JP4851259B2 - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば空気等の流体を圧縮するのに好適に用いられる圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor suitably used for compressing a fluid such as air.
一般に、圧縮機は、モータ等の駆動源によって圧縮機本体を駆動することにより、例えば空気、冷媒等の流体を圧縮するものであり、その一例としては、パッケージ型の空気圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a compressor compresses a fluid such as air or a refrigerant by driving a compressor main body with a drive source such as a motor. As an example, a package type air compressor is known. (For example, refer to Patent Document 1).
この種の従来技術による空気圧縮機は、圧縮機本体、モータ、タンク等の機器が防音箱内に収容されている。そして、圧縮運転を行うときには、外部の電源等によってモータを作動させると、圧縮機本体がモータによって駆動される。これにより、圧縮機本体は、空気を吸込んで圧縮空気を吐出し、この圧縮空気はタンク内に貯留された後に、外部の空圧機器等に供給される。 In this type of conventional air compressor, devices such as a compressor body, a motor, and a tank are accommodated in a soundproof box. When the compression operation is performed, when the motor is operated by an external power source or the like, the compressor body is driven by the motor. As a result, the compressor body sucks air and discharges the compressed air, and the compressed air is stored in the tank and then supplied to an external pneumatic device or the like.
ここで、モータと電源との間には、過電流等を遮断するためのサーマルリレーが接続されている。この場合、サーマルリレーは、過電流等によって生じる高温を検出したときに、モータを電源から遮断することによって圧縮機を強制的に停止させ、モータ等を過電流から保護するものである。 Here, a thermal relay for interrupting overcurrent or the like is connected between the motor and the power source. In this case, when detecting a high temperature caused by an overcurrent or the like, the thermal relay forcibly stops the compressor by shutting off the motor from the power source and protects the motor and the like from the overcurrent.
一方、従来技術では、圧縮機本体を通常運転(負荷運転)と無負荷運転との間で切換えるアンロード機構を設け、このアンロード機構をタンク内の圧力に応じて作動させる構成としている。この場合、従来技術では、空圧機器等による圧縮空気の消費量を、タンク内の圧力変化によって検出する。そして、圧縮空気の消費量が多い場合には、タンク内の圧力が上限温度に達したとしても、圧縮機本体を停止させずにアンロード機構によって無負荷運転を行うようにしている。 On the other hand, in the prior art, an unload mechanism for switching the compressor main body between normal operation (load operation) and no-load operation is provided, and the unload mechanism is operated according to the pressure in the tank. In this case, in the prior art, the amount of compressed air consumed by a pneumatic device or the like is detected by a pressure change in the tank. And when consumption of compressed air is large, even if the pressure in a tank reaches upper limit temperature, it is made to perform a no-load driving | operation with an unload mechanism, without stopping a compressor main body.
ところで、上述した従来技術では、モータと電源との間に過電流防止用のサーマルリレーを設ける構成としている。しかし、サーマルリレーの取付位置によっては、圧縮機本体やモータ等で発生する熱がサーマルリレーに作用し、リレーの温度を上昇させることがある。特に、パッケージ型圧縮機では、これらの熱によって防音箱内の雰囲気温度が上昇するため、防音箱内に配置されたサーマルリレーが高温となり易い。 By the way, in the prior art mentioned above, it is set as the structure which provides the thermal relay for an overcurrent prevention between a motor and a power supply. However, depending on the mounting position of the thermal relay, heat generated by the compressor main body, the motor, or the like may act on the thermal relay and raise the temperature of the relay. In particular, in a package type compressor, the ambient temperature in the soundproof box rises due to these heats, so the thermal relay arranged in the soundproof box is likely to be hot.
このため、従来技術では、圧縮運転中にサーマルリレーが高温によって誤作動し、過電流が生じていないにも拘らず、モータが電源から遮断されて圧縮機が不意に停止することがあり、しかもこの停止状態はリレーの温度が低下するまで解除されないため、圧縮機を使用し難くなるという問題がある。 For this reason, in the prior art, the thermal relay may malfunction due to high temperature during the compression operation, and the motor may be cut off from the power source and the compressor may be stopped unexpectedly even though no overcurrent has occurred. Since this stop state is not released until the temperature of the relay is lowered, there is a problem that it becomes difficult to use the compressor.
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、本発明の目的は、圧縮機本体やその周囲を低い温度に保持することができ、例えばサーマルリレー等の部品を高温による誤作動、劣化から確実に保護できると共に、安定した圧縮運転を実現できるようにした圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to maintain the compressor body and its surroundings at a low temperature. An object of the present invention is to provide a compressor capable of reliably protecting against deterioration and realizing a stable compression operation.
上述した課題を解決するために本発明は、流体を吸込んで圧縮し圧縮流体を吐出する圧縮機本体と、該圧縮機本体を駆動する駆動源と、該駆動源により前記圧縮機本体と一緒に駆動される冷却ファンと、前記圧縮機本体を通常運転と無負荷運転との間で切換えるアンロード機構とを備えてなる圧縮機に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention relates to a compressor body that sucks and compresses fluid and discharges the compressed fluid, a drive source that drives the compressor body, and the compressor body together with the compressor body. The present invention is applied to a compressor including a driven cooling fan and an unload mechanism that switches the compressor main body between a normal operation and a no-load operation.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記圧縮機本体またはその周囲の温度を検出する温度センサを設け、前記温度センサにより検出した温度が上限温度を超えたときに前記アンロード機構により前記圧縮機本体を無負荷運転に切換え、前記温度が復帰温度以下となったときに前記圧縮機本体を通常運転に復帰させるアンロード制御手段を設ける構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
また、請求項2の発明によると、前記温度センサにより検出した温度に応じて無負荷運転を行うときにこれを報知する報知手段を設ける構成としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a notification means for notifying when no-load operation is performed according to the temperature detected by the temperature sensor.
