JP2014047652A - 空気圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油の劣化を抑制でき、多湿環境下でも安定した稼働を実現でき、更に、圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる、空気圧縮装置を提供する。
【解決手段】油回収器１７は、圧縮機１４において油を伴って圧縮された圧縮空気が誘導され、誘導された圧縮空気から油を分離して油タンク１７ａに回収する。除湿器２０は、油が分離された圧縮空気に対して除湿を行う。圧縮空気送出部２２は、圧縮空気を蓄積する空気溜め２３に対して除湿が行われた圧縮空気を送出する。切替弁２１は、除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを連通する経路に設けられる。連通経路３５は、切替弁２１と圧縮機１４の吸込み側とを連通させる。切替弁２１は、除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２及び連通経路３５のいずれか一方に供給可能なように切り替えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮空気を生成する空気圧縮装置に関する。

圧縮空気を生成する空気圧縮装置として、例えば、特許文献１においては、鉄道車両に設置されてその鉄道車両において用いられる圧縮空気を生成する空気圧縮装置が開示されている。また、特許文献１に開示された空気圧縮装置は、油を伴った空気を圧縮した後に圧縮空気から油を分離して圧縮空気を生成する装置として構成されている。これにより、この空気圧縮装置は、油膜によるシール機能及び潤滑機能を果たすことができるように構成されている。

上記のような、油を用いて圧縮空気を生成する空気圧縮装置が、多湿環境下で使用されると、油中に余分な水分が混入し易くなる。空気圧縮装置の油中に余分な水分が混入した状態で、油温が低下すると、油の乳化（エマルジョン化）を生じ易くなってしまう。そして、空気圧縮装置の油中に余分な水分が混入して残留し、その水分の残留が長期化すると、潤滑油としての油の劣化を招き、更に金属製の機器の腐食も招き易くなってしまう。

上記に対し、特許文献１に開示された空気圧縮装置では、多湿環境下でも油の性能の劣化を抑制し、安定して稼働させるため、乾燥手段により乾燥された圧縮空気の一部を取り出して圧縮機の吸入口に常時戻すバイパス管路が設けられている。

特開２００６−２２６２４５号公報

特許文献１に開示されているように、油を用いて圧縮空気を生成する空気圧縮装置においては、多湿環境下でも安定した稼働を可能にするため、油の劣化を抑制するための構成が設けられることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に開示された空気圧縮装置は、乾燥手段により乾燥された圧縮空気の一部を取り出して圧縮機の吸入口に常時戻すように構成されているため、圧縮空気を生成する際の効率が低下してしまうという問題がある。即ち、特許文献１に開示された空気圧縮装置と、同じ容量の仕様であって乾燥された空気を圧縮機の吸込み側に戻さない構成の空気圧縮装置とを比較した場合、空気溜めに対して圧縮空気を蓄積する能力が低下してしまうことになる。より具体的には、空気溜めに対して圧縮空気を蓄積するために要する時間の増大、或いは、空気溜めに蓄積可能な圧縮空気の最大圧力の低下を招いてしまうことになる。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、油の劣化を抑制でき、多湿環境下でも安定した稼働を実現でき、更に、圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる、空気圧縮装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のある局面に係る空気圧縮装置は、圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、外部から吸い込んだ空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機に油を供給する油供給経路と、油タンクを有し、前記圧縮機において油を伴って圧縮された圧縮空気が誘導され、誘導された圧縮空気から油を分離して前記油タンクに回収するとともに前記油供給経路に連通する油回収器と、油が分離された圧縮空気に対して除湿を行う除湿器と、圧縮空気を蓄積する空気溜めに対して除湿が行われた圧縮空気を送出する圧縮空気送出部と、前記除湿器と前記圧縮空気送出部とを連通する経路に設けられた切替弁と、前記切替弁と前記圧縮機の吸込み側とを連通させる連通経路と、を備え、前記切替弁は、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記圧縮空気送出部及び前記連通経路のいずれか一方に供給可能なように切り替えられることを特徴とする。

この構成によると、空気圧縮装置が、切替弁が除湿器の下流側と連通経路とを連通させるように切り替えられた状態のときは、除湿が行われた圧縮空気の全てが、連通経路を介して圧縮機の吸込み側に供給される。これにより、除湿された圧縮空気が、連通経路で膨張した後、その大部分が圧縮機に吸い込まれて圧縮され、再び除湿される状態が、繰り返し行われることになる。このため、切替弁を適宜切り替えて運転するだけで、空気圧縮装置内の油中に混入した水分を容易に除去することができる。よって、空気圧縮装置が多湿環境下で使用される場合であっても、油の乳化（エマルジョン化）が生じてしまうような事態を容易に回避することができる。そして、空気圧縮装置内の油中に余分な水分が混入して残留し、その水分の残留が長期化してしまうことも防止できる。これにより、空気圧縮装置が多湿環境下で使用される場合であっても、潤滑油としての油の劣化を招いてしまうことを抑制でき、更に、金属製の機器の腐食が生じてしまうことも抑制できる。よって、多湿環境下でも安定した稼働を実現することができる。

一方、空気圧縮装置が、切替弁が除湿器の下流側と圧縮空気送出部とを連通させるように切り替えられた状態のときは、除湿が行われた圧縮空気の全てが圧縮空気送出部を介して空気溜めに送出される。このため、空気溜めに圧縮空気を蓄積する運転状態のときは、圧縮空気を生成する際の効率が低下してしまうことが防止される。即ち、空気溜めに対して圧縮空気を蓄積するために要する時間の増大、及び、空気溜めに蓄積可能な圧縮空気の最大圧力の低下を招いてしまうことがない。よって、空気溜めに対して圧縮空気を蓄積する能力が低下してしまうことのない空気圧縮装置を提供することができる。

従って、上記の構成によると、油の劣化を抑制でき、多湿環境下でも安定した稼働を実現でき、更に、圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる、空気圧縮装置を提供することができる。

また、本発明のある局面に係る空気圧縮装置は、通常運転モードと暖気水分除去運転モードとに運転モードの設定が可能であって、それらのうちのいずれかの運転モードに基づいて運転状態を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記運転モードが前記通常運転モードに設定されたときは、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記圧縮空気送出部へ供給するように前記切替弁を切り替えるよう制御し、前記運転モードが前記暖気水分除去運転モードに設定されたときは、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記連通経路へ供給するように前記切替弁を切り替えるよう制御し、前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立している場合であっても、前記空気溜めに圧縮空気を蓄積させるための条件が成立している場合は、前記運転モードを前記通常運転モードに設定することが好ましい。

この構成によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立している場合であっても、空気溜めに圧縮空気を蓄積させるための条件が成立している場合は、運転モードが通常運転モードに設定される。このため、空気溜め内の圧縮空気の圧力を上昇或いは維持させることが必要な場合には、確実に、圧縮空気が空気溜めへ送出されることになる。一方、上記の運転が行われることで、一時的に、空気圧縮装置内に水分が浸入したとしても、空気溜めに圧縮空気を蓄積させるための条件が解除された時点で、暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立していれば、速やかに、暖気水分除去運転モードでの運転が行われる。これにより、空気圧縮装置内に一時的に侵入した水分も、すぐに除去されることになる。よって、多湿環境下でも安定した稼働を実現できるとともに圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる空気圧縮装置において、更に、空気溜め内の圧縮空気の圧力の上昇或いは維持が必要な場合に、確実に、空気溜め内の圧縮空気の圧力の低下を防止することができる。

また、本発明のある局面に係る空気圧縮装置は、前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部を複数種類備えていることが好ましい。

