(57)【要約】  【課題】  圧縮機本体に破損を生じさせる運転状態となる前に、圧縮機本体を非常停止させる非常停止方法及び装置を得る。  【解決手段】  非常停止の対象とするオイルフリースクリュ型の圧縮機本体６０について、破損を防止し得る該圧縮機本体６０の回転数帯域を予め求めておき、この回転数帯域の下限の回転数を前記圧縮本体６０に発生させる前記エンジン７０の回転数を、該エンジン７０の常用回転域内で設定して、この回転数を前記エンジン７０の最低回転数として設定する。  圧縮機本体６０の駆動時において、前記エンジン７０の回転数が前記最低回転数未満となったときに、前記エンジン７０を停止して前記圧縮機本体６０を非常停止させる。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの回転駆動力を増速させてスクリュロータを回転させる増速装置を備えたオイルフリー型の圧縮機本体と、前記圧縮機本体の前記増速装置に対して回転駆動力を入力するエンジンとを備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機において、
予め圧縮機本体の破損を防止し得る、該圧縮機本体の回転数帯域を求めておくと共に、
前記エンジンの常用回転域内の回転数であって、前記圧縮機本体に入力することで前記回転数帯域の下限の回転数を発生させる回転数を、前記エンジンの最低回転数として設定し、
前記エンジンの回転数が前記最低回転数未満となったときに、前記エンジンを停止して前記圧縮機本体を非常停止させることを特徴とするエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項２】
前記非常停止を、前記エンジンの始動から予め設定した停止保留時間が経過した後、又は、前記エンジンの始動後、該エンジンが最初に定格回転数以上の回転数を出力した後に行うことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項３】
前記圧縮機本体の前記回転数帯域の下限値を、前記圧縮機本体の吐出気体温度の許容上限値に対応して設定したことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項４】
前記圧縮機本体が、前記エンジンの最低回転数での駆動によって前記圧縮機本体の被潤滑部で必要とされる潤滑油量の少なくとも下限値を供給可能なオイルポンプを備えることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項５】
前記最低回転数未満での前記エンジンの運転が所定の継続時間に達したときに、前記圧縮機本体を非常停止させることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項６】
前記最低回転数未満での前記エンジンの運転時間を累積してカウントし、所定の累積時間に達したときに、前記圧縮機本体を非常停止させることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項７】
前記最低回転数未満での前記エンジンの運転時間が所定の前記累積時間に達する前に、前記エンジンが所定の時間継続して定格回転数以上で運転されたとき、前記最低回転数未満での運転時間の累積カウントをリセットすることを特徴とする請求項６記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法。
【請求項８】
駆動源からの回転駆動力を増速させてスクリュロータを回転させる増速装置を備えたオイルフリー型の圧縮機本体と、前記圧縮機本体の前記増速装置に対して回転駆動力を入力するエンジンとを備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機において、
前記エンジンの回転数を検出して検出信号を出力する回転数検出手段と、
停止信号に基づいて前記エンジンを停止させるエンジン停止手段と、
前記回転数検出手段からの検出信号に従って、前記エンジン停止手段に対して停止信号を出力する制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記エンジンの常用回転域内の回転数であって、前記圧縮機本体に入力することにより、前記圧縮機本体の破損を防止し得る前記圧縮機本体の回転数帯域の下限の回転数を前記圧縮本体に発生させる回転数として予め設定された最低回転数を記憶する記憶部と、
前記エンジン停止手段に対して該エンジンの停止を指令する停止信号を出力する停止信号発生手段と、
前記回転数検出手段からの検出信号に従って、エンジンの回転数を前記最低回転数と比較すると共に、この比較の結果、前記エンジンの回転数が前記最低回転数未満であると判定したとき、前記停止信号発生手段に前記停止信号を発生させる判定手段を備えたことを特徴とするエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項９】
