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CN114517783A - 空气压缩装置和空气抽吸装置 - Google Patents

空气压缩装置和空气抽吸装置 Download PDF

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CN114517783A
CN114517783A CN202111196143.0A CN202111196143A CN114517783A CN 114517783 A CN114517783 A CN 114517783A CN 202111196143 A CN202111196143 A CN 202111196143A CN 114517783 A CN114517783 A CN 114517783A
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CN
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air
suction
compressor
auxiliary
outside
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中川裕
财前剑也
高岛洋司
田中源平
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Nabtesco Corp
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Abstract

本发明涉及空气压缩装置和空气抽吸装置。本发明的一样态的空气压缩装置(1)包括压缩机(10)、外壳(12)、主吸气口过滤器(16)以及开闭机构部(21)。压缩机(10)将吸入的空气压缩并喷出。外壳(12)在内部容纳压缩机(10)，并且具有用于导入压缩机(10)所吸入的空气的主吸气口(15)和辅助吸气口(20)。主吸气口过滤器(16)对向主吸气口(15)导入的空气进行过滤。开闭机构部(21)在外壳(12)的内外的压力差成为规定值以上时，开放辅助吸气口(20)，使外壳(12)的外部的空气向外壳(12)内流入。

Description

空气压缩装置和空气抽吸装置
技术领域
本发明涉及空气压缩装置和空气抽吸装置。
背景技术
对于铁道车辆，使用压缩空气作为门的开闭装置、制动装置等的驱动源。因此，在铁道车辆，搭载有用于生成压缩空气的空气压缩装置(例如，参照专利文献1)。
作为铁道车辆所使用的空气压缩装置，有时压缩机以容纳于外壳的状态搭载于车辆。在外壳形成有用于导入压缩机要吸入的空气的吸气口。在吸气口安装有用于将混入于外部气体的灰尘等去除的吸气口过滤器。而且，配置于外壳内的压缩机的喷出部经由配管与外部的压缩空气罐连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-152744号公报
发明内容
发明要解决的问题
以往的空气压缩装置在如下情况等，压缩机原本需要的空气的吸入量被大幅度地限制：安装于外壳的吸气口的吸气口过滤器产生由灰尘引起的堵塞的情况、在吸气口过滤器附着有塑料袋这样的较大的异物的情况、在吸气口过滤器产生积雪、冻结的情况。
其结果是，导致以下的不良情况：压缩机的负荷增大而使压缩机的发热量增大、或者由于吸入空气的不足而使向压缩空气罐填充空气产生延迟。
本发明提供即使在吸气侧的主过滤器的通气阻力增加的情况下也能够向吸入侧导入足够的空气的空气压缩装置和空气抽吸装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明的一技术方案的空气压缩装置包括：压缩机，其将吸入的空气压缩并喷出；外壳，其在内部容纳所述压缩机，并且具有用于导入所述压缩机所吸入的空气的主吸气口和辅助吸气口；主吸气口过滤器，其对向所述主吸气口导入的空气进行过滤；以及开闭机构部，其在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助吸气口，使所述外壳的外部的空气向所述外壳内流入。
根据上述的结构，在外壳的内外的压力差未达到规定值时，开闭机构部闭塞辅助吸气口。在该情况下，外部气体经由主吸气口过滤器被向压缩机的吸入部吸入。另一方面，在主吸气口过滤器部分的通气阻力增加而外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开闭机构部开放辅助吸气口。在该情况下，外部气体经由辅助吸气口被向压缩机的吸入部吸入。
因而，即使在主吸气口过滤器部分的通气阻力增加的情况下，也能够向压缩机的吸入侧导入足够的空气。
(2)也可以是，所述开闭机构部包括：盖体，其能够在使所述辅助吸气口开放的开放位置和使所述辅助吸气口闭塞的闭塞位置之间移动；以及限制部，其将所述盖体限制在所述闭塞位置，并且在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，解除所述限制。
(3)也可以是，所述限制部是对所述盖体朝向所述闭塞位置施加弹性力的弹簧。
(4)也可以是，该空气压缩装置包括止挡构件，该止挡构件在所述外壳的内外的压力差比所述规定值大且所述盖体的开放方向上的移位成为规定量以上时，限制所述盖体的进一步的开放。
(5)也可以是，所述开闭机构部包括：盖体，其能够在使所述辅助吸气口开放的开放位置和使所述辅助吸气口闭塞的闭塞位置之间移动；检测器，其基于所述外壳的内部的压力、所述压缩机的喷出流量以及所述压缩机的发热量中的至少一者，检测所述外壳的内外的压力差是否为规定值以上；以及致动器，其在所述检测器检测到所述外壳的内外的压力差为规定值以上的情况时，使所述盖体向开放位置移动。
