JP4545016B2

JP4545016B2 - Air compressor

Info

Publication number: JP4545016B2
Application number: JP2005050225A
Authority: JP
Inventors: 昇三森田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP2006233878A

Description

本発明は鉄道車両等に装備される空気圧縮装置の逆流油自動回収技術に関するものである。 The present invention relates to an automatic backflow oil recovery technique for an air compressor installed in a railway vehicle or the like.

一般に鉄道車両ではブレーキ装置やドア開閉装置を駆動するために圧縮空気を用いており、このため、これらの装置のアクチュエータに圧縮空気を供給する空気圧縮機を装備している。また、空気圧縮機としては、車両の低振動化，低騒音化への要求から、レシプロケーティング機構を採用した往復式空気圧縮機の代わりに、近年ではロータリ式，スクリュー式あるいは渦巻式空気圧縮機（以下総称して、回転式空気圧縮機という）が用いられるようになってきた。 In general, a railway vehicle uses compressed air to drive a brake device and a door opening / closing device. For this reason, an air compressor is provided to supply compressed air to actuators of these devices. Also, as air compressors, instead of reciprocating air compressors employing a reciprocating mechanism, in recent years, rotary, screw or spiral air compressors have been used instead of reciprocating air compressors due to demands for lower vibration and noise in vehicles. Machines (hereinafter collectively referred to as rotary air compressors) have come to be used.

回転式空気圧縮機においては、潤滑油は、軸受等の潤滑をする役目の他に、ロータとハウジングの隙間など圧縮機における各部の微少隙間をシールする役目や、更に、圧縮過程で高温になっている空気に直接噴射して冷却する役目をも有している。即ち、回転式空気圧縮機における潤滑油の役目は、本来の潤滑剤の他に、シール剤，冷却剤としての役目をも持っている。 In a rotary air compressor, the lubricating oil serves not only to lubricate bearings and the like, but also to seal minute gaps in various parts of the compressor, such as the gap between the rotor and housing, and also to a high temperature during the compression process. It also has the role of cooling by direct injection into the air. That is, the role of the lubricating oil in the rotary air compressor has a role as a sealing agent and a cooling agent in addition to the original lubricant.

図３は鉄道車両に装備される一般的な回転式空気圧縮機のシステム構成を示している（特許文献１及び２参照）。図３において、元空気溜３６は圧縮空気を貯留しており、車両のブレーキ装置やドア開閉装置のアクチュエータへ圧縮空気を供給するものである。調圧器３７は、元空気溜３６に貯溜している圧縮空気の圧力を測定し、測定圧力が設定された上限設定圧力および下限設定圧力になると、その信号をモータ３１の電源回路に発するものである。即ち、元空気溜３６に溜めた圧縮空気を車両のブレーキ装置やドア開閉装置のアクチュエータへ供給して、元空気溜３６内の圧力が調圧器３７の下限設定圧力（通常６〜８kgf/cm²）まで降下すると、調圧器３７の作用により、モータ３１の電源が“ＯＮ”になり、回転式の空気圧縮機３０が運転される。 FIG. 3 shows a system configuration of a general rotary air compressor installed in a railway vehicle (see Patent Documents 1 and 2). In FIG. 3, the original air reservoir 36 stores compressed air, and supplies the compressed air to an actuator of a vehicle brake device or a door opening / closing device. The pressure regulator 37 measures the pressure of the compressed air stored in the original air reservoir 36, and issues a signal to the power supply circuit of the motor 31 when the measured pressure reaches the set upper limit pressure and lower limit set pressure. is there. That is, the compressed air accumulated in the original air reservoir 36 is supplied to the brake device of the vehicle or the actuator of the door opening / closing device, and the pressure in the original air reservoir 36 is reduced to the lower limit set pressure (usually 6 to 8 kgf / cm ^2). ), The power of the motor 31 is turned “ON” by the action of the pressure regulator 37, and the rotary air compressor 30 is operated.

