JPS6349573Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、多段圧縮機の改良に関する。

（従来技術） 二段圧縮機には、低圧側圧縮部の吐出側と高圧
側圧縮部の吸込側とを連通路を介して接続し、該
高圧側圧縮部の吐出側と貯留タンクとを接続し、
該貯留タンク内に圧力スイツチを設け、該圧力ス
イツチにより、前記貯留タンク内が第１の設定圧
力のとき各圧縮部を駆動する駆動機構を停止さ
せ、該貯留タンク内が前記第１の設定圧力よりも
低い第２の設定圧力のとき前記駆動機構を再起動
させるものがある。すなわち、このような二段圧
縮機は、第１図、第２図に示すように、貯留タン
ク内の圧力が圧縮機の起動前においては、大気圧
Paとなつており、圧縮機が起動されると、しだ
いに貯留タンク内の圧力が上昇して第１の設定圧
力P₁に達する。この第１の設定圧力P₁に貯留タ
ンク内がなると、圧力スイツチがその第１の設定
圧力P₁を検出し、該圧力スイツチは駆動機構を
停止する。この後、貯留タンク内の圧縮気体が使
用されると、その使用量に応じて貯留タンク内の
圧力が下がり、該貯留タンクの圧力は第２の設定
圧力P₂に達する。この第２の設定圧力P₂は圧力
スイツチに検出され、該圧力スイツチは駆動機構
を駆動させ、貯留タンク内の圧力は再び上昇す
る。このように、従来の圧縮機は、第１、第２の
設定圧力により起動・停止が繰り返される。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、貯留タンク内の圧縮気体の使用
量が極度に少ない場合には、昇圧時間（第１図、
第２図中、P₂→P₁間）が短くなり（第１図にお
いては勾配が急激になつて表われ、第２図におい
ては、駆動機構のオン時間が短くなつて表われ
る。）、降圧時間（第１図、第２図中、P₁→P₂間）
が長くなつて（第１図においては勾配が緩慢とな
つて表われ、第２図においては、駆動機構のオフ
時間が長くなつて表われる。）連通管内の温度上
昇は小さくならざるを得なかつた。

このため、吸気の湿度が高いと、連通管等内に
おいて、圧縮気体中の水分が凝縮してドレンが発
生し易くなり、このドレンがクランク室内に洩れ
込むことによつて、クランク室の潤滑油にそのド
レンが混ざり、圧縮機の各機構を錆させる虞れが
あつた。

本考案は上記問題点を解消するもので、その目
的は、貯留タンク内における圧縮気体の使用量が
少ない場合であつても、極力ドレンの発生を防止
することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために本考案にあつて
は、低圧側圧縮部の吐出室と高圧側圧縮部の吸込
室とを連通管を介して連通し、該高圧側圧縮部の
吐出室と貯留タンクとを連通し、該貯留タンク内
が第１の設定圧力のとき各圧縮部を駆動する駆動
機構を停止し、該貯留タンク内が該第１の設定圧
力よりも低い第２の設定圧力のとき前記駆動機構
を再起動させる多段圧縮機において、前記貯留タ
ンク内が前記第１の設定圧力よりも低く前記第２
の設定圧力よりも高い第３の設定圧力以上となつ
たとき、該圧力を検出してオンとなる圧力検出手
段と、前記圧力検出手段がオンのとき、低圧側圧
縮部の吐出室から高圧側圧縮部の吸込室への圧縮
気体の吐出量を減少させるように調整する吐出量
調整機構と、を設けた構成としてある。

上述の構成により、貯留タンク内の圧力が第３
の設定圧力になると、吐出量調整機構によつて低
圧側圧縮部の吐出側から高圧側圧縮部の吸込側へ
の圧縮気体の吐出量が減少するように調整される
ことから、吐出量調整機構によつて圧縮気体の吐
出量が調整される方が、該吐出量調整機構によつ
て圧縮気体の吐出量が調整されない場合に比べ
て、貯留タンク内の昇圧速度が遅くなり、その
間、長く暖気運転を行うことができる。このた
め、仮え、貯留タンク内における圧縮気体の使用
量が少ない場合であつても、それに伴うドレンの
発生をその暖気運転によつて防止することができ
る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１の実施例を示す第３図において、１は圧縮
機本体で、この圧縮機本体１は低圧側圧縮部２と
高圧側圧縮部３とクランクケース４とを有してい
る。