また、請求項3の発明によると、前記アンロード制御手段によって無負荷運転を行う回数が停止用判定回数に達したときに前記圧縮機本体を停止させる運転停止手段を設ける構成としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an operation stop means for stopping the compressor main body when the number of times of performing no-load operation by the unload control means reaches the stop determination number.
さらに、請求項4の発明によると、前記アンロード制御手段によって行われる無負荷運転が所定時間以上継続したときに前記圧縮機本体を停止させる運転停止手段を設ける構成としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an operation stop means for stopping the compressor body when no-load operation performed by the unload control means continues for a predetermined time or more.
請求項1の発明によれば、圧縮機の運転時には、圧縮機本体またはその周囲の温度を温度センサによって検出することができる。そして、アンロード制御手段は、この検出温度に応じてアンロード機構を作動,停止させることができ、例えば検出温度が許容範囲を超えて上昇したときには、圧縮機本体を無負荷運転に切換えることができる。この結果、無負荷運転時には、圧縮機本体の発熱量を減少させつつ、冷却ファンを駆動することができるから、圧縮機本体、駆動源等の機器を冷却ファンによって効率よく冷却でき、各機器の温度を容易に低下させることができる。 According to the first aspect of the present invention, during operation of the compressor, the temperature of the compressor body or its surroundings can be detected by the temperature sensor. The unload control means can operate and stop the unload mechanism according to the detected temperature. For example, when the detected temperature rises beyond an allowable range, the compressor body can be switched to no-load operation. it can. As a result, during no-load operation, the cooling fan can be driven while reducing the amount of heat generated by the compressor body. Therefore, the compressor body and the drive source can be efficiently cooled by the cooling fan. The temperature can be easily reduced.
従って、例えばサーマルリレー等のように、圧縮機本体の周囲に配置される部品を高温による誤作動、劣化等から確実に保護することができ、圧縮運転を安定的に行うことができる。これにより、圧縮機の使用者等は、圧縮機の誤作動等による停止を避けることができ、取扱いが容易な圧縮機を実現することができる。 Therefore, for example, components arranged around the compressor body, such as a thermal relay, can be reliably protected from malfunction or deterioration due to high temperature, and the compression operation can be performed stably. Thereby, the user of a compressor can avoid the stop by the malfunction of a compressor, etc., and can implement | achieve the compressor which is easy to handle.
また、部品の誤作動を防止することにより、圧縮機に何らかの異常が生じた場合には、誤作動の可能性を除外して異常の原因を調べることができる。このため、原因の究明やこれに対処する作業を効率よく行うことができ、メンテナンス性を高めることができる。 Further, by preventing malfunction of components, if any abnormality occurs in the compressor, the cause of the abnormality can be investigated by excluding the possibility of malfunction. Therefore, investigation of the cause and work for coping with this can be performed efficiently, and maintenance can be improved.
また、アンロード制御手段は、圧縮機本体またはその周囲の温度が上限温度を超えたときに、無負荷運転を行うことができ、この温度が復帰温度以下に低下したときには、通常運転へと速やかに復帰させることができる。このため、例えばサーマルリレー等の部品の耐熱温度(部品の誤作動、劣化等が生じない温度)に応じて、上限温度と復帰温度とを予め適切に設定しておくことにより、圧縮機の運転効率を可能な限り確保しつつ、必要最低限の無負荷運転によって部品を保護することができる。 Further, unload control means, when the compressor body or the ambient temperature thereof exceeds the upper limit temperature, it is possible to carry out the no-load operation, when the temperature drops below the return temperature, rapidly to the normal operation Can be restored. For this reason, for example, by setting the upper limit temperature and the return temperature appropriately in advance according to the heat-resistant temperature of the component such as a thermal relay (the temperature at which the component does not malfunction or deteriorate), the compressor is operated. While ensuring the efficiency as much as possible, the parts can be protected by the minimum load-free operation.
また、請求項2の発明によれば、高温による無負荷運転を行うときには、そのことを報知手段によって報知することができる。このため、圧縮機の使用者等は、無負荷運転が必要となる程度に温度が上昇したことを確実に認識することができ、温度上昇の原因等に対して適切に対処することができる。しかも、圧縮機を停止させなくても、温度上昇したことを知らせることができるので、使用者は必要に応じて圧縮運転を優先させることもでき、利便性を高めることができる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、例えば想定外の発熱、冷却系統の故障等のように、圧縮機に何らかの異常が生じている場合には、無負荷運転を何回か実行しても適切な温度にならないことがある。この場合、運転停止手段は、高温による無負荷運転が繰返されたときに、圧縮機を強制的に停止させることができる。
Further, according to the invention of
従って、例えば圧縮機本体、駆動源等の部品を高温による故障や劣化から保護することができ、部品の寿命を延ばして耐久性を高めることができる。また、圧縮機の使用者等には、例えばメンテナンスが必要な異常が生じたことを運転停止によって知らせることができる。 Therefore, for example, components such as the compressor main body and the drive source can be protected from failure and deterioration due to high temperatures, and the life of the components can be extended and the durability can be enhanced. In addition, the compressor user or the like can be informed by an operation stop, for example, that an abnormality requiring maintenance has occurred.
さらに、請求項4の発明によれば、何らかの異常が生じたことにより、無負荷運転を行っても温度が下がらず、無負荷運転が所定時間以上継続したときには、運転停止手段によって圧縮機本体を強制的に停止させることができる。この結果、請求項3の場合とほぼ同様に、例えば圧縮機本体、駆動源等の部品を高温状態から保護することができる。
Furthermore, according to the invention of
以下、本発明の実施の形態による圧縮機として、パッケージ型の空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, as a compressor according to an embodiment of the present invention, a package type air compressor will be described as an example and described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、図1ないし図5は第1の実施の形態を示している。また、図1ないし図3は、後述する第2の実施の形態と共通な構成を示しているので、まず最初に、この共通な構成について説明する。 Here, FIG. 1 thru | or FIG. 5 has shown 1st Embodiment. 1 to 3 show a configuration common to a second embodiment described later. First, the common configuration will be described.
