(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤの何れかのドレン排出口に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブに接続されるドレン量及び圧縮空気量の計量装置であって、
圧縮空気中のドレンを分離除去するために、流入口、該流入口より入気した圧縮空気を下方に向けて旋回流を発生させるデフレクタ、並びに流入口の水平対面に位置する流出口を有する遠心分離器から成る気水分離手段と、該気水分離手段の後段に接続され圧縮空気放出量の積算流量を計量可能とする流量計量手段と、を備え、
前記ドレン排出口から放出されるドレン量及び圧縮空気量が制限された状態で、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を同時に行うことを特徴とするドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機が吐出する圧縮空気による圧縮空気圧回路に接続され、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量を同時計量するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧縮機は、大気を圧縮し圧縮空気を製造する過程において凝縮水たるドレンを発生させる。該ドレンは、圧縮空気圧回路中に接続される機器の故障発生や回路末端から放出されてしまうなどして、用途に有害となる可能性が存する。そのため、圧縮空気圧回路に接続される機器には、ドレンを排出するためのドレン排出口が備えられる。
【０００３】
さらに、前記ドレン排出口には、ドレントラップを備え、何らかの開弁指令によって開弁させることで、ドレンを適宜排出することが一般的である。
【０００４】
ところが、出力が概ね２５０ｋＷ以上の超大型空気圧縮や同９０ｋＷ以上の大型空気圧縮機を備えた圧縮空気圧回路においては、回路に接続される機器が多く、また、それら各々の機器に供される圧縮空気量も多いために、前記ドレントラップが故障した場合の被害は甚大である。
【０００５】
そのため、ドレン発生量が多い前記超大型空気圧縮機や大型空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤのドレン排出口には前記ドレントラップを接続せず、その代わりにオリフィスや中途半端な開弁状態のバルブを接続させることで、ドレンを圧縮空気と共に放出させる構成とすることが一般的である。
【０００６】
ところが、前記構成を採用すると、冬場などで大気が乾燥し且つ低温である場合に、発生するドレン量が少なくなると、前記ドレン排出口からは圧縮空気ばかりが放出されることとなる。
【０００７】
一例を挙げると、０．６９ＭＰａの圧縮空気の場合、４ｍｍのオリフィスからは、理論上およそ１．１６立米／ｍｉｎの無駄な圧縮空気が放出される。
【０００８】
したがって、前記構成を採用した場合は、無駄な圧縮空気の流量がどの程度存しているのかを把握できないために、回路全体の消費流量が許容を超えてしまったり、そのために末端での圧力低下が起る可能性が存するものであった。
【０００９】
さらに、機器より実際に発生するドレン量を計量することは、圧縮空気圧回路に接続されるドレンから油水を分離・除去する油水分離装置の選定を行う際や、ドレンを貯留するためのドレンピットの容量を決める際にも極めて重要である。
【００１０】
そこで、出願人は、特許文献１に係る技術提案に示すように、流量計を前記オリフィスや中途半端な開弁状態のバルブの後段に接続させて流量の測定を試みたが、後述の第一の課題を発見するに至った。
【００１１】
また、出願人は、前記ドレン排出口に内部が大気と同圧となるペール缶を接続するなどしてドレン量の計量を試みたが、後述の第二の課題を発見するに至った。
【００１２】
さらに、出願人は、第一の課題及び第二の課題を発見するのに２回の計量を行ったが、後述の第三の課題を発見するに至った。
【００１３】
前記第一の課題として、特許文献１に係る技術提案である流量計は、ドレンが混じってしまったり、油分やスラッジをはじめとする該ドレンに混入する異物などによって正確に測定できないばかりか、計器故障の可能性があるといった正確性及び信頼性の課題が存するものであった。
【００１４】
前記第二の課題として、特許文献１に係る技術提案である流量計は、ドレン量と無駄な圧縮空気の放出量とを同時に計量可能なものではなかった。したがって、気温及び湿度、回路の脈圧や動作状態、空気圧縮機のロード・アンロードなどによって条件に合わせて刻々と変化するドレン量や無駄な圧縮空気量をそれぞれ別々の時間に計量することとなり、両者の計量時の環境と条件を合致させるために換算的な計算を別途行う必要があり、さらにそれは疑似的なものに過ぎないといった利便性及び正確性に課題が存するものであった。
【００１５】
