(57)【要約】【課題】エアコンプレッサの運転を適正化することが可能で、電力消費を低減することができるとともに、タンクで回収される凝集水量を低減することが可能で、タンクのメンテナンス性を向上することができる高圧ドライエア供給システムを提供する。【解決手段】エアコンプレッサ２で圧縮しタンク６に貯留した高圧エアを、ミストセパレータ１２で除湿し高圧ドライエアにして設備機器２１に供給する高圧ドライエア供給システム１において、ミストセパレータの下流側に、ミストセパレータへの高圧ドライエアの逆流を防止する逆止弁２２を設け、ミストセパレータとタンクとの間に、タンクからミストセパレータへの高圧エアの供給・停止を切り替える電磁開閉弁１９を設けると共に、逆止弁の下流の高圧ドライエア圧力を検出し、当該高圧ドライエア圧力が設定値を超えたとき、電磁開閉弁を閉じてタンクの内部圧力の低下を抑制する第２圧力スイッチ２０を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアコンプレッサと該エアコンプレッサで圧縮した高圧エアを貯留するタンクを有し、該タンクの内部圧力が低下すると該エアコンプレッサを運転し、該エアコンプレッサがエアを圧縮することで生じる凝集水は該タンクに回収して排水すると共に、該タンクに貯留した高圧エアは、ドレンを大気圧下で排出するミストセパレータで除湿し高圧ドライエアにして設備機器に供給するようにした高圧ドライエア供給システムにおいて、
上記ミストセパレータの下流側に、該ミストセパレータへの高圧ドライエアの逆流を防止する逆止機構を設け、
上記ミストセパレータと上記タンクとの間に、該タンクから該ミストセパレータへの高圧エアの供給・停止を切り替える開閉弁を設けると共に、
上記逆止機構の下流の高圧ドライエア圧力を検出し、当該高圧ドライエア圧力が設定値を超えたとき、上記開閉弁を閉じて上記タンクの内部圧力の低下を抑制する圧力スイッチを備えたことを特徴とする高圧ドライエア供給システム。
【請求項２】
前記逆止機構の下流側に、前記ミストセパレータからの高圧ドライエアを、前記設備機器へ供給するために貯留する二次タンクを設けたことを特徴とする請求項１に記載の高圧ドライエア供給システム。
【請求項３】
前記ミストセパレータがオートドレンタイプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧ドライエア供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアコンプレッサの運転を適正化することが可能で、電力消費を低減することができるとともに、タンクで回収される凝集水量を低減することが可能で、タンクのメンテナンス性を向上することができる高圧ドライエア供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の工場設備やプラズマディスプレイパネルなどの生産設備では、設備機器の駆動や制御などに高圧エアが利用されている。高圧エアを各種の設備機器に供給する場合、高圧エアに水分が含まれていると支障が生じるので、高圧エアから水分を除去してドライにしておく必要がある。水分を含むエアが設備機器に供給されないようにするシステムの一例として、特許文献１が知られている。
【０００３】
特許文献１の「空気圧供給回路における自動排水処理装置」は、機械の休止している間に、機械の空圧回路内にエアドライヤーの処理を経ていない水分を含んだ空気が流れ込むのを防止するとともに、機械の運転中は、エアドライヤーによる有効な防錆処理を行えるようにすることを課題として、エアドライヤの入口側に設けられ空気圧配管を開閉する電磁切換弁と、電磁切換弁の上流に組み込まれ一定量のドレンが溜まると自動的にドレンを排出するオートドレン機構を備えたエアフィルタと、機械の稼働／休止状態を検知し、空気圧機器の休止時には空気圧配管の閉位置に電磁切換弁を切り換え、機械の稼働時には開位置に切り換える弁切換制御手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の高圧ドライエアの供給システムの中には、エアコンプレッサとこのエアコンプレッサで圧縮した高圧エアを貯留するタンクを有するものがある。タンクに貯留した高圧エアは、設備機器での消費に応じて、タンクから設備機器へ供給される。エアコンプレッサの運転・停止は、タンクの内部圧力が設定圧力以上に維持されているか、設定圧力を下回ったかによって切り替えられる。タンクの内部圧力が設定圧力以上で停止しているエアコンプレッサは、内部圧力が設定圧力よりも低下すると運転を再開する。
