TWI473938B - Air Compressor for Railway Vehicles - Google Patents

Description

鐵道車輛用空氣壓縮裝置

本發明係關於設置在鐵道車輛中，且生成該鐵道車輛所使用之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

鐵道車輛中，設置有生成該鐵道車輛所使用之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。可用於作為該種鐵道車輛用空氣壓縮裝置的裝置，已知有如專利文獻1所揭示的油冷式空氣壓縮機。專利文獻1所揭示的油冷式空氣壓縮機係將伴隨油之空氣予以壓縮後，再自壓縮空氣中將油分離而生成壓縮空氣的空氣壓縮裝置，如此所構成。藉此，該空氣壓縮裝置構成為可施行壓縮熱之除去、利用油膜之密封及潤滑。

於使用油生成壓縮空氣之專利文獻1所揭示之空氣壓縮裝置，其係設有：具有油槽的油回收器、使回收於油槽中的油進行冷卻的油冷卻器、油溫調整閥等。油回收器係構成在壓縮機中使伴隨油而被壓縮的壓縮空氣被誘導且使油回收至油槽中，同時，使供給油的油供給路徑連通至壓縮機。油溫調整閥係構成為，為了調整油槽內的油溫度(油溫)，配合油槽內的油溫，而使油在油冷卻器中循環的狀態、與限制油循環的狀態間之任一狀態進行切換。再者，於專利文獻1中，揭示有作為上述油回收器之油分離器3，揭示有作為上述油冷卻器之油冷卻器5，並揭示有作為上述油溫調整閥之油溫調整閥51。另外，該油溫調整閥51係揭示使用雙金屬機構等並配合油溫而進行獨立動作者。

[先行技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開平8-319976號公報

於如專利文獻1所揭示的空氣壓縮裝置，油係為進行冷卻與潤滑所必備者。而且，當此種空氣壓縮裝置作為鐵道車輛用空氣壓縮裝置而使用的情形時，係定期地進行油量是否在適當液位的確認，例如在鐵道車輛運行後進行。在此情形下，作業者利用設置於油回收器中並可測量油槽內油面位置的油面計而進行油面確認，且視需要進行油補充。

然而，於如專利文獻1所揭示之使用油而生成壓縮空氣的空氣壓縮裝置，將如前述，為調整油槽內油溫的機構，係設有油冷卻器與油溫調整閥。因此，當空氣壓縮裝置的運轉停止時，在運轉停止的時點，依照油的溫度、與油溫調整閥的動作狀態，會因在油冷卻器中、及將油冷卻器與油槽予以連通的路徑中所滯留之油，而導致油槽的油回收量產生變動。因而，作業者為判斷是否需要進行油補充，而使鐵道車輛用空氣壓縮裝置的運轉停止，並利用油面計確認油槽內的油面位置時，即使在裝置內進行循環的油合計量為相同，亦會因運轉停止時點的油溫度與油溫調整閥動作狀態，而造成油面位置出現變動。因此作業者會有難以正確判斷是否需要進行油補充之問題。

本發明係有鑑於上述實情，目的在於提供：可輕易且正確判斷是否需要進行油補充之鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

為達成上述目的之第1發明的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，係設置於鐵道車輛中，而生成該鐵道車輛所使用之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其具備有：壓縮機、油供給路徑、油回收器、油冷卻器、及油溫調整閥；該壓縮機係壓縮自外部吸入的空氣；該油供給路徑係向上述壓縮機供給油；該油回收器係設有油槽，且誘導於上述壓縮機中伴隨油而被壓縮的壓縮空氣，並自所誘導的壓縮空氣中分離出油，而回收至上述油槽中，同時，連通至上述油供給路徑；該油冷卻器係將被回收至上述油槽中的油進行冷卻；該油溫調整閥係配合上述油槽內的油之溫度的油溫，於在上述油冷卻器中使油循環的狀態與限制油循環的狀態間任一狀態進行切換，以調整該油溫。而且，第1發明的鐵道車輛用空氣壓縮裝置中，上述油溫調整閥，其係特徵係，其具備有：本體部、閥體、閥體驅動部、及限制位置連通部；該本體部係設有第1接口、第2接口、第3接口及第4接口；該第1接口係對上述油回收器連通；該第2接口係對自上述油回收器流入將在上述油冷卻器中被冷卻之油的上述油冷卻器流入部連通；該第3接口係對流出已在上述油冷卻器中被冷卻之油的上述油冷卻器流出部連通；該第4接口係對上述壓縮機連通；該閥體係在上述本體部內側被設置為滑動移動自如，而於循環位置與限制位置之間進行位置切換；該循環位置係藉由使上述第1接口與上述第2接口相連通，同時使上述第3接口與上述第4接口相連通，而使油在上述油冷卻器中循環；該限制位置係藉由使上述第1接口連通於上述第3接口所連通的上述第4接口，而限制對上述油冷卻器的油循環；該閥體驅動部係配合上述油溫獨立動作，而在上述循環位置與上述限制位置之間，以切換上述閥體位置之方式驅動該閥體；該限制位置連通部係當上述閥體位於上述限制位置時，則使上述第2接口連通至上述第1接口。

依照該發明時，對在壓縮伴隨油之空氣後自壓縮空氣中使油分離而生成壓縮空氣之裝置，如此所構成的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其利用油溫調整閥，配合油槽內之油溫，於使油在油冷卻器中循環的狀態、與限制油循環的狀態間之任一狀態進行切換。因此，若油溫呈高溫則進行油的冷卻，而調整油溫。然後，油溫調整閥藉由配合油溫而獨立動作的自立式閥體驅動部，使閥體位於循環位置與限制位置之間進行切換。藉此，在鐵道車輛用空氣壓縮裝置運轉中，於循環位置的狀態下，油回收器側則與油冷卻器之流入部側相連接，同時油冷卻器之流出部側則與壓縮機側相連接，而進行油的冷卻。而且，於限制位置中，油回收器側與壓縮機側會相連接，而限制對油冷卻器的油循環。

