(57)【要約】【課題】使用条件にかかわらず、エンジン停止のトラブルを発生させない。【解決手段】エンジン駆動空気圧縮機１は、エンジン４を駆動源として圧縮機本体２を駆動して圧縮空気を生成し、空気タンク３に貯蔵する。空気タンク３内の圧力が規定値を超えた場合には、第１の圧力開閉器１１から第１の信号が出力され、電磁弁１３および配管９を介して圧縮機本体２にアンローダ運転を行わせるとともにソレノイド１４を介してエンジン４に減速運転を行わせる。空気タンク３内の圧力が規定値よりも低下して予め設定された圧力値に達したときに第１の圧力開閉器１１からの第２の信号により圧縮機本体２を圧縮運転に切り換える。この圧縮機本体２がアンローダ運転から圧縮運転に切り換わる前に、第２の圧力開閉器１２からの信号によりソレノイド１４を介してエンジン４を減速運転から定格運転に移行させる。【選択図】図１
2010101186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する圧縮機本体と、
この圧縮機本体により圧縮された空気を貯蔵する空気タンクと、
前記圧縮機本体を駆動するエンジンと、
前記空気タンク内の圧力が規定値を超えた場合に動作して前記圧縮機本体にアンローダ運転を行わせるアンローダ機構と、
前記空気タンク内の圧力が前記規定値に達した際に第１の信号を出力する一方、前記空気タンク内の圧力が前記規定値よりも低下して予め設定された圧力値に達したときに第２の信号を出力する第１の圧力開閉器と、
前記規定値よりも低く、前記第１の圧力開閉器が第２の信号を出力する動作圧力値よりも高めの圧力値で動作して信号を出力する第２の圧力開閉器と、
前記空気タンクから前記アンローダ機構に繋がる配管に設けられ、前記第１の圧力開閉器からの信号により開閉動作して前記圧縮機本体のアンローダ運転・圧縮運転を切り換える電磁弁と、
前記エンジンの燃料供給量を加減して前記エンジンの回転数を制御するアクセルに連結され、このアクセルを介して前記空気タンク内の圧力が前記規定値に達したときに前記エンジンを減速させるように作動し、前記第２の圧力開閉器からの信号により前記エンジンを減速運転から定格運転に切り替えるように作動するソレノイドと、
を備えたことを特徴とするエンジン駆動空気圧縮機。
【請求項２】
前記エンジンを起動する運転スイッチの投入により、前記電磁弁をタイマー設定時間のみ開動作させて前記圧縮機本体にアンローダ運転を行わせることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動空気圧縮機。
【請求項３】
前記エンジン、圧縮機本体および空気タンクを防音ボックス内に収納したことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン駆動空気圧縮機。
【請求項４】
エンジンを動力源として圧縮機本体を駆動することにより圧縮空気を生成し、この圧縮空気を空気タンク内に貯蔵するエンジン駆動空気圧縮機の運転方法であって、前記空気タンク内の圧力が規定値を超えた場合に、前記圧縮機本体のアンローダ運転を行うとともに前記エンジンの減速運転を行い、前記空気タンク内の圧力が前記規定値より低下して予め設定された圧力値になった際に、前記エンジンを減速運転から定格運転に切り換え、その後、さらに前記空気タンク内の圧力が低下して予め設定された圧力値になった際に、前記圧縮機本体をアンローダ運転から圧縮運転に切り換えることを特徴とするエンジン駆動空気圧縮機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを動力源として圧縮機本体を駆動して圧縮空気を生成するエンジン駆動圧縮機およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン駆動空気圧縮機は、特許文献１に記載されているように、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃式エンジンを動力源として空気圧縮機の運転を行い、圧縮空気を生成している。そのうち空気圧縮機は、圧縮機本体と空気タンクを備え、圧縮機本体で生成した圧縮空気を空気タンクに貯蔵し、空気タンクから空圧機器に供給している。
【０００３】
この空気圧縮機の運転において、空気タンクに貯蔵された圧縮空気の圧力が規定値以上になった場合には、圧縮機本体に設けられている吸入弁を開放し、圧縮空気の生成を行わないようにするアンローダ運転を行って圧力制御している。
【０００４】
