JPH06129385A - 吸気閉塞型アンローダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機本体の容量制御運転時に吸入気体量比
を直線的に変化させる吸気閉塞式アンロ−ダの提供。 【構成】 アンロ−ダハウジング３１の制御圧室３８に
供給されるガス圧により、ピストン３４に連結された開
閉弁３３が吸入口３２を全開する位置から全閉する位置
まで移動自在とされ、ピストン３４の背面の二次室８５
にカラ−８６を介して直列に配設された２個のスプリン
グ３６，３７のばね定数を、容量制御運転開始の初期に
おいて小とし、容量制御運転移行後は大となるように構
成する。 【効果】 一方のスプリング３６のばね定数が小さいの
で、容量制御運転開始の際開閉弁３３の始動時の初期荷
重が小で、２個のスプリング３６，３７の作用で、圧縮
機本体の吐出圧の増加に直線的に比例させて吸入気体量
比を減少させることができ、運転効率を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機本体の作動室に
吸入されるガスの流量を制御し、圧縮機本体の運転を、
全負荷運転、容量制御運転および無負荷運転に制御する
吸気閉塞型アンローダに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機本体の吸入側に設けられる吸気閉
塞型アンローダにおいては、アンローダハウジングの吸
入口を開閉する開閉弁を固定したロツドにダイアフラム
を固着し、圧縮ガスの消費側における消費が停止または
減少したときは前記ダイアフラムの一側にガス圧を供給
して開閉弁を前記吸入口を閉塞する位置に移動させ、消
費側における圧縮ガスの消費が再開または増大したとき
は前記ダイアフラムに供給したガス圧を放出して開閉弁
を前記吸入口を開放する位置に移動させる方式のものが
普通であつた。この方式は、消費側における圧縮ガスの
消費が停止または減少した際に新たにガスを圧縮するこ
とを停止し、併せて消費動力を節減することを目的とし
たものであつたが、動力節減については別途特殊の装置
を必要とするなどの付加的な設備を必要とした。そこ
で、アンローダの吸入口を開閉弁が全開した状態で圧縮
機本体を運転する全負荷運転と、アンローダの吸入口を
開閉弁が全閉した状態で圧縮機本体を運転する無負荷運
転との間に、消費側の圧縮ガスの消費量の増減に応じて
開閉弁がアンローダの吸入口の有効面積を無段階に制御
する容量制御運転を可能とし、前記圧縮機本体の吐出口
と連通する配管系の圧力が予め定めた設定値を超えた後
に、圧縮機本体を駆動する動力が駆動原動機の定格出力
内に納めることを可能とする圧縮機の容量制御方式が提
案されている（実開平３−１２１２９１号）。この提案
において、アンローダハウジングの吸入口を開閉する開
閉弁に圧縮機本体の消費側配管内の圧力上昇に比例した
移動量を付与するために、前記開閉弁のロツドに固定し
たダイアフラムまたはピストンに前記消費側配管内の圧
力またはこれに比例した圧力を供給して前記開閉弁に前
記吸入口を全閉する方向の移動を付与し、一方該開閉弁
の移動に抗する方向に単一のコイルスプリングの弾力を
付勢させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の提案に係るアン
ローダを備えた圧縮機は、圧縮機の吐出口と連通する配
管系の圧力変化、即ち圧縮機によつて圧縮されたガスの
消費量変化によつて、圧縮機を全負荷運転または容量制
御運転あるいは無負荷運転のいずれかに制御するととも
に、特に容量制御運転に際しては、アンローダにおいて
開閉弁がアンローダハウジングに形成した吸入口を無段
階に絞つて吸入ガス量を無段階に制御することが可能で
あるため、圧縮機の駆動動力を一定としたまま、圧縮機
の吐出圧を増大させ、かつ前記吸入口からの吸入ガス量
を絞つて容量制御をすることを可能とし、これにより容
量運転時に圧縮機の駆動力を駆動原動機の定格出力内に
収めることができ、かつ圧縮機の吐出側配管系に圧縮機
より吐出された圧縮ガスを貯溜するレシーバタンクを備
えた場合に、該レシーバタンクの容量を小さくできる利
点がある。このように、圧縮機本体１の容量制御運転中
に、駆動原動機の動力を一定としたまま圧縮機本体１の
吐出圧を上昇させて、吸入口３２からの吸入ガス量を絞
る制御ができると、圧縮機の動力効率が極めて良好とな
る。これを達成するためには、容量制御運転中には、圧
縮機本体１の吐出圧に直線的に比例して吸入ガス量を減
少させることが必要である。しかしながら、アンローダ
３の制御圧室３８に供給された圧力によるピストン３４
の移動に抗する力には２種類の力がある。その１つは、
圧縮機本体１が全負荷運転中に開閉弁３３を吸入口３２
を全開させる位置（第１の位置）に位置せしめるための
スプリング３６の弾力である。このスプリング３６の弾
力は、前記容量制御運転中に制御圧室３８に供給される
圧力とバランスしてピストン３４および開閉弁３３の位
置を定めるが、開閉弁３３を前記第１の位置に位置させ
るための初期荷重が設定されているため。圧縮機本体１
が全負荷運転から容量制御運転に移行すべく制御圧室３
８に圧力が供給されても、該圧力がスプリング３６，３
７の初期設定荷重を超えるまでは、開閉弁３３は移動し
ない。他の１つは、開閉弁３３が全閉位置（第２の位
置）に近接するに従い、吸入口３２からの吸入ガス量が
減少し、従つて圧縮機本体１の吸入側に連通する吸入通
路１２に負圧が作用するので、開閉弁３３の吸入口３２
側の面に作用する圧力は該開閉弁３２の吸入通路１２側
に作用する圧力より大となり、ピストン３４を全開位置
側に押し戻そうとする負圧作用力である。この負圧作用
力は、開閉弁３３が第２の位置付近にあるときピストン
３４に作用する。以下この負圧作用力と前記スプリング
３６，３７の弾力の合計を、ピストンに作用する反力と
称する。

