(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】2024-08-16
(45)【発行日】2024-08-26
(54)【発明の名称】エアコンプレッサ装置および圧縮エア供給装置
(51)【国際特許分類】
F04C 29/04 20060101AFI20240819BHJP
F04B 39/06 20060101ALI20240819BHJP
【FI】
F04C29/04 E
F04B39/06 F
(21)【出願番号】P 2020139598
(22)【出願日】2020-08-20
【審査請求日】2023-04-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000177276
【氏名又は名称】三輪精機株式会社
(72)【発明者】
【氏名】山田 哲也
(72)【発明者】
【氏名】下山 普司
【審査官】岩田 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-168032(JP,A)
【文献】特開2008-031965(JP,A)
【文献】特開2006-189922(JP,A)
【文献】特開平04-353285(JP,A)
【文献】特開2012-219780(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04C 29/04
F04B 39/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧縮エアを発生するエアコンプレッサおよび前記エアコンプレッサを冷却する送風機を
備えており、前記エアコンプレッサおよび前記送風機が同じ動力源によって駆動されるエ
アコンプレッサ装置であって
、前記動力源は運転速度が変更可能に構成されており、
前記エアコンプレッサの吐出ポートに前記吐出ポートを大
気ポートに切り換える切換弁が接続されており、
前記エアコンプレッサの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度が予め設定された温度以上になったとき、前記吐出ポートを前記大気ポートに切り換える切換指令信号を前記切換弁に送信することによって、
前記圧縮エアを大気中へ排出し、前記エアコンプレッサを無負荷状態にする
とともに、前記無負荷状態において、前記送風機の冷却能力が不足する際に前記動力源を定格回転運転から高速回転運転に切り換える指令信号を送信するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、エアコンプレッサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧縮エアを供給するエアコンプレッサ装置およびそれを使用する圧縮エア供給装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エアコンプレッサ装置として、エアコンプレッサとこれを冷却するための送風機とが同じ動力源によって駆動されるものがある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、エアコンプレッサと送風機とが同じ動力源によって駆動されるエアコンプレッサ装置においては、エアコンプレッサの温度上昇時にエアコンプレッサ装置が停止操作されると、送風機も停止するので、エアコンプレッサの温度上昇を抑制するための冷却時間が長くなる。その結果、エアコンプレッサ装置の稼働率が低下するので、エアコンプレッサ装置の圧縮エア供給能力が低下するという問題点がある。
【0005】
本発明の目的は、圧縮エア供給能力の低下を防止することができるエアコンプレッサ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、これを使用する圧縮エア供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
圧縮エアを発生するエアコンプレッサおよび前記エアコンプレッサを冷却する送風機を
備えており、前記エアコンプレッサおよび前記送風機が同じ動力源によって駆動されるエ
アコンプレッサ装置であって、前記動力源は運転速度が変更可能に構成されており、
前記エアコンプレッサの吐出ポートに前記吐出ポートを大
気ポートに切り換える切換弁が接続されており、
前記エアコンプレッサの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度が予め設定された温度以上になったとき、前記吐出ポートを前記大気ポートに切り換える切換指令信号を前記切換弁に送信することによって、
前記圧縮エアを大気中へ排出し、前記エアコンプレッサを無負荷状態にする
とともに、前記無負荷状態において、前記送風機の冷却能力が不足する際に前記動力源を定格回転運転から高速回転運転に切り換える指令信号を送信するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、
エアコンプレッサ装置。
