特開 2024-83869 アフタクーラを搭載した圧縮機におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024083869

(43)【公開日】2024-06-24

(54)【発明の名称】アフタクーラを搭載した圧縮機におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/10 20060101AFI20240617BHJP

【ＦＩ】

F04B49/10 331Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197931

(22)【出願日】2022-12-12

(71)【出願人】

【識別番号】000241795

【氏名又は名称】北越工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002398

【氏名又は名称】弁理士法人小倉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 桂介

【テーマコード（参考）】

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H145BA47

3H145CA19

3H145CA21

3H145DA19

3H145EA16

3H145EA26

3H145EA42

(57)【要約】      （修正有）

【課題】アフタクーラを搭載した圧縮機において、比較的簡単な構成により自動でドレン回路を適切かつ効率的に加温してドレンの凍結防止を可能とするアフタクーラドレンの自動凍結防止構造を提供する。
【解決手段】アフタクーラドレンの自動凍結防止構造１は、圧縮機本体と、アフタクーラ２０と、ドレンセパレータ３０と、ドレン回路５０とを備える圧縮機において、一端６１を前記アフタクーラの一次側に、他端６２を前記ドレン回路に連通されたバイパス回路６０と、前記バイパス回路を開閉する電磁弁６４と、前記ドレン回路内の温度を検出する温度センサ７２と、前記温度センサの検出した温度が予め設定した設定温度以下になったときに前記電磁弁を開き、前記温度センサの検出した温度が前記設定温度を上回ったときに前記電磁弁を閉じる制御部７０を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機本体から吐出された圧縮気体を導入し，該導入された圧縮気体を冷却して圧縮気体中の水蒸気を凝縮させてドレンを発生させるアフタクーラと，該アフタクーラで発生したドレンを分離し，捕集するドレンセパレータと，一端が前記ドレンセパレータのドレン捕集部に連通され，絞りを介して他端が大気に開放されたドレン回路とを備え，前記ドレンセパレータによりドレンが分離された圧縮気体を消費側に供給すると共に，前記ドレンセパレータにより圧縮気体から分離され前記ドレン捕集部に捕集されたドレンを前記ドレンセパレータ内の一部の圧縮気体との混合流体として前記ドレン回路を介して機外に排出する圧縮機において，
一端を前記アフタクーラの一次側に，他端を前記絞りの一次側の前記ドレン回路に連通されたバイパス回路と，
前記バイパス回路を開閉する電磁弁と，
前記ドレン回路内の温度を検出する温度センサと，
該温度センサの検出した温度が予め設定した設定温度以下になったときに前記電磁弁を開き，前記温度センサの検出した温度が前記設定温度を上回ったときに前記電磁弁を閉じる制御部を備えることを特徴とするアフタクーラドレンの自動凍結防止構造。

【請求項2】

前記温度センサを，前記絞りの二次側の前記ドレン回路に設けたことを特徴とする請求項１記載のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造。

【請求項3】

前記バイパス回路内の温度を検出する第二の温度センサが，前記電磁弁の一次側のバイパス回路に追加して設けられ，
前記制御部は，前記第二の温度センサの検出した温度が予め設定した第二の設定温度以下になったときに前記電磁弁を閉じ，前記第二の温度センサの検出した温度が前記第二の設定温度を上回ったときに前記電磁弁を開くよう制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造。

【請求項4】

前記電磁弁に代えて開度調整可能な電動弁を備え，前記制御部は，前記検出した温度が前記設定温度以下になったときに前記電動弁の開度を大きくし，前記検出した温度が前記設定温度を上回ったときに前記電動弁の開度を小さく又は閉じることを特徴とする請求項１～３いずれか１項記載のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，アフタクーラを備えた圧縮機において，アフタクーラにより発生したドレン（アフタクーラドレン）を機外へ排出するドレン回路内で前記ドレンが凍結することを自動的に防止できるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機は，通常，圧縮機本体で被圧縮気体を圧縮して得た圧縮気体をアフタクーラに導入し，前記アフタクーラにおいて圧縮気体を冷却して圧縮気体中の水蒸気を凝縮させてドレンを発生させ，このドレンをドレンセパレータで分離・捕集した後，ドレン回路を介して機外に排出している。