【０００４】本発明者らは、前記ピストンに作用する反
力が吸入ガス量に及ぼす影響を調べるために、次の実験
を行なつた。定格吐出圧が７．０ｋｇｆ／ｃｍ²である
空気圧縮機本体を用い、図２に示す制御系を用いて、レ
シーバタンク７内の空気圧が７．１ｋｇｆ／ｃｍ²（第
１の設定値）を超えたときレギユレータ弁４０を開弁さ
せ、オリフイス２８で減圧された圧縮空気をアンローダ
３８の制御圧室３８に供給する。開閉弁３２にロツドを
介して固定されたピストン３４は制御圧室３８に供給さ
れた圧力により、スプリング３６，３７の弾力に抗して
開閉弁３３が吸入口３２を全開する位置（第１の位置）
から吸入口３２を全閉する位置（第２の位置）に向けて
移動させ、圧縮機本体１を全負荷運転から容量制御運転
に移行させる。容量制御運転中に、レシーバタンク７内
の圧力が８．０ｋｇｆ／ｃｍ²（第２の設定値）を超え
たことを圧力スイツチＰＳが検知したとき、三方向切換
弁２６の弁体２７をＡ位置からＢ位置に切換えて、レシ
ーバタンク７内の圧力をアンローダ３の制御圧室３８に
供給し、開閉弁３３を前記第２の位置に移動させ、容量
制御運転から無負荷運転に移行させる。ここで、前記第
２の位置（全閉位置）とは、開閉弁３３が吸入口３２を
完全に閉塞して圧縮機本体１への空気の吸入を完全に遮
断した開閉弁３３の位置をいい、前記第１の位置（全開
位置）とは、開閉弁３３が前記第２の位置より移動して
吸入口３２を通過する空気量を次第に増大させ、当該空
気量を最大とした最初の位置をいい、開閉弁３３はこの
位置で停止せしめられる。またピストン移動量とは、開
閉弁３３と一体に移動するピストン３４の第１の位置か
ら第２の位置へ移動する間の移動量を百分比であらわし
たものであり、吸入気体量比とは吸入口３２を通過する
空気量の吸入口３２の全開時に通過する空気量に対する
百分比をあらわしたものである。

