空气压缩装置

文档序号:1240190 发布日期:2020-08-18 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 空气压缩装置 (Air compressor ) 是由 黑光将 久我崇 川畑庆太 田中源平 于 2020-02-12 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种空气压缩装置。本发明是鉴于与供给装置的冷却相关联的课题而做成的,其一个目的在于提供一种能够高效地冷却向马达供给电力的供给装置的空气压缩装置。空气压缩装置(100)包括:压缩机,其压缩自吸入路径吸入的空气并向送出路径送出;马达,其驱动压缩机;供给装置,其向马达供给驱动用电力;以及冷却部(42),其设于吸入路径的至少局部或送出路径的至少局部而冷却供给装置。(The invention provides an air compression device. The present invention has been made in view of the problems associated with cooling of a supply device, and an object thereof is to provide an air compressor device capable of efficiently cooling a supply device that supplies electric power to a motor. An air compression device (100) comprises: a compressor that compresses air drawn from the suction path and sends the compressed air to the sending path; a motor driving the compressor; a supply device that supplies drive power to the motor; and a cooling unit (42) that is provided in at least a part of the suction path or at least a part of the delivery path to cool the supply device.)

空气压缩装置

技术领域

本发明涉及一种空气压缩装置。

背景技术

公知有生成压缩空气的空气压缩装置。例如,在专利文献1中记载有一种具有被电动马达驱动的压缩机主体的封装型压缩机。该压缩机包括:压缩机主体,其进行空气的压缩;马达,其驱动压缩机主体;变换器,其控制马达的旋转速度;以及冷却风扇,其设于压缩机主体。变换器设于由冷却风扇产生的冷却风的进气路径中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-075159号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明人们关于空气压缩装置得到了以下的认识。

变换器等、构成向马达供给电力的供给装置的开关电源、平滑电容器等电子部件在工作时自己发热。为了抑制电子部件的温度上升,期望对供给装置进行冷却。在专利文献1所记载的压缩机中,通过在管道内配置变换器,并使利用设于压缩机主体的冷却风扇自壳体的吸入口吸入的空气在该管道通过,从而对变换器进行冷却。为了小型化等,谋求高效地冷却供给装置,但专利文献1所记载的压缩机不能说充分地实现了该要求。

由此,本发明人们认识到空气压缩装置中在高效地冷却供给装置的观点上存在改善的余地。

本发明即是鉴于这样的课题而做成的,其一个目的在于提供一种能够高效地冷却向马达供给电力的供给装置的空气压缩装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题,本发明的一实施方式的空气压缩装置包括:压缩机,其压缩自吸入路径吸入的空气并向送出路径送出;马达,其驱动压缩机;供给装置,其向马达供给驱动用电力;以及冷却部,其设于吸入路径的至少局部或送出路径的至少局部而冷却供给装置。

此外,作为本发明的实施方式,以上的任意的组合、将本发明的结构要素、表达在方法、装置、程序、存储有程序的临时或非临时的存储介质、系统等之间相互置换而成的方式也是有效的。

发明的效果

根据本发明,能够提供能够高效地冷却向马达供给电力的供给装置的空气压缩装置。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的空气压缩装置的结构的系统图。

图2是表示图1的空气压缩装置设于铁道车辆的状态的示意图。

图3是概略地表示图1的空气压缩装置的压缩机驱动部与多翼风扇的周边的侧剖视图。

图4是放大表示图3的压缩机驱动部的迷宫部的周边的侧剖视图。

图5是表示图1的空气压缩装置的变换器控制装置的周边的立体图。

图6是表示图3的压缩机驱动部的平衡配重和多翼风扇的主视图。

图7是表示图3的压缩机驱动部的平衡配重和多翼风扇的后视图。

图8是概略地表示图1的空气压缩装置的压缩机和鼓风扇的主视图。

图9是概略地表示图1的空气压缩装置的压缩机和鼓风扇的另一主视图。

图10是概略地表示空气的自图8的鼓风扇的流动的图。

图11是概略地表示图1的空气压缩装置的冷却器的立体图。

图12是说明图11的冷却器的空气的流动的示意图。

图13是示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的空气压缩装置的结构的系统图。

图14是概略地表示第1变形例所涉及的空气压缩装置的压缩机的周边的主视图。

附图标记说明

10、压缩机;12、马达;12c、外壳;12n、旋转体部;12p、静止体部;12r、迷宫;14、压缩机驱动部;15、平衡配重;15b、平衡调整部;16、多翼风扇;18、第1冷却器;20、第2冷却器;22、冷却器;24、除湿器;26、空气导入部;26d、阀机构;28、鼓风扇;32、空气吸入部;34、压缩空气送出部;38、轴承保持件;40、变换器控制装置;42、冷却部;90、铁道车辆;100、空气压缩装置。

