CN103069168B - 铁路车辆用空气压缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路车辆用空气压缩装置，能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大，并且能够避免油发生乳化。控制装置(30)根据检测油回收器(21)内的油温的温度传感器(26)和检测积蓄压缩空气的气体储存部(19)的气压的压力传感器(27)的检测结果，在普通运转模式或暖气运转模式下控制运转状态。在普通运转模式下，在压力传感器(27)的检测压力值小于第一压力值时使压缩机(12)动作，在检测压力值为高压的第二压力值以上时使压缩机(12)的动作停止。在暖气运转模式下，在温度传感器(26)的检测温度小于规定温度且检测压力值为第二压力值以上时，使压缩机(12)动作，使能够将通过了油回收器(21)的压缩空气排放到外部的排气阀(29)动作来将压缩空气排放到外部。

Description

铁路车辆用空气压缩装置

技术领域

本发明涉及一种设置于铁路车辆并生成在该铁路车辆中使用的压缩空气的铁路车辆用空气压缩装置。

背景技术

已知专利文献1公开了一种设置于铁路车辆并生成在该铁路车辆中使用的压缩空气的铁路车辆用空气压缩装置。专利文献1所公开的铁路车辆用空气压缩装置构成为在对带有油的空气进行压缩后从压缩空气中分离油来生成压缩空气的装置。由此，该铁路车辆用空气压缩装置构成为能够通过油膜进行密封和润滑。

另外，在专利文献1所公开的铁路车辆用空气压缩装置中，为了避免在油的温度为低温时油发生乳化(Emulsified)，设置有用于对油进行预热的电的预热装置。

专利文献1：日本特表2009-529112号公报

发明内容

发明要解决的问题

在如专利文献1所公开那样的使用油生成压缩空气的铁路车辆用空气压缩装置中，需要抑制对压缩机的动作产生影响的油在低温时的乳化，设置有上述预热装置。但是，由于设置预热装置，因此会造成装置的大型化、复杂化，造成成本增大。另外，在预热装置发生故障时，无法避免油在低温时的乳化，会对压缩机的动作产生影响。

本发明鉴于上述实际情况，其目的在于提供一种铁路车辆用空气压缩装置，能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大，并且能够避免油发生乳化。

用于解决问题的方案

用于达到上述目的的第一发明所涉及的铁路车辆用空气压缩装置设置于铁路车辆，生成在该铁路车辆中使用的压缩空气，该铁路车辆用空气压缩装置的特征在于，具备：压缩机，其对从外部吸入的空气进行压缩；油供给路径，其向上述压缩机供给油；油回收器，其具有油罐，在上述压缩机中与油一起被压缩的压缩空气被引导至该油回收器，该油回收器将油从被引导的压缩空气中分离并回收到上述油罐中，并且上述油回收器与上述油供给路径连通；温度传感器，其检测上述油回收器内的油的温度；压力传感器，其检测对通过了上述油回收器的压缩空气进行积蓄的气体储存部中的气压；排气阀，其能够将通过了上述油回收器的压缩空气排放到外部；以及控制装置，其根据上述温度传感器和上述压力传感器的检测结果，在普通运转模式和暖气运转模式中的任意一个运转模式下控制运转状态。而且，在第一发明所涉及的铁路车辆用空气压缩装置中，上述普通运转模式构成为在检测压力值小于规定的第一压力值时使上述压缩机动作、并且在上述检测压力值为规定的第二压力值以上时使上述压缩机的动作停止的运转模式，其中，上述检测压力值是通过上述压力传感器检测出的压力值，上述第二压力值高于上述第一压力值，上述暖气运转模式构成为在检测温度小于规定温度且上述检测压力值为上述第二压力值以上时使上述压缩机动作、并且使上述排气阀动作来将压缩空气排放到外部的运转模式，其中，上述检测温度是通过上述温度传感器检测出的温度。

根据本发明，通过控制装置在普通运转模式和暖气运转模式中的任意一个运转模式下控制铁路车辆用空气压缩装置的运转状态，该铁路车辆用空气压缩装置构成为对带有油的空气进行压缩后从压缩空气中分离油来生成压缩空气的装置。而且，在普通运转模式下进行运转，使得在气体储存部内的气压即检测压力值小于规定的第一压力值时使压缩机动作来向气体储存部中积蓄压缩空气，在检测压力值为更高压的第二压力值以上时使压缩机的动作停止。另一方面，在暖气运转模式下进行运转，使得在油回收器内的油温即检测温度小于规定温度且检测压力值为第二压力值以上时，一边经由排气阀将压缩空气排放到外部一边使压缩机动作。因此，在气体储存部内的气压下降时，在普通运转模式下优先进行将压缩空气积蓄到气体储存部中。另一方面，在确保了气体储存部内的气压而油温低时，在暖气运转模式下，由于通过空气压缩产生的热量而油温上升，从而避免油发生乳化。由此，根据本发明的铁路车辆用空气压缩装置，通过暖气运转模式避免油发生乳化，不需要专利文献1所公开的预热装置。而且，由于不需要预热装置，能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大。

因而，根据本发明，能够提供一种能够抑制装置的大型化和复杂化、抑制成本增大并且能够避免油发生乳化的铁路车辆用空气压缩装置。

第二发明所涉及的铁路车辆用空气压缩装置的特征在于，在第一发明的铁路车辆用空气压缩装置中，上述控制装置在上述暖气运转模式下控制运转状态的过程中，在上述检测压力值小于上述第一压力值时，与上述检测温度无关地切换为上述普通运转模式来控制运转状态。