図中、1はパッケージ型圧縮機の外郭を構成する四角形状の防音箱で、該防音箱1は、前面板(図示せず)、後面板1A、左側面板1B、右側面板1C、天面板1D及び底面板1Eによって構成されている。
In the figure,
そして、防音箱1内には、後述の圧縮機本体3、モータ18、タンク22、冷却ファン23,24、アンロード機構25、制御装置35等の機器が収容されている。また、防音箱1の後面板1Aには、吸気用冷却ファン23と対面する位置に吸気口1Fが設けられ、排気用冷却ファン24と対面する位置に排気口1Gが設けられている。また、防音箱1内には枠状の支持台2が設けられている。
The
3は防音箱1内に位置して支持台2上に設けられた圧縮機本体で、該圧縮機本体3は、例えば3気筒2段式の往復動型空気圧縮機からなり、図1、図2に示す如く、支持台2に取付られたクランクケース4と、該クランクケース4に回転可能に設けられ、後端側がクランクケース4の外部に突出したクランク軸5と、後述の低圧気筒6,7、高圧気筒8とによって大略構成されている。
6,7はクランクケース4上に設けられた例えば2個の低圧気筒で、これらの低圧気筒6,7は、高圧気筒8とほぼ同様に、シリンダ、ピストン(図示せず)等を有している。また、各低圧気筒6,7の吸込ポートには吸込フィルタ6A,7Aが設けられ、各低圧気筒6,7の吐出ポートには、後述の中間配管16がそれぞれ接続されている。
6 and 7 are, for example, two low-pressure cylinders provided on the
そして、低圧気筒6,7は、クランク軸5が回転することにより個々のシリンダ内でピストンが往復動し、これによって吸込フィルタ6A,7Aから空気を吸込んで圧縮すると共に、中間配管16内に中間圧の圧縮空気を吐出する。この中間圧の圧縮空気は、高圧気筒8内でさらに圧縮され、高圧の圧縮空気となって後述の吐出配管17内に吐出される。
In the low-
8はクランクケース4上に設けられた高圧気筒で、該高圧気筒8は、図2に示す如く、クランクケース4上に取付けられたシリンダ9と、該シリンダ9内に摺動可能に挿嵌されたピストン10と、後述のシリンダヘッド12、弁部材13とによって大略構成されている。
ここで、シリンダ9内には、ピストン10と弁部材13との間に圧縮室11が画成されている。また、ピストン10は、連接棒10A等によってクランク軸5の偏心部位に連結されている。また、シリンダヘッド12は、平板状の弁部材13を介してシリンダ9上に搭載されている。
Here, a
そして、シリンダヘッド12には、吸込ポート12Aと吐出ポート12Bとが互いに遮断された状態で設けられると共に、吸込ポート12A側に位置して後述のアンロード機構25が設けられている。また、弁部材13には、吸込ポート12Aと圧縮室11とを連通する位置に吸込穴13Aが設けられ、吐出ポート12Bと圧縮室11とを連通する位置に吐出穴13Bが設けられている。
The
14は基端側が弁部材13に設けられた吸込弁で、該吸込弁14は、図2中に実線と仮想線で示すように、先端側が撓み変形することによって吸込穴13Aを開,閉し、吸込ポート12Aと圧縮室11とを連通,遮断するものである。また、15は弁部材13に設けられ、吐出穴13Bを開,閉する吐出弁である。
14 is a suction valve provided on the
一方、16は低圧気筒6,7の吐出ポートと高圧気筒8の吸込ポート12Aとを接続する中間配管を示し、17は高圧気筒8の吐出ポート12Bを後述のタンク22に接続する吐出配管を示している。
On the other hand, 16 indicates an intermediate pipe for connecting the discharge ports of the
次に、図1を参照しつつ、圧縮機本体3の周辺機器について説明すると、まず18は支持台2の下部側に設けられた駆動源としてのモータを示している。
Next, peripheral devices of the compressor
そして、モータ18は、後述の電源26から通電されることによって作動し、圧縮機本体3を駆動すると共に、このときに後述の冷却ファン23,24も一緒に回転駆動するものである。この場合、モータ18の出力軸には駆動プーリ19が設けられ、圧縮機本体3のクランク軸5には従動プーリ20が設けられると共に、これらのプーリ19,20はベルト21によって連結されている。
The
22はモータ18と共に支持台2の下部側に設けられた円筒形状のタンクで、該タンク22は、吐出配管17によって高圧気筒8の吐出ポート12Bと接続されている。そして、タンク22内には、高圧気筒8から吐出される圧縮空気が貯留され、この圧縮空気は、タンク22に設けられたエア供給口22Aから外部の空圧機器(図示せず)等に供給される。
A
23は例えば従動プーリ20の内周側に設けられた吸気用冷却ファンを示し、24は駆動プーリ19の内周側に設けられた排気用冷却ファンを示している。これらの冷却ファン23,24は、モータ18によって回転駆動されることにより、防音箱1内に冷却風を発生し、圧縮機本体3、モータ18、タンク22等の機器を冷却するものである。
この場合、吸気用冷却ファン23は、防音箱1の吸気口1Fから外部の空気を冷却風として吸込み、排気用冷却ファン24は、各機器を冷却した後の冷却風を防音箱1の排気口1Gから外部に排出する。
In this case, the
25は例えば圧縮機本体3の各気筒6,7,8にそれぞれ設けられたアンロード機構(高圧気筒8側のみ図示)を示している。このアンロード機構25は、圧縮機本体3の運転状態を通常運転と無負荷運転との間で切換えるものである。この場合、通常運転とは、空気の圧縮動作を行う負荷運転(圧縮運転)であり、無負荷運転とは圧縮動作を行わない運転状態である。
そして、アンロード機構25は、例えば圧縮機を始動するとき、または高温による無負荷運転を行うとき等に、吸込弁14を強制的に開弁状態に保持し、これによって無負荷運転を行う構成となっている。
