JPH0429115Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は冷却水循環系統により圧縮機本体のケ
ーシングを冷却するようにしたオイルフリースク
リユ空気圧縮機に関するものである。

（従来の技術） オイルフリースクリユ空気圧縮機（以下、単に
スクリユ圧縮機という。）は、雌雄一対のスクリ
ユロータを微少な〓間を保ちながら非接触で回転
させ、閉込空間にシール、潤滑、冷却用の油を注
入することなく空気を圧縮して、油分を全く含ま
ないクリーンな圧縮空気を吐出するものである。
そして、圧縮熱による熱膨張によつて雌雄スクリ
ユロータあるいはこれらとケーシングとが接触す
るのを避けるため、ケーシングを２重構造にした
ジヤケツト部を設けて温度制限（例えば最大32
℃）をした冷却水（本明細書では水あるいは不凍
液を意味するものとする。）を循環させることに
より、ケーシングを冷却するようにしている。

この種のスクリユ圧縮機は、ケーシングを冷却
して自ら昇温した冷却水を冷却する手段の相違に
より、空冷式と水冷式に大別される。

空冷式のスクリユ圧縮機は、第５図に示すよう
に、圧縮機本体１にフイルタ２を介して空気を吸
込み、所定圧力にまで圧縮してプレクーラ３およ
びアフタークーラ４で冷却した後、圧縮空気使用
箇所に圧送する一方、水ポンプ５、ラジエター
６，フアン７よりなる冷却水循環系統により、圧
縮機本体１のケーシング、プレクーラ３およびア
フタークーラ４を冷却するようになつており、冷
却水の冷却をラジエター６により空冷するため、
使用者側にてラジエター等の冷却手段を供給する
必要がないものである。なお、８は圧縮機本体１
を駆動する主モータである。

これに対して、水冷式のスクリユ圧縮機は、前
記ラジエター６の代わりにクーリングタワーが用
いられる。すなわち、圧縮機本体１のケーシン
グ、プレクーラ３およびアフタークーラ４を冷却
して自ら昇温した冷却水をクーリングタワーに導
き、ここでクーリングタワー内を通過する空気と
の熱交換により冷却した後、循環させるか排水し
て新しい冷却水を提供するものである。この水冷
式のスクリユ圧縮機においては、使用者側でスク
リユ圧縮機ユニツトとクーリングタワーとの配管
工事を必要とするうえ、その設置場所もおのずと
制限されるため、水冷式よりも前記空冷式のほう
が好まれる場合が多い。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、前記ラジエターを有する空冷式
のスクリユ圧縮機では、外気温が例えば40℃とな
ると、冷却水の温度は50℃位までしか冷却され
ず、冷却水としての温度制限（例えば32℃）を越
えるため、圧縮機本体のケーシングを冷却する機
能を十分果たし得ず、ロータが接触して運転不可
能となる問題点を有している。

本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は冷却水温度が外気温に左右され
ず、外気温が高くても運転可能なスクリユ圧縮機
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本考案は、圧縮
機本体を冷却するための冷却水循環系統を備えた
オイルフリースクリユ空気圧縮機において、圧縮
機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を含むヒートポンプ
サイクルを形成して、前記冷却水循環系統の冷却
水を前記圧縮機本体に入る直前で前記蒸発器内に
通して、前記ヒートポンプサイクルの冷媒との間
の熱交換により前記冷却水を冷却する冷却装置を
設けて形成した。

（実施例） 次に、本考案の一実施例を図面に従つて説明す
る。

第１図は、本考案に係るスクリユ圧縮機の第１
実施例を示し、前記第３図に示す従来のスクリユ
圧縮機とは、冷却水循環系統のラジエター６の代
わりに冷却装置１１を設け、アフタークーラ４お
よび主モータ８を冷却するフアン９を設けた以外
は実質的に同一であり、互いに対応する部分には
同一番号を付して説明を省略する。

