(57)【要約】  本出願は、空気を圧縮し、圧縮空気を生成するコンプレッサと、圧縮空気が流入する内部空間を規定する冷却器と、を備える空気圧縮装置を開示する。冷却器は、第１フィンが設けられた第１空洞形成面を含む。コンプレッサは、第２フィンが設けられた第２空洞形成面を含む。第１空洞形成面及び第２空洞形成面は、コンプレッサと冷却器とから熱を奪う冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成する。第１フィン及び第２フィンは、冷却ダクト内に突出している。
2017038673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成するコンプレッサと、
前記圧縮空気が流入する内部空間を形成する冷却器と、を備え、
前記冷却器は、第１フィンが設けられた第１空洞形成面を含み、
前記コンプレッサは、第２フィンが設けられた第２空洞形成面を含み、
前記第１空洞形成面及び前記第２空洞形成面は、前記コンプレッサと前記冷却器とから熱を奪う冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成し、
前記第１フィン及び前記第２フィンは、前記冷却ダクト内に突出している
空気圧縮装置。
【請求項２】
前記第１空洞形成面及び第２空洞形成面は、互いに対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気圧縮装置。
【請求項３】
前記第１フィンと前記第２フィンとの間に配置された仕切壁を更に備え、
前記仕切壁は、前記冷却ダクト内の前記冷却空気の流動空間を、前記第１フィンが突出する第１流動空間と、前記第２フィンが突出する第２流動空間とに区画する
請求項２に記載の空気圧縮装置。
【請求項４】
前記仕切壁は、前記第１フィン及び前記第２フィンよりも低い熱伝導率を有する
請求項３に記載の空気圧縮装置。
【請求項５】
前記冷却空気を生成する送風機と、
前記冷却空気を前記冷却ダクトへ案内する上流案内部と、を更に備える
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気圧縮装置。
【請求項６】
前記コンプレッサは、固定スクロールと前記固定スクロールと協働して前記圧縮空気を生成する可動スクロールとを有するスクロールコンプレッサであり、
前記スクロールコンプレッサは、前記可動スクロールを冷却するための冷却流路を規定し、
前記固定スクロール及び前記可動スクロールは、前記冷却ダクトと前記冷却流路との間に配置され、
前記上流案内部は、前記冷却ダクトの上流端と前記冷却流路の上流端とを取り囲む第１案内枠を含む
請求項５に記載の空気圧縮装置。
【請求項７】
前記冷却空気が排気される排気口が形成された筐体と、
前記排気口と前記スクロールコンプレッサとの間に配置され、前記冷却ダクトの下流端及び前記冷却流路の下流端から排気された前記冷却空気を前記排気口へ案内する第２案内枠と、を更に備え、
前記第２案内枠は、前記冷却ダクト及び前記冷却流路の前記下流端を取り囲むパッキンと、前記排気口を取り囲む下流縁と、を含む
請求項６に記載の空気圧縮装置。
【請求項８】
前記筐体は、第１壁と、前記第１壁とは反対側の第２壁と、を含み、
前記送風機及び前記第１案内枠は、前記第１壁と前記スクロールコンプレッサとの間に配置され、
前記第２案内枠は、前記第２壁に取り付けられる
請求項７に記載の空気圧縮装置。
【請求項９】
前記排気口から排気された前記冷却空気に曝される管路を含む冷却装置と、
前記冷却器から前記管路へ前記圧縮空気を案内する少なくとも部分的に可撓性の案内管と、を更に備える
請求項７又は８に記載の空気圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を生成する空気圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気を生成する空気圧縮装置は、様々な用途に利用される。車両（たとえば、鉄道車両）に搭載された空気圧縮装置によって生成された圧縮空気は、車両に制動力を作用させるブレーキ装置や車両の扉を開閉駆動する空圧機器に供給されることもある。【０００３】
特許文献１及び２は、空気圧縮装置の設計に関して、圧縮空気を生成するコンプレッサの隣に冷却器を配置することを提案する。圧縮空気は、コンプレッサから冷却器へ供給される。冷却器は、圧縮空気を効率的に冷却することができる。【０００４】
冷却器の温度は、冷却器の内部を流れる圧縮空気によって、高くなる。特許文献１及び２は、冷却器からの放熱を促すために冷却器にフィンを設けることを提案する。特許文献１及び２のフィンは、コンプレッサとは反対方向に突出される。空気圧縮装置の外部から取り込まれた外気を冷却器のフィンの周囲に導き、冷却器のフィンからの強制的な放熱を生じさせるためには、外気の流動経路は、コンプレッサを冷却するための冷却空気の流動経路とは別異に設けられる必要がある。この場合、空気圧縮装置は、構造的に複雑化する。設計者は、冷却器からの放熱を、冷却器のフィンからの自然放熱に頼ることもできる。この場合、冷却器のフィン用の別異の流動経路が必要とされない一方で、冷却器からの放熱効率は低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６１１８２号公報
【特許文献２】特開２００３−９０２９１号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、冷却空気の複雑な流動経路を要することなく、冷却器及びコンプレッサをともに効果的に冷却することができる冷却構造を有する空気圧縮装置を提供することである。
【０００７】
本発明の一局面に係る空気圧縮装置は、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記圧縮空気が流入する内部空間を形成する冷却器と、を備える。前記冷却器は、第１フィンが設けられた第１空洞形成面を含む。前記コンプレッサは、第２フィンが設けられた第２空洞形成面を含む。前記第１空洞形成面及び前記第２空洞形成面は、前記コンプレッサと前記冷却器とから熱を奪う冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成する。前記第１フィン及び前記第２フィンは、前記冷却ダクト内に突出している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の空気圧縮装置の概念図である。
【図２Ａ】図１に示される空気圧縮装置に利用可能なフィンの概略的な斜視図である（第２実施形態）。
【図２Ｂ】図１に示される空気圧縮装置に利用可能なフィンの概略的な斜視図である（第２実施形態）。
【図３】第３実施形態の空気圧縮装置の概念図である。
【図４】第４実施形態の冷却器の概略的な斜視図である。
【図５】図４に示される冷却器の概略的な断面図である。
【図６】第５実施形態のスクロールコンプレッサの概略的な展開斜視図である。
【図７】図６に示されるスクロールコンプレッサの蓋体の概略的な斜視図である。
【図８】第６実施形態の空気圧縮装置の概略的な展開斜視図である。
【図９】第７実施形態の空気圧縮装置の概略的な斜視図である。
【図１０Ａ】図９に示される空気圧縮装置の案内枠の概略的な斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示される案内枠の概略的な背面図である。
【図１１】第８実施形態の空気圧縮装置の概略的な斜視図である。
【図１２Ａ】第９実施形態の空気圧縮装置の概略的な斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示される空気圧縮装置の他のもう１つの概略的な斜視図である。
【図１３】第１０実施形態の排気構造の概略的な斜視図である。
【図１４】図１３に示される排気構造を有する空気圧縮装置の概略的な斜視図である。
【図１５】図１４に示される空気圧縮装置の概略的な斜視図である（第１１実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
