JPH10110684A - モータコンプレッサの再起動時間短縮装置 - Google Patents

モータコンプレッサの再起動時間短縮装置

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JPH10110684A
JPH10110684A JP26620096A JP26620096A JPH10110684A JP H10110684 A JPH10110684 A JP H10110684A JP 26620096 A JP26620096 A JP 26620096A JP 26620096 A JP26620096 A JP 26620096A JP H10110684 A JPH10110684 A JP H10110684A
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勢 昇 蝶
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のモータコンプレッサにおいては、運転
停止状態から再起動をさせる場合に、エアクリーナから
の吸気口より直ちに空気を吸入することができず、バイ
パス回路を介して空気の吸入を行っていたため、再起動
にかなりの長時間を要していた。 【解決手段】 オイルチャンバ12とシリンダ室23b
内の室23cを接続するC配管27の途中に、電磁ソレ
ノイド33により作動する三方電磁弁32を設け、その
一方の出口をE配管29に接続する構成とし、さらにモ
ータコンプレッサの再起動時においてモータ11の結線
がスター結線からデルタ結線に変化した瞬間に電磁ソレ
ノイド33が作動するような回路を設けたので、逆止弁
34とサービスバルブ35の間に滞留している圧縮空気
の作用により吸気閉鎖弁17が移動可能な状態となり、
吸気口16からの迅速な空気の吸入が可能となるため、
モータコンプレッサの再起動時間の短縮を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相誘導電動機
(以下「モータ」と称する。)により駆動される自動起
動停止装置付きコンプレッサ(以下「モータコンプレッ
サ」と称する。)に係り、特に運転停止状態のモータコ
ンプレッサを再起動させ負荷運転状態に移行する際の再
起動時間の短縮を図る装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】商用電源が使用できる場所で圧縮空気が
必要とされる場面においては、一般にモータコンプレッ
サが用いられる。そこでまず、かかるモータコンプレッ
サの一般的な構成を、図4に基づいて説明する。なお、
左方・右方という用語を用いた場合には、それぞれ図面
における左側・右側を示すものとする。モータコンプレ
ッサの一般的な構成は、圧縮機本体10、圧縮機本体1
0を駆動するモータ11、圧縮空気の貯蔵及び油の分離
・貯蔵をするオイルチャンバ12よりなっており、オイ
ルチャンバ12の先には、圧縮空気の逆流を阻止する逆
止弁34と負荷40への圧縮空気の供給量を調整するサ
ービスバルブ35を介して負荷40が接続されている。
また、オイルチャンバ12には、アンロード時に開くよ
うに作動してオイルチャンバ12内の圧縮空気を抜くた
めの電磁弁41が接続されている。圧縮機本体10への
空気の供給は吸気管18により行われ、その空気の量
は、以下に説明する空気吸入量調節機構で調節される。
【0003】この空気吸入量調節機構は、エアクリーナ
15からの吸気口16を開閉して空気吸入量を調節する
吸気閉鎖弁17、吸気閉鎖弁17に対向する第1のピス
トンたるピストン21a、吸気閉鎖弁17とピストン2
1aを接続しそれぞれを遠ざける方向に付勢力を与える
第1の弾性体たるバネ22a、ピストン21aを支える
ダイヤフラム24、ダイヤフラム24の反吸気閉鎖弁側
の空間たる室23a、ピストン21aに対向する第2の
ピストンたるピストン21b、ピストン21bに左方へ
の付勢力を与える第2の弾性体たるバネ22b、ピスト
ン21bが内挿されるシリンダ室23b、ピストン21
