(57)【要約】【課題】設置スペースの縮小、騒音の低減、機外に供給される圧縮空気の体積流量の増大を可能とした空気圧縮機を提供する。【解決手段】油注入下で空気圧縮する油冷式圧縮機本体１１と、ここから延びる吐出流路１３に介設され、油冷式圧縮機本体１１から吐出された圧縮空気に随伴してきた油を分離し、回収する油分離回収器１４と、ここから送り出された圧縮空気を冷却する空気冷却部１５と、冷媒を連続的に循環させる冷凍回路２７における蒸発過程で空気冷却部１５で冷却された圧縮空気をその露点まで冷却し、この圧縮空気からドレン水を析出させる除湿部１６と、上記回収された油を上記油注入用として油冷式圧縮機本体１１に戻すための油流路２２に介設された油冷却器２１とを備えた空気圧縮機１において、空気冷却部１５における冷却媒体を除湿部１６を通過した圧縮空気のみとした。【選択図】  図１
2005083219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油注入下で空気圧縮する油冷式圧縮機本体と、
この油冷式圧縮機本体から延びる吐出流路に介設され、この油冷式圧縮機本体から吐出された圧縮空気に随伴してきた油を分離し、回収する油分離回収器と、
この油分離回収器から送り出された圧縮空気を冷却する空気冷却部と、
冷媒を連続的に循環させる冷凍回路における蒸発過程で上記空気冷却部で冷却された圧縮空気をその露点まで冷却し、この圧縮空気からドレン水を析出させる除湿部と、
上記回収された油を上記油注入用として上記油冷式圧縮機本体に戻すための油流路に介設された油冷却器とを備えた空気圧縮機において、
上記空気冷却部における冷却媒体を上記除湿部を通過した圧縮空気のみとしたことを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
上記油冷却器における冷却媒体を上記蒸発過程にある冷媒としたことを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気に含まれる水分を除去する除湿部を備えた空気圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮空気に含まれる水分を除去する除湿部を備えた空気圧縮機は公知である（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
特許文献１には、パッケージ形空気圧縮機が開示されており、このパッケージ形空気圧縮機は、パッケージ内に、油冷式のスクリュ圧縮機本体、油分離回収器、空冷式のアフタークーラ、ドライヤ及び空冷式の油冷却器を収容して形成されている。このドライヤは、特許文献２において具体的に示されており、プレクーラと圧縮空気に含まれる水分を除去する除湿部とを備えている。そして、このプレクーラは上記アフタークーラとともに空気冷却部を形成している。また、上記油分離回収器、上記アフタークーラ、上記プレクーラ、上記除湿部はスクリュ圧縮機本体から延びる吐出流路に介設され、上記除湿部を通過した圧縮空気は、上記除湿部に向かう圧縮空気の流れとは逆方向に、再度上記プレクーラを通過後、機外の圧縮空気使用機器等に供給されるようになっている。さらに、上記油冷却器は上記油分離回収器から上記スクリュ圧縮機本体の油注入部に至る油流路に介設されている。
【０００４】
上記空気圧縮機において、圧縮空気は上記除湿部でドレン水を析出させ、分離するため、その露点である１０℃迄冷却される必要がある。このため、スクリュ圧縮機本体から吐出され、上記油分離回収器を通過し、油除去された高温の圧縮空気（約８０℃）は、上記アフタークーラでファンからの冷却風を介して熱を大気に放出することにより所定温度（約５０℃）迄冷却され、さらに上記プレクーラで上記除湿部を通過し、上記プレクーラに流入してくる圧縮空気（１０℃）により所定温度（約４０℃）迄冷却される。これに対して、上記除湿部を通過し、上記プレクーラに流入した圧縮空気は、上記除湿部に向かう圧縮空気から得た熱量分だけ昇温し（約２０℃）、水滴が生じる心配ない状態となって機外の圧縮空気使用機器等に供給される。
【０００５】
一方、上記油分離回収器で圧縮空気から分離され、回収された油は、上記油流路の油冷却器においてファンからの冷却風により冷却され、上記油注入部に導かれ、繰返し循環させられる。
