特許 7448367 圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/02 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

F04B49/02 331B

F04B49/02 331F

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020019587

(22)【出願日】2020-02-07

(65)【公開番号】P2021124090

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】後藤 翔

(72)【発明者】

【氏名】梅田 憲

(72)【発明者】

【氏名】成澤 伸之

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－００４３８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－１７０２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０２８０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７５９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１８２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０７４１８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ４９／０２

Ｆ０４Ｂ ４９／０６

Ｆ０４Ｂ ３９／１６

Ｆ０４Ｂ ４１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータによって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、
前記タンクで貯留された圧縮空気を外部へ供給する圧縮空気配管と、
前記タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記タンク内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置と、
前記圧力センサで検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を停止させる待機状態に切替え、その後、前記圧力センサで検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える機能、及び前記ドレン排出装置を制御する機能を有する制御装置と、を備えた圧縮機において、
前記制御装置は、前記作動圧力の設定変更に応じて、前記ドレン排出装置のドレン排出時間及びドレン排出間隔のうちの少なくとも一方を設定変更することを特徴とする圧縮機。

【請求項2】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記制御装置は、前記作動圧力の減少に従って前記ドレン排出時間を減少することを特徴とする圧縮機。

【請求項3】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記制御装置は、前記作動圧力の減少に従って前記ドレン排出間隔を増加することを特徴とする圧縮機。

【請求項4】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記制御装置は、前記負荷運転状態の累積時間又は負荷率の累積値がドレン排出間隔の設定値に達したときに、前記圧力センサで検出された圧力が前記作動圧力と前記復帰圧力の間で設定された所定圧力より低ければ、前記タンク内のドレンを排出しないように、前記ドレン排出装置を制御し、その後、前記圧力センサで検出された圧力が前記所定圧力以上となってから、前記タンク内のドレンを排出するように、前記ドレン排出装置を制御することを特徴とする圧縮機。

【請求項5】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記モータの回転数を可変制御するインバータを備え、
前記制御装置は、前記負荷運転状態の累積時間又は負荷率の積算値がドレン排出間隔の設定値に達したときに、前記圧力センサで検出された圧力が前記作動圧力と前記復帰圧力の間で設定された所定圧力より低ければ、前記タンク内のドレンを排出しないように、前記ドレン排出装置を制御し、その後、前記インバータを介し前記モータの回転数を増加して、前記圧力センサで検出された圧力が前記所定圧力以上となってから、前記タンク内のドレンを排出するように、前記ドレン排出装置を制御することを特徴とする圧縮機。

【請求項6】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記制御装置は、前記待機状態の継続時間がドレン排出間隔の設定値に達した場合に、前記タンク内のドレンを排出するように、前記ドレン排出装置を制御し、前記待機状態の継続時間が前記ドレン排出間隔の設定値に達しない場合でも、前記待機状態の継続時間のうちの予め設定された所定時間の経過後の残り時間を累積した累積時間が前記ドレン排出間隔の設定値に達した場合に、前記タンク内のドレンを排出するように、前記ドレン排出装置を制御することを特徴とする圧縮機。

【請求項7】

請求項１に記載の圧縮機において、
前記ドレン排出装置は、前記制御装置によって制御される電磁開閉弁と、前記電磁開閉弁の上流側に設けられたストレーナとを有し、
前記ストレーナは、鉛直方向から見て前記電磁開閉弁と重ならないように配置されたことを特徴とする圧縮機。

【請求項8】

請求項７に記載の圧縮機において、
前記ドレン排出装置は、前記ストレーナの上流側に接続され、前記ストレーナと共に鉛直方向に延在するストレート継手を有することを特徴とする圧縮機。

【請求項9】

請求項７に記載の圧縮機において、
前記ドレン排出装置は、前記ストレーナの上流側に接続され、前記ストレーナと共に鉛直方向に延在するチーズ継手と、前記チーズ継手に接続された手動開閉弁とを有することを特徴とする圧縮機。