根据本发明，即使在暖气运转模式下的运转过程中，也当气体储存部内的气压小于第一压力值时，转移到普通运转模式，能够可靠地确保气体储存部内的气压。因此，即使在暖气运转模式下的运转过程中，也将气体储存部内的气压确保为规定压力以上，能够可靠地防止向铁路车辆中的制动设备等空压设备的压缩空气的供给不足的情况。

第三发明所涉及的铁路车辆用空气压缩装置的特征在于，在第一发明或第二发明的铁路车辆用空气压缩装置中，上述控制装置在上述暖气运转模式下控制运转状态的过程中，在上述检测压力值为规定的第三压力值以上时，与上述检测温度无关地切换为上述普通运转模式来控制运转状态，其中，上述第三压力值高于上述第二压力值。

根据本发明，即使在排气阀发生故障而成为保持关阀的状态、在暖气运转模式下的运转过程中无法向外部排放压缩空气而气体储存部内的气压成为高压的情况下，也在为第三压力值以上时转移到普通运转模式。因此，即使在排气阀发生了故障的情况下，也能够可靠地防止气体储存部内的气压为过高压。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种铁路车辆用空气压缩装置，该铁路车辆用空气压缩装置能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大，并且能够避免油发生乳化。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的铁路车辆用空气压缩装置的系统结构的系统图。

图2是用于说明图1所示的铁路车辆用空气压缩装置的动作的流程图。

图3是用于说明图1所示的铁路车辆用空气压缩装置的动作的流程图。

图4是为了说明图1所示的铁路车辆用空气压缩装置的动作而示例的时序图的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。此外，本实施方式能够广泛地应用在设置于铁路车辆、且生成在该铁路车辆中使用的压缩空气、且在对带有油的空气进行压缩后从压缩空气中分离油来生成压缩空气的铁路车辆用空气压缩装置中。

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的铁路车辆用空气压缩装置1(以下也简称为“空气压缩装置1”)的系统结构的系统图。图1所示的空气压缩装置1设置于未图示的铁路车辆。而且，在该空气压缩装置1中生成的压缩空气被用于在铁路车辆中使制动设备等空压设备动作。此外，该空气压缩装置1例如设置于铁路车辆的编组中的各车辆。

图1所示的空气压缩装置1构成为具备容纳外壳11、压缩机12、压缩机驱动部13、联轴器14、联轴器外壳15、冷却风扇16、后冷却器17、空气吸入部18、源气体储存部(本实施方式中的气体储存部)19、油供给路径20、油回收器21、油分离组件22、水油用分离器23、除湿器24、油冷却器25、温度开关(本实施方式中的温度传感器)26、压力传感器27、油温调整阀28、排气阀29、控制装置30等。

而且，空气压缩装置1构成为以下的装置：通过压缩机12对从空气吸入部18吸入的空气进行压缩，通过后冷却器17对该空气进行冷却，之后将该空气作为压缩空气积蓄在源气体储存部19中。另外，空气压缩装置1构成为以下的装置：通过具备油供给路径20、油回收器21、油分离组件22、水油用分离器23、油冷却器25等，从而在对带有油的空气进行压缩后从压缩空气中分离油来生成压缩空气。由此，构成为能够去除压缩热量，通过油膜进行密封和润滑。以下，详细地说明空气压缩装置1中的各结构要素。

容纳外壳11被设置为用于容纳压缩机12、压缩机驱动部13、联轴器外壳15、冷却风扇16、后冷却器17、油供给路径20、油回收器21、油分离组件22、水油用分离器23、除湿器24、油冷却器25、控制装置30等的箱状的壳体。而且，在该容纳外壳11的壁部设置有空气吸入部18。

设置于容纳外壳11的空气吸入部18被设置为用于吸入被压缩机12压缩的空气(外部气体)的机构，形成为与压缩机12连通。而且，在该空气吸入部18中，设置有在吸入的空气通过时抑制沙尘等粉尘通过的吸入过滤器18a。

另外，在容纳外壳11的位于由冷却风扇16产生的冷却空气流动的上游侧的壁部设置有过滤器部31。该过滤器部31例如被设置为安装于容纳外壳11的金属网。而且，通过冷却风扇16旋转，来经由过滤器部31吸入作为冷却空气的外部气体。此外，在图1中，用中空且只有外形的状态的粗箭头来表示吸入的外部气体的流动、干燥状态的空气的流动。另外，用附加了斜线的阴影的状态的粗箭头来表示包含油滴、水滴、水蒸气的空气的流动。另外，用细箭头表示油的流动。

另外，在容纳外壳11的外部设置有源气体储存部19。源气体储存部19构成为具有气罐，该气罐积蓄在被压缩机12压缩后通过油回收器21来分离油、还被后冷却器17冷却的压缩空气。在该源气体储存部19中设置有压力传感器27。压力传感器27被设置为用于检测源气体储存部19中的气压(即积蓄在源气体储存部19中的压缩空气的压力)的传感器。而且，压力传感器27构成为以能够向控制装置30输出信号的方式与控制装置30连接，向控制装置30输入通过压力传感器27检测出的压力值的信号。