【０００６】
タンクと設備機器の間には、タンクからの高圧エアを除湿するミストセパレータを設け、このミストセパレータで高圧エアを高圧ドライエアにして設備機器へ供給するようにしている。ミストセパレータの中には、除湿により発生するドレンを、大気開放した排出系で大気圧下で自動的に排出するオートドレンタイプのものがある。このオートドレンタイプのミストセパレータは、ドレンの排出が自動的であるので、自動運転に適している。
【０００７】
ドレンを大気圧下で自動的に排出する構造のミストセパレータでは、高圧エアが加圧状態にあるとき、高圧エアが流通し、常に幾分かの高圧エアのリークが発生している。ミストセパレータで高圧エアのリークがあると、相当量の高圧エアがタンクから流出し続けることとなる。ミストセパレータでのリークにより、設備機器での消費は少ないにも拘わらず、タンクから高圧エアが流出し続けると、タンクの内部圧力は設定圧力よりも低下してしまい、そのためにエアコンプレッサの運転が再開される。エアコンプレッサからの高圧エアでタンクの内部圧力が設定圧力以上に一旦復帰しても、ミストセパレータでリークが生じている限り、直ぐにタンクの内部圧力が設定圧力を下回ってしまい、その都度、エアコンプレッサが繰り返し再起動されることになる。
【０００８】
ミストセパレータでのリークに起因して、設備機器での消費とは無関係に、エアコンプレッサが頻繁に運転を再開し、運転時間が長くなることは、電力使用に無駄を生じさせていて、省エネルギや炭酸ガス排出削減の観点から好ましいものではなかった。
【０００９】
他方、エアコンプレッサがエアを圧縮することで生じる凝集水をタンクに回収して排水するようにしている場合には、運転時間に比例して凝集水が溜まるため、エアコンプレッサの運転頻度が頻繁であったり運転時間が長いと、短時間のうちに、タンク内に凝集水が多量に溜まる。凝集水の排水処理は、一定量溜まった時点で自動的に行うことが可能であるが、タンクの内部では、頻繁に溜まる凝集水によって錆が発生し易くなる。
【００１０】
この錆は、タンクから凝集水を排水する際に目詰まりを生じさせる原因となる。目詰まりが生じると、排水操作に支障を生じさせる。従って、錆の発生を防止し、また凝集水の排水をスムーズにするためには、タンクを清掃するなどのメンテナンスを頻繁に行う必要があり、機器管理の省力化の観点から好ましいものではなかった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、エアコンプレッサの運転を適正化することが可能で、電力消費を低減することができるとともに、タンクで回収される凝集水量を低減することが可能で、タンクのメンテナンス性を向上することができる高圧ドライエア供給システム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】
【００１２】
本発明にかかる高圧ドライエア供給システムは、エアコンプレッサと該エアコンプレッサで圧縮した高圧エアを貯留するタンクを有し、該タンクの内部圧力が低下すると該エアコンプレッサを運転し、該エアコンプレッサがエアを圧縮することで生じる凝集水は該タンクに回収して排水すると共に、該タンクに貯留した高圧エアは、ドレンを大気圧下で排出するミストセパレータで除湿し高圧ドライエアにして設備機器に供給するようにした高圧ドライエア供給システムにおいて、上記ミストセパレータの下流側に、該ミストセパレータへの高圧ドライエアの逆流を防止する逆止機構を設け、上記ミストセパレータと上記タンクとの間に、該タンクから該ミストセパレータへの高圧エアの供給・停止を切り替える開閉弁を設けると共に、上記逆止機構の下流の高圧ドライエア圧力を検出し、当該高圧ドライエア圧力が設定値を超えたとき、上記開閉弁を閉じて上記タンクの内部圧力の低下を抑制する圧力スイッチを備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記逆止機構の下流側に、前記ミストセパレータからの高圧ドライエアを、前記設備機器へ供給するために貯留する二次タンクを設