上述の従来技術の下では、圧縮空気が流動する冷却器の本体部は、冷却器のフィンとコンプレッサのフィンとの間に位置する。したがって、共通の流動経路を通じて供給された冷却空気が、冷却器のフィンとコンプレッサのフィンとを冷却するならば、冷却器の本体部は、冷却空気の流れにぶつかり、たとえば、乱流を引き起こす。このことは、冷却効率を低減させる。加えて、冷却器のフィンは、コンプレッサのフィンから離れているので、これらのフィンを十分に冷やすために、大きな送風能力を有する送風装置が必要とされる。本発明者等は、小型の送風装置が用いられたとしても、コンプレッサだけでなく圧縮空気をも効率的に冷却するための冷却技術を開発した。第１実施形態において、例示的な冷却技術が説明される。
【００１０】
図１は、第１実施形態の空気圧縮装置１００の概念図である。図１を参照して、空気圧縮装置１００が説明される。
【００１１】
空気圧縮装置１００は、コンプレッサ２００と、冷却器３００と、を備える。冷却器３００は、コンプレッサ２００の隣に配置される。そして、冷却器３００は、コンプレッサ２００に取り付けられている。コンプレッサ２００は、冷却器３００に対向する部位に位置する第２空洞形成面２１０を含む。
【００１２】
冷却器３００は、コンプレッサ２００の第２空洞形成面２１０に対向する部位に位置する第１空洞形成面３１０を含む。第２空洞形成面２１０の上側には、上接続面２２４が形成され、下側には下接続面２２５が形成されている。第１空洞形成面３１０の上側には上接続面３３４が形成され、下側には下接続面３３５が形成されている。そして、コンプレッサ２００の上接続面２２４と、冷却器３００の上接続面３３４とが互いに結合されている。また、コンプレッサ２００の下接続面２２５と、冷却器３００の下接続面３３５とが互いに結合されている。  
【００１３】
第２空洞形成面２１０及び第１空洞形成面３１０は、協働し水平方向に延びる空間を有する冷却ダクト４００を規定する。すなわち、第２空洞形成面２１０及び第１空洞形成面３１０は、いずれもダクトを半割りした形状のものである。冷却ダクト４００内の空間の形状はどのような形状でもよいが、第１実施形態では、断面矩形状に形成されている。このため、第１空洞形成面３１０は、下を向いた第１上面３１０ａと、第１上面３１０ａの奥端部から下方に延びる第１側面３１０ｂと、第１側面３１０ｂの下端に繋がり、上を向いた第１下面３１０ｃとを有する。第１側面３１０ｂは、第１上面３１０ａ及び第１下面３１０Ｃのそれぞれよりも長い。しかしながら、第１側面３１０ｂは、第１上面３１０ａ及び第１下面３１０Ｃよりも短くてもよい。この場合、フィンは、第１側面３１０ｂから突出するものとなされているが、第１上面３１０ａ及び第１下面３１０ｃのうち一方から突出していてもよい。また第２空洞形成面２１０は、下を向いた第２上面２１０ａと、第２上面２１０ａの奥端部から下方に延びる第２側面２１０ｂと、第２側面２１０ｂの下端に繋がり、上を向いた第２下面２１０ｃとを有する。第２側面２１０ｂは、第２上面２１０ａ及び第１下面２１０Ｃのそれぞれよりも長い。しかしながら、第１側面３１０ｂは、第１上面３１０ａ及び第１下面３１０Ｃのそれぞれよりも短くてもよい。この場合、フィンは、第２側面２１０ｂから突出するものとなされているが、第１上面３１０ａ及び第１下面３１０ｃのうち一方から突出していてもよい。この場合、第１空洞形成面３１０においてはフィンが第１側面３１０ｂに設けられ、第２空洞形成面２１０においてはフィンが第２上面２１０ａに設けられるものなども含まれる。
【００１４】
なお、冷却ダクト４００内の空間が、例えば断面円形状に形成されているならば、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０は、湾曲状に形成されることになる。この場合、フィンは、冷却ダクト４００内の空間の断面内の中心に向かって突出していてもよい。或いは、冷却ダクト４００内の空間が、例えば断面三角形状に形成されているならば、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０は、傾斜して形成されることになる。この場合、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０は、傾斜面同士が対向するものとなされる。また、この場合、フィンは、冷却ダクト４００の中心に向かって突出していてもよい。
【００１５】
さらに、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０は、本実施形態のように、正対しているものであってもよいが、正対していなくても、一乃至複数の面（平面、傾斜面、湾曲面を含む）のうちの少なくとも一部分が互いに向き合うものであればよく、各空洞形成面２１０，３１０の間に他の部材が介在するものであってもよい。また、本実施形態では、冷却ダクト４００は、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０から構成されているが、他の部材を含むものであってもよい。
【００１６】
また、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０は、本実施形態のように、互いに対向する位置に配置されているものであってもよいが、第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０が同一平面乃至は略同一平面上に近接配置しているものであってもよい。例えば冷却ダクト４００内の空間が、断面矩形状に形成されているならば、四周内側面のうちの一内側面に第１空洞形成面３１０および第２空洞形成面２１０が隣接して配置されているものであってもよい。この場合、他の内側面については他の部材によって構成されるものであってもよい。
【００１７】
コンプレッサ２００は、空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。コンプレッサ２００は、一般的なスクロール圧縮機であってもよい。代替的に、コンプレッサ２００は、一般的なロータリ圧縮機であってもよい。更に代替的に、コンプレッサ２００は、一般的なスイング圧縮機であってもよい。更に代替的に、コンプレッサ２００は、一般的な往復動式圧縮機であってもよい。本実施形態の原理は、コンプレッサ２００の特定の構造に限定されない。
【００１８】
コンプレッサ２００から吐出された圧縮空気は、冷却器３００へ供給される。冷却器３００内には、圧縮空気が流入する内部空間３０１が形成されている。圧縮空気は、冷却ダクト４００を横切って延びる図示省略の管部材を通じて、コンプレッサ２００から冷却器３００の内部空間３０１へ供給されてもよい。代替的に、圧縮空気は、冷却ダクト４００を迂回する管部材を通じて、コンプレッサ２００から冷却器３００の内部空間３０１へ供給されてもよい。本実施形態の原理は、コンプレッサ２００から冷却器３００への圧縮空気の特定の供給経路に限定されない。
【００１９】
冷却空気は、冷却ダクト４００へ供給される。シロッコファン装置、ターボファン装置、クロスフローファン装置やプロペラファン装置といった様々な種類の送風装置が、冷却ダクト４００への冷却空気の供給に用いられてもよい。本実施形態の原理は、冷却ダクト４００への冷却空気の特定の供給技術に限定されない。なお、送風装置の駆動部（モータなど）を、コンプレッサなど他の装置の駆動部と共用させるものであってもよいが、送風装置の駆動部を他の装置の駆動部と別個独立に設けることにより、他の装置が停止している間もファンを回転させて冷却ダクトへ冷却空気を送ることができ、冷却効率を高めることができる。
【００２０】
冷却器３００は、第１空洞形成面３１０の第１側面３１０ｂからコンプレッサ２００の第２空洞形成面２１０における第２側面２１０ｂに向けて突出する第１フィン３２０を更に含む。コンプレッサ２００は、第２空洞形成面２１０の第２側面２１０ｂから冷却器３００の第１空洞形成面３１０における第１側面３１０ｂに向けて突出する第２フィン２２０を更に含む。フィン３２０，２２０はともに、冷却ダクト４００内で突出する。
【００２１】
冷却空気は、冷却ダクト４００内に流入する。冷却空気は、冷却ダクト４００内を流れる間、フィン３２０，２２０から熱を奪う。この結果、冷却器３００及びコンプレッサ２００はともに、冷却される。
【００２２】
冷却ダクト４００が、冷却器３００に形成された第１空洞形成面３１０と、コンプレッサ２００に形成された第２空洞形成面２１０とによって形成されているので、空気圧縮装置１００は、これらを冷却するための広い空間を必要としない。したがって、設計者は、空気圧縮装置１００に小さな寸法を与えることができる。
