Ａ
と圧縮機ケーシングのジャケット１１とをクーラントで
冷却するため、このクーラントを冷却するためのクーラ
ントクーラ１３Ａは、第１の空気冷却器８Ａ、ジャケッ
ト１１の双方で熱交換された熱量を奪う必要があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術では、第３図に示すように、クーラントに
て圧縮機本体１のケーシング、並びに第１の空気冷却器
８Ａ内を通過する圧縮空気を冷却する構造となっていた
ため、クーラントを冷却する空冷式の冷却器であるクー
ラントクーラ１３Ａが熱交換容量の大きいものでなけれ
ばならなかった。また、クーラントクーラ１３Ａ入口に
おけるクーラント温度は、一般に６０〜８０℃程度であ
り、冷却媒体である空気（温度２０〜４０℃）との温度
差が少なく、クーラントクーラ１３Ａは大形化すること
が避けられなかった。そして、クーラントクーラの大形
化は、圧縮機パッケージの小形化を妨げていた。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、圧縮機の冷却システムを小形、コンパクト
にまとめ、大形の圧縮機においても水冷式とほぼ同程度
の大きさに構成することの可能な空冷式オイルフリー回
転膨圧縮機の提供を、その目的とするものである。

［問題点・を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る空冷式オイル
フリー回転膨圧縮機の構成は、圧縮機本体からの吐出ガ
ス径路に、第１の空気冷却器、逆止弁、および第２の空
気冷却器を備えて冷却空気通路中に配設すると共に、前
記圧縮機本体のケーシングのジャケット内に冷却用液体
を流通させて当該ケーシングを冷却するために、前記冷
却用液体を冷却式冷却器によって冷却して循環せしめる
回路を設けたものである。

より詳しくは、圧縮機本体の吐出ガス径路は、少なくと
も第１の空気冷却器を、ケーシング冷却用液体の空冷式
冷却器の排風側に配設したものである。

なお付記すると、上記目的は、第１空気冷却器を空冷式
として、空冷式の他の冷却器の排風側に設けてこれを冷
却することにより、クーラントクーラの大きさを著しく
小さくすることにより達成される。

また、ケーシングジャケットへ通す冷却液を専用のクー
ラントではなく、圧縮機の回転部分に使用している潤滑
油を使用すれば、クーラントクーラを廃止することが可
能となり、また循環用ポンプが１個となるため、さらに
システムの簡素化、小形化が可能となる。

［作用］ 上記の技術的手段によれば、第１の空気冷却器をクーラ
ントの如き熱媒体を用いずに直接空冷を行うので、熱交
換効率の向上を図ることができる。

このように第１の空気冷却器を空冷式とすることにより
、冷却液はケーシングジャケット内のみで熱交換を行う
ため、冷却液冷却器（クーラントクーラ）を小さくする
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図および第２図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る空冷式オイルフリー
スクリユー圧縮機の系統図である。図中、先の第３図と
同一符号のものは従来技術と同等部分であるから、一部
の説明を省略する。図中、太い矢印は冷却空気の流れ、
実線矢印はクーラントおよび潤滑油の流れを示す。

第１図に示すように、原動機２の回転力はＶベルト３に
よって原動軸４に伝えられ、増速ギヤ５で回転速度を上
げて、雄雌スクリューロータの噛み合う圧縮機本体１に
伝えられる。

圧縮されると同じに高温となった圧縮空気は、吐出配管
７を通り、第１の空気冷却器８へ入る。

ここへ入る圧縮空気の温度は、圧力が７　ｋｇ／ｃ＋ａ
”Ｈの場合３５０’Ｃ程度の高温となっているため、第
１の空気冷却器８はステンレス等の材料で構成されてい
る。ここで冷却風２０により一時冷却された圧縮空気は
逆止弁９を通過する。第１の空気冷却器８の目的の１つ
は、逆止弁４を高温空気にさらさないことにあり、第１
の空気冷却器８出口での空気温度は少なくとも２５０”
Ｃ以下とするのが良い。この後、空気は第２の空気冷却
器１０にてさらに冷却されて吐出されるが、この第２の
空気冷却器１０に性能の良いアルミ等の材料を使用する
ためには、第１の空気冷却器８出口の空気温度は１５０
℃程度にまで落とす必要がある。

一方、冷却用液体に係るクーラントは、圧縮機本体１の
ケーシングのジャケット１１内で圧縮により発生する熱
を奪い、クーラントクーラ１３内へ流れる。冷却ファン
１９による冷却風２０で空冷されたクーラントクーラ１
３内のクーラントは、クーラントポンプ１２によりクー
ラント配管系およびジャケット１１内を循環して使用さ
れる。

潤滑油は、増速機ケーシング１４の底部の油溜め１５に
貯溜されており、これをオイルポンプ１６でくみ上げて
オイルクーラ１７に流し、ここで冷却風２０にて空冷さ
れた潤滑油が圧縮機本体１内のベアリング、ギヤ類を潤
滑したのち、増速機ケーシング１４内へ回収され再循環
するようになっている。

