(57)【要約】【課題】エアドライヤの冷媒、またはエアドライヤを通過した圧縮空気を用いて空気圧縮部を冷却し、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を実現する。【解決手段】圧縮機本体３の低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより空気を圧縮し、この圧縮空気を吐出配管１０から外部に吐出する。また、冷凍式のエアドライヤ１７により圧縮空気を冷却し、その除湿を行う。そして、エアドライヤ１７の冷媒配管２１の一部を用いて低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとを形成し、これらを圧縮部６，７の近傍に配置する。これにより、既存のエアドライヤ１７により圧縮空気を冷却しつつ、その冷却後の冷媒を利用して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを効率よく冷却でき、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、
前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としたことを特徴とするエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項２】
前記冷媒配管は前記空気圧縮部を取囲んで形成してなる請求項１に記載のエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項３】
前記空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、前記冷媒配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としてなる請求項１に記載のエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項４】
空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、
前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としたことを特徴とするエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項５】
前記空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、前記吐出配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としてなる請求項４に記載のエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項６】
空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、
前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて吸込空気を冷却する構成としたことを特徴とするエアドライヤ付き空気圧縮機。
【請求項７】
空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、
前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて吸込空気を冷却する構成としたことを特徴とするエアドライヤ付き空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば往復動型、スクロール型等の空気圧縮機として好適に用いられ、エアドライヤを搭載したエアドライヤ付き空気圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気圧縮機としては、例えば往復動型、スクロール型等の圧縮機が知られており、これらの圧縮機は、その本体部分を構成する空気圧縮部に空気を吸込んで圧縮し、吐出配管から圧縮空気を外部に吐出するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２６９４６５号公報
【０００４】
この種の従来技術による空気圧縮機は、空気の圧縮動作を行うときに、空気圧縮部やその周辺が発熱して高温となる。このため、例えば圧縮機の外郭をなすパッケージ等には、複数の冷却ファンと、冷却ファンにより発生する冷却風を空気圧縮部に導くダクトとが設けられている。そして、圧縮機の運転時には、これらの冷却ファンとダクトとを用いて冷却風を空気圧縮部の周囲に流通させるものである。
【０００５】
また、空気圧縮機は、乾燥した空気を必要とする各種の装置等に圧縮空気を供給する場合がある。このため、他の従来技術として、圧縮空気の除湿を行うエアドライヤを搭載したエアドライヤ付き空気圧縮機が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−２２７５１８号公報
【０００７】
この場合、エアドライヤとしては、冷媒を用いた冷凍式のものが用いられ、このドライヤは吐出配管の途中に設けられている。そして、エアドライヤは、吐出配管を流通する圧縮空気を冷却し、空気中に含まれる水分を結露させて除去することにより、圧縮空気を乾燥させるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に示される従来技術では、圧縮機を冷却するために複数の冷却ファンとダクトとを設ける構成としている。しかし、この場合には、各冷却ファンやダクトによって圧縮機の部品点数が増加し、全体の構造が複雑化するため、圧縮機の大型化、コストアップ等を招くという問題がある。また、圧縮機の運転中には、例えば冷却ファンの風切り音、ダクトの共鳴音等によって騒音が大きくなり易いため、周囲の環境を悪化させることがある。
【０００９】
一方、特許文献２に示される従来技術では、冷凍式のエアドライヤ等を用いて圧縮空気を乾燥させる構成としている。しかし、この場合には、エアドライヤによって圧縮空気が必要以上に冷却されることがあり、このような冷たい圧縮空気がエアドライヤの下流側で吐出配管を流通すると、吐出配管の外側に結露が生じ易くなる。