【００２３】
＜第２実施形態＞
空気圧縮装置を設計する設計者は、第１実施形態に関連して説明されたフィンに様々な形状を与えてもよい。第２実施形態において、フィンの例示的な形状が説明される。
【００２４】
図２Ａ及び図２Ｂは、フィン１０１，１０２の概略的な斜視図である。図１乃至図２Ｂを参照して、フィン１０１，１０２が説明される。
【００２５】
空気圧縮装置（図示せず）を設計する設計者は、フィン１０１，１０２の形状を、図１を参照して説明された第２フィン２２０，第１フィン３２０に与えてもよい。代替的に、設計者は、フィン１０１，１０２を、図２を参照して説明された冷却ダクト４００Ａの内壁面から突出させてもよい。
【００２６】
図２Ａに示されるように、フィン１０１は、冷却空気の流動方向に略平行に延びる平坦な面を有する。したがって、冷却空気は、フィン１０１の平坦な面に沿って、円滑に流れることができる。
【００２７】
図２Ｂに示されるように、フィン１０２は、冷却空気の流動方向に延びる波打った面を有する。フィン１０２は、フィン１０１よりも、冷却空気との広い接触面積を有するので、冷却空気は、多量の熱をフィン１０２から奪うことができる。
【００２８】
＜第３実施形態＞
空気圧縮装置は、冷却ダクトの内部に配置された仕切壁を有してもよい。冷却ダクトの内部空間が仕切壁によって複数の小さな空間に区画されるならば、冷却ダクト内を流れる冷却空気は、整流される。この結果、冷却空気は、コンプレッサ及び冷却器内の圧縮空気から多量の熱を奪うことができる。第３実施形態において、仕切壁を有する例示的な空気圧縮装置が説明される。
【００２９】
図３は、第３実施形態の空気圧縮装置１００Ａの概念図である。図３を参照して、空気圧縮装置１００Ａが説明される。第１実施形態と共通する符号は、当該符号が付された要素が、第１実施形態と機能的に共通することを意味する。したがって、第１実施形態の説明は、共通の符号が付された要素に援用される。
【００３０】
第１実施形態と同様に、空気圧縮装置１００Ａは、コンプレッサ２００と、冷却器３００と、を備える。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
【００３１】
空気圧縮装置１００Ａは、第２フィン２２０および第１フィン３２０間に配置された仕切壁４１０を更に備える。冷却ダクト４００内で水平方向に突出するフィン２２０，３２０とは異なり、仕切壁４１０は、冷却ダクト４００内で垂直方向に延び、冷却ダクト４００の内部空間を左流動空間４１１と右流動空間４１２とに区画する。左流動空間４１１は、仕切壁４１０と、冷却器３００の第１空洞形成面３１０との間で規定される。右流動空間４１２は、仕切壁４１０と、コンプレッサ２００の第２空洞形成面２１０との間で規定される。冷却空気は、左流動空間４１１と右流動空間４１２とに流入する。
【００３２】
仕切壁４１０は、第２フィン２２０及び第１フィン３２０それぞれの先端縁に当接してもよいし、当接しなくてもよい。仕切壁４１０が、右流動空間４１２内で突出する第２フィン２２０に当接するならば、第２フィン２２０は、右流動空間４１２を上下に区画する。仕切壁４１０が左流動空間４１１内で突出する第１フィン３２０に当接するならば、第１フィン３２０は、左流動空間４１１を上下に区画する。この場合、第２フィン２２０及び第１フィン３２０の熱を仕切壁４１０に逃がすことができるので、冷却空気は、コンプレッサ２００及び冷却器３００内の圧縮空気から熱を効率的に奪うことができる。仕切壁４１０が、フィン２２０，３２０のうち少なくとも一方から離れているならば、フィン２２０，３２０間での熱伝達は生じにくくなる。
【００３３】
仕切壁４１０は、フィン２２０，３２０のうち一方或いは両方と同一の材料から形成されてもよい。代替的に、仕切壁４１０は、フィン２２０，３２０とは異なる材料から形成されてもよい。たとえば、設計者は、仕切壁４１０の材料として、フィン２２０，３２０に用いられる材料よりも低い熱伝導率を有する材料を選択してもよい。この場合、コンプレッサ２００と冷却器３００との間で往来する熱量は小さいので、コンプレッサ２００と冷却器３００との間での複雑な熱的干渉は生じにくくなる。このことは、コンプレッサ２００及び冷却器３００の熱に関連する制御を容易化する。
【００３４】
＜第４実施形態＞
空気圧縮装置を設計する設計者は、冷却器に、様々な構造及び様々な形状を与えることができる。第４実施形態において、例示的な冷却器が説明される。
【００３５】
図４は、第４実施形態の冷却器３００Ｂの概略的な斜視図である。図３及び図４を参照して、冷却器３００Ｂが説明される。
【００３６】
冷却器３００Ｂは、第１空洞形成面３１０が外面に形成された外殻体３３０と、逆止弁３４０と、を備える。外殻体３３０は、略矩形の箱である。圧縮空気は、外殻体３３０内に流入する。逆止弁３４０は、外殻体３３０から上方に突出する。圧縮空気は、逆止弁３４０を通じて、外殻体３３０の内部から排気される。冷却器３００Ｂは、図３を参照して説明された冷却器３００として利用可能である。
【００３７】
外殻体３３０は、上流面３３１と、上流面３３１とは反対側の下流面３３２と、を含む。冷却空気は、上流面３３１から下流面３３２へ向けて流れる。上流面３３１及び下流面３３２の高さ寸法（垂直方向）は、上流面３３１及び下流面３３２の幅寸法（水平方向）よりも大きい。
【００３８】
外殻体３３０は、上流面３３１と下流面３３２との間の接続面３３３を含む。接続面３３３は、コンプレッサ（図示せず）、又は、コンプレッサと外殻体３３０との間に配置される仕切部材（図示せず）に接続される。
【００３９】
接続面３３３は、第１空洞形成面３１０の上側に位置する上接続面３３４と、第１空洞形成面３１０の下側に位置する下接続面３３５と、を含む。冷却空気は、上接続面３３４と下接続面３３５との間において第１空洞形成面３１０によって区画された流動領域に流入する。上接続面３３４は、下接続面３３５と略面一である。上接続面３３４及び下接続面３３５は、コンプレッサ、又は、コンプレッサと外殻体３３０との間に配置される仕切部材に接続される。第１空洞形成面３１０によって区画された流動領域は、上接続面３３４及び下接続面３３５から凹設される。
【００４０】
外殻体３３０は、流動領域内で突出する複数の第１フィン３３６を含む。複数の第１フィン３３６は、上流面３３１から下流面３３２に向けて延びる。複数の第１フィン３３６それぞれの先端縁は、上接続面３３４及び下接続面３３５と略面一である。複数の第１フィン３３６それぞれの先端縁は、コンプレッサ、又は、コンプレッサと外殻体３３０との間に配置される仕切部材に接触してもよい。
【００４１】
外殻体３３０は、流動領域の略中心において突出する流入筒３３７を含む。圧縮空気は、流入筒３３７によって囲まれた流入口３３８を通じて、外殻体３３０の内部空間へ流入する。流動領域内を流れる冷却空気は、流動領域を規定する第１空洞形成面３１０及び複数の第１フィン３３６から熱を奪うので、外殻体３３０の内部空間へ流入した圧縮空気は、効率的に冷却される。
【００４２】
図５は、冷却器３００Ｂの内部構造を示す概略的な断面図である。図５を参照して、冷却器３００Ｂが更に説明される。
【００４３】
外殻体３３０は、上壁３５１と、下壁３５２と、上流壁３５３と、下流壁３５４と、を含む。逆止弁３４０の外壁は、上壁３５１と上流壁３５３とによって規定される角隅部の近くで、上壁３５１と一体的に形成される。上壁３５１は、上流壁３５３の上端と下流壁３５４の上端との間で略水平に延びる。下壁３５２は、上流壁３５３の下端と下流壁３５４の下端との間で略水平に延びる。上流壁３５３及び下流壁３５４は、略垂直に延びる。
【００４４】
外殻体３３０は、上壁３５１、下壁３５２、上流壁３５３及び下流壁３５４によって囲まれた略矩形状の内部空間を仕切り、複数の流路を規定する複数の仕切壁を含む。複数の仕切壁は、直線状の上仕切壁３６１と、直線状の下仕切壁３６２と、略τ字型の中央仕切壁３６３と、を含む。
【００４５】
上仕切壁３６１は、上流壁３５３から略水平に延びる。上仕切壁３６１の先端部は、下流壁３５４から離間している。
【００４６】
下仕切壁３６２は、上仕切壁３６１の下方で略水平に延びる。下仕切壁３６２の両端部は、上流壁３５３及び下流壁３５４からそれぞれ離間している。
【００４７】
