(57)【要約】  【課題】  配管や機器等を共用しつつ、クーラントと、圧縮機本体や圧縮気体冷却用の冷却媒体とを個別に温度設定することを可能とするエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構を提供する。  【解決手段】  アフタクーラ５０と、アフタクーラ５０に対して冷却水を供給する冷却塔９０を設け、冷却塔９０からアフタクーラ５０に至る冷却媒体の給水管１００と、前記アフタクーラ５０より排出された冷却水をパッケージ１０外に回収する回収管１１０を形成すると共に、エンジン４０からの戻りの冷却媒体を冷却するクーラントクーラ６０を設け、前記エンジン４０と前記クーラントクーラ６０間にクーラントの循環系を形成する。  そして、回収管１１０中に前記クーラントクーラ６０を配置して、前記クーラントと、前記アフタクーラ５０より排出された冷却媒体とを前記クーラントクーラ６０内において熱交換する。  【選択図】    図１  
2005248864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルフリー型の圧縮機本体と、前記圧縮機本体を駆動するエンジンとを備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機において、
前記圧縮機本体より吐出された圧縮気体を冷却する圧縮気体冷却器と、該圧縮気体冷却器に冷却媒体を供給する冷却媒体供給源を設け、該冷却媒体供給源から前記圧縮気体冷却器に冷却媒体を導入する供給系と、前記圧縮気体冷却器より排出された前記冷却媒体を回収する排出系を形成すると共に、
前記エンジンからの戻りのクーラントを冷却するクーラントクーラを設け、前記エンジンと前記クーラントクーラ間に、前記クーラントの循環系を形成し、
前記クーラントクーラを、前記圧縮気体冷却器より排出された冷却媒体を回収する前記排出系内に配置し、前記クーラントと、前記圧縮気体冷却器より排出された冷却媒体とを前記クーラントクーラ内において熱交換可能としたことを特徴とするエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構。
【請求項２】
前記エンジン、前記圧縮機本体、前記圧縮気体冷却器、及び前記クーラントクーラをパッケージ内に収容すると共に、前記冷却媒体供給源を前記パッケージ外に配置したことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構。
【請求項３】
前記冷却媒体供給源が、前記排出系を介して回収された冷却媒体を冷却して前記供給系に供給する、冷却媒体の冷却器であることを特徴とする請求項２記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機本体を水冷式とし、該圧縮機本体を前記供給系内に配置して、該供給系内の冷却媒体により冷却可能としたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構に関し、より詳細には、該圧縮機に設けられたエンジン、圧縮機本体、圧縮機本体より吐出された圧縮気体、各部の潤滑に使用された潤滑油等の冷却を行う冷却機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルフリー型のスクリュ圧縮機は、シリンダ内にオス・メス一対のスクリュロータを収容し、スクリュロータの噛み合い回転によって被圧縮気体を圧縮する過程で、このシリンダ内に潤滑油の注入を不要とした圧縮機本体を備え、この圧縮機によれば油分を含まない圧縮気体を得ることができる。
【０００３】
しかし、油冷式のスクリュ圧縮機本体にあっては、シリンダ内に注入された潤滑油が冷媒として機能するために、この潤滑油の注入によってシリンダ内の冷却が行われるものの、オイルフリー圧縮機にあっては前述のようにシリンダ内に潤滑油の注入が行われないため、この圧縮機本体より吐出される圧縮気体は比較的高温となっている。そのため、例えば、複数段の圧縮機本体、一例として低圧段と高圧段の二段の圧縮機本体を備える圧縮機において、低圧段の圧縮機本体より吐出された比較的高温の圧縮気体をそのまま高圧段の圧縮機本体に導入する場合には、圧縮機本体の性能が低下する。
【０００４】
