無給油式スクリュー圧縮機
【課題】
低騒音で据付面積低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】
ユニットケース１の底部に圧縮機本体２ａ、２ｂと圧縮機駆動用のモータ８を配置し、その上側にダクト３０を備え、ダクト３０の左側面にはインタークーラ９、上面にはアフタークーラ１１、正面にはオイルクーラ１３を配置し、ダクト３０の内部には冷却ファン３０を配置し、ダクト３０の底面に吸気口３０ａを設け、各クーラ９、１１、１３の下流側には上記ケース１の上面に繋がる排気ダクト３１、３２、３３をそれぞれ設けた構造とし、冷却空気が冷却ファン３０により、吸気口３０ａからダクト３０内部に吸込まれ、各クーラ９、１１、１３を通過して排気ダクト３１、３２、３３を介してケース１の上方向に排気される構造とした。この構造により、低騒音かつ据付面積が低減可能でコンパクトな無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
低騒音で据付面積低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供する。
【解決手段】
ユニットケース１の底部に圧縮機本体２ａ、２ｂと圧縮機駆動用のモータ８を配置し、その上側にダクト３０を備え、ダクト３０の左側面にはインタークーラ９、上面にはアフタークーラ１１、正面にはオイルクーラ１３を配置し、ダクト３０の内部には冷却ファン３０を配置し、ダクト３０の底面に吸気口３０ａを設け、各クーラ９、１１、１３の下流側には上記ケース１の上面に繋がる排気ダクト３１、３２、３３をそれぞれ設けた構造とし、冷却空気が冷却ファン３０により、吸気口３０ａからダクト３０内部に吸込まれ、各クーラ９、１１、１３を通過して排気ダクト３１、３２、３３を介してケース１の上方向に排気される構造とした。この構造により、低騒音かつ据付面積が低減可能でコンパクトな無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ型の無給油式スクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無給油式スクリュー圧縮機の一例として特許文献１に記載のものがある。この従来のものでは、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）等の冷却機器類は、圧縮機本体や駆動系装置（モータやギヤケーシングなど）の背面に配置されていた。冷却機器類を構成するクーラはパッケージの背面に露出して配置され、低温の外気をクーラ内に直接取り込むようにし、これによりクーラの小型化が図れるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載の従来技術では、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）を、パッケージ内の圧縮機本体や駆動系装置とは隔離された一側に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５５８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、冷却装置を構成するクーラ等の機器がパッケージ背面に露出し、直接連通する構造となっているため、クーラ部の表面から振動音や脈動音がパッケージ外に洩れやすいという欠点があった。
【０００６】
また、上記特許文献２では、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）を、パッケージ内の圧縮機本体や駆動系装置とは隔離された一側に配置しているため、圧縮機本体と空冷式熱交換器を接続する配管長が長くなり、圧力損失が増加し、圧縮機の性能低下を招いていた。また、配管長が長くなるため、配管振動による騒音の増大や原価面でも不利な構造となっていた。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、騒音を低減し、熱交換器の冷却能力を確保し、さらには、コンパクトで据付面積を低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記目的を達成する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
空気を所定の中間圧力まで昇圧する低圧段圧縮機と、
中間圧力まで昇圧された圧縮空気を所定の吐出圧力まで昇圧する高圧段圧縮機と、
前記低圧段圧縮機及び前記高圧段圧縮機を駆動するモータと、
前記低圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する低圧段空冷式熱交換器と、
前記高圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する高圧段空冷式熱交換器と、
前記圧縮機本体の軸受部および変速装置に供給される潤滑油を冷却する潤滑油用空冷式熱交換器と、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に通風させるための冷却ファンと、
前記各部を覆うパッケージと、
前記パッケージ内において、前記低圧段圧縮機、高圧段圧縮機、及び、モータよりも上方に配置されるダクトと、
前記ダクト内に配設されて、周方向に冷却風を供給する冷却ファンとを備え、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器は、前記ダクト内において前記冷却ファンの周方向及び上面側に配置され、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器と、前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトを有することを特徴とする。
【０００９】
また、より好適な態様の具体例を挙げるならば、下記の通りである。
（１）前記高圧段空冷式熱交換器を前記ダクトの上面に配置し、前記低圧段空冷式熱交換器と前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器をそれぞれ前記ダクトの異なる側面に配置したこと。
（２）前記低圧段空冷式熱交換器の圧縮空気入口部と出口部がそれぞれ前記低圧段圧縮機側と前記高圧段圧縮機側になるように前記ダクトの側面に縦置きに配置したこと。
（３）前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器を前記高圧段空冷式熱交換器の下側に前記ダクトの上方向から見て、前記高圧段空冷式熱交換器と一部重なるように配置したこと。
（４）前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に設けた排気ダクト内に前記高圧段圧縮機と前記高圧段空冷式熱交換器を接続する配管の一部を配置した。
（５）前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に前段空冷式熱交換器を備え、前記低圧段空冷式熱交換器と前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトに前記前段空冷式熱交換器を配置したこと。
（６）前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に整流板を設けたこと。
（７）前記高圧段空冷式熱交換器の下流の高温排気部を塞いだこと。
（８）前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの低温側を塞いだこと。
（９）前記前段空冷式熱交換器により多くの冷却風が流れるように、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの内部に整流板を設けたこと。
（１０）前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたこと。
