JPS6325261Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、鉄道車両の床下に垂設されて使用さ
れ、ブレーキ機器・自動扉開閉機器等の空気圧機
器に圧縮空気を供給する大容量の圧縮空気源装置
に関する。

〔従来の技術〕

この種の従来の鉄道車両用圧縮空気源装置は、
特公昭53−40961号公報の第１頁第２コラム第９
行目〜第22行目、同公報の第２頁第３コラム第28
行目〜第４コラム第８行目において説明されると
共に、同公報の図面に圧縮機２、クーラ６、空気
溜７、調圧器１０として開示されている。なお、
前記クーラ６の底部には、特公昭46−30056号公
報第１図および第２図に示される自動ドレン弁２
２が付設されるのが一般的である。このクーラ６
および自動ドレン弁２２については、昭和52年７
月15日に（社団法人）日本機械学会から発行され
た「機械工学便覧（改訂第６版）」の第10編第２
章（2.2.5）「冷却方法、ドレン分離器」に説明が
ある。また、前記調圧器１０については、日本工
業規格（JIS）E4007−1976の第３頁(2)ブレーキ
部品の項において番号7102として説明がある。

これら公知技術にもとづいた従来装置を第１図
に示し以下に説明する。

第１図において、１は圧縮機、２はクーラ、３
は自動ドレン弁、４は空気溜、５は調圧器、８は
逆止弁であり、圧縮機１が駆動されて圧縮空気が
吐き出されると、この圧縮空気をクーラ２で冷却
した後空気溜４に蓄えるようになつている。クー
ラ２においては、圧縮空気が冷却された際、圧縮
空気中の湿気をドレンとして分離し、このドレン
はその底部に集められて自動ドレン弁３を経て排
出される。空気溜４の圧力が大気圧から所定の上
限値P₁（例えば８Kg／cm²）まで上昇すると、調圧
器５が上限値P₁を検知して作動し、圧縮機１に
信号を送つて圧縮空気の吐出を停止させる。空気
圧機器の作動により圧縮空気が消費されて空気溜
４の圧力が所定の下限値P₂（例えば７Kg／cm²）ま
で低下すると、調圧器５が作動して信号を送り圧
縮機１から圧縮空気を吐出させて圧力を上昇させ
る。このように調圧器５の作動によつて、圧縮空
気の吐出及び吐出停止が交互に行なわれて、空気
溜４の圧力は一定範囲すなわち前記上限値P₁と
下限値P₂の間に保持される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述のように圧縮機１からの圧縮空気は予めク
ーラ２にて冷却除湿されているが、クーラ２の冷
却性能の良いものでもその出口側の圧縮空気温度
は外気温度よりも約10℃〜20℃高い状態であり、
圧縮機１から圧縮空気が吐出されている時すなわ
ち空気溜４内の圧力が上限値P₁まで上昇する時、
空気溜４およびその下流側へ供給される空気は圧
縮作用を受けて相対湿度が上昇し、該内部空気よ
りも温度の低い外気によつて冷却されることによ
りドレンを発生する。

このため、上記従来装置は、圧縮空気の除湿が
充分ではなく、湿気の多く残つた圧縮空気を空気
圧機器へ供給し、該機器に腐食や凍結を生じると
いう問題点がある。

〔考案の技術的手段〕

そこで、本考案は、空気溜の上流側つまりクー
ラと空気溜との間で予め圧縮作用を受けるように
して、ここで一度バレンを発生させるものであつ
て、その技術的手段は、上記第１図の如き鉄道車
両用圧縮空気源装置において、 前記クーラと空気溜との間に空気パイロツト式
の圧力制御弁を配置し、該圧力制御弁は、クーラ
の出口側に接続された流入室と、空気溜に接続さ
れた送出室と、を備えると共に、該流入室の圧力
が前記空気溜圧力の上限値以上の設定値未満のと
き流入室と送出室とを遮断する第１位置と、前記
流入室の圧力が前記設定値以上のとき流入室と送
出室とを連通する第２位置と、を備えたことであ
る。

