(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を圧縮する圧縮部と前記圧縮部を駆動するモータと前記モータにより駆動される冷却ファンとを有する圧縮機ユニットと、
前記圧縮機ユニットを配置した機械室と、
前記機械室に隣接し、インバータを配置するインバータ室と、
前記機械室と前記インバータ室とを隔離し、開口を有する隔壁と、
前記インバータ室に配置した、冷却気体を取り込むインバータ吸気口とを有し、
前記冷却ファンは、前記機械室の前記開口のある側に配置されており、
前記冷却ファンが駆動されることにより、前記インバータ吸気口から前記開口に前記冷却気体を流し、前記インバータを冷却することを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記インバータと前記開口と前記冷却ファンは、背面側に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項３】
請求項２に記載のパッケージ型流体機械において、
前記圧縮部は、前記モータに対して前面側に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項４】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記流体を吸気するメイン吸気口とを有し、
正面から見て、前記インバータ吸気口と前記メイン吸気口は、反対側に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項５】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
複数の前記圧縮機ユニットと、複数の前記インバータを有し、
前記圧縮機ユニットと、前記インバータは、縦方向に、複数段に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項６】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記インバータ吸気口と前記開口とは、上下方向に異なった位置に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項７】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記冷却ファンは、シロッコファンであることを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項８】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記圧縮機ユニットは、前記圧縮部と前記モータとが結合された一体型であることを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項９】
請求項８に記載のパッケージ型流体機械において、
前記モータは、アキシャルギャップ型モータであることを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項１０】
請求項９に記載のパッケージ型流体機械において、
前記圧縮部は、スクロール圧縮機であることを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項１１】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記冷却気体を排気する排気ダクトを有し、
前記インバータ室は、前記排気ダクトの背面側に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項１２】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記冷却気体を前記圧縮部に供給する冷却ダクトが、前記圧縮機ユニットの側面に配置されたことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【請求項１３】
請求項１に記載のパッケージ型流体機械において、
前記圧縮部からの前記流体を冷却する第１次アフタークーラと第２次アフタークーラとドライヤとを有し、
前記圧縮機ユニットは中央部に配置し、前記第１次アフタークーラと前記インバータ室は一方の端部に配置し、前記第２次アフタークーラと前記ドライヤは他方の端部に配置したことを特徴とするパッケージ型流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ型流体機械に関し、特に、インバータの冷却に適したパッケージ型流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造ラインでの動力源や、工作機、プレス機、エアブローなどのエア源、として利用される圧縮気体を生成する気体圧縮機が知られている。気体圧縮機は、ケーシングによって構成される圧縮室内で気体を圧縮する圧縮部を備え、圧縮された気体は吐出口から吐出配管を介して気体タンクに吐出させる構成となっている。【０００３】
また、圧縮部と、それを駆動するモータや、制御回路、操作パネル等を一体としてパーケージに収め、省スペース化を図ったパッケージ型流体機械がある。パッケージ型流体機械においては、圧縮部、およびインバータを冷却する必要がある。【０００４】
