JP2001082329A

JP2001082329A - 高圧ガス発生装置

Info

Publication number: JP2001082329A
Application number: JP26219899A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nishikawa; 弘西川; Makoto Hazama; 誠間; Takehiro Nishikawa; 剛弘西川; Yasuo Sakamoto; 泰生坂本; Kazuya Sato; 里　　和哉; Takayuki Mizuno; 隆行水野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生する
高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置において、こ
の装置の圧力を検出して圧縮機の運転を制御し、この装
置の安全性と信頼性を向上する。【解決手段】高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器
と前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断
弁を設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転
と前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記高圧ガス圧
縮機の吸入路に、前記吸入ガス遮断弁と直列に逆止弁を
設け且つ所定の上限値以上の高圧ガスを逃がす安全弁を
設ける技術手段を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸入した不活性な
ガスを圧縮して高圧ガスを発生する高圧ガス圧縮機を有
した高圧ガス発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダに対してモータの回転にてピス
トンを往復駆動しこの駆動によって吸入した作動流体を
圧縮して高圧作動流体を発生する圧縮機構部を有した高
圧圧縮機に関しては、本出願人に係る発明として、本出
願の出願日以前に発明された高圧ガス圧縮機の一つであ
る多段圧縮装置（以下、先行技術という）があり、それ
は、例えば、特願平１１−８１７８１号及び特願平１１
−４６７４８号に示されている。

【０００３】このような先行技術の多段高圧圧縮機に吸
入されて圧縮される作動流体は、その用途によって、窒
素、天然ガス、６フッ化イオウ（ＳＦ₆）、空気等の所
謂、不活性なガス（気体）である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の多段高圧圧縮機
で圧縮した高圧ガスを利用する装置にあって、高圧ガス
の逆流による損傷対策、圧縮機の起動改善、安全性等に
ついては十分な対応が採られていない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題点に鑑み、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生
する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置におい
て、この装置の圧力を検出して圧縮機の運転を制御し、
この装置の安全性と信頼性を向上しようとするものであ
る。

【０００６】このため、吸入したガスを４段圧縮して高
圧ガスを発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生
装置において、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄
圧器と前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス
遮断弁を設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の
運転と前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記高圧ガ
ス圧縮機の第４段圧縮部の吐出側と第１段圧縮部の吸入
側とを連通する連通路を開閉する電磁弁を設け、前記高
圧ガス圧縮機による昇圧終了前は前記電磁弁を閉じ前記
高圧ガス圧縮機による昇圧終了後は前記電磁弁を開くよ
うに制御する技術手段を採用した。

【０００７】また、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを
発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置にお
いて、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器と前
記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断弁と
を設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転と
前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記高圧ガス圧縮
機の吸入路には、前記吸入ガス遮断弁と直列に逆止弁を
設け且つ所定の上限値以上の高圧ガスを逃がす安全弁を
設ける技術手段を採用した。

【０００８】また、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを
発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置にお
いて、前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス
遮断弁を設け、予め設定された吸入ガス圧力設定値に基
づき前記高圧ガス圧縮機の運転・停止と前記吸入ガス遮
断弁の開閉を制御する技術手段を採用した。

【０００９】更に、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを
発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置にお
いて、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器を設
け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転を制御
し、前記高圧ガス圧縮機への作動流体の吸入路には、作
動流体の流れ方向にメッシュの粗さが順次細かくなるよ
うに複数のフィルタを設ける技術手段を採用した。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。各図は本発明の一つの実施形態を示してお
り、先ず図１乃至図４に基づいて、本発明に係る高圧ガ
ス圧縮機の一つである多段圧縮装置１００を説明する。
多段圧縮装置１００は、４つの圧縮部（圧縮段部）１０
１、１０２、１０３、１０４を有した４段圧縮機を構成
した無潤滑構成である。圧縮部１０１と１０３は水平軸
１０６上に配置され、圧縮部１０２と１０４は水平軸１
０５上に配置され、それぞれこれらの軸１０６、１０５
上で固定体であるシリンダ内を往復動作する可動体であ
るピストンを有する往復動圧縮機構を構成する。これに
よって、吸入管１１８から吸入された作動流体は、第１
段圧縮部１０１で圧縮され、次に第１段圧縮部１０１で
圧縮した作動流体が管路５を経て第２段圧縮部１０２へ
入って圧縮され、第２段圧縮部１０２で圧縮した作動流
体が管路６を経て第３段圧縮部１０３へ入って圧縮さ
れ、第３段圧縮部１０３で圧縮した作動流体が管路７を
経て第４段圧縮部１０４へ入って圧縮され、このように
して所定の圧力及び流量を有する高圧作動流体が出口管
８から出力される。