具体实施方式

以下,根据优选的实施方式,参照各附图说明本发明。在实施方式和变形例中,对相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记,并适当省略重复的说明。另外,为了容易理解,适当放大、缩小地示出各附图中的构件的尺寸。另外,在各附图中,省略在说明实施方式时并不重要的一部分构件而进行表示。

另外,为了说明多种多样的结构要素而使用含有第1、第2等序数的用语,但该用语仅在使一个结构要素与另一结构要素区分的目的下被使用,并不是由该用语来限定结构要素。

[第1实施方式]

参照附图,说明本发明的第1实施方式所涉及的空气压缩装置100的结构。作为一个例子,空气压缩装置100设于铁道车辆的地板下,能够作为向该车辆供给压缩空气的铁道车辆用空气压缩装置被使用。图1是示意性地表示空气压缩装置100的结构的系统图。图2是表示空气压缩装置100设于铁道车辆90的状态的示意图。在该附图中,为了容易理解,将轴承保持件38的局部和多翼风扇16的局部剖开,并将鼓风扇28表示得小于实际的比例。

本实施方式的空气压缩装置100包含压缩机10、压缩机驱动部14、多翼风扇16、冷却器22、除湿器24、空气导入部26、鼓风扇28、空气吸入部32、压缩空气送出部34、变换器控制装置40以及收容壳体36。空气压缩装置100将自空气吸入部32吸入的空气在压缩机10中压缩、在冷却器22中冷却、在除湿器24中除湿后自压缩空气送出部34送出,并向车辆90供给。

压缩机驱动部14驱动压缩机10。变换器控制装置40驱动压缩机驱动部14的马达12。多翼风扇16被马达12驱动而生成用于在冷却器22中进行冷却的空气流。空气导入部26向马达12导入压缩空气,鼓风扇28生成冷却压缩机10的空气流。

以下,将沿着压缩机10的旋转轴10a的中心轴线La的方向称作“轴线方向”,将以该中心轴线La为中心的圆的圆周方向设为“周向”,将以该中心轴线La为中心的圆的半径方向设为“径向”。另外,以下为了方便,将轴线方向上的一侧(图中右侧)称作输入侧,将另一侧(图中左侧)称作输入相反侧。在该例子中,马达12设于压缩机10的输入侧,压缩机10设于马达12的输入相反侧。

空气吸入部32设于收容壳体36,作为用于吸入被压缩机10压缩的空气(外部空气)的机构发挥功能。空气吸入部32形成为经由吸入配管32b与压缩机10连通。在空气吸入部32设有在吸入空气通过时抑制沙尘等粉尘的通过的吸入过滤器32a。吸入过滤器32a还可以是使用了网眼的过滤器。

压缩空气送出部34作为送出后述的被冷却器22冷却且被除湿器24除湿后的压缩空气Ar10d的机构发挥功能。压缩空气送出部34向设于收容壳体36的外部的压缩空气储存部92供给生成了的压缩空气Ar10d。

压缩空气送出部34可以包含阀机构34d,该阀机构34d设于连通除湿器24和压缩空气储存部92的路径。阀机构34d可以是在除湿器24侧成为规定压力以上时容许压缩空气Ar10d向压缩空气储存部92侧通过并防止自压缩空气储存部92的逆流的止回阀。

参照图2、图3、图4说明压缩机驱动部14。图3是概略地表示压缩机驱动部14和多翼风扇16的周边的侧剖视图。图4是放大表示压缩机驱动部14的迷宫部12f的周边的侧剖视图。压缩机驱动部14主要包含驱动压缩机10而使其旋转的马达12和平衡配重15。

说明马达12。马达12包含输出轴12a、转子12k、定子12s、外壳12c以及迷宫部12f。在本实施方式中,马达12的输出轴12a与压缩机10的旋转轴10a一体设置。转子12k具有在周向上具有多个磁极的磁体12m,并固定于输出轴12a的外周。转子12k利用螺栓等(未图示)紧固件固定于后述的平衡配重15的转子固定部15d的输入侧。这些固定可以并用粘接剂。

