JPH037591Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は油圧によりダイヤフラム板を振動さ
せ、この振動を利用してガスを圧縮する油圧式ダ
イヤフラム圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

従来の油圧式ダイヤフラム圧縮機は、第３図に
示すように、循環する油の供給及び排出ラインを
備えた油室１と、ガスの吸気及び排気ラインを備
え油室１と相対して配置されたガス室２と、油室
１とガス圧２との間にあつて両者を分割するダイ
ヤフラム板３と、油室１のダイヤフラム板３と反
対側にあつて油を介してダイヤフラム板３を振動
させるためのピストン４と、前記ガスの排気ライ
ンに設けられ圧縮ガスを収容するスナバータンク
５とを備えている。第３図にはこれらを２組だけ
備えた２段の圧縮機を示したが、２組以上の多段
のもの及び１組だけの単段のものもある。

このような油圧式ダイヤフラム圧縮機は、モー
タ等の外部動力によりクランク軸６を回転させて
各段のピストン４を往復移動させることにより、
媒体である油室１の油を介してダイヤフラム板３
を振動させ、この振動に伴なつてガス室２でガス
の定量的な吸気及び排気を繰り返してスナバータ
ンク５にガスを圧縮することができる。ダイヤフ
ラム板３は常に一定の圧力が加えられて一定の振
動を起すように常に適正な油量が必要であり、ピ
ストン４の間隙その他からの油もれを補うために
油の供給及び排出ラインに油ポンプ７を設けて油
室の油量を適正に保持している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の油圧式ダイヤフラム圧縮機にお
いては、油室１の油排出ラインに設けた油室調圧
弁８が予め上限圧力、例えば250Kg／cm²、に設定
したまま固定される固定式のために種々の問題が
あつた。

まず、圧縮機を起動する場合には、ガス室２の
ガス圧がたとえ０Kg／cm²であつても油室１の油圧
は常に上限に設定されているので、ピストン４に
非常に大きなトルクがかかり、モータの起動が困
難であつた。そこで、油排出ラインの逃がし弁９
を開いてピストン４が移動しても油室１に圧力が
かからないようにしてモータを起動し、数秒後に
クランク軸６の回転が定まつた時点で逃がし弁９
を閉じる操作を手動でおこなつていた。

次に、逃がし弁９を閉じた後に圧縮機運転中の
問題点について説明する。１分間に約400回転す
るピストン４の１ストロークに伴つて、ダイヤフ
ラム板３が最上点から下降して最下点に達するま
でガス（空気）が外部からガス室２に吸引され、
次にダイヤフラム板３が最下点から上昇するとガ
ス室２のガスが排気されながらスナバータンク５
に圧縮される。上記の動作を繰り返すことによつ
てスナバータンク５内のガス圧が徐々に上昇して
ゆく、上記のピストン４とダイヤフラム板３の移
動に伴なつて油圧も変化するが、通常は油室１の
容積をガス室２の容積よりも大きくしてダイヤフ
ラム板３が最上点でガス室２の上部に接するよう
になつているので、ダイヤフラム板３が最上点に
達した時点で油圧は１ストロークのピーク値（即
ち、調圧弁８で設定された上限圧力）に達する。
又、モータの動力も油圧に伴なつて変動する。

従つて、油室１の油圧及びピストン４を駆動す
るモータの動力は、１ストローク中でも変動する
が、当分野においては、いずれもダイヤフラム板
３が最上点に達した時点でのピーク値をもつて表
示するのが通常である。第４図に、この表示方法
により、逃がし弁９を閉じた時点からの経過時間
ｔに対する油室１の油圧及びピストン４を駆動す
るモータの動力の関係を示した。尚、油圧はガス
圧よりも高く設定しないとガスの圧縮が不可能で
ある。

第４図からも解る通り、従来の油圧式ダイヤフ
ラム圧縮機においては、スナーバータンク５及び
ガス室２のガス圧は徐々に上昇するにも拘らず、
油圧は逃がし弁９を閉じると同時に一気に上限圧
力まで上昇するので、油圧とガス圧との差圧が非
常に大きくなつてダイヤフラム板３を破損しやす
く、またガス室側の容積効率が極めて悪い。又、
モータではガス圧に如何に拘らず、高い油圧（上
限圧力）に対応した動力が常に消費されるという
欠点があつた。