压缩机12构成为与空气吸入部18连通，对经由空气吸入部18从外部吸入的空气进行压缩。此外，压缩机12构成为经由与压缩机主体一体地形成的吸入阀32与空气吸入部18连通。吸入阀32构成为具备阀体、能够安装和卸下该阀体的阀座以及在将阀体安装于阀座的方向上施力的弹簧。而且，压缩机12动作使压缩机12侧成为负压，从而由于外部气体的压力而阀体抗衡弹簧的弹簧力从阀座卸下，使得空气被吸入到压缩机12内。

另外，压缩机12例如被设置为具有彼此向相反方向旋转来压缩空气的一对螺杆的螺杆式空气压缩机。在配置有螺杆的压缩机主体的内部，从与吸入阀32连通的部分到与油回收器21连通的部分，空气的压力上升。此外，在本实施方式中，以压缩机12被设置为螺杆式空气压缩机的情况为例进行了说明，但也可以不这样。压缩机12也可以被设置为涡旋式空气压缩机、或者经由曲轴将来自压缩机驱动部13的旋转驱动力转换为往复驱动力并传递该驱动力来进行驱动的往复式空气压缩机等。

压缩机驱动部13被设置为具有电动马达13a并对压缩机12进行旋转驱动的驱动机构。而且，电动马达13a构成为根据来自控制装置30的指令信号通过未图示的驱动器装置控制供给电力来进行动作。此外，在本实施方式中，示例了压缩机驱动部13被设置为只设置电动马达13a而未设置减速机部分的驱动机构的情况，但也可以不这样。即，压缩机驱动部13也可以被设置为具备与电动马达13a连结的减速机部分的带减速机马达。

联轴器14构成为将压缩机驱动部13与压缩机12连结来将压缩机驱动部13的驱动力传递至压缩机12，例如设置为连轴器。联轴器外壳15被设置为容纳联轴器14的箱状体。而且，联轴器外壳15配置在压缩机12与压缩机驱动部13之间，并且与这些压缩机12和压缩机驱动部13结合。

冷却风扇16安装于压缩机驱动部13的与连结联轴器14一侧相反的一侧的端部。该冷却风扇16被设置为轴流风扇，构成为具备螺旋桨部和设置在该螺旋桨部周围的筒状的外壳部(未图示)。而且，冷却风扇16设置为在与联轴器侧相反一侧将电动马达13a的旋转轴的驱动力传递至螺旋桨部。这样，冷却风扇16构成为被来自电动马达13a的驱动力所旋转驱动，由此，使由从过滤器部31吸入的空气产生的冷却空气发生流动。此外，在本实施方式中，示例了冷却风扇16是轴流风扇的情况，但也可以不这样，还能够使用多叶片风扇等其它形式的冷却风扇。

后冷却器17被设置为对被压缩机12压缩且残留有压缩热量的压缩空气进行冷却的热交换器。该后冷却器17配置在冷却风扇16的由该冷却风扇16产生的冷却空气流动的上游侧(此外，图1是示意性地表示的系统图，并不是指定后冷却器17在容纳外壳11内的配置)。由此，由冷却风扇16产生的冷却空气从外部冷却后冷却器17，进而使得通过后冷却器17的内部的压缩空气被冷却。此外，后冷却器17形成为与后述的油冷却器25一体地结合。另外，后冷却器17也可以配置在冷却风扇16的由该冷却风扇16产生的冷却空气流动的下游侧。

油回收器21构成为具备充油压缩空气喷出路径21a和油罐21b。充油压缩空气喷出路径21a被设置为与压缩机12和油罐21b连通的路径。在压缩机12中与油一起被压缩的压缩空气经由充油压缩空气喷出路径21a被导至油罐21b，与压缩空气一起从充油压缩空气喷出路径21a喷出的油被回收至油罐21b。

另外，在充油压缩空气喷出路径21a中的油罐21b内的喷出部分设置有分离机33。在带有油的压缩空气通过充油压缩空气喷出路径21a被引导而从其喷出部分喷出时，油通过分离机33从压缩空气中被分离，并在油罐21b内一边飞散一边因重力而落下，从而被回收至油罐21b内。而且，油罐21b内成为贮存了所回收的油34的状态。

温度开关26被设置为检测油罐21b内的油34的温度即油温的温度传感器。根据该作为温度传感器的温度开关26的检测结果，判断油罐21b内的油温是否为小于作为在控制装置30中控制运转状态时的判断基准的规定温度的状态。而且，该温度开关26例如构成为在检测温度小于规定温度的情况和为规定温度以上的情况下向控制装置30输出打开关闭信号的开关，该检测温度是作为油罐21b内的油温而通过温度开关26检测出的温度。此外，在温度开关26中，为了抑制在规定温度附近发生振荡，也可以适当地设定打开信号输出温度与关闭信号输出温度之间的差。另外，也可以使用构成为温度开关以外的形式的温度传感器。例如，也可以是以下的方式：使用构成为向控制装置30输出检测温度的信号的温度传感器，在控制装置30中，根据该检测温度的信号判断是否为小于规定温度的状态。

油供给路径20设置为与油回收器21的油罐21b和压缩机12连通，并被设置为从油罐21b向压缩机12供给油的路径。油供给路径20在与吸入阀32连通的吸入侧即压力低的低压侧与压缩机12中的压缩机主体连通。另外，油供给路径20构成为在比油罐21b内的油34的油面低的位置与油罐21b连通。由于油供给路径20这样与压缩机12和油罐21b连通，因此通过由从充油压缩空气喷出路径21a喷出的压缩空气压低油34的油面，来经由油供给路径20向压缩机12供给油。此外，在油供给路径20的中途配置有作为过滤器元件的滤油器20a，防止油罐21b内的异物(例如劣化了的油凝集而成的浮渣状的物质等)供给到压缩机12内。