【００１０】
このため、エアドライヤ付きの空気圧縮機にあっては、吐出配管に結露による錆び等が発生したり、吐出配管から水滴が垂れて周囲を汚し易いという問題がある。また、これらの問題を解消するために、例えばエアドライヤの下流側に圧縮空気を暖める加熱器等を配置すると、圧縮機の製造コストだけでなく、運転コスト等も増大することになり、商品性が低下する。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の第１の目的は、既存の装置等を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を実現でき、この冷却機構によって空気圧縮部や吸込空気を効率よく冷却できると共に、全体の小型化やコストダウンを促進できるようにしたエアドライヤ付き空気圧縮機を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、エアドライヤにより必要以上に冷却された圧縮空気が吐出されるのを簡単な構造で防止でき、圧縮空気を加熱する専用の加熱器等を用いることなく、吐出配管の結露を抑えて周囲の環境を良好に保持できるようにしたエアドライヤ付き空気圧縮機を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために請求項１の発明は、空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としたことにある。
【００１４】
このように構成することにより、空気圧縮機の運転時には、エアドライヤにより圧縮空気を冷却して乾燥させることができる。そして、圧縮空気を冷却した後の冷媒を冷媒配管によって空気圧縮部の近傍に流通させることができ、低温な冷媒によって空気圧縮部を冷却できると共に、この冷却動作を既存のエアドライヤの余った冷却能力を利用して行うことができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によると、冷媒配管は空気圧縮部を取囲んで形成する構成としている。これにより、冷媒配管を空気圧縮部の近傍に配置でき、冷媒配管内の冷媒は、空気圧縮部の外側を周回することによって空気圧縮部との間で良好な熱伝導を行うことができる。
【００１６】
また、請求項３の発明によると、空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、冷媒配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としている。
【００１７】
これにより、送風手段によって送風される冷却風は、冷媒配管の近傍を通過して空気圧縮部に達するようになる。このため、冷却風の温度を冷媒によって低下させることができ、低温な冷却風によって空気圧縮部を冷却することができる。
【００１８】
また、請求項４の発明によると、空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて前記空気圧縮部を冷却する構成としている。
【００１９】
これにより、吐出配管は、エアドライヤによって冷却された低温な圧縮空気を空気圧縮部の近傍に流通させることができ、冷たい圧縮空気によって空気圧縮部を冷却することができる。この場合、吐出配管のうち空気圧縮部の近傍に配置された部位は、空気圧縮部から発生する熱を吸収できるので、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を暖めることができる。
【００２０】
また、請求項５の発明によると、空気圧縮部には当該空気圧縮部に向けて冷却風を送風する送風手段を設け、吐出配管は前記空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としている。
【００２１】
これにより、送風手段によって送風される冷却風は、吐出配管の近傍を通過して空気圧縮部に達するようになる。このため、冷却風の温度を冷たい圧縮空気によって低下させることができ、低温な冷却風によって空気圧縮部を冷却することができる。このとき、圧縮空気は、冷却風から熱を吸収することによって相対的に温度が上昇するので、吐出配管から外部に吐出される圧縮空気を暖めることができる。
【００２２】
さらに、請求項６の発明では、空気を吸込んで圧縮し圧縮空気を吐出する空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出される圧縮空気を冷媒配管を流通する冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記エアドライヤを構成する前記冷媒配管の一部を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記圧縮空気を冷却した後の前記冷媒を用いて吸込空気を冷却する構成としている。
【００２３】
これにより、エアドライヤによって圧縮空気を冷却した後に、その冷媒を冷媒配管によって吸込部の近傍に流通させることができる。このため、吸込空気を圧縮する前に、この吸込空気を低温な冷媒によって予め冷却（プレクーリング）することができる。
【００２４】
また、請求項７の発明では、空気を吸込んで圧縮する空気圧縮部と、該空気圧縮部により圧縮した圧縮空気を外部に吐出する吐出配管と、該吐出配管を流通する圧縮空気を冷媒によって冷却し前記圧縮空気の除湿を行うエアドライヤとを備えてなるエアドライヤ付き空気圧縮機において、前記吐出配管は前記エアドライヤの下流側に位置する部位を前記空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、前記エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて吸込空気を冷却する構成としている。
【００２５】