【0003】

しかし，寒冷時に，前記ドレン回路内にてドレンが凍結し，これにより生じた氷がドレン回路内や回路出口を塞いでしまい，その結果，ドレンの排出ができず，あるいはドレンが圧縮気体と共に消費側に供給されてしまう問題があった。

【0004】

そこで，上述のドレン回路内にてドレンが凍結することを防止するドレン凍結防止構造を備えた圧縮機が提案されている。

【0005】

例えば，図４に示すように，アフタクーラ１２０を備えた圧縮機１００において，アフタクーラ１２０にて生じたドレンを分離・捕集した後，機外へ排出するドレン回路１５０にてドレンが凍結することを防止するドレン凍結防止構造がある（特許文献１）。

【0006】

なお，前記圧縮機１００は，圧縮作用空間の潤滑，密封及び冷却に冷却油を使用する，所謂「油冷式」の圧縮機本体（図示せず）を備えると共に，前記圧縮機本体より冷却油と共に吐出された圧縮気体を導入しこれを冷却油と圧縮気体とに分離するセパレータレシーバタンク（図示せず）を備えている。

【0007】

図４は，その入口を前記セパレータレシーバタンクに連通されたオイルセパレータ１１０から空気作業機等に圧縮気体を供給するサービスバルブ１４０迄の回路構成を示したものであり，オイルセパレータ１１０の出口１１２には，アフタクーラ１２０の入口１２１が連通され，このアフタクーラ１２０の出口１２２には，ドレンセパレータ１３０の入口１３１が連通されてアフタクーラ１２０を通過した圧縮気体がドレンセパレータ１３０に導入されてアフタクーラ１２０による冷却により凝縮して発生したドレンがこのドレンセパレータ１３０により分離・捕集されるよう構成されている。

【0008】

そして，ドレンセパレータ１３０の出口１３２はサービスバルブ１４０に連通されており，ドレンセパレータ１３０で水蒸気の除去された乾燥した圧縮気体をサービスバルブ１４０より供給可能としている。

【0009】

前述のドレンセパレータ１３０は，その下部にドレン捕集部たる室１３３が形成されており，この室１３３内に圧縮気体より分離されたドレンが捕集されるよう構成されている。そして，前記室１３３内に捕集されたドレンは，ドレンセパレータ１３０内の一部の圧縮気体と共に，ドレンセパレータ１３０の底部に一端１５１を連結されたドレン回路１５０を介して排出される。

【0010】

また，前記ドレン回路１５０の他端１５２には消音器１５４が取り付けられ，この消音器１５４を介してドレン回路１５０に導入されたドレンと圧縮気体との混合流体が排出される。

【0011】

前記ドレン回路１５０は，その回路中に絞り１５３が設けられ，このドレン回路１５０を介してドレンと共に機外に排出される圧縮気体の流量が制御されている。

【0012】

また，一端１６１がオイルセパレータ１１０に連通され，他端１６２がドレン回路１５０に連通されたバイパス回路１６０が設けられ，このバイパス回路１６０によりアフタクーラ１２０を通過する前のオイルセパレータ１１０内の温かい圧縮気体をドレン回路１５０に導入可能となっている。

【0013】

以上のように構成されたドレン凍結防止構造によれば，ドレン回路１５０を介して機外に排出されるドレンと圧縮気体の混合流体に，アフタクーラ１２０に導入される前の温かい圧縮気体が前記バイパス回路１６０を介して合流されるので，アフタクーラ１２０で冷却された前記混合流体が温められて，ドレン回路１５０内や消音器１５４内でのドレン凍結を防止できる。

【0014】

また，他の従来例としては，ドレンを排出するドレン回路を加熱する発熱体２１１を有するドレン凍結防止構造を備えた圧縮機２００が提案されている（特許文献２）。

【0015】

前記圧縮機２００は，図５に示すように，吸込みフィルター２０３，吸込みパイプ２０４，吸込絞り弁２０２を介して管路２２０を通過して圧縮機本体２０１に吸込まれた空気を，前記圧縮機本体２０１内にて圧縮して吐出空気経路２０５に送り出した後，アフタクーラ２０６により冷却し，このときアフタクーラ２０６内で生じたドレンをドレンセパレータ２０７にて分離した後，前記圧縮気体は供給側へ送り，前記ドレンはドレン回路２１３を経て排出させるものである。