中央仕切壁３６３は、上仕切壁３６１と下仕切壁３６２との間に形成される。中央仕切壁３６３は、直線壁３６４と、屈曲壁３６５と、を含む。直線壁３６４は、下流壁３５４から略水平に延びる。直線壁３６４の先端部は、上流壁３５３から離間している。屈曲壁３６５は、流入口３３８の近くにおいて、直線壁３６４から下方に延び、その後、下流壁３５４に向けて屈曲する。屈曲壁３６５の先端部は、下流壁３５４から離間している。直線壁３６４及び屈曲壁３６５は、流入口３３８を部分的に取り囲む。
【００４８】
外殻体３３０は、上壁３５１、下壁３５２、上流壁３５３及び下流壁３５４によって囲まれた略矩形状の内部空間内において、第１内部流路３７１、第２内部流路３７２、第３内部流路３７３、第４内部流路３７４及び第５内部流路３７５を規定する。
【００４９】
第１内部流路３７１は、直線壁３６４と屈曲壁３６５とによって規定される。第１内部流路３７１は、流入口３３８に連なり、下流壁３５４に向けて延びる。流入口３３８から流入した圧縮空気は、第１内部流路３７１に沿って流れ、下流壁３５４へ向かう。
【００５０】
第２内部流路３７２は、中央仕切壁３６３と下仕切壁３６２とによって規定される。第３内部流路３７３は、下仕切壁３６２と下壁３５２とによって規定される。第１内部流路３７１の終端に到達した圧縮空気は、屈曲壁３６５の先端部と下流壁３５４との間の空隙を通じて、下方に流れる。圧縮空気の一部は、その後、第２内部流路３７２を通じて、上流壁３５３に向けて流れる。圧縮空気の他の部分は、第３内部流路３７３を通じて、上流壁３５３に向けて流れる。
【００５１】
第３内部流路３７３の終端に到達した圧縮空気は、下仕切壁３６２と上流壁３５３との間の空隙を通じて、上方に流れ、第２内部流路３７２の終端の圧縮空気と合流する。第２内部流路３７２の終端の圧縮空気は、直線壁３６４と上流壁３５３との間の空隙を通じて、上方に流れ、第４内部流路３７４に流入する。
【００５２】
圧縮空気は、その後、第４内部流路３７４に沿って流れ、下流壁３５４に向かう。第４内部流路３７４の終端に到達した圧縮空気は、上仕切壁３６１と下流壁３５４との間の空隙を通じて、上方に流れ、第５内部流路３７５に流入する。
【００５３】
圧縮空気は、その後、第５内部流路３７５に沿って流れ、上流壁３５３に向かう。圧縮空気は、最終的に、第５内部流路３７５の終端近くに配置された逆止弁３４０から排気される。
【００５４】
上壁３５１、下壁３５２、上流壁３５３及び下流壁３５４によって囲まれた略矩形状の内部空間は、冷却空気が流れる流動領域を形成する第１空洞形成面３１０の内側に位置する。圧縮空気の流路は、上壁３５１、下壁３５２、上流壁３５３及び下流壁３５４によって囲まれた略矩形状の内部空間内で蛇行した流路となっている。このため、熱交換面積が長くなっている。したがって、圧縮空気は、冷却空気によって効果的に冷却される。
【００５５】
圧縮空気の冷却の結果、外殻体３３０の内壁面は、結露することもある。結露水は、重力作用の下で下方へ流れ、最終的に、最も下の流路（第３内部流路３７３）に溜まることもある。しかしながら、圧縮空気の流路は、第３内部流路３７３を介することなく、流入口３３８と逆止弁３４０との間で連通している。このため、圧縮空気は、第２内部流路３７２を通じて、逆止弁３４０に向かうことができるので、冷却器３００Ｂ内での圧縮空気の詰まりは生じにくい。
【００５６】
＜第５実施形態＞
空気圧縮装置を設計する設計者は、コンプレッサとして、スクロールコンプレッサを選択してもよい。第５実施形態において、例示的なスクロールコンプレッサが説明される。
【００５７】
図６は、第５実施形態のスクロールコンプレッサ２００Ｃの概略的な展開斜視図である。図３及び図６を参照して、スクロールコンプレッサ２００Ｃが説明される。
【００５８】
スクロールコンプレッサ２００Ｃは、図３を参照して説明されたコンプレッサ２００として利用可能である。スクロールコンプレッサ２００Ｃは、保持枠体２３０と、揺動回転体２４０と、蓋体２５０と、を備える。
【００５９】
保持枠体２３０は、脚部２３１と、外殻体２３２と、シャフト部２３３と、を含む。脚部２３１は、基台（図示せず）に固定される。外殻体２３２は、脚部２３１の上端に接続され、全体的に円形の収容空間２３９を規定する。揺動回転体２４０は、収容空間２３９内に収容される。
【００６０】
外殻体２３２は、リング壁２６１と、上弧壁２６２と、下弧壁２６３と、流入壁２６４と、流出壁２６５と、を含む。リング壁２６１は、外面２６６と、外面２６６とは反対側の内面２６７と、を含む。シャフト部２３３は、外面２６６から突出する。内面２６７は、揺動回転体２４０に対向する。
【００６１】
上弧壁２６２は、円形輪郭を描くリング壁２６１の外縁の上部から蓋体２５０に向けて突出する。下弧壁２６３は、リング壁２６１の外縁の下部から蓋体２５０に向けて突出する。上弧壁２６２、下弧壁２６３及びリング壁２６１は、蓋体２５０と協働して、揺動回転体２４０が収容される収容空間２３９を規定する。
【００６２】
流入壁２６４は、上弧壁２６２の一端部（図６における手前側の端部）と下弧壁２６３の一端部（図６における手前側の端部）とを接続する。流入壁２６４は、上弧壁２６２の一端部及び下弧壁２６３の一端部から、シャフト部２３３の突出方向に対して略直角に突出する。流入壁２６４は、略Ｃ型の断面を有する。流入壁２６４は、蓋体２５０と協働して、冷却空気が流入する流入口を規定する。
【００６３】
流出壁２６５は、上弧壁２６２の他端部（図６における奥側の端部）と下弧壁２６３の他端部（図６における奥側の端部）との間で形成される。流出壁２６５は、上弧壁２６２及び下弧壁２６３から、流入壁２６４とは反対方向に突出する。流入壁２６４と同様に、流出壁２６５は、略Ｃ型の断面を有する。流出壁２６５は、蓋体２５０と協働して、冷却空気が流出する流出口を規定する。
【００６４】
シャフト部２３３は、円筒部２３４と、回転シャフト２３５と、を含む。円筒部２３４は、リング壁２６１の外面２６６から突出する。円筒部２３４内の空間には、回転シャフト２３５の回転運動を、揺動回転体２４０の揺動回転運動に変換する変換機構（図示せず）が収容される。既知のスクロールコンプレッサに用いられる様々な技術が、変換機構に用いられてもよい。本実施形態の原理は、変換機構の特定の構造に限定されない。
【００６５】
回転シャフト２３５は、モータや他の駆動源が生成した駆動力を受ける。回転シャフト２３５は、円筒部２３４内で、上述の変換機構に接続される。
【００６６】
揺動回転体２４０は、第１円板２４１と、第２円板２４２と、可動スクロール２４３と、多数のフィン２４４と、を含む。第１円板２４１は、リング壁２６１の内面２６７の隣に配置される。第２円板２４２は、第１円板２４１との間に間隙を形成しつつ第１円板２４１と平行に配置される。第２円板２４２は、第１円板２４１と、蓋体２５０との間に配置される。渦巻き状の可動スクロール２４３は、第２円板２４２から蓋体２５０に向けて突出する。複数のフィン２４４は、第１円板２４１と第２円板２４２との間の空間を狭い断面を有する複数の流路に分割する。複数のフィン２４４間に形成された空間は、可動スクロール２４３を冷却するための冷却流路として機能する。
【００６７】
第１円板２４１は、円筒部２３４内の変換機構に接続される。この結果、揺動回転体２４０の揺動回転は、回転シャフト２３５の回転によって引き起こされる。揺動回転体２４０の揺動回転の間、可動スクロール２４３の中心は、回転シャフト２３５の回転中心軸周りに周回する。
【００６８】
流入壁２６４と蓋体２５０とによって規定された流入口から流入した冷却空気は、複数のフィン２４４によって細分化された空間を通過し、流出壁２６５と蓋体２５０とによって規定された流出口から排気される。この結果、揺動回転体２４０は、効果的に冷却される。
【００６９】
図７は、蓋体２５０の概略的な斜視図である。図３、図６及び図７を参照して、蓋体２５０が説明される。
【００７０】
図６に示される如く、蓋体２５０は、リング蓋板２５１と、収容壁２５２と、を含む。リング蓋板２５１及び収容壁２５２は、全体的に、円形断面を有する。リング蓋板２５１は、直径において、収容壁２５２より大きい。リング蓋板２５１は、内面２５３と、内面２５３とは反対側の外面２５４と、を含む。内面２５３は、上弧壁２６２及び下弧壁２６３の端面に密接される。
【００７１】