これにより、吐出配管は、エアドライヤによって冷却された低温な圧縮空気を吸込部の近傍に流通させることができる。このため、例えば外気の温度等が比較的高い場合でも、吸込空気を低温な圧縮空気によって予め冷却（プレクーリング）することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１および図２は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、パッケージ型空気圧縮機を例に挙げて説明する。
【００２８】
１は圧縮機の外郭を構成するパッケージで、該パッケージ１は、例えば複数の金属板等により箱形状に形成され、その内部には、後述の圧縮機本体３、空気タンク１２、電動モータ１３等が取付けられる枠状の台座２が設けられている。
【００２９】
３は空気圧縮機の本体部分を構成する圧縮機本体で、該圧縮機本体３は、例えば往復動型の２段式圧縮機からなり、パッケージ１内に位置して台座２の上部側に設けられている。そして、圧縮機本体３は、後述のクランクケース４、低圧側圧縮部６、高圧側圧縮部７等を含んで構成されている。
【００３０】
４はパッケージ１の台座２に固定されたクランクケースで、該クランクケース４内には、図２に示す如く、クランクケース４の外部に突出するクランク軸５が回転可能に設けられ、該クランク軸５の突出端側には後述のプーリ１５が連結されている。
【００３１】
６はクランクケース４の上部側に設けられた低圧側の空気圧縮部としての低圧側圧縮部で、該低圧側圧縮部６は、例えばアルミニウム合金等の金属材料により略筒状に形成されたシリンダ６Ａと、その内部に往復動可能に挿嵌されると共にクランク軸５に連結されたピストンと、シリンダヘッドに設けられた吸込弁、吐出弁（図示せず）等とを含んで構成されている。
【００３２】
また、シリンダ６Ａの外周側には、鍔状をなす複数の冷却フィン６Ｂが設けられ、該各冷却フィン６Ｂは、例えばシリンダ６Ａの全周にわたって径方向外向きに突出すると共に、軸方向に間隔をもって配置されている。
【００３３】
７は低圧側圧縮部６と並んでクランクケース４の上部側に設けられた高圧側の空気圧縮部としての高圧側圧縮部で、該高圧側圧縮部７は、低圧側圧縮部６とほぼ同様に、金属材料により筒状に形成され、シリンダ７Ａ、各冷却フィン７Ｂ、シリンダヘッド、ピストン、吸込弁、吐出弁（図示せず）等により構成されている。
【００３４】
ここで、低圧側圧縮部６の吸込側には、外部の空気を吸込むときに騒音を低減するサイレンサ８が設けられている。また、低圧側圧縮部６の吐出側と高圧側圧縮部７の吸込側との間には中間配管９が設けられ、これらの圧縮部６，７は中間配管９を介して直列に接続されている。
【００３５】
そして、圧縮機本体３は、サイレンサ８から吸込んだ空気を低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮するものである。この場合、低圧側圧縮部６は、シリンダ６Ａ内でピストンが往復動することにより、外部の空気をサイレンサ８から吸込んで圧縮し、この空気を中間圧力の圧縮空気として中間配管９に吐出する。また、高圧側圧縮部７は、中間配管９から中間圧力の圧縮空気を吸込んでさらに圧縮し、後述の吐出配管１０に高圧な圧縮空気を吐出する。
【００３６】
１０は高圧側圧縮部７の吐出側に接続された吐出配管で、該吐出配管１０は、例えば複数の金属管等からなり、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮した圧縮空気を外部に吐出するものである。
【００３７】
また、吐出配管１０の途中には、後述するエアドライヤ１７の熱交換器２０が接続されている。そして、吐出配管１０は、圧縮空気の流通方向に対して熱交換器２０の上流側（流入口２０Ｂ側）に位置する部位が上流側配管部１０Ａとなり、熱交換器２０の下流側（流出口２０Ｃ側）に位置する部位が下流側配管部１０Ｂとなっている。そして、吐出配管１０の先端には継手１１が設けられ、該継手１１は外部の空気機器等と接続される。
【００３８】
１２は吐出配管１０の上流側配管部１０Ａの途中に設けられた空気タンクで、該空気タンク１２は、圧縮機本体３から吐出配管１０に吐出される高圧な圧縮空気を蓄えるものである。
【００３９】
１３は圧縮機本体３を駆動する電動モータで、該電動モータ１３は、パッケージ１の台座２の下部側に固定されている。また、電動モータ１３の出力軸は、ベルト１４を介してプーリ１５と連結されている。
【００４０】
１５はクランク軸５に取付けられたプーリで、該プーリ１５は、図２に示す如く、その内周側に冷却ファン１６が一体化されている。そして、圧縮機の運転時には、電動モータ１３の回転がベルト１４、プーリ１５等を介してクランク軸５に伝達され、クランク軸５が回転駆動されることにより、シリンダ６Ａ，７Ａ内でピストンが往復動するものである。
【００４１】
１６はプーリ１５の内周側に設けられた送風手段としての冷却ファンで、該冷却ファン１６は、例えば複数の羽根１６Ａを有する軸流ファン等からなり、クランク軸５の軸方向で圧縮部６，７と対向している。そして、冷却ファン１６は、電動モータ１３によってクランク軸５と一体に回転駆動されることにより、パッケージ１内の空気を図２中の矢示ａに示す如く低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに向けて送風し、これらの部位を冷却するものである。
【００４２】
１７はパッケージ１内に位置して圧縮機本体３に付設された冷凍式のエアドライヤで、該エアドライヤ１７は、例えば冷媒Ｃを用いて吐出配管１０内の圧縮空気を冷却し、その除湿を行うものである。そして、エアドライヤ１７は、後述の冷媒圧縮機１８、凝縮器１９、熱交換器２０、冷媒配管２１等を含んで構成されている。
【００４３】
１８は例えば電動式のコンプレッサ等からなる冷媒圧縮機で、該冷媒圧縮機１８は、後述の如く熱交換器２０内で気化した冷媒を高圧に圧縮し、凝縮気１９に向けて吐出するものである。
【００４４】
１９は冷媒圧縮機１８の吐出側に接続された凝縮器で、該凝縮器１９は、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲した細管等により形成され、冷媒配管２１の途中に接続される冷媒用管路と、この冷媒用管路に取付けられた冷却フィン（いずれも図示せず）と、冷却用の電動ファン１９Ａとを有している。
【００４５】
