JPH0821404A - 空々増圧器 - Google Patents
空々増圧器Info
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- JPH0821404A JPH0821404A JP6158572A JP15857294A JPH0821404A JP H0821404 A JPH0821404 A JP H0821404A JP 6158572 A JP6158572 A JP 6158572A JP 15857294 A JP15857294 A JP 15857294A JP H0821404 A JPH0821404 A JP H0821404A
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Abstract
空々増圧器を提供する。 【構成】増圧用シリンダ2のピストンロッド6に直結さ
れるピストン5を備えたエネルギー回収用シリンダ3を
設け、この回収用シリンダ3の圧縮方向へ駆動力を与え
る側の駆動室11a,11bに、前回の増圧用シリンダ
の作動室10a,10bに入れた排気する空気が注入
し、増圧用シリンダの圧縮室9a,9bに入れた空気を
圧縮する。
Description
空気を増圧する空々増圧器に関するものである。
するには、電動機で駆動する一般の空気増圧器と同様な
構造をもつブースタ圧縮機が用いられている。また、ブ
ースタ圧縮機より簡便な圧縮ピストンをクランク機構で
はなく空気圧シリンダで駆動するようにした空々増圧器
も多々用いられている。図5は、従来の空気圧シリンダ
で駆動する空々増圧器の一例を示すものである。
に向い合って配置された増圧用シリンダ100,100
aを有し、この増圧用シリンダ100,100aはそれ
ぞれのピストン101,101aがピストンロッド10
2で直結されている。そして、増圧用シリンダ100,
100aはピストン101,101aの往復動に応じて
交互に圧縮シリンダ、駆動シリンダとして作動し、増圧
用シリンダ100が圧縮シリンダ、他方の増圧用シリン
ダ100aが駆動シリンダとなるとき、圧縮シリンダの
圧縮室103と作動室104及び駆動シリンダの圧縮室
103aとに圧縮空気を入れることにより、圧縮室10
3に入れた空気が増圧される。つぎに、3ポート切換弁
105を切り換えることで圧縮シリンダと駆動シリンダ
が入れ換われば、今度は圧縮室103aに注入された空
気が増圧される。なお、作動室104,104aに注入
した空気は5ポート切換弁105の切り換えによって大
気に排気される。また、符号106は増圧した空気の圧
力を調整する圧力調整弁である。
ンダの圧縮室に空気が入るときの圧力が圧縮シリンダの
圧縮室の圧縮に加わるようになっており、駆動シリンダ
は昇圧分の力を圧縮シリンダに加えれば良い。例えば、
一般的な圧縮空気である圧力0.5MPa,Gの空気を
空気圧機器の一般的な最高使用圧力である1MPa,G
に増圧する場合には、機械的摩擦及び空気の温度変化を
無視すれば、駆動シリンダのピストンと圧縮シリンダの
ピストンとが同一面積であれば良く、このとき高圧空気
を得るにはその2倍の総供給空気量を必要とする。
記したブースタ圧縮機とを比べた場合、同じ仕事量の増
圧に対し、ブースタ圧縮機はシリンダ往復式の空々増圧
器の約半分の動力で済む。従って、ブースタ圧縮機はシ
リンダ往復式の空々増圧器に比べてエネルギーロスが少
なく、同一電力でブースタ圧縮機から得られる高圧空気
量をを100%とすると、シリンダ往復式の空々増圧器
は最大で75%の空気量しか得られない。
無視したものであり、現実にはブースタ圧縮機が電動機
で駆動するため、高圧空気を必要としないとき、空運転
を行うか、大きな空気タンクを設けた上で適当な圧力変
動を見込んで起動、停止を繰り返す必要があり、これに