また、オイルフリー型の圧縮機本体より吐出される圧縮気体には前述のように油分は含まれていないものの、圧縮気体が例えば空気である場合、得られた圧縮気体中には空気中に湿度として存在した水分が含まれているために、水分の除去された乾燥した圧縮気体を消費側に供給しようとすれば、これを一旦冷却して圧縮気体中に含まれる水分を凝集して除去する必要がある。
【０００５】
そのため、オイルフリー圧縮機には、圧縮機本体より吐出された圧縮気体を、消費側に供給する前にアフタクーラ等の圧縮気体冷却器を通過させて冷却して水分を凝集させ、この凝集した水分をドレンセパレータ等で回収して除去したり、また、複数段の圧縮機本体、例えば低圧段と高圧段の二段の圧縮機本体を備える構成にあっては、低圧段の圧縮機本体より吐出された圧縮気体を、インタクーラ等の圧縮気体冷却器により冷却した後、高圧段の圧縮機本体に導入する構成を採用している。
【０００６】
さらに、前述のようにシリンダ内に潤滑油の注入を行わないオイルフリー型の圧縮機本体にあっては、潤滑油の注入による圧縮機本体の冷却も期待できないことから、必要に応じて圧縮機本体に冷却水の流路と成すウォータジャケットを形成し、このウォータジャケット内に冷却媒体を導入して冷却を行っている。
【０００７】
また、オイルフリー圧縮機は、モータやエンジンなどの原動機の回転を圧縮機本体に伝達する動力伝達機構や増速装置等に設けられた例えばギヤや、圧縮機本体に設けられたオス・メス二つのロータの回転タイミングを規制するタイミングギヤ、ロータ軸の軸受等（本明細書において「被潤滑部」という。）に潤滑油が供給され、各部を潤滑した潤滑油を、オイルクーラに導入して冷却することが行われている。
【０００８】
なお、圧縮機本体の駆動をエンジンにより行うエンジン駆動型の圧縮機にあっては、このエンジンを冷却するために、エンジンのウォータジャケットに冷却媒体を導入して冷却することが行われている。
【０００９】
このように、エンジン駆動型のオイルフリー圧縮機にあっては、アフタクーラやインタクーラ等の圧縮気体冷却器、エンジン、圧縮機本体、オイルクーラ等、冷却が必要な多くの機器を備えているが、これらの各機器毎に独立して冷却用媒体を供給・回収する回路や、これら媒体を冷却する例えばラジエータ等の冷却器を設ける場合には、圧縮機全体の装置構成が複雑となり、故障等に対する信頼性が低下すると共に部品点数が増加して、設計、組立、メンテナンス等が煩雑となると共に、圧縮機全体が大型化する。
【００１０】
また、このような部品点数の増加は、圧縮機全体の重量増につながると共に、圧縮機本体用及びエンジン用、圧縮気体の冷却器用等の、それぞれの冷却装置毎にクーラントを含む冷却用媒体を使用することが必要であることから、これら冷却用媒体の使用量が多くなると共にこれに伴う重量も増加する。また、各冷却装置毎にこれら冷却用媒体の補充、交換等を行う必要があり、メンテナンス作業が繁雑となる。
【００１１】
そこで、このような問題を解消するために、図４に示すように圧縮機本体２０のウォータジャケット出口２４とエンジン４０のウォータジャケット入口４１とを連通して、前記圧縮機本体２０とエンジン４０とをいずれも共通の冷却用媒体の循環系内に配置して、共通の媒体により冷却可能とすると共に、この媒体の循環系内にラジエータ１２０を配置して、圧縮機本体２０やエンジン４０の冷却に使用したクーラントを冷却可能としたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機や（特許文献１の図１参照）、図５に示すように前記冷却用媒体の循環系内に、さらにアフタクーラ５０等の圧縮気体の冷却手段を配置して、圧縮機本体２０やエンジン４０に加えて、圧縮機本体２０より吐出された圧縮気体についても同一の媒体により冷却するように構成したものがある（特許文献１の図９参照）。
【００１２】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−３２２９９２号公報（第２−７頁、図１−１０）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のように構成された特許文献１に記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１にあっては、圧縮機本体２０、アフタクーラ５０等の圧縮気体冷却器、エンジン４０等、冷却を必要とする各機器を、共通の冷却用媒体の循環系内に配置することで、配管構成を簡単にし、使用する冷却用媒体の量を減少させることができると共に、ラジエータ１２０等の機器についても共用することができる等の利点がある。