【００１１】多段圧縮装置１００において、第１段圧縮
部１０１のピストン５１と第３段圧縮部１０３のピスト
ン５３は軸１０６上においてヨーク１Ａに連結され、ヨ
ーク１Ａ内で軸１０６を横切るように移動可能に設けた
クロススライダー２Ａは、クランクピン３を介してクラ
ンクシャフト４に連結している。軸１０５と軸１０６と
は垂直視で９０度の角度を有する。また、第２段圧縮部
１０２のピストン５２と第４段圧縮部１０４のピストン
５４は、軸１０５上においてヨーク１Ｂに連結され、ヨ
ーク１Ｂ内で軸１０５を横切るように移動可能に設けた
クロススライダー２Ｂは、クランクピン３を介してクラ
ンクシャフト４に連結している。

【００１２】クランクシャフト４は圧縮部１０１乃至１
０４の下方に設けた電動機（図示せず）によって回転さ
れ、クランクシャフト４に偏心して設けたクランクピン
３をクランクシャフト４の周りに回転させ、ヨーク１Ａ
に関しては、軸１０５の方向のクランクピン３の変位に
はクロススライダー２Ａが移動して対応し、軸１０６の
方向の変位にはヨーク１Ａが移動して対応することによ
って、ピストン５１、５３は軸１０６の方向にのみ往復
運動をする。

【００１３】一方、ヨーク１Ｂに関しては、軸１０６の
方向クランクピン３の変位にはクロススライダー２Ｂが
移動して対応し、軸１０５の方向の変位にはヨーク１Ｂ
が移動して対応することによって、ピストン５２、５４
は軸１０５の方向にのみ往復運動をする。

【００１４】図４は、多段圧縮装置１００の第１段圧縮
部１０１の構造を示す断面図ある。第１段圧縮部１０１
には、ピストン５１の前後に第１圧縮室５８と第２圧縮
室５９が設けてある。ピストン５１が前進すると弁ａ、
ｂが閉の状態で、開いた弁ｅ、ｆを経て矢印で示した方
向から作動流体が第１圧縮室５８へ吸入されると共に第
２圧縮室５９の作動流体は圧縮されて所定の圧力に達す
ると、開いた弁ｃ、ｄを経て外部に吐出され、矢印で示
したように、管路５を経て次の第２段圧縮部１０２へ送
られる。

【００１５】そして、ピストン５１が後退すると、弁
ｅ、ｆが閉じて、第１圧縮室５８内の作動流体は圧縮さ
れ所定の圧力に達すると弁ａ、ｂが開いて、作動流体は
第２圧縮室５９へ吐出されるようになっている。６０
は、コンロッド５７が振動等しないように決められた位
置にスムーズにガイドするためのロッドガイドである。

【００１６】上記のように、多段圧縮装置１００の第１
段圧縮部１０１は、一つのシリンダ５５内において、２
段階で作動流体を吸入、圧縮して吐出する構造の二重圧
縮機構である。第２段圧縮部１０２、第３段圧縮部１０
３及び第４段圧縮部１０４は、第１段圧縮部１０１のよ
うな二重圧縮機構ではなく、それぞれシリンダに対する
ピストンの往復運動にてシリンダ内に吸引したガスを１
段圧縮する通常動作の構成、所謂、シングルアクション
機構である。

【００１７】上記の構成において、吸入管１１８から吸
入される作動流体である不活性なガスの圧力は約１ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であり、これが第１段圧縮部１０１で約５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²にまで圧縮され、この圧縮されたガスは管
路５を通って第２段圧縮部１０２に供給される。第２段
圧縮部１０２では、ガスは約２０ｋｇｆ／ｃｍ²まで圧
縮され、この圧縮されたガスは管路６を通って第３段圧
縮部１０３に供給される。第３段圧縮部１０３では、ガ
スは約７０ｋｇｆ／ｃｍ²まで圧縮され、この圧縮され
た不活性なガスは管路７を通って第４段圧縮部１０４に
供給される。第４段圧縮部１０４では約２００乃至３０
０ｋｇｆ／ｃｍ²まで圧縮された高圧ガス（高圧作動流
体）が吐出管８から後述の蓄圧器へ供給される。