【０００５】図４に、ピストン移動量と前記ピストンに
作用する反力との関係を示す。前記負圧作用力は、図４
に２点鎖線の線Ｉで示すように、開閉弁３３の全閉位置
（第２の位置）において最大であり、開閉弁３３の全開
位置（第１の位置）で零である。この負圧作用力は、ピ
ストン３４の全移動量に対し、開閉弁３３の全開位置か
らほぼ７０％の移動の間は僅かな比率で増大するが、そ
の後ほぼ８０％までの間は負圧作用力がやや大なる比率
で増大し、８０％を超えると開閉弁３３の全閉位置まで
の間大なる比率で増大する。スプリングの弾力を圧力の
単位に換算して図４に示すと、ピストン３４に従来技術
のとおりに１本のコイルスプリングを配設した場合、該
スプリングの反力は、３点鎖線の線II示すように、開閉
弁の全開位置（第１の位置）において初期荷重を有し、
ピストンの移動（スプリングの圧縮）に伴って直線的に
反力を増す。上記負圧作用力とスプリングによる反力と
を加えたものが破線IIIで示す反力である。ピストン３
４に上記線IIIで示した反力が作用するアンロ−ダ３を
前記実験用圧縮機本体１に取付けて、レシ−バタンク内
圧力と吸入空気量比の関係を調べた結果の１例を示す
と、図５に破線で示す線ＶIのとおりである。図５の線
ＶIにおいて、レシ−バタンク７内の圧力が第一の設定
値である７．１ｋｇｆ／ｃｍ²を超えて容量制御が開始
されているのに、吸入気体量比が１００％を維持してい
るのは、スプリングの初期荷重が大であるからであり、
レシ−バタンク内の圧力が無負荷運転を指令する第２の
設定値である８．０ｋｇｆ／ｃｍ²に達したときに吸入
気体量比が７５％を下廻ったのは、スプリングの初期荷
重を制限したため、ピストン移動量が大となったとき十
分な反力を発生できないためであると考えられる。さら
に本発明者らの実験によれば、図４の線Ｉに示すよう
に、ピストンの移動量がほぼ７０％付近において僅かな
比率で増大し、ほぼ８０％を超えると大きな比率で増大
することが、圧縮機本体の吐出圧の増大に直線的に比例
させて吸入気体量を減少させることを困難とし、前記ピ
ストン移動量は吸入気体量比の７５〜８０％に相当する
こと、及び実験に用いた定格吐出力が７．０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の圧縮機においては、前記第２の設定値を８．０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²とする小なる圧力差の範囲内では、容量制
御運転中第２の設定値に達するまで、吸入気体比を圧縮
機本体の吐出圧の増大に直線的に比例させて減少させる
ことができることを見出した。そこで本発明は、圧縮機
本体の容量制御運転時に少なくとも吸入気体量比が７５
〜８０％程度に低下する間は吸入気体量比をほぼ一定の
比率で低下させることを可能とするように、開閉弁を吸
入口に対し無段階に移動せしめる吸気閉塞型アンロ−ダ
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧縮機本体の
吸入側に配設されて、ハウジング内に形成された制御圧
室に導入されるガス圧に応動して移動するダイアフラム
またはピストン等の移動体と、該移動体に連結されて前
記ハウジングに形成された吸入口を全開する第１の位置
と、前記吸入口を全閉する第２の位置との間を移動自在
とされた開閉弁と、前記制御圧室に導入されたガス圧が
前記移動体に作用する方向に抗する方向に前記移動体を
付勢する手段とから成り、前記開閉弁の移動により前記
圧縮機本体の作用室に吸入されるガス量を制御する吸気
閉塞型アンロ−ダであって、前記付勢手段は、剛性の大
なるカラ−を互いに隣接する端部間に当接させて、前記
移動体の移動方向に弾力の作用方向を直列させて配設し
た、少くとも２個のスプリングからなることを特徴とす
るものである。また本発明においては、前記移動体を、
前記ハウジングの端壁と支壁との間に形成されたシリン
ダ室を前記制御圧室と二次圧室とに区画するピストンと
し、該ピストンを前記支壁に摺動自在に支承されたロツ
ドにより前記開閉弁に連結するとともに、前記カラ−及
びスプリングを前記二次圧室内において、前記ロツドに
同軸的に配置することを他の特徴とする。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の吸気閉塞式アンロ−ダの一実
施例の断面図、図２は本発明の吸気閉塞式アンロ−ダを
スクリユ式空気圧縮機に取付けて容量制御を行う一例を
示す配管図、図３はそのレギュレ−タ弁の断面図を示
す。図２において、スクリユ式回転圧縮機本体１の圧縮
作動室２の吸入側には、吸気閉塞型のアンローダ３が装
着され、圧縮作動室２の吐出側である吐出室４は逆止弁
５および吐出パイプ６を介してレシーバタンク７に接続
され、該レシーバタンク７の圧縮空気取出口８には、開
閉弁９、逆止弁１０を介して消費側空気配管１１が接続
される。アンローダ３は、図１に示すようにハウジング
３１を備え、該ハウジング３１に空気濾過器（図示せ
ず）を介して空気を吸入する吸入口３２を開閉する開閉
弁３３にはピストン３４が固着され、該ピストン３４を
摺動自在に支承するシリンダライナ３５を備えたシリン
ダ室の軸方向一側には、前記開閉弁３３を吸入口３２よ
り離間させて吸入口３２の開口面積を拡大する方向に前
記ピストン３４を付勢する２個のスプリング３６，３７
が配設され、前記ピストン３４の軸方向他側には制御圧
室３８が形成される。前記スプリング３６，３７を収容
したシリンダ室は開口３９により圧縮機本体１の作動室
２への吸気通路１２の一部を構成する通路に連通してい
る。これをさらに詳細に説明すると、前記シリンダライ
ナ３５を備えたシリンダ室は、その軸方向一端が端壁５
１により閉塞され、その他端はハウジング３１の支壁５
２により閉塞され、ピストン３４は該ピストン３４と前
記端壁５１との間に前記制御室３８を、前記ピストン３
４と前記支壁５２との間に二次室８５を形成するよう
に、前記シリンダ室を区画する。前記ピストン３４と開
閉弁３３とは、両者に同軸的に配置されたロツド５３に
より連結され、該ロツド５３は前記支壁５２にスリーブ
軸受を介して軸方向に摺動自在に支承される。前記ロツ
ド５３には、剛性の大なる板状材により２個の環状座部
５４，５５を同心的に成形したカラー８６を、前記環状
座部５４，５５に同心的な中心孔５６を介して軸方向に
遊動自在に配設し、前記カラー８６の外周部に位置する
第１の環状座部５４とピストン３４との間に第１のスプ
リング３６を介設し、前記カラー８６の内周部に位置す
る第２の環状座部５５と前記支壁５２のカラー支承部の
周縁に形成したばね受部５７との間に第２のスプリング
３７を介設する。前記第１のスプリング３６は第２のス
プリング３７よりばね定数が小とされている。

