JP2795944B2 - 空気乾燥器をパージする圧縮空気系統 - Google Patents

空気乾燥器をパージする圧縮空気系統

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮空気系統に使用される空気乾燥器のチャ
ージ、パージサイクルを制御するための圧縮空気系統に
関する。
今日、圧縮空気系統は多くの機械装置を運転するため
に使用されており、重車両の制動系統や工業制御装置を
運転するうえでとりわけ有益である。これらの系統は、
周囲の空気を圧縮して貯蔵タンクを装填するエアコンプ
レッサを含んでいる。
圧縮空気制動系統では、エアコンプレッサは車両のエ
ンジンにより運転される。調速器は貯蔵タンク内の圧力
レベルが所定圧力レベルに達した時にタンク内の圧力に
反応してコンプレッサを無負荷状態又は活動不能にす
る。上記調速器はタンク内の圧力がもう一つの所定基準
値にまで降下した時にコンプレッサを活動可能もしくは
負荷状態にする。自動車両上に使用されるコンプレッサ
の中には電磁クラッチを介して動力を供給されるものが
ある。上記クラッチは貯蔵タンク内の圧力レベルに応じ
て係合したり解除されたりすることによってエアコンプ
レッサを活動可能にしたり活動不能にしたりする。
従来より、空気乾燥器を有する圧縮空気系統を設ける
ことが一般的となっており、上記空気乾燥器は貯蔵タン
クと連通する前にエアコンプレッサにより生成される圧
縮空気を乾燥させる。これらの空気乾燥器は通常の場
合、乾燥剤を設けることによってその乾燥剤中の空気が
通るようになっている。少量の空気が分離され、同空気
はコンプレッサが活動不能となった時に乾燥剤を再生し
たりパージしたりするために使用される。
然しながら、現存のシステムは、コンプレッサが無負
荷もしくは活動不能の間、パージング、即ち乾燥剤の再
生を制御するパージバルブが常時大気に開放されている
ような空気乾燥器を使用している。典型的な従来システ
ムEP−Ａ−０ 093 253号に開示されており、同システ
ムは空気を圧縮するためのエアコンプレッサと、圧縮空
気を格納する貯蔵タンクと、圧縮空気出口と上記貯蔵タ
ンクの間に接続され貯蔵タンクと連通する圧縮空気内に
連行される水分を除去する空気乾燥器と、上記乾燥剤の
パージを制御する制御手段と、から構成される。上記エ
アコンプレッサは上記貯蔵タンクに接触される圧縮空気
出口と、上記貯蔵タンク内の圧力レベルの関数として変
化する第１の電気信号に応答して貯蔵タンク内の圧力レ
ベルが所定圧力レベルに達した時に上記エアコンプレッ
サを活動不能としタンク内の圧力レベルが所定圧力レベ
ルまで降下した時に上記エアコンプレッサを再び活動可
能とする活動不能手段とを備えている。また、上記空気
乾燥器は上記コンプレッサが活動不能となった時に周期
的なパージを必要とする乾燥剤を含んでいる。
かかる圧力空気系統の多くは一時に何時間もつづけて
高速道路のスピードで運転される大型の幹線輸送トラッ
クのブレーキ系統を運転するために使用されるため、か
かる車両上のコンプレッサは車両運転時の９割もしくは
それ以上の間、無負荷又は活動不能となる。このこと
は、パージバルブが殆んど連続的に開いており、乾燥剤
を大気にさらすだけでなく空気乾燥器の入口をコンプレ
ッサの出口と連通させる管路を通気させることを意味す
る。コンプレッサの入口をターボチャージャの出口と接
続してコンプレッサが最初に大気圧もしくはそれ以上の
圧力の空気を供給されるようにしているのが普通である
から、乾燥剤の再生中に空気乾燥器内の開いたパージ制
御バルブは大気に通気するこのコンプレッサ入口の空気
に対する通路を提供することになる。このため、もし車
両がターボチャージャもしくはスーパーチャージャを装
備している場合には車両エンジンの運転効率は低くなる
ことになる。
本発明は空気乾燥器のチャージャサイクル及びパージ
サイクルを制御する電子制御装置を設けることによって
従来の空気乾燥器に対して使用される機械的パージバル
ブに固有の問題点を解決し、パージバルブが乾燥剤を再
生させるために必要な時間よりも長く開放状態にとどま
らないようにすることを目的としている。
更に、コンプレックサの負荷と無負荷状態の制御はよ
り正確に行われる。従って、本発明の特徴は、上記制御
手段が第２の電気信号に応じて上記乾燥器をパージする