【0016】

なお，前記ドレン回路２１３は，ドレン自動排出弁２０８を有する経路と，ドレン自動排出弁２０８が故障した場合に備えてドレン手動排出弁２０９を有する経路を有している。

【0017】

そして，圧縮機２００は，ドレン回路２１３とドレン自動排出弁２０８とドレン手動排出弁２０９を覆う発熱体２１１及び断熱材２１２と，ドレン自動排出弁２０８の温度を検出する温度センサ２１０と，検出した温度に基づいて前記発熱体２１１による加熱及び停止を制御する制御基板２１４を備えており，前記ドレン回路２１３やドレン自動排出弁２０８内のドレン凍結を自動で防止するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】特開２００３－１７６７８４号公報

【特許文献2】特開２０１４－１５９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

上掲の特許文献１に開示の圧縮機１００は，常に，オイルセパレータ１１０内の温かい圧縮気体が前記バイパス回路１６０を介してドレン回路１５０に導入されるため，ドレン回路１５０内が氷点下を上回っている，すなわち，加温が不要なときにおいてもドレン回路１５０が加温されていることとなり，この間は加温に使用している圧縮気体が無駄に消費されることになるため，圧縮機の負荷運転時には供給圧縮気体の減少，さらに，無負荷運転時には燃費悪化が懸念される。

【0020】

なお，特許文献１に開示の圧縮機１００は，図４に示すように，バイパス回路１６０に開閉弁１６４を設けても良く，この場合，圧縮機１００をドレン凍結の恐れがない環境において使用する場合には前記開閉弁１６４を閉じてバイパス回路１６０を閉塞し，ドレン回路１５０に対する加温用の圧縮流体の導入を行わず，消費側に供給される圧縮気体量の減少を防止することができる。

【0021】

しかしながら，作業者が前記開閉弁１６４を都度操作することは煩雑な作業を強いられ，開閉弁１６４の開放を失念したときのドレンの凍結及びドレン回路１５０の破損が懸念される。

【0022】

また，上掲の特許文献２に開示の圧縮機２００では，図５に示すように，温度センサ２１０が発熱体２１１に覆われるように設置される構造であるため，発熱体２１１が温度センサ２１０自体を加熱することになる。このため，発熱体２１１が作動すると温度センサ２１０の検出温度がすぐに上昇してしまい，ドレン回路２１３が十分に温まる前に前記検出温度に基づき前記制御基板２１４が前記発熱体２１１による加熱を停止してしまい，ドレン凍結を適切に防止することができない問題があった。

【0023】

また，特許文献２に開示の圧縮機２００のようにドレンの凍結防止のために発熱体２１１を設けると，部品点数が増加して製造・組立が煩雑となり，製造コストが嵩む上，前記温度センサ２１０による温度検出を正確にするために装置構成が複雑となる問題があった。

【0024】

そこで，本発明は，上述の従来技術における欠点を解消するために開発されたもので，アフタクーラを搭載した圧縮機において，比較的簡単な構成により自動でドレン回路を適切かつ効率的に加温して，アフタクーラドレンの凍結防止を可能とするアフタクーラドレンの自動凍結防止構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0025】

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

【0026】

上記目的を達成するために，本発明のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１は，圧縮機本体から吐出された圧縮気体を導入し，該導入された圧縮気体を冷却して圧縮気体中の水蒸気を凝縮させてドレンを発生させるアフタクーラ２０と，該アフタクーラ２０で発生したドレンを分離し，捕集するドレンセパレータ３０と，一端５１が前記ドレンセパレータ３０のドレン捕集部３３に連通され，絞り５３を介して他端５２が大気に開放されたドレン回路５０とを備え，前記ドレンセパレータ３０によりドレンが分離された圧縮気体を消費側に供給すると共に，前記ドレンセパレータ３０により圧縮気体から分離され前記ドレン捕集部３３に捕集されたドレンを前記ドレンセパレータ３０内の一部の圧縮気体との混合流体として前記ドレン回路５０を介して機外に排出する圧縮機において，
一端６１を前記アフタクーラ２０の一次側に，他端６２を前記絞り５３の一次側の前記ドレン回路５０に連通されたバイパス回路６０と，
前記バイパス回路６０を開閉する電磁弁６４と，
前記ドレン回路５０内の温度を検出する温度センサ７２と，
この温度センサ７２の検出した温度が予め設定した設定温度以下になったときに前記電磁弁６４を開き，前記温度センサ７２の検出した温度が前記設定温度を上回ったときに前記電磁弁６４を閉じるように制御信号を発する制御部７０を備えることを特徴とする（請求項１：図１～３参照）。