定子12s具有隔着磁性空隙包围转子12k的定子芯12j和卷绕于定子芯12j的线圈12g。定子12s的外周部固定于外壳12c的内周面。外壳12c具有筒部12d和底部12e,并作为包围转子12k和定子12s的外壁发挥功能。在该例子中,外壳12c具有输入相反侧开放且在输入侧设有底部12e的有底圆筒形状。在底部12e设有自空气导入部26引入空气的导入口12h。

迷宫部12f以覆盖筒部12d的输入相反侧的方式设置,在该例子中呈圆盘状。迷宫部12f包含固定于输出轴12a的旋转体部12n和固定于筒部12d的静止体部12p。静止体部12p为在输入相反侧端面的外周部设有静止体侧迷宫形成部12q的环状的圆板构件。静止体侧迷宫形成部12q具有静止体侧凹部12t和静止体侧凸部12u。静止体侧凹部12t供后述的迷宫凸部15h进入。静止体侧凸部12u进入于后述的迷宫凹部15g。静止体侧凸部12u为设于静止体侧凹部12t的内周侧的环状的壁。旋转体部12n兼作后述的平衡配重15。在旋转体部12n与静止体部12p之间设有迷宫12r。在该例子中,迷宫12r为组合弯曲的间隙而成的迷宫。由于迷宫部12f具有迷宫12r,因而减少粉尘向马达12内部的侵入。

另外,自导入口12h导入的压缩空气Ar10e自迷宫12r朝向外部流动,因此迷宫12r的粉尘利用该气流容易向外部排出。

马达12通过自后述的变换器控制装置40(驱动电路)向定子12s的线圈12g供给驱动电流,从而使磁性空隙产生励磁磁场。马达12利用该励磁磁场与转子12k的磁体12m之间的作用,使转子12k和输出轴12a产生旋转驱动力。输出轴12a的旋转驱动力经由旋转轴10a驱动多翼风扇16和压缩机10。支承旋转轴10a的轴承设于压缩机驱动部14的外部的轴承保持件38,而未设于压缩机驱动部14的内部。

参照图1、图2、图5说明冷却部42和变换器控制装置40。图5是表示变换器控制装置40的周边的立体图。为了使内部可见,该图通过拆除上板并将相对壁42b的局部切除来示出。如图5所示,本实施方式的冷却部42作为收纳变换器控制装置40的收纳箱发挥功能。通过将变换器控制装置40收纳于冷却部42,从而防止变换器控制装置40与粉尘或雨水接触。本实施方式的冷却部42为长方体形状的六个面被封闭的金属制的箱,具有彼此相对的相对壁42b、42d。

如图1、图2所示,冷却部42设于吸入空气Ar32的吸入路径,自吸入路径导入吸入空气Ar32。特别是,冷却部42设于空气吸入部32与压缩机10的吸入口10c之间的路径上。也就是说,在冷却部42的上游设有抑制粉尘的通过的过滤器32a。另外,在冷却部42的下游设有容许空气向压缩机10流动的阀机构32d(止回阀)。

变换器控制装置40作为向驱动压缩机10的马达12供给驱动用电力的供给装置发挥功能。如图5所示,变换器控制装置40包含电子部件40p、印制电路板40b、散热器40h。电子部件40p为向马达12的线圈12g供给驱动电流的开关电源模块、平滑电容器等。印制电路板40b通过电连接电子部件40p来实现规定的电子电路并且支承电子部件40p。

由于电子部件40p在工作时自己发热,因而冷却部42内的温度上升。若箱内的温度升高,则伴随自己发热,电子部件40p的内部温度上升,而寿命缩短、成为故障的原因。因此,变换器控制装置40具有冷却电子部件40p的散热器40h。散热器40h可以配置于吸入路径的至少局部或送出路径的至少局部。

并不是限定散热器40h,但该例子的散热器40h具有粘贴于印制电路板40b的平板状的基部40e和自基部40e向与印制电路板40b相反的一侧突出的多个翅片40f。由电子部件40p产生的热经由电路板40b向基部40e和多个翅片40f传递。

在冷却部42设有用于导入吸入空气Ar32的入口部42p和用于排出吸入空气Ar32的出口部42s。吸入空气Ar32自入口部42p导入,并自出口部42s排出,由此,使冷却部42强制换气,抑制冷却部42内的温度上升,电子部件40p的内部温度下降。

导入到冷却部42的吸入空气Ar32形成自入口部42p向出口部42s流动的空气流。期望空气流的流路阻力较小。因此,在本实施方式中,入口部42p设于一个相对壁42b,出口部42s设于另一相对壁42d。特别是,入口部42p和出口部42s以彼此之间的间隔成为最小的方式配置于彼此相对的位置。在图5的例子中,入口部42p和出口部42s配置于相对壁42b、42d的宽度方向上的中央。

