JPH0552184A - 圧力空気源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気圧縮機、除湿部、逆止弁、元空気溜、再
生空気溜を具備する圧力空気源装置において、空気圧縮
機が運転状態に入ったとき、元空気溜が蓄圧された後に
再生空気溜が蓄圧されるようにし、元空気溜の圧力が下
限設定圧以下に低下して圧力不足を来すという不具合を
解消する。 【構成】 除湿部５、逆止弁９、元空気溜１０を直列に
接続する。除湿部５と逆止弁９との間の通路に絞り７を
有する分岐通路を介して再生空気溜８を接続し、この再
生空気溜８を切換弁２１を介して逆止弁９の一次側通路
に接続する。切換弁２１は、逆止弁９の一次側の空気圧
力が元空気溜１０の下限設定圧以上で上限設定圧未満の
所定圧に達したときに連通位置になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両のブレーキ装
置や扉開閉装置等の空気圧機器に圧縮空気を供給する圧
力空気源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の圧力空気源装置として実
公昭５４−２７６０３号公報のものがあり、その圧力空
気源装置を図８に示す。図において、１はモータ、２は
空気圧縮機、３はアフタークーラ、４は自動ドレン弁、
９は逆止弁、１０は元空気溜、１１は調圧器である。自
動ドレン弁４と逆止弁９の二次側通路との間には除湿装
置が設けられており、この除湿装置は除湿部（以下、除
湿筒）５、絞り付き逆止弁６、再生空気溜８、吐出弁１
２、電磁弁１３で構成されている。

【０００３】この圧力空気源装置において、図８の状態
で元空気溜１０の空気圧力が調圧器１１の下限設定圧ま
で低下すると調圧器１１がオンして空気圧縮機２が起動
され、空気圧縮器２からの圧縮空気がアフタークーラ３
で冷却され除湿筒５で除湿された後、再生空気溜８に蓄
圧されるとともに逆止弁９を介して元空気溜１０に蓄圧
される。また、元空気溜１０の空気圧力が上限設定圧と
なると、調圧器１１がオフして空気圧縮機２の駆動が停
止され、同時に電磁弁１３が切り換わって元空気溜１０
が吐出弁１２に連通され、元空気溜１０の圧縮空気が電
磁弁１３を介し吐出弁１２に達して吐出弁１２の排気孔
を開くので、再生空気溜８内の圧縮空気が絞り付き逆止
弁６を介して逆流し除湿筒５を再生した後、吐出弁１２
より排気される。

【０００４】上記再生空気溜８は除湿筒５を再生するた
めの圧縮空気を蓄圧するものであるので、その容量は元
空気溜１０よりも小さく構成されている。また、空気圧
縮機２が停止している間すなわち元空気溜１０の圧縮空
気が消費されて調圧器１１が再びオンするまでの間、再
生空気溜８からは圧縮空気が除湿筒５を介し連続して排
気されて除湿筒５を再生するので、元空気溜１０内の圧
縮空気が下限設定圧まで降下した時点では逆止弁９の一
次側の空気圧力が大気圧近くまで降下してしまうことが
多い。特に空気圧縮機２のモータ１が交流式の場合に
は、前記吐出弁１２はモータ１が始動開始後一定の回転
速度に達するまでの間、軽負荷運転状態を維持するため
の軽負荷弁の機能をも有するので、逆止弁９の一次側の
空気圧力は確実に大気圧まで降下してしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、元空気溜
１０の空気圧力が下限設定圧となって空気圧縮機２が再
起動した時点で逆止弁９の一次側の空気圧力がほぼ大気
圧まで低下していると、逆止弁９の機能により、再生空
気溜８が蓄圧されて元空気溜１０より高い圧力となるま
では元空気溜１０に圧縮空気が供給されず、従って元空
気溜１０での蓄圧もなされない。この場合、元空気溜１
０が蓄圧されるまでの間にブレーキ装置や扉開閉装置等
の空気圧機器が使用されると、元空気溜１０の圧力が下
限設定圧以下に降下して圧力不足状態となり、空気圧機
器の作動に支障が生じたり、最悪の場合には元空気溜１
０の空気圧力を監視する監視装置により非常ブレーキが
作動して車両の運行に支障を生じる恐れがある。このよ
うな圧力不足状態を防止する手段としては元空気溜１０
の容量を大きくすることが考えられるが、装置が大型化
することになり好ましくない。