低圧側圧縮部２内には圧縮室５、吸込室６及び
吐出室７が形成されている。圧縮室５内にはピス
トン８が嵌挿されており、このピストン８は駆動
機構としてのモータ９により往復動される。吸込
室６には大気取入管１０が開口しており、その大
気取入管１０の先端には吸入フイルタ１１が取付
けられている。この吸込室６と圧縮室５とを画成
する隔壁には、吸込弁１２が設けられ、吐出室７
と圧縮室５とを画成する隔壁には、吐出弁１３が
設けられている。これら吸込弁１２及び吐出弁１
３は前記ピストン８の往復動作に伴つて開閉動作
し、これによつて、吸気、圧縮、吐出のサイクル
が行われる。

高圧側圧縮部３内には、前記低圧側圧縮部２と
同様に、圧縮室１４、吸込室１５及び吐出室１６
が形成されている。圧縮室１４にはピストン１７
が嵌挿され、該ピストン１７は前記モータ９によ
り往復動される。吸込室１５には、連通管１８の
一端側が開口しており、その他端側は前記低圧側
圧縮部２の吐出室７に開口している。連通管１８
と大気取入管１０との間にはバイパス管１９が接
続されており、そのバイパス管１９には電磁弁２
０が介在されている。ここで、２１は冷却部、２
２は流量を調節する絞りである。吐出室１６に
は、連通管２３の一端が開口しており、その他端
は貯留タンクとしてのタンク２４に開口してい
る。この吐出室１６と圧縮室１４とを画成する隔
壁には吐出弁２５が設けられ、前記吸込室１５と
圧縮室１４とを画成する隔壁には吸込弁２６が設
けられていて、これら吸込弁２６及び吐出弁２５
は前記ピストン１７の往復動作に伴つて開閉動作
し、これによつて、吸気、圧縮、吐出のサイクル
が行われる。

クランクケース４は、前記両圧縮室５，１４と
連通しており、そのクランクケース４内には、潤
滑用オイル２７が貯留されている。

前記モータ９は、結線Ｕ，Ｖ，Ｗを介して三相
電源（図示略）と接続されており、各結線Ｕ，
Ｖ，Ｗには一体的に作動する常開接点ｍ，ｍ，ｍ
が設けられている。結線Ｕ，Ｗには、常開接点
ｍ，ｍ，ｍよりも三相電源側において、該常開接
点ｍ，ｍ，ｍを作動させるためのモータ制御回路
２８が接続されている。このモータ制御回路２８
には、前記常開接点ｍ，ｍ，ｍを駆動するコイル
２９と、常開接点r₁とが直列に設けられており、
常開接点r₁には、該常開接点r₁を作動させる圧力
スイツチ３０が連係している。この圧力スイツチ
３０は、ばねを利用したもので、前記タンク２４
と連通管３１を介して連通しており、これによ
り、タンク２４内の圧力が検出できるようになつ
ている。すなわち、圧力スイツチ３０は、タンク
２４内が第１の設定圧力P₁（最高圧力）に達した
とき、それを検出して常開接点r₁を開とし、タン
ク２４内が第１の設定圧力P₁より低い第２の設
定圧力P₂のとき、それを検出して常開接点r₁を閉
とする機能を有しており、これにより、コイル２
９が励磁又は消磁され、常開接点ｍ，ｍ，ｍは開
閉される。

