(57)【要約】【課題】ブロワエアの露点を確保しながらも省エネルギーでエアを供給できるブロワの露点の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】ブロワ（１）の吸気温度、吸気湿度、圧力を測定して低圧エアの露点（Ｔ０）を演算し（Ｓ１）、ブロワ（１）から設備（１３）へ圧縮エアを供給する配管（１５）の測定温度（Ｔ１）と演算で求めた低圧エアの露点（Ｔ０）を比較して結露の有無を判断し（Ｓ２）、結露しないと判定された場合には、ブロワ（１）からのみ設備（１３）へ圧縮エアを供給し（Ｓ３）、結露すると判定された場合には、コンプレッサの高圧エアをブロワ（１）から設備（１３）へ送られる圧縮エアに混合して供給する（Ｓ４，Ｓ５）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧エアを発生するコンプレッサと低圧エアを発生するブロワを有し、低圧エアを必要とする設備へ圧縮エアを供給するに際し、
低圧エアを吐出するブロワの吸気温度、前記ブロワの吸気湿度、前記ブロワの圧力を測定して前記ブロワから送り出される低圧エアの露点を演算し、
前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の測定温度と演算で求めた低圧エアの露点を比較して前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給した場合に前記配管の内部での結露の有無を判断し、
前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給しても結露しないと判定された場合には、前記高圧エアを使用せずに前記ブロワから設備へ圧縮エアを供給し、
前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給すると結露すると判定された場合には、前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給する
圧縮エア供給方法。
【請求項２】
前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給する場合には、
前記高圧エアの露点計から計算した前記高圧エアの水分量と、
前記低圧エアの露点と、
前記配管の測定温度
に基づいて前記高圧エアと前記ブロワから送られる低圧エアとの混合比を計算し、
この計算した混合比になるように前記流量制御弁と前記ブロワの回転数を制御する
請求項１記載の圧縮エア供給方法。
【請求項３】
高圧エアを発生するコンプレッサと低圧エアを発生するブロワを有し、低圧エアを必要とする設備へ圧縮エアを供給する圧縮エア供給設備であって、
低圧エアを吐出するブロワの吸気温度を測定する第１の温度センサと、
前記ブロワの吸気湿度を測定する湿度センサと、
前記ブロワの圧力を測定する圧力センサと、
前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の温度を測定する第２の温度センサと、
前記高圧エアの圧力と流量を調節する減圧弁と流量制御弁と、
前記ブロワの電源周波数を可変するインバータと、
前記流量制御弁と前記インバータを制御する演算部と
を設け、
前記演算部を、
低圧エアを吐出するブロワの吸気温度、前記ブロワの吸気湿度、前記ブロワの圧力を測定して前記ブロワから送り出される低圧エアの露点を演算し、前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の測定温度と演算で求めた低圧エアの露点を比較して前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給した場合に前記配管の内部での結露の有無を判断し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給しても結露しないと判定された場合には、前記高圧エアを使用せずに前記ブロワから設備へ圧縮エアを供給し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給すると結露すると判定された場合には、前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給するよう構成した
圧縮エア供給設備。
【請求項４】
前記演算部を、
前記高圧エアの露点計から計算した前記高圧エアの水分量と、
前記低圧エアの露点と、
前記配管の測定温度
に基づいて前記高圧エアと前記ブロワから送られる低圧エアとの混合比を計算し、
この計算した混合比になるように前記流量制御弁と前記インバータの周波数を制御するよう構成した
請求項３記載の圧縮エア供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧エアを発生するコンプレッサと低圧エアを発生するブロワを有し、低圧エアを必要とする設備へ圧縮エアを供給する圧縮エア供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の生産工場では、圧縮空気が動力源などに使用されている。この圧縮空気を得るためには一般的にコンプレッサが使用されている。コンプレッサの運転に消費されている電力使用量は、工場全体の電力消費量の１０〜２０％にも及ぶため、圧縮空気の生産の省エネルギーが課題となっている。
【０００３】
コンプレッサの用途内訳は、生産設備を稼動させるためのエアシリンダへの供給の外に、冷却、異物除去、ゴミ飛ばし、水切り、防爆、搬送等に使用されるエアブローへの供給である。工場にもよるが、コンプレッサエアのおおよそ５０％以上をエアブローで消費しているところもある。
【０００４】