このアンローダ運転においては、圧縮機本体で圧縮空気の生成を行っていないため、圧縮機本体を駆動するエンジンの負荷が少なくなっている。そこで圧縮機本体の圧縮運転中には、エンジンはほぼ一定の定格回転数で運転しているのに対し、アンローダ運転時にはその回転数を維持する必要がないことから、燃料供給量を加減するアクセルを駆動して回転数を強制的に落とした減速運転を行って、燃料消費や騒音の低減を図っている。
【０００５】
そして空気タンク内の圧縮空気が消費され、圧力が規定値より低下して予め設定された圧力値になった際には、圧縮機本体をアンローダ運転から圧縮運転を切り換えて圧縮空気を再度生成している。
【特許文献１】特開２００３−２３９７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のエンジン駆動空気圧縮機は、空気タンク内の圧縮空気の圧力を利用し、圧力が規定値に達した際には、圧縮機本体に対してはアンローダ運転を行わせるとともに、エンジンに対しては減速運転を行わせている。
【０００７】
そして空気タンク内の圧力が消費され、規定値より低下して予め設定された圧力値になった際には、圧縮機本体をアンローダ運転から圧縮運転に切り換えるとともにエンジンを減速運転から定格運転に切り換えている。
【０００８】
このため空気タンク内の圧力が低下して運転を切り換える際には、圧縮機本体のアンローダ運転から圧縮運転へ切り換わるために負荷が増加し、エンジンが停止するトラブルを発生するおそれがあった。
【０００９】
このエンジン停止の原因としては、エンジンが減速運転をしているときには、出力回転数が定格運転時の出力回転数に比して低下しており、しかも周囲温度などの条件によりいっそう出力が低下していることが多いので、このような状態のときに過負荷での運転を強いられるところにもあると考えられる。
【００１０】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、使用条件にかかわらず、エンジン停止のトラブルを発生させることのないエンジン駆動空気圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明によるエンジン駆動空気圧縮機は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体により圧縮された空気を貯蔵する空気タンクと、圧縮機本体を駆動するエンジンと、空気タンク内の圧力が規定値を超えた場合に動作して圧縮機本体にアンローダ運転を行わせるアンローダ機構と、空気タンク内の圧力が規定値に達した際に第１の信号を出力する一方、空気タンク内の圧力が規定値よりも低下して予め設定された圧力値に達したときに第２の信号を出力する第１の圧力開閉器と、規定値よりも低く、第１の圧力開閉器が第２の信号を出力する動作圧力値よりも高めの圧力値で動作して信号を出力する第２の圧力開閉器と、空気タンクからアンローダ機構に繋がる配管に設けられ、第１の圧力開閉器からの信号により開閉動作して圧縮機本体のアンローダ運転・圧縮運転を切り換える電磁弁と、エンジンの燃料供給量を加減してエンジンの回転数を制御するアクセルに連結され、このアクセルを介して空気タンク内の圧力が規定値に達したときにエンジンを減速させるように作動し、第２の圧力開閉器からの信号によりエンジンを減速運転から定格運転に切り替えるように作動するソレノイドと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明によるエンジン駆動空気圧縮機の運転方法は、エンジンを動力源として圧縮機本体を駆動することにより圧縮空気を生成し、この圧縮空気を空気タンク内に貯蔵するエンジン駆動空気圧縮機の運転方法であって、空気タンク内の圧力が規定値を超えた場合に、圧縮機本体のアンローダ運転を行うとともにエンジンの減速運転を行い、空気タンク内の圧力が規定値より低下して予め設定された圧力値になった際に、エンジンを減速運転から定格運転に切り換え、その後、さらに空気タンク内の圧力が低下して予め設定された圧力値になった際に、圧縮機本体をアンローダ運転から圧縮運転に切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧縮機本体がアンローダ運転を行っていて負荷が軽減されているときに、事前にエンジンを定格運転に移行させ、その後、圧縮機本体を圧縮運転に移行させるので、エンジンの定格運転への切り換え時には、圧縮機本体の負荷が軽減されまた、圧縮機本体がアンロード運転から圧縮運転へ切り替り時にはエンジンが定格運転を行っていることから過負荷によるエンジン停止のトラブルを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明によるエンジン駆動空気圧縮機について図面を参照して説明する。図１は本発明によるエンジン駆動空気圧縮機の第一実施の形態を示す正面図、図２は図１に示すアンローダ機構の主要部を拡大して示す部分断面図、図３は図１に示すエンジン駆動空気圧縮機の運転状態における圧力−時間の関係を示すグラフである。