(6)也可以是，所述检测器基于所述压缩机的喷出流量和发热量中的至少一者，检测所述外壳的内外的压力差是否为规定值以上。也可以是，所述压缩机具有：吸气导入部，其吸入流入到所述外壳的内部流入的空气；以及导入部过滤器，其对经由所述吸气导入部吸入的空气进行过滤。也可以是，所述空气压缩装置还包括导入部过滤器报警器，该导入部过滤器报警器在所述致动器使所述盖体向开放的方向动作了的状态下继续检测到所述外壳的内外的压力差为规定值以上时，通知所述导入部过滤器的通气功能的降低。
(7)也可以是，在所述外壳设有盖部，该盖部从所述外壳的外侧覆盖所述辅助吸气口，并且朝向铅垂方向的下侧开口。
(8)也可以是，在所述辅助吸气口设置有辅助过滤器，该辅助过滤器的收集性能比所述主吸气口过滤器的收集性能低。
(9)也可以是，所述空气压缩装置还包括开放报警器，该开放报警器通知所述辅助吸气口被所述开闭机构部开放了的情况。
(10)也可以是，在所述外壳的内部配置冷却风扇。也可以是，所述冷却风扇在所述外壳的内外的压力差未达到规定值以上时，将经由所述主吸气口过滤器流入到所述外壳的内部的外部气体作为冷却风向所述压缩机输送，并且，在所述外壳的内外的压力差为规定值以上时，将经由被所述开闭机构部开放的所述辅助吸气口流入到所述外壳的内部的外部气体作为冷却风向所述压缩机输送。
(11)也可以是，所述外壳安装于铁道车辆的车体的下方。
(12)也可以是，所述辅助吸气口的吸入侧朝向与所述铁道车辆的行进方向正交的方向开口。
(13)本发明的其他技术方案的空气压缩装置包括：压缩机，其包括压缩机主体和吸气导入部，该压缩机主体将吸入的空气压缩并喷出，该吸气导入部具有主吸气导入口和辅助吸气导入口，并且向所述压缩机主体导入空气；导入部过滤器，其配置于所述主吸气导入口，对向所述主吸气导入口导入的空气进行过滤；以及开闭机构部，其在所述吸气导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助吸气导入口，使所述吸气导入部的外部的空气向所述吸气导入部内流入。
根据上述的结构，在吸气导入部的内外的压力差未达到规定值以上时，开闭机构部闭塞辅助吸气导入口。在该情况下，外部气体经由导入部过滤器被向压缩机主体的吸入部吸入。另一方面，在导入部过滤器部分的通气阻力增加而吸气导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开闭机构部开放辅助吸气导入口。在该情况下，外部气体经由辅助吸气导入口被向压缩机主体的吸入部吸入。
因而，即使在导入部过滤器部分的通气阻力增加的情况下，也能够向压缩机主体的吸入侧导入足够的空气。
(14)本发明的一技术方案的空气抽吸装置包括：抽吸机，其用于抽吸空气；外壳，其在内部容纳所述抽吸机，并且具有用于导入所述抽吸机所抽吸的空气的主抽吸口和辅助抽吸口；主抽吸口过滤器，其对向所述主抽吸口导入的空气进行过滤；以及开闭机构部，其在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助抽吸口，使所述外壳的外部的空气向所述外壳内流入。
根据上述的结构，在外壳的内外的压力差未达到规定值以上时，开闭机构部闭塞辅助抽吸口。在该情况下，外部气体经由主抽吸口过滤器被向抽吸机的吸入部抽吸。另一方面，在主抽吸口过滤器的通气阻力增加而外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开闭机构部开放辅助抽吸口。在该情况下，外部气体经由辅助抽吸口被向抽吸机的吸入部抽吸。
因而，即使在主抽吸口过滤器的通气功能降低的情况下，也能够向抽吸机的吸入侧导入足够的空气。
(15)本发明的其他技术方案的空气抽吸装置包括：抽吸机，其包括抽吸机主体和抽吸导入部，该抽吸机主体用于抽吸空气，该抽吸导入部具有主抽吸导入口和辅助抽吸导入口，并且向所述抽吸机主体导入空气；导入部过滤器，其配置于所述主抽吸导入口，对向所述主抽吸导入口导入的空气进行过滤；以及开闭机构部，其在所述抽吸导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助抽吸导入口，使所述抽吸导入部的外部的空气向所述抽吸导入部内流入。
根据上述的结构，在抽吸导入部的内外的压力差未达到规定值以上时，开闭机构部闭塞辅助抽吸导入口。在该情况下，外部气体经由导入部过滤器被吸入抽吸机主体。另一方面，在导入部过滤器的通气阻力增加而抽吸导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开闭机构部开放辅助抽吸导入口。在该情况下，外部气体经由辅助抽吸导入口被吸入抽吸机主体。
因而，即使在导入部过滤器部分的通气阻力增大的情况下，也能够向抽吸机的吸入侧导入足够的空气。
发明的效果
上述的空气压缩装置在吸气口过滤器、导入部过滤器的通气阻力大幅度增加了的情况下，由开闭机构部打开辅助吸气口、辅助吸气导入口。因而，能够向压缩机的吸入侧导入足够的空气。
而且，上述的空气抽吸装置在主抽吸口过滤器、导入部过滤器的通气阻力大幅度增加了的情况下，由开闭机构部打开辅助抽吸口、辅助抽吸导入口。因而，能够向抽吸机的吸入侧导入足够的空气。
附图说明
图1是本发明的实施方式的铁道车辆的示意性的侧视图。
图2是本发明的实施方式的铁道车辆的示意性的俯视图。
图3是本发明的第1实施方式的空气压缩装置的侧视图。
图4是本发明的第1实施方式的空气压缩装置的主视图。
图5是本发明的第1实施方式的空气压缩装置且是与图3所示的字母V部相对应的部分的剖视图。
