JP7027202B2 - エアコンプレッサ - Google Patents

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Description

この発明は、例えば圧縮空気を生成して貯留するエアコンプレッサに関する。
エアコンプレッサは、例えば外気をシリンダに取り込み、取り込んだ外気をピストンで圧縮することで圧縮空気を生成する。生成された圧縮空気は、タンクへと送られて貯留される。タンクに貯留された圧縮空気は、例えば釘打機等の工具を駆動させるために釘打機等の工具へと供給される。圧縮空気をタンク外へと供給することで、タンク内に残留している圧縮空気が膨張して冷却する。これにより、タンク内に残留している圧縮空気に含まれている水蒸気が凝結し、タンク内にドレン(水)として蓄積する。タンク内に蓄積したドレンは、タンク内に錆等を発生させたり、圧縮空気の貯留量の減少等を生じさせたりする場合がある。そのため、特許文献1に記載されるように、エアコンプレッサにドレンをタンク外へ排出するためのドレン排出部を備える構成が一般的に利用されている。
ドレン排出部には、タンク内と連通している排出管と、排出管を開閉するドレンコックが設けられている。ドレンコックが閉じている場合、タンク内のドレンと圧縮空気は、排出管から排出されない。ドレンコックを開くと、その開き量に応じてタンク内の圧縮空気が排出管の排出口から排出される。また、排出される圧縮空気の流れとともにタンク内のドレンも排出管の排出口から排出される。
特開2009-185678号公報
タンク内の圧縮空気は、例えば4.5MPaと高圧で貯留されている。そのため、ドレンコックを全開にした場合、圧縮空気が膨張しながら高速で排出され、騒音が発生する。騒音を抑制するためには、ドレンコックの開き量を小さく調整する場合がある。しかしながら、その場合はドレンと圧縮空気の排出時間がかなり長くなってしまい、利便性が損なわれてしまう。あるいは、騒音を抑制するために、排出管の排出口の周囲に例えば多孔質の消音材を設ける構成を利用する場合がある。しかしながら、その場合は圧縮空気とともに排出されるドレンによって消音材に目詰まり等が生じやすく、排出性能が低下してしまう。
本発明は、エアコンプレッサのタンク内の圧縮空気を排出する時(圧抜き時)の騒音を抑制し、かつ圧縮空気とともにドレンを効率良く排出させることを目的とする。
上記の課題は以下の各発明により解決される。
第1の発明は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮部と、生成した圧縮空気を貯留するタンクと、タンク内のドレンと圧縮空気をタンク外へ排出するためのドレン排出部を備えたエアコンプレッサである。第1の発明において、ドレン排出部は、タンクからのドレンと圧縮空気の排出路である排出管と、排出管を開閉するドレンコックを備えている。第1の発明には、通水性の高いウール状繊維部材が設けられている。ウール状繊維部材は、少なくとも排出管の排出口に配置されている。
第1の発明によれば、排出管の排出口から排出される圧縮空気は、ウール状繊維部材が形成する細かい隙間へと分散される。これにより、圧縮空気が有するエネルギーが消費されて騒音が抑制され、かつ周囲への飛散が抑制される。排出時の騒音及び周囲への飛散が抑制されることから、従来のように排水量を調整しつつ排水するのではなく、一気にドレンを排水、排出して迅速に終了することができ、この点で作業性を高めることができる。また、第1の発明によれば、ウール状繊維部材は、通水性(透水性、排水性)が高く吸水性(保水性)が極めて低い。このため、圧縮空気とともに排出口から排出されるドレンが、ウール状繊維部材が形成する細かい隙間で留まらずに流れることができる。これにより、ウール状繊維部材の通水性及び通気性が維持されて、圧縮空気とドレンとをともに効率良く排出させることができる。
第2の発明は、第1の発明において、ウール状繊維部材が金属製であるエアコンプレッサである。
第2の発明によれば、金属製のウール状繊維部材は強度が高く、例えば樹脂部材等で設ける場合と比べて重く構成される。このため、排出口から勢いよく排出される圧縮空気によってウール状繊維部材が破損することが抑制される。また、勢いよく排出される圧縮空気によってウール状繊維部材が初期位置から移動してしまうことが抑制される。ステンレス製のウール状繊維部材を用いることにより錆対策を施すことができる。また、ウール状繊維部材としていわゆる金属たわしを用いることができ、これについて大きさや形状等について特別な精度を必要とせず、当該発明を安価に実現できる。