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記ミストセパレータがオートドレンタイプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる高圧ドライエア供給システムにあっては、エアコンプレッサの運転を適正化することができ、電力消費を低減することができるとともに、タンクで回収される凝集水量を低減することができ、タンクのメンテナンス性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る高圧ドライエア供給システムの好適な一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる高圧ドライエア供給システムの好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る高圧ドライエア供給システム１は、図１に示すように、エアコンプレッサ２で圧縮した高圧エアを、ドライな高圧エアにして、例えば、プラズマディスプレイパネルの製造設備のカートに備えられるチップ管のクランプ機構３やノズル昇降シリンダ４、真空バルブ５などの各種設備機器２１へ供給する。
【００１８】
エアコンプレッサ２は、吸い込み口からエア（大気）を吸引し圧縮して、高圧エアを作り出す。エアコンプレッサ２の吐出口には、タンク６が接続される。タンク６は、エアコンプレッサ２で圧縮した高圧エアを貯留するとともに、エアコンプレッサ２がエアを圧縮することで生じる凝集水ｗを回収する。タンク６は、電磁排水弁７を有する排水系８を備える。電磁排水弁７を開放することで、タンク６内に回収された凝集水ｗは、排水系８から排水される。
【００１９】
タンク６には、タンク６の内部圧力を検出するとともに、検出された内部圧力に応じてエアコンプレッサ２の運転・停止を切り替える第１圧力スイッチ９が設けられる。第１圧力スイッチ９には、設定圧力が設定され、高圧エアを貯留するタンク６の内部圧力が設定圧力以上に維持されているときは、エアコンプレッサ２に停止信号を出力し、内部圧力が設定圧力よりも低下したときには、エアコンプレッサ２に運転信号を出力する。
【００２０】
タンク６には、高圧エアを流通させる配管１０を介して、二次タンク１１が接続される。二次タンク１１とタンク６との間には、配管１０に取り付けて、タンク６からの高圧エアを除湿し高圧ドライエアにするミストセパレータ１２が設けられる。図示例にあっては、ミストセパレータ１２は３台配列され、三段階で高圧エアの除湿を行って高圧ドライエアにする。各ミストセパレータ１２は、工場設備や生産設備の自動運転に適したオートドレンタイプであって、大気開放されたドレン系１２ａを有し、高圧エアの除湿で生じたドレンを大気圧下で自動的に排出する。
【００２１】
ミストセパレータ１２の下流側には、配管１０に取り付けて、除湿後の高圧ドライエアをさらに乾燥させるドライヤ１３が設けられる。ドライヤ１３の下流側には、配管１０に取り付けて、配管１０内の圧力変動を抑える第１レギュレータ１４が設けられる。
【００２２】
二次タンク１１は配管１０に接続して、第１レギュレータ１４の下流側、すなわちミストセパレータ１２の下流側に設けられる。また、二次タンク１１は、分岐された二次配管１５を介して、各種の設備機器２１であるチップ管のクランプ機構３等に接続される。二次配管１５には、クランプ機構３やノズル昇降シリンダ４等への高圧ドライエアの供給・停止を制御する電磁制御弁１６や電磁弁ユニット１７、二次配管１５内の圧力を調整する第２レギュレータ１８が設けられる。二次タンク１１は、圧力変動を抑制するバッファタンクとして、ミストセパレータ１２からの高圧ドライエアを、クランプ機構３等へ供給するために一時的に貯留する。
【００２３】
ミストセパレータ１２とタンク６との間には、配管１０に取り付けて、タンク６からミストセパレータ１２への高圧エアの供給・停止を切り替える電磁開閉弁１９が設けられる。電磁開閉弁１９が開かれると、タンク６からの高圧エアはミストセパレータ１２へ供給される。電磁開閉弁１９が閉じられると、高圧エアはタンク６から送り出されることなく、タンク６に貯留される。
【００２４】
