(57)【要約】【課題】簡便な構造で潤滑油を効果的に冷却可能な給油式往復動圧縮機を提供する。【解決手段】一実施形態に係る給油式往復動圧縮機は、シリンダと、前記シリンダの内部に設けられ、前記シリンダと共に圧縮室を画成するピストンと、クランク軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換可能なクランク機構と、前記クランク機構を収容するクランクケースと、前記圧縮室に圧縮対象の気体を供給するための供給管と、を備え、前記供給管は、前記クランクケースの内部を通過し、且つ、前記供給管の内部を通過する気体と、前記クランクケースの内部にある潤滑油とが熱交換可能に構成される冷却配管を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、前記シリンダと共に圧縮室を画成するピストンと、
クランク軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換可能なクランク機構と、
前記クランク機構を収容するクランクケースと、
前記圧縮室に圧縮対象の気体を供給するための供給管と、
を備え、
前記供給管は、前記クランクケースの内部を通過し、且つ、前記供給管の内部を通過する前記気体と、前記クランクケースの内部にある潤滑油とが熱交換可能に構成される冷却配管を含む、給油式往復動圧縮機。
【請求項２】
前記冷却配管は、前記クランクケースの内部において湾曲する、請求項１に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項３】
前記冷却配管は、前記クランクケースの底面に沿って延在する第１配管部と、前記クランクケースの底面に対して交差する方向に延在する第２配管部とを有する請求項２に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項４】
前記クランクケースは、
前記クランクケースの底面を含むオイルパンと、
前記オイルパンの上方に連結される本体部と、
を含み、
前記供給管は前記オイルパンを貫通する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項５】
前記オイルパンは、前記オイルパンの複数の内壁間を連結するオイルパン補強部材を有し、
前記冷却配管は、前記オイルパン補強部材を迂回するように構成される、請求項４に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項６】
前記本体部は、前記本体部の下部で前記本体部の複数の内壁間を連結する本体部補強部材を有し、
前記冷却配管は、前記本体部補強部材を迂回するように構成される、請求項４又は５に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項７】
前記冷却配管は、外周面の少なくとも一部に第１のフィンを備える、請求項１乃至６の何れか一項に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項８】
前記第１のフィンは、前記クランクケースの内部に貯留される前記潤滑油の流動方向と交差する方向に突出する、請求項７に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項９】
前記供給管のうち前記冷却配管より下流側の外表面の少なくとも一部には、第２のフィンが設けられる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の給油式往復動圧縮機。
【請求項１０】
前記気体は外部から供給される加圧気体である、請求項１乃至９の何れか一項に記載の給油式往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シリンダ内をピストンが往復動することにより圧縮を行う、給油式往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内をピストンが往復動することにより、シリンダ及びピストンにより形成される圧縮室の容積を変化せて吸入気体の圧縮を行う往復動圧縮機が、様々な用途で利用されている。特に、機器内部の潤滑、及び、シリンダ及びピストン間のシールに潤滑油を用いるものは、いわゆる給油式往復動圧縮機として知られている。
【０００３】