図６に示される如く、収容壁２５２は、周壁２５５と端壁２５６と、を含む。周壁２５５は、回転シャフト２３５の軸方向に、リング蓋板２５１の外面２５４から突出する。周壁２５５は、第２円板２４２及び可動スクロール２４３が収容される略円形の断面を有する収容空間を規定する。周壁２５５は、第２円板２４２を取り囲む。端壁２５６は、周壁２５５によって規定された収容空間の端部を閉じる。
【００７２】
図７に示される如く、蓋体２５０は、端壁２５６から第２円板２４２に向けて突出する渦巻き状の固定スクロール２５７を含む。固定スクロール２５７は、可動スクロール２４３と相補的な渦巻き状の空間を形成する。可動スクロール２４３は、渦巻き状の空間に挿入され、固定スクロール２５７と噛み合う。揺動回転体２４０の揺動回転の間、空気は、固定スクロール２５７と可動スクロール２４３とによって圧縮され、圧縮空気になる。
【００７３】
図７に示される如く、端壁２５６には、吐出口２５８が形成される。吐出口２５８は、固定スクロール２５７の略中心に位置する。スクロールコンプレッサ２００Ｃ内で圧縮された圧縮空気は、吐出口２５８から排気される。
【００７４】
図６に示される如く、蓋体２５０は、垂直壁２７１，２７２を含む。垂直壁２７１は、リング蓋板２５１の外周面から、リング蓋板２５１の径方向の外側に向けて突出し、流入壁２６４の２つの端面に密接される。これにより、揺動回転体２４０を冷却するために流入する冷却空気用の流入口が形成される。垂直壁２７２は、垂直壁２７１とは反対方向において、リング蓋板２５１の外周面から、リング蓋板２５１の径方向の外側に向けて突出する。垂直壁２７２は、流出壁２６５の２つの端面に密接される。これにより、揺動回転体２４０を冷却した後の冷却空気を排出させる流出口が形成される。
【００７５】
図６に示される如く、蓋体２５０は、上境界壁２７３と、下境界壁２７４と、を含む。上境界壁２７３の下面は、第２空洞形成面２１０の第２上面２１０ａとなっている。上境界壁２７３は、リング蓋板２５１の外面２５４及び端壁２５６から突出し、固定スクロール２５７を冷却するための冷却空気が流れる領域の上側境界を規定する。下境界壁２７４は、上境界壁２７３の下方に位置する。下境界壁２７４の上面は、第２空洞形成面２１０の第２下面２１０ｃとなっている。上境界壁２７３と同様に、下境界壁２７４は、リング蓋板２５１の外面２５４及び端壁２５６から突出する。下境界壁２７４は、固定スクロール２５７を冷却するための冷却空気が流れる領域の下側境界を規定する。
【００７６】
蓋体２５０は、複数の第２フィン２２０Ｃを含む。複数のフィン２２０Ｃは、上境界壁２７３と下境界壁２７４との間で、リング蓋板２５１の外面２５４及び収容壁２５２の端壁２５６から突出する。すなわち、リング蓋板２５１の外面２５４及び収容壁２５２の端壁２５６は、第２空洞形成面２１０の第２側面２１０ｂとなっている。
【００７７】
＜第６実施形態＞
設計者は、第４実施形態及び第５実施形態に関連して説明された技術原理に基づいて、様々な空気圧縮装置を設計することができる。第６実施形態において、例示的な空気圧縮装置が説明される。
【００７８】
図８は、第６実施形態の空気圧縮装置１００Ｄの概略的な展開斜視図である。図３、図４、図７及び図８を参照して、空気圧縮装置１００Ｄが説明される。第４実施形態又は第５実施形態と共通する符号は、当該符号が付された要素が、第４実施形態又は第５実施形態と機能的に共通することを意味する。したがって、第４実施形態又は第５実施形態の説明は、共通の符号が付された要素に援用される。
【００７９】
空気圧縮装置１００Ｄは、第４実施形態に関連して説明された冷却器３００Ｂを備える。第４実施形態の説明は、冷却器３００Ｂに援用される。すなわち、冷却ダクト４００は、冷却器３００Ｂにおける第１空洞形成面３１０と、蓋体２５０のリング蓋板２５１の外面２５４及び端壁２５６と、上境界壁２７３の下面と、下境界壁２７４の上面とによって形成される。
【００８０】
空気圧縮装置１００Ｄは、第５実施形態に関連して説明されたスクロールコンプレッサ２００Ｃを更に備える。第５実施形態の説明は、スクロールコンプレッサ２００Ｃに援用される。
【００８１】
空気圧縮装置１００Ｄは、仕切壁４１０Ｄを更に備える。仕切壁４１０Ｄは、断熱部材によって構成されている。仕切壁４１０Ｄは、冷却器３００Ｂの複数の第１フィン３３６の先端縁とスクロールコンプレッサ２００Ｃの複数の第２フィン２２０Ｃの先端縁とに挟まれる。仕切壁４１０Ｄは、第１フィン３３６及び第２フィン２２０Ｃよりも低い熱伝導率を有するので、スクロールコンプレッサ２００Ｃと冷却器３００Ｂとの間の熱の往来は生じにくくなる。
【００８２】
空気圧縮装置１００Ｄは、供給パイプ４２０を更に備える。仕切壁４１０Ｄの略中心には、挿通孔４１３が形成される。供給パイプ４２０は、挿通孔４１３に挿入される。
【００８３】
供給パイプ４２０は、上流端４２１と下流端４２２とを含む。上流端４２１は、スクロールコンプレッサ２００Ｃの吐出口２５８（図７を参照）に挿入される。下流端４２２は、冷却器３００Ｂの流入口３３８（図４を参照）に挿入される。したがって、圧縮空気は、供給パイプ４２０を通じて、スクロールコンプレッサ２００Ｃから冷却器３００Ｂへ供給される。供給パイプ４２０の両端は、スクロールコンプレッサ２００Ｃ及び冷却器３００Ｂによって保持されるので、吐出口２５８及び流入口３３８において過度に高い応力は生じない。
【００８４】
第５実施形態に関連して説明された如く、可動スクロール２４３を冷却するための冷却空気の流動経路は、保持枠体２３０と蓋体２５０との間で規定される。固定スクロール２５７（図７を参照）及び冷却器３００Ｂ内の圧縮空気を冷却するための冷却空気の流動経路は、冷却器３００Ｂに形成された第１空洞形成面３１０と蓋体２５０に形成された第２空洞形成面２１０とによって規定される。したがって、２つの流動経路の間に配置された可動スクロール２４３及び固定スクロール２５７は、効果的に冷却される。
【００８５】
＜第７実施形態＞
第６実施形態の技術原理によれば、２つの流動経路の間での固定スクロール及び可動スクロールの配置によって、固定スクロール及び可動スクロールは効果的に冷却される。共通の送風機が、２つの流動経路への冷却空気の供給に利用されてもよい。この場合、設計者は、空気圧縮装置に小さな寸法を与えることができる。第７実施形態において、共通の送風機を用いて、２つの流動経路へ冷却空気を供給する例示的な空気圧縮装置が説明される。
【００８６】
図９は、第７実施形態の空気圧縮装置１００Ｅの概略的な斜視図である。図８及び図９を参照して、空気圧縮装置１００Ｅが説明される。第６実施形態と共通する符号は、当該符号が付された要素が、第６実施形態と機能的に共通することを意味する。したがって、第６実施形態の説明は、共通の符号が付された要素に援用される。
【００８７】
第６実施形態と同様に、空気圧縮装置１００Ｅは、スクロールコンプレッサ２００Ｃ（図９を参照）と、冷却器３００Ｂ（図９を参照）と、仕切壁４１０Ｄ（図８を参照）と、供給パイプ４２０（図８を参照）と、を備える。第６実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
【００８８】
図９に示される如く、空気圧縮装置１００Ｅは、基台１１０を備える。保持枠体２３０の脚部２３１（図８を参照）は、基台１１０に規定される。冷却器３００Ｂは、仕切壁４１０Ｄ（図８を参照）を介して、蓋体２５０に固定される。したがって、スクロールコンプレッサ２００Ｃ及び冷却器３００Ｂは、基台１１０上で安定的に据え付けられる。
【００８９】
空気圧縮装置１００Ｅは、送風機４３０と第１案内枠４４０とを備える。送風機４３０は、冷却空気を生成する。第１案内枠４４０は、スクロールコンプレッサ２００Ｃと冷却器３００Ｂとから形成された組立体と送風機４３０との間に配置される。第１案内枠４４０は、送風機４３０が生成した冷却空気を、送風機４３０と、スクロールコンプレッサ２００Ｃ及び冷却器３００Ｂから形成された組立体と、の間で閉じ込める。つまり、第１案内枠４４０は、冷却空気を冷却ダクト４００に案内する上流案内部を構成する。第１案内枠４４０によって、冷却空気は、図８を参照して説明された２つの流動経路に集中的に流入する。
【００９０】
図１０Ａは、第１案内枠４４０の概略的な斜視図である。図１０Ｂは、第１案内枠４４０の概略的な背面図である。図８乃至図１０Ｂを参照して、第１案内枠４４０が説明される。
【００９１】