【請求項10】

請求項７に記載の圧縮機において、
前記ドレン排出装置は、前記ストレーナの下流側に設けられた手動開閉弁を有することを特徴とする圧縮機。

【請求項11】

モータと、
前記モータによって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体と、
前記圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、
前記タンクで貯留された圧縮空気を外部へ供給する圧縮空気配管と、
前記タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記タンク内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置と、
前記圧力センサで検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を停止させる待機状態に切替え、その後、前記圧力センサで検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える機能、及び前記ドレン排出装置を制御する機能を有する制御装置と、を備えた圧縮機において、
前記ドレン排出装置は、前記制御装置によって制御される電磁開閉弁と、前記電磁開閉弁の上流側に設けられたストレーナと、前記ストレーナの上側に接続されたストレート継手又はチーズ継手とを有し、
前記ストレーナと前記ストレート継手又は前記チーズ継手は、前記タンクの底より上側に位置するものの鉛直方向に延在し、且つ、鉛直方向から見て前記電磁開閉弁と重ならないように配置されたことを特徴とする圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクを備えた圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の圧縮機は、モータと、モータによって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体と、圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、タンクで貯留された圧縮空気を外部へ供給する圧縮空気配管と、タンク内の圧力を検出する圧力センサと、制御装置とを備える。制御装置は、圧力センサで検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、圧縮機本体からタンクへの圧縮空気の供給を停止させる待機状態（詳細には、停止状態または無負荷運転状態）に切替え、その後、圧力センサで検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、圧縮機本体からタンクへの圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０１－１０４９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

タンクの内表面にてドレンが結露し、タンクの底部にドレンが溜まる。このドレンは、タンクの腐食の要因となる。そのため、制御装置によって制御され、タンク内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置を設けることが考えられる。この場合に、タンク内のドレンの発生量を推定して、ドレンの排出時間や排出間隔を固定することが考えられる。

【0005】

しかし、上述した作動圧力は、ユーザーの要望や省エネ等の観点から設定変更可能にしている。そして、作動圧力が減少すれば、タンク内のドレンの発生量も減少する。そのため、ドレンの排出時間や排出間隔が固定されたままであれば、ドレンの排出時間が必要以上に長くなるか、若しくは、ドレンの排出間隔が必要以上に短くなってしまう。したがって、ドレンの排出に伴う、タンクからの無駄な放気が多くなる。

【0006】

第１の発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、タンクからの無駄な放気を抑えることを課題の一つとするものである。第２の発明は、ドレン排出装置を構成する電磁開閉弁が連通状態から遮断状態に切替えられたときにドレンが残留してタンクへ戻らないようにし、且つ、結露した水が電磁開閉弁に滴って電磁開閉弁の不具合が起きるのを防ぐことを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、特許請求の範囲に記載の構成を適用する。第１の発明は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、モータと、前記モータによって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、前記タンクで貯留された圧縮空気を外部へ供給する圧縮空気配管と、前記タンク内の圧力を検出する圧力センサと、前記タンク内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置と、前記圧力センサで検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を停止させる待機状態に切替え、その後、前記圧力センサで検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える機能、及び前記ドレン排出装置を制御する機能を有する制御装置と、を備えた圧縮機において、前記制御装置は、前記作動圧力の設定変更に応じて、前記ドレン排出装置のドレン排出時間及びドレン排出間隔のうちの少なくとも一方を設定変更する。
第２の発明は、モータと、前記モータによって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体で圧縮された空気を貯留するタンクと、前記タンクで貯留された圧縮空気を外部へ供給する圧縮空気配管と、前記タンク内の圧力を検出する圧力センサと、前記タンク内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置と、前記圧力センサで検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を停止させる待機状態に切替え、その後、前記圧力センサで検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、前記圧縮機本体から前記タンクへの圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える機能、及び前記ドレン排出装置を制御する機能を有する制御装置と、を備えた圧縮機において、前記ドレン排出装置は、前記制御装置によって制御される電磁開閉弁と、前記電磁開閉弁の上流側に設けられたストレーナと、前記ストレーナの上側に接続されたストレート継手又はチーズ継手とを有し、前記ストレーナと前記ストレート継手又は前記チーズ継手は、前記タンクの底より上側に位置するものの鉛直方向に延在し、且つ、鉛直方向から見て前記電磁開閉弁と重ならないように配置される。