給油式往復動圧縮機で用いられる潤滑油は、運転時間の経過に伴って、温度が上昇し、劣化や消費が進行する。そのため、この種の圧縮機では、潤滑油を冷却する手段が採用される。例えば特許文献１では、駆動軸の回転運動をピストンの往復運動に変換するためのクランク機構を収容するクランクケース内に貯留される潤滑油を、クランクケースの外部から冷却風を供給することによりに冷却する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２８６７３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、クランクケース内の潤滑油を、クランクケースの外部に供給される冷却風によって冷却している。一般的に、クランクケースは機械的強度を確保するために重厚な構造を有するため熱容量が大きい。そのため、このような冷却構造では、潤滑油の冷却効率が低くなりがちである。
【０００６】
このような問題を解決するために、例えば、クランクケース内の潤滑油を、外部に配置されたオイルクーラ等に取り出して冷却することも考えられる。しかしながら、このような手法では、オイルクーラのような外部装置や潤滑油を外部に送り出すためのポンプなどを導入する必要があり、装置構成の複雑化を招き、コストや設置スペース的に不利になってしまう。
【０００７】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、簡便な構造で潤滑油を効果的に冷却可能な給油式往復動圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る給油式往復動圧縮機は上記課題を解決するために、
シリンダと、
前記シリンダの内部に設けられ、前記シリンダと共に圧縮室を画成するピストンと、
クランク軸の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換可能なクランク機構と、
前記クランク機構を収容するクランクケースと、
前記圧縮室に圧縮対象の気体を供給するための供給管と、
を備え、
前記供給管は、前記クランクケースの内部を通過し、且つ、前記供給管の内部を通過する前記気体と、前記クランクケースの内部にある潤滑油とが熱交換可能に構成される冷却配管を含む。
【０００９】
上記（１）の構成では、圧縮対象となる気体を供給するための供給管がクランク機構を収容するクランクケースの内部を通過するように構成される。供給管は、その内部を通過する気体とクランクケース内の潤滑油とが熱交換可能に構成された冷却配管を含む。そのため、重厚なクランクケースを介して外部からの送風によって冷却する場合に比べて、クランクケース内の潤滑油を効果的に冷却できる。また、このような潤滑油を冷却するための冷却配管はクランクケース内に位置するため、オイルクーラのような外部機器が不要であり、装置構成がシンプルでコストや設置スペースの観点からも有利である。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記冷却配管は、前記クランクケースの内部において湾曲する。
【００１１】
上記（２）の構成によれば、冷却配管がクランクケースの内部において湾曲しているので、潤滑油との接触面積が増え、良好な冷却作用が得られる。
【００１２】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記冷却配管は、前記クランクケースの底面に沿って延在する第１配管部と、前記クランクケースの底面に対して交差する方向に延在する第２配管部とを有する。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、冷却配管が三次元的な屈曲構造を有することで、限られたクランクケース内のスペースで、潤滑油と多くの接触面積を確保できる。これにより、潤滑油を効率的に冷却できる。
【００１４】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記クランクケースは、
前記クランクケースの底面を含むオイルパンと、
前記オイルパンの上方に連結される本体部と、
を含み、
前記供給管は前記オイルパンを貫通する。
【００１５】
上記（４）の構成によれば、クランクケースはオイルパンと本体部によって構成されるため、メンテナンス時には、本体部とオイルパンとを分解することで、クランクケースの内部にある冷却配管に容易にアクセスできる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記オイルパンは、前記オイルパンの複数の内壁間を連結するオイルパン補強部材を有し、
前記冷却配管は、前記オイルパン補強部材を迂回するように構成される。
【００１７】