油分离组件22配置于将油回收器21的油罐21b与后冷却器17连通的路径，构成为具备从在压缩机12中与油一起被压缩并通过了油回收器21的压缩空气中进一步分离油的过滤器元件。在该油分离组件22中，从压缩空气中分离未被回收到油回收器21中的细小的油滴。

另外，以从油分离组件22向压缩机12或吸入阀32延伸的方式设置有压缩机连通路径35。该压缩机连通路径35设置为将油分离组件22的外罩部分的内部的下部与压缩机12连通，构成为通过油分离组件22分离出的油被压缩空气压上来而被供给至压缩机12。此外，在压缩机连通路径35中设置有用于抑制压缩空气的通过量的节流阀。

另外，在将油分离组件22与后冷却器17连通的路径中设置有：保压逆止阀36，其容许规定压力以上的压缩空气向后冷却器17侧通过；以及安全阀37，其用于在压缩空气的压力为规定的过大压力以上时将压缩空气排放到外部。

油冷却器25设置为与油供给路径20的油罐21b侧和压缩机12侧连通，并被设置为能够将油罐21b内的油冷却并供给至油供给路径20的热交换器。该油冷却器25如上所述，形成为与后冷却器17一体地结合。另外，油冷却器25配置在冷却风扇16的冷却空气流动的上游侧(此外，图1是示意性地表示的系统图，并不是指定油冷却器25在容纳外壳11内的配置)。而且，由冷却风扇16产生的冷却空气从外部冷却油冷却器25，由此使得通过油冷却器25的内部的油被冷却。此外，油冷却器25也可以配置在冷却风扇16的冷却空气流动的下游侧。

如上所述，油冷却器25设置为在与油罐21b连通的一侧和与压缩机12连通的一侧这两个位置与油供给路径20连通。由此，油冷却器25构成为经由从油供给路径20分支的油路径38a取入从油罐21b流入油供给路径20的油的一部分并冷却，使该冷却后的油经由油路径38b返回到油供给路径20。此外，通过由从充油压缩空气喷出路径21a喷出的压缩空气压低油34的油面，来进行经由油冷却器25的冷却而返回至油供给路径20的油的流动。

另外，在油供给路径20与油路径38a连通的位置处设置有油温调整阀28，该油温调整阀28能够在使油流入油路径38a的流入口为连通状态的连通位置和使该流入口为阻断状态的阻断位置进行切换。该油温调整阀28a例如构成为通过根据温度而体积变化的蜡、双金属片机构来进行动作的独立式的阀机构，并构成为不基于控制装置30的控制而根据油罐21b内的油温独立地进行动作。即，油温调整阀28构成为根据油罐21b内的油温独立地切换到上述连通位置和阻断位置中的某一个位置。由此，油温调整阀28构成为根据油罐21b内的油温切换为使油在油冷却器25中循环的状态和不使油循环的状态中的某一个状态，来调整油罐21b内的油温。此外，进行控制使得通过该油温调整阀28的动作来使油罐21b内的油温收敛于不超过规定温度的范围，防止油温过高导致油氧化。

水油用分离器23配置于将后冷却器17与除湿器24连通的路径，构成为具备从通过后冷却器17冷却后的压缩空气中分离水分和油分的多个过滤器元件。在该水油用分离器23中，从压缩空气中分离水分，并且还从压缩空气中分离在油分离组件22中未被分离出的微量的油分。此外，使在水油用分离器23中分离出的水分和油分从排出阀39排出。

排气阀29构成为能够将通过了油回收器21和后冷却器17的压缩空气排放到外部的阀，例如被设置为电磁阀。该排气阀29构成为根据来自控制装置30的指令信号进行动作。而且，排气阀29构成为成为励磁状态而进行动作来开阀，从而将压缩空气排放到外部，成为消磁状态而停止其动作来关阀，从而停止将压缩空气排放到外部。此外，在排气阀29停止动作来关阀的状态下，通过了油回收器21和后冷却器17的压缩空气经由水油用分离器23和除湿器24被送到源气体储存部19而被积蓄。

除湿器24配置在水油用分离器23与源气体储存部19之间，构成为具备对被水油用分离器23分离出水分和油分后的压缩空气进一步进行除湿的包含干燥剂的过滤器元件或进行中空纤维膜方式的除湿的过滤器元件。在该除湿器24中，对送到源气体储存部19的压缩空气进行最终的除湿。此外，在从除湿器24连通到源气体储存部19的路径设置有容许规定压力以上的压缩空气向源气体储存部19侧通过的逆止阀40。

控制装置30被设置为用于控制空气压缩装置1的运转状态的控制装置。而且，该控制装置30例如构成为具备未图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、存储器、接口电路等，构成为能够与上层的控制器(未图示)之间发送接收信号。

另外，控制装置30构成为能够接收来自温度开关26的信号和来自检测源气体储存部19中的气压的压力传感器27的信号。另外，控制装置30构成为通过控制电动马达13a的运转来控制压缩机12的动作。另外，控制装置30构成为控制排气阀29的动作。

