JPH0429105Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、低圧側圧縮部を複数個備えた多段
圧縮機に関するものである。

多段圧縮機として、圧縮した空気を溜めておく
空気タンク内の圧力が所定の範囲内にある場合に
は運転が停止される圧力開閉式のものがあるが、
このような多段圧縮機では、空気タンク内の空気
消費量が少い場合には、長時間運転が停止するこ
ととなるため、圧縮機の各部の温度が室温と同程
度まで冷えてしまう。このように各部が冷えてい
る状態で再び運転が開始されると、低圧側圧縮部
で圧縮された空気が中間パイプを通つて高圧側圧
縮部に移動する際に、該中間パイプ内で冷却さ
れ、該圧縮空気中に含まれている水分の凝縮が起
こる。そして、この凝縮によつて生じたドレン
が、そのまま高圧側圧縮部に送り込まれてしまう
と、種々の不都合を引き起こす。例えば、多段圧
縮機が往復動形のものであれば、中間パイプより
高圧側圧縮部（高圧側気筒）に侵入したドレン
は、シリンダとピストンとの間の間隙よりクラン
クケース内に流れ込み、クランクケースの内底に
溜めてある潤滑油中に混入して潤滑油を白濁させ
て潤滑機能を低下させたり、クランクケース内に
錆を生じさせる等の不都合を引き起こす。

そこで、従来、中間パイプの途中に中間冷却器
（例えばラジエータ）を設けて、中間パイプを流
れる圧縮空気中の水分を積極的に凝縮させ、生成
されたドレンを中間冷却器の端部に設けたドレン
セパレータより、外部に排出させるような対策が
開発されたが、このような対策によると、中間冷
却器自体が高温で、かつ寸法が大となるため、大
きな取付スペースが必要となつたり、コスト高に
なる等の問題が生じる。

この考案は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、低圧側圧縮部を複数個備える多段圧縮機にお
いて、低圧側圧縮部から高圧側圧縮部へ圧縮空気
を導く中間パイプ内でのドレンの発生を、コンパ
クトでかつ安価な機構によつて防止することを目
的とするものであり、その特徴とするところは、
所定の同じ圧力まで空気を圧縮する複数個の低圧
側圧縮部と、これらの低圧側圧縮部より中間パイ
プを介して送られてくる圧縮空気をさらに圧縮し
て空気タンクに送る高圧側圧縮部とを備えた多段
圧縮機であつて、複数個備えられた低圧側圧縮部
のうちの一部に、吸込弁を開放するアンローダ
と、該アンローダを作動させるアンローダ作動機
構と、該アンローダ作動機構を該圧縮機の運転開
始時に前記中間パイプが室温から所定温度まで昇
温するために要する所定時間だけ作動させる作動
制御装置とを設けたところにある。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は一実施例の多段圧縮機の概略構成を示
し、第２図は第１図の要部の詳細を示している。

この多段圧縮機は、シリンダ内を往復動するピ
ストン機構によつて空気を圧縮する往復動形のも
ので、クランクケース１の上部には所定の同じ圧
力まで空気を圧縮する２個の低圧側圧縮部（以
下、低圧側気筒と呼ぶ）２，３と、これらの低圧
側気筒２，３によつて圧縮された空気をさらに圧
縮する高圧側圧縮部（以下、高圧側気筒と呼ぶ）
４とが備えられ、高圧側気筒４で圧縮された空気
が後部パイプ５を介してクランクケース１下方の
空気タンク６に溜められる。また、この多段圧縮
機は、空気タンク６内の圧力が所定の範囲内にあ
る場合には、クランクケース１内のクランク機構
を介してピストン機構を駆動する電動機７（第２
図参照）が停止される圧力開閉式でもある。

各低圧側気筒２，３の上部には、それぞれ空気
吸入用のサイレンサー８が設けられており、これ
らの気筒２，３によつて圧縮された空気は、中間
パイプ９を介して高圧側気筒４に送られる。

低圧側気筒２，３は、第２図に示すように、空
気圧縮用のピストンが摺動するシリンダ１１と、
吸込ポート１２ａを有してシリンダ１１の上部に
固定されたシリンダヘツド１２と、前記吸込ポー
ト１２ａを開閉するためにシリンダヘツド１２の
シリンダ側の面に取り付けられた吸込弁１３と、
前記シリンダヘツド１２の上部に取り付けられて
前記吸込ポート１２ａに連通する吸込室１４を提
供するとともに前記サイレンサー８が取り付けら
れるヘツドカバー１５とを備えている。そして、
これらの低圧側気筒２，３のうち、一方の気筒２
には、第２図に示すように、吸込弁１３を開放さ
せて該気筒２を無負荷運転とする吸込弁開放式の
アンローダ１６と、該アンローダ１６を作動させ
るためのアンローダ作動機構１７と、この圧縮機
の運転開始時、すなわち前記電動機７の通電開始
時に前記アンローダ作動機構１７を所定時間、即
ち、中間パイプが室温から所定温度まで昇温する
ために要する時間だけ作動させる作動制御装置１
８とが設けられている。