上記（５）の構成によれば、クランクケースのうち本体部に比べて強度が弱くなりがちなオイルパンにオイルパン補強部材を設けることにより、オイルパンの機械的強度を補強できる。このような補強部材が設けられている場合には、冷却配管を補強部材を迂回するように構成することで、補強部材との構造的な干渉を回避しつつ、冷却配管と潤滑油との接触面性を多く確保して良好な冷却作用が得られる。
【００１８】
（６）幾つかの実施形態では、上記（４）又は（５）の構成において、
前記本体部は、前記本体部の下部で前記本体部の複数の内壁間を連結する本体部補強部材を有し、
前記冷却配管は、前記本体部補強部材を迂回するように構成される。
【００１９】
上記（６）の構成によれば、本体部の下部に本体部補強部材を設けることにより、クランクケースの本体部の開口部分、及びクランクケースのうち本体部に比べて強度が弱くなりがちなオイルパンを補強できる。このような補強部材が設けられている場合には、冷却配管を補強部材を迂回するように構成することで、補強部材との構造的な干渉を回避しつつ、冷却配管と潤滑油との接触面性を多く確保して良好な冷却作用が得られる。
【００２０】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、前記冷却配管は、外周面の少なくとも一部に第１のフィンを備える。
【００２１】
上記（７）の構成によれば、冷却配管の外周面の第１のフィンによって潤滑油との接触面積が増えるので、潤滑油をより効果的に冷却できる。
【００２２】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、前記第１のフィンは、前記クランクケースの内部に貯留される前記潤滑油の流動方向と交差する方向に延在する。
【００２３】
上記（８）の構成によれば、第１のフィンは潤滑油の流動方向と交差する方向に延在することで、潤滑油は第１のフィンに衝突することで撹拌され、第１のフィンとの熱交換が促進される。その結果、より良好な冷却作用が得られる。
【００２４】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの構成において、前記供給管のうち前記冷却配管より下流側の外表面の少なくとも一部には、第２のフィンが設けられる。
【００２５】
上記（９）の構成によれば、クランクケース内で潤滑油と熱交換することにより温度が上昇した気体は、クランクケース内の冷却配管より下流側の供給管を通過する際に、外気と熱交換することに冷却される。このとき、供給管の外表面には第２のフィンが設けられることにより、内部を通過する気体の冷却が促進される。その結果、圧縮室に供給される気体温度を低く抑えることができ、圧縮効率を効果的に向上できる。このような構成は、インタークーラのような冷却装置の追加を伴わないため、装置構成が簡易で済み、コストや設置スペースの観点からも有利である。
【００２６】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、前記気体は外部から供給される加圧気体である。
【００２７】
上記（１０）の構成によれば、上述の給油式往復動圧縮機は、外部から供給される加圧気体を更に昇圧する、いわゆるブースター圧縮機として構成される。ブースター圧縮機では吐出される圧縮気体の圧力が高いため、潤滑油も加熱されやすい。このようなブースター圧縮機であっても、上述の構成を採用することで、簡便な構造で良好な冷却作用が得られる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ブースター圧縮機の潤滑油を簡便な構造で効果的に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態のブースター圧縮機の外観斜視図である。
【図２】一実施形態のブースター圧縮機の要部を簡略化して示す縦断面図である。
【図３】一実施形態のブースター圧縮機の配管図である。
【図４】一実施形態のオイルパン及び冷却配管の斜視図である。
【図５】他の実施形態に係るブースター圧縮機の要部を簡略化して示す縦断面図である。
【図６】他の実施形態に係るブースター圧縮機のオイルパン及び冷却配管の斜視図である。
【図７】さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機のオイルパン及び冷却配管の斜視図である。
【図８】さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機の要部を簡略化して示す縦断面図である。
【図９】さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機のオイルパン及び冷却配管の斜視図である。