图6是表示本发明的第1实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图7是表示本发明的第1实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图8是表示本发明的第2实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图9是表示本发明的第2实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图10是表示本发明的第3实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图11是表示本发明的第3实施方式的空气压缩装置的工作状态的示意性的剖视图。
图12是本发明的第4实施方式的空气压缩装置的示意性的局部剖视侧视图。
附图标记说明
1、101、201、301、空气压缩装置；10、压缩机；10A、压缩机主体；10B、吸气导入部；11、冷却风扇；12、外壳；15、主吸气口；16、主吸气口过滤器；17、导入部过滤器；20、辅助吸气口；21、开闭机构部；22、盖体；23、弹簧(限制部)；25、止挡构件；26、盖部；31、开放报警器；35、辅助过滤器；40、马达(致动器)；41、压力传感器(检测器)；44、温度传感器(检测器)；46、导入部过滤器报警器；48、流量传感器(检测器)；50、主吸气导入口；51、辅助吸气导入口；100、铁道车辆；100a、车体；310B、吸气导入部；321、开闭机构部。
具体实施方式
基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下所说明的各实施方式中，对共通部分标注相同附图标记，一部分省略重复的说明。
＜铁道车辆＞
图1是搭载了实施方式的空气压缩装置1的铁道车辆100的示意性的侧视图。
如图1所示，空气压缩装置1在铁道车辆100的车体100a的下方例如设有两个。
在以下的说明中，将铁道车辆100行进的方向称为“行进方向”，将与行进方向正交的方向称为“车宽方向”。此外，对于“上”、“下”，是指将铁道车辆100载置于轨道103(参照图2)上的状态时的上和下。
空气压缩装置1吸入外部气体并生成在铁道车辆100使用的压缩空气。即，由空气压缩装置1生成的压缩空气用于使搭载于铁道车辆100的制动装置、门的开闭装置等空压设备工作等。
图2是表示空气压缩装置1的配置的铁道车辆100的示意性的俯视图。在图2中，以双点划线示出空气压缩装置1、供铁道车辆100行进的轨道(Rail)103以及枕木102。
另外，在本实施方式中，如图2所示，以空气压缩装置1沿着车辆的行进方向前后排列两个地配置的情况为例。其中，不限定于该情况，例如搭载的空气压缩装置1的数量也可以是一个。
＜第1实施方式的空气压缩装置＞
图3是从行进方向观察第1实施方式的空气压缩装置1而得到的侧视图。
图4是从车宽方向上的外侧观察空气压缩装置1而得到的主视图。图5是空气压缩装置1中的与图3所示的字母V部相对应的部分的剖视图(沿着车宽方向剖切而得到的剖视图)。
空气压缩装置1包括将吸入的空气压缩并喷出的压缩机10、向压缩机10输送冷却风的冷却风扇11、以及容纳压缩机10和冷却风扇11的外壳12。
本实施方式的外壳12包括在车宽方向上的一端侧具有开口部9(参照图5)的大致长方体状的外壳主体13和以能够拆装的方式安装于外壳主体13中的位于开口部9侧的端部的端部盖14。
外壳主体13的开口部9配置于外壳主体13的一端侧的壁部的靠上部的位置。在外壳主体13的一端侧的壁部和端部盖14之间形成朝向铅垂下方开口的主吸气口15。在主吸气口15安装有对经由主吸气口15向外壳12内导入的空气(外部气体)进行过滤的主吸气口过滤器16。
压缩机10由未图示的电动马达驱动。压缩机10的形式(构造)例如能够采用涡旋式等。
本实施方式的压缩机10具有将吸入的空气压缩并喷出的压缩机主体10A、和与压缩机主体10A的吸入侧连接而吸入流入到外壳12的内部的空气的吸气导入部10B。
在吸气导入部10B的内部安装有对经由吸气导入部10B的吸气口10Ba吸入的空气进行过滤的导入部过滤器17。在压缩机主体10A的喷出侧连接有与外部的压缩空气罐18(参照图6、图7)相连的喷出配管19(参照图6、图7)。
在端部盖14的靠上部的端面形成有横长的长方形状的辅助吸气口20。辅助吸气口20贯穿端部盖14中的在车宽方向上与外壳主体13的开口部9相对的部分的壁。辅助吸气口20将外部气体向外壳12内导入。在端部盖14安装有开闭辅助吸气口20的开闭机构部21。
开闭机构部21包括：能够在使辅助吸气口20开放的开放位置和使辅助吸气口20闭塞的闭塞位置之间移动的盖体22、和对盖体22朝向闭塞位置施加弹性力的弹簧23。
盖体22具有：比辅助吸气口20大一圈的横长的长方形状的板材22a、和安装于板材22a的周缘部的密封构件22b。盖体22的上缘部在外壳12的内侧以能够转动的方式被支承于端部盖14的辅助吸气口20的上缘部。
盖体22利用铰链24以能够转动的方式安装于端部盖14。盖体22绕沿着辅助吸气口20的上边延伸的支承轴24a转动。在铰链24组装有对盖体22施加弹性力的所述弹簧23。在本实施方式中，弹簧23由扭力弹簧构成。
盖体22受到弹簧23的弹性力，而使安装于板材22a的周缘部的密封构件22b与辅助吸气口20的周围紧密接触。由此，盖体22从外壳12的内侧闭塞辅助吸气口20。在盖体22中的与外壳12内相面对的面作用有外壳12内的空气的压力。在盖体22中的与辅助吸气口20相面对的面作用有外壳12的外部的空气(外部气体)的压力。