另一方面，在鐵道車輛用空氣壓縮裝置的運轉停止後，即使在停止時序之閥體位置位於循環位置，藉由隨著油溫下降的自立式閥體驅動部之動作，而會使閥體位置切換至限制位置。此時，因油溫調整閥設有限制位置連通部，因而維持著第2接口與第1接口相連通之狀態。因此，鐵道車輛用空氣壓縮裝置的運轉停止後，至少經過短暫時間而油溫降低後，第1接口維持連通至第2接口與第3接口的狀態。藉此，油冷卻器的流入部側與流出部側維持連通至油回收器側的狀態，且由於壓縮機的運轉亦停止，因此抑制於油冷卻器中，以及使油冷卻器及油槽相連通的路徑中有油之滯留，可使油回收至油槽中，並抑制油回收量之變動。因而，當作業者利用油面計確認油槽內油面時，若於裝置內循環的油合計量為相同，則可抑制因運轉停止時的油溫調整閥動作狀態而導致油面位置出現變動之情形，即可趨於穩定而大致相同的油面位置。因此，作業者可輕易且正確地判斷是否需要進行油補充。再者，限制位置連通部亦可為一體地設於閥體上的機構，又，可設為與閥體呈獨立動作之機構。

從而，依照本發明，可提供能輕易且正確地判斷是否需要進行油補充的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

第2發明的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其特徵在於，在第1發明的鐵道車輛用空氣壓縮裝置中，上述限制位置連通部係以上述閥體中所形成的貫通孔設置而成，且上述貫通孔的其中一開口係當上述閥體位於上述限制位置時則與上述第2接口呈相對向，當上述閥體位於上述循環位置時則被設於上述第2接口與上述第3接口或第4接口之間所設置上述本體部的壁部所遮蔽。

依據本發明，限制位置連通部係以閥體中所形成的貫通孔設置而成。因此，其可依簡單構造而輕易地構建限制位置連通部。再者，當作貫通孔而設置的限制位置連通部其中一開口，僅於限制位置處連通至第2接口，而於循環位置時則藉由第2接口與第3或第4接口間的壁部所遮蔽。因此，在循環位置處，藉由作為限制位置連通部的貫通孔，可防止第1接口與第3接口及第4接口相連通之情形，且可防止油回收器側連通至油冷卻器的流出部側與壓縮機側，而阻礙油對油冷卻器的循環。

根據本發明，可提供能輕易且正確地判斷是否需要進行油補充的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

以下，針對用以實施本發明的形態參照圖式進行說明。再者，本實施形態係設置於鐵道車輛中，而生成使用於該鐵道車輛之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其可廣泛地適用於壓縮伴隨油之空氣後，自壓縮空氣中使油分離而生成壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

圖1所示係將本發明一實施形態的鐵道車輛用空氣壓縮裝置1(以下亦簡稱「空氣壓縮裝置1」)的系統構成模式地表示之系統圖。圖1所示之空氣壓縮裝置1係設置於未圖示之鐵道車輛中。而且，此空氣壓縮裝置1所生成的壓縮空氣，其係被用於使鐵道車輛中諸如制動機器等空壓機器產生動作。再者，此空氣壓縮裝置1係例如設置於鐵道車輛編制的各節車輛中。

圖1所示之空氣壓縮裝置1係具備有：收容箱11、壓縮機12、壓縮機驅動部13、聯軸器14、聯軸器箱15、冷卻風扇16、後冷卻器17、空氣吸入部18、壓縮空氣送出部19、油供給路徑20、油回收器21、油分離元件22、油水分離器23、除濕器24、油冷卻器25、油溫調整閥26、及油面計27等而構成。

而且，空氣壓縮裝置1係被構成為，作為將自空氣吸入部18所吸入的空氣，利用壓縮機12壓縮，並利用後冷卻器17冷卻後，再自壓縮空氣送出部19以壓縮空氣送出的裝置。另外，空氣壓縮裝置1係以所具備之油供給路徑20、油回收器21、油分離元件22、油水分離器23、油冷卻器25、油溫調整閥26等，而構成壓縮伴隨油之空氣後，再自壓縮空氣中使油分離而生成壓縮空氣的裝置。藉此，構成可進行壓縮熱之除去、並利用油膜而密封與潤滑。以下，對空氣壓縮裝置1的各構成要件詳細說明。

收容箱11係設為可收容壓縮機12、壓縮機驅動部13、聯軸器箱15、冷卻風扇16、後冷卻器17、油供給路徑20、油回收器21、油分離元件22、油水分離器23、除濕器24、油冷卻器25等的箱狀框體。而且，在該收容箱11中，於其壁部設置有空氣吸入部18與壓縮空氣送出部19。

在收容箱11中所設置的空氣吸入部18，係設為用以吸入由壓縮機12壓縮的空氣(外氣)之機構，且設成連通壓縮機12。而且，在該空氣吸入部18中，設有當所吸入之空氣通過時可抑制諸如砂塵等粉塵通過的吸入過濾器18a。另外，壓縮空氣送出部19係設成將經由後冷卻器17所冷卻的壓縮空氣輸送出之機構。而且，該壓縮空氣送出部19係對設置於收容箱11的外部且儲存壓縮空氣的未圖示空氣槽(壓縮空氣滯留)，予以供給所生成之壓縮空氣之方式，而設成自收容箱11朝外部延伸的配管系統。

