JPS632623Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、起動時に低圧側圧縮機と高圧側圧縮
機との間に介装した中間パイプを予熱し、高圧側
圧縮機からクランク室内にドレンが侵入するのを
防止し得るようにした多段空気圧縮機に関するも
のである。

低圧側圧縮機と高圧側圧縮機とを有する多段空
気圧縮機にあつては、低圧側圧縮機で空気を圧縮
し、この圧縮空気を中間パイプを介して高圧側圧
縮機に送り、該高圧側圧縮機でさらに圧縮するよ
うに構成されている。ここで、中間パイプが冷却
された状態にあると、低圧側圧縮機から流出した
圧縮空気が該中間パイプ内で冷却されて飽和蒸気
圧が低下し、ドレンを生成させることになる。そ
して、このようにドレンを含んだ圧縮空気が直接
高圧側圧縮機のシリンダ内に流入すると、このド
レンが該シリンダの内壁とピストンとの間の隙間
を介してクランク室内に侵入し、該クランク室内
の潤滑油を白濁させてしまうことになる。

このような事態が生じるのを防止するために、
低圧側圧縮機のシリンダヘツドにソレノイドと、
該ソレノイドにより作動せしめられて低圧側圧縮
機の吸込口の開口面積を絞る絞り部材とを有する
吸込絞り機構を配設するように構成したものが従
来から知られている。そして、空気圧縮機の起動
時等中間パイプが冷却された状態にあるときには
吸込絞り機構を作動させることによつて吸込空気
量を制限し、ドレンが発生するおそれのない低圧
圧縮運転を行ない、その際に生じる圧縮熱によつ
て中間パイプを予め加温し、定格の高圧圧縮運転
を行なつても圧縮空気が中間パイプ中でドレンが
発生するおそれがない程度にまで加温されたとき
に吸込絞り機構を解除し、低圧側圧縮機の吸込口
からの吸込み空気量を増大させ、高圧圧縮運転を
行なわせることができるように構成されている。
そして、中間パイプが所定の温度にまで加温され
たことを検出するために、中間パイプまたは高圧
側圧縮機のシリンダヘツドに温度スイツチを取付
け、この温度スイツチにより該中間パイプまたは
高圧側圧縮機のシリンダヘツドが所定の温度（通
常50〜55℃程度）となつたことを検知したときに
ソレノイドを消磁し、吸込絞り機構の作動を停止
するようにしていた。

ところで、気象条件等によつては長時間空気圧
縮機を低圧圧縮運転しても、中間パイプや高圧側
圧縮機のシリンダヘツドが所定の温度まで上昇し
ない場合がある。そして、このような場合には長
時間に亘り吸込絞り機構の作動が継続し、ソレノ
イドが励磁したままとなる。一般に、かかる吸込
絞り機構には直流ソレノイドが使用されるから、
該ソレノイドに長時間通電すると、その温度が著
しく上昇し、絶縁劣化やコイルの焼損事故等を発
生させる不都合があつた。

本考案は叙上の点に鑑みなされたもので、低圧
圧縮運転による中間パイプの予熱を可能とし、か
つ低圧圧縮運転を長時間継続しても中間パイプが
所定温度に達しない異常事態が生じると、ソレノ
イド保護のため、該ソレノイドを消磁し得るよう
にした多段空気圧縮機を提供することをその目的
とするものである。

前述の目的を達成するために本考案に係る多段
空気圧縮機は低圧側圧縮機のシリンダヘツドおよ
び吸込絞り機構のソレノイドから熱伝達可能な位
置に温度スイツチを配設し、該温度スイツチによ
り該シリンダヘツドまたはソレノイドが所定温度
となつたときに該ソレノイドの作動を停止させる
ように構成したことをその特徴とするものであ
る。

このように構成することによつて、通常時には
中間パイプの温度上昇を低圧側圧縮機のシリンダ
ヘツドを介して検出し、該中間パイプが所定の温
度まで加温されたときにはソレノイドを消磁する
ことにより吸込絞り機構による絞りを解除して定
格の高圧圧縮運転を開始させることができる。一
方、中間パイプが長時間経過してもなお充分に加
温されない異常事態が生じたときにはソレノイド
が過熱されるのを防止するために該ソレノイドを
消磁することができる。