盖体22根据外壳12的内外的压力差和弹簧23的按压力的平衡来开闭辅助吸气口20。
对于包括盖体22和弹簧23的开闭机构部21，在外壳12的内外的压力差未增加到规定值以上的状况(正常的状况)下，盖体22受到弹簧23的弹性力而闭塞辅助吸气口20。而且，自该闭塞状态起，由于主吸气口过滤器16的堵塞、大型异物的附着、积雪、冻结等，在主吸气口过滤器16的通气阻力增加而外壳12的内外的压力差增大到规定值以上时，开闭机构部21的盖体22开放辅助吸气口20。
另外，在本实施方式中，铰链24的弹簧23构成将盖体22限制在闭塞位置的限制部。弹簧23在外壳12的内外的压力差成为规定值以上的情况下解除在闭塞位置处的盖体22的限制。
在端部盖14的辅助吸气口20的下缘部以位于外壳12内的方式安装有限制盖体22的开放方向上的过大的移位的止挡构件25。
止挡构件25在距端部盖14的形成有辅助吸气口20的壁规定距离的位置具有在盖体22的转动轨道方向上呈大致字母L字状弯曲的卡定爪25a。卡定爪25a的一部分位于盖体22的转动轨道内。
在外壳12的内外的压力差成为比规定值大且盖体22的开放方向上的移位成为规定量以上时，止挡构件25通过使卡定爪25a与盖体22的下缘抵接，从而限制盖体22的进一步开放移位。
在端部盖14(外壳12)设有从端部盖14的外侧覆盖辅助吸气口20的周围且朝向铅垂方向的下方开口的盖部26。
盖部26从车宽方向上的外侧覆盖辅助吸气口20并且从上方和左右的侧方(行进方向的侧方)覆盖辅助吸气口20。在盖部26的下方侧设有朝向铅垂下方开口的开口部26a。
在辅助吸气口20被盖体22开放时，使外部气体经由盖部26的开口部26a和辅助吸气口20向外壳12的内部导入。
配置于外壳12内的冷却风扇11在外壳12的内外的压力差未达到规定值以上时，将经由主吸气口过滤器16向外壳12的内部流入的外部气体作为冷却风向压缩机10输送。而且，冷却风扇11在由于主吸气口过滤器16的堵塞等而使外壳12的内外的压力差增加到规定值以上时，将从利用开闭机构部21被开放的辅助吸气口20流入的外部气体作为冷却风向压缩机10输送。
另外，对于本实施方式的空气压缩装置1，将外部气体吸入外壳12内的主吸气口15和辅助吸气口20的吸入侧以朝向与铁道车辆100的行进方向大致正交的方向的方式开口。即，主吸气口15的吸入侧以朝向铅垂方向的下方的方式开口。辅助吸气口20的吸入侧利用盖部26的开口部26a向铅垂方向的下方开口。
＜空气压缩装置的工作＞
图6是表示正常时(主吸气口过滤器16的通气阻力小于规定值时)的空气压缩装置1的工作状态的示意性的剖视图。
在外壳12的内外的压力差未达到规定值以上时，如图6所示，开闭机构部21闭塞辅助吸气口20。在该状态下，若压缩机10和冷却风扇11工作，则外壳12的外部的空气(外部气体)受到上述的抽吸力而穿过主吸气口过滤器16向外壳12内导入。被导入到外壳12内的空气从压缩机10的吸气导入部10B被吸入压缩机主体10A，并且被压缩机主体10A加压而作为压缩空气喷出。从压缩机主体10A喷出来的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
如上所述，在空气压缩装置1工作期间，外部气体经由主吸气口过滤器16向外壳12内导入，因此，混入于外部气体的比较大的灰尘被主吸气口过滤器16去除。而且，穿过主吸气口过滤器16的网眼并进入到外壳12的内部的灰尘被在压缩机10的吸气导入部10B设置的导入部过滤器17去除。
另外，导入部过滤器17使用网眼比主吸气口过滤器16的网眼细的过滤器。
而且，经由主吸气口过滤器16导入到外壳12内的空气的一部分作为冷却风被冷却风扇11向压缩机10输送。由此，压缩机10被温度相对较低的外部气体冷却。其结果是，抑制压缩机10的升温，而良好地维持压缩机10的压缩性能。
图7是表示外壳12的内外的压力差增加到规定值以上时的工作状态的空气压缩装置1的示意性的剖视图。
在主吸气口过滤器16的通气阻力增加时，妨碍外部气体经由主吸气口15向外壳12内导入。由此，外壳12的内外的压力差逐渐增大。在外壳12的内外的压力差成为规定值以上时，如图7所示，外壳12的内外的差压克服弹簧23的弹性力而推开开闭机构部21的盖体22。
其结果是，外壳12的辅助吸气口20由盖体22开放，外部气体经由辅助吸气口20从压缩机10的吸气导入部10B被吸入压缩机主体10A。由压缩机主体10A生成的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
如上所述，在辅助吸气口20被外壳12的内外的差压推开时，外部气体经由辅助吸气口20直接向外壳12内流入。但是，此时，外部气体经由盖部26的朝向铅垂方向的下方开口的开口部26a(参照图3、图4)向辅助吸气口20流入。因而，混入外部气体的灰尘难以进入盖部26的内部。
其中，如图6、图7中的双点划线所示，也可以是，在辅助吸气口20设置辅助过滤器35。期望的是，在此使用的辅助过滤器35例如使用网眼比主吸气口过滤器16的网眼粗的过滤器。
而且，如图6、图7所示，也可以是，设置对盖体22开放了的情况进行检测的开放检测传感器30。而且，也可以是，在开放检测传感器30检测到盖体22开放了的情况时使开放报警器31工作。开放报警器31只要能够将盖体22的开放通知给驾驶员、车辆管理者即可，例如，能够采用灯、铃、蜂鸣器等。
经由辅助吸气口20导入到外壳12内的空气的一部分作为冷却风利用冷却风扇11向压缩机10输送。由此，压缩机10被温度相对较低的外部气体冷却。
＜第1实施方式的效果＞
本实施方式的空气压缩装置1在主吸气口过滤器16的通气阻力增加而外壳12的内外的压力差成为规定值以上时，由开闭机构部21打开外壳12的辅助吸气口20。因此，能够向压缩机10的吸入侧导入足够的空气。
