JPH06346875A - パッケージ形スクリュー圧縮機 - Google Patents

パッケージ形スクリュー圧縮機

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JPH06346875A
JPH06346875A JP13817793A JP13817793A JPH06346875A JP H06346875 A JPH06346875 A JP H06346875A JP 13817793 A JP13817793 A JP 13817793A JP 13817793 A JP13817793 A JP 13817793A JP H06346875 A JPH06346875 A JP H06346875A
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Kazuaki Shiiki
和明 椎木
Hiroshi Torigoe
大資 鳥越
Mitsusachi Yamamoto
光幸 山本
Yuji Kamiya
裕治 紙屋
Hirochika Kametani
裕敬 亀谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】インバータを内蔵するパッケージ形スクリュー
圧縮機の省スペース化及び内蔵インバータやモータの効
果的な冷却を行うこと。 【構成】縦形のモータ1にカップリングケース2を介し
て圧縮機本体3を縦形に接続して縦形圧縮機本体ユニッ
トを構成し、さらにオイルタンク4、インバータ盤6、
クーラ8等も縦形に配置して、パッケ−ジ内に収容し
た。さらに、インバ−タ盤冷却用の空気吸込口12a
と、縦形モータ1の冷却用の空気吸込口12bを独立し
て設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインバータを内蔵するパ
ッケージ形スクリュー圧縮機に関し、特に圧縮機本体ユ
ニット、オイルタンク、インバータ盤及びクーラの配置
とパッケージ内の冷却に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータで駆動されるスクリュー圧縮
機の従来技術としては、特開昭55−164792号があげられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のもの
は、インバータを内蔵するパッケージ形スクリュー圧縮
機についての記載はない。インバータをパッケージ内に
内蔵しようとすると、その分圧縮機全体の据付面積が大
きくなり、省スペースの点から問題があった。また、イ
ンバータは運転すると発熱するが、パッケージ内にイン
バ−タを内蔵すると十分な冷却を行うことができず、イ
ンバ−タの温度が基準値以上に上昇するという問題があ
った。
【0004】本発明の目的は、設置面積を小さくできる
パッケージ形スクリュー圧縮機を得ることにある。
【0005】本発明の他の目的は、インバータを十分に
冷却できるパッケージ形スクリュー圧縮機を得ることに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第1の特徴は、パッケ−ジ内に、圧縮機本
体、該圧縮機本体を駆動するモ−タ、該モ−タを駆動す
るインバータを備え、かつ前記モ−タは縦型に配置さ
れ、該モータにカップリングを介して前記圧縮機本体を
縦型に接続したことにある。
【0007】本発明の第2の特徴は、パッケ−ジ内に、
圧縮機本体、該圧縮機本体を駆動するモ−タ、該モ−タ
を駆動するインバータ盤、オイルセパレ−タ、オイルタ
ンク、オイル及び圧縮空気のク−ラを備え、かつ前記モ
−タは縦型に配置され、該モータにカップリングを介し
て前記圧縮機本体を縦型に接続すると共に、前記インバ
ータ盤、オイルタンク及びク−ラも縦型に配置し、前記
モ−タ及び圧縮機本体ユニットよりも前面に前記インバ
ータ盤、オイルセパレ−タ及びオイルタンクを配置した
ことにある。
【0008】本発明の第3の特徴は、パッケ−ジ内に、
圧縮機本体、該圧縮機本体を駆動するモ−タ、該モ−タ
を駆動するインバータ盤、オイルセパレ−タ、オイルタ
ンク、オイル及び圧縮空気のク−ラ、エアドライヤ−、