前記制御装置に、前記エンジンの始動からの経過時間をカウントするタイマを設けると共に、
前記タイマにより前記エンジンの始動から所定の停止保留時間がカウントされる迄、前記判定手段が、前記エンジンの回転数が前記最低回転数未満で運転されていることを判定しないよう構成したことを特徴とする請求項８記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１０】
前記制御装置の記憶部に前記エンジンの定格回転数を記憶して、前記判定手段が、前記回転数検出手段からの検出信号に基づいて前記エンジンの回転数が前記定格回転数以上であるか否かを判定可能と成すと共に、
前記エンジンの始動後、前記エンジンが最初に定格回転数以上の回転数で運転されていることを判定する迄、前記判定手段が、前記エンジンの回転数が前記最低回転数未満で運転されていることを判定しないよう構成したことを特徴とする請求項８記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１１】
前記制御装置に、前記エンジンの始動からの経過時間をカウントするタイマを設けると共に、
前記制御装置の記憶部に前記エンジンの定格回転数を記憶して、前記判定手段が、前記回転数検出手段からの検出信号に基づいて前記エンジンの回転数が前記定格回転数以上であるか否かを判定可能とし、
前記タイマにより前記エンジンの始動から所定の停止保留時間がカウントされる迄、又は、前記エンジンの始動後、前記エンジンが最初に定格回転数以上の回転数で運転されていることを判定する迄、前記判定手段が、前記エンジンの回転数が前記最低回転数未満で運転されていることを判定しないよう構成したことを特徴とする請求項８記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１２】
前記制御装置の前記記憶部に記憶させた前記最低回転数が、前記圧縮機本体の吐出気体温度の許容上限値に対応して設定された前記圧縮機本体の前記回転数帯域の下限値を発生させる前記エンジンの回転数であることを特徴とする請求項８〜１１いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１３】
前記圧縮機本体に、前記エンジンにより駆動されて被潤滑部に対して潤滑油を供給するオイルポンプを設けると共に、
該オイルポンプを、前記最低回転数のエンジンによる駆動により、前記圧縮機本体の被潤滑部において必要とされる潤滑油量の少なくとも下限値を給油可能に構成したことを特徴とする請求項８〜１２いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１４】
前記制御装置に、前記最低回転数未満での前記エンジンの運転継続時間をカウントするタイマを設けると共に、
前記タイマにより所定の継続時間のカウントが行われたとき、前記判定手段が前記停止信号出力手段に停止信号の出力を行わせるよう構成したことを特徴とする請求項８〜１３いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１５】
前記制御装置に、前記最低回転数未満での前記エンジンの運転時間を累積してカウントする累積カウント手段を設けると共に、
前記累積カウント手段により所定の累積時間のカウントが行われたとき、前記判定手段が前記停止信号出力手段に停止信号の出力を行わせるよう構成したことを特徴とする請求項８〜１３いずれか１項記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【請求項１６】
前記制御装置に、前記エンジンの定格回転数以上での運転継続時間をカウントするタイマと、
前記累積カウント手段が所定の累積時間をカウントする前に、前記定格運転時間をカウントする前記タイマが所定の定格運転継続時間の経過をカウントしたとき、前記累積カウント手段による累積カウントをリセットするリセット手段とを設けたことを特徴とする請求項１５記載のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオイルフリー圧縮機の非常停止方法及びの非常停止装置に関し、より詳細には、増速装置を備えたオイルフリー型のスクリュ圧縮機本体（以下、単に「圧縮機本体」という。）と、この圧縮機本体を駆動するエンジンを備えたエンジン駆動型のオイルフリー圧縮機において、前記圧縮機本体に破損等を生じさせるおそれのある運転状態が生じたときに、前記エンジンを停止して圧縮機本体を非常停止させるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法及び非常停止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルフリー圧縮機は、被圧縮気体の圧縮に際して圧縮作用空間内に潤滑、冷却、密封のためのオイルの注入を必要とせず、従って油分を含まない清浄な圧縮気体の供給源として広く使用されており、一例として医療、製薬、食品加工等の各種の分野において使用されている。