空気圧縮機３０の運転により、空気フィルタ３8を介して取り入れられた大気は膨張形のサイレンサ３９を経てポペット弁形の逆止弁４０より当該空気圧縮機３０に吸入される一方、ここで圧縮され、高温・高圧になった圧縮空気が前述した元空気溜３６へと吐出される。この空気圧縮機３０から吐出された圧縮空気には潤滑油が混入している。つまり、回転式の空気圧縮機３０では、潤滑油がシール剤や冷却剤としても使用されるため、吐出された圧縮空気に潤滑油が混入してしまうのである。 When the air compressor 30 is operated, the air taken in via the air filter 38 is sucked into the air compressor 30 from the poppet valve type check valve 40 via the expansion type silencer 39 and is compressed there. Then, the compressed air that has reached a high temperature and a high pressure is discharged into the aforementioned original air reservoir 36. Lubricating oil is mixed in the compressed air discharged from the air compressor 30. That is, in the rotary air compressor 30, since the lubricating oil is also used as a sealant and a coolant, the lubricating oil is mixed into the discharged compressed air.

空気圧縮機３０から吐出された圧縮空気（潤滑油が混入している）は、先ず分油器３２に送られる。分油器３２では、圧縮空気と潤滑油とを分離し、圧縮空気のみがアフタクーラ３３に送られる。アフタクーラ３３では、圧縮空気を約４０℃程度にまで冷却する。冷却された圧縮空気は、次に除湿装置３４に送られ、この除湿装置３４で除湿（通常相対湿度で４０％程度）されて乾燥空気となる。 The compressed air discharged from the air compressor 30 (mixed with lubricating oil) is first sent to the oil distributor 32. In the oil distributor 32, the compressed air and the lubricating oil are separated, and only the compressed air is sent to the aftercooler 33. In the aftercooler 33, the compressed air is cooled to about 40 ° C. The cooled compressed air is then sent to the dehumidifier 34, where it is dehumidified (usually about 40% relative humidity) to become dry air.

そして、乾燥空気は、逆止弁３５を経て前述した元空気溜３６に送られて貯蔵される。元空気溜３６内の圧力が上限設定圧力（通常７〜９kgf/cm²）に達すると、調圧器３７が再び作用して、モータ３１の電源が“ＯＦＦ”となり、空気圧縮機３０の運転が停止される。 Then, the dry air is sent to the original air reservoir 36 through the check valve 35 and stored. When the pressure in the original air reservoir 36 reaches the upper limit set pressure (usually 7 to 9 kgf / cm ² ), the pressure regulator 37 acts again, the power of the motor 31 is turned “OFF”, and the operation of the air compressor 30 is started. Stopped.

空気圧縮機３０の運転中においては、潤滑油は分油器３２の下部に設けられた油溜４４からオイルクーラ４２を経て空気圧縮機３０内に供給され、ここで、軸受等の潤滑、各部隙間のシールおよび圧縮過程の空気の冷却を行い、圧縮空気とともに、分油器３２内に回収されるべく循環している。油溜４４内の潤滑油は潤滑油温度検出器４１で検出され、その潤滑油温度が設定値（通常８０〜８５℃）を超えるとオイルクーラ４２を冷却するために、冷却ファン４３を駆動し、オイルクーラ４２内を通過する潤滑油を冷却する。油溜４４の油温が設定値以下になると潤滑油温度検出器４１の信号に基づき冷却フアン４３が停止する。 During the operation of the air compressor 30, the lubricating oil is supplied from the oil reservoir 44 provided at the lower portion of the oil distributor 32 into the air compressor 30 through the oil cooler 42. The gap is sealed and the air in the compression process is cooled, and is circulated together with the compressed air to be collected in the oil distributor 32. The lubricating oil in the oil reservoir 44 is detected by a lubricating oil temperature detector 41. When the lubricating oil temperature exceeds a set value (usually 80 to 85 ° C.), the cooling fan 43 is driven to cool the oil cooler 42. Then, the lubricating oil passing through the oil cooler 42 is cooled. When the oil temperature in the oil reservoir 44 becomes equal to or lower than the set value, the cooling fan 43 stops based on the signal from the lubricating oil temperature detector 41.