冷却ファンを備え、かつ前記モ−タは縦型に配置され、
該モータ下部にカップリングを介して前記圧縮機本体を
縦型に接続し、前記パッケ−ジ内上部には前記エア−ド
ライヤ−及び冷却ファンを配置し、前記インバータ盤、
オイルタンク及びク−ラも縦型に配置し、前記モ−タ及
び圧縮機本体よりも前面に前記インバータ盤、オイルセ
パレ−タ及びオイルタンクを配置し、前記パッケ−ジの
側面に形成された冷却空気吸込口に近接させて前記イン
バータ盤を配置したことにある。
【0009】本発明の第4の特徴は、パッケ−ジ内に、
圧縮機本体、該圧縮機本体を駆動するモ−タ、該モ−タ
を駆動するインバータ盤、オイルセパレ−タ、オイルタ
ンク、オイル及び圧縮空気のク−ラ、エアドライヤ−、
冷却ファンを備え、前記モ−タは縦型に配置され、該モ
ータ下部にカップリングを介して前記圧縮機本体を縦型
に接続して、これらモ−タ、カップリング、圧縮機本体
により縦形の圧縮機本体ユニットを構成し、また前記オ
イルタンク、インバータ盤、クーラも縦形に配置し、さ
らに前記インバ−タ盤の冷却用空気吸込口と前記モータ
の冷却用空気吸込口を独立してパッケ−ジに設けたこと
にある。
【0010】
【作用】本発明は以下のように作用する。モータ及びモ
ータによってカップリング直結駆動される圧縮機本体、
オイルタンク、インバータ盤、クーラ等が縦形に配置し
ているため、これらを収納したパッケ−ジの設置面積を
最少にできる。
【0011】また、モ−タ及び圧縮機本体よりも前部
(正面側)に前記インバータ盤、オイルセパレ−タ及び
オイルタンクを配置し、モータと圧縮機本体をオイルセ
パレータ等の部材の奥に配置しているので、パッケ−ジ
の正前側騒音を低減することができる。
【0012】さらに、インバータ盤をパッケ−ジに形成
した冷却空気吸込口の近傍に配置し、好ましくはインバ
ータ盤に冷却フィンを形成し、この冷却フィンをダクト
内に設けて外気で直接冷却するようにしているので、パ
ッケ−ジ内に納めたインバータ盤を効率よく冷却するこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図8により
説明する。
【0014】図において、1は縦形に配置された圧縮機
駆動用のモータ、2はカップリングケース、3は縦形に
配置された圧縮機本体で、これらによって縦形の圧縮機
本体ユニットを構成している。4はオイルタンク、5は
オイルセパレータ収納ケースで、オイルタルク4は圧縮
機本体ユニットの前側に配置してある。また、6はイン
バータを内蔵したインバータ盤で、インバ−タ冷却用の
空気吸込口12aの近傍に配置してある。12bはモ−
タ1の冷却用空気吸込口、30aは空気吸込口12aと
インバ−タ盤6とを接続するダクト、30bは空気吸込
口12bからの冷却空気をモ−タ1に導くためのダクト
である。冷却空気吸込口12a,12bは防音カバ12
に形成されている。8は圧縮機の運転によって温度の上
昇する潤滑油と圧縮空気を冷却するためのクーラ(オイ
ルク−ラ及びアフタ−ク−ラ)である。圧縮機本体ユニ
ット、オイルタンク4、インバータ盤6、オイルクーラ
8はベース7上に全てたて形に配置され、これらを収納
したパッケ−ジの据付面積を最少にしている。パッケー
ジ内を換気するための冷却フィン9及び冷却ファンを駆
動するための冷却ファンモータ10は圧縮機の上部に設
置してある。11は圧縮空気中の水分を除去するための
エアードライヤーで冷却ファンと同様に圧縮機の上部に
設置してある。
【0015】次に、たて形モータ1とインバータ盤冷却
フィン6aを冷却する空気の流れについて説明する。圧
縮機を運転すると同時に冷却ファン9が運転され、空気
は吸込口12a及び12bより吸気される。吸込口12
aより流入した空気は、ダクトによって冷却フィン6a
に導かれ、冷却フィン6aを冷却したあとクーラ8を冷
却し、冷却ファン9を通って防音カバの外へ排出され
る。また、もう一つの空気吸込口12bより吸気された
空気は、主に、たて形モータ1の冷却空気としてモータ
自身に装着されたファン(図示せず)によりモータの上
部より吸込まれモータを冷却したあと、クーラ8を冷却
し、冷却ファン9を通って防音カバの外へ排出される。
【0016】次に本実施例の容量制御システムについて