第１レギュレータ１４の下流側、すなわちミストセパレータ１２の下流側であって、二次タンク１１の上流側には、配管１０に取り付けて、ミストセパレータ１２からの高圧ドライエアが二次タンク１１側から当該ミストセパレータ１２側へ向かって逆流することを防止する逆止機構として、逆止弁２２が設けられる。詳細には、逆止弁２２は、電磁開閉弁１９を閉じたとき、二次タンク１１側に送り込まれる高圧ドライエアや二次タンク１１に貯留されている高圧ドライエアが、ドレン系１２ａが大気圧下に開放されているミストセパレータ１２へ逆流してリークしてしまうことを防止すると共に、併せて二次タンク１１の内部圧力が低下してしまうことを防止する。逆止機構としては、逆止弁２２に限らず、高圧ドライエアの逆流を防止できるものであれば、電磁制御弁や切換弁など、どのような手段であってもよい。
【００２５】
逆止弁２２の下流側には、配管１０に取り付けて、第２圧力スイッチ２０が設けられる。第２圧力スイッチ２０は、逆止弁２２の下流における高圧ドライエア圧力を検出するとともに、検出された高圧ドライエア圧力に応じて電磁開閉弁１９の開閉を切り替える。第２圧力スイッチ２０には、逆止弁２２下流の高圧ドライエア圧力の設定値が設定され、検出された高圧ドライエア圧力が設定値を超えているときは、電磁開閉弁１９に閉信号を出力し、設定値以下となったときには、電磁開閉弁１９に開信号を出力する。
【００２６】
従って、第２圧力スイッチ２０で検出された高圧ドライエア圧力が設定値を超えていて、電磁開閉弁１９が閉じられることにより、タンク６からミストセパレータ１２への高圧エアの供給が停止され、タンク６の内部圧力の低下が抑制される。他方、設備機器２１での高圧ドライエアの消費により、検出される高圧ドライエア圧力が設定値以下に低下したときには、電磁開閉弁１９が開かれ、タンク６の高圧エアはミストセパレータ１２へ送られ、高圧ドライエアに処理されて、二次タンク１１に供給される。第２圧力スイッチ２０は、二次タンク１１に設けるようにして、二次タンク１１の内部圧力を検出するようにしてもよい。
【００２７】
逆止弁２２の開弁圧力と、第１圧力スイッチ９の設定圧力の関係は、タンク６から二次タンク１１への高圧エアの供給を保証するために、第１圧力スイッチ９の設定圧力が逆止弁２２の開弁圧力よりも高く設定される。これにより、タンク６からの高圧エアは逆止弁２２を開弁して二次タンク１１側へ流通される。
【００２８】
また、逆止弁２２の開弁圧力と、第２圧力スイッチ２０の設定値の関係は、高圧ドライエアが逆止弁２２を経て二次タンク１１へスムーズに流入し得るように、第２圧力スイッチ２０の設定値は逆止弁２２の開弁圧力よりも低く設定される。したがって、第２圧力スイッチ２０の設定値は、第１圧力スイッチ９の設定圧力よりも低く設定される。
【００２９】
また、逆止弁２２の下流側には、配管１０に接続して、本システム１に対するメンテナンスを行うときに、逆止弁２２と二次タンク１１との間から排気して配管１０内の残圧を開放する手動開閉式の残圧開放弁２３が設けられる。なお、２４，２５は、プレッシャーゲージである。
【００３０】
次に、本実施形態に係る高圧ドライエア供給システム１の作用について説明する。設備機器２１において高圧ドライエアが継続的に消費されている状況を初期状態として、以下説明する。
【００３１】
高圧ドライエアの消費によって、逆止弁２２の下流における高圧ドライエア圧力が設定値以下であると、第２圧力スイッチ２０により電磁開閉弁１９は開かれている。電磁開閉弁１９が開かれていると、タンク６から高圧エアがミストセパレータ１２へ供給される。ミストセパレータ１２へ高圧エアを供給しているタンク６の内部圧力が設定圧力よりも低下していると、第１圧力スイッチ９によりエアコンプレッサ２が運転される。
【００３２】
これにより、エアコンプレッサ２で圧縮した高圧エアを貯留するタンク６は、高圧エアをミストセパレータ１２に送り、ミストセパレータ１２は高圧エアを除湿して高圧ドライエアにして二次タンク１１へ送り、二次タンク１１は高圧ドライエアを貯留するとともに、この高圧ドライエアを設備機器２１へ送る。
【００３３】
高圧ドライエアの消費が少なくなり、逆止弁２２の下流の高圧ドライエア圧力が設定値を超えると、第２圧力スイッチ２０は、電磁開閉弁１９を閉じる。電磁開閉弁１９が閉じられると、タンク６からミストセパレータ１２への高圧エアの供給が停止し、タンク６内での高圧エアの貯留量が増加して内部圧力が設定圧力を超える。設定圧力を超えると、第１圧力スイッチ９は、エアコンプレッサ２の運転を停止する。
