JPH01301968A - コンプレッサの容量制御回路構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は吸込空気量調整式のコンプレッサの容量制御回
路構造に、特にアンローデング時において、吸込容量調
整弁を所望の閉止状態に確実に保持し、コンプレッサを
負荷低減状態にすると共に。

始動時におけるトラブル、不安定性等を確実に防止する
に好適なコンプレッサの容量制御回路構造に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第３図に従来使用されているバルブコントローラ付のコ
ンプレッサの容量制御回路構造を示す。

回路構造の説明に先立ってまずバルブコントローラ２の
構造を説明するが、これは公知技術である。

第２図に示す如く、中空細長なケース本体４１の開口端
にはダイヤフラム３９がダイヤフラムカバ４２により複
動可能に固定され、ダイヤフラムカバ４２に貫通穿孔さ
れた導入口３７はダイヤフラム３９の背面に連通ずる。

ケース本体４１内には第１のピストン４３と第１のピス
トン４３内に摺動可能に支持される第２のピストン４４
が設けられている。第１のピストン４３はこれに螺合す
るバネ座４５と第１のスプリング４６によりケース本体
の上方内の閉止端に接し、その下方端４３ａはダイヤフ
ラム３９と対峙して接触する位置に配設される。また第
２のピストン４４にはその下端側をナツト４８で固定さ
れるロッド２７が挿入される。また第２のピストン４４
と第１のピストン４３の下方端４３ａ間には第２のスプ
リング４７が介設される。更に、第２のピストン４４の
ロッド２７の下端面と第１のピストン４３の下方端４３
ａとの間には第２のピストンが動作しない状態（始動時
）では適宜の間隙δが形成される。ロッド２７は図示の
如く垂直方向に立上り、バネ座４５を介し第１のピスト
ン４３に摺動可能に支持された状態でケース本体４１の
上端側から出っ張って配置される。またバネ座４５の図
の下面と第２のピストン４４との上面間には空気導入口
３８が第２のピストン４４に連通ずるが如く、第１のピ
ストンに穿孔される。この空気導入口３８は第３図に示
す如く、配管５３の一端側が連結する。

ロッド２７の図の上方にはコントロールリンク２６の揺
動支持点２８を形成するブラケット４９が固定され、コ
ントロールリンク２６は揺動支持点２８から更にテコ状
に伸び、ケース本体４１に固定するブラケット５０の固
定点５１に枢支される。よってコントロールリンク２６
は固定点５１まわりに揺動し、揺動支持点２８を介しロ
ッド２７を上下動し、同時にコントロールリンク２６自
身のレバ端を揺動させる。第２図において位置Ａがコン
プレッサの始動状態の位置を示し、位置Ｃは吸込容量調
整弁３（第３図）の前開状態を示し、位！Ｂは完全に吸
込容量調整弁３が閉止するストッパ位置をそれぞれ示す
ものである。勿論前記した如く、コントロールリンク２
６の先端に吸込容量調整弁３に連結するリンク２５の一
端側が連結される。

第２図において、前記した如く、ロッド２７のねじ部２
７ａの下端面と第１のピストン４３の下方端４３ａ間に
は寸法δの間隙が生じているが、後記する如く、空気導
入口３８内に約２ｋｇ／ｄ乃至３ｋｇ／ｄ程度の圧縮空
気が導入されると第２のピストン４４が下方に押されね
じ部２７ａは前記下方面４３ａに当接する状態となり１
間隙δは零になる。この場合、第１のピストン４３は不
動状態に保持される０以上の如き構造により、空気導入
口３８に圧縮空気が導入されるとロッド２７が下り前記
下方面４３に当接すると共に、揺動支持点２８は下り、
図の位１ｃの状態、すなわち吸込容量調整弁３の全開状
態となる。またこの状態のままでダイヤフラム３９の導
入口３７に圧縮空気が導入されると第１のピストン４３
の下方端４３ａに当接していたダイヤフラム３９が動作
し、第１のピストン４３を図の上方向に持ち上げるため
、揺動支持点２８が上昇しコントロールリンク２６は位
置Ｂ方向に移動し、所定圧力（約３　ｋｇ／、ｆｆ１）
でアンローデングの位置、すなわちほぼ閉止した位置に
回動されることになる。