为了促进散热器40h的散热,期望空气流在基部40e和翅片40f的表面通过。于是,在本实施方式中,散热器40h配置于冷却部42内的空气流的流路中。特别是,散热器40h以其散热面42m与收纳箱内的空气流接触的方式配置。在图5的例子中,基部40e和翅片40f沿着冷却部42的空气流的方向延伸,并以不妨碍空气的流动的方式配置。具体而言,基部40e和翅片40f的散热面42m设为以沿着空气流的方式与连结入口部42p和出口部42s的线大致平行。特别是,两个翅片42f以将连结入口部42p和出口部42s的线夹在中间的方式配置,空气流的主流(主要的较大的流动)以通过两个翅片42f之间的方式被夹在两个翅片42f之间。

参照图3、图4、图6、图7说明多翼风扇16。图6是表示固定于平衡配重15的多翼风扇16的主视图。图7是表示固定于平衡配重15的多翼风扇16的后视图。多翼风扇16在轴线方向上配置于压缩机10与马达12之间。多翼风扇16作为与马达12的转子12k一体旋转的风扇发挥功能。特别是,多翼风扇16作为将自其中心部朝向外周部产生的气流集中地向送出管道16d送出的鼓风机发挥功能。多翼风扇16有时被称作多叶片风扇。多翼风扇16包含圆盘部16b和多个叶片16c。

圆盘部16b为其内周侧经由平衡配重15固定于旋转轴10a的环形的圆板构件。特别是,圆盘部16b利用螺栓等(未图示)紧固件固定于在平衡配重15的输入相反侧的端面设置的风扇固定部15c。这些固定可以并用粘接剂。多个叶片16c位于圆盘部16b的外周附近且自圆盘部16b向输入相反侧延伸。多个叶片16c在周向上每隔规定角度地配置。多个叶片16c作为通过旋转而产生朝向外周部的空气流的空气流生成部发乎功能。外壳16e为包围圆盘部16b和多个叶片16c的圆筒状的构件。

如图4所示,圆盘部16b隔着轴向间隙16g配置于马达12的输入相反侧的端面。轴向间隙16g的宽度W16可以窄于圆盘部16b的厚度H16。如图3所示,在轴线方向上,叶片16c与第2轴承38j在轴线方向上重叠。

送出管道16d为自外壳16e向冷却器22延伸的筒状的构件。送出管道16d的下部16h为自外壳16e的上部向上方延伸的大致方筒状的部分。送出管道16d的上部16j为自下部16h的上部与冷却器22的下部连通的部分。上部16j呈上侧较宽的大致四棱台状。

多翼风扇16可以与支承压缩机10的旋转轴10a的轴承38j的至少局部在轴线方向上重合。该情况下,与多翼风扇16不与轴承38j重合的情况相比,能够缩短空气压缩装置100的轴线方向长度。

参照图6、图7说明平衡配重15。平衡配重15还作为配置于转子12k与多翼风扇16之间的中间构件发挥功能。平衡配重15为黄铜等金属制的圆盘状的构件,如上所述,兼作迷宫部12f的旋转体部12n。平衡配重15具有平衡调整部15a、15b、风扇固定部15c、转子固定部15d、轴紧固部15f以及迷宫形成部15e。

风扇固定部15c为在输入相反侧的端面固定多翼风扇16的圆环状的部分。转子固定部15d为在输入侧的端面固定转子12k的圆环状的部分,在该例子中,转子固定部15d具有自外周部向输入侧突出的圆柱状的外形。轴紧固部15f为供输出轴12a贯穿并固定该输出轴12a的贯通孔。

迷宫形成部15e为在输入侧端面的外周部设置迷宫凹部15g和迷宫凸部15h的部分。迷宫凹部15g为在迷宫形成部15e向输入相反侧形成的环状的凹部。静止体侧凸部12u隔着间隙进入迷宫凹部15g。迷宫凸部15h为隔着间隙进入静止体侧凹部12t的部分。该例子的迷宫凸部15h为以包围迷宫凹部15g的外周侧的方式设置的环状的壁。

平衡调整部15a、15b为被施加减少平衡配重15、转子12k以及多翼风扇16的合计的不平衡量的处理的部分。也就是说,在将多翼风扇16和转子12k固定于平衡配重15并与平衡配重15一体化的状态下,对平衡调整部15a、15b施加降低平衡配重15、转子12k以及多翼风扇16的不平衡总量的平衡调整。