そして、凝縮器１９は、冷媒圧縮機１８から凝縮器１９内に高圧な気体となった冷媒が流入すると、この冷媒を電動ファン１９Ａによって冷却する。さらに、この冷媒は、膨張弁（図示せず）等によって減圧されることにより、液化した状態で熱交換器２０側に流通するものである。
【００４６】
また、吐出配管１０の下流側配管部１０Ｂは、凝縮器１９の近傍または内部を通って配置され、凝縮器１９で冷媒を液化するときに発生する熱は、熱交換器２０で冷却された後に凝縮器１９を通過する圧縮空気を暖める構成となっている。
【００４７】
２０は凝縮器１９の流出側に接続された熱交換器で、該熱交換器２０には、吐出配管１０の途中に接続されるエア通路２０Ａが設けられ、その一端側は、吐出配管１０の上流側配管部１０Ａが接続される流入口２０Ｂとなり、他端側は下流側配管部１０Ｂが接続される流出口２０Ｃとなっている。
【００４８】
また、エア通路２０Ａの近傍には、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成された冷媒通路２０Ｄ（図１では形状を簡略化）が設けられ、該冷媒通路２０Ｄは冷媒配管２１の途中に接続されている。
【００４９】
そして、圧縮機の運転時には、吐出配管１０の上流側配管部１０Ａから熱交換器２０のエア通路２０Ａを介して下流側配管部１０Ｂに圧縮空気が流通する。また、熱交換器２０の冷媒通路２０Ｄには、凝縮器１９から液化状態の冷媒が流入して気化し、このとき冷媒は圧縮空気から熱（圧縮熱等）を吸収することにより、圧縮空気を冷却する。
【００５０】
このため、圧縮空気中に含まれる水分は、水滴となってエア通路２０Ａの周壁等に付着し、この水滴は熱交換器２０に設けられたドレン通路（図示せず）等によって外部に排出される。これにより、熱交換器２０は、吐出配管１０を流通する圧縮空気を乾燥する構成となっている。
【００５１】
２１は例えば複数の金属管等からなる冷媒配管を示し、該冷媒配管２１は、冷媒圧縮機１８、凝縮器１９および熱交換器２０の間をそれぞれ接続し、これらの間で冷媒Ｃを循環させるものである。
【００５２】
そして、冷媒配管２１は、冷媒圧縮機１８を起点とした冷媒Ｃの流通方向に対して、熱交換器２０の上流側に位置する部位が上流側配管部２１Ａとなり、該上流側配管部２１Ａは、冷媒圧縮機１８と凝縮器１９との間、および凝縮器１９と熱交換器２０との間を接続している。また、冷媒配管２１のうち熱交換器２０の下流側に位置する部位は下流側配管部２１Ｂとなり、該下流側配管部２１Ｂは、熱交換器２０と冷媒圧縮機１８との間を接続している。
【００５３】
また、下流側配管部２１Ｂは、長さ方向の途中部位が低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に延びて形成され、これらの延長部位には、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとが設けられている。
【００５４】
ここで、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、図２に示す如く、例えば冷媒配管２１の一部を螺旋状に屈曲させることにより、低圧側圧縮部６（シリンダ６Ａ）の外周側に全周にわたって巻回され、各冷却フィン６Ｂの間に位置して低圧側圧縮部６を径方向外側から取囲んでいる。また、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと同様に、高圧側圧縮部７（シリンダ７Ａ）の外周側に全周にわたって巻回されている。
【００５５】
そして、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、エアドライヤ１７により圧縮空気を冷却した後の冷媒を低圧側圧縮部６の周囲に循環させ、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、冷媒を高圧側圧縮部７の周囲に循環させることにより、これらは冷媒を用いて圧縮部６，７やその周辺を冷却するものである。
【００５６】
この場合、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとは、螺旋状の配管として形成され、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の外周近傍に十分な長さ寸法にわたって巻回されているため、これらの部位で圧縮運転中に発生する熱を効率よく吸収できる構成となっている。
【００５７】
本実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００５８】
まず、電動モータ１３によりクランク軸５が回転駆動されると、サイレンサ８から吸込まれる空気が低圧側圧縮部６で圧縮され、中間配管９に吐出される。さらに、この空気は高圧側圧縮部７で圧縮されることにより、２段階で圧縮された高圧な圧縮空気となる。そして、この圧縮空気は、吐出配管１０から空気タンク１２、エアドライヤ１７、継手１１等を介して外部に吐出される。このとき、エアドライヤ１７は、冷媒を用いて圧縮空気を冷却することにより、圧縮空気の除湿を行う。
【００５９】
また、エアドライヤ１７の冷媒Ｃは、冷媒配管２１に沿って循環しつつ、シリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを流れるときに低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の外周近傍を周回する。このため、圧縮機の運転時には、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７から発生する熱を低温な冷媒Ｃによって効率よく吸収することができる。
【００６０】
かくして、本実施の形態では、エアドライヤ１７の冷媒配管２１の途中に低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側圧縮部２１Ｄとを設け、これらを低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に配置する構成としたので、圧縮機の運転時には、エアドライヤ１７により圧縮空気を冷却した後の冷媒Ｃを低圧側シリンダ巻回部２１Ｃによって低圧側圧縮部６の近傍に流通させることができ、また冷媒Ｃを高圧側シリンダ巻回部２１Ｄによって高圧側圧縮部７の近傍に流通させることができる。