第3の発明は、第1または第2の発明において、ウール状繊維部材が排出口の周囲を覆って配置されているエアコンプレッサである。
第3の発明によれば、排出管の排出口から排出される圧縮空気は、ウール状繊維部材が形成する細かい隙間をより通過しやすい。これにより、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。
第4の発明は、第1から第3のいずれか1つの発明において、排出管が導入される消音室が設けられているエアコンプレッサである。第4の発明において、消音室は排出口の周囲を覆っている。また、第4の発明において、ウール状繊維部材は、消音室に配置されている。
第4の発明によれば、圧縮空気が消音室内に一度導入されてから外部へと排出される。これにより、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。また、消音室によって、ウール状繊維部材の位置ずれを規制することができる。
第5の発明は、第4の発明において、消音室が排出口の排出方向に当該排出口と対向する壁部を有するエアコンプレッサである。
第5の発明によれば、消音室に導入された圧縮空気が、排出管の排出口と対向する壁部に当たって反射してから外部へと排出される。これにより、圧縮空気が有するエネルギーをより消費させることができ、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。
第6の発明は、第4または第5の発明において、消音室がタンクの下面側に設けられているエアコンプレッサである。
第6の発明によれば、タンクの下面と設置面との間の比較的狭小なスペース内において、ドレンが消音室内に排出されることから、騒音の発生を抑制しつつタンク内からのドレンの排出をより迅速かつ効率良くすることができる。また、排出されるドレンをタンク等にかからないように排出させることができる。
第7の発明は、第4から第6のいずれか1つの発明において、タンクが複数設けられており、複数のタンクのうち2つのタンクの間に、タンクの長手方向に沿って排出管が配管され、かつタンクの長手方向に沿って長手方向を有する消音室が設けられているエアコンプレッサである。
第7の発明によれば、排出管の排出口の周囲及び排出方向前方に、消音室とウール状繊維部材を長く形成することができる。これにより、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。また、2つのタンクの間の空きスペースを有効活用することで、エアコンプレッサのコンパクト化を図ることができる。
エアコンプレッサの全体斜視図である。 第1実施形態に係るエアコンプレッサの下面図である。 第1実施形態に係るエアコンプレッサの下面図であって、消音室から下部カバーを取り外した状態を示している。 図2のIV-IV線断面矢視図であって、第1実施形態に係るエアコンプレッサの縦断面図である。 図4のV部分の一部拡大図である。 第2実施形態に係るエアコンプレッサの下面図である。 第2実施形態に係るエアコンプレッサの下面図であって、消音室から下部カバーを取り外した状態を示している。
次に、本発明の第1実施形態を図1~5に基づいて説明する。図1に示すようにエアコンプレッサ1は、2本のタンク3を有している。2本のタンク3は、前後2箇所でベース2を介して相互に平行に結合されている。相互に結合された2本のタンク3の上方には、圧縮部10が設けられている。タンク3の下面側には、長手方向両端部それぞれに支持脚部4が1つずつ設けられている。エアコンプレッサ1を地面等に設置する場合、4つの支持脚部4を地面等と接触させて設置する。これにより、エアコンプレッサ1は、圧縮部10とベース2とタンク3を地面等に接触させることなく設置することができる。以下の説明において、支持脚部4を下側にしてエアコンプレッサ1を設置した姿勢において、後述するドレンコック21が設けられている側を前側とし、エアコンプレッサ1を前方から見た時を基準として左右方向を規定する。