【0027】

なお，前記温度センサ７２は，好適には前記絞り５３の二次側の前記ドレン回路５０に設置される（請求項２：図１～３参照）。

【0028】

また，前記バイパス回路６０内の温度を検出する第二の温度センサ７３が，前記電磁弁６４の一次側のバイパス回路６０に追加して設けられ，前記制御部７０は，前記第二の温度センサ７３の検出した温度が予め設定した第二の設定温度以下になったときに前記電磁弁６４を閉じ，前記第二の温度センサ７３の検出した温度が前記第二の設定温度を上回ったときに前記電磁弁６４を開くよう制御することができる（請求項３：図３参照）。

【0029】

また，本発明のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１は，前記電磁弁６４に代えて，電気的に弁開度を調整可能な電動弁６５を備え，前記制御部７０は，前記検出した温度が前記設定温度以下になったときに前記電動弁６５の開度を大きくし，前記検出した温度が前記設定温度を上回ったときに前記電動弁６５の開度を小さく又は閉じるようにしても良い（請求項４：図２参照）。

【発明の効果】

【0030】

以上で説明した本発明のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１によれば，温度センサ７２によりドレン回路５０内の温度が監視され，ドレン回路５０内がドレン凍結温度に達する前に前記設定温度以下となったとき，前記電磁弁６４が開き，バイパス回路６０を通じてアフタクーラ２０の一次側の高温の圧縮気体がドレン回路５０に導入され，ドレン回路５０を加温することができる。

【0031】

一方，温度センサ７２による検出温度が前記設定温度を上回る場合，すなわちドレン凍結が懸念されずドレン回路５０の加温が必要でない場合は，前記電磁弁６４により前記バイパス回路６０が閉じられドレン回路５０に加温用の圧縮気体が導入されなくなるため，圧縮機の負荷運転時に消費側に供給される圧縮気体量の減少を抑えることができると共に，無負荷運転時においては前記加温用に圧縮気体を生成する必要がなくなり圧縮機本体の負荷が軽減されるため，燃費の向上が期待できる。

【0032】

また，本発明のアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１は，前記温度センサ７２及び前記制御部７０により自動で前記電磁弁６４を開閉できるため，作業者による手動操作の手間が無くなると共に，開き忘れによるドレン凍結及びドレン回路の破損リスクが無くなる。

【0033】

また，圧縮気体は前記絞り５３を通過する際に，断熱膨張により温度が低下するが，本発明においては，前記絞り５３の一次側にバイパス回路６０が連通されているため，温度低下の恐れがある前記絞り５３を通過する前に加温できると共に，前記絞り５３により前記バイパス６０から導入された加温用の圧縮気体の流量の制御も可能とする。

【0034】

また，温度センサ７２を前記絞り５３の二次側のドレン回路５０に設けることで，ドレン回路５０内でより凍結リスクの高い場所の温度を監視できる。また，温度センサ７２を前記絞り５３の二次側に設けることで，温度センサ７２は，前記絞り５３の一次側のドレン回路５０に連通された前記バイパス回路６０の他端（圧縮気体の導入部）６２から離れた位置に配置されることになる。これにより，ドレン回路５０内が前記設定温度を上回る前に，温度センサ７２がドレン回路５０内に導入されたばかりの高温の圧縮気体の温度自体を検出して，前記制御部７０が電磁弁６４を閉じる恐れをなくすことができ，従って，ドレン回路５０を前記設定温度に達するまで十分に加温することができる。