平衡调整部15a、15b可以仅设于平衡配重15的一侧的端面,但在本实施方式中设于两端面。平衡调整部15a、15b包含位于比风扇固定部15c靠径向内侧的位置的风扇侧调整部15a和设于比转子固定部15d靠径向外侧的位置的转子侧调整部15b。特别是,平衡调整部15a可以设于比多翼风扇16的空气流生成部靠径向内侧的位置。该例子中,平衡调整部15a设于比多个叶片16c靠径向内侧的位置。如图6、图7所示,该例子的平衡调整部15a、15b为平衡配重15的径向中间区域的平坦的环状的部分。

参照图2、图8~图10说明压缩机10。这些附图表示从图2的箭头F观察的压缩机10和鼓风扇28。图8是概略地表示压缩机10和鼓风扇28的主视图。图9表示拆除了固定涡旋部10j的状态。图10表示拆除了转动涡旋部10h的背面空间10g。本实施方式的压缩机10为包括旋转轴10a、主体部10b、吸入口10c、排出口10e、空气冷却翅片10f、转动涡旋部10h、固定涡旋部10j以及背面空间10g的涡旋式空气压缩机。

压缩机10的吸入口10c与空气吸入部32连通,该压缩机10压缩自空气吸入部32经由吸入配管32b吸入到泵空间10d的空气Ar32。在空气吸入部32与压缩机10的吸入口10c之间设有阀机构32d。压缩机10工作而使压缩机10侧成为负压从而阀机构32d打开。排出口10e与冷却器22连通,被压缩后的空气自排出口10e向冷却器22排出。

主体部10b为划定泵空间10d的圆周状的外周壁。主体部10b在泵空间10d包围固定涡旋10m和转动涡旋10n。固定涡旋部10j包含在外侧设有多个空气冷却翅片10f的固定圆盘部10k和固定于固定圆盘部10k的内侧的固定涡旋10m。在固定圆盘部10k的中央设有排出口10e。转动涡旋部10h包含转动圆盘部10p和固定于转动圆盘部10p的转动涡旋10n。在转动圆盘部10p的中心固定有向输入侧延伸的旋转轴10a。在转动圆盘部10p的输入侧、即转动涡旋部10h的背面侧设有背面空间10g。自鼓风扇28向背面空间10g导入冷却用的空气,而将转动圆盘部10p和旋转轴10a强制空气冷却。关于鼓风扇28后述说明。

转动涡旋10n和固定涡旋10m为相同形状的涡卷体。压缩机10通过使转动涡旋10n与旋转轴10a相对于被固定的固定涡旋10m一体地转动运动,从而使压缩空间的体积变化并压缩空气。压缩机10自外周吸入空气,并朝向中心进行压缩作用。压缩机10可以是无油型压缩机。

参照图2、图8~图10说明鼓风扇28。鼓风扇28为将冷却用的空气(以下称作冷却风Ar28)向压缩机10送出的送风机构。鼓风扇28将冷却风Ar28向转动涡旋部10h的背面侧的背面空间10g供给来主要冷却转动涡旋部10h。

本实施方式的鼓风扇28为具有螺旋桨28b的电动的轴流式鼓风机。如图10所示,鼓风扇28以螺旋桨28b的旋转轴线L28与压缩机10的旋转轴10a正交的方式配置于压缩机10的侧部。在鼓风扇28的上游侧设有由金属丝网等形成的外部空气过滤器28a。在鼓风扇28的下游侧设有将冷却风Ar28向转动涡旋部10h的中心部引导的送风管道28g。

送风管道28g具有随着靠近压缩机10而截面积减小的大致四棱台状。冷却风Ar28沿着送风管道28g的内表面被节流,而重点冷却转动涡旋部10h的中心部。由于转动涡旋部10h的中心部成为最高的温度,因此,通过重点冷却该部位能够提高冷却效果。在背面空间10g的下游侧设有排气管道28h。在该例子中,排气管道28h的上游侧与送风管道28g相对,排气管道28h的下游侧朝向下方。

参照图2、图3、图11、图12说明冷却器22。冷却器22将自压缩机10供给的高温(例如200℃~250℃)的压缩空气冷却到略高于室温的温度(例如40℃~50℃)并向除湿器24供给。冷却器22可以由单独的冷却器构成,但本实施方式构成为串联连接多个冷却器。本实施方式的冷却器22包括一次冷却来自压缩机10的压缩空气的第1冷却器18和二次冷却被第1冷却器18冷却后的压缩空气的第2冷却器20。