【図１０】さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機の要部を簡略化して示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３１】
（給油式往復動圧縮機について）
以下の説明では給油式往復動圧縮機の一形態として、外部から供給される加圧気体（大気圧より高い圧力を有する気体）を更に圧縮することにより、高圧の圧縮気体を吐出可能なブースター圧縮機１について例示するが、他の形態においても特段の記載がない限りにおいて同様の思想が適用可能である。
【００３２】
図１は、一実施形態のブースター圧縮機１の外観斜視図である。図２は、図１の一実施形態のブースター圧縮機１の要部を簡略化して示すｘｚ面断面図である。図３は、一実施形態のブースター圧縮機１の配管図である。
【００３３】
一実施形態の給油式往復動圧縮機（以下、適宜「ブースター圧縮機」と称する）１は、外部から供給される、大気圧よりも高い圧力の加圧気体を昇圧して吐出するブースター圧縮機である。本実施形態では、ひとつのクランク室２（図２，３参照）と、３つのシリンダ３（図１，３参照）を備えている。
【００３４】
すなわち、一実施形態のブースター圧縮機１は、３つのシリンダ３と、各シリンダ３の内部に設けられ、各シリンダ３と共に圧縮室４（図２，３参照）を画成するピストン５（図２，３参照）とを備える。一実施形態のブースター圧縮機１は、クランク軸６（図２，３参照）の回転運動をピストン５の往復運動に変換可能なクランク機構７（図２参照）と、クランク室２を形成してクランク機構７を収容するクランクケース１０とを備える。各ピストン５とクランク軸６とは、連接棒１６（図２，３参照）によってそれぞれ連結されている。
なお、説明の便宜上、図１，２に示すように、水平方向のうち、クランク軸６の延在方向をｘ方向とし、ｘ方向と直交する方向をｙ方向とする。また、鉛直方向をｚ方向とも呼ぶ。
【００３５】
クランクケース１０は、クランクケース１０の底面を含むオイルパン１１と、オイルパン１１の上方に連結されてクランク軸６を回転可能に支持する本体部１２とを有する。すなわち、一実施形態のブースター圧縮機１は、いわゆる給油式往復動圧縮機であり、オイルパン１１には潤滑油が貯留する。このようにクランクケース１０は一体成型体ではなく、互いに連結されるオイルパン１１及び本体部１２によって構成されるため、メンテナンス時には、オイルパン１１及び本体部１２を分解して、内部に容易にアクセス可能になっている。一実施形態のブースター圧縮機１のオイルパン１１には、冷却配管３０が取り付けられている。冷却配管３０については、後で詳述する。
【００３６】
本体部１２の下部は、開口している。図１，２に示すように、本体部１２の下部には、本体部１２の補強のための補強部材１３が設けられている。補強部材１３は、ｘ方向の中央近傍でｙ方向に延在し、ｙ方向に離間して対向する側壁１２ａ，１２ｂ同士を連結する。
なお、一実施形態のブースター圧縮機１では、本体部１２は、クランクケース１０に要求される機械的強度を十分に確保するために、例えば鋳鉄製とされる。一方、オイルパン１１は、内部に存在する潤滑油を効率的に冷却するために、放熱性に優れた材料から形成されている。
【００３７】
オイルパン１１の外表面には放熱を促進するための冷却フィン１１ｈが設けられている（図１参照）。後述するプーリ９が駆動されると、プーリ９が有する送風羽根９ａの回転によってｘ方向に沿って冷却風が送られる。冷却フィン１１ｈは当該冷却風に沿ってｘ方向に延在するように設けられ、オイルパン１１の放熱を促進する。本実施形態では特に、オイルパン１１は例えばアルミ合金の鋳物製であり、このような複雑なフィン形状を容易に成形できる。
【００３８】
図２，３に示すように、各シリンダ３の頂壁８１には、吸入弁８２と吐出弁８３とが設けられている。頂壁８１には、ヘッドカバー８４が取り付けられている。頂壁８１とヘッドカバー８４との間には、吸気室８６と、吐出室８８とが設けられている。
【００３９】
一実施形態のブースター圧縮機１は、２段式のブースター圧縮機であり、図１，３に示すように、クランク軸６を中心に放射状に配置された３つのシリンダ３のうち、中央のシリンダ３が１段目（低圧段側）のシリンダ３Ａであり、他の２つのシリンダ３Ｂ，３Ｃが２段目（高圧段側）のシリンダである。
【００４０】