bで二分されるシリンダ室23bのうちピストン21a
側の空間たる室23c及びその反対側の空間たる室23
d、及び、エアクリーナ15と室23dを接続するB1
配管25、室23dと吸気管18を接続するB2配管2
6、オイルチャンバ12と室23cを接続するC配管2
7、オイルチャンバ12と室23aを接続するD配管2
8とその途中に設けられる圧力調整弁31、により構成
される。
【0004】以上に説明した構成を有する従来の自動起
動停止装置付きモータコンプレッサの運転の状態を、図
4に基づいて説明する。第1に、運転停止状態について
説明を行う。 (1) 負荷40により圧縮空気が必要とされなくなっ
た場合には、サービスバルブ35を閉鎖して負荷40へ
の圧縮空気の供給を停止する。ここでアンロード時に作
動する電磁弁41を開いてオイルチャンバ12内の圧縮
空気を抜くことにより、モータコンプレッサは無負荷状
態(アンロード状態)になる。負荷40への供給が停止
された圧縮空気は、逆止弁34によりオイルチャンバ1
2内への逆流が阻止されるため、逆止弁34とサービス
バルブ35の間に滞留し、従ってその間が高圧に保持さ
れる。 (2) このような無負荷状態(アンロード状態)が長
時間続くと、図示しないタイマーの作動によりモータ1
1及び圧縮機本体10が自動的に停止し、モータコンプ
レッサは運転停止状態になる。すると、オイルチャンバ
12内の圧力が無負荷状態(アンロード状態)よりも低
下し、同時にシリンダ室23b内の室23c内の圧力も
低下するため、バネ22bの付勢力によりピストン21
bが左方に移動し、ピストン21bとピストン21aが
接触し、バネ22aが縮められ、ピストン21aと吸気
閉鎖弁17が接触し、吸気閉鎖弁17がエアクリーナ1
5からの吸気口16を閉鎖する。
【0005】第2に、運転停止状態から再起動させ、負
荷運転状態に至るまでの説明を行う。 (1) 前記モータコンプレッサの運転停止状態におい
ては、吸気口16が吸気閉鎖弁17により閉鎖されてい
るため、吸気口16から空気を吸入し、吸気管18内に
空気を供給することができない。従って、この状態から
モータコンプレッサを再起動させる場合には、バイパス
回路たるB1配管25及びB2配管26を介して徐々に
空気を吸い込んで吸気管18内に空気を供給し、圧縮機
本体10において空気の圧縮を行う行程をたどる。 (2) 圧縮機本体10により圧縮された圧縮空気によ
りオイルチャンバ12内の圧力が上昇すると、C配管2
7を介して室23cに圧縮空気が送り込まれ、室23c
内の圧力が上昇する。すると、ピストン21bがバネ2
2bの付勢力に抗して右方に移動し、それに伴い、ピス
トン21bの作用により左方に移動した状態にあったピ
ストン21aと吸気口16を閉鎖していた吸気閉鎖弁1
7が右方に移動可能な状態になるため、吸気口16から
の大量の空気の吸入が可能になって、吸気管18内に大
量の空気が供給され、圧縮機本体10で圧縮された空気
によりオイルチャンバ12内の圧力がさらに上昇し、負
荷運転状態になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のモ
ータコンプレッサを運転停止状態から再起動させ、負荷
運転状態にする場合にあっては、吸気閉鎖弁17により
吸気口16が閉鎖されており、吸気口16からの空気の
吸入ができなかったため、バイパス回路たるB1配管2
5及びB2配管26を介して徐々に空気を吸い込む工程
をたどっていた。このため、負荷運転状態になるまでに
ある程度の時間、具体的には約30秒から40秒を要
し、急な作業が要請される場合においてはかなりの長時
間に感じられるため、作業者によってはストレスを感じ
る問題があった。従って、モータコンプレッサの再起動
時間の短縮が望まれるところであり、かかる課題を解決
するには、モータコンプレッサの再起動時において、吸
気口16を閉鎖している吸気閉鎖弁17を短時間で移動
可能な状態とし、吸気口16を開放するような手段を設
けることが適切である。また。そのような手段を設ける
に際しては、既存の構成部材を利用しつつ、なるべく簡