更に、ガス圧が上昇して設定圧力または使用圧
力に達すると、スナバータンク５に設けた安全弁
１０等の手段により余分なガスを排気して圧縮機
の安全を確保していたが、モータは運転されたま
までありガス消費が少なくても動力は最大に消費
していた。他の方法として圧力スイツチをスナバ
ータンク５に設置し、上限圧力に達したら電気的
にモータ電源を切る方法があるが、ガス圧が降下
して再起動する場合には前記した面倒な手動操作
をくりかえさねばならず、起動サイクルの短い圧
縮機では採用できなかつた。

本考案は、上記の問題点をなくし、起動が簡単
で、動力消費を最小限度にして連続運転すること
ができる自動化された油圧式ダイヤフラム圧縮機
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の油圧式ダイヤフラム圧縮機は、油の供
給及び排出ラインを備えた油室と、ガスの吸気及
び排気ラインを備え油室と相対して配置されたガ
ス室と、油室とガス室との間にあつて両者を分割
するダイヤフラム板と、油室のダイヤフラム板と
反対側にあつて油を介してダイヤフラム板を振動
させるためのモータで駆動されるピストンと、前
記ガスの排気ラインに設けられ圧縮ガスを収容す
るスナバータンクとを１組または多数組備えた単
段または多段の油圧式ダイヤフラム圧縮機におい
て、少なくとも最終段のスナバータンクに設置し
た圧力センサーと、油室からの油の排出を調整し
て油室の油圧を制御する油排出ラインに設けた油
室制御弁と、圧力センサーと連絡し制御すべき油
室の油圧を油室制御弁に指示する制御装置とを具
え、制御装置の指示により油室制御弁が油室の油
圧を、起動時にはモータの起動可能な低い油圧
に、起動後は圧力センサーで検出したガス圧より
もやや高い油圧に、運転中に検出したガス圧が予
め設定した上限値に達した時はモータがアンロー
ド運転となる低い油圧に、及びアンロード運転中
に検出したガス圧が予め設定した下限値に達した
時にはそのガス圧よりもやや高い油圧に制御する
ことを特徴とするものである。

〔実施例〕

本考案装置の一実施例として２段の油圧式ダイ
ヤフラム圧縮機を第１図を参照して説明する。

この装置の第１段には、油ポンプ７ａを含む油
の供給及び排出ラインを備えた油室１ａと、ガス
の吸気及び排気ラインを備えたガス室２ａとが、
油室１ａとガス室２ａとの間にあつて両者を分割
するダイヤフラム板３ａを介して相対して設けて
ある。油室１ａのダイヤフラム板３ａと反対側に
は、油を介してダイヤフラム板３ａを振動させる
ためのピストン４ａが支持されている。前記ガス
の排気ラインにはガス室２ａで排気された圧縮ガ
スを収容するスナバータンク５ａが設置されてい
る。第１段のスナバータンク５ａからは第２段へ
のガス供給ラインが出て第２段のガス室２ｂに向
つている。第２段にも同様に、油室１ｂ、ガス室
２ｂ、ダイヤフラム板３ｂ、ピストン４ｂ及びス
ナバータンク５ｂ並びに油ポンプ７ｂが設けてあ
る。両ピストン４ａ及び４ｂはモータ（図示せ
ず）に連結したクランク軸６により往復移動する
ようになつている。

更に、第２段のスナバータンク５ｂには圧力セ
ンサー１１が取り付けてあり、タンク５ｂ内のガ
ス圧を検出して電気信号に変換し、制御装置１２
に伝達するようになつている。制御装置１２はマ
イクロコンピユータを含み、圧力センサー１１で
検出したガス圧から油室１ａ及び２ｂの適正な油
圧を求めるようになつている。第１段及び第２段
の油排出ラインには、各々油室制御弁１３ａ及び
１３ｂが設けてあり、各油室１ａ及び１ｂが制御
装置１２で求めた適正な油圧になるように、制御
装置１２からの電気信号により油室１ａ，１ｂか
らの油の排出をコントロールできるようになつて
いる。

〔作用〕

この圧縮機を、ガス圧０Kg／cm²で起動した場合
における油圧及びモータに動力の経過時間ｔに対
する関係は第２図に示すようになる。ただし、油
圧と動力はいずれもダイヤフラム板が最上点に達
した時点でのピーク値をもつて表示してある。