【０００３】
このように、オイルフリー圧縮機は圧縮作用空間内にオイルの注入が行われないことから、圧縮機本体のシリンダ内において、おす・めすのスクリュロータがシリンダの内壁やスクリュロータ相互で接触することのないように、これらの間に微少な隙間を持たせてシリンダ内に収納すると共に、スクリュロータが相互の隙間を維持したまま、非接触の状態で回転することができるよう両スクリュロータの回転をタイミングギヤにより規制している。
【０００４】
このように、オイルフリースクリュ圧縮機にあっては圧縮作用空間内にオイルの導入を行わないために、シリンダ内壁とスクリュロータ間、又はスクリュロータ相互間に形成された微小間隔等の存在により圧縮作用空間が完全に密閉されたものとはなっていない。
【０００５】
そのため、圧縮作用空間内で圧縮途中にある被圧縮気体が、これらの微小間隔等を介して逆流するおそれがあるために、このような逆流を防止し、被圧縮気体を確実に圧縮することができるように油冷式のスクリュ圧縮機に比較してスクリュロータを高速で回転させている。
【０００６】
そして、このようなスクリュロータの高速回転を得るために、オイルフリー圧縮機の圧縮機本体は、エンジンやモータ等の駆動源によって発生された回転駆動力を増速してスクリュロータに伝達するための増速装置を備えており、一例として、駆動源より出力された１，５００〜１，６００min-1程度の回転駆動力を、増速装置により２０，０００min-1程度に増速してスクリュロータを回転させている。
【０００７】
また、このような圧縮機本体には前記駆動源によって駆動されるオイルポンプが設けられており、前述のおす・めすのスクリュロータの高速回転に伴って高速回転する前述のタイミングギヤ、各スクリュロータの回転軸を回転自在に軸支する軸受部、前述の増速装置内に設けられた歯車機構等、圧縮機本体の潤滑が必要とされる部分（本明細書において「被潤滑部」という。）に対して、油溜めに貯えられた潤滑油を汲み上げて給油し、被潤滑部の潤滑や冷却が行われている（特許文献１参照）。
【０００８】
この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−２９５３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように構成されたオイルフリー圧縮機において、圧縮機本体に設けられた増速装置に回転駆動力を入力する駆動源としてモータ（三相交流モータ）を使用する場合には、このモータは交流電源の周波数によって回転数が決定されるために、モータの回転数、ひいては圧縮機本体の回転数は比較的安定したものとなっている。
【００１０】
しかし、オイルフリー圧縮機の駆動源として、前述のモータに代えてエンジン（一例としてディーゼルエンジン）を使用する場合、エンジンの失火による始動不良、燃料経路内への空気の混入、燃料切れ、燃料フィルタの目詰まりなどの原因によって、エンジン及び圧縮機本体の運転をこれらの定格回転数に維持できない場合がある。
【００１１】
オイルフリー圧縮機は前述のように、おす・めすの両スクリュロータがシリンダの内壁やロータ相互間で接触しないように、これらの間に微小間隔を設けて回転させ、しかもこのような微小間隔を密封し得るオイルの導入も行われないために、ロータ間の接触やオイルによる密封により被圧縮気体の逆流等が防止されている油冷式の圧縮機本体とは異なり被圧縮気体の逆流が生じ易い構造となっていることから、これをスクリュロータの回転数を上昇させることによって防止している。
【００１２】
しかし、前述のように圧縮機本体を定格回転数で運転できず、定格回転数に対して大幅に回転数が低下した回転数で運転すると、吐出側に比べて圧力の低い吸入側に位置する圧縮作用空間に逆流する被圧縮気体の量が増えてしまい、このようにして逆流した被圧縮流体が再度圧縮されることにより、圧縮機本体から吐出される圧縮気体の温度が上昇してしまう。
【００１３】
そのために、オイルの導入による冷却が行われておらず、しかも高速回転することにより油冷式の圧縮機本体に比較してただでさえ圧縮気体の温度が高温となるオイルフリースクリュ圧縮機の圧縮気体がさらに高温となり、おす・めすのスクリュロータが、前述の微小間隔以上に熱膨張して、シリンダの内壁やスクリュロータ相互間が接触すれば破損してしまう。
【００１４】
また、軸受部や増速装置内の歯車機構、タイミングギヤ等に対して給油を行う前述のオイルポンプは、圧縮機本体の駆動源であるエンジンによって駆動されることから、前述のようにしてエンジンの回転数が低下すればオイルポンプの回転数も低下して給油量が減少する。
【００１５】
そのため、高速で回転されているスクリュロータの軸受部や、タイミングギヤ、増速装置の歯車機構に対する給油が不足して、これらの部分が焼き付きを起こすおそれがある。
【００１６】
このように、エンジンの回転数が定格回転数に対して大幅に低下する場合には、圧縮機本体の回転数も低下して吐出気体温度の上昇や、給油量不足により圧縮機本体が破損を起こすことがある。