【発明の効果】

【0008】

第１の発明によれば、タンクからの無駄な放気を抑えることができる。第２の発明によれば、電磁開閉弁が連通状態から遮断状態に切替えられたときにドレンが残留してタンクへ戻らないようにし、且つ、結露した水が電磁開閉弁に滴って電磁開閉弁の不具合が起きるのを防ぐことができる。

【0009】

なお、上記以外の課題、構成及び効果は、以下の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明を適用した第１の実施形態における圧縮機の構造を表す前面図である。

【図2】本発明を適用した第１の実施形態におけるタンクの周辺構造を表す後面図及び左側面図である。

【図3】図１の部分IIIを拡大した前面図であって、本発明を適用した第１の実施形態におけるドレン排出装置の要部構造を表す。

【図4】本発明を適用した第１の実施形態における制御装置の機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。

【図5】本発明を適用した第１の実施形態における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートであり、作動圧力及び復帰圧力が初期値である場合を示す。

【図6】本発明を適用した第１の実施形態における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートであり、作動圧力及び復帰圧力が初期値より低い変更値である場合を示す。

【図7】本発明を適用した第２の実施形態における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートであり、作動圧力及び復帰圧力が初期値より低い変更値である場合を示す。

【図8】本発明を適用した第１の変形例における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートである。

【図9】本発明を適用した第２の変形例における制御装置の機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。

【図10】本発明を適用した第３の変形例における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートである。

【図11】本発明を適用した第４の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。

【図12】本発明を適用した第５の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。

【図13】本発明を適用した第６の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明を適用した第１の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0012】

図１は、本実施形態における圧縮機の構造を表す前面図であり、前面パネルの大部分を透視した状態で示す。図２（ａ）は、本実施形態におけるタンクの周辺構造を表す後面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｂ方向から見た左側面図である。図３は、図１の部分IIIを拡大した前面図であって、本実施形態におけるドレン排出装置の要部構造を表す。

【0013】

本実施形態の圧縮機１は、モータ２と、モータ２によって駆動され、空気を圧縮する圧縮機本体３と、圧縮機本体３で圧縮された空気を貯留するタンク４と、タンク４内のドレンを外部へ排出するドレン排出装置５と、モータ２及びドレン排出装置５を制御する制御装置６（後述の図４参照）とを備える。

【0014】

また、圧縮機１は、上述した機器を収納する筐体７を備える。筐体７は、ベース８、前面パネル９、左側面パネル１０、右側面パネル１１、後面パネル１２、及び上面パネル１３を有する。ベース８上には、防振ゴムを介し架台１４が固定されている。架台１４上には、ブラケット１５を介しタンク４が横置き状態で固定されている。タンク４の上側には取付台１６が溶接されている。取付台１６上には、モータ２及び圧縮機本体３が配置されている。前面パネル９にはユーザーインターフェース１７が設けられている。ユーザーインターフェース１７は、複数の操作スイッチ及びモニタを有する。

【0015】

圧縮機本体３は、例えばレシプロ型であり、シリンダ、ピストン、吸込み弁、及び吐出し弁を有する。モータ２の回転運動は、プーリ及びベルト等を介し伝達され、更に、クランク軸等を介し往復運動に変換されてピストンに伝達される。これにより、シリンダ内のピストンが往復して、シリンダ内の作動室の容積が変化する。吸込み弁が開き状態、吐出し弁が閉じ状態になり、作動室の容積が増加することにより、作動室に空気を吸込む（吸込み過程）。その後、吸込み弁が閉じ状態、吐出し弁が閉じ状態になり、作動室の容積が減少することにより、作動室内の空気を圧縮する（圧縮過程）。その後、吸込み弁が閉じ状態、吐出し弁が開き状態になり、作動室から圧縮空気を吐出す（吐出し過程）。