【００１８】このような多段圧縮装置１００における前
記作動流体は、窒素、天然ガス、６フッ化硫黄（Ｓ
Ｆ₆）、空気等の所謂、不活性なガス（気体）であり、
多段圧縮装置１００は、合成樹脂のインジェクション成
形時に高圧窒素ガスを使用するガスインジェクション成
形機への高圧窒素ガス供給、天然ガス使用の自動車のボ
ンベへの天然ガス充填機、空気ボンベへの高圧空気の充
填機等に適用される。以下に記載する本発明の実施形態
では、空気を作動流体として採り上げて説明する。

【００１９】図１には本出願における高圧ガス発生装置
に係るガス供給方式の一つの発明を示している。この構
成において、高圧ガス圧縮機１００は無潤滑構成である
ため、きれいな空気を吐出することができる。２５は、
作動流体（ガス）の供給源であり、窒素ガスの場合は、
空気圧縮機２６と、これによって圧縮した空気から窒素
を取り出す窒素発生器２７とを含む。２８は吸入圧力調
整弁であり、減圧弁として機能し、圧縮機１００へのガ
スの吸入圧力を所定の値（例えば１ｋｇｆ／ｃｍ²）に
自動調整する。２９は圧力検知器（圧力センサ）であ
り、圧縮機１００で圧縮した高圧ガス用蓄圧器２０の圧
力を所定の範囲に保つために、蓄圧器２０の圧力が所定
値（例えば２５０ｋｇｆ／ｃｍ²）以下になると圧縮機
１００を運転し、蓄圧器２０の圧力が所定値（例えば３
００ｋｇｆ／ｃｍ²）以上になると圧縮機１００の運転
を停止する。３０は高圧検知スイッチであり、蓄圧器２
０の圧力が異常に高くなった場合に圧縮機１００の運転
を停止して圧縮機１００を含む装置を保護する。３１は
蓄圧器２０から所要の装置への高圧ガスの供給を制御す
るための吐出ガス遮断弁である電磁弁であり、前記空気
ボンベ等の所要の装置へのガス供給状態に関連した制御
にてガス通路３２を開閉する。３７は蓄圧器２０の高圧
ガスの逆流を防止する逆止弁である。

【００２０】本出願の第１発明では、圧縮機の円滑な起
動が確保と安全確保のために、吸入したガスを４段圧縮
して高圧ガスを発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガ
ス発生装置において、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガ
スの蓄圧器と前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸
入ガス遮断弁とを設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記
圧縮機の運転と前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前
記高圧ガス圧縮機の第４段圧縮部の吐出側と第１段圧縮
部の吸入側とを連通する連通路を開閉する電磁弁を設
け、前記高圧ガス圧縮機による昇圧終了前は前記電磁弁
を閉じ前記高圧ガス圧縮機による昇圧終了後は前記電磁
弁を開くように制御する技術手段を採用した。

【００２１】この実施形態の一つを図５に示す。図５に
おいて、図１乃至図４と同様の動作を行う部分は同一符
号を付している。これにおいて、３３は高圧ガス圧縮機
１００の吸入路１１８に設けた吸入バッファタンクであ
り、圧縮機１００への吸入ガス圧力の緩衝を行い、圧縮
機１００の圧縮動作の正常化を図る。３４は圧縮機１０
０の吸入路１１８を開閉する吸入ガス遮断弁としての電
磁弁であり、電磁弁３１と同様に、蓄圧器２０から所要
の装置へ供給されるガスの供給状態に応じて開閉動作す
る。その一例として、圧縮機１００の運転・停止に伴っ
て通電・非通電となりガス通路を開閉する。３５は圧縮
機１００の第４段圧縮部１０４の吐出側８と第１段圧縮
部１０１の吸入側１１８とを連通する連通路である。３
６は連通路３５を開閉する電磁弁であり、圧縮機１００
による昇圧終了前、即ち、圧縮機１００の運転中は連通
路３５を閉じており、圧縮機１００による昇圧終了後、
即ち、圧縮機１００の運転の停止にて連通路３５を開
く。圧縮機１００の運転・停止の制御は、圧力検知器
（圧力センサ）２９によって行う。３７は、蓄圧器２０
の高圧ガスが圧縮機１００の吸入路１１８側へ逆流する
ことによる弊害を防止するための逆止弁であり、吸入ガ
ス遮断弁３４が圧縮機１００と通して逆流する高圧ガス
を十分に阻止できない場合において有効である。