【０００８】圧縮機本体１の雄ロータ１３が原動機（図
示せず）により回転駆動されると、雄ロータ１３は該ロ
ータ１３に噛合する雌ロータ（図示せず）とともに吸入
通路１２を介してアンローダ３の吸入口３２より吸入し
た空気を作動室２内で圧縮し、吐出室４に吐出する。吐
出された圧縮空気は逆止弁５、吐出パイプ６を経てレシ
ーバタンク７内に吐出される。雌雄ロータの潤滑および
圧縮機本体１の冷却のための油がレシーバタンク７内の
圧力を利用して給油配管１４、冷却器１５、油量調整弁
１６を介して作動室２に送られる。油は圧縮空気ととも
に吐出室４に吐出され、吐出室４の最低水準部から気液
混合流体としてポンプ１７に吸引され、配管１８および
吐出パイプ６を介してレシーバタンク７内に回収され、
レシーバタンク７内で圧縮空気から分離される。

【０００９】前記レシーバタンク７の空気取出口８に一
端を連通せしめたパイプよりなる第１のガス通路２１の
他端は、第１のレギユレータ弁４０の入口側４１に連通
され、前記アンローダ３のハウジング３１の端壁５１に
形成されて前記制御圧室３８に連通する開口３０に一端
を連通せしめたパイプよりなる第２のガス通路２２の他
端は、前記第１のレギユレータ弁４０の出口側４２に連
通される。前記第１のレギユレータ弁４０は図３に示す
ように、前記入口側４１と出口側４２とを連通する流体
通路４３に弁座４４が形成され、該弁座４４に着座する
弁体４５は前記レギユレータ弁４０のハウジング内にお
いて該ハウジングにより周縁を固定されたダイアフラム
４６に固定されており、該ダイアフラム４６の一面には
入口側４１から通路４７を介して入口側４１に存在する
圧力が付与され、前記ダイアフラム４６の他面には前記
圧力に抗する方向にスプリング４８の弾力が付勢され、
該スプリング４８の弾力は前記ハウジングに螺装された
螺杆４９により調整可能とされている。従つてレシーバ
タンク７の空気取出口８、第１のガス通路２１を介して
第１のレギユレータ弁４０に達し、その入口側４１より
通路４７を介してダイアフラム４８に付与されるレシー
バタンク７内の空気圧が前記スプリング４８の付勢力よ
り大となつたときは、弁体４５が弁座４４から離れて流
体通路４３を開路させ、第１のガス通路２１内の圧力を
第２のガス通路２２、該通路２２に設けたオリフイス２
８、アンローダ３のハウジング３１の端壁５１に形成し
た開口３０を介して制御圧室３８に供給する。本制御装
置においては前記第１のレギユレータ弁４０の流体通路
４３を開路させる空気圧（第１の設定値）を７．１ｋｇ
ｆ／ｃｍ²となるように、螺杆４９により調整されるス
プリング４８の弾力を予め定めておく。

【００１０】前記第１のガス通路２１の空気取出口８と
第１のレギユレータ弁４０との間より分岐する分岐路２
４、前記第２のガス通路２２のオリフイス２８とアンロ
ーダ３との間より分岐する分岐路２５および前記アンロ
ーダ３のハウジング３１に形成されて吸入口３２より圧
縮機本体１の作動室２側の吸入通路１２に連通せしめら
れる開口１９に一端を連通せしめたパイプよりなる第３
のガス通路２３が、電磁式三方切換弁２６に連結され
る。該切換弁２６は励磁されている間、弁体２７のＡ部
が連通位置にあつて、前記第２のガス通路２２の分岐路
２５を前記第３のガス通路２３と連通せしめる第１の位
置にあり、非励磁とされたときは弁体２７のＢ部が連通
位置にあつて、前記第２のガス通路２２の分岐路２５を
前記第１のガス通路２１の分岐路２４と連通せしめる第
２の位置にある。前記第３のガス通路２３には、第２の
レギユレータ弁５０と予め定めた流路面積を有する固定
の流体通路を備えたオリフイス２９とが並列に接続され
る。第２のレギユレータ弁５０は第１のレギユレータ弁
４０と同一の構成を備える。従つて、以後説明のために
用いる符号４１〜４９は、それぞれ第１のレギユレータ
弁４０の符号４１〜４９を付した部分と同一部分を指す
ものとする。前記切換弁２６の弁体２７がそのＡ部を連
通位置に位置せしめる第１の位置にあるときは、第１の
レギユレータ弁４０が流体通路４３を開路させると、該
レギユレータ弁４０の出口側４２から第２のガス通路２
２、オリフイス２８、分岐路２５、弁体２７のＡ部を介
して第３のガス通路２３に供給された圧力空気は、その
圧力が低い間はオリフイス２９のみを通つて開口１９よ
り圧縮機本体１の吸入通路１２に導入される。次いでレ
シーバタンク７内の圧力が高まつて第２のレギユレータ
弁５０に供給される空気圧力によりダイアフラム４６に
付与される力がスプリング４８の弾力より大となると、
第２のレギユレータ弁５０は流体通路４３を開路する。
このとき圧縮機本体１の吸入通路１２には、オリフイス
２９および第２のレギユレータ弁５０を通過した圧縮空
気がともに開口１９より導入される。本制御装置におい
ては第２のレギユレータ弁５０の流体通路４３を開路さ
せる空気圧（中間設定値）をほぼ０．７ｋｇｆ／ｃｍ²
となるように、螺杆４９により調整されるスプリング４
８の弾力を予め定めておく。

