JPH0557380U - 多段圧縮機の負荷軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで効果の高い無負荷状態を達成でき
る多段圧縮機の負荷軽減装置を提供する。 【構成】 前段側圧縮機構の圧縮室の吐出口に接続され
た後段側圧縮機構の圧縮室の吸気口に設けられたリード
弁型吸気弁と、前段側圧縮機構および後段側圧縮機構を
駆動する電気モータの圧縮運転を表示する信号に応答し
て圧縮運転位置にあり、上記電気モータの起動もしくは
過負荷を表示する信号に応答して無負荷運転位置に変位
するアンロードピストンであって、シールピストン部
と、上記吸気弁を押し開放するステム部とを有するアン
ロードピストンと、アンロードピストンを摺動自在に収
容し周壁の一部に排気口を形成した第１室と、第１室と
連通可能でありシールピストン部と閉鎖および開放自在
に係脱する第２室とを有するアンロードシリンダとを含
み、アンロードピストンが無負荷運転位置にあるとき、
シールピストン部が第２室から離れ、ステム部が吸気弁
を開放し上記吸気口、上記吐出口および上記排気口間を
連通させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２以上の圧縮室で順次加圧した気体を圧縮気体貯蔵タンクに貯蔵す る多段圧縮機の起動時もしくは過負荷時に駆動源としての電気モータにかかる負 荷を軽減する多段圧縮機の負荷軽減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、多段圧縮機の主要部は、駆動源として電気モータを備え、電気モータ により駆動される前段側ピストン・シリンダ機構の前段側圧縮室の吐出口を電気 モータにより駆動される後段側ピストン・シリンダ機構の後段側圧縮室の吸気口 に接続し、前段側圧縮室で圧縮した気体を後段側圧縮室で更に圧縮し、順次加圧 された気体を最終段の圧縮室の吐出口に接続した圧縮気体貯蔵タンクに送り込む ように構成されている。しかして、電気モータは、その起動時に所定回転数に達 しなければピストン・シリンダ機構を駆動するトルクを発生しないので、起動時 に無負荷（アンロード）であることが望ましい。また、多段圧縮機の運転中は、 圧縮気体貯蔵タンク内の圧縮気体の圧力が所定圧に達すると、それ以上は、電気 モータにとって過負荷となるので、電気モータは、無負荷で運転されるのが望ま しい。したがって、従来の多段圧縮機には、運転中および起動時の電気モータの 過負荷状態を解消するための負荷軽減装置が備えられているものが存在する（例 えば、特開昭５３−１３７４０８号参照）。しかし、従来の多段圧縮機において は、負荷転減装置が各ピストン・シリンダ機構に１個または前段側もしくは後段 側ピストン・シリンダ機構のいずれか一方に１個備えられており、コスト高また は負荷軽減能力の不足が生じていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、低コストで効果の高い無負荷状態を達成できる多段圧縮機の 負荷軽減装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前段側圧縮機構の圧縮室の吐出口に接続された後段側圧縮機構の圧 縮室の吸気口に設けられたリード弁型吸気弁と、前段側圧縮機構および後段側圧 縮機構を駆動する電気モータの圧縮運転を表示する信号に応答して圧縮運転位置 にあり、上記電気モータの起動もしくは過負荷を表示する信号に応答して無負荷 運転位置に変位するアンロードピストンであって、シールピストン部と、吸気弁 を押し開放するステム部とを有するアンロードピストンと、アンロードピストン を摺動自在に収容し周壁の一部に排気口を形成した第１室と、第１室と連通可能 でありシールピストン部とシールおよび開放自在に係脱する第２室とを有するア ンロードシリンダとを含み、アンロードピストンが無負荷運転位置にあるとき、 シールピストン部が第２室から離れ、ステム部が上記吸気弁を開放し上記吸気口 、上記吐出口および上記排気口間を連通させることを特徴とする。