また、結線Ｕ，Ｗには、常開接点ｍ，ｍ，ｍよ
りもモータ９側において、電磁弁制御回路３２が
接続されている。その電磁弁制御回路３２には、
電磁弁２０を作動させるソレノイド３３と常開接
点r₂とが直列に設けられており、常開接点r₂に
は、該常開接点r₂を作動させる圧力スイツチ３４
が連係している。この圧力スイツチ３４は、前記
圧力スイツチ３０と同種のもので、前記連通管３
１に連通しており、これにより、タンク２４内の
圧力が検出できるようになつている。この圧力ス
イツチ３４は、前記第１の設定圧力P₁よりも低
く前記第２の設定圧力P₂よりも高い第３の設定
圧力P₃を検出したとき、常開接点r₂を閉とし、第
３の設定圧力P₃よりも低く第２の設定圧力P₂よ
りも高い第４の設定圧力Ｐを検出したとき、常開
接点r₂を開とする機能を有しており、この圧力ス
イツチ３４により制御される常開接点r₂と前記常
開接点r₁とにより、ソレノイド３３は励磁又は消
磁され、電磁弁２０は開閉される。ここで、この
電磁弁制御回路３２と、前記バイパス管１９と、
前記電磁弁２０とが吐出量調整機構を構成してい
る。尚、３５は弁、３６はタンク２４の吐出口で
ある。

次に上記多段圧縮機の作用について説明する。

図示を略す電源スイツチを入れると、タンク２
４内の大気圧Paを圧力スイツチ３０が検出し、
該圧力スイツチ３０は常開接点r₁を閉とする。常
開接点r₁が閉となると、モータ制御回路２８には
電圧が印加されることになり、コイル２９が励磁
される。これに伴い常開接点ｍ，ｍ，ｍが閉とな
り、モータ９に電圧が印加されることになつて、
モータ９は回転を開始する。これにより、ピスト
ン８，１７が駆動されることになり、吸気フイル
タ１１を介して吸引された空気は、低圧側圧縮部
２及び高圧側圧縮部３で圧縮されてタンク２４へ
供給され、タンク２４内の圧力は第４図に示すよ
うに急激な勾配をもつて高まる（第４図中、ｏ→
ａ）。

タンク２４内の圧力が第３の設定圧力P₃に達
すると、圧力スイツチ３４はその第３の設定圧力
P₃を検出して常開接点r₂を閉とする。この常開接
点r₂が閉となることにより、電磁弁制御回路３２
に電圧が印加されることになり、ソレノイド３３
は励磁される。これにより、電磁弁２０が開とな
り、低圧側圧縮部２の吐出室７から吐出された圧
縮空気は、その一部が連通管１８からバイパス管
１９へ流れ、低圧側圧縮部２の吸込室６に戻され
る。このため、低圧側圧縮部２の吐出室７から低
圧側圧縮部３吸込室１５に供給される圧縮空気
は、バイパス管１９を通つて低圧側圧縮部２に供
給されない場合に比べてその供給量が少なくな
り、第４図に示すようにタンク２４内の圧力は、
電磁弁２０が開弁する前の圧力上昇に比べてその
勾配が緩慢となる（第４図中、ａ→ｂ）。このた
め、タンク２４内圧力が第１の設定圧力P₁に達
するまでの運転時間が、低圧側圧縮部２からの圧
縮空気の一部を該低圧側圧縮部２に戻さない場合
に比べて長くなり、その間、ピストン８の往復動
に伴う摩擦熱等の熱エネルギ及び低圧側圧縮部２
の吸込室６に戻される圧縮空気の保有熱が低圧側
圧縮部２の吐出室７から吐出される圧縮空気に伝
達され、暖気運転が行われる。したがつて、その
暖気運転により連通管１８内において、圧縮空気
中の水分が凝縮してドレンが発生することはなく
なると共に、既に発生したドレンは蒸発すること
になる。

タンク２４内の圧力が第１の設定圧力P₁に達
すると、圧力スイツチ３０はその第１の設定圧力
P₁を検出して常開接点r₁を開とする。この常開接
点r₁が開となることにより、コイル２９は消磁
し、常開接点ｍ，ｍ，ｍは開となる。このため、
モータ９には、電力が印加されなくなり、モータ
９の回転は停止し、ピストン８，１７は駆動され
なくなる。これに伴い、電磁弁制御回路３２にも
電圧が印加されなくなり、ソレノイド３３は消磁
し、電磁弁２０は閉弁する。