【０００６】この発明は以上の事情に鑑みてなされたも
ので、空気圧縮機が運転状態に入ったとき、まず、元空
気溜で蓄圧され、その後に再生空気溜で蓄圧されるよう
にすることによって、元空気溜の圧力が下限設定圧以下
に低下して圧力不足を来すという不具合を解消すること
のできる圧力空気源装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、空気圧縮機に除湿部を接続し、
この除湿部にこの除湿部を一次側とする逆止弁を介して
元空気溜を接続した圧力空気源装置において、除湿部と
逆止弁との間の通路に絞りを有する分岐通路を介して再
生空気溜を接続し、この再生空気溜を、連通位置または
遮断位置に切り換わる切換弁を介して前記逆止弁の一次
側または二次側通路に接続し、この切換弁を前記逆止弁
の一次側の空気圧力が前記元空気溜の下限設定圧以上で
上限設定圧未満の所定圧に達したときに連通位置になる
ようにしたものである。

【０００８】請求項２の発明は、空気圧縮機に除湿部を
接続し、この除湿部にこの除湿部を一次側とする逆止弁
を介して元空気溜を接続し、この元空気溜に、空気圧力
が下限設定圧のときオンされ上限設定圧のときオフされ
て空気圧縮機の駆動を制御する調圧器が設けられた圧力
空気源装置において、除湿部と逆止弁との間の通路に絞
りを有する分岐通路を介して再生空気溜を接続し、この
再生空気溜を、連通位置または遮断位置に切り換わる電
磁弁を介して前記逆止弁の一次側または二次側通路に接
続し、前記逆止弁の一次側に元空気溜の空気圧力が下限
設定圧以上で上限設定圧未満の所定圧に達するとオンさ
れ前記上限設定圧でオフされる圧力検出器を設け、前記
電磁弁をこの圧力検出器と前記調圧器がともにオンのと
きに連通位置になるようにしたものである。

【０００９】請求項３の発明は、空気圧縮機に除湿部を
接続し、この除湿部に絞り付き逆止弁を介して再生空気
溜を接続し、この再生空気溜に逆止弁を介して元空気溜
を接続した圧力空気源装置において、前記絞り付き逆止
弁と逆止弁との間の通路に分岐通路を設けるとともに、
この分岐通路に前記再生空気溜を接続し、この分岐通路
の途中に、連通位置と絞り通路位置、または連通位置と
再生空気溜方向を逆方向とする逆止弁通路位置に切り切
換弁を設け、この切換弁を前記絞り付き逆止弁と逆止弁
との間の通路の空気圧力が前記元空気溜の下限設定圧以
上の上限設定圧未満の所定圧に達したときに連通位置に
なるようにしたものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によると、空気圧縮機の運転
時、逆止弁の一次側の空気圧力が前記所定圧に達するま
では切換弁が遮断位置となっているため再生空気溜へは
絞りを介して僅かに給気されるだけで除湿部からの圧縮
空気の大部分は元空気溜へ給気され元空気溜の圧力が上
昇する。そして、元空気溜の空気圧力が前記所定圧に達
すると切換弁が連通位置に切り換わり、再生空気溜でも
蓄圧がなされる。このように、再生空気溜は元空気溜の
空気圧力が所定圧に達するまではほとんど蓄圧されず、
空気圧縮機からの圧縮空気は先ず元空気溜に供給される
ので、この元空気溜の圧力が下限設定圧以下に降下して
圧力不足状態となって空気圧機器の作動に支障を生じる
といった事態は起こらない。