【特許文献１】特開平８−２４７０７５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の空気圧縮機の場合、上記空気冷却部は上記アフタークーラと上記プレクーラとからなっており、上記アフタークーラはファンを伴った空冷式で、かつこのアフタークーラでは、油分離回収器を通過した圧縮空気の熱を大気に放出することによりこの圧縮空気を冷却している。また、上記油冷却器もファンを伴った空冷式のものとなっている。
【０００７】
一方、空気圧縮機の性能が同じであれば、その設置スペースはより小さいのが望まれ、空気圧縮機の圧縮機本体が同じであれば、機外に供給される圧縮空気の体積流量がより大きいのが望まれることが多い。ところが、上述した空気圧縮機の場合、空冷式のアフタークーラ及び油冷却器の占めるスペースが大きく、設置スペースを縮小するのに障害となっているという問題がある。また、上記アフタークーラ、油冷却器のファンは騒音源でもある。さらに、上記体積流量の増大のためには、上記除湿部を経て上記プレクーラを通過する圧縮空気を実用上支障のない程度まで昇温させればよいが、上記アフタークーラで圧縮空気の熱は大気に放出され、この圧縮空気の温度はかなり降下する故、上記プレクーラでの熱交換により機外に送り出される圧縮空気の温度を上げることはできない、即ち上記体積流量を増大させることができないという問題がある。
本発明は、斯かる従来の問題をなくすことを課題とし、設置スペースの縮小、騒音の低減、機外に供給される圧縮空気の体積流量の増大を可能とした空気圧縮機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、油注入下で空気圧縮する油冷式圧縮機本体と、この油冷式圧縮機本体から延びる吐出流路に介設され、この油冷式圧縮機本体から吐出された圧縮空気に随伴してきた油を分離し、回収する油分離回収器と、この油分離回収器から送り出された圧縮空気を冷却する空気冷却部と、冷媒を連続的に循環させる冷凍回路における蒸発過程で上記空気冷却部で冷却された圧縮空気をその露点まで冷却し、この圧縮空気からドレン水を析出させる除湿部と、上記回収された油を上記油注入用として上記油冷式圧縮機本体に戻すための油流路に介設された油冷却器とを備えた空気圧縮機において、上記空気冷却部における冷却媒体を上記除湿部を通過した圧縮空気のみとした。
【０００９】
さらに、本発明は、上記構成に加えて、上記油冷却器における冷却媒体を上記蒸発過程にある冷媒とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空気冷却部は、ファンからの冷却風により圧縮空気の熱を大気に放出するのではなく、油分離回収器を通過した圧縮機空気から熱交換により得られる熱の全てを機外に供給される圧縮空気に伝達するように形成されており、ファンを伴ったアフタークーラは不要であり、設置スペースの縮小、騒音の低減が可能になるとともに、油分離回収器から高温の圧縮空気を空気冷却部に導く結果、機外に供給する圧縮空気を温度上昇させ、その体積流量を増大させることが可能になるという効果を奏する。
【００１１】
さらに、本発明によれば、油冷却部のための空冷用ファンが不要となり、設置スペースのより一層の縮小、騒音の低減が可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る空気圧縮機１を示し、この空気圧縮機１は油冷式圧縮機本体１１、例えば油冷式スクリュ圧縮機本体を備えている。この油冷式圧縮機本体１１の一方には吸込流路１２が接続し、他方には吐出流路１３が接続しており、この吐出流路１３は油分離回収器１４、空気冷却部１５、除湿部１６を経て、再度空気冷却部１５を経た後、機外に延びている。また、油分離回収器１４は上部に油分離エレメント１７を内蔵するとともに、下部に油溜まり部１８を有し、この油溜まり部１８からファン１９により冷却される油冷却器２１を経て油冷式圧縮機本体１１の油注入部に至る油流路２２が延びている。
【００１３】
そして、吸込流路１２から油冷式圧縮機本体１１に吸込まれた空気は、油流路２２からの油注入下で圧縮され、油を伴った圧縮空気（例：約８０℃）が油分離回収器１４に向けて吐出される。油分離回収器１４に油を伴って流入した圧縮空気は、油分離エレメント１７を通過し、油と分離されて油分離回収器１４の上部から延びる吐出流路１３の部分へと送り出され、分離された油は油溜まり部１８に回収される。
【００１４】