便な構成とするのが望ましい。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
課題を解決すべくなされたものであり、エアクリーナか
らの吸気口を開閉する吸気閉鎖弁、吸気閉鎖弁に対向す
る第1のピストン、吸気閉鎖弁と第1のピストンを接続
し付勢力を与える第1の弾性体、第1のピストンを支え
るダイヤフラム、ダイヤフラムの反吸気閉鎖弁側の空間
たる室23a、第1のピストンに対向する第2のピスト
ン、第2のピストンに付勢力を与える第2の弾性体、第
2のピストンが内挿されるシリンダ室23b、第2のピ
ストンで二分されるシリンダ室23bのうち第1のピス
トン側の空間たる室23c及びその反対側の空間たる室
23d、及び、エアクリーナと室23dを接続する配
管、室23dと吸気管を接続する配管、オイルチャンバ
と室23cを接続する配管、オイルチャンバと室23a
を接続する配管とその途中に設けられる圧力調整弁より
なる空気吸入量調整機構を有し、オイルチャンバと負荷
の間に逆止弁及びサービスバルブを備えるモータコンプ
レッサにおいて、オイルチャンバと室23cを接続する
配管の途中に、電磁ソレノイドにより作動する三方電磁
弁を設け、三方電磁弁の出口の一方を、逆止弁とサービ
スバルブの間に接続される配管に接続し、モータコンプ
レッサの再起動時に、モータの結線がスター結線からデ
ルタ結線に変化した瞬間に電磁ソレノイドが作動し、逆
止弁とサービスバルブの間に接続される配管と室23c
とが連通するように三方電磁弁が開くように作動する回
路を有することを特徴とする、モータコンプレッサの再
起動時間短縮装置を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るモータコンプ
レッサの再起動時間短縮装置の実施の形態について、図
1ないし図3に基づいて説明を行う。ここに、図1は、
本発明に係るモータコンプレッサの再起動時間短縮装置
を備えるモータコンプレッサの運転停止状態を示す概念
図であり、図2は本発明に係るモータコンプレッサの再
起動時間短縮装置を備えるモータコンプレッサの再起動
後の負荷運転状態を示す概念図であり、図3は電磁ソレ
ノイドの作動回路を示す図である。なお、以下の説明に
おいて、従来のモータコンプレッサと同様の部分につい
ては、同一の符号を用いるものとする。
【0009】まず、本発明に係るモータコンプレッサの
再起動時間短縮装置の構成について説明を行う。本発明
に係るモータコンプレッサ再起動時間短縮装置の基本的
な構成は、従来のモータコンプレッサの構成と同様であ
り、圧縮機本体10、圧縮機本体10を駆動するモータ
11、圧縮空気の貯蔵及び油の分離・貯蔵をするオイル
チャンバ12よりなっており、オイルチャンバ12の先
には、圧縮空気の逆流を阻止する逆止弁34と負荷40
への圧縮空気の供給量を調整するサービスバルブ35を
介して負荷40が接続されている。また、オイルチャン
バ12には、アンロード時に開くように作動してオイル
チャンバ12内の圧縮空気を抜くための電磁弁41が接
続されている。圧縮機本体10への空気の供給は吸気管
18により行われ、その空気の量は、空気吸入量調節機
構で調節される。
【0010】この空気吸入量調節機構は、エアクリーナ
15からの吸気口16を開閉して空気吸入量を調節する
吸気閉鎖弁17、吸気閉鎖弁17に対向する第1のピス
トンたるピストン21a、吸気閉鎖弁17とピストン2
1aを接続しそれぞれを遠ざける方向に付勢力を与える
第1の弾性体たるバネ22a、ピストン21aを支える
ダイヤフラム24、ダイヤフラム24の反吸気閉鎖弁側
の空間たる室23a、ピストン21aに対向する第2の
ピストンたるピストン21b、ピストン21bに左方へ
の付勢力を与える第2の弾性体たるバネ22b、ピスト
ン21bが内挿されるシリンダ室23b、ピストン21
bで二分されるシリンダ室23bのうちピストン21a
側の空間たる室23c及びその反対側の空間たる室23
d、及び、エアクリーナ15と室23dを接続するB1
配管25、室23dと吸気管18を接続するB2配管2