【００１１】請求項２の発明によると、調圧器がオンし
ている空気圧縮機の運転時、元空気溜の圧力が前記所定
圧に達するまでは圧力検出器がオフしているため電磁弁
は遮断位置のままとなり再生空気溜へは絞りを介して僅
かに給気されるだけで除湿部からの圧縮空気の大部分は
元空気溜へ給気される。そして、元空気溜の圧力が前記
所定圧に達し圧力検出器がオンすると電磁弁が連通位置
に切換わるため再生空気溜へも電磁弁を通して給気され
る。このように、再生空気溜は元空気溜の空気圧力が所
定圧に達するまではほとんど蓄圧されず、空気圧縮機か
らの圧縮空気は先ず元空気溜に供給されるので、この元
空気溜の圧力が下限設定圧以下に降下して圧力不足状態
となって空気圧機器の作動に支障を生じるといった事態
は起こらない。

【００１２】請求項３の発明によると、空気圧縮機の運
転時、絞り付き逆止弁と逆止弁との間の通路の空気圧力
が前記所定圧に達するまでは切換弁が絞り通路位置また
は逆止弁通路位置になっているため、再生空気溜へは僅
かに給気される状態か、全く給気されない状態となり、
絞り付き逆止弁からの圧縮空気は元空気溜へ給気されて
元空気溜の圧力が上昇する。そして、元空気溜の空気圧
力が上昇することにより前記絞り付き逆止弁と逆止弁と
の間の通路の空気圧力が所定圧に達すると切換弁が連通
位置に切り換わり、再生空気溜でも蓄圧がなされる。こ
のように、再生空気溜は前記絞り付き逆止弁と逆止弁と
の間の通路の空気圧力が所定圧に達するまでは蓄圧され
ず、空気圧縮機からの圧縮空気は先ず元空気溜に供給さ
れるので、この元空気溜の圧力が下限設定圧以下に降下
して圧力不足状態となって空気圧機器の作動に支障を生
じるといった事態は起こらない。

【００１３】

【実施例】図１は請求項１に係わる実施例であって、切
換弁２１を逆止弁９の一次側に接続したものである。１
はモータ、２は空気圧縮機、３はアフタークーラ、４は
自動ドレン弁であって、空気圧縮機２からの圧縮空気が
アフタークーラ３で冷却され、発生したドレンが自動ド
レン弁４で除去されるように構成されている。自動ドレ
ン弁４は除湿筒５を経て元空気溜１０に連結され、除湿
筒５と元空気溜１０との間には、元空気溜１０方向に順
の逆止弁９が取り付けられている。

【００１４】除湿筒５と逆止弁９との間の通路に絞り７
を有する分岐通路を介して再生空気溜８が接続され、こ
の再生空気溜８が、切換弁２１を介して逆止弁９の一次
側に接続されている。切換弁２１は、逆止弁９の一次側
の空気圧力に応じて連通位置または遮断位置に切り換わ
るようになっている。すなわち、逆止弁９の一次側の空
気圧力が元空気溜１０の下限設定圧以上で上限設定圧未
満の所定圧に達したときに連通位置に切り換わり、元空
気溜１０の下限設定圧未満では遮断位置を維持するよう
になっている。

【００１５】自動ドレン弁４と除湿筒５との間に分岐通
路を介して軽負荷装置が接続されている。この軽負荷装
置は限時継電器（不図示）、吐出弁１２、電磁弁１３よ
りなり、限時継電器はモータ１の電気回路に接続され、
モータ１が起動した後一定時間経過すると、初めて常閉
接点を開き電磁弁１３のソレノイドを消磁するように構
成されている。

【００１６】次に作用を説明する。同図は圧力空気源装
置が軽負荷運転状態にある図であって、元空気溜１０が
調圧器１１の下限設定圧に達すると、調圧器１１がオン
してモータ１が起動される。モータ１が始動後一定時間
は上述のように限時継電器の常閉接点が閉じたままであ
って、ソレノイドの励磁により電磁弁１３を介して吐出
弁１２の圧力室１２ａが元空気溜１０に連通し、元空気
溜１０の空気圧力でピストン１２ｃが上動され、排出口
１２ｄが開放される。従って、空気圧縮機２からの圧力
空気は吐出弁１２の弁室１２ｂに送気されて排出口１２
ｄから排出されることになり、モータ１に大きい負荷が
加わらない。

