(57)【要約】【課題】圧縮空気へのドレン混入の原因を取り除く処置を迅速になすことを可能とした圧縮空気供給システムの提供。【解決手段】空気圧縮機１とこの空気圧縮機で生成される圧縮空気中の湿分を除去するドライヤ２を備え、ドライヤで湿分が除去された圧縮空気を圧縮空気消費機器５に供給するようになっている圧縮空気供給システムにおいて、ドライヤの下流側でかつ圧縮空気消費機器の上流側の部位に、圧縮空気への混入ドレンを検知するドレン検知器３を設け、このドレン検知器が圧縮空気中に混入ドレンを検知した場合には、警報を発したり、空気圧縮機の作動を停止させたりできるようにしている。【選択図】        図１
2005140028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機とこの空気圧縮機で生成される圧縮空気中の湿分を除去するドライヤを備え、前記ドライヤで湿分が除去された圧縮空気を圧縮空気消費機器に供給するようになっている圧縮空気供給システムにおいて、
前記ドライヤの下流側でかつ前記圧縮空気消費機器の上流側の部位に、前記圧縮空気に混入したドレンを検知するドレン検知器を設け、前記ドレン検知器が前記圧縮空気中にドレンを検知した場合には、警報を発したり、前記空気圧縮機の作動を停止させたりできるようにされていることを特徴とする圧縮空気供給システム。
【請求項２】
前記ドレン検知器は、流入させた圧縮空気に旋回流を形成させ、この旋回流による遠心分離で前記圧縮空気からドレンを分離する旋回部、前記旋回部で分離されたドレンを溜めるドレン溜り、および前記ドレン溜りに設けられたドレンセンサを備えてなる請求項１に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項３】
前記ドライヤのドレン排出部に、ドレン排出の不良状態を検知して不良状態信号を発生することのできるようにしたドレントラップを設けた請求項１または請求項２に記載の圧縮空気供給システム。
【請求項４】
前記ドレントラップは、ドレンを貯留するドレンポット、前記ドレンポットに貯留のドレンの水位が検知水位に達したらそれを検知するドレンセンサ、および前記ドレンセンサによる前記検知に応じて弁開となって前記ドレンポットに貯留のドレンを排出する電磁弁を備え、そして前記貯留ドレンの排出がなされてから基準時間経前に前記ドレンポットで前記検知水位までドレンが貯留する状態の場合に前記ドレンセンサが前記不良状態信号を発生するようにされている請求項３に記載の圧縮空気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気供給システムに関し、特に空気圧縮機で生成される圧縮空気中の湿分を除去するドライヤを備えた圧縮空気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気を消費する機器には圧縮空気中の湿分を嫌う機器が少なくない。そのような圧縮空気消費機器に圧縮空気を供給するシステムでは、空気圧縮機で生成した圧縮空気中から湿分を除去するためのドライヤを備え、このドライヤで乾燥させて乾燥圧縮空気を得るようにしている（例えば特許文献１〜特許文献３など）。そのドライヤは、エアクーラ部やプレクーラ部が設けられた熱交換器を有し、この熱交換器で圧縮空気を冷却して湿分を凝縮させることで圧縮空気中から湿分を除去するようになっている。またドライヤは、圧縮空気の流出を防ぐためにトラップ構造とされたドレン排出部を有し、圧縮空気から除去した湿分によるドレンをこのドレン排出部から排出するようになっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０５６８号公報
【特許文献２】特開２０００−７３９５３号公報
【特許文献３】特開平２００３−１７６７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにドライヤを設けて乾燥圧縮空気を生成させる圧縮空気供給システムでは乾燥圧縮空気にドレンが混入する現象を招くことがある。例えば経年の使用でドレン排出部の配管が詰まったり、トラップ構造部が故障したりすることにより、エアクーラ部にドレンが過剰に滞留し、このドレンの過剰滞留で圧縮空気にドレンの混入を生じる。また圧縮空気供給システムの圧力状態が過剰に低圧力になって圧縮空気が異常に高速で流れた場合に、その高速な圧縮空気がドライヤのドレンを巻き込むことでも乾燥圧縮空気へのドレンの混入を生じる。さらに、ドライヤの除湿能力が低下し、乾燥圧縮空気の湿度が所定以下に下がらない場合に、ドライヤの下流で圧縮空気中の湿分が凝縮してドレンとなり、これによりドレンの混入を生じる。そしてこのような圧縮空気へのドレンの混入を生じると、そのドレンが圧縮空気消費機器に侵入して大きな障害を招くようなことになる場合がある。