（１１）前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から前記パッケージ内部の高温部（例えば、逆止弁周り）を通過し、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたこと。
（１２）前記冷却ファンをターボファンとしたこと。
（１３）前記ターボファンよりも下部に前記ダクトの内部空間を埋めるための部材を配置したこと。
（１４）前記ダクトの内面側に前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に冷却空気を導入するための整流用のガイドを設けたこと。
（１５）前記パッケージ側面に前記モータを冷却するための吸気口と前記各クーラを冷却するための吸気口を備えたこと。
（１６）前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器より冷却風の上流側であって、前記冷却ファンの上方に、前記冷却ファンを駆動するファンモータを配置したこと。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、騒音を低減し、熱交換器の冷却能力を確保しつつも、コンパクトで据付面積を低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図。
【図２】無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図。
【図３】無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図。
【図４】比較例の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図。
【図５】冷却ファンの周囲に整流用のガイドを配置した例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態として、低圧段圧縮機本体と高圧段圧縮機本体を備えるパッケージ型の無給油式スクリュー圧縮機を例にして説明する。
【００１３】
図１及び図２は本実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図であり、図３は本実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図である。図４は比較例を示す図であり、具体的には、比較例に係る無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図である。
【００１４】
以下では、まず図４に示す比較例を説明し、この比較例に係る技術課題を整理した上で、本実施形態を説明する。
【００１５】
図４において、圧縮機ユニットケース１（以下、ユニットケース、あるいは、パッケージとも称する。）に収納される無給油式スクリュー圧縮機は二段圧縮機であり、低圧段圧縮機本体２ａと高圧段圧縮機本体２ｂを備えている。この低圧段圧縮機本体２ａの吸込みガス通路の上流側に吸込み絞り弁６が設けられている。また、上記圧縮機本体は、圧縮室内に一対のスクリューロータである雄ロータ３及び雌ロータ４を収納している。雌雄ロータ３、４は、無給油及び非接触状態で回転自在に配設されており、その外周部には容積が変化するガス通路の溝が形成されている。
【００１６】
上記両圧縮機本体２ａ、２ｂは圧縮機本体駆動用モータ８により、駆動ギヤ７を介して回転駆動される。圧縮に使用されるガスは、吸込みフィルタ５より外部から常温で取り込まれる。圧縮機ユニットケース１には内外を連通孔が複数設けられており、これらの連通孔が、空気の吸気口あるいは排気口として機能する。吸気口には風路形状１９が設けられる。低圧段圧縮機本体２ａに供給され、ここで圧縮された空気は、配管３５を通じて低圧段空冷式熱交換器（以下、インタークーラ）９を通過して冷却された後、配管３６を通じて高圧段圧縮機本体２ｂに供給される。
【００１７】
高圧段圧縮機本体２ｂにより、さらに圧縮された空気は配管３４を通じて流通する。配管３４には逆止弁４０と熱交換器が設けられており、圧縮空気は、高圧段空冷式熱交換器（以下、アフタークーラ）１１の上流側に必要に応じて配置されるアフタークーラ１１用の前段熱交換器（以下、プレクーラ）１０を通過した後、アフタークーラ１１へ供給されて冷却された後、圧縮機ユニット外部へ吐出される。
【００１８】
ここで、プレクーラは、低圧段圧縮機２ａもしくは高圧段圧縮機２ｂの圧縮比により、吐出空気温度がインタークーラ９、アフタークーラ１１の耐熱温度もしくは寿命を短縮させるような温度を超える場合は、熱疲労保護のため、インタークーラ９もしくはアフタークーラ１１もしくはその両方のクーラに対し、プレクーラを配置する必要がある。
【００１９】
また、ギヤケース１２に充填されている潤滑油は、圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器（以下、オイルクーラ）１３によって適正温度まで冷却された後、圧縮機本体内を含む圧縮機用軸受及び駆動ギヤ７へ、冷却及び回転潤滑のために供給され、再びギヤケース１２へと回収される。潤滑油は、駆動ギヤ７や圧縮機本体の軸受部分に供給されるために必要である一方で、本実施形態は無給油式の圧縮機であり、空気の流通経路上に潤滑油が混入しない構造を採用している。したがって、圧縮空気の経路とは隔離された経路内で循環し、その経路内に設けられるオイルクーラ１３によって冷却される構造となっている。
【００２０】
図４に示す比較例では、インタークーラ９、アフタークーラ１１及びオイルクーラ１３は圧縮機ユニットの背面に配置され、各クーラの冷却風はパッケージ内の上方向に設けられた冷却ファン１４によりパッケージ上部から外部に排気される構成としていた。冷却ファン１４はファンモータ３８によって回転し、このファンモータ３８の駆動によってパッケージ外から空気を導き、これと熱交換することによって圧縮空気や潤滑油の冷却が行われる。
【００２１】
圧力損失を低くすること、及び温度のできるだけ低い冷却風を各クーラに導くため、冷却風通路面はパッケージ外部に露出する構成とするのが通常であった。そのため、ユニット内からの騒音が外部に漏れやすいという欠点があった。さらに、冷却ファン１４がパッケージ外部に露出してしまうため、ファン騒音が外部に漏れやすいという欠点もあった。また、この比較例のように、パッケージ背面に各クーラ９、１１、１３を並べた場合、圧縮機本体２ａ、２ｂと各クーラ９、１１までの距離が長くなり、吐出しガスの配管構成が複雑になるだけでなく、これらの配管（例えば、配管３４、３５、３６）は、ステンレス材で構成されているため非常に高価なものとなっていた。
【００２２】
上記の問題を解決するために、本実施例の実際の位置関係をもつ空冷式熱交換器を有する無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造を図１〜図３を用いて説明する。図１の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ本実施例の上面図、左側面図、正面図、右側面図の一例を示している（以下の説明でも左右の定義はこれを踏襲する。）。図２は本実施例の圧縮機のユニット構造を示す斜視図であり、（Ａ）は正面側の左上方から見た斜視図、（Ｂ）は右奥上方から背面側を見た斜視図である。図３は本実施例の圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローと合わせて示した図である。前述した比較例（図４）と共通する部分は同符号を付して示しており、重複する説明は省略する。
【００２３】
本実施例では、ユニットケース１の底部に圧縮機本体２ａ、２ｂと圧縮機駆動用のモータ８を配置し、その上側にダクト３０を備え、ダクト３０の左側面にはインタークーラ９、上面にはアフタークーラ１１、正面にはオイルクーラ１３を配置している。ダクト３０の内部には冷却ファン１４が配置されていて、ダクト３０の底面には吸気口３０ａが設けられている。各クーラ９、１１、１３の下流側には上記ケース１の上面に繋がる排気ダクト３１、３２、３３がそれぞれ設けられている。冷却空気は、冷却ファン１４により、吸気口３０ａからダクト３０内部に吸込み、各クーラ９、１１、１３を通過して、排気ダクト３１、３２、３３を介してケース１の上方向に排気される。ダクト３０の右側にはアフタークーラ１１から吐出された圧縮空気から水分を除去するためのドライヤ（図示せず）を配置するためクーラを配置していない。ケース１には、吸気口１ａ、１ｂが設けられており、吸気口１ａから吸込まれた冷却空気は、モータ８を冷却した後に吸気口３０ａからダクト３０内に吸い込まれ、吸気口１ｂから吸い込まれた空気は直接吸気口３０ａからダクト３０内に吸い込まれる。
