(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスシステムのための凝縮液排出装置であって、
凝縮液流入部（２３）を介して圧縮ガスシステムに接続可能となっている凝縮液貯蔵室（２２）であって、電気によって作動可能なバルブ（２４）で密閉できる凝縮液流出部（２５）を有する、凝縮液貯蔵室（２２）と、
凝縮液貯蔵室（２２）の中の凝縮液の液位を測定することができる、少なくとも１つの電子液位計（２６）と、
上記液位計（２６）によって測定された凝縮液の液位を評価し、且つ、上記バルブ（２４）を作動させることを可能にする電子制御ユニット（２７）と、を有し、
少なくとも上記制御ユニット（２７）、上記液位計（２６）、および、上記バルブ（２４）のための電力供給を提供する少なくとも１つの電池（３３）を備え、
上記電池（３３）は充電可能な電池であり、
上記凝縮液排出装置には、圧縮ガスを圧縮ガスシステムから流出させるために圧縮ガス流出部（３６）が設けられ、流体流れより電気エネルギーを発生させることを可能にする、少なくとも１つの発電機（３４）が設けられ、当該発電機（３４）は、上記圧縮ガス流出部（３６）を密閉できる第２の電気によって作動可能なバルブ（３７）の下流に、流体が通って流れるようにその第２のバルブ（３７）に接続され、上記電池（３３）を充電するために、発生した電気エネルギーを上記電池（３３）に提供することを特徴とする、圧縮ガスシステムのための凝縮液排出装置。
【請求項２】
上記圧縮ガス流出部（３６）は、上記凝縮液貯蔵室（２２）において、凝縮液の最高液位の上方に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の凝縮液排出装置。
【請求項３】
上記発電機（３４）は、流体流れにより生じる圧力変化による負荷により活性化可能な圧電性結晶を有する、圧電性原理に従って作動する発電機、または、流体流れにより駆動可能なタービン翼車を有する、ダイナモ原理に従って作動する発電機であることを特徴とする、請求項１または２に記載の凝縮液排出装置。
【請求項４】
警報、および／または上記凝縮液排出装置の運転状況を、制御室、および／または整備員の電話に伝達することを可能にする無線通信モジュールを備えたことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の凝縮液排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による、圧縮ガスシステム、特に、圧縮空気システムのための凝縮液排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような凝縮液排出装置は、例えば、圧縮空気技術において、通常、圧縮空気配管網に生成する凝縮液をその圧縮空気配管網から取り除くために用いられる。上記凝縮液は、水の他に、油または錆を含み得る。凝縮液は、圧縮空気コンプレッサーが圧縮空気を産出するために吸引する周囲の空気の水分に由来する。上記油は、基本的に、当該油が潤滑剤として用いられる、上記圧縮空気コンプレッサーに由来し、上記錆は、これに対して、通常、圧縮空気導管に由来する。 
【０００３】
凝縮液排出装置の様々な構造が知られている。一般的に、これらの作動では、１つのバルブが開かれ、これを通って凝縮液が圧縮空気網から圧力により押し出される。この過程では、圧縮ガスシステムの運転の経済性のために、ガスまたは空気の損失をできるだけ少なく維持しなければならない。 
公知の凝縮液排出装置は、バルブの制御方法、および、エネルギー供給方法によって、基本的に３つのグループに分類できる：
【０００４】
いわゆるフロート式排出装置は、貯蔵室に溜まる液体（凝縮液）による浮力で押し上げられ、バルブを作動させる中空体により機能する。当該バルブは、たいてい間接的にサーボ制御により貯蔵室の流出口を開き、当該流出口を通って凝縮液が押し出される。フロート式排出装置として構成された凝縮液排出装置は、低コストで製造可能なため、広く使われているが、故障が発生しやすい。
【０００５】