特開２０００−２９１５６１号公報JP 2000-291561 A 特開平１１−２０１０３９号公報JP-A-11-201039

ところで、前述した従来の空気圧縮装置にあっては、空気圧縮機３０の運転が停止され、逆止弁４０が閉じられる際に、ポペット弁体と弁座との金属接触部に異物が噛み込まれて完全に閉じられず僅かな隙間を生じる場合がある。 By the way, in the above-described conventional air compressor, when the operation of the air compressor 30 is stopped and the check valve 40 is closed, foreign matter is caught in the metal contact portion between the poppet valve body and the valve seat. In rare cases, it may not be completely closed, resulting in a slight gap.

そのため、空気圧縮機３０からサイレンサ３９側へ圧縮空気及び該空気中に含まれる潤滑油が逆流する現象が発生し、この度重なる現象によりサイレンサ３９内に潤滑油が溜められると、前述した分油器３２，オイルクーラ４２等の潤滑油の循環系において潤滑油が不足し、空気圧縮機３０の機能に重大な悪影響を及ぼすと共に、サイレンサ３９内の潤滑油のドレン処理等も行なわなければならないという問題点があった。尚、圧縮空気及び潤滑油の上述した逆流現象は、運転停止後に空気の吸込み口側も高圧下になる回転式の空気圧縮機３０において発生する特有の現象である。 Therefore, a phenomenon occurs in which the compressed air and the lubricating oil contained in the air flow backward from the air compressor 30 to the silencer 39 side. When the lubricating oil is accumulated in the silencer 39 due to this overlapping phenomenon, the above-described oil distributor 32, a problem that the lubricating oil is insufficient in the circulating system of the lubricating oil such as the oil cooler 42, seriously adversely affects the function of the air compressor 30, and that the lubricating oil in the silencer 39 must be drained. There was a point. The above-described reverse flow phenomenon of compressed air and lubricating oil is a unique phenomenon that occurs in the rotary air compressor 30 in which the air suction port side also becomes under high pressure after the operation is stopped.

そこで、本発明の目的は、逆流油を自動回収できるようにして、回転式空気圧縮機の健全性を長期に亙って保持すると共に空気吸入ラインにおけるメンテナンスの簡略化が図れる空気圧縮装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air compressor capable of automatically collecting backflow oil, maintaining the soundness of a rotary air compressor for a long time, and simplifying maintenance in an air suction line. There is to do.

上記目的を達成するための本発明に係る空気圧縮装置は、
運転時に、逆止弁を有した吸入ラインより大気を吸入する回転式の空気圧縮機を備えた空気圧縮装置において、
前記逆止弁上流の吸入ラインに、空気圧縮機の運転停止時に同空気圧縮機から逆流した潤滑油を空気圧縮機の運転時に同空気圧縮機に自動的に戻す逆流油自動回収装置を介装すると共に、
前記逆流油自動回収装置は、
前記吸入ラインの吸入管が分断され、その分断された端部がそれぞれ開口接続される容器と、
前記容器内に開口接続された下流側の吸入管に介装されたオリフィスと、
前記オリフィス下流の吸入管から連通状態で垂下されてその下端部が容器内の底部に開口する吸引管と、
を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an air compressor according to the present invention comprises:
In an air compressor equipped with a rotary air compressor that sucks air from a suction line having a check valve during operation,
The suction line upstream of the check valve is equipped with an automatic backflow oil recovery device that automatically returns the lubricant backflowed from the air compressor when the air compressor is stopped to the air compressor when the air compressor is stopped. As well as
The reverse flow oil automatic recovery device is:
A container in which the suction pipe of the suction line is divided, and the divided ends are each open-connected;
An orifice interposed in a downstream suction pipe open-connected in the container;
A suction pipe that hangs down in a communicating state from the suction pipe downstream of the orifice and whose lower end opens to the bottom of the container;
It is characterized by having .