【００６１】
これにより、低温な冷媒Ｃを利用して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを効率よく冷却できるから、従来技術のように圧縮機のパッケージ１に複数の冷却ファンやダクトを設けたり、専用の冷却機構等を搭載する必要がなくなり、圧縮機の部品点数を削減することができる。また、圧縮機の運転時には、複数の冷却ファンやダクトによって圧縮機の騒音が大きくなるのを防止することができる。
【００６２】
従って、本実施の形態によれば、例えば冷媒配管２１の形状を部分的に変更して低圧側シリンダ巻回部２１Ｃと高圧側シリンダ巻回部２１Ｄとを形成するだけで、既存のエアドライヤ１７の余った冷却能力を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、特にパッケージ１内に熱が篭り易いパッケージ型圧縮機において、その冷却性能を確実に高めることができる。そして、圧縮機全体の構造を簡略化でき、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【００６３】
この場合、低圧側シリンダ巻回部２１Ｃは、例えば低圧側圧縮部６を全周にわたって取囲む螺旋状の配管として形成し、高圧側シリンダ巻回部２１Ｄは、高圧側圧縮部７を全周にわたって取囲む螺旋状の配管として形成したので、これらのシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを十分な長さ寸法にわたって低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７の近傍に配置することができる。
【００６４】
これにより、圧縮機の運転中には、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７からシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄのほぼ全長にわたって熱伝導を良好に行うことができ、安定した冷却性能を得ることができる。しかも、長尺なシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄをシリンダ６Ａ，７Ａの外周側に沿ってコンパクトに配置でき、冷却性能を確保しつつ、これらを径方向に小型化することができる。
【００６５】
次に、図３は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、空気圧縮部の吸込部を冷媒配管によって取囲む構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６６】
３１は低圧側圧縮部６の吸込部を構成する吸込パイプで、該吸込パイプ３１は、低圧側圧縮部６から突出して形成され、その突出端側にはサイレンサ８が取付けられている。
【００６７】
３２はエアドライヤ１７を構成する熱交換器で、該熱交換器３２には、第１の実施の形態とほぼ同様に、流入口３２Ａおよび流出口３２Ｂを有するエア通路と、後述の冷媒配管３３が接続される冷媒通路（図示せず）とが設けられている。
【００６８】
３３はエアドライヤ１７の冷媒Ｃが流通する冷媒配管で、該冷媒配管３３は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部３３Ａと下流側配管部３３Ｂとにより構成されている。また、下流側配管部３３Ｂの途中部位は、圧縮機本体３の吸込パイプ３１の近傍に延びて配置され、この延長部位には吸込側冷却部３３Ｃが設けられている。
【００６９】
ここで、吸込側冷却部３３Ｃは、例えば冷媒配管３３の一部を螺旋状に屈曲させることにより、吸込パイプ３１の外周側に全周にわたって巻回され、吸込パイプ３１を径方向外側から取囲んでいる。このため、吸込側冷却部３３Ｃは、吸込パイプ３１の近傍に十分な長さ寸法にわたって配置され、吸込パイプ３１との間で熱伝導が良好に行われる構成となっている。
【００７０】
そして、吸込側冷却部３３Ｃは、エアドライヤ１７の冷媒を吸込パイプ３１の周囲に循環させ、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気（吸込空気）の温度を低下させる。これにより、吸込側冷却部３３Ｃは、低圧側圧縮部６で圧縮される圧縮空気の温度だけでなく、高圧側圧縮部７で圧縮される圧縮空気の温度も低下させ、圧縮部６，７の発熱を全体的に抑えると共に、これらの圧縮効率を高めるものである。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができ、既存のエアドライヤ１７の余った冷却能力を利用して圧縮機本体３を冷却することができる。そして、特に本実施の形態では、冷媒配管３３の途中に吸込側冷却部３３Ｃを設け、この吸込側冷却部３３Ｃによって低圧側圧縮部６の吸込パイプ３１を取囲む構成としている。
【００７２】
これにより、エアドライヤ１７の冷媒Ｃを吸込パイプ３１の周囲に循環させることができ、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気の温度を確実に低下させることができる。この結果、低圧側圧縮部６だけでなく、高圧側圧縮部７で圧縮される圧縮空気の温度を低くすることができ、これら全体の発熱を抑制して冷却効率を高めることができる。
【００７３】
また、低圧側圧縮部６に吸込まれる空気の温度を低下させることにより、これらの低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７内で空気を圧縮するときの圧縮効率を高めることができ、空気圧縮機としての性能を向上させることができる。
【００７４】
次に、図４は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、冷媒配管の一部を空気圧縮部と冷却ファンとの間に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７５】