パッケージ型流体機械の冷却に関する背景技術としては特許文献１がある。特許文献１では、圧縮部に冷却ファンを設けている。さらに、冷却ファンにより冷却風が流れる吸気経路中に、インバータを設けている。そのような構成により、インバータの冷却を確保しつつ、各部品配置の制約を少なくして生産性を向上させたパッケージ型圧縮機を得ることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−７５１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたパッケージ型圧縮機は、モータの下に、冷却ファンを取り付けた圧縮部を配置し、インバータは、圧縮部に対して上部に配置されている。また、インバータと冷却ファンとは、モータの横方向の長さより離れており、吸気口と冷却ファンとの間隔が長い。そのため、冷却ファンで吸い込む冷却風の流量が少なくなり、インバータを冷却する冷却効率が低くなる可能性が有る。【０００７】
本発明の目的は、インバータの冷却効率を高めたパッケージ型流体機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の好ましい一例は、流体を圧縮する圧縮部と前記圧縮部を駆動するモータと前記モータにより駆動される冷却ファンとを有する圧縮機ユニットと、前記圧縮機ユニットを配置した機械室と、前記機械室に隣接し、インバータを配置するインバータ室と、前記機械室と前記インバータ室とを隔離し、開口を有する隔壁と、前記インバータ室に配置した、冷却気体を取り込むインバータ吸気口とを有し、前記冷却ファンは、前記機械室の前記開口のある側に配置されており、前記冷却ファンが駆動されることにより、前記インバータ吸気口から前記開口に前記冷却気体を流し、前記インバータを冷却するパッケージ型流体機械である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インバータの冷却効率を高めたパッケージ型流体機械を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１におけるパッケージ型流体機械の正面図と側面図である。
【図２】実施例１におけるパッケージ型流体機械の上面図と背面図である。
【図３】実施例１におけるパッケージ型流体機械の正面及び側面から見た内部構成図である。
【図４】実施例１におけるパッケージ型流体機械の背面および上面から見た内部構成図である。
【図５】実施例１におけるパッケージ型流体機械の内部構成を示す斜視図である。
【図６】パッケージ型流体機械の圧縮機ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１（a）は、実施例１におけるパッケージ型流体機械１００の正面図である。パッケージ型流体機械１００の筐体の一部を構成する前面パネル１５は、前面パネル以外の筐体に、ネジなどの保持機構により、着脱可能となっている。
【００１２】
また、パッケージ型流体機械１００の正面には、パッケージ型流体機械１００を操作する操作パネル１１が配置される。
【００１３】
前面パネル１５は、操作パネルを配置する位置を除いて、パッケージ型流体機械１００の前面を覆うパネルであり、前面パネル１５を取り外すことで、内部の部品などのメンテナンスをすることができる。
【００１４】
図１（ｂ）は、パッケージ型流体機械１００の正面から見て左側の側面図である。
筐体１６の左側側面の背面側には、点線で示した、上から順に、第１段のインバータ１２０１、第２段のインバータ１２０２、第３段のインバータ１２０３が配置される。
【００１５】
また、筐体１６には、上から順に、第１段のインバータ１２０１を冷却するための外気を取り込む第１段インバータ用の側面吸気口１３０１、第２段のインバータ１２０２を冷却するための第２段インバータ用の側面吸気口１３０２、第３段のインバータ１２０３を冷却するための第３段インバータ用の側面吸気口１３０３が設けられている。
【００１６】
図１（ｃ）は、パッケージ型流体機械１００の正面から見て右側の側面図である。
筐体１６の右側面の前面側には、上から、圧縮部が圧縮する流体である外気を取り込むための第１のメイン吸気口１４０１、第２のメイン吸気口１４０２、第３のメイン吸気口１４０３が配置されている。
【００１７】
インバータ用の側面吸気口１３０１、１３０２、１３０３は、メイン吸気口１４０１、１４０２、１４０３とは、正面から見て、互いに反対側に配置されている。そのことから、互いの吸気が干渉することなく、インバータ冷却用の吸気量と、圧縮する流体の吸気量を高くすることができる。
【００１８】
図２（a）は、パッケージ型流体機械１００の上面図である。
筐体１６の上面における正面側の左方向には、インバータと、圧縮部と、第１次アフタークーラとを冷却した気体を、外部に排出するための排気口２１が、配置されている。
【００１９】
図２（ｂ）は、パッケージ型流体機械１００の背面図である。
筐体１６の背面には、点線で示したように、上から順に、第１段のインバータ１２０１、第２段のインバータ１２０２、第３段のインバータ１２０３が配置される。
【００２０】