【００２４】
本実施例では、インタークーラ９、アフタークーラ１１、及び、オイルクーラ１３を冷却ファン１４の周方向及び上面側に配置させている。すなわち、インタークーラ９、オイルクーラ１３をダクト３０の側面に配置し、排気ダクト３２、３３を介して上記ケース１の上方向に排気する構造としている。尚、図１に示す本実施例では、オイルクーラ１３をダクト３０の側面に横置きに配置した例を示している。ダクト３０の側面にオイルクーラ１３を縦置きに配置した例は後述する図５に示している。これにより、インタークーラ９とオイルクーラ１３が直接ケース１の外部に露出しない構成とすることが可能となり、ユニット内部からの音漏れを抑制してパッケージ型圧縮機ユニットの低騒音化を図ることができる。
【００２５】
さらに、ダクト３０の側面及び上面に各クーラを配置することで、比較例のように吸込み側にクーラを配置している場合と比べてダクトを小型化かつ簡素化することができている。更に、ダクト３０の異なる面に各クーラを配置しているので各クーラのサイズに自由度ができる。さらに、比較例では冷却ファン１４がパッケージ外部から直接見える構造となっているため、ファン騒音がパッケージ１の外部に漏れ易くなっていたが、本実施例のように冷却ファン１４をクーラ９、１１、１３の上流側のダクト３０内部に配置することで、冷却ファン１４から発生する騒音が直接パッケージ１の外部に漏れるのを防止することができる。
【００２６】
また、本実施例では、インタークーラ入口９ａを低圧段圧縮機２ａ側、インタークーラ出口９ｂを高圧段圧縮機２ｂ側になるようにダクト３０の側面に縦置きに配置することにより、低圧段圧縮機２ａとインタークーラ入口９ａを接続する配管３５、及びインタークーラ出口９ｂと高圧段圧縮機２ｂを接続する配管３６を比較例の配管ルートに比べ大幅に短縮している。これにより、配管の圧力損失を大幅に低減することができ性能向上を図ることができる。また、配管３５、３６は、高価なステンレス材で構成されているため、配管長短縮により大幅に原価低減を図ることができる。また、配管長短縮により配管振動による騒音の増大を低減することができる。
【００２７】
また、本実施例では、オイルクーラ１３をダクト３０の前面に横向きに配置し、ダクト３０の上方向から見て、アフタークーラ１１の下側に一部重なるように配置している。ここで、オイルクーラ１３をダクト３０の前面に縦向きに配置した場合、ケース１内のダクト３０の前面側のスペースが狭いため、オイルクーラ１３の排気ダクト３３内の空間が狭くなり、オイルクーラ１３の高温排気により排気ダクト３３内の空気温度が上昇し、オイルクーラ１３の冷却効率が低下してしまう。本実施例の構造とすることで、オイルクーラ１３の高温排気を排気ダクト３３を介してスムーズに排気することができ、オイルクーラ１３の冷却効率の低下を防止することができる。また、本実施例のようにオイルクーラ１３とアフタークーラ１１を重ねることで放射面積を小さくすることができ騒音に対しても有利な構造となっている。
【００２８】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２に高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１を接続する配管３４を貫通、もしくはプレクーラ１０（図示せず）を配置している。プレクーラ１０に供給される圧縮空気温度は、インタークーラ９に供給される圧縮空気温度より高いため、インタークーラ９を通過した冷却風（排風）でも十分熱交換可能であるため排気ダクト３２内に配置している。
【００２９】
本実施例のように、高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１の間にある配管３４もしくはプレクーラ１０を排気ダクト３２内部を経由してアフタークーラ１１に接続することで、高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１を最短経路で接続することができる。これにより、配管の圧力損失を大幅に低減することができ性能向上を図ることができる。また、配管３４は、高価なステンレス材で構成されているため、配管長短縮により大幅に原価低減を図ることができる。また、排気ダクト３２内に配管３４もしくはプレクーラ１０を配置することで配管３４もしくはプレクーラ１０から発生する騒音を排気ダクト３２で吸音できる効果もある。
【００３０】
また、本実施例では、アフタークーラ１１の上流側に整流板(図示せず)を設け、アフタークーラ１１の低温側に多くの冷却風が流れるようにし、アフタークーラ１１の冷却効率を向上させている。もしくは、アフタークーラ１１の下流の高温排気部を塞ぐことでアフタークーラ１１の低温側に多くの冷却風が流れるようにし、アフタークーラ１１の冷却効率を向上させている。
【００３１】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２の低温排気側を一部塞ぎ、高温排気側に低温排気を流すことで、排気温度の平均化を図り、ケース１の外表面が高温排気により加熱されるのを防止している。
【００３２】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２に整流板（図示せず）を設けたり、もしくは排気ダクト３２の出口部を図示のように絞ることで、プレクーラ１０により多くの冷却風が流れるようにし、プレクーラ１０の冷却効率を向上させている。
【００３３】
また、本実施例では、ダクト３０に設けた開口部３９ａと排気ダクト３２に設けた開口部３９ｂを連通するカバー３９を設け、インタークーラ９の上流側から下流側に冷却風をバイパスすることでインタークーラ９を冷却後の高温となっている排風の温度を下げ、排気ダクト３２の表面の温度上昇を抑え、ケース１内部の空気が加熱されるのを抑制し、各クーラを冷却する冷却風の温度上昇を抑え、冷却効率の向上を図っている。また、ケース１内の高温部（例えば、逆止弁４０）をカバー３９の内部に配置し、冷却風で冷却することで、ケース１内の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
より好適な例を図５を用いて説明する。図５は冷却ファン１４の周囲に整流用のガイドを配設した例を示している。
【００３５】
この図５に示すように、冷却ファン１４をターボファンとし、ターボファン１４下部の空気の流れないデッドスペースに部材４２を配置することで、ターボファンの効率を向上させている。本発明者らにより冷却風量が増加することを確認している。
【００３６】
また、比較例や従来技術のように冷却ファン１４にプロペラファンを用いた場合、プロペラファンは冷却風を軸方向にしか送ることができないため、冷却効率を上げようとすると、クーラ９、１１、１３を冷却ファン１４の軸方向部に並べて配置する必要があり、ダクトが大きくなっていた。一方、ターボファンは円周方向に冷却空気を吐出すことができるため、ダクト３０の側面にクーラ９、１１、１３を配置することが可能となり、ダクト３０をコンパクトにすることができる。更に、本実施例のようにターボファンの側面にインタークーラ９及びオイルクーラ１３を配置することで、クーラに冷却風を積極的に流すことが可能となり、クーラの冷却効率を向上することができる。
【００３７】
更に、本発明者らにより、図５に示すように、ダクト３０の内面に部材４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅを配置し、ターボファン１４から円周方向に吐出された空気を４３、４４、４５の方向に導くことで、効率良く各クーラ９、１３、１１に冷却風を流すことができ、クーラの冷却効率を更に向上させることができることを確認している。