另外，於收容箱11中，在位於藉由冷卻風扇16所產生之冷卻空氣流動的上游側之壁部，設置有過濾器部28。該過濾器部28係例如設成為安裝於收容箱11上的金屬網。而且，藉由冷卻風扇16的旋轉，成為冷卻空氣的外氣將介由過濾器部28而被吸入。再者，於圖1中，關於被吸入的外氣流動與呈乾燥狀態的空氣流動，係以空心外形狀態的粗箭頭來表示。又，關於含有油滴、水滴、水蒸氣的空氣流動，係以劃有斜線狀態的粗箭頭來表示。又，關於油的流動係以細箭頭來表示。

壓縮機12係構成連通至空氣吸入部18，且介由空氣吸入部18而對自外部吸入的空氣進行壓縮。再者，壓縮機12係構成介由於壓縮機本體上一體形成的吸入閥29而連通至空氣吸入部18。吸入閥29係具備有閥體、使該閥體可配座與離座的閥座、以及使閥體朝閥座配座的方向蓄勢之彈簧所構成。而且，壓縮機12產生動作，而使壓縮機12側成為負壓，藉以利用外氣的壓力，使閥體反抗彈簧的彈簧力而自閥座離座，且將空氣吸入至壓縮機12內。

另外，壓縮機12係設為例如具有相互朝反方向旋轉且將空氣予以壓縮之一對螺桿的螺桿式空氣壓縮機。於配置有螺桿的壓縮機本體內部，自連通於吸入閥29的部分橫跨至連通油回收器21的部分，空氣壓力呈上升狀態。再者，於本實施形態中，壓縮機12係以被設成螺桿式空氣壓縮機的情形為例來說明，但若非如此亦可。壓縮機12亦可被設為渦卷式空氣壓縮機，或者使來自壓縮機驅動部13的旋轉驅動力，介由曲柄軸而被轉換為往復驅動力且傳動並驅動之往復式空氣壓縮機等。

壓縮機驅動部13係具有電動馬達13a，且設成對壓縮機12進行旋轉驅動的驅動機構。再者，於本實施形態中，壓縮機驅動部13雖被例示設成僅有電動馬達13a而未設有減速機部分的驅動機構之情形，但若非如此亦可。即，壓縮機驅動部13亦可被設成具備有連結至電動馬達13a之減速機部分的附有減速機馬達。

聯軸器14係被構成將壓縮機驅動部13與壓縮機12相連結，且將壓縮機驅動部13的驅動力傳動給壓縮機12，例如設成軸接頭。聯軸器箱15係被設成收容聯軸器14的箱狀體。而且，聯軸器箱15係被配置於壓縮機12與壓縮機驅動部13之間，同時，對該等壓縮機12與壓縮機驅動部13結合。

冷卻風扇16係相對於壓縮機驅動部13，被安裝於連結聯軸器15之一側及對向側之端部。此冷卻風扇16係被設為軸流風扇，其被構成具備有螺槳部、與在該螺槳部周圍所設置的筒狀箱部(未圖示)。而且，冷卻風扇16係被設成電動馬達13a的旋轉軸驅動力在與聯軸器側對向側傳達給螺槳部。依此，冷卻風扇16利用來自電動馬達13a的驅動力而被旋轉驅動，藉此構成利用自過濾器部28所吸入的空氣而產生冷卻空氣之流動。再者，於本實施形態，冷卻風扇16雖被例示為軸流風扇的情形，但若非如此亦可，其亦可使用諸如多葉風扇等其他形態的冷卻風扇。

後冷卻器17係被設成將被壓縮機12壓縮而殘留有壓縮熱的壓縮空氣予以冷卻的熱交換器。此後冷卻器17相對於冷卻風扇16，被配置於利用該冷卻風扇16所產生的冷卻空氣之流動的上游側(再者，圖1係模式地表示之系統圖，並非在收容箱11內對後冷卻器17配置予以特定)。藉此，後冷卻器17利用冷卻風扇16所產生的冷卻空氣而自外部開始冷卻，再使通過後冷卻器17內部的壓縮空氣冷卻。再者，後冷卻器17係與油冷卻器25一體地結合所形成。又，後冷卻器17相對於冷卻風扇16，亦可配置於利用該冷卻風扇16所產生的冷卻空氣之流動的下游側。

油回收器21被構成為具有：摻油壓縮空氣吐出路徑21a與油槽21b。摻油壓縮空氣吐出路徑21a係被設成連通壓縮機12與油槽21b的路徑。在壓縮機12中伴隨油而被壓縮的壓縮空氣，介由摻油壓縮空氣吐出路徑21a而被誘導至油槽21b，與壓縮空氣一起自摻油壓縮空氣吐出路徑21a所吐出的油則被回收至油槽21b中。

另外，於摻油壓縮空氣吐出路徑21a的油槽21b內之吐出部分處設置有分離機30。當伴隨油之壓縮空氣被誘導通過摻油壓縮空氣吐出路徑21a而自其吐出部分被吐出時，則利用分離機30自壓縮空氣中使油分離，並一邊於油槽21b內飛散一邊則利用重力掉落而被回收至油槽21b內。而且，油槽21b內則成儲存所回收之油31的狀態。

油面計27係被設置於油回收器21的油槽21b中。而且，其設成可測量油槽21b內之油31的油面位置之計測手段。要確認油槽21b內之油面的作業者，可利用該油面計27來確認油面的位置。再者，作為油面計27，可使用各種形態的油面計。例如可使用設成作業者可自外部檢視油面位置之窗部的油面計、浮球式油面計、超音波式油面計、或壓力式油面計等。