6、オイルチャンバ12と室23cを接続するC配管2
7、オイルチャンバ12と室23aを接続するD配管2
8とその途中に設けられる圧力調整弁31、により構成
され、従来のモータコンプレッサと同様である。
【0011】本発明に係るモータコンプレッサの再起動
時間短縮装置は、これらの構成を有するモータコンプレ
ッサにおいて、オイルチャンバ12とシリンダ室23b
内の室23cを接続するC配管27の途中に、電磁ソレ
ノイド33により作動する三方電磁弁32を設け、三方
電磁弁32の出口の一方を、逆止弁34とサービスバル
ブ35の間に接続されるE配管29に接続したことを特
徴とするものである。
【0012】この三方電磁弁32は、運転停止状態及び
負荷運転状態においては、オイルチャンバ12と室23
cとをC配管27を介して連通するように開いている
が、モータコンプレッサの再起動時においては、以下に
述べる電磁ソレノイド33の作動により、E配管29と
室23cとを連通するように開き、逆止弁34とサービ
スバルブ35の間に滞留している圧縮空気を、E配管2
9及びC配管27を介して室23cに送り込むように構
成される。
【0013】また、電磁ソレノイド33は、モータコン
プレッサの再起動時において、モータ11の結線がスタ
ー結線からデルタ結線に変化した瞬間に、E配管29と
室23cが連通するように三方電磁弁32を作動するも
のである。この電磁ソレノイド33は、図3に示す回路
によって作動するものである。ここに、図3は電磁ソレ
ノイドの作動回路を示す図であり、特にモータコンプレ
ッサの運転停止状態における当該回路の状態を示す図で
ある。以下、図3に基づいて、その回路構成についての
説明を行う。
【0014】モータ(M)11は三相誘導電動機であ
り、後述する電磁接触器等の作動により、始動時におい
ては始動のための高トルクが得られるようにスター結線
され、始動後一定時間が経過した後に回転トルクが少な
くてすむデルタ結線に移行するように作動する、スター
・デルタ始動器60が設けられている。この回路には、
安全装置としての漏電遮断機(ELB)51・ヒューズ
(f)54、変圧のためのトランス(Tr)52、三相
交流を直流に変換する整流器(Re)53がそれぞれ設
けられる。また、スター・デルタ始動器60の作動を行
う素子として、タイマー(T)56、スター電磁接触器
(MCS)57、デルタ電磁接触器(MCD)58、M
gリレー59が設けられ、それぞれに対応してa接点及
びb接点が設けられる。ここに、a接点とは、対応する
電磁接触器等に電圧が印加された場合に閉じる接点であ
り、b接点とは、対応する電磁接触器等に電圧が印加さ
れた場合に開く接点である。
【0015】図1及び図2に示すE配管29は、三方電
磁弁32の一方の出口と、逆止弁34とサービスバルブ
35の間とを接続する配管であり、モータコンプレッサ
の運転停止状態において逆止弁34とサービスバルブ3
5の間に滞留している圧縮空気を、三方電磁弁32及び
C配管27を介して室23cに供給する役割を担うもの
である。即ち、本発明に係るモータコンプレッサの再起
動時間短縮装置にあっては、モータコンプレッサの再起
動時において、吸気閉鎖弁17を移動可能な状態とし、
吸気口16を開放して大量の空気の吸い込みを可能とす
ることにより所期の目的を達成せんとするものである
が、その吸気閉鎖弁17に吸気口16を閉鎖する作用を
なさしめているピストン21bを、バネ22bの付勢力
に抗して右方に移動させるための圧力として、逆止弁3
4とサービスバルブ35の間に滞留している圧縮空気を
利用する構成とした点が特徴である。
【0016】以上に説明した構成を有する、本発明に係
るモータコンプレッサの再起動時間短縮装置の作用につ
いて説明を行う。 (1) モータコンプレッサの運転停止状態にあって
は、図1に示すような状態にある。即ち、サービスバル
ブ35が閉じられ、負荷40に圧縮空気が供給されてい
ない状態であり、逆止弁34とサービスバルブ35の間
には圧縮空気が滞留しており、高圧になっている。その
一方、モータ11及び圧縮機本体10は停止している状