前記第三の課題として、第一及び第二の課題を発見するに至った方法は、ドレン量及び無駄な圧縮空気量の計量をそれぞれ別途行う必要があって、二度手間であり利便性の課題が存するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−８２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、前記第一乃至第三の課題に鑑み、圧縮空気圧回路におけるドレン量及び無駄な圧縮空気量を計量するための装置の機能性向上を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の課題を解決すため、本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤの何れかのドレン排出口に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブに接続されるドレン量及び圧縮空気量の計量装置であって、圧縮空気中のドレンを分離除去するために、流入口、該流入口より入気した圧縮空気を下方に向けて旋回流を発生させるデフレクタ、並びに流入口の水平対面に位置する流出口を有する遠心分離器から成る気水分離手段と、該気水分離手段の後段に接続され圧縮空気放出量の積算流量を計量可能とする流量計量手段と、を備え、前記ドレン排出口から放出されるドレン量及び圧縮空気量が制限された状態で、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を同時に行う構成を採用する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、第一の効果として、空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤの何れかのドレン排出口に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブより放出されるドレンが入り混じった圧縮空気より、ドレン及びスラッジなどの異物を気水分離手段によって分離・除去した上でドレン量及び圧縮空気放出量の積算流量を計量するため、前記第一の課題であった機器の正確性及び信頼性が向上するという優れた効果を奏するものである。
【００２０】
本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、第二の効果として、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を計量の条件が等しい「同時」に計量可能であり、換算的な計算を別途行う必要がなくなると共に、計量結果が確証ある実測のものとなるため、前記第二の課題であった利便性及び正確性に資するという優れた効果を奏するものである。
【００２１】
本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、第三の効果として、ドレン量及び無駄な圧縮空気の放出量を同時に計量可能であって、利便性が向上するという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置の接続系統図である。
【図２】本発明のドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置が接続される空気圧縮機の接続系統図である。
【図３】本発明のドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置が接続される空気圧回路全体の接続系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明にかかるドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１は、空気圧縮機４に接続されるインタークーラー４ｃもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８に接続されるドレン量及び圧縮空気量の計量装置であって、圧縮空気中のドレンを分離除去するたに、流入口２ｂ、該流入口２ｂより入気した圧縮空気を下方に向けて旋回流を発生させるデフレクタ２ｄ、並びに流入口の水平対面に位置する流出口２ｃを有する遠心分離器から成る気水分離手段２と、該気水分離手段２の後段に接続され圧縮空気放出量の積算流量を計量可能とする流量計量手段３と、を備え、前記ドレン排出口（４ｆ、５ｂ）から放出されるドレン量及び圧縮空気量が制限された状態で、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を同時に行うことを最大の特徴とする。
以下、図面を基に、本発明にかかるドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１の詳細を説明する。
【００２４】
なお、以下に記載の各構成のうち材質、形状及び寸法などは、技術的思想の範囲内で各々適宜変更できることは言うまでもない。
【００２５】
始めに、本発明が備えられる圧縮空気圧回路の構成を説明する。図２及び図３は、本発明に係るドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１に関する接続系統図を示しており、図２は空気圧縮機の接続系統図、図３は空気圧回路全体の接続系統図である。
【００２６】
空気圧縮機４は、吸気口より大気を吸気し、それを圧縮させ、圧縮空気を製造する。空気圧縮機４において圧縮された圧縮空気は、回路中の配管をそれぞれ通過し、その過程で、冷凍式エアドライヤ５で除湿され、エアータンク６に貯留され、末端で種々の機器７に供される。
【００２７】
ここで、空気圧縮機４は、出力が概ね２５０ｋＷ以上の超大型空気圧縮機や同９０ｋＷ以上の大型空気圧縮機などでは、複数の圧縮手段（４ｂ、４ｄ）を備える。第一圧縮手段によって圧縮熱を帯びた空気は、インタークーラー４ｃによって一次冷却され、第二圧縮手段４ｄの圧縮効率を向上させる。第二圧縮手段４ｄでさらに圧縮された空気は、アフタークーラー４ｅによって圧縮工程で帯びた圧縮熱が予冷され、後段の冷凍式エアドライヤ５の冷却効率を向上させる。
【００２８】