説明する。
【0017】図5において、3はスクリュー圧縮機で、
モータ1とカップリング2aを介して回転する駆動側ロ
ータ3aと、該駆動側ロータ3aに噛み合って回転する
従動側ロータ3bとを設け、かつ吐出側を吐出管17を
介してオイルタンク4に接続している。オイルセパレー
タ5aは、圧縮空気と該圧縮空気中に含まれているオイ
ルとを分離し、圧縮空気を吐出配管18を通ってアフタ
ークーラ8aに送り、オイルをオイル配管21を通って
オイルクーラ8bに送る。アフタークーラ7は、圧縮空
気を冷却し、吐出配管19を通ってユーザに供給する。
一方、オイルクーラ8bはオイルを冷却し、オイル配管
20を通ってスクリュー圧縮機3の軸受部などに送る。
14は吸込絞り弁であって、スクリュー圧縮機3の吸込
側に一端部が接続され、他端部は吸込フイルタ13を有
する吸込配管16の途中に設置されている。15は電磁
弁で、吐出配管18より分岐する操作配管22の端部に
設置され、インバータ23からの回転数信号により上記
吐出配管18からの圧縮空気によって吸込絞り弁14を
開閉操作する。23はインバータで、図7に実線にて示
すように、あらかじめ、通常のスクリュー圧縮機3の負
荷起動トルクと、回転数との関係を求め、上記スクリュ
ー圧縮機3の起動前に上記電磁弁15に上記吸込絞り弁
14からの回転数信号を出力し、その後、上記スクリュ
ー圧縮機3を起動し、図7に実線にて示すピーク値の回
転数N1 よりも低い起動トルクの回転数N2 に達したと
き、上記電磁弁15に上記吸込絞り弁14開の信号を出
力する。なお、上記スクリュー圧縮機3の回転数は、例
えばロータ3a,3bの周速度などから求めている。2
4はPID制御装置で、図6に示すように、上記吐出配
管19に設置された圧力センサ25により検出された圧
縮空気の検出圧力値Aに相当する電流または電圧信号出
力と、あらかじめ設定された設定圧力値Bに相当する電
流または電圧信号とを比較し、両者の圧力差の変化が最
小になるための上記インバータの23への出力回転数を
演算してインバータ23に出力し、上記モータ1を回転
させる。なお、上記設定圧力値Bは、圧縮空気の使用状
況に応じてたとえばつまみ(図示せず)を回わすことに
より変えられるようにしている。
【0018】つぎに動作について説明する。スクリュー
圧縮機3の起動前に、インバータ23から電磁弁15を
介して吸込絞り弁14を完全に締め切った状態にする。
この状態でモータ1を回転すると、カップリング2aを
介して駆動側ロータ3aおよび従動側ロータ3bが回転
してスクリュー圧縮機3は真空ポンプと同様に、吸込側
が真空となり、吐出側がオイルタンク4内の圧力以上の
圧力となって圧縮空気を吐出する。そのため、スクリュ
ー圧縮機3の起動トルクは図7に一点鎖線にて示すよう
に、吸込絞り弁14を開いて通常の負荷運転を行った場
合(実線)の起動トルクおよびインバータ23の起動ト
ルク(鎖線)よりも小さくなる。しかるのち、ロータ3
a,3bの周波数などから求めた回転数が図7に示す回
転数N2すなわち、図7に実線にて示す通常の起動運転
時におけるピーク値の回転数N1よりも十分に低下した
起動トルクの回転数N2 に達したとき、インバータ23
から出力信号により電磁弁15を介して吸込絞り弁14
が開いて、外気を吸込フィルタ13および吸込配管16
を通って吸込側に吸込んで負荷運転を行う。したがっ
て、スクリュー圧縮機3は円滑に起動することができ
る。スクリュー圧縮機3にて圧縮された空気は吐出管1
7を通ってオイルタンク4に送られ、オイルセパレータ
5aで圧縮空気と該圧縮空気中に含まれているオイルと
を分離し、オイルをオイル配管21を通ってオイルクー
ラ8bに送り、オイルクーラ8bでオイルを冷却したの
ち、オイル配管20を通ってスクリュー圧縮機3内の軸
受部などに給油する。一方圧縮空気は、吐出配管18を
通ってアフタークーラ7に送られ、圧縮空気を冷却した
後、吐出配管19を通ってユーザへ供給される。また、
オイルタンク4からの圧縮空気の一部は吐出配管18か
ら分岐し、操作配管22を通って電磁弁15に送られ、
吸込絞り弁14の開閉操作空気として使用される。
【0019】ユーザの使用空気量が吐出配管19からユ
ーザに送られる量よりも多くなると、吐出配管19から