另外，於油槽21b中設置有作為檢測油槽21b內之油31之溫度(油溫)的溫度感測器的溫度開關32。該溫度開關32係被設成若所檢測的油溫達既定上限溫度以上，則輸出使裝置全體強制停止之信號的溫度感測器。

油供給路徑20係被設置成油回收器21的油槽21b與壓縮機12相連通，且被設成自油槽21b對壓縮機12進行油供給的路徑。油供給路徑20係相對於壓縮機12的壓縮機本體，位於吸入閥29所連通的吸入側，且連通至壓力較低的低壓側。另外，油供給路徑20係構成對油槽21b在低於油槽21b內的油31之油面位置處進行連通。依此，因油供給路徑20連通至壓縮機12與油槽21b，因此自摻油壓縮空氣吐出路徑21a所吐出的壓縮空氣會將油31的油面下推，介由油供給路徑20而對壓縮機12進行油供給。再者，於油供給路徑20的途中，被配置有作為過濾器要件用的濾油器20a，其可防止油槽21b內的異物(例如劣化後之油所凝聚的殘渣狀物質等)被供給至壓縮機12內。

油分離元件22係被配置於將油回收器21的油槽21b與後冷卻器17進行連通的路徑中，而於壓縮機12中具備有伴隨油被壓縮且通過油回收器21的壓縮空氣中，更進一步使油分離的過濾器要件。此油分離元件22中，於油回收器21中未被回收的較細微油滴則自壓縮空氣中被分離。

另外，壓縮機連通路33被設成自油分離元件22朝壓縮機12或吸入閥29延伸。此壓縮機連通路33係被設置成在油分離元件22的殼體部分之內部，使下部與壓縮機12連通，則被油分離元件22所分離出的油，將利用壓縮空氣而被上推，並供給至壓縮機12。再者，在壓縮機連通路33中設置有可抑制壓縮空氣通過量的節流閥。

另外，於油分離元件22與後冷卻器17予以連通的路徑中，設有保壓逆止閥34與安全閥35；此保壓逆止閥34係容許達既定壓力以上的壓縮空氣通過後冷卻器17側；而該安全閥35係當壓縮空氣的壓力達既定的過大壓力以上時，則使壓縮空氣竄逃至外部。

油水分離器23係被配置於將後冷卻器17與除濕器24相連通的路徑上，而其具備有自經後冷卻器17冷卻的壓縮空氣中，所分離出水分與油分的複數過濾器要件所成。該油水分離器23係自壓縮空氣中分離出水分，同時，於油分離元件22中未被分離的微量油分亦被自壓縮空氣中分離出。再者，於油水分離器23中被分離的水分等為自排放閥36被排放出。

除濕器24係配置於油水分離器23與壓縮空氣送出部19之間，其具備有對經油水分離器23而分離出水分與油分的壓縮空氣，含有可更進一步進行除濕之乾燥劑的過濾器要件，或實施中空纖維膜方式除濕的過濾器要件。此除濕器24係對於自壓縮空氣送出部19所送出的壓縮空氣施行最終的除濕。再者，於將除濕器24與壓縮空氣送出部19予以連通的路徑中，設有可容許達既定壓力以上的壓縮空氣通過壓縮空氣送出部19側的逆止閥37，以防止自未圖示之空氣槽(壓縮空氣滯留)的壓縮空氣所產生的逆流。

油冷卻器25係被設成介由油溫調整閥26對油供給路徑20中油槽21b側與壓縮機12側予以連通，且被設有將油槽21b內的油予以冷卻而可供給至油供給路徑20的熱交換器。該油冷卻器25，如前述，與後冷卻器17呈一體地結合所成。另外，油冷卻器25係被設成對冷卻風扇16靠冷卻空氣之流動的上游側，且較油回收器21更靠上方處(又，圖1為模式表示之系統圖，並非對收容箱11內的油冷卻器25之配置予以特定)。而且，油冷卻器25利用以冷卻風扇16所產生的冷卻空氣而自外部開始冷卻，而使通過油冷卻器25內部的油被冷卻。再者，油冷卻器25亦可相對於冷卻風扇16被配置於冷卻空氣之流動的下游側。

如上所述，油冷卻器25係相對於油供給路徑20，被設成連通至油槽21b之一側與連通至壓縮機12之一側的兩處中，介由油溫調整閥26而呈相連通。藉此，油冷卻器25將自油槽21b流入於油供給路徑20中的油，經由自油供給路徑20介由油溫調整閥26成分支的油路徑38a而被導入以冷卻，該已冷卻的油經由油路徑38b且介由油溫調整閥26而返回至油供給路徑20，如此構成。再者，經油冷卻器25的冷卻並重返油供給路徑20的油之流動，其係藉由自摻油壓縮空氣吐出路徑21a吐出的壓縮空氣，而使油31的油面下推而實施。

圖2所示係用以說明空氣壓縮裝置1中介由油溫調整閥26的油之流動路徑之模式圖，圖示為油溫調整閥26、壓縮機12、油回收器21及油冷卻器25。再者，圖2的模式圖中，作為油冷卻器25之例示，其模式地表示所流入的油一邊溢流過隔間壁25a一邊被冷卻而流出之構造的油冷卻器25。另外，於圖2中，關於油溫調整閥26係以剖視圖而圖示，且關於其中一部分的要件則圖示外觀形狀。

以下關於油溫調整閥26進行詳細說明。如圖2所示，油溫調整閥26係設於油供給路徑20與油路徑38a及油路徑38b所連通之處。藉此，油溫調整閥26被設成對油回收器21、油冷卻器25中自油回收器21流入要冷卻的油的油冷卻器25之流入部25b、油冷卻器25中流出經冷卻的油的油冷卻器25之流出部25c、以及壓縮機12相連通。