第３図に示す如く、圧縮機４は駆動手段５を介し、モー
タ６により駆動され、吸入口２ｏがら吸込容量ｇｕ弁３
を介し空気を吸入し、吐出管７がらレシーバタンク８内
に圧縮空気を送る。オイルセパレータ９は導入空気中の
油を分離し、保圧弁１０を介し、送気管１２から使用側
に必要空気を送気する。レシーバタンク内の底面側に蓄
溜した潤滑油３１は戻入管３２からオイルクーラ３３を
介し、圧縮機４側に戻入され循環する。

送気管１２は圧力スイッチ１１が取付けられ、これに連
結する配管１４は第２の電磁弁１５（三方電磁弁）に連
結する。また第２の電磁弁１５は配管２３によりノズル
２９を介し圧縮機４の吸入側に連結する。

一方、使用側に連結する配管１４から分岐する配管５４
は、圧力調整弁１３（リリーフ弁の如きもの）に連結し
、圧力調整弁１３は配管５５により第２の電磁弁１５お
よび分岐する配管２４によりバルブコントローラ２の導
入口３７に連通するまたレシーバタンク８には配管５６
が連通し、配管５６は第３の電磁弁１６．保圧弁５２お
よびサイレンサ１９を介し吸入口２０に連通ずる。

以上の構成からなる回路構造における作用を説明する。

まず、圧縮機４の始動時ではバルブコントローラ２のコ
ントロールリンク２６は第２図のＡ位置にあり、吸込容
量調整弁３はすこし開いた状態（約２度はど傾斜してい
る）に保持される。バルブコントローラ２の第２のピス
トン４４には圧力が作用せず間隙δが生じた状態におか
れる。またこの状態では配管５５からの空気は圧力調整
弁１３および第２の電磁弁１５を介し配管２３側に連通
ずるように回路形成され、第３の電磁弁１６はクローズ
の状態におかれる。

圧縮機４が始動し、少し開口している吸込容量調整弁３
の隙間から圧縮機内に空気が導入されると、圧縮空気が
吐出管７を介しレシーバタンク８側に送られる。レシー
バタンク８内の圧力が２ｋｇ／（１！Ｊ乃至３　ｋｇ／
ｃｓｉになると配管５３によりバルブコントローラ２の
空気導入口３８内に圧縮空気が導入され、第２のピスト
ン４４が図の下方に下りこれにつれてロッド２７も下る
ため揺動支持点２８も下り、コントロールリンク２６は
Ｃ位置、すなわち全開の状態となる。ここで間隙δは零
となリロッド２７の下方端と第１のピストン４３の下方
端４３ａは完全に接触する。

吸込容量調整弁３の全開によりレシーバタンク８内の圧
力が更に上昇し、５ｋｇ／ｃｄにまで上ると°　　保圧
弁ｌＯが開口し、送気管１２側に空気が流れ、使用側に
送気される。使用内の空気使用量が定常状態の場合には
レシーバタンク８内の圧縮空気圧力は更に’ｉｋｇ／ｄ
まで上昇し、このままの定常運転が続けられる。すなわ
ち全負荷運転状態となる。

次に、使用内の使用空気量が減少するとレシーバタンク
８内の圧力は上昇し、この圧力が圧力調整弁１３の設定
圧力（７ｋｇ／ｃｄ）を超えるとこの圧縮空気の一部を
リリーフしながら配管５５側に空気を送り、ダイヤフラ
ム３９に作用してピストン４３を上方に押し上げ、リン
クはバタフライバルブを閉じる方向に移動する。

更に、使用内の使用空気量が減少すると、レシーバタン
ク８内の圧力は上昇し、この上昇空気圧力は圧力スイッ
チ１１により常時検出されている。

この空気圧力が約８ｋｇ／ｃｄになると、圧力スイッチ
１１からの検出信号により第２の電磁弁の配管２３側へ
の空気の導入は遮断されると共に、第３の電磁弁１６が
開口される。従ってレシーバタンク内の圧縮空気は配管
５６を介し吸入口２０側に送られるが、保圧弁１２の作
用により約３ｋｇ／ｃｍ２の圧力に保持される。サイレ
ンサ１９はそのときの消音のためめである。レシーバタ
ンク８内の圧力を３ｋｇ／−に保持するのはコンプレッ
サの回転部を潤滑するため最低限の潤滑油を循環する圧
力を保持するためのものである。配管５６内の圧力が約
３ｋｇ／ｃｄに保持されるため配管５３内の圧力も３ｋ
ｇ／−に保持され、間隙δは零のままの状態に保持され
る。一方、使用内の圧力が配管１４゜２４を介してダイ
ヤフラム３９に作用するためこれに接触している第１の
ピストン４３がダイヤフラム３９により押し上げられ、
コントロールリンク２６は第２図のＢ位置まで回動し、
吸入口２０からの空気の導入は原則として遮断される。

