JPH08319953A - 空気圧縮機の制御方法並びに装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気圧力の制御をアンローダによって行う空
気圧縮機において、圧力制御、運転制御、ドレン排出操
作をすべてアンローダからのパイロットエアで制御する
メンテナンス容易で、信頼性の高い制御方法並びに装置
を得ることを目的とする。 【構成】 所定圧力で作動するアンローダからのパイロ
ットエアによって、圧縮機の吸気弁開放による圧力制
御、空気タンク等からのドレン排出操作、圧縮機の運転
・停止用圧力スイッチの作動、および二段圧縮機に付設
する水分離器のドレン排出操作を、パイロットエア制御
配管回路によって制御を行う空気圧縮機の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気圧縮機の圧力制
御、運転制御、ドレン排出操作をすべてアンローダから
のパイロットエアによって制御する空気圧縮機の制御方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧縮機の負荷軽減装置としてのアン
ローダ制御は、図２に示すアンローダからのパイロット
エアを、図３に示す往復圧縮機のシリンダカバー部にパ
イロットエアを接続して制御する。図２のアンローダ
は、圧縮空気を充填する空気タンク等に螺設される。空
気タンク等に充填された圧縮空気が所定の空気圧力に達
すると、アンローダの接続口５６からばね５３で押圧さ
れシールしているボール弁５１の下面からの圧力によっ
てボール弁を押し上げて空気タンクの圧縮空気がジョイ
ント５２よりパイロットエアパイプに導入される。設定
される制御圧力は、圧力調整ねじ５４の調整によってば
ね５３の押し圧力を調整し、所定圧力で弁が開放される
位置でロックナット５５で固定されている。そして、空
気タンクの圧力が圧縮空気の消費によって低下したとき
ボール弁５１が再び閉じられる。

【０００３】図３において、アンローダから導入される
圧縮空気は、気筒６０のシリンダカバー６１に付設され
るピストンカバー６４に勘合される制御ピストン６６を
押し下げ、ばね６７を介して、シリンダ６３とシリンダ
カバー６１の間に挟設されるバルブスペーサ６２の吸気
弁板を押し下げ、吸気弁を常時開放状態にすることによ
って空気圧縮作用を行わせないようにする負荷軽減機構
で、一般的な空気圧縮機に広く使用されている構造であ
る。

【０００４】また、上記パイロットエアを空気タンクに
貯溜するドレン水の自動排出手段に利用する方式は、本
発明の出願人が出願した実用新案登録願平３ー９７９３
３によって公知であり、その構造は図４に示すもので、
その特徴はパイロットエアを、パイロットエア取り入れ
口７１より導入される圧力によりピストン７２を作動さ
せ、その作動により弁体７３によって第一のシート７８
を開放すると同時に空気タンクからのドレン水を導入す
る第二のシート７９を閉鎖してドレン溜まり室７６に貯
溜されるドレン水を、第一のシート７８の開放された孔
より、ドレン溜まり室７６の上部の空間７７に畜圧され
た圧縮空気にによってドレン放出口８０より排出するも
のである。

【０００５】また、アンローダからのパイロットエア
を、圧縮機の運転制御を行うために、電装ボックスの中
に付設されるダイヤフラムまたは、ベローズ等に導入し
てパイロットエア圧力によってスイッチのＯＮ・ＯＦＦ
を行い、モータの起動・停止で動力の節減を図る方式も
公知の構造として従来から行われている。

【０００６】以上の如く、付属機器の作動制御を個々に
行うことについては公知の技術であるが、個々に行うた
めに、それぞれ制御方式が異なったり、別途の制御系配
線または、配管を必要とする等の複雑さがある。また、
異なった制御方式等のため作動の信頼性が不十分な問題
をもっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、空気圧縮機
の圧縮空気吐出容量が、消費される使用空気量よりも数
割の余裕をもって選択されて設備されることが多いこと
から、空気圧縮機は所定の空気圧力で負荷運転・無負荷
運転の繰返しまたは、負荷運転と、運転停止の断続運転
となることに着目し、所定圧力で作動するアンローダか
らのパイロットエアを圧力制御は勿論、空気タンクに貯
溜されるドレン水の排水、二段圧縮機の中間冷却機で凝
縮したドレン水の排出および、無負荷運転時のモータ停
止機能を一連の配管制御回路で行うことによって、メン
テナンスが容易で信頼性の高い空気圧縮機の制御方法
と、その装置を得ることを目的とするものである。

【０００８】また、空気圧縮機の能力に対して、使用さ
れる空気量の大小または、圧縮機の運転時間の長短によ
って、無負荷運転と負荷運転の繰返しを継続させるアン
ローダ制御とするか、または負荷運転となると同時に圧
力スイッチを作動させてモータを停止させる圧力スイッ
チ制御にするかのいずれかを任意に選択できる切換スイ
ッチを設けるものである。