【０００５】
圧縮空気へのドレンの混入については、プレクーラ部やエアクーラ部の出口側に水滴分離用のセパレータを設けて対処する技術が知られている（特許文献１）。また特許文献２には、ドライヤの下流に中空糸エアドライヤを設けることで圧縮空気の乾燥度をさらに高めるようにした技術が開示されている。この技術は必ずしもドレン混入問題へ対処を意図したものではないが、結果的にドレン混入問題への対処にもなり得る。これらの従来技術は、ドライヤでの圧縮空気へのドレン混入問題に対してそれなりに有効である。しかしこれは、圧縮空気に混入のドレンをセパレータや中空糸エアドライヤにより除去するだけであり、いわば対処療法的なものととどまっている。
【０００６】
上記のように、ドライヤでの圧縮空気へのドレン混入はドライヤでの不具合発生や圧縮空気供給システムにおける圧力状態の異常などを主な原因として生じる。したがってこれらの原因を取り除く処置を迅速になせるようにすることがドレン混入問題へのもっとも有効な対処である。
【０００７】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、圧縮空気へのドレン混入の原因を取り除く処置を迅速になすことを可能とした圧縮空気供給システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的のために本発明では、空気圧縮機とこの空気圧縮機で生成される圧縮空気中の湿分を除去するドライヤを備え、前記ドライヤで湿分が除去された圧縮空気を圧縮空気消費機器に供給するようになっている圧縮空気供給システムにおいて、前記ドライヤの下流側でかつ前記圧縮空気消費機器の上流側の部位に、前記圧縮空気に混入したドレンを検知するドレン検知器を設け、前記ドレン検知器が前記圧縮空気中にドレンを検知した場合には、警報を発したり、前記空気圧縮機の作動を停止させたりできるようにされていることを特徴としている。
【０００９】
また本発明では、上記のような圧縮空気供給システムについて、流入させた圧縮空気に旋回流を形成させ、この旋回流による遠心分離で前記圧縮空気からドレンを分離する旋回部、前記旋回部で分離されたドレンを溜めるドレン溜り、および前記ドレン溜りに設けられたドレンセンサを備えた構造のドレン検知器を用いるものとしている。
【００１０】
また本発明では、上記のような圧縮空気供給システムについて、前記ドライヤのドレン排出部に、ドレン排出の不良状態を検知して不良状態信号を発生することのできるようにしたドレントラップを設けるものとしている。
【００１１】
また本発明では、上記のような圧縮空気供給システムについて、前記ドレントラップは、ドレンを貯留するドレンポット、前記ドレンポットに貯留のドレンの水位が検知水位に達したらそれを検知するドレンセンサ、および前記ドレンセンサによる前記検知に応じて弁開となって前記ドレンポットに貯留のドレンを排出する電磁弁を備えてなるものとし、そして前記貯留ドレンの排出がなされてから基準時間経前に前記ドレンポットで前記検知水位までドレンが貯留する状態の場合に前記ドレンセンサが前記不良状態信号を発生するようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ドレン検知器を設け、ドライヤからの圧縮空気中に混入のドレンを検知できるようにし、混入ドレンを検知した場合には空気圧縮機の作動を停止させたり、警報を発したりすることができるようにしている。このため圧縮空気供給システムの管理者などに乾燥圧縮空気へのドレン混入を素早く知らせることができる。そしてこのことにより、乾燥圧縮空気へのドレン混入の原因を取り除く処置を迅速になすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に一実施形態による圧縮空気供給システムの構成を模式化して示す。圧縮空気供給システムは、圧縮空気を生成する空気圧縮機１、圧縮空気の湿分を除去して乾燥圧縮空気を生成するドライヤ２、およびドライヤ２の下流で乾燥圧縮空気中に混入のドレンを検知するドレン検知器３がそれぞれ圧縮空気配管４で接続された構成とされ、その圧縮空気を圧縮空気消費機器５に供給するようになっている。また圧縮空気供給システムには、空気圧縮機１の作動を制御する制御装置６が設けられるとともに、この制御装置６に警報器７が接続されている。なお、図中の矢印線は、後述する各種信号の伝達関係を示しており、ブロック矢印は圧縮空気の流れを示している。