バルブ手段と、上記第１の電気信号に呼応して上記第２
の電気信号を生成するタイマ手段と、を備えている点に
ある。上記タイマ手段はコンプレッサが所定時間よりも
長く活動不能となった場合に、その所定時間にまで上記
第２の電気信号の生成を制限する。
本発明の以上の目的は図面と相俟って以下の叙述より
明らかとなろう。
図１は本発明の思想に基づいて空気乾燥器のチャージ
／パージ制御が行われる圧縮空気系統の線図である。
図２は図１の圧縮空気系統に使用される電子制御装置
の概略図である。
さて、図面について述べると、全体を番号10によって
示す圧縮空気系統は従来の自動エアコンプレッサ12を備
えていて、同コンプレッサ12は入口14と、出口16と、圧
縮空気が不用の期間中コンプレッサ12を無負荷状態とす
る従来のアンローダ18を含む活動不能化手段を備えてい
る。上記アンローダ18は管路20を介してそこに連絡され
る圧力信号に応じてコンプレッサ12を負荷したり無負荷
にしたりする。コンプレッサ12は駆動プーリ22を介して
車両のエンジン（図示せず）によって動力を給される。
その代わりに、活動不能化手段は、アンローダ18の代
わりに駆動プーリ22内に組込まれた従来設計による電磁
クラッチ機構を備えることもできる。従って、その場合
には、コンプレッサ12はアンローダ18による代わりに電
磁クラッチ22の作動と解除によって活動不能になったり
活動可能になったりする。入口14はエアクリーナ（図示
せず）を介して周囲空気と連通させるか、あるいはもし
エアコンプレッサ12を運転するエンジンがターボチャー
ジャもしくはスーパーチャージャを装備している場合に
は、入口14がこれら装置の出口で圧縮空気を連絡するよ
うにすることもできる。
エアコンプレッサ12の出口16は空気乾燥器26を介して
従来の貯蔵タンク24と連通する。
空気乾燥器26は空気乾燥器ハウジング内に密閉された
乾燥剤材料30のキャニスターを含んでいる。入口32は空
気を空気乾燥器26と連絡させ、出口34は空気を貯蔵タン
ク24と連通する導管と連絡させる。パージバルブ35は空
気乾燥器26を大気と連通させて乾燥剤をパージする。
貯蔵タンク24をアンローダ18の制御ポートと連通させ
る管路20内には従来のソレノイドバルブを36を取付け
る。ソレノイドバルブ36は電子制御装置38によって制御
される。電子制御装置38は図２に関して後に詳説する。
電子制御装置38は、ソレノイドバルブ36に接続される
出力40と、パージ制御バルブ28に接続されるもう一つの
出力ポート42（同じくソレノイドにより作動される）
と、作業室内に取り付けられる警報装置（図示せず）に
接続される第３の出力ポート44と、を含む。ソレノイド
バルブ28は従来の三方向バルブで、非作動状態では空気
乾燥器26の制御ポート27を大気気孔29へ連絡させ、バル
ブ28とタンク24間の連通を遮断するようになっている。
然しながら、出力ポート42に対して一定の信号が発生す
ると、バルブが作動して、通気孔29が閉じ、タンク24と
制御ポート27間の連通が開始されることによって空気乾
燥器26がパージされるようになっている。更に、電子制
御装置38は従来の圧力センサ56に接続される入力端子54
を含む。上記圧力センサ56は貯蔵タンク24内の圧力レベ
ルを測定してそれと共に変化する電気信号を発生するよ
うになっている。
さらに、図２について電子制御装置の詳細部を説明す
る。入力端子54上で受取られ増幅器58により増幅される
センサ56からの信号は、その後低圧警報コンパレータ60
へ送られる。コンパレータ60はセンサ増幅器58の出力を
入力62で受取られる所定基準値と比較し、増幅器58によ
り生成される信号の値が入力62で設定したスレッショル
ドを下廻ると一定の出力信号を発生する。コンパレータ
60からの出力信号は低圧警報信号ドライバ64を作動させ
る。同ドライバ64は低圧警報表示器を作動させる信号を
端子44上に発生する。
またセンサ増幅器58の出力はコンプレッサ無負荷コン
パレータ66へ送られる。コンパレータ66は増幅器58の出
力を入力67上に設定した所定スレッショルド値と比較す
る。センサ増幅器58の出力が67上に設定されたスレッシ
ョルドレベルを上廻ると、コンパレータ66は一定の出力
信号を発生し、同信号はコンプレッサアンローダドライ
バ72の端子70へ送られる。
コンプレッサアンローダドライバ72はその端子70上の