【０００９】また、空気タンクに貯溜されるドレン水を
空気タンク上部より吸上げる方式として、従来長期間の
運転によって、空気タンクの底部に沈殿した鉄錆等を含
んだドレン水によるドレンパイプの詰まり等の問題を回
避する装置を得ようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気圧力の制
御をアンローダによって行う空気圧縮機において、空気
圧縮機の運転制御および、メンテナンスを容易化するの
ために配設する付属機器の操作動力源として、前記アン
ローダからのパイロットエアを用い、該パイロットエア
による制御回路によって制御する空気圧縮機の制御方法
である。

【００１１】また本発明は、 空気圧力の制御をアンロ
ーダによって行う空気圧縮機において、アンローダから
のパイロットエアによって圧縮機の吸気弁開放による圧
力制御、空気タンク等に貯溜されるドレン排出操作、空
気圧縮機の運転・停止用圧力スイッチの作動制御およ
び、二段圧縮機の中間冷却器に付設される水分離器のド
レン排出操作を行う制御回路を形成した空気圧縮機の制
御装置としたものである。そして、圧力スイッチを作動
させる制御回路においては、圧力スイッチと電磁開閉器
間の配線をＯＮ・ＯＦＦできる切換スイッチを電装ボッ
クスに付設するもつとともに、ドレン排出弁に取付けら
れるドレン供給パイプは、空気タンク上部よりドレン溜
まり底部近傍に伸ばした吸上げ方式としたことを特徴と
するものである。

【００１２】

【作用】空気圧縮機によって圧縮された空気を充填する
空気タンクにアンローダを取付け、空気タンクの圧力が
所定の圧力に上昇したとき、アンローダが作動し、上昇
した圧縮空気のパイロットエアを、パイロットエア配管
回路によって、空気圧縮機の各気筒のシリンダカバー部
に配設される負荷軽減装置、ドレン排出装置、二段圧縮
機の水分離器および、電装ボックスの圧力スイッチに連
通する。

【００１３】パイロットエアによって、圧縮機の吸気弁
が開放されて無負荷運転となると同時に、ドレン排出装
置に送られたパイロットエアでドレン排出装置の排出弁
が開放され、該排出装置内に貯溜ているドレン水が排出
され空気タンクと導通孔が閉じられる。そして、空気タ
ンク圧力が低下して再負荷運転時にドレン排出弁が閉じ
られ空気タンクとドレン排出装置が導通し、空気タンク
底部に貯溜されているドレンが、空気タンクの圧力によ
って、空気タンク底部近傍に配管したドレン供給パイプ
より押し上げられて、ドレンを排出して空になっている
ドレン排出装置内に供給される。ドレン排出装置内の容
積は比較的小さいが、負荷運転・無負荷運転が繰返され
る都度、排出が行われることによって補われる。また、
空気タンク内にドレン水が溜まっていないときにおいて
も、ドレン排出時、空気タンクとの導通孔が閉鎖される
ので、空気タンク内の圧縮空気が放気されることはな
く、ドレン排出装置内の僅かな空気のみが排出されるだ
けである。

【００１４】次に、二段圧縮機の中間冷却器に付設され
る水分離器に送られるパイロットエアによって、圧縮機
の運転中に水分離器に貯溜されたドレン水が排出され
る。この排出の際は、圧縮機が無負荷運転中であること
から、水分離器の排出弁の開放だけで良く、圧縮空気が
放気される恐れがない。それは従来型の貯溜されたドレ
ン水の液面レベルを検知して排出する場合に比較し、非
常に信頼性の高い水分離器となる。