圖1及圖2所示之油溫調整閥26係被設成配合油槽21b內之油溫度的油溫，於使油於油冷卻器25中循環的狀態、與限制油循環的狀態間之任一狀態進行切換，而調整油溫的閥機構。而且，該油溫調整閥26係構成為具備有：本體部39、閥體40、閥體驅動部41、及連通位置限制部42等。再者，利用該油溫調整閥26的動作，可控制油槽21b內的油溫，並可防止因油溫過高而導致油之氧化。

圖3所示係圖2所示之油溫調整閥26的放大圖。如圖2及圖3所示，本體部39係構成為設有配置於閥體40的內部空間、以及連通於該內部空間的第1接口43a、第2接口43b、第3接口43c與第4接口43d之塊狀構造體。再者，本體部39亦可由單一個構件構成；又，如圖3所示，亦可使複數構件一體地組合而構成。

第1接口43a係被構成介由油供給路徑20而對油回收器21連通。第2接口43b係被構成介由油路徑38a而對油冷卻器25的流入部25b連通。第3接口43c係被構成介由油路徑38b而對油冷卻器25的流出部25c連通。第4接口43d係被構成介由油供給路徑20而對壓縮機12連通。

閥體40係設成例如為一體化的雙層筒狀構造體。而且，於該閥體40中設有：配置於內側的內筒部40a、配置於內筒部40a外側的外筒部40b、以及橋接內筒部40a與外筒部40b而連結的複數橋接部40c。內筒部40a係被形成為例如自其中一端部側遍及至另一端部側呈階段地縮減直徑的筒狀。外筒部40b例如係被配置成與內筒部40a成同心狀，同時對內筒部40a，被配置成在其軸方向上而偏向其中一側的位置處。

另外，橋接部40c例如係自內筒部40a外周朝徑向外側而以輻射狀延伸之方式突出，同時，在內筒部40a圓周方向上以在大致均等角度位置突出之方式設置複數個。而且，各橋接部40c係使其中一端部一體形成於內筒部40a的外周，而另一端部則一體地形成於外筒部40b的內周。因此，內筒部40a與外筒部40b係介由複數橋接部40c一體地連結，同時，於相鄰橋接部40c之間設有使油可流動的空間。

該閥體40係在本體部39的內側滑行移動自如地設置。而且，閥體40係被構成為於使油於油冷卻器25中循環的循環位置、與限制油向油冷卻器25循環之限制位置之間進行位置切換。圖4係用以說明油溫調整閥26的動作之模式圖，且所示為閥體40位於循環位置的狀態。另一方面，圖2所示係閥體40位於限制位置的狀態。

在上述循環位置與限制位置之間的閥體40之位置切換，係利用後述之閥體驅動部41而實施。而且，如圖4所示，閥體40係被構成在位於循環位置的狀態下，使第1接口43a及第2接口43b相連通，同時，使第3接口43c與第4接口43d相連通，藉以使油於油冷卻器25中循環。

於圖4中，閥體40位於循環位置時的油進行循環的路徑係以複數箭頭C所標示。當閥體40位於循環位置時，自壓縮機12而與壓縮空氣一同被吐出的油，經由摻油壓縮空氣吐出路徑21a而被回收至油槽21b中。而且，如前述，伴隨壓縮空氣將油槽21b內的油之油面朝下推，油將自油槽21b經由油溫調整閥26而朝油冷卻器25的流入部25b流動。此時，油對油溫調整閥26自第1接口43a流入，而流經內筒部40a與外筒部40b之間的空間後，自第2接口43b朝油路徑38a流出。此外，油於油冷卻器25內被冷卻而自流出部25c流出，並經由油溫調整閥26而被吸入於壓縮機12中。此時，油對油溫調整閥26自第3接口43c流入，而流經本體部39內的外筒部40b之外側空間後，自第4接口43d朝油供給路徑20流出。

再者，於圖4所示之循環位置中，閥體40的外筒部40b之外周側面40d(參照圖3與圖4)的一端側，係位於對第1內周密封面39a密接之位置處。該第1內周密封面39a係被設為本體部39中第1接口43a與第3接口43c及第4接口43d間之壁面。而且，外周側面40b的另一端側，係位於對第2內周密封面39b密接之位置處。該第2內周密封面39b係設為本體部39中第2接口43b與第3接口43c及第4接口43d間之壁面。藉此，閥體40位於循環位置時，第1接口43a與第2接口43b所連通的油路徑、以及由第3接口43c與第4接口43d所連通的油路徑，將利用本體部39的第1與第2內周密封面(39a、39b)、以及外筒部40b的外周側面40d而被密封，藉以被相互隔絕。

另外，如圖2所示，閥體40係被構成為位於限制位置的狀態下，藉由對第3接口43c所連通的第4接口43d使第1接口43a連通，而限制油向油冷卻器25的循環。

於圖2中，在壓縮機12運轉中且閥體40位於限制位置時的油循環路徑係以複數個箭頭A所標示。當閥體40位於限制位置時，自壓縮機12而與壓縮空氣一同被吐出的油，經由摻油壓縮空氣吐出路徑21a而被回收至油槽21b中。而且，伴隨壓縮空氣將油槽21b內的油之油面朝下推，油則自油槽21b經由油溫調整閥26流動，而被吸入至壓縮機12中。此時，第1內周密封面39a與外周側面40b相分離，而油對油溫調整閥26自第1接口43a流入，而流經第1內周密封面39a與外筒部40b間之空間後，再自第4接口43d朝油供給路徑20流出。