【００３８】
図５に示す部材４１、４２を吸音材とすることで、３０内の音圧上昇の抑制と、モータ８を冷却した後の温度上昇した高温空気、圧縮機本体２ａ、２ｂから発生する熱、更には配管３４、３５、３６等から発生する熱によりダクト３０内の冷却風の温度上昇を防止し、クーラ９、１１、１３の冷却効率の低下を抑制する効果も得ることができる。
【００３９】
ここで、ターボファンを例に挙げたが、円周方向に空気を吐出すことができるファンであれば同様の効果をえることができる。
【００４０】
また、本実施例ではケース１の側面にモータ８を冷却するための吸気口１ａと各クーラを冷却するための吸気口１ｂを設け、吸気口１ａから吸気されモータ８を冷却することで温度上昇した冷却空気と吸気口１ｂから吸気した温度上していない空気とを混合することでダクト３０に吸気される冷却風の温度上昇を抑えている。当然、吸気口１ａ、１ｂのケース１内部にはケース１外部に音が漏れないようにダクトを設けている。
【００４１】
また、本実施例では、ファンモータ３８を各クーラ９、１１、１３よりも上流に配置しているので冷却ファンを駆動するファンモータ３８が、クーラ９、１１、１３の排熱により温度上昇することを防止する効果もある。
【００４２】
以上説明したように、圧縮機ユニットケース内の有効利用により省スペース化が可能となり、低騒音で据付面積の小さなコンパクトな無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…ケース、１ａ、１ｂ…吸気口、２ａ…低圧段圧縮機本体、２ｂ…高圧段圧縮機本体、３…雄ロータ、４…雌ロータ、５…吸込みフィルタ、６…吸込み絞り弁、７…駆動ギヤ、８…圧縮機駆動用モータ、９…低圧段空冷式熱交換器（インタークーラ）、１０…前段熱交換器（プレクーラ）、１１…高圧段空冷式熱交換器（アフタークーラ）、１２…ギヤケース、１３…圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器（オイルクーラ）、１４…冷却ファン、３０、３１、３２…ダクト、３４、３５、３６…配管、３８…ファンモータ、３９…カバー、３９ａ、３９ｂ…開口部、４０…逆止弁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ型の無給油式スクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無給油式スクリュー圧縮機の一例として特許文献１に記載のものがある。この従来のものでは、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）等の冷却機器類は、圧縮機本体や駆動系装置（モータやギヤケーシングなど）の背面に配置されていた。冷却機器類を構成するクーラはパッケージの背面に露出して配置され、低温の外気をクーラ内に直接取り込むようにし、これによりクーラの小型化が図れるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載の従来技術では、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）を、パッケージ内の圧縮機本体や駆動系装置とは隔離された一側に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５５８７９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、冷却装置を構成するクーラ等の機器がパッケージ背面に露出し、直接連通する構造となっているため、クーラ部の表面から振動音や脈動音がパッケージ外に洩れやすいという欠点があった。
【０００６】
また、上記特許文献２では、空冷式熱交換器（インタークーラ、アフタークーラ、オイルクーラなど）を、パッケージ内の圧縮機本体や駆動系装置とは隔離された一側に配置しているため、圧縮機本体と空冷式熱交換器を接続する配管長が長くなり、圧力損失が増加し、圧縮機の性能低下を招いていた。また、配管長が長くなるため、配管振動による騒音の増大や原価面でも不利な構造となっていた。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、騒音を低減し、熱交換器の冷却能力を確保し、さらには、コンパクトで据付面積を低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記目的を達成する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
空気を所定の中間圧力まで昇圧する低圧段圧縮機と、
中間圧力まで昇圧された圧縮空気を所定の吐出圧力まで昇圧する高圧段圧縮機と、
前記低圧段圧縮機及び前記高圧段圧縮機を駆動するモータと、
前記低圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する低圧段空冷式熱交換器と、
前記高圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する高圧段空冷式熱交換器と、
前記圧縮機本体の軸受部および変速装置に供給される潤滑油を冷却する潤滑油用空冷式熱交換器と、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に通風させるための冷却ファンと、
前記各部を覆うパッケージと、
前記パッケージ内において、前記低圧段圧縮機、高圧段圧縮機、及び、モータよりも上方に配置されるダクトと、
前記ダクト内に配設されて、周方向に冷却風を供給する冷却ファンとを備え、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器は、前記ダクト内において前記冷却ファンの周方向及び上面側に配置され、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器と、前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトを有することを特徴とする。
【０００９】
また、より好適な態様の具体例を挙げるならば、下記の通りである。
（１）前記高圧段空冷式熱交換器を前記ダクトの上面に配置し、前記低圧段空冷式熱交換器と前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器をそれぞれ前記ダクトの異なる側面に配置したこと。
（２）前記低圧段空冷式熱交換器の圧縮空気入口部と出口部がそれぞれ前記低圧段圧縮機側と前記高圧段圧縮機側になるように前記ダクトの側面に縦置きに配置したこと。
（３）前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器を前記高圧段空冷式熱交換器の下側に前記ダクトの上方向から見て、前記高圧段空冷式熱交換器と一部重なるように配置したこと。
（４）前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に設けた排気ダクト内に前記高圧段圧縮機と前記高圧段空冷式熱交換器を接続する配管の一部を配置した。
（５）前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に前段空冷式熱交換器を備え、前記低圧段空冷式熱交換器と前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトに前記前段空冷式熱交換器を配置したこと。
（６）前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に整流板を設けたこと。
（７）前記高圧段空冷式熱交換器の下流の高温排気部を塞いだこと。
（８）前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの低温側を塞いだこと。
（９）前記前段空冷式熱交換器により多くの冷却風が流れるように、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの内部に整流板を設けたこと。