【００１４】
図２に示すのはドライヤ２の具体的な構造の例である。ドライヤ２は熱交換機１１を有している。その熱交換機１１には、冷凍サイクル１２から冷媒配管１３を通して循環供給される低温の冷媒との熱交換で圧縮空気Ａを冷却・除湿して乾燥圧縮空気Ａｄを生成させるエアクーラ部１４と、エアクーラ部１４で生成の乾燥圧縮空気Ａｄとの熱交換によりエアクーラ部１４の前段で圧縮空気Ａを予冷するプレクーラ部１５が設けられている。
【００１５】
空気圧縮機１で生成されて多量の湿分を含んでいる圧縮空気Ａは熱交換機１１に流入し、まずプレクーラ部１５で予冷を受け、それからエアクーラ部１４での冷却により湿分を凝縮させることで除湿されて乾燥圧縮空気Ａｄとなる。そして乾燥圧縮空気Ａｄは、ドライヤ出口１６から下流に向けて吐出される。この間にエアクーラ部１４では湿分の凝縮によりドレンＤが発生する。発生したドレンＤは、エアクーラ部１４の底部に落下してドレン排出部１７に向けて流下し、そこから排出される。ドレン排出部１７には、ドレン配管１８とドレントラップ１９が設けられている。ドレントラップ１９は、圧縮空気がドレン排出部１７から流出するのを防ぐためのトラップ構造をドレン排出部１７に与える。このドレントラップ１９については後述する。
【００１６】
このようなドライヤ２においては、ドレン配管１８が経年的な汚れで詰まってドレンの排出不良となることがある。また、オートドレントラップ１９が汚れなどによって動作不良を起し、それによりドレン排出不良となることもある。このようなドレン排出不良を招くと、熱交換器２の内部にドレンＤが過剰に溜まり、場合によってはドライヤ出口１６からドレンＤが溢れ出すような事態となることもあり、そうなると乾燥圧縮空気にドレンが混入することになる。またドレンの排出は正常であっても、圧縮空気供給システムの圧力状態が過剰に低圧力になって圧縮空気が異常に高速で流れるような場合には、その高速な圧縮空気が熱交換器２内のドレンを巻き込むことでも乾燥圧縮空気へのドレンの混入を生じる。さらに、ドライヤ２は経年の使用でその除湿能力が低下することもあるが、そのような場合には乾燥圧縮空気の湿度が所定以下に下がらず、ドライヤ２の下流で圧縮空気中の湿分が凝縮してドレンとなり、このドレンが混入する場合もある。そしてこうした乾燥圧縮空気へのドレンの混入を生じると、そのドレンが圧縮空気消費機器５に侵入して大きな障害を招くようなことになる場合がある。
【００１７】
ドレン検知器３は、このような乾燥圧縮空気へのドレン混入に対処するために設けられている。すなわちドレン検知器３は、ドライヤ２の下流でかつ圧縮空気消費機器５の上流となる部位で圧縮空気配管４に接続して設けられおり、圧縮空気消費機器５に供給される乾燥圧縮空気中の混入ドレンを検知する。そしてその検知をなした場合にはドレン検知信号を制御装置６へ出力する。ドレン検知器３からのドレン検知信号を受けた制御装置６は、空気圧縮機１の作動を停止させたり、警報器７に警報を発生させたりする。この空気圧縮機１の作動停止や警報器７の警報発生は、圧縮空気供給システムの使用者が必要に応じて適宜に設定して使い分けることができるようにされている。例えば圧縮空気消費機器５として極端に水分を嫌う機器を稼動させている場合には空気圧縮機１の作動停止と警報発生をなし、そうでない場合には警報の発生だけにするといった使い分けをする。
【００１８】
本実施形態ではこのようなドレン検知器３に、圧縮空気中からドレンを分離して除去するドレン除去機能も与えている。図３に示すのは、ドレン除去機能を有したドレン検知器３の構造例である。このドレン検知器３は、圧縮空気流入路２１、圧縮空気流出路２２、旋回部２３、ドレン溜り２４、およびドレンセンサ２５を備えてなり、そのドレンセンサ２５には信号出力用ケーブル２６が接続されている。圧縮空気流入路２１は図１の圧縮空気配管４に接続されており、ここからドレン２からの乾燥圧縮空気Ａｄが流入する。この圧縮空気流入口２１は、円筒状に形成の旋回部２３の内面に沿って乾燥圧縮空気Ａｄを旋回部２３に流入させることができるようにしたパイプ構造に形成されている。したがって旋回部２３に流入した乾燥圧縮空気Ａｄはそこで旋回流ＲＦを形成する。そしてこの旋回流ＲＦによる遠心分離作用で乾燥圧縮空気からそこに混入のドレンＤが分離・除去される。ドレンＤの分離を受けた乾燥圧縮空気Ａｄは、パイプ構造に形成されてその一端部を旋回部２３の中心部に臨ませるように設けられている圧縮空気流出路２２を通って流下する。
【００１９】