この構成によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部が複数種類設けられているため、運転モードの暖気水分除去運転モードへの切り替えタイミングを複数種類の条件に基づいて判定することができる。このため、運転モードの暖気水分除去運転モードへの切り替えタイミングの判定に関する柔軟性を向上させることができる。例えば、複数種類の条件のいずれかが成立した場合に運転モードを暖気水分除去運転モードに移行させる設定であれば、暖気水分除去運転モードに設定されるチャンスを確保し易くなる。これにより、油の劣化を招いてしまうことを更に効率よく抑制でき、信頼性の更なる向上を図ることができる。また、複数の種類の条件の全てが成立した場合に運転モードを暖気水分除去運転モードに移行させる設定であれば、暖気水分除去運転モードに設定されるチャンスをより厳密に選択することができる。これにより、暖気水分除去運転モードへの切り替えの必要性が低い場合に運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されてしまうことを抑制でき、エネルギー消費を抑制することができる。

また、本発明のある局面に係る空気圧縮装置は、前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部として、前記油回収器内の油の温度を検知する油温センサ、前記油回収器から吐出された圧縮空気の温度を検知する吐出空気温度センサ、前記圧縮機の温度を検知する圧縮機温度センサ、前記油タンクの温度を検知するタンク温度センサ、外部の空気の温度を検知する外気温センサ、外部の湿度を検知する湿度センサ、時刻を検知するタイマ、所定の期間における前記圧縮機の稼働時間を検知する可動時間検知部、及び、所定の期間における前記圧縮機の稼働回数を検知する稼働回数検知部、のうちの少なくともいずれかを備えていることが好ましい。

この構成によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件について、油回収器内の油の温度、油回収器から吐出された圧縮空気の温度、圧縮機の温度、油タンクの温度、外部の空気の温度、外部の湿度、時刻、圧縮機の稼働時間、或いは、圧縮機の稼働回数に基づいて、判定することができる。

本発明によると、油の劣化を抑制でき、多湿環境下でも安定した稼働を実現でき、更に、圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる、空気圧縮装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る空気圧縮装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図１に示す空気圧縮装置に関し、センサの設置構成についても模式的に示すブロック図である。 図１に示す空気圧縮装置の作動を説明するフローチャートの一例である。 変形例に係る空気圧縮装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図４に示す空気圧縮装置の作動を説明するフローチャートの一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本実施形態は、油を伴った空気を圧縮した後に圧縮空気から油を分離して圧縮空気を生成する空気圧縮装置において広く適用することができる。また、本実施形態の空気圧縮装置は、例えば、鉄道車両に設置されてこの鉄道車両において用いられる圧縮空気を生成する鉄道車両用の空気圧縮装置として用いられる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る空気圧縮装置１の構成を模式的に示すブロック図である。また、図２は、空気圧縮装置１の構成に関し、センサの設置構成についても模式的に示すブロック図である。図１及び図２に示す空気圧縮装置１は、例えば、図示しない鉄道車両に設置される。そして、この空気圧縮装置１において生成された圧縮空気は、鉄道車両において制動機器等の空圧機器を作動させるために用いられる。尚、この空気圧縮装置１は、例えば、鉄道車両の編成における各車両に設置される。

図１及び図２に示す空気圧縮装置１は、収容ケース１１、吸込みフィルタ１２、吸込弁１３、圧縮機１４、モータ１５、ファン１６、油回収器１７、油分離フィルタ１８、エアクーラ１９、除湿器２０、切替弁２１、圧縮空気送出部２２、空気溜め２３、オイルフィルタ２４、オイルクーラ２５、制御部２６、油温センサ２７、タンク温度センサ２８、圧縮機温度センサ２９、吐出空気温度センサ３０、外気温センサ３１、湿度センサ３２、圧力センサ３３、油供給経路３４、連通経路３５、等を備えて構成されている。

そして、空気圧縮装置１は、吸込みフィルタ１２を介して吸込み弁１３から吸い込んだ空気を圧縮機１４で圧縮し、エアクーラ１９で冷却した後に、圧縮空気送出部２２から送出して空気溜め２３に圧縮空気として蓄積する装置として構成されている。また、空気圧縮装置１は、油供給経路３４、油回収器１７、油分離フィルタ１８、オイルフィルタ２４、オイルクーラ２５、等を備えることで、油を伴った空気を圧縮した後に圧縮空気から油を分離して圧縮空気を生成する装置として構成されている。これにより、圧縮熱の除去、油膜によるシール機能及び潤滑機能を果たすことができるように構成されている。以下、空気圧縮装置１における各構成要素について、詳しく説明する。

収容ケース１１は、圧縮機１４、モータ１５、ファン１６、油回収器１７、油分離フィルタ１８、エアクーラ１９、除湿器２０、切替弁２１、オイルフィルタ２４、オイルクーラ２５、制御部２６、等を収容する箱状の筐体として設けられている。そして、この収容ケース１１には、例えば、その壁部或いは壁部近傍において、吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３と、圧縮空気送出部２２と、が設置されている。

圧縮機１４で圧縮される空気（外気）は、収容ケース１１に設置された吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３を介して吸い込まれる。吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３は、圧縮機１４の吸込み側に連通するように設けられている。尚、図１及び図２では、吸い込まれる外気の流れ、乾燥した状態の空気が流動する経路、油滴、水滴、或いは水蒸気を含む空気が流動する経路、油が流動する経路について、実線の矢印で示されている。

吸込みフィルタ１２は、吸い込まれる空気が通過する際に砂塵等の粉塵の通過を抑制するためのフィルタとして設けられている。吸込み弁１３は、例えば、圧縮機１４の本体に一体に形成された弁として設けられている。吸込み弁１３は、弁体と、この弁体が着座及び離座が可能な弁座と、弁体を弁座に着座させる方向に付勢するバネと、を備えて構成されている。そして、圧縮機１４が作動して圧縮機１４側が負圧となることで外気の圧力によって弁体がバネのバネ力に抗して弁座から離座し、圧縮機１４内に空気が吸い込まれることになる。

また、収容ケース１１の外部には、空気溜め２３が設置されている。空気溜め２３は、圧縮機１４で圧縮された後に油回収器１７を通過して油が分離されて更にエアクーラ１９で冷却された圧縮空気を蓄積するエアタンクを有して構成されている。この空気溜め２３には、圧力センサ３３が設置されている。圧力センサ３３は、空気溜め２３における空気圧（即ち、空気溜め２３に蓄積されている圧縮空気の圧力）を検知するセンサとして設けられている。そして、圧力センサ３３は、制御部２６に対して信号を出力可能に接続されている。即ち、圧力センサ３３で検知される圧力値の信号が制御部２６に入力される。

また、空気溜め２３に対しては、圧縮空気送出部２２から圧縮空気が送出される。圧縮空気送出部２２は、空気溜め２３に対して、後述する除湿器２０によって除湿が行われた圧縮空気を送出する機構として設けられている。そして、圧縮空気送出部２２は、逆止弁２２ａが備えられた配管系統として設けられている。除湿器２０を経て圧縮空気送出部２２に流入した圧縮空気は、逆止弁２２ａによって、空気溜め２３に向かう方向の流れのみが許容され、空気溜め２３に送出される。そして、空気溜め２３に送出された圧縮空気が圧縮空気送出部２２を介して除湿器２０側へ戻ることが逆止弁２２ａによって規制される。尚、逆止弁２２ａは、所定の圧力以上の圧縮空気の空気溜め２３側への通過を許容するように構成されている。

圧縮機１４は、吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３を介して外部から吸い込んだ空気を圧縮するように構成されている。圧縮機１４は、例えば、互いに逆方向に回転して空気を圧縮する一対のスクリューを有するスクリュー式の空気圧縮機として設けられている。スクリューが配置される圧縮機本体の内部では、吸込み弁１３に連通する部分から油回収器１７に連通する部分にかけて空気の圧力が上昇することになる。