空気圧縮機４のインタークーラー４ｃ及びアフタークーラー４ｅ、冷凍式エアドライヤ５、エアータンク６並びに機器７には、当該箇所で発生するドレンを排出するためのドレン排出口（４ｆ、５ｂ、６ｂ、７ｂ）が備えられている。
【００２９】
ところで、前記ドレンには多くの油分が含まれることが多く、前記ドレン排出口（４ｆ、５ｂ、６ｂ、７ｂ）より排出されたドレンは、最終的に油水分離装置１１を通過することで油分を分離・除去され、回路外へ排出される。
【００３０】
ここで、出力が概ね９０ｋＷ以上の大型空気圧縮機及び超大型空気圧縮機における空気圧縮機４が接続される圧縮空気圧回路においては、インタークラー４ｂもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）にオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８が備えられ、圧縮空気の流量を制限した状態でドレンを無駄な圧縮空気と共に放出し、放出されたドレンはドレンピット１０に一時的に貯留された後、ポンプなどで汲み上げて油水分離装置１１へ送る構成態様が一般的である。
【００３１】
さらにここで、エアータンク６や機器７において発生するドレンは、ドレン排出口（６ｂ、７ｂ）にドレン排出弁であるドレントラップ９を接続し、何らかの開弁指令によって油水分離装置１１に向かって配管を通じて圧送する構成態様が一般的である。
【００３２】
次に、本発明にかかるドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１の構成について説明する。図１は、本発明に係るドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１の接続系統図である。
【００３３】
出力が概ね９０ｋＷ以上の大型空気圧縮機及び超大型空気圧縮機における空気圧縮機４が接続される圧縮空気圧回路においては、インタークラー４ｂもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）にオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８を備え、圧縮空気の流量を制限した状態でドレンを無駄な圧縮空気と共に放出・排出することが一般的である。
【００３４】
ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１の主要な構成としては、圧縮空気中のドレンを分離除去するための遠心分離器から成る気水分離手段２と、該気水分離手段２の後段に接続され圧縮空気放出量の積算流量が計量可能である流量計量手段３と、を備えた構成となっており、空気圧縮機４が接続されるインタークラー４ｂもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８に接続されることとなる。そして、前記ドレン排出口から放出されるドレン量及び圧縮空気量が制限された状態で、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を同時に行う装置として機能する。
【００３５】
気水分離手段２は、インタークラー４ｂもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８の後段に接続され、流入口２ｂ、流出口２ｃ、デフレクタ２ｄ、ドレン排出口２ｅをそれぞれ備える。
【００３６】
気水分離手段２は、流入口２ｂより無駄な圧縮空気及びドレンを流入させ、デフレクタ２ｄによって無駄な圧縮空気に旋回流を発生させ、遠心分離の原理でドレン又はスラッジもしくは油滴などの異物を分離・除去し、内部にそれらを貯留させ、流出口２ｃより後段の流量計量手段３へ無駄な圧縮空気を送り込む。貯留したドレンは、試験終了時にドレン排出口２ｅに接続されるバルブなどを開弁することで、その量を容易に計量可能となっている。
【００３７】
気水分離手段２を備える第一の目的は、インタークラー４ｂもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５の何れかのドレン排出口（４ｆ、５ｂ）に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８より放出される無駄な圧縮空気中に存するドレンや油分・スラッジなどの異物を分離・除去した上で流量計量手段３によって無駄な圧縮空気の流量を計量するためである。
【００３８】
気水分離手段２を備える第二の目的は、ドレン量と無駄な圧縮空気をそれぞれ別の時間に計量することには後述の問題が存するため、同装置内においてドレンと無駄な圧縮空気を分離した後に、両者を同時に計量するためである。
【００３９】
例えば、圧縮空気やドレンはそれらの温度が増加すると体積流量も増加する。前記ドレン排出口（４ｆ、５ｂ）より排出される無駄な圧縮空気及びドレンは、ほぼ同温である。ところが、計量する時間が変わってしまうと、ドレン及び無駄な圧縮空気の温度やその他の条件が変化してしまう可能性が存するため、両者を疑似的に同条件な状態に換算する計算を行うなどしないと、両者同条件の放出量を計量できないという問題が存する。
【００４０】
気水分離手段２を備える第三の目的は、ドレンと無駄な圧縮空気とをそれぞれ別の時間に計量することはそもそも無駄であり、同装置内においてドレンと無駄な圧縮空気を分離した後に両者を同時に計量することで、それぞれ別の時間に計量するのに比し、１回分の計量行為を省けるという利便が存するためである。
【００４１】
気水分離手段２を構成する遠心分離器は、遠心分離の原理で気水を分離できる分離器であり、概ね図１に図示する態様であれば、その具体的構造の細部について特に限定はないが、本体内にある程度のドレンを貯留可能な構造を備えることがより好ましい。