〔作用・効果〕

この技術的手段によれば、クーラ出口の圧縮空
気圧力が前記設定値に達するまで、圧縮空気の空
気溜への送出を第１位置にある圧力制御弁が遮断
し、ここで圧縮空気は圧縮作用を受けて相対湿度
が上昇して外気に冷却されることによりドレンを
発生し、このドレンは自動ドレン弁より排出され
ることになる。従つて、圧力制御弁が第１位置に
あつて閉じているときに湿気が除去された空気
は、その圧力が前記設定値以上になつて開いた第
２位置にある圧力制御弁を経て空気溜へ供給さ
れ、この供給空気は前記設定値が空気溜圧力の下
限値よりも大きいため膨張作用を受けてさらに相
対湿度が低下し、空気溜およびその下流側でのド
レン発生が減少する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第２図〜第４図にもと
づいて説明する。

第２図に示すのはこの考案の一実施例であり、
第２図において、圧縮機１、クーラ２、自動ドレ
ン弁３、空気溜４、調圧器５、逆止弁８は第１図
に示す従来のものと同様のものである。

クーラ２にはドレンをためておく室２１があつ
て、その下部に自動ドレン弁３が取り付けられて
いる。この自動ドレン弁３にはピストン３２が摺
動自在に嵌入しており、その上方には弁３３があ
つて、ピストン３２の上端面が当接可能になつて
いる。ピストン３２はその下側の室３１に圧縮空
気が供給されると、上方に移動して弁３３を弁座
から持ち上げ、室２１と通路３４を接続して、室
２１のドレンを排出する。

空気溜４に接続している調圧器５は、空気溜４
の圧力を検出して作動し、圧縮機１及び電磁弁６
に信号を送る。すなわち空気溜４の圧力が上昇し
て所定の上限値P₁になると、信号を送り圧縮機
１からの圧縮空気の吐出を停止させるとともに、
電磁弁６を切換えて管路１４と管路１５を接続さ
せ、また圧力が低下して所定の下限値P₂になる
と、信号を送り圧縮機１から圧縮空気を吐出させ
るとともに、電磁弁６を切換えて管路１４を閉鎖
し、管路１５を排出口６１に接続して該管路１５
の空気を排出させる。

管路１２を介してクーラ２と接続している空気
パイロツト式の圧力制御弁７は、本体７０内に弁
７１が摺動自在に嵌入しており、この弁７１はば
ね７４の弾力によつて、シール面７２ａに対向す
る本体部分に設けた弁座７５に着座している。弁
７１の前面７２とその前方（図の下方）の本体部
分との間に流入室７６が形成され、弁７１の後面
７３とその後方（図の上方）の本体部分との間に
圧力室７８が形成され、流入室７６と圧力室７８
は、弁７１に穿設した連絡路７７によつて接続し
ている。弁７１の側方に形成されている送出室７
９は弁７１が弁座７５から離れると流入室７６に
接続する。この送出室７９は逆止弁８を介して空
気溜４に接続している。

この圧力制御弁７は、圧縮空気がクーラ２から
流入室７６に流入すると連絡路７７を通つて圧力
室７８にも流入し、流入室７６の圧縮空気は弁７
１を後方に押圧し、圧力室７９の圧縮空気は弁７
１を前方に押圧する。流入室７６の圧力が低いと
きは弁７１が閉じている（図示の第１位置にあ
る）が、圧力が上昇して空気溜４圧力の上限値
P₁以上の設定値P₃（例えば９Kg／cm²）以上になる
と、流入室７６の圧縮空気が弁７１を後方に押圧
する力が、圧力室７８の圧縮空気が弁７１を前方
に押圧する力とばね７４の弾力との和より大きく
なつて、弁７１が弁座７５から離れて流入室７６
と送出室７９とを接続する（第２位置に切換わ
る）ように設定されている。また、弁７１の前面
７２の流入室７６に臨む部分の面積と、弁７１の
後面７３の圧力室７８に臨む部分の面積とをほぼ
同じにしているので、ばね７４が小さい。従つて
圧力制御弁７は小型になつている。

次にこの実施例の作動について記述する。

圧縮機１が駆動されて圧縮空気が管路１１を経
てクーラ２に流入すると、圧縮空気は冷却、除湿
されて圧力制御弁７に送られる。このとき、クー
ラ２において分離したドレンは室２１に集められ
る。