４１はエアドライヤ１７の冷媒Ｃが流通する冷媒配管で、該冷媒配管４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部４１Ａと下流側配管部４１Ｂとにより構成されている。また、下流側配管部４１Ｂの途中部位は低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部（図示せず）の近傍に延びて形成され、これらの延長部位にはシリンダ冷却部４１Ｃ（圧縮部６側のみ図示）がそれぞれ設けられている。
【００７６】
ここで、低圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成され、低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間を通って延びている。また、高圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、高圧側圧縮部と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００７７】
そして、圧縮機の運転時には、図４中の矢示ａに示す如く、冷却ファン１６により低圧側圧縮部６に向けて冷却風が送風されると、この冷却風は、シリンダ冷却部４１Ｃの近傍を通過するときに、該シリンダ冷却部４１Ｃ内を流通する冷媒によって冷却され、低い温度となった状態で低圧側圧縮部６に達する。
【００７８】
これにより、低圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、冷却ファン１６と協働して低温な冷却風を発生でき、この冷却風によって低圧側圧縮部６を効率よく冷却することができる。これと同様に、高圧側のシリンダ冷却部４１Ｃは、冷却ファン１６の冷却風によって高圧側圧縮部を効率よく冷却することができる。
【００７９】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、冷媒配管４１の途中にシリンダ冷却部４１Ｃを設け、このシリンダ冷却部４１Ｃを低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間、および高圧側圧縮部と冷却ファン１６との間にそれぞれ配置する構成としている。
【００８０】
これにより、冷却ファン１６から送風される冷却風がシリンダ冷却部４１Ｃの近傍を通過して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部とに達するようになるので、この冷却風の温度をシリンダ冷却部４１Ｃ内の冷媒Ｃによって低下させることができ、低温な冷却風によって低圧側圧縮部６等を効率よく冷却することができる。
【００８１】
また、シリンダ冷却部４１Ｃの形状、配置等を圧縮機本体３と冷却ファン１６との間で自由に設定できるから、例えば冷媒配管４１を圧縮機本体３の表面等に沿って配置する必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。
【００８２】
次に、図５および図６は本発明による第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００８３】
５１は高圧側圧縮部７の吐出側に接続された吐出配管で、該吐出配管５１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、上流側配管部５１Ａと下流側配管部５１Ｂとにより構成され、その途中部位には空気タンク１２と熱交換器２０とが接続されている。そして、吐出配管５１は、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とにより２段階で圧縮した圧縮空気を外部に吐出するものである。
【００８４】
しかし、下流側配管部５１Ｂの途中部位は、低圧側圧縮部６の近傍に延びて形成され、この延長部位には、冷媒Ｃと周囲との間で熱交換を行う低圧側熱交換部５１Ｃが設けられている。そして、低圧側熱交換部５１Ｃは、図６に示す如く、例えば蛇行するように略Ｓ字状に屈曲して形成され、低圧側圧縮部６と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００８５】
また、下流側配管部５１Ｂの他の部位は、高圧側圧縮部７の近傍に延びて形成され、この延長部位には高圧側熱交換部５１Ｄが設けられている。そして、高圧側熱交換部５１Ｄは、図５に示す如く、低圧側熱交換部５１Ｃとほぼ同様に、略Ｓ字状に屈曲して形成され、高圧側圧縮部７と冷却ファン１６との間を通って延びている。
【００８６】
そして、これらの低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄとは、エアドライヤ１７によって冷却された圧縮空気Ａと圧縮部６，７との間、および冷却された圧縮空気Ａと冷却ファン１６により送風される空気との間で熱交換を行うことにより、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを冷却しつつ、吐出配管５１から吐出される圧縮空気を暖めるものである。
【００８７】
そして、圧縮機の運転時には、例えば５０〜６０℃程度の高い温度をもつ圧縮空気が高圧側圧縮部７から吐出配管５１に吐出されると、この圧縮空気は、エアドライヤ１７によって冷却され、例えば１０〜２０℃程度の低い温度となって低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄの位置に達する。
【００８８】
このため、例えば２０〜３０℃程度の中間的な温度（外気温度）をもつパッケージ１内の空気が冷却ファン１６により低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに向けて送風されると、この空気は、図６中の矢示ａに示す如く、低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄの近傍を通過するときに低温な圧縮空気によって冷却され、冷却効率が高い低温な冷却風となって圧縮部６，７に達する。
【００８９】