【００１４】
しかし、エンジン４０の冷却に使用する媒体（本明細書において、「クーラント」という）と、圧縮機本体２０や圧縮気体冷却器（アフタクーラ５０）等で使用する冷却用媒体（本明細書において、この圧縮気体の冷却に用いる冷却媒体を、単に、「冷却媒体」という、また、クーラント及び冷却媒体その他の潤滑・冷却媒体を総称して「冷却用媒体」という）ではそれぞれ最適な温度が異なるために、前述のように圧縮機本体２０や圧縮気体冷却器と、エンジン４０とを同一の媒体により冷却する構成を採用すると、いずれかの機器に対する最適な温度に設定された冷却用媒体は、他方の機器に対して温度が高すぎ、又は低すぎるものとなる。
【００１５】
例えば、エンジン４０のウォータジャケット内の冷却用媒体の温度は、エンジンを効率的に運転するためには８０〜９０℃に保つことが好ましく、通常、クーラントの循環系には、冷却用媒体の温度をこの温度に保持するためにサーモスタットが設けられ、このサーモスタットにより冷却用媒体が８０〜９０℃になるまでラジエータ１２０に対して冷却用媒体の導入を行わない構成となっている。
【００１６】
その一方で、圧縮機本体２０のウォータジャケットやアフタクーラ５０等の圧縮気体の冷却器に導入される冷却用媒体の温度は、低い程、その性能が向上され、単位気体量当たりの消費動力が低下する。
【００１７】
このことから、一例として同一の冷却用媒体の循環系にエンジン４０、圧縮機本体２０、アフタクーラ５０等の圧縮気体冷却器を設けると共に、図５に示すようにラジエータ１２０をバイパスするバイパス回路と、このバイパス回路又はラジエータに至る回路を選択的に開閉する感熱式のバイパスバルブを設け、冷却用媒体がエンジンを冷却するに適当な温度（例えば８０℃）となる迄、ラジエータ１２０に対する冷却用媒体の導入を停止する構成を採用すると、この冷却用媒体の温度は、圧縮機本体２０や、アフタクーラ５０等の圧縮気体冷却器に導入する冷却用媒体の温度としては高すぎ、圧縮機本体２０や、圧縮気体を十分に冷却することができない。
【００１８】
また、前記特許文献１に記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構にあっては、冷却ファン４３により発生した冷却風をラジエータ１２０に導入することにより、ラジエータ１２０内を通過する冷却用媒体を冷却する構造を採用しているが、このラジエータ１２０を圧縮機本体２０やエンジン４０等の機器を収容したパッケージ内に配置する場合には、パッケージ内にこのラジエータ１２０を配置するための空間を確保する必要があり、装置全体が大型化する。
【００１９】
また、このようなパッケージ型の圧縮機の設置場所が、例えば空気の循環し難い場所であるときには、ラジエータ１２０を通過して加熱された空気が冷却風として再度ラジエータ１２０に導入される等してラジエータ１２０内の冷却用媒体を十分に冷却することができず、例えば夏季における運転時等、周囲の温度が高い場合には、オーバーヒートが生じるおそれもある。
【００２０】
このような点を考慮して、冷却用媒体の十分な冷却を行うために、ラジエータ１２０を大型化すれば、これに伴い冷却風導入用のファン４３を大型化する必要が生じる等、装置全体が大型化するに止まらず、パッケージに形成する冷却風の流入口や排出口を大きくする必要があり、パッケージ内の騒音が機外に漏れ易く、パッケージによる防音効果が減少する。
【００２１】
本発明は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたもので、冷却の必要な複数の機器に対して、配管や冷却用媒体の冷却器等を一部共通して使用し、全体構成の簡略化、小型化、冷却用媒体使用量の減少等を図りつつ、比較的低温の冷却用媒体による冷却が好ましい圧縮機本体や圧縮気体の冷却に使用する冷却媒体と、エンジンを冷却する冷却用媒体とをそれぞれ別個に温度設定することのできるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明の別の目的は、前述のラジエータの大型化による装置全体の大型化、設置状況によって生じ得るオーバーヒート等の冷却不良、冷却風の流入口や排出口を介した騒音の漏出等を防止することができると共に、冷却用媒体の冷却を確実に行うことができるエンジン駆動型圧縮機の冷却機構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】
【００２３】