控制装置30构成为根据温度开关26和压力传感器27的检测结果，在后述的普通运转模式和暖气运转模式中的任意一个运转模式下一边切换运转模式一边控制空气压缩装置1的运转状态。此外，在控制装置30中根据通过温度开关26检测出的温度即检测温度和通过压力传感器27检测出的气压的压力值即检测压力值，对普通运转模式和暖气运转模式进行切换。

普通运转模式构成为以下的运转模式：在压力传感器27的检测压力值(即源气体储存部19的气压)小于规定的第一压力值时使压缩机12动作，并且在上述检测压力值为比第一压力值高的规定的第二压力值以上时使压缩机12的动作停止。即，在普通运转模式下，在检测压力值小于预先设定的第一压力值时，根据来自控制装置30的指令信号，开始电动马达13a的运转使压缩机12进行动作，从而生成压缩空气。此时，排气阀29在被消磁而停止动作的状态下维持关阀状态，所生成的压缩空气积蓄在源气体储存部19。而且，在检测压力值上升而成为预先设定的第二压力值(例如880kPa)以上时，根据来自控制装置30的指令信号，停止电动马达13a的运转来停止压缩机12，从而停止将压缩空气积蓄到源气体储存部19。

在由于铁路车辆中的制动设备等空压设备的动作而消耗积蓄于源气体储存部19的压缩空气，源气体储存部19内的气压下降的情况下，如上述那样在普通运转模式下进行运转，压缩机12进行动作，由此将压缩空气积蓄到源气体储存部19。而且，在普通运转模式下，压缩机12根据源气体储存部19中的气压下降的状况间歇地反复动作，来随时实现恢复源气体储存部19的气压。

另一方面，暖气运转模式构成为以下的运转模式：在温度开关26的检测温度(即油罐21b内的油温)小于规定温度且压力传感器27的检测压力值为上述第二压力值以上时，使压缩机12动作，并且使排气阀29动作来将压缩空气排放到外部。即，在检测温度小于规定温度且检测压力值为第二压力值以上时，将运转状态控制为暖气运转模式，由压缩机12的动作所生成的压缩空气经过油回收器21和后冷却器17后，不积蓄到源气体储存部19中而从排气阀29排放到外部。

如上所述，在油罐21b内的油温低的状态下，在暖气运转模式下进行运转，由于通过压缩机12压缩空气产生的热量而油温上升，从而避免油34发生乳化(Emulsified)。即，铁路车辆用空气压缩装置1一般运转率低，因此，与没有暖气运转模式的情况相比，在有暖气运转模式的情况下能够缩短油温低的状态的时间。其结果是避免或尽早消除油34的乳化(Emulsified)的发生。此外，在控制装置30中，根据来自温度开关26的打开关闭信号(即根据温度开关26的检测结果)来判断是否为检测温度小于上述规定温度的状态。

另外，控制装置30构成为在暖气运转模式下控制运转状态的过程中在压力传感器27的检测压力值小于上述第一压力值时，与温度开关26的检测温度无关地切换为普通运转模式来控制运转状态。即，即使在暖气运转模式下进行运转的过程中，也在源气体储存部19内的气压下降的情况下，切换为普通运转模式使得向源气体储存部19供给压缩空气。而且，在该情况下，控制装置30控制运转状态使得在停止排气阀29的动作来关阀的状态下使压缩机12运转，来将压缩空气积蓄到源气体储存部19中。

另外，控制装置30构成为在暖气运转模式下控制运转状态的过程中在压力传感器27的检测压力值为比上述第二压力值高的规定的第三压力值以上时，与温度开关26的检测温度无关地切换为普通运转模式来控制运转状态。即，即使在暖气运转模式下进行运转的过程中，也在源气体储存部19内的气压过度地上升的情况下，切换为普通运转模式，以避免在排气阀29中发生故障而保持不能开阀的状态(保持关阀状态的状态)地持续暖气运转模式下的运转。

接着，说明上述空气压缩装置1的动作。首先，说明在空气压缩装置1中在普通运转模式下进行生成压缩空气的运转的状态。在该状态下，首先通过由压缩机12的动作产生的负压来从空气吸入部18吸入外部气体即空气。而且，吸入的空气通过由于该吸入的空气的压力而打开的状态的吸入阀32，流入到压缩机12内。此时，如上述那样从油供给路径20向压缩机供给油，在压缩机12内，吸入的空气与油一起被压缩。

与油一起被压缩的压缩空气通过充油压缩空气喷出路径21a，进而经由分离机33被喷出到油罐21b内。另外，通过分离机33从压缩空气中分离出的油被回收到油罐21b内。该被回收的油经过油供给路径20被供给至压缩机12。即，油在油回收器21与压缩机12之间循环。另外，在油罐21b内的油34的油温上升而成为规定的高温的状态时，油温调整阀28从阻断位置切换到连通位置，通过油冷却器25进行油的冷却。

喷出到油罐21b内的压缩空气通过油分离组件22，进而分离出油。而且，通过了油分离组件22的压缩空气被引导至后冷却器17，在后冷却器17中被冷却。并且，被后冷却器17冷却后的压缩空气在水油用分离器23中分离出水分和油分，在除湿器24中进一步被除湿，被积蓄至源气体储存部19。

接着，参照图2和图3所示的流程图进一步说明通过控制装置30控制运转状态的空气压缩装置1的运转模式的切换流程。在根据来自上层的控制器的指令信号开始空气压缩装置1的运转时，在控制装置30中，根据温度开关26的检测结果来判断油罐21b内的油温是否小于规定温度(步骤S101)。