さらに、時間で制御されている磁気バルブを有する凝縮液排出装置が知られている。当該磁気バルブは電気によって作動可能なバルブである。この凝縮液排出装置はバルブを設定可能な時間間隔で開く。欠点は、凝縮液がないときに開くことにより、流出する圧縮空気により高いエネルギー損失が生じることである。
【０００６】
最後に、以下に電気的に液位により調節される凝縮液排出装置として、または、短く、電子凝縮液排出装置とも称される、電気的に液位によって調節されるバルブを有する凝縮液排出装置は、溜まる液体量または凝縮液量を、電子液位センサによって検出する。所定の量に達したときに、上記バルブが開かれ、厳密にその量が、追加の圧縮空気の損失なしに排出される。このような凝縮液排出装置は、製造コストが比較的高いが、他方、非常に低コストで運転できる。それ故に、電気的に液位によって調節される凝縮液排出装置によれば、全耐用運転期間に亘ってかなりのコストメリットが得られる。電気的に液位によって調節される凝縮液排出装置は、現在、圧縮ガスシステムから凝縮液を排出するための最も有利な解決法として認められている。
【発明の概要】
【０００７】
本明細書に添付している図面の図４には、圧縮ガスシステム２１、特に、圧縮空気システムのための、従来の電気的に液位によって調節される凝縮液排出装置２０が示されている。その凝縮液排出装置２０は、凝縮液流入部２３を介して圧縮ガスシステム２１に接続可能な凝縮液貯蔵室２２を有する。これにより、例えば、導管の最も低い点において、圧縮ガスシステム２１から凝縮液が取り出され、凝縮液は凝縮液排出装置２０の凝縮液貯蔵室２２、特に、その凝縮液貯蔵室２２の底部に溜まる。凝縮液貯蔵室２２は、さらに、電気によって作動可能なバルブ２４で密閉できる凝縮液流出部２５を有する。図４に示されている凝縮液排出装置２０においては、凝縮液貯蔵室２２の内部に突出する少なくとも１つの電子液位計２６、例えば、容量性の液位センサによって、凝縮液貯蔵室２２の中の凝縮液の液位が測定される。電子制御ユニット２７は、上記液位計２６により測定された、凝縮液貯蔵室２２の中の凝縮液の液位を評価し、凝縮液貯蔵室２２の内部において、所定の凝縮液量に達するとすぐに、制御ユニット２７はこの凝縮液量を凝縮液貯蔵室２２から排出するために、上記バルブ２４を開く。凝縮液貯蔵室２２から凝縮液を排出した後、制御ユニット２７は、圧縮ガスシステム２１からの不要な圧縮空気損失を防ぐために、再びバルブ２４を閉じる。図４に示されている凝縮液排出装置２０では、バルブ２４は、電気によって作動可能な磁石２８、または、電磁石２８を介して開かれ、閉じられる。従って、上記バルブ２４は、電気によって作動可能な磁気バルブである。
【０００８】
電気的に液位により調節される凝縮液排出装置の運転には、その機能上、電気エネルギーが必要である。図４では、これは、凝縮液排出装置２０に通じる電力供給線２９を用いて示されている。しかしながら、これは据付場所によって、例えば、多くの場合に電気エネルギーの供給を自由に使える圧縮空気の産出場所と圧縮空気の消費場所と間の距離が非常に大きい場合に、不利である可能性がある。かかる場合には、費用や労力のかかる、凝縮液排出装置までの電線の敷設が必要である。爆発が起こり得る雰囲気中において電気凝縮液排出装置を運転する場合にも、電気点火火花の発生可能性があるため、凝縮液排出装置の電気供給と、考慮すべき爆発対策のためのその凝縮液排出装置の装備とには、相当に費用や労力がかかる。
【０００９】
図４に示されている凝縮液排出装置２０のような、従来の電子凝縮液排出装置では、さらに、通常、機能の監視が行われる。機能の監視では、例えば、凝縮液貯蔵室２２の中に溜まっている凝縮液の液位が、凝縮液流出過程が実行されたにもかかわらず維持される場合に、凝縮液排出装置２０から伸びる電気伝送線３０を通って警報が出される。特に、警報または故障報告は、通常、無電位に上記線３０により凝縮液排出装置２０から制御室に伝送される。凝縮液排出装置における故障の報告は、さらに、視覚的または音響的な信号装置、例えば警報ランプまたは警報サイレンで表示されてもよい。この場合にも、据付場所に応じて、例えば、凝縮液排出装置と制御室との間の距離が大きい場合には、費用や労力がかかる配線が必要であり、また、音響的または視覚的な警報器はあまり効果的ではない。