The unload
また、アンロード機構25は、図2に示す如く、シリンダヘッド12に設けられた筒部25Aと、該筒部25Aを外側から閉塞するブッシュ25Bと、筒部25A内に摺動可能に挿嵌され、先端側が吸込弁14に対して進退するアンロードピストン25Cと、該アンロードピストン25Cを後退方向に付勢する戻しばね25Dと、アンロードピストン25Cとブッシュ25Bの間に画成され、外部から空気圧が供給されるエア室25Eとによって構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the unload
そして、アンロード機構25の停止時には、後述のアンロード弁40が閉弁状態に保持されているため、エア室25Eがタンク22等の空圧源から遮断されている。このため、アンロードピストン25Cは、図2中に実線で示す如く、戻しばね25Dによって吸込弁14から離れた位置に保持されている。従って、圧縮機は、吸込弁14によって弁部材13の吸込穴13Aを開,閉しつつ、通常の負荷運転を行うことができる。
When the unload
一方、アンロード機構25の作動時には、アンロード弁40が開弁し、エア室25E内に空気圧が供給される。このため、アンロードピストン25Cは、図2中に仮想線で示す如く、この空気圧によってシリンダ9側に進入し、吸込弁14を強制的に開弁させた状態となる。これにより、圧縮機を無負荷状態で運転することができる。
On the other hand, when the unload
次に、図3を参照しつつ、圧縮機の制御系統について説明すると、まず26は圧縮機の運転に用いられる例えば3相交流等の電源を示し、27は該電源26とモータ18との間に接続された3本の電源配線を示している。
Next, the control system of the compressor will be described with reference to FIG. 3. First,
28は電源26とモータ18との間に開,閉可能に設けられた電磁接触器で、該電磁接触器28は、例えば4接点型のリレー等によって構成され、その励磁コイル28Aは、2本の配線29,30によって互いに異なる電源配線27,27の間に接続されている。
An
ここで、各配線29,30のうち一方の配線29には、圧縮機を作動させるときに操作する常開型の作動スイッチ31と、圧縮機を停止させるときに操作する常閉型の停止スイッチ32と、後述の電源リレー41とが直列に設けられ、他方の配線30には、後述するサーマルリレー34の一部が設けられている。この場合、各スイッチ31,32は自動復帰式のスイッチとなっている。
Here, one of the
また、電磁接触器28を構成する4個の接点のうち、3個の接点28B,28B,28Bは各電源配線27の途中に接続されている。また、残りの接点28Cは、通電保持用配線33によって各スイッチ31,32の間で配線29に接続されている。これにより、接点28Cは、電源リレー41に対して作動スイッチ31と並列で、かつ停止スイッチ32と直列に配置されている。
Further, among the four contacts constituting the
そして、圧縮機の始動時には、停止スイッチ32と電源リレー41とが閉成した状態で、圧縮機の使用者等が作動スイッチ31を押すと、各電源配線27の間の電圧によって励磁コイル28Aが通電される。これにより、電磁接触器28の各接点28B,28Cが閉成し、電源26とモータ18とが接続されるので、圧縮機が作動する。
When the compressor is started and the
また、電磁接触器28の接点28Cが閉成すると、励磁コイル28Aには、通電保持用配線33等を介して電圧が印加される。このため、作動スイッチ31が非操作状態となることにより開成位置に復帰しても、電磁接触器28は閉成状態に保持され、モータ18が作動し続ける。
When the
一方、停止スイッチ32が押されたり、後述のCPU38によって電源リレー41が開成されたときには、励磁コイル28Aへの通電が停止して電磁接触器28が開成する。この結果、モータ18が電源26から遮断され、圧縮機が停止する構成となっている。
On the other hand, when the
34は電源26とモータ18との間に開,閉可能に設けられたサーマルリレーで、該サーマルリレー34は、例えば温度ヒューズ等として機能するものであり、過電流等によって電源配線27の温度が上昇したときに、接点が開成することによってモータ18を電源26から遮断し、これを過電流から保護する構成となっている。
A
35は圧縮機の運転状態を制御する制御装置で、該制御装置35は、防音箱1内に配置され、後述の第1温度センサ36、CPU38、電源回路39、電源リレー41等によって構成されている。
A
36は例えば防音箱1内で制御装置35に搭載された第1温度センサを示し、該第1温度センサ36は、第1の実施の形態による制御処理(後述の図4、図5参照)で用いられるものである。そして、第1温度センサ36は、防音箱1内の空気の温度(例えば、圧縮機本体3の周囲の雰囲気温度)を箱内温度T1として検出し、その検出信号をCPU38に出力する。
37は例えば圧縮機本体3の高圧気筒8に設けられた第2温度センサで、該第2温度センサ37は、第2の実施の形態による制御処理(後述の図6、図7参照)で用いられるものである。そして、第2温度センサ37は、例えば高圧気筒8の温度を圧縮機温度T2として検出し、その検出信号をCPU38に出力する。
37 is, for example, a second temperature sensor provided in the