一実施形態のブースター圧縮機１では、クランク軸６と一体をなす駆動軸８（図２参照）には、プーリ９（図１参照）が取り付けられている。不図示の駆動源の駆動力によってプーリ９が回転すると、駆動軸８及びクランク軸６が回転し、各ピストン５が各シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ内を各シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの軸線方向に沿って往復動する。これにより、吸気室８６に流入した気体が吸入弁８２を介して各シリンダ３Ａ，３Ｂ，３Ｃにおける圧縮室４内に吸引され、圧縮室４内で圧縮された後、吐出弁８３を介して吐出室８８に吐出される。
【００４１】
以下、図３を参照して、一実施形態のブースター圧縮機１に接続された配管の経路について説明する。
１段目のシリンダ３Ａの吸気室８６には、外部から加圧気体を供給するための供給管２０が接続されている。具体的には、供給管２０のうち、上流側の配管２１は、オイルパン１１に取り付けられた冷却配管３０の入口に接続されている。冷却配管３０の出口は、供給管２０のうち、下流側の配管２２の一端に接続されている。下流側の配管２２の他端は、１段目のシリンダ３Ａの吸気室８６に接続されている。また、上流側の配管２１と下流側の配管２２とは、バイパス弁２３を介して接続されている。すなわち、一実施形態では、供給管２０は、上流側の配管２１と、オイルパン１１に取り付けられた冷却配管３０と、下流側の配管２２と、バイパス弁２３とを含む。
【００４２】
１段目のシリンダ３Ａの吐出室８８は、気体の流れに関して並列に配置された２基のインタークーラ４０のそれぞれの入口と配管４１を介して接続されている。２基のインタークーラ４０のうちの一方のインタークーラ４０の出口は、２段目のシリンダ３の一方のシリンダ３Ｂの吸気室８６と配管４２を介して接続されている。他方のインタークーラ４０の出口は、２段目のシリンダの他方のシリンダ３Ｃの吸気室８６と配管４３を介して接続されている。
【００４３】
一方のシリンダ３Ｂの吐出室８８は、２基のアフタークーラ５０のうちの一方のアフタークーラ５０の入口と配管５１を介して接続されている。他方のシリンダ３Ｃの吐出室８８は、他方のアフタークーラ５０の入口と配管５２を介して接続されている。一方のアフタークーラ５０の出口には配管５３が接続され、他方のアフタークーラ５０の出口には配管５４が接続されている。配管５３と配管５４とは下流側で合流している。
【００４４】
以下、一実施形態のブースター圧縮機１の動作と一実施形態のブースター圧縮機１で昇圧される気体の流れについて説明する。
不図示の駆動源の駆動力によってプーリ９が回転すると、供給管２０を介して外部から供給される加圧気体が１段目のシリンダ３Ａに吸入される。
すなわち、バイパス弁２３が閉じられている場合、外部からの加圧気体は、供給管２０の上流側の配管２１、冷却配管３０、及び下流側の配管２２の順に供給管２０を通過して１段目のシリンダ３Ａの吸気室８６を介して１段目のシリンダ３Ａの圧縮室４に流入する。
【００４５】
１段目のシリンダ３Ａで昇圧された加圧気体は、吐出室８８及び配管４１を介して２基のインタークーラ４０のそれぞれに流入して冷却される。具体的には、図１に示すプーリ９は、プーリ９の回転によってｘ方向に冷却風を送風する送風羽根９ａを有している。各インタークーラ４０及び各アフタークーラ５０は、プーリ９からの冷却風によって冷却される。これにより、１段目のシリンダ３Ａで昇圧された加圧気体が各インタークーラ４０の内部で冷却される。
【００４６】
一方のインタークーラ４０で冷却された加圧気体は、配管４２を介して２段目のシリンダ３の一方のシリンダ３Ｂに流入して昇圧される。一方のシリンダ３Ｂで昇圧された加圧気体は、配管５１を介して２基のアフタークーラ５０のうちの一方に流入して冷却されて配管５３に流出する。
同様に、他方のインタークーラ４０で冷却された加圧気体は、配管４３を介して２段目のシリンダ３の他方のシリンダ３Ｃに流入して圧縮される。他方のシリンダ３Ｃで昇圧された加圧気体は、配管５２を介して２基のアフタークーラ５０の他方に流入して冷却されて配管５４に流出する。
配管５３及び配管５４に流出した加圧気体は、合流後、不図示の需要先へ供給される。
【００４７】
なお、バイパス弁２３が完全に閉じられている場合、外部からの加圧気体は、全量が冷却配管３０を通過して１段目のシリンダ３Ａの圧縮室４に流入する。バイパス弁２３が開かれている場合、外部からの加圧気体は、バイパス弁２３の開度に応じてバイパス弁２３を通過して１段目のシリンダ３Ａの圧縮室４に流入する加圧気体と、冷却配管３０を通過して１段目のシリンダ３Ａの圧縮室４に流入する加圧気体とに分配される。
【００４８】
（冷却配管３０について）
上述したように、一実施形態のブースター圧縮機１は、いわゆる給油式往復動圧縮機であり、オイルパン１１には潤滑油が貯留する。給油式往復動圧縮機で用いられる潤滑油は、運転時間の経過に伴って、温度が上昇し、劣化や消費が進行する。そのため、一実施形態のブースター圧縮機１では、冷却配管３０を流れる加圧気体によって潤滑油を冷却する。以下、冷却配管３０について説明する。