【００２２】電磁弁３１（ＳＶ１）、電磁弁３４（ＳＶ
２）、電磁弁３６（ＳＶ３）の通電による開（ＯＮ）・
非通電による閉（ＯＦＦ）と圧縮機１００の運転（Ｏ
Ｎ）・停止（ＯＦＦ）の関係は、図６に示す。

【００２３】上記のように、ガスを圧縮して高圧ガスを
得る高圧ガス発生装置において、蓄圧器２０の圧力によ
って圧縮機１００の運転と吸入ガス遮断弁３４の開閉制
御を行うことによって、蓄圧器２０から所要の装置へ供
給するガスの適正な供給状態を維持することができ、ま
たガス供給源２５から圧縮機１００へのガス供給と停止
とを的確に制御できる。また圧縮機１００による昇圧終
了後、即ち、圧縮機１００の運転の停止にて連通路３５
を開くことにより、圧縮機１００の高圧側と低圧側が同
圧となり、圧縮機１００の内圧の低減ができて安全性が
確保される。また、圧縮機１００の起動トルクの低減と
なり、圧縮機１００の円滑な起動が確保できる。

【００２４】本出願の第２発明では、高圧ガス発生装置
の安全性確保のために、吸入したガスを圧縮して高圧ガ
スを発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置
において、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器
と前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断
弁とを設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運
転と前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記蓄圧器の
上流側のガス通路には、前記吸入ガス遮断弁と直列に逆
止弁を設け且つ所定の上限値以上の高圧ガスを逃がす安
全弁を設ける技術手段を採用した。

【００２５】この実施形態の一つを図７に示す。図１乃
至図６と同様の動作を行う部分は同一符号を付してい
る。図７において、圧縮機１００は無潤滑機構であり、
吐出路８の高圧ガスは、圧縮機１００を通して吸入路１
１８へ入り、ガス供給源２５方向へ逆流しようとする。
３７は、この高圧ガスの逆流を防止するための逆止弁で
あり、圧縮機１００の吸入路１１８において、吸入ガス
遮断弁３４に対してその下流側に直列に配置されてい
る。３９は、圧縮機１００の吸入路１１８において、逆
止弁３８の下流側に設けた安全弁であり、圧縮機１００
の吸入路１１８の圧力が、圧縮機１００の動作に関して
正常範囲を越えるような値、即ち、吸入路１１８の圧力
が所定の上限値（例えば９ｋｇｆ／ｃｍ²）以上になっ
たとき、その高圧ガスを大気中へ逃がす安全弁を設けた
ものである。安全弁３９は所定の低い圧力（例えば５ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）になったとき復帰してガス放出通路を閉
じるので、その開閉動作にはヒステリシス特性を有す
る。逆止弁３７と安全弁３９は、吸入ガス遮断弁３４の
下流側であって蓄圧器２０の上流側のガス通路に設けれ
ばよく、圧縮機１００と蓄圧器２０の間のガス通路であ
ってもよい。

【００２６】このような構成によって、ガスを圧縮して
高圧ガスを得る高圧ガス発生装置において、蓄圧器２０
の圧力によって圧縮機１００の運転と吸入ガス遮断弁３
４の開閉制御を行うことによって、蓄圧器２０から所要
の装置へ供給するガスの適正な供給状態を維持すること
ができ、またガス供給源２５から圧縮機１００へのガス
供給と停止とを的確に制御できる。また逆止弁３７によ
って、高圧側から低圧側へのガスの逆流が防止でき、高
圧ガス発生装置の安全性が確保される。また、圧縮機１
００の上流の低圧側の適正値を越える高圧に対する危険
防止は、安全弁３９の開放によって図れる。