【００１７】
そこで本発明は、上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり、前述のようなスクリュロータの破損や、軸受部、増速装置、タイミングギヤなどの焼き付き等が生じ得る回転数で圧縮機本体が運転されたとき、圧縮機本体を非常停止させるオイルフリー圧縮機の非常停止方法及び非常停止装置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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法は、駆動源からの回転駆動力を増速させてスクリュロータを回転させる増速装置を備えたオイルフリー型の圧縮機本体６０と、前記圧縮機本体６０の前記増速装置に対して回転駆動力を入力するエンジン７０とを備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１０において、
予め圧縮機本体６０の破損を防止し得る、該圧縮機本体６０の回転数帯域を求めておくと共に、
前記エンジン７０の常用回転域内の回転数であって、前記圧縮機本体６０に入力することにより前記回転数帯域の下限の回転数を発生させる回転数を、前記エンジン７０の最低回転数（実施形態において１，６００min-1）として設定し、
前記エンジン７０の回転数が前記最低回転数未満となったときに、前記エンジン７０を停止して前記圧縮機本体６０を非常停止させることを特徴とする（請求項１）。
【００１９】
前述の構成の非常停止方法において、前記非常停止を、前記エンジン７０の始動から予め設定した停止保留時間（実施形態において１５秒間）が経過した後、又は、前記エンジン７０の始動後、該エンジン７０が最初に定格回転数（実施形態において２，０００min-1）以上の回転数を出力した後に行うように構成することが好ましい（請求項２）。
【００２０】
さらに、前記圧縮機本体６０の前記回転数帯域の下限値は、これを前記圧縮機本体６０の吐出気体温度の許容上限値に対応して設定することができる（請求項３）。
【００２１】
前記方法により非常停止される圧縮機本体６０は、前記エンジン７０の最低回転数で駆動した際に、前記圧縮機本体６０の被潤滑部で必要とされる潤滑油量の少なくとも下限値を供給可能なオイルポンプを備えたものとすることが好ましい（請求項４）。
【００２２】
さらに、前記圧縮機本体６０の非常停止は、前記最低回転数未満での前記エンジン７０の運転が所定の継続時間（実施形態において５秒間）に達したときに行うように構成しても良く（請求項５）、又は、
前記最低回転数未満での前記エンジン７０の運転時間を累積してカウントし、所定の累積時間（実施形態にあっては５秒）に達したときに、前記圧縮機本体６０を非常停止させるように構成しても良い（請求項６）。
【００２３】
このように、最低回転数未満での前記エンジン７０の運転時間を累積してカウントする場合には、前記最低回転数未満での前記エンジン７０の運転時間が所定の前記累積時間に達する前に、前記エンジン７０が所定の時間（実施形態において１０分間）継続して定格回転数で運転されたとき、前記最低回転数未満での運転時間の累積カウントをリセットするように構成することもできる（請求項７）。
【００２４】
また、本発明のエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止装置１は、前記同様の基本構成を備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１０において、
前記エンジン７０の回転数を検出した検出信号を出力する、回転数センサ等の回転数検出手段４と、
停止信号に基づいて前記エンジン７０を停止させるエンジン停止手段５と、
前記回転数検出手段４からの検出信号に従って、前記エンジン停止手段５に対して停止信号を出力する制御装置２を備え、
前記制御装置２が、
前記エンジン７０の常用回転域内の回転数であって、前記圧縮機本体の破損を防止し得る前記圧縮機本体６０の回転数帯域の下限の回転数を前記圧縮本体６０に発生させる回転数として予め設定された最低回転数を記憶する記憶部２１と、
前記エンジン停止手段５に対して該エンジン７０の停止を指令する停止信号を出力する停止信号発生手段２３と、
前記回転数検出手段４からの検出信号に従って、エンジン７０の回転数を前記最低回転数と比較すると共に、この比較の結果、前記エンジン７０の回転数が前記最低回転数未満であるとき、前記停止信号発生手段２３に停止信号を発生させる判定手段２２を備えたことを特徴とする（請求項８）。
【００２５】
上記構成の非常停止装置１において、前記制御装置２に、前記エンジン７０の始動からの経過時間をカウントするタイマ（第１タイマ２４）を設けると共に、
前記制御装置２の記憶部２１に、前記エンジン７０の定格回転数を記憶して、前記判定手段２２が、前記回転数検出手段４からの検出信号に基づいて前記エンジン７０の回転数が前記定格回転数以上であるか否かを判定可能とし、