上記目的を達成するために本発明のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の冷却機構は、オイルフリー型の圧縮機本体２０と、前記圧縮機本体２０を駆動するエンジン４０とを備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機において、
前記圧縮機本体２０より吐出された圧縮気体を冷却するアフタクーラ５０等の圧縮気体冷却器と、前記圧縮気体冷却器に冷却媒体を供給する冷却塔９０等の冷却媒体供給源を設け、前記冷却媒体供給源から前記圧縮気体冷却器に冷却媒体を導入する供給系（図１において、冷却塔９０から給水管１００を介してアフタクーラ５０に至る系）と、前記圧縮気体冷却器より排出された前記冷却媒体を回収する排出系〔図１において、アフタクーラ５０から回収管１１０（１１０ａ，１１０ｂ）を介してパッケージ１０外に至る系〕を形成すると共に、
前記エンジン４０からの戻りの冷却媒体を冷却するクーラントクーラ６０を設け、前記エンジン４０と前記クーラントクーラ６０間に、クーラントの循環系を形成し、
前記クーラントクーラ６０を、前記圧縮気体冷却器から排出された冷却媒体を回収する前記排出系内に配置し、前記クーラントと、前記圧縮気体冷却器より排出された冷却媒体とを前記クーラントクーラ６０内において熱交換可能としたことを特徴とする（請求項１）。
【００２４】
前記構成のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１において、前記エンジン４０、前記圧縮機本体２０、前記圧縮気体冷却器（アフタクーラ５０，インタクーラ５０’）、及び前記クーラントクーラ６０をパッケージ１０内に収容すると共に、前記冷却媒体供給源（冷却塔９０）を前記パッケージ１０外に配置した構成とすることができる（請求項２）。
【００２５】
このように、冷却媒体供給源をパッケージ外に配置した構成において、前記冷却媒体供給源は、これを前記排出系を介して回収された冷却媒体を冷却して前記供給系に供給する、例えば冷却塔９０等の冷却媒体の冷却器とすることができる（請求項３）。
【００２６】
さらに、前記圧縮機本体を水冷式とし、該圧縮機本体を前記供給系内に配置して、該供給系内の冷却媒体により冷却可能とすることもできる（請求項４）。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明した本発明の構成により、比較的高温とすることが好ましいクーラントが流れる循環系と、比較的低温とすることが好ましい、圧縮機本体２０より吐出された圧縮気体や圧縮機本体２０を冷却する冷却媒体が流れる該冷却媒体の供給・排出系とを、それぞれ独立した系としたことにより、クーラントと、圧縮気体や圧縮機本体冷却用の冷却媒体の温度設定をそれぞれ独立して行うことができる冷却機構を提供することができた。
【００２８】
特に、圧縮機本体２０の構成として、複数の圧縮機本体を多段構成を採用する場合には、次段の圧縮機本体に導入する前に、前段の圧縮機本体より吐出された圧縮気体を、インタクーラ等の圧縮気体冷却器により十分に冷却することが可能となり、圧縮機本体の性能を向上させることが可能となった。
【００２９】
また、冷却媒体供給源を、熱交換後に冷却媒体を冷却して再度循環させる冷却器とし、これをパッケージ１０外に配置した構成にあっては、パッケージ１０内にラジエータ等を設けることが不要となり、これによりパッケージ１０を小型化することができると共に、パッケージ１０内に吸入し、また、排出する冷却風量を減少させることができ、パッケージ１０に形成する冷却風の流入口や排出口を小さくすることができた。その結果、この冷却風の流入口や排出口を介してパッケージ内の騒音が漏出し難くなり、パッケージ１０による防音効果を向上させて低騒音の圧縮機を提供することができた。
【００３０】
さらに、冷却塔９０等の冷却媒体供給源をパッケージ１０外に配置することにより、この冷却媒体供給源をパッケージ１０やパッケージ１０内に収容された各機器とは異なる位置に配置することができるため、設置場所に影響されずにパッケージ１０内に収容された機器の冷却を行うことが可能となった。その結果、場所を選ばず設置することのできるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００３２】
〔実施形態１〕