（１０）前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたこと。
（１１）前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から前記パッケージ内部の高温部（例えば、逆止弁周り）を通過し、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたこと。
（１２）前記冷却ファンをターボファンとしたこと。
（１３）前記ターボファンよりも下部に前記ダクトの内部空間を埋めるための部材を配置したこと。
（１４）前記ダクトの内面側に前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に冷却空気を導入するための整流用のガイドを設けたこと。
（１５）前記パッケージ側面に前記モータを冷却するための吸気口と前記各クーラを冷却するための吸気口を備えたこと。
（１６）前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器より冷却風の上流側であって、前記冷却ファンの上方に、前記冷却ファンを駆動するファンモータを配置したこと。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、騒音を低減し、熱交換器の冷却能力を確保しつつも、コンパクトで据付面積を低減可能な無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図。
【図２】無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図。
【図３】無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図。
【図４】比較例の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図。
【図５】冷却ファンの周囲に整流用のガイドを配置した例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態として、低圧段圧縮機本体と高圧段圧縮機本体を備えるパッケージ型の無給油式スクリュー圧縮機を例にして説明する。
【００１３】
図１及び図２は本実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造図であり、図３は本実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図である。図４は比較例を示す図であり、具体的には、比較例に係る無給油式スクリュー圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローを示す図である。
【００１４】
以下では、まず図４に示す比較例を説明し、この比較例に係る技術課題を整理した上で、本実施形態を説明する。
【００１５】
図４において、圧縮機ユニットケース１（以下、ユニットケース、あるいは、パッケージとも称する。）に収納される無給油式スクリュー圧縮機は二段圧縮機であり、低圧段圧縮機本体２ａと高圧段圧縮機本体２ｂを備えている。この低圧段圧縮機本体２ａの吸込みガス通路の上流側に吸込み絞り弁６が設けられている。また、上記圧縮機本体は、圧縮室内に一対のスクリューロータである雄ロータ３及び雌ロータ４を収納している。雌雄ロータ３、４は、無給油及び非接触状態で回転自在に配設されており、その外周部には容積が変化するガス通路の溝が形成されている。
【００１６】
上記両圧縮機本体２ａ、２ｂは圧縮機本体駆動用モータ８により、駆動ギヤ７を介して回転駆動される。圧縮に使用されるガスは、吸込みフィルタ５より外部から常温で取り込まれる。圧縮機ユニットケース１には内外を連通孔が複数設けられており、これらの連通孔が、空気の吸気口あるいは排気口として機能する。吸気口には風路形状１９が設けられる。低圧段圧縮機本体２ａに供給され、ここで圧縮された空気は、配管３５を通じて低圧段空冷式熱交換器（以下、インタークーラ）９を通過して冷却された後、配管３６を通じて高圧段圧縮機本体２ｂに供給される。
【００１７】
高圧段圧縮機本体２ｂにより、さらに圧縮された空気は配管３４を通じて流通する。配管３４には逆止弁４０と熱交換器が設けられており、圧縮空気は、高圧段空冷式熱交換器（以下、アフタークーラ）１１の上流側に必要に応じて配置されるアフタークーラ１１用の前段熱交換器（以下、プレクーラ）１０を通過した後、アフタークーラ１１へ供給されて冷却された後、圧縮機ユニット外部へ吐出される。
【００１８】
ここで、プレクーラは、低圧段圧縮機２ａもしくは高圧段圧縮機２ｂの圧縮比により、吐出空気温度がインタークーラ９、アフタークーラ１１の耐熱温度もしくは寿命を短縮させるような温度を超える場合は、熱疲労保護のため、インタークーラ９もしくはアフタークーラ１１もしくはその両方のクーラに対し、プレクーラを配置する必要がある。
【００１９】
また、ギヤケース１２に充填されている潤滑油は、圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器（以下、オイルクーラ）１３によって適正温度まで冷却された後、圧縮機本体内を含む圧縮機用軸受及び駆動ギヤ７へ、冷却及び回転潤滑のために供給され、再びギヤケース１２へと回収される。潤滑油は、駆動ギヤ７や圧縮機本体の軸受部分に供給されるために必要である一方で、本実施形態は無給油式の圧縮機であり、空気の流通経路上に潤滑油が混入しない構造を採用している。したがって、圧縮空気の経路とは隔離された経路内で循環し、その経路内に設けられるオイルクーラ１３によって冷却される構造となっている。
【００２０】
図４に示す比較例では、インタークーラ９、アフタークーラ１１及びオイルクーラ１３は圧縮機ユニットの背面に配置され、各クーラの冷却風はパッケージ内の上方向に設けられた冷却ファン１４によりパッケージ上部から外部に排気される構成としていた。冷却ファン１４はファンモータ３８によって回転し、このファンモータ３８の駆動によってパッケージ外から空気を導き、これと熱交換することによって圧縮空気や潤滑油の冷却が行われる。
【００２１】
圧力損失を低くすること、及び温度のできるだけ低い冷却風を各クーラに導くため、冷却風通路面はパッケージ外部に露出する構成とするのが通常であった。そのため、ユニット内からの騒音が外部に漏れやすいという欠点があった。さらに、冷却ファン１４がパッケージ外部に露出してしまうため、ファン騒音が外部に漏れやすいという欠点もあった。また、この比較例のように、パッケージ背面に各クーラ９、１１、１３を並べた場合、圧縮機本体２ａ、２ｂと各クーラ９、１１までの距離が長くなり、吐出しガスの配管構成が複雑になるだけでなく、これらの配管（例えば、配管３４、３５、３６）は、ステンレス材で構成されているため非常に高価なものとなっていた。
【００２２】
上記の問題を解決するために、本実施例の実際の位置関係をもつ空冷式熱交換器を有する無給油式スクリュー圧縮機のユニット構造を図１〜図３を用いて説明する。図１の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ本実施例の上面図、左側面図、正面図、右側面図の一例を示している（以下の説明でも左右の定義はこれを踏襲する。）。図２は本実施例の圧縮機のユニット構造を示す斜視図であり、（Ａ）は正面側の左上方から見た斜視図、（Ｂ）は右奥上方から背面側を見た斜視図である。図３は本実施例の圧縮機の構造と圧縮空気及び潤滑油のフローと合わせて示した図である。前述した比較例（図４）と共通する部分は同符号を付して示しており、重複する説明は省略する。
【００２３】