【００１０】
かかる背景から、本発明の課題は、公知の凝縮液排出装置の上述した欠点を克服する、圧縮ガスシステム、特に、圧縮空気システムのための凝縮液排出装置を実現することである。特に、電力供給を自由に使うことができない据付場所においても、据付の費用や労力が抑制されなければならない。さらに、凝縮液排出装置は、爆発が起こりうる雰囲気における使用にも適し、または、少なくとも低コストで、すなわち、組み立て上の大きい費用や労力をかけずに提供できなければならない。
【００１１】
上記課題は、請求項１の特徴を有する、圧縮ガスシステム、特に、圧縮空気システムのための凝縮液排出装置により解決される。本発明のさらなる、とりわけ好ましい実施形態は下位請求項が開示する。
【００１２】
請求項において、個々に記載された特徴は、任意に、技術的に有意な方法で組み合わせることができ、これがさらなる本発明の実施形態を提示する。本明細書は、本発明を、特に図面との関連でさらに特徴付け、且つ、詳細に説明する。
【００１３】
本発明によれば、圧縮ガスシステム、特に、圧縮空気システムのための凝縮液排出装置は、凝縮液流入部を介して圧縮ガスシステムに接続可能となっている凝縮液貯蔵室であって、電気によって作動可能なバルブで密閉できる凝縮液流出部を有する凝縮液貯蔵室を有する。さらに、本発明の凝縮液排出装置は、凝縮液貯蔵室内の凝縮液の液位を測定することができる、少なくとも１つの電子液位計、例えば、容量性の液位センサと、上記液位計によって測定された凝縮液の液位を評価し、且つ、上記バルブを作動させることを可能にする電子制御ユニットとを有する。本発明によれば、さらに、少なくとも上記制御ユニット、上記液位計、および上記バルブのための電力供給を提供する、少なくとも１つの電池が備えられている。ここで、上記電池は、凝縮液排出装置に組み込まれて当該凝縮液排出装置と１つの構造上のユニットとして形成されていてもよいし、または、凝縮液排出装置から分離された、単独のユニットとして形成されていてもよい。この場合、凝縮液排出装置から分離された、単独のユニットとして形成された上記電池は、適した電線によって上記凝縮液排出装置に接続される。当該電池は、目的に応じて凝縮液排出装置の運転を少なくともある程度の時間に亘って確実なものとすることに充分な電気容量を有する。
【００１４】
言い換えれば、上記電池は、従って、本発明の凝縮液排出装置のすべての電気部品に電力供給を提供する。これにより、凝縮液排出装置は、据付場所にある電力供給に依存せずに自立的に運転されうる。それゆえ、凝縮液排出装置の据付場所までの電線の、費用と労力を要する配線なしで済ますことができるため、本発明の凝縮液排出装置の据付けの費用や労力をかなり低減することができる。さらに、上記凝縮液排出装置の電池による運転は、爆発が起こりうる雰囲気における使用のために、構造上凝縮液排出装置において考慮すべき爆発防止措置を簡単にする。
【００１５】
好ましくは、電気によって作動可能な上記バルブは、電磁石で作動可能なバルブ、例えば、電気によって作動可能な磁気バルブである。特に、本明細書の序文において説明された、電気的に液位により調節されるバルブ、または、磁気バルブである。
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態によれば、上記電池は充電可能な電池である。さらに、流体流れにより電気エネルギーを発生させることを可能にする、少なくとも１つの発電機が設けられ、当該発電機は、バルブの下流に、流体が通って流れるようにそのバルブに接続され、上記電池を充電するために、発生した電気エネルギーを上記電池に提供する。この実施形態においては、流体流れとは、特に、上記バルブにより凝縮液貯蔵室から排出され、圧縮ガスにより加圧されている凝縮液であると理解される。しかしながら、同様に、凝縮液貯蔵室から凝縮液を流出させた後、加えて圧縮ガス、特に、圧縮空気を、上記バルブを介して凝縮液排出装置から流出させることも可能である。当該圧縮ガスは、発電機を発電のために動かす。