(57)【要約】【課題】エネルギ効率の低下を抑制しつつ吸込フィルタを洗浄することができる空気圧縮機の提供。【解決手段】圧縮機本体１４の吸込ポート１２に吸込フィルタ２９を介して外気を導く吸込通路２８と、圧縮機本体１４の吐出ポート１３から圧縮空気を外部へ導く導出通路３１とを接続するバイパス通路３９を設け、導出通路３１とバイパス通路３９との接続位置に流路切替弁４０を設け、圧縮機本体１４の停止時に、流路切替弁４０によって導出通路３１に残存する圧縮空気をバイパス通路３９に流通させる。【選択図】図１
2009236000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込ポートから吸い込んだ空気を圧縮して吐出ポートから吐出する圧縮機本体と、
前記吸込ポートに吸込フィルタを介して外気を導く吸込通路と、
前記吐出ポートから圧縮空気を外部へ導く導出通路と、
を有する空気圧縮機において、
前記導出通路と前記吸込通路とを接続するバイパス通路と、
前記導出通路と前記バイパス通路との接続位置に流路切替弁とを設け、
該流路切替弁は、前記圧縮機本体の運転時には前記吐出ポートからの圧縮空気を前記導出通路を介して外部へ導き、前記圧縮機本体の停止時には前記導出通路の圧縮空気を前記バイパス通路に流通させるように切り替わることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気圧縮機において、
前記バイパス通路と前記吸込通路との接続位置に第２の流路切替弁を設け、
該第２の流路切替弁は、前記圧縮機本体の運転時には前記吸込フィルタと前記吸込ポートとを連通させ、前記圧縮機本体の停止時には前記吸込ポート側を閉じ且つ前記バイパス通路からの圧縮空気を前記吸込フィルタに流通させるように切り替わることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気圧縮機において、
前記圧縮機本体を、予め設定された時間連続して運転した場合に、停止することを特徴とする空気圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気圧縮機において、
前記圧縮機本体は、固定スクロールと、該固定スクロールと対向して回転可能に配設される旋回スクロールとを有し、これら固定スクロールおよび旋回スクロールの間に形成された圧縮室で前記吸込ポートから吸い込んだ空気を圧縮して前記吐出ポートから吐出するスクロール式であることを特徴とする空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧縮機には、吸込ポートから吸い込んだ空気を圧縮して吐出ポートから吐出する圧縮機本体と、吸込ポートに吸込フィルタを介して外気を導く吸込通路と、吐出ポートから圧縮空気を空気タンクへ導く導出通路とを有するものがある。このような空気圧縮機において、吸込フィルタの目詰まりを防止するため、流路切替弁を切り替えることで空気タンクの圧縮空気を逆流させて吸込フィルタに流すものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１３９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の空気圧縮機では、せっかく圧縮機本体の運転で生成し空気タンクに溜めた圧縮空気を吸込フィルタに流して吸込フィルタを洗浄するため、エネルギ効率が悪いという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明は、エネルギ効率の低下を抑制しつつ吸込フィルタを洗浄することができる空気圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮機本体の吸込ポートに吸込フィルタを介して外気を導く吸込通路と、圧縮機本体の吐出ポートから圧縮空気を外部へ導く導出通路とを接続するバイパス通路と、導出通路とバイパス通路との接続位置に流路切替弁とを設け、流路切替弁は、圧縮機本体の運転時には吐出ポートからの圧縮空気を導出通路を介して外部へ導き、圧縮機本体の停止時には導出通路の圧縮空気をバイパス通路に流通させるように切り替わることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、圧縮機本体の停止時に、流路切替弁によって導出通路の圧縮空気をバイパス通路に流通させれば、導出通路に残存する圧縮空気で吸込フィルタを洗浄することができる。したがって、エネルギ効率の低下を抑制しつつ吸込フィルタを洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
