JP7427523B2 - エンジン駆動型圧縮機の運転制御方法及びエンジン駆動型圧縮機 - Google Patents

エンジン駆動型圧縮機の運転制御方法及びエンジン駆動型圧縮機 Download PDF

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Description

本発明はエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法,及び前記運転制御方法を実行するエンジン駆動型圧縮機に関し,より詳細には,始動負荷の軽減や,オーバーシュートの回避等を可能としたエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法及び該運転制御方法を実行するエンジン駆動型圧縮機に関する。
圧縮機本体を駆動する駆動源としてディーゼルエンジン等のエンジンを備えたエンジン駆動型圧縮機は,電源の確保が困難である土木作業現場や建築現場等の屋外における作業等に広く使用されている。
このようなエンジン駆動型圧縮機の一例として,被圧縮気体を潤滑油と共に圧縮して気液混合流体として吐出する油冷式の圧縮機本体340を備えたエンジン駆動型圧縮機300の構成例を図8に示す。
このエンジン駆動型圧縮機300では,前述した圧縮機本体340とエンジン350の他,圧縮機本体340より圧縮気体と共に吐出された潤滑油を分離するためのレシーバタンク360を備え,このレシーバタンク360内で潤滑油が分離された後の圧縮気体を,オイルセパレータ366を介してさらに油分を除去した後,図示せざる空気作業機等が接続された消費側に供給することができるように構成されていると共に,レシーバタンク360内に回収された潤滑油を,オイルクーラ363,オイルフィルタ367を介して圧縮機本体340に供給する給油流路364が設けられている。
このようなエンジン駆動型圧縮機300には,消費側に対し,安定した圧力の圧縮気体を供給することができるようにするために,圧縮機本体340の吐出側圧力,図示の構成ではレシーバタンク360内の圧力に応じて,圧縮機本体340の吸気量を調整する吸気調整装置310が設けられている。
この吸気調整装置310として,図8に示すエンジン駆動型圧縮機300では,圧縮機本体340の吸気口341を開閉する吸気調整弁311と,この吸気調整弁311を開閉制御するアンローダレギュレータ316を設け,このアンローダレギュレータ316とレシーバタンク360を制御流路312によって連通してレシーバタンク360内の圧縮気体を,吸気調整弁311を閉弁するための作動圧力としてアンローダレギュレータ316に導入可能と成すと共に,レシーバタンク360内の圧力が所定の定格圧力以上のとき制御流路312を開く圧力調整弁313を設けている。
なお,図8中の符号314は逃がし流路であり,圧力調整弁313が制御流路312を閉じてアンローダレギュレータ316に対する圧縮気体の導入が停止した際,アンローダレギュレータ316の受圧室内の圧縮気体を絞り315を介して放気して,アンローダレギュレータ316をリターンスプリング(図示せず)の付勢力によって全開位置に復帰させることができるように構成されている。
このように構成された吸気調整装置310を設けることで,レシーバタンク360内の圧力が定格圧力以上になると,アンローダレギュレータ316にレシーバタンク360内の圧縮気体の導入が開始されて,吸気調整弁311が圧縮機本体340の吸気口341を絞り,又は閉じると共に,レシーバタンク360内の圧力が定格圧力未満に低下すると,吸気調整弁311が圧縮機本体340の吸気口341を開くことで,レシーバタンク360内の圧力が前述の定格圧力に近付くように圧縮機本体340の吸気調整が行われる。
以上のように構成されたエンジン駆動型圧縮機300において,圧縮機本体340の駆動源であるエンジン350は,低回転域でのトルクが小さく,始動時に負荷がかかると停止(ストール)し易い。
その一方で,エンジン駆動型圧縮機300では,エンジン350に対する負荷である圧縮機本体340がエンジン350に直結されており,エンジン350は,始動開始時より圧縮機本体340の回転に伴う負荷を受けることから,エンジン350の始動時,圧縮機本体340から受ける負荷を低減することができれば,エンジン350を円滑に始動させることができる。
このようなエンジン駆動型圧縮機300の構成に着目し,始動時にエンジン350にかかる負荷を軽減するために,後掲の特許文献1には,図8中に符号320で示した始動負荷軽減装置を設けた構成が開示されている。
この始動負荷軽減装置320は,圧力調整弁313をバイパスしてアンローダレギュレータ316とレシーバタンク360間を連通するバイパス流路321と,このバイパス流路321を開閉するバイパスバルブ325によって構成されており,始動時,バイパスバルブ325を操作してバイパス流路321を開くことで,アンローダレギュレータ316を,圧力調整弁313を介さずに直接,レシーバタンク360に連通することができるように構成されている。
その結果,エンジン350の始動により圧縮機本体340が回転を開始することによってレシーバタンク360内の圧力が上昇すると,アンローダレギュレータ316が作動して吸気調整弁311を閉じて圧縮機本体340を無負荷運転に移行することで,始動開始時のエンジン350にかかる負荷を軽減することができるように構成されている。
そして,エンジン350の運転状態が安定した後に,始動負荷軽減装置320に設けたバイパスバルブ325を操作してバイパス流路321を閉じ,圧力調整弁313がレシーバタンク360内の圧力に応じて制御流路312を開閉する通常運転に復帰することで,既知の吸気調整を行うことができるように構成されている。
なお,前掲の特許文献1では,前述のバイパスバルブ325として手動式の開閉弁を設ける構成を開示するものであったが,これを電磁弁に変更することで,検出されたエンジンの運転状態に基づいてバイパスバルブ325の開閉動作を電気的に制御できるようにしたエンジン駆動型圧縮機も提案されている(特許文献2参照)。
更に,バイパスバルブ325を電磁弁によって構成し,その開閉を電気的に制御できるようにした構成では,更に,前述の始動負荷軽減装置320に,始動負荷の軽減以外の機能を持たせることも行われており,一例として図9に示す例では,エンジンの始動時にバイパスバルブ325を開いて吸気調整弁311を閉じて始動負荷を軽減すると共に〔図9(A)〕,エンジンが安定運転になるとバイパスバルブ325を閉じて圧力調整弁313がレシーバタンク360内の圧力に応じて制御流路312を開閉する通常運転〔図9(B)〕を行う点では同様であるが,圧力調整弁313による吸気調整弁311の閉弁動作が間に合わず,レシーバタンク360内の圧力が前述の定格圧力に対し過度に上昇する,所謂「オーバーシュート」が発生した際にもバイパスバルブ325を開いて吸気調整弁311を閉じると共に,バイパス流路321と逃がし流路314を介してレシーバタンク360内の圧縮気体を放気することで,レシーバタンク360内の圧力を低下させてオーバーシュートを回避する安全装置としての機能を持たせると共に〔図9(C)参照〕,エンジン駆動型圧縮機300の停止時にバイパスバルブ325を開くことで,バイパス流路321と逃がし流路314を介してレシーバタンク360内の圧縮気体を放気する,パージ機構〔図9(A)〕としても使用できるようにしたものがある。
特開2002-168177号公報 特開2017-115598号公報