仮に空気洩れがあって、更にレシーバタンク８内の空気
を上昇せしめようとしても配管５６を介して吸入側に空
気が逃げるため、全体の回路系が約３ｋｇ／ｄの状態に
保持されることになる。この状態を負荷軽減装置が作動
した状態をいう。

以上により、モータの負荷低減を行う。

次に、負荷軽減状態から使用側で空気を使用し始めると
送気管１２内の圧力が下がり、再び約７ｋｇ／−の値を
検知すると第３の電磁弁１６はクローズされると共に、
バルブコントローラ２のダイヤフラム３９に作動してい
る圧力が第２の電磁弁の作用により配管２３側に流れ、
圧力が低減する。

しかし、配管５３内の圧力はそのまま３　ｋｇ／ｃｄに
保持されるため、ロッド２７の間隙δは零のままの状態
で第２のピストン４３が下がり、再びコントロールリン
ク２６はＣ位置に回動し吸込空気調整弁３は全開し、送
気を始め、定常全負荷運転に入る。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の従来の回路構成により一応モータ負荷を軽減した
アンローデング運転が可能となるが、次の如き問題点が
生ずる８ （１）負荷軽減状態にあった回路の状態から使用内の使
用空気量が増加し再送気を必要とする場合、前記した如
く、第１および第２のピストン４３．４４が共に下がっ
てコントロールリンク２６をＣ位置の全開状態にする必
要があるが、第１のピストン４４のセリ、製作誤差、第
２のスプリング４７のバラつき等により第１のピストン
４３のみが下がり、コントロールリンク２６がＣ位置に
まで回動しない問題点が生ずる。すなわち吸込容量調整
弁３が円滑に作動しない問題点が生ずる。

（２）また前記した如く、第２のピストン４４を動作す
べく空気導入口３８内に約３ｋｇ／ｄの圧縮空気を負荷
軽減状態では必要があるがこのためには保圧弁５２を必
要とし、かつこの調整作業に熟練を要する問題点があっ
た。

（３）モータの起動方式としてスターデルタ方式を採用
しており、スター回路からデルタ回路に変化するに約４
秒程の時間を必要とするが、この切り換えが終了する前
に吸込容量調整弁３が開いてしまいモータが始動困難と
なる問題点が生ずる。

（４）更に１以上の如き負荷軽減装置を構成する圧縮機
を数台並列に使用する場合に、例えばその１つが停止し
ていたとしても、停止している圧縮機も使用内の圧力が
作用し、ダイヤフラム３９に大きな圧力が作用し、吸込
容量調整弁３はＢ位置、すなわちロック状態にある。よ
って再起動しても、すぐにはロック状態が解除されずコ
ントロールリンク２６はそのままの状態に保持され、レ
シーバタンク８の圧力上昇しないで圧縮機に損傷を与へ
る原因を作ることになる。

本発明は以上の各種の問題点を比較的簡単な回路構造の
変更により解決し、負荷軽減状態の保持に加えて、再起
動等における円滑、かつ安定した送気を可能にするコン
プレッサの容量制御回路を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段〕 本発明はこのために、アンローデング状態から全負荷運
転状態までの全範囲にわたり吸入管内の吸込空気容量調
整弁の開度を制御するバルブコントローラと、使用内の
空気使用量に応じて前記バルブコントローラを動作すべ
く、使用側又はレシーバタンク側と前記バルブコントロ
ーラ間に架設される第１又は第２の連通管路と、前記レ
シーバタンク内の圧力が約７　ｋｇ／ｃｓｆの通常状態
に保持される場合には動作しないが、使用空気量が低減
して前記レシーバタンク内の圧力値が上昇した際に、該
レシーバタンク内の圧力を約２　ｋｇ／ｃｍ２乃至３ｋ
ｇ／ｄの負荷低減状態に保持するために前記第２の連通
管路内に配設される電磁弁であって、前記バルブコント
ローラのダイヤフラムに作用する圧力をコントロールす
る第２の電磁弁および前記レシーバタンク内の空気を吸
入側に放出せしめて前記低圧にレシーバタンク内を保持
する保圧弁を付設する第３の電磁弁と、前記第１の連通
管路内に設けられ、圧縮機の始動時には使用内の圧力を
一定時間だけ前記バルブコントローラに作用させないタ
イマ付の第１の電磁弁を設けることからなるコンプレッ
サの容量制御回路構造を構成するものである。