図1に示すように、圧縮部10の外周部分はハウジングで覆われている。圧縮部10の内部には、動力機関とシリンダとピストンが設けられている。動力機関は、例えば電力の供給を受けて駆動する電動モータであり、あるいは、例えば燃料の供給を受けて駆動する内燃機関である。動力機関が駆動することで、ピストンがシリンダ内を往復動する。ピストンの往復動に伴って、外気がシリンダ内へと吸気されて圧縮される。シリンダ内で生成された圧縮空気は、タンク3内部へと送られて貯留される。
図1に示すように、圧縮部10の前部には、複数のジョイント部11が設けられている。ジョイント部11は、タンク3内の圧縮空気を排出可能にタンク3と連通している。ジョイント部11には、エアホースを接続させることができる。接続させたエアホースを介して、タンク3から釘打機等の圧縮空気で駆動する工具へと圧縮空気を供給することができる。圧縮部10の前側上部には、タンク3の減圧弁調整ノブ12が設けられている。減圧弁調整ノブ12を回転操作することにより、ジョイント部11から排出される圧縮空気の圧力を、釘打機等の工具の使用圧力に調整することができる。
図1~3に示すように、前側のベース2には、ドレン排出部20が設けられている。ドレン排出部20は、ドレンコック21と排出管22を備えている。排出管22は、2つのタンク3の下面側へ回り込んで後方へ延びている。2つのタンク3の下面側には、ドレン補助板5が取り付けられている。ドレン補助板5は、2つのタンク3間に沿って取り付けられている。ドレン補助板5の前部と後部はそれぞれベース2にねじ結合されている。ドレン補助板5には、消音室23と消音室前方凹部26が設けられている。消音室23には、ウール状繊維部材25が収容される。消音室23は、下部カバー24で覆われている。タンク3の下面側であって左右2本のタンク3の間には、消音室前方凹部26と消音室23が、タンク3の長手方向(前後方向)に沿って並んで配置されている。消音室23は、消音室前方凹部26の後方に設けられている。消音室23は、ベース2とタンク3の長手方向(前後方向)に延びた形状であり、後方壁部23aと左右壁部23dと上方壁部23eを有している。消音室前方凹部26と消音室23との間には、左右一対のリブ23bが形成されている。一対のリブ23bは、左右壁部23dから中央に向かって互いに対向するように延びている。
図1~3に示すように、排出管22は、一端がタンク3と連通しており、他端の排出口22aが消音室23内に導入されている。タンク3から延びる排出管22は、ベース2の前端部から下方に向かって延びて消音室前方凹部26へと案内されている。排出管22は、消音室前方凹部26から後方に向かって延びて、一対のリブ23bの間を通って消音室23に導入されている。排出管22は、一対のリブ23bそれぞれとの間に、外部排出口23cとしての隙間を有して配設されている。
図1~3に示すように、前側のベース2に配設された排出管22の経路途中には、ドレンコック21が設けられている。ドレンコック21は、回動操作することにより排出管22を開閉させることができる。ドレンコック21が閉じている場合、タンク3内の圧縮空気とドレンは、排出管22から排出されない。ドレンコック21を開くと、その開き量に応じてタンク3内の圧縮空気が排出管22の排出口22aから排出される。また、排出される圧縮空気の流れとともにタンク3内のドレンも排出管22の排出口22aから排出される。
図3~5に示すように、消音室23には、ウール状繊維部材25が収容されている。ウール状繊維部材25は、ステンレスを材料として、微細な繊維状部材が絡み合った形状を有している、いわゆるスチールウール(ステンレスウール)で構成されている。ウール状繊維部材25は、その内部に微細な隙間が多数形成されており、内部を通る空気の流れを分散させることができる。また、ウール状繊維部材25は、通水性(透水性、排水性)が高く、かつ吸水性(保水性)が極めて低いため、その内部に水を溜めずに排出させることができる。ウール状繊維部材25は、消音室23の室内を概ね充填するように収容されている。少なくとも、ウール状繊維部材25は、消音室23に導入されている排出管22の排出口22aの周囲を覆うように配置されている。
図4,5に示すように、消音室23の下方には下部カバー24が取り付け可能になっている。下部カバー24は、消音室23の下方開口部分全体を覆う形状を有している。図3~5に示すように、消音室23は、下部カバー24を取り付けることにより、外部排出口23cのみが開口している箱形空間となる。下部カバー24の内側面には排出スロープ24aが形成されている。排出スロープ24aは、下部カバー24を消音室23に取り付けた姿勢において、後方壁部23a側からリブ23b側に向かって(後方から前方に向かって)下向きに傾斜している。
