JP2002021760A - 空気圧縮機およびその運転方法 - Google Patents
空気圧縮機およびその運転方法Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
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- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/85978—With pump
- Y10T137/85986—Pumped fluid control
- Y10T137/86002—Fluid pressure responsive
- Y10T137/8601—And pilot valve
Abstract
(57)【要約】
【課題】安価で信頼性の高いスクリュー型空気圧縮機を
実現する。 【解決手段】スクリュー型空気圧縮機は、圧縮機本体１
５と、この圧縮機本体の吸込み側に接続され、圧縮機本
体に流入する吸込み空気量を調整する容量調整装置１と
を有している。容量調整装置は、吸込み配管１４中に設
けられている。吸込み配管と圧縮機の吐出配管１７とは
容量調整装置において隣接している。隣接しているとこ
ろでは、吐出配管から吐出される圧縮空気を吸込み配管
系に導く連通路３２が形成されている。吸込み配管に
は、圧縮機本体に流入する吸込み空気の流入を制限する
開口３３が形成されている。容量調整装置は、その一端
部に設けた吸入口開閉弁２及び吐出放風口開閉弁３とを
用いて、連通路と開口を開閉している。
実現する。 【解決手段】スクリュー型空気圧縮機は、圧縮機本体１
５と、この圧縮機本体の吸込み側に接続され、圧縮機本
体に流入する吸込み空気量を調整する容量調整装置１と
を有している。容量調整装置は、吸込み配管１４中に設
けられている。吸込み配管と圧縮機の吐出配管１７とは
容量調整装置において隣接している。隣接しているとこ
ろでは、吐出配管から吐出される圧縮空気を吸込み配管
系に導く連通路３２が形成されている。吸込み配管に
は、圧縮機本体に流入する吸込み空気の流入を制限する
開口３３が形成されている。容量調整装置は、その一端
部に設けた吸入口開閉弁２及び吐出放風口開閉弁３とを
用いて、連通路と開口を開閉している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷運転と無負荷
運転とを切換えて運転される空気圧縮機及びその運転方
法に係り、特に容量調整するスクリュー型空気圧縮機及
びその運転方法にに関する。
運転とを切換えて運転される空気圧縮機及びその運転方
法に係り、特に容量調整するスクリュー型空気圧縮機及
びその運転方法にに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の空気圧縮機の容量調整装置は、例
えば特開平5-10285号公報に記載のように、吸入通路と
吐出放風通路を別個に設け、それぞれの通路に弁体を設
けていた。そして、この2つの弁体を同時に作動させる
ために、ラック・アンド・ピニオン等を用いていた。
えば特開平5-10285号公報に記載のように、吸入通路と
吐出放風通路を別個に設け、それぞれの通路に弁体を設
けていた。そして、この2つの弁体を同時に作動させる
ために、ラック・アンド・ピニオン等を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平5-10285号
公報に記載のものは、吸入通路と吐出放風通路を別個に
設けているので、それぞれに弁体やそれを支持する軸、
軸封、軸受などの部品が必要となり、また、吸入通路か
ら空気取入口までの配管と消音装置、吐出放風通路から
空気取入口までの配管と消音装置も別個に必要になるな
ど部品点数が増加し、原価が増大したり信頼性が低下す
る不具合があった。
公報に記載のものは、吸入通路と吐出放風通路を別個に
設けているので、それぞれに弁体やそれを支持する軸、
軸封、軸受などの部品が必要となり、また、吸入通路か
ら空気取入口までの配管と消音装置、吐出放風通路から
空気取入口までの配管と消音装置も別個に必要になるな
ど部品点数が増加し、原価が増大したり信頼性が低下す
る不具合があった。
【０００４】本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みな
されたものであり、その目的は、安価で信頼性の高いス
クリュー型の空気圧縮機を実現することにある。本発明
の他の目的は、スクリュー型空気圧縮機の容量調整装置
の信頼性を高めることにより、信頼性の高い空気圧縮機
を実現することにある。
されたものであり、その目的は、安価で信頼性の高いス
クリュー型の空気圧縮機を実現することにある。本発明
の他の目的は、スクリュー型空気圧縮機の容量調整装置
の信頼性を高めることにより、信頼性の高い空気圧縮機
を実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の特徴は、圧縮機本体と、この圧縮機本
体の吸込み側に接続され、圧縮機本体に流入する吸込み
空気量を調整する容量調整装置を有する吸込み配管と、
圧縮機本体の吐出側に連通する吐出配管とを備えた空気
圧縮機において、吸込み配管と吐出配管とは容量調整装
置において隣接しており、この隣接部に吐出配管から吐
出される圧縮空気を吸込み配管系に導く連通路を形成
し、さらに吸込み配管に圧縮機本体に流入する吸込み空
気の流入を制限する開口を形成し、容量調整装置は、そ
の一端部で連通路と開口を開閉する開閉手段を有するも
のである。
の本発明の第1の特徴は、圧縮機本体と、この圧縮機本
