JP2001115960A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構造により、導圧配管から排出空気を
排出する際に生じる騒音を防止することができる圧縮機
を提供する。 【課題手段】 駆動装置（エンジンＥ）と、圧縮機本体
Ｃと、吸気配管７０を介して前記圧縮機本体の吸気口Ｃ
１と接続されている空気濾過装置（エアクリーナＡ）
と、前記圧縮機本体の吸気口Ｃ１を開閉する吸気調整弁
３０とを有し、前記吸気調整弁の制御装置（エアシリン
ダ３４）と前記圧縮機本体を、圧力調整弁１１を備える
導圧配管（吐出配管７１，７２，導圧配管６１，６３，
６５）を介して接続した圧縮機において、前記圧力調整
弁の下流側の前記導圧配管６３に、絞り部（オリフィス
４８）を介して、前記吸気配管に接続する分岐配管（バ
イパス配管７８）を設けたことを特徴とする圧縮機とし
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、導圧配管からの排
出空気を排出する際において、消音効果に優れている圧
縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧縮機の配管系統と、運転制御方
法について、図２を参照して簡単に説明する。圧縮機を
構成するエンジンＥ’と圧縮機本体Ｃ’は連結されてお
り、当該圧縮機本体Ｃ’はエンジンＥ’により駆動され
るように構成されている。圧縮機本体Ｃ’は、吸気配管
７０’によりエアクリーナＡ’に接続されているととも
に、吐出配管７２’によりオイルチャンバＯ’と接続さ
れている。当該オイルチャンバＯ’は、先端部にサービ
スバルブ４３’を備える吐出配管７１’に接続されてお
り、当該サービスバルブ４３’を介して圧縮空気を各種
空圧機器に供給できるようになっている。なお、符号４
２’は保圧弁を示している。

【０００３】前記オイルチャンバＯ’内には、圧縮空気
と共に送られてきたオイルを分離するためのセパレータ
Ｓ’が設けられており、当該セパレータＳ’内に貯留さ
れたオイルを圧縮機本体Ｃ’に戻すために、フィルタ３
８’とオリフィス３９’を備える送油配管８７’が設け
られている。また、オイルチャンバＯ’には、当該オイ
ルチャンバＯ’の内圧が所定の値以上に上昇した場合
に、圧縮空気を噴気するための安全弁４９’が付設され
ている。

【０００４】前記オイルチャンバＯ’は、入口空気の圧
力が設定圧力値に達すると開放動作する圧力調整弁１
１’を備える導圧配管６５’を介して、エアシリンダ３
４’に接続されており、前記エアシリンダ３４’のピス
トンロッド３１’は、圧縮機の吸入空気量を調整する吸
気調整弁を構成するバタフライバルブ３６’の回動軸に
固定された調整レバー３３’に連結している。更に、そ
の調整レバー３３’は、エンジンＥ’の回転数を調整す
るエンジンガバナレバー３５’と連結ロッド３２’を介
して連結されており、当該ピストンロッド３１’の動き
が吸気調整弁の調整レバー３３’とエンジンガバナレバ
ー３５’とに連動するようになっている。

【０００５】また、前記圧力調整弁１１’の下流には、
オリフィス４８’を介して、サイレンサ４９’が分岐し
て接続されている。なお、符号１２’は、圧縮機の始動
時に圧縮機本体Ｃ’の回転が即座に高速、または高負荷
（高圧）にならないように制御するために設けられてい
るアンローダバルブである。