モータの起動時には、制御装置により油室制御
弁を調整し、ガス圧の如何に拘らず油圧をモータ
の起動可能な範囲の低いプラス圧力（例えば１〜
10Kg／cm²）に制御する。従つて、起動時にガス圧
は０Kg／cm²であつても、油圧を０Kg／cm²とせず、
それよりもやや高いプラスの圧力で起動させるの
であり、これによつて最良のガス昇圧効率が得ら
れる。起動後はガス圧の上昇に伴なつて、ガス圧
よりやや高い（例えば１〜10Kg／cm²だけ高い）圧
力で油圧を上昇させ、従つてモータの動力も油圧
の上昇につれて上昇してゆく、尚、起動時にガス
残圧がある場合、油圧がガス圧より高くないとガ
スの圧縮が出来ないので、起動後すみやかに圧力
センサーで検出したガス圧よりもやや高い油圧に
制御する。

あらかじめガス圧の上限及び下限値を制御装置
に設定しておき、圧力センサーで検出した最終段
スナバータンクのガス圧が上限値に達した時（ａ
点）に、各段の油室制御弁を自動的に開いて油圧
をさげ、ダイヤフラム板の振動をなくしてガスの
圧縮を停止すると共に油圧にみあつた低い動力で
アンロード運転する。ガスが消費されてガス圧が
下限値まで降下した時（ｂ点）、制御装置により
油室制御弁を自動的に閉じて油圧を復帰させれ
ば、ロード運転となり再びガスの圧縮が始まりガ
ス圧が上昇する。

多段の場合には各段の油圧制御は最終段から所
定の差圧をもつて設定しておけばよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、第２図からわかるように、常
に低い油圧で簡単に起動でき、油圧を制御するこ
とによりガス圧の上昇に応じた最小限度の動力で
ガスを昇圧でき、ロード及びアンロード運転の制
御も従来のごとくガスを逃がしたりモータを止め
ることなく、油圧の制御のみにより連続制御運転
できる。第２図と第４図を比較すれば、本考案装
置が従来に比して動力消費が極めて少なく、経済
的であることがわかる。また、本考案では、油圧
の自動制御により手動操作を必要とせずに連続自
動運転できるので、遠方操作による運転も可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の慨略構成図であり、第２
図は本考案装置の運転時におけるガス圧、油圧及
び動力の関係を示すグラフであつて、実線矢印は
ガスライン、１点鎖線矢印は油ライン及び破線は
電気信号ラインを示している。第３図は従来の装
置の概略構成図であり、第４図は従来の装置の運
転時におけるガス圧、油圧及び動力の関係を示す
グラフである。 １……油室、２……ガス室、３……ダイヤフラ
ム板、４……ピストン、５……スナバータンク、
１１……圧力センサー、１２……制御装置、１３
……油室制御弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油の供給及び排出ラインを備えた油室と、ガス
   の吸気及び排気ラインを備え油室と相対して配置
   されたガス室と、油室とガス室との間にあつて両
   者を分割するダイヤフラム板と、油室のダイヤフ
   ラム板と反対側にあつて油を介してダイヤフラム
   板を振動させるためのモータで駆動されるピスト
   ンと、前記ガスの排気ラインに設けられ圧縮ガス
   を収容するスナバータンクとを、１組又は多数組
   備えた単段又は多段の油圧式ダイヤフラム圧縮機
   において、少なくとも最終段のスナバータンクに
   設置したガス圧の圧力センサーと、油室からの油
   の排出を調整して油室の油圧を制御する油排出ラ
   インに設けた油室制御弁と、圧力センサーと連絡
   し制御すべき油圧を油室制御弁に指示する制御装
   置とを具え、制御装置の指示により油室制御弁が
   油室の油圧を、起動時にはモータの起動可能な低
   い油圧に、起動後は圧力センサーで検出したガス
   圧よりもやや高い油圧に、運転中に検出したガス
   圧が予め設定した上限値に達した時はモータがア
   ンロード運転となる低い油圧に、及びアンロード
   運転中に検出したガス圧が予め設定した下限値に
   達した時にはそのガス圧よりもやや高い油圧に制
   御することを特徴とする油圧式ダイヤフラム圧縮
   機。