図９に示される如く、第１案内枠４４０は、取付箱４４１とパッキン４４２とを含む。図１０Ａに示される如く、取付箱４４１は、周壁４４３と、第１取付壁４４４と、第２取付壁４４５と、を含む。
【００９２】
図１０Ａに示される如く、周壁４４３は、略矩形状の外周輪郭を規定する。図９に示される如く、送風機４３０は、第１取付壁４４４に取り付けられる。図１０Ａに示される如く、第１取付壁４４４には、略円形の開口部４４６が形成される。送風機４３０は、開口部４４６を通じて、第１案内枠４４０内に冷却空気を送り込む。図１０Ｂに示される如く、第２取付壁４４５には、略矩形の開口部４４７が形成される。パッキン４４２は、第２取付壁４４５の外面に取り付けられ、開口部４４７を取り囲む。
【００９３】
図８に示される如く、冷却器３００Ｂは、接続面３３３とは反対側の外面３３９を含む。図８は、点Ｐ０１と点Ｐ０２とを示す。点Ｐ０１は、上流面３３１と外面３３９との間の角隅線の上端を指す。点Ｐ０２は、上流面３３１と外面３３９との間の角隅線の下端を指す。
【００９４】
図８に示される如く、スクロールコンプレッサ２００Ｃの流入壁２６４は、上流面２８１と、凹面２８２と、平坦面２８３と、を含む。冷却器３００Ｂが、スクロールコンプレッサ２００Ｃに組み付けられると、上流面２８１は、冷却器３００Ｂの上流面３３１と略面一となる。凹面２８２は、上流面２８１から略直角に屈曲し、可動スクロール２４３を冷却するための冷却空気が流入する流入口の内周面となっている。平坦面２８３は、凹面２８２とは反対側において、上流面２８１から直角に屈曲し、略垂直に延びる。図８は、点Ｐ０３と点Ｐ０４とを示す。点Ｐ０３は、平坦面２８３と上流面２８１との間の角隅線の下端を指す。点Ｐ０４は、平坦面２８３と上流面２８１との間の角隅線の上端を指す。
【００９５】
冷却器３００Ｂが、スクロールコンプレッサ２００Ｃに組み付けられると、点Ｐ０１〜点Ｐ０４を角隅部とする矩形枠状の領域が形成される。第６実施形態に関連して説明された冷却空気の２つの流動経路は、点Ｐ０１〜点Ｐ０４によって規定される矩形枠状の領域によって形成される開口を上流端として有することになる。点Ｐ０１〜点Ｐ０４によって規定される矩形領域は、第１案内枠４４０の第２取付壁４４５に形成された矩形状の開口部４４７と相補的である。点Ｐ０１〜点Ｐ０４によって規定される矩形領域は、開口部４４７に嵌め込まれてもよい。開口部４４７は、パッキン４４２によって囲まれるので、送風機４３０が生成した冷却空気は、第１案内枠４４０から漏れ出ることなく、２つの流動経路に流入することができる。
【００９６】
＜第８実施形態＞
設計者は、コンプレッサを駆動するための様々な装置、配置及び構造を空気圧縮装置に組み込んでもよい。第８実施形態において、コンプレッサを駆動するための例示的な駆動技術が説明される。
【００９７】
図１１は、第８実施形態の空気圧縮装置１００Ｆの概略的な斜視図である。図７、図８及び図１１を参照して、空気圧縮装置１００Ｆが説明される。第７実施形態と共通する符号は、当該符号が付された要素が、第７実施形態と機能的に共通することを意味する。したがって、第７実施形態の説明は、共通の符号が付された要素に援用される。
【００９８】
第７実施形態と同様に、空気圧縮装置１００Ｆは、基台１１０（図１１を参照）と、スクロールコンプレッサ２００Ｃ（図１１を参照）と、冷却器３００Ｂ（図１１を参照）と、仕切壁４１０Ｄ（図８を参照）と、供給パイプ４２０（図８を参照）と、送風機４３０（図１１を参照）と、第１案内枠４４０（図１１を参照）と、を備える。第７実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
【００９９】
図９に示される如く、スクロールコンプレッサ２００Ｃは、インテークダクト２８０を含む。インテークダクト２８０によって規定される流路は、固定スクロール２５７（図７を参照）及び可動スクロール２４３（図８を参照）が噛み合う空間（すなわち、保持枠体２３０と蓋体２５０とによって囲まれる空間）に繋がる。
【０１００】
図１１に示される如く、空気圧縮装置１００Ｆは、フィルタダクト１２０を備える。フィルタダクト１２０は、フィルタ部１２１とフレキシブルダクト１２２とを含む。フレキシブルダクト１２２の基端は、インテークダクト２８０（図９を参照）に接続される。フィルタ部１２１は、フレキシブルダクト１２２の先端部に取り付けられる。スクロールコンプレッサ２００Ｃが駆動されると、インテークダクト２８０及びフレキシブルダクト１２２内に負圧環境が生ずる。この結果、フィルタ部１２１の周囲の空気は、フレキシブルダクト１２２及びインテークダクト２８０を通じて、固定スクロール２５７（図７を参照）及び可動スクロール２４３（図８を参照）が噛み合う空間に流入する。このとき、フィルタ部１２１は、流入した空気から異物を除去する。固定スクロール２５７及び可動スクロール２４３は、流入した空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。
【０１０１】
図１１に示される如く、空気圧縮装置１００Ｆは、枠体５００を備える。枠体５００は、第１支柱５１０と、第２支柱５２０と、第３支柱５３０と、第４支柱５４０と、第１桁材５５０と、第２桁材５６０と、底板５７０と、を含む。底板５７０は、略矩形状である。底板５７０は、基台１１０の下方で横たわる。第１支柱５１０、第２支柱５２０、第３支柱５３０及び第４支柱５４０は、底板５７０の４つの角隅部から上方へ延びる。第１支柱５１０及び第３支柱５３０は、底板５７０の１つの対角線上で並ぶ。第２支柱５２０及び第４支柱５４０は、底板５７０の他のもう１つの対角線上で並ぶ。第１桁材５５０は、第１支柱５１０と第２支柱５２０との間で略水平に延びる。第２桁材５６０は、第３支柱５３０と第４支柱５４０との間で略水平に延びる。第１桁材５５０は、第２桁材５６０と略平行に延びる。基台１１０は、第１桁材５５０及び第２桁材５６０上で固定される。
【０１０２】
図１１に示される如く、空気圧縮装置１００Ｆは、モータ６１０と、伝達機構６２０と、を備える。基台１１０は、上面１１１と、上面１１１とは反対側の下面１１２と、を含む。スクロールコンプレッサ２００Ｃは、上面１１１に固定される一方で、モータ６１０は、下面１１２に固定される。スクロールコンプレッサ２００Ｃ及びモータ６１０は、垂直に並ぶので、空気圧縮装置１００Ｆを設計する設計者は、水平面上における枠体５００の面積に小さな値を与えることができる。
【０１０３】
伝達機構６２０は、上プーリ６２１と、下プーリ６２２と、テンションプーリ６２３と、無端ベルト６２４と、を含む。モータ６１０は、スクロールコンプレッサ２００Ｃの回転シャフト２３５と略平行に延びるモータシャフト６１１を含む。上プーリ６２１は、回転シャフト２３５に取り付けられる。下プーリ６２２は、モータシャフト６１１に取り付けられる。無端ベルト６２４は、上プーリ６２１と下プーリ６２２とを取り巻く。テンションプーリ６２３は、無端ベルト６２４に適切な張力を与える。
【０１０４】
モータ６１０が作動すると、モータシャフト６１１は、回転する。この結果、モータシャフト６１１に取り付けられた下プーリ６２２と噛み合う無端ベルト６２４は、周回し、上プーリ６２１を回転させる。上プーリ６２１が取り付けられた回転シャフト２３５が回転するので、固定スクロール２５７（図７を参照）及び可動スクロール２４３（図８を参照）は、スクロールコンプレッサ２００Ｃ内の空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。
【０１０５】
＜第９実施形態＞
設計者は、第８実施形態に関連して説明された枠体を用いて、コンプレッサや他の機器を保護する様々な筐体を設計することができる。第９実施形態において、例示的な枠体構造が説明される。
【０１０６】
図１２Ａは、第９実施形態の空気圧縮装置１００Ｇの概略的な斜視図である。図１２Ｂは、空気圧縮装置１００Ｇの他のもう１つの概略的な斜視図である。図８、図１１乃至図１２Ｂを参照して、空気圧縮装置１００Ｇが説明される。第８実施形態と共通する符号は、当該符号が付された要素が、第８実施形態と機能的に共通することを意味する。したがって、第８実施形態の説明は、共通の符号が付された要素に援用される。
【０１０７】