電磁弁の作動形式としては,非通電時にリターンスプリングの付勢力によって弁座から離間して開弁状態にある弁体を,ソレノイドの通電によって弁座に着座させて閉弁する常時開型(NO型)の電磁弁と,非通電時にリターンスプリングの付勢力によって弁座に着座した閉弁状態にある弁体を,ソレノイドの通電によって弁座より離間させ開弁させる常時閉型(NC型)の電磁弁がある。
このように電磁弁では,非通電時にリターンスプリングで付勢されている弁体を,通電時にソレノイドが発生する力によって駆動して開閉動作を行うものであることから,ソレノイドによって弁体を駆動する通電時においてより大きな弁体の駆動力が得られる構造となっている。
また,電磁弁の一次側圧力と二次側圧力の差は,開弁時よりも閉弁時において大きく,一般的に一次側より弁座に弁体を着座させる構造を採用する電磁弁では,この圧力差によって閉弁時の弁体には,これを弁座に押し付けようとする方向に力が生じていることから,開状態の弁を閉じるよりも,閉状態の弁を開く動作を行う方が,弁体を動かすためにより大きな駆動力が必要となる。
その結果,大きな駆動力を必要とする開弁動作をソレノイドによって行う常時閉型(NC型)の電磁弁の方が,常時開型(NO型)の電磁弁に対して最高作動圧力差(該電磁弁を作動させることができる一次側圧力と二次側圧力の差の最大値)が大きなものとなる。
なお,図9(A)を参照して説明したように,バイパスバルブ325を電磁弁によって構成すると共に,バイパスバルブ325とバイパス流路321に,始動負荷軽減装置320としての機能だけでなく,エンジン駆動型圧縮機300の停止時にレシーバタンク360内の圧縮気体を放気するパージ機構として機能を持たせる場合,バイパスバルブ325は,エンジン駆動型圧縮機300の主電源をOFFとした非通電時に開弁してパージを行うことができるよう,常時開型(NO型)の電磁弁を使用する必要がある。
このように,始動負荷軽減装置320に,エンジン駆動型圧縮機300の停止時にレシーバタンク360内の圧縮気体を放気させるパージ機能を持たせる場合,バイパスバルブ325として常時開(NO)型の電磁弁の採用が必須となるが,常時開(NO)型の電磁弁は前述したように最高作動圧力差が低いため,レシーバタンク360内の圧力が定格圧力を超えて過度に上昇したオーバーシュートが発生している時,すなわち,バイパスバルブ325の一次側圧力と二次側圧力の差が大きくなっている状態にあるときには,通電を停止してもバイパスバルブ325を開弁動作させることができない。
そのため,バイパスバルブ325として常時開(NO)型の電磁弁を採用した場合,そのままでは始動負荷軽減装置320に,図9(C)を参照して説明したオーバーシュート回避運転を行わせることができず,図9に示すようにバイパスバルブ325の一次側に減圧弁326を設けてオーバーシュートの発生時のバイパスバルブ325の一次側圧力と二次側圧力の圧力差を,常時開(NO)型の電磁弁であるバイパスバルブ325の最高作動圧力差以下に低下させることが必要となる。
このような減圧弁326の仕様にも使用圧力・使用温度範囲があり,高圧のものは入手し難く,高価となる。
そこで,本発明は,図9を参照して説明したエンジン駆動型圧縮機の欠点を解消するために成されたものであり,始動後,吸気調整弁の閉弁を早期に完了させて始動直後よりエンジンにかかる負荷を軽減することができ,また,減圧弁を設けることなくオーバーシュート発生時に早期に無負荷運転とレシーバタンク内の圧縮気体の放気を開始して,オーバーシュートの発生時におけるレシーバタンク内の圧力上昇を可及的に低く抑えることができるエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法,及び該運転制御方法を実行するエンジン駆動型圧縮機を提供することを目的とする。
以下に,課題を解決するための手段を,発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は,特許請求の範囲の記載と,発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり,言うまでもなく,本発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。
上記目的を達成するために,本発明のエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法は,
エンジン(図示せず),前記エンジンによって駆動される圧縮機本体40,及び前記圧縮機本体40に対する吸気を制御する吸気調整装置10を備え,前記吸気調整装置10が,前記圧縮機本体40の吸気口41を開閉する吸気調整弁11と,前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113と前記圧縮機本体40の吐出側(図示の実施形態においてレシーバタンク60)間を連通する制御流路12と,前記圧縮機本体40の吐出側圧力が所定の定格圧力以上のときに前記制御流路12を開き,前記定格圧力未満のとき前記制御流路12を閉じる圧力調整弁13を備えたエンジン駆動型圧縮機1において,
前記圧力調整弁13をバイパスしてそれぞれが前記圧縮機本体40の前記吐出側(レシーバタンク60)と前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113間を連通する第1バイパス流路21及び第2バイパス流路22,
前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113内の圧縮気体を絞りつつ放気する逃がし流路14,
前記第1バイパス流路21を開閉する第1電磁弁23,及び,
前記第2バイパス流路22を開閉する第2電磁弁24を設け,
前記第1電磁弁23を,常時開(NO)型の電磁弁と成すと共に,
前記第2電磁弁24を,該第2電磁弁24の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも最高作動圧力差が高い常時閉(NC)型の電磁弁とし,
前記第1電磁弁23を非通電(開)とした状態で前記エンジンを始動させる始動運転を行い,
該エンジンの始動後,所定の始動運転解除条件が満たされたとき,前記第1電磁弁23を通電(閉),第2電磁弁24を非通電(閉)として前記始動運転を停止して,前記吸気調整装置10による吸気制御が行われる通常運転に移行すると共に,
前記通常運転中に前記圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60内)の圧力が前記定格圧力に対し所定の高いオーバーシュート圧力(P1)以上となったとき,前記第1電磁弁23を通電(閉)状態に維持したまま,前記第2電磁弁24を通電(開)して,前記吸気調整弁11を閉じた無負荷運転に移行するオーバーシュート回避運転を行うことを特徴とする(請求項1)。
上記の運転制御方法において,
前記オーバーシュート回避運転中に,前記圧縮機本体の吐出側(レシーバタンク60内)の圧力が前記オーバーシュート圧力(P1)に対し所定の低い圧力であって前記定格圧力よりも高い復帰圧力(P2)以下となったとき,前記第2電磁弁24を非通電(閉)として前記オーバーシュート回避運転を終了させて,前記通常運転に復帰するように構成するものとしても良い(請求項2)。
前記始動運転時,前記第2電磁弁24に対する通電(開)を行うものとすることが好ましい(請求項3)。
更に,前記エンジン駆動型圧縮機1にパージスイッチ71を設け,該パージスイッチ71のONにより前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)としたパージ運転を開始し,前記パージスイッチ71のOFFにより,前記第1電磁弁23を通電(閉),第2電磁弁24を非通電(閉)として前記パージ運転を終了して前記通常運転に復帰するように構成するものとしても良い(請求項4)。