本発明の冷却装置が適用されるオイルフリー圧縮機１は、図１に示すように、オイルフリー型の圧縮機本体２０と、この圧縮機本体２０を駆動するエンジン４０を備えると共に、前記圧縮機本体２０により圧縮され、吐出された圧縮気体を冷却するアフタクーラ５０と、前記エンジン４０冷却用の冷却媒体を冷却するクーラントクーラ６０とをパッケージ１０内に収容して構成されている。
【００３３】
このうち、前述のアフタクーラ５０は、冷却対象である圧縮気体を導入するための圧縮気体の導入口５１と、アフタクーラ５０内で冷却された圧縮気体を導出するための圧縮気体の導出口５２を備えると共に、この圧縮気体と熱交換して前記圧縮気体を冷却する冷却媒体（冷却水）を導入するための給水口５３、及び、圧縮気体との熱交換が行われた後の前記冷却水を排出する排水口５４を備えている。
【００３４】
また、前記クーラントクーラ６０には、エンジン４０を冷却したクーラントを導入するための導入口６１と、冷却後のクーラントを導出するための導出口６２を備えると共に、このクーラントと熱交換する冷却媒体（冷却水）を導入するための給水口６３、及び、前記クーラントと熱交換後の冷却水を排出する排水口６４が設けられている。
【００３５】
そして、前記アフタクーラ５０に設けられた圧縮気体の導入口５１を、圧縮機本体２０の吐出口２９に連通し、アフタクーラ５０に設けられた圧縮気体の導出口５２を、ドレンセパレータ８１を介して図示せざる空気作業機等が連結されるサービスバルブ８３に連通して、圧縮機本体２０より吐出された圧縮気体を、該アフタクーラ５０を介して冷却した後、この冷却により凝集して生じたドレンをドレンセパレータ８１で除去し、その後消費側に供給可能としている。
【００３６】
また、前述のクーラントクーラ６０に設けられた導入口６１を、エンジン４０に設けられたウォータジャケットの出口４２に連通すると共に、クーラントクーラの導出口６２を、エンジンのウォータジャケットの入口４１に連通している。従って、エンジン４０のウォータジャケットと前記クーラントクーラ６０間には、クーラントが循環する系が形成されている。
【００３７】
このクーラントの循環系内には、この循環系内でクーラントを循環させるためのポンプＰ１が設けられており、図示の実施形態にあっては、エンジン４０内においてウォータジャケット入口４１に連通する通路にこのポンプＰ１を設けている。
【００３８】
また、クーラントの循環系内には、この循環系内のクーラントの温度が低いとき、クーラントクーラ６０に対するクーラントの導入を停止する手段を設けることが好ましく、図示の実施形態にあっては、既知のサーモスタット８４をエンジン４０内においてウォータジャケット出口４２と連通する通路に設け、前記サーモスタット８４と前記ポンプＰ１の入口側通路とをバイパス通路で連通し、クーラントが一例として８０℃以上になる迄、ウォータジャケット出口４２に至る通路を閉ざすと共に、バイパス通路を開くように構成し、クーラントの温度を自動制御している。
【００３９】
前述のアフタクーラ５０、及びクーラントクーラ６０に導入されて、圧縮気体やクーラントと熱交換する冷却水は、図１に示すように、パッケージ１０外に配置された冷却媒体供給源より供給されるもので、図示の実施形態にあってはこの冷却水の供給源として、熱交換に使用され、温度の上昇した冷却水を回収し、この回収された冷却水を冷却する冷却器、例えば冷却塔９０を設けている。
【００４０】
そして、冷却媒体供給源からの冷却水をパッケージ内に導入する給水管１００をアフタクーラ５０の給水口５３に連通して、アフタクーラ５０に対する冷却水の供給系が形成されていると共に、このアフタクーラ５０の排水口５４に連通された回収管１１０をパッケージ１０外に延設して、冷却水の排出系が形成されている。
【００４１】
前述のように冷却媒体供給源として、回収された冷却水を冷却して再度循環使用する冷却塔９０を使用する図示の実施形態にあっては、前述のようにしてパッケージ外に延設された回収管１１０が、前記冷却塔９０の回収口９２に連通され、前述の供給系と排出系とにより冷却塔９０とアフタクーラ５０間を循環する冷却水の循環系が形成されている。
【００４２】
もっとも、本発明の冷却機構において使用する前述の冷却媒体供給源は、図示のように冷却水を冷却して循環使用するものに限定されず、例えば本発明の冷却装置を備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機が固定装置として使用するものである場合には、上水道等より得た水を冷却水として前記給水管１００に導入するものであっても良く、その構成は図示の実施形態に限定されない。