前記タイマ（第１タイマ２４）により前記エンジン７０の始動から所定の停止保留時間（実施形態において１５秒間）がカウントされる迄、又は、前記エンジン７０の始動後、前記エンジン７０が最初に定格回転数（実施形態において２，０００min-1）以上の回転数で運転されていることを判定する迄、前記判定手段２２が、前記エンジン７０の回転数が前記最低回転数未満で運転されていることを判定しないよう構成しても良く（請求項１１）、又は、
前記タイマ（第１タイマ２４）によるカウント、又は定格回転数以上での運転の検出のいずれか一方が行われる迄、前記判定手段２２が、前記エンジン７０の回転数が前記最低回転数未満で運転されていることを判定しないよう構成しても良い（請求項９，１０）。
【００２６】
前記制御装置２の前記記憶部２１に記憶する前述の最低回転数は、前記圧縮機本体６０の吐出気体温度の許容上限値に対応して設定された前記圧縮機本体６０の前記回転数帯域の下限値を発生させる前記エンジン７０の回転数とすることができる（請求項１２）。
【００２７】
また、前記非常停止装置１により非常停止される圧縮機本体６０に、前記エンジン７０により駆動されて被潤滑部に対して潤滑油を供給するオイルポンプを設けると共に、
該オイルポンプを、前記最低回転数のエンジン７０による駆動により、前記圧縮機本体６０の被潤滑部において必要とされる潤滑油量の少なくとも下限値を給油可能なものとすることが好ましい（請求項１３）。
【００２８】
さらに、前記制御装置２に、前記最低回転数未満での前記エンジンの運転継続時間をカウントするタイマ（第２タイマ２５）を設けると共に、
前記タイマ（第２タイマ２５）により所定の継続時間のカウントが行われたとき、前記判定手段２２が前記停止信号出力手段２３に停止信号の出力を行わせるよう構成しても良く（請求項１４）、又は、
前記制御装置２に、前記最低回転数未満での前記エンジン７０の運転時間を累積してカウントする累積カウント手段２５’を設けると共に、
前記累積カウント手段２５’により所定の累積時間のカウントが行われたとき、前記判定手段２２が前記停止信号出力手段２３に停止信号の出力を行わせるよう構成することができる（請求項１５）。
【００２９】
このように、最低回転数未満での前記エンジン７０の運転時間を累積してカウントする場合には、前記制御装置２に、前記エンジン７０の定格回転数以上での運転継続時間をカウントするタイマ（第３タイマ２６）と、
前記累積カウント手段２５’が所定の累積時間をカウントする前に、前記定格運転時間をカウントするタイマ（第３タイマ２６）が所定の定格運転継続時間（実施形態において１０分間）の経過をカウントしたとき、前記累積カウント手段による累積カウントをリセットするリセット手段２７とを設けても良い（請求項１６）。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明した本発明の構成により、エンジン駆動型オイルフリー圧縮機１０の圧縮機本体６０が、破損の発生を防止し得る回転数未満の回転数で運転されたとき、圧縮機本体６０が非常停止されるので、圧縮機本体６０が定格回転時に比較して低速で運転されることにより生じる吐出気体温度の上昇を有効に防止することのできる非常停止方法及び装置を提供することができた。
【００３１】
エンジン７０の始動から所定時間が経過する迄、又は、始動後、エンジン７０が最初に定格回転数以上で運転される迄、前記非常停止を行わないこととした場合には、始動後、前記最低回転数以上の回転数となる前に前述の非常停止が行われることを防止でき、エンジン駆動型オイルフリー圧縮機の始動が行えない等の問題が発生することを確実に防止することができた。
【００３２】
前述の圧縮機本体６０の回転数帯域の下限を、圧縮機本体６０の吐出圧縮気体温度の許容上限値との関係で設定する場合には、回転数の低下により圧縮機本体６０が過度に高温となることを防止でき、従って温度上昇に伴う熱膨張により、スクリュロータがシリンダの内壁やロータ相互間で接触等することにより生じる圧縮機本体６０の破損を好適に防止することができた。
【００３３】
また、本発明の非常停止方法及び非常停止装置によって非常停止される圧縮機本体６０に、前記最低回転数で運転されているエンジン７０による駆動によっても、圧縮機本体６０の軸受部や増速装置、タイミングギヤ等の被潤滑部において必要とされる少なくとも最小量の潤滑油を供給可能なオイルポンプを設けることにより、エンジン７０の回転数が最低回転数未満となって圧縮機本体の被潤滑部に供給される潤滑油量が不足するおそれが生じた場合には、圧縮機本体が非常停止されることから、潤滑油の供給不足による被潤滑部の焼き付き等についても好適に防止することのできるエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の非常停止方法及び非常停止装置を提供することができた。
【００３４】