〔作用〕 後に詳しく説明するが、アンローデング時には負荷低減
装置は従来の如く作動させると共に、第２の電磁弁に連
通ずる回路を使用側と連通させずにレシーバタンクと連
通させることにより、並列運転時におけるバタフライバ
ルブロック状態の解除を図ると共に、タイマ付きの第１
の電磁弁を使用側とバルブコントローラ間に介在させ、
圧縮機起動時のスターからデルタに切り換えるまでバル
ブコントローラを作動させず吸込容量調整弁の早期開口
を防止し、かつ第２のピストンには使用内の大きな圧力
が作用し、その作動を円滑にするようにし、更に第２の
電磁弁と第３の電磁弁の配管系を一致させ、保圧弁を除
去して回路の単純化、安定化を図っている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において第３図と同一符号の物は同−物又は同一
の機能を有するものを示す。

第１図に示す如く、使用側に配管５５が連結し、シャト
ルバルブ３０を介し配管３４．４０が設けられる。配管
３４はタイマ３６を付設する第１の電磁弁１８に連通し
、第１の電磁弁１８は配管ｌによりバルブコントローラ
１の空気導入口３８に連通ずる。

一方、レシーバタンク８に連結する配管１７に配管４０
が連結すると共に、第２の電磁弁１５に連結する配管２
１が配管１７から分岐している。

更に、レシーバタンク８に連通する配管１４は圧力調整
弁１３に連結する。

シャトルバルブ３０は配管４０又は配管５５のいづれか
高い圧力の圧縮空気を配管３４に送るように形成される
ものである。第１の電磁弁１８はタイマ３６の作用する
一定時間だけ配管３４と配管１との連通を遮断するもの
である。なおタイマ３６は本実施例ではモータ６のスタ
ーからデルタに切り換える時間４秒よりやや長い６秒程
度にセットされる。

２点鎖線で示す保圧弁５７は配管３５内に介設されてい
てもよいが、実施例の回路構成ではこれを除去しても差
支えないものである。

以上の回路構成における作用を更に詳しく説明する。

圧縮機が停止状態から起動し、全負荷運転まで上昇する
過程は従来技術と同様であり、説明を省略する。負荷軽
減の状態から使用内の空気使用量が増加し、吸込容量調
整弁３を全開にすべく第１のピストン４３が下がり、こ
れと共に第２ピストン４４も円滑に下がることが必要で
ある。バルブコントローラ２の空気導入口３８は使用側
又はレシーバタンク８側からのいづれか高い方の圧力が
シャトルバルブ３０および第１の電磁弁１８を介して連
通しているため、少し位のセリ、製作誤差があっても第
２のピストン４４は第２のピストン４３と同時に移動し
く間隙δが零ということ）吸込容量調整弁３は円滑、か
つ迅速に開口される。

また負荷軽減運転に移行する過程では配管１４および配
管１７が同じレシーバタンク８に連通しているため、圧
力！ＩＩＩＩ弁１３および第２の電磁弁１５を介してレ
シーバタンク８内の圧力がタイヤフラム３９に作用し、
第１のピストン４３を上方に持ち上げる。この場合筒２
のピストン４４には使用側からの圧力（これも７　ｋｇ
／ｃｄ以上）が作用しているため間隙δは零の状態に保
持され、結果としてコントロールリンク２６はＢ位置側
に保持する。保圧弁５７がない場合、レシーバ配管１７
を介しタンク８内の圧力は３ｋｇ／ｃｓｆ以下に低下す
るように見えるが、使用側から配管２１を介してダイヤ
フラム４３ａにかかる圧力が低下するため、吸込容量調
整弁３が開き、レシーバタンク８内の圧力の低下を防止
する。従って圧力調整弁１３の調整により、配管１７．
２１内の圧力をほぼ３ｋｇ／ｄに保持することは可能と
なる。よって余分で、かつ調整が技術の必要とする保圧
弁５６を除去しても負荷軽減状態で圧縮機を動作するこ
とができる。また前記問題点の１つであるモータ起動時
におけるスターからデルタへの変換も第１の電磁弁１８
のタイマ３６の遅れ動作により完全に防止することがで
きる。更に並列運転の場合で停止している圧縮機には第
１の電磁弁１８がクローズ状態にあるため、使用内の圧
力が作用せず、またバタフライバルブ３９にも高圧が作
用していないため。