また,メインスイッチ70のOFFにより,前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)として前記エンジンの運転を継続する冷却運転を行い,所定の終了条件(例えば所定時間の経過,エンジンの冷却水温度や圧縮機本体40の吐出温度の所定温度以下への低下等のいずれか1つの条件又は複数の条件の組合せ)が満たされたとき,前記第2電磁弁24を非通電(閉)とすると共に,前記エンジンを停止して前記冷却運転を終了するように構成するものとしても良い(請求項5)。
また,本発明のエンジン駆動型圧縮機1は,
エンジン(図示せず),前記エンジンによって駆動される圧縮機本体40,及び前記圧縮機本体40に対する吸気を制御する吸気調整装置10を備え,前記吸気調整装置10が,前記圧縮機本体40の吸気口41を開閉する吸気調整弁11と,前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113と前記圧縮機本体40の吐出側(図示の実施形態においてレシーバタンク60)間を連通する制御流路12と,前記圧縮機本体40の吐出側圧力が所定の定格圧力以上のときに前記制御流路12を開き,前記定格圧力未満のとき前記制御流路12を閉じる圧力調整弁13を備えたエンジン駆動型圧縮機1において,
前記圧力調整弁13をバイパスしてそれぞれが前記圧縮機本体40の前記吐出側(レシーバタンク60)と前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113間を連通する第1バイパス流路21及び第2バイパス流路22,
前記吸気調整弁11の閉弁受圧室113内の圧縮気体を絞りつつ放気する逃がし流路14,
前記第1バイパス流路21を開閉する第1電磁弁23,
前記第2バイパス流路22を開閉する第2電磁弁24,及び,
前記第1電磁弁23及び第2電磁弁24に対する通電を制御して運転状態を切り替えるコントローラ30を設け,
前記第1電磁弁23を,常時開(NO)型の電磁弁と成すと共に,
前記第2電磁弁24を,該第2電磁弁24の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも最高作動圧力差が高い常時閉(NC)型の電磁弁とし,
前記コントローラ30が,
前記第1電磁弁23を非通電(開)とした状態で前記エンジンを始動させる始動運転を行い,
該エンジンの始動後,所定の始動運転解除条件が満たされたとき,前記第1電磁弁23を通電(閉),第2電磁弁24を非通電(閉)として前記始動運転を停止して,前記吸気調整装置10による吸気制御が行われる通常運転に移行すると共に,
前記通常運転中に前記圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60内)の圧力が前記定格圧力に対し所定の高いオーバーシュート圧力(P1)以上となったとき,前記第1電磁弁23を通電(閉)状態に維持したまま,前記第2電磁弁24を通電(開)して,前記吸気調整弁11を閉じた無負荷運転に移行するオーバーシュート回避運転を行うことを特徴とする(請求項6)。
上記構成のエンジン駆動型圧縮機1において,前記コントローラ30が,前記オーバーシュート回避運転中に,圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60内)の圧力が前記オーバーシュート圧力(P1)に対し所定の低い圧力であって前記定格圧力よりも高い復帰圧力(P2)以下となったとき,前記第2電磁弁24を非通電(閉)として前記オーバーシュート回避運転を終了させて,前記通常運転に復帰するように構成することができる(請求項7)。
また,前記コントローラ30は,
前記始動運転時,前記第2電磁弁24に対する通電(開)を行うように構成することが好ましい(請求項8)。
なお,前記エンジン駆動型圧縮機1にパージスイッチ71を設けた構成では,
前記コントローラ30が,
該パージスイッチ71のONにより前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)としたパージ運転を開始し,前記パージスイッチ71のOFFにより,前記第1電磁弁23を通電(閉),第2電磁弁24を非通電(閉)として前記パージ運転を終了させて前記通常運転に復帰するようにするものとしても良い(請求項9)。
更に,前記コントローラ30は,
前記メインスイッチ70のOFFにより,前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)として前記エンジンの運転を継続する冷却運転を行い,所定の終了条件(例えば所定時間の経過,エンジンの冷却水温度や圧縮機本体40の吐出温度の所定温度以下への低下等のいずれか1つの条件又は複数の条件の組合せ)が満たされたとき,前記第2電磁弁24を非通電(閉)とすると共に前記エンジンを停止して前記冷却運転を終了するように構成するものとしても良い(請求項10)。
以上で説明した本発明の構成により,本発明の運転制御方法を実行するエンジン駆動型圧縮機1では,以下の顕著な効果を得ることができた。
前記圧力調整弁13をバイパスする第1バイパス流路21と第2バイパス流路22を設け,第2バイパス流路22に,第2バイパス流路22を開閉する第2電磁弁24として,該第2電磁弁の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも大きな最高作動圧力差を有する常時閉(NC)型の電磁弁を採用すると共に,オーバーシュートの発生時に,この第2電磁弁24の開弁によって吸気調整弁11を閉じてオーバーシュート回避運転に移行できるようにしたことで,第1電磁弁23の一次側圧力と二次側圧力の差が最も大きくなり得るオーバーシュートの発生時に,第1電磁弁23を開弁動作させる必要がなく,その結果,第1バイパス流路21に設ける第1電磁弁23として,該第1電磁弁23の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも小さい最高作動圧力差しか持たない常時開(NO)型の電磁弁を採用できると共に,このような常時開(NO)型の電磁弁を採用した場合であっても,第1電磁弁23の一次側に減圧弁を設ける必要がなくなった。
その結果,オーバーシュートの発生時に無負荷運転に移行する制御を行うものでありながら,エンジン駆動型圧縮機1の停止時(主電源のOFF時)に,第1電磁弁23に対する通電が停止すると第1電磁弁23が開弁してレシーバタンク60内の圧縮気体の放気(パージ)を行うことができるという,常時開(NO)型の電磁弁を採用したメリットを,高価な減圧弁を設けることなく享受することができた。
また,オーバーシュート回避運転に際しても,吸気調整弁11の閉弁受圧室113には,圧縮機本体40の吐出側圧力(レシーバタンク60内の圧力)が,第2バイパス流路22を介して導入されることで,圧縮機本体40の吐出側圧力(レシーバタンク60内の圧力)がオーバーシュート圧力P1以上になって第2電磁弁24が通電により開くと,吸気調整弁11は比較的短時間で閉弁して圧縮機本体40による圧縮気体の生成が停止することで,オーバーシュート発生時における圧縮機本体40の吐出側圧力(レシーバタンク60内の圧力)の更なる上昇を早期に停止させることで,オーバーシュート発生時におけるレシーバタンク60のピーク圧力(Pmax)を低く抑えることができた。
