(57)【要約】【課題】  並列運転された複数のコンプレッサの稼動ばらつきをなくす圧縮空気供給装置を提供する。【解決手段】  １本のメイン配管に樹枝状に複数のコンプレッサを接続する構成をとり、そのメイン配管の圧縮空気の供給側先端と供給側末端との間にバイパス配管を設ける。こうすることで、複数の空気圧縮機を並列に運転した場合において、特定のコンプレッサへの負荷集中が回避される。【選択図】        図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の空気圧縮機を並列に運転して負荷に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置であって、
前記複数の空気圧縮機が接続されたメイン配管と、
前記メイン配管の前記負荷からみた最遠端部より前記圧縮空気の供給側末端部に至るバイパス配管と、
前記供給側末端部に配されたエアータンクとを備えることを特徴とする圧縮空気供給装置。
【請求項２】
前記供給側末端部は、前記エアータンクの下流側であることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気供給装置。
【請求項３】
前記供給側末端部は、前記エアータンクの上流側であることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気供給装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複数の空気圧縮機を並列に運転して、例えば、工場側の負荷に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の製造工場、プラント等において、負荷設備に対して製造等に必要な圧縮空気を供給するための装置を設置し、使用している。圧縮空気の供給制御装置として、例えば、特開２０００−２５７５６６号公報には、各負荷設備で使用される圧縮空気の使用量の変化に応じて、コンプレッサの運転周期を最適化して、各負荷設備に供給する圧縮空気の圧力が一定の範囲から外れないように安定させる圧縮空気供給制御装置が開示されている。
【０００３】
一方、図４は、空気圧縮機（コンプレッサ）を並列運転した場合の従来の圧縮空気供給装置の構成を示している。図４に示す装置は、１本のメイン管９０に対して樹枝状に複数の空気圧縮機９１〜９４を接続してなり、メイン管９０の一端には、レシーバータンク（エアータンク）９５が配されている。そして、レシーバータンク９５から、さらにエアードライヤ９７に配管９６が延び、そのエアードライヤ９７を介して、工場棟内に圧縮空気が引き込まれる構成をとっている。
【０００４】
また、図５は、並列運転している複数の空気圧縮機（コンプレッサ）１０１ａ〜１０１ｎそれぞれに、レシーバータンク（エアータンク）１０３ａ〜１０３ｎを配した、従来の圧縮空気供給装置の構成を示している。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の圧縮空気供給装置では、圧縮空気を使用する負荷側の変動に対処するために、図５に示すようにコンプレッサごとにレシーバータンクを配したり、あるいは、図４に示すように、メイン管のコンプレッサに近い位置にレシーバータンクを設置している。
【０００６】
このような構成をとる従来の圧縮空気供給装置では、空気の流れが一方向である。従って、圧縮空気を使用する工場側から最も離れたコンプレッサ（図４では、空気圧縮機９３）に負荷がかかっていると考えられる。
【０００７】
そこで、上記の接続構成をとる従来の圧縮空気供給装置における、運転中のコンプレッサの電力を測定したところ、図６に示す結果が得られた。すなわち、各コンプレッサ（ｃｏｍ１〜ｃｏｍ４）は、同一の定格電力の装置であるにもかかわらず、運転状態（消費電力）にかなりのばらつきがあることが判明した。
【０００８】
さらには、各コンプレッサの空気吐出量も、圧力と電力の関係から定格（２４ｍ3／４台）に対して、その６３％の１５．２ｍ3／４台であることが判り、従来の接続構成では、各コンプレッサの能力が発揮されていないという問題がある。
【０００９】
本考案は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、並列運転している複数のコンプレッサの稼動のばらつきを抑制する圧縮空気供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本考案に係る圧縮空気供給装置は、複数の空気圧縮機を並列に運転して負荷に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置であって、上記複数の空気圧縮機が接続されたメイン配管と、上記メイン配管の上記負荷からみた最遠端部より上記圧縮空気の供給側末端部に至るバイパス配管と、上記供給側末端部に配されたエアータンクとを備えることを特徴とする。
【００１１】
例えば、上記供給側末端部は、上記エアータンクの下流側であることを特徴とする。また、例えば、上記供給側末端部は、上記エアータンクの上流側であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、並列運転している複数のコンプレッサの稼動ばらつきがなくなり、各コンプレッサの能力発揮の適正化を図ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本考案に係る実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態例に係る圧縮空気供給装置の全体構成を示している。図１に示す圧縮空気供給装置は、１本のメイン管９に対して樹枝状に４台の空気圧縮機（コンプレッサ）１〜４が接続され、メイン管９の一端（下流側）には、レシーバータンク（エアータンク）１５が配されている。このレシーバータンク１５からの配管１６は、エアードライヤ１７に延びており、エアードライヤ１７を介して、負荷側である工場棟２０内に圧縮空気が引き込まれる構成になっている。