【００４３】
この冷却水の排出系を構成する前述の回収管１１０は、アフタクーラの排水口５４をクーラントクーラ６０の給水口６３に連通する第１の回収管１１０ａと、クーラントクーラ６０の排水口６４を前記冷却塔９０の回収口９２に連通する第２の回収管１１０ｂにより構成されており、冷却塔９０よりアフタクーラ５０に供給され、アフタクーラ５０内で圧縮機本体２０より吐出された圧縮気体と熱交換された冷却水が冷却塔９０に回収される過程でクーラントクーラ６０に導入され、クーラントクーラ６０内においてクーラントとの熱交換が行われる。
【００４４】
なお、このような冷却水の循環を生じさせるために、冷却水の供給系、又は排出系のいずれかには、冷却水を流動させるためのポンプＰ２が設けられ、図示の実施形態にあっては、冷却塔９０からの冷却水をアフタクーラ５０に導入する給水管１００中であって、パッケージ１０外にこのポンプＰ２を設けている。
【００４５】
以上のように構成されたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１にあっては、アフタクーラ５０を冷却する冷却媒体（冷却水）が流動する系と、クーラントが流動する系とを、それぞれ独立したものとして形成し、アフタクーラ５０による熱交換後の冷却水をクーラントクーラ６０に導入してクーラントと冷却水との熱交換を行うことで、エンジン４０より取り去られた熱を間接的に機外に排出可能としている。
【００４６】
その結果、低温の冷却媒体による冷却が好ましい圧縮気体の冷却を行うアフタクーラ５０に導入される冷却水と、比較的高温の冷却媒体による冷却が好ましいエンジン４０に対して導入されるクーラントの温度を、それぞれ別個に設定することができ、一例としてクーラントについては、前述のサーモスタット８４により８０〜９０℃に、アフタクーラ５０に導入される冷却水の温度については、冷却塔９０の性能にもよるが一例として２０〜２５℃程度に設定することが可能である。
【００４７】
また、クーラントの冷却は、アフタクーラ５０における圧縮気体との熱交換後の暖められた冷却水との熱交換により行われるため、クーラントの過冷却を防止できるものとなっている。
【００４８】
しかも、このように圧縮気体やクーラントと熱交換された冷却水を、パッケージ１０外に配置された冷却塔９０により冷却する構成とした本発明の構成にあっては、パッケージ１０内にラジエータ等の冷却水を冷却するため手段を設ける必要がなく、従って、パッケージ１０を小型化することができると共に、パッケージ１０に形成する冷却風の流入口や排出口を小さくすることができるために、パッケージ１０の防音効果を向上させることができる。
【００４９】
また、パッケージ１０及びパッケージ１０内に配置された機器を、空気の循環し難い場所に設置した場合であっても、冷却塔９０をこれらとは離れた場所に配置することにより、オーバーヒート等の問題を回避することができ、本発明の冷却機構を備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１の設置場所についての選択の自由度が向上するものとなっている。
【００５０】
〔実施形態２〕
本発明の冷却機構が適用されるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１の圧縮機本体２０は、これを空冷式のものとすることにより図１を参照して説明した実施形態のように圧縮機本体２０を冷却水により冷却する構成を設けないものとしても良いが、圧縮機本体２０としてウォータジャケットを備えた水冷式のものを採用し、このウォータジャケット内に、冷却塔９０より供給された冷却水を導入して冷却するように構成しても良い。この場合の構成を一例として図２に示す。
【００５１】
このように、冷却水により圧縮機本体２０の冷却を行う場合には、図２に示すように、冷却塔９０からの給水管１００をパッケージ１０内で分岐して、一方を前述のアフタクーラ５０の給水口５３に、他方を圧縮機本体２０のウォータジャケット入口２３に連通する。
【００５２】
そして、アフタクーラ５０の排水口５４と、圧縮機本体２０のウォータジャケット出口２４とをいずれもクーラントクーラ６０の給水口６３に連通して、アフタクーラ５０を通過した冷却水と、圧縮機本体２０を通過した冷却水とを共にクーラントクーラ６０に導入可能としている。
【００５３】