【0035】

また，前記第二の温度センサ７３を追加して設け，バイパス回路６０内の圧縮気体の温度を監視し，加温用圧縮気体の温度が前記第二の設定温度以下の場合には，前記電磁弁６４を閉じる制御を備えることで，例えば寒冷地での始動時であってアフタクーラ２０の一次側がドレン凍結温度以下又はこれに近い温度の場合において，前記電磁弁６４を開いて圧縮空気をドレン回路５０に導入しても十分な加温効果を得られなくなることを防止すると共に，低温で比較的水分の多い圧縮気体がバイパス回路６０を介してドレン回路５０に流入されることによるドレンの凍結リスクを抑えることができる。

【0036】

また，前記電磁弁６４の代わりに電気的に弁開度を調整可能な電動弁６５を使用する構成では，弁開度を無段階に調整できるため，加温に消費される圧縮気体量を必要最低限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の第１実施形態におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１を説明する図。

【図2】第２実施形態におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１を説明する図。

【図3】第３実施形態におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１を説明する図。

【図4】従来の圧縮機１００が備えるドレンの凍結防止構造を示す図。

【図5】他の従来の圧縮機２００が備えるドレンの凍結防止構造を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0038】

つぎに，本発明の実施形態について添付図面を参照しながら以下説明する。なお，以下の実施形態にあっては，油冷式の圧縮機本体を使用した圧縮機に適用する例について説明するが，本発明が適用される圧縮機は，油冷式の圧縮機本体を使用するものの他，所謂「オイルフリースクリュ圧縮機」等の圧縮作用空間の密封・冷却に冷却油を使用しない圧縮機本体を使用したものにも適用することができ，また，その他アフタクーラ２０を備える圧縮機であれば，例えばエンジン駆動型やモータ駆動型といった駆動方式等についても特に限定されるものでなく，各種の圧縮機に適用することができる。

【0039】

また，冷却油を使用しない型式の圧縮機に使用する場合にあっては，後述するオイルセパレータ１０を介せずにレシーバタンク内の圧縮気体を直接アフタクーラ２０に導入したり，圧縮機本体から吐出された圧縮気体を直接アフタクーラ２０に導入したりしても良い。また，前述の油冷式の圧縮機においても，セパレータレシーバタンクにおける冷却油の分離性能，消費側で要求される圧縮気体中の油分許容量等によっては，セパレータレシーバタンク内の圧縮気体を直接アフタクーラ２０に導入する構成としても良い。

【0040】

なお，本発明が適用される圧縮機において使用されるアフタクーラ２０は，圧縮気体を冷却可能なものであればその型式を問わず，水冷式，空冷式，冷凍式の既知の各種のアフタクーラ２０を使用することができる。

【0041】

以下，本発明の第１実施形態について説明する。

【0042】

図１は，油冷式の圧縮機本体（図示せず）と，該圧縮機本体より冷却油と共に吐出された圧縮気体を導入しこれを冷却油と圧縮気体とに分離するセパレータレシーバタンク（図示せず）とを備えた圧縮機におけるアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１を説明するものであって，その入口を前記セパレータレシーバタンクに連通されたオイルセパレータ１０から，空気作業機等に圧縮気体を供給するサービスバルブ４０迄の回路構成を示している。

【0043】

図１に示すように，前記オイルセパレータ１０の出口１２には，アフタクーラ２０の入口２１が連通され，このアフタクーラ２０の出口２２には，ドレンセパレータ３０の入口３１が連通されてアフタクーラ２０を通過した圧縮気体がドレンセパレータ３０に導入されてアフタクーラ２０による冷却により凝縮して発生したドレンがこのドレンセパレータ３０により分離・捕集されるよう構成されている。

【0044】

そして，ドレンセパレータ３０の出口３２はサービスバルブ４０に連通されており，ドレンセパレータ３０で水蒸気の除去された乾燥した圧縮気体をサービスバルブ４０より供給可能としている。

【0045】

前述のドレンセパレータ３０は，その下部にドレン捕集部たる室（ドレン捕集部）３３が形成されており，この室３３内に圧縮気体より分離されたドレンが捕集されるよう構成されている。そして，ドレンセパレータ３０の室３３内に捕集されたドレンは，ドレンセパレータ３０内の一部の圧縮気体と共に，ドレンセパレータ３０の底部に一端５１を連結されたドレン回路５０を介して排出される。