「第１実施形態」
本発明の第１実施形態の空気圧縮機を図１〜図３を参照して以下に説明する。
第１実施形態の空気圧縮機１１は、吸込ポート１２から吸い込んだ空気を圧縮して吐出ポート１３から吐出する圧縮機本体１４を有している。
【０００８】
この圧縮機本体１４は、スクロール式であり、軸受部１７を有する有蓋筒状のケーシング１８と、先端がクランク１９となってケーシング１８の軸受部１７に回転可能に設けられた駆動軸２０と、駆動軸２０のクランク１９に回転自在に支持された旋回スクロール２２と、ケーシング１８の開口端側に一体に設けられて旋回スクロール２２と対向配置され、この旋回スクロール２２との間に複数の圧縮室２３を画成する固定スクロール２４とを有している。
【０００９】
固定スクロール２４には、外周側の圧縮室２３に開口するように上記した吸込ポート１２が設けられ、中心側の圧縮室２３に開口するように上記した吐出ポート１３が設けられている。
【００１０】
そして、圧縮機本体１４は、駆動軸２０が図示略のモータにより駆動されて回転することにより旋回スクロール２２が旋回運動することになり、これによって、吸込ポート１２から吸い込んだ空気を固定スクロール２４および旋回スクロール２２の間に形成された各圧縮室２３で圧縮して吐出ポート１３から吐出する。
【００１１】
空気圧縮機１１は、圧縮機本体１４の吸込ポート１２に接続される吸込通路２８と、吸込通路２８の圧縮機本体１４とは反対の端部に設けられて外気の粉塵を捕捉する吸込フィルタ２９とを有しており、吸込通路２８が吸込フィルタ２９を介して取り入れた外気を吸込ポート１２に導く。
【００１２】
また、空気圧縮機１１は、圧縮機本体１４の吐出ポート１３に接続される導出通路３１と、導出通路３１の圧縮機本体１４とは反対の端部に設けられて空気を貯留する外部の空気タンク３２と、導出通路３１における吐出ポート１３の近傍位置に配置されて圧縮機本体１４側への空気の逆流を防止する逆止弁３３と、導出通路３１の逆止弁３３と空気タンク３２との間に設けられて導出通路３１の高温の空気を冷却するアフタクーラ３４とを有しており、導出通路３１が吐出ポート１３からの圧縮空気を、逆止弁３３およびアフタクーラ３４を介して空気タンク３２へと導く。なお、冷却風をアフタクーラ３４に吹き付けるファン３６は、ベルト３７を介して駆動軸２０に連結されている。
【００１３】
そして、第１実施形態の空気圧縮機１１には、導出通路３１のアフタクーラ３４と空気タンク３２との間位置と吸込通路２８とを接続するバイパス通路３９が設けられており、導出通路３１とバイパス通路３９との接続位置に流路切替弁４０が設けられている。
【００１４】
この流路切替弁４０は、二位置三方弁であり、励磁されて図２に示すようにバイパス通路３９を閉塞し且つ導出通路３１で圧縮機本体１４と空気タンク３２とを連通するＡ位置と、消磁されて図１に示すように導出通路３１の空気タンク３２側を閉塞し且つ導出通路３１の圧縮機本体１４側とバイパス通路３９とを接続するＢ位置とに切り替えられる。つまり、流路切替弁４０は、吐出ポート１３からの圧縮空気を導出通路３１を介して空気タンク３２へ導くＡ位置と、導出通路３１の圧縮空気をバイパス通路３９に流通させるＢ位置とに切り替えられる。
【００１５】
そして、空気圧縮機１１の図示略の制御装置は、モータを駆動して圧縮機本体１４を運転する運転時には、流路切替弁４０を励磁しＡ位置として、図２に示すように、バイパス通路３９を閉塞し且つ導出通路３１で圧縮機本体１４と空気タンク３２とを連通する状態にする。すると、圧縮機本体１４が、吸込フィルタ２９および吸込通路２８を介して吸込ポート１２から空気を吸い込み、圧縮室２３で圧縮して吐出ポート１３から導出通路３１を介して空気タンク３２に導出する。
【００１６】
また、制御装置は、モータを停止して圧縮機本体１４を停止すると、これと同時に流路切替弁４０を消磁しＢ位置として、図１に示すように、導出通路３１の空気タンク３２側を閉塞し且つ導出通路３１の圧縮機本体１４側とバイパス通路３９とを接続する状態にする。すると、導出通路３１の圧縮機本体１４および流路切替弁４０の間とアフタクーラ３４内とに残る圧縮空気が、バイパス通路３９を介して吸込フィルタ２９に流れ、吸込フィルタ２９から排出される。このとき、排気が、吸込フィルタ２９に捕捉していた粉塵を除去し外気に放出することになる（いわゆる逆洗）。
【００１７】