その限りでは、本発明の意図するところでは、流体流れとは、排出過程において凝縮液により形成される流体流れだけでなく、圧縮ガスにより形成される圧縮ガスの流れでもあると理解される。本発明の凝縮液排出装置の、電気に関して自立的な運転は、上記充電可能な電池と、凝縮液排出装置の据付場所にいずれにしても使用可能に存在する、圧縮ガスシステムの空圧エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電機とによりかなり向上される。さらに、上記発電機を含んで、凝縮液排出装置の部品が好適に用いられるため、本発明の凝縮液排出装置を実現するために、追加的な他の部品は不要である。
【００１７】
例えば、凝縮液貯蔵室から凝縮液を排出する、すべての普通に起る過程ごとに、上記電池は自動的に充電されうる。そのために、代替的、または追加的に、電子制御ユニットは、電池充電状況を監視し、クリティカルな充電状況を認識した後、その電池の充電状況を望まれているレベルにまで高めるために、１または複数の凝縮液排出過程を行うように設定されていてもよい。凝縮液貯蔵室内に凝縮液が存在しない場合には、凝縮液流出部から流れ出る圧縮ガスが、発電機によるエネルギー変換のために用いられる。
【００１８】
本発明のさらなる好ましい一実施形態によれば、上記電池は充電可能な電池である。追加的に、凝縮液排出装置には、圧縮ガスシステムから圧縮ガスを流出させるために圧縮ガス流出部が設けられ、その圧縮ガス流出部は、第２の、電気によって作動可能なバルブにより密閉されうる。電池により電気エネルギーが供給される、当該第２のバルブも同様に、好ましくは、電磁石で作動可能な磁気バルブである。さらに、流体流れより電気エネルギーを発生させることを可能にする、少なくとも１つの発電機が設けられ、当該発電機は、第２の、電気によって作動可能なバルブの下流に、流体が通って流れるようにその第２のバルブに接続されている。この発電機は、上記電池を充電するために、発生した電気エネルギーを上記電池に提供する。この実施形態においては、流体流れとは、特に、圧縮ガス流出部を介して圧縮ガスシステムから取り出されうる圧縮ガス、例えば、圧縮空気であると理解される。この実施形態も、凝縮液排出装置の据付場所にいずれにしても使用可能に存在する、圧縮ガスシステムの空圧エネルギーの使用と、上記電池を充電するために、発電機を用いて上記空圧エネルギーを電気エネルギーに変換することとにより、本発明の凝縮液排出装置の電気に関して自立的な運転をかなり向上させる。
【００１９】
有利には、上記凝縮液排出装置の電子制御ユニットは電池充電状況を監視し、さらに、上記第２のバルブを作動させるように設定される。クリティカルな充電状況が認識されるとすぐに、発電機に圧縮システムからの圧縮ガスを供給し、これにより、電池の充電状況を望まれているレベルにまで高めるために、上記制御ユニットは第２のバルブを開く。電池の望まれている充電状況が達成されるとすぐに、制御装置はバルブを再び閉じる。
【００２０】
本発明のさらに有利な実施形態では、上記圧縮ガス流出部は、上記凝縮液貯蔵室において、凝縮液の最高液位の上方に配置されている。とりわけ好ましくは、圧縮ガス流出部は凝縮液貯蔵室の上部にある、常に凝縮液のない安全領域に配置されている。これにより、基本的に凝縮液を含まない、すなわち、きれいな圧縮ガス、または、圧縮空気が、発電機の運転のために提供される。
【００２１】
本発明のさらに有利な実施形態では、上記発電機は、流体流れ、すなわち、凝縮液および／または圧縮ガスにより生じる圧力変化による負荷により活性化可能な圧電性結晶を有する、圧電性原理に従って作動する発電機、または、流体流れ、すなわち、凝縮液または圧縮ガスの流れにより駆動可能なタービン翼車を有する、ダイナモ原理に従って作動する発電機である。
【００２２】