コンプレッサは、大気中のエアを吸込み、これを大量のエネルギーを使用しておよそ４００ｋＰａ〜９００ｋＰａまで圧縮し、エア配管内を通り各設備に送られる。その後に、エアブローの用途で使う場合には、減圧弁で減圧して使用されている。このエアブローは、消費流量は多いが圧力が１０ｋＰａから最大でも２００ｋＰａで十分である。
【０００５】
そこでエアブローの用途には、コンプレッサよりも圧力の低いブロワが用いられることがある。ブロワはおよそ１０ｋＰａ〜１００ｋＰａまでエアを圧縮して送り出す送風機で、コンプレッサに比べて圧縮率が低いために、省エネルギーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ブロワは大気中の空気を吸込み圧縮して使用するため、吸込み空気の温度・湿度・ブロワの吐出圧力の状況によっては結露してしまう。つまり、ブロワの圧力下での露点が、配管内の温度を下回ると結露してしまい、エアブローと共に、水滴を飛ばすこととなる。
【０００８】
この課題に対して、特許文献１などではブロワの後にエアドライヤを用いて露点を確保している。しかし圧力の低いブロワエアでは、水分を除去しにくいために、ブロワの圧力を上げなければならず、結局は省エネルギーの観点に反する。
【０００９】
また、ドライエア発生装置で低露点のエアを発生させ、ブロワに供給する方法も考えられるが、これもドライエア発生装置のランニングコストを考慮すると、省エネルギーではない。このようにエアブローの用途にブロワを用いようとすると、露点を確保できない点が課題である。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、ブロワエアの露点を確保しながらも省エネルギーでエアを供給できる圧縮エア供給方法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】
【００１１】
本発明の圧縮エア供給方法は、高圧エアを発生するコンプレッサと低圧エアを発生するブロワを有し、低圧エアを必要とする設備へ圧縮エアを供給するに際し、低圧エアを吐出するブロワの吸気温度、前記ブロワの吸気湿度、前記ブロワの圧力を測定して前記ブロワから送り出される低圧エアの露点を演算し、前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の測定温度と演算で求めた低圧エアの露点を比較して前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給した場合に前記配管の内部での結露の有無を判断し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給しても結露しないと判定された場合には、前記高圧エアを使用せずに前記ブロワから設備へ圧縮エアを供給し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給すると結露すると判定された場合には、前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給することを特徴とする。
具体的には、前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給する場合には、前記高圧エアの露点計から計算した前記高圧エアの水分量と、前記低圧エアの露点と、前記配管の測定温度に基づいて前記高圧エアと前記ブロワから送られる低圧エアとの混合比を計算し、この計算した混合比になるように前記流量制御弁と前記ブロワの回転数を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の圧縮エア供給設備は、高圧エアを発生するコンプレッサと低圧エアを発生するブロワを有し、低圧エアを必要とする設備へ圧縮エアを供給する圧縮エア供給設備であって、低圧エアを吐出するブロワの吸気温度を測定する第１の温度センサと、前記ブロワの吸気湿度を測定する湿度センサと、前記ブロワの圧力を測定する圧力センサと、前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の温度を測定する第２の温度センサと、前記高圧エアの圧力と流量を調節する減圧弁と流量制御弁と、前記ブロワの電源周波数を可変するインバータと、前記流量制御弁と前記インバータを制御する演算部とを設け、前記演算部を、低圧エアを吐出するブロワの吸気温度、前記ブロワの吸気湿度、前記ブロワの圧力を測定して前記ブロワから送り出される低圧エアの露点を演算し、前記ブロワから前記設備へ圧縮エアを供給する配管の測定温度と演算で求めた低圧エアの露点を比較して前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給した場合に前記配管の内部での結露の有無を判断し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給しても結露しないと判定された場合には、前記高圧エアを使用せずに前記ブロワから設備へ圧縮エアを供給し、前記ブロワから送り出された低圧エアをそのまま前記配管に供給すると結露すると判定された場合には、前記高圧エアの圧力と流量を減圧弁と流量制御弁によって調整した低圧エアを前記ブロワから設備へ送られる圧縮エアに混合して供給するよう構成したことを特徴とする。具体的には、前記演算部を、前記高圧エアの露点計から計算した前記高圧エアの水分量と、前記低圧エアの露点と、前記配管の測定温度に基づいて前記高圧エアと前記ブロワから送られる低圧エアとの混合比を計算し、この計算した混合比になるように前記流量制御弁と前記インバータの周波数を制御するよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この構成によると、ブロワの露点を制御することで結露せず、省エネルギーでの低圧エア供給が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の圧縮エア供給方法を実施する圧縮エア供給設備の構成図