なお、前述のエンジン７０の最低回転数は、該エンジン７０の常用回転域内の回転数の範囲で設定されていることから、例えばエンジン７０と圧縮機本体６０の増速装置間を軸継手で連結する場合等には、この軸継手の共振による破損の発生をも防止することができるという二次的な効果を得ることができる。すなわち、このような軸継手は、共振回転域が常用回転域未満となるようにその特性や寸法等の諸元が決定されるため、前述のような共振が発生する回転数域でエンジン７０の回転が停滞する場合には、このようなエンジン７０の運転は、常に前記最低回転数未満での運転となり、停止されるためである。
【００３５】
さらに、最低回転数未満でのエンジン７０の運転が所定の継続時間行われたときに非常停止を行うよう構成し、又は最低回転数未満でのエンジン７０の運転時間を累積してカウントし、所定の累積時間に達したときに非常停止を行うように構成した場合には、圧縮機本体６０に破損等を生じさせるおそれの少ない、一時的な回転数の低下や、誤作動等によって圧縮機本体６０が非常停止することを防止できた。
【００３６】
なお、前記所定の累積時間に至る前に、エンジン７０が所定の定格運転時間、継続して定格回転数で運転されたとき、前記累積カウントをリセットすることとしたことにより、定格回転数以上での安定した運転が継続し、非常停止の必要性が乏しくなった場合に圧縮機本体が非常停止されことによる作業性の低下等を好適に防止することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。
【００３８】
図１に示すように、本発明の非常停止装置１を備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機１０は、圧縮機本体６０と、この圧縮機本体６０を駆動するディーゼルエンジン等のエンジン７０と、前記エンジン７０の回転数が予め設定された最低回転数となったとき、前記エンジン７０を停止して圧縮機本体６０を非常停止する、非常停止装置１を備えている。
【００３９】
なお、図１中８０は始動スイッチであり、エンジン７０を停止させた状態のＯＦＦの位置から、ＯＮの位置に切り替えることにより、エンジン７０の燃料供給系に対する通電等が開始されてエンジン７０を運転可能な状況と成り、さらに、ＳＴＡＲＴの位置に切り替えることにより、図示せざるセルモータの回転によりエンジン７０を始動させる。なお、前記ＳＴＡＲＴ位置に切り替えた始動スイッチ８０は、手を離すと自動的にＯＮの位置に復帰する。
【００４０】
前述の非常停止装置１は、少なくともエンジン７０の回転数を検出する、例えば回転数センサ等からなる回転数検出手段４と、エンジン７０の燃焼室に対する燃料の供給停止等によってエンジン７０を停止させるエンジン停止手段５、及び、前記回転数検出手段４からの検出信号に基づいて、検出されたエンジン７０の回転数が、予め設定された最低回転数未満であるとき、前記エンジン停止手段５に対してエンジン７０の停止を指令する停止信号を出力する制御装置２を備えている。
【００４１】
この制御装置２は、予め記憶されたプログラムの実行により必要な処理を行う、マイクロプロセッサ等の処理手段を備えた電子制御装置によって構成することができ、前記処理手段が前記プログラムを実行することにより、前述の処理を行うための各手段が該電子制御装置において実現させるように構成しても良い。
【００４２】
一例として、本実施形態にあっては図２に示すように、前述の最低回転数を記憶した記憶部２１と、前記エンジン停止手段５に対して、エンジンの停止を指令する停止信号を出力する停止信号発生手段２３と、回転数検出手段４からの検出信号に従って、検出されたエンジン７０の回転数を前記記憶部２１に記憶された前記最低回転数と比較すると共に、この比較によりエンジン７０の回転数が最低回転数未満であると判定したとき、前記停止信号発生手段２３に停止信号を発生させる判定手段２２が実現されている。
【００４３】
前述の記憶部２１に予め記憶させた前述の最低回転数は、前記圧縮機本体６０の破損を防止し得る、当該圧縮機本体６０の回転数帯域の下限の回転数を、前記圧縮機本体６０に発生させることのできる前記エンジン７０の回転数であり、前述の圧縮機本体６０の回転数帯域と、圧縮機本体６０に設けられた増速装置の増速比（ギヤ比）によってこれを相対的に決定する。
【００４４】
本実施形態にあっては、圧縮機本体６０の回転数が定格回転数に対して低下することに伴って生じる、圧縮機本体６０より吐出される圧縮気体の温度上昇の許容上限値に基づいて、前記圧縮機本体６０の回転数帯域の下限値を設定し、前記エンジン７０の常用回転域内の回転数であって、前記圧縮機本体６０の回転数帯域の下限値の回転数を前記圧縮機本体６０に発生させることのできるエンジン７０の回転数を前述の最低回転数として前記記憶部２１に記憶させている。一例として、本実施形態にあってはこの最低回転数を１，６００min-1としている。
【００４５】