【００３４】
その後は、設備機器２１での高圧ドライエアの消費状況によって、第２圧力スイッチ２０が電磁開閉弁１９に開信号を出力するまでは、電磁開閉弁１９は閉じた状態とされ、エアコンプレッサ２の運転停止状態を維持することができる。電磁開閉弁１９と二次タンク１１との間では、逆止弁２２により二次タンク１１からミストセパレータ１２への高圧ドライエアの逆流を防止でき、二次タンク１１の内部圧力の低下を阻止することができる。このとき、電磁開閉弁１９と逆止弁２２との間に関しては、オートドレインタイプのミストセパレータ１２から自動的に高圧エアがリークし続け、大気圧状態となる。
【００３５】
次に、設備機器２１での高圧ドライエアの消費が増加すると、第２圧力スイッチ２０により電磁開閉弁１９が開かれる。電磁開閉弁１９が開かれると、高圧エアはタンク６からミストセパレータ１２に送り込まれ、除湿された高圧ドライエアが逆止弁２２へ達する。逆止弁２２に達した高圧ドライエアは、逆止弁２２を開弁し、二次タンク１１へと送り込まれる。これにより、高圧ドライエアを二次タンク１１に補給することができる。高圧エアが送り出されることで内部圧力が低下したタンク６では、第１圧力スイッチ９がエアコンプレッサ２の運転を再開し、エアコンプレッサ２で圧縮された高圧エアをタンク６に貯留することができる。
【００３６】
また、エアコンプレッサ２がエアを圧縮することで生じる凝集水ｗはタンク６に回収され、回収された凝集水ｗは、排水系８の電磁排水弁７を開放することで、タンク６外方へ排水することができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態に係る高圧ドライエア供給システム１にあっては、リークを生じるオートドレンタイプのミストセパレータ１２とタンク６の間に電磁開閉弁１９を設け、ミストセパレータ１２の下流側に、ミストセパレータ１２からの高圧ドライエアの逆流を防止する逆止弁２２を設けると共に、逆止弁２２の下流の高圧ドライエア圧力を検出して電磁開閉弁１９を開閉する第２圧力スイッチ２０を設けたので、高圧ドライエアを供給する必要があるとき、すなわち逆止弁２２の下流の高圧ドライエア圧力が設定値以下のときにのみ、第２圧力スイッチ２０で電磁開閉弁１９を開いて供給を行い、供給する必要がないときには、ミストセパレータ１２において高圧エアがリークし続けることを防止するために、第２圧力スイッチ２０で電磁開閉弁１９を閉じるようにしたので、ミストセパレータ１２でのリークに起因してタンク６の内部圧力が低下して頻繁にかつ無駄にエアコンプレッサ２が運転されることを防止でき、これによりエアコンプレッサ２の運転を適正化できて電力消費を低減でき、省エネルギや炭酸ガスの排出削減を達成することができる。
【００３８】
また、エアコンプレッサ２の運転を適正化できて運転時間を短縮できるので、タンク６で回収される凝集水ｗの量を低減することができ、これによりエアコンプレッサ２の劣化を防止できると共に、錆の発生などを抑えて排水作用を円滑に維持することができて清掃などの手間を削減でき、タンク６や排水系８のメンテナンス性を向上できて機器管理の省力化を図ることができる。
【００３９】
また、逆止弁２２を、ミストセパレータ１２と二次タンク１１との間に設けたので、電磁開閉弁１９の閉止時、二次タンク１１に貯留されている高圧ドライエアがミストセパレータ１２からリークすることを防止できると共に、電磁開閉弁１９の開放時、ミストセパレータ１２を介して供給される高圧ドライエアは常に逆止弁２２の開弁圧力以上となるので、二次タンク１１へ供給される高圧ドライエアの圧力を適正に保持することができる。
【００４０】
逆止弁２２の下流側に、ミストセパレータ１２からの高圧ドライエアを、設備機器２１へ供給するために貯留する二次タンク１１を設けたので、高圧ドライエアを設備機器２１に安定して供給することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  高圧ドライエア供給システム
２  エアコンプレッサ
６  タンク
１１  二次タンク
１２  ミストセパレータ
１９  電磁開閉弁
２０  第２圧力スイッチ
２１  設備機器
２２  逆止弁
ｗ  凝集水
【図１】
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