【図２】同実施の形態の要部である演算部１２のフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の圧縮エア供給方法を図１と図２に示す具体例に基づいて説明する。
図１は、本発明の圧縮エア供給方法を実施する圧縮エア供給設備を示している。
この圧縮エア供給設備では、コンプレッサ６とブロワ１を使用して圧縮空気が生産されている。コンプレッサ６で生産された圧縮空気は、ドライヤ７を介して設備１４へエアを供給している。８はドライヤ７後のコンプレッサエアの露点を計測する露点計である。
【００１６】
ブロワ１で生産された低圧エア（１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ未満）は、配管１５を介して設備１３に供給されている。２はブロワ１の吸気温度を測定する温度センサ、３はブロワ１の吸気湿度を測定する湿度センサ、４はブロワ１の圧力を測定する圧力センサ、５はブロワ１を駆動するインバータ電源である。
【００１７】
さらに、配管１５は、コンプレッサ６からドライヤ７を介して設備１４へエアを供給している高圧エアラインに減圧弁９と流量制御弁１０を介して接続されている。１１は配管１５の温度を検出する温度センサ、１２は演算部で、各種の入力信号に基づいて流量制御弁１０とインバータ５を制御している。
【００１８】
次に、演算部１２の構成を、図２に示したフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１ａでは、温度センサ２からはブロワ１の吸気温度を読み込み、湿度センサ３からブロワ１の吸気湿度を読み込み、圧力センサ４からブロワ１の圧力を読み込んで、これらからブロワエアの露点：Ｔ０を計算する。
【００１９】
これと共にステップＳ１ｂでは、温度センサ１１から配管内の温度：Ｔ１を読み込む。
ステップＳ２では、露点：Ｔ０と配管内の温度：Ｔ１とを比較する。ここで、“Ｔ０  ＜  Ｔ１”でブロワ１の吐出エアの露点が、配管内温度よりも低ければ、ブロワ１のみによって設備１３へ圧縮空気を供給することで、省エネルギーでのエア供給が可能である。具体的には、ステップＳ３において演算部１２は流量制御弁１０をオフする。
【００２０】
ステップＳ２において“Ｔ０  ≧  Ｔ１”を検出した場合には。ブロワ１の吐出エアの露点が、配管内温度よりも高くて配管１５内で結露してしまう。これを防ぐために、次いでステップＳ４を実行する。
【００２１】
ステップＳ４では、ブロワ１の露点からブロワエアの水分量を算出するとともに、露点計８から得たコンプレッサエアの露点を用いてコンプレッサエアの水分量を算出し、エア露点が配管内温度未満になり結露しないように、ブロワエアとコンプレッサエアの混合比を算出する。
【００２２】
ステップＳ５では、ステップＳ４で算出した混合比になるように、コンプレッサ６側の流量制御弁１０と、ブロワ１側のインバータ５で混合比を調整する演算を行うことでブロワにおける露点を制御し、省エネルギーで運転し、所定のエアを設備１３に供給する。
【００２３】
つまり、前記ステップＳ１ａで読み取ったブロワ１の吸気温度が１９．４℃、吸気湿度が６２％、吐出圧力を５０ｋＰａの場合には、前記ステップＳ１ａで算出された露点は１８．１７℃であり、ステップＳ１ｂで温度センサ１１より読み込んだ配管１５内の温度が１９．４℃であった場合には、配管１５内での結露が起こらないと判断してステップＳ３を実行する。
【００２４】
一方、前記ステップＳ１ａで読み取ったブロワ１の吸気温度が２３．２℃、吸気湿度が６９％、吐出圧力を５０ｋＰａの場合には、露点は２３．６９℃であり、ステップＳ１ｂで温度センサ１１より読み込んだ配管１５内の温度が２３．２℃であったので、配管内で結露が生じると判断してステップＳ４を実行する。この場合のステップＳ４でのブロワエアとコンプレッサエアの混合比は、ブロワエアの露点が２３．６９℃であるので、水分量は３５９６３ｐｐｍ、コンプレッサエアの露点は、露点計８の値より５℃であったため、水分量は８９６４ｐｐｍであり、エアの露点を配管内温度２３．２℃以下にコントロールするためには、水分量を３４７５５ｐｐｐｍ以下にする必要がある。これより、ブロワエアとコンプレッサエアの混合比は、９２対８となる。
【００２５】
この算出した混合比になるように、ステップＳ５では、コンプレッサ６側の流量制御弁１０と、ブロワ１側のインバータ５で混合比を調整する演算を行い、ブロワにおける露点を制御し、省エネルギーで運転し、所定のエアを設備１３に供給した。ここでは、１ｍ３のエアが必要であったので、コンプレッサエアを０．０８ｍ３になるように、流量制御弁の開度を調整し、ブロワエアが０．９２ｍ３になるようにインバータ５を介してブロワ１の回転数を制御する。
【００２６】
このようにブロワ１のエアをできるだけ使用し、露点を確保しつつ、省エネルギーで設備１３にエアを供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は各種生産工場での省エネルギー化に寄与して、ＣＯ２の削減などに貢献することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１    ブロワ
２    吸気温度を測定する温度センサ
３    吸気湿度を測定する湿度センサ
４    ブロワ１の圧力を測定する圧力センサ
５    インバータ
６    コンプレッサ
７    ドライヤ
８    露点計
９    減圧弁
１０    流量制御弁
１１    配管内の温度センサ
１２    演算部
１３    設備
１４    設備
１５    設備１３へ圧縮エアを供給する配管
【図１】
2011099361.tif 000003
【図２】
2011099361.tif 000004