そして、これ以後、タンク２４内の圧縮空気の
使用量に応じて第４図に示すように該タンク２４
内圧力が変化する。すなわち、第１の設定圧力
P₁の状態におけるタンク２４内の圧縮空気を一
定吐出量をもつて使用すると、タンク２４内の圧
力は第１の設定圧力P₁から第２の設定圧力P₂に
直線状に降下する。この間、常開接点ｍ，ｍ，ｍ
が開となつているため、電磁弁制御回路３２には
電圧が印加されることはなく、電磁弁２０は閉状
態が維持される。

タンク２４内圧力が第２の設定圧力P₂に達す
ると、圧力スイツチ３０がその第２の設定圧力
P₂を検出して常開接点r₁を閉とし、モータ制御回
路２８に電圧が印加されることから、コイル２９
が励磁され、常開接点ｍ，ｍ，ｍは閉となり、モ
ータ９に電圧が印加されて、モータ９は回転を開
始する。このとき、電磁弁２０は閉弁している。
このため、各ピストン８，１７が往復動され、タ
ンク２４内に圧縮空気が供給される。

タンク２４内に圧縮空気を供給するに伴い、該
タンク２４内の圧縮空気を使用するときであつ
て、圧縮空気のタンク２４内への供給量が使用量
よりも大きい場合には、タンク２４内の圧力は曲
線をもつて昇圧する（第４図中、ｃ→ｄ）。

タンク２４内の圧力が第３の設定圧力P₃に再
び達すると、前記同様、電磁弁２０が開弁し、低
圧側圧縮部２の吐出室７からの圧縮空気の一部は
バイパス管１９を通つて低圧側圧縮部２の吸込室
６に戻される。この場合、タンク２４内における
圧縮空気の使用量がタンク２４への圧縮空気の供
給量よりも大きくなるので、タンク２４内の圧力
は、第１の設定圧力P₁に達することなく途中か
ら下降し始める（第４図中、ｄ→ｅ）。この間、
暖気運転が行われ、連通管１８内にドレンが発生
することはない。

タンク２４内の圧力が第４の設定圧力P₄に達
すると、圧力スイツチ３４は、その第４の設定圧
力P₄を検出して常開接点r₂を開とする。常開接点
r₂が開となると、ソレノイド３３は消磁すること
になり、電磁弁２０は閉弁する（第４図中、ｅ
点）。これにより、圧縮空気の使用量よりも圧縮
空気の供給量の方が大きくなり、タンク２４内圧
力は途中から上昇し始める（第４図中、ｅ→ｆ
点）。

タンク２４内の圧力が第３の設定圧力P₃に達
すると、再び電磁弁２０が開弁することになり、
暖気運転が行われる。そして、途中で圧縮空気の
使用をやめると、タンク２４内には暖気運転なが
らも圧縮空気が供給されているため、タンク２４
内の圧力はしだいに高まる（第４図中、ｆ→ｇ
点）。

タンク２４内の圧力が第１の設定圧力P₁に達
すると（第４図中、ｇ点）、前記同様、モータ９
が停止すると共に電磁弁２０は閉弁する。以後、
タンク２４内の圧縮空気が使用されていないた
め、タンク２４内の圧力は第１の設定圧力P₁が
維持される。

このように、タンク２４内における圧縮空気の
使用の一態様について説明してが、モータ９の回
転中であつて、タンク２４内の圧力が、モータ９
の回転を停止する第１の設定圧力P₁とモータ９
を再起動する第２の設定圧力P₂との間における
第３の設定圧力P₃と第４の設定圧力P₄とによつ
て電磁弁２０を開閉するように制御したので、特
にタンク２４内の圧縮空気の使用量が少なくて
も、できるだけ長い暖気運転が可能となり、連通
管１８内等においてドレンは発生しなくなると共
に、仮えドレンが生じたとしてもそのドレンは暖
気運転により蒸発される。