第８実施形態と同様に、空気圧縮装置１００Ｇは、基台１１０（図１１を参照）と、フィルタダクト１２０（図１１を参照）と、スクロールコンプレッサ２００Ｃ（図１１を参照）と、冷却器３００Ｂ（図１１を参照）と、仕切壁４１０Ｄ（図８を参照）と、供給パイプ４２０（図８を参照）と、送風機４３０（図１１を参照）と、第１案内枠４４０（図１１を参照）と、モータ６１０（図１１を参照）と、伝達機構６２０（図１１を参照）と、を備える。第８実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
【０１０８】
図１２Ａに示される如く、空気圧縮装置１００Ｇは、筐体７００を更に備える。図１１を参照して説明された枠体５００は、筐体７００の一部として用いられる。
【０１０９】
図１２Ａに示される如く、筐体７００は、天板７１０を含む。天板７１０は、第１支柱５１０（図１１を参照）、第２支柱５２０（図１１を参照）、第３支柱５３０（図１１を参照）及び第４支柱５４０（図１１を参照）の上端に据え付けられる。したがって、天板７１０は、底板５７０（図１２Ｂを参照）及び基台１１０（図１１を参照）上で略水平に横たわる。
【０１１０】
筐体７００は、右パネル７２０（図１２Ａを参照）と左パネル７３０（図１２Ｂを参照）とを含む。右パネル７２０は、底板５７０（図１２Ｂを参照）、天板７１０（図１２Ａを参照）、第１支柱５１０（図１１を参照）及び第４支柱５４０（図１１を参照）によって囲まれた空間を塞ぐ。左パネル７３０は、底板５７０、天板７１０、第２支柱５２０（図１１を参照）及び第３支柱５３０（図１１を参照）によって囲まれた空間を塞ぐ。
【０１１１】
図１２Ａに示される如く、筐体７００は、上カバー７４０と下カバー７５０とを含む。上カバー７４０は、天板７１０、第１桁材５５０（図１１を参照）、第１支柱５１０（図１１を参照）及び第２支柱５２０（図１１を参照）によって囲まれた空間を塞ぐ。送風機４３０（図１１を参照）及び第１案内枠４４０（図１１を参照）は、上カバー７４０とスクロールコンプレッサ２００Ｃとの間に配置される。下カバー７５０は、底板５７０（図１１を参照）、第１桁材５５０（図１１を参照）、第１支柱５１０（図１１を参照）及び第２支柱５２０（図１１を参照）によって囲まれた空間を塞ぐ。下カバー７５０は、保持枠７５１と複数の庇板７５２とを含む。保持枠７５１は、底板５７０、第１桁材５５０、第１支柱５１０及び第２支柱５２０に沿う板材から形成される。複数の庇板７５２は、保持枠７５１によって保持される。複数の庇板７５２それぞれは、保持枠７５１によって囲まれた空間内で略水平に延びる。複数の庇板７５２は、垂直方向に整列される。
【０１１２】
図１１を参照して説明された如く、スクロールコンプレッサ２００Ｃは、フィルタダクト１２０を通じて吸引する。筐体７００の外の空気（外気）は、複数の庇板７５２の間に形成された空隙を通じて、フィルタダクト１２０に吸い込まれる。同様に、送風機４３０も、複数の庇板７５２の間に形成された空隙を通じて、外気を吸引し、冷却空気を生成する。
【０１１３】
図１２Ｂに示される如く、空気圧縮装置１００Ｇは、冷却装置８１０と、除湿装置８２０と、制御盤８３０と、を備える。冷却装置８１０は、上カバー７４０の反対側で、筐体７００に取り付けられる。除湿装置８２０及び制御盤８３０は、下カバー７５０の反対側で、筐体７００に取り付けられる。
【０１１４】
スクロールコンプレッサ２００Ｃ（図１１を参照）が生成した圧縮空気は、冷却器３００Ｂ（図１１を参照）を通じて、冷却装置８１０へ供給される。冷却装置８１０は、筐体７００の外に配置されるので、圧縮空気は、冷却装置８１０において、外気によって効果的に冷却される。その後、圧縮空気は、除湿装置８２０に供給される。除湿装置８２０は、圧縮空気を除湿する。除湿された圧縮空気は、圧縮空気を貯蔵するタンクや様々な空圧機器へ供給される。制御盤８３０は、モータ６１０（図１１を参照）、送風機４３０（図１１を参照）や他の装置の動作を制御する。
【０１１５】
＜第１０実施形態＞
設計者は、送風機が生成した冷却空気を排気するための様々な構造を筐体に与えてもよい。第１０実施形態において、排気機能を有する例示的な枠体構造が説明される。
【０１１６】
図１３は、第１０実施形態の排気構造１３０の概略的な斜視図である。図８、図１１、図１２Ａ及び図１３を参照して、排気構造１３０が説明される。
【０１１７】
図１３に示される如く、排気構造１３０は、排気板７６０と、第２案内枠７７０と、を備える。排気板７６０は、底板５７０（図１１を参照）、天板７１０（図１２Ａを参照）、第３支柱５３０（図１１を参照）及び第４支柱５４０（図１１を参照）によって囲まれた空間を部分的に閉じる。排気板７６０は、上カバー７４０（図１２Ａを参照）とは反対側に位置する。排気板７６０は、筐体７００（図１２Ａを参照）の一部として用いられる。
【０１１８】
図１３に示される如く、排気板７６０は、外面７６１と、外面７６１とは反対側の内面７６２と、を含む。外面７６１は、筐体７００（図１２Ａを参照）の外面の一部を形成する。内面７６２は、スクロールコンプレッサ２００Ｃ（図１１を参照）が収容される収容空間を部分的に規定する。冷却装置８１０は、外面７６１に取り付けられる。第２案内枠７７０は、内面７６２に取り付けられる。
【０１１９】
図１３に示される如く、第２案内枠７７０は、箱部７７１とパッキン７７２とを含む。箱部７７１は、周壁７７３と対向壁７７４とを含む。周壁７７３は、排気板７６０から内方に突出する。周壁７７３は、下流縁７７５と矩形縁７７６とを含む。下流縁７７５は、排気板７６０に隣接する。矩形縁７７６は、対向壁７７４を取り囲む。対向壁７７４は、排気板７６０に対向する。
【０１２０】
対向壁７７４には、略矩形状の開口部７７７が形成される。パッキン７７２は、開口部７７７を規定する縁部に沿って、対向壁７７４に取り付けられる。パッキン７７２が、図８を参照して説明された冷却空気の２つの流動経路の下流端を取り囲むように、第２案内枠７７０は、スクロールコンプレッサ２００Ｃ及び冷却器３００Ｂに接続される。
【０１２１】
図１４は、空気圧縮装置１００Ｇの概略的な斜視図である。冷却装置８１０は、図１４に示される空気圧縮装置１００Ｇから除去されている。図１２Ｂ乃至図１４を参照して、空気圧縮装置１００Ｇが説明される。
【０１２２】
図１４に示される如く、排気板７６０には、排気口７６９が形成される。排気口７６９は、水平方向に延びる。第２案内枠７７０の下流縁７７５（図１３を参照）は、排気口７６９を取り囲む。
【０１２３】
図１２Ｂに示される如く、冷却装置８１０は、圧縮空気が流入する蛇行状の管路８１１を備える。管路８１１は、水平方向に略真っ直ぐ延び、且つ、垂直方向に繰り返し曲がる。
【０１２４】
排気口７６９（図１４を参照）は、管路８１１（図１２Ｂを参照）の延設領域に向けて開口する。したがって、管路８１１は、第２案内枠７７０（図１３を参照）の開口部７７７（図１３を参照）及び排気板７６０（図１４を参照）の排気口７６９（図１４を参照）を通じて排気された冷却空気に曝される。この結果、蛇行管８１１に沿って流れる圧縮空気は、効果的に冷却される。
【０１２５】
＜第１１実施形態＞
低い剛性を有する管部材は、振動が発生する環境下において好適である。しかしながら、空気圧縮装置の筐体内で循環する強い空気流が生じているならば、可撓性の管部材は揺れ動くので、設計者は、高い剛性を有する管部材を選択することもある。第１０実施形態に関連して説明された排気原理は、空気圧縮装置の筐体内で循環する強い空気流を生じさせないので、設計者は、可撓性を少なくとも部分的に有する管部材を利用してもよい。第１１実施形態において、可撓性の樹脂管を用いて、圧縮空気を案内する例示的な枠体構造が説明される。
【０１２６】
図１５は、空気圧縮装置１００Ｇの概略的な斜視図である。図１２Ｂ及び図１５を参照して、空気圧縮装置１００Ｇが説明される。
【０１２７】
図１５に示される如く、空気圧縮装置１００Ｇは、樹脂管１４０を備える。樹脂管１４０は、冷却器３００Ｂの逆止弁３４０と冷却装置８１０（図１２Ｂを参照）の蛇行管８１１（図１２Ｂを参照）とに接続される。したがって、圧縮空気は、樹脂管１４０によって、冷却器３００Ｂから冷却装置８１０へ案内される。樹脂管１４０は、ポリテトラフルオロエチレンや他の適切な耐熱樹脂から形成されてもよい。樹脂管１４０は、冷却空気が流れる領域の外で延設される。したがって、樹脂管１４０は、冷却空気によって揺らされにくい。本実施形態の原理は、樹脂管１４０に用いられる特定の材料に限定されない。
【０１２８】