体の吸込み側に接続され、圧縮機本体に流入する吸込み
空気量を調整する容量調整装置を有する吸込み配管と、
圧縮機本体の吐出側に連通する吐出配管とを備えた空気
圧縮機において、吸込み配管と吐出配管とは容量調整装
置において隣接しており、この隣接部に吐出配管から吐
出される圧縮空気を吸込み配管系に導く連通路を形成
し、さらに吸込み配管に圧縮機本体に流入する吸込み空
気の流入を制限する開口を形成し、容量調整装置は、そ
の一端部で連通路と開口を開閉する開閉手段を有するも
のである。
【０００６】そして好ましくは、圧縮機本体は、雄ロー
タと雌ロータとを有するスクリュー圧縮機である；開閉
手段は往復動可能な軸と、この軸の軸端側に取付けられ
た開口開閉弁および連通口開閉弁とを有するものであ
る。
タと雌ロータとを有するスクリュー圧縮機である；開閉
手段は往復動可能な軸と、この軸の軸端側に取付けられ
た開口開閉弁および連通口開閉弁とを有するものであ
る。
【０００７】上記目的を達成するための本発明の第2の
特徴は、圧縮機本体の吸込み側に設けた容量調整装置を
用いて、負荷運転と無負荷運転とを繰り返し、圧縮空気
の消費量に応じた圧縮空気を発生する空気圧縮機の運転
方法において、負荷運転時には容量調整装置が有する開
閉手段を往復動させることにより圧縮機本体の吸込み側
流路に流入する吸込み空気を圧縮機本体に導くととも
に、圧縮機本体から吐出される圧縮空気が吸込み側流路
へ流入するのを防止し、無負荷運転時には開閉手段を往
復動させることにより吸込み空気が圧縮機本体に流入す
るのを防止するとともに、圧縮機本体から吐出される圧
縮空気を吸込み側流路に導くものである。
特徴は、圧縮機本体の吸込み側に設けた容量調整装置を
用いて、負荷運転と無負荷運転とを繰り返し、圧縮空気
の消費量に応じた圧縮空気を発生する空気圧縮機の運転
方法において、負荷運転時には容量調整装置が有する開
閉手段を往復動させることにより圧縮機本体の吸込み側
流路に流入する吸込み空気を圧縮機本体に導くととも
に、圧縮機本体から吐出される圧縮空気が吸込み側流路
へ流入するのを防止し、無負荷運転時には開閉手段を往
復動させることにより吸込み空気が圧縮機本体に流入す
るのを防止するとともに、圧縮機本体から吐出される圧
縮空気を吸込み側流路に導くものである。
【０００８】そして好ましくは、負荷運転時には、圧縮
機本体をインバータにより駆動して回転速度制御し、圧
縮機の回転速度が予め定めた下限値に達したら、無負荷
運転に切換えるものである。
機本体をインバータにより駆動して回転速度制御し、圧
縮機の回転速度が予め定めた下限値に達したら、無負荷
運転に切換えるものである。
【０００９】上記目的を達成するための本発明の第3の
特徴は、圧縮機の吸込み空気と圧縮機の吐出空気とをほ
ぼ同時にオン/オフ制御することにより、無負荷運転と
負荷運転とを切換える空気圧縮機の運転方法であって、
負荷運転時には容量制御手段が、吐出空気が吸込み側に
流入するのをオフして吸込み空気が圧縮機に流入するの
をオンし、無負荷時にはこの容量制御手段が、吐出空気
が吸込み側に流入するのをオンして吸込み空気が圧縮機
に流入するのをオフするものである。
特徴は、圧縮機の吸込み空気と圧縮機の吐出空気とをほ
ぼ同時にオン/オフ制御することにより、無負荷運転と
負荷運転とを切換える空気圧縮機の運転方法であって、
負荷運転時には容量制御手段が、吐出空気が吸込み側に
流入するのをオフして吸込み空気が圧縮機に流入するの
をオンし、無負荷時にはこの容量制御手段が、吐出空気
が吸込み側に流入するのをオンして吸込み空気が圧縮機
に流入するのをオフするものである。
【００１０】上記目的を達成するための本発明の第4の
特徴は、空気圧縮機の負荷運転時にはこの空気圧縮機の
吸込み側に設けた容量調整装置に形成された吸入口を開
放するとともにこの容量調整装置に形成された吐出放風
口を閉止し、無負荷運転時には吸入口を閉止するととも
に吐出放風口を開放し、負荷運転と無負荷運転とを繰り
返す空気圧縮機において、容量調整装置は、吸入口を開
閉する第1の弁体と吐出放風口を開閉する第2の弁体とを
有し、この第1の弁体と第2の弁体とが一体軸上に配置さ
れており、この空気圧縮機の吸込み側に設けた吸入通路
と吐出側に設けた吐出放風通路とを連通させる連通部を
設けたものである。
特徴は、空気圧縮機の負荷運転時にはこの空気圧縮機の
吸込み側に設けた容量調整装置に形成された吸入口を開
放するとともにこの容量調整装置に形成された吐出放風
口を閉止し、無負荷運転時には吸入口を閉止するととも
に吐出放風口を開放し、負荷運転と無負荷運転とを繰り
返す空気圧縮機において、容量調整装置は、吸入口を開
閉する第1の弁体と吐出放風口を開閉する第2の弁体とを
有し、この第1の弁体と第2の弁体とが一体軸上に配置さ
れており、この空気圧縮機の吸込み側に設けた吸入通路
と吐出側に設けた吐出放風通路とを連通させる連通部を
設けたものである。
【００１１】そして好ましくは、第1の弁体と第2の弁体
とを一体構造とする；容量調整装置は、一端側に一体構
造の弁体を、他端側にピストンが取付けられた一体軸を
有し、ピストンはこのピストンを収容するケーシングと
ともに油圧ピストン部を形成し、この油圧ピストン部と
吸入通路間に大気開放部を設ける；油圧ピストン部、大
気開放部、吸入通路および吐出放風通路とを順に配置
し、吸入通路と吐出放風路との間に空気取入流路を設け
るものである。さらに好ましくは、空気圧縮機は、雌ロ
ータと雄ロータを1対または2対有するスクリュー圧縮機
である。
とを一体構造とする；容量調整装置は、一端側に一体構
造の弁体を、他端側にピストンが取付けられた一体軸を