制御装置は、例えば、図３に示すように、圧縮機本体１４の運転を開始するタイミングｔ１で流路切替弁４０をＯＮしてＡ位置とし、圧縮機本体１４の吐出ポート１３からの圧縮空気を導出通路３１を介して空気タンク３２へ導くことになり、予め設定された時間ＴＴだけ圧縮機本体１４を連続して運転したタイミングｔ２で、圧縮機本体１４を停止し流路切替弁４０をＯＦＦしてＢ位置に切り替える。これにより、導出通路３１とアフタクーラ３４とに残る圧縮空気が吸込フィルタ２９から排出されて吸込フィルタ２９を洗浄する。
【００１８】
そして、タイミングｔ２から予め設定された時間ＴＢが経過したタイミングｔ３で再び流路切替弁４０をＯＮしてＡ位置に切り替え、その後、タイミングｔ２から予め設定された時間ＴＡが経過したタイミングｔ４まで圧縮機本体１４を停止し、このタイミングｔ４で再び圧縮機本体１４の運転を開始する。そして、予め設定された時間ＴＴだけ圧縮機本体１４を連続して運転したタイミングｔ５で、圧縮機本体１４を停止し流路切替弁４０をＯＦＦしてＢ位置に切り替える。以上を繰り返す。
【００１９】
以上に述べた第１実施形態の空気圧縮機１１によれば、圧縮機本体１４の停止時に、流路切替弁４０によって導出通路３１の圧縮空気をバイパス通路３９に流通させることになるため、導出通路３１およびアフタクーラ３４に残存する圧縮空気で吸込フィルタ２９を自己洗浄することができる。したがって、エネルギ効率の低下を抑制しつつ吸込フィルタ２９を洗浄することができる。よって、吸込フィルタ２９の目詰まりを防止できるため、吸込フィルタ２９が目詰まりしたときに生じる、吸込ポート１２からの吸込空気量低下による圧縮機の性能低下を防止することができる。
また、吸込みフィルタ２９が完全に目詰まりした場合に生じる、圧縮室２３が運転時に負圧状態になることによる旋回スクロールと２２と固定スクロール２４のカジリや損傷を防止することができる。さらにこの場合、吸込フィルタ２９以外の圧縮機本体１４の図示略のフェイスシール等からの粉塵を含んだ外気を吸込むことがないため、圧縮機本体１４の図示略のチップシールの異常摩耗等を防止することができる。その結果、粉塵の多い環境下でも早期に性能低下を招くことなく使用可能となる。
【００２０】
また、圧縮機本体１４を、予め設定された時間ＴＴ（例えば１０分あるいは１時間等）だけ連続して運転した場合に、強制的に停止して流路切替弁４０を切り替えることになるため、定期的に吸込フィルタ２９を洗浄することができ、確実に吸込フィルタ２９の目詰まりを防止することができる。
【００２１】
また、流路切替弁４０を圧縮機本体１４の吐出ポート１３の直後ではなく、アフタクーラ３４の後且つ空気タンク３２の直前に設けたため、吸込フィルタ２９に流す空気量を確保することができる。よって、吸込フィルタ２９を十分に洗浄することができる。
【００２２】
また、圧縮機本体１４を駆動するモータのＯＦＦ時に同時に流路切替弁４０をＯＦＦするため、共通のＯＦＦ信号で制御することができる。
【００２３】
なお、圧縮機本体１４をＯＦＦする時間ＴＡと流路切替弁４０をＯＦＦする時間ＴＢとを等しくしても良い。また、ＯＦＦ時に流路切替弁４０で空気タンク３２側を閉鎖することができるため、逆止弁３３を設けなくても、圧縮機本体１４の停止時の逆回転や吹き返し音の問題を生じることがない。
【００２４】
「第２実施形態」
次に、本発明の第２実施形態の空気圧縮機を図４〜図６に基づいて説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００２５】
第２実施形態においては、バイパス通路３９と吸込通路２８との接続位置に第２の流路切替弁４２が設けられている。この第２の流路切替弁４２は、二位置三方弁であり、励磁されて図５に示すようにバイパス通路３９を閉塞し且つ吸込通路２８で圧縮機本体１４と吸込フィルタ２９とを連通するａ位置と、消磁されて図４に示すように吸込通路２８の圧縮機本体１４側を閉塞し且つ吸込通路２８の吸込フィルタ２９側とバイパス通路３９とを接続するｂ位置とに切り替えられる。つまり、第２の流路切替弁４２は、吸込フィルタ２９と吸込ポート１２とを連通させるａ位置と、吸込ポート１２側を閉じ且つバイパス通路３９からの圧縮空気を吸込フィルタ２９に流通させるｂ位置とに切り替えられる。
【００２６】
そして、空気圧縮機１１の図示略の制御装置は、モータを駆動して圧縮機本体１４を運転する運転時には、流路切替弁４０を励磁してＡ位置とし、且つ第２の流路切替弁４２を励磁してａ位置として、図５に示すように、バイパス通路３９の導出通路３１側を閉塞し且つ導出通路３１で圧縮機本体１４と空気タンク３２とを連通する状態とし、且つバイパス通路３９の吸込通路２８側を閉塞し且つ吸込通路２８で圧縮機本体１４と吸込フィルタ２９とを連通する状態にする。すると、圧縮機本体１４が、吸込フィルタ２９および吸込通路２８を介して吸込ポート１２から空気を吸い込み、圧縮室２３で圧縮して吐出ポート１３から導出通路３１を介して空気タンク３２に導出する。