【００１１】前記レシーバタンク７内に貯溜される圧縮
空気の圧力を検出し、この圧力が前記第１の設定値
（７．１ｋｇｆ／ｃｍ²）より所定の値を超えたとき開
路し、検出した圧力が低下して前記第１の設定値を下回
つたとき閉路する圧力スイツチＰＳを前記レシーバタン
ク７に設け、該圧力スイツチＰＳを前記電磁式三方切換
弁２６に連結する。これにより前記切換弁２６は、レシ
ーバタンク７内の圧力が所定の値に達するまでは弁体２
７がＡ部を連通位置におく第１の位置にあり、前記第２
のガス通路２２を第３のガス通路２３に連通せしめてお
り、レシーバタンク７内の圧力が前記所定の値を超える
と、弁体２７がＢ部を連通位置におく第２の位置に切換
えられ、前記第２のガス通路２２を第１のガス通路２１
に連通せしめ、この状態からレシーバタンク７内の圧力
が前記第１の設定値を下回つたとき、弁体２７は第１の
位置に戻される。本実施例においては、前記圧力スイツ
チＰＳの検出する圧力の所定の値（第２の設定値）を
８．０ｋｇｆ／ｃｍ²に予め定める。

【００１２】本制御装置においては、アンローダ３にお
いて開閉弁３３が吸入口３２を完全に開放した状態にあ
り、かつ圧縮機本体１が原動機により全負荷運転されて
いるときの圧縮機本体１の吐出空気圧を７ｋｇｆ／ｃｍ
²とする。圧縮機本体１が全負荷運転状態にあるとき、
レシーバタンク７より消費側空気配管１１に取り出され
る圧縮空気の量が減少すると、レシーバタンク７内の空
気圧が次第に上昇する。そしてこの空気圧が第１のレギ
ユレータ弁４０に設定した予め定めた第１の設定値であ
る７．１ｋｇｆ／ｃｍ²を超えると、第１のレギユレー
タ弁４０の流体通路４３が開路する。前記第１の設定値
は圧力スイツチＰＳに設定した予め定めた第２の設定値
である８．０ｋｇｆ／ｃｍ²より低いので切換弁２６の
弁体２７はＡ部を連通位置におく第１の位置にあり、第
１のレギユレータ弁４０の流体通路４３を通つた圧縮空
気は第２のガス通路２２を経てアンローダ３の制御圧室
３８に供給され、ピストン３４の一面にその圧力を付与
するとともに、前記第２のガス通路２２に供給された圧
縮空気の一部は切換弁２６および第３のガス通路２３お
よび開口１９を経て圧縮機本体１の吸入通路１２に導入
される。第３のガス通路２３に供給される空気圧は第２
のガス通路２２に配設したオリフイス２８により大きく
減圧されており、この減圧された空気圧が第２のレギユ
レータ弁５０に設定した予め定めた中間設定値である
０．７ｋｇｆ／ｃｍ²より低い間は第２のレギユレータ
弁５０の流体通路４３を開路せしめることなく、オリフ
イス２９を介して圧縮機本体１の吸入通路１２に導入さ
れる。ピストン３４は制御圧室３８に供給された空気圧
により、スプリング３６，３７の付勢力に抗して吸入口
３２に接近する方向に移動し、開閉弁３３により吸入口
３２の開口面積を変更して圧縮機本体１の吸入通路１２
への吸入空気流量を制限する容量制御を開始する。その
後、第１のガス通路２１内の圧力の上昇に伴って無段階
容量制御が行われる。