另外，於圖2所示之限制位置中，外筒部40b的外周側面40d對第1內周密封面39a為分離，而對第2內周密封面39b則位於密接之位置處。而且，與外筒部40b的第1接口43a呈對向側之端部的端面40e(參照圖3)，係位於對筒狀部分的端部之端面39c密接而抵接之位置。該筒狀部分端部之端面39c係本體部39中在對應於第2接口43b的位置所突出。

再者，於上述限制位置中，就第2接口43b係介由後述連通位置限制部42連通於第1與第4接口(43a、43d)，且就第3接口43c亦連通於第1與第4接口(43a、43d)。因此，於油溫調整閥26與油冷卻器25間的油路徑38a、以及油路徑38b中，則如圖2中雙頭箭頭B所示，油的壓力被維持平衡狀態。

閥體驅動部41係設成配合油槽21b內之油31溫度的油溫獨立進行動作，且在循環位置與限制位置之間以切換閥體40位置之方式驅動閥體40之機構。而且，該閥體驅動部41係如圖2至圖4所例示，係構成為具備有：彈簧44、與內設有因溫度而產生體積變化之雙金屬機構的軸部45，且因溫度產生動作的自立式驅動機構。

彈簧44例如係被設有螺旋彈簧，且被配置於本體部39的內部空間，同時，亦被配置於閥體40的外筒部40b與內筒部40a之間。而且，彈簧44係一端側以第1接口43a周緣部分抵接於本體部39內壁，而另一端側則對橋接部40c抵接。藉此，彈簧44於本體部39中，使閥體40朝第1接口43a之對向側賦予蓄勢。

內設有雙金屬機構的軸部45係其中一端部安裝於本體部39上，而另一端部安裝於閥體40上。而且，軸部45的其中一端部係嵌入於本體部39中在第1接口43a對向側的內壁上所形成安裝孔39d而安裝。而且，軸部45的另一端部係在內筒部40a內側中對內筒部40a而安裝。另外，被配置於軸部45的內筒部40a內之部分，則維持浸漬於自油槽21b流動而來的油31中之狀態。藉此，軸部45係被構成為配合油槽21b內的油溫進行動作。

另外，若油槽21b內的油溫在既定溫度以下，軸部45則成為長度較短之狀態。因此，閥體40利用彈簧44的彈簧力，於本體部39中朝與第1接口43a呈對向側賦予蓄勢，而被維持切換至圖2所示之限制位置的狀態。藉此，若油槽21b內的油溫在既定溫度以下的低溫，則限制油向油冷卻器25的循環，而不進行油冷卻器25之油的冷卻。

另一方面，若油槽21b內的油溫超過既定溫度，軸部45則成為長度伸長之狀態。因此，閥體40利用反抗彈簧44的彈簧力而延伸的軸部45，於本體部39中朝第1接口43a側賦予蓄勢，而被切換至圖4所示之循環位置的狀態。藉此，若油槽21b內的油溫為超過既定溫度之高溫，則進行油向油冷卻器25的循環，而進行油冷卻器25之油的冷卻。

圖2至圖4所示之限制位置連通部42，其係設為閥體40位於限制位置時，使第2接口43b連通於第1接口43a的機構。而且，於本實施形態中，限制位置連通部42係被構成為在閥體40的外筒部40b中，以使外側與內側相連通之方式貫通形成的貫通孔(以下亦稱「貫通孔42」)。

如圖2與圖3所示，貫通孔42的其中一開口，係被配置為閥體40位於限制位置時，與第2接口43b成相對向。因此，閥體40位於限制位置時，可維持第2接口43b介由貫通孔42而連通至第1接口43a的狀態。另一方面，如圖4所示，貫通孔42的其中一開口係被配置為當閥體40位於循環位置時，藉由於第2接口43b與第3接口43c之間所設的本體部39之壁部46而遮蔽。即，貫通孔42的其中一開口，成藉由壁部46的第2內周密封面39b所遮蔽之狀態。

其次，關於上述空氣壓縮裝置1的動作進行說明。於空氣壓縮裝置1中進行生成壓縮空氣之運轉的狀態下，首先，屬於外氣的空氣藉由因壓縮機12的動作而產生之負壓，而自空氣吸入部18被吸入。而且，該被吸入的空氣通過利用被吸入的空氣壓力而成開啟狀態之吸入閥29，流入至壓縮機12內。此時，於壓縮機12中，如前述，使油自油供給路徑20供給，且在壓縮機12中，被吸入的空氣將伴隨油一起被壓縮。

伴隨油一起被壓縮的壓縮空氣通過摻油壓縮空氣吐出路徑21a，再經由分離機30而吐出至油槽21b內。另外，於分離機30自壓縮空氣中分離出的油則被回收至油槽21b內。該所回收的油則經由油供給路徑20而對壓縮機12供給。

朝油槽21b內吐出的壓縮空氣在經過油分離元件22後，更進一步地使油分離。而且，通過油分離元件22的壓縮空氣被誘導至後冷卻器17，並在後冷卻器17中被冷卻。此外，經後冷卻器17所冷卻的壓縮空氣係於油水分離器23中分離出水分與油分，並於除濕器24中更進一步地進行除濕，再自壓縮空氣送出部19輸送至空氣槽。

如上所述於進行生成壓縮空氣的運轉狀態下，若油槽21b內的油溫在既定溫度以下，則如圖2所示，維持在油溫調整閥26的閥體40位於限制位置的狀態。於該狀態下，如前述，限制油向油冷卻器25的循環，而不在油冷卻器25進行油的冷卻，油則在油回收器21與壓縮機12之間循環。