圧力制御弁７に流入する圧縮空気は流入室７６
及び圧力室７８に流入し、圧力が低いときには弁
７１は閉じている（図示の第１位置にある）が、
流入室７６及び圧力室７８の圧縮空気の圧力が前
記設定値P₃に達すると（ことのき、圧縮機１か
ら吐出される圧縮空気及びクーラ２の圧縮空気の
圧力も設定値P₃になつている）、弁７１が開いて
流入室７６と送出室７９が接続し（第２位置に切
換わり）、圧縮空気が流入室７６から送出室７９、
逆止弁８、管路１３を経て空気溜４に送られる。

空気溜４の圧力が上限値P₁になると、調圧器
５が作動して圧縮機１及び電磁弁６に信号を送
り、圧縮機１から圧縮空気の吐出を停止させると
ともに、電磁弁６を切換えて管路１４と管路１５
を接続し、空気溜４の圧縮空気を管路１４、電磁
弁６及び管路１５を経て、自動ドレン弁３の室３
１に供給させる。従つて、ピストン３２が上方に
移動し、弁３３が持ち上げられて室２１にたまつ
ているドレンを通路３４を経て排出する。また、
圧縮機１から圧縮空気の吐出が停止され、圧力制
御弁７の流入室７６の圧力が低下すると、弁７１
は弁座７５に着座して流入室７６と送出室７９と
の間を遮断する。

空気溜４の圧縮空気が空気圧機器にて消費され
て圧力が低下し、下限値P₂になると調圧器５が
作動して圧縮機１及び電磁弁６に信号を送り、圧
縮機１から再び圧縮空気を吐出させるとともに、
電磁弁６を切換えて管路１４と管路１５の接続を
遮断し、管路１５を電磁弁６の排出口６１に接続
する。従つて、自動ドレン弁３の室３１の圧縮空
気が排出されてピストン３２が下降し、弁３３が
着座し、室２１と通路３４の接続を遮断する。

圧縮空気が吐出されて圧力制御弁７の流入室７
６の圧力が設定値P₃になると、弁７１が開いて
圧縮空気が送出室７９を経て空気溜４に供給され
る。空気溜４の圧力が上昇して上限値P₁になる
と、調圧器５が作動して信号を送り、圧縮機１か
ら圧縮空気の吐出を停止させるとともに、電磁弁
６を切換えて、クーラ２の室２１からドレンを排
出する。

このように調圧器５が空気溜４の圧力を検知し
て作動し、圧縮機１及び電磁弁６を制御し、空気
溜４の圧力を一定範囲すなわち上限値P₁と下限
値P₂の間に保持する。

上記の如く、この実施例は、圧力制御弁７の流
入室７６に流入する圧縮空気の圧力が設定値P₃
より低いときは弁７１を開くことがないので、圧
力が設定値P₃以上になつて圧力制御弁７から送
出される圧縮空気は、空気溜４及びその下流側で
圧力が上昇することはなく、圧力上昇によるドレ
ンの発生は防止される。従つて、空気溜４または
その下流にドレン排出弁を設けなくてもよい。

また、圧力制御弁７は、圧力室７８の圧縮空気
が弁７１に加えている力を、流入室７６の圧縮空
気が弁７１に加えている力と対抗させたので、ば
ね７４が小さくなり、従つて圧力制御弁７が小型
になり、且つ弁７２を弁座７５に着座させる力が
過大にならず、弁７１及び弁座７５のシール面に
ゴムを用いているものでもゴム面を損傷すること
がないので経済的である。

第３図に示すのは、この考案の他の実施例で、
第２図に示す実施例とは空気パイロツト式の圧力
制御弁の構成が異なつている。

この実施例の圧力制御弁９は、本体９０に弁９
１及びパイロツト弁９２が摺動自在に嵌合し、前
側（図の下側）に配置されている弁９１はばね９
３ａによつて、シール面９１ａに対向する本体部
分に設けた弁座９４ａに着座し、後側（図の上
側）に配置されているパイロツト弁９２は、ばね
９３ｂによつて、該弁９２のシール面９２ａに対
向する本体部分に設けた弁座９４ｂに着座してい
る。弁９１の前面９１ｂとその前方の本体部分と
の間に流入室９５が設けられ、弁９１の後面９１
ｃとその後方の本体部分との間に圧力室９６が設
けられており、流入室９５と圧力室９６は小径の
連絡路９７によつて接続し、該連絡路９７には逆
止弁９８が設けられている。なお、弁９１の側方
には送出室９９が設けられている。