【0016】

圧縮機本体３から吐出された圧縮空気は、吐出配管１８を介しタンク４に流入する。タンク４で貯留された圧縮空気は、圧縮空気配管１９を介し圧縮機１の外部へ供給される。タンク４には圧力センサ２０が設けられている。圧力センサ２０は、タンク４内の圧力を検出して制御装置６へ出力する。

【0017】

ドレン排出装置５は、タンク４の内側に配置された吸上げ管２１と、タンク４の外側に配置され、エルボ継手２２Ａを介し吸上げ管２１に接続された案内管２３と、エルボ継手２２Ｂを介し案内管２３に接続されて鉛直方向に延在するストレート継手２４と、ストレート継手２４の下側に接続されて鉛直方向に延在するストレーナ２５と、ベース８に固定され、エルボ継手２２Ｃを介しストレーナ２５に接続された電磁開閉弁２６と、電磁開閉弁２６に接続されて左右方向に延在する排出管２７とを有する。なお、案内管２３及び排出管２７は、メンテナンス性等の観点から、樹脂製で柔軟性を有するものが好ましい。

【0018】

電磁開閉弁２６は、制御装置６によって制御される二方弁であって、右側ポートと左側ポートを遮断する遮断状態から、右側ポートと左側ポートを連通する連通状態に切替え可能である。そして、電磁開閉弁２６が連通状態に切替えられたときに、吸上げ管２１の入口側（すなわち、タンク４の内部）の圧力と排出管２７の出口側の圧力との差により、タンク４の底部に溜められたドレンが吸上げ管２１、案内管２３、ストレート継手２４、ストレーナ２５、電磁開閉弁２６、及び排出管２７にその順序で流れて圧縮機１の外部へ排出される。ストレーナ２５は、ドレン中の異物を除去する。

【0019】

タンク４内のドレンの発生量が何らかの理由で予想を超えれば、電磁開閉弁２６が連通状態から遮断状態に切替えられたときに、ドレン排出装置５にドレンが残留する可能性がある。本実施形態のドレン排出装置５では、ストレート継手２４の容量により、ストレーナ２５の容量を補っている。これにより、ストレーナ２５及びストレート継手２４にドレンを残留させて、タンク４へドレンが戻らないようにしている。

【0020】

電磁開閉弁２６の上流側に設けられたストレーナ２５及びストレート継手２４は、鉛直方向から見て電磁開閉弁２６と重ならないように配置されている。ここで、ストレーナ２５及びストレート継手２４が鉛直方向から見て電磁開閉弁２６と重なるように配置されている場合を仮想する。この場合、ストレーナ２５及びストレート継手２４の外表面で結露した水が電磁開閉弁２６に滴り、電磁開閉弁２６の不具合を起こす可能性がある。本実施形態では、前述したストレーナ２５及びストレート継手２４の配置により、電磁開閉弁２６の不具合を防ぐようになっている。

【0021】

電磁開閉弁２６の下流側に設けられた排出管２７は、入口側が出口側より高くなるように配置されている。ここで、排出管２７の入口側が出口より低くなっている場合を仮想する。この場合、排出管２７の外表面で結露した水が電磁開閉弁２６に滴り、電磁開閉弁２６の不具合を起こす可能性がある。本実施形態では、前述した排出管２７の配置により、電磁開閉弁２６の不具合を防ぐようになっている。

【0022】

次に、本実施形態の要部である制御装置６を、図４～図６を用いて説明する。図４は、本実施形態における制御装置の機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。図５及び図６は、本実施形態における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートである。図５は、作動圧力及び復帰圧力が初期値である場合を示し、図６は、作動圧力及び復帰圧力が初期値より低い変更値である場合を示す。