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明す
る。

まず第１図において、１は圧縮機本体を示し、
該圧縮機本体１にはクランク室２と該クランク室
２から斜め上方に突出する大径シリンダ３および
小径シリンダ４が設けられている。該各シリンダ
３，４の上部にはそれぞれシリンダヘツド５，６
が設けられており、シリンダヘツド５には吸込室
７および吐出室８が設けられ、またシリンダヘツ
ド６にも吸込室９および吐出室１０が設けられて
いる。そして、吸込室７には該吸込室７からシリ
ンダ３に向けてのみ空気の流通を許す吸込弁１１
が設けられ、また吐出室８にはシリンダ３から吐
出室８に向けてのみ空気の流通を許す吐出弁１２
が設けられている。さらに、シリンダヘツド６の
吸込室９、吐出室１０にもそれぞれ吸込弁１３，
吐出弁１４が設けられている。そして、シリンダ
３，４にはそれぞれピストン１５，１６が往復動
可能に設けられており、該各ピストン１５，１６
はそれぞれ連接棒１７，１８を介してクランク室
２内に設けたクランク機構１９に連結され、モー
タ２０によつて該クランク機構１９のクランク軸
１９Ａを回転させることにより連接棒１７，１８
を介してピストン１５，１６をそれぞれ往復動さ
せることができるようになつている。また、クラ
ンク室２内にはクランク機構１９やピストン１
５，１６の作動を円滑に行なわせるための潤滑油
が充填されている。

さらに、２１は吸込フイルタ、２２は該吸込フ
イルタ２１と吸込室７とを連結する吸込パイプ、
２３は吐出室８と吸込室９とを連通する中間パイ
プ、２４は吐出室１０と空気タンク２５との間を
連通する吐出パイプをそれぞれ示す。そして、大
径シリンダ３、ピストン１５、シリンダヘツド５
等により低圧側圧縮機が構成され、これにより吸
込パイプ２２から吸込んだ空気を所定程度圧縮し
て中間パイプ２３内に吐出されるようになつてい
る。また、小径シリンダ４、ピストン１６、シリ
ンダヘツド６等により高圧側圧縮機が構成され、
これにより中間パイプ２３から吸込んだ圧縮空気
をさらに圧縮して吐出パイプ２４から空気タンク
２５に向け吐出するように構成されている。

次に、低圧側圧縮機を構成するシリンダヘツド
５には起動時等において低圧圧縮運転を可能なら
しめる吸込絞り機構２６が設けられている。該吸
込絞り機構２６はソレノイド作動式の作動部２７
と、該作動部２７により上下動し、吸込室７から
シリンダ３への空気の流通路である吸込口２８を
開閉する絞り板２９とで構成されている。そし
て、作動部２７はソレノイド３０と、該ソレノイ
ド３０により上下動せしめられるプランジヤ３１
とが設けられ、該プランジヤ３１のロツド３２の
先端に絞り板２９が固着して設けられている。ソ
レノイド３０が消磁状態にあるときにはばね３３
によりプランジヤ３１が上方に位置し、絞り板２
９を第２図に一点鎖線で示したように吸込口２８
を開放する位置に配置させ、ソレノイド３０を励
磁すると、プランジヤ３１をばね３３に抗して下
方に変位させて絞り板２９により吸込口２８を閉
塞することができるようになつている。そして、
絞り板２９には絞り穴３４が穿設されており、該
絞り板２９が吸込口２８を閉塞したときには吸込
室７からシリンダ３への空気の流通路は該絞り穴
３４に制限されるようになつている。

さらに、３５は温度スイツチを示し、該温度ス
イツチ３５はソレノイド３０と、作動部２７をシ
リンダヘツド５に取付けるベース３６との間に挟
持する状態に設けられ、該ソレノイド３０および
ベース３６から熱伝達を受けることができるよう
になつている。そして、温度スイツチ３５はバイ
メタル、感温リードスイツチ、サーミスタ等で形
成され、ソレノイド３０またはベース３６が所定
の温度に達したときにソレノイド３０への通電を
遮断するように構成されている。このために、該
温度スイツチ３５は第４図に示したように電源３
７とソレノイド３０との間に介装された常閉のス
イツチで構成され、空気圧縮機の起動時にはモー
タ２０の起動スイツチと連動するスイツチ３８が
閉成することにより、ソレノイド３０に通電され
る。一方、ソレノイド３０またはベース３６が所
定の温度に達すると、温度スイツチ３５が開成し
て該ソレノイド３０への通電を遮断することがで
きるようになつている。なお、同図中３９は整流
器、４０は消弧用のダイオードをそれぞれ示す。

本考案に係る多段空気圧縮機は前述の構成を有
するもので、次にその作動について説明する。

モータ２０を起動してクランク機構１９を作動
させると、ピストン１５およびピストン１６がそ
れぞれ大径シリンダ３および小径シリンダ４内を
往復動せしめられる。このように、各ピストン１
５が往復動する間に吸込パイプ２２から低圧側圧
縮機の吸込室７内に吸込んだ外気を吸込弁１１を
介して大径シリンダ３内に供給し、該大径シリン
ダ３内でこの空気を圧縮して吐出弁１２から吐出
室８に吐出する。該吐出室８から吐出された圧縮
空気は中間パイプ２３を介して高圧側圧縮機の吸
込室９、吸込弁１３を介して小径シリンダ４内に
導かれ、該小径シリンダ４内でさらに圧縮され
る。このように、２段圧縮された空気は吐出弁１
４を介して吐出室１０に吐出され、さらに吐出パ
イプ２４を介して空気タンク２５に供給される。