また、圧縮機本体１と第１の空気冷却器８との間の吐出
配管７の最も低い位置に自動弁１８を設けておき、万一
逆止弁９の逆止機能が失われても自動弁１８が圧縮機停
止中には開放されているようしていおき、顧客側のライ
ンからドレン分の逆流があっても、この自動弁１８から
外へドレン分は排出され、圧縮機本体１ヘドレンが入り
込んでロータの発錆などの不具合が発生しないように構
成されている。

第１図の実施例において、第１の空気冷却器８へ流入す
る圧縮空気は３００〜３５０℃の高温であり、冷却空気
（大気）との温度差が大きいため、比較的小形の熱交換
器でも十分実用にできる。この第１の空気冷却器８の設
置場所は、第１図に示す如く、他の冷却器、すなわち第
２の空気冷却器１０、オイルクーラ１７、クーラントク
ーラ１３等の排風側へ設置するのが良い。これら各冷却
器の排風側温度は大気温度に対して１０〜２０℃上昇す
るのみであり、第１の空気冷却器８へ入る圧縮空気の温
度とはまだ大きな開きがあるため、熱交換効率はほとん
ど低下しない。

このように、通常は大気中へ捨てられている冷却器の排
風を利用し、換言すればこの排風は第１の空気冷却器を
冷却する熱媒体としては十分に低温であることに着目す
ることにより、第１の空気冷却器８を直接空冷化して、
かつ、当該第１の空気冷却器８の構成を第１図に示す如
く二重配置とすることにより、冷却器の前面面積を小形
化することができる。それとともに、クーラントクーラ
１３で交換すべき熱量は圧縮機ケーシングのジャケット
１１で奪う熱量だけで良く、第３図に示した従来技術に
対し半分以上の大きさのクーラントクーラで従来と同等
の効果を得ることができる。

本実施例によれば、クーラントポンプの小形化、クーラ
ント系統配管の簡素化等の効果も得られる。

空冷のパッケージ形圧縮機においては、冷却器の前面面
積がその全体容積、を求める第１の要素であり、これと
クーラントクーラの小形化、配管の簡素化と合わせて、
例えば３７〜５５ｋＷクラスの圧縮機についても従来の
水冷式とほぼ同じ大きさのシステムを構成することが可
能となる。

次に、第２図は、本発明の他の実施例に係る空冷式オイ
ルフリースクリユー圧縮機の系統図である。図中、第１
図と同一符号のものは同等部分であるから、その説明を
省略する。

第２図の実施例が、第１図の実施例と相違するところは
、圧縮機本体ケーシングのジャケット１１を流通させる
冷却用液体として潤滑油を用いたことである。

第１図の実施例において、２１は潤滑油を循環させるた
めのオイルポンプ、２２は、その潤滑油を冷却風２０に
よって空冷するためのオイルクーラである。

第２図の実施例によれば、第１図の如きクーラントクー
ラおよびクーラント配管系が不要となっている。すなわ
ち、第１図の実施例におけるクーラントクーラ１３とオ
イルクーラ１７とを１つのオイルクーラ２２にまとめ、
循環用のポンプもオイルポンプ２１１個となり、配管系
が大幅に簡素化されている。

第２図の実施例によれば、先の第１図の実施例と同様の
効果が期待されるほか配管系の簡素化により、−層の小
形化、低価格が期待される。

なお、前述の各実施例は、空冷式単段オイルフリースク
リユー圧縮機の例について説明したが、本発明はこれに
限るものではなく、同様の効果が期待される範囲で他の
空冷式オイルフリー回転膨圧縮機にも適用されるもので
ある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、圧縮機の冷却シス
テムを小形、コンパクトにまとめ、大形の圧縮機におい
ても水冷式とほぼ同程度の大きさに構成することの可能
な空冷式オイルフリー回転膨圧縮機を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る空冷式オイルフリー
スクリユー圧縮機の系統図、第２図は、本発明の他の実
施例に係る空冷式オイルフリースクリユー圧縮機の系統
図、第３図は、従来の空冷式オイルフリースクユー圧縮
機の系統図である。 １・・・圧縮機本体、７・・・吐出配管、８・・・第１
の空気冷却器：９・・・逆止弁、１０・・・第２の空気
冷却器、１１・・・ジャケット、１２・・・クーラント
ポンプ、１３・・・クーラントクーラ、１６．２１・・
・オイルポンプ、１７．２２・・・オイルクーラ、１９
・・・冷却ファン、２０・・・冷却風。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機本体からの吐出ガス径路に、第１の空気冷却
   器、逆止弁、および第２の空気冷却器を備えて冷却空気
   通路中に配設するとともに、前記圧縮機本体のケーシン
   グのジャケット内に冷却用液体を流通させて当該ケーシ
   ングを冷却するために、前記冷却用液体を空冷式冷却器
   によって冷却して循環せしめる回路を設けたことを特徴
   とする空冷式オイルフリー回転形圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、圧縮機
   本体の吐出ガス径路は、少なくとも第１の空気冷却器を
   、ケーシング冷却用液体の空冷式冷却器の排風側に配設
   したことを特徴とする空冷式オイルフリー回転形圧縮機
   。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、圧縮機
   本体のケーシングのジャケット内に流通せしめる液体を
   圧縮機の潤滑油としたことを特徴とする空冷式オイルフ
   リー回転形圧縮機。