信号に呼応して端子40上に出力信号を発生する。同信号
はソレノイドバルブ36へ送られる。ソレノイドバルブ36
は信号に応じてタンク24とアンローダ18の入力ポート間
の連通を開き、コンプレッサ12を無負荷とする信号を送
る。駆動プーリ22が電磁クラッチを含むような代替例で
は、端子40は直接クラッチへ接続されることによってク
ラッチをして車両エンジンとの駆動連結からコンプレッ
サ12を解除させることになろう。
また、コンパレータ66の出力は空気乾燥器のパージタ
イマ80の入力78へも送られる。タイマ80は所定時間後に
時間が経過するタイマ80の出力84に信号を発生させるこ
とによって入力78へ送られる信号の前縁部に応答する。
出力84は空気乾燥器のパージドライバ86の入力へ接続さ
れる。上記ドライバ86はソレノイドバルブ28を作動させ
る出力84の出力に応じて一定の信号を発生する。
運転に際して、エアコンプレッサ12は車両エンジンに
よって駆動され、タンク24を充填する。タンク24内の圧
力レベルが入力67の高い設定点値を下廻っている限り、
ソレノイドバルブ36はアンローダ18に対する連通を遮断
する点に注意されたい。
ソレノイドバルブ28は空気乾燥器26の制御ポート27が
通気している正規の状態にとどまっている。センサ56に
より測定するタンク24内の圧力レベルがコンパレータ66
の入力67に設定されたレベルを上廻ると、バルブ36はド
ライバ72により駆動されて圧力信号はアンローダ18へ送
られてアンローダ18をしてエアコンプレッサ12を無負荷
にさせることによってその圧力出力を終了する。同時
に、コンパレータ66からの信号はタイマ80の所定時間を
開始させることによって空気乾燥器のパージドライバ86
を作動させソレノイド28を作動させ制御ポート27と通気
孔29間の連通を遮断し、タンク24との連通を開始させ
る。上記タンク24はパージバルブ35を作動させる圧力信
号を提供する。従って、パージバルブ35の作動によって
空気乾燥器26は大気と連通し、空気乾燥器26内に保存さ
れる空気量が大気に排気され、乾燥剤30の水分はパージ
されることになる。タイマー80が時間切れになると、パ
ージ制御ソレノイドバルブ28が作動を解除され、制御ポ
ート27とタンク24間の連通が遮断され、通気孔29と制御
ポート27を通気させ、空気乾燥器26のパージは終了す
る、然しながら、エアコンプレッサ12は依然無負荷状態
であって圧力出力を発生していないため、圧縮空気は空
気乾燥器26とは連通しない。
センサ56によって検出される圧力レベルがコンパレー
タ66の低い設定点67によって設定されるレベルを下廻る
と、ドライパ72に対する信号は遮断され、端子40上の信
号が遮断され、バルブ36はアンローダ18に対する圧力信
号を遮断する。従って、コンプレッサ12は再び負荷状態
となり、圧力出力を発生する。同圧力出力は空気乾燥器
26を介して貯蔵タンク24へ伝えられる。もしコンプレッ
サタイマ80が時間切れになる前に再び負荷状態となる
と、タイマ80はコンパレータ66の出力における状態の変
化に自動的に応答して自分自身をリセットしてドライバ
86に対する信号を終了し、バルブ28を即座に作動解除さ
せた後、タイマは時間切れとなるのが普通である。従っ
て、空気乾燥器のパージはもしコンプレッサバルブが所
定時間以上の時間無負荷である場合にはその所定時間に
制限されるが、もしその所定時間切れとなる前にコンプ
レッサが負荷状態に復帰する場合にはパージジングは直
ちに停止されることになる点に注意されたい。空気乾燥
器26、従って、無負荷時にエアコンプレッサ12を介して
連通するエンジンターボチャージャの圧力レベルは、長
時間大気に対して解放されることなく、従来技術による
空気乾燥器の場合のように過剰な時間にわたって大気に
対して開放されてターボチャージャから圧力が失われる
ことがないために従来システムに比べてそのエンジン効
率は向上させることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリーダー ロバート デイル アメリカ合衆国 オハイオ州 44880 サリヴァン タウンシップ ロード 581―７ (56)参考文献 特開 昭62−298424（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−196169（ＪＰ，Ｕ) 欧州公開93263（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60T 7/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気圧縮用のエアコンプレッサ（12）で上