尚、本実施形態では、圧縮機１４が、スクリュー式の空気圧縮機として設けられる場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。圧縮機１４が、スクロール式の空気圧縮機、或いは、モータ１５からの回転駆動力がクランク軸を介して往復駆動力に変換されて伝達されて駆動されるレシプロ式の空気圧縮機、等として設けられていてもよい。

モータ１５は、電動モータとして構成され、圧縮機１４を回転駆動する駆動機構として設けられている。モータ１５は、制御部２６からの指令信号に基づいて、例えば、図示しないドライバによって回転速度及び供給電流が制御されて作動するように構成されている。また、モータ１５の回転軸は、カップリングを介して圧縮機１４の回転軸に連結されている。

尚、本実施形態では、モータ１５と圧縮機１４との間に減速機が設けられておらず、モータ１５が圧縮機１４に直結されている形態を例示したが、この通りでなくてもよい。即ち、モータ１５と圧縮機１４との間にモータ１５の回転駆動力を減速して伝達する減速機が設けられた形態が実施されてもよい。また、モータ１５が、減速機付モータとして構成されてもよい。

ファン１６は、エアクーラ１９及びオイルクーラ２５を介して圧縮空気及び油を冷却するための冷却空気を発生させる冷却ファンとして設けられている。ファン１６は、モータ１５に対して、圧縮機１４が連結される側と反対側の端部において取り付けられている。このファン１６は、軸流ファンとして設けられ、プロペラ部（図示省略）を備えて構成されている。そして、ファン１６は、モータ１５の回転軸の駆動力が圧縮機１４側と反対側でプロペラ部に伝達されるように設置されている。

上記のように、ファン１６は、モータ１５からの駆動力によって回転駆動され、これにより、冷却空気の流れを発生させるように構成されている。また、収容ケース１１には、ファン１６によって発生する冷却空気の流れの上流側に位置する壁部において、フィルタ（図示省略）が設置されている。このフィルタは、例えば、収容ケース１１に取り付けられた金網として設けられている。そして、ファン１６が回転することで、冷却空気となる外気がフィルタを介して吸い込まれることになる。尚、本実施形態では、ファン１６が軸流ファンである場合を例示しているが、この通りでなくてもよく、シロッコファン等の他の形態のファンを用いることもできる。

エアクーラ１９は、圧縮機１４で圧縮されて圧縮熱が残っている圧縮空気を冷却する熱交換器として設けられている。このエアクーラ１９は、ファン１６に対して、このファン１６によって発生する冷却空気の流れの上流側或いは下流側に配置されている（尚、図１及び図２は、模式的に示す図であり、収容ケース１１内でのエアクーラ１９の配置を特定するものではない）。これにより、エアクーラ１９がファン１６によって発生する冷却空気によって外部から冷却され、更に、エアクーラ１９の内部を通過する圧縮空気が冷却されることになる。尚、エアクーラ１９は、例えば、後述するオイルクーラ２５と一体的に結合されて形成されている。

油回収器１７は、油タンク１７ａを備えて構成されている。油タンク１７ａと圧縮機１４との間には、圧縮機１４と油タンク１７ａとを連通する油入り圧縮空気吐出経路３６が設けられている。圧縮機１４において油を伴って圧縮された圧縮空気は、油入り圧縮空気吐出経路３６を介して油タンク１７ａに誘導される。そして、圧縮空気とともに油入り圧縮空気吐出経路３６から油タンク１７ａ内に吐出された油が、油タンク１７ａに回収されることになる。

また、図１及び図２では図示が省略されているが、油入り圧縮空気吐出経路３６における油タンク１７ａ内での吐出部分には、大きな油滴を分離するための分離機が設置されている。油を伴った圧縮空気が油入り圧縮空気吐出経路３６を通過して誘導されてその吐出部分から吐出されると、上記の分離機によって圧縮空気から油が分離される。その分離された油は、油タンク１７ａ内で飛散しながら重力で落下して油タンク１７ａ内に回収されることになる。そして、油タンク１７ａ内は、回収された油が貯留された状態となる。

油供給経路３４は、油回収器１７の油タンク１７ａと圧縮機１４とに連通するように設置されており、圧縮機１４に油タンク１７ａから油を供給する経路として設けられている。油供給経路３４は、圧縮機１４の圧縮機本体に対して、吸込み弁１３に連通する吸い込み側であって圧力が低い低圧側に連通している。また、油供給経路３４は、油タンク１７ａに対して、油タンク１７ａ内の油の油面よりも低い位置で連通するように構成されている。このように油供給経路３４が圧縮機１４及び油タンク１７ａに連通しているため、油入り圧縮空気吐出経路３６から吐出された圧縮空気が油タンク１７ａ内の油の油面を押し下げることで、油供給経路３４を介して圧縮機１４に油が供給されることになる。

油分離フィルタ１８は、油回収器１７の油タンク１７ａとエアクーラ１９とを連通する経路に設置されている。そして、油分離フィルタ１８は、圧縮機１４において油を伴って圧縮されて油回収器１７を通過した圧縮空気から更に油を分離するフィルタを備えて構成されている。この油分離フィルタ１８では、油回収器１７において回収されなかった細かい油滴が圧縮空気から分離されることになる。

また、油分離フィルタ１８と、圧縮機１４又は吸込み弁１３とは、例えば、圧縮空気の通過量を抑制するための絞りが設けられた連通路（図示省略）を介して連通している。この連通路は、油分離フィルタ１８のハウジング部分の内部における下部と圧縮機１４とを連通するように設置されている。そして、油分離フィルタ１８で分離された油が圧縮空気によって押し上げられて圧縮機１４に供給される。

また、油分離フィルタ１８とエアクーラ１９とを連通する経路には、保圧逆止弁（図示省略）及び安全弁（図示省略）が設けられていてもよい。この場合、上記の保圧逆止弁は、所定の圧力以上の圧縮空気のエアクーラ１９側への通過を許容する弁として設けられる。また、安全弁は、圧縮空気の圧力が所定の過大な圧力以上になったときに外部に対して圧縮空気を逃がす弁として設けられる。

オイルクーラ２５は、油タンク１７ａ内の油を冷却して油供給経路３４に供給可能な熱交換器として設けられている。そして、図１及び図２では図示が一部省略されているが、オイルクーラ２５は、油供給経路３４に対して、油経路３７を介して油タンク１７ａ側で連通し、油経路３８を介して圧縮機１４側で連通するように設けられている。

上記により、オイルクーラ２５は、油タンク１７ａから油供給経路３４に流入した油の一部を油経路３７を経て取り込んで冷却し、その冷却した油を油経路３８を経て油供給経路３４に戻すように構成されている。即ち、圧縮機１４による空気の圧縮によって発生する熱によって高温になった油が、油経路３７を経てオイルクーラ２５に流入し、オイルクーラ２５で冷却された低温の油が、油経路３８を経て油供給経路３４に戻されることになる。尚、油入り圧縮空気吐出経路３６から吐出された圧縮空気が油タンク１７ａ内の油の油面を押し下げることにより、油タンク１７ａとオイルクーラ２５との間で、上記の油の流動が生じることになる。

尚、図１及び図２では図示が省略されているが、油供給経路３４と油経路３７とが連通する箇所には、油経路３７への油の流入口を連通状態とする連通位置と遮断状態とする遮断位置とにおいて切り替え可能な油温調整弁が設置されている。この油温調整弁は、例えば、温度により体積変化するワックス或いはバイメタル機構によって作動する自立式の弁として構成されている。そして、この構成により、この油温調整弁は、後述する制御部２６による制御に基づかずに油タンク１７ａ内の油温に応じて独立して作動するように構成されている。即ち、この油温調整弁は、油タンク１７ａ内の油温に応じて独立して上記の連通位置と遮断位置とのいずれかの位置に切り替わるように構成されている。