また、筐体１６には、上から順に、第１段のインバータ１２０１を冷却するための外気を取り込む第１段インバータ用の背面吸気口２２０１、第２段のインバータ１２０２を冷却するための第２段インバータ用の背面吸気口２２０２、第３段のインバータ１２０３を冷却するための第３段インバータ用の背面吸気口２２０３が設けられている。
【００２１】
図３（a）は、パッケージ型流体機械１００の正面から見た内部構成を示す図である。
パッケージ型流体機械１００の中心部には、上から順に、第１段の圧縮機ユニット３１０１、第２段の圧縮機ユニット３１０２、第３段の圧縮機ユニット３１０３が配置されている。
【００２２】
第１段の圧縮機ユニット３１０１の右側には、操作指示を受付けたり、警告などの表示をする操作パネル１１を配置している。
【００２３】
図３（ｂ）は、パッケージ型流体機械１００の正面から見て左側の側面の内部構成を示す図である。
パッケージ型流体機械１００の左側面の前面側には、上から順に、第１段の圧縮機ユニット３１０１の圧縮部で圧縮された流体を冷却する第１段の第１次アフタークーラ３２０１、第２段の圧縮機ユニット３１０２の圧縮部で圧縮された流体を冷却する第２段の第１次アフタークーラ３２０２、第３段の圧縮機ユニット３１０３の圧縮部で圧縮された流体を冷却する第３段の第１次アフタークーラ３２０３が配置される。
【００２４】
パッケージ型流体機械１００の左側面から見て背面側には、上から順に、第１段の圧縮機ユニット３１０１のモータを制御する第１段のインバータ１２０１、第２段の圧縮機ユニット３１０２のモータを制御する第２段のインバータ１２０２、第３段の圧縮機ユニット３１０３のモータを制御する第１段のインバータ１２０３が配置される。
【００２５】
図３（c）は、パッケージ型流体機械１００の正面から見て右側の内部構成を示す図である。パッケージ型流体機械１００の正面から見て右側には、第１次アフタークーラを通過した圧縮流体を冷却する第２次アフタークーラや、ドライヤを配置している。
【００２６】
第１次アフタークーラ３２０１、３２０１、３２０３を、正面から見て左側に配置し、第２次アフタークーラとドライヤを正面から見て右側に、分けて配置するとともに、第１次アフタークーラ３２０１、３２０１、３２０３を前面側に配置している。そのようにすることで、第１次アフタークーラ３２０１、３２０１、３２０３のメンテナンス作業を、前面側から容易にできる。
【００２７】
図４（a）は、パッケージ型流体機械１００の背面から見た内部構成を示す図である。パッケージ型流体機械１００の中心部には、上から順に、第１段の圧縮機ユニット３１０１における第１段の冷却ダクト４１０１、第２段の圧縮機ユニット３１０２における第２段の冷却ダクト４１０２、第３段の圧縮機ユニット３１０３における第３段の冷却ダクト４１０３が配置されている。
【００２８】
背面から見て、右側には、上から順に、第１段のインバータ１２０１、第２段のインバータ１２０２、第３段のインバータ１２０３が配置される。
【００２９】
図４（b）は、パッケージ型流体機械１００の上面から見た内部構成を示す図である。
中心部には、第１段の圧縮機ユニット３１０１が配置されており、前面側から、圧縮部、モータ、冷却ファンの順に背面方向に配置されている。
【００３０】
正面から見て第１段の圧縮機ユニット３１０１の右側には、冷却ファンから圧縮部に向かって、冷却する気体を流す前面側に延びる冷却ダクト４１０１が配置される。第１段の圧縮機ユニット３１０１の下方には、同様な構成の冷却ダクトが配置されている。
【００３１】
パッケージ型流体機械１００の正面から見て、左側には、第１段目の第１次アフタークーラ３２０１が配置されている。
【００３２】
また、第１段目の第１次アフタークーラ３２０１の背面側には、第１段のインバータ１２０１が配置されている。
【００３３】
図５は、実施例１におけるパッケージ型流体機械１００の内部構成を示す斜視図である。
【００３４】
各圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３を載せる台座を備えた引き出し機構３３が備えられている。メンテナンスをする場合に、引き出し機構３３を用いて、前面に、各圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３を引き出すことができる構成である。ここで、引き出し機構３３は、台座と、レール、キャスタなどから構成できる。
【００３５】
インバータを配置したインバータ室３４に外気を取りこむインバータ吸気口が、各インバータ室の側面と背面には設けられている。インバータ吸気口から、冷却ファンを駆動することにより、取り込んだ冷却気体は、インバータ室３４と、インバータ室３４と隣接した圧縮機ユニット３１を配置した機械室５４とを隔てる隔壁５２に設けた開口５３を通り、冷却ファンに向かって吸い込まれる。
【００３６】
そして、冷却気体は、図４に示した冷却ダクト４１０１を通り、圧縮部を冷却し、第１次アフタークーラ３２０１を冷却し、排気ダクト５１を通り、排気口２１から外部に放出される。
【００３７】
図２（b）に示したように、インバータの各段の背面には、各インバータの下方にインバータ吸気口２２０１、２２０２、２２０３が、設けられ、開口５３は、各インバータの上側に設けられている。インバータ吸気口２２０１と開口５３とが互いに上下で異なった位置にあるため、吸気口からの取り込んだ冷却気体は、インバータを下から上に向かって流れるため、インバータ全体を冷却することが出来る。インバータ吸気口と開口との位置関係は、インバータ吸気口を上側に、開口を下側にしてもよい。