有し、ピストンはこのピストンを収容するケーシングと
ともに油圧ピストン部を形成し、この油圧ピストン部と
吸入通路間に大気開放部を設ける；油圧ピストン部、大
気開放部、吸入通路および吐出放風通路とを順に配置
し、吸入通路と吐出放風路との間に空気取入流路を設け
るものである。さらに好ましくは、空気圧縮機は、雌ロ
ータと雄ロータを1対または2対有するスクリュー圧縮機
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を用いて説明する。図1は、単段のオイルフリースクリ
ュー圧縮機の空気系統フローと容量調整装置の概略を示
す図である。本実施例に係るオイルフリースクリュー圧
縮機本体１５は、図示しない雄ロータと雌ロータとが噛
合っており、図示しないインバータで駆動される電動機
３６が回転すると、この電動機に連結された圧縮機本体
１５が吸込み側から吸込まれた空気を圧縮し、高圧空気
として吐出する。なお、本実施例では単段のオイルフリ
ースクリュー圧縮機を示しているが、以下の記載は雄ロ
ータと雌ロータの対を2組有する2段のオイルフリースク
リュー圧縮機にも適用できる。
を用いて説明する。図1は、単段のオイルフリースクリ
ュー圧縮機の空気系統フローと容量調整装置の概略を示
す図である。本実施例に係るオイルフリースクリュー圧
縮機本体１５は、図示しない雄ロータと雌ロータとが噛
合っており、図示しないインバータで駆動される電動機
３６が回転すると、この電動機に連結された圧縮機本体
１５が吸込み側から吸込まれた空気を圧縮し、高圧空気
として吐出する。なお、本実施例では単段のオイルフリ
ースクリュー圧縮機を示しているが、以下の記載は雄ロ
ータと雌ロータの対を2組有する2段のオイルフリースク
リュー圧縮機にも適用できる。
【００１３】オイルフリースクリュー圧縮機では、圧縮
機の周囲空気が空気取入口11から取込まれ、消音器12、
吸入フィルター13及び吸入配管14の順に経過して、圧縮
機本体１５の吸込み側に設けられた容量調整装置1に導
かれる。容量調整装置１では、油圧ピストン部９、大気
開放部８、圧縮機吸入口連通部７、空気取入れ口連通部
６及び空気吐出口連通部３２を、この順に左から右に配
置されている。油圧ピストン部９は、ケーシング３１
と、このケーシング31に蓋をする開口9ｄを有する板部
材９ｃと、板部材９ｃとケーシング３１により形成され
た空間９a内に配置された油圧ピストン５とを備えてい
る。
機の周囲空気が空気取入口11から取込まれ、消音器12、
吸入フィルター13及び吸入配管14の順に経過して、圧縮
機本体１５の吸込み側に設けられた容量調整装置1に導
かれる。容量調整装置１では、油圧ピストン部９、大気
開放部８、圧縮機吸入口連通部７、空気取入れ口連通部
６及び空気吐出口連通部３２を、この順に左から右に配
置されている。油圧ピストン部９は、ケーシング３１
と、このケーシング31に蓋をする開口9ｄを有する板部
材９ｃと、板部材９ｃとケーシング３１により形成され
た空間９a内に配置された油圧ピストン５とを備えてい
る。
【００１４】油圧ピストン５は、後述する往復動する軸
4の一端に接続されている。この油圧ピストンは、軸4が
往復動する際にケーシング31の内壁面を摺動する。その
摺動の際に、左右の空間9ａ、９ｂを仕切るために、ピ
ストンリング９ｆが油圧ピストン5の外周部に取付けら
れている。右側の空間９ｂにも開口９eが形成されてお
り、オイルタンク２１から作動油を供給するまたはオイ
ルタンク２１へ作動油を戻す配管３５aが開口9ｅ部に接
続されている。一方、左側の空間9ａに作動油を供給す
るまたは作動油をオイルタンク２１に戻す配管３５ｂ
が、開口９ｄ部に接続されている。
4の一端に接続されている。この油圧ピストンは、軸4が
往復動する際にケーシング31の内壁面を摺動する。その
摺動の際に、左右の空間9ａ、９ｂを仕切るために、ピ
ストンリング９ｆが油圧ピストン5の外周部に取付けら
れている。右側の空間９ｂにも開口９eが形成されてお
り、オイルタンク２１から作動油を供給するまたはオイ
ルタンク２１へ作動油を戻す配管３５aが開口9ｅ部に接
続されている。一方、左側の空間9ａに作動油を供給す
るまたは作動油をオイルタンク２１に戻す配管３５ｂ
が、開口９ｄ部に接続されている。
【００１５】油圧ピストン部９の右側には、大気開放部
８が形成されている。この大気開放部８は、空間８a
と、この空間8ａの両側に配置されケーシング３１に保
持された軸封機能を有する軸受１０a、１０ｂと、これ
らを囲むケーシング３１と、軸受１０a、１０ｂの内周
面を往復動する軸4とを有している。そして、空間8ａに
対応したケーシング３１部分には、大気に連通する開口
８ｂが複数個形成されている。
８が形成されている。この大気開放部８は、空間８a
と、この空間8ａの両側に配置されケーシング３１に保
持された軸封機能を有する軸受１０a、１０ｂと、これ
らを囲むケーシング３１と、軸受１０a、１０ｂの内周
面を往復動する軸4とを有している。そして、空間8ａに
対応したケーシング３１部分には、大気に連通する開口
８ｂが複数個形成されている。
【００１６】大気開放部8の右側には、圧縮機本体１５
部にフランジ７aでフランジ接続される圧縮機吸入口連
通部７が配置されており、この圧縮機吸入口連通部７の
さらに右側には吸入配管１４にフランジ６aでフランジ
接続される空気取入れ口連通部６が配置されている。圧
縮機吸入口連通部７と空気取入れ口連通部６とは、開口
部３３を介して連通されており、フランジ６a側から流
入した吸込み空気は、空気取入れ口連通部６の空間６ｂ
から開口３３を経て、圧縮機吸入口連通部7の空間7bに
導かれるようになっている。