図3~5を参照して、排出口22aから排出される圧縮空気とドレンが、消音室23を経て外部に排出される過程を示す。排出口22aから消音室23内に排出される圧縮空気は、ウール状繊維部材25の微細な隙間を通過しながら、後方壁部23a等に当たって反射して、再度ウール状繊維部材25の微細な隙間を通過しながら外部排出口23cから排出される。排出口22aから圧縮空気とともに消音室23内に排出されるドレンは、ウール状繊維部材25の微細な隙間を通過しながら下部カバー24側に流れ落ち、排出スロープ24aに沿って前方へと流れて外部排出口23cから排出される。
以上のように構成したエアコンプレッサ1によれば、排出管22の排出口22aから排出された圧縮空気は、排出口22aの周囲を覆うウール状繊維部材25内へと流れ、ウール状繊維部材25が形成する微細な隙間へと分散されながらウール状繊維部材25内を通過する。これにより、圧縮空気が有するエネルギーがウール状繊維部材25内で消費されて騒音を抑制し、かつ周囲への飛散を防止することができる。周囲への飛散を防止しつつ低騒音で排出、排水できるので、ドレンコック21を全開して排出、排水作業を迅速に終了させることができる。また、ウール状繊維部材25の通水性(透水性、排水性)が高く吸水性(保水性)が極めて低いことにより、圧縮空気とともに排出口22aから排出されるドレンが、ウール状繊維部材25が形成する細かい隙間で留まらずに流れることができる。これにより、ウール状繊維部材25の通水性及び通気性が維持されて、圧縮空気とドレンをともに効率良く排出させることができる。
また、エアコンプレッサ1によれば、ウール状繊維部材25は、強度が高いステンレスで構成されている。そのため、ウール状繊維部材25が、排出口22aから勢いよく排出される圧縮空気によって破損してしまうことを抑制することができる。また、ウール状繊維部材25は、例えば樹脂部材等で設ける場合と比べて重い金属で構成されている。そのため、ウール状繊維部材25が、勢いよく排出される圧縮空気によって初期位置から移動してしまうことが抑制される。これにより、ウール状繊維部材25が排出口22aの周囲を覆っている状態を維持することができる。排出口22aの周囲がウール状繊維部材25に覆われていることで、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。また、ステンレス製のウール状繊維部材25を用いることにより錆対策を施すことができる。また、ウール状繊維部材25として、金属たわし等に用いられているいわゆるスチールウールを用いることができる。このため、ウール状繊維部材25の大きさや形状等について特別な精度を必要とせず、安価に実現できる。
また、エアコンプレッサ1によれば、圧縮空気は、消音室23内に一度導入されて後方壁部23aで反射した後に外部排出口23cを経て外部へと排出される。これにより、圧縮空気がウール状繊維部材25の微細な隙間を通過する距離が長くなるため、圧縮空気が有するエネルギーをより消費させることができる。このため、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。また、ウール状繊維部材25が消音室23をほぼ充填するように収容されていることで、ウール状繊維部材25が、排出口22aの周囲を覆う初期位置から位置ずれしてしまうことを抑制することができる。
また、エアコンプレッサ1によれば、タンク3内から延びる排出管22がタンク3の下面側に位置する消音室23へと導入されている。これにより、ドレンが排出管22内を流れやすくなる。また、タンク3の下面と設置面との間の比較的狭小なスペース内において、ドレンが消音室23内に排出される。このため、騒音の発生を抑制しつつタンク3内からのドレンの排出をより迅速かつ効率良くすることができる。さらに、外部排出口23cが下方に向かって開口していることで、タンク3等にかからないようにドレンを排出することができる。