【０００５】

【考案の作用・効果】

１個の負荷軽減装置によって前段側圧縮機構の圧縮室の吐出口開放と後段側圧 縮機構の圧縮室開放とを同時に行うので、起動時もしくは過負荷時に電気モータ の負荷を最小に調整することができる。したがって、４気筒以上の多段圧縮機の 場合、２気筒に１個の割合で負荷軽減装置を設ければよいので、多段圧縮機を低 コスト化できる。アンロードピストンが圧縮運転位置へ復帰するとき、前段側圧 縮機構の吐出圧をシールピストン部に作用させて復帰動力とすることができるの で、アンロードシリンダのスペースを小さくし、アンロードピストンを圧縮運転 位置に戻すためのばねのばね定数が小さくても信頼性の高い負荷軽減装置が得ら れる。

【０００６】

【実施例】

以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施例について説明する。図１は、 本考案に係る負荷軽減装置を備えた多段空気圧縮機のアンロード運転状態を示す 。多段空気圧縮機は、並列配置された前段側ピストン・シリンダ機構１と後段側 ピストン・シリンダ機構２とを有し、これらのピストン・シリンダ機構１および ２は、駆動用電気モータ（図示せず）により駆動される。前段側ピストン・シリ ンダ機構１は、ピストン３とシリンダ４とを有し、シリンダヘッド下壁５ａとピ ストン３との間に圧縮室６を画成する。シリンダヘッド下壁５ａには、圧縮室６ 側にリード弁型吸気弁（図示せず）を備えた吸気口７と、吐出室８側にリード弁 型吸気弁（図示せず）を備えた吐出口９とが設けられている。同様に、後段側ピ ストン・シリンダ機構２は、ピストン１０とシリンダ１１とを有し、圧縮室１２ と、リード弁型吸気弁２１を備えた吸気口１３と、リード弁型吐出弁（図示せず ）を備えた吐出口１４とを有する。

【０００７】 上記前段側ピストン・シリンダ機構１の吸気口７は、シリンダヘッド５に形成 された吸気室１５を介して吸気路１６に接続されている。吸気路１６は、前段側 および後段側ピストン・シリンダ機構１および２の間に形成されている。前段側 ピストン・シリンダ機構１の吐出室８は、シリンダヘッド５に形成された接続路 １７により後段側ピストン・シリンダ機構２の、シリンダヘッド５に形成された 吸気室１８に接続されている。吸気室１８は、リード弁型吸気弁２１を介して後 段側ピストン・シリンダ機構２の吸気口１３に接続する。後段側ピストン・シリ ンダ機構２の吐出口１４は、シリンダヘッド５に形成された吐出室１９を経て圧 縮空気貯蔵タンク（図示せず）に接続する。

【０００８】 負荷軽減装置２０は、シリンダヘッド５の後段側ピストン・シリンダ機構２側 に設けられている。負荷軽減装置２０は、単動エアピストン・シリンダ型のアン ロードピストン２２と、シリンダヘッド５と一体に形成されたアンロードシリン ダ２３とを有する。アンロードシリンダ２３は、外端が開口した大径室部２４と 、大径室部２４に連設された中径室部２５と、中径室部２５に連設され、後段側 ピストン・シリンダ機構２の吸気室１８と連通する小径室部２６とから成る。大 径室部２４には、その外端から中空のピストンストップ２７がねじ込まれている 。大径室部２４内には、圧縮気体貯蔵タンク内の圧縮空気が制御弁（図示せず） を介して導入される。この制御弁には、一般的には電磁弁が使用されている。中 径室部２５の周壁には、大気に通じる排気口２８が設けられている。

【０００９】 上記アンロードピストン２２は、大径室部２４内を往復動する大径ピストン部 ２９と、大径ピストン部２９に連設された中間ステム部３０と、中間ステム部３ ０に連設され小径室部２６の周壁と摺動係合するガイド部３１と、ガイド部３１ に連設され小径室部２６の周壁と係合する小径ピストン部３２と、小径ピストン 部３２に連設された先端ステム部３３とから成る。大径ピストン部２９は、復帰 用圧縮ばね３４によって大径室部２４内に導入された圧縮空気の圧力に抗する方 向に付勢されている。ガイド部３１は、図２に示されているように、横断面形状 が実質的に正三角形であり、アンロードピストン２２が圧縮運転および無負荷運 転のいずれの位置にあるときも、小径室部２６の周壁と摺動係合しアンロードピ ストン２２の変位を円滑にする。ガイド部３１の矩形の側面と小径室部２６の周 壁面との間に隙間が確保される。小径ピストン部３２は、その周面にＯリング３ ５を備え、アンロードピストン２２が圧縮運転位置にあるとき、吸気室１８と排 気口２８との間の連通をしゃ断する。先端ステム部３３は、後段側ピストン・シ リンダ機構２の吸気口１３に出し入れされ、アンロードピストン２２が無負荷運 転位置にあるとき、リード弁型吸気弁２１を圧縮室１２内へ押して開放位置に変 位させる。