関する電力増加がある。さらに、ブースタ圧縮機は振動
騒音が大きいので、防音室に設置して使用しておりそこ
から配管する場合の圧力損失等の運転上のロスもある。
従って、ブースタ圧縮機は実質的には定格連続運転条件
より数10%程度電力当たりの空気量が減少する。
的摩擦や空気の温度変化を見込む必要があり、これらを
総合すると、シリンダ往復式の空々増圧器はほぼ75%
という値がブースタ圧縮機に対する効率比となってい
る。
ダ往復式の空々増圧器はブースタ圧縮機と比べて小型で
振動騒音が低く任意の場所に設置できる等の利点があ
り、よって上記したエネルギーロスだけが大きく劣り、
ランニングコストが嵩むという問題となっていた。特
に、増圧する空気量が多い場合、エネルギーロスの絶対
量も多くなってランニングコストが非常に高くなってし
まい、利用される範囲が限られてしまっていた。
ネルギーロスを大幅に減少することのできる空々増圧器
を提供することを目的としている。
に本発明は、互いに向い合うように配置され、かつピス
トンロッドにそれぞれのピストンが直結された一対の増
圧用シリンダを有し、該増圧用シリンダは一方の増圧用
シリンダの圧縮室と作動室及び他方の増圧用シリンダの
圧縮室とに圧縮空気を入れることにより、一方の増圧用
シリンダの圧縮室に入れた空気を増圧する往復式の空々
増圧器において、前記ピストンロッドに直結されるピス
トンを備えたエネルギー回収用シリンダを設け、該回収
用シリンダの圧縮方向へ駆動力を与える側の駆動室に、
前回の前記増圧用シリンダの作動室に入れた排気する空
気が注入されることを特徴としている。
は、前記回収用シリンダのピストンの受圧面積が前記増
圧用シリンダのピストンの受圧面積より大きく設定した
ことを特徴としている。
発明は、前記ピストンロッドに直結されるピストンを備
えたエネルギー回収用シリンダを一対の増圧用シリンダ
の間に設け、該増圧用シリンダの圧縮室側のカバーと回
収用シリンダのカバーとが互いに接合、もしくは一体に
形成したことを特徴としている。
発明は、前記増圧用シリンダへの給気切換動作及び前記
回収用シリンダへの流路切換動作を1つの7ポート2位
置切換弁で行うことを特徴としている。
発明は、前記回収用シリンダの内チューブに隙間を持っ
て全周を覆う断熱性の高い外チューブを配し、内チュー
ブと外チューブの隙間を循環させた空気を前記増圧用シ
リンダへ給気することを特徴としている。
発明は、前記回収用シリンダの内チューブに隙間を持っ
て全周を覆う断熱性の高い外チューブを配し、前記増圧
用シリンダで圧縮した空気を内チューブと外チューブの
隙間を循環させた吐出することを特徴としている。
るピストンを備えたエネルギー回収用シリンダを設け、
該回収用シリンダの圧縮方向へ駆動力を与える側の駆動
室に、前回の増圧用シリンダの作動室に入れた排気する
空気が注入されるので、シリンダの往動で圧縮駆動に使
用した空気を、シリンダの復動で再度圧縮駆動に使用で
き、消費エネルギーのロスを大幅に減少することができ
る。
を示す回路説明図である。
ンダ2a,2bとエネルギー回収用シリンダ3とを有し
ており、増圧用シリンダ2a,2b及びエネルギー回収
用シリンダ3の各ピストン4a,4b及び5はピストン
ロッド6に連結されている。増圧用シリンダ2a,2b
は、本実施例の場合、同一構成のものが左右対称に配置
されており、両シリンダ2a,2b及びその各部におい
て共通する説明の場合には符号にa及びbを付けず、両
者を分けて説明する場合には図の左方の増圧用シリンダ
2aに対しての符号にaを付し、右方の増圧用シリンダ
2bに対しての符号にbを付して行う。
2a,2bの間に配置されており、そのピストン5の面
積は増圧用シリンダ2のピストン4の面積より大きくな
るように設定されている。なお、符号7a,7bは増圧