前記始動運転時,前記第2電磁弁24に対しても通電(開)を行って,第2電磁弁24を開くようにした場合には,吸気調整弁11の閉弁受圧室113に対する作動圧力の導入が2系統から同時に行われることにより,また,一般に常時閉(NC)型の第2電磁弁24の方が,常時開(NO)型の第1電磁弁23に比較してキリ孔が大きく流路面積が大きいこととも相まって,エンジンの始動時における吸気調整弁11の閉弁動作を更に早期に完了させることができた。
前記エンジン駆動型圧縮機1にパージスイッチ71を設け,該パージスイッチ71のONにより前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)した構成では,必要に応じてオペレータがパージスイッチ71を操作することにより吸気調整弁11を閉じた無負荷運転状態で圧縮機本体の吐出側圧力(レシーバタンク60内の圧力)を放気しながら行うパージ運転に移行させることができた。
特に,常時閉(NC)型の第2電磁弁24は,常時開(NO)型の電磁弁に比較して一般にキリ孔が大きく流路面積が広いことからで,第2バイパス流路22を介してこのような放気(パージ)を行うことで,圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60内)の圧力を早期に低下させることができた。
更に,前記エンジン駆動型圧縮機1を,前記メインスイッチ70のOFFにより,前記第1電磁弁23を非通電(これにより「第1電磁弁23の一・二次側圧力差≦第1電磁弁23の最高作動圧力差」の条件下で第1電磁弁23は開),第2電磁弁24を通電(開)として,前記吸気調整弁11を閉じた無負荷状態で前記エンジンを継続して運転する冷却運転を行うように構成したことで,エンジンの冷却運転を,吸気調整弁11を閉じた無負荷の状態で,かつ,圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60内)の圧縮気体を放気しながら行うことで,エンジンにかかる負荷を可及的に低減した状態で前述した冷却運転を行うことができた。
本発明のエンジン駆動型圧縮機の全体構成の説明図。 吸気調整弁の一構成例を示した断面図。 本発明のエンジン駆動型圧縮機の要部の説明図であり,(A)は始動運転時,(B)は通常運転時,(C)はオーバーシュート回避運転時の説明図。 本発明のエンジン駆動型圧縮機の要部の説明図であり,(A)はパージ運転時及び停止時,(B)は冷却運転時の説明図。 本発明のエンジン駆動型圧縮機の機能ブロック図。 本発明のエンジン駆動型圧縮機の,始動運転,通常運転,オーバーシュート回避運転における各部の動作を示すタイムチャート。 本発明のエンジン駆動型圧縮機の,パージ運転,及び,冷却運転から停止までの各部の動作を示すタイムチャート。 始動負荷軽減装置を備えた従来のエンジン駆動型圧縮機の説明図(特許文献1に対応)。 始動負荷軽減装置に,オーバーシュートの回避機能,停止時のパージ機能を持たせたエンジン駆動型圧縮機の説明図であり,(A)は始動運転時及び停止時,(B)は通常運転時,(C)はオーバーシュート発生時における各部の動作を示す説明図。
以下に,添付図面を参照しながら本発明の構成につき説明する。
〔エンジン駆動型圧縮機の全体構成〕
図1中の符号1は本発明のエンジン駆動型圧縮機であり,このエンジン駆動型圧縮機1は,圧縮機本体40,前記圧縮機本体40を駆動するエンジン(図示せず),前記圧縮機本体40より吐出された圧縮気体を貯留するレシーバタンク60を備え,圧縮機本体40より吐出された圧縮気体を,レシーバタンク60内に貯留した後,圧力調整弁61を介してサービスバルブ66に接続された図示せざる空気作業機等に供給することができるように構成されている。
本実施形態において,前述の圧縮機本体40は潤滑,冷却及び密封のための潤滑油と共に被圧縮気体を圧縮する油冷式のスクリュ圧縮機であり,レシーバタンク60内には,吐出流路62を介して潤滑油との気液混合流体として吐出された圧縮気体が導入され,このレシーバタンク60内で潤滑油を分離することができるように構成されていると共に,レシーバタンク60内に回収された潤滑油を,オイルクーラ63を介して圧縮機本体40に再度供給する,給油流路64を備えている。
もっとも,本発明で対象とするエンジン駆動型圧縮機1に搭載する圧縮機本体40は,このような油冷式のものに限定されず,被圧縮気体の圧縮に潤滑油を必要としない,オイルフリー式の圧縮機本体を搭載するものとしても良く,この場合,前述のレシーバタンク60や,レシーバタンク60内に回収された潤滑油を圧縮機本体40に供給するための給油流路64等は省略することができる。
〔吸気調整装置〕
以上のように構成されたエンジン駆動型圧縮機1には,圧縮機本体40の二次側圧力,本実施形態にあってはレシーバタンク60内の圧力が所定の定格圧力に近付くよう,レシーバタンク60内の圧力が所定の定格圧力以上になると圧縮機本体40の吸気口41を絞り又は閉じ,定格圧力未満になると全開にする吸気調整を行う吸気調整装置10を備えている点では,図8を参照して説明した従来のエンジン駆動型圧縮機の構成と同様である。
また,この吸気調整装置10が,圧縮機本体40の吸気口41を開閉制御する,図示の例では常時開(NO)型の吸気調整弁11と,この吸気調整弁11の閉弁受圧室113と圧縮機本体40の吐出側(レシーバタンク60)間を連通する制御流路12,レシーバタンク60内の圧力に応じて,レシーバタンク60内の圧力が所定の定格圧力以上であるとき前記制御流路12を開くと共に,定格圧力未満であるとき前記制御流路12を閉じる圧力調整弁13によって構成されている点,及び,前記閉弁受圧室113内の圧縮気体を絞り15を介して放出する逃がし流路14を備えている点でも,図8を参照して説明したエンジン駆動型圧縮機の構成と同様である。
〔吸気調整弁〕
吸気調整装置10を構成する前述の吸気調整弁11は,前述したように圧縮機本体40の吸気口41を開閉するもので,本実施形態では一例として図2に示す吸気調整弁11を使用している。
この図2に示した吸気調整弁11は,ボディ(弁箱)111内に形成された空間によって被圧縮気体が通過する吸入流路115が形成されていると共に,この吸入流路115内に設けた弁座115aに,弁体116を着座させることで,吸入流路115を閉塞することができるように構成されている。
この弁体116は,円盤状の弁体116に弁軸116aが取り付けられた,所謂「傘型弁」であり,ボディ111内に形成された円筒状のスリーブ117内に弁軸116aを挿入した状態で,このスリーブ117の軸線方向に弁体116を進退移動させることで,弁体116を弁座115aに着座させた閉弁位置と,弁座115aから弁体116が離間した開弁位置間を移動できるように構成されている。
このような弁体116の移動を可能とするために,吸気調整弁11の弁箱111には,前述のスリーブ117を介して吸入流路115と連通するシリンダ112が前記スリーブ117と同軸に形成されている。
このシリンダ112は,スリーブ117に弁軸116aが挿入された状態で,且つ,前記スリーブ117の形成側とは反対側の端部を端板118で塞ぐことにより気密室を成し,この気密室(シリンダ)112内を,弁軸116aの他端に連結された受圧体119,本実施形態ではピストンを介して二室に分割することにより,前記端板118側に吸気調整弁11の閉弁受圧室113が形成されていると共に,ピストン119を介して前記閉弁受圧室113とは反対側に,補助受圧室114が形成されている。
図示の構成では,吸気調整弁11を常時開(NO)型とするために,前述した補助受圧室114内にピストン119を閉弁受圧室113側に押圧するスプリング114aを収容して,補助受圧室114にスプリング室としての機能を持たせているが,吸気調整弁11を常時開型とすることができるものであれば,スプリング114aは必ずしも補助受圧室114に設ける必要はない。