部にフランジ７aでフランジ接続される圧縮機吸入口連
通部７が配置されており、この圧縮機吸入口連通部７の
さらに右側には吸入配管１４にフランジ６aでフランジ
接続される空気取入れ口連通部６が配置されている。圧
縮機吸入口連通部７と空気取入れ口連通部６とは、開口
部３３を介して連通されており、フランジ６a側から流
入した吸込み空気は、空気取入れ口連通部６の空間６ｂ
から開口３３を経て、圧縮機吸入口連通部7の空間7bに
導かれるようになっている。
【００１７】空気取入れ口連通部６のさらに右側には、
圧縮機本体１５で圧縮された圧縮空気が流通する吐出空
気流路２２が配置されている。そして、本実施例では、
空気取入れ口連通部６と吐出空気流路２２とを一体化し
ており、これらの間には、空気吐出口連通部３２及び吸
入口開閉弁２を収納する収納部６ｃが形成されている。
往復動可能な軸４の油圧ピストン５取付け端とは反対端
には、端部側から順に、吐出放風口開閉弁３および吸入
口開閉弁２が取付けられている。これら油圧ピストン
５、軸４、吸入口開閉弁２及び吐出放風開閉弁３は、開
閉手段の一部を成している。
圧縮機本体１５で圧縮された圧縮空気が流通する吐出空
気流路２２が配置されている。そして、本実施例では、
空気取入れ口連通部６と吐出空気流路２２とを一体化し
ており、これらの間には、空気吐出口連通部３２及び吸
入口開閉弁２を収納する収納部６ｃが形成されている。
往復動可能な軸４の油圧ピストン５取付け端とは反対端
には、端部側から順に、吐出放風口開閉弁３および吸入
口開閉弁２が取付けられている。これら油圧ピストン
５、軸４、吸入口開閉弁２及び吐出放風開閉弁３は、開
閉手段の一部を成している。
【００１８】ここで、吸入口開閉弁２の直径は、吐出放
風口開閉弁３の直径より大きいか、または吸入口開閉弁
２の軸直角方向面積は、吐出放風口開閉弁３の同方向の
面積より広い。さらに、吸入口開閉弁２は、軸端側にい
くにつれ外径が減少するテーパー形状になっている。一
方、空気吐出口連通部３２の空気取入れ口連通部６側ケ
ーシング３１形状は、吐出放風口開閉弁３のテーパーと
ほぼ同じ傾きのテーパ形状になっている。そして、収納
部６ｃの内径は、吸入口開閉弁２の外径より僅かに大き
い。なお、吸入口開閉弁２の外径は、開口３３の内径よ
り僅かに小さい。
風口開閉弁３の直径より大きいか、または吸入口開閉弁
２の軸直角方向面積は、吐出放風口開閉弁３の同方向の
面積より広い。さらに、吸入口開閉弁２は、軸端側にい
くにつれ外径が減少するテーパー形状になっている。一
方、空気吐出口連通部３２の空気取入れ口連通部６側ケ
ーシング３１形状は、吐出放風口開閉弁３のテーパーと
ほぼ同じ傾きのテーパ形状になっている。そして、収納
部６ｃの内径は、吸入口開閉弁２の外径より僅かに大き
い。なお、吸入口開閉弁２の外径は、開口３３の内径よ
り僅かに小さい。
【００１９】圧縮機本体１５を出た圧縮ガスは、冷却器
１６で冷却された後、配管２２bを経て吐出空気流路２
２に導かれる。そして、逆止弁１７を経て、図示しない
需要元に接続された吐出配管２２aに導かれる。吐出配
管２２aには、圧力センサー１８が取付けられており、
圧縮機本体１５の下流の圧力が計測されている。圧力セ
ンサー１８が計測した圧縮機本体１５の吐出側の圧力信
号は、制御装置３４に送られ、油圧ピストン５を制御す
る電磁弁１９の切換えに使用される。
１６で冷却された後、配管２２bを経て吐出空気流路２
２に導かれる。そして、逆止弁１７を経て、図示しない
需要元に接続された吐出配管２２aに導かれる。吐出配
管２２aには、圧力センサー１８が取付けられており、
圧縮機本体１５の下流の圧力が計測されている。圧力セ
ンサー１８が計測した圧縮機本体１５の吐出側の圧力信
号は、制御装置３４に送られ、油圧ピストン５を制御す
る電磁弁１９の切換えに使用される。
【００２０】電磁弁１９は、油圧ピストン部９の左側の
空間９aに給油する配管３５ｂおよび油圧ピストン部９
の右側の空間9bに給油する配管３５aの双方の油の流量
を制御する。オイルタンク２１と電磁弁１９とを連通す
る配管の一方３５ｄには、オイルポンプ２０が介装され
ており、オイルタンク２１内の油を油圧ピストン部９の
左側の空間９aに供給可能にしている。オイルタンク２
１と電磁弁１９間には、他の配管３５cが取付けられて
おり、下記するように専ら排油用に使用される。
空間９aに給油する配管３５ｂおよび油圧ピストン部９
の右側の空間9bに給油する配管３５aの双方の油の流量
を制御する。オイルタンク２１と電磁弁１９とを連通す
る配管の一方３５ｄには、オイルポンプ２０が介装され
ており、オイルタンク２１内の油を油圧ピストン部９の
左側の空間９aに供給可能にしている。オイルタンク２
１と電磁弁１９間には、他の配管３５cが取付けられて
おり、下記するように専ら排油用に使用される。
【００２１】電磁弁１９は、オイルポンプ２０が発生し
た油圧の付与方向を変えることができるようになってい
る。つまり、オイルポンプ２０で発生した油圧力を電磁
弁１９内の回路を切換えることにより、例えば配管３５
a側に付与する。このとき、油圧ピストン部９の右側の
空間9bの油圧が高くなる。一方、油圧ピストン部９の左
側の空間９aは、電磁弁19内の回路が切換えられている
ので、配管35cに連通しており、大気圧程度となる。こ
の結果、空間9b内の圧力が空間9a内の圧力を上回り、油
圧ピストン5が左側に移動する。同様に、電磁弁19内の
回路を切換えることにより、配管35bを油圧ポンプに連
通するようにし、配管３５aを排油用配管35cに接続すれ
ば、左側の空間9aの圧力が右側の空間9bの圧力を上回
り、油圧ピストン5は右側に移動する。