このとき、低圧側熱交換部５１Ｃ内の圧縮空気Ａは、当該圧縮空気Ａよりも温度が高い冷却風から熱を吸収することによって相対的に温度が上昇する。また、低圧側熱交換部５１Ｃは低圧側圧縮部６の近傍に配置されているため、例えば高温となったシリンダ６Ａから発生する放射熱等を受けることによっても温度が上昇する。
【００９０】
また、高圧側熱交換部５１Ｄにおいても、圧縮空気Ａは、冷却風から熱を吸収したり、シリンダ７Ａの放射熱等を受けることによって温度が上昇する。そして、熱交換部５１Ｃ，５１Ｄ内の圧縮空気Ａは、これらの現象によって例えば外気温度に近い温度まで暖められ、吐出配管５１から外部のエア供給対象に向けて吐出される構成となっている。
【００９１】
この場合、エアドライヤ１７の冷媒配管２１′は、上流側配管部２１Ａ′と下流側配管部２１Ｂ′とにより形成されているものの、第１の実施の形態のシリンダ巻回部２１Ｃ，２１Ｄを廃止した構成となっている。
【００９２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１，第３の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、吐出配管５１の途中に低圧側熱交換部５１Ｃと高圧側熱交換部５１Ｄとを設け、これらを圧縮部６，７と冷却ファン１６との間に配置する構成としている。
【００９３】
これにより、冷却ファン１６から送風される冷却風が熱交換部５１Ｃ，５１Ｄの近傍を通過して低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とに達するようになるので、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気Ａを用いて冷却風の温度を低下させることができ、低温な冷却風によって低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とを効率よく冷却することができる。従って、例えばエアドライヤ１７の冷媒配管２１′等を従来技術とほぼ同様の構造とした場合でも、吐出配管５１の形状を変更するだけで、高い冷却性能を得ることができ、設計自由度を高めることができる。
【００９４】
また、冷却ファン１６から送風される冷却風は、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気Ａよりも温度が高いので、圧縮空気Ａは、冷却風から熱を吸収することができる。また、低圧側圧縮部６と高圧側圧縮部７とによっても圧縮空気Ａを加熱できるから、これらの作用によって圧縮空気Ａの温度を相対的に上昇させることができる。
【００９５】
これにより、例えば圧縮空気を加熱する専用の加熱器等を用いる必要がなくなり、冷却ファン１６の冷却風や圧縮部６，７の発熱（廃熱）等を利用して圧縮空気を容易に暖めることができると共に、エアドライヤ１７により必要以上に冷却された圧縮空気が吐出配管５１の下流側配管部５１Ｂに吐出されるのを防止することができる。
【００９６】
従って、吐出配管５１の下流側配管部５１Ｂに冷たい圧縮空気が流通することによって結露が生じたり、結露した水滴が周囲に垂れるのを簡単な構造によって防止でき、圧縮機の耐久性や使用環境を良好に保持することができる。また、圧縮機から各種の装置、機械等に対して適度に暖められた圧縮空気を供給できるので、その適用対象を広げることができる。
【００９７】
なお、前記第２の実施の形態では、冷媒配管３３の吸込側冷却部３３Ｃを吸込パイプ３１の近傍に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図７に示す変形例のように構成してもよい。ここで、吐出配管６１は、前記第４の実施の形態とほぼ同様に、熱交換器の上流側に接続された上流側配管部（図示せず）と、熱交換器の下流側に接続された下流側配管部６１Ａとにより構成されている。また、下流側配管部６１Ａの途中部位は、吸込パイプ３１の近傍に延びて形成され、この延長部位には、第２の実施の形態とほぼ同様に、吸込パイプ３１の外周側に螺旋状に巻回された吸込側冷却部６１Ｂが設けられている。
【００９８】
これにより、吸込側冷却部６１Ｂは、エアドライヤ１７により冷却された圧縮空気を吸込パイプ３１の周囲に循環させ、この低温な圧縮空気を用いて吸込空気を予め冷却（プレクーリング）することにより、圧縮部６，７の発熱を全体的に抑え、これらの圧縮効率を高める構成となっている。
【００９９】
また、第２の実施の形態では、低圧側圧縮部６の近傍に吸込パイプ３１を設け、この吸込パイプ３１の周囲に冷媒配管３３の吸込側冷却部３３Ｃを巻回する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば低圧側圧縮部６の吸込側に長尺な吸込パイプを設け、この吸込パイプのうち低圧側圧縮部６から離れた部位の近傍に冷媒配管３３を配置することにより、吸込空気を低圧側圧縮部６から離れた位置で冷媒配管３３内の冷媒によって冷却する構成としてもよい。この構成は図７に示す変形例の吐出配管６１にも同様に適用できるものである。
【０１００】
また、実施の形態では、２段式の空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば１個の空気圧縮部を有する単気筒型の空気圧縮機や、３個以上の空気圧縮部が直列に接続された多段式の空気圧縮機に適用してもよく、さらには複数個の空気圧縮部が空気タンクに対して並列に接続された多気筒型の空気圧縮機に適用してもよい。
【０１０１】
さらに、実施の形態では、圧縮部６，７でピストンが往復動する往復動型の空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばスクロール型の空気圧縮機にも適用できるのは勿論である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明によれば、エアドライヤの冷媒配管の一部を空気圧縮部の近傍に配置し、エアドライヤにより圧縮空気を冷却した後の冷媒を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたので、圧縮機の運転時には、エアドライヤの低温な冷媒を利用して空気圧縮部を効率よく冷却することができる。これにより、従来技術のように圧縮機に複雑な冷却機構等を搭載する必要がなくなり、その部品点数を削減できると共に、圧縮機の運転時に騒音が大きくなるのを防止することができる。従って、例えば冷媒配管の配管形状を部分的に変更するだけで、既存のエアドライヤの余った冷却能力を利用して簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、圧縮機全体の構造を簡略化できると共に、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【０１０３】