なお,図示の構成では,弁体116や弁座115aのみならず,弁体116を進退移動させるためのシリンダ112やピストン119等をいずれも共通のボディ(弁箱)111内に設けた構成を示したが,図8を参照して説明した従来のエンジン駆動型圧縮機のように,弁体の駆動機構を備えない吸気調整弁本体と,この吸気調整弁本体の弁体を駆動するアンローダレギュレータ等の駆動機構をそれぞれ別体とした構成を採用するものとしても良く,この場合,前述した閉弁受圧室113や補助受圧室114,受圧体119は,アンローダレギュレータ内に形成される。
また,図示の実施形態では,弁体116の駆動機構として気密室であるシリンダ112内を,閉弁受圧室113に導入された圧縮気体の圧力を受けて移動するピストン119を受圧体として設けることによって仕切る構成を採用したが,受圧体119は前述のピストンに限定されず,閉弁受圧室113内に導入された圧縮気体によって弁体116の動作を制御し得るものであれば,例えばダイヤフラム等を受圧体119としても良い。
〔制御用の流路〕
以上のように構成された吸気調整弁11の閉弁受圧室113には,前述の制御流路12の他に,更に,第1バイパス流路21と第2バイパス流路22が連通されており(図1~4参照),これらの第1バイパス流路21と第2バイパス流路22を介して,吸気調整弁11の閉弁受圧室113が圧縮機本体10の吐出側(レシーバタンク60)に連通されて,レシーバタンク60内の圧力を作動圧力として吸気調整弁11を閉弁動作させることができるように構成されている。
図1に示す実施形態では,一端をレシーバタンク60に連通したコモン流路25の他端をアルミ合金製のブロックマニホールド26に連結して分岐し,このブロックマニホールド26に制御流路12,第1バイパス流路21及び第2バイパス流路22の一端をそれぞれ連通すると共に,他端を吸気調整弁11の閉弁受圧室113にそれぞれ連通する構成を示したが,制御流路12,第1バイパス流路21,及び第2バイパス流路22の一端は,前述したブロックマニホールド26やコモン流路25を介することなく,図3及び図4に示すように直接,レシーバタンク60に連通するものとしても良い。
前述した第1バイパス流路21には,この第1バイパス流路21を開閉する第1電磁弁23が設けられていると共に,前述した第2バイパス流路22には,この第2バイパス流路22を開閉する第2電磁弁24が設けられている。
このうちの第1電磁弁23は,常時開(NO)型の電磁弁であり,この第1電磁弁23は,一次側と二次側間に大きな圧力差が生じているオーバーシュートの発生時に開弁動作を行わせるものではないことから,最高作動圧力差が,第1電磁弁23の一次側と二次側間に生じ得る最大の圧力差(オーバーシュート発生時における閉弁時の圧力差)よりも低いものを採用することができると共に,第1電磁弁23の一次側に減圧弁を設けない構成とすることができる。
一方,前述した第2バイパス流路22に設ける第2電磁弁24としては,前記第2バイパス流路22において該第2電磁弁24の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差(オーバーシュート発生時における閉弁時の圧力差)よりも最高作動圧力差が大きな常時閉(NC)型の電磁弁を採用する。
なお,図1~3中,符号27は三方電磁弁であり,この三方電磁弁27のCポートを,流路28cを介して吸気調整弁11の補助受圧室114(スプリング室)に連通し,Aポートに取り付けた流路28aを,弁座115aの二次側において吸気調整弁11の吸入流路115に連通させると共に,Bポートに取り付けた流路28bを,吸気調整弁11の一次側に連通させることにより,吸気調整弁11の一次側に取り付けたエアクリーナー(図示せず)を介して大気解放している。
これにより,三方電磁弁27の切り替えによって,吸気調整弁11の補助受圧室114を,弁座115aの二次側における吸入流路115と,吸気調整弁11の一次側に,選択的に連通させることができるように構成されている。
〔スイッチ類,センサ類等〕
以上のように構成された本発明のエンジン駆動型圧縮機1には,該エンジン駆動型圧縮機1の各部の動作を制御する,後述のコントローラ30が設けられていると共に,該コントローラ30に対して電気信号を出力するスイッチ類やセンサ類が設けられている(図5参照)。
このうちのスイッチ類としては,エンジン駆動型圧縮機1の主電源のON,OFF,エンジンの始動,パージの開始及び停止などの操作を行うための(後述するコントローラ30に行わせるための)スイッチ類を設けることができる。
一例として,図5に示す実施形態では,このようなスイッチ類として,メインスイッチ70と,始動スイッチ72,及びパージスイッチ71をエンジン駆動型圧縮機1の操作パネルに設けている。
このうちのメインスイッチ70は,これを回転させることにより,主電源の「OFF」,「ON」の切り替えを行うことができるように構成している。
このうちの「OFF」は,エンジン駆動型圧縮機1の各部に対する通電が停止された停止状態であり,「ON」は,所謂「アクセサリーポジション」であり,エンジンやコントローラ30などの電子制御装置,各種のセンサや計器類等に対する通電が行われた状態である。
また,始動スイッチ72は,エンジンを始動させるためのスイッチであり,これを所定時間(例えば1秒)以上,長押しすると,エンジンのスタータモータに対する通電が行われてエンジンが始動する。
このようなメインスイッチ70と始動スイッチ72を備えたエンジン駆動型圧縮機1の構成において,メインスイッチ70を「OFF」ポジションから「ON」ポジションに回転させた後,始動スイッチ72を長押ししてエンジンを始動させることで,エンジン駆動型圧縮機1の始動と運転の継続を行うことができると共に,メインスイッチ70を「ON」ポジションから,「OFF」ポジションに回転させると,エンジン駆動型圧縮機1を停止させることができるように構成されている。
なお,エンジン駆動型圧縮機1の始動及び停止操作のためのスイッチは,前述したように,メインスイッチ70と始動スイッチ72を別個に設ける構成に限定されず,アクセサリー(メインスイッチ)のON,OFFを行うことができると共に,スタータモータのON,OFFを行うことができるものであれば,各種の構成を採用することができ,アクセサリーのON,OFFと,スタータモータのON,OFFを行うスイッチは,キーを差し込んで回転させることにより,OFF位置から,ON位置(アクセサリーポジション),更に,エンジンのスタータモータを回転されるスタート位置に切り替えることができる,既知のキースイッチなどによって構成するものとしても良い。
更に図5中の符号71は,レシーバタンク60内の圧縮気体の放気(パージ)の開始及び停止を指令するパージスイッチであり,このパージスイッチ71をONにすることにより後述のコントローラ30はレシーバタンク60内の圧縮気体の放気を開始すると共に,パージスイッチ71のOFFにより,該放気を停止する。
図示の例では,このパージスイッチ71をオルタネートスイッチにより構成し,OFF状態にあるパージスイッチ71を1回押圧操作することでONに切り替えると共に,ON状態から更にパージスイッチ71を1回押圧操作することで,OFFに復帰させることができるようにした。
もっとも,パージスイッチ71の構成は,図示の例に限定されず,ON,OFFの切り替えが可能なものであれば,例えばトグルスイッチなどの既知の各種のスイッチを採用することができる。