在控制装置30中判断为油罐21b内的油温不小于规定温度(即油温为规定温度以上)时(步骤S101：“否”)，如图2所示，转移到普通运转模式下的运转(步骤S102～S108、S110～S112)。另一方面，在控制装置30中判断为油罐21b内的油温小于规定温度时(步骤S101：“是”)，如图3所示，转移到暖气运转模式下的运转(步骤S201～S208)。此外，在图2中，用虚线圈起来表示普通运转模式的流程。另外，在图3中，用虚线圈起来表示暖气运转模式的流程。

如图2所示，在普通运转模式下，首先在控制装置30中，判断源气体储存部19内的气压(即压力传感器27的检测压力值)是否为第三压力值以上(步骤S102)。而且，在源气体储存部19内的气压小于第三压力值的情况下(步骤S102：“否”)，进一步通过控制装置30判断源气体储存部19内的气压是否小于第一压力值(步骤S103)。此外，如后文所述，通过与暖气运转模式的流程之间的关系来说明源气体储存部19内的气压为第三压力值以上的情况(步骤S102：“是”)。

在源气体储存部19内的气压不小于第一压力值(即气压为第一压力值以上)的情况下(步骤S103：“否”)，处于充分确保了源气体储存部19内的气压的状态，反复进行步骤S101以后的处理。另一方面，在源气体储存部19的气压小于第一压力值的情况下(步骤S103：“是”)，控制装置30使排气阀29的动作停止而成为关阀状态(步骤S104)，使压缩机12动作(步骤S105)。而且，在源气体储存部19内的气压小于第二压力值的期间，压缩机12持续动作(步骤S106：“否”)。由此，在源气体储存部19内的气压小于第一压力值时，到气压达到第二压力值为止，将由压缩机12生成的压缩空气积蓄至源气体储存部19。

当源气体储存部19内的气压为第二压力值以上时(步骤S106：“是”)，根据来自控制装置30的指令信号使压缩机12的动作停止(步骤S107)。在将来自上层的控制器的运转停止指令的信号发送至控制装置30为止的期间，在油罐21b内的油温超过规定温度的情况下，持续进行该普通运转模式下的运转(步骤S101～S108)。另外，当通过控制装置30接收到来自上层的控制器的运转停止指令的信号时(步骤S108：“是”)，使空气压缩装置1的各设备的动作停止，使空气压缩装置1的运转停止(步骤S109)。

另外，当在上述步骤S101中判断为油罐21b内的油温小于规定温度时(步骤S101：“是”)，转移到图3所示的暖气运转模式下的运转(步骤S201～S208)。在该情况下，首先通过控制装置30判断源气体储存部19内的气压是否小于第一压力值(步骤S201)。而且，在源气体储存部19内的气压小于第一压力值的情况下(步骤S201：“是”)，处于是源气体储存部19内的气压不足的状态，切换为图2所示的普通运转模式，进行步骤S102以后的处理。

在判断为源气体储存部19内的气压不小于第一压力值(即气压为第一压力值以上)的情况下(步骤S201：“否”)，进一步通过控制装置30判断源气体储存部19内的气压是否为第二压力值以上(步骤S202)。在判断为源气体储存部19内的气压不为第二压力值以上(即气压小于第二压力值)的情况下(步骤S202：“否”)，压缩机12不进行运转，反复进行步骤S101以后的处理。

另一方面，在判断为源气体储存部19内的气压为第二压力值以上的情况下(步骤S202：“是”)，控制装置30使排气阀29成为励磁状态，使其动作来成为开阀状态(步骤S203)，使压缩机12动作(步骤S204)。而且，判断源气体储存部19内的气压是否为第三压力值以上(步骤S205)，在气压为第三压力值以上的情况下(步骤S205：“是”)，切换为普通运转模式，进行步骤S102以后的处理。在源气体储存部19内的气压不为第三压力值以上(即气压小于第三压力值)的情况下(步骤S205：“否”)，进一步判断源气体储存部19内的气压是否小于第一压力值(步骤S206)。在源气体储存部19内的气压小于第一压力值的情况下(步骤S206：“是”)，也切换为普通运转模式，进行步骤S102以后的处理。

在步骤S206中，在判断为源气体储存部19内的气压不小于第一压力值(即气压为第一压力值以上)的情况下(步骤S206：“否”)，如果未向控制装置30发送来自上层的控制器的运转停止指令的信号(步骤S207：“否”)，则反复进行步骤S204以后的处理。即，在源气体储存部19内的气压小于第三压力值并且为第一压力值以上的期间，只要未向控制装置30发送运转停止指令的信号，就一边在排气阀29为开阀的状态下将压缩空气排放到外部一边持续作为暖气运转的压缩机12的动作(步骤S204～S207)。由此，由于由空气压缩产生的热量而油温上升，从而避免油34发生乳化。

此外，在步骤S205中判断为源气体储存部19内的气压为第三压力值以上的情况下(步骤S205：“是”)，如上所述，进行步骤S102以后的普通运转模式下的处理。而且，在步骤S102中，判断为源气体储存部19内的气压为第三压力值以上(步骤S102：“是”)，无论是否为排气阀29发生故障而保持关阀状态，都会临时从控制装置30向排气阀29输出用于使排气阀29关阀的动作停止指令(步骤S110)。