た油圧の付与方向を変えることができるようになってい
る。つまり、オイルポンプ２０で発生した油圧力を電磁
弁１９内の回路を切換えることにより、例えば配管３５
a側に付与する。このとき、油圧ピストン部９の右側の
空間9bの油圧が高くなる。一方、油圧ピストン部９の左
側の空間９aは、電磁弁19内の回路が切換えられている
ので、配管35cに連通しており、大気圧程度となる。こ
の結果、空間9b内の圧力が空間9a内の圧力を上回り、油
圧ピストン5が左側に移動する。同様に、電磁弁19内の
回路を切換えることにより、配管35bを油圧ポンプに連
通するようにし、配管３５aを排油用配管35cに接続すれ
ば、左側の空間9aの圧力が右側の空間9bの圧力を上回
り、油圧ピストン5は右側に移動する。
【００２２】次に、このように構成した本実施例におけ
るスクリュー圧縮機の負荷運転と無負荷運転動作につい
て説明する。起動時または負荷側の需要が大であると
き、圧縮機は負荷運転状態になる。負荷側の需要が大に
なり、無負荷運転から負荷運転に切換えたときの動作を
例に取る。
るスクリュー圧縮機の負荷運転と無負荷運転動作につい
て説明する。起動時または負荷側の需要が大であると
き、圧縮機は負荷運転状態になる。負荷側の需要が大に
なり、無負荷運転から負荷運転に切換えたときの動作を
例に取る。
【００２３】この場合、負荷側の圧力を検出する圧力セ
ンサー18が検出した圧力が、予め設定されている運転切
換え下限圧力になったので、制御装置34は、電磁弁１９
内の回路を次のように変更する指令を電磁弁１９に送
る。つまり、配管35bと配管35ｄとを連通し、配管35aと
配管35cとを連通する指令を出す。この結果、油圧ピス
トン部9の空間9a内の圧力が空間9b内の圧力を上回り、
油圧ピストン5が右側に移動し、図1に示した状態とな
る。油圧ピストン５が右側に移動すると、油圧ピストン
5が取付けられた軸4及びこの軸４の端部に設けられた吸
入口開閉弁２と吐出放風口開閉弁３も右側に移動する。
なお、油圧ピストン5に加わる油圧は、空気吐出口連通
部３２を閉じている吐出放風口開閉弁3に加わる吐出空
気の圧力に十分対抗できるだけの圧力となっている。
ンサー18が検出した圧力が、予め設定されている運転切
換え下限圧力になったので、制御装置34は、電磁弁１９
内の回路を次のように変更する指令を電磁弁１９に送
る。つまり、配管35bと配管35ｄとを連通し、配管35aと
配管35cとを連通する指令を出す。この結果、油圧ピス
トン部9の空間9a内の圧力が空間9b内の圧力を上回り、
油圧ピストン5が右側に移動し、図1に示した状態とな
る。油圧ピストン５が右側に移動すると、油圧ピストン
5が取付けられた軸4及びこの軸４の端部に設けられた吸
入口開閉弁２と吐出放風口開閉弁３も右側に移動する。
なお、油圧ピストン5に加わる油圧は、空気吐出口連通
部３２を閉じている吐出放風口開閉弁3に加わる吐出空
気の圧力に十分対抗できるだけの圧力となっている。
【００２４】軸4の移動が進み、その移動ストロークがL
2に達すると、空気吐出口連通部３２の空気取入れ口連
通部6に形成したテーパー部と吐出放風口開閉弁3のテー
パー部とが接触し、圧縮機本体１５の吸込み側流路であ
る空気取入れ口連通部６と圧縮機本体１５の吐出側流路
である吐出空気通路22とを完全に仕切る。
2に達すると、空気吐出口連通部３２の空気取入れ口連
通部6に形成したテーパー部と吐出放風口開閉弁3のテー
パー部とが接触し、圧縮機本体１５の吸込み側流路であ
る空気取入れ口連通部６と圧縮機本体１５の吐出側流路
である吐出空気通路22とを完全に仕切る。
【００２５】このとき、吐出放風口開閉弁３は、空気取
入れ口連通部６と吐出空気流路２２部との間に設けた収
納部６ｃに収納されるので、空気取入れ口連通部6から
吸込まれた吸い込み空気の流れを邪魔する恐れがなく、
吸込み空気は開口33から圧縮機吸入口連通部７を通って
圧縮機本体１５に滑らかに導かれる。一方、圧縮機本体
１５から吐出された圧縮空気は、吐出空気流路２２に入
ると、空気吐出口連通部32が吐出放風口開閉弁3により
閉じられているので、圧縮機本体15の吸込み側に流入す
ることなく、吐出配管22から需要元へ圧縮空気が供給さ
れる。
入れ口連通部６と吐出空気流路２２部との間に設けた収
納部６ｃに収納されるので、空気取入れ口連通部6から
吸込まれた吸い込み空気の流れを邪魔する恐れがなく、
吸込み空気は開口33から圧縮機吸入口連通部７を通って
圧縮機本体１５に滑らかに導かれる。一方、圧縮機本体
１５から吐出された圧縮空気は、吐出空気流路２２に入
ると、空気吐出口連通部32が吐出放風口開閉弁3により
閉じられているので、圧縮機本体15の吸込み側に流入す
ることなく、吐出配管22から需要元へ圧縮空気が供給さ
れる。
【００２６】需要元の圧縮空気の使用量が減少し、圧力
センサー18が検出する圧力が上昇し、設定上限圧力にな
ると、インバータは電動機36の回転を低下させる。電動
機の36の回転速度が設定下限圧力になっても、まだ圧力
センサー18が検出した圧力が設定上限圧力を超えるとき
は、制御装置３４は無負荷運転に切換えるために、電磁
弁19内の回路を切換える。この様子を図2に示す。図2
は、図1と同様の図であり、無負荷運転状態を示す図で
ある。
センサー18が検出する圧力が上昇し、設定上限圧力にな
ると、インバータは電動機36の回転を低下させる。電動
機の36の回転速度が設定下限圧力になっても、まだ圧力
センサー18が検出した圧力が設定上限圧力を超えるとき
は、制御装置３４は無負荷運転に切換えるために、電磁
弁19内の回路を切換える。この様子を図2に示す。図2