なお、前述の圧縮機本体６０が、前記エンジン７０によって駆動される図示せざるオイルポンプを備えており、このオイルポンプによって 圧縮機本体６０に設けられた増速装置や、タイミングギヤ、ロータの軸受部等の、圧縮機本体６０の被潤滑部に対して潤滑油を供給するものである場合には、前述のようなエンジン７０の回転数の低下は、被潤滑部に対して供給される潤滑油量の減少につながるおそれがある。
【００４６】
そこで、本実施形態にあっては、このオイルポンプとして、前記最低回転数で運転されているエンジン７０によって駆動した場合であっても、被潤滑部において必要とされる潤滑油の供給量の少なくとも下限値を供給することができるものを使用している。
【００４７】
以上の非常停止装置１の構成により、圧縮機本体６０を駆動するエンジン７０の回転数が、予め設定された最低回転数未満になると、このエンジン７０の回転数を検出した回転数検出手段４からの検出信号を受け、制御装置２の判定手段２２がこの検出信号に基づくエンジンの回転数を、記憶部２１に予め記憶された最低回転数と比較する。
【００４８】
この比較により、検出されたエンジン７０の回転数が設定された最低回転数未満であると判定した判定手段２２は、前記停止信号出力手段２３に停止信号を出力させ、この停止信号を受信したエンジン停止手段５が、例えばエンジンの燃焼室に対する燃料の供給を停止する等して、エンジン７０を停止させる。
【００４９】
このようにして、エンジン７０が停止される結果、このエンジン７０によって駆動されている圧縮機本体６０もその回転を停止し、圧縮機本体６０の回転数が定格回転に対して大幅に低下することにより生じる、吐出圧縮気体の過度の温度上昇を防止することができ、この温度上昇に伴うおす・めすのスクリュロータの膨張による接触等に伴う破損の発生を防止することができる。
【００５０】
また、前述のように圧縮機本体６０は、エンジン７０の回転数が最低回転数未満になると非常停止されることから、オイルポンプによる潤滑油の供給量が必要量を下回る状況が発生する前に圧縮機本体６０が非常停止され、被潤滑部に焼き付き等の破損が生じることも防止することができる。
【００５１】
図３は、前記図２を参照して説明した制御装置２の構成に加え、エンジン７０の始動後の所定時間（停止保留時間：１５秒）が経過する迄、または、始動後エンジン７０が最初の定格回転数（２，０００min-1）以上での運転を行う迄、前記制御装置２がエンジン停止手段５に対して停止信号を出力しないように構成すると共に、最低回転数未満のエンジン７０の運転が、所定の継続時間（５秒間）継続して行われた場合においてのみ、エンジン７０の停止による圧縮機本体６０の非常停止を行うように構成した、前記制御装置２の構成例である。
【００５２】
エンジン７０の回転数は、停止した状態（回転数０min-1）から、始動後、定格回転数（本実施形態において２，０００min-1）に至る迄に、必ず前述の最低回転数（１，６００min-1）を経ることから、エンジン７０の始動直後においてまで、前述したエンジン７０の停止を行うものとすると、エンジン７０を始動させることができなくなる。
【００５３】
また、エンジン７０が、一時的に前記最低回転数未満で運転された場合であっても、その後、直ちに最低回転数以上、好ましくは定格回転数以上の運転に復帰する場合には、圧縮機本体６０が破損するおそれが少ないため、圧縮機本体を非常停止する必要性に乏しい。
【００５４】
そこで、前述のようにエンジン７０の始動後、所定の条件を満足する迄、圧縮機本体の非常停止を不能とすると共に、最低回転数未満でのエンジン７０の運転が、所定の継続時間継続する場合にのみ、圧縮機本体６０の非常停止を行うように構成して、このような問題の解消を図っている。
【００５５】
このような非常停止方法を実現可能とするために、本実施形態にあっては前述の制御装置２にエンジン７０の始動からの経過時間をカウントするタイマ（第１タイマ２４）を設け、エンジンの始動後、所定の停止保留時間（１５秒間）の経過を計測可能とすると共に、前記記憶部２１に前記エンジン７０の定格回転数（２，０００min-1）を記憶させて、回転数検出手段４が検出した回転数が定格回転数以上であるか否かを判定手段２２が判定できるように構成している。
【００５６】
さらに、最低回転数でのエンジンの運転継続時間をカウントする手段として第２タイマ２５を設け、これにより最低回転数でのエンジン７０の運転が、所定の継続時間（５秒間）継続したか否かを計測可能としている。
【００５７】
以上、図３に示した制御装置２を備えた非常停止装置１の動作につき、図４のフローチャートを参照して説明すれば、下記の通りである。
【００５８】
先ず、エンジン駆動型オイルフリー圧縮機１０を始動するために、始動スイッチ８０をＳＴＡＲＴ位置、ＯＮ位置に順次切り替えてエンジン７０を始動させる（Ｓ１）。
【００５９】
このエンジン７０の始動に伴い、制御装置２の第１タイマ２４は、始動スイッチ８０からのＯＮ信号の受信や、回転数検出手段４による回転数検出の開始、エンジン７０に付属する図示せざるオルタネータの発電信号やエンジン７０の各部に給油される潤滑油の油圧上昇信号等を受信し、エンジン７０の始動からの経過時間のカウントを開始する（Ｓ２）。