【0023】

制御装置６は、プログラムに基づいて演算処理や制御処理を実行する演算制御部（例えばＣＰＵ）と、プログラムや演算処理の結果を記憶する記憶部（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）等を有するものである。制御装置６は、機能的構成として、運転制御部２８及びドレン制御部２９を有する。

【0024】

モータ２は、電磁接触器３０を介し商用電源３１に接続されている。制御装置６の運転制御部２８は、ユーザーインターフェース１７のスイッチの操作に応じて、電磁接触器３０を制御してモータ２の駆動と停止を切替える。また、制御装置６の運転制御部２８は、圧力センサ２０で検出された圧力に応じて、電磁接触器３０を制御してモータ２の駆動と停止を切替える断続運転制御モードを実行する。断続運転制御モードについて詳述する。

【0025】

制御装置６の運転制御部２８は、予め設定された作動圧力の初期値Ｐ_Ａ１及び復帰圧力の初期値Ｐ_Ｂ１を記憶する。そして、作動圧力及び復帰圧力が初期値のまま設定されていれば、図５で示すように、圧力センサ２０で検出された圧力が作動圧力Ｐ_Ａ１まで上昇したときに、電磁接触器３０の接点を開いてモータ２を停止して、圧縮機本体３からタンク４への圧縮空気の供給を停止させる待機状態に切替える。その後、圧力センサ２０で検出された圧力が復帰圧力Ｐ_Ｂ１まで下降したときに、電磁接触器３０の接点を閉じてモータ２を駆動して、圧縮機本体３からタンク４への圧縮空気の供給を復帰させる負荷運転状態に切替える。

【0026】

制御装置６の運転制御部２８は、ユーザーインターフェース１７からの入力に応じて、例えば作動圧力Ｐ_Ａ２（但し、Ｐ_Ａ２＜Ｐ_Ａ１）及び復帰圧力Ｐ_Ｂ２（但し、Ｐ_Ｂ２＜Ｐ_Ｂ１）に設定変更する。この場合、図６で示すように、圧力センサ２０で検出された圧力が作動圧力Ｐ_Ａ２まで上昇したときに、電磁接触器３０の接点を開いてモータ２を停止し、待機状態に切替える。その後、圧力センサ２０で検出された圧力が復帰圧力Ｐ_Ｂ２まで下降したときに、電磁接触器３０の接点を閉じてモータ２を駆動し、負荷運転状態に切替える。

【0027】

制御装置６のドレン制御部２９は、作動圧力の初期値Ｐ_Ａ１及び復帰圧力の初期値Ｐ_Ｂ１に対応するドレン排出時間の設定値Ｄ_１及びドレン排出間隔の設定値Ｉ_１を記憶する。そして、制御装置６のドレン制御部２９は、タイマを用いて負荷運転状態の累積時間を演算する。そして、作動圧力及び復帰圧力が初期値のまま設定されていれば、図５で示すように、負荷運転状態の累積時間がドレン排出間隔の設定値Ｉ_１に達したときに、電磁開閉弁２６を連通状態に切替えてドレン排出を開始する。ドレン排出を開始してからドレン排出時間の設定値Ｄ_１が経過したら、電磁開閉弁２６を遮断状態に切替えてドレン排出を終了する。そして、負荷運転状態の累積時間をリセットし、あらためて演算する。

【0028】

制御装置６のドレン制御部２９は、上述した作動圧力及び復帰圧力の設定変更に応じて、ドレン排出時間の設定値を変更する。詳細には、例えば作動圧力Ｐ_Ａ１からＰ_Ａ２への減少と復帰圧力Ｐ_Ｂ１からＰ_Ｂ２への減少により、タンク４内のドレン発生量が減少することから、ドレン排出時間の設定値Ｄ_１からＤ_２へ減少する。この場合、図６で示すように、ドレン排出を開始してからドレン排出時間の設定値Ｄ_２が経過したら、電磁開閉弁２６を遮断状態に切替えてドレン排出を終了する。

【0029】

以上のように本実施形態では、制御装置６は、作動圧力及び復帰圧力の設定変更に応じて、ドレン排出時間を設定変更する。これにより、タンク４からの無駄な放気を抑えることができる。