態であるため、オイルチャンバ12内の圧力はアンロー
ド時よりも低下した状態である。従って、C配管27及
び三方電磁弁32を介してオイルチャンバ12と連通す
る室23c内も低圧であるため、バネ22bの付勢力に
よりピストン21bが左方に移動し、ピストン21bと
ピストン21aが接触し、バネ22aが縮められ、ピス
トン21aと吸気閉鎖弁17が接触し、吸気閉鎖弁17
が吸気口16を閉鎖している状態にある。
【0017】(2) かかるモータコンプレッサの運転
停止状態から、モータコンプレッサを再起動させる場合
を、図3に基づいて説明する。モータコンプレッサを再
起動させるべく、図示しない負荷検出器からの負荷検出
信号により作動するスイッチ55がONされると、スタ
ー電磁接触器(MCS)57に電圧が印加され、それに
対応するスター・デルタ始動器60のa接点(mcs)
57aが閉じて、モータ(M)11がスター結線され
る。同時にb接点(mcs)57bが開く。また、同時
にタイマー(T)56が時間のカウントを開始する。こ
のタイマー(T)56は、スター結線の後直ちにデルタ
結線に移行する場合の危険性を考慮して、カウント開始
から4秒後に作動を行うようにセットされる。なお、こ
れらの各素子の作動は電気的に行われるものであるた
め、すべて瞬間的に行われる。
【0018】(3) タイマー(T)56がカウントを
開始してから4秒が経過すると、それに対応するb接点
(t)56bが開いてスター電磁接触器(MCS)57
の電圧がOFFになり、a接点(t)56aが閉じてデ
ルタ電磁接触器(MCD)58に電圧が印加される。デ
ルタ電磁接触器(MCD)58に電圧が印加されると、
それに対応するスター・デルタ始動器60のa接点(m
cd)58aが閉じて、モータ(M)11がデルタ結線
される。同時にb接点(mcd)58bが開く。また、
同時に他のa接点(mcd)58aも閉じて、Mgリレ
ー59に電圧が印加され、それに対応するa接点(m
g)59aが閉じて、電磁ソレノイド(SOL)33が
作動する。なお、これらの作動もすべて瞬間的に行われ
るため、スイッチ55がONされてから、モータ(M)
11の結線がスター結線からデルタ結線に変わり、電磁
ソレノイド(SOL)33が作動するまでの時間は約4
秒である。
【0019】(4) 電磁ソレノイド33が作動した後
の状態を、図2に基づいて説明する。電磁ソレノイド3
3が作動すると、それに接続される三方電磁弁32がE
配管29と室23cを連通するように開き、逆止弁34
とサービスバルブ35の間に滞留している圧縮空気が、
E配管29・三方電磁弁32・C配管27を介して室2
3cに送り込まれる。すると、室23c内の圧力が高ま
るため、ピストン21bがバネ22bの付勢力に抗して
右方に移動し、吸気閉鎖弁17を吸気口16に押し付け
ていた強制力がなくなるため、吸気口16が開放され
る。これにより、バイパス経路たるB1配管25及びB
2配管26を介することなく、吸気口16から吸気管1
8内への直接的な吸気が可能となるため、圧縮機本体1
0に大量の空気が供給されてオイルチャンバ12内の圧
力上昇が早くなり、従って再起動時間が短縮される。具
体的には、スイッチ55がONされてから負荷運転状態
になるまでのモータコンプレッサの再起動時間が約8秒
になる。これは従来における再起動時間である約30秒
から40秒を大幅に短縮するものである。
【0020】
【発明の効果】本発明に係るモータコンプレッサの再起
動時間短縮装置は、従来のモータコンプレッサにおける
オイルチャンバとシリンダ室23b内の室23cを接続
する配管の途中に、電磁ソレノイドにより作動する三方
電磁弁を設け、モータコンプレッサの再起動時におい
て、逆止弁とサービスバルブの間に滞留している圧縮空
気を強制的に室23cに送り込み、吸気閉鎖弁を移動可
能な状態として、吸気口を開放するような構成を備える
こととしたので、以下の効果を奏するものである。 (1) 吸気口からの迅速な空気の吸い込みが可能とな
るため、運転停止状態から負荷運転状態に比較的短時間
で達することができ、従来のモータコンプレッサに比べ