【００４９】
図４は、一実施形態のオイルパン１１及び冷却配管３０の斜視図である。図４に示すように、オイルパン１１は、矩形の皿形状を呈する。冷却配管３０は、オイルパン１１の内部でオイルパン１１の４つの側壁１１ａ〜１１ｄのうちの３つの側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃの近傍で、これら３つの側壁１１ａ，１１ｂ，１１ｃに沿って配置されている。すなわち、冷却配管３０は、図示左側の側壁１１ａに沿ってｘ方向に延在する第１の直管部３１と、図示奥側の側壁１１ｂに沿ってｙ方向に延在する第２の直管部３２と、図示右側の側壁１１ａに沿ってｘ方向に延在する第３の直管部３３とを有する。
【００５０】
第１の直管部３１の図示手前側の一方端は、図示手前側の側壁１１ｄを貫通してオイルパン１１の外部に突出し、供給管２０の上流側の配管２１と接続されている。
同様に、第３の直管部３３の図示手前側の一方端は、図示手前側の側壁１１ｄを貫通してオイルパン１１の外部に突出し、供給管２０の下流側の配管２２と接続されている。
第１の直管部３１の図示奥側の他方端及び第３の直管部３３の図示奥側の他方端は、それぞれエルボ部３４，３５を介して第２の直管部３２と接続されている。このように、冷却配管３０は、オイルパン１１の底面１１ｅに沿って延在し、オイルパン１１の内部で湾曲している。
なお、図１，２に示すように、冷却配管３０は、本体部１２の補強部材１３と干渉しないように配置されている。
【００５１】
加圧気体は、供給管２０の上流側の配管２１から図４の矢印６１で示すように第１の直管部３１に流入し、第１の直管部３１、エルボ部３４、第２の直管部３２、エルボ部３５及び第３の直管部３３を順次流れて、矢印６２で示すように供給管２０の下流側の配管２２に流出する。
オイルパン１１には不図示の潤滑油が貯留しており、冷却配管３０と接触している。したがって、冷却配管３０内を流れる加圧空気と潤滑油との間で冷却配管３０の管壁を介して熱交換が行われ、潤滑油が冷却される。なお、加圧気体は、大気圧よりも高い圧力の気体であるので、大気圧と同じ圧力の気体と比べると、体積流量が同じであっても質量流量が多い。そのため、体積流量が同じであれば、加圧気体の方が、潤滑油を冷却する効果が高い。
【００５２】
なお、ピストン５とクランク軸６とを連結する連接棒１６には、クランク軸６との連結部分の近傍に潤滑油をかき上げる不図示の爪が設けられている。そのため、ブースター圧縮機１の駆動中、オイルパン１１に貯留された潤滑油は、図４の２点鎖線の矢印６３で示すように、ｘ方向の中央近傍では、ｙ方向に沿った一方、すなわち図示左側に向かって流れ、ｘ方向に離間して対向する側壁１１ｂ，１１ｄの近傍では、ｙ方向に沿った他方、すなわち図示右側に向かって流れる。また、潤滑油は、矢印６３で示すように、ｙ方向に離間して対向する側壁１１ａ，１１ｃの近傍では、ｘ方向に沿って流れる。
このように、ブースター圧縮機１の駆動中、オイルパン１１に貯留された潤滑油が冷却配管３０に対して移動するので、冷却配管３０を介した潤滑油と加圧気体との熱伝達が良好となる。
【００５３】
すなわち、一実施形態のブースター圧縮機１では、供給管２０は、クランクケース１０の内部を通過し、且つ、供給管２０の内部を通過する加圧気体と、クランクケース１０の内部にある潤滑油とが熱交換可能に構成される冷却配管３０を含む。
これにより、重厚なクランクケース１０を介して外部からの送風によって冷却する場合に比べて、クランクケース１０内の潤滑油を効果的に冷却できる。また、このような潤滑油を冷却するための冷却配管３０はクランクケース１０内に位置するため、オイルクーラのような外部機器が不要であり、装置構成がシンプルでコストや設置スペースの観点からも有利である。
【００５４】
また、一実施形態のブースター圧縮機１では、冷却配管３０は、クランクケース１０の内部において湾曲している。これにより、冷却配管３０と潤滑油との接触面積が増え、良好な冷却作用が得られる。
【００５５】
一実施形態のブースター圧縮機１では、クランクケース１０は、クランクケース１０の底面である底面１１ｅを含むオイルパン１１と、オイルパン１１の上方に連結される本体部１２とを含む。そして、供給管２０はオイルパン１１を貫通する。
このように、一実施形態のブースター圧縮機１では、クランクケース１０はオイルパン１１と本体部１２によって構成されるため、メンテナンス時には、本体部１２とオイルパン１１とを分解することで、クランクケース１０の内部にある冷却配管３０に容易にアクセスできる。