【００１５】
図１ないし図３において、エンジン駆動空気圧縮機１は、空気を圧縮する圧縮機本体２と、この圧縮機本体２より圧縮された空気を貯蔵する空気タンク３と、圧縮機本体２を駆動するガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどの内燃式エンジン４を備えている。      
エンジン４は、図示しないバッテリーおよびセルモータまたはセルモータ・リコイル併用で電源が供給され、運転スイッチ５を投入することにより起動されるようになっている。
【００１６】
エンジン４の回転軸は、プーリおよびベルト６からなる伝達手段を介して圧縮機本体２の回転軸に連結されており、エンジン４を動力源として圧縮機本体２が駆動されるようになっている。圧縮機本体２の上部には２気筒の空気圧縮部が設けられている。この空気圧縮部は、詳細を図示しないが、圧縮機本体２の回転軸に連結されたピストンがシリンダ内を往復移動し、このピストンの往復運動によって吸入弁を介して空気を外部から吸入して圧縮し、その圧縮した空気を、排気弁を介し、かつ配管７を通して空気タンク３内に貯蔵するようになっている。
【００１７】
圧縮機本体２には、アンローダ機構８が設けられている。このアンローダ機構８は、図２に示すように、圧縮機本体２の空気圧縮部の上部に設けられ、アンローダシリンダ８ａとその内部を摺動するアンローダピストン８ｂを備えている。アンローダシリンダ８ａは、配管９を介して空気タンク３に連通されている。またアンローダシリンダ８ａ内を摺動するアンローダピストン８ｂは、その下部が吸入弁１０を押し下げるようになっている。
【００１８】
したがって、空気タンク３内の圧力が規定値に達すると、後述する電磁弁１３の開動作により配管９を介してアンローダシリンダ８ａ内に圧縮空気が流入し、アンローダピストン８ｂを押し下げ、吸入弁１０を開放状態にする。これにより圧縮機本体２は、ピストンの往復運動は行うが、空気は圧縮されないアンローダ運転状態となる。
【００１９】
空気タンク３には、図１に示すように、運転切り換え用の第１の圧力開閉器１１および第２の圧力開閉器１２が設けられており、またアンローダ運転を行うための配管９の開閉制御を行う電磁弁１３が設けられている。第１の圧力開閉器１１は、空気タンク３内の圧力が上昇して規定値に達した際に第１の信号を出力するとともに空気タンク３内の圧力が規定値よりも低下して予め設定された圧力値に達したときに第２の信号を出力するようになっている。
【００２０】
この場合、１個の第１の圧力開閉器１１により２つの信号を出力する場合に限らず、個別に信号を出力するように２個の第１の圧力開閉器を設けて構成することもできる。
【００２１】
第２の圧力開閉器１２は、第１の圧力開閉器１１が第２の信号を出力する圧力値より若干高めの圧力値で動作して信号を出力するようになっている。この信号により後述するソレノイド１４の通電を遮断するようになっている。
【００２２】
電磁弁１３は、空気タンク３からアンローダ機構８に繋がる配管９に設けられ、第１の圧力開閉器１１からの第１および第２の信号により開閉動作して圧縮機本体２のアンローダ運転・圧縮運転を切り換えるようになっている。
【００２３】
エンジン４にはソレノイド１４が備えられており、このソレノイド１４はエンジン４のガソリンや軽油などの燃料の供給量を制御するアクセルに連結されていて、このソレノイド１４が通電されると、アクセルを閉じる方向に動作させ、燃料の供給量を少なくすることにより、エンジン４を減速させるようになっている。逆にソレノイド１４が断電されていると、燃料の供給量が多くなってエンジン４を定格で運転させるようになっている。
【００２４】
したがって本実施の形態においては、図３のグラフに示すように、圧縮機本体２が圧縮運転に入って空気タンク３内の圧力が上昇し、圧力Ａ（ａ点）に達すると、第１の圧力開閉器１１から第１の信号が出力されて電磁弁１３が開き、これによりアンローダ機構８が作動し、圧縮機本体２は、往復運動を行うが圧縮空気を生成しないアンローダ運転状態となる。同時に第１の圧力開閉器１１からの第１の信号により、ソレノイド１４が通電され、燃料供給量が少なくなってエンジン４の減速運転が開始される。
【００２５】
そして空気タンク３内に貯蔵された圧縮空気が消費されていくと、空気タンク３内の圧力が低下し、圧力Ｂ（ｂ点）まで下がると、第２の圧力開閉器１２が作動し、ソレノイド１４への通電が遮断され、アクセルの開動作により燃料供給量が増加してエンジン４が定格回転数まで上昇する。その後、空気タンク３内の圧力が圧力Ｃ（ｃ点）まで下がると、第１の圧力開閉器１１が作動して第２の信号を出力して電磁弁１３を閉じ、圧縮機本体２が空気圧縮運転を開始する。