38はアンロード制御手段としてのCPU(中央演算処理装置)を示し、該CPU38は、電源回路39を介して通電されることにより作動するもので、例えばROM、RAM等の記憶回路を備えている。そして、この記憶回路には、例えば図4、図6に示す制御処理のプログラムと、後述する上限温度H,H′、復帰温度L,L′、停止用判定回数E、時間判定値F,G等の設定値が予め記憶されている。
ここで、上限温度Hは、例えばサーマルリレー34が誤作動し易くなるような高温状態に対応する防音箱1内の雰囲気温度として設定され、上限温度H′は、前記高温状態に対応する圧縮機本体3の温度として設定されている。また、復帰温度L,L′は、例えばサーマルリレー34が正常に作動するような低い温度、即ち上限温度H,H′よりも低い温度として定められ(H>L、H′>L′)、上限温度H,H′との間に一定のヒステリシス領域を設定している。
Here, the upper limit temperature H is set, for example, as the ambient temperature in the
そして、CPU38は、第1の実施の形態において、第1温度センサ36により検出した箱内温度T1が上限温度Hを超えたときに、高温状態と判定してアンロード機構25を作動させ、圧縮機を無負荷運転する。これにより、圧縮機本体3から発生する圧縮熱が減少するので、その分だけ冷却ファン23,24によって防音箱1内を効率よく冷却することができ、サーマルリレー34を含めて防音箱1内の温度を速やかに低下させることができる。このため、高温によるサーマルリレー34の誤作動を防止することができる。
Then, in the first embodiment, when the in-box temperature T1 detected by the
また、箱内温度T1が復帰温度L以下となったときには、防音箱1内の温度が十分に低下したので、アンロード弁40を閉弁してアンロード機構25を停止させることにより、圧縮機を通常運転に復帰させる。
Further, when the box internal temperature T1 becomes equal to or lower than the return temperature L, the temperature in the
一方、第2の実施の形態では、第2温度センサ37により検出した圧縮機温度T2が上限温度H′を超えたときに、高温状態と判定して無負荷運転を行う。また、圧縮機温度T2が復帰温度L′以下となったときには、圧縮機を通常運転に復帰させる構成となっている。
On the other hand, in the second embodiment, when the compressor temperature T2 detected by the
また、CPU38は、高温による無負荷運転を行うときに、後述の報知器42によって高温無負荷運転であることを報知し、防音箱1内または圧縮機本体3が高温となったので無負荷運転が行われていることを使用者等に認識させる。
Further, when performing the no-load operation at a high temperature, the
また、CPU38は、無負荷運転を何回か実行しても高温状態が解消されず、その実行回数が停止用判定回数Eに達したときに、電源リレー41を開成して圧縮機の運転を強制的に停止する。ここで、停止用判定回数Eとは、何らかの異常等によって高温状態が繰返し発生したことを検出するための判定値である。そして、報知器42によって高温運転停止であることを報知し、例えばメンテナンスが必要な異常が生じたので圧縮機を停止したことを使用者等に認識させる。
Further, the
さらに、CPU38は、高温による無負荷運転の継続時間を後述のカウンタDによって計測し、この継続時間が時間判定値Gに対応する所定時間以上継続したときにも、電源リレー41によって圧縮機の運転を強制的に停止し、報知器42によって高温運転停止であることを報知する。
Further, the
40はCPU38の出力側に接続されたアンロード弁を示し、該アンロード弁40は、CPU38によって開,閉される電磁弁等からなり、例えばタンク22等の空圧源により発生された空気圧を、アンロード機構25のエア室25Eに対して供給,遮断するものである。
41はCPU38によって開,閉される運転停止手段としての例えば常閉型の電源リレーで、該電源リレー41は、CPU38の出力側に接続された励磁コイル41Aと、電源26と電磁接触器28の励磁コイル28Aとの間に位置して配線29に開,閉可能に設けられた接点41Bとによって構成されている。そして、電源リレー41は、電磁接触器28を電源26に対して接続,遮断し、圧縮機を運転可能な状態としたり、その運転を停止させるものである。
42は圧縮機に設けられた報知手段としての報知器で、該報知器42は、例えばブザー、ランプ等の警報機器や、ディスプレイ、音声発生装置等の警告機器、またはこれらを組合わせた機器によって構成されている。そして、報知器42は、図3に示す如く、CPU38からの信号を受けることにより、例えば高温無負荷運転、高温運転停止等を含む各種の情報を、それぞれ識別可能な内容として圧縮機の使用者等に報知するものである。
42 is a notification device provided as a notification means provided in the compressor. The
本発明の実施の形態による空気圧縮機は上述の如き構成を有するもので、次に第1,第2の実施の形態で共通となる圧縮機の基本的な作動について説明する。 The air compressor according to the embodiment of the present invention has the above-described configuration. Next, the basic operation of the compressor common to the first and second embodiments will be described.