【００４２】
なお、気水分離手段２として遠心分離の原理によらない紙製、樹脂製、又は活性炭製などのフィルターエレメントを有するいわゆるエアフィルタを採用した場合には、圧力損失が大きかったりドレンが該フィルターエレメントに付着してしまうなどして、無駄な圧縮空気量及びドレン量をそれぞれ正しく計量できない可能性が存するため、本発明の目的においては採用されるべきではない。
【００４３】
さらに、気水分離手段２を構成する遠心分離器は、遠心分離の原理で気水を分離可能であるため、圧力損失も前記エアフィルタに比べると１／１０以下程度であることが一般的であり、且つ、ドレンの付着も問題にならない。また、遠心分離の原理で気水を分離可能な分離器は、気水の分離効率については９８％以上のものが一般的であり、スラッジや油滴などの異物も遠心分離の原理によって分離・除去可能である。
【００４４】
流量計量手段３は、気水分離手段２の後段に接続され、無駄な圧縮空気の積算流量を計量する目的で備えられる。
【００４５】
ここで、流量計量手段３は、積算流量がどの程度存するか計量可能なものであって、且つ対象とする流体が圧縮空気用であれば、その具体的構造については特に限定するものではない。
【００４６】
次に、本発明に係るドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１の動作について説明する。
【００４７】
本発明に係るドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置１は、空気圧縮機４に接続されるインタークーラー４ｃもしくはアフタークーラー４ｅ又は冷凍式エアドライヤ５のドレン排出口（４ｆ、５ｂ）に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８に接続される。
【００４８】
オリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８は、無駄な圧縮空気の流量を制限された状態で、ドレン及び無駄な圧縮空気をそれぞれ放出する。
【００４９】
オリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８を通過したドレン及び無駄な圧縮空気は、まず、気水分離手段２に流入する。該気水分離手段２は、ドレンを分離させると共にスラッジや油滴などの異物も分離・除去し、ドレンは気水分離手段２の内部に貯留され、ドレンや異物が分離・除去された後の圧縮空気は流量計量手段３へ送り込まれる。
【００５０】
流量計量手段３は、気水分離手段２を通過することでドレンや異物が分離・除去された無駄な圧縮空気の放出量を積算計量する。
【００５１】
ここで、例えば、１分間当たりのドレン量と無駄な圧縮空気量とを計量したい場合については、計量開始1分後にオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ８を閉鎖するなどしてから、気水分離手段２の内部に貯留したドレン量を計量すると共に、流量計量手段３の示した圧縮空気の積算流量を確認すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる「ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置」は、「発明の効果」記載のとおり、多くの優れた効果を奏するものであって、空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤの何れかのドレン排出口に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブに接続されるドレン量及び圧縮空気量の計量装置として、多くの場面で利用可能である。したがって、本発明の産業上の利用可能性は大であると思料する。
【符号の説明】
【００５３】
１    ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の同時計量装置
２    気水分離手段
２ｂ  流入口
２ｃ  流出口
２ｄ  デフレクタ
２ｅ  ドレン排出口
３    流量計量手段
４    空気圧縮機
４ｂ  第一圧縮手段
４ｃ  インタークーラー
４ｄ  第二圧縮手段
４ｅ  アフタークーラー
４ｆ  ドレン排出口
５    冷凍式エアドライヤ
５ｂ  ドレン排出口
６    エアータンク
６ｂ  ドレン排出口
７    機器
７ｂ  ドレン排出口
８    オリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブ
９    ドレントラップ
１０    ドレンピット
１１    油水分離装置
【要約】      （修正有）【課題】空気圧縮機に接続されるインタークーラーもしくはアフタークーラー又は冷凍式エアドライヤの何れかのドレン排出口に備えられたオリフィスもしくは中途半端な開弁状態のバルブに接続されるドレン量及び圧縮空気量を計量するための装置を提供する。【解決手段】圧縮空気中のドレンを分離除去するための遠心分離器から成る気水分離手段２と、気水分離手段２の後段に接続され圧縮空気放出量の積算流量を計量可能な流量計量手段３と、を備え、ドレン排出口４ｆから放出されるドレン量及び圧縮空気量が制限された状態で、ドレン量及び無駄な圧縮空気放出量の計量を同時に行う。【選択図】図１【図１】
0005810393.tif 000002
【図２】
0005810393.tif 000003
【図３】
0005810393.tif 000004