【００１０】 以下、上記負荷軽減装置の作用について説明する。図１に示されているように 、 多断圧縮機の起動時または多断圧縮機の運転中であって、圧縮空気貯蔵タンク内 の圧縮空気の圧力が所定圧に達している時は、アンロードシリンダ２３の大径室 部２４に所定圧の圧縮空気が導入され、この圧縮空気の圧力により、アンロード ピストン２２は、無負荷位置に変位している。このため、吸気口１８は、ガイド 部３１と小径室部２６の周壁面との間の隙間を通して排気口２８に接続する。ま た、リード弁型吸気弁２１は、先端ステム部３３によって圧縮室１２内へ押され 、開放されている。したがって、前段側ピストン・シリンダ機構１の吐出室８内 の圧力は大気圧であり、前段側ピストン・シリンダ機構１は、実質的に圧縮仕事 をしない。また、後段側ピストン・シリンダ機構２も、リード弁型吸気弁２１の 開放により圧縮仕事をしない。このように、１個の負荷軽減装置により前段側ピ ストン・シリンダ機構１の吐出側を大気に開放し後段側ピストン・シリンダ機構 ２の圧縮室１２を大気に開放し、極めて効果の高い負荷軽減を達成する。

【００１１】 他方、図２に示されているように、多段圧縮機の圧縮運転中であって、圧縮空 気貯蔵タンク内の圧縮空気の圧力が所定圧に達していない時は、アンロードピス トン２２は、圧縮運転位置にあって、小径ピストン部３２のＯリング３５が吸気 室１８と排気口２８との接続をしゃ断し、先端ステム部３３もリード弁型吸気弁 ２１から離れ、吸気弁２１は正常の弁作用を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる、多段圧縮機の負荷軽減装置の
縦断面図であって、無負荷運転状態を示す。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】本考案にかかる、多段圧縮機の負荷軽減装置の
縦断面図であって、圧縮運転状態を示す。

【符号の説明】

１ 前段側ピストン・シリンダ機構（前段側圧縮機構） ２ 後段側ピストン・シリンダ機構（後段側圧縮機構） ６ 圧縮室 ９ 吐出口 １２ 圧縮室 １３ 吸気口 ２０ 負荷軽減装置 ２１ リード弁型吸気弁 ２２ アンロードピストン ２３ アンロードシリンダ ２５ 中径室部（第１室） ２６ 小径室部（第２部） ２８ 排気口 ３２ 小径ピストン部（シールピストン部） ３３ 先端ステム部（ステム部）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 前段側圧縮機構の圧縮室の吐出口に接続
   された後段側圧縮機構の圧縮室の吸気口に設けられたリ
   ード弁型吸気弁と、 前段側圧縮機構および後段側圧縮機構を駆動する電気モ
   ータの圧縮運転を表示する信号に応答して圧縮運転位置
   にあり、上記電気モータの起動もしくは過負荷を表示す
   る信号に応答して無負荷運転位置に変位するアンロード
   ピストンであって、シールピストン部と、上記吸気弁を
   押し開放するステム部とを有するアンロードピストン
   と、 アンロードピストンを摺動自在に収容し周壁の一部に排
   気口を形成した第１室と、第１室と連通可能でありシー
   ルピストン部と閉鎖および開放自在に係脱する第２室と
   を有するアンロードシリンダとを含み、 アンロードピストンが無負荷運転位置にあるとき、シー
   ルピストン部が第２室から離れ、ステム部が吸気弁を開
   放し上記吸気口、上記吐出口および上記排気口間を連通
   させることを特徴とする多段圧縮機の負荷軽減装置。