【0030】

なお、第１の実施形態において、制御装置６は、ユーザーインターフェース１７からの入力に応じて作動圧力及び復帰圧力を設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出時間を設定変更する場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、制御装置６は、ユーザーインターフェース１７からの入力に応じて作動圧力のみを設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出時間を設定変更してもよい。また、制御装置６は、圧力センサ２０の検出結果を用いて圧縮機の負荷率（詳細には、負荷運転状態の継続時間／（負荷運転状態の継続時間＋待機状態の継続時間））を演算し、これに基づいて作動圧力のみか若しくは作動圧力及び復帰圧力の両方を設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出時間を設定変更してもよい。

【0031】

本発明の第２の実施形態を、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートであり、作動圧力及び復帰圧力が初期値より低い変更値である場合を示す。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

【0032】

本実施形態の制御装置６のドレン制御部２９は、上述した作動圧力及び復帰圧力の設定変更に応じて、ドレン排出間隔の設定値を変更する。詳細には、例えば作動圧力Ｐ_Ａ１からＰ_Ａ２への減少と復帰圧力Ｐ_Ｂ１からＰ_Ｂ２への減少により、タンク４内のドレン発生量が減少することから、ドレン排出間隔の設定値Ｉ_１からＩ_２へ増加する。この場合、図７で示すように、ドレン排出を終了してから負荷運転状態の累積時間がドレン排出間隔の設定値Ｉ_２に達したら、電磁開閉弁２６を連通状態に切替えてドレン排出を開始する。

【0033】

以上のように本実施形態では、制御装置６は、作動圧力及び復帰圧力の設定変更に応じて、ドレン排出間隔を設定変更する。これにより、タンク４からの無駄な放気を抑えることができる。

【0034】

なお、第２の実施形態において、制御装置６は、ユーザーインターフェース１７からの入力に応じて作動圧力及び復帰圧力を設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出間隔を設定変更する場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、制御装置６は、ユーザーインターフェース１７からの入力に応じて作動圧力のみを設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出間隔を設定変更してもよい。また、制御装置６は、圧力センサ２０の検出結果を用いて圧縮機の負荷率を演算し、これに基づいて作動圧力のみか若しくは作動圧力及び復帰圧力の両方を設定変更し、その設定変更に応じてドレン排出間隔を設定変更してもよい。

【0035】

また、第１の実施形態又はその変形例において、制御装置６は、作動圧力及び復帰圧力の設定変更又は作動圧力のみの設定変更に応じて、ドレンの排出時間を設定変更する場合を、第２の実施形態又はその変形例において、制御装置６は、作動圧力及び復帰圧力の設定変更又は作動圧力のみの設定変更に応じて、ドレンの排出間隔を設定変更する場合を例にとって説明したが、これに限られない。制御装置６は、作動圧力及び復帰圧力の設定変更又は作動圧力のみの設定変更に応じて、ドレンの排出時間及び排出間隔の両方を設定変更してもよい。

【0036】

また、第１及び第２の実施形態において、特に説明しなかったが、制御装置６は、圧力センサ２０で検出された圧力に応じて、ドレン排出の開始タイミングを調整してもよい。このような変形例を、図８を用いて説明する。図８は、第１の変形例における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートである。制御装置６は、負荷運転状態の累積時間がドレン排出間隔の設定値に達したときに（時刻ｔ１）、圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力（詳細には、作動圧力と復帰圧力の間であって、例えばドレン排出に伴うタンク４内の圧力の降下幅ΔＰだけ、復帰圧力より高くなるように設定された圧力）以上であるかどうかを判定する。圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力より低ければ、電磁開閉弁２６を連通状態に切替えず、タンク４内のドレンを排出しない。その後、圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力以上となってから（時刻ｔ２）、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出する。本変形例では、ドレン排出時にタンク４内の圧力が復帰圧力より低くなるのを抑えることができる。