【００６０】
この第１タイマ２４によって、エンジン７０の始動からの経過時間のカウントが行われると共に（Ｓ３）、前述の判定手段２２が、回転数検出手段４からの検出信号を受信して、エンジン７０の回転数が記憶部２１に記憶された定格回転数（２，０００min-1）以上であるか否かを比較・判定する（Ｓ４）。
【００６１】
そして、前述の第１タイマによって所定の停止保留時間（一例として１５秒間）の経過がカウントされるか、又は、前記停止保留時間内であっても、前述の判定手段によってエンジンの回転数が定格回転数以上となったことが判定される迄、本実施形態にあっては、判定手段２２は検出されたエンジン７０の回転数と、記憶部２１に記憶された最低回転数との比較を行わない。
【００６２】
このようにして、所定の停止保留時間のカウントが完了し、又は定格回転数以上のエンジン７０の出力が検出されると、判定手段２２が回転数検出手段４からの検出信号に基づいて、エンジンの回転数が最低回転数（本実施形態にあっては１，６００min-1）未満であるか否かを判定する（Ｓ５）。
【００６３】
そして、エンジン７０の回転数が、最低回転数以上である場合には、引き続き判定手段２２が回転数検出手段４からの検出信号に基づいてエンジンの回転数の監視を行う。
【００６４】
一方、判定手段２２がエンジン７０の回転数が最低回転数未満となっていることを判定すると、前述の第２タイマ２５によるカウントが開始される（Ｓ６）。
【００６５】
そして、この第２タイマ２５により、エンジンの最低回転数による運転が、所定の継続時間（５秒間）、継続して行われたことがカウントされると（Ｓ７）、判定手段２２は、停止信号出力手段２３に停止信号の出力を行わせ（Ｓ８）、この停止信号を受信したエンジン停止手段５によってエンジン７０の停止が行われる（Ｓ９）。
【００６６】
一方、第２タイマ２５による所定の継続時間（５秒）のカウント中に、前記判定手段２２によりエンジンの回転数が最低回転数以上となったことが判定されると（Ｓ１０）、第２タイマ２５はカウントを停止してリセットされて、判定手段２２によりエンジン７０の出力が最低回転数となったことが再度判定される迄、待機状態となる。
【００６７】
以上において説明した実施形態にあっては、エンジン７０が所定の継続時間（５秒間）継続して最低回転数を出力する場合にこれを停止するものとして説明したが、この構成に代え、例えば最低回転数によるエンジン７０の運転時間が、所定の累積時間（本実施形態にあっては５秒）に達したときに圧縮機本体６０を非常停止するように構成しても良い。
【００６８】
この場合には、前述の第２タイマ２５に代え、最低回転数でのエンジン７０の運転時間を累積してカウントする累積カウント手段２５’を前述の制御装置２に設ける。
【００６９】
さらに、このような累積カウント手段２５’を設ける場合には、図６に示すように、一旦、エンジン７０が最低回転数を出力しても、その後に定格回転数に復帰し（Ｓ１０）、所定の時間（定格運転時間：１０分間）、安定した運転状態を維持する場合には（Ｓ１１，Ｓ１２）、前述の累積カウント手段２５’により行われた累積カウントを一旦リセットし、再度、エンジン７０の出力が最低回転数未満であることが検出されたときに新たに累積カウント手段２５’による累積カウントを再開するように構成しても良い。なお、図６中、他の動作（Ｓ１〜Ｓ９）工程については、図４を参照した説明と同様のため省略する。
【００７０】
このように構成する場合には、図５に示すように制御装置２に、定格回転数以上の運転状態に復帰後、この定格回転数以上でのエンジン７０の運転時間をカウントする第３タイマ２６を設け、この第３タイマ２６によって所定の定格運転時間（１０分間）、エンジン７０が継続して定格回転数以上の回転数で運転されたことがカウントされたとき、第２タイマ２５によって行われた累積カウントをリセットする、リセット手段２７を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の非常停止装置を備えたエンジン駆動型オイルフリー圧縮機の概略説明図。
【図２】制御装置の機能ブロック図。
【図３】制御装置の機能ブロック図。
【図４】非常停止装置の動作を示すフロー図。
【図５】制御装置の機能ブロック図。
【図６】非常停止装置の動作を示すフロー図。
【符号の説明】
【００７２】
１  非常停止装置
２  制御装置
２１  記憶部
２２  判定手段
２３  停止信号発生手段
２４  第１タイマ
２５  第２タイマ
２５’  累積カウント手段
２６  第３タイマ
２７  リセット手段
４  回転数検出手段（回転数センサ）
５  エンジン停止手段
１０  エンジン駆動型オイルフリー圧縮機
６０  圧縮機本体
７０  エンジン
８０  始動スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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