【００２７】本出願の第３発明では、高圧ガス圧縮機の
過負荷運転の防止にて高圧ガス発生装置の安全性を確保
するために、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生す
る高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置において、
前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断弁
を設け、予め設定された吸入ガス圧力設定値に基づき前
記高圧ガス圧縮機の運転・停止と前記吸入ガス遮断弁の
開閉を制御する技術手段を採用した。

【００２８】この実施形態の一つを図８に示す。図１乃
至図７と同様の動作を行う部分は同一符号を付してい
る。図８において、４０は、圧縮機１００の吸入路１１
８のガス圧力を検出する圧力検知器（圧力センサ）であ
り、予め設定された吸入ガス圧力設定値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４に対する圧力センサ４０で検出した吸入路１１
８の圧力Ｐの検出値の比較によって、圧縮機１００の運
転・停止と吸入ガス遮断弁３４の開閉とを制御する。３
７は逆止弁であり、この逆止弁でガスの逆流を防止する
ものである。

【００２９】この動作関係について、吸入ガス遮断弁３
４の通電による開（ＯＮ）・非通電による閉（ＯＦＦ）
と、圧縮機１００の運転（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）の
関係は、図９に示す。これに示すように、吸入路１１８
の圧力Ｐが設定値Ｐ１以上Ｐ３未満の範囲が正常範囲で
あり、Ｐ１未満になると圧縮機１００の運転を停止し、
Ｐ３以上においても圧縮機１００の運転を停止する。吸
入路１１８の圧力Ｐが設定値Ｐ２以上Ｐ３未満の範囲で
は、吸入ガス遮断弁３４は非通電による閉（ＯＦＦ）で
あり圧縮機１００は運転（ＯＮ）にて吸入路１１８の圧
力を吸収し、吸入圧力が低下して吸入路１１８の圧力Ｐ
が設定値Ｐ１以上Ｐ２未満の範囲になると、吸入ガス遮
断弁３４は通電による開（ＯＮ）となり、圧縮機１００
は運転（ＯＮ）を継続する。そして、吸入路１１８の圧
力Ｐが設定値Ｐ１未満になると、圧縮機１００は運転を
停止して、負圧運転を防止する。圧力Ｐが設定値Ｐ１以
上Ｐ２未満の範囲になると、圧縮機１００は再び運転を
開始する。

【００３０】設定値Ｐ３は、圧縮機１００のオーバーロ
ードとなる最大吸入圧力を示しており、圧力センサ４０
で検出した圧力Ｐが設定値Ｐ３以上になると、圧縮機１
００は運転を停止する。そして、圧力Ｐが設定上限値Ｐ
４以上になると安全弁３９が開いて前述同様に装置の安
全確保を図る。

【００３１】このように、圧縮機１００の吸入路１１８
の圧力を検出して、予め設定された吸入ガス圧力設定値
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に基づき高圧ガス圧縮機１００
の運転・停止と吸入ガス遮断弁３４の開閉を制御するこ
とによって、圧縮機１００の異常圧力状態、即ち過負荷
運転の防止が可能となり、高圧ガス発生装置の安全性が
確保できる。

【００３２】本出願の第４発明では、高圧ガス圧縮機へ
吸入されるガスに含まれるゴミをフィルタで取り除いて
安定した動作を確保するために、フィルタの目詰まりが
生じ難く、フィルタのメンテナスの間隔が長くなるよ
う、吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生する高圧ガ
ス圧縮機を有した高圧ガス発生装置において、前記高圧
ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器を設け、前記蓄圧器
の圧力に応じて前記圧縮機の運転を制御し、前記高圧ガ
ス圧縮機への作動流体の吸入路には、作動流体の流れ方
向にメッシュの粗さが順次細かくなるように複数のフィ
ルタを設ける技術手段を採用した。