【００１３】消費側空気配管１１から取り出される圧縮
空気消費が依然として少ないと、レシーバタンク７内の
圧力上昇に伴つて前記第１のガス通路２１から第２のガ
ス通路２２の分岐路２５を経て第３のガス通路２３に供
給される圧縮空気圧も次第に上昇し、第２のレギユレー
タ弁５０に設定した０．７ｋｇｆ／ｃｍ²である予め定
めた中間設定値を超えると、第２のレギユレータ弁５０
の流体通路４３が開路し、圧縮機本体１の吸入通路１２
には、前記オリフイス２９を通る圧縮空気と第２のレギ
ユレータ弁５０の流体通路３４を通る圧縮空気とが並列
して開口１９より導入される。アンローダ３が無段階容
量制御を開始すると、開閉弁３３を開方向に付勢してい
る第１および第２のスプリング３６，３７は圧縮され
る。両スプリング３６，３７のばね定数は、互いに等し
いか、または両スプリング３６，３７のうち大径の第１
のスプリング３６は小径の第２のスプリング３７よりば
ね定数が小で、第１のスプリング３６が第２のスプリン
グ３７より大きく撓み、両スプリング３６，３７を係止
しているカラー８６がピストン３４に当接してから第２
のスプリング３７が大きく撓むようにする。一方、前記
第２のガス通路２２内のガス圧が上昇するとピストン３
４の移動速度も増大するが、第２のレギユレータ弁５０
の流体通路３４が開路すると、前記第３の通路２３およ
び開口１９を通つて圧縮機本体１の吸入通路１２に導入
される圧縮空気の量が増大し、従つて開閉弁３３の移動
速度は第２のガス通路２２内の上昇にかかわらずさほど
増大せず、むしろ鈍化する。本制御装置においては、第
２のガス通路２２内の圧力が中間設定値（０．７ｋｇｆ
／ｃｍ²）に達して第２のレギユレータ弁５０が作動し
はじめてから圧力スイツチＰＳが第２の設定値（８．０
ｋｇｆ／ｃｍ²）で作動するまでの間は、アンローダ３
の制御圧室３８内の圧力はほぼ１．０ｋｇｆ／ｃｍ²前
後（０．７〜１．３ｋｇｆ／ｃｍ²）に押えられる。そ
してレシーバタンク７内の圧力が予め定めた第２の設定
値である８．０ｋｇｆ／ｃｍ²を超えると、圧力スイツ
チＰＳがこれを検出して電磁式三方切換弁２６を消磁さ
せ、その弁体２７は流通位置をＢ部とする第２の位置に
切換えられる。従つて第２のガス通路２２はその分岐路
２５を介して第１のガス通路２１と連通して、前記第１
の設定値を超えた空気圧がアンローダ３の制御圧室３８
に供給されるとともに、第３のガス通路２３への圧力空
気は供給が断たれる。これによりピストン３４は直ちに
開閉弁３３を吸入口３２の全閉位置に確実に着座させ、
圧縮機本体１の無負荷運転に移行させることになる。図
１に示す実施例において、開閉弁３３を吸入口３２に対
して移動せしめる開閉弁移動手段として、開閉弁３３の
弁杆に固定したピストン３４を説明したが、該ピストン
３４に代えて周縁をハウジング３１に固定したダイアフ
ラムに代えても、同様の作用を奏する吸気閉塞式アンロ
ーダを得ることができる。また前記第３のガス通路２３
を吸入通路１２に連通させるに代えて、ハウジング３１
の二次室８５に連通させても同等の効果がある。

【００１４】図１に示す吸気閉塞式アンローダの実施例
におけるピストンに作用する反力について検討する。図
４において、線Ｉで示す負圧作用力は、前記実験により
計測された負圧作用力と同一とする。前記実施例におい
てはコイルスプリングである第１および第２のスプリン
グ３６，３７が互いに隣接する端部をカラー８６の第１
および第２の環状座部５４，５５に当接させて、その弾
力の作用方向を前記カラー５３の移動方向に平行に、か
つ直列させて配設されており、第１のスプリング３６の
ばね定数は第２のスプリング３７のばね定数より小とし
たときは、ピストン３４の移動にあたり先ず第１のスプ
リング３６が撓み、カラー８６がピストン３４に当接し
てから第２のスプリング３７が撓むので、これら第１お
よび第２のスプリング３６，３７の弾力を圧力値に換算
して示すと、図４に１点鎖線で示した線IVのごとく折線
であらわされる。そして線Ｉと線IVの圧力を合成した反
力は実線で示した線Ｖのとおりである。なお従来技術と
対比のため、ピストン移動量の７５％（ピストンに作用
する反力が１．２ｋｇｆ／ｃｍ²に相当）のところで、
破線の線IIIで示す従来技術におけるピストンに作用す
る反力と、実線の線Ｖで示す本実施例におけるピストン
に作用する反力とを同一値としている。この両者を対比
すると、本実施例におけるピストンに作用する反力は、
ピストンの移動開始位置（開閉弁の全開位置）からピス
トン移動量の７５％の位置まで従来技術における反力よ
り小さく、ピストン移動量の７５％の位置からピストン
の停止位置（開閉弁の全閉位置）までは、本実施例にお
けるピストンに作用する反力は、従来技術における反力
より大となつている。ピストン３４に上記線Ｖで示した
反力が作用する本実施例のアンローダ３を前記実験用圧
縮機本体１に取付けて、レシーバタンク内圧力と吸入気
体量比との関係を調べると、図５に実線で示す線ＶIII
のとおりである。本実施例においては第１のスプリング
３６のばね定数を従来技術より小さく選定できるから、
レシーバタンク７内の圧力が第１の設定値（７．１ｋｇ
ｆ／ｃｍ²）を超えて容量制御が開始されると、従来技
術より低いレシーバタンク内圧力で吸入気体量比が低下
しはじめている。またピストンに作用する反力がピスト
ン移動量の７５％の位置で従来技術における反力と等し
くなるように第２のスプリング３７のばね定数を定めた
ことで、レシーバタンク内の圧力が第２の設定値（８．
０ｋｇｆ／ｃｍ²）に達したときの吸入気体量比は、従
来技術における吸入気体量比より大で、７５％を示して
いる。