当进行上述步骤S110的处理时，接着，根据控制装置30的指令信号使压缩机12的动作停止(步骤S111)。而且，在源气体储存部19内的气压不小于第一压力值的状态的期间(即气压为第一压力值以上的期间)，持续为压缩机12的动作停止状态(步骤S112:“否”)。另一方面，当源气体储存部19内的气压小于第一压力值时(步骤S112：“是”)，进行步骤S108以后的处理。由此，如果不向控制装置30发送运转停止指令信号(步骤S108：“否”)，则经过步骤(S101～S104)、或经过步骤(S101、S201、S102～S104)的处理来进行步骤S105以后的处理，实现将压缩空气积蓄到源气体储存部19直到源气体储存部19内的气压达到第二压力值为止(步骤S105、S106)。

另外，在步骤S206中判断为源气体储存部19内的气压小于第一压力值的情况下(步骤S206：“是”)，也如上述那样进行步骤S102以后的普通运转模式下的处理。而且，经过步骤S102的处理，在步骤S103中，判断为源气体储存部19内的气压小于第一压力值(步骤S103：“是”)，进行步骤S104以后的处理。由此，实现将压缩空气积蓄到源气体储存部19直到源气体储存部19内的气压达到第二压力值为止(步骤S105、S106)。

另外，在暖气运转模式下，在源气体储存部19内的气压小于第三压力值且为第一压力值以上、并持续进行暖气运转的期间(步骤S204～S207)，当通过控制装置30接收到来自上层的控制器的运转停止指令的信号时(步骤S207：“是”)，暂时使排气阀29的动作停止而排气阀29成为关阀状态(步骤S208)。而且，使空气压缩装置1中的各设备的动作停止，使空气压缩装置1的运转停止(步骤S109)。

在此，参照示例了空气压缩装置1的动作的时序示意图即图4进一步说明空气压缩装置1的运转模式的切换的方式。图4是随着时间的经过示例源气体储存部19内的气压的变化(在图中以“气压”表示的图表)、压缩机12的状态的变化(在图中以“压缩机”表示的图表)、排气阀29的指令信号的状态的变化(在图中以“排气阀指令”表示的图表)以及油罐21b内的油温的检测状态的变化(在图中以“油温下降检测”表示的图表)的示意图。

此外，在图4中，在“气压”的图表中示出从低压侧的第一压力值附近到高压侧的第三压力值附近的压力区域中的气压。另外，在“压缩机”的图表中示出压缩机12是动作状态、还是停止状态。另外，在“排气阀指令”的图表中示出是向排气阀29输出了动作(开阀)的指令的状态、还是向排气阀29输出了停止(关阀)的指令的状态。另外，在“油温下降检测”的图表中示出是检测到处于通过温度开关26检测出的油罐21b内的油温小于规定温度的状态的状态(在图中用“检测到”表示)、还是未检测到处于油温小于规定温度的状态的状态(在图中用“未检测到”表示)。

图4的时序图示例了源气体储存部19的气压从小于第一压力值的状态起变化的情况。在该状态下，排气阀29停止(关阀)，成为压缩机12动作的普通运转模式。因此，随着时间的经过，源气体储存部19的气压上升。而且，当源气体储存部19的气压达到第二压力值时，通过控制装置30的控制使压缩机12的动作停止。在源气体储存部19内的气压达到第二压力值后，伴随着铁路车辆中的制动设备等空压设备对压缩空气的消耗，源气体储存部19内的气压下降。

当由于压缩空气被空压设备消耗而使源气体储存部19内的气压下降且小于第一压力值时，再次使压缩机12开始动作，将压缩空气积蓄到源气体储存部19直到达到第二压力值为止。而且，如图4所示例的那样，在达到第二压力值的时刻，检测到油罐21b内的油温小于规定温度的状态时，运转模式从普通运转模式切换为暖气运转模式。在该情况下，向排气阀29输出动作(开阀)指令，一边使排气阀29动作来将压缩空气排放到外部，一边使压缩机12持续动作，进行暖气运转。此时，如果压缩空气没有被空压设备消耗，则源气体储存部19内的气压维持第二压力值。

在上述暖气运转模式下的运转过程中，当空压设备开始消耗压缩空气时，源气体储存部19内的气压开始下降。在该状态下，压缩机12持续进行作为暖气运转的动作，排气阀29保持动作(开阀)状态，持续进行暖气运转模式下的运转。而且，当在暖气运转模式下的运转过程中源气体储存部19内的气压小于第一压力值时，切换为普通运转模式，向排气阀29输出停止(关阀)指令，在使排气阀29的动作停止的状态下使压缩机12动作，将压缩空气积蓄到源气体储存部19。

在图4中，示例了在上述的状态下排气阀29发生故障导致排气阀29与来自控制装置30的指令信号无关地成为保持关阀的状态的情况。在该情况下，当检测到油罐21b内的油温小于规定温度的状态时，在源气体储存部19的气压达到了第二压力值的阶段，从控制装置30向排气阀29输出动作(开阀)指令，切换为暖气运转模式。然而，排气阀29发生故障而保持关阀状态，因此，随着用于进行暖气运转的压缩机12的动作，源气体储存部19内的气压超过第二压力值而过度地上升。

在空气压缩装置1中，当在上述的情况下源气体储存部19内的气压达到第三压力值时，切换为普通运转模式，使压缩机12的动作停止，防止源气体储存部19内的气压过度上升到超过第三压力值。此外，此时，排气阀29发生故障而为关阀状态，但从控制装置30向排气阀29输出停止(关阀)指令。而且，在如上述那样切换为普通运转模式以后，当空压设备消耗压缩空气而源气体储存部19内的气压下降导致气压小于第一压力值时，进行普通运转模式下的压缩机12的动作，将压缩空气积蓄到源气体储存部19。