は、図1と同様の図であり、無負荷運転状態を示す図で
ある。
【００２７】電磁弁１９内の回路が切換えられたことに
より、油圧ピストン部9の左側の空間9aに連通した配管3
5bが配管35cに連通し、排油側になる。一方、右側の空
間９ｂに連通する配管35aは、オイルポンプ２０側の配
管35dに連通する。この結果、右側の空間9aの圧力が、
左側の空間9bの圧力を上回り、油圧ピストン5、この油
圧ピストン5に接続された軸4、軸4の端部に設けられた
吸入口開閉弁2および吐出放風口開閉弁3は、一斉に左側
に移動する。このストロークがL2に達すると、油圧ピス
トン5は停止する。なお、油圧ピストンの移動量を左側
の空間9bの板部材9c内壁面までの距離L2としてもよい。
その場合、ストロークＬ１と距離L2を同じにすることが
望ましい。
より、油圧ピストン部9の左側の空間9aに連通した配管3
5bが配管35cに連通し、排油側になる。一方、右側の空
間９ｂに連通する配管35aは、オイルポンプ２０側の配
管35dに連通する。この結果、右側の空間9aの圧力が、
左側の空間9bの圧力を上回り、油圧ピストン5、この油
圧ピストン5に接続された軸4、軸4の端部に設けられた
吸入口開閉弁2および吐出放風口開閉弁3は、一斉に左側
に移動する。このストロークがL2に達すると、油圧ピス
トン5は停止する。なお、油圧ピストンの移動量を左側
の空間9bの板部材9c内壁面までの距離L2としてもよい。
その場合、ストロークＬ１と距離L2を同じにすることが
望ましい。
【００２８】軸4が、左側限界まで移動すると、空気吐
出口連通部３２を閉じていた吐出放風口開閉弁3との間
に隙間を生じ、圧縮機本体15を出た高圧の吐出ガスは、
その隙間から圧力の低い側である空気取入れ口連通部6
へ流れる。一方、空気取入れ口連通部6と圧縮機吸入口
連通部７との境界に設けられた開口33は、吸入口開閉弁
2によりほぼ締め切られるので、圧縮機本体１５の吸入
側には僅かな空気だけが流れる。僅かに空気を圧縮機本
体側に流すのは、圧縮機本体１５の吸込み側の圧力が低
下しすぎると、圧縮機の圧力比が大きくなり、吐出空気
温度が異常に上昇するおそれがあるが、これを防止でき
る。なお、吸入口開閉弁2と開口33との間に僅かに隙間
を設ければ、吸入口開閉弁の摩擦抵抗や摩耗を防止でき
るという効果もある。
出口連通部３２を閉じていた吐出放風口開閉弁3との間
に隙間を生じ、圧縮機本体15を出た高圧の吐出ガスは、
その隙間から圧力の低い側である空気取入れ口連通部6
へ流れる。一方、空気取入れ口連通部6と圧縮機吸入口
連通部７との境界に設けられた開口33は、吸入口開閉弁
2によりほぼ締め切られるので、圧縮機本体１５の吸入
側には僅かな空気だけが流れる。僅かに空気を圧縮機本
体側に流すのは、圧縮機本体１５の吸込み側の圧力が低
下しすぎると、圧縮機の圧力比が大きくなり、吐出空気
温度が異常に上昇するおそれがあるが、これを防止でき
る。なお、吸入口開閉弁2と開口33との間に僅かに隙間
を設ければ、吸入口開閉弁の摩擦抵抗や摩耗を防止でき
るという効果もある。
【００２９】空気取入れ口連通部６に流入した圧縮機本
体１５から吐出された吐出空気の大部分は、吸入配管1
4、吸入フィルター13および消音器12の順に、負荷運転
の吸込み空気とは逆方向に流れ、最終的に空気取入口11
から大気中に放気される。上述したように、吸入フィル
ター13には負荷運転時と無負荷運転時では逆方向の空気
が流れるので、逆方向に流れる際にフィルターを洗浄す
る効果もある。また放風時の騒音を消音器12で低減する
ことが可能であり、吸入用と放風用の消音器を共用でき
る。
体１５から吐出された吐出空気の大部分は、吸入配管1
4、吸入フィルター13および消音器12の順に、負荷運転
の吸込み空気とは逆方向に流れ、最終的に空気取入口11
から大気中に放気される。上述したように、吸入フィル
ター13には負荷運転時と無負荷運転時では逆方向の空気
が流れるので、逆方向に流れる際にフィルターを洗浄す
る効果もある。また放風時の騒音を消音器12で低減する
ことが可能であり、吸入用と放風用の消音器を共用でき
る。
【００３０】なお、無負荷運転では、油圧ピストン部9
の油圧ピストン5の右側には油圧が掛かり、また、圧縮
機吸入口連通部7は真空状態になる。しかし、本実施例
では、油圧ピストン部と圧縮機吸入口連通部間に大気開
放部8を設けたので、軸受が兼用する軸封部に付加され
る圧力差を低限できる。また、油圧ピストン部から万一
大気開放部に油が漏れ出ても、この大気開放部に設けた
開口から大気側に吐き出されるので、圧縮機15に油が流
入して吐出空気を汚染することを防止できる。大気側に
吐出される油は、図示しない油回収装置が当然回収する
ので、環境に対する汚染の恐れもない。
の油圧ピストン5の右側には油圧が掛かり、また、圧縮
機吸入口連通部7は真空状態になる。しかし、本実施例
では、油圧ピストン部と圧縮機吸入口連通部間に大気開
放部8を設けたので、軸受が兼用する軸封部に付加され
る圧力差を低限できる。また、油圧ピストン部から万一
大気開放部に油が漏れ出ても、この大気開放部に設けた
開口から大気側に吐き出されるので、圧縮機15に油が流
入して吐出空気を汚染することを防止できる。大気側に
吐出される油は、図示しない油回収装置が当然回収する
ので、環境に対する汚染の恐れもない。
【００３１】以上述べたように、本実施例によれば放風
配管や消音器を省くことが可能なので、少ない部品点数
で容量調整装置を実現できる。その結果、安価で信頼性
の高い容量調整装置を実現できる。
配管や消音器を省くことが可能なので、少ない部品点数
で容量調整装置を実現できる。その結果、安価で信頼性
の高い容量調整装置を実現できる。