因而，在采用本实施方式的空气压缩装置1的情况下，即使在主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况下，也能够抑制由吸入空气的不足所引起的压缩机10的负荷的增大、向压缩空气罐18的空气填充产生延迟。
而且，在本实施方式的空气压缩装置1，开闭机构部21包括：能够在开放位置和闭塞位置之间移动的盖体22、和将盖体22限制于闭塞位置的限制部(弹簧23)。而且，设为如下构造：在外壳12的内外的压力差成为规定值以上的情况下，限制部(弹簧23)解除在闭塞位置处的盖体22的限制。
因此，在采用了本实施方式的空气压缩装置1的情况下，不使用致动器等大规模的设备，就能够在主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况下开放辅助吸气口20。
另外，在本实施方式中，采用弹簧23作为将盖体22限制于闭塞位置的限制部，但限制部不一定限定于弹簧23。例如，也可以是，由在作用了规定值以上的负荷时会被破坏的脆弱构件构成将盖体22限制在闭塞位置的限制部。
而且，在本实施方式中，成为盖体22以铰链24的支承轴24a为中心转动而开闭辅助吸气口20的构造，但不限定于该情况。例如，也可以是以下构造：通过使盖体22沿着外壳12的壁面滑动移动，从而开闭辅助吸气口20。
其中，本实施方式的空气压缩装置1的限制部由对盖体22朝向闭塞位置施加弹性力的弹簧23构成。因此，在由于雪的附着等而使主吸气口过滤器16的通气暂时地降低的情况下，能够在主吸气口过滤器16的通气恢复了时，使盖体22自然地返回至原来的闭塞位置。
而且，在采用弹簧23作为限制部的情况下，能够通过调整弹簧23的初始负荷等来容易地设定并调整盖体22的打开动作的开始压力。
而且，本实施方式的空气压缩装置1包括止挡构件25，该止挡构件25在外壳12的内外的压力差比规定值大且盖体22的开放方向上的移位成为规定量以上时限制盖体22的进一步的开放。因此，能够利用止挡构件25限制盖体22的过大的开放移位。因而，根据本实施方式的空气压缩装置1，能够在辅助吸气口20被开放时避免盖体22与外壳12内的其他构件干涉，而能够将盖体22、其他构件的损伤防止于未然。
而且，本实施方式的空气压缩装置1在外壳12安装有从外壳12的外侧覆盖辅助吸气口20的盖部26，并且盖部26的开口部26a向铅垂方向的下方开口。因此，能够在辅助吸气口20被盖体22开放时尽可能地抑制混入于外部气体的灰尘、雪等直接进入辅助吸气口20。
而且，对于本实施方式的空气压缩装置1，在外壳12的内外的压力差未达到规定值以上时，外壳12内的冷却风扇11将经由主吸气口过滤器16流入到外壳12内的外部气体作为冷却风向压缩机10输送。
而且，在主吸气口过滤器16的通气阻力增加而外壳12的内外的压力差成为规定值以上时，外壳12内的冷却风扇11将经由辅助吸气口20流入到外壳12的内部的外部气体作为冷却风向压缩机10输送。
因此，能够在由于堵塞等而使主吸气口过滤器16的通气阻力增加时利用冷却风扇11将经由辅助吸气口20流入的足够的外部气体向压缩机10输送。
因而，根据本实施方式的空气压缩装置1，即使在主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况下，也能够利用外部气体可靠地冷却压缩机10，而能够抑制因压缩机10的发热而引起的压缩机10的性能降低。
而且，本实施方式的空气压缩装置1安装于铁道车辆100的车体100a的下方。因此，在铁道车辆100行进时，能够利用行驶风高效地冷却外壳12和导入到外壳12的内部的空气。
而且，对于本实施方式的空气压缩装置1，辅助吸气口20的吸入侧朝向与铁道车辆100的行进方向正交的方向开口。因此，在铁道车辆100行进时，当辅助吸气口20打开时，能够高效地抑制由于行驶风而使灰尘、雪等进入辅助吸气口20。
而且，如图6、图7中的双点划线所示，也可以是，在外壳12的辅助吸气口20设置收集性能比主吸气口过滤器16的收集性能低的辅助过滤器35。在该情况下，在辅助吸气口20打开时，能够更可靠地抑制外部的灰尘经由辅助吸气口20进入外壳12内。
而且，如图6、图7所示，也可以是，设置开放报警器31，该开放报警器31通知由开闭机构部21开放了辅助吸气口20的情况。在该情况下，能够将需要检查、更换、清扫主吸气口过滤器16等情况迅速地通知给驾驶员、铁道管理者。
＜第2实施方式的空气压缩装置＞
图8、图9是第2实施方式的空气压缩装置101的示意性的剖视图。图8是表示外壳12的内外的压力差小于规定值时的空气压缩装置101的工作状态的图。图9是表示外壳12的内外的压力差成为规定值以上时的空气压缩装置101的工作状态的图。
除了开闭外壳12的辅助吸气口20的开闭机构部121的结构以外，本实施方式的空气压缩装置101设为与第1实施方式的空气压缩装置1同样的结构。因此，以下，对以开闭机构部121为中心的空气压缩装置101的结构进行说明。
开闭机构部121包括：能够在使辅助吸气口20开放的开放位置和使辅助吸气口20闭塞的闭塞位置之间移动的盖体22；对外壳12的内部的压力进行检测的压力传感器41；以及电动式的马达40，该电动式的马达40在压力传感器41检测到示出外壳12的内外的压力差成为规定值以上的检测值时使盖体22向开放位置移动。
盖体22以能够转动的方式支承于外壳12，利用马达40的驱动力转动操作。马达40由控制装置42控制。
压力传感器41能够对主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况进行检测。即，在由于堵塞等而使主吸气口过滤器16的通气阻力增大时，随着该通气阻力的增大，外壳12的内部逐渐成为低压。因此，通过检查外壳12的内部的压力是否为规定值以下，从而能够判断主吸气口过滤器16的通气阻力的增加的情况。