また,本発明のエンジン駆動型圧縮機1には,レシーバタンク60内の圧力を検知する圧力センサ65が設けられており(図1,3~5),コントローラ30は,この圧力センサ65からの検知信号に基づいて,レシーバタンク60内の圧力変化を監視する。
更に,本発明のエンジン駆動型圧縮機1には,圧縮機本体40の吐出温度を検知する温度センサ51が設けられており(図1,3~5),コントローラ30は,この温度センサ51からの検知信号に基づいて,圧縮機本体40の吐出温度の変化を監視する。
〔コントローラ〕
以上のように構成された本発明のエンジン駆動型圧縮機1には,前述したスイッチ類の操作,圧力センサ65が検出したレシーバタンク60内の圧力変化,及び温度センサ51が検出した圧縮機本体40の吐出温度の変化に基づいて,前述した第1電磁弁23,第2電磁弁24,及び,三方電磁弁27の動作を制御する,電子制御装置であるコントローラ30が設けられている。
このコントローラ30は,前述したスイッチ類70,71,72の操作状態,圧力センサ65が検出したレシーバタンク60内の圧力,及び,温度センサ51が検出した圧縮機本体40の吐出温度に基づいて,下記の制御を実行する。
(1)始動運転
オペレータがメインスイッチ70を「ON」位置に捻った後(図6のT1参照),更に始動スイッチ72を長押しすると,コントローラ30は,第1電磁弁23を非通電(OFF),すなわち開状態に維持したまま,第2電磁弁24を通電(ON)して開き,この状態でスタータモータを回転させてエンジンを始動させる(図6のT2)。
これにより,圧縮機本体40の回転によってレシーバタンク60内の圧力が上昇して吸気調整弁11の作動圧力以上になると,吸気調整弁11が閉弁し(図6のT3),図3(A)に示すように非通電(OFF)に維持された第1電磁弁23は開いた状態を維持すると共に,通電(ON)により第2電磁弁24が開き,吸気調整弁11が圧縮機本体40の吸気口41を閉じた無負荷の状態でエンジンの暖機運転を行う「始動運転」が,所定の解除条件が満たされるまで行われる。
なお,図1及び図3に示す三方電磁弁27を設けた構成では,コントローラ30はこの始動運転時,吸気調整弁11の補助受圧室114を弁座115aの二次側における吸入流路115に連通する位置(ポートC-A間を連通する位置)に三方電磁弁27を切り替える。
その結果,エンジンの始動時,吸気調整弁11の補助受圧室114を負圧とすることができ,これによりエンジンの始動時における吸気調整弁11の閉弁動作をより早期に完了させることができるようになっている。
(2)通常運転
前述した始動運転の解除条件が満たされると,コントローラ30は,非通電(OFF)状態にあった前記第1電磁弁23を通電(ON)状態に切り替えると共に,通電(ON)状態にあった第2電磁弁24を非通電(OFF)に切り替える(図6のT4)。
これにより,図3(B)に示すように,第1電磁弁23と第2電磁弁24はいずれも閉じた状態となり,吸気調整弁11の閉弁受圧室113に対する作動圧力の導入を制御流路12と圧力調整弁13によって制御して圧縮機本体40の吸気制御を行う「通常運転」に移行する。
本実施形態では,通常運転の開始時に温度センサ51が検出した圧縮機本体40の吐出温度が60℃未満である場合には,温度センサ51の検出温度が60℃に達するか,又は,エンジンの始動から120秒の経過をタイマ36がカウントするかのいずれかの条件が満たされたとき,また,通常運転の開始時に温度センサ51が検出した圧縮機本体の吐出温度が60℃以上である場合には,エンジンの始動から30秒の経過をタイマ36がカウントしたときに,前述の「始動運転」を停止して,「通常運転」に移行するように構成した。
この通常運転への移行時,レシーバタンク60内の圧力は,未だ圧力調整弁13の作動圧力未満であり,吸気調整弁11の閉弁受圧室113に対する圧縮気体の導入が行われないことから,吸気調整弁11が開き〔図3(B),図6のT4参照〕,圧縮機本体40は吸入気体の圧縮を開始してレシーバタンク60内の圧力が上昇する。
そして,レシーバタンク60内の圧力が所定の定格圧力以上に上昇すると,圧力調整弁13が開いて吸気調整弁11を閉じ,また,消費側で圧縮気体が消費される等してレシーバタンク60内の圧力が定格圧力未満に低下すると,圧力調整弁13が閉じて吸気調整弁11が開いて圧縮機本体40が吸入気体の圧縮を開始し,このような動作が繰り返されることで,通常運転中,消費側に供給される圧縮気体の圧力が前述した定格圧力に近づくように既知の吸気制御が行われる。
なお,図1及び図3に示す三方電磁弁27を設けた構成では,コントローラ30は,この通常運転時,吸気調整弁11の補助受圧室114を吸気調整弁11の一次側に連通する位置に三方電磁弁27を切り替えており,これにより吸気調整弁11の補助受圧室114が大気解放されて,閉弁受圧室113に導入されるレシーバタンク60内の圧力の変化に応じて吸気調整弁11を開閉動作させることができるように構成されている。
(3)オーバーシュート回避運転
圧力センサ65からの検知信号に基づいてレシーバタンク60内の圧力を監視するコントローラ30は,レシーバタンク60内の圧力が前述した定格圧力に対し所定の高い圧力として設定されたオーバーシュート圧力(P1)以上になると,第1電磁弁23を通電(ON)状態に維持したまま,非通電(OFF)状態にあった第2電磁弁24を通電(ON)状態に切り替える(図6のT5参照)。
これにより,第1電磁弁23は閉状態を維持するが,第2電磁弁24が開き,吸気調整弁11の閉弁受圧室113に対しレシーバタンク60からの圧縮気体の導入が行われることで,第2電磁弁24の開弁に僅かに遅れて吸気調整弁11が閉じて(図6のT6),第1電磁弁23は閉じた状態,第2電磁弁24は開いた状態,吸気調整弁11は閉じた状態でオーバーシュート回避運転が行われる〔図3(C)参照〕。
なお,図1及び図3に示す三方電磁弁27を設けた構成では,このオーバーシュート回避運転時,コントローラ30は吸気調整弁11の補助受圧室114を,吸気調整弁11の一次側に連通して大気解放する位置に三方電磁弁27を切り替えている点は,図3(B)の通常運転時と同様である。
このオーバーシュート回避運転への移行から,吸気調整弁11が閉じるまでの間(図6のT5~T6),レシーバタンク60内の圧力は僅かに上昇するが,吸気調整弁11が閉弁すると(図6のT6),圧縮機本体40は吸気を停止して圧縮気体を吐出しなくなると共に,レシーバタンク60内の圧縮気体が第2バイパス流路22と逃がし流路14を介して放気されることで,レシーバタンク60内の圧力の更なる上昇が回避される。
そして,コントローラ30は,圧力センサ65の検知信号に基づいて,レシーバタンク60内の圧力が前述したオーバーシュート圧力(P1)に対し所定の低い圧力であって,前記定格圧力よりも高い圧力として設定された復帰圧力(P2)以下になったと判断すると,第2電磁弁24に対する通電を停止する(図6のT7)。
これにより,第2電磁弁24が閉じ,エンジン駆動型圧縮機1は,図3(B)に示すように制御流路12と圧力調整弁13により吸気調整弁11の開閉動作を制御する,通常運転に復帰する。
このように,本発明のエンジン駆動型圧縮機1では,オーバーシュートの発生時に行う吸気調整弁11の閉弁と,圧縮気体の放気(パージ)を,高い最高作動圧力差を有する常時閉(NC)型の電磁弁によって構成した第2電磁弁24を開弁することにより行うように構成し,オーバーシュートの発生時には,常時開(NO)型の電磁弁である第1電磁弁23を閉状態に維持するようにしたことで,第1電磁弁23の一次側には減圧弁を設ける必要がない。
(4)パージ運転