【００５６】
一実施形態のブースター圧縮機１では、本体部１２は、本体部１２の下部で側壁１２ａ，１２ｂ同士を連結する補強部材１３を有する。また、冷却配管３０は、補強部材１３を迂回するように構成される。
このように、一実施形態のブースター圧縮機１では、本体部１２の下部に補強部材１３を設けることにより、クランクケース１０の本体部１２の開口部分、及びクランクケース１０のうち本体部１２に比べて強度が弱くなりがちなオイルパン１１を補強できる。このような補強部材１３が設けられている場合には、冷却配管３０を補強部材１３を迂回するように構成することで、補強部材１３との構造的な干渉を回避しつつ、冷却配管３０と潤滑油との接触面性を多く確保して良好な冷却作用が得られる。
【００５７】
このようなブースター圧縮機１では、一般的に、吐出される圧縮気体の圧力が高くなるため、潤滑油も高温になる傾向がある。その点、上述の実施形態では、上記構成を採用することで、簡便な構造で良好な冷却作用が得られる。
【００５８】
（ブースター圧縮機１の他の実施形態について）
ブースター圧縮機１の他の実施形態について説明する。
図５は、他の実施形態に係るブースター圧縮機１の要部を簡略化して示すｘｚ面断面図である。図６は、他の実施形態に係るブースター圧縮機１のオイルパン１１及び冷却配管３０の斜視図である。他の実施形態に係る冷却配管３０は、三次元的な屈曲構造を有する。具体的には、他の実施形態に係る冷却配管３０は、オイルパン１１の底面１１ｅに沿って延在する第１〜第３の直管部３１〜３３と、オイルパン１１の底面１１ｅに対して交差する方向に延在する立ち上がり部分を備えた立ち上がり配管部３６，３７とを有する。
このように、他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、冷却配管３０が三次元的な屈曲構造を有することで、限られたクランクケース１０内のスペースで、潤滑油と多くの接触面積を確保できる。これにより、潤滑油を効率的に冷却できる。
【００５９】
ブースター圧縮機１のさらに他の実施形態について説明する。
図７は、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１のオイルパン１１及び冷却配管３０の斜視図である。さらに他の実施形態に係る冷却配管３０は、冷却配管３０の外周面にフィンを備えている。具体的には、例えば、第１の直管部３１の外周面には、第１の直管部３１の軸線を中心とするリング状のフィン３１ａが所定の間隔で第１の直管部３１の延在方向に沿って複数設けられている。同様に、第２の直管部３２の外周面には、第２の直管部３２の軸線を中心とするリング状のフィン３２ａが所定の間隔で第２の直管部３２の延在方向に沿って複数設けられている。第３の直管部３３の外周面には、第３の直管部３３の軸線を中心とするリング状のフィン３３ａが所定の間隔で第３の直管部３３の延在方向に沿って複数設けられている。
このように、冷却配管３０の外周面のフィン３１ａ〜３３ａによって潤滑油との接触面積が増えるので、潤滑油をより効果的に冷却できる。
【００６０】
なお、第２の直管部３２のフィン３２ａのそれぞれは、第２の直管部３２の径方向外側に向かって、すなわちｘｚ平面に沿って延在し、第１の直管部３１のフィン３１ａのそれぞれ、及び第３の直管部３３のフィン３３ａのそれぞれは、第１及び第３の直管部３１，３３の径方向外側に向かって、すなわちｙｚ平面に沿って延在する。また、上述したように、ブースター圧縮機１の駆動中、オイルパン１１に貯留された潤滑油は、図６の２点鎖線の矢印６３で示すように、ｘ方向に離間して対向する側壁１１ｂ，１１ｄの近傍では、ｙ方向に沿って流れ、ｙ方向に離間して対向する側壁１１ａ，１１ｃの近傍では、ｘ方向に沿って流れる。したがって、各フィン３１ａ〜３３ａのそれぞれは、クランクケース１０の内部に貯留される潤滑油の流動方向と交差する方向に延在する。
【００６１】
図７に示した、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１の冷却配管３０では、各フィン３１ａ〜３３ａのそれぞれが潤滑油の流動方向と交差する方向に延在することで、潤滑油は、各フィン３１ａ〜３３ａのそれぞれに衝突することで撹拌され、各フィン３１ａ〜３３ａのそれぞれとの熱交換が促進される。その結果、より良好な冷却作用が得られる。
なお、各フィン３１ａ〜３３ａの形状は一例であり、図７に示した形状に限定されない。
【００６２】
ブースター圧縮機１のさらに他の実施形態について説明する。