上記により、上記の油温調整弁は、油タンク１７ａ内の油温に応じてオイルクーラ２５に油を循環させる状態と油を循環させない状態とのいずれかに切り替わって油タンク１７ａ内の油温を調整するように構成されている。尚、この油温調整弁の作動により、油タンク１７ａ内の油温が所定の温度を超えない範囲に収まるように制御され、油温が高すぎることによる油の酸化が防止されることになる。

また、オイルクーラ２５は、前述のように、エアクーラ１９と一体的に結合されて形成されている。そして、オイルクーラ２５は、ファン１６に対して冷却空気の流れの上流側又は下流側に配置されている（尚、図１及び図２は、模式的に示す図であり、収容ケース１１内でのオイルクーラ２５の配置を特定するものではない）。オイルクーラ２５がファン１６によって発生する冷却空気によって外部から冷却されることで、オイルクーラ２５の内部を通過する油が冷却されることになる。

また、油経路３８には、その経路の途中において、オイルフィルタ２４が設置されている。オイルフィルタ２４は、油中に生じた又は油中に混入した異物が圧縮機１４内に供給されてしまうことを防止するフィルタとして設けられている。尚、上記の異物としては、例えば、劣化した油が凝集したスカム状の物質等が挙げられる。

除湿器２０は、エアクーラ１９と後述の切替弁２１とを連通する経路に設置され、油分離フィルタ１８にて油が分離された圧縮空気に対して除湿を行う機構として設けられている。即ち、除湿器２０において、空気溜め２３へと送出される圧縮空気に対する除湿が行われることになる。この除湿器２０には、乾燥剤が含まれたフィルタ或いは中空糸膜方式の除湿を行うフィルタが備えられている。

尚、除湿器２０には、乾燥剤を含むフィルタ或いは中空糸膜方式のフィルタに加え、このフィルタに対するエアクーラ１９側である上流側に、水分と油分離フィルタ１８にて分離されなかった微量の油分とを圧縮空気から分離する上流側フィルタが更に備えられていてもよい。尚、上記の上流側フィルタで分離された水分及び油分は、例えば、除湿器２０に設けられたドレン弁から排出される。また、除湿器２０には、エアクーラ１９を通過した圧縮空気を外部へ放出可能な排気弁が設けられていてもよい。この排気弁は、例えば、制御部２６からの指令信号に基づいて作動する電磁弁として設けられる。

切替弁２１は、除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを連通する経路に設けられ、後述する制御部２６からの指令信号に基づいて作動するように構成されている。例えば、切替弁２１は、制御部２６からの指令信号に基づいて駆動されるスプールの変位によって切替動作が行われる電磁弁として構成されている。連通経路３５は、切替弁２１と圧縮機１４の吸込み側とを連通させる経路として設けられている。本実施形態では、連通経路３５は、切替弁２１と吸込み弁１３とを連通する配管経路として設けられている。

また、切替弁２１は、除湿器２０にて除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２及び連通経路３５のいずれか一方に供給可能なように切り替えられる。即ち、切替弁２１は、制御部２６からの指令信号に基づいて、除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２へ供給する状態から、除湿が行われた圧縮空気の全てを連通経路３５へ供給する状態へと切り替えられる。また、切替弁２１は、制御部２６からの指令信号に基づいて、除湿が行われた圧縮空気の全てを連通経路３５へ供給する状態から、除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２へ供給する状態へと切り替えられる。

除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２へ供給する状態では、切替弁２１は、除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを連通させるとともに、除湿器２０と連通経路３５とを遮断し、更に、圧縮空気送出部２２と連通経路３５とを遮断する。一方、除湿が行われた圧縮空気の全てを連通経路３５へ供給する状態では、切替弁２１は、除湿器２０と連通経路３５とを連通させるとともに、除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを遮断し、更に、連通経路３５と圧縮空気送出部２２とを遮断する。

制御部２６は、空気圧縮装置１の運転状態を制御する制御装置として設けられている。そして、この制御部２６は、例えば、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリ、インターフェース回路、等を備えて構成され、上位のコントローラ（図示せず）との間で信号の送受信が可能に構成されている。

また、制御部２６は、空気溜め２３における空気圧を検知する圧力センサ３３からの信号と、後述する油温センサ２７、タンク温度センサ２８、圧縮機温度センサ２９、吐出空気温度センサ３０、外気温センサ３１、及び湿度センサ３２の各センサからの信号とを受信可能に構成されている。また、制御部２６は、モータ１５の運転を制御することで圧縮機１４の作動を制御するように構成されている。更に、制御部２６は、切替弁２１の作動を制御するように構成されている。

また、制御部２６は、後述する通常運転モードと暖気水分除去運転モードとに運転モードの設定が可能であって、それらのうちのいずれかの運転モードに基づいて空気圧縮装置１の運転状態を制御するように構成されている。運転モードは、制御部２６において、通常運転モードに対応するフラグ及び暖気水分除去運転モードに対応するフラグのいずれかのフラグとして、相互に変更して切替可能に設定されている。尚、運転モードの設定の切り替え、即ち、上記のフラグの設定の切り替えは、制御部２６において、センサ（２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３）からの信号に基づいて、行われる。運転モードの設定の切り替えの形態としては、少なくとも、通常運転モードから暖気水分除去運転モードへの運転モードの設定の切り替えと、暖気水分除去運転モードから通常運転モードへの運転モードの設定の切り替えとがある。

また、制御部２６は、運転モードが通常運転モードに設定されたときは、除湿器２０にて除湿が行われた圧縮空気の全てを圧縮空気送出部２２へ供給するように切替弁２１を切り替えるよう制御する。即ち、制御部２６は、運転モードが通常運転モードに設定されたときは、除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを連通させて除湿器２０及び圧縮空気送出部２２の両方に対して連通経路３５側を遮断するスプール位置となるように、電磁弁である切替弁２１を制御する。

一方、制御部２６は、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されたときは、除湿器２０にて除湿が行われた圧縮空気の全てを連通経路３５へ供給するように切替弁２１を切り替えるよう制御する。即ち、制御部２６は、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されたときは、除湿器２０と連通経路３５とを連通させて除湿器２０及び連通経路３５の両方に対して圧縮空気送出部２２側を遮断するスプール位置となるように、電磁弁である切替弁２１を制御する。

通常運転モードは、空気溜め２３に圧縮空気を蓄積させることが必要なときに、モータ１５を駆動して圧縮機１４を作動させ、空気溜め２３に圧縮空気を蓄積する運転モードとして構成されている。より具体的には、運転モードが通常運転モードに設定されている場合、後述の蓄圧条件が成立したときには、制御部２６の制御によって、切替弁２１が除湿器２０と圧縮空気送出部２２とを連通させるように切り替えられるとともに、モータ１５が駆動されて圧縮機１４が作動し、空気溜め２３に圧縮空気が蓄積される。

上記の蓄圧条件は、空気溜め２３に圧縮空気を蓄積させて空気溜め２３内の圧縮空気の圧力を蓄えるための条件として構成される。そして、制御部２６において、圧力センサ３３で検知される圧力値（空気溜め２３における空気圧の圧力値）に基づいて、蓄圧条件の成立の有無が判定される。

また、運転モードが通常運転モードに設定されている場合において、空気溜め２３への圧縮空気の蓄積が不要なとき、即ち、蓄圧条件が成立していないときには、モータ１５の駆動が停止されて圧縮機１４の作動が停止する。これにより、運転モードが通常運転モードに設定されていて蓄圧条件が不成立のときには、空気溜め２３への圧縮空気の送出が行われない。