    記貯蔵タンク（24）に接続された圧縮空気出口（16）
    と、貯蔵タンク（24）内の圧力レベルの関数として変化
    する第１の電気信号に応答し、貯蔵タンク（24）内の圧
    力レベルが所定圧力レベルに達した時にエアコンプレッ
    サ（12）を活動不能とし、上記圧力圧力レベルが所定圧
    力レベルに降下した時にエアコンプレッサ（12）を再び
    活動可能とする活動不能化装置（18又は22）とを備えた
    ものと、圧縮空気を貯蔵する貯蔵タンク（24）と、上記
    圧縮空気出口（16）と貯蔵タンク（24）間に接続され、
    上記貯蔵タンク（24）と連絡する圧縮空気内連行の水分
    を除去する空気乾燥器（26）で、上記コンプレッサが活
    動不能となった時に周期的なパージを必要とする乾燥剤
    （30）を含むものと、乾燥剤（30）のパージを制御する
    電子制御装置（38）と、から成る圧縮空気系統におい
    て、上記貯蔵タンク（24）と上記空気乾燥器（26）の制
    御ポート（27）間に接続され、大気気孔（29）を有する
    ３方向ソレノイドバルブ（28）を備え、上記電子制御装
    置（38）が、上記乾燥剤（30）をパージするために上記
    ３方向ソレノイドバルブ（28）を制御する第２の電気信
    号を発生し、上記第１の電気信号に応じて上記第２の電
    気信号を発生するパージタイマ（80）で、上記コンプレ
    ッサ（12）が所定時間よりも長い時間活動不能の場合に
    上記第２の電気信号の発生を上記所定時間に制限するよ
    うになったものを備え、上記エアコンプレッサ（12）が
    上記所定時間内に活動可能となった場合に、上記パージ
    タイマ（80）が上記第２の電気信号を終了し、上記所定
    時間をリセットする前記圧縮空気系統。
  2. 【請求項２】更に、上記系統が上記貯蔵タンク（24）内
    の圧力レベルの関数として変化する第３の電気信号を発
    生する圧力検出手段（56）と、上記第３の電気信号を上
    記所定基準レベルを表わす所定基準信号と比較するコン
    パレータ手段で上記第３の電気信号のレベルが上記所定
    基準レベルを下廻った時に上記第１の電気信号を発生す
    るようになったものと、を含む請求項１の圧縮空気系
    統。
  3. 【請求項３】更に、上記活動不能化装置（18又は22）
    が、圧縮信号を受取る入口を有するコンプレッサアンロ
    ーダ（18）で上記圧力信号に応答して上記コンプレッサ
    （12）を活動不能にするものと、 上記入口を貯蔵タンク（24）と連通させる導管手段（2
    0）と、 上記第１の電気信号に応答して圧力信号の上記導管手段
    （20）を介して上記入口へ至る連絡を制御するソレノイ
    ドバルブ（36）と、を備える請求項２の圧縮空気系統。
  4. 【請求項４】上記エアコンプレッサ（12）がモータ車両
    のエンジンにより駆動され、上記活動不能化装置（18又
    は22）がエアコンプレッサ（12）をエンジンと連結する
    電磁クラッチ（22）を含み、上記クラッチ（22）は上記
    第１の電気信号に応答してコンプレッサ（12）とエンジ
    ンを連結したり連結解除したりする請求項２の圧縮空気
    系統。
  5. 【請求項５】上記系統が、上記貯蔵タンク（24）内の圧
    力レベルの関数として変化する第３の電気信号を発生す
    る圧力検出手段（56）と、上記電気信号を上記所定の基
    準レベルを表わす所定基準信号と比較するコンパレータ
    手段（60）とを含み、上記コンパレータ手段（60）が上
    記第３の電気信号のレベルが上記所定基準レベルを下廻
    る時に上記第１の電気信号を発生する請求項１の圧縮空
    気系統。
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