設計者は、上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理にしたがって、様々な空気圧縮装置を設計することができる。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された空気圧縮装置に適用されてもよい。
【０１２９】
［実施の形態の概要］
ここで、前記実施形態について概説する。
【０１３０】
本発明の一局面に係る空気圧縮装置は、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記圧縮空気が流入する内部空間を形成する冷却器と、を備える。前記冷却器は、第１フィンが設けられた第１空洞形成面を含む。前記コンプレッサは、第２フィンが設けられた第２空洞形成面を含む。前記第１空洞形成面及び前記第２空洞形成面は、前記コンプレッサと前記冷却器とから熱を奪う冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成する。前記第１フィン及び前記第２フィンは、前記冷却ダクト内に突出している。
【０１３１】
上記構成によれば、圧縮空気は、冷却器の内部空間へ流入する。冷却器の第１空洞形成面及びコンプレッサの第２空洞形成面は、冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成するので、冷却器及びコンプレッサを冷却するための空間を確保すべく広い空間は必要ない。そして、第１空洞形成面に設けられた第１フィン及び第２空洞形成面に設けられた第２フィンはともに、前記冷却ダクト内に突出しているので、冷却ダクトに供給された冷却空気によって強制的且つ効率的に冷却される。第１フィン及び第２フィンは、共通の冷却ダクト内で流れる冷却空気によって冷却されるので、設計者は、空気圧縮装置に、冷却空気の複雑な流動経路を与えなくてもよい。
【０１３２】
上記構成において、前記第１空洞形成面及び第２空洞形成面は、互いに対向する位置に配置されていてもよい。すなわち、この空気圧縮装置は、圧縮空気を生成するコンプレッサと、前記圧縮空気が流入する内部空間を形成する冷却器と、を備える。前記冷却器は、前記コンプレッサに対向する部位に位置する第１空洞形成面と、前記第１空洞形成面に設けられた第１フィンと、を含む。前記コンプレッサは、前記冷却器の前記第１空洞形成面に対向する第２空洞形成面と、前記第２空洞形成面に設けられた第２フィンと、を含む。前記第１空洞形成面及び前記第２空洞形成面は、前記コンプレッサと前記冷却器とから熱を奪う冷却空気の流動を許容する冷却ダクトを形成する。前記第１フィン及び前記第２フィンは、前記冷却ダクト内に突出している。
【０１３３】
上記構成によれば、前記第１空洞形成面及び第２空洞形成面は、互いに対向する位置に配置されているので、前記第１空洞形成面及び第２空洞形成面によって前記冷却ダクトの少なくとも２側面を構成することができ、この冷却ダクトを簡易に構成することができる。
【０１３４】
上記構成において、空気圧縮装置は、前記第１フィンと前記第２フィンとの間に配置された仕切壁を更に備えてもよい。前記仕切壁は、前記冷却ダクト内の前記冷却空気の流動空間を、前記第１フィンが突出する第１流動空間と、前記第２フィンが突出する第２流動空間とに区画してもよい。
【０１３５】
上記構成によれば、仕切壁が、第１フィンと第２フィンとの間に配置されるので、冷却ダクト内の冷却空気は、整流される。したがって、冷却ダクト内における冷却空気の流動抵抗を下げることができるので、冷却器内の圧縮空気及びコンプレッサは、効率的に冷却される。
【０１３６】
上記構成において、前記仕切壁は、前記第１フィン及び前記第２フィンよりも低い熱伝導率を有してもよい。
【０１３７】
上記構成によれば、仕切壁は、第１フィン及び第２フィンよりも低い熱伝導率を有するので、コンプレッサと冷却器との間で往来する熱量は小さくなる。
【０１３８】
上記構成において、空気圧縮装置は、前記冷却空気を生成する送風機と、前記冷却空気を前記冷却ダクトへ案内する上流案内部と、を更に備えてもよい。
【０１３９】
上記構成によれば、上流案内部は、送風機によって生成された冷却空気を、冷却ダクトへ案内するので、冷却器内の圧縮空気及びコンプレッサは、効率的に冷却される。
【０１４０】
上記構成において、前記コンプレッサは、固定スクロールと前記固定スクロールと協働して前記圧縮空気を生成する可動スクロールとを有するスクロールコンプレッサであってもよい。前記スクロールコンプレッサは、前記可動スクロールを冷却するための冷却流路を規定してもよい。前記固定スクロール及び前記可動スクロールは、前記冷却ダクトと前記冷却流路との間に配置されてもよい。前記上流案内部は、前記冷却ダクトの上流端と前記冷却流路の上流端とを取り囲む第１案内枠を含んでもよい。
【０１４１】
上記構成によれば、上流案内部は、冷却ダクトの上流端と冷却流路の上流端とを取り囲む第１案内枠を含むので、送風機によって生成された冷却空気は、冷却ダクト及び冷却流路に導入される。冷却ダクトと冷却流路との間に固定スクロール及び可動スクロールが配置されるので、冷却器内の圧縮空気、固定スクロール及び可動スクロールは、効率的に冷却される。
【０１４２】
上記構成において、空気圧縮装置は、前記冷却空気が排気される排気口が形成された筐体と、前記排気口と前記スクロールコンプレッサとの間に配置され、前記冷却ダクトの下流端及び前記冷却流路の下流端から排気された前記冷却空気を前記排気口へ案内する第２案内枠と、を更に備えてもよい。前記第２案内枠は、前記冷却ダクト及び前記冷却流路の前記下流端を取り囲むパッキンと、前記排気口を取り囲む下流縁と、を含んでもよい。
【０１４３】
上記構成によれば、第２案内枠のパッキンは、冷却ダクトの下流端と冷却流路の下流端とを取り囲み、且つ、第２案内枠の下流縁は、排気口を取り囲むので、冷却空気は、筐体から効率的に排気される。
【０１４４】
上記構成において、前記筐体は、第１壁と、前記第１壁とは反対側の第２壁と、を含んでもよい。前記送風機及び前記第１案内枠は、前記第１壁と前記スクロールコンプレッサとの間に配置されてもよい。前記第２案内枠は、前記第２壁に取り付けられてもよい。
【０１４５】
上記構成によれば、送風機及び第１案内枠は、第１壁とスクロールコンプレッサとの間に配置され、且つ、第２案内枠は、前記第２壁に取り付けられるので、送風機によって生成された冷却空気は、第１案内枠、冷却ダクト、冷却流路及び第２案内枠を通じて、排気口から効率的に排気される。
【０１４６】
上記構成において、空気圧縮装置は、前記排気口から排気された前記冷却空気に曝される管路を含む冷却装置と、前記冷却器から前記管路へ前記圧縮空気を案内する少なくとも部分的に可撓性の案内管と、を更に備えてもよい。
【０１４７】
上記構成によれば、案内管は、少なくとも部分的に可撓性であるので、空気圧縮装置に生じた振動に応じて変形することができるので、空気圧縮装置の振動は、案内管及び案内管に接続される部位に破壊的な負荷を与えにくくなる。
【０１４８】
上述の空気圧縮装置は、冷却空気の複雑な流動経路を要することなく、冷却器及びコンプレッサをともに効果的に冷却することができる。
【図１】
2017038673.tif 000003
【図２Ａ】
2017038673.tif 000004
【図２Ｂ】
2017038673.tif 000005
【図３】
2017038673.tif 000006
【図４】
2017038673.tif 000007
【図５】
2017038673.tif 000008
【図６】
2017038673.tif 000009
【図７】
2017038673.tif 000010
【図８】
2017038673.tif 000011
【図９】
2017038673.tif 000012
【図１０Ａ】
2017038673.tif 000013
【図１０Ｂ】
2017038673.tif 000014
【図１１】
2017038673.tif 000015
【図１２Ａ】
2017038673.tif 000016
【図１２Ｂ】
2017038673.tif 000017
【図１３】
2017038673.tif 000018
【図１４】
2017038673.tif 000019
【図１５】
2017038673.tif 000020
【国際調査報告】
2017038673.tif 000021
2017038673.tif 000022