尚、上記の蓄圧条件としては、例えば、圧力センサ３３での検出圧力値（即ち、空気溜め２３の空気圧）が所定の第１の圧力値未満となったときに成立し、その後、第１の圧力値よりも高い所定の第２の圧力値以上となったときに解除される条件として構成されてもよい。この場合、運転モードが通常運転モードに設定されている状態において、圧力センサ３３での検出圧力値が、予め定められている第１圧力値未満となったときに、制御部２６からの指令信号に基づいて、モータ１５の運転が開始されて圧縮機１４が作動し、圧縮空気の生成が行われる。このとき、切替弁２１は、除湿器２０及び圧縮空気送出部２２のみを連通しており、生成された圧縮空気は空気溜め２３に送出されて蓄積されることになる。そして、圧力センサ３３での検出圧力値が、上昇し、予め定められている第２の圧力値以上となったときに、制御部２６からの指令信号に基づいて、モータ１５の運転が停止されて圧縮機１４の作動が停止され、圧縮空気の空気溜め２３への圧縮空気の蓄積が停止される。

鉄道車両における制動機器等の空圧機器の作動によって空気溜め２３に蓄積された圧縮空気が消費されて空気溜め２３内の空気圧が低下した場合には、上記のように通常運転モードでの空気圧縮装置１の運転が行われて圧縮機１４が作動する。これにより、空気溜め２３への圧縮空気の蓄積が行われることになる。そして、運転モードが通常運転モードに設定されている状態では、空気溜め２３での空気圧低下の状況に応じて圧縮機１４が間欠的に繰り返し作動して、空気溜め２３の空気圧の回復が随時図られることになる。

一方、暖気水分除去運転モードは、暖気しながら空気圧縮装置１内の油中の水分を除去することが必要なときに、モータ１５を駆動して圧縮機１４を作動させ、除湿が行われた圧縮空気を連通経路３５及び吸込み弁１３を介して圧縮機１４に供給する運転モードとして構成されている。より具体的には、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件である暖気水分除去運転条件が成立している場合であって、前述の蓄圧条件が成立していない場合に、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定された状態が維持される。そして、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定された状態では、制御部２６の制御によって、切替弁２１が除湿器２０と連通経路３５とを連通させるように切り替えられているとともに、モータ１５が駆動されて圧縮機１４が作動し、除湿が行われた圧縮空気の全てが連通経路３５に供給される。

上記のように暖気水分除去運転モードでの運転が行われると、除湿が行われた圧縮空気の全てが連通経路３５を介して圧縮機１４の吸込み側に供給される。これにより、除湿された圧縮空気が、連通経路３５で膨張した後、その大部分が圧縮機１４に吸い込まれて圧縮され、再び除湿される状態が、繰り返し行われることになる。このため、暖気水分除去運転モードでは、空気圧縮装置１内の油中に混入した水分が除去されることになる。

尚、除湿されて乾燥した空気が切替弁２１及び連通経路３５を経て圧縮機１４の吸込み側に戻った状態では、その空気の圧力は、外気の圧力（大気圧）相当となっている。そして、この状態は、暖気水分除去運転モードでの運転が継続された場合であっても変化しない。このため、暖気水分除去運転モードでの空気圧縮装置１の運転中には、騒音の問題が発生することがない。

また、鉄道車両に設置されてその鉄道車両において用いられる空気圧縮装置は、一般的に稼働率が低く、稼働時間が短い傾向にあり、空気圧縮装置内の油中に水分が混入した状態になり易い。しかし、油タンク１７ａ内の油温が低い状態であっても、暖気水分除去運転モードでの運転が行われると、圧縮機１４による空気の圧縮によって発生する熱によって油温が上昇し、油の乳化（エマルジョン化）の発生が回避されることになる。更に、暖気水分除去運転モードでの運転が行われることで、空気圧縮装置１内の油中に混入した水分が速やかに除去されることになる。

また、制御部２６は、上述の暖気水分除去運転条件が成立している場合であっても、蓄圧条件が成立している場合は、運転モードを通常運転モードに設定する。例えば、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されている状態で蓄圧条件が成立すると、運転モードが暖気水分除去運転モードから通常運転モードに切り替えられて設定される。また、運転モードが通常運転モードに設定されていて且つ蓄圧条件が成立している状態で暖気水分除去運転条件が成立しても、運転モードは通常運転モードの設定のまま維持される。

また、空気圧縮装置１においては、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件である暖気水分除去運転条件を検知する検知部が複数種類備えられている。本実施形態では、上記の検知部として、油温センサ２７、タンク温度センサ２８、圧縮機温度センサ２９、吐出空気温度センサ３０、外気温センサ３１、及び湿度センサ３２、が備えられた空気圧縮装置１を例示している。

油温センサ２７は、油回収器１７の油タンク１７ａ内に設置され、油タンク１７ａ内の油の温度を検知する検知部として設けられている。タンク温度センサ２８は、油タンク１７ａの温度を検知する検知部として設けられる。タンク温度センサ２８は、例えば、油タンク１７ａの内壁部に設置される。圧縮機温度センサ２９は、圧縮機１４の温度を検知する検知部として設けられる、圧縮機温度センサ２９は、例えば、圧縮機１４の圧縮機本体の内壁部に設置される。

吐出空気温度センサ３０は、油回収器１７から吐出された圧縮空気の温度を検知する検知部として設けられる。また、吐出空気温度センサ３０は、油が分離された圧縮空気の温度を検知するように設置される。例えば、吐出空気温度センサ３０は、油分離フィルタ１８とエアクーラ１９とを連通する経路に対してこの経路を流動する圧縮空気の温度を検知可能なように設置される。外気温センサ３１は、外部の空気の温度を検知する検知部として設けられる。外気温センサ３１は、例えば、収容ケース１１の外壁部に設置される。湿度センサ３２は、外部の湿度を検知する検知部として設けられる。湿度センサ３２は、例えば、収容ケース１１の外壁部に設置される。

尚、油温センサ２７、タンク温度センサ２８、圧縮機温度センサ２９、吐出空気温度センサ３０、及び外気温センサ３１は、対象の温度として検知される検知温度が所定の温度以下の場合と所定の温度を超える場合とで制御部２６に対してオンオフ信号を出力する温度スイッチとして構成されている。また、上記のセンサ（２７、２８、２９、３０、３１）においては、所定の温度の近傍でのチャタリングの発生を抑制するため、オン信号出力温度とオフ信号出力温度との間のディファレンシャルが適宜設定されていてもよい。

また、上記のセンサ（２７、２８、２９、３０、３１）として、温度スイッチ以外の形態として構成された温度センサが用いられてもよい。例えば、上記のセンサ（２７、２８、２９、３０、３１）として、検知温度の信号を制御部２６に対して出力するように構成された温度センサが用いられ、制御部２６において、この検知温度の信号に基づいて所定の温度以下の状態であるか否かが判断される形態が実施されてもよい。

検知部としての上記の各センサ（２７、２８、２９、３０、３１、３２）での検知結果として、暖気水分除去運転条件が検知されることになる。そして、制御部２６においては、上記の各センサ（２７〜３２）における少なくともいずれかの検知結果に基づいて、暖気水分除去運転条件の成立の有無が判定され、運転モードの設定が行われる。