冷却水循環系統は、圧縮機本体１およびプレク
ーラ３を冷却する冷却水を水槽１０、水ポンプ５
および後述する冷却装置１１により循環して再使
用可能に形成されている。すなわち、水ポンプ５
により水槽１０から汲み上げられた冷却水は冷却
装置１１にて所定の温度（例えば32℃）以下に冷
却され、最初の圧縮機本体１にてそのケーシング
を冷却し、さらにプレクーラ３にて圧縮空気を冷
却して自ら昇温した後、水槽１０に帰還するよう
になつている。ここで、アフタークーラ４を冷却
していないのは冷却水の温度上昇を出来るだけ抑
えて冷却装置１１の冷却能力を下げ、コストダウ
ンを図るためである。

冷却装置１１は、圧縮機１２、凝縮器１３、フ
アン１４、膨張弁１５、蒸発器１６およびアキユ
ムレータ１７を含むクローズドループからなり、
フロン等の冷媒を循環させるヒートポンプサイク
ルを形成する。すなわち、圧縮機１２で圧縮され
た冷媒は、凝縮器１３でフアン１４からの空気に
より冷却されて凝縮し、膨張弁１５で減圧され、
蒸発器１６にて圧縮機本体１に入る直前の冷却水
より蒸発熱を吸収してこの冷却水を冷却させた
後、アキユムレータ１７を介して圧縮機１２に帰
還するのである。

前記構成からなるスクリユ圧縮機は、冷却水循
環系統にヒートポンプサイクルを形成する冷却装
置１１を用いて冷却水を冷却するため、外気温に
左右されず、たとえ外気温が40℃となつても温度
制限（例えば32℃）以下の冷却水を供給でき、し
かも一定温度（例えば20℃）に維持することが可
能である。

なお、前記第１実施例において、アフタークー
ラ４も冷却水循環系統に包含するようにしてもよ
く、この場合には、第３図に示すような従来のス
クリユ圧縮機に冷却装置１１をラジエター６の代
用として取り付けるだけでよく、コストダウンが
図れる。

第２図は、本考案の第２実施例を示すが、冷却
水循環系統を、圧縮機本体１のケーシングの冷却
を行なう第１冷却水循環系統ａと、プレクーラ３
およびアフタークーラ４の冷却を行なう第２冷却
水循環系統ｂとから構成したものである。そし
て、第１冷却水循環系統ａは前記第１実施例と同
様ヒートポンプサイクルからなる冷却水の冷却装
置１１を備え、第２冷却水循環系統ｂはラジエタ
ー１８およびフアン１９によつて冷却水の冷却を
行なうものである。本実施例では、外気温の上昇
によつて影響を受けるのはラジエター１８を有す
る第２冷却水循環系統ｂであつて、第１冷却水循
環系統ａは外気温に左右されない。したがつて、
外気温が40℃になつてラジエター１８の冷却機能
が低下しても、アフタークーラ４を出た圧縮空気
の温度が上昇するだけであり、圧縮機本体１はロ
ータ接触を生ずることなく運転可能である。ま
た、第１冷却水循環系統ａは圧縮機本体１のケー
シングのみを冷却するだけでよいため、冷却装置
１１の冷却能力としては前記第１実施例のものよ
り低くてよく、さらにコストダウンが図れる。

なお、前記第２実施例において、第２冷却水循
環系統ｂをフアンで代用し、主モータ８とともに
プレクーラ３、アフタークーラ４を空冷するよう
にしてもよい。

以上の第１、第２実施例はいずれも凝縮器１３
をフアン１４で冷却する空冷式のものであるが本
考案はこれに限るものではなく、以下の第３実施
例、第４実施例のように凝縮器１３を水冷式にし
たスクリユ圧縮機をも含むものである。

このうち、第３図に示すように第３実施例は、
圧縮機本体１、フイルタ２、プレクーラ３、アフ
タークーラ４および主モータ８を第１実施例と同
様の構成で備えている。また、圧縮機１２、凝縮
器１３、ドライヤ２０、膨張弁１５、蒸発器１６
を含んだヒートポンプサイクルを形成する冷却装
置１１の蒸発器１６内に、圧縮機本体１を冷却す
るために水ポンプ２１により循環させるようにし
た第１冷却水循環系統ｃの冷却水を通して、ヒー
トポンプサイクルの冷媒との間の熱交換により冷
却水を冷却するように形成してある。