このようにしてその後も空気タンク３内の圧縮空気の消費に応じてエンジン４は定格運転・減速運転、圧縮機本体２はアンローダ運転・圧縮運転の動作を図３のグラフに示すように繰り返し行われる。
【００２６】
したがって本実施の形態のエンジン駆動空気圧縮機によれば、圧縮機本体２がアンローダ運転を行っていて負荷が軽減されているときに、電気制御により、事前にエンジン４を定格運転に移行させ、その後、圧縮機本体２を圧縮運転に移行させるので、エンジン４の定格運転への切り換え時には、圧縮機本体２の負荷が軽減されることから、過負荷によるエンジン停止のトラブルを未然に防止することができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態においては、エンジン４の運転スイッチ５投入と同時に圧縮機本体２の圧縮運転を行っているが、運転スイッチ５投入時に所定の時間のみ電磁弁１３が開動作を行うようにタイマーを設定すれば、運転スイッチ５投入時に空気タンク３内の圧縮空気が圧縮機本体２のアンローダ機構８に送られて圧縮機本体２をタイマー設定時間だけアンローダ運転を行うようにすることができる。タイマー設定時間を経過した後は、電磁弁１３を閉じて圧縮機本体２に圧縮運転を行わせる。
【００２８】
空気タンク３内に圧力を保持した状態での運転スイッチ５の投入は、負荷が大きいため、起動不良を起こすおそれがあり、その対策として手動弁を使用して強制的に負荷を減らす方法が考えられていたが、本実施形態によれば、運転スイッチ５投入時に自動的に圧縮機本体２にアンローダ運転を行わせ、タイマー設定時間後に圧縮運転に移行させるため、始動時の負荷が少なくてすむ。しかも第一実施の形態と同様に、電気制御により、事前にエンジン４の回転数を復帰させてから、圧縮機本体２の圧縮運転へ移行するため、エンジン４の低速回転時からの復帰時にエンジン４停止などのトラブルを避けることができる。
【００２９】
図４（ａ）および（ｂ）は、本発明によるエンジン駆動空気圧縮機の第二実施の形態を示す側面図および内部の機器を投影して示す正面図である。図４（ａ）および（ｂ）において、本実施の形態が第一実施の形態と異なる点は、エンジン４、圧縮機本体２および空気タンク３などの主要な構成部品を防音ボックス１５内に収納した点にある。音の発生源である圧縮機本体２およびエンジン４を防音ボックス１５内に収納したことにより、防音ボックス１５がない場合に比べ、騒音値を低く抑えることができる。
【００３０】
本実施の形態によるエンジン駆動空気圧縮機によれば、第一実施の形態と同様に電気制御により、事前にエンジン４の回転数を復帰させてから、圧縮機本体２の圧縮運転へ移行するため、エンジン４の低速回転時からの復帰時にエンジン４停止などのトラブルを避けることができ、加えて騒音に対する規制および静かな圧縮機を要望する利用者の要求を満たすことができる。
【００３１】
図１及び図４は空気圧縮部が２気筒の場合を示しているが、単気筒及び２以上の気筒数であっても同様の効果が得られる構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるエンジン駆動空気圧縮機の第一実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１に示すアンローダ機構の主要部を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図１に示すエンジン駆動空気圧縮機の運転状態における圧力−時間の関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明によるエンジン駆動空気圧縮機の第二実施の形態を示す側面図および内部の機器を投影して示す正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…エンジン駆動空気圧縮機
２…圧縮機本体
３…空気タンク
４…エンジン
５…運転スイッチ
６…ベルト
７，９…配管
８…アンローダ機構
８ａ…アンローダシリンダ
８ｂ…アンローダピストン
１０…吸入弁
１０ａ…弁体
１１…第１の圧力開閉器
１２…第２の圧力開閉器
１３…電磁弁
１４…ソレノイド
１５…防音ボックス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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