【００１７】モータ１の始動開始後一定時間が経過し、
モータ１が一定の回転速度に達すると、限時継電器の常
閉接点が開いてソレノイドが消磁し、それにより電磁弁
１３が切り換わる。これにより元空気溜１０と吐出弁１
２とが遮断され、ピストン弁１２ｃで排出口１２ｄが閉
じられる。

【００１８】そして、このときに元空気溜１０の空気圧
力すなわち逆止弁９の二次側の空気圧力が上記所定圧よ
りも低い間は、切換弁２１が遮断位置を維持し、空気圧
縮機２からの圧力空気は除湿筒５で含有水分が除去さ
れ、その圧力空気の大部分が逆止弁９を通って元空気溜
１０に流入し、再生空気溜８には絞り７を介して僅かに
給気される状態になる。したがって、元空気溜１０の圧
力が上昇し、元空気溜１０が圧力不足状態になることは
ない。逆に、上記のように吐出弁１２の排出口１２ｄが
閉じられたときに元空気溜１０の空気圧力すなわち逆止
弁９の二次側の空気圧力が上記所定圧に達すると、切換
弁２１が逆止弁９の一次側の空気圧力で連通位置に切り
換わり、再生空気溜８でも蓄圧がなされる。このように
元空気溜１０の空気圧力が上記所定圧に達するまでは空
気圧縮機２からの圧縮空気が元空気溜１０に供給され、
元空気溜１０の圧力が上記所定圧に達した後で再生空気
溜８での蓄圧がなされるので、元空気溜１０が圧力不足
状態となることはない。

【００１９】元空気溜１０の圧力が調圧器１１の上限設
定圧に達すると調圧器１１がオフになって電源を切り、
空気圧縮機２を停止すると共に、限時継電器の常閉接点
を閉じ、前述のようにソレノイドの励磁により電磁弁１
３を介して吐出弁１２の圧力室１２ａが元空気溜１０に
連通し、元空気溜１０の空気圧力でピストン１２ｃが上
動され、排出口１２ｄが開放される。すると、再生用空
気溜８に蓄えられた乾燥圧力空気は絞り７を経て除湿筒
５を逆方向に通過し、吸着せる水分と共に吐出弁１２の
排出口１２ｄより排出され、除湿筒の再生作用をする。

【００２０】図２は請求項１に係わる他の実施例であっ
て、切換弁２１を逆止弁９の二次側に接続したものであ
る。この実施例においても、元空気溜１０の空気圧力が
上記所定圧よりも低いときは切換弁２１が遮断位置を維
持し、空気圧縮機２からの圧力空気の大部分が逆止弁９
を通って元空気溜１０に流入し、再生空気溜８には絞り
７を介して僅かに給気される状態になる。逆に、元空気
溜１０の空気圧力が上記所定圧に達すると、切換弁２１
が逆止弁９の一次側の空気圧力で連通位置に切り換わ
り、再生空気溜８でも蓄圧がなされる。

【００２１】図３は請求項２に係わる実施例であって、
除湿筒５と逆止弁９との間の通路に絞り７を有する分岐
通路を介して再生空気溜８を接続し、この再生空気溜８
を、連通位置または遮断位置に切り換わる電磁弁２１ｂ
を介して前記逆止弁９の一次側に接続し、前記逆止弁９
の一次側に元空気溜１０の空気圧力が下限設定圧以上で
上限設定圧未満の所定圧に達するとオンされ前記上限設
定圧でオフされる圧力検出器２１ａを設け、前記電磁弁
２１ｂをこの圧力検出器２１ａと前記調圧器１１がとも
にオンのときに連通位置になるようにしたものである。
その他の構成、すなわち調圧器１１が元空気溜１０の空
気圧力が下限設定圧のときオンされ上限設定圧のときオ
フされて空気圧縮機の駆動を制御することなどは図１や
図２のものと同様である。