まず、圧縮機の使用者等が作動スイッチ31を押したときには、何れも閉成状態となっている停止スイッチ32と電源リレー41とを介して電源26から電磁接触器28に通電が行われ、電磁接触器28が閉成する。この結果、モータ18が電源26と接続されて作動し、このモータ18によりプーリ19,20とベルト21とを介してクランク軸5が回転駆動される。
First, when a compressor user or the like presses the
そして、クランク軸5が回転すると、各気筒6,7,8のシリンダ内でピストンが往復動し、個々の気筒で吸込行程と吐出行程とが交互に行われる。この場合、高圧気筒8を例に挙げると、吸込行程では、吸込弁14が開弁して吐出弁15が閉弁することにより、シリンダヘッド12の吸込ポート12Aからシリンダ9内に空気が吸込まれる。また、吐出行程では、吸込弁14が閉弁して吐出弁15が開弁することにより、シリンダ9内で圧縮された圧縮空気が吐出ポート12Bから外部に吐出される。
When the
この場合、圧縮機を始動するときには、アンロード機構25を作動させることによって吸込弁14を常に開弁した状態に保持し、無負荷状態で運転を開始する。また、モータ18の回転数が上昇した後には、アンロード機構25を停止して通常の圧縮運転を行う。そして、通常運転時には、低圧気筒6,7で圧縮された中間圧の圧縮空気が中間配管16内に吐出され、この圧縮空気は高圧気筒8でさらに圧縮されて吐出配管17内に吐出されることにより、高圧の圧縮空気となってタンク22に貯留される。
In this case, when starting the compressor, the
一方、圧縮機の運転時には、モータ18によって吸気用冷却ファン23と排気用冷却ファン24とが回転駆動される。これにより、防音箱1内には、吸気口1Fから流入して排気口1Gから流出する冷却風の流れが生じるので、この冷却風によって圧縮機本体3、モータ18、タンク22等の機器を効率よく冷却することができる。
On the other hand, during the operation of the compressor, the
次に、図4、図5を参照しつつ、第1の実施の形態による圧縮機の制御処理について説明する。 Next, a compressor control process according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
まず、図4中のステップ1では、通常運転の継続時間を計測するカウンタBと、高温による無負荷運転の実行回数を数えるカウンタCと、高温による無負荷運転の継続時間を計測するカウンタDとをそれぞれ零にクリアする。これらのカウンタB,C,Dは、CPU38またはこれに付設された記憶回路(図示せず)等に書換可能に記憶されている。
First, in
次に、ステップ2では、報知器42の報知動作を停止(制御を開始した時点では停止状態を保持)し、ステップ3では、アンロード機構25を停止した状態で通常の圧縮運転を行う。
Next, in
次に、ステップ4では、第1温度センサ36により検出した箱内温度T1を読込む。また、ステップ5では、通常運転の継続時間を計測するカウンタBを1だけ増加させる。この場合、通常運転時には、ステップ2〜8の処理がほぼ一定の時間毎に繰返されるので、その繰返し回数を通常運転の継続時間として計測することができる。
Next, in
そして、ステップ6では、カウンタBの値が時間判定値Fよりも小さいか否かを判定する。この時間判定値Fとは、圧縮機が正常であると判定するのに十分な時間だけ通常運転が継続したか否かを判定するものである。そして、ステップ6で「YES」と判定したときには、まだカウンタBの値が時間判定値Fに達していないので、後述のステップ8に移る。
In
また、ステップ6で「NO」と判定したときには、圧縮機が正常であると判断できるから、ステップ7では、圧縮機の異常に対処するために無負荷運転を計数するカウンタCを零にクリアする。
Further, when “NO” is determined in
次に、ステップ8では、この箱内温度T1が所定の上限温度H以下であるか否かを判定する。そして、ステップ8で「YES」と判定したときには、例えば図5中の状態1に示すように、箱内温度T1が許容範囲内にあるので、ステップ2〜8の処理を繰返すことにより、通常の圧縮運転を続行する。
Next, in
また、ステップ8で「NO」と判定したときには、箱内温度T1が許容範囲を超えて高温となり、この高温状態では、例えばサーマルリレー34が誤作動する虞れがある。このため、ステップ9では、カウンタCを1だけ増加させる。
If “NO” is determined in
そして、ステップ10では、無負荷運転を計数するカウンタCが停止用判定回数Eよりも小さいか否かを判定し、「YES」と判定したときには、後述のステップ11以降で無負荷運転を行い、「NO」と判定したときには、後述のステップ18以降で圧縮機を停止させる。
In
次に、ステップ11では、報知器42によって高温無負荷運転を行うことを報知し、ステップ12では、アンロード機構25を作動させて無負荷運転を行う。これにより、圧縮機本体3からの発熱量が減少し、一方で冷却ファン23,24は作動した状態に保持されるので、防音箱1内の温度(箱内温度T1)は、例えば図5中の状態2に示すように徐々に低下する。
Next, in
そこで、ステップ13では、第1温度センサ36によって箱内温度T1を読込む。また、ステップ14では、無負荷運転の継続時間を計測するカウンタDを1だけ増加させる。このカウンタDは、カウンタBの場合とほぼ同様に、ステップ11〜16の処理が繰返されるときに無負荷運転の継続時間を計測するものである。そして、ステップ15では、カウンタDの値が時間判定値Gよりも小さいか否かを判定する。この時間判定値Gとは、圧縮機が異常であると判定するのに十分な時間だけ無負荷運転が継続したか否かを判定するものである。
Therefore, in
そして、ステップ15で「YES」と判定したときには、まだカウンタDの値が時間判定値Gに達していないので、後述のステップ16に移る。また、ステップ15で「NO」と判定したときには、何らかの異常により無負荷運転でも温度が低下しないと判断できるから、後述のステップ18に移って圧縮機を強制的に停止させる。
If “YES” is determined in the
次に、ステップ16では、この箱内温度T1が所定の復帰温度L以下となった否かを判定する。そして、ステップ16で「YES」と判定したときには、防音箱1内の温度が十分に低下したので、ステップ17で各カウンタB,Dを零にクリアし、ステップ2に戻って通常運転に復帰する。また、ステップ16で「NO」と判定したときには、箱内温度T1が復帰温度L以下となるまでステップ11〜16を繰返すことにより、無負荷運転を続行する。
Next, in
ここで、例えば冷却系統の故障等が生じている場合には、図5中の状態3に示すように、通常運転に復帰する毎に箱内温度T1が上限温度Hを超えてしまうことがある。この場合には、無負荷運転が繰返されることによってカウンタCが増加し、カウンタCが停止用判定回数Eに達したときには、ステップ10で「NO」と判定することにより、ステップ18が実行される。
Here, for example, when a failure of the cooling system or the like occurs, the temperature T1 in the box may exceed the upper limit temperature H every time the normal operation is restored as shown in the
そして、ステップ18では、図5中の状態4に示すように、報知器42によって高温運転停止であることを報知し、ステップ19では、電源リレー41を開成することにより、圧縮機を強制的に停止して終了する。
In
かくして、第1の実施の形態によれば、防音箱1内の温度を箱内温度T1として検出する第1温度センサ36を設け、箱内温度T1が上限温度Hを超えたときには、CPU38によって無負荷運転を行う構成としている。
Thus, according to the first embodiment, the
これにより、無負荷運転時には、圧縮機本体3の発熱量を減少させつつ、冷却ファン23,24を駆動することができるから、圧縮機本体3、モータ18、タンク22等の機器を冷却ファン23,24によって効率よく冷却でき、各機器の温度を容易に低下させることができる。
Thus, during no-load operation, the cooling