上記の各センサ（２７〜３２）での検知結果に基づいて成立の有無が判定される暖気水分除去運転条件としては、例えば、低温高湿度の条件が挙げられる。具体的には、油温センサ２７での検知温度が所定の温度以下の条件が挙げられる。また、タンク温度センサ２８での検知温度が所定の温度以下の条件が挙げられる。また、圧縮機温度センサ２９での検知温度が所定の温度以下の条件が挙げられる。また、吐出空気温度センサ３０での検知温度が所定の温度以下の条件が挙げられる。また、外気温センサ３１での検知温度が所定の温度以下の条件が挙げられる。また、湿度センサ３２で検知された外部の湿度が所定の湿度以上の条件が挙げられる。

尚、暖気水分除去運転条件は、上述した各条件の少なくともいずれかとして構成されてもよい。また、暖気水分除去運転条件は、上述した各条件の任意の組み合わせとして構成されてもよい。また、暖気水分除去運転条件は、上述した各条件の任意の組み合わせとして構成される場合、更に、それらのＡＮＤ条件及びＯＲ条件の任意の組み合わせとして構成されてもよい。

次に、上述した空気圧縮装置１の作動について説明する。まず、空気圧縮装置１において、運転モードが通常運転モードに設定されて圧縮空気が生成される運転が行われている状態について説明する。この状態では、まず、外気である空気が、圧縮機１４の作動によって発生する負圧によって、吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３を介して吸い込まれる。そして、吸い込まれた空気の圧力によって開いた状態の吸込み弁３２をこの吸い込まれた空気が通過し、圧縮機１４内に流入する。このとき、圧縮機１４には、前述したように、油供給経路３４から油が供給されており、圧縮機１４内において、吸い込まれた空気が油を伴って圧縮されることになる。

油を伴って圧縮された圧縮空気は、油入り圧縮空気吐出経路３６を通過し、更に、大きな油滴を分離する前述の分離機（図示省略）を経て、油タンク１７ａ内に吐出される。また、分離機で圧縮空気から分離された油は、油タンク１７ａ内に回収されることになる。この回収された油は、油供給経路３４を経て圧縮機１４に対して供給されることになる。即ち、油は、油回収器１７と圧縮機１４との間を循環することになる。また、油タンク１７ａ内の油温が上昇して所定の高温の状態になると、前述の油温調整弁（図示省略）が遮断位置から連通位置に切り替わり、オイルクーラー２５による油の冷却が行われることになる。

油タンク１７ａ内に吐出された圧縮空気は、油分離フィルタ１８を通過し、更に油が分離されることになる。そして、油分離フィルタ１８を通過した圧縮空気は、エアクーラ１９へ誘導され、エアクーラ１９において冷却される。更に、エアクーラ１９で冷却された圧縮空気は、除湿器２０において除湿が行われる。そして、運転モードが通常運転モードに設定されている状態では、切替弁２１は、圧縮空気送出部２２側に切り替えられているため、除湿器２０及び圧縮空気送出部２２のみが連通され、連通経路３５側が遮断されている。これにより、除湿が行われた圧縮空気の全てが圧縮空気送出部２２を経て空気溜め２３に送出されて蓄積されることになる。

一方、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されている状態では、空気が吸込み弁１３から吸い込まれてから圧縮機１４等を経て圧縮空気として切替弁２１に至るまでの形態は、上記と同様となる。しかし、暖気水分除去運転モードでの運転のときには、切替弁２１は、連通経路３５側に切り替えられているため、除湿器２０及び連通経路３５のみが連通され、圧縮空気送出部２２側が遮断されている。これにより、除湿が行われた圧縮空気の全てが連通経路３５を介して圧縮機１４の吸込み側に供給される。そして、連通経路３５を流動する際に膨張した空気が、圧縮機１４に吸い込まれて圧縮され、再び除湿される状態が、繰り返し行われることになる。これにより、空気圧縮装置１内の油中に混入した水分が除去されることになる。

次に、制御部２６によって運転状態が制御される空気圧縮装置１の運転モードの切り替えフローについて、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、図３は、空気圧縮装置１の作動を説明するフローチャートの一例である。上位のコントローラから受信した運転開始の指令信号に基づいて空気圧縮装置１の運転が開始されると、制御部２６においては、運転モードがまず通常運転モードに設定される（ステップＳ１０１）。

最初に運転モードが通常運転モードに設定されると（ステップＳ１０１）、次いで、前述した暖気水分除去運転条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０２）。暖気水分除去運転条件が成立していると判定されると（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、運転モードが通常運転モードから暖気水分除去運転モードに切り替えられて設定される（ステップＳ１０３）。

上記のように、暖気水分除去運転モードに設定されると、次いで、前述した蓄圧条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１０４）。蓄圧条件が成立していないと判定されると（ステップＳ１０４、ＮＯ）、運転モードの設定に基づいて、切替弁２１が切り替えられる。即ち、運転モードが暖気水分除去運転モードであるため、切替弁２１が連通経路３５側に切り替えられる（ステップＳ１０５）。尚、既に、切替弁２１が連通経路３５側に切り替えられた状態であれば、その状態が維持される。

上記に対し、蓄圧条件が成立していると判定されると（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、運転モードが暖気水分除去運転モードから通常運転モードに切り替えられて設定される（ステップＳ１０６）。そして、運転モードの設定に基づいて、切替弁２１が切り替えられる。即ち、運転モードが通常運転モードであるため、切替弁２１が圧縮空気送出部２２側に切り替えられる（ステップＳ１０７）。尚、既に、切替弁２１が圧縮空気送出部２２側に切り替えられた状態であれば、その状態が維持される。

切替弁２１が連通経路３５側或いは圧縮空気送出部２２側に切り替えられると（ステップＳ１０５、１０７）、次いで、モータ１５の駆動が開始される（ステップＳ１０８）。これにより、圧縮機１４の作動が開始され、圧縮空気の生成が行われ、空気溜め２３への圧縮空気の送出、或いは、圧縮機１４の吸込み側への圧縮空気の送出がおこなわれる。

モータ１５の駆動が開始されると、次いで、空気圧縮装置１の運転停止の指令信号が上位のコントローラから受信されているか否かが判定される（ステップＳ１０９）。空気圧縮装置１の運転停止の指令信号が受信されていなければ（ステップＳ１０９、ＮＯ）、再び、ステップＳ１０２以降の処理が繰り返される。そして、上記の停止信号が受信されていない状態では、暖気水分除去運転条件が成立しているとともに蓄圧条件が成立していないときは、モータ１５の駆動が継続され、生成された圧縮空気の圧縮機１４の吸込み側への送出が継続される。また、上記の停止信号が受信されていない状態では、暖気水分除去運転条件が成立しているとともに蓄圧条件が成立しているときは、モータ１５の駆動が継続され、生成された圧縮空気の空気溜め２３への送出が継続される。

ステップＳ１０９において、空気圧縮装置１の運転停止の指令信号が受信されていると判定されると（ステップＳ１０９、ＹＥＳ）、モータ１５の駆動が停止される。そして、空気圧縮装置１の運転が停止して終了することになる。

一方、ステップＳ１０１にて運転モードが通常運転モードに設定された後、暖気水分除去運転条件が成立していないと判定されると（ステップＳ１０２、ＮＯ）、運転モードの設定に基づいて、切替弁２１が切り替えられる。即ち、運転モードが通常運転モードであるため、切替弁２１が圧縮空気送出部２２側に切り替えられる（ステップＳ１１１）。尚、既に、切替弁２１が圧縮空気送出部２２側に切り替えられた状態であれば、その状態が維持される。

切替弁２１が切り替えられると（ステップＳ１１１）、次いで、蓄圧条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１１２）。蓄圧条件が成立していると判定されると（ステップＳ１１２、ＹＥＳ）、モータ１５の駆動が開始される（ステップＳ１０８）。これにより、圧縮機１４の作動が開始され、圧縮空気の生成が行われ、空気溜め２３への圧縮空気の送出が行われる。尚、ステップＳ１０８以降の処理については、前述の処理と同様となる。