第1冷却器18和第2冷却器20具有弯曲管18p、20p和分别收容该管的管收容部18c、20c。弯曲管18p、20p蜿蜒曲折地具有多个弯曲部,自管的一端向另一端地使压缩空气流动。管收容部18c、20c具有上下较薄的方筒状的外壁,作为使冷却用的空气流上下流动的风洞发挥功能。

在管收容部18c、20c的下部固定有支承弯曲管18p、20p的金属丝网部18m、20m。管收容部20c的上表面开放,在管收容部18c的上表面固定金属丝网部18n。如此,管收容部18c、20c具有空气流容易上下通过的结构。

设于弯曲管18p的一端的第1导入部18b自第1冷却器18的管收容部18c的侧壁向外部突出。第1导入部18b与压缩机10的排出口10e连通。设于弯曲管18p的另一端的第1导出部18e自第1冷却器18的管收容部18c的侧壁向外部突出。第1导出部18e与第2导入部20b连通。

设于弯曲管20p的一端的第2导入部20b自第2冷却器20的管收容部20c的底部向外部突出。第2导入部20b与第1导出部18e连通。设于弯曲管20p的另一端的第2导出部20e自第2冷却器20的管收容部20c的侧壁向外部突出。第2导出部20e与除湿器24连通。

管收容部18c配置于管收容部20c的上侧。自多翼风扇16送出的空气流Ar16a经由管道16d被向管收容部20c的下表面供给。空气流Ar16a在金属丝网部20m的间隙和弯曲管20p的间隙流动,并自管收容部20c的上表面排出。通过将空气流Ar16a通过弯曲管20p的外周面,从而弯曲管20p的压缩空气被冷却。

自管收容部20c排出的空气流Ar16b被向管收容部18c的下表面供给。空气流Ar16b在金属丝网部18m的间隙、弯曲管18p的间隙以及金属丝网部18n的间隙流动,并自管收容部18c的上表面排出。通过将空气流Ar16b通过弯曲管18p的外周面,从而弯曲管18p的压缩空气Ar20c被冷却。自管收容部18c排出的空气向大气扩散。

如此,自多翼风扇16送出的空气流Ar16a先被向第2冷却器20供给,而用于二次冷却被一次冷却后的压缩空气。自第2冷却器20排出的空气流Ar16b被向第1冷却器18供给,而用于压缩空气的一次冷却。与先将空气流Ar16a用于一次冷却的情况相比,二次冷却中的压缩空气与冷却空气之间的温度差变大,因而能够提高冷却效率。

冷却器22只要能够获得期望的冷却效果,就可以配置于任意位置。本实施方式的冷却器22配置于空气压缩装置100的比上下方向中心靠上侧的位置。特别是,冷却器22配置于多翼风扇16与铁道车辆90的地板之间。通过缩短自多翼风扇16送出的空气流Ar16a的路径,从而省去多余的配管空间。另外,与在多翼风扇16的前后方向上配置的情况相比,能够缩短空气压缩装置100的前后长度。

除湿器24设于连通冷却器22和压缩空气送出部34的路径。除湿器24为对被冷却后的压缩空气Ar10c进行除湿的中空纤维膜式的除湿装置。除湿器24可以包含含有干燥剂的过滤器元件。在除湿器24中,进行对自压缩空气送出部34送出的压缩空气Ar10d的最终的除湿。压缩空气Ar10d经由压缩空气送出部34被向压缩空气储存部92送出。

空气导入部26将被除湿器24除湿后的压缩空气Ar10d向马达12的外壳12c内部导入。通过导入压缩空气Ar10d,能够使外壳12c内部的压力成为高于外部空气压力的正压而降低粉尘的侵入。空气导入部26向设于底部12e的导入口12h送出压缩空气Ar10d。空气导入部26在自除湿器24向外壳12c导入压缩空气Ar10d的路径上设有阀机构26d。阀机构26d可以是在除湿器24侧成为规定压力以上时容许压缩空气Ar10d向外壳12c侧的通过并阻挡自外壳12c向除湿器24的逆流的止回阀。

参照图2、图3说明轴承保持件38。轴承保持件38设于压缩机10的输入侧,为支承轴承38h、38j的部分,轴承38h、38j以旋转轴10a能够旋转的方式支承旋转轴10a。轴承保持件38具有中空圆筒状的圆筒部38a和自圆筒部38a在径向上向外延伸的多个翅片38f。翅片38f呈其径向外端随着在轴线方向上靠近压缩机10而向径向外侧延伸的三角形状。在该例子中,在圆筒部38a的外周沿着周向以90°间隔设有4个翅片38f。轴承保持件38还具有发散在压缩机10中产生的热来抑制轴承38h、38j的过度的温度上升的功能。