エンジン駆動型圧縮機1に図5に示すようにパージスイッチ71を設けた構成では,オペレータによるパージスイッチ71のON操作によって吸気調整弁11を閉弁した状態で,かつ,逃がし流路14を介した圧縮気体の放気を行った状態で運転を行う「パージ運転」を行わせることができる。
オペレータによってパージスイッチ71がONにされ,このパージスイッチ71からのON信号を受信すると,コントローラ30は通電(ON)状態にあった第1電磁弁23を非通電(OFF)に切り替えると共に,非通電(OFF)の状態にあった第2電磁弁24を通電(ON)状態に切り替えてパージ運転に移行する(図7のT8)。
これにより,高い最高作動圧力差を有する常時閉(NC)型の第2電磁弁24は通電(ON)と同時に開く。
一方,最高作動圧力差が低い,常時開(NO)型の電磁弁である第1電磁弁23は,パージスイッチ71をONにしたときの一次側と二次側の圧力差が最高作動圧力差よりも高い場合,パージスイッチ71のONによって非通電状態に切り替わってもすぐには開動作することができずに閉状態を維持する〔図4(A),図7のT8参照〕。
しかし,第2電磁弁24の開弁によって第2バイパス流路22を介して吸気調整弁11の閉弁受圧室に対しレシーバタンク60内の圧縮気体の導入が行われることで,吸気調整弁11が閉じる(図示の例では閉状態を維持する)ことで,圧縮機本体40からの圧縮気体の吐出が行われないだけでなく,第2バイパス流路22及び逃がし流路14を介してレシーバタンク60内の圧縮気体が放気されることで,レシーバタンク60内の圧力が徐々に低下する。
そして,レシーバタンク60内の圧力が低下して,第1電磁弁23の一次側圧力と二次側圧力の差が,第1電磁弁23の最高作動圧力差以下になると,第1電磁弁23が開弁し(図7のT9参照),第1バイパス流路21と逃がし流路14を経由した圧縮気体の放気も開始され,レシーバタンク60内の圧力は更に低下する。
なお,図1及び図3に示す三方電磁弁27を設けた構成では,このパージ運転時,コントローラ30は吸気調整弁11の補助受圧室114を,吸気調整弁11の一次側に連通して大気解放する位置に三方電磁弁27を切り替えている点は,図3(B)の通常運転時と同様である。
このようなパージ運転が行われている状態から,オペレータがパージスイッチ71をOFFに切り替えると,コントローラは非通電(OFF)状態にあった前記第1電磁弁23を通電(ON)状態に,通電(ON)状態にあった第2電磁弁24を非通電(OFF)状態に切り替えてパージ運転を終了する(図7のT10)。
これにより,第1電磁弁23と第2電磁弁24はいずれも閉じて,図3(B)に示す前記通常運転に復帰する。
なお,図示の実施形態では,オペレータが手動でパージスイッチ71のON操作を行うことで「パージ運転」を行う構成について説明したが,この構成に加えて,パージスイッチ71の操作の有無に拘わらず,所定条件が満たされた際に,コントローラ30が自動でパージ運転を開始するように構成するものとしても良い。
この場合,吸気制御弁11を閉じた無負荷運転の時間を検出する検出手段,及び空気作業機等に供給する圧力を検出するサービス圧力センサを設け,無負荷運転が所定時間(一例として20秒間)続いたことを検出すると,コントローラ30が自動的に第1電磁弁23を非通電(OFF)に切り替えると共に,非通電(OFF)の状態にあった第2電磁弁24を通電(ON)状態に切り替える「オートパージ運転」を行い,前記サービス圧力の検出に応じて「オートパージ運転」を終了し,第1電磁弁23と第2電磁弁24をいずれも閉じて,前記通常運転に復帰する構成としてもよい。
前述したようにパージスイッチ71の操作に基づかずにコントローラ30が自動でパージ運転を開始する「オートパージ運転」を実行可能とした場合,コントローラ30にこのような「オートパージ運転」行わせるか否かの設定を変更することができるようにしても良く,この場合,操作パネル上にこのような設定変更をオペレータが入力するための手段(例えばタッチパネル等)を設けるものとしても良い。
(5)冷却運転
更に,エンジン駆動型圧縮機1が,メインスイッチ70をOFF位置に切り替えた後,所定の終了条件が満たされるまで(本実施形態では所定時間が経過するまで)エンジンの運転を継続する冷却運転を行い,その後にエンジンを停止するように構成した場合には,コントローラ30は,メインスイッチ70がOFF位置に切り替えられると,通電(ON)状態にあった前記第1電磁弁23を非通電(OFF)に切り替えると共に,非通電(OFF)状態にあった第2電磁弁24を通電(ON)状態に切り替えて,冷却運転に移行する(図7のT11)。
これにより,高い最高作動圧力差を有する常時閉(NC)型の第2電磁弁24は通電(ON)と共に開き,その結果,吸気調整弁11の閉弁受圧室113に対しレシーバタンク60内の圧縮気体が導入されて吸気調整弁11が閉じる(閉状態を維持する)ことで(図7のT11),圧縮機本体40による圧縮気体の吐出が行われない一方,第2バイパス流路22及び逃がし流路14を介してレシーバタンク60内の圧縮気体が放気されることで,レシーバタンク60内の圧力が徐々に低下する。
一方,最高作動圧力差が低い,常時開(NO)型の電磁弁である第1電磁弁23は,メインスイッチ70をOFFにしたときの一次側と二次側の圧力差が最高作動圧力差よりも高い場合,メインスイッチ70のOFFによって非通電状態に切り替わってもすぐには開動作することができずに閉状態を維持し〔図7のT11参照〕,レシーバタンク60内の圧力が低下して,第1電磁弁23の一次側圧力と二次側圧力の差が,該第1電磁弁23の最高作動圧力差以下となって初めて開弁し(図7のT12参照),図4(B)に示すように,第2バイパス流路22を介して吸気調整弁11の閉弁受圧室113に導入された圧縮気体のみならず,第1バイパス流路21を介して閉弁受圧室113に導入された圧縮気体が逃がし流路14を介して放気される。
なお,図1及び図3に示す三方電磁弁27を設けた構成では,この冷却運転時,コントローラ30は吸気調整弁11の補助受圧室114を,吸気調整弁11の一次側に連通して大気解放する位置に三方電磁弁27を切り替えている点は,図3(B)の通常運転時と同様である。
一方,コントローラ30は,この冷却運転の開始からタイマ36が所定時間経過したことをカウントすると,エンジンを停止すると共に,第2電磁弁24に対する通電を停止する(図7のT13)。
これにより,常時閉(NC)型の第2電磁弁24が閉じるが,常時開(NO)型の第1電磁弁は開いた状態を維持することで,第1バイパス流路21及び逃がし流路14を介してレシーバタンク60内の圧縮気体の放気が継続され,このレシーバタンク60内の圧力低下によって吸気調整弁11の閉弁受圧室113内の圧力も低下して,吸気調整弁11が開き(図7のT14),この状態でエンジン駆動型圧縮機1の動作は完全に停止する。
1 エンジン駆動型圧縮機
10 吸気調整装置
11 吸気調整弁
111 ボディ(弁箱)
112 気密室(シリンダ)
113 閉弁受圧室
114 補助受圧室(スプリング室)
114a スプリング
115 吸入流路
115a 弁座
116 弁体
116a 弁軸
117 スリーブ
118 端板
119 受圧体(ピストン)
12 制御流路
13 圧力調整弁
14 逃がし流路
15 絞り
21 第1バイパス流路
22 第2バイパス流路
23 第1電磁弁〔常時開(NO)型〕
24 第2電磁弁〔常時閉(NC)型〕
25 コモン流路
26 ブロックマニホールド
27 三方電磁弁
28a~28c 流路
30 コントローラ
36 タイマ
40 圧縮機本体
41 吸気口
51 温度センサ
60 レシーバタンク
61 圧力調整弁
62 吐出流路
63 オイルクーラ
64 給油流路
65 圧力センサ