【００３２】なお、上記実施例では、油圧ピストン部、
大気開放部、圧縮機吸入口連通部、空気取入れ口連通
部、および空気吐出通路部配管を一体形状としている
が、それぞれ別個のものをフランジ構造等にしてボルト
締めして一体化してもよいことは言うまでもない。ま
た、油圧ピストン部と大気開放部、圧縮機吸入口連通部
と空気取入れ口連通部とをそれぞれ一体化し、空気吐出
通路部配管とともに、ボルト締めや溶接等で一体化して
もよい。これらの方法によれば、複雑な構造をパーツ毎
に分けることにより、加工工数が全体的に低減できると
いう効果を有する。
大気開放部、圧縮機吸入口連通部、空気取入れ口連通
部、および空気吐出通路部配管を一体形状としている
が、それぞれ別個のものをフランジ構造等にしてボルト
締めして一体化してもよいことは言うまでもない。ま
た、油圧ピストン部と大気開放部、圧縮機吸入口連通部
と空気取入れ口連通部とをそれぞれ一体化し、空気吐出
通路部配管とともに、ボルト締めや溶接等で一体化して
もよい。これらの方法によれば、複雑な構造をパーツ毎
に分けることにより、加工工数が全体的に低減できると
いう効果を有する。
【００３３】さらにまた、容量調整装置が、油圧ピスト
ン部、大気開放部、圧縮機吸入口連通部、空気取入れ口
連通部、および空気吐出通路部配管とをすべて備えた例
を取り上げたが、当然これらは容量調整装置のみが備え
なくともよく、1つの軸が往復動するだけで、負荷運転
時の大気吸込みと無負荷運転時の放気を切換えることが
可能なものは、この発明の範疇に属するものである。
ン部、大気開放部、圧縮機吸入口連通部、空気取入れ口
連通部、および空気吐出通路部配管とをすべて備えた例
を取り上げたが、当然これらは容量調整装置のみが備え
なくともよく、1つの軸が往復動するだけで、負荷運転
時の大気吸込みと無負荷運転時の放気を切換えることが
可能なものは、この発明の範疇に属するものである。
【００３４】さらに、圧縮機本体をインバータ駆動電動
機で回転させるようにしているが、インバータを有しな
い電動機の場合にも本発明は適用できる。その場合、さ
らに圧縮機を安価に提供できる。
機で回転させるようにしているが、インバータを有しな
い電動機の場合にも本発明は適用できる。その場合、さ
らに圧縮機を安価に提供できる。
【００３５】また、本実施例によれば、放風配管や放風
消音器を設ける必要がないので、圧縮機が安価になる。
さらに、油が圧縮機吸入口に侵入しないので、良質な空
気を供給できる。容量調整装置の各部を効率良く配置で
きるので、容量調整装置を小型軽量化できるという効果
も奏する。
消音器を設ける必要がないので、圧縮機が安価になる。
さらに、油が圧縮機吸入口に侵入しないので、良質な空
気を供給できる。容量調整装置の各部を効率良く配置で
きるので、容量調整装置を小型軽量化できるという効果
も奏する。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、負荷運転時の作動空気
の吸込みと無負荷運転時の放気とを、軸が備える複数の
バルブを往復動させるだけで切換えることができるの
で、圧縮機装置の部品点数を低減でき、安価で信頼性の
高い圧縮機を実現できる。
の吸込みと無負荷運転時の放気とを、軸が備える複数の
バルブを往復動させるだけで切換えることができるの
で、圧縮機装置の部品点数を低減でき、安価で信頼性の
高い圧縮機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧縮機の一実施例を、負荷運転し
たときの状態を示す系統図である。
たときの状態を示す系統図である。
【図2】図1に示した圧縮機の無負荷運転したときの状態
を示す系統図である。
を示す系統図である。
1…容量調整装置、2…吸入口開閉弁、3…吐出放風口開
閉弁、4…軸、5…油圧ピストン、6…空気取入口連通
部、7…圧縮機吸入口連通部、9…油圧ピストン部、３２
…空気吐出口連通部。
閉弁、4…軸、5…油圧ピストン、6…空気取入口連通
部、7…圧縮機吸入口連通部、9…油圧ピストン部、３２
…空気吐出口連通部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 49/06 ３４１ Ｆ０４Ｂ 49/08 ３３１ 49/08 ３３１ Ｆ０４Ｃ 18/16 Ｆ Ｆ０４Ｃ 18/16 Ｑ Ｆ０４Ｂ 49/02 ３３１Ｚ Ｆターム(参考） 3H029 AA03 AA18 AB02 BB52 CC54 CC58 CC62 CC75 CC77 CC83 CC85 3H045 AA05 AA09 AA12 AA26 BA16 BA22 BA34 BA36 CA03 CA09 CA29 DA05 DA12 DA15 DA42 DA47 EA13 EA17 EA26 EA27 EA34 EA42 EA45
Claims (11)
- 【請求項１】圧縮機本体と、この圧縮機本体の吸込み側
に接続され、圧縮機本体に流入する吸込み空気量を調整
する容量調整装置を有する吸込み配管と、前記圧縮機本
体の吐出側に連通する吐出配管とを備えた空気圧縮機に
おいて、 前記吸込み配管と前記吐出配管とは前記容量調整装置に
おいて隣接しており、この隣接部に吐出配管から吐出さ
れる圧縮空気を吸込み配管系に導く連通路を形成し、さ
らに前記吸込み配管に圧縮機本体に流入する吸込み空気
の流入を制限する開口を形成し、前記容量調整装置は、
その一端部で前記連通路と前記開口を開閉する開閉手段
を有することを特徴とする空気圧縮機。 - 【請求項２】前記圧縮機本体は、雄ロータと雌ロータと
を有するスクリュー圧縮機であることを特徴とする請求