【０００６】前記構成の圧縮機では、エアクリーナＡ’
を通して圧縮機本体Ｃ’に吸入し、圧縮された空気は、
順次オイルチャンバＯ’に貯蔵される。そして、空圧機
器への圧縮空気の供給を停止した場合、又は空圧機器の
空気使用量が減少した場合には、オイルチャンバＯ’内
の圧力が上昇して、圧力調整弁１１’の設定圧力値を超
え、当該圧力調整弁１１’のリリーフバルブが開放され
て、リリーフ空気がエアシリンダ３４’に流入する。こ
れに伴い、吸気調整弁の調整レバー３３’が当該吸気調
整弁により吸気口Ｃ１’を閉塞する方向へ回転し、ま
た、エンジンガバナレバー３５’は連動して低速方向に
回転することで、圧縮機本体Ｃ’の吐出空気量を少なく
して、吐出圧力が圧力調整弁１１’の設定圧力値に保た
れる。

【０００７】一方、空圧機器の空気使用量が増加した場
合、オイルチャンバＯ’内の圧力が低下し、圧力調整弁
１１’の設定圧力値より低くなり、圧力調整弁１１’の
リリーフバルブを閉塞する方向に作動することにより、
エアシリンダ３４’に作用する圧力が低下する。これに
伴い、調整レバー３３’が吸気口Ｃ１’を開く方向に回
転し、また、エンジンガバナレバー３５’は、連動して
高速方向に回転して、圧縮機本体Ｃ’の吐出空気量を増
加し、吐出圧力が圧力調整弁１１’の設定圧力値に保た
れる。このように、サービスバルブ４３’からの圧縮空
気の使用量に対して、吐出圧力を一定にして、圧縮機本
体Ｃ’の吸い込み空気量とエンジンＥ’の回転速度を自
動調整する構成になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記圧縮機では、無負
荷運転中は、オイルチャンバＯ’の空気圧が上昇し、圧
力調整弁１１’の設定圧力値に達する。そして、圧力調
整弁１１’に内蔵されているリリーフバルブが開放さ
れ、リリーフ空気はエアシリンダ３４’に流れて、吸気
調整弁が吸気口Ｃ１’を閉塞するとともに、エンジン
Ｅ’の回転を低速に制御して、圧縮機本体Ｃ’から圧縮
空気を吐出しないようにしている。しかし、吸気調整弁
の弁体がバタフライバルブ３６’である場合には、その
機構上、どうしてもバタフライバルブ３６’の外周部に
隙間を生じて、吸気口Ｃ１’を完全に閉塞することがで
きず、吸気調整弁が吸気口Ｃ１’を閉塞している状態で
あっても、圧縮機本体Ｃ’は、少量の空気を吸気圧縮
し、オイルチャンバＯ’に送出してしまう。

【０００９】そのため、そのままの状態では、オイルチ
ャンバＯ’内の内圧が所定の値以上に上昇してしまい、
安全弁４９’が作動してしまう。このように、何ら対応
を施さないと、圧縮機が無負荷運転を行う度に、安全弁
４９’が作動してしまうことになるため、定格負荷より
低い負荷を使用している間は、常時、導圧配管６５’内
の圧縮空気をオリフィス４８’とサイレンサ４９’を介
して、機外に排出している。

【００１０】この排出空気は、直接、機外に排出されて
いるため、使用者が圧縮機に故障等の不具合が生じてい
るとの誤解が生じる恐れがある。また、排出空気の排出
に伴い騒音が生じるため、オリフィス４８’の先端部に
サイレンサ４９’を設けて消音を行っているが、当該サ
イレンサ４９’は小型の簡易な構造であるため、完全に
消音を行うことはできなかった。

【００１１】本発明は、前記の課題を除くためになされ
たものであり、簡易な構造により、導圧配管から排出空
気を排出する際に生じる騒音を大幅に低減することが可
能となる圧縮機を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の圧縮機は、駆動装置と、圧縮機本体と、
吸気配管を介して前記圧縮機本体の吸気口と接続されて
いる空気濾過装置と、前記圧縮機本体の前記吸気口を開
閉する吸気調整弁とを有し、前記吸気調整弁の制御装置
と前記圧縮機本体とを、圧力調整弁を備える導圧配管を
介して接続した圧縮機において、前記圧力調整弁の下流
側の前記導圧配管に、絞り部を介して、前記吸気配管に
接続する分岐配管を設けたことを特徴としている。