【００２７】
また、制御装置は、モータを停止して圧縮機本体１４を停止すると、これと同時に流路切替弁４０を消磁してＢ位置とし、且つ第２の流路切替弁４２を消磁しｂ位置として、図４に示すように、導出通路３１の空気タンク３２側を閉塞し且つ導出通路３１の圧縮機本体１４側とバイパス通路３９とを接続する状態とし、且つ吸込通路２８の圧縮機本体１４側を閉塞し吸込通路２８の吸込フィルタ２９側とバイパス通路３９とを接続する状態にする。すると、導出通路３１の逆止弁３３および流路切替弁４０の間とアフタクーラ３４内とに残る圧縮空気が、バイパス通路３９を介して吸込フィルタ２９に流れ、吸込フィルタ２９から排出される。このとき、排気が吸込フィルタ２９で捕捉していた粉塵を除去し外気に放出することになる。
【００２８】
制御装置は、例えば、図６に示すように、圧縮機本体１４の運転を開始するタイミングｔ１１で流路切替弁４０をＯＮしてＡ位置に切り替え、且つ第２の流路切替弁４２をＯＮしてａ位置に切り替える。これにより、吸込フィルタ２９から外気を吸込通路２８を介して圧縮機本体１４に吸い込んで圧縮し、吐出ポート１３から導出通路３１を介して空気タンク３２へ導くことになり、予め設定された時間ＴＴだけ圧縮機本体１４を連続して運転したタイミングｔ１２で、圧縮機本体１４を停止し、流路切替弁４０をＯＦＦしてＢ位置に切り替え、且つ第２の流路切替弁４２をＯＦＦしてｂ位置に切り替える。これにより、導出通路３１とアフタクーラ３４とに残る圧縮空気が吸込フィルタ２９から排出されて吸込フィルタ２９を洗浄する。
【００２９】
そして、タイミングｔ１２から予め設定された時間ＴＢが経過したタイミングｔ１３で再び流路切替弁４０をＯＮしてＡ位置に切り替え、その後、タイミングｔ１２から予め設定された時間ＴＡが経過したタイミングｔ１４まで圧縮機本体１４を停止し、このタイミングｔ１４で再び圧縮機本体１４の運転を開始すると同時に第２の流路切替弁４２をＯＮしてａ位置に切り替える。そして、予め設定された時間ＴＴだけ圧縮機本体１４を連続して運転したタイミングｔ１５で、圧縮機本体１４を停止し、流路切替弁４０をＯＦＦしてＢ位置に切り替え、且つ第２の流路切替弁４２をＯＦＦしてｂ位置に切り替える。以上を繰り返す。
【００３０】
以上に述べた第２実施形態によれば、圧縮機本体１４の停止時に、流路切替弁４０によって導出通路３１の圧縮空気をバイパス通路３９に流通させるとともに、第２の流路切替弁４２によって吸込通路２８の吸込ポート１２側を閉じ且つバイパス通路３９からの圧縮空気を吸込フィルタ２９に流通させることになるため、導出通路３１およびアフタクーラ３４に残存する圧縮空気を無駄なく吸込フィルタ２９に流して吸込フィルタ２９を確実に洗浄することができる。また、第１実施形態と同様に逆止弁３３を設けなくとも良い。
【００３１】
なお、第１および第２実施形態は、スクロール式の空気圧縮機を例にしているが、本発明はこれに限らず、吸込フィルタを有する圧縮機であればレシプロ型，スクリュー型等でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態の空気圧縮機を示す一部を断面とした構成図であって圧縮機本体の停止状態を示すものである。
【図２】本発明の第１実施形態の空気圧縮機を示す一部を断面とした構成図であって圧縮機本体の運転状態を示すものである。
【図３】本発明の第１実施形態の空気圧縮機における圧縮機本体および流路切替弁の作動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態の空気圧縮機を示す一部を断面とした構成図であって圧縮機本体の停止状態を示すものである。
【図５】本発明の第２実施形態の空気圧縮機を示す一部を断面とした構成図であって圧縮機本体の運転状態を示すものである。
【図６】本発明の第２実施形態の空気圧縮機における圧縮機本体、流路切替弁および第２の流路切替弁の作動タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１１  空気圧縮機
１２  吸込ポート
１３  吐出ポート
１４  圧縮機本体
２２  旋回スクロール
２３  圧縮室
２４  固定スクロール
２８  吸込通路
２９  吸込フィルタ
３１  導出通路
３９  バイパス通路
４０  流路切替弁
４２  第２の流路切替弁
【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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