【００１５】そして図５において、レシ−バタンク内圧
力が第１の設定値（７．１ｋｇｆ／ｃｍ²）で吸入気体
量比が１００％である点Ｍと、レシ−バ内圧力が第二の
設定値（８．０ｋｇｆ／ｃｍ²）で吸入気体量比が７５
％である点Ｎを結ぶ線ＶII（１点鎖線で示す）を引く
と、この線ＶIIは前述した圧縮機の容量制御運転中に圧
縮機本体の吐出圧に直線的に比例して吸入ガス量を減少
させる理想線に相当し、圧縮機の動力効率を極めて良好
とする制御を示す線に相当する。本実施例の吸入気体量
比を示す線ＶIIIは、第一のスプリング３６のばね定数
を小としたことにより、ピストンをその移動開始位置に
保持する初期荷重を小とし、従つて第１の設定値におい
て圧縮機本体１の容量制御運転への移行後早期に吸入気
体量比の制御を開始し、かつ図６に示すようにピストン
移動量の７５％までは直線的に吸入気体量比を減少させ
るから、前記理想線ＶIIに沿つた制御を行ない得ること
が明らかである。本実施例におけるレシ−バタンク内圧
力と制御圧室内の圧力の関係は図７に示すとおりであ
る。なお本実施例においては第１のスプリング３６のば
ね定数を第２のスプリング３７のばね定数より小とした
ものを示したが、本発明においては、第２のスプリング
３７のばね定数を第１のスプリング３６のばね定数より
小とし、開閉弁３３が第１の位置より第２の位置に移動
するにあたり、先ず第２のスプリング３７が大きく撓
み、カラ−８６が支壁５２に当接した後に第１のスプリ
ング３６が撓むようにしても、同一の効果を得ることが
できることは自明である。さらに、本実施例において前
記第１および第２のスプリング３６，３７のばね係数を
両者等しくし、かつ長さの異なるものを用いたときは、
これらスプリングが制御圧室３８内圧力に抗して次第に
撓んだとき、前記スプリングの長さの短い方が全量撓み
きる前に先ず該スプリングの着座する環状座部５４また
は５５を二次室側のピストン３４の端壁または支壁５２
の端壁に当接せしめ、その後他の一方のスプリングの撓
みによつてピストン３４を移動せしめるように構成して
も同一の効果を得る。即ち、前記環状座部の一方が前記
端壁に当接するまでは両スプリングは直列状態にあり、
そのばね係数を小とし、次いで前記環状座部の当接後は
そのばね係数を大とするからである。また、上記実施例
からは、前記第１および第２のスプリング３６、３７の
ばね定数の値の中間のばね定数を有する１個または複数
のスプリングを、前記第１および第２のスプリング３
６、３７に直列にカラ−を介して配列することにより、
前記線ＶIIIを前記理想の制御線である線ＶIIに一層沿
わせた制御をなし得ることも極めて明らかである。

【００１６】

【発明の作用および効果】本発明は、圧縮機本体の吸入
側に配設され、ハウジング内に形成された制御圧室に導
入されるガス圧に応動して移動するダイアフラムまたは
ピストン等の移動体と、該移動体に連結されて前記ハウ
ジングに形成された吸入口を全開する第１の位置と、前
記吸入口を全閉する第２の位置との間を移動自在とされ
た開閉弁と、前記制御圧室に導入されたガス圧が前記移
動体に作用する方向に抗する方向に前記移動体を付勢す
る付勢手段とから成り、前記開閉弁の移動により前記圧
縮機本体の作用室に吸入されるガス量を制御する吸気閉
塞型アンロ−ダあつて、圧縮機本体の制御圧室に何の圧
力も供給されていない間は、移動体は付勢手段により前
記開閉弁を第１の位置に保持して圧縮機本体を全負荷運
転状態とし、前記制御圧室にガス圧が供給されたとき
は、前記移動体は前記ガス圧の大きさにより前記付勢力
に抗して移動せしめられ、開閉弁を前記第１の位置から
第２の位置に向けて移動させ、該開閉弁と吸入口との相
対位置により該吸入口より圧縮機本体の作用室に吸入さ
れるガス量を制御して圧縮機本体を容量制御運転状態と
し、開閉弁が前記第２の位置に到達したとき前記吸入口
を完全に閉塞して該吸入口より圧縮機本体の作用室に吸
入されるガス量を零とするように機能するアンロ−ダで
ある。本発明においては、前記付勢手段として、ばね係
数が異なる少くとも２個のスプリングを用い、かつ剛性
の大なるカラ−をこれらスプリングの互いに隣接する端
部間に当接させて、前記移動体の移動方向に前記スプリ
ングの弾力の作用方向を直列させて配設したから、前記
制御圧室にガス圧が供給されて圧縮機本体が全負荷運転
状態から容量制御運転状態に移行せしめられる際に、前
記複数のスプリングの撓みによつて、開閉弁を第１の位
置から第２の位置へ移動するにあたり、前記制御圧室に
供給されるガス圧に抗して開閉弁を前記ガス圧の大きさ
に応じた位置に位置せしめる反力を提供する付勢手段と
して、前記開閉弁を前記第１の位置（吸入口を全開とす
る位置）に保持するための付勢手段の初期荷重を小さく
でき、従つて前記制御圧室に供給されるガス圧が比較的
低い間に開閉弁の移動を開始させることができる。