ユーザに送られる圧縮空気の圧力が設定圧力値Bより徐
々に低下する。これを吐出配管19に設置された圧力セ
ンサ25が検出して検出信号を常時PID制御装置24
に出力する。PID制御装置24では、図6に示すよう
に、圧力センサ25からの検出値Aの信号と、設定値B
の信号とを比較し、圧力センサ25による検出圧力値A
が設定圧力値Bより小さいときには、設定圧力値Bに対
する検出圧力値Aの変化を最少になるようなインバータ
19出力回転数を演算し、演算結果に基づく出力回転数
信号をインバータ23に送る。インバータ23ではPI
D制御装置24からの出力回転数信号に基づく回転数に
上昇してモータ1の回転数を上昇させる。そのため、ス
クリュー圧縮機3の圧縮空気の吐出量が増加して、吐出
配管19からユーザに送られる圧縮空気は、ユーザの使
用空気量に対する量になって圧力センサ25による検出
圧力値Aは設定圧力値Bに保持される。また、ユーザの
使用空気量が吐出配管19からユーザに送られる量より
も減少すると、吐出配管19からユーザに送られる圧縮
空気の設定圧力値Bよりも徐々に上昇する。これを圧力
センサ25が検出して検出信号をPID制御装置24に
出力する。PID制御装置24では、設定圧力値Bに対
する圧力センサ25からの検出圧力値Aの変化量が最少
になるようにインバータ23への出力回転数を演算し、
演算結果に基づく出力回転信号をインバータ23に送
る。インバータ23ではPID制御装置24からの出力
回転数に基づく回転数に下げてモータ1の回転数を低下
させる。そのため、スクリュー圧縮機3の圧縮空気の吐
出量が減少するので、吐出配管19からユーザに送られ
る圧縮空気の圧力が設定圧力値Bに保持される。なお、
上記設定圧力値Bは、スクリュー圧縮機3の可能な圧力
範囲内でユーザの要求に応じて変更できるので、高品質
の圧縮空気を使い勝手良く供給することができ、かつ必
要最低圧力も設定すれば、無駄な圧力を消費しないので
多大の省エネルギー効果がある。また、上記PID制御
装置24と、上記インバータ23とをそれぞれ図8に符
号24a,24bで示すように一体に構成することも可
能である。
【0020】以上のように本実施例によれば、パッケー
ジ形インバータ駆動スクリュー圧縮機の主要構成部品で
ある、圧縮機本体ユニット、オイルタンク、インバータ
盤、クーラを全て縦形に配置したので、設置面積を大幅
に低減でき、省スペースの点から多大の効果がある。ま
た、圧縮機本体ユニットの前にオイルタンクを配置して
あるので圧縮機より発生する騒音を効果的にしゃ音する
ことができる。さらに、インバータ盤を吸気口の近傍に
設置して、冷却フィン冷却用の吸込口とモータ冷却用の
吸込口を独立して設けたので、外気による効率の良い直
接冷却ができる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮機、モ−タ、イン
バ−タ盤等を収納したパッケ−ジの据付面積を最少にで
きるので、据付面積の小さなインバータ内蔵パッケ−ジ
形スクリュ−圧縮機が得られ、省スペース化を図ること
ができる。
【0022】また、本発明によれば、インバータを十分
に冷却することのできるパッケージ形スクリュー圧縮機
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すパッケージ形スクリュ
ー圧縮機の内部構成を示す斜視図である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】図1の平面断面図である。
【図4】図1の右側面縦断面図である。
【図5】図1に示すパッケージ形スクリュー圧縮機のシ
ステム系統図である。
【図6】図1に示すパッケージ形スクリュー圧縮機にお
けるPID制御装置のフローチャートである。
【図7】スクリュー圧縮機の起動トルクを説明する線図
である。
【図8】インバータにPID制御装置を一体に構成した
場合の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…圧縮機駆動用のモータ、2…カップリングケース、
3…圧縮機本体、4…オイルタンク、5…オイルセパレ
ータ収納ケース、6…インバータ盤、6a…冷却フィ