また、
運転時に、逆止弁を有した吸入ラインより大気を吸入する回転式の空気圧縮機を備えた空気圧縮装置において、
前記逆止弁上流の吸入ラインに、空気圧縮機の運転停止時に同空気圧縮機から逆流した潤滑油を空気圧縮機の運転時に同空気圧縮機に自動的に戻す逆流油自動回収装置を介装すると共に、
前記逆流油自動回収装置は、
前記逆止弁上流でかつ空気フィルタ下流の吸入ラインに介装された膨張形のサイレンサに一体的に組み付けられたことを特徴とする。 Also,
In an air compressor equipped with a rotary air compressor that sucks air from a suction line having a check valve during operation,
The suction line upstream of the check valve is equipped with an automatic backflow oil recovery device that automatically returns the lubricating oil backflowed from the air compressor when the air compressor is stopped to the air compressor when the air compressor is operating. And
The reverse flow oil automatic recovery device is:
It is integrally assembled with an expansion-type silencer interposed in the suction line upstream of the check valve and downstream of the air filter.

本発明に係る空気圧縮装置によれば、逆流油自動回収装置により、空気圧縮機の運転停止時に同空気圧縮機から吸入ライン側に逆流した潤滑油が空気圧縮機の運転時に同空気圧縮機に自動的に戻されるので、回転式の空気圧縮機において潤滑油不足を招来することなくその健全性を長期に亙って保持することができると共に、吸入ラインにおいてドレン処理等が不要になりメンテナンスの簡略化を図ることができる。 According to the air compressor of the present invention, the lubricating oil that has flowed back from the air compressor to the suction line when the air compressor is stopped is supplied to the air compressor when the air compressor is operating. Since it is automatically returned, the soundness of the rotary air compressor can be maintained over a long period of time without incurring a shortage of lubricating oil. Simplification can be achieved.

また、逆流油自動回収装置が容器とオリフィスと吸引管等で構成されることで、装置の簡略化が図れる。また、逆流油自動回収装置がサイレンサに一体的に組み付けられることで、膨張形のサイレンサの有効利用が図れてコストダウンが図れる。 In addition, since the backflow oil automatic recovery device includes a container, an orifice, a suction pipe, and the like, the device can be simplified. In addition, since the reverse flow oil automatic recovery device is integrally assembled with the silencer, the expansion type silencer can be effectively used and the cost can be reduced.

以下、本発明に係る空気圧縮装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an air compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は本発明の一実施例に係る空気圧縮装置の要部拡大構成図、図２は同じく空気圧縮装置の全体構成図を示す。 FIG. 1 is an enlarged configuration diagram of a main part of an air compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall configuration diagram of the air compressor.

図２に示すように、調圧器３７の制御によりモータ３１が作動すると渦巻式空気圧縮機等の回転式の空気圧縮機３０が運転され、空気フィルタ３８，サイレンサ３９Ａ，逆止弁４０及びこれらを結ぶ吸入管２１Ａ，２１Ｂ（吸入ライン）より吸入した大気を圧縮して元空気溜３６側に吐出する。 As shown in FIG. 2, when the motor 31 is operated by the control of the pressure regulator 37, the rotary air compressor 30 such as a spiral air compressor is operated, and the air filter 38, the silencer 39A, the check valve 40, and these are connected. The air sucked from the suction pipes 21A and 21B (suction line) to be connected is compressed and discharged to the original air reservoir 36 side.

即ち、空気圧縮機３０から吐出された圧縮空気は、分油器３２にて圧縮空気中に含まれた潤滑油が分離された後、アフタクーラ３３にて冷却され、除湿装置３４にて除湿されてから、逆止弁３５を介して元空気溜３６に送られ、貯溜される。 In other words, the compressed air discharged from the air compressor 30 is cooled by the aftercooler 33 and dehumidified by the dehumidifier 34 after the lubricating oil contained in the compressed air is separated by the oil distributor 32. Are sent to the original air reservoir 36 through the check valve 35 and stored.