本発明のさらに有利な一実施形態では、上記凝縮液排出装置の警報および／または上記凝縮液排出装置の運転状況を、制御室、および／または整備員の電話に伝達することを可能にする無線通信モジュールが備えられている。上記無線通信モジュールも、凝縮液排出装置との構造上のユニットとして凝縮液排出装置に接続されていてもよく、または、独立したユニットとして適した電線を介して凝縮液排出装置に接続されていてもよい。いずれの場合でも、電力供給は凝縮液排出装置の電池により提供される。上記無線通信モジュールは、電気伝送線を煩雑に配線することを必要とせず、凝縮液排出装置の警報および／または運転状況の安定した伝送を保証する。
本発明のさらに有利な詳細および効果は以下において、図に示されている２つの実施例により詳しく説明される。
図面には以下のものが示される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の凝縮液排出装置が接続されている圧縮ガスシステムの模式図を示す。
【図２】図２は、本発明の凝縮液排出装置の第１の実施例の側面の部分断面図を示す。
【図３】図３は、本発明の凝縮液排出装置の第２の実施例の側面の部分断面図を示す。
【図４】図４は、従来の凝縮液排出装置の側面の部分断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
上記様々な図においては、同一の部分には常に同一の参照番号が付与されている。これにより、当該部分は、通常、一度だけ記述される。
【００２５】
図１は、本発明の凝縮液排出装置３１を有する圧縮ガスシステム２１、特に、圧縮空気システムの模式図を示す。当該凝縮液排出装置３１は、特に、電気的に液位により調節される凝縮液排出装置である。図１に示されるように、上記凝縮液排出装置３１は、好ましくは、低い位置、例えば、導管の低い位置において凝縮液流入部２３を介して上記圧縮ガスシステムに接続されている。
【００２６】
本発明の凝縮液排出装置３１は、図２に第１の実施形態が、側面部分断面図によりより詳しく示されている。ここでは、本発明の凝縮液排出装置３１の、従来の凝縮液排出装置２０に関連して既に説明された同機能のすべての部品については再び説明しない。これらは、基本的に参照番号２１から２７が付された部材である。
【００２７】
図２に示されている、本発明の凝縮液排出装置３１は、さらに、凝縮液排出装置３１と構造上分離されている電池ユニット３２に収容されている少なくとも１つの電池３３を有する。上記電池ユニット３２、または電池３３は、電線を介して凝縮液排出装置３１の電子制御ユニット２７に接続されている。電池ユニット３２、または、電池３３は、凝縮液排出装置３１のすべての電子部品、すなわち、基本的に、液位計２６と、電子制御ユニット２７と、バルブ２４、または、そのバルブ２４の制御のための電磁石２８とに電力供給を提供する。
【００２８】
さらに、図２に示されるように、バルブ２４の下流に、発電機３４が、流体が通って流れるようにバルブ２４の流出部側に接続されている。発電機３４は、好ましくは、流体流れ、すなわち、凝縮液および／または圧縮ガスにより生じる圧力変化による負荷により活性化可能な圧電性結晶を有する、圧電性原理に従って作動する発電機、または、流体流れ、すなわち、凝縮液または圧縮ガスの流れにより駆動可能なタービン翼車を有する、ダイナモ原理に従って作動する発電機である。発電機３４が発電したエネルギーは、発電機３４と電池ユニット３２との間の適した電気接続線を経由して、電池３３を充電するために、電池ユニット３２または電池３３に提供される。
【００２９】
従って、本発明の凝縮液排出装置３１の、図２に示されている実施例では、凝縮液貯蔵室２２から凝縮液を排出する過程ごとに電池３３が自動的に充電されうる。これに代替的、または追加的に、例えば、電子制御ユニット２７が電池ユニット３２、または、電池３３の充電状況を監視し、クリティカルな充電状況を認識した後に、当該電池ユニット３２、または、電池３３の充電状況を望まれているレベルにまで高めるためにバルブ２４を介して１または複数の凝縮液排出過程を行うことが有利である。発電機３４は流体流れを電気エネルギーに変換するように設定されているため、凝縮液貯蔵室２２の中に凝縮液がない場合には、凝縮液流出部２５から流れ出る圧縮ガス、または、圧縮空気が、発電機３４によるエネルギー変換のために用いられうる。
【００３０】