马达40构成使盖体22在闭塞位置和开放位置之间移动的致动器。在本实施方式中，马达40构成致动器，但不限定于该情况。例如，作为致动器，不限定于马达方式，也可以是液压式的致动器、空压式的致动器。
控制装置42与开放报警器31连接。压力传感器41对外壳12的内外的压力差成为规定值以上的情况进行检测，若将该信号向控制装置42输入，则控制装置42控制马达40而使盖体22向开放方向工作并且使开放报警器31工作。由此，能够将辅助吸气口20被开放了的情况通知给驾驶员、车辆管理者。
＜空气压缩装置的工作＞
在压力传感器41未检测到外壳12的内外的压力差的增加(压力差成为规定值以上的情况)的期间，如图8所示，开闭机构部21闭塞辅助吸气口20。在该闭塞状态下，若压缩机10和冷却风扇11工作，则外壳12的外部的空气(外部气体)受到上述的抽吸力而穿过主吸气口过滤器16向外壳12内导入。导入到外壳12内的空气从压缩机10的吸气导入部10B吸入压缩机主体10A，并且被压缩机主体10A加压而作为压缩空气喷出。从压缩机主体10A喷出来的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
如上所述，在空气压缩装置1工作期间，混入于外部气体的比较大的灰尘被主吸气口过滤器16去除。穿过主吸气口过滤器16的网眼而进入外壳12的内部的灰尘被在压缩机10的吸气导入部10B设置的导入部过滤器17去除。
经由主吸气口过滤器16导入到外壳12内的空气的一部分利用冷却风扇11作为冷却风向压缩机10输送。由此，压缩机10被温度相对较低的外部气体冷却。其结果是，压缩机10的升温被抑制。因而，良好地维持压缩机10的压缩性能，能够实现压缩空气对压缩空气罐18的快速填充。
在利用压力传感器41检测外壳12的内外的压力差的增加(压力差成为规定值以上的情况)时，在控制装置42的控制下，如图9所示，开闭机构部121的马达40使盖体22向开放位置移动。
其结果是，外壳12的辅助吸气口20被盖体22开放，外部气体经由辅助吸气口20从压缩机10的吸气导入部10B被吸入压缩机主体10A。由压缩机主体10A生成的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
而且，经由辅助吸气口20导入到外壳12内的空气的一部分利用冷却风扇11作为冷却风向压缩机10输送。由此，压缩机10被温度相对较低的外部气体冷却。
＜第2实施方式的效果＞
如以上所述，根据本实施方式的空气压缩装置101，在主吸气口过滤器16的通气阻力增加而外壳12的内外的压力差成为规定值以上时，利用开闭机构部121打开外壳12的辅助吸气口20。由此，能够向压缩机10的吸入侧导入足够的空气。
因而，根据本实施方式的空气压缩装置101，即使在主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况下，也能够抑制由吸入空气的不足所引起的压缩机10的负荷的增大、向压缩空气罐18的空气填充产生延迟。
特别是，对于本实施方式的空气压缩装置101，利用检测器(压力传感器41)检测外壳12的内外的压力差的增加(压力差成为规定值以上的情况)。而且，基于检测器(压力传感器41)的检测结果，能够利用致动器(马达40)使盖体22进行打开动作。因此，根据本实施方式的空气压缩装置101，能够在主吸气口过滤器16的通气阻力增加时利用致动器(马达40)迅速地且可靠地开放辅助吸气口20。
而且，本实施方式的空气压缩装置101包括开放报警器31，该开放报警器31通知由开闭机构部121开放了辅助吸气口20的情况。因此，能够将需要检查、更换、清扫主吸气口过滤器16等情况迅速地通知给驾驶员、铁道管理者。
＜第3实施方式的空气压缩装置＞
图10、图11是第3实施方式的空气压缩装置201的示意性的剖视图。图10是表示外壳12的内外的压力差小于规定值时的空气压缩装置201的工作状态的图。图11是表示外壳12的内外的压力差为规定值以上时的空气压缩装置201的工作状态的图。
除了开闭外壳12的辅助吸气口20的开闭机构部121的控制系统的结构以外，本实施方式的空气压缩装置201设为与第2实施方式的空气压缩装置101同样的结构。因此，以下，以与第2实施方式的空气压缩装置101的不同点为中心对空气压缩装置201的结构进行说明。
开闭机构部121包括：能够在使辅助吸气口20开放的开放位置和使辅助吸气口20闭塞的闭塞位置之间移动的盖体22；对压缩机10的压缩机主体10A的温度进行检测的温度传感器44；以及电动式的马达40，该电动式的马达40在温度传感器44检测到示出外壳12的内外的压力差为规定值以上的检测值时使盖体22向开放位置移动。
另外，期望的是，温度传感器44不直接固定于压缩机主体10A，而是安装于外壳12的内侧的压缩机主体10A的邻近部。马达40由控制装置42控制。控制装置42在温度传感器44检测到示出外壳12的内外的压力差为规定值以上的检测值时控制马达40而使盖体22向开放位置移动(开放辅助吸气口20)。
本实施方式的开闭机构部121与第2实施方式不同之处在于，采用温度传感器44作为用于判断外壳12的内外的压力差为规定值以上的检测器这点。当主吸气口过滤器16的通气阻力增大时，外部气体向外壳12内的导入量降低，因此，压缩机10的吸入负荷增大。其结果是，在压缩机主体10A产生发热的情况。
在本实施方式中，着眼于此，基于压缩机主体10A的温度(温度传感器44的检测温度)来判断外壳12的内外的压力差是否为规定值以上(主吸气口过滤器16的通气阻力是否增加到规定值以上)。