本実施例では、ユニットケース１の底部に圧縮機本体２ａ、２ｂと圧縮機駆動用のモータ８を配置し、その上側にダクト３０を備え、ダクト３０の左側面にはインタークーラ９、上面にはアフタークーラ１１、正面にはオイルクーラ１３を配置している。ダクト３０の内部には冷却ファン１４が配置されていて、ダクト３０の底面には吸気口３０ａが設けられている。各クーラ９、１１、１３の下流側には上記ケース１の上面に繋がる排気ダクト３１、３２、３３がそれぞれ設けられている。冷却空気は、冷却ファン１４により、吸気口３０ａからダクト３０内部に吸込み、各クーラ９、１１、１３を通過して、排気ダクト３１、３２、３３を介してケース１の上方向に排気される。ダクト３０の右側にはアフタークーラ１１から吐出された圧縮空気から水分を除去するためのドライヤ（図示せず）を配置するためクーラを配置していない。ケース１には、吸気口１ａ、１ｂが設けられており、吸気口１ａから吸込まれた冷却空気は、モータ８を冷却した後に吸気口３０ａからダクト３０内に吸い込まれ、吸気口１ｂから吸い込まれた空気は直接吸気口３０ａからダクト３０内に吸い込まれる。
【００２４】
本実施例では、インタークーラ９、アフタークーラ１１、及び、オイルクーラ１３を冷却ファン１４の周方向及び上面側に配置させている。すなわち、インタークーラ９、オイルクーラ１３をダクト３０の側面に配置し、排気ダクト３２、３３を介して上記ケース１の上方向に排気する構造としている。尚、図１に示す本実施例では、オイルクーラ１３をダクト３０の側面に横置きに配置した例を示している。ダクト３０の側面にオイルクーラ１３を縦置きに配置した例は後述する図５に示している。これにより、インタークーラ９とオイルクーラ１３が直接ケース１の外部に露出しない構成とすることが可能となり、ユニット内部からの音漏れを抑制してパッケージ型圧縮機ユニットの低騒音化を図ることができる。
【００２５】
さらに、ダクト３０の側面及び上面に各クーラを配置することで、比較例のように吸込み側にクーラを配置している場合と比べてダクトを小型化かつ簡素化することができている。更に、ダクト３０の異なる面に各クーラを配置しているので各クーラのサイズに自由度ができる。さらに、比較例では冷却ファン１４がパッケージ外部から直接見える構造となっているため、ファン騒音がパッケージ１の外部に漏れ易くなっていたが、本実施例のように冷却ファン１４をクーラ９、１１、１３の上流側のダクト３０内部に配置することで、冷却ファン１４から発生する騒音が直接パッケージ１の外部に漏れるのを防止することができる。
【００２６】
また、本実施例では、インタークーラ入口９ａを低圧段圧縮機２ａ側、インタークーラ出口９ｂを高圧段圧縮機２ｂ側になるようにダクト３０の側面に縦置きに配置することにより、低圧段圧縮機２ａとインタークーラ入口９ａを接続する配管３５、及びインタークーラ出口９ｂと高圧段圧縮機２ｂを接続する配管３６を比較例の配管ルートに比べ大幅に短縮している。これにより、配管の圧力損失を大幅に低減することができ性能向上を図ることができる。また、配管３５、３６は、高価なステンレス材で構成されているため、配管長短縮により大幅に原価低減を図ることができる。また、配管長短縮により配管振動による騒音の増大を低減することができる。
【００２７】
また、本実施例では、オイルクーラ１３をダクト３０の前面に横向きに配置し、ダクト３０の上方向から見て、アフタークーラ１１の下側に一部重なるように配置している。ここで、オイルクーラ１３をダクト３０の前面に縦向きに配置した場合、ケース１内のダクト３０の前面側のスペースが狭いため、オイルクーラ１３の排気ダクト３３内の空間が狭くなり、オイルクーラ１３の高温排気により排気ダクト３３内の空気温度が上昇し、オイルクーラ１３の冷却効率が低下してしまう。本実施例の構造とすることで、オイルクーラ１３の高温排気を排気ダクト３３を介してスムーズに排気することができ、オイルクーラ１３の冷却効率の低下を防止することができる。また、本実施例のようにオイルクーラ１３とアフタークーラ１１を重ねることで放射面積を小さくすることができ騒音に対しても有利な構造となっている。
【００２８】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２に高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１を接続する配管３４を貫通、もしくはプレクーラ１０（図示せず）を配置している。プレクーラ１０に供給される圧縮空気温度は、インタークーラ９に供給される圧縮空気温度より高いため、インタークーラ９を通過した冷却風（排風）でも十分熱交換可能であるため排気ダクト３２内に配置している。
【００２９】
本実施例のように、高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１の間にある配管３４もしくはプレクーラ１０を排気ダクト３２内部を経由してアフタークーラ１１に接続することで、高圧段圧縮機２ｂとアフタークーラ１１を最短経路で接続することができる。これにより、配管の圧力損失を大幅に低減することができ性能向上を図ることができる。また、配管３４は、高価なステンレス材で構成されているため、配管長短縮により大幅に原価低減を図ることができる。また、排気ダクト３２内に配管３４もしくはプレクーラ１０を配置することで配管３４もしくはプレクーラ１０から発生する騒音を排気ダクト３２で吸音できる効果もある。
【００３０】
また、本実施例では、アフタークーラ１１の上流側に整流板(図示せず)を設け、アフタークーラ１１の低温側に多くの冷却風が流れるようにし、アフタークーラ１１の冷却効率を向上させている。もしくは、アフタークーラ１１の下流の高温排気部を塞ぐことでアフタークーラ１１の低温側に多くの冷却風が流れるようにし、アフタークーラ１１の冷却効率を向上させている。
【００３１】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２の低温排気側を一部塞ぎ、高温排気側に低温排気を流すことで、排気温度の平均化を図り、ケース１の外表面が高温排気により加熱されるのを防止している。
【００３２】
また、本実施例では、インタークーラ９の排気ダクト３２に整流板（図示せず）を設けたり、もしくは排気ダクト３２の出口部を図示のように絞ることで、プレクーラ１０により多くの冷却風が流れるようにし、プレクーラ１０の冷却効率を向上させている。
【００３３】
また、本実施例では、ダクト３０に設けた開口部３９ａと排気ダクト３２に設けた開口部３９ｂを連通するカバー３９を設け、インタークーラ９の上流側から下流側に冷却風をバイパスすることでインタークーラ９を冷却後の高温となっている排風の温度を下げ、排気ダクト３２の表面の温度上昇を抑え、ケース１内部の空気が加熱されるのを抑制し、各クーラを冷却する冷却風の温度上昇を抑え、冷却効率の向上を図っている。また、ケース１内の高温部（例えば、逆止弁４０）をカバー３９の内部に配置し、冷却風で冷却することで、ケース１内の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
より好適な例を図５を用いて説明する。図５は冷却ファン１４の周囲に整流用のガイドを配設した例を示している。
【００３５】
この図５に示すように、冷却ファン１４をターボファンとし、ターボファン１４下部の空気の流れないデッドスペースに部材４２を配置することで、ターボファンの効率を向上させている。本発明者らにより冷却風量が増加することを確認している。
【００３６】
また、比較例や従来技術のように冷却ファン１４にプロペラファンを用いた場合、プロペラファンは冷却風を軸方向にしか送ることができないため、冷却効率を上げようとすると、クーラ９、１１、１３を冷却ファン１４の軸方向部に並べて配置する必要があり、ダクトが大きくなっていた。一方、ターボファンは円周方向に冷却空気を吐出すことができるため、ダクト３０の側面にクーラ９、１１、１３を配置することが可能となり、ダクト３０をコンパクトにすることができる。更に、本実施例のようにターボファンの側面にインタークーラ９及びオイルクーラ１３を配置することで、クーラに冷却風を積極的に流すことが可能となり、クーラの冷却効率を向上することができる。
【００３７】
更に、本発明者らにより、図５に示すように、ダクト３０の内面に部材４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅを配置し、ターボファン１４から円周方向に吐出された空気を４３、４４、４５の方向に導くことで、効率良く各クーラ９、１３、１１に冷却風を流すことができ、クーラの冷却効率を更に向上させることができることを確認している。