用シリンダ2a,2bのカバー、8a,8bは増圧用シ
リンダ2a,2bと回収用シリンダ3の共用する共用カ
バーであり、本実施例の共用カバー8a,8bは熱伝導
性の良いアルミ、鉄等の材料から作られている。また、
増圧用シリンダ2は回収用シリンダ3側のシリンダ室が
圧縮室9で、その外側のシリンダ室が作動室10であ
り、回収用シリンダ3はともに駆動室11a,11bで
ある。そして、カバー7には増圧用シリンダ2の作動室
10用の配管口12が、共用カバー8a,8bには増圧
用シリンダ2の圧縮室9用の配管口13と回収用シリン
ダ3の駆動室11a,11b用の配管口14a,14b
がそれぞれ設けられている。
ート2位置切換弁により制御する制御回路を有してお
り、次にその説明をする。
給装置から大気圧力より高い空気が供給部15から供給
され、供給部15はチェックバルブ16を介して増圧用
シリンダ2の圧縮室9用の配管口13に接続され、さら
に供給部15は分岐して7ポート2位置切換弁17の圧
力供給ポートAに接続されている。7ポート2位置切換
弁17は、本実施例の場合、図2に示すように、スプー
ル弁であって、出力ポートBは増圧用シリンダ2aの作
動室10a用の配管口12aと、出力ポートCは増圧用
シリンダ2bの作動室10b用の配管口12bと、出力
ポートDは回収用シリンダ3の駆動室11b用の配管口
14bと、出力ポートEは回収用シリンダ3の駆動室1
1a用の配管口14aとにそれぞれ接続されている。な
お、7ポート2位置切換弁17のR1及びR2は第1及
び第2排出ポート、また符号20は切換弁17の弁本体
である。
イド18a,18bの励磁、消磁によって切り換えら
れ、ソレノイド18a,18bの切り換えは増圧用シリ
ンダ2のピストン4が図の左端及び右端に達したときリ
ードスイッチ19a,19bがONすることで行われ
る。そして、ソレノイド18aが励磁されているときに
は7ポート2位置切換弁17が図示するように切り換え
られており、圧力供給ポートAと出力ポートBが連通さ
れ、空気は増圧用シリンダ2aの作動室10a用の配管
口12aに注入される。さらに、出力ポートDは第1排
出ポートR1に連通され、回収用シリンダ3の駆動室1
1bの空気が排気される。さらにまた、出力ポートCと
出力ポートEが連通され、増圧用シリンダ2bの作動室
10bと回収用シリンダ3の駆動室11aが連通状態と
なる。
2a,2bの両圧縮室9a,9bに空気が注入され、さ
らに上記の如く増圧用シリンダ2aの作動室10aに空
気が注入されているとともに、7ポート2位置切換弁1
7を介して増圧用シリンダ2bの作動室10bと回収用
シリンダ3の駆動室11aが連通状態となる。増圧用シ
リンダ2bの作動室10bと回収用シリンダ3の駆動室
11aとの連通状態になると、両室が同圧力になり、増
圧用シリンダ2bのピストン4bの面積より大きい面積
の回収用シリンダ3のピストン5に大きい圧が作用す
る。従って、各ピストン4a,4b及び5を図1の左か
ら右へ移動して増圧用シリンダ2aの圧縮室9aに入れ
た空気を圧縮しようとする駆動力は、増圧用シリンダ2
bの圧縮室9bと増圧用シリンダ2aの作動室10aに
注入した空気による駆動力に、増圧用シリンダ2bの圧
縮室9bの空気及びピストンの面積差による駆動力が加
えられる。
aに入れた空気が圧縮され、圧縮された空気はチェック
バルブ21を介して出力部22から増圧器から出力され
る。また、ピストン4bが右端まで達すると、リードス
イッチ19bがONしてソレノイド18bが励磁される
ことにより、7ポート2位置切換弁17が切り換えられ
る。切換弁17の切り換えにより、回収用シリンダ3の
駆動室11aの空気は第2排出ポートR2をから排出さ
れ、増圧用シリンダ2aの作動室10aと回収用シリン
ダ3の駆動室11bが連通状態となる。そして、増圧用
シリンダ2bの作動室10bに空気が注入され、ピスト