【発明の効果】
【0007】
前記した手段によれば、圧縮エア供給能力の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本発明の第一実施形態であるエアコンプレッサ装置が使用された圧縮エア供給装置を示しており、切換弁の通常位置モードを示す回路図である。
【
図2】同じく切換弁の切換位置モードを示す回路図である。
【
図3】同じく切換弁の通常位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施された状態を示す回路図である。
【
図4】同じく切換弁の切換位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施された状態を示す回路図である。
【
図5】本発明の第二実施形態であるエアコンプレッサ装置が使用された圧縮エア供給装置を示しており、切換弁の通常位置モードを示す回路図である。
【
図6】同じく切換弁の通常位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施された状態を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
【0010】
図1~
図4は第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係るエアコンプレッサ装置は、圧縮エアをエアタンクに供給する圧縮エア供給装置に使用されている。
【0011】
図1に示されているように、圧縮エア供給装置1はモータ2に駆動されるエアコンプレッサ装置3と、大型車両のブレーキやエアサスペンションに接続されるエアタンク4と、圧縮エアを冷却する冷却器5と、圧縮エアを乾燥するエアドライヤ6とを備えている。
エアコンプレッサ装置3と冷却器5との間には第一逆止弁7が介設されており、第一逆止弁7はエアコンプレッサ装置3から冷却器5への流れのみを許容する。
エアドライヤ6とエアタンク4との間には第二逆止弁8が介設されており、第二逆止弁8はエアドライヤ6からエアタンク4への流れのみを許容する。
エアタンク4には圧力レギュレータ9が接続されている。圧力レギュレータ9は常時閉で、エアタンク4の内圧が設定値(例えば、1.0MPa~1.4MPa)を超えた時に開成する。
エアタンク4にはエアタンク4の圧力を検出する圧力計10が接続されている。
圧力計10にはコントローラ30が電気信号路31によって接続されている。圧力計10は検出圧力をコントローラ30に送信する。
【0012】
図1に示されているように、本実施形態に係るエアコンプレッサ装置3は吸入ポート14および吐出ポート15を有するエアコンプレッサ11および該エアコンプレッサ11を冷却するための送風機12を備えており、エアコンプレッサ11および送風機12は回転軸13を介してモータ2によって一体回転駆動されるように構成されている。すなわち、コンプレッサ11および送風機12は同じ動力源によって駆動される。
モータ2は定格回転と高速回転とに切換可能に構成されている。モータ2にはコントローラ30が電気信号路33によって接続されており、コントローラ30は定格回転と高速回転とを切り換える。
エアコンプレッサ11にはスクロールコンプレッサが使用されている。スクロールコンプレッサは送風機12によって強制的に冷却される。
【0013】
第一逆止弁7と冷却器5との間には、3ポート・2位置・スプリングオフセット・ソレノイドおよびパイロット操作切換弁によって構成された切換弁20が介設されている。切換弁20はエアコンプレッサ11の吐出ポート15に第一逆止弁7を介して接続した一次ポート21を冷却器5側の二次ポート22に通常位置において接続し、一次ポート21を大気ポート23に切換位置において接続する。
切換弁20のソレノイド24はコントローラ30に電気信号路25によって接続されている。コントローラ30は切換指令信号として電気信号をソレノイド24に送信する。
切換弁20のパイロット路26は圧力レギュレータ9に接続されている。圧力レギュレータ9は切換指令信号として圧力信号を切換弁20に送信する。
エアドライヤ6はパージ弁61と乾燥剤収容室62と固定絞り付逆止弁63とパージタ
ンク64とを備えており、これらは直列に接続されている。
パージ弁61は2ポート・2位置・スプリングオフセット・パイロット操作切換弁によって構成されている。パージ弁61は常時閉で、圧力レギュレータ9の圧力信号がパイロット路65に印加した時に開成する。パージ弁61が開成すると、パージタンク64の圧縮エアが乾燥剤収容室62に放出(パージ)されるので、乾燥剤が再生される。
【0014】
コントローラ30にはエアタンク4の圧力を計測する圧力計10が電気信号路31によって接続されている。圧力計10の計測値が設定圧力値以上になった時に、コントローラ30は停止指令信号として電気信号をモータ2に送信する。
コントローラ30にはエアコンプレッサ11の温度を検出する温度センサ16が電気信号路32によって接続されている。温度センサ16は検出したエアコンプレッサ11の温度をコントローラ30に送信する。コントローラ30は温度センサ16の検出温度が予め設定された温度以上になった時に切換指令信号を切換弁20に送信する。