再起動時に円滑な起動が可能となる。

以上により、従来の問題点を第１の電磁弁１８、シャト
ルバルブ３０と配管構造の変化による比較的簡単な手段
により解決でき、かつ保圧弁５６を除去し、コストダウ
と回路の安定化、単純化を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかな如く、比較的簡便な手段に
より、負荷軽減運転を安定化し得ると共に、再起動時に
おける種々のトラブルを解消でき、回路の安定化を図り
得る効果が上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成図、第２図は本実施例に
使用されるバルブコントローラの詳細構造を示す軸断面
図、第３図は従来の容量制御回路の構成図である。 １・・・配管、２・・・バルブコントローラ、３・・・
吸込容量調整弁、４・・・圧縮機、５・・５０・・・ブ
ラケット、５１・・・固定点。 ・駆動手段、６・・・モータ、７・・・吐出管、８・・
・レシーバタンク、９・・・オイルセパレータ、１０，
５２，５７・・・保圧弁、１１・・・圧力スイッチ、１
２・・・送気管、１３・・・圧力調整弁、１４，１７，
２１，２２，２３，２４゜３４．３５，４０，５３，５
５，５６・・・配管、１５・・・第２の電磁弁、１６・
・・第３の電磁弁、１８・・・第１の電磁弁、１９・・
・サイレンサ、２０・・・吸入口、２５・・・リンク、
２６・・・コントロールリンク、２７・・・ロッド、２
７ａ・・・ねじ部、２８・・・揺動支持点、２９・・・
ノズル弁、３ｏ・・・シャトルバルブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アンローデング状態から前負荷運転状態までの全
   範囲にわたり吸入管側の吸込空気容量調整弁の開度を制
   御するバルブコントローラと、使用側の空気使用量に応
   じて前記バルブコントローラを動作すべく、使用側又は
   レシーバタンク側と前記バルブコントローラ間に架設さ
   れる第１又は第２の連通管路と、前記レシーバタンク内
   の圧力が約７ｋｇ／ｃｍ＾２の通常状態に保持される場
   合には動作をしないが、使用空気量が低減して前記レシ
   ーバタンク内の圧力値が上昇した際に、該レシーバタン
   ク内の圧力を約２ｋｇ／ｃｍ＾２乃至３ｋｇ／ｃｍ＾２
   の負荷低減状態に保持するために前記第２の連通管路内
   に配設される電磁弁であって、前記バルブコントローラ
   のダイヤフラムに作用する圧力をコントロールする第２
   の電磁弁および前記レシーバタンク内の空気を吸入側に
   放出せしめて前記低圧にレシーバタンク内を保持する保
   圧弁を付設する第３の電磁弁と、前記第１の連通管路内
   に設けられ、圧縮機の始動時には使用側の圧力を一定時
   間だけ前記バルブコントローラに作用させないタイマ付
   の第１の電磁弁と、該第１の電磁弁と使用側およびレシ
   ーバタンク側間に介在するシャトルバルブとを設けるこ
   とを特徴とするコンプレッサの容量制御回路構造。
2. （２）前記第１の電磁弁に併置されるタイマによる前記
   一定時間が、コンプレッサを駆動するモータがスター回
   路からデルタ回路に切換る時間よりも少くともやや長い
   時間であることを特許とする特許請求の範囲第１項に記
   載のコンプレッサの容量制御回路構造。
3. （３）前記第３の電磁弁の保圧弁を取り除いてなる特許
   請求の範囲第１項に記載のコンプレッサの容量制御回路
   構造。