図３には、本発明の凝縮液排出装置３５、特に、電気的に液位により調節される凝縮液排出装置の第２の実施例の側面部分断面図が示されている。凝縮液排出装置３５は、基本的に、発電機３４に、凝縮液貯蔵室２２に設けられた圧縮ガス流出部３６を通って凝縮液貯蔵室２２からの圧縮ガスが提供されうることにより、図２に示されている凝縮液排出装置３１と異なる。そのために、凝縮液排出装置３５は、第２の、同様に電気によって作動可能なバルブ３７を含み、当該バルブ３７により圧縮ガス流出部３６は密閉されうる。図３に示されている実施形態においても、上記第２のバルブ３７は、電磁石３８により作動可能な磁気バルブである。同様に、バルブ３７、または、電磁石３８は、電池ユニット３２、または電池３３により電気エネルギーが供給される。
【００３１】
本発明の凝縮液排出装置３５の、図３に示されている実施形態では、さらに、図３に詳細に示されていない電子制御ユニットが電池ユニット３２の中に設けられている。当該電子制御ユニットは、電池３３の充電状況を監視し、電磁石３８を介してバルブ３７を制御する。そのために、当該電磁石３８は、図３に示されているように電気接続線により電池ユニット３２に接続されている。しかし、この制御の課題は、同様に、電子制御ユニット２７の適した設定によっても実行されうる。しかし、本質的に通常の凝縮液排出装置に後から大きな労力なしに電池ユニット３２または電池３３と、発電機３４と、電磁石３８を用いて電気によって作動可能なバルブ３７とを加えることが可能であることは、図３に示されている実施形態の有利な点である。既に存在していない限り、例えば、凝縮液貯蔵室２２に圧縮ガス流出部３６を設けるのみでよい。当該圧縮ガス流出部３６は、流体が通って流れるようにバルブ３７のインレット接続部に接続しなければならない。電池ユニット３２の制御ユニットは、電池３３のクリティカルな充電状況を認識するとすぐに、発電機３４に圧縮ガスシステムからの圧縮ガス、または、圧縮空気を供給し、これにより、電池３３の充電状況を望まれているレベルにまで高めるために、バルブ３７を開く。電池３３の望まれる充電状況が達成されるとすぐに、上記制御装置はバルブ３７を再び閉じる。
【００３２】
さらに、図２および３に示されている凝縮液排出装置３１および３５の両方には、機能の監視のために、それぞれ無線通信モジュールが備えられていてもよい。当該無線通信モジュールにより、それぞれの凝縮液排出装置３１または３５の警報および／またはそれぞれの凝縮液排出装置３１または３５の運転状況を、制御室、および／または整備員の電話に伝達することが可能である。ここで、上記無線通信モジュールは、構造上のユニットの中で凝縮液排出装置３１または３５、または、電池ユニット３２に接続されていてもよい。または、上記無線通信モジュールは、電池ユニット３２に類似して、独立したユニットとして適した電線を介して凝縮液排出装置３１または３５に接続されていてもよい。いずれの場合でも、上記無線通信モジュールの電力供給は電池ユニット３２、または、電池３３により提供されている。
【００３３】
本発明の凝縮液排出装置は、図面に示されている２つの実施例により詳細に説明された。しかし、上記凝縮液排出装置は、ここに説明された実施形態に限られるものではなく、同様に働くさらなる実施形態も含む。
好ましい実施では、本発明の、電池で作動する凝縮液排出装置は、凝縮液を圧縮ガスシステム、特に、圧縮空気システムから排出するために用いられる。
【符号の説明】
【００３４】
２０  従来技術による凝縮液排出装置
２１  圧縮ガスシステム
２２  凝縮液貯蔵室
２３  凝縮液流入部
２４  バルブ
２５  凝縮液流出部
２６  液位計
２７  制御ユニット
２８  電磁石
２９  電力供給線
３０  電気伝送線
３１  凝縮液排出装置
３２  電池ユニット
３３  電池
３４  発電機
３５  凝縮液排出装置
３６  圧縮ガス流出部
３７  バルブ
３８  電磁石
【図１】
0006029658.tif 000002
【図２】
0006029658.tif 000003
【図３】
0006029658.tif 000004
【図４】
0006029658.tif 000005