【００３３】この実施形態の一つを図１０に示す。図１
０において、１００は前記の高圧ガス圧縮機であり、そ
の第４段圧縮部１０４で圧縮されたガスは、蓄圧器２０
へ供給されて蓄積され、その下流に接続される所要の装
置へ供給される。高圧ガス圧縮機１００への空気（作動
流体）の吸入路１１８には、作動流体の流れ方向にメッ
シュの粗さが順次細かくなる複数のフィルタ２１、２
２、２３を設けている。フィルタ２１、２２、２３の粗
さの実施例として、フィルタ２１の粗さ（メッシュ）が
約５μｍ（ミクロンメータ）、フィルタ２２の粗さ（メ
ッシュ）が約０．１μｍ（ミクロンメータ）、フィルタ
２３の粗さ（メッシュ）が約０．０１μｍ（ミクロンメ
ータ）であり、粗さ（メッシュ）が順次、約１０分の１
以上の細かさとなっている。これによって、フィルタ２
１では、吸入路１１８中の配管の切りくず、スケール、
工事時に使用されたテープの切れ端等を捕獲し、フィル
タ２２では、フィルタ２１では捕獲できない鉄粉などを
捕獲し、フィルタ２３では、フィルタ２１及びフィルタ
２１では捕獲できなかった水滴（液滴の水分）、オイル
ミスト等を捕獲する。

【００３４】図１０において、図１と同様の動作を行う
部分は同一符号を付している。２５は、ガスの供給源で
ある。２８は吸入圧力調整弁であり、減圧弁として機能
し、圧縮機１００へのガスの吸入圧力を所定の値（例え
ば１ｋｇｆ／ｃｍ²）に自動調整する。２９は圧力検知
器（圧力センサ）であり、蓄圧器２０の圧力を所定の範
囲に保つために、蓄圧器２０の圧力が所定値（例えば２
５０ｋｇｆ／ｃｍ²）以下になると圧縮機１００を運転
し、蓄圧器２０の圧力が所定値（例えば３００ｋｇｆ／
ｃｍ²）以上になると圧縮機１００の運転を停止する。
３０は高圧検知スイッチであり、蓄圧器２０の圧力が異
常に高くなった場合に圧縮機１００の運転を停止して圧
縮機１００を含む装置を保護する。３１は蓄圧器２０か
ら所要の装置への高圧ガスの供給を制御するための電磁
弁であり、前記所要の装置の動作に関連してガス通路３
２を開閉する。３７は蓄圧器２０の高圧ガスの逆流を防
止する逆止弁である。

【００３５】上記フィルタ２３は、液滴の水分等を捕獲
するのに適した綿状繊維構成であり、圧縮機１００の吸
入抵抗が大きくなって圧縮効率が大きく低下しない程度
のメッシュのフィルタである。

【００３６】上記のように、各フィルタによって段階的
にゴミをとるので、一つのフィルタで細かいゴミまでと
る場合に比して、フィルタの目詰まりが生じ難く、フィ
ルタのメンテナスの間隔が長くなる特徴がある。

【００３７】また、吸入管１１８から吸入された空気中
に浮遊する水分を捕獲する場合には、フィルタ２３
の下流側にフィルタ２３よりも更に粗さ（メッシュ）が
細かい中空糸膜式フィルタ２４を設けることによって達
成できる。

【００３８】上記の各実施形態において、圧縮機１００
はインバータ制御方式とすることによって、圧縮機１０
０の吐出流量を吐出高圧ガスを利用する負荷の状況に合
わせた制御ができ（例えば、容量の増減やリニアな制御
ができ）、一定吐出流量の圧縮機を複数台並列に設け負
荷の状況に合わせ運転する圧縮機の台数を変える方式に
比して、細かい制御が可能となり、また圧縮機の台数も
少なくて済むことになる。このようにインバータ制御を
行うと、省エネになるだけではなく、必要な圧縮機の台
数を低減して、コストダウンに供することもできる。更
に、メンテナンスなどのサービス性を向上させることも
できる。

【００３９】

【発明の効果】第１の本発明によれば、蓄圧器の圧力に
よって圧縮機の運転と吸入ガス遮断弁の開閉制御を行う
ことによって、ガス供給源から圧縮機へのガス供給と停
止とを的確に制御できる。また圧縮機の運転の停止にて
連通路を開くことにより、圧縮機の高圧側と低圧側が同
圧となり、圧縮機の内圧の低減ができて安全性が確保さ
れる。更に、圧縮機の起動トルクの低減となり、圧縮機
の円滑な起動が確保できる。