また、エアコンプレッサ1によれば、2つのタンク3の間に、タンク3の長手方向(前後方向)に沿って排出管22が配管され、排出口22aの周囲及び排出方向前方にウール状繊維部材25が配置されている。消音室23とウール状繊維部材25は、前後方向に長く形成されている。これにより、圧縮空気がウール状繊維部材25の微小な隙間を通過する距離を長くすることができるため、圧縮空気が発生させる騒音をより抑制することができる。また、2つのタンク3の間の空きスペースを有効活用することで、エアコンプレッサ1のコンパクト化を図ることができる。
次に、本発明の第2実施形態を図6,7に基づいて説明する。第2実施形態のエアコンプレッサ30は、第1実施形態のエアコンプレッサ1のドレン排出部20に比して下部カバーの大きさが異なっている。第2実施形態に係る下部カバー44は、第1実施形態に係る下部カバー24よりも短くなっている。このため、第1実施形態では、消音室23の全体が下部カバー24で塞がれる構成となっているが、第2実施形態では、消音室23の前側が下部カバー44で塞がれない構成となっている。第2実施形態に係るドレン排出部40は、2本のタンク3の間に設けられている。ドレン排出部40は、ドレンコック41と排出管42とドレン補助板6を備えている。ドレン補助板6には、消音室43と消音室前方凹部46を備えている。消音室43にはウール状繊維部材45が収容されている。消音室43は下部カバー44で塞がれている。
図6,7に示すように、消音室前方凹部46と消音室43は、タンク3の下面側であって左右2本のタンク3の間に、タンク3の長手方向(前後方向)に沿って並んで配置されている。消音室43は、消音室前方凹部46の後方に設けられている。消音室43は、タンク3の長手方向(前後方向)に延びた形状であり、後方壁部43aと左右壁部43dと上方壁部43eを有している。消音室前方凹部46と消音室43との間には、左右一対のリブ43bが形成されている。一対のリブ43bは、左右壁部43dから中央に向かって互いに対向するように延びている。
図6,7に示すように、排出管42は、第1実施形態の排出管22と同様に、一端がタンク3と連通しており、他端の排出口42aが消音室43内に導入されている。排出管42は、前側のベース2及び消音室前方凹部46においても、排出管22と同様に配設されている。前側のベース2に配設された排出管42の経路途中には、ドレンコック41が設けられている。ドレンコック41は、第1実施形態のドレンコック21と同様に、回動操作することにより排出管42を開閉させることができる。消音室前方凹部46から消音室43へと導入される排出管42は、一対のリブ43bの間を通って配設されている。第2実施形態では、左右一対のリブ43bのそれぞれは、排出管42との間に隙間がほぼ無い密に詰められた状態で形成されている。
図7に示すように、消音室43には、ウール状繊維部材45が収容されている。ウール状繊維部材45は、第1実施形態のウール状繊維部材25と同様に、いわゆるスチールウール(ステンレスウール)で構成されている。ウール状繊維部材45は、消音室43に導入されている排出管42の排出口42aの周囲を覆うように配置されている。また、ウール状繊維部材45は、消音室43の特に排出口42aより後方の領域を充填するように収容されている。
図6,7に示すように、消音室43の下方には下部カバー44が取り付け可能になっている。下部カバー44は、消音室43の下方開口部分のうち、リブ43b近くの前端部を除いた部分を覆う形状を有している。下部カバー44の前端は、消音室43の下方に取り付けた場合において、少なくとも排出口42aよりも前方に位置している。下部カバー44に覆われていない消音室43の前端部の下方開口部分は、外部排出口43cとして形成されている。消音室43は、下部カバー44を取り付けることにより、外部排出口43cのみが開口している箱形空間となる。下部カバー44の内側面には、第1実施形態の下部カバー24と同様に、後方から前方に向かって下向きに傾斜する排出スロープ(不図示)が形成されている。
図6,7を参照して、排出口42aから排出される圧縮空気とドレンが、消音室43を経て外部に排出される過程を示す。排出口42aから消音室43内に排出される圧縮空気は、ウール状繊維部材45の微細な隙間を通過しながら、後方壁部43a等に当たって反射して、再度ウール状繊維部材45の微細な隙間を通過しながら外部排出口43cから排出される。排出口42aから圧縮空気とともに消音室43内に排出されるドレンは、ウール状繊維部材45の微細な隙間を通過しながら下部カバー44側に流れ落ち、排出スロープに沿って前方へと流れて外部排出口43cから排出される。