次に他の実施例について説明するが、第６図は
第２の実施例を示しており、第７図は第３の実施
例を示している。これら第２、第３の実施例にお
いて、前記第１の実施例と同一構成要素について
は同一符号を付してその説明を省略する。

第２の実施例においては、前記第１の実施例に
おける電磁弁制御回路３２及び電磁弁２０に代え
て、調圧弁３７とシリンダ機構３８とからなる弁
制御機構３９及び弁４０を用いたものを示してい
る。調圧弁３７は、その流入口に第３の設定圧力
P₃が作用したときその流入口と流出口とを連通
し、流入口に第４の設定圧力P₄が作用したとき
その流入口と流出口との連通を阻止する機能を有
しており、該調圧弁３７の流入口は連通管４１を
介してタンク２４に連通し、該調圧弁３７の流出
口は連通管４２を介してシリンダ機構３８のシリ
ンダ４３内に連通している。シリンダ４３内には
ピストン４４が嵌挿されており、シリンダ４３内
はピストン４４により二室に画成されている。そ
のシリンダ４３の一の室には前記連通管４２が開
口しており、その他の室にはばね４５が介装され
ており、該ばね４５によりピストン４４は連通管
４２側に向つて付勢されている。ピストン４５は
ピストンロツド４６が一体的に取付けられてお
り、ピストンロツド４６はシリンダ４３外へと延
出している。このピストンロツド４６の先端部に
は前記弁４０が連係しており、ピストンロツド４
６が伸張したときには、弁４０は開弁し、ピスト
ンロツド４６が短縮したときには、弁４０は閉弁
する。このため、この実施例の場合、前記第１の
実施例と類似した暖気運転を行うことができる。

勿論、調圧弁３７の構成を簡単にするために、
該調圧弁３７を、その流入口に第３の設定圧力
P₃以上の圧力が作用したとき開とし、その流入
口に第３の設定圧力P₃以下の圧力が作用したと
きには閉とするようにしてもよい。

第３の実施例は、前記第１の実施例におけるバ
イパス管１９、電磁弁２０に代えてプツシヤ４７
と該プツシヤ４７を駆動するソレノイド３３とを
用いたものを示している。すなわち、低圧側圧縮
部２には、ソレノイド３３が設けられていると共
に、該低圧側圧縮部２にはソレノイド３３を貫通
して吸込弁１２に対して当接・離間可能なプツシ
ヤ４７が設けられている。そして、タンク２４内
の圧力が第３の設定圧力P₃になつたとき、ソレ
ノイド３３に通電され、該ソレノイド３３がプツ
シヤ４７を駆動し、該プツシヤ４７が吸込弁１２
を強制的に押し開くようになつている。これによ
り、低圧側圧縮部２はアンロード運転されること
になり、圧縮機は高圧側圧縮部３のみが作動する
単段機となり、連通管１８内等において圧縮空気
中の水分が凝縮してドレンが発生することがなく
なる。特にこのような構成の圧縮機は、圧力比が
10程度の場合にトラブルを生じることなく効果的
に使用できる。ここで、プツシヤ４７及び該プツ
ヤ４７の制御機構の代わりに前記第２の実施例に
おけるシリンダ機構３８及び調圧弁３７等を適用
してもよいのは言うまでもない。

以上数実施例について説明したが本考案にあつ
ては次のようなものを包含する。

連通管１８、バイパス管１９を断熱性の高い
材料で製作した場合や、断熱性の優れた保温材
で該連通管１８、バイパス管１９を保温した場
合には、本考案の目的はよりよい結果となる。