【0015】
次に作用を説明する。
【0016】
図1は圧縮エアがエアタンクに供給される時の切換弁の通常位置モードを示しており、大型車両が走行しているような通常時に適用される。
このとき、エアコンプレッサ装置3はモータ2によって駆動される。
切換弁20は一次ポート21が二次ポート22に接続する通常位置にセットされる。
エアコンプレッサ装置3において発生された圧縮エアは、第一逆止弁7、切換弁20、冷却器5、エアドライヤ6および第二逆止弁8を経由してエアタンク4に供給される。
エアコンプレッサ装置3がモータ2によって回転駆動されているので、エアコンプレッサ11は送風機12によって冷却される。
【0017】
なお、大型車両のブレーキやエアサスペンションが頻繁に作動したような場合には、高速回転指令信号がコントローラ30からモータ2の制御装置に電気信号路33によって送信され、モータ2が高速で回転される。
モータ2が高速で回転されると、エアコンプレッサ装置3において発生された圧縮エアは、第一逆止弁7、切換弁20、冷却器5、エアドライヤ6および第二逆止弁8を経由してエアタンク4に大量に供給される。
エアコンプレッサ装置3がモータ2によって高速回転駆動されると、エアコンプレッサ11は送風機12によって強力に冷却される。
【0018】
図2はエアコンプレッサ11を冷却する時の切換弁の切換位置モードを示しており、エアコンプレッサ装置の圧縮エア供給能力が低下するのを防止する場合に適用される。
温度センサ16の検出温度が設定値以上になった時に、コントローラ30は切換指令信号41を切換弁20のソレノイド24に電気信号路25によって送信し、切換弁20を切り換える。これにより、切換弁20は一次ポート21が大気ポート23に接続する切換位置にセットされる。
切換弁20が切り換えられると、エアコンプレッサ装置3において発生された圧縮エアは第一逆止弁7、切換弁20の一次ポート21および大気ポート23を通じて大気中に排気されるので、エアコンプレッサ11は無負荷状態になる。
このとき、エアコンプレッサ装置3はモータ2によって回転駆動され続けているので、送風機12によるエアコンプレッサ11の冷却は継続されている。
この送風機12によるエアコンプレッサ11の冷却中に、エアコンプレッサ11は無負荷状態であることにより、エアコンプレッサ11の圧縮作用による温度上昇は抑制されるので、送風機12による冷却時間は、エアコンプレッサ11が無負荷状態でない場合に比較して短縮される。
送風機12によるエアコンプレッサ11の冷却時間が短縮されると、その分、エアコン
プレッサ装置3の圧縮エア供給能力の低下は防止される。
【0019】
図3は切換弁の通常位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施された状態を示している。
図1に示された切換弁の通常位置モードにおいて、エアタンク4の内圧が設定値を越えると、圧力レギュレータ9が開成する。
これにより、圧力レギュレータ9から圧力信号42が切換弁20のパイロット路26に印加するので、切換弁20が切換位置に切り換えられる。
切換弁20が切換位置に切り換わると、エアコンプレッサ装置3において発生された圧縮エアは第一逆止弁7、切換弁20の一次ポート21および大気ポート23を通じて大気中に排気されるので、エアコンプレッサ11は無負荷状態になる。このとき、エアコンプレッサ装置3はモータ2によって回転駆動され続けるので、送風機12によるエアコンプレッサ11の冷却は継続される。
また、圧力レギュレータ9の圧力信号42はパージ弁61のパイロット路65に印加するので、パージ弁61が開成される。パージ弁61が開成すると、パージタンク64の圧縮エアが乾燥剤収容室62に固定絞り付逆止弁63の絞り路を経由して放出(パージ)されるので、乾燥剤が再生される。
【0020】
なお、高速回転指令信号がコントローラ30からモータ2の制御装置に電気信号路33によって送信されると、モータ2が高速回転で運転される。
モータ2が高速回転運転されると、エアコンプレッサ装置3がモータ2によって高速回転駆動されるので、エアコンプレッサ11は送風機12によって強力に冷却される。
【0021】
図4は切換弁の切換位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施された状態を示している。
図2に示された切換弁の切換位置モードにおいて、温度センサ16の検出温度が設定値以上になると、コントローラ30は切換指令信号41を切換弁20のソレノイド24に電気信号路25によって送信する。これにより、切換弁20は一次ポート21が大気ポート23に接続する切換位置モードを持続する。
この状態で、エアタンク4の内圧が設定値を越えると、圧力レギュレータ9が開成する。圧力レギュレータ9の圧力信号42はパージ弁61のパイロット路65に印加するので、パージ弁61が開成される。パージ弁61が開成すると、パージタンク64の圧縮エアが乾燥剤収容室62に固定絞り付逆止弁63の絞り路を経由して放出(パージ)されるので、乾燥剤が再生される。