【００２２】この構成によれば、元空気溜１０の空気圧
力が上記所定圧よりも低ければ圧力検出器２１ａがオフ
となるので、電磁弁２１ｂが遮断位置を維持し、空気圧
縮機２からの圧力空気の大部分が逆止弁９を通って元空
気溜１０に流入し、再生空気溜８には絞り７を介して僅
かに給気される状態になる。また、元空気溜１０の空気
圧力が上記所定圧に達した後、上限設定圧に達するまで
は、圧力検出器２１ａがオンになっても、調圧器１１が
オフであるので、この場合も空気圧縮機２からの圧力空
気の大部分が逆止弁９を通って元空気溜１０に流入し、
再生空気溜８には絞り７を介して僅かに給気される状態
になる。そして、元空気溜１０の空気圧力が調圧器１１
の上限設定圧に達すると、圧力検出器２１ａと調圧器１
１がともにオンになるので、電磁弁２１ｂが連通位置に
切り換わり、再生空気溜８でも蓄圧がなされる。

【００２３】図４は請求項２に係わる他の実施例であ
る。この実施例においては、逆止弁９の二次側に元空気
溜１０の空気圧力が下限設定圧以上で上限設定圧未満の
所定圧に達するとオンされ前記上限設定圧でオフされる
圧力検出器２１ａが設けられている点で、図３のものと
異なる。圧力検出器２１ａは調圧器１１と直列に接続さ
れている。この実施例においても図３のものと同様の作
用が発揮される。

【００２４】図５は請求項３に係わる実施例である。こ
の実施例は、図８で説明した圧力空気源装置における絞
り付き逆止弁６と逆止弁９との間の通路に分岐通路を設
けるとともに、この分岐通路に再生空気溜８を接続し、
この分岐通路の途中に、連通位置と再生空気溜方向を逆
方向とする逆止弁通路位置に切り換わる切換弁２１ｃを
設け、この切換弁２１ｃを前記絞り付き逆止弁６と逆止
弁９との間の通路の空気圧力が前記元空気溜１０の下限
設定圧以上で上限設定圧未満の所定圧に達したときに連
通位置になるようにしたものである。その他の構成、す
なわち調圧器１１が元空気溜１０の空気圧力が下限設定
圧のときオンされ上限設定圧のときオフされて空気圧縮
機の駆動を制御することなどは図８のものと同様であ
る。

【００２５】このように構成された圧力空気源装置は、
空気圧縮機の運転時、絞り付き逆止弁６と逆止弁９との
間の通路の空気圧力が前記所定圧に達するまでは切換弁
２１ｃが逆止弁通路位置になっているため、再生空気溜
８へは全く給気されない状態となり、絞り付き逆止弁６
からの圧縮空気は逆止弁９を経て元空気溜１０へ給気さ
れ、元空気溜１０の圧力が上昇する。そして、元空気溜
１０の空気圧力が上昇して前記絞り付き逆止弁６と逆止
弁９との間の通路の空気圧力が所定圧に達すると切換弁
２１ｃが連通位置に切り換わり、再生空気溜８でも蓄圧
がなされる。

【００２６】図６は図５の切換弁２１ｃに代えて連通位
置と絞り通路位置に切り換わる切換弁２１ｄを採用した
事例であり、これは請求項３の発明に係わる他の実施例
である。図６に図示されていない部分の構成は図５に示
した構成と同じである。

【００２７】この実施例によると、空気圧縮機の運転
時、絞り付き逆止弁６と逆止弁９との間の通路の空気圧
力が前記所定圧に達するまでは切換弁２１ｃが絞り通路
位置になっているため、再生空気溜８へは僅かに給気さ
れる状態か、全く給気されない状態となり、絞り付き逆
止弁６からの圧縮空気は逆止弁９を経て元空気溜１０へ
給気され、元空気溜１０の圧力が上昇する。そして、元
空気溜１０の空気圧力が上昇して前記絞り付き逆止弁６
と逆止弁９との間の通路の空気圧力が所定圧に達すると
切換弁２１ｃが連通位置に切り換わり、再生空気溜８で
も蓄圧がなされる。

【００２８】図５や図６で説明した実施例は、図８で説
明した従来例の構成において、分岐通路と切換弁２１ｃ
または２１ｄを設けるだけでよいので、従来の圧力空気
源装置からの改良を簡単に行なえるという利点がある。