【００１４】
さらに、本実施の形態例に係る圧縮空気供給装置では、図１において符号Ａで示す、圧縮空気の供給側先端と、同じく符号Ｂで示す供給側末端との間にバイパス配管１０を設ける。すなわち、圧縮空気供給装置において、負荷に対して圧縮空気を供給するメイン管９の負荷側より見て最遠端の部分から、その負荷側に最も近い位置に配されたコンプレッサ（図１では、コンプレッサ１）の下流側の部分に至るバイパス配管１０を設けている。かかる構成をとることで、圧縮空気供給側の配管はループ状になる。
【００１５】
一般的に配管内を流れる空気量は、管の断面積と流速の積となるため、空気量をＱ（ｍ3／ｓｅｃ）、管の断面積をＡ（ｍ2）、流速をｖ（ｍ／ｓｅｃ）とすると、
Ｑ＝Ａｖ                                              …（１）
で表すことができる。また、配管内のコンプレッサ吐出圧力の抵抗、すなわち圧力損失Δｐは、以下に示すように流速の２乗に比例する。
Δｐ∝（γ／２ｇ）×ｖ2                              …（２）
【００１６】
図２は、図１に示すような接続構成をとる本実施の形態例に係る圧縮空気供給装置において、運転中のコンプレッサの電力を測定した結果を示している。図２から分かるように、図１に示すループ状の接続構成をとった場合、各コンプレッサの運転状態（消費電力）にばらつきがなくなる。これは、上述した従来の圧縮空気供給装置では、空気が一方向に流れる配管構成であったのに対して、本実施の形態例では、バイパス配管構成にして管の断面積を増大したことで、上記の式（１）に示すように配管内での空気の流速が遅くなり、その結果、上記の式（２）より明らかなように、各コンプレッサの圧力損失が減少したものと考えられる。
【００１７】
すなわち、配管をループ状にして空気の流速を遅くすることで、管系内の気圧の低下が分散されて、特定のコンプレッサへの負荷集中がなくなり、結果として、各コンプレッサの稼動のばらつき（消費電力のばらつき）がなくなる。
【００１８】
また、上述した配管構成をとることによって、圧縮空気供給装置の各コンプレッサの出力が向上（全体で約１５％の設備能力向上となった）し、吐出空気量も均一になった。そのため、従来のコンプレッサ４台の並列運転を要する負荷に対して、３台の並列運転で必要な圧縮空気の供給を賄うことができる。よって、図２には、コンプレッサ３台（ｃｏｍ１〜ｃｏｍ３）の並列運転における各コンプレッサの電力の測定結果が示されている。
【００１９】
このように、図２と図６に示す運転状態を比較すると明らかなように、同一の定格電力のコンプレッサであるにもかかわらず、従来は運転状態にばらつきがあったものが、圧縮空気の供給側における配管をループ状にすることによって、コンプレッサ間のばらつきがなくなる。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、１本のメイン管に樹枝状に複数のコンプレッサを接続する構成をとるとともに、圧縮空気の供給側の先端と供給側の末端との間にバイパス配管を設けることで、特定のコンプレッサへの負荷集中がなくなり、結果として、各コンプレッサの稼動状態のばらつきがなくなる。
【００２１】
すなわち、圧縮空気の供給側の配管構成をループ状にすることによって、配管内のコンプレッサの圧力損失が少なくなり、設備の能力バランスがとれることで、負荷側の必要空気量に対して効率的に圧縮空気供給装置の運転が可能になるという効果がある。
【００２２】
本考案は、上述した実施の形態例に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において、以下に述べるような変形が可能である。例えば、圧縮空気供給装置における圧縮空気の供給側の配管構成を、図３に示すような構成としてもよい。
【００２３】
すなわち、圧縮空気供給装置のメイン管３９に、並列運転する４台の空気圧縮機（コンプレッサ）３１〜３４を配し、そのメイン管３９の負荷側より見て最遠端の部分を基点として、負荷側に最も近い位置に配されたコンプレッサ３１の下流側であって、かつ、エアータンク１５の上流側の部分に至るバイパス配管４０を設ける。
【００２４】
圧縮空気の供給側におけるループ状の配管を、図３に示すような構成とすることによっても、複数あるコンプレッサのうち、特定のコンプレッサへの負荷集中がなくなり、各コンプレッサの稼動状態のばらつきがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本考案の実施の形態例に係る圧縮空気供給装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態例に係る圧縮空気供給装置において運転中のコンプレッサの電力を測定した結果を示す図である。
【図３】変形例に係る圧縮空気供給装置における圧縮空気供給側の配管構成を示す図である。
【図４】従来の圧縮空気供給装置の構成を示す図である。
【図５】複数の空気圧縮機それぞれにエアータンクを配した、従来の圧縮空気供給装置の構成を示す図である。
【図６】従来の圧縮空気供給装置における運転中のコンプレッサの電力を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１〜４    空気圧縮機（コンプレッサ）
９    メイン管
１０    バイパス配管
１５    レシーバータンク（エアータンク）
１６    配管
１７    エアードライヤ
２０    工場棟
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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