一方、分油器３２にて分離された潤滑油は、オイルクーラ４２を通って空気圧縮機３０に戻される。この際、潤滑油温度検出器４１による検出温度に応じて冷却ファン４３が作動して、オイルクーラ４２内を通過する潤滑油が冷却される。 On the other hand, the lubricating oil separated by the oil distributor 32 is returned to the air compressor 30 through the oil cooler 42. At this time, the cooling fan 43 operates according to the temperature detected by the lubricant temperature detector 41, and the lubricant passing through the oil cooler 42 is cooled.

ここまでの構成は、図３に示す従来装置と同じである。 The configuration so far is the same as that of the conventional apparatus shown in FIG.

本実施例では、上述した膨張形のサイレンサ３９Ａに、図１に示す逆流油自動回収装置２０が一体的に組み付けられる。 In this embodiment, the reverse flow oil automatic recovery device 20 shown in FIG. 1 is assembled integrally with the above-described expansion type silencer 39A.

前記逆流油自動回収装置２０は、容器としてのサイレンサ３９Ａ内に吸入ラインの分断された吸入管２１Ａと吸入管２１Ｂがそれぞれ開口接続されると共に、吸入ライン下流側の吸入管２１Ａの開口端部にオリフィス（固定絞り）２３が介装され、さらにこのオリフィス２３下流の吸入管２１Ａから連通状態で吸引孔２２ａ付きの吸引管（ストロー）２２がサイレンサ３９Ａの底部に向けて垂下されてなる。尚、吸引管２２の下端部がサイレンサ３９Ａの底部において所定間隙を有して（浮いた状態で）開口されれば吸引孔２２ａは特に明けなくても良い。 The reverse flow oil automatic recovery device 20 has a suction pipe 21A and a suction pipe 21B separated from each other in a suction line in a silencer 39A as a container, and is connected to an opening end of the suction pipe 21A on the downstream side of the suction line. An orifice (fixed throttle) 23 is interposed, and a suction pipe (straw) 22 with a suction hole 22a is suspended from the suction pipe 21A downstream of the orifice 23 toward the bottom of the silencer 39A. If the lower end portion of the suction pipe 22 is opened with a predetermined gap (in a floating state) at the bottom portion of the silencer 39A, the suction hole 22a may not be opened.

このように構成されるため、空気圧縮機３０の運転が停止され、逆止弁４０が閉じられる際に、ポペット弁体と弁座との金属接触部に異物が噛み込まれると、前述したように空気圧縮機３０からサイレンサ３９側へ圧縮空気及び該空気中に含まれる潤滑油が逆流し、サイレンサ３９内の底部に潤滑油が溜められることになる。本実施例では、逆止弁４０から吸入管２１Ａ→吸引管２２→吸引孔２２ａと潤滑油が流れてサイレンサ３９Ａの底部に逆流することになる。 Because of this configuration, when the operation of the air compressor 30 is stopped and the check valve 40 is closed, if foreign matter is caught in the metal contact portion between the poppet valve body and the valve seat, as described above. Then, the compressed air and the lubricating oil contained in the air flow backward from the air compressor 30 to the silencer 39, and the lubricating oil is accumulated at the bottom of the silencer 39. In this embodiment, the suction pipe 21A → the suction pipe 22 → the suction hole 22a flows from the check valve 40 to the bottom of the silencer 39A.

ところが、本実施例では、空気圧縮機３０の運転が再開されて、逆止弁４０が開かれると、吸入管２１Ａ内が負圧になり、この負圧がオリフィス２３によりさらに増大されるので、大気圧下にあるサイレンサ３９Ａ内との差圧により、所謂サイフォン効果で自動的に、サイレンサ３９内の底部に溜められた潤滑油が吸引管２２を通して吸入管２１Ａ内に吸い上げられ、空気圧縮機３０に回収される。 However, in this embodiment, when the operation of the air compressor 30 is resumed and the check valve 40 is opened, the suction pipe 21A has a negative pressure, and this negative pressure is further increased by the orifice 23. Lubricating oil accumulated in the bottom of the silencer 39 is automatically sucked into the suction pipe 21A through the suction pipe 22 by the so-called siphon effect due to the pressure difference with the silencer 39A under atmospheric pressure, and the air compressor 30 To be recovered.