【0037】

また、第１及び第２の実施形態などにおいて、圧縮機１は、モータ２の回転数を固定する一定速機である場合を例にとって説明したが、これに限られず、モータ２の回転数を可変する可変速機であってもよい。このような変形例を、図９を用いて説明する。図９は、第２の変形例における制御装置の機能的構成を関連機器と共に表すブロック図である。本変形例の制御装置６は、圧力センサ２０で検出された圧力が制御圧力（詳細には、作動圧力より低く且つ復帰圧力より高いか若しくは同じとなるように設定された圧力）となるように、インバータ３２を介しモータ２の回転数を可変制御する。そして、モータ２の回転数が下限値に達し且つ圧力センサ２０で検出された圧力が作動圧力まで上昇したときに、インバータ３２を介しモータ２を停止し、待機状態に切替える。その後、圧力センサ２０で検出された圧力が復帰圧力まで下降したときに、インバータ３２を介しモータ２を駆動し、負荷運転状態に切替える。

【0038】

更に、制御装置６は、負荷運転状態の累積時間がドレン排出間隔の設定値に達したときに、圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力（詳細には、作動圧力と復帰圧力の間であって、例えばドレン排出に伴うタンク４内の圧力の降下幅ΔＰだけ、復帰圧力より高くなるように設定された圧力）以上であるかどうかを判定する。圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力より低ければ、電磁開閉弁２６を連通状態に切替えず、タンク４内のドレンを排出しない。その後、インバータ３２を介しモータ２の回転数を増加し、圧力センサ２０で検出された圧力が所定圧力以上となってから、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出する。この場合、タンク４内の圧力が復帰圧力より低くなるのを抑えることができる。

【0039】

また、第１及び第２の実施形態などにおいて、制御装置６は、負荷運転状態の累積時間を演算し、負荷運転状態の累積時間がドレン排出間隔の設定値に達したときに、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出する場合を例にとって説明したが、これに限られない。制御装置６は、圧力センサ２０の検出結果を用いて圧縮機の負荷率を演算し、負荷率の累積値がドレン排出間隔の設定値に達したときに、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出してもよい。

【0040】

別の変形例を、図１０を用いて説明する。図１０は、第３の変形例における制御装置の処理内容を説明するためのタイムチャートである。本変形例の制御装置６は、待機状態の継続時間がドレン排出間隔の設定値Ｉ_３に達したときに（時刻ｔ３）、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出する。また、待機状態の継続時間がドレン排出間隔の設定値Ｉ_３に達しない場合でも、待機状態の継続時間のうちの予め設定された所定時間Ｔ（詳細には、例えば、待機状態に切替えられてからタンク４の内部温度が外気温度まで低下するのに要する時間の半分）の経過後の残り時間を累積した累積時間がドレン排出間隔の設定値Ｉ_３に達したときに（時刻ｔ４）、電磁開閉弁２６を連通状態に切替え、タンク４内のドレンを排出する。ドレン排出の終了時、前述した累積時間をリセットし、あらためて演算する。本変形例では、タンク４内のドレンの貯留量を抑えることができる。

【0041】

また、第１及び第２の実施形態などにおいて、制御装置６は、モータ２の停止と駆動の切替えにより、待機状態と負荷運転状態に切替える断続運転制御モードを実行する場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、制御装置６は、モータ２を駆動させたまま、待機状態と負荷運転状態を切替える連続運転制御モードを実行してもよい。この連続運転制御モードでは、制御装置６は、アンローダ機構を駆動させて吸込み弁を開き状態に固定することにより、待機状態に切替え、アンロード機構を停止させて吸込み弁を開閉可能な状態とすることにより、負荷運転状態に切替える。制御装置６は、圧力センサ２０の検出結果を用いて圧縮機の負荷率を演算し、これに基づいて断続運転制御モードと連続運転制御モードのうちの一方を選択して実行してもよい。