ン4aが右から左に移動して増圧用シリンダ2bの圧縮
室9bに注入された空気が圧縮される。なお、供給部1
5と切り換え弁17の間に制御弁23が設けられ、圧縮
空気がポートc出力されると、ポートa,bがバネに抗
して遮断して空気の入出力を制御している。
リンダ3を設け、シリンダの往動で使用した空気をその
復動時の駆動力に加える再使用を行ってから排出してい
る。よって、本発明は従来の空々増圧器において圧縮作
動に使用後、直ちに排出していた増圧用シリンダの作動
室に注入した空気を再度使用から排出するので、消費エ
ネルギーのロスを大幅に減少することができる。従っ
て、ブースタ圧縮機に比べて小型で振動騒音が低く任意
の場所に設置できる等の利点を有する空々増圧器1の欠
点であったエネルギーロスが大きいという問題を軽減
し、ランニングコストをブースタ圧縮機と同等になるよ
うに近付けられる。また、本発明の空々増圧器の制御
は、複数の切換弁を組み合わせて回路を構成することも
できるが、上記実施例のように、1個の7ポート2位置
切換弁17で制御すれば複数の切換弁と比べて配管、配
線作業及び保守が容易になり、占有面積も小さくするこ
とができる。
縮されるときに発熱を伴う。この空気の加熱により、密
度が減少するので連続運転時の加熱による吐出空気量が
減り、さらに空気の加熱はピストンパッキンの摩耗を促
進させてしまう問題がある。
ンダ2の作動室10と回収用シリンダ3の駆動室11が
連通されると、空気の膨張吸熱によって回収用シリンダ
3の駆動室11が冷され、この冷却される駆動室11は
発熱する圧縮室9と隣合わせである。そこで、圧縮室9
と駆動室11との共用カバー8を上記の如く熱伝導性の
良いアルミ、鉄等の材料で作ることにより、駆動室11
の冷却によって圧縮室9の圧縮空気を冷し、連続運転時
の加熱による吐出空気量が減少やピストンパッキンの摩
耗を防止することができる。なお、共用カバー8は増圧
用シリンダ2のカバーと回収用シリンダ3の個々のカバ
ーを接したものでも良いし、一体に形成したものでも良
い。
であって、本例では回収用シリンダ3のチューブ30が
内筒31と外筒32の2重チューブに構成されている。
この場合、チューブ30には内筒31と外筒32の間に
全周に渡ってほぼ一定な幅の閉鎖空間としての隙間34
が形成されている。また、内筒31は熱伝導性の良い材
料から作られているが、外筒32は例えばグラスウー
ル、発泡材等の断熱材33を被覆して良好な断熱性が得
られるように形成されている。2重チューブの隙間34
には、供給部15からの空気が隙間34を循環してから
増圧用シリンダ2に供給されように空気の出入口が設け
られており、さらに隙間34はドレン排水弁35が接続
されている。なお、本実施例の他の構成は上記実施例と
概ね同様でであり、同一部材は同一符号を付している。
ダ2の作動室10と回収用シリンダ3の駆動室11が連
通されると、空気の膨張吸熱によって回収用シリンダ3
の駆動室11が冷されることを利用し、給気が隙間34
を通ることで冷却作用を受け、供給する空気中の水分を
凝縮分離することができる。すなわち、空々増圧器1に
ドライヤ機能を持たせることができる。さらに、給気を
冷却することで増圧用シリンダ2へ吸い込まれる空気の
密度を高め吐出空気量を増大される。なお、分離された
水分はドレン排水弁35に排水される。
回路図であって、本例も回収用シリンダ3のチューブ3
0が図3の実施例と同様に熱伝導性の良い内筒31と断
熱材33を被覆して断熱性の良い外筒32の2重チュー
ブであり、その間に隙間34が形成されている。この隙
間34には、圧縮された空気が循環して吐出されるよう
に出入口が設けられている。
気が隙間34を通って回収用シリンダ3の冷却作用を受
けてから出力部22に送られるので、圧縮された空気中