轴承38h、38j包含配置于压缩机10的附近的第1轴承38h和配置于马达12的附近的第2轴承38j。第1轴承38h、第2轴承38j以旋转轴10a旋转自由的方式支承旋转轴10a。第1轴承38h、第2轴承38j在轴线方向上分开地保持于圆筒部38a的中空部。

轴承保持件38的一部分在轴线方上进入于多翼风扇16的内周部。另外,支承压缩机10的旋转轴10a的轴承38j的至少局部在轴线方向上与多翼风扇16重合。该情况下,相比于未重合的情况,能够有效地利用轴线方向空间。

收容壳体36收容压缩机10、压缩机驱动部14、多翼风扇16、冷却器22、除湿器24、空气导入部26、鼓风扇28、空气吸入部32、压缩空气送出部34以及变换器控制装置40的冷却部42。

本发明的一实施方式的概要如下所述。本发明的一实施方式的空气压缩装置100包括:压缩机,其压缩自吸入路径吸入的空气并向送出路径送出;马达,其驱动压缩机;供给装置,其向马达供给驱动用电力;以及冷却部42,其设于吸入路径的至少局部或送出路径的至少局部而冷却供给装置。

根据该实施方式,利用导入的空气将冷却部42内强制换气,并抑制变换器控制装置40的温度上升而谋求电子部件40p的寿命延长。由于将冷却部42内强制换气,因此,不需要使箱内空间持有余量,而能够谋求冷却部42的小型化。

可以是,变换器控制装置40具有配置于吸入路径的至少局部或送出路径的至少局部的散热器40h。该情况下,利用导入的空气高效地冷却散热器,能够进一步抑制变换器控制装置40的温度上升。

可以是,冷却部42设于吸入路径,在冷却部42的上游设有抑制粉尘的通过的过滤器。该情况下,能够降低向冷却部42侵入的粉尘。

可以是,设有止回阀,该止回阀容许空气自冷却部42向压缩机10的流动并阻止空气自压缩机10向冷却部42的流动。该情况下,能够防止自压缩机10向冷却部42的逆流。

可以是,空气压缩装置100为配置于铁道车辆90的地板下的铁道车辆用空气压缩装置。该情况下,能够向铁道车辆90供给压缩空气。另外,由于将冷却部42内强制换气,因此不需要使箱内空间持有空余,而能够谋求冷却部42的小型化。因此,能够容易地配置于铁道车辆90的地板下空间,能够使地板下空间具有空余。

以上为第1实施方式的说明。

[第2实施方式]

参照图13说明本发明的第2实施方式的空气压缩装置100。图13是示意性地表示第2实施方式所涉及的空气压缩装置100的结构的系统图,与图1对应。如图13所示,本实施方式在冷却部42自压缩机10的送出路径导入空气的方面与第1实施方式不同。也就是说,代替向冷却部42导入吸入空气Ar32而向冷却部42导入压缩空气Ar10d。因而,通过将吸入空气Ar32替换为压缩空气Ar10d,能够将上述的冷却部42和变换器控制装置40的说明应用于本实施方式。

冷却部42可以设于压缩空气的送出路径的任一位置,但本实施方式的冷却部42设于阀机构34d(止回阀)的下游侧。因而,如图13所示,在冷却部42的上游设有冷却空气的冷却器22。该情况下,由于能够将在冷却器22中冷却后的空气向冷却部42导入,因此,能够进一步抑制箱内的温度上升。

另外,如图13所示,在冷却部42与冷却器22之间设有用于对空气进行除湿的除湿器24。该情况下,由于能够将在除湿器24中被除湿后的空气向冷却部42导入,因此,能够谋求防止箱内的结露。

另外,如图13所示,设有容许空气自冷却部42的上游向该冷却部42的流动并阻止空气自冷却部42向其上游的流动的阀机构34d(止回阀)。该情况下,能够谋求防止自冷却部42向除湿器24的逆流。

根据本实施方式,起到与第1实施方式相同的作用、效果。

以上为第2实施方式的说明。

[第3实施方式]

本发明的第3实施方式为空气压缩装置。该空气压缩装置100包括压缩机10,该压缩机10压缩吸入空气并送出压缩空气,使用吸入空气或压缩空气来空气冷却电子部件。电子部件既可以是变换器控制装置40的电子部件40p,也可以是构成变换器控制装置40之外的电子电路的电子部件。对电子部件进行空气冷却的方法可以是使安装于该电子部件的散热器与冷却用的空气接触的方法,也可以是使该电子部件与冷却用的空气直接接触的方法。该冷却既可以在箱这样的封闭的空间内进行,也可以在局部或整体打开的空间内进行。