作为压缩机10的压缩机主体10A发热的主要原因，除了主吸气口过滤器16的通气阻力增加的情况以外，例如也考虑到压缩机10的吸气导入部10B的导入部过滤器17的通气阻力增加的情况。因此，对于本实施方式的空气压缩装置201，在利用马达40使盖体22移动至开放位置时(开放了辅助吸气口20时)，利用控制装置42判断温度传感器44的检测值是否相对于规定值(示出主吸气口过滤器16的通气阻力的增加的值)降低。
在温度传感器44的检测值未相对于规定值降低的情况下(利用检测器继续检测到主吸气口过滤器16的通气阻力的增加状态的情况下)，控制装置42使用于通知导入部过滤器17的通气功能的降低的导入部过滤器报警器46工作。
另外，在本实施方式中，采用温度传感器44作为用于判断外壳12的内外的压力差是否为规定值以上(主吸气口过滤器16的通气阻力是否增加到规定值以上)的检测器，但不限定于该情况。例如，也能够使用对压缩机10的喷出流量进行检测的流量传感器48(参照图10、图11中的双点划线)来代替温度传感器44。
也就是说，在吸气口过滤器16的通气阻力降低的情况下，随着吸气阻力的增大而压缩机10的喷出流量减少。因此，利用流量传感器48对喷出流量的变化进行检测，从而也能够判断外壳12的内外的压力差是否为规定值以上(主吸气口过滤器16的通气阻力是否增加到规定值以上)。
＜第3实施方式的效果＞
如以上所述，本实施方式的空气压缩装置201具备与第2实施方式的空气压缩装置101的基本结构大致同样的基本结构，因此，能够得到与第2实施方式同样的基本的效果。
而且，对于本实施方式的空气压缩装置201，在即使马达40(致动器)使盖体22移动至开放位置也利用检测器(温度传感器44或流量传感器48)持续检测到示出通气阻力增加的值时，控制装置42使导入部过滤器报警器46工作。因此，根据本实施方式的空气压缩装置201，不追加用于对导入部过滤器17的通气功能的降低进行检测的专用的检测器，就能够将导入部过滤器17的通气功能降低的情况通知给驾驶员、车辆管理者。
＜第4实施方式的空气压缩装置＞
图12是第4实施方式的空气压缩装置301的示意性的局部剖视侧视图。
本实施方式的空气压缩装置301包括将吸入的空气压缩并喷出的压缩机10的压缩机主体10A、和向压缩机主体10A导入空气的压缩机10的吸气导入部310B。
压缩机主体10A的喷出侧经由喷出配管19与压缩空气罐18连接。吸气导入部310B具有主吸气导入口50和辅助吸气导入口51。在主吸气导入口50的下流侧配置有对向主吸气导入口50导入的空气进行过滤的导入部过滤器17。在辅助吸气导入口51设置有开闭机构部321。
开闭机构部321包括：能够在使辅助吸气导入口51开放的开放位置和使辅助吸气导入口51闭塞的闭塞位置之间移动的盖体52。开闭机构部321在吸气导入部310B的内外的压力差未达到规定值以上时由盖体52闭塞辅助吸气导入口51。开闭机构部321在吸气导入部310B的内外的压力差成为规定值以上时由盖体52开放辅助吸气导入口51。
用于使盖体52在开放位置和闭塞位置移动的开闭机构部321能够使用例如与第1实施方式～第3实施方式的开闭机构部21、121同样的开闭机构部。
＜空气压缩装置的工作＞
在吸气导入部310B的内外的压力差未达到规定值以上时(导入部过滤器17的通气阻力未达到规定值以上时)，开闭机构部321的盖体52闭塞辅助吸气导入口51。在该闭塞状态下，若压缩机主体10A工作，则外部的空气受到来自于压缩机主体10A的抽吸力而在吸气导入部310B穿过导入部过滤器17，外部的空气被导入。导入到吸气导入部310B的空气被压缩机主体10A加压而作为压缩空气喷出。从压缩机主体10A喷出来的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
另一方面，当吸气导入部310B的内外的压力差成为规定值以上时(当导入部过滤器17的通气阻力成为规定值以上时)，开闭机构部321的盖体52开放辅助吸气导入口51。在该开放状态下，若压缩机主体10A继续工作，则外部气体经由辅助吸气导入口51被吸入压缩机主体10A。接着，由压缩机主体10A生成的压缩空气经由喷出配管19向压缩空气罐18填充。
＜第4实施方式的效果＞
如以上所述，本实施方式的空气压缩装置301在导入部过滤器17的通气阻力增加而吸气导入部310B的内外的压力差成为规定值以上时，由开闭机构部321打开辅助吸气导入口51。因此，能够向压缩机主体10A的吸入侧导入足够的空气。
因而，根据本实施方式的空气压缩装置301，即使在导入部过滤器17的通气阻力增加的情况下，也能够抑制由吸入空气的不足所引起的压缩机10的负荷的增大、使向压缩空气罐18的空气填充产生延迟。
＜空气抽吸装置的实施方式＞
在以上对空气压缩装置的实施方式进行了说明，但能够通过将各实施方式的压缩机10变更为抽吸机，从而得到不以对供给对象供给压缩空气为目的的抽吸装置。
抽吸装置的实施方式能够通过将上述的空气压缩装置的各实施方式的用语如以下那样置换而得到。这样得到的各实施方式的抽吸装置能够得到与上述的空气压缩装置的各实施方式同样的效果。
＜与第1实施方式～第3实施方式相对应的空气抽吸装置的实施方式＞
压缩机10→抽吸机10
主吸气口15→主抽吸口15
辅助吸气口20→辅助抽吸口20
主吸气口过滤器16→主抽吸口过滤器16
＜与第4实施方式相对应的空气抽吸装置的实施方式＞
压缩机10→抽吸机10
压缩机主体10A→抽吸机主体10A
吸气导入部310B→抽吸导入部310B
主吸气导入口50→主抽吸导入口50
辅助吸气导入口51→辅助抽吸导入口51