て、再起動時間の短縮を図ることができる。具体的に
は、従来のモータコンプレッサの再起動時間が約30秒
から40秒であったのに対し、本発明によれば当該再起
動時間が約8秒になるため、その効果は甚大である。 (2) 従来のモータコンプレッサに、電磁ソレノイド
により作動する三方電磁弁及び一本の配管を追加するだ
けで良く、逆止弁とサービスバルブの間に滞留している
圧縮空気を利用することとしたため、比較的簡便な構成
で上記(1)の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るモータコンプレッサの再起動時間
短縮装置を備えるモータコンプレッサの運転停止状態を
示す概念図である。
【図2】本発明に係るモータコンプレッサの再起動時間
短縮装置を備えるモータコンプレッサの再起動後の負荷
運転状態を示す概念図である。
【図3】電磁ソレノイドの作動回路を示す図である。
【図4】従来のモータコンプレッサを示す概念図であ
る。
【符号の説明】
10 圧縮機本体 11 モータ(M) 12 オイルチャンバ 15 エアクリーナ 16 吸気口 17 吸気閉鎖弁 18 吸気管 21a ピストン(第1のピストン) 21b ピストン(第2のピストン) 22a バネ(第1の弾性体) 22b バネ(第2の弾性体) 23a 室 23b シリンダ室 23c 室 23d 室 24 ダイヤフラム 25 B1配管 26 B2配管 27 C配管 28 D配管 29 E配管 31 圧力調整弁 32 三方電磁弁 33 電磁ソレノイド(SOL) 34 逆止弁 35 サービスバルブ 40 負荷 41 電磁弁 51 漏電遮断機(ELB) 52 トランス(Tr) 53 整流器(Re) 54 ヒューズ(f) 55 スイッチ 56 タイマー(T) 56a a接点(t) 56b b接点(t) 57 スター電磁接触器(MCS) 57a a接点(mcs) 57b b接点(mcs) 58 デルタ電磁接触器(MCD) 58a a接点(mcd) 58b b接点(mcd) 59 Mgリレー 59a a接点(mg) 60 スター・デルタ始動器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エアクリーナからの吸気口を開閉する吸
    気閉鎖弁、吸気閉鎖弁に対向する第1のピストン、吸気
    閉鎖弁と第1のピストンを接続し付勢力を与える第1の
    弾性体、第1のピストンを支えるダイヤフラム、ダイヤ
    フラムの反吸気閉鎖弁側の空間たる室(23a)、第1
    のピストンに対向する第2のピストン、第2のピストン
    に付勢力を与える第2の弾性体、第2のピストンが内挿
    されるシリンダ室(23b)、第2のピストンで二分さ
    れるシリンダ室(23b)のうち第1のピストン側の空
    間たる室(23c)及びその反対側の空間たる室(23
    d)、及び、エアクリーナと室(23d)を接続する配
    管、室(23d)と吸気管を接続する配管、オイルチャ
    ンバと室(23c)を接続する配管、オイルチャンバと
    室(23a)を接続する配管とその途中に設けられる圧
    力調整弁よりなる空気吸入量調整機構を有し、オイルチ
    ャンバと負荷の間に逆止弁及びサービスバルブを備える
    モータコンプレッサにおいて、 オイルチャンバと室(23c)を接続する配管の途中
    に、電磁ソレノイドにより作動する三方電磁弁を設け、
    三方電磁弁の出口の一方を、逆止弁とサービスバルブの
    間に接続される配管に接続し、 モータコンプレッサの再起動時に、モータの結線がスタ
    ー結線からデルタ結線に変化した瞬間に電磁ソレノイド
    が作動し、逆止弁とサービスバルブの間に接続される配
    管と室(23c)とが連通するように三方電磁弁が開く
    ように作動する回路を有することを特徴とする、モータ
    コンプレッサの再起動時間短縮装置。
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