図８は、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１の要部を簡略化して示すｘｚ面断面図である。図９は、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１のオイルパン１１及び冷却配管３０の斜視図である。
図８，９に示すように、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、本体部１２の補強部材１３に代えて、オイルパン１１のｙ方向に離間して対向する側壁１１ａ，１１ｃ同士を連結する補強部材１１ｆがオイルパン１１に設けられている。また、図８，９に示すように、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、冷却配管３０は、補強部材１１ｆの下方に配置される。
【００６３】
図８，９に示すように、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、クランクケース１０のうち本体部１２に比べて強度が弱くなりがちなオイルパン１１に補強部材１１ｆを設けることにより、オイルパン１１の機械的強度を補強できる。このような補強部材１１ｆが設けられている場合には、冷却配管３０を補強部材１１ｆを迂回するように構成することで、補強部材１１ｆとの構造的な干渉を回避しつつ、冷却配管３０と潤滑油との接触面性を多く確保して良好な冷却作用が得られる。
なお、本体部１２に補強部材１３を設けるとともに、オイルパン１１に補強部材１１ｆを設けてもよい。
【００６４】
ブースター圧縮機１のさらに他の実施形態について説明する。
図１０は、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１の要部を簡略化して示すｘｚ面断面図である。図１０に示した、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、供給管２０の下流側の配管２２の外表面の少なくとも一部には、フィン２２ａが設けられる。フィン２２ａは、プーリ９からの冷却風が当たる位置に配置されている。
【００６５】
図１０に示した、さらに他の実施形態に係るブースター圧縮機１では、クランクケース１０内で潤滑油と熱交換することにより温度が上昇した加圧気体は、クランクケース１０内の冷却配管３０より下流側の供給管２０である配管２２を通過する際に、外気と熱交換することに冷却される。このとき、下流側の配管２２の外表面にはフィン２２ａが設けられることにより、内部を通過する加圧気体の冷却が促進される。その結果、圧縮室４に供給される加圧気体の温度を低く抑えることができ、圧縮効率を効果的に向上できる。このような構成は、インタークーラのような冷却装置の追加を伴わないため、装置構成が簡易で済み、コストや設置スペースの観点からも有利である。
なお、各フィン２２ａの形状は一例であり、図１０に示した形状に限定されない。
【００６６】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述した一実施形態のブースター圧縮機１では、冷却配管３０はエルボ部３４，３５で屈曲している。しかし、例えば、冷却配管３０は、オイルパン１１の底面１１ｅに沿って、ｘ方向又はｙ方向に、或いはｘ方向やｙ方向と交差する方向に向かって、屈曲することなく延在していてもよい。
【００６７】
例えば、上述した一実施形態のブースター圧縮機１では、クランクケース１０は、オイルパン１１と本体部１２とを有していた。しかし、例えば、クランクケース１０は、上述したオイルパン１１に相当する部分と本体部１２に相当する部分とが一体的に形成されていてもよい。
【００６８】
例えば、上述した実施形態では、ブースター圧縮機１について説明したが、大気圧の気体を吸入して加圧する圧縮機に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  ブースター圧縮機
２  クランク室
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  シリンダ
４  圧縮室
５  ピストン
６  クランク軸
７  クランク機構
１０  クランクケース
１１  オイルパン
１１ｆ  補強部材
１２  本体部
１３  補強部材
２０  供給管
２１  上流側の配管
２２  下流側の配管
２２ａ  フィン
３０  冷却配管
３１ａ，３２ａ，３３ａ  フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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