また、このようにして構成された冷却水の循環系には、この循環系内を循環する冷却水との熱交換により、被潤滑部を潤滑した潤滑油を冷却するオイルクーラ７０を設ける構成としても良く、図示の実施形態にあっては、前記給水管１００と、クーラントクーラ６０の下流における回収管１１０ｂを連通する管路にこのオイルクーラ７０を配置している。
【００５４】
以上のように構成されたオイルフリー圧縮機の冷却機構にあっては、アフタクーラ５０と圧縮機本体２０のいずれも冷却塔９０より供給された冷却水を直接導入することができるため、圧縮気体及び圧縮機本体２０のいずれも好適に冷却することが可能である。
【００５５】
また、アフタクーラ５０において圧縮気体との熱交換により暖められた冷却水、及び、圧縮機本体２０の冷却により暖められた冷却水を共にクーラントクーラ６０に導入し、この冷却水とクーラントとの熱交換を行うことから、エンジン冷却用の冷却媒体の過冷却を防止できる。
【００５６】
〔実施形態３〕
以上、図１及び図２を参照して説明した実施形態にあっては、いずれも単一の圧縮機本体２０を備えるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１に本発明の冷却機構を適用するものとして説明したが、本発明の冷却機構は、単段式の圧縮機本体２０を備えたオイルフリー圧縮機に限定されず、低圧段、高圧段の二段の圧縮機本体２０（２１，２７）を備えたオイルフリー圧縮機１に適用することも可能であり、また、二段以上の圧縮機本体を備えたオイルフリー圧縮機に適用することも可能である。
【００５７】
図３に示す実施形態にあっては、一例としてオイルフリー圧縮機１が、低圧段、高圧段の二段の圧縮機本体２０（２１，２７）を備え、低圧段の圧縮機本体２１より吐出された圧縮気体を、圧縮気体の冷却器であるインタクーラ５０’により冷却してドレンセパレータ８２でドレンを除去した後、高圧段の圧縮機本体２７に導入してさらに圧縮し、目的とする圧力の圧縮気体を得るもので、図示のように低圧段の圧縮機本体２１の吐出口２６は、インタクーラ５０’、ドレンセパレータ８２を介して高圧段の圧縮機本体２７の吸入口２８に連通されている。
【００５８】
そして、高圧段の圧縮機本体２７の吐出口２９を、アフタクーラ５０、ドレンセパレータ８１を介して図示せざる空気作業機等が連結されるサービスバルブ８３に連通し、高圧段の圧縮機本体２７により圧縮され、吐出された圧縮気体を消費側に導入し得るように構成している。
【００５９】
また、エンジン４０の回転駆動力を低圧段、高圧段の２つの圧縮機本体２１，２７にそれぞれ伝達する動力伝達機構として、前記エンジンの回転を増速して低圧段、高圧段の圧縮機本体に伝達する増速装置３０を設けている。
【００６０】
前述のインタクーラ５０’は、冷却塔９０より供給された冷却水と、前述の低圧段の圧縮機本体２１より吐出された圧縮気体とを熱交換することによりこの圧縮気体を冷却して高圧段の圧縮機本体２７の吸入口２８に導入可能とするもので、低圧段の圧縮機本体２１の吐出口２６より吐出された圧縮気体を導入する導入口５１’を備えていると共に、熱交換により冷却された圧縮気体を導出する導出口５２’を備えている。
【００６１】
そして、このインタクーラ５０’の導入口５１’を前述の低圧段の圧縮機本体２１の吐出口２６に連通すると共に、インタクーラ５０’の導出口５２’を、ドレンセパレータ８２を介して高圧段の圧縮機本体２７の吸入口２８に連通している。
【００６２】
そして、冷却塔９０からの給水管１００を、インタクーラ５０’の給水口５３’に連通して、インタクーラ５０’に冷却水を導入すると共に、インタクーラ５０’の排水口５４’を、アフタクーラ５０の給水口５３に連通して、インタクーラ５０’を通過した後の冷却水を、アフタクーラ５０に導入可能に構成している。
【００６３】
その他、アフタクーラ５０を通過した後の冷却水を、クーラントクーラ６０に導入し、このクーラントクーラ６０を通過した冷却水を冷却塔９０に回収する点については、前述の図１及び図２を参照して説明した実施形態と同様である。
【００６４】
なお、図３に示す実施形態にあっては、インタクーラ５０’とアフタクーラ５０とを給水管１００中に直列に接続し、インタクーラ５０’を通過した後の冷却水をアフタクーラ５０に導入するものとして説明したが、例えば、給水管１００を分岐してインタクーラ５０’の給水口５３’、アフタクーラ５０の給水口５３のそれぞれに連結すると共に、インタクーラ５０’の排水口５４’、アフタクーラ５０の排水口５４を共にクーラントクーラ６０の給水口６３に連結する並列配置とし、アフタクーラ５０に対してもインタクーラ５０’通過前の冷却塔９０からの冷却水を直接導入するように構成しても良い。