上記に対し、蓄圧条件が成立していないと判定されると（ステップＳ１１２、ＮＯ）、モータ１５の駆動が停止される（ステップＳ１１３）。既に、モータ１５の駆動が停止されている状態であれば、その状態が維持される。そして、空気圧縮装置１の運転停止の指令信号が上位のコントローラから受信されているか否かが判定される（ステップＳ１０９）。尚、ステップＳ１０９以降の処理については、前述の処理と同様となる。

以上説明したように、本実施形態によると、空気圧縮装置１が、切替弁２１が除湿器２０の下流側と連通経路３５とを連通させるように切り替えられた状態のときは、除湿が行われた圧縮空気の全てが、連通経路３５を介して圧縮機１４の吸込み側に供給される。これにより、除湿された圧縮空気が、連通経路３５で膨張した後、その大部分が圧縮機１４に吸い込まれて圧縮され、再び除湿される状態が、繰り返し行われることになる。このため、切替弁２１を適宜切り替えて運転するだけで、空気圧縮装置１内の油中に混入した水分を容易に除去することができる。よって、空気圧縮装置１が多湿環境下で使用される場合であっても、油の乳化（エマルジョン化）が生じてしまうような事態を容易に回避することができる。そして、空気圧縮装置１内の油中に余分な水分が混入して残留し、その水分の残留が長期化してしまうことも防止できる。これにより、空気圧縮装置１が多湿環境下で使用される場合であっても、潤滑油としての油の劣化を招いてしまうことを抑制でき、更に、金属製の機器の腐食が生じてしまうことも抑制できる。よって、多湿環境下でも安定した稼働を実現することができる。

一方、空気圧縮装置１が、切替弁２１が除湿器２０の下流側と圧縮空気送出部２２とを連通させるように切り替えられた状態のときは、除湿が行われた圧縮空気の全てが圧縮空気送出部２２を介して空気溜め２３に送出される。このため、空気溜め２３に圧縮空気を蓄積する運転状態のときは、圧縮空気を生成する際の効率が低下してしまうことが防止される。即ち、空気溜め２３に対して圧縮空気を蓄積するために要する時間の増大、及び、空気溜めに蓄積可能な圧縮空気の最大圧力の低下を招いてしまうことがない。よって、空気溜め２３に対して圧縮空気を蓄積する能力が低下してしまうことのない空気圧縮装置１を提供することができる。

従って、本実施形態によると、油の劣化を抑制でき、多湿環境下でも安定した稼働を実現でき、更に、圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる、空気圧縮装置１を提供することができる。

また、空気圧縮装置１によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立している場合であっても、空気溜めに圧縮空気を蓄積させるための条件が成立している場合は、運転モードが通常運転モードに設定される。このため、空気溜め２３内の圧縮空気の圧力を上昇或いは維持させることが必要な場合には、確実に、圧縮空気が空気溜め２３へ送出されることになる。一方、上記の運転が行われることで、一時的に、空気圧縮装置１内に水分が浸入したとしても、空気溜め２３に圧縮空気を蓄積させるための条件が解除された時点で、暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立していれば、速やかに、暖気水分除去運転モードでの運転が行われる。これにより、空気圧縮装置１内に一時的に侵入した水分も、すぐに除去されることになる。よって、多湿環境下でも安定した稼働を実現できるとともに圧縮空気を生成する際の効率の低下も防止することができる空気圧縮装置１において、更に、空気溜め２３内の圧縮空気の圧力の上昇或いは維持が必要な場合に、確実に、空気溜め２３内の圧縮空気の圧力の低下を防止することができる。

また、空気圧縮装置１によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部（２７、２８、２９、３０、３１、３２）が複数種類設けられているため、運転モードの暖気水分除去運転モードへの切り替えタイミングを複数種類の条件に基づいて判定することができる。このため、運転モードの暖気水分除去運転モードへの切り替えタイミングの判定に関する柔軟性を向上させることができる。例えば、複数種類の条件のいずれかが成立した場合に運転モードを暖気水分除去運転モードに移行させる設定であれば、暖気水分除去運転モードに設定されるチャンスを確保し易くなる。これにより、油の劣化を招いてしまうことを更に効率よく抑制でき、信頼性の更なる向上を図ることができる。また、複数の種類の条件の全てが成立した場合に運転モードを暖気水分除去運転モードに移行させる設定であれば、暖気水分除去運転モードに設定されるチャンスをより厳密に選択することができる。これにより、暖気水分除去運転モードへの切り替えの必要性が低い場合に運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されてしまうことを抑制でき、エネルギー消費を抑制することができる。

また、空気圧縮装置１によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件について、油回収器１７内の油の温度、油回収器１７から吐出された圧縮空気の温度、圧縮機１４の温度、油タンク１７ａの温度、外部の空気の温度、或いは、外部の湿度に基づいて、判定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のように変更して実施することができる。

（１）前述の実施形態では、ファン、エアクーラ、オイルクーラ、を備えた構成を例にとって説明したが、これらの構成については、必ずしも備えられていなくてもよい。また、前述の実施形態では、圧縮機、モータ、油回収器、等の各機器が収容ケースに収容された形態を例にとって説明したが、必ずしもこの形態でなくてもよい。

（２）運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部については、前述の実施形態で例示した検知部に限られなくてもよい。即ち、前述の実施形態で例示した検知部以外の検知部が設けられた空気圧縮装置が実施されてもよい。

図４は、変形例に係る空気圧縮装置２の構成を模式的に示すブロック図である。図４に示す空気圧縮装置２は、前述の実施形態の空気圧縮装置１と同様に構成される。但し、空気圧縮装置２は、検知部の構成において、空気圧縮装置１とは異なっている。以下、空気圧縮装置２の説明においては、前述の実施形態の空気圧縮装置１と異なる構成について説明する。そして、前述の実施形態と同様に構成される要素についての説明は、前述の実施形態と同一の符号を図面に付すことで、又は、前述の実施形態と同一の用語或いは符号を引用することで、省略する。

図４に示す空気圧縮装置２は、検知部として、空気圧縮装置１と同様に、油温センサ２７、タンク温度センサ２８、圧縮機温度センサ２９、吐出空気温度センサ３０、外気温センサ３１、及び、湿度センサ３２を備えている。そして、空気圧縮装置２は、暖気水分除去運転条件を検知する検知部として、更に、タイマ４０、稼働時間検知部４１、稼働回数検知部４２を備えている。

空気圧縮装置２では、タイマ４０、稼働時間検知部４１、及び、稼働回数検知部４２は、制御部３９に設けられている。制御部３９は、前述の実施形態の制御部２６と同様に構成されている。即ち、制御部３９は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリ、インターフェース回路、等を備えて構成され、上位のコントローラ（図示せず）との間で信号の送受信が可能に構成されている。そして、制御部３９は、各センサ（２７〜３３）からの信号を受信可能に構成されている。更に、制御部３９は、通常運転モードと暖気水分除去運転モードとに運転モードの設定が可能であって、それらのうちのいずれかの運転モードに基づいて空気圧縮装置２の運転状態を制御するように構成されている。

タイマ４０は、制御部３９に組み込まれ、時刻を検知する時計として設けられている。タイマ４０での検知結果に基づいて成立の有無が判定される暖気水分除去運転条件としては、例えば、あらかじめ設定された所定の時刻の条件が挙げられる。例えば、毎日、定められた時刻になると、暖気水分除去運転条件が検知され、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されてもよい。

稼働時間検知部４１及び稼働回数検知部４２は、制御部３９におけるプロセッサによって構成される。そして、稼働時間検知部４１及び稼働回数検知部４２は、制御部３９のメモリに記憶されたプログラムがプロセッサによって読み出されて実行されることで実現される。