従って、例えばサーマルリレー34等のように、圧縮機本体3の周囲に配置される部品を高温による誤作動から確実に保護することができ、圧縮運転を安定的に行うことができる。特に、パッケージ型圧縮機では、防音箱1内に熱が滞留することによってサーマルリレー34等の温度が上昇し易いので、本実施の形態のように構成することにより、圧縮機が誤作動によって停止するのを確実に避けることができ、取扱いが容易なパッケージ型圧縮機を実現することができる。
Therefore, for example, components arranged around the
また、サーマルリレー34等の誤作動を防止することにより、圧縮機に何らかの異常が生じた場合には、誤作動の可能性を除外して異常の原因を調べることができる。このため、原因の究明やこれに対処する作業を効率よく行うことができ、メンテナンス性を高めることができる。
In addition, by preventing malfunction of the
また、箱内温度T1が復帰温度L以下に低下したときには、圧縮機を通常運転に復帰させるようにしたので、例えばサーマルリレー34の耐熱温度(誤作動が生じない温度)に応じて、上限温度Hと復帰温度Lとを予め適切に設定しておくことにより、圧縮機の運転効率を可能な限り確保しつつ、必要最低限の無負荷運転によって誤作動を防止することができる。 Further, when the box internal temperature T1 falls below the return temperature L, the compressor is returned to the normal operation. Therefore, for example, the upper limit temperature according to the heat resistance temperature of the thermal relay 34 (temperature at which malfunction does not occur). By appropriately setting H and the return temperature L in advance, it is possible to prevent malfunction due to the minimum necessary no-load operation while ensuring the operation efficiency of the compressor as much as possible.
一方、圧縮機には報知器42を設けたので、高温による無負荷運転を行うときには、そのことを報知器42によって報知することができる。このため、圧縮機の使用者等は、無負荷運転が必要となる程度に温度が上昇したことを確実に認識することができ、温度上昇の原因等に対して適切に対処することができる。
On the other hand, since the
しかも、報知器42は、圧縮機を停止させなくても、温度上昇したことを知らせることができるので、使用者は必要に応じて圧縮運転を優先させることもでき、利便性を高めることができる。
Moreover, the
さらに、高温による無負荷運転を行う回数が停止用判定回数Eに達したときには、電源リレー41によって圧縮機を停止させるようにしたので、例えば想定外の発熱、冷却系統の故障等が原因となって無負荷運転が繰返されたときには、圧縮機を強制的に停止させることができる。従って、圧縮機本体3、モータ18等の部品を高温による故障や劣化から保護することができ、部品の寿命を延ばして耐久性を高めることができる。
Furthermore, since the compressor is stopped by the
また、この場合にも、高温によって圧縮運転が停止されたことを報知器42によって使用者等に報知することができ、例えばメンテナンスが必要な異常が生じたことを速やかに認識させることができる。
Also in this case, it is possible to notify the user or the like by the
また、高温による無負荷運転が所定時間以上継続したときには、電源リレー41によって圧縮機本体を強制的に停止させるようにしたので、何らかの異常によって無負荷運転が続いたときには、圧縮運転を停止して前記各部品を高温状態から保護することができる。
In addition, when the no-load operation at a high temperature continues for a predetermined time or longer, the
次に、図1ないし図3、図6及び図7は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、圧縮機本体の温度が高温となったときに無負荷運転を行う構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と共通な構成要素の説明を省略するものとし、図6、図7を参照しつつ、圧縮機の制御処理について説明する。 Next, FIG. 1 to FIG. 3, FIG. 6 and FIG. 7 show a second embodiment of the present invention, which is characterized by no-load operation when the temperature of the compressor body becomes high. It is in the structure which performs. In the present embodiment, description of components common to those in the first embodiment will be omitted, and compressor control processing will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
まず、図6中のステップ21〜23では、第1の実施の形態のステップ1〜3と同様の処理を行い、ステップ24では、第2温度センサ37により検出した圧縮機本体3の温度を圧縮機温度T2として読込む。また、ステップ25では、カウンタBを1だけ増加させ、ステップ26,27では、カウンタBが時間判定値Fに達したときにのみ、カウンタCを零にクリアする。
First, in
次に、ステップ28では、この圧縮機温度T2が所定の上限温度H′以下であるか否かを判定し、ステップ28で「YES」と判定したときには、ステップ22〜28の処理を繰返すことにより、例えば図7中の状態1に示すように、通常の圧縮運転を続行する。
Next, in
また、ステップ28で「NO」と判定したときには、ステップ29でカウンタCを1だけ増加させる。そして、ステップ30では、カウンタCが停止用判定回数Eよりも小さいか否かを判定し、「YES」と判定したときには、例えば図7中の状態2に示すように、ステップ31で高温無負荷運転を行うことを報知した後に、ステップ32で無負荷運転を行う。
If “NO” is determined in the
次に、ステップ33では圧縮機温度T2を読込み、ステップ34では、カウンタDを1だけ増加させ、ステップ35では、カウンタDが時間判定値Gに達したときにのみ、後述のステップ38に移って圧縮機を停止させる。この点は、第1の実施の形態とほぼ同様である。これにより、無負荷運転を継続しても高温状態が続くときには、圧縮機を停止して各部品を高温から保護することができる。
Next, in
次に、ステップ36では、この圧縮機温度T2が所定の復帰温度L′以下となった否かを判定し、「YES」と判定したときには、ステップ22に戻って通常運転に復帰する。また、ステップ36で「NO」と判定したときには無負荷運転を続行する。
Next, in
一方、ステップ30で「NO」と判定したときには、例えば図7中の状態3に示すように無負荷運転が繰返され、カウンタCが停止用判定回数Eに達している。このため、ステップ38では、図7中の状態4に示すように、高温運転停止であることを報知し、ステップ39では、圧縮機を強制的に停止して終了する。
On the other hand, when it is determined as “NO” in
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第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。特に、本実施の形態では、第2温度センサ37によって圧縮機本体3の温度を圧縮機温度T2として検出し、この圧縮機温度T2に応じて無負荷運転を行う構成としたので、例えば圧縮機の構造や部品レイアウト等に応じて温度センサの設置場所を適切に選択することができる。