66 サービスバルブ
70 メインスイッチ
71 パージスイッチ
72 始動スイッチ
300 エンジン駆動型圧縮機
310 吸気調整装置
311 吸気調整弁
312 制御流路
313 圧力調整弁
314 逃がし流路
315 絞り
316 アンローダレギュレータ
320 始動負荷軽減装置
321 バイパス流路
325 バイパスバルブ
326 減圧弁
340 圧縮機本体
341 吸気口
350 エンジン
360 レシーバタンク
363 オイルクーラ
364 給油流路
366 オイルセパレータ
367 オイルフィルタ

Claims (10)

  1. エンジン,前記エンジンによって駆動される圧縮機本体,及び前記圧縮機本体に対する吸気を制御する吸気調整装置を備え,前記吸気調整装置が,前記圧縮機本体の吸気口を開閉する吸気調整弁と,前記吸気調整弁の閉弁受圧室と前記圧縮機本体の吐出側間を連通する制御流路と,前記圧縮機本体の吐出側圧力が所定の定格圧力以上のときに前記制御流路を開き,前記定格圧力未満のとき前記制御流路を閉じる圧力調整弁を備えたエンジン駆動型圧縮機において,
    前記圧力調整弁をバイパスしてそれぞれが前記圧縮機本体の前記吐出側と前記吸気調整弁の閉弁受圧室間を連通する第1バイパス流路及び第2バイパス流路,
    前記吸気調整弁の閉弁受圧室内の圧縮気体を絞りつつ放気する逃がし流路,
    前記第1バイパス流路を開閉する第1電磁弁,及び,
    前記第2バイパス流路を開閉する第2電磁弁を設け,
    前記第1電磁弁を,常時開型の電磁弁と成すと共に,
    前記第2電磁弁を,該第2電磁弁の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも最高作動圧力差が高い常時閉型の電磁弁とし,
    前記第1電磁弁を非通電とした状態で前記エンジンを始動させる始動運転を行い,
    該エンジンの始動後,所定の始動運転解除条件が満たされたとき,前記第1電磁弁を通電,第2電磁弁を非通電として前記始動運転を停止して,前記吸気調整装置による吸気制御が行われる通常運転に移行すると共に,
    前記通常運転中に前記圧縮機本体の吐出側の圧力が前記定格圧力に対し所定の高いオーバーシュート圧力以上となったとき,前記第1電磁弁を通電状態に維持したまま,前記第2電磁弁を通電して,前記吸気調整弁を閉じた無負荷運転に移行するオーバーシュート回避運転を行うことを特徴とするエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法。
  2. 前記オーバーシュート回避運転中に,前記圧縮機本体の吐出側の圧力が前記オーバーシュート圧力に対し所定の低い圧力であって前記定格圧力よりも高い復帰圧力以下となったとき,前記第2電磁弁を非通電として前記オーバーシュート回避運転を終了させて,前記通常運転に復帰することを特徴とする請求項1記載のエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法。
  3. 前記始動運転時,前記第2電磁弁に対する通電を行うことを特徴とする請求項1又は2記載のエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法。
  4. 前記エンジン駆動型圧縮機にパージスイッチを設け,該パージスイッチのONにより前記第1電磁弁を非通電,第2電磁弁を通電としたパージ運転を開始し,前記パージスイッチのOFFにより,前記第1電磁弁を通電,第2電磁弁を非通電として前記パージ運転を終了して前記通常運転に復帰することを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載のエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法。
  5. メインスイッチのOFFにより,前記第1電磁弁を非通電,第2電磁弁を通電として前記エンジンの運転を継続する冷却運転を行い,所定の終了条件が満たされたとき,前記第2電磁弁を非通電とすると共に,前記エンジンを停止して前記冷却運転を終了することを特徴とする請求項1~4いずれか1項記載のエンジン駆動型圧縮機の運転制御方法。
  6. エンジン,前記エンジンによって駆動される圧縮機本体,及び前記圧縮機本体に対する吸気を制御する吸気調整装置を備え,前記吸気調整装置が,前記圧縮機本体の吸気口を開閉する吸気調整弁と,前記吸気調整弁の閉弁受圧室と前記圧縮機本体の吐出側間を連通する制御流路と,前記圧縮機本体の吐出側圧力が所定の定格圧力以上のときに前記制御流路を開き,前記定格圧力未満のとき前記制御流路を閉じる圧力調整弁を備えたエンジン駆動型圧縮機において,
    前記圧力調整弁をバイパスしてそれぞれが前記圧縮機本体の前記吐出側と前記吸気調整弁の閉弁受圧室間を連通する第1バイパス流路及び第2バイパス流路,
    前記吸気調整弁の閉弁受圧室内の圧縮気体を絞りつつ放気する逃がし流路,
    前記第1バイパス流路を開閉する第1電磁弁,
    前記第2バイパス流路を開閉する第2電磁弁,及び,
    前記第1電磁弁及び第2電磁弁に対する通電を制御して運転状態を切り替えるコントローラを設け,
    前記第1電磁弁を,常時開型の電磁弁と成すと共に,
    前記第2電磁弁を,該第2電磁弁の一次側と二次側間に生じ得る最大圧力差よりも最高作動圧力差が高い常時閉型の電磁弁とし,
    前記コントローラが,
    前記第1電磁弁を非通電とした状態で前記エンジンを始動させる始動運転を行い,
    該エンジンの始動後,所定の始動運転解除条件が満たされたとき,前記第1電磁弁を通電,第2電磁弁を非通電として前記始動運転を停止して,前記吸気調整装置による吸気制御が行われる通常運転に移行すると共に,
    前記通常運転中に前記圧縮機本体の吐出側の圧力が前記定格圧力に対し所定の高いオーバーシュート圧力以上となったとき,前記第1電磁弁を通電状態に維持したまま,前記第2電磁弁を通電して,前記吸気調整弁を閉じた無負荷運転に移行するオーバーシュート回避運転を行うことを特徴とするエンジン駆動型圧縮機。
  7. 前記コントローラは,前記オーバーシュート回避運転中に,圧縮機本体の吐出側の圧力が前記オーバーシュート圧力に対し所定の低い圧力であって前記定格圧力よりも高い復帰圧力以下となったとき,前記第2電磁弁を非通電として前記オーバーシュート回避運転を終了させて,前記通常運転に復帰することを特徴とする請求項6記載のエンジン駆動型圧縮機。
  8. 前記コントローラが,
    前記始動運転時,前記第2電磁弁に対する通電を行うことを特徴とする請求項6又は7記載のエンジン駆動型圧縮機。
  9. 前記エンジン駆動型圧縮機がパージスイッチを備え,
    前記コントローラが,
    該パージスイッチのONにより前記第1電磁弁を非通電,第2電磁弁を通電としたパージ運転を開始し,前記パージスイッチのOFFにより,前記第1電磁弁を通電,第2電磁弁を非通電として前記パージ運転を終了させて前記通常運転に復帰することを特徴とする請求項6~8いずれか1項記載のエンジン駆動型圧縮機。
  10. 前記コントローラが,
    メインスイッチのOFFにより,前記第1電磁弁を非通電,第2電磁弁を通電として前記エンジンの運転を継続する冷却運転を行い,所定の終了条件が満たされたとき,前記第2電磁弁を非通電とすると共に前記エンジンを停止して前記冷却運転を終了することを特徴とする請求項6~9いずれか1項記載のエンジン駆動型圧縮機。

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