【００１５】次に、電装ボックスの中に送られるパイロ
ットエアは、圧力スイッチを作動させて電磁開閉器によ
ってモータを停止させる。この圧縮機の運転停止機構に
おいて、圧縮空気を使用する作業条件で、圧縮機の吐出
空気量と使用空気量が近似で、負荷運転と無負荷運転が
頻繁に繰返される場合に、その都度モータを停止させる
ことは機械の耐久性や、電力消費の面から好ましくな
い。したがって、このような場合には負荷運転・無負荷
運転を繰返すアンローダ制御を選択し、使用空気量が少
なく負荷運転の間隔が長い場合には、圧力スイッチ制御
に切換えて圧縮機の運転を、空気タンクの圧力が低下す
るまで、停止する。ことによって電力消費の節減を図る
もので、電装ボックスに付設される切換スイッチで簡単
に切換えることによって行われる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。図１はアンローダからのパイロットエアによる制
御回路を示すパイロットエアパイプ等の配管を示す模式
図である。図において、空気タンク１に取付けられる集
合ジョイント２に安全弁３とアンローダ５が配設されて
いる。アンローダ５は、従来例図２で説明したアンロー
ダ７０と同機構のものが付設される。アンローダ５から
Ｔジョイントによってパイロットエアパイプ４，４ａに
分岐される。パイロットエアパイプ４は圧縮機本体１２
のシリンダカバーの吸気弁開放形の負荷軽減装置６ａ，
６ｂ，６ｃにパイロットエアパイプ４ｂによって連通さ
れている。負荷軽減装置６ａ，６ｂ，６ｃは、従来例図
３の負荷軽減装置６０で説明したと同機構のものが配設
されている。本実施例では負荷軽減装置６ｃが取付けら
れるシリンダは、二段圧縮機の高圧側シリンダとなって
いる。そして、一段圧縮の空気が中間冷却器（図示せ
ず）を経て、水分離器で水を分離した空気が、この高圧
側シリンダに供給される。パイロットエアパイプ４ｂで
負荷軽減装置６ａ，６ｂ，６ｃを連通したパイロットエ
アパイプ４ｂは、水分離器１３に接続されて分離器内の
ドレン排出操作を行う。そして、水分離器１３からパイ
ロットエアパイプ４ｃによって電装ボックス８の中に付
設される圧力スイッチ（図示せず）に接続されている。
一方、分岐されたパイロットエアパイプ４ａは、ドレン
排出装置７に接続される。ドレン排出装置７は、従来例
図４で説明したドレン排出装置７０と同機構の装置が付
設される。

【００１７】パイロットエアパイプ４ａからドレン排出
装置７にパイロットエアが送られ、該ドレン排出装置７
を作動させドレン排水パイプ１０からドレン水がドレン
受け（図示せず）等に排出される。アンローダ５の弁が
閉じ圧縮機の再起動時、パイロットエアは放気され、ド
レン排出装置７のドレン排出弁が閉じると空気タンク１
内の底部に貯溜されているドレン水がドレン吸上パイプ
２３を介して、ドレン供給パイプ９からドレン排出装置
７に供給される。そして、空気タンク１の圧力が所定の
圧力となってアンローダが作動するまで、空気タンク１
とドレン排出装置７は、ドレン水が充填されたままで導
通状態となっている。

【００１８】図５は、空気タンク１の上部よりドレン溜
まりの底部近傍に伸ばされるドレンパイプセット２０の
詳細図である。空気タンク１の上部に熔接されたニップ
ル２１に、吸上パイプ２３を嵌入するパイプ押えジョイ
ント２２によって螺着されている。吸上パイプ２３は、
パイプ先端が斜めにカットされた形状となっていて、空
気タンク底部に密着しない程度の底まで伸ばして取付け
られる。パイプ押えジョイント２２には、タンク底部に
溜まる鉄錆等を含んだドレン水が、万一吸い上げられて
も支障とならないように、フィルタ２６が挿入されてい
る。以上の構成で吸上げパイプ２３が垂直に空気タンク
直径に近い長さとなっていることから、鉄錆等の重い異
物がドレン水に混入してもパイプ中で落下することと、
前記フィルタ２６によってドレン排出装置７に異物が供
給されることはない。パイプ押えジョイント２２に前記
ドレン供給パイプ９を接続するためのエルボユニオン２
４が螺着されている。そして、ドレン水は空気タンク１
内の圧縮空気の圧力で吸上パイプ２３、ドレン供給パイ
プ９を介して、ドレン排出装置７にドレン水が供給され
る。

【００１９】図６は、水分離器１３の詳細断面図を示
す。パイロットエアパイプ４ｂから送られるパイロット
エアは、取入口ジョイント３１に入り、水分離器１３の
下部に設けられるドレン排出の作動ピストン３３を押上
げ、該作動ピストン３３に直結した摺動弁３４を押上げ
て弁を開き水分離器１３の分離室３６に貯溜されるドレ
ン水を排出ジョイント４０からドレン排水パイプ１１を
介して排出する。作動ピストン３３にはＯリング３２に
よってパイロットエアがドレン水側に漏れるのを防いで
いる。また、作動ピストン３３に直結する摺動弁３４の
弁シートはＯリング３５によってシールしている。そし
て、パイロットエア圧力が放気され、圧縮機が負荷運転
になると、分離室３６に加わる圧力によって、作動ピス
トン３３が押下げられ摺動弁３４が閉じられる。中間冷
却器（図示せず）の冷却によって凝縮分離した水分は圧
縮空気と共に水分離器１３の空気取入口４１から、分離
室３６に接線方向に導入され、分離室３６内で旋回し、
遠心力によって水が分離され、分離室３６の下部に貯溜
する。分離室３６の上部中心の排出口３９より二段圧縮
機の高圧側気筒に送気される。