この圧力制御弁９は、圧力室９６の圧力が上昇
して設定値P₃になると、パイロツト弁９２が開
くようにばね９３ｂの弾力が設定されている。圧
縮空気が流入室９５に供給されると、連絡路９
７、逆止弁９８を経て圧力室９６にも供給され
る。流入室９５及び圧力室９６の圧力が低いとき
には、弁９１及びパイロツト弁９２は閉じている
（図示の第１位置にある）が、圧力が上昇して設
定値P₃になると、パイロツト弁９２が開いて圧
力室９６の圧縮空気が送出室９９を経て空気溜４
に流入し、圧力室９６の圧力が低下して圧力室９
６と流入室９５の間に差圧を生じる。従つて弁９
１は流入室９５の圧力によつて弁座９４ａから押
し上げられて流入室９５と送出室９９が接続し
（第２位置に切換わり）、流入室９５の圧縮空気は
送出室９９を経て空気溜４に流入する。

上記の如く、圧力制御弁９は流入室９５の圧力
が設定値P₃より低いときは弁９１が閉じている
ので、この実施例でも第２図に示す実施例と同様
に、圧力制御弁９に供給される圧縮空気の圧力が
上昇して設定値P₃以上になつて、圧力制御弁９
を開いて空気溜４側に送り出される圧縮空気は、
さらに圧力が上昇することはなく、空気溜４及び
その下流側における圧力上昇がなくドレンの発生
は防止され、空気溜４にドレン排出弁を設けなく
ても良い。

また、圧力制御弁９は、圧力室９６の圧縮空気
が弁９１の後面９１ｃを押圧する力を、流入室９
５の圧縮空気が弁９１の前面９１ｂを押圧する力
に対抗させ、且つ弁９１の前面９１ｂの流入室９
５に臨む部分の面積と、弁９１の後面９１ｃの圧
力室９６に臨む部分の面積とをほぼ同じにしたの
でばね９３ａが小さくなる。従つて、圧力制御弁
９は小型になり、弁９１及び弁座９４ａのシール
面を損傷することがないので経済的である。

第４図は第３図の圧力制御弁９をさらに具体化
した断面図であり、第３図と同符号を付してその
説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の鉄道車両用圧縮空気源装置の説
明図、第２図はその考案の一実施例の概略図、第
３図はこの考案の他の実施例の概略図、第４図は
この考案における圧力制御弁の別の実施例の断面
図である。 １……圧縮機、２……クーラ、３……自動ドレ
ン弁、４……空気溜、５……調圧器、７，９……
圧力制御弁、７６，９５……流入室、７９，９９
……送出室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 圧縮機と、該圧縮機の吐出側にその入口側が接
   続され圧縮機から吐出される圧縮空気を冷却する
   クーラと、該クーラの底部に設けられクーラ内で
   発生したドレンを排出する自動ドレン弁と、前記
   クーラの出口側に接続されると共に空気圧機器が
   接続された空気溜と、該空気溜に設けられ空気溜
   内の圧力を所定の下限値と上限値との間に保つよ
   うに前記圧縮機を駆動、停止させる調圧器と、を
   備え、鉄道車両の空気圧機器に圧縮空気を供給す
   る圧縮空気源装置において、 前記クーラと空気溜との間に空気パイロツト式
   の圧力制御弁を配置し、該圧力制御弁は、クーラ
   の出口側に接続された流入室と、空気溜に接続さ
   れた送出室と、を備えると共に、該流入室の圧力
   が前記空気溜圧力の上限値以上の設定値未満のと
   き流入室と送出室とを遮断する第１位置と、前記
   流入室の圧力が前記設定値以上のとき流入室と送
   出室とを連通する第２位置と、を備えたことを特
   徴とする鉄道車両用圧縮空気源装置。