の水分を凝縮分離することができる。すなわち、空々増
圧器1にドライヤ機能を持たせることができる。
動で圧縮駆動に使用した空気を、シリンダの復動で再度
圧縮駆動に使用でき、消費エネルギーのロスを大幅に減
少することができる。
のピストンの受圧面積が増圧用シリンダのピストンの受
圧面積より大きく設定したので、両ピストンの面積差に
より圧縮駆動に加えられる回収用シリンダの圧縮方向へ
の駆動力が得られる。
の圧縮室側のカバーと回収用シリンダのカバーとが互い
に接合、もしくは一体に形成したので、駆動室の冷却に
よって圧縮室の圧縮空気を冷し、連続運転時の加熱によ
る吐出空気量が減少やピストンパッキンの摩耗を防止す
ることができる。
圧器の制御を1個の7ポート2位置切換弁で可能であ
り、複数の切換弁を組み合わせて回路を構成した場合と
比べて配管、配線作業及び保守が容易になり、占有面積
も小さくすることができる。
ライヤ機能を持たせることができ、さらに給気を冷却す
ることで増圧用シリンダへ吸い込まれる空気の密度を高
めて吐出空気量を増大することができる。
ライヤ機能を持たせることができ、しかも増圧器の出口
近くで冷却するので、後続機器へ高温の空気が流入する
ことを防止できる。
説明図である。
である。
図である。
路説明図である。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 互いに向い合うように配置され、かつピ
ストンロッドにそれぞれのピストンが直結された一対の
増圧用シリンダを有し、該増圧用シリンダは一方の増圧
用シリンダの圧縮室と作動室及び他方の増圧用シリンダ
の圧縮室とに圧縮空気を入れることにより、一方の増圧
用シリンダの圧縮室に入れた空気を増圧する往復式の空
々増圧器において、 前記ピストンロッドに直結されるピストンを備えたエネ
ルギー回収用シリンダを設け、該回収用シリンダの圧縮
方向へ駆動力を与える側の駆動室に、前回の前記増圧用
シリンダの作動室に入れた排気する空気が注入されるこ
とを特徴とする空々増圧器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の空々増圧器において、
前記回収用シリンダのピストンの受圧面積が前記増圧用
シリンダのピストンの受圧面積より大きく設定したこと
を特徴とする空々増圧器。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の空々増圧器に
おいて、前記ピストンロッドに直結されるピストンを備
えたエネルギー回収用シリンダを一対の増圧用シリンダ
の間に設け、該増圧用シリンダの圧縮室側のカバーと回
収用シリンダのカバーとが互いに接合、もしくは一体に
形成したことを特徴とする空々増圧器。 - 【請求項4】 請求項1ないし3の1つに記載の空々増
圧器において、前記増圧用シリンダへの給気切換動作及
び前記回収用シリンダへの流路切換動作を1つの7ポー
ト2位置切換弁で行うことを特徴とする空々増圧器。 - 【請求項5】 請求項1ないし4の1つに記載の空々増
圧器において、前記回収用シリンダの内チューブに隙間
を持って全周を覆う断熱性の高い外チューブを配し、内
チューブと外チューブの隙間を循環させた空気を前記増
圧用シリンダへ給気することを特徴とする空々増圧器。 - 【請求項6】 請求項1ないし4の1つに記載の空々増
圧器において、前記回収用シリンダの内チューブに隙間
を持って全周を覆う断熱性の高い外チューブを配し、前
記増圧用シリンダで圧縮した空気を内チューブと外チュ
ーブの隙間を循環させた吐出することを特徴とする空々
増圧器。
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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