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JP5899150B2 - パッケージ型流体機械 - Google Patents

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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 (18)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
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