另外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围进行各种设计变更。

Claims (15)

1.一种空气压缩装置，其中，
该空气压缩装置包括：
压缩机，其将吸入的空气压缩并喷出；
外壳，其在内部容纳所述压缩机，并且具有用于导入所述压缩机所吸入的空气的主吸气口和辅助吸气口；
主吸气口过滤器，其对向所述主吸气口导入的空气进行过滤；以及
开闭机构部，其在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助吸气口，使所述外壳的外部的空气向所述外壳内流入。
2.根据权利要求1所述的空气压缩装置，其中，
所述开闭机构部包括：
盖体，其能够在使所述辅助吸气口开放的开放位置和使所述辅助吸气口闭塞的闭塞位置之间移动；以及
限制部，其将所述盖体限制在所述闭塞位置，并且在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，解除所述限制。
3.根据权利要求2所述的空气压缩装置，其中，
所述限制部是对所述盖体朝向所述闭塞位置施加弹性力的弹簧。
4.根据权利要求2或3所述的空气压缩装置，其中，
该空气压缩装置包括止挡构件，该止挡构件在所述外壳的内外的压力差比所述规定值大且所述盖体的开放方向上的移位成为规定量以上时，限制所述盖体的进一步的开放。
5.根据权利要求1所述的空气压缩装置，其中，
所述开闭机构部包括：
盖体，其能够在使所述辅助吸气口开放的开放位置和使所述辅助吸气口闭塞的闭塞位置之间移动；
检测器，其基于所述外壳的内部的压力、所述压缩机的喷出流量以及所述压缩机的发热量中的至少一者，检测所述外壳的内外的压力差是否为规定值以上；以及
致动器，其在所述检测器检测到所述外壳的内外的压力差为规定值以上的情况时，使所述盖体向开放位置移动。
6.根据权利要求5所述的空气压缩装置，其中，
所述检测器基于所述压缩机的喷出流量和发热量中的至少一者，检测所述外壳的内外的压力差是否为规定值以上，
所述压缩机具有：
吸气导入部，其吸入流入到所述外壳的内部的空气；以及
导入部过滤器，其对经由所述吸气导入部吸入的空气进行过滤，
所述空气压缩装置还包括导入部过滤器报警器，该导入部过滤器报警器在所述致动器使所述盖体向开放的方向动作了的状态下继续检测到所述外壳的内外的压力差为规定值以上时，通知所述导入部过滤器的通气功能的降低。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的空气压缩装置，其中，
在所述外壳设有盖部，该盖部从所述外壳的外侧覆盖所述辅助吸气口，并且朝向铅垂方向的下侧开口。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的空气压缩装置，其中，
在所述辅助吸气口设置有辅助过滤器，该辅助过滤器的收集性能比所述主吸气口过滤器的收集性能低。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的空气压缩装置，其中，
所述空气压缩装置还包括开放报警器，该开放报警器通知所述辅助吸气口被所述开闭机构部开放了的情况。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的空气压缩装置，其中，
在所述外壳的内部配置冷却风扇，
所述冷却风扇在所述外壳的内外的压力差未达到规定值以上时，将经由所述主吸气口过滤器流入到所述外壳的内部的外部气体作为冷却风向所述压缩机输送，并且，在所述外壳的内外的压力差为规定值以上时，将经由被所述开闭机构部开放的所述辅助吸气口流入到所述外壳的内部的外部气体作为冷却风向所述压缩机输送。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的空气压缩装置，其中，
所述外壳安装于铁道车辆的车体的下方。
12.根据权利要求11所述的空气压缩装置，其中，
所述辅助吸气口的吸入侧朝向与所述铁道车辆的行进方向正交的方向开口。
13.一种空气压缩装置，其中，
该空气压缩装置包括：
压缩机，其包括压缩机主体和吸气导入部，该压缩机主体将吸入的空气压缩并喷出，该吸气导入部具有主吸气导入口和辅助吸气导入口，并且向所述压缩机主体导入空气；
导入部过滤器，其配置于所述主吸气导入口，对被向所述主吸气导入口导入的空气进行过滤；以及
开闭机构部，其在所述吸气导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助吸气导入口，使所述吸气导入部的外部的空气向所述吸气导入部内流入。
14.一种空气抽吸装置，其中，
该空气抽吸装置包括：
抽吸机，其用于抽吸空气；
外壳，其在内部容纳所述抽吸机，并且具有用于导入所述抽吸机所抽吸的空气的主抽吸口和辅助抽吸口；
主抽吸口过滤器，其对向所述主抽吸口导入的空气进行过滤；以及
开闭机构部，其在所述外壳的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助抽吸口，使所述外壳的外部的空气向所述外壳内流入。
15.一种空气抽吸装置，其中，
该空气抽吸装置包括：
抽吸机，其包括抽吸机主体和抽吸导入部，该抽吸机主体用于抽吸空气，该抽吸导入部具有主抽吸导入口和辅助抽吸导入口，并且向所述抽吸机主体导入空气；
导入部过滤器，其配置于所述主抽吸导入口，对被向所述主抽吸导入口导入的空气进行过滤；以及
开闭机构部，其在所述抽吸导入部的内外的压力差成为规定值以上时，开放所述辅助抽吸导入口，使所述抽吸导入部的外部的空气向所述抽吸导入部内流入。
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