ン、7…ベース、8…クーラ、9…冷却ファン、10…
冷却ファンモータ、11…エアードライヤー、12…防
音カバ、12a,12b…空気吸込口、23…インバー
タ、24…PID制御装置、25…圧力センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紙屋 裕治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内 (72)発明者 亀谷 裕敬 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パッケ−ジ内に、圧縮機本体、該圧縮機本
    体を駆動するモ−タ、該モ−タを駆動するインバータを
    備え、かつ前記モ−タは縦型に配置され、該モータにカ
    ップリングを介して前記圧縮機本体を縦型に接続したこ
    とを特徴とするパッケージ形スクリュー圧縮機。
  2. 【請求項2】パッケ−ジ内に、圧縮機本体、該圧縮機本
    体を駆動するモ−タ、該モ−タを駆動するインバータ
    盤、オイルセパレ−タ、オイルタンク、オイル及び圧縮
    空気のク−ラを備え、かつ前記モ−タは縦型に配置さ
    れ、該モータにカップリングを介して前記圧縮機本体を
    縦型に接続すると共に、前記インバータ盤、オイルタン
    ク及びク−ラも縦型に配置し、前記モ−タ及び圧縮機本
    体よりも前面に前記インバータ盤、オイルセパレ−タ及
    びオイルタンクを配置したことを特徴とするパッケージ
    形スクリュー圧縮機。
  3. 【請求項3】請求項2において、前記パッケ−ジの側面
    に冷却空気吸込口を設け、前記インバータ盤をこの冷却
    空気吸込口に近接させて配置したことを特徴とするパッ
    ケージ形スクリュー圧縮機。
  4. 【請求項4】請求項2において、前記インバータ盤に冷
    却フィンを設けると共に、前記パッケ−ジの側面には冷
    却空気吸込口を設け、この吸込口と前記インバータ盤と
    を接続するダクトを設けて、このダクト内にインバータ
    盤の冷却フィンを配置したことを特徴とするパッケージ
    形スクリュー圧縮機。
  5. 【請求項5】請求項4において、前記インバータ盤の冷
    却フィン冷却用のダクトに近接して圧縮機駆動用モータ
    の冷却用吸込口を前記パッケ−ジに設けたことを特徴と
    するパッケージ形スクリュー圧縮機。
  6. 【請求項6】パッケ−ジ内に、圧縮機本体、該圧縮機本
    体を駆動するモ−タ、該モ−タを駆動するインバータ
    盤、オイルセパレ−タ、オイルタンク、オイル及び圧縮
    空気のク−ラ、エアドライヤ−、冷却ファンを備え、か
    つ前記モ−タは縦型に配置され、該モータ下部にカップ
    リングを介して前記圧縮機本体を縦型に接続し、前記パ
    ッケ−ジ内上部には前記エア−ドライヤ−及び冷却ファ
    ンを配置し、前記インバータ盤、オイルタンク及びク−
    ラも縦型に配置し、前記モ−タ及び圧縮機本体よりも前
    面に前記インバータ盤、オイルセパレ−タ及びオイルタ
    ンクを配置し、前記パッケ−ジの側面に形成された冷却
    空気吸込口に近接させて前記インバータ盤を配置したこ
    とを特徴とするパッケージ形スクリュー圧縮機。
  7. 【請求項7】パッケ−ジ内に、圧縮機本体、該圧縮機本
    体を駆動するモ−タ、該モ−タを駆動するインバータ
    盤、オイルセパレ−タ、オイルタンク、オイル及び圧縮
    空気のク−ラ、エアドライヤ−、冷却ファンを備え、前
    記モ−タは縦型に配置され、該モータ下部にカップリン
    グを介して前記圧縮機本体を縦型に接続して、これらモ
    −タ、カップリング、圧縮機本体により縦形の圧縮機本
    体ユニットを構成し、また前記オイルタンク、インバー
    タ盤、クーラも縦形に配置し、さらに前記インバ−タ盤
    の冷却用空気吸込口と前記モータの冷却用空気吸込口を
    独立してパッケ−ジに設けたことを特徴とするパッケー
    ジ形スクリュー圧縮機。
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