項1に記載の空気圧縮機。 - 【請求項３】前記開閉手段は往復動可能な軸と、この軸
の軸端側に取付けられた開口開閉弁および連通口開閉弁
とを有することを特徴とする請求項1に記載の空気圧縮
機。 - 【請求項４】圧縮機本体の吸込み側に設けた容量調整装
置を用いて、負荷運転と無負荷運転とを繰り返し、圧縮
空気の消費量に応じた圧縮空気を発生する空気圧縮機の
運転方法において、 負荷運転時には前記容量調整装置が有する開閉手段を往
復動させることにより圧縮機本体の吸込み側流路に流入
する吸込み空気を圧縮機本体に導くとともに、圧縮機本
体から吐出される圧縮空気が吸込み側流路へ流入するの
を防止し、無負荷運転時には前記開閉手段を往復動させ
ることにより吸込み空気が圧縮機本体に流入するのを防
止するとともに、前記圧縮機本体から吐出される圧縮空
気を吸込み側流路に導くようにしたことを特徴とする空
気圧縮機の運転方法。 - 【請求項５】前記負荷運転時には、圧縮機本体をインバ
ータにより駆動して回転速度制御し、圧縮機の回転速度
が予め定めた下限値に達したら、無負荷運転に切換える
ことを特徴とする請求項4に記載の空気圧縮機の運転方
法。 - 【請求項６】圧縮機の吸込み空気と圧縮機の吐出空気と
をほぼ同時にオン/オフ制御することにより、無負荷運
転と負荷運転とを切換える空気圧縮機の運転方法であっ
て、負荷運転時には容量制御手段が、吐出空気が吸込み
側に流入するのをオフして吸込み空気が圧縮機に流入す
るのをオンし、無負荷時にはこの容量制御手段が、吐出
空気が吸込み側に流入するのをオンして吸込み空気が圧
縮機に流入するのをオフすることを特徴とする空気圧縮
機の運転方法。 - 【請求項７】空気圧縮機の負荷運転時にはこの空気圧縮
機の吸込み側に設けた容量調整装置に形成された吸入口
を開放するとともにこの容量調整装置に形成された吐出
放風口を閉止し、無負荷運転時には前記吸入口を閉止す
るとともに前記吐出放風口を開放し、負荷運転と無負荷
運転とを繰り返す空気圧縮機において、 前記容量調整装置は、前記吸入口を開閉する第1の弁体
と前記吐出放風口を開閉する第2の弁体とを有し、この
第1の弁体と第2の弁体とが一体軸上に配置されており、
この空気圧縮機の吸込み側に設けた吸入通路と吐出側に
設けた吐出放風通路とを連通させる連通部を設けたこと
を特徴とする空気圧縮機。 - 【請求項８】前記第1の弁体と前記第2の弁体とを一体構
造としたことを特徴とする請求項7に記載の空気圧縮
機。 - 【請求項９】前記容量調整装置は、一端側に前記一体構
造の弁体を、他端側にピストンが取付けられた一体軸を
有し、前記ピストンはこのピストンを収容するケーシン
グとともに油圧ピストン部を形成し、この油圧ピストン
部と前記吸入通路間に大気開放部を設けたことを特徴と
する請求項８に記載の空気圧縮機。 - 【請求項１０】前記油圧ピストン部、前記大気開放部、
前記吸入通路および前記吐出放風通路とを順に配置し、
前記吸入通路と前記吐出放風路との間に空気取入流路を
設けたことを特徴とする請求項9に記載の空気圧縮機。 - 【請求項１１】前記空気圧縮機は、雌ロータと雄ロータ
を1対または2対有するスクリュー圧縮機であることを特
徴とする請求項7ないし10のいずれか1項に記載の空気圧
縮機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203049A JP4411753B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
| US09/779,856 US6517325B2 (en) | 2000-06-30 | 2001-02-09 | Air compressor and method of operating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000203049A JP4411753B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002021760A true JP2002021760A (ja) | 2002-01-23 |
| JP4411753B2 JP4411753B2 (ja) | 2010-02-10 |
Family
ID=18700497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000203049A Expired - Fee Related JP4411753B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | オイルフリースクリュー圧縮機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6517325B2 (ja) |
| JP (1) | JP4411753B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104895792A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 贵州兴化化工股份有限公司 | 一种空气压缩机电仪控制的方法 |
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| DE102009020769A1 (de) | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg | Saugreinigungsgerät |
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