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, the temperature of the
また、本実施の形態では、第2温度センサ37を、防音箱1内で主要な発熱源となる圧縮機本体3に直接取付けている。このため、防音箱1内の温度上昇を速やかに検出することができ、無負荷運転をスムーズに開始することができる。
In the present embodiment, the
なお、前記各実施の形態では、第1温度センサ36を制御装置35内に配置し、第2温度センサ37を高圧気筒8に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、温度センサは、高温の検出が可能な部位であれば任意の部位に取付けてよいものであり、例えば第1温度センサ36は、防音箱1内であれば制御装置35から離れた部位に設置してもよい。また、第2温度センサ37を、例えばクランクケース4や低圧気筒6,7に設置してもよく、さらにはモータ18等に取付ける構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、実施の形態では、何らかの異常により無負荷運転が継続していることを、カウンタDと時間判定値Gとによって検出し、検出時に圧縮機を停止させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば箱内温度T1(または圧縮機温度T2でもよい)が上限温度H(H′)よりも少し高い異常判定温度T0を超えたときに、圧縮機を停止させる構成としてもよい。これにより、圧縮機の異常による温度上昇をより迅速に検出することができる。 Further, in the embodiment, the configuration in which the no-load operation is continued due to some abnormality is detected by the counter D and the time determination value G, and the compressor is stopped at the time of detection. However, the present invention is not limited to this. For example, when the in-box temperature T1 (or the compressor temperature T2) exceeds the abnormality determination temperature T0 that is slightly higher than the upper limit temperature H (H '), the compressor is stopped. A configuration may be adopted. Thereby, the temperature rise by the abnormality of a compressor can be detected more rapidly.
また、実施の形態では、サーマルリレー34の誤作動防止を目的とする場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばサーマルリレー34を搭載していない圧縮機に適用してもよい。即ち、サーマルリレー34以外の部品を高温による誤作動、劣化等から保護するために、高温検出時に無負荷運転を行う構成としてもよいものである。
In the embodiment, the case where the
また、実施の形態では、3気筒2段式の圧縮機を例に挙げて述べたが、例えば1気筒または2気筒の圧縮機に適用してもよく、また2気筒が並列に接続された1段式の圧縮機に適用してもよい。 In the embodiment, a three-cylinder two-stage compressor has been described as an example. However, the present invention may be applied to, for example, a one-cylinder or two-cylinder compressor, or two cylinders connected in parallel. You may apply to a stage type compressor.
さらに、実施の形態では、パッケージ型の空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、防音箱1をもたない非パッケージ型の圧縮機に適用してもよい。また、例えば真空ポンプ等のように、空気圧縮機以外の圧縮機にも広く適用できるものである。
Furthermore, in the embodiment, a package type air compressor has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and may be applied to a non-package type compressor having no
1 防音箱
3 圧縮機本体
6,7 低圧気筒
8 高圧気筒
18 モータ(駆動源)
22 タンク
23,24 冷却ファン
25 アンロード機構
28 電磁接触器
31 作動スイッチ
32 停止スイッチ
34 サーマルリレー
35 制御装置
36 第1温度センサ
37 第2温度センサ
38 CPU(アンロード制御手段)
41 電源リレー(運転停止手段)
42 報知器(報知手段)
T1 箱内温度
T2 圧縮機温度
H,H′ 上限温度
L,L′ 復帰温度
E 停止用判定回数
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
41 Power relay (operation stop means)
42 Alarm (notification means)
T1 Box temperature T2 Compressor temperature H, H 'Upper limit temperature L, L' Return temperature E Number of judgments for stopping
Claims (4)
前記圧縮機本体またはその周囲の温度を検出する温度センサを設け、
前記温度センサにより検出した温度が上限温度を超えたときに前記アンロード機構により前記圧縮機本体を無負荷運転に切換え、前記温度が復帰温度以下となったときに前記圧縮機本体を通常運転に復帰させるアンロード制御手段を設ける構成としたことを特徴とする圧縮機。 A compressor body that sucks and compresses fluid and discharges the compressed fluid; a drive source that drives the compressor body; a cooling fan that is driven by the drive source together with the compressor body; and the compressor body In a compressor provided with an unload mechanism that switches between normal operation and no-load operation,
A temperature sensor for detecting the temperature of the compressor body or its surroundings is provided,
When the temperature detected by the temperature sensor exceeds an upper limit temperature, the unload mechanism switches the compressor body to no-load operation, and when the temperature falls below the return temperature, the compressor body is put into normal operation. compressor characterized the structure and the providing the unload control unit attempting to bring.
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