【００２９】図６は図１、図２の切換弁２１の構造を示
す。この切換弁２１において、ばね３２で閉動方向に付
勢されたピストン３１にパイロット圧力（上記逆止弁の
一次側の空気圧力）が加わると、ピストン３１がばね３
２の力に抗して押し上げられ、弁棒３１ａで弁３４がば
ね３５の力に抗して押し上げられる。このため、弁３４
が弁座３３からから離れ、元空気溜に対する連通口３６
と再生空気溜に対する連通口３７とが連通される。この
場合、パイロット圧に比例して弁座３３と弁３４との間
の通路面積が増大していくので、元空気溜と再生空気溜
の圧力バランスをとることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、空気圧縮機
が運転状態に入ったとき、まず、元空気溜へ給気して圧
力不足を生じさせない程度の切換設定圧まで蓄圧し、そ
の後、再生空気溜に給気して蓄圧するようにしたため、
従来のように元空気溜の圧力が下限設定圧以下に低下し
て圧力不足を来すという不具合を元空気溜の容積を大き
くせずとも解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明についての実施例系統図であ
る。

【図２】請求項１の発明についての他の実施例系統図で
ある。

【図３】請求項２の発明についての実施例系統図であ
る。

【図４】請求項２の発明についての他の実施例系統図で
ある。

【図５】請求項３の発明についての実施例系統図であ
る。

【図６】請求項１の発明についての他の実施例の要部を
示す系統図である。

【図７】切換弁の断面図である。

【図８】従来例についての系統図である。

【符号の説明】

２ 空気圧縮機 ５ 除湿筒（除湿部） ７ 絞り ８ 再生空気溜 ９ 逆止弁 １０ 元空気溜 １１ 調圧器 ２１ 切換弁 ２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 電磁弁 ２１ａ 圧力検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧縮機に除湿部を接続し、この除湿
   部にこの除湿部を一次側とする逆止弁を介して元空気溜
   を接続した圧力空気源装置において、 除湿部と逆止弁との間の通路に絞りを有する分岐通路を
   介して再生空気溜を接続し、この再生空気溜を、連通位
   置または遮断位置に切り換わる切換弁を介して前記逆止
   弁の一次側または二次側通路に接続し、この切換弁を前
   記逆止弁の一次側の空気圧力が前記元空気溜の下限設定
   圧以上で上限設定圧未満の所定圧に達したときに連通位
   置になるようにしたことを特徴とする圧力空気源装置。
2. 【請求項２】 空気圧縮機に除湿部を接続し、この除湿
   部にこの除湿部を一次側とする逆止弁を介して元空気溜
   を接続し、この元空気溜に、空気圧力が下限設定圧のと
   きオンされ上限設定圧のときオフされて空気圧縮機の駆
   動を制御する調圧器が設けられた圧力空気源装置におい
   て、 除湿部と逆止弁との間の通路に絞りを有する分岐通路を
   介して再生空気溜を接続し、この再生空気溜を、連通位
   置または遮断位置に切り換わる電磁弁を介して前記逆止
   弁の一次側または二次側通路に接続し、前記逆止弁の一
   次側に元空気溜の空気圧力が下限設定圧以上で上限設定
   圧未満の所定圧に達するとオンされ前記上限設定圧でオ
   フされる圧力検出器を設け、前記電磁弁をこの圧力検出
   器と前記調圧器がともにオンのときに連通位置になるよ
   うにしたことを特徴とする圧力空気源装置。
3. 【請求項３】 空気圧縮機に除湿部を接続し、この除湿
   部に絞り付き逆止弁を介して再生空気溜を接続するとと
   もに、この再生空気溜に逆止弁を介して元空気溜を接続
   した圧力空気源装置において、 前記絞り付き逆止弁と逆止弁との間の通路に分岐通路を
   設けるとともに、この分岐通路に前記再生空気溜を接続
   し、この分岐通路の途中に、連通位置と絞り通路位置、
   または連通位置と再生空気溜方向を逆方向とする逆止弁
   通路位置に切り換わる切換弁を設け、この切換弁を前記
   絞り付き逆止弁と逆止弁との間の通路の空気圧力が前記
   元空気溜の下限設定圧以上で上限設定圧未満の所定圧に
   達したときに連通位置になるようにしたことを特徴とす
   る圧力空気源装置。