【0046】

前記ドレン回路５０の他端５２には消音器５４が取り付けられ，この消音器５４を介してドレン回路５０に導入されたドレンと圧縮気体との混合流体が排出されるよう構成されている。なお，前記ドレン回路５０は，その回路中に絞り５３が設けられ，ドレン回路５０を介してドレンと共に機外に排出される圧縮気体の流量が制御されている。

【0047】

また，一端６１が前記オイルセパレータ１０に連通され，他端６２が前記絞り５３の一次側の前記ドレン回路５０に連通されたバイパス回路６０が設けられ，該バイパス回路６０により，オイルセパレータ１０内の圧縮気体すなわちアフタクーラ２０を通過する前の高温の圧縮気体をドレン回路５０に導入可能となるよう構成されている。

【0048】

なお，図１に示す実施形態にあっては，前記バイパス回路６０の一端６１をオイルセパレータ１０の出口に連通しているが，図１の構成においてこのバイパス回路６０は，オイルセパレータ１０を通過した後，アフタクーラ２０を通過する前（アフタクーラ２０の出口２２に至る前）の圧縮気体を導入可能とするものであれば，オイルセパレータ１０とアフタクーラ２０間の回路９０の途中やアフタクーラ２０の途中の位置に前記一端６１を連通するものであっても良い。

【0049】

また，前記バイパス回路６０には電磁弁６４が設けられており，該電磁弁６４の開閉によりバイパス回路６０を開閉することができるよう構成されている。

【0050】

また，前記絞り５３の二次側のドレン回路５０には温度センサ７２が設けられ，ドレン回路５０内の温度を常時検出することができるよう構成されている。

【0051】

なお，ドレン回路５０においては消音器５４（ドレン回路５０の他端５２）側に近くなるほど回路内の温度が低下するものであるところ，本実施形態のように前記温度センサ７２が前記絞り５３の二次側に設けられていることで，ドレン回路５０内でより凍結リスクの高い場所の温度を監視できるようになっている。また，温度センサ７２が前記絞り５３の二次側に設けられていることで，温度センサ７２は，前記絞り５３の一次側のドレン回路５０に連通されたバイパス回路６０の他端（圧縮気体の導入部）６２から離れた位置に配置されることになる。これにより，ドレン回路５０内が後述する設定温度（凍結リスクが無い温度）を上回る前に，温度センサ７２がドレン回路５０内に導入されたばかりの高温の圧縮気体の温度自体を検出し後述する制御部７０が前記電磁弁６４を閉じてしまう恐れをなくすことができ，従って，ドレン回路５０が設定温度に達するまで十分に加温することができる。

【0052】

前記電磁弁６４及び前記温度センサ７２と制御信号や情報のやりとりを行うことが可能に電気的に接続され，前記温度センサ７２からの例えば信号に応じ，前記電磁弁６４に開閉制御信号を送信して電磁弁６４の開閉を制御する制御部７０が設けられている。なお，前記制御部７０は，例えばMCU(マイクロコントローラ・ユニット)等を有する制御基板から構成されるものであるが，これに限定されるものではない。

【0053】

前記制御部７０は，圧縮機の運転時において，温度センサ７２により常時検出される温度を常に監視し，温度センサ７２の検出温度つまりドレン回路５０内の温度が予め設定した設定温度以下の時に前記電磁弁６４を開け，前記設定温度を上回った時に前記電磁弁６４を閉める制御を行う。

【0054】

なお，前記設定温度は，ドレン凍結を防ぐ温度であれば良く，また，温度センサの設置位置に応じて適宜変更しても良く，例えば，上述したドレン回路５０においては消音器５４（ドレン回路５０の他端５２）側に近くなるほど回路内の温度が低下することを考慮して，温度センサ７２を消音器５４の近くに設置する場合は０℃に設定し，温度センサ７２を消音器５４から離れて設置する場合は１～２℃に設定することができる。