【００１３】したがって、本発明によれば、圧力調整弁
の下流側の導圧配管に、絞り部を介して吸気配管に接続
する分岐配管を設けたことにより、従来機外に直接排出
していた排出空気を分岐配管に導き、絞り部を通過させ
て圧力を低下させた後に、吸気配管に流出させることが
できる。そのため、断面積が大きい吸気配管と、空気濾
過装置のエレメントを通って排出空気の排出時の騒音が
外部に伝わることになり、別途、サイレンサを必要とせ
ずに、エアクリーナを消音器として利用して、消音効果
を大幅に高めることができる。また、従来、直接、機外
に排出されていた排出空気が発生しないため、圧縮機に
故障等が生じていると、使用者が誤解することを防止す
ることができる。さらに、排出空気は圧縮機本体に吸気
される空気の一部として、再利用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の圧縮機を図面に示す実施
の形態に基づいて詳細に説明するが、以下の説明におい
て、圧縮機は、駆動装置としてエンジンＥを用いたエン
ジン駆動型圧縮機とする。ここで、図１は、本発明の圧
縮機における配管系統図である。なお、本図において
は、図面のスペース上、図中左部に記載されている吸気
調整弁３０の調整レバー３３及びエンジンガバナレバー
３５を制御するためのエアシリンダ３４（吸気調整弁３
０の制御装置）等を、図中の右部に別系統として示して
いる。

【００１５】［構成］ ○エンジンＥ、圧縮機本体Ｃ、オイルチャンバＯ 圧縮機を構成するエンジンＥと圧縮機本体Ｃは連結され
ており、当該圧縮機本体ＣはエンジンＥにより駆動され
るように構成されている。エンジンＥの前端部には、エ
ンジンファンＦが軸着されており、当該エンジンファン
Ｆが回動することにより、前面に配設されているオイル
クーラＩを冷却可能となっている。また、圧縮機本体Ｃ
に吸入する空気を浄化するためのエアクリーナＡ（空気
濾過装置）が、吸気調整弁３０の動作で開閉制御される
圧縮機本体Ｃの吸気口Ｃ１に、吸気配管７０を介して接
続されている。さらに、圧縮機本体Ｃは、逆止弁４１を
備える吐出配管７２（導圧配管）により、オイルチャン
バＯと接続されており、圧縮空気をオイルチャンバＯに
送気可能となっている。

【００１６】前記オイルチャンバＯの吐出側は、保圧弁
４２を備える吐出配管７１と接続されており、当該吐出
配管７１（導圧配管）の先端部に設けられているサービ
スバルブ４３を介して各種空圧機器に圧縮空気を供給で
きるようになっている。また、オイルチャンバＯには、
当該オイルチャンバＯの内圧が所定の値以上に上昇した
場合に、圧縮空気を噴気するための安全弁４９が付設さ
れている。さらに、前記オイルチャンバＯ内には、圧縮
空気と共に送られてきたオイルを分離するためのセパレ
ータＳが設けられている。

【００１７】○圧力調整部１０ 前記オイルチャンバＯは、圧力調整部１０を介して、後
記するエアシリンダ３４と接続されている。当該圧力調
整部１０は、圧力調整弁１１とアンローダバルブ１２か
ら構成されており、これらは、導圧配管６１〜６４によ
り並列に接続されている。ここで、圧力調整弁１１とア
ンローダバルブ１２の入力側の導圧配管６１，６２は、
圧力源である圧縮機本体Ｃに接続されているオイルチャ
ンバＯの吐出側に接続されている。また、圧力調整弁１
１とアンローダバルブ１２の出力側の導圧配管６３，６
４は、他の導圧配管６５を介してエアシリンダ３４に接
続されている。さらに、導圧配管６５には、安全弁３７
が付設されている。前記圧力調整弁１１は、導圧配管６
１の圧力が設定圧力値に達した場合には内蔵のリリーフ
バルブを開放し、そのリリーフ空気を導圧配管６３，６
５内に流すものである。