乾燥圧縮空気Ａｄから分離・除去されたドレンＤは、旋回部２３の下方に設けられているドレン溜り２４に落下して溜まり、その量が一定以上になるとドレン溜り２４に設置のドレンセンサ２５により検知される。図の例のドレンセンサ２５は、フロート式であり、フロート２５ｆを有している。すなわちドレン溜り２４におけるドレンＤの貯留量に応じてフロート２５ｆが上昇して感知部２５ｓに触れる状態になると、ドレン検知となり、ドレン検知信号が信号出力用ケーブル２６を通じて図１の制御装置６へ出力される。ここで、ドレンセンサとしてはフロート式の他に、例えば熱線抵抗式などを用いることもできる。
【００２０】
以上のように、ドレン検知器３を設け、ドライヤ２からの乾燥圧縮空気中に混入のドレンを検知できるようにし、ドレン検知器３がドレンを検知した場合には空気圧縮機１の作動を停止させたり、警報を発したりすることができるようにしたことにより、圧縮空気供給システムの管理者などに乾燥圧縮空気へのドレン混入を素早く知らせることができる。そしてこのことにより、乾燥圧縮空気へのドレン混入の原因を取り除く処置を迅速になすことが可能となる。
【００２１】
本実施形態では、以上のようにドレン検知器３により乾燥圧縮空気へのドレン混入を検知することでドレン混入問題に対処するのに加えて、ドライヤ２のドレン排出部１７におけるドレントラップ１９にもドレン排出部１７のドレン排出不良状態を検知する構造を与えている。図４にそのようなドレントラップ１９の構造例を示す。ドレントラップ（オートドレントラップ）１９は、円筒状に形成されたドレンポット３１、ドレンセンサ３２、および電磁弁３３を備えており、そのドレンセンサ３２には信号出力用ケーブル３４が接続されている。
【００２２】
このドレントラップ１９は、ドレン配管１８の途中に直列の状態で接続されおり、ドレン配管１８を流下してくるドレンＤがドレンポット３１に流入し、そこに溜まる。そしてその貯留量が検知水位になると、ドレンセンサ３２の感知部３２ｓがそれを感知して電磁弁３３を開く。電磁弁３３が開くと、ドレンポット３１に貯留のドレンＤが一挙に流下して貯留ドレン排出がなされる。この貯留ドレン排出が正常になされると、基準時間ｔ以上経なければ検知水位まで溜まることはない。しかしドレントラップ１９やドレン配管１８に排出不良があって貯留ドレンが残留するようなことがあると、基準時間ｔよりも短い時間で検知水位まで貯留ドレンが溜まる状態になる。そこでこのような場合にはドレンセンサ３２にドレン排出不良状態信号を出力させる。このドレン排出不良状態信号は信号出力用ケーブル３４を介して制御装置６へ出力される。ドレン検知器３からのドレン排出不良状態信号を受けた制御装置６は、ドレン検知器３からのドレン検知信号を受けた場合と同様に、空気圧縮機１の作動を停止させたり、警報器７に警報を発生させたりする。
【００２３】
このように、ドレントラップ１９においてドレン排出不良状態を検知できるようにしたことにより、ドレン混入の大きな原因であるドレン排出不良をいち早く検知でき、それへの対応をより迅速に行えるようになる。またこのようなドレントラップ１９におけるドレン排出不良状態検知とドレン検知器３による圧縮空気へのドレン混入の検知、さらにはドレン検知器３におけるドレン分離・除去機能を組み合わせることにより、圧縮空気へのドレン混入問題に対して、より一層有効に対処することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、圧縮空気供給システムの管理者などに乾燥圧縮空気へのドレン混入を素早く知らせることができ、このことにより、乾燥圧縮空気へのドレン混入の原因を取り除く処置を迅速になすことが可能となる。したがって本発明、圧縮空気を利用する産業分野に有用なものとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態による圧縮空気供給システムの構成を模式化して示す図である。
【図２】ドライヤの具体的な構造の例を示す図である。
【図３】ドレン検知器の具体的な構造の例を示す図である。
【図４】ドレントラップの具体的な構造の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    空気圧縮機
２    ドライヤ
３    ドレン検知器
５    圧縮空気消費機器
１９    ドレントラップ
２３    旋回部
２４    ドレン溜り
２５    ドレンセンサ
３１    ドレンポット
３２    ドレンセンサ
３３    電磁弁
Ａ    圧縮空気
Ｄ    ドレン
【図１】
2005140028.tif 000003
【図２】
2005140028.tif 000004
【図３】
2005140028.tif 000005
【図４】
2005140028.tif 000006