如以上说明的那样，根据本实施方式，通过控制装置30在普通运转模式和暖气运转模式中的任意一个运转模式下控制铁路车辆用空气压缩装置1的运转状态，该铁路车辆用空气压缩装置1构成为对带有油的空气进行压缩后从压缩空气中分离油来生成压缩空气的装置。而且，进行普通运转模式下的运转，使得在源气体储存部19的气压即检测压力值小于规定的第一压力值时，使压缩机12动作来将压缩空气积蓄到源气体储存部19中，在检测压力值为更高压的第二压力值以上时使压缩机12的动作停止。另一方面，进行暖气运转模式下的运转，使得在油回收器21内的油温即检测温度小于规定温度、且检测压力值为第二压力值以上时，一边经由排气阀29将压缩空气排放到外部一边使压缩机12动作。因此，在源气体储存部19内的气压下降时，在普通运转模式下优先进行将压缩空气积蓄到源气体储存部19。另一方面，在确保了源气体储存部19内的气压且油温低时，在暖气运转模式下，利用由空气压缩产生的热量使油温上升来避免油发生乳化。由此，根据铁路车辆用空气压缩装置1，通过暖气运转模式避免油发生乳化，不需要如专利文献1所公开那样的预热装置。而且，由于不需要预热装置，能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大。

因而，根据本实施方式，能够提供一种铁路车辆用空气压缩装置1，该铁路车辆用空气压缩装置1能够抑制装置的大型化和复杂化，抑制成本增大，并且能够避免油发生乳化。

另外，根据空气压缩装置1，即使在暖气运转模式下的运转过程中，也在源气体储存部19内的气压小于第一压力值时，转移到普通运转模式，能够可靠地确保源气体储存部19内的气压。因此，即使在暖气运转模式下的运转过程中，也将源气体储存部19内的气压确保为规定压力以上，能够可靠地防止铁路车辆中的对制动设备等空压设备的压缩空气的供给不足的情况。

另外，根据空气压缩装置1，即使在如下情况下也在成为第三压力值以上时转移到普通运转模式：排气阀29发生故障而成为保持关阀的状态，在暖气运转模式下的运转过程中压缩空气不被排放到外部而源气体储存部19内的气压成为高压。因此，即使在排气阀29发生了故障的情况下，也能够可靠地防止源气体储存部19内的气压过度地成为高压。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述的实施方式，只要在权利要求书中有记载，则能够进行各种变更并实施。在本实施方式中，以还具备后冷却器、油分离组件、水油用分离器、除湿器、油冷却器等的结构为例进行了说明，但也可以并非一定具备这些结构。另外，在本实施方式中，以将压缩机、油回收器等各设备容纳在容纳外壳中的方式为例进行了说明，但也可以不一定是该方式。

产业上的可利用性

本发明能够广泛地应用于设置于铁路车辆并生成在该铁路车辆中使用的压缩空气的铁路车辆用空气压缩装置。

附图标记说明

1：铁路车辆用空气压缩装置；12：压缩机；19：源气体储存部(气体储存部)；20：油供给路径；21：油回收器；21b：油罐；26：温度开关(温度传感器)；27：压力传感器；29：排气阀；30：控制装置。

Claims (2)

1.一种铁路车辆用空气压缩装置，设置于铁路车辆，生成在该铁路车辆中使用的压缩空气，该铁路车辆用空气压缩装置的特征在于，具备：

压缩机，其对从外部吸入的空气进行压缩；

油供给路径，其向上述压缩机供给油；

油回收器，其具有油罐，在上述压缩机中与油一起被压缩的压缩空气被引导至该油回收器，该油回收器将油从被引导的压缩空气中分离并回收到上述油罐中，并且上述油回收器与上述油供给路径连通；

温度传感器，其检测上述油回收器内的油的温度；

压力传感器，其检测对通过了上述油回收器的压缩空气进行积蓄的气体储存部中的气压；

排气阀，其能够将通过了上述油回收器的压缩空气排放到外部；以及

控制装置，其根据上述温度传感器和上述压力传感器的检测结果，在普通运转模式和暖气运转模式中的任意一个运转模式下控制运转状态，

其中，上述普通运转模式构成为在检测压力值小于规定的第一压力值时使上述压缩机动作、并且在上述检测压力值为规定的第二压力值以上时使上述压缩机的动作停止的运转模式，其中，上述检测压力值是通过上述压力传感器检测出的压力值，上述第二压力值高于上述第一压力值，

上述暖气运转模式构成为在检测温度小于规定温度且上述检测压力值为上述第二压力值以上时使上述压缩机动作、并且使上述排气阀动作来将压缩空气排放到外部的运转模式，其中，上述检测温度是通过上述温度传感器检测出的温度，

上述控制装置在上述暖气运转模式下控制运转状态的过程中，在上述检测压力值为规定的第三压力值以上时，与上述检测温度无关地切换为上述普通运转模式来控制运转状态，其中，上述第三压力值高于上述第二压力值。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆用空气压缩装置，其特征在于，

上述控制装置在上述暖气运转模式下控制运转状态的过程中，在上述检测压力值小于上述第一压力值时，与上述检测温度无关地切换为上述普通运转模式来控制运转状态。