また、請求項２の発明によれば、冷媒配管は、空気圧縮部を取囲んで形成する構成としたので、冷媒配管を一定の長さ寸法にわたって空気圧縮部の近傍に配置でき、圧縮機の運転中には、例えば空気圧縮部から冷媒配管の全長にわたって熱伝導を良好に行うことができ、安定した冷却性能を得ることができる。しかも、冷媒配管を空気圧縮部の外側に沿ってコンパクトに配置でき、これらを径方向に小型化することができる。
【０１０４】
また、請求項３の発明によれば、冷媒配管は空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としたので、送風手段による冷却風の温度を冷媒によって低下させることができ、この低温な冷却風によって空気圧縮部を効率よく冷却することができる。また、空気圧縮部と送風手段との間で冷媒配管の形状、配置等を自由に設定できるから、例えば冷媒配管を空気圧縮部の表面等に沿って配置する必要がなくなり、設計自由度を高めることができる。
【０１０５】
また、請求項４の発明によれば、吐出配管のうちエアドライヤの下流側に位置する部位を空気圧縮部の近傍に配置し、エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて空気圧縮部を冷却する構成としたので、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気を利用して空気圧縮部を効率よく冷却することができる。従って、例えば吐出配管の配管形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現でき、圧縮機全体の構造を簡略化できると共に、その小型化やコストダウンを促進することができる。
【０１０６】
また、吐出配管のうち空気圧縮部の近傍に配置された部位は、空気圧縮部から発生する熱を吸収できるので、エアドライヤにより冷却された圧縮空気を空気圧縮部の廃熱を利用して容易に暖めることができる。従って、吐出配管の下流側に冷たい圧縮空気が流通することによって結露が生じたり、結露した水滴が周囲に垂れるのを簡単な構造によって防止でき、圧縮機の耐久性や使用環境を良好に保持することができる。
【０１０７】
また、請求項５の発明によれば、吐出配管は、空気圧縮部と送風手段との間を通って延びる構成としたので、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気によって冷却風の温度を低下させることができ、この低温な冷却風によって空気圧縮部を効率よく冷却することができる。また、吐出配管内の圧縮空気は、当該圧縮空気よりも温度が高い冷却風から熱を吸収できるので、冷却風によって圧縮空気を容易に暖めることができ、吐出配管の結露等を防止することができる。
【０１０８】
さらに、請求項６の発明によれば、エアドライヤの冷媒配管の一部を空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、圧縮空気を冷却した後の冷媒を用いて吸込空気を冷却する構成としたので、エアドライヤの低温な冷媒を利用して吸込空気を効率よく冷却することができる。この結果、吸込空気だけでなく、圧縮空気の温度も低くすることができ、これら全体の発熱を抑制して冷却効率や圧縮効率を高めることができる。従って、冷媒配管の形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現することができる。
【０１０９】
また、請求項７の発明によれば、吐出配管のうちエアドライヤの下流側に位置する部位を空気圧縮部の吸込部の近傍に配置し、エアドライヤを通過した圧縮空気を用いて吸込空気を冷却する構成としたので、例えば外気の温度等が比較的高い場合でも、エアドライヤにより冷却された低温な圧縮空気によって吸込空気を効率よく冷却でき、冷却効率や圧縮効率を高めることができる。従って、吐出配管の形状を部分的に変更するだけで、簡単な構造をもつ低騒音な冷却機構を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機をカバーを取外した状態で示す正面図である。
【図２】図１中の低圧側圧縮部、エアドライヤの熱交換器、冷媒配管等を示す要部拡大の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態によるエアドライヤ付き空気圧縮機をカバーを取外した状態で示す正面図である。
【図６】図５中の低圧側圧縮部、吐出配管、エアドライヤ、冷却ファン等を示す要部拡大の斜視図である。
【図７】本発明の変形例によるエアドライヤ付き空気圧縮機の低圧側圧縮部等を示す要部拡大の斜視図である。
【符号の説明】
３  圧縮機本体
６  低圧側圧縮部（空気圧縮部）
７  高圧側圧縮部（空気圧縮部）
９  中間配管
１０，５１，６１  吐出配管
１０Ａ  上流側配管部
１０Ｂ  下流側配管部
１２  空気タンク
１３  電動モータ
１５  プーリ
１６  冷却ファン（送風手段）
１７  エアドライヤ
１８  冷媒圧縮機
１９  凝縮器
２０，３２  熱交換器
２１，２１′，３３，４１  冷媒配管
２１Ａ，２１Ａ′，３３Ａ，４１Ａ  上流側配管部
２１Ｂ，２１Ｂ′，３３Ｂ，４１Ｂ，６１Ａ  下流側配管部
２１Ｃ，２１Ｄ  シリンダ巻回部
３１  吸込パイプ（吸込部）
３３Ｃ，６１Ｂ  吸込側冷却部
４１Ｃ  シリンダ冷却部
５１Ｃ，５１Ｄ  熱交換部
Ａ  圧縮空気
Ｃ  冷媒
【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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