【0042】

ところで、上述したドレン排出装置５では、電磁開閉弁２６の不具合が発生した場合に、ドレンを排出することが困難になる。そのため、ドレン排出装置５は、手動開閉弁を更に有してもよい。このような変形例を、図１１～図１３を用いて詳述する。なお、各変形例において、第１の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

【0043】

図１１は、第４の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。本変形例のドレン排出装置５は、ストレート継手２４の代わりに、ストレーナ２５の上流側に接続され、ストレーナ２５と共に鉛直方向に延在するチーズ継手３３を有しており、チーズ継手３３の容量により、ストレーナ２５の容量を補うようになっている。チーズ継手３３の上側ポート及び下側ポートには、エルボ継手２２Ｂ及びストレーナ２５がそれぞれ接続され、チーズ継手３３の右側ポートには手動開閉弁３４が接続されている。電磁開閉弁２６の不具合が発生した場合、ユーザー又はサービスマンが手動開閉弁３４を操作することにより、ドレンを排出することが可能である。

【0044】

図１２は、第５の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。本変形例のドレン排出装置５は、ストレート継手２４を介さず、エルボ継手２２Ｂとストレーナ２５が互いに接続されている。また、ドレン排出装置５は、エルボ継手２２Ｃの代わりに、ストレーナ２５と電磁開閉弁２６の間に設けられたチーズ継手３５を有する。チーズ継手３５の上側ポート及び左側ポートには、ストレーナ２５及び電磁開閉弁２６がそれぞれ接続され、チーズ継手３３の右側ポートには手動開閉弁３４が接続されている。電磁開閉弁２６の不具合が発生した場合、ユーザー又はサービスマンが手動開閉弁３４を操作することにより、ドレンを排出することが可能である。また、手動開閉弁３４がストレーナ２５の下流側に配置されているため、ドレン中の異物による手動開閉弁３４の不具合の発生を抑えることが可能である。

【0045】

図１３は、第６の変形例におけるドレン排出装置の要部構造を表す前面図である。本変形例のドレン排出装置５は、ストレート継手２４を介さず、エルボ継手２２Ｂとストレーナ２５が互いに接続されている。また、ドレン排出装置５は、二方弁である電磁開閉弁２６の代わりに、三方弁である電磁開閉弁２６Ａを有する。電磁開閉弁２６Ａは、左側ポートと下側ポートのうちの一方を選択して右側ポートと連通状態にする。電磁開閉弁２６Ａの右側ポート及び左側ポートにはエルボ継手２２Ｃ及び排出２７管がそれぞれ接続され、電磁開閉弁２６Ａの下側ポートには手動開閉弁３４が接続されている。電磁開閉弁２６Ａの不具合が発生した場合、ユーザー又はサービスマンが手動開閉弁３４を操作することにより、ドレンを排出することが可能である。また、手動開閉弁３４がストレーナ２５の下流側に配置されているため、ドレン中の異物による手動開閉弁３４の不具合の発生を抑えることが可能である。なお、図示しないものの、ドレン排出装置５は、二方弁である電磁開閉弁２６の代わりに、四方弁である電磁開閉弁を有してもよく、この電磁開閉弁の空きポートに栓プラグを取り付ければよい。

【0046】

なお、第１及び第２の実施形態などにおいて、圧縮機本体３は、レシプロ型（詳細には、ピストンの往復運動によって圧縮を行うもの）である場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えばスクロール型（詳細には、スクロールの旋回運動によって圧縮を行うもの）又はスクリュー型（詳細には、スクリューの回転運動によって圧縮を行うもの）であってもよい。また、第１及び第２の実施形態などにおいて、圧縮機１は、機器を収納する筐体７を備えたパッケージ形である場合を例にとって説明したが、これに限られず、パッケージ形でなくてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１…圧縮機、２…モータ、３…圧縮機本体、４…タンク、５…ドレン排出装置、６…制御装置、１９…圧縮空気配管、２０…圧力センサ、２４…ストレート継手、２５…ストレーナ、２６，２６Ａ…電磁開閉弁、３２…インバータ、３３…チーズ継手、３４…手動開閉弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】