另一方面，若油槽21b內的油溫上升並達超過既定溫度的高溫狀態，則如前述，利用閥體驅動部41驅動閥體40，而如圖4所示，閥體40被切換至循環位置。於該狀態下，如前述，使油於自油回收器21經由油冷卻器25而至壓縮機12的路徑中循環，而在油冷卻器25進行油的冷卻。

空氣壓縮裝置1中，若生成壓縮空氣的上述運轉結束，則停止壓縮機12的運轉。在該停止時刻，若油槽21b內的油溫為既定溫度以下的低溫，則油溫調整閥26的閥體40位於限制位置。而且，壓縮機12的運轉已停止，且油溫維持於低溫，因此閥體40被維持位於限制位置的狀態。另一方面，在壓縮機12的停止時刻，若油槽21b內的油溫為超過既定溫度的高溫，則閥體40位於循環位置。然而，壓縮機12的運轉已被停止，而使油溫下降，因此利用閥體驅動部41的動作使閥體40的位置自循環位置切換至限制位置，且使閥體40被維持位於限制位置的狀態。因而，若空氣壓縮裝置1的運轉被停止，至少經過短暫時間使油溫下降後，成為閥體40的位置被切換至限制位置的狀態。

圖5所示係用以說明油溫調整閥26的動作之模式圖，且如上述，係表示壓縮機12的運轉被停止，而閥體40位於限制位置的狀態。另外，於圖5中，在壓縮機12的運轉停止後之油的流動路徑係以複數個箭頭D所標示。在壓縮機12的運轉被停止而閥體40位於限制位置之狀態下，貫通孔42的開口相對向於第2接口43b，且維持第2接口43b與第1接口43a相連通的狀態。因此，自被配置於較油槽21b更上方處的油冷卻器25，利用重力使油流出。而且，油自油冷卻器25的流出部25c流出，同時，與油冷卻時相反地亦自油冷卻器25的流入部25b流出。

自油冷卻器25的流入部25b所流出之油，利用重力經由油路徑38a，自第2接口43b介由貫通孔42而流入至外筒部40b的內側，再自第1接口43a流出，與運轉時相反地流經油供給路徑20，而被回收至油槽21b中。另外，自油冷卻器25的流出部25c所流出之油，利用重力，經由油路徑38b，自第3接口43c流入至本體部39的內側，再自第1接口43a流出，與運轉時相反地流經油供給路徑20，而被回收至油槽21b中。

如上所說明，根據本實施形態，於構成為壓縮伴隨油之空氣後，自壓縮空氣中使油分離而生成壓縮空氣的裝置之鐵道車輛用空氣壓縮裝置1中，藉由油溫調整閥26，配合油槽21b內的油溫，於使油在油冷卻器25中循環的狀態、與限制油循環的狀態間任一狀態進行切換。因此，若油溫成高溫則可進行油的冷卻，而調整油溫。而且，油溫調整閥26係藉由配合油溫獨立進行動作的自立式閥體驅動部41，使閥體40的位置在循環位置與限制位置之間切換。藉此，在空氣壓縮裝置1運轉中，於循環位置狀態下，油回收器21側與油冷卻器25的流入部25b側被連接，同時，油冷卻器25的流出部25c側與壓縮機12側亦被連接，而進行油的冷卻。然後，在限制位置上，油回收器21側與壓縮機12側被連接，而限制油向油冷卻器25的循環。

另一方面，停止空氣壓縮裝置1的運轉後，即使於停止時刻下的閥體40位置係位於循環位置，利用伴隨油溫下降而產生的自立式閥體驅動部41之動作，閥體40的位置被切換至限制位置。此時，於油溫調整閥26中設有限制位置連通部42，因此維持第2接口43b與第1接口43a相連通之狀態。從而，停止空氣壓縮裝置1的運轉後，至少經短暫時間使油溫下降後，可維持第1接口43a連通於第2接口43b與第3接口43c的狀態。藉此，維持油冷卻器25的流入部25b側與流出部25c側連通於油回收器21側的狀態，且亦停止壓縮機12的運轉，因而使油滯留於油冷卻器25、與將油冷卻器25與油槽21b相連通的路徑中的情況被抑制，而可使油回收至油槽21b中，並抑制油回收量出現變動。因而，作業者在利用油面計27確認油槽21b內的油面時，若在裝置內循環的油合計量為相同，則利用停止運轉時的油溫調整閥26之動作狀態，而可抑制油面位置出現變動，且可保持安定之大致相同的油面位置。因此，作業者可輕易且正確地判斷是否需要進行油的補充。

從而，根據本實施形態，可提供能輕易且正確地判斷是否需要進行油補充的鐵道車輛用空氣壓縮裝置1。

另外，根據空氣壓縮裝置1，限制位置連通部42係被設成於閥體40中形成的貫通孔。因此，可依簡單構造輕易地構建限制位置連通部42。再者，作為貫通孔而設的限制位置連通部42之其中一開口，僅於限制位置時連通至第2接口43b，而在循環位置則藉由第2接口43b與第3接口43c間之壁部46而被遮蔽。因此，在循環位置中，藉由作為限制位置連通部42的貫通孔，而防止第1接口43a、與第3接口43c以及第4接口43d相連通，可防止油回收器21側連通至油冷卻器25的流出部25c側與壓縮機12側，而阻礙油向油冷卻器25的循環。