【００２０】図７は、本発明の作動系統図を示す。空気
圧縮機の負荷運転によって空気タンクに圧縮空気が充填
され、所定の圧力に上昇すると、空気タンクに付設され
るアンローダが作動し、アンローダからのパイロットエ
アによって、負荷軽減装置が作動し、圧縮機は無負荷運
転となる。無負荷運転となると同時に、アンローダから
分岐されたパイロットエアパイプ配管からのパイロット
エアによって、ドレン排出装置７が作動し、空気タンク
との導通が遮断され、ドレン排出装置内に貯溜されてい
るドレン水が排出される。一方、水分離器１３も同時に
作動し、該水分離器１３内に貯溜されるドレン水も排出
される。

【００２１】水分離器１３を作動させたパイロットエア
は、電装ボックス８内に付設される圧力スイッチを作動
させ、圧力スイッチの作動によって電磁開閉器が遮断
し、圧縮機の運転が停止する。電装ボックス８内には、
圧縮機を初めに起動するメインスイッチと、メインスイ
ッチによって作動する電磁開閉器および、圧力制御を行
うダイヤフラム式圧力スイッチと、圧力スイッチ制御と
アンローダ制御のいずれかに設定するための手動切換え
スイッチが配設されている。そして、前記した圧縮機の
運転状況により上記いずれかに設定して運転される。圧
縮空気の使用によって、空気タンク圧力が低下すると、
アンローダのボール弁がばね力によって閉じられ、パイ
ロットエアパイプ中のパイロットエアが放気され、パイ
ロットエアで作動していた付属機器は初期状態に復帰
し、圧縮機は負荷運転となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、空気圧縮機の運転制御およ
び、メンテナンスを容易化するための付属機器の作動動
力源として、アンローダからのパイロットエアを用いる
ことによって、信頼性が高く、メンテナスの容易な制御
装置をもつ空気圧縮機となる。

【００２３】また、空気圧縮機の運転制御を、圧力スイ
ッチ制御と、アンローダ制御を、作業条件等によって任
意に選択できる手動切換えスイッチを付設することによ
って、空気圧縮機の耐久性が高く、電力消費の節減が図
れる安価な制御機構をもつ空気圧縮機となる。

【００２４】また、ドレン排出装置に取付けられるドレ
ンを供給するパイプを、空気タンク上部より垂直に空気
タンク底部に伸ばしたことによって、鉄錆等による配管
の詰まりや、ドレン排出装置のシート不良の恐れのな
い、信頼性の高い制御装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンローダからのパイロットエアによ
る制御回路を示す配管模式図である。

【図２】アンローダの断面図である。

【図３】空気圧縮機のシリンダカバーに配設される負荷
軽減装置の断面図である。

【図４】ドレン排出装置で、ドレン水が充満していると
きの断面図である。

【図５】本発明のドレン排出装置に取付けられるドレン
パイプセットの断面図である。

【図６】本発明に付設される水分離器の断面図である。

【図７】本発明のパイロットエアによる付属機器の作動
系統図である。

【符号の説明】

１ 空気タンク ４，４ａ，４ｂ，４ｃ アンローダパイプ ５ アンローダ ６ａ，６ｂ，６ｃ 負荷軽減装置 ７ ドレン排出装置 ８ 電装ボックス ９ ドレン供給パイプ １０，１１ ドレン排水パイプ １２ 空気圧縮機本体 １３ 水分離器 ２３ 吸上パイプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧力の制御をアンローダによって行
   う空気圧縮機において、空気圧縮機の運転制御および、
   メンテナンスを容易化するのために配設する付属機器の
   操作動力源として、前記アンローダからのパイロットエ
   アによる制御回路によって制御する空気圧縮機の制御方
   法。
2. 【請求項２】 空気圧力の制御をアンローダによって行
   う空気圧縮機において、アンローダからのパイロットエ
   アによって圧縮機の吸気弁開放による圧力制御、空気タ
   ンク等に貯溜されるドレン排出操作、空気圧縮機の運転
   ・停止用圧力スイッチの作動制御および、二段圧縮機の
   中間冷却器に付設される水分離器のドレン排出操作を行
   う制御回路を形成した空気圧縮機の制御装置。
3. 【請求項３】 アンローダからのパイロットエアによっ
   て圧力スイッチを作動させる制御回路において、圧力ス
   イッチと電磁開閉器間の配線をＯＮ・ＯＦＦできる切換
   スイッチを電装ボックスに付設してなる請求項２記載の
   空気圧縮機の制御装置。
4. 【請求項４】 アンローダからのパイロットエアによっ
   てドレン排出装置を作動させるとき、ドレン排出装置に
   取付けられるドレン供給パイプは、空気タンク上部より
   ドレン溜まり底部近傍に伸ばした吸上げ方式とした請求
   項２記載の空気圧縮機の制御装置。