【００３８】
図５に示す部材４１、４２を吸音材とすることで、３０内の音圧上昇の抑制と、モータ８を冷却した後の温度上昇した高温空気、圧縮機本体２ａ、２ｂから発生する熱、更には配管３４、３５、３６等から発生する熱によりダクト３０内の冷却風の温度上昇を防止し、クーラ９、１１、１３の冷却効率の低下を抑制する効果も得ることができる。
【００３９】
ここで、ターボファンを例に挙げたが、円周方向に空気を吐出すことができるファンであれば同様の効果をえることができる。
【００４０】
また、本実施例ではケース１の側面にモータ８を冷却するための吸気口１ａと各クーラを冷却するための吸気口１ｂを設け、吸気口１ａから吸気されモータ８を冷却することで温度上昇した冷却空気と吸気口１ｂから吸気した温度上していない空気とを混合することでダクト３０に吸気される冷却風の温度上昇を抑えている。当然、吸気口１ａ、１ｂのケース１内部にはケース１外部に音が漏れないようにダクトを設けている。
【００４１】
また、本実施例では、ファンモータ３８を各クーラ９、１１、１３よりも上流に配置しているので冷却ファンを駆動するファンモータ３８が、クーラ９、１１、１３の排熱により温度上昇することを防止する効果もある。
【００４２】
以上説明したように、圧縮機ユニットケース内の有効利用により省スペース化が可能となり、低騒音で据付面積の小さなコンパクトな無給油式スクリュー圧縮機を提供することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…ケース、１ａ、１ｂ…吸気口、２ａ…低圧段圧縮機本体、２ｂ…高圧段圧縮機本体、３…雄ロータ、４…雌ロータ、５…吸込みフィルタ、６…吸込み絞り弁、７…駆動ギヤ、８…圧縮機駆動用モータ、９…低圧段空冷式熱交換器（インタークーラ）、１０…前段熱交換器（プレクーラ）、１１…高圧段空冷式熱交換器（アフタークーラ）、１２…ギヤケース、１３…圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器（オイルクーラ）、１４…冷却ファン、３０、３１、３２…ダクト、３４、３５、３６…配管、３８…ファンモータ、３９…カバー、３９ａ、３９ｂ…開口部、４０…逆止弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を所定の中間圧力まで昇圧する低圧段圧縮機と、
中間圧力まで昇圧された圧縮空気を所定の吐出圧力まで昇圧する高圧段圧縮機と、
前記低圧段圧縮機及び前記高圧段圧縮機を駆動するモータと、
前記低圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する低圧段空冷式熱交換器と、
前記高圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する高圧段空冷式熱交換器と、
前記圧縮機本体の軸受部および変速装置に供給される潤滑油を冷却する潤滑油用空冷式熱交換器と、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に通風させるための冷却ファンと、
前記各部を覆うパッケージと、
前記パッケージ内において、前記低圧段圧縮機、高圧段圧縮機、及び、モータよりも上方に配置されるダクトと、
前記ダクト内に配設されて、周方向に冷却風を供給する冷却ファンとを備え、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器は、前記ダクト内において前記冷却ファンの周方向及び上面側に配置され、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器と、前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトを有することを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器を前記ダクトの上面に配置し、前記低圧段空冷式熱交換器と前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器をそれぞれ前記ダクトの異なる側面に配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器を前記低圧段空冷式熱交換器の圧縮空気入口部と出口部がそれぞれ前記低圧段圧縮機側と前記高圧段圧縮機側になるように前記ダクトの側面に縦置きに配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器を前記高圧段空冷式熱交換器の下側に前記ダクトの上方向から見て、前記高圧段空冷式熱交換器と一部重なるように配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に設けた排気ダクト内に前記高圧段圧縮機と前記高圧段空冷式熱交換器を接続する配管の一部を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に前段空冷式熱交換器を備え、前記低圧段空冷式熱交換器と前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトに前記前段空冷式熱交換器を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項７】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に整流板を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項８】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の下流の高温排気部を塞いだことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項９】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの低温側を塞いだことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１０】
請求項５に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記前段空冷式熱交換器により多くの冷却風が流れるように、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの内部に整流板を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１１】
請求項３に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１２】
請求項５に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から前記パッケージ内部の高温部を通過し、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１３】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記冷却ファンをターボファンとしたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１４】
請求項１２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記ターボファンよりも下部に前記ダクトの内部空間を埋めるための部材を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１５】