【００４０】また、第２の本発明によれば、逆止弁によ
って、高圧側から低圧側へのガスの逆流が防止でき、高
圧ガス発生装置の安全性が確保される。また、圧縮機の
停止中の吸入ガスの供給は吸入ガス遮断弁が遮断し、圧
縮機の上流の低圧側の異常高圧に対する危険防止は、安
全弁の開放によって図れる。

【００４１】また、第３の本発明によれば、圧縮機の異
常圧力状態、即ち過負荷運転の防止が可能となり、高圧
ガス発生装置の安全性が確保できる。

【００４２】更に、第４の本発明によれば、各フィルタ
によって段階的にゴミをとるので、一つのフィルタで細
かいゴミまでとる場合に比して、フィルタの目詰まりが
生じ難く、フィルタのメンテナスの間隔が長くなる特徴
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の高圧ガス圧縮機の平
面図である。

【図２】本発明に係る一実施形態の高圧ガス圧縮機の各
圧縮機構部を断面で示す平面図である。

【図３】本発明に係る一実施形態の高圧ガス圧縮機のヨ
ークとクロススライダー部の平面図である。

【図４】本発明に係る一実施形態の高圧ガス圧縮機の第
１段圧縮機構部の断面図である。

【図５】第１発明に係る一実施形態の高圧ガス発生装置
の配管図である。

【図６】第１発明に係る動作状態図である。

【図７】第２発明に係る一実施形態の高圧ガス発生装置
の配管図である。

【図８】第３発明に係る一実施形態の高圧ガス発生装置
の配管図である。

【図９】第３発明に係る動作状態図である。

【図１０】第４発明に係る一実施形態の高圧ガス圧縮機
の吸入路にフィルタを設けた高圧ガス発生装置の配管図
である。

【符号の説明】

２０…………蓄圧器２１、２２、２３、２４…………フィルタ２５…………ガス供給源２９…………圧力センサ３１…………吐出ガス遮断弁３４…………吸入ガス遮断弁３５…………連通路３６…………電磁弁３７…………逆止弁３９…………安全弁１００………高圧ガス圧縮機１０１………第１段圧縮機構部１０２………第２段圧縮機構部１０３………第３段圧縮機構部１０４………第４段圧縮機構部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川剛弘大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者坂本泰生大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者里和哉大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者水野隆行大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 3H076 AA04 AA12 BB28 BB34 CC25 CC41 CC82 CC84 CC92 CC93 CC98 CC99

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸入したガスを４段圧縮して高圧ガスを
発生する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置にお
いて、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器と前
記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断弁と
を設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転と
前記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記高圧ガス圧縮
機の第４段圧縮部の吐出側と第１段圧縮部の吸入側とを
連通する連通路を開閉する電磁弁を設け、前記高圧ガス
圧縮機による昇圧終了前は前記電磁弁を閉じ前記高圧ガ
ス圧縮機による昇圧終了後は前記電磁弁を開くように制
御することを特徴とする高圧ガス発生装置。
【請求項２】吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生
する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置におい
て、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器と前記
高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮断弁とを
設け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転と前
記吸入ガス遮断弁の開閉を制御し、前記高圧ガス圧縮機
の吸入路には、前記吸入ガス遮断弁と直列に逆止弁を設
け且つ所定の上限値以上の高圧ガスを逃がす安全弁を設
けた高圧ガス発生装置。
【請求項３】吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生
する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置におい
て、前記高圧ガス圧縮機の吸入路を開閉する吸入ガス遮
断弁を設け、予め設定された吸入ガス圧力設定値に基づ
き前記高圧ガス圧縮機の運転・停止と前記吸入ガス遮断
弁の開閉を制御することを特徴とする高圧ガス発生装
置。
【請求項４】吸入したガスを圧縮して高圧ガスを発生
する高圧ガス圧縮機を有した高圧ガス発生装置におい
て、前記高圧ガス圧縮機で圧縮したガスの蓄圧器を設
け、前記蓄圧器の圧力に応じて前記圧縮機の運転を制御
し、前記高圧ガス圧縮機への作動流体の吸入路には、作
動流体の流れ方向にメッシュの粗さが順次細かくなるよ
うに複数のフィルタを設けたことを特徴とする高圧ガス
発生装置。