油分離回収器１４を出た圧縮空気（例：約８０℃）は空気冷却部１５に流入し、ここで後述するように熱交換することにより、所定温度（例：約４０℃）まで冷却されて除湿部１６に至る。この除湿部１６は、冷媒用圧縮機２３、ファン２４により冷却される空冷式の凝縮器２５、絞り手段の一種であるキャピラリーチューブ２６とともに冷媒を連続的に循環させる冷凍回路２７に設けられ、蒸発器として機能している。そして、除湿部１６に流入した圧縮空気は、この冷凍回路２７における蒸発過程で露点（１０℃）まで冷却され、この結果、圧縮空気に含まれていた水分がドレン水として析出し、圧縮空気から分離される。このドレン水は開閉弁２８が介設されたドレン水流路２９により機外に排出され、水分が除去され、乾燥状態になった圧縮空気（１０℃）は、再度空気冷却部１５に導かれる。
【００１５】
この空気冷却部１５には、油冷式圧縮機本体１１から吐出され、冷却されることなく油分離回収器１４を経由してきた高温の圧縮空気（例：約８０℃）が流入してきており、この圧縮空気と除湿部１６からの圧縮空気とが対向流をなすように互いに逆方向に流れつつ熱交換する。そして、除湿部１６からの圧縮空気はこの熱交換により昇温し（例：約５０℃）、機外の圧縮空気使用機器等に供給される。
【００１６】
このように、この空気圧縮機１では、ここから吐出された高温の圧縮空気（例：約８０℃）を除湿部１６の一次側における上記所定温度（例：約４０℃）まで冷却するのに、大気に熱を放出するようにした従来の上記アフタークーラを用いず、この高温の圧縮空気と除湿部１６からの圧縮空気との間の熱交換のみ行わせている。そして、機外に送り出す圧縮空気の温度を、実用上差し支えのない程度にやや高めにし、圧縮空気の容積流量を増大させている。即ち、圧縮空気の実質的な供給量を多くしている。換言すれば、従来の上記アフタークーラを用いて熱を大気に放出してしまうと、除湿部１６からの圧縮空気を上述したやや高めの温度まで上昇させるための熱源がなくなり、機外に送り出す圧縮空気の温度は約２０℃と低くならざるを得ない。
また、この空気圧縮機１では、ファンを伴った上記アフタークーラを用いないため、設置スペースの縮小が可能となり、かつこのファンも不要となり、騒音の低減も可能となっている。
【００１７】
図２は本発明の第２の実施形態に係る空気圧縮機２を示し、図１に示す空気圧縮機１と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この空気圧縮機２では、ファン１９により冷却される油冷却器２１に代えて油冷却器３１が採用され、この油冷却器３１は冷凍回路２７に組込まれ、キャピラリーチューブ２６を出た、蒸発過程にある冷媒を冷却媒体とするものである。
そして、斯かる構成により、ファン１９を不要とし、より一層の設置スペースの縮小、騒音の低減が可能となっている。
【００１８】
ところで、空気圧縮機２をパッケージ内に収容してパッケージ形空気圧縮機とした場合、図２において、油冷式圧縮機本体１１及び油分離回収器１４を収容する二点鎖線の枠Iで示した空間部と空気冷却部１５及び除湿部１６を含む冷凍回路２７の部分を収容する二点鎖線の枠IIで示した空間部とを完全に仕切ることができ、油冷式圧縮機本体１１から発する騒音をパッケージ内に閉じ込め、その消音が容易となる。
【００１９】
なお、図２に示す空気圧縮機２では、キャピラリーチューブ２６と除湿部１６との間に油冷却器３１を設けてあるが、これに代えて、除湿部１６と冷媒用圧縮機２３との間に油冷却器３１を設けて、この油冷却器３１の箇所でも冷媒が蒸発過程にあるようにしてもよい。
また、キャピラリーチューブ２６に代えて膨張弁を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明に係る空気圧縮機１及び２は、例えば各種の製造工場、医療及び歯科治療器具、洗浄機器等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気圧縮機の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る空気圧縮機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、２  空気圧縮機
１１  油冷式圧縮機本体
１２  吸込流路
１３  吐出流路
１４  油分離回収器
１５  空気冷却部
１６  除湿部
１７  油分離エレメント
１８  油溜まり部
１９  ファン
２１  油冷却器
２２  油流路
２３  冷媒用圧縮機
２４  ファン
２５  凝縮器
２６  キャピラリーチューブ
２７  冷凍回路
２８  開閉弁
２９  ドレン水流路
３１  油冷却器
【図１】
2005083219.tif 000003
【図２】
2005083219.tif 000004