ところで、空気圧縮機の起動時等中間パイプ２
３は冷却された状態にある場合には、該空気圧縮
機を直ちに定格の高圧圧縮運転とせず、暫時中間
パイプ２３内を流通する間に冷却されてもドレン
が発生しない程度の低圧圧縮運転を行なう必要が
ある。このために、モータ２０の起動時にはこれ
と連動するスイツチ３８が閉成して吸込絞り機構
２６を作動させ、そのソレノイド３０を励磁して
絞り板２９により吸込口２８を閉塞し、絞り穴３
４のみからシリンダ３内に空気を供給することに
より、該シリンダ３内への供給空気量を減少させ
る。この結果、低圧側圧縮機による空気の圧縮率
が定格状態から低下し、低圧圧縮運転状態とな
る。そして、このような低圧圧縮運転であつて
も、圧縮を行なつている限り圧縮熱が発生し、こ
の圧縮熱により中間パイプ２３が加温される。た
だし、この低圧圧縮空気は中間パイプ２３と接触
することにより冷却されるが、その程度の冷却で
はドレンは発生しないようになつている。そし
て、中間パイプ２３はシリンダヘツド５に連結さ
れており、またシリンダヘツド５は吸込絞り機構
２６の作動部２７のベース３６と連結されてい
る。従つて、中間パイプ２３の温度が第５図に曲
線Ａで示したように上昇すると、ベース３６も高
温となり、これと接触している温度スイツチ３５
も同図において曲線Ｂで示したように高温とな
る。そして、中間パイプ２３が加温されると、温
度スイツチ３５が所定温度toで作動してソレノイ
ド３０が消磁し、絞り板２９が上昇せしめられて
吸込口２８が開放されシリンダ３内への吸込空気
量が増大し、高圧圧縮運転が開始される。

一方、気象条件等によつては吸込絞り機構２６
を長時間作動させても中間パイプ２３の温度が第
５図に曲線A′で示したようにあまり上昇しない
場合がある。ところが、ソレノイド３０は同図に
曲線Ｃで示したように長時間励磁状態を続ける
と、励磁時間に対応して高温となる。そこで、こ
のようにソレノイド３０が高温になると、該ソレ
ノイド３０と接触している温度スイツチ３５はそ
れにより加熱されて同図に曲線B′で示したよう
に高温となる。従つて、中間パイプ２３が低温状
態であつてもソレノイド３０が温度上昇し、温度
スイツチ３５が所定温度toに達すると、該温度ス
イツチ３５が作動し、ソレノイド３０を消磁す
る。この結果、ソレノイド３０が著しく高温とな
つて絶縁不良やコイルの焼損等を生じることはな
い。

以上詳細に説明したように、本考案に係る多段
空気圧縮機は、起動時の低圧圧縮運転を可能なら
しめる吸込絞り機構の作動を停止させる温度スイ
ツチを低圧側圧縮機のシリンダヘツドとソレノイ
ドとの双方と熱交換可能な位置に配設したから、
中間パイプが高圧圧縮運転可能な状態まで加温さ
れたときには該温度スイツチが作動して吸込絞り
機構の作動を停止させることができると共に、ソ
レノイドが著しく高温となつたときにも吸込絞り
機構の作動を停止させることができ、ソレノイド
の保護を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す多段空気圧縮
機の説明図、第２図はその低圧側圧縮機のシリン
ダヘツドの断面図、第３図は吸込絞り機構の作動
部の断面図、第４図はソレノイドの作動用の回路
図、第５図は中間パイプ、温度スイツチおよびソ
レノイドの温度変化を示す線図である。 １……圧縮機本体、２……クランク室、３……
大径シリンダ、４……小径シリンダ、５，６……
シリンダヘツド、１１，１３……吸込弁、１２，
１４……吐出弁、１５，１６……ピストン、２３
……中間パイプ、２６……吸込絞り機構、２７…
…作動部、２８……吸込口、２９……絞り板、３
０……ソレノイド、３１……プランジヤ、３４…
…絞り穴、３５……温度スイツチ、３６……ベー
ス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 低圧側圧縮機と、高圧側圧縮機と、該低圧側圧
   縮機と高圧側圧縮機との間を接続する中間パイプ
   と、前記低圧側圧縮機のシリンダヘツドに設けら
   れたソレノイドおよび該ソレノイドにより作動せ
   しめられて該低圧側圧縮機の吸込口の開口面積を
   可変ならしめる絞り部材とからなる吸込絞り機構
   とを備えた多段空気圧縮機において、前記シリン
   ダヘツドおよびソレノイドからの熱伝達が可能な
   位置に温度スイツチを配設し、該温度スイツチに
   より前記シリンダヘツドまたはソレノイドが所定
   の温度となつたときに該ソレノイドの作動を停止
   させるように構成したことを特徴とする多段空気
   圧縮機。