【0055】

以上のように構成されたアフタクーラドレンの自動凍結防止構造１によれば，温度センサ７２の検出温度が前記設定温度以下の時は，制御部７０により自動で電磁弁６４が開き，ドレン回路５０を介して機外に排出されるドレンと圧縮気体の混合流体に，アフタクーラ２０に導入される前の温かい圧縮気体がバイパス回路６０を介して合流されることで，アフタクーラ２０で冷却された前記混合流体が温められてドレン回路５０内においてドレンが凍結せず，また，圧縮気体が消音器５４の排出口で急激に膨張しても，消音器が氷点下まで冷却されることがなくなり消音器５４内においてもドレンが凍結することがない。

【0056】

一方，温度センサ７２の検出温度が前記設定温度を上回った時は，制御部７０により自動で電磁弁６４が閉じるため，オイルセパレータ１０内の圧縮気体がバイパス回路６０を介してドレン回路５０に導入されることがない。

【0057】

上述のように，アフタクーラドレンの自動凍結防止構造１によれば，温度センサ７２による検出温度に基づいて自動で電磁弁６４が開閉するため，作業者がバイパス回路６０のバルブの開閉を行う必要がなくなり，例えば，寒冷時にバルブの開き忘れによるドレン凍結のリスクがなくなる。

【0058】

さらに，オイルセパレータ１０内の圧縮気体は，ドレン回路５０の加温必要時にのみバイパス回路６０を介してドレン回路５０に導入されるため，圧縮機の負荷運転時には消費側に供給される圧縮気体量の減少が抑えられ，また，無負荷運転時には加温に消費される圧縮気体量の減少により圧縮機本体の負荷が軽減され，燃費改善が期待できる。

【0059】

次に，本発明の第２実施形態について説明する。

【0060】

なお，以下においては，本実施形態について，上述の第１実施形態と異なる点を中心に説明し，同様の箇所については説明を省略する。また，第１実施形態と対応する箇所には，同一の符号を付して説明する。

【0061】

本実施形態では，図２に示すように，前記電磁弁６４の代わりに弁開度を調整自在な電動弁６５が設けられている。なお，前記電動弁６５は，前記制御部７０と制御信号や情報のやりとりを行うことが可能となるように電気的に接続されている。

【0062】

前記電動弁６５は，電気的に弁開度を調整可能なものであって，例えば，弁体を駆動するアクチュエータとしてステッピングモータを備えたものであり，前記制御部７０の指示（例えば信号）に応じて前記ステッピングモータが弁体の動きを制御して，弁体の開度を自由に調整できるように構成されている。

【0063】

第１実施形態のように電磁弁６４を用いた場合は，弁開度が全開又は全閉しかないため，加温時には常時一定量の圧縮気体が消費されるのに対して，電動弁６５を用いた本実施形態では弁開度を無段階に調整できるため，加温に消費される圧縮気体量を必要最低限に抑えることができる。

【0064】

さらに，本発明の第３実施形態について説明する。

【0065】

以下，本実施形態について，上述の第１実施形態と異なる点を中心に説明し，同様の箇所については説明を省略する。また，第１実施形態と対応する箇所には同一の符号を付して説明する。

【0066】

本実施形態では，図３に示すように，前記電磁弁６４の一次側のバイパス回路６０に第二の温度センサ７３が追加して設けられ，前記電磁弁６４の一次側のバイパス回路６０内の温度を常時検出することができるよう構成されている。

【0067】

前記第二の温度センサ７３は，前記制御部７０と制御信号や情報のやりとりを行うよう電気的に接続されている。

【0068】

前記制御部７０は，圧縮機の運転時において，第一実施形態と同様に温度センサ７２の検出温度に基づき電磁弁６４を開閉制御しつつ，第二の温度センサ７３により常時検出される温度を常に監視し，第二の温度センサ７３の検出温度すなわちバイパス回路６０内の圧縮気体の温度が予め設定した第二の設定温度以下の時に電磁弁６４を閉め，第二の温度センサ７３の検出温度が前記第二の設定温度を上回った時に電磁弁６４を開ける制御を行う。