以上，關於本發明實施形態已進行說明，惟本發明並不僅侷限於上述實施形態，舉凡在申請專利範圍之範疇內其可作各種變更。於上述實施形態中，雖係以具備後冷卻器、油分離元件、油水分離器、及除濕器等構成為例進行說明，但該等構成並不一定必須要設置。另外，於上述實施形態中，係以壓縮機、油回收器等各機器收容於收容箱之形態為例進行說明，但若非為該種形態者亦可。另外，於上述實施形態中，係以限制位置連通部一體地被設於閥體上的機構形態為例進行說明，但若非為該種形態者亦可。例如，限制位置連通部亦可為具備電磁閥等，而被設成與閥體獨立進行動作之機構。另外，於上述實施形態中，作為閥體驅動部之形態，係以具備有內建雙金屬機構的軸部之構成形態者為例進行說明，但若非為如此者亦可。閥體驅動部亦可構成為配合油溫而獨立進行動作之機構，例如，亦可構成為使用因溫度而產生體積變化的蠟之機構者亦可。

(產業上之可利用性)

本發明係可廣泛適用於設置在鐵道車輛中，且生成該鐵道車輛所使用之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置。

1．．．鐵道車輛用空氣壓縮裝置

11．．．收容箱

12．．．壓縮機

13．．．壓縮機驅動部

13a．．．電動馬達

14．．．聯軸器

15．．．聯軸器箱

16．．．冷卻風扇

17．．．後冷卻器

18．．．空氣吸入部

18a．．．吸入過濾器

19．．．壓縮空氣送出部

20．．．油供給路徑

20a．．．濾油器

21．．．油回收器

21a．．．摻油壓縮空氣吐出路徑

21b．．．油槽

22．．．油分離元件

23．．．油水分離器

24．．．除濕器

25．．．油冷卻器

25a．．．隔間壁

25b．．．流入部

25c．．．流出部

26．．．油溫調整閥

27．．．油面計

28．．．濾器部

29．．．吸入閥

30．．．分離機

31．．．油

32．．．溫度開關

33．．．壓縮機連通路

34．．．保壓逆止閥

35．．．安全閥

36．．．排放閥

37．．．逆止閥

38a．．．油路徑

38b．．．油路徑

39．．．本體部

39a．．．第1內周密封面

39b．．．第2內周密封面

39c．．．端面

39d．．．安裝孔

40．．．閥體

40a．．．內筒部

40b．．．外筒部

40c．．．橋接部

40d．．．外周側面

41．．．閥體驅動部

42．．．貫通孔(限制位置連通部)

43a．．．第1接口

43b．．．第2接口

43c．．．第3接口

43d．．．第4接口

44．．．彈簧

45．．．軸部

46．．．壁部

圖1係模式地表示本發明一實施形態的鐵道車輛用空氣壓縮裝置之系統構成之系統圖。

圖2係為說明介由圖1所示之鐵道車輛用空氣壓縮裝置的油溫調整閥之油流動路徑之模式圖。

圖3係表示圖2所示之油溫調整閥之圖。

圖4係為說明圖1所示之鐵道車輛用空氣壓縮裝置的油溫調整閥之動作之模式圖。

圖5係為說明圖1所示之鐵道車輛用空氣壓縮裝置的油溫調整閥之動作之模式圖。

12．．．壓縮機

20．．．油供給路徑

21．．．油回收器

21a．．．摻油壓縮空氣吐出路徑

21b．．．油槽

25．．．油冷卻器

25a．．．隔間壁

25b．．．流入部

25c．．．流出部

26．．．油溫調整閥

38a．．．油路徑

38b．．．油路徑

39．．．本體部

40．．．閥體

41．．．閥體驅動部

42．．．貫通孔(限制位置連通部)

43a．．．第1接口

43b．．．第2接口

43c．．．第3接口

43d．．．第4接口

44．．．彈簧

45．．．軸部

Claims (2)

1. 一種鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其係設置於鐵道車輛中，且生成該鐵道車輛所使用之壓縮空氣的鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其特徵在於，其具備有：壓縮機，其係壓縮自外部吸入的空氣；油供給路徑，其向上述壓縮機供給油；油回收器，其具有油槽，且誘導於上述壓縮機中伴隨油而被壓縮的壓縮空氣，並自所誘導的壓縮空氣中使油分離而回收至上述油槽中，同時，連通至上述油供給路徑；油冷卻器，其將被回收至上述油槽中的油進行冷卻；以及油溫調整閥，其配合上述油槽內的油之溫度的油溫，在上述油冷卻器中使油循環的狀態、與限制油循環的狀態間任一狀態進行切換，而調整該油溫；其中，上述油溫調整閥具備有：本體部，其設有第1接口、第2接口、第3接口及第4接口；該第1接口係對上述油回收器連通；該第2接口係對自上述油回收器流入將在上述油冷卻器中被冷卻之油的上述油冷卻器流入部連通；該第3接口係對流出已在上述油冷卻器中被冷卻之油的上述油冷卻器流出部連通；該第4接口係對上述壓縮機連通；閥體，其係在上述本體部內側被設置為滑動移動自如，而於循環位置與限制位置之間進行位置切換；該循環位置係藉由使上述第1接口與上述第2接口相連通，同時使上述第3接口與上述第4接口相連通，而使油在上述油冷卻器中循環；該限制位置係藉由使上述第1接口連通於上述第3接口所連通的上述第4接口，而限制油對上述油冷卻器的循環；閥體驅動部，其配合上述油溫獨立動作，而在上述循環位置與上述限制位置之間，以切換上述閥體位置之方式驅動該閥體；以及限制位置連通部，當上述閥體位於上述限制位置時，其使上述第2接口連通於上述第1接口。
2. 如申請專利範圍第1項之鐵道車輛用空氣壓縮裝置，其中，上述限制位置連通部係以上述閥體中形成的貫通孔所設置；上述貫通孔的其中一開口係當上述閥體位於上述限制位置時，則與上述第2接口呈相對向，而當上述閥體位於上述循環位置時，則被設於上述第2接口與上述第3接口或第4接口之間之上述本體部的壁部所遮蔽。