【００１７】そして本発明によれば、前記付勢手段とし
て、前記第１のスプリングのほかに少くとも第２のスプ
リングを、その弾力の作用方向を前記第１のスプリング
の弾力の作用方向と直列にして前記カラ−を端部間に当
接させて配設しているから、前記第２のスプリングのば
ね係数を適切に定めることにより、前記第１のスプリン
グのバネ係数を小としたにも拘らず、開閉弁が前記第２
の位置に到達する時点における付勢手段全体としての前
記制御圧室に供給されるガス圧に抗して開閉弁の位置を
保持する弾力を確保することができ、圧縮機本体の容量
制御運転状態のときに、前記吸入口より圧縮機本体の作
用室に吸入されるガス量の前記開閉弁が吸入口を全開し
ている状態における吸入ガス量に対する比を、圧縮機本
体の吐出圧に直線的に比例させて減少させることを可能
とするとともに、開閉弁３３が吸入口３２を閉じる直前
において前記開閉弁３３の移動速度を鈍化させ、急速な
閉弁を押えることができ、圧縮機の動力効率を極めて良
好とすることができる効果を奏する。これにより、圧縮
機本体の定格吐出圧力に比して、圧縮機本体を全負荷運
動状態から容量制御運転状態に移行させる第１の設定値
と、圧縮機本体を容量制御運転状態から無負荷運転状態
に移行させる第２の設定値との間の圧力差が前記第１の
設定値に比して僅かであつても、また圧縮機本体の吐出
側に設けられるレシ−バタンクの容量が圧縮機本体の定
格吐出容量に比して小であっても、圧縮機本体のあらゆ
る運転状態を通じ、アンロ−ダの開閉弁の頻繁な作動を
防止して開閉弁の耐久性を増大し、また圧縮機の消費側
の圧縮ガスの消費量に急激な変化があつても圧縮機本体
の吐出圧の落ちこみを防止するという、すぐれた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸気閉塞式アンロ−ダの一実施例の断
面図。

【図２】本発明のアンロ−ダにより圧縮機の容量制御を
行う配管図。

【図３】レギュレ−タ弁の断面図。

【図４】ピストン移動量とピストンに作用する反力との
関係を示す線図。

【図５】レシ−バタンク内圧力と吸入気体量比の関係を
示す線図。

【図６】ピストン移動量と吸入気体量比との関係を示す
線図。

【図７】レシ−バタンク内圧力と制御圧室内の圧力との
関係を示す線図。

【符号の説明】

１ 圧縮機本体 ２ 作用室 ３ アンロ−ダ ７ レシ−バタンク ３１ ハウジング ３２ 吸入口 ３３ 開閉弁 ３４ ピストン ３６，３７ スプリング ３８ 制御圧室 ５１ 端壁 ５２ 支壁 ５３ ロツド ８５ 二次室 ８６ カラ−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機本体の吸入側に配設され、ハウジ
   ング内に形成された制御圧室に導入されるガス圧に応動
   して移動するダイアフラムまたはピストン等の移動体
   と、該移動体に連結されて前記ハウジングに形成された
   吸入口を全開する第１の位置と、前記吸入口を全閉する
   第２の位置との間を移動自在とされた開閉弁と、前記制
   御圧室に導入されたガス圧が前記移動体に作用する方向
   に抗する方向に前記移動体を付勢する付勢手段とから成
   り、前記開閉弁の移動により前記圧縮機本体の作用室に
   吸入されるガス量を制御する吸気閉塞型アンローダにお
   いて、 前記付勢手段は、剛性の大なるカラーを互いに隣接する
   端部間に当接させて、前記移動体の移動方向に弾力の作
   用方向を直列させて配設した、少なくとも２個のスプリ
   ングからなることを特徴とする吸気閉塞型アンローダ。
2. 【請求項２】 前記移動体は、前記ハウジングの端壁と
   支壁との間に形成されたシリンダ室を前記制御圧室と二
   次室とに区画するピストンであつて、前記開閉弁は前記
   支壁に摺動自在に支承されたロツドにより前記ピストン
   に連結され、前記カラーおよびスプリングは前記二次室
   内において前記ロツドに同軸的に配置されていることを
   特徴とする請求項１に記載の吸気閉塞型アンローダ。