根据本实施方式,起到与第1实施方式相同的作用、效果。

以上为第3实施方式的说明。

以上,详细地说明了本发明的实施方式的例子。上述的实施方式都仅表示实施本发明时的具体例。实施方式的内容并不限定本发明的技术范围,在不偏离权利要求书中规定的发明的思想的范围内,能够进行结构要素的变更、追加、削减等大量的设计变更。在上述的实施方式中,关于这样的能够进行设计变更的内容,附加“实施方式的”“实施方式中”等表达进行说明,但并不是不容许对没有这样的表达的内容进行设计变更。

[变形例]

以下,说明变形例。在变形例的附图和说明中,对与实施方式相同或等同的结构要素、构件标注相同的附图标记。适当省略与实施方式重复的说明,重点说明与第1实施方式不同的结构。

[第1变形例]

参照图14说明第1变形例所涉及的空气压缩装置200。本变形例与实施方式的不同在于在压缩机10的吸入口设有增压器210,其他的结构相同,因此重点说明增压器210。图14是表示压缩机10的周边的主视图,与图8对应。

在涡旋式压缩机中,由于外周部成为负压,因此在外部与内部之间的压力差的作用下,容易吸入粉尘。为了减少粉尘的侵入,在压缩机10设有将外周面密封的表面密封件(未图示)。但是,在表面密封件具有称作接缝部的间隙,粉尘自该间隙侵入。因此,在本变形例中,在压缩机10的吸入口10c设有增压器210。

增压器210只要能够提高压缩机10的内压,就没有特殊限定。本变形例的增压器210具有利用马达210m进行旋转的叶轮210b。增压器210对上游的空气进行加压,而使下游的空气成为大气压以上,并向压缩机10的吸入口10c供给。增压器210设于阀机构32d与吸入口10c之间的路径。通过设置增压器210,从而提高压缩机10的吸入口10c附近、即压缩机10的外周部的内压,而能够抑制由负压引起的粉尘的侵入。

[其他的变形例]

在实施方式的说明中,示出了在吸入路径或送出路径中流动的全部空气通过冷却部42的例子,但并不限定于此。例如,冷却部42可以构成为使在吸入路径或送出路径中流动的空气的一部分通过。也就是说,可以与冷却部42并列地设置使空气的一部分旁通的路径。

在实施方式的说明中,示出了使通过了冷却部42的空气全部返回原来的路径的例子,但并不限定于此。也可以使通过了冷却部42的空气的一部分或全部不返回原来的路径,而是例如向外部空气排出。

在实施方式的说明中,示出了马达12为表面磁体型的DC无刷马达的例子,但并不限定于此,马达只要能够驱动压缩机,就可以是任一种马达,例如马达可以是磁体嵌入型马达、AC马达、带刷马达、齿轮马达等其他种类的马达。

在实施方式的说明中,示出了供给装置为变换器控制装置40的例子,但并不限定于此。供给装置只要能够向马达供给电力,就可以是任一种供给装置,例如,供给装置可以是向马达供给电力的PLC(Programmable Logic Controller)。另外,PLC有时被称作可编程控制器、顺序控制器。

在实施方式的说明中,示出了马达12的输出轴12a与压缩机10的旋转轴10a为一体的例子,但并不限定于此。例如,马达的输出轴与压缩机的旋转轴也可以为分体并利用联轴器等连结。

在实施方式的说明中,示出了马达12不包含轴承而将定子和转子分别内置的例子,但并不限定于此。例如,马达也可以是在马达壳体内将轴承、转子以及定子一体化而成的构造。

在实施方式的说明中,示出了阀机构26d为止回阀的例子,但并不限定于此。例如,阀机构26d也可以是能够调整二次侧的压力的二次压力调整阀(减压阀)。

在实施方式的说明中,示出了压缩机10为涡旋式的例子,但并不限定于此。压缩机只要能够生成压缩空气,就可以是任一种压缩机,例如可以是螺杆式、往复式等其他种类的空气压缩机。

上述的变形例起到与第1实施方式相同的作用和效果。

另外,上述的实施方式和变形例的任意的组合也作为本发明的实施方式是有用的。组合产生的新的实施方式同时拥有被组合的实施方式和变形例各自的效果。

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