【００３８】
開口５３は、圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３の各段に対応して少なくとも３箇所は隔壁５２に設けられている。
【００３９】
インバータ吸気口を備えたインバータ室３４と、圧縮機ユニット３１０１を配置した機械室５４とは、両室とも隣接して、パッケージ型流体機械１００の背面側に配置されている。さらに、パッケージ型流体機械１００の背面側には開口５３が設けられており、開口５３のある側に冷却フィンが配置されている。そのため、特許文献１のように、吸気口と冷却フィンとが、モータの長さ以上まで離れることは無い。よって、実施例１によれば、インバータ吸気口からインバータや圧縮部を冷却するのに十分な流量の冷却気体を、冷却フィンが駆動されることで、吸い込むことができ、インバータなどの冷却効率を高められる。
【００４０】
排気ダクト５１は、圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３を配置した機械室５４の、正面から見て左側の前面側に配置される。
【００４１】
排気ダクト５１の背面側には、圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３に対応して、３段に分けてインバータ室３４が配置されており、各インバータ室３４には、モータを制御するインバータが配置される。
【００４２】
図５に示すように、正面から見て排気ダクト５１の右側には、排気ダクト５１の長手寸法より長い圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３が配置されている。そこで、排気ダクト５１の背面側のスペースを有効利用するために、インバータ室３４を、排気ダクト５１の背面側に配置して、パッケージ型流体機械１００を小型化することができる。
【００４３】
図６は、圧縮機ユニット３１を説明するための図である。圧縮機ユニット３１は、圧縮部６１と、モータ６２と、冷却ファン６３を有する構成である。本実施例では、圧縮部６１は、スクロール圧縮機であり、モータ６２は、アキシャルギャップ型モータとしている。冷却ファン６３としては、シロッコファンを用いる。
【００４４】
各圧縮機ユニット３１０１、３１０２、３１０３は、前面側から背面方向に向かって、圧縮部６１、モータ６２、冷却ファン６３を配置している。メンテナンスの頻度が高い圧縮部６１を、前面側に配置している。そのため、引き出し機構３３を用いて、圧縮部６１を引き出した場合に、メンテナンスの作業は容易にできる。
【００４５】
圧縮機ユニット３１のモータ６２と圧縮部６１とは結合され、モータ一体型の圧縮機ユニットを構成している。モータ６２は、円板状に配置された回転子と固定子が対向して回転する構造のアキシャルギャップ型モータとすることで薄型化が可能である。さらに、透磁率が高く鉄損が小さい材料であるアモルファスを固定子鉄心として用いることでモータの高効率化が可能であり、さらに小型化が可能となる。
【００４６】
モータ６２により回転される回転軸６４の端部側には、冷却ファン６３が設置されている。冷却ファン６３は、回転軸６４に装着された回転羽根が、樹脂製のファンカバー内に収容された構造である。
【００４７】
冷却ファン６３は、回転軸６４により駆動された回転羽根の回転により、冷却ファン６３の側面から流入した外気を、吸込んで、冷却風を発生させる、所謂吸い込み式の冷却ファンである。
【００４８】
回転羽根の回転によりファンカバー内部に発生した冷却風は、正面から見て各圧縮機ユニット３１の右側面に設けた冷却ダクト４１０１（図４（b）を参照）を通って、圧縮部６１であるスクロール圧縮機の固定スクロール又は旋回スクロールに供給される。
【００４９】
上記の実施例では、インバータや圧縮機ユニットや第１次アフタークーラの段数は、３段の場合について説明したが、３段に限らず、パッケージ型流体機械１００の設定面積をコンパクト化するためには複数段であればよい。
【００５０】
また、上記の実施例では、圧縮部は、スクロール圧縮機で、モータは、アモルファスを固定子鉄心として用いたアキシャルギャップ型モータとして説明したが、圧縮部は、スクロール圧縮機以外、例えば、レシプロ圧縮機などの他の圧縮機であってもよい。また、モータとしては、例えば、ラジアルギャップ型モータなどの他の構成のモータを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１１：操作パネル、
１５：前面パネル、
１２０１、１２０２、１２０３：インバータ、
１６：筐体、
２１：排気口、
２２０１、２２０２、２２０３：インバータ用の背面吸気口、
３１、３１０１、３１０２、３１０３：圧縮機ユニット、
３２０１、３２０２、３２０３：第１次アフタークーラ、
３４：インバータ室、
５１：排気ダクト、
５２：隔壁、
５３：開口、
５４：機械室、
６１：圧縮部、
６２：モータ、
６３：冷却ファン、
１００：パッケージ型流体機械
【図１】
0006951586.tif 000002
【図２】
0006951586.tif 000003
【図３】
0006951586.tif 000004
【図４】
0006951586.tif 000005
【図５】
0006951586.tif 000006
【図６】
0006951586.tif 000007