以上のように構成したエアコンプレッサ30によれば、外部排出口23cより開口面積の広い外部排出口43cを有する。このため、エアコンプレッサ30は、消音室43からドレンをより効率良く排出することができる。エアコンプレッサ30においても、排出口42aから排出される圧縮空気は、微細な隙間を多数有するウール状繊維部材45内で分散されてエネルギーが消費される。これにより、エアコンプレッサ30のドレン排出部40は、エアコンプレッサ1のドレン排出部20と概ね同等に騒音の抑制が実現できる。騒音の抑制がされるので、ドレンを一気に排出、排水して作業を迅速に終了させることができる。
以上説明した第1,第2実施形態のエアコンプレッサ1,30には種々変更を加えることができる。例えば、ウール状繊維部材は、ステンレスに限らず錆びにくい他の金属材料で構成されていてもよい。また、金属材料に限らず、例えばガラス繊維からなるいわゆるグラスウール等を用いてもよい。また、繊維状の部材に限らず、例えば、複数の小さな金属球を焼結させて形成される微細な隙間の多い部材を、消音室に収容する構成としてもよい。消音室や外部排出口の形状や配置等について適宜変更することができる。例えば、消音室の下方開口部分全体を覆う下部ケースの前端部に外部排出口としての貫通孔を設ける構成としてもよい。
1…エアコンプレッサ(第1実施形態)
2…ベース
3…タンク
4…支持脚部
5…ドレン補助板(第1実施形態)
6…ドレン補助板(第2実施形態)
10…圧縮部
11…ジョイント部
12…減圧弁調整ノブ
20…ドレン排出部
21…ドレンコック
22…排出管、22a…排出口
23…消音室、23a…後方壁部、23b…リブ、23c…外部排出口
23d…左右壁部、23e…上方壁部
24…下部カバー、24a…排出スロープ
25…ウール状繊維部材
26…消音室前方凹部
30…エアコンプレッサ(第2実施形態)
40…ドレン排出部
41…ドレンコック
42…排出管、42a…排出口
43…消音室、43a…後方壁部、43b…リブ、43c…外部排出口
43d…左右壁部、43e…上方壁部
44…下部カバー
45…ウール状繊維部材
46…消音室前方凹部

Claims (7)

  1. 外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮部と、生成した圧縮空気を貯留するタンクと、該タンク内のドレンと圧縮空気を該タンク外へ排出するためのドレン排出部を備えたエアコンプレッサであって、
    前記ドレン排出部は、前記タンクからのドレンと圧縮空気の排出路である排出管と、該排出管を開閉するドレンコックを備えており、
    前記排出管は、前記タンクの長手方向に沿って配管されており、
    前記排出管が導入されかつ前記排出管の排出口の周囲を覆う消音室が設けられており、
    通水性の高いウール状繊維部材が設けられており、該ウール状繊維部材は、少なくとも前記排出口に配置されているエアコンプレッサ。
  2. 請求項1に記載のエアコンプレッサであって、
    前記ウール状繊維部材は金属製であるエアコンプレッサ。
  3. 請求項1または2に記載のエアコンプレッサであって、
    前記ウール状繊維部材は、前記排出口の周囲を覆って配置されているエアコンプレッサ。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載したエアコンプレッサであって
    記ウール状繊維部材は、前記消音室に配置されているエアコンプレッサ。
  5. 請求項4に記載のエアコンプレッサであって、
    前記消音室は、前記排出口の排出方向に該排出口と対向する壁部を有するエアコンプレッサ。
  6. 請求項4または5に記載のエアコンプレッサであって、
    前記消音室は、前記タンクの下面側に設けられているエアコンプレッサ。
  7. 請求項4から6のいずれか1項に記載したエアコンプレッサであって、
    前記タンクは複数設けられており、該複数のタンクのうち2つのタンクの間に、前記2つのタンクの長手方向に沿って長手方向を有する前記消音室が設けられているエアコンプレッサ。

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