請求項１２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記ダクトの内面側に前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に冷却空気を導入するための整流用のガイドを設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１６】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記パッケージ側面に前記モータを冷却するための吸気口と前記各クーラを冷却するための吸気口を備えたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１７】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器より冷却風の上流側であって、前記冷却ファンの上方に、前記冷却ファンを駆動するファンモータを配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１】
空気を所定の中間圧力まで昇圧する低圧段圧縮機と、
中間圧力まで昇圧された圧縮空気を所定の吐出圧力まで昇圧する高圧段圧縮機と、
前記低圧段圧縮機及び前記高圧段圧縮機を駆動するモータと、
前記低圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する低圧段空冷式熱交換器と、
前記高圧段圧縮機から吐出された圧縮空気を冷却する高圧段空冷式熱交換器と、
前記圧縮機本体の軸受部および変速装置に供給される潤滑油を冷却する潤滑油用空冷式熱交換器と、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に通風させるための冷却ファンと、
前記各部を覆うパッケージと、
前記パッケージ内において、前記低圧段圧縮機、高圧段圧縮機、及び、モータよりも上方に配置されるダクトと、
前記ダクト内に配設されて、周方向に冷却風を供給する冷却ファンとを備え、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器は、前記ダクト内において前記冷却ファンの周方向及び上面側に配置され、
前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器と、前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトを有することを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器を前記ダクトの上面に配置し、前記低圧段空冷式熱交換器と前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器をそれぞれ前記ダクトの異なる側面に配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器を前記低圧段空冷式熱交換器の圧縮空気入口部と出口部がそれぞれ前記低圧段圧縮機側と前記高圧段圧縮機側になるように前記ダクトの側面に縦置きに配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記圧縮機潤滑油用空冷式熱交換器を前記高圧段空冷式熱交換器の下側に前記ダクトの上方向から見て、前記高圧段空冷式熱交換器と一部重なるように配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に設けた排気ダクト内に前記高圧段圧縮機と前記高圧段空冷式熱交換器を接続する配管の一部を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に前段空冷式熱交換器を備え、前記低圧段空冷式熱交換器と前記パッケージの上面との間を連結する排気ダクトに前記前段空冷式熱交換器を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項７】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の上流側に整流板を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項８】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記高圧段空冷式熱交換器の下流の高温排気部を塞いだことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項９】
請求項２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの低温側を塞いだことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１０】
請求項５に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記前段空冷式熱交換器により多くの冷却風が流れるように、前記低圧段空冷式熱交換器の排気ダクトの内部に整流板を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１１】
請求項３に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１２】
請求項５に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器の上流側から前記パッケージ内部の高温部を通過し、前記低圧段空冷式熱交換器の下流側に冷却風をバイパスする通路を設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１３】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記冷却ファンをターボファンとしたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１４】
請求項１２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記ターボファンよりも下部に前記ダクトの内部空間を埋めるための部材を配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１５】
請求項１２に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記ダクトの内面側に前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器に冷却空気を導入するための整流用のガイドを設けたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１６】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記パッケージ側面に前記モータを冷却するための吸気口と前記各クーラを冷却するための吸気口を備えたことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【請求項１７】
請求項１に記載の無給油式スクリュー圧縮機において、前記低圧段空冷式熱交換器、前記高圧段空冷式熱交換器、及び、前記潤滑油用空冷式熱交換器より冷却風の上流側であって、前記冷却ファンの上方に、前記冷却ファンを駆動するファンモータを配置したことを特徴とする無給油式スクリュー圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１３２３６（Ｐ２０１３−１１３２３６Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１１８２（Ｐ２０１１−２６１１８２）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（５０２１２９９３３）株式会社日立産機システム (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（５０２１２９９３３）株式会社日立産機システム (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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