【００１８】また、前記アンローダバルブ１２は電磁弁
であり、圧縮機の始動時に圧縮機本体Ｃの回転が即座に
高速、または高負荷（高圧）にならないように制御する
ために設けられている。ここで、アンローダバルブ１２
は、エンジンＥの停止時には閉止した状態であるが、始
動スイッチ（図示せず）を予熱にすると通電して開放さ
れ、エンジンＥを作動させて無負荷運転を行った後、負
荷運転を行う前に、アンローダボタン（図示せず）を押
圧して閉止することができるように構成されており、ア
ンローダバルブ１２を閉止後、サービスバルブ４３を介
して圧縮空気を空圧機器に供給できるようになってい
る。

【００１９】○バイパス配管７８（分岐配管） 圧力調整弁１１の下流側の導圧配管６３は、分岐され
て、オリフィス４８（絞り部）を備えるバイパス配管７
８により、吸気配管７０に接続されている。これによ
り、リリーフ空気をバイパス配管７８に導き、オリフィ
ス４８を通過させた後、吸気配管７０に流出させること
で消音を図ると共に、圧縮空気を直接外部に排出させな
いで、再度、吸気口Ｃ１から吸気することができるよう
になっている。

【００２０】○エアシリンダ３４ 前記エアシリンダ３４は、導圧配管６５から送圧される
リリーフ空気により作動する装置であり、そのピストン
ロッド３１には、吸気調整弁３０を構成するバタフライ
バルブの回動軸に固定された、当該バタフライバルブ３
６を回動させるための調整レバー３３の一端が連結され
ている。また、調整レバー３３の他端は、連結ロッド３
２を介してエンジンガバナレバー３５と連結されてお
り、調整レバー３３の動きがエンジンガバナレバー３５
と連動するようになっている。すなわち、吸気調整弁３
０の調整レバー３３は、中心部が軸支されており、回動
可能となっている。エンジンガバナレバー３５も、調整
レバー３３が閉方向に動くと、低速方向となるように、
当該調整レバー３３と連動して回動可能となっている。
また、調整レバー３３が開方向に動くと、エンジンガバ
ナレバー３５は、高速方向となるように、当該調整レバ
ー３３と連動して回動可能となっている（回動方向は図
１参照）。これにより、導圧配管６５内を送圧されたリ
リーフ空気が、エアシリンダ３４を作動させ、調整レバ
ー３３及びエンジンガバナレバー３５の制御を行うこと
ができるようになっている。

【００２１】図１の右部の配管系統図により詳しく説明
すると、エアシリンダ３４にリリーフ空気が流れてリリ
ーフ空気圧が上昇すると、調整レバー３３が時計回り
（図１における「閉方向」）に回転し、吸気調整弁３０
が吸気口Ｃ１を閉塞する。このとき、エンジンガバナレ
バー３５は、反時計回り（図１における「低速方向」）
に回転し、低速側に移動する。一方、エアシリンダ３４
に作用するリリーフ空気圧が低下すると、当該リリーフ
空気圧がバネ圧に負けて、調整レバー３３が反時計回り
（図１における「開方向」）に回転し、吸気調整弁３０
が吸気口Ｃ１を開口する。このとき、エンジンガバナレ
バー３５は、時計回り（図１における「高速方向」）に
回転し、低速側から高速側に移動する。

【００２２】このように、サービスバルブ４３からの圧
縮空気の使用量に対して、吐出圧力を一定にして、圧縮
機本体Ｃの吸い込み空気量とエンジンＥの回転速度を自
動調整する構成になっている。