また、稼働時間検知部４１は、タイマ４０にて計測される時間に基づいて、所定の期間における圧縮機１４の稼働時間を検知するように構成されている。例えば、稼働時間検知部４１は、上記の所定の期間としての直近の所定時間（例えば、２４時間）における圧縮機１４の稼働時間を検知するように構成されている。そして、稼働時間検知部４１での検知結果に基づいて成立の有無が判定される暖気水分除去運転条件としては、例えば、直近の所定時間において圧縮機１４の稼働時間が０時間である条件が挙げられる。

また、稼働回数検知部４２は、タイマ４０にて計測される時間に基づいて、所定の期間における圧縮機１４の稼働回数を検知するように構成されている。例えば、稼働回数検知部４２は、上記の所定の期間としての直近の所定時間（例えば、２４時間）における圧縮機１４の稼働回数を検知するように構成されている。そして、稼働回数検知部４２での検知結果に基づいて成立の有無が判定される暖気水分除去運転条件としては、例えば、直近の所定時間において圧縮機１４の稼働回数が０回である条件が挙げられる。

上述した空気圧縮装置２によると、運転モードを暖気水分除去運転モードに設定させるための条件について、油回収器内の油の温度、油回収器から吐出された圧縮空気の温度、圧縮機の温度、油タンクの温度、外部の空気の温度、外部の湿度に加え、更に、時刻、圧縮機の稼働時間、及び、圧縮機の稼働回数にも基づいて、判定することができる。

また、空気圧縮装置２は、図３に示す空気圧縮装置１の作動のフローチャートと同様のフローチャートに沿って、作動する。空気圧縮装置２が、図３に示すフローチャートに沿って作動する場合、ステップＳ１０２においては、タイマ４０、稼働時間検知部４１、及び、稼働回数検知部４２での検知結果にも基づいて、暖気水分除去運転条件の成立の有無が判定される。

また、空気圧縮装置２は、図３に示すフローチャート以外のフローチャートに沿って作動することもできる。図５は、空気圧縮装置２の作動を説明するフローチャートの一例である。図５に示すフローチャートは、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２が設けられている点において、図３に示すフローチャートとは異なっている。以下、図５に示すフローチャートについて、図３に示すフローチャートと異なるステップについてのみ説明する。

空気圧縮装置２が、図５に示すフローチャートに沿って作動する場合は、ステップＳ１０３にて運転モードが暖気水分除去運転モードに設定されると、次いで、制御部３９にて、タイマ４０で計測される時間に基づいて、暖気水分除去運転条件成立から予め設定された一定時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ２０１）。

上記の一定時間が経過していると判定されると（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）、運転モードが暖気水分除去運転モードから通常運転モードに切り替えられて設定される（ステップＳ２０２）。運転モードが通常運転モードに設定された（ステップＳ２０２）後は、ステップＳ１１１以降の処理が繰り返される。一方、上記の一定時間が経過していないと判定されると（ステップＳ２０１、ＮＯ）、運転モードは暖気水分除去運転モードに設定されたまま、ステップＳ１０４以降の処理が繰り返される。

上記のように、運転モードが暖気水分除去運転モードに設定された状態で、暖気水分除去運転条件成立から一定時間が経過した際に、通常運転モードに切り替えられることで、過度に長時間に亘って暖気水分除去運転モードでの運転が継続されてしまうことを防止することができる。

本発明は、圧縮空気を生成する空気圧縮装置に関して広く適用することができる。

１ 空気圧縮装置
１４ 圧縮機
１７ 油回収器
１７ａ 油タンク
２０ 除湿器
２１ 切替弁
２２ 圧縮空気送出部
２３ 空気溜め
３４ 油供給経路
３５ 連通経路

また、本発明のある局面に係る空気圧縮装置は、前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部として、前記油回収器内の油の温度を検知する油温センサ、前記油回収器から吐出された圧縮空気の温度を検知する吐出空気温度センサ、前記圧縮機の温度を検知する圧縮機温度センサ、前記油タンクの温度を検知するタンク温度センサ、外部の空気の温度を検知する外気温センサ、外部の湿度を検知する湿度センサ、時刻を検知するタイマ、所定の期間における前記圧縮機の稼働時間を検知する稼働時間検知部、及び、所定の期間における前記圧縮機の稼働回数を検知する稼働回数検知部、のうちの少なくともいずれかを備えていることが好ましい。

次に、上述した空気圧縮装置１の作動について説明する。まず、空気圧縮装置１において、運転モードが通常運転モードに設定されて圧縮空気が生成される運転が行われている状態について説明する。この状態では、まず、外気である空気が、圧縮機１４の作動によって発生する負圧によって、吸込みフィルタ１２及び吸込み弁１３を介して吸い込まれる。そして、吸い込まれた空気の圧力によって開いた状態の吸込み弁１３をこの吸い込まれた空気が通過し、圧縮機１４内に流入する。このとき、圧縮機１４には、前述したように、油供給経路３４から油が供給されており、圧縮機１４内において、吸い込まれた空気が油を伴って圧縮されることになる。

Claims (4)

1. 圧縮空気を生成する空気圧縮装置であって、
   外部から吸い込んだ空気を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機に油を供給する油供給経路と、
   油タンクを有し、前記圧縮機において油を伴って圧縮された圧縮空気が誘導され、誘導された圧縮空気から油を分離して前記油タンクに回収するとともに前記油供給経路に連通する油回収器と、
   油が分離された圧縮空気に対して除湿を行う除湿器と、
   圧縮空気を蓄積する空気溜めに対して除湿が行われた圧縮空気を送出する圧縮空気送出部と、
   前記除湿器と前記圧縮空気送出部とを連通する経路に設けられた切替弁と、
   前記切替弁と前記圧縮機の吸込み側とを連通させる連通経路と、
   を備え、
   前記切替弁は、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記圧縮空気送出部及び前記連通経路のいずれか一方に供給可能なように切り替えられることを特徴とする、空気圧縮装置。
2. 請求項１に記載の空気圧縮装置であって、
   通常運転モードと暖気水分除去運転モードとに運転モードの設定が可能であって、それらのうちのいずれかの運転モードに基づいて運転状態を制御する制御部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記運転モードが前記通常運転モードに設定されたときは、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記圧縮空気送出部へ供給するように前記切替弁を切り替えるよう制御し、
   前記運転モードが前記暖気水分除去運転モードに設定されたときは、除湿が行われた圧縮空気の全てを前記連通経路へ供給するように前記切替弁を切り替えるよう制御し、
   前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件が成立している場合であっても、前記空気溜めに圧縮空気を蓄積させるための条件が成立している場合は、前記運転モードを前記通常運転モードに設定することを特徴とする、空気圧縮装置。
3. 請求項２に記載の空気圧縮装置であって、
   前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部を複数種類備えていることを特徴とする、空気圧縮装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の空気圧縮装置であって、
   前記運転モードを前記暖気水分除去運転モードに設定させるための条件を検知する検知部として、前記油回収器内の油の温度を検知する油温センサ、前記油回収器から吐出された圧縮空気の温度を検知する吐出空気温度センサ、前記圧縮機の温度を検知する圧縮機温度センサ、前記油タンクの温度を検知するタンク温度センサ、外部の空気の温度を検知する外気温センサ、外部の湿度を検知する湿度センサ、時刻を検知するタイマ、所定の期間における前記圧縮機の稼働時間を検知する可動時間検知部、及び、所定の期間における前記圧縮機の稼働回数を検知する稼働回数検知部、のうちの少なくともいずれかを備えていることを特徴とする、空気圧縮装置。

Images