さらに、本実施例では凝縮器１３および主モー
タ８を水冷式にしてある。すなわち、水槽１０か
ら水ポンプ５により、凝縮器１３および主モータ
８内に冷却水を送り込み、この冷却水を凝縮器１
３からプレクーラ３を経てラジエター６へ至らせ
るとともに、主モータ８内からラジエター６へ至
らせて、ラジエター６より前記水槽１０に戻して
循環させるようにした第２冷却水循環系統ｄを設
けてある。そして、主モータ８から出て来た冷却
水および凝縮器１３とプレクーラ３を通つて来た
冷却水を合流させてラジエター６にてフアン１９
により冷却した後、再び凝縮器１３および主モー
タ８に送り、これらを冷却するように形成してあ
る。

このように、本実施例では凝縮器１３は水冷式
で伝熱係数が大きいため、空冷のものに比べてよ
り小形になつている。

また、前記第１、第２実施例ではラジエター冷
却用と、凝縮器冷却用の２台のフアンが必要であ
るのに対して、本実施例では冷却用フアンを少し
大きくするだけで１台でよく、この点からも装置
がより小形化している。

次に、第４図に示すように第４実施例は、第３
実施例において、冷却水を水ポンプ５から直接主
モータ８に導き、また凝縮器１３からプレクーラ
３に導いていたのを、水ポンプ５から凝縮器１３
を経て主モータ８に導くようにするとともに、第
３実施例の第２冷却水循環系統ｄを設ける代わり
に、冷却水を水ポンプ５から蒸発器１６、圧縮機
本体１、プレクーラ３を経てラジエター６に導く
ようにした冷却水循環系統ｅを設けてある。

そして、このように構成することにより第３図
の水ポンプ２１のような圧縮機本体１専用の冷却
用の水ポンプを不要にするとともに、冷却水を全
てラジエター１８に通して冷却するようにして、
外気温が低いときには圧縮機１２を停止可能とし
て動力節減出来るようになつている。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を含むヒー
トポンプサイクルを形成し、前記冷却水循環系統
の冷却水を前記圧縮機本体に入る直前で前記蒸発
器内に通して、前記ヒートポンプサイクルの冷媒
との間の熱交換により前記冷却水を冷却する冷却
装置を設けてある。このため、ヒートポンプサイ
クルで冷却した冷却水により最も重要な圧縮機本
体を最初に冷却するようになり、外気温にかかわ
らず冷却水を所定の温度以下に、かつ一定に調節
でき、この結果圧縮機本体の吐出温度を一定にし
て、その熱膨張量を一定にでき、ロータ接触を生
ずることなくスクリユ圧縮機の運転が可能とな
る。

特に、前記第３実施例のように凝縮器および主
モータを水冷式にした場合には装置の小形化、軽
量化が可能となる。

さらに、第４実施例のように凝縮器および主モ
ータを水冷式にして、かつ主モータ、凝縮器の冷
却水循環系統と圧縮機本体の冷却水循環系統とを
一部共用することにより前記の効果の他に、動力
節減も可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の第１実施例〜第４実
施例に係るスクリユ圧縮機の冷却水系統図、第５
図は従来のスクリユ圧縮機の冷却水系統図であ
る。 １……圧縮機本体、１１……冷却装置、１２…
…圧縮機、１３……凝縮器、１５……膨張弁、１
６……蒸発器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1)圧縮機本体を冷却するための冷却水循環系統を
   備えたオイルフリースクリユ空気圧縮機におい
   て、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を含むヒ
   ートポンプサイクルを形成して、前記冷却水循
   環系統の冷却水を前記圧縮機本体に入る直前で
   前記蒸発器内に通して、前記ヒートポンプサイ
   クルの冷媒との間の熱交換により前記冷却水を
   冷却する冷却装置を設けたことを特徴とするオ
   イルフリースクリユ空気圧縮機。 (2) 前記凝縮器を空冷式にしたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載のオイル
   フリースクリユ空気圧縮機。 (3) 前記凝縮器を、前記圧縮機本体の駆動装置と
   ともに水冷式にしたことを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のオイルフリース
   クリユ空気圧縮機。