前記アンローダ１６は、前記吸込ポート１２ａ
に対応してヘツドカバー１５に設けられた案内筒
１６ａと、該案内筒１６ａ内に摺動可能に支持さ
れるとともにその下端部に前記吸込弁１３を押し
開くための操作軸１６ｂを有したアンローダピス
トン１６ｃと、前記操作軸１６ｂが吸込弁１３を
押し開かないようにピストン１６ｃを上方に付勢
するばね１６ｄとを備えたもので、前記案内筒１
６ａの上壁によつて、ピストン１６ｃの上方に圧
力室となる空所１６ｅが形成されている。

前記アンローダ作動機構１７は、空気タンク６
内の圧縮空気を利用して前記アンローダピストン
１６ｃを駆動するもので、空気タンク６と前記空
所１６ｅとを連通させる管路１９と、該管路１９
中に配設された電磁弁２０とからなる。この電磁
弁２０は、３ポートの２位置切換弁で、ノーマル
クローズとして使用され、作動制御装置１８によ
つて位置の切換えが行われるもので、通常時で
は、アンローダ１６側の管路１９ａが大気に開放
されるとともに空気タンク６側の管路１９ｂが閉
塞され、制御装置１８によつて位置が切換えられ
た時では、図示のように管路１９によつて空所１
６ｅと空気タンク６内とが連通状態となつて、空
気タンク６内の圧縮空気がアンローダピストン１
６ｃの上部に作用することとなる。

前述のばね１６ｄの付勢力は、アンローダピス
トン１６ｃに作用する空気タンク６の圧縮空気の
設定圧力（空気タンク６内の圧力が所定値まで上
がると圧縮機の圧縮運転が中断されアンロード運
転に切換わるが、この所定圧力値）よりもわずか
に小さい値に設定されており、空気タンク６内の
前記設定圧力以上の圧力の圧縮空気がアンローダ
ピストン１６ｃに作用すれば、このアンローダピ
ストン１６ｃが押し下げられて前記吸込弁１３が
開放状態にされる。

前記作動制御装置１８として、この実施例では
電動機７の運転開始時に通電を開始するタイマが
使用されている。このタイマは、圧縮機の中間パ
イプ９等が運転開始後に室温から所定温度まで昇
温するのに要する時間を考慮して、通電時間が設
定されている。

このような構成の圧縮機では、空気タンク６内
の圧力が所定値まで下がると、圧縮機の運転が再
開されることになるが、その場合に、駆動源の電
動機７に通電されると、同時に作動制御装置１８
によつて電磁弁２０に通電され、電磁弁２０が開
状態とされる。これによつて、空気タンク６内の
空気が低圧側気筒２に設けたアンローダ１６の空
所１６ｅに導かれてアンローダピストン１６ｃを
押し下げ、低圧側気筒２の吸込弁１３を開放す
る。

したがつて、運転開始時には、一方の低圧側気
筒２がアンロード運転され、他方の低圧側気筒３
より高圧側気筒４へ圧縮空気を送ることとなり、
低圧側気筒２，３より高圧側気筒４へ送られる空
気量が通常運転時（低圧側気筒２，３双方が正常
に圧縮を行う時）より減少し、その分、中間パイ
プ９や高圧側気筒４内での空気圧が低下し、中間
パイプ９内を流れる空気中に含まれている水分の
凝縮する温度（露点温度）が低下する。

そのため、中間パイプ９の温度が室温程度まで
下がつている場合でも、中間パイプ９内で水分の
凝縮が起こりにくくなり、中間パイプ９内でのド
レンの発生が防止される。したがつて、アンロー
ダ１６の作動によつて、ドレン発生による不都
合、すなわち、ドレンが高圧側気筒４からクラン
クケース１内に入り、クランクケース１内の潤滑
油を白濁させて潤滑機能を低下させたり、クラン
クケース１内の部品に錆を生じさせるような不都
合が防止される。

運転開始後に所定時間経過すると、低圧側気筒
３より送られる空気や各気筒２，３，４からの伝
熱によつて、中間パイプ９，１０は所定温度に達
し、一方、作動制御装置１８によつて電磁弁２０
への通電が止められて、アンローダ１６側の管路
１９ａが大気開放されるとともに空気タンク６側
の管路１９ｂが閉塞される。すると、アンローダ
ピストン１６ｃがばね１６ｄの付勢力によつて上
方に押し戻され、吸込弁１３の開放が解除され
て、気筒２も通常の運転にもどる。このようにし
て、低圧側気筒２，３双方が圧縮を行うようにな
ると、高圧側気筒４に送られる空気量が増えて中
間パイプ９内の圧力が所定値まで高まり、これに
よつて中間パイプ９内での露点温度が高まるが、
この時はすでに中間パイプ９が所定温度以上に昇
温しているため、中間パイプ９内でドレンの発生
は起こらない。