【００２３】○油循環回路 前記オイルチャンバＯは、油循環回路により圧縮機本体
Ｃと接続されている。当該油循環回路は、送油配管８１
〜８７により構成されており、まず、送油配管８１〜８
４によりオイルチャンバＯ側から圧縮機本体Ｃ方向に向
かって順次、オイルクーラＩ、オイルバイパス弁５１
（自動温度調整弁）、オイルフィルタ５２を介し、圧縮
機本体Ｃに接続するようになっている。また、前記オイ
ルチャンバＯとオイルフィルタ５２は、低温時等におい
てオイル粘度が高く、当該オイルチャンバＯとオイルフ
ィルタ５２の圧力差が大きい時に、給油補助用に作動す
るリリーフ弁５３を備える他の送油配管８５で接続され
ている。さらに、送油配管８１は中途部で分岐した他の
送油配管８６により、前記オイルバイパス弁５１と接続
している。

【００２４】なお、オイルバイパス弁５１は、オイル温
度を調節するために送油配管８２と送油配管８６とを切
り替えるための弁であり、オイル温度が低温であるとき
には、送油配管８６と送油配管８３とを接続するととも
に、オイル温度が高温であるときには、送油配管８２と
送油配管８３とを接続することができるように切り替え
自在に構成されている。

【００２５】さらに、オイルチャンバＯのセパレータＳ
内に貯留されたオイルを圧縮機本体Ｃに戻すために、フ
ィルタ３８とオリフィス３９を備える送空油配管８７が
設けられている。なお、当該送油配管８７は、オイルチ
ャンバＯから戻された圧縮空気とオイルの両方を流通さ
せている。

【００２６】前記のように構成されていることから、ま
ず、圧縮機の潤滑、冷却に使用されたオイルは、圧縮空
気と共に圧縮機本体ＣからオイルチャンバＯ内に送ら
れ、当該オイルチャンバＯ内の内壁に沿って旋回しなが
らオイル分が分離されて、オイルチャンバＯ内の底部に
貯溜される。さらに、前記圧縮空気は、セパレータＳに
導入され、オイル分が分離される。この分離されたオイ
ルは、前記セパレータＳの底部に貯溜される。前記オイ
ルチャンバＯ底部に貯溜されたオイルは、送油配管８１
〜８６により、圧縮機本体Ｃに供給され、圧縮機本体Ｃ
の吸入側の吸い込み負圧と吐出空気圧の圧力差を利用し
て圧縮機本体Ｃ内を循環させる。また、セパレータＳ底
部に貯溜されたオイルは、フィルタ３８とオリフィス３
９を介して、送油配管８７により圧縮機本体Ｃの吸気側
に回収される。なお、前記オイルチャンバＯ底部に貯溜
されたオイルは、ギアポンプを利用して圧縮機本体Ｃ内
を循環させるものであってもよい。

【００２７】○その他 圧縮機本体Ｃの吐出側とオイルチャンバＯの吐出側を接
続する導圧配管７４が設けられており、当該導圧配管７
４は自動放出弁４５を備えている。自動放出弁４５は、
オイルチャンバＯ側と圧縮機本体Ｃ側の圧力差により作
動する弁であり、エンジンＥの停止時において、圧縮機
本体Ｃ側の圧力が下がり圧力差が発生した場合に、開放
されるようになっている。なお、自動放出弁４５の先端
部には、オリフィス４６を介してサイレンサ４７が設け
られている。

【００２８】［作用］前記のように構成されている本発
明の圧縮機の作用について説明する。エンジンＥの始動
スイッチ（図示せず）を予熱にするとアンローダバルブ
１２が開放され、導圧配管６２，６４，６５が連通した
状態になる。圧縮機が始動すると、空気はエアクリーナ
Ａ及び吸気口Ｃ１を通して圧縮機本体Ｃに取り入れら
れ、圧縮された後、オイルチャンバＯ内に貯蔵される。
この貯蔵された圧縮空気は、アンローダバルブ１２を通
り、エアシリンダ３４に流通して、吸気調整弁３０を閉
塞し、エンジンＥを低速回転にして、圧縮機を無負荷運
転にする。そして、圧縮機を無負荷運転で暖機した後、
負荷運転を行う前に、アンローダバルブ１２を閉止す
る。