【0022】
なお、高速回転指令信号がコントローラ30からモータ2の制御装置に電気信号路33によって送信されると、モータ2が高速回転で運転される。
モータ2が高速回転運転されると、エアコンプレッサ装置3がモータ2によって高速回転駆動されるので、エアコンプレッサ11は送風機12によって強力に冷却される。
【0023】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【0024】
(1)切換弁によってエアコンプレッサの吐出ポートを大気ポートに接続して、エアコンプレッサを無負荷状態に切り換えることにより、圧縮作用によるエアコンプレッサの温度上昇を抑制することができるので、送風機によるエアコンプレッサの冷却時間を短縮することができる。
【0025】
(2)送風機によるエアコンプレッサの冷却時間が短縮されるので、その分、エアコンプレッサ装置の圧縮エア供給能力の低下を防止することができる。
【0026】
(3)エアコンプレッサおよび送風機が同じ動力源によって駆動されるので、エアコンプレッサおよび送風機が別々の動力源によってそれぞれ駆動される場合に比べて、エアコンプレッサ装置のイニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。
【0027】
(4)モータの回転速度を増加することにより、送風機の冷却能力を増加することができるので、急速圧縮時の冷却能力維持および無負荷状態での急速冷却を行うことができる。
【0028】
(5)エアドライヤのパージ作動時においても、送風機によるエアコンプレッサの冷却作動を実施することができる。
【0029】
図5および
図6は第二実施形態を示している。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、圧力レギュレータが省略されている点、エアドライヤ6のパージ弁61にソレノイド66が設けられているとともに、該ソレノイド66がコントローラ30に電気信号路67によって接続されている点、および、ドライヤ6の乾燥剤収容室62に乾燥剤収容室62の水量を検出する水量センサ68が設けられているとともに、該水量センサ68がコントローラ30に電気信号路69によって接続されている点、である。
【0030】
本実施形態の作用は第一実施形態と同様であるので、切換弁の通常位置モード時にエアドライヤのパージ作動が実施される場合を
図6について代表的に説明する。
図5に示された切換弁の通常位置モードにおいて、水量センサ68の水量が予め設定された設定値を越えると、コントローラ30は切換指令信号43を切換弁20のソレノイド24およびパージ弁61のソレノイド66にそれぞれ送信する。
これにより、切換弁20が切換位置に切り換わり、パージ弁61がパージ作動位置に切り換わる。
切換弁20が切換位置に切り換わると、エアコンプレッサ装置3において発生された圧縮エアは第一逆止弁7、切換弁20の一次ポート21および大気ポート23を通じて大気中に排気されるので、エアコンプレッサ11は無負荷状態になる。このとき、エアコンプレッサ装置3はモータ2によって回転駆動され続けるので、送風機12によるエアコンプレッサ11の冷却は継続される。
また、パージ弁61がパージ作動位置に切り換わると、パージタンク64の圧縮エアが乾燥剤収容室62に固定絞り付逆止弁63の絞り路を経由して放出(パージ)されるので、乾燥剤が再生される。
【0031】
本実施形態によれば、前記実施形態に加えて、圧力レギュレータを省略することができるという効果が得られる。
【0032】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【0033】
例えば、エアコンプレッサとしてはスクロールコンプレッサを使用するに限らず、他のエアコンプレッサ(空圧式圧縮機)を使用することができる。
【0034】
以上の実施形態では、大型車両のブレーキやエアサスペンションに接続されるエアタンクに圧縮エアを供給するためのエアコンプレッサ装置および圧縮エア供給装置について説明したが、本発明はエアコンプレッサ装置および圧縮エア供給装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【0035】
1…圧縮エア供給装置、2…モータ(動力源)、3…エアコンプレッサ装置、4…エア
タンク、5…冷却器、6…エアドライヤ、7…第一逆止弁、8…第二逆止弁、9…圧力レギュレータ、10…圧力計、
11…エアコンプレッサ、12…送風機、13…回転軸、14…吸入ポート、15…吐出ポート、
20…切換弁、21…一次ポート、22…二次ポート、23…大気ポート、24…ソレノイド、25…電気信号路、26…パイロット路、
30…コントローラ、31~34…電気信号路、
41…切換指令信号、42…圧力信号、43…切換指令信号、
61…パージ弁、62…乾燥剤収容室、63…固定絞り付逆止弁、64…パージタンク、65…パイロット路、66…ソレノイド、67…電気信号路。