これにより、回転式の空気圧縮機３０において潤滑油不足を招来することなくその健全性が長期に亙って保持されると共に、サイレンサ３９Ａにおいてドレン処理等が不要になるので吸入ラインのメンテナンスの簡略化が図れる。 As a result, the soundness of the rotary air compressor 30 can be maintained for a long time without incurring a shortage of lubricating oil, and the drainage or the like is not required in the silencer 39A, thus simplifying the maintenance of the suction line. Can be achieved.

また、本実施例では、逆流油自動回収装置２０がサイレンサ３９Ａに一体的に組み付けられるので、膨張形のサイレンサ３９Ａの有効利用が図れてコストダウンが図れる。 Further, in this embodiment, the automatic reverse flow oil recovery device 20 is integrally assembled with the silencer 39A, so that the expansion silencer 39A can be effectively used and the cost can be reduced.

尚、上記実施例では、逆流油自動回収装置２０がサイレンサ３９Ａに一体的に組み付けられた例を示したが、サイレンサ３９Ａとは分離して設けても良い。 In the above-described embodiment, the example in which the reverse flow oil automatic recovery device 20 is integrally assembled with the silencer 39A is shown, but it may be provided separately from the silencer 39A.

本発明は、鉄道車両に装備される空気圧縮装置に適用して好適であるが、その他の運送機器や建物に装備される空気圧縮装置に利用することが可能である。 The present invention is suitable for application to an air compressor installed in a railway vehicle. However, the present invention can be used in an air compressor installed in other transport equipment or buildings.

本発明の一実施例に係る空気圧縮装置の要部拡大構成図である。It is a principal part expanded block diagram of the air compressor which concerns on one Example of this invention. 同じく空気圧縮装置の全体構成図である。It is the whole air compression device block diagram. 従来の空気圧縮装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional air compressor.

Explanation of symbols

２０逆流油自動回収装置
２１Ａ吸入管
２１Ｂ吸入管
２２吸引管
２２ａ吸引孔
２３オリフィス
３０空気圧縮機
３１モータ
３２分油器
３３アフタクーラ
３４除湿装置
３５逆止弁
３６元空気溜
３７調圧器
３８空気フィルタ
３９サイレンサ
３９Ａサイレンサ
４０逆止弁
４１潤滑油温度検出器
４２オイルクーラ
４３冷却ファン
４４油溜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Backflow oil automatic collection device 21A Suction pipe 21B Suction pipe 22 Suction pipe 22a Suction hole 23 Orifice 30 Air compressor 31 Motor 32 Oil dispenser 33 After cooler 34 Dehumidifier 35 Check valve 36 Original air reservoir 37 Pressure regulator 38 Air filter 39 Silencer 39A Silencer 40 Check valve 41 Lubricating oil temperature detector 42 Oil cooler 43 Cooling fan 44 Oil reservoir

Claims

In an air compressor equipped with a rotary air compressor that sucks air from a suction line having a check valve during operation,
The suction line upstream of the check valve is equipped with an automatic backflow oil recovery device that automatically returns the lubricant backflowed from the air compressor when the air compressor is stopped to the air compressor when the air compressor is stopped. As well as
The reverse flow oil automatic recovery device is:
A container in which the suction pipe of the suction line is divided, and the divided ends are each open-connected;
An orifice interposed in a downstream suction pipe open-connected in the container;
A suction pipe that is suspended in a communication state from the suction pipe downstream of the orifice and whose lower end opens to the bottom of the container;
An air compression apparatus comprising:

In an air compressor equipped with a rotary air compressor that sucks air from a suction line having a check valve during operation,
The suction line upstream of the check valve is equipped with an automatic backflow oil recovery device that automatically returns the lubricant backflowed from the air compressor when the air compressor is stopped to the air compressor when the air compressor is stopped. As well as
The reverse flow oil automatic recovery device is:
Air compressor you characterized by being integrally assembled to said check valve upstream in and expansion-type silencer interposed in the air filter downstream of the suction line.