【0069】

例えば寒冷地において，圧縮機の始動時にオイルセパレータ１０内（アフタクーラ２０の一次側）がドレン凍結温度以下又はこれに近い温度の場合には，前記電磁弁６４を開いてオイルセパレータ１０内の低温の圧縮気体をドレン回路５０に導入しても十分な加温効果を得られず，また，このような状態でオイルセパレータ１０内の低温で比較的水分の多い圧縮気体をドレン回路５０に流入させるとドレン凍結リスクを高め得る恐れがある。これに対し，上述の本実施形態の構成により，前記第二の温度センサ７３によってバイパス回路６０内の圧縮気体の温度を監視し，該圧縮気体の温度が前記第二の設定温度以下の場合は電磁弁６４を開かないよう制御することで，前述のドレン凍結リスクを抑えることができる。

【0070】

なお，前記第二の設定温度は，ドレン凍結を防ぐ温度であれば適宜温度に設定でき，例えば，前記第二の設定温度を０℃に設定しても良い。

【0071】

また，本実施形態における前記制御部７０による前記電磁弁６４の開閉制御について，前記制御部７０は，前記第二の温度センサ７３の検出温度が前記第二の設定温度以下の時は，前記温度センサ７２の検出温度が前記設定温度以下であっても優先的に前記電磁弁６４を閉めるよう制御し，また，前記温度センサ７２の検出温度が前記設定温度を上回った時は，前記第二の温度センサ７３の検出温度が前記第二の設定温度を上回っていても優先的に前記電磁弁６４を閉じるよう制御するようにしても良い。

【0072】

これにより，バイパス回路６０内の温度（加温用の圧縮気体の温度）が前記第二の設定温度以下の場合は，ドレン回路５０内が前記設定温度以下であっても電磁弁６４によりバイパス回路６０を閉じて，バイパス回路６０を介してドレン回路５０に低温でかつドレンを含む圧縮空気が導入されることを阻止して上述のドレン凍結のリスクを抑え，また，ドレン回路５０内が前記設定温度を上回った場合は，バイパス回路６０内の温度（加温用の圧縮気体の温度）が前記第二の設定温度を上回っていても電磁弁６４によりバイパス回路６０を閉じて，バイパス回路６０を介して圧縮空気が導入されることを阻止して，ドレン回路５０の加温に消費される圧縮空気量を抑えることができる。

【0073】

また，本実施形態では電磁弁６４を用いたものについて説明したが，第二実施形態のように電磁弁６４の代わりに電動弁６５を使用しても良い。

【符号の説明】

【0074】

１ 凍結防止構造
１０ オイルセパレータ
１２ 出口（オイルセパレータの）
２０ アフタクーラ
２１ 入口（アフタクーラの）
２２ 出口（アフタクーラの）
３０ ドレンセパレータ
３１ 入口（ドレンセパレータの）
３２ 出口（ドレンセパレータの）
３３ 室（ドレン捕集部）
４０ サービスバルブ
５０ ドレン回路
５１ 一端（ドレン回路の）
５２ 他端（ドレン回路の）
５３ 絞り
５４ 消音器
６０ バイパス回路
６１ 一端（バイパス回路の）
６２ 他端（バイパス回路の）
６４ 電磁弁
６５ 電動弁
７０ 制御部
７２ 温度センサ
７３ 第二の温度センサ
９０ 回路（オイルセパレータ－アフタクーラ間の）
１００ 圧縮機
１１０ オイルセパレータ
１１２ 出口（オイルセパレータの）
１２０ アフタクーラ
１２１ 入口（アフタクーラの）
１２２ 出口（アフタクーラの）
１３０ ドレンセパレータ
１３１ 入口（ドレンセパレータの）
１３２ 出口（ドレンセパレータの）
１３３ 室（ドレン捕集部）
１４０ サービスバルブ
１５０ ドレン回路
１５１ 一端（ドレン回路の）
１５２ 他端（ドレン回路の）
１５３ 絞り
１５４ 消音器
１６０ バイパス回路
１６１ 一端（バイパス回路の）
１６２ 他端（バイパス回路の）
１６４ 開閉弁
２００ 圧縮機
２０１ 圧縮機本体
２０２ 吸込絞り弁
２０３ 吸込みフィルター
２０４ 吸込みパイプ
２０５ 吐出空気経路
２０６ アフタクーラ
２０７ ドレンセパレータ
２０８ ドレン自動排出弁
２０９ ドレン手動排出弁
２１０ 温度センサ
２１１ 発熱体
２１２ 断熱体
２１３ ドレン回路
２１４ 制御基板
２２０ 管路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】