なお、前述の実施例では、アンローダピストン
１６ｃを空気圧で作動させるようにしたが、アン
ローダピストン１６ｃは、ソレノイド、油圧シリ
ンダ等によつて直接進退させてもよい。また、電
磁弁２０の作動時間の設定には、タイマを使用す
ることとしたが、タイマを使用する代わりに、中
間パイプ９の温度を温度センサによつて検出し、
該温度センサによつて中間パイプ９の温度が所定
値以下では電磁弁２０に通電し、中間パイプ９の
温度が所定値まで上がつたら電磁弁２０への通電
を停止させるようにしてもよい。このようにする
と、圧縮機の周囲の温度が変化した場合でも、確
実に対処することができる。

また、前述の実施例では、多段圧縮機として、
往復動形のものを示したが、本考案は、低圧側圧
縮部が２個以上あるものなら、他の形式の多段圧
縮機にも適用できる。なお多段圧縮機としては、
圧力開閉式のもの以外のアンローダ式のものにも
適用できる。

以上説明したように、本考案によれば、所定の
同じ圧力まで空気を圧縮する複数個の低圧側圧縮
部と、これらの低圧側圧縮部より中間パイプを介
して送られてくる圧縮空気をさらに圧縮して空気
タンクに送る高圧側圧縮部とを備えた多段圧縮機
であつて、複数個備えられた低圧側圧縮部のうち
の一部に、吸込弁を開放するアンローダと、該ア
ンローダを作動させるアンローダ作動機構と、該
アンローダ作動機構を該圧縮機の運転開始時に前
記中間パイプが室温から所定温度まで昇温するた
めに要する所定時間だけ作動させる作動制御装置
とを設けた構成であるから、 ａ 運転開始時には作動制御装置が一部の低圧側
圧縮部を、中間パイプが室温から所定温度まで
昇温するために要する所定時間だけアンロード
運転させることが可能となり、低圧側から高圧
側に送られる圧縮空気の量を減少させ、前記中
間パイプ内の圧力が低下して、中間パイプ内を
流れる空気中に含まれている水分の凝縮する露
点温度を低下させることができ、これにより、
中間パイプの温度が室温程度に下がつている場
合でも、中間パイプ内での水分の凝縮を起こり
にくくすることができ、 ｂ また中間パイプを、運転開始時からの前記ア
ンロード運転による時間経過中に、低圧側圧縮
部より高圧側圧縮部へ送る空気や各低圧、高圧
圧縮部からの伝熱によつて昇温させることがで
き、これにより、前記アンロード運転を、中間
パイプを昇温させるのに役立たせることがで
き、ひいては中間パイプ内での水分の凝縮を起
こりにくくするのに役立たせることができ、 ｃ 圧縮機内に溜めてある潤滑油の白濁や錆の発
生等の原因となる中間パイプ内でのドレンの発
生を防止することができ、 ｄ また、ドレンの発生防止のために新たに付加
する部品が、アンローダのための若干の機構部
品や、電磁弁やタイマなどの比較的小さくて安
価な部品で済み、しかも一部の低圧側圧縮部に
だけ装備すればよいので、従来の中間冷却器を
使用する場合と比較して、ドレンの発生防止機
構をコンパクト化し、かつ安価に製作すること
ができ、 ｄ さらに、本考案によれば、一つの駆動源によ
り、一部の低圧側圧縮部のみアンローダ状態と
し、残りの低圧側圧縮部により空気の圧縮を行
いこの圧縮空気を高圧側圧縮部へ送るため、運
転開始時に空気タンクに送る圧縮空気の量が若
干減少するだけで不都合を生じさせることなく
以上の効果をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の概略構成図、第２
図は第１図の要部の詳細図である。 １……クランクケース、２，３……低圧側圧縮
部（低圧側気筒）、４……高圧側圧縮部（高圧側
気筒）、５……後部パイプ、６……空気タンク、
７……電動機、８……サイレンサー、９……中間
パイプ、１１……シリンダ、１２……シリンダヘ
ツド、１２ａ……吸込ポート、１３……吸込弁、
１４……吸込室、１５……ヘツドカバー、１６…
…アンローダ、１６ａ……案内筒、１６ｂ……操
作軸、１６ｃ……アンローダピストン、１６ｄ…
…ばね、１６ｅ……空所、１７……アンローダ作
動機構、１８……作動制御装置、１９，１９ａ，
１９ｂ……管路、２０……電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定の同じ圧力まで空気を圧縮する複数個の低
   圧側圧縮部と、これらの低圧側圧縮部より中間パ
   イプを介して送られてくる圧縮空気をさらに圧縮
   して空気タンクに送る高圧側圧縮部とを備えた多
   段圧縮機であつて、複数個備えられた低圧側圧縮
   部のうちの一部に、吸込弁を開放するアンローダ
   と、該アンローダを作動させるアンローダ作動機
   構と、該アンローダ作動機構を該圧縮機の運転開
   始時に前記中間パイプが室温から所定温度まで昇
   温するために要する所定時間だけ作動させる作動
   制御装置とを設けたことを特徴とする多段圧縮
   機。