【００２９】前記状態において、エンジンＥの運転を継
続すると、オイルチャンバＯ内の圧力が上昇して、圧力
調整弁１１における設定圧力値に達し、内蔵するリリー
フバルブが開放するため、導圧配管６１，６３，６５を
通じてオイルチャンバＯとエアシリンダ３４が連通す
る。そのため、リリーフ空気がエアシリンダ３４に流通
し、吸気調整弁３０の調整レバー３３及びエンジンガバ
ナレバー３５が適切に制御されることになる。

【００３０】このとき、導圧配管６３を通ったリリーフ
空気の一部はバイパス配管７８に導かれ、オリフィス４
８を通過して圧力が低下した後に、吸気配管７０に流出
する。そのため、断面積が大きい吸気配管７０と、エア
クリーナＡのエレメント（図示せず）を通って排出空気
の排出時の騒音が外部に伝わることになり、サイレンサ
を別途設けることなく、エアクリーナＡを消音器として
利用することができる。従って、従来、小型かつ簡易な
装置であるサイレンサを使用していたために生じてい
た、リリーフ空気の排出時における騒音を、大幅に低減
させることができるという顕著な効果を奏することにな
る。

【００３１】また、従来、直接、機外に排出されていた
排出空気が発生しないため、圧縮機に故障等が生じてい
ると、使用者が誤解することを防止することができる。
さらに、排出空気は圧縮機本体Ｃに吸気される空気の一
部として、再利用することができる。

【００３２】なお、前記のバイパス配管７８から吸気配
管７０への圧縮空気の流出は、圧縮機が定格負荷より低
い負荷を使用している間（導圧配管６３内にリリーフ空
気が流通している間）、常時、行われているものであ
る。

【００３３】以上、本発明について、好適な実施形態に
ついての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限
られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜設計変更が可能である。特に、分岐配管
は、圧力調整弁の下流に設けるものであればよく、必ず
しも、圧力調整弁の近傍における下流側に設ける必要は
ない。したがって、前記実施形態において、アンローダ
バルブの下流側に設ける構成としてもよい。また、駆動
装置はエンジンの他、モータ等を使用するものであって
もよいことは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】前記のように、本発明の圧縮機によれ
ば、簡易な構造により、導圧配管から排出空気を排出す
る際に生じる騒音を大幅に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮機における配管系統図である。

【図２】従来の圧縮機における概略配管系統図である。

【符号の説明】

Ｅ エンジン（駆動装置） Ｃ 圧縮機本体 Ｃ１ 吸気口 Ｏ オイルチャンバ Ａ エアクリーナ（空気濾過装置） １０ 圧力調整部 １１ 圧力調整弁 １２ アンローダバルブ ３０ 吸気調整弁 ３４ エアシリンダ（吸気調整弁の制御装置） ３６ バタフライバルブ ４８ オリフィス（絞り部） ６１〜６５ 導圧配管 ７０ 吸気配管 ７１，７２ 吐出配管（導圧配管） ７８ バイパス配管（分岐配管）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置と、圧縮機本体と、 吸気配管を介して前記圧縮機本体の吸気口と接続されて
   いる空気濾過装置と、 前記圧縮機本体の前記吸気口を開閉する吸気調整弁とを
   有し、 前記吸気調整弁の制御装置と前記圧縮機本体とを、圧力
   調整弁を備える導圧配管を介して接続した圧縮機におい
   て、 前記圧力調整弁の下流側の前記導圧配管に、絞り部を介
   して、前記吸気配管に接続する分岐配管を設けたことを
   特徴とする圧縮機。