【００６５】
また、低圧段、高圧段の圧縮機本体２１，２７のいずれか一方、又は双方が、ウォータジャケットを備えた水冷式の圧縮機本体である場合には、給水管１００を分岐して、圧縮機本体（２１及び／又は２７）のウォータジャケット内に冷却水を導入して圧縮機本体を冷却する構成を設けることができる点については、前述の図２を参照して説明した実施形態と同様である。
【００６６】
なお、図３に示す実施形態にあっては、高圧段の圧縮機本体２７のみをウォータジャケットを備えた水冷式のものとして示しているが、低圧段の圧縮機本体２１についてもこれを水冷式のものとすることができる。
【００６７】
この場合、低圧段の圧縮機本体２１のウォータジャケットの出口を、高圧段の圧縮機本体２７のウォータジャケット入口に連通する等して、両圧縮機本体を冷却水の供給系内において直列に接続することもできるが、圧縮機本体の冷却に使用する冷却水は可及的に低温であることが好ましいことから、冷却塔９０からの給水管１００を分岐してそれぞれの圧縮機本体２１，２７のウォータジャケットの入口に連通する等、これらを並列に配置していずれの圧縮機本体２１，２７のウォータジャケットに対しても冷却塔９０からの冷却水が直接導入されるように構成しても良い。
【００６８】
以上のように構成された図３に示す実施形態にあっては、冷却塔９０より供給された冷却水は、先ず、インタクーラ５０’に導入されて低圧段の圧縮機本体２１より吐出された圧縮気体を冷却する。したがって、低圧段の圧縮機本体２１より吐出された圧縮気体は、未だ冷却に使用されていない、冷却塔９０より供給された直後の冷却水との熱交換により十分に冷却された後、高圧段の圧縮機本体２７の吸入口２８に導入される。その結果、高圧段の圧縮機本体２７に、インタクーラ５０’により十分に冷却された圧縮気体が導入されるために、単位気体量当たりの消費動力が低下して、高圧段の圧縮機本体の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の冷却機構を示す概略説明図。
【図２】本発明の別の冷却機構を示す概略説明図。
【図３】本発明のさらに別の冷却機構を示す概略説明図。
【図４】従来の冷却機構を示す概略説明図。
【図５】従来の冷却機構を示す概略説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１  オイルフリー圧縮機
１０  パッケージ
２０  圧縮機本体
２１  低圧段の圧縮機本体
２２  吸入口（低圧段の圧縮機本体の）
２３，２３’  ウォータジャケット入口（圧縮機本体の）
２４，２４’  ウォータジャケット出口（圧縮機本体の）
２６  吐出口（低圧段の圧縮機本体の）
２７  高圧段の圧縮機本体
２８  吸入口（高圧段の圧縮機本体の）
２９  吐出口（高圧段の圧縮機本体の）
３０  動力伝達機構（増速機構）
４０  エンジン
４１  ウォータジャケット入口（エンジンの）
４２  ウォータジャケット出口（エンジンの）
４３  冷却ファン
５０  アフタクーラ
５１  導入口（アフタクーラの）
５２  導出口（アフタクーラの）
５３  給水口（アフタクーラの）
５４  排水口（アフタクーラの）
５０’  インタクーラ
５１’  導入口（インタクーラの）
５２’  導出口（インタクーラの）
５３’  給水口（インタクーラの）
５４’  排水口（インタクーラの）
６０  クーラントクーラ
６１  導入口（クーラントクーラの）
６２  導出口（クーラントクーラの）
６３  給水口（クーラントクーラの）
６４  排水口（クーラントクーラの）
７０  オイルクーラ
７１  導入口（オイルクーラの）
７２  導出口（オイルクーラの）
７３  給水口（オイルクーラの）
７４  排水口（オイルクーラの）
８１，８２  ドレンセパレータ
８３  サービスバルブ
８４  サーモスタット
９０  冷却媒体供給源（冷却塔）
９２  回収口
１００  給水管
１１０  回収管
１１０ａ  第１の回収管
１１０ｂ  第２の回収管
１２０  ラジエータ
Ｐ1，Ｐ2  ポンプ
【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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