ピストン８，１７を駆動する駆動機構は内燃
機関としてもよい。

本考案に係る多段圧縮機は、二段圧縮機に限
定されることなく、他のいかなる数段の圧縮
機、複動型の多段圧縮機、空気圧縮機以外の気
圧圧縮機等であつてもよい。

（効果） 本考案は以上述べたように、駆動機構が停止す
る第１の設定圧力と駆動機構が再起動する第２の
設定圧力との間における第３の設定圧力を基準と
して、吐出量調整機構によつて低圧側圧縮部から
高圧側圧縮部へ供給される圧縮気体を減少するよ
うに調整するので、貯留タンク内の昇圧速度が、
低圧側圧縮部からの圧縮気体を全て高圧側圧縮部
に供給する場合に比べて、遅くなり、その間、暖
気運転を行うことができる。このため、仮え、貯
留タンク内における圧縮気体の使用量が少ない場
合であつても、それに伴うドレンの発生を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における制御に基づく、タンク内
の圧力と時間との関係を示すグラフ、第２図は第
１図に対応する圧力スイツチのオン−オフ関係を
示す図、第３図は第１の実施例に係る多段圧縮機
を示す概略図、第４図は第１の実施例における制
御に基づく、タンク内の圧力と時間との関係の一
態様を示すグラフ、第５図は第４図に対応する圧
力スイツチのオン−オフ関係を示す図、第６図は
第２の実施例に係る多段圧縮機を示す概略図、第
７図は第３の実施例に係る多段圧縮機を示す概略
図である。 ２……低圧側圧縮部、３……高圧側圧縮部、７
……吐出室、９……モータ、１５……吸込室、１
６……吐出室、１８……連通管、１９……バイパ
ス管、２０……電磁弁、２４……タンク、３２…
…電磁弁制御回路、３４……圧力スイツチ、３９
……弁制御機構、４０……弁、４７……プツシ
ヤ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 低圧側圧縮部の吐出室と高圧側圧縮部の吸込
   室とを連通管を介して連通し、該高圧側圧縮部
   の吐出室と貯留タンクとを連通し、該貯留タン
   ク内が第１の設定圧力のとき各圧縮部を駆動す
   る駆動機構を停止し、該貯留タンク内が該第１
   の設定圧力よりも低い第２の設定圧力のとき前
   記駆動機構を再起動させる多段圧縮機におい
   て、 前記貯留タンク内が前記第１の設定圧力より
   も低く前記第２の設定圧力よりも高い第３の設
   定圧力以上となつたとき、該圧力を検出してオ
   ンとなる圧力検出手段と、 前記圧力検出手段がオンのとき、低圧側圧縮
   部の吐出室から高圧側圧縮部の吸込室への圧縮
   気体の吐出量を減少させるように調整する吐出
   量調整機構と、を設けたことを特徴とする多段
   圧縮機構。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載におい
   て、前記吐出量調整機構を、前記連通管と前記
   低圧側圧縮部の吸込室とを連通させるバイパス
   管と、該バイパス管に介在される電磁弁と、前
   記圧力検出手段の信号を受けて該電磁弁を制御
   する電磁弁制御回路とで構成し、該電磁弁を前
   記圧力検出手段がオンのとき開とすることを特
   徴とする多段圧縮機。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載におい
   て、前記吐出量調整機構を、前記圧力検出手段
   がオンのとき前記低圧側圧縮部の吸込室におけ
   る吸込弁を開とするアンロード機構としたこと
   を特徴とする多段圧縮機。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかの記載において、前記圧力検出手段
   をばねを利用した圧力スイツチとしたことを特
   徴とする多段圧縮機。 (5) 実用新案登録請求の範囲第１項記載におい
   て、前記吐出量調整機構を、前記連通管と前記
   低圧側圧縮部の吸込室とを連通させるバイパス
   管と、該バイパス管に介在される弁機構と、該
   弁機構に連係して該弁機構を開閉するシリンダ
   機構とで構成し、前記圧力検出手段を調圧弁と
   して該調圧弁を介して前記貯留タンクと前記シ
   リンダ機構とを接続し、該調圧弁により該シリ
   ンダ機構の作動を制御したことを特徴とする多
   段圧縮機。