(57)【要約】【課題】 加温のための電源等のエネルギー源を必要とせず、装置を小型化し費用を節約できる凍結防止機能付ドレン排出装置を提供する。【解決手段】  電磁式ドレントラップを備えたドレン排出装置において、ドレン排出装置に温度センサーを設置し、該温度センサーの検知温度がドレン配管中に溜まったドレン水が凍結する２℃以下となったときにドレントラップを作動させて強制的に排水する。前記温度センサーの検知温度がドレン水凍結温度を超えるまで３０秒間隔で凍結防止運転を行う。 【選択図】  図１
2005042823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁式ドレントラップを備えたドレン排出装置において、ドレン排出装置に温度センサーを設置し、該温度センサーの検知温度がドレン配管中に溜まったドレン水が凍結する温度となる前にドレン水を強制的に排水し、前記温度センサーの検知温度がドレン水凍結温度を超えるまで短い間隔で間欠運転を行うことを特徴とするドレン排出装置。
【請求項２】
前記温度センサーの検知温度が前記ドレン水凍結温度以上で所定温度以下のときは、該所定温度以上のときよりも長い間隔で間欠運転を行うことを特徴とする請求項１記載のドレン排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧配管からドレンを除去するためのドレン排出装置に関し、特に電磁式ドレントラップを有するドレン排出装置の凍結防止技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁式ドレントラップを備えたドレン排出装置は、空気圧配管の内部で圧縮空気から分離したドレンを所定のタイミングで外部に排出するために用いられる。電磁弁の開閉方法としては、電磁タイマーにより一定間隔で弁を開閉するもののほか、フロートスイッチでドレンの量を検知し弁を開閉するもの、開閉弁をパイロット式２方向電磁弁としたもの等が従来より知られている。
【０００３】
実公昭５８−１５７３６号公報記載の考案は、パイロット式２方向電磁弁を採用したドレントラップにおいて、１次側の高圧配管から弁本体の背後の圧力作用室へ通じる流体通路にフィルタを介装してパイロット流体中の異物や液体を除去し、電磁弁の異常を防ぐ技術を開示している。
【特許文献１】実公昭５８−１５７３６号公報
【０００４】
このようなドレン排出装置においては、装置内部のドレン水が凍結することによっても電磁弁の異常を起こすことがあるので、寒冷地ではドレン水を凍結を防ぐための対策を講じる必要がある。例えば特開２００２−５３８７号記載の発明は、パイロット式２位置切換弁を採用したドレントラップにおいて水分離器及び油分離器の底のドレンを一個のドレン弁で除去するようにしたものであるが、その段落番号００２７において、ケーシング内部に電気式のヒータを挿入して低温期等にドレン流路内の水を加熱し、内部の水が凍結しないようにする技術を開示している。
【特許文献２】特開２００２−５３８７号公報
【０００５】
また、同様にドレン水の凍結を防止するため、排出装置の一部分をケースにより覆い、ケース面にヒーターを貼り付けて加温することでケース内の温度を上昇させドレン水の凍結を防止する構造のものや、同様にケース内に発熱体（電球等）を入れ、加温することによりドレン水の凍結を防止する等、様々な対策が行われていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように凍結防止のためドレン配管や排出装置の電磁弁本体部分をヒーター等の専用の発熱体により加温する方法では、加温のために電源等のエネルギー源を必要とし、内部にドレン水がないときでも外気温度（ドレン水温度）に応じて通電していたので、エネルギー効率が悪いという問題があった。
【０００７】
装置の構成上も、従来のものではドレントラップとは別に発熱体が必要であり、そのために専用の設置スペースを必要とするほか、発熱体の利用は火災の危険があり安全装置等を設置する必要があるなど、装置を大型化させコストの増加を招く問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本出願の請求項１記載の発明では、上記の課題を解決するため、電磁式ドレントラップを備えたドレン排出装置においてドレン排出装置に温度センサーを設置し、該温度センサーの検知温度がドレン配管中に溜まったドレン水が凍結する温度となる前にドレン水を強制的に排水する。温度センサーは、配線作業等の工程を不要とし構成を簡略化するため、制御基板上に設置することが好ましい。
【０００９】
この発明はまた、前記温度センサーの検知温度がドレン水凍結温度以上になるまで短い間隔で間欠運転を行う。タイマー式のドレントラップにおいてはタイマーの設定により動作間隔が凍結時間を超える場合があるので、低温時には短い動作間隔の凍結防止運転を行う機能を付加したものである。外気温度２℃以下が連続して続いた場合はドレン配管内のドレン水はある一定時間後（例えば１分）に凍結するから、安全を考慮して、例えば３０秒程度の動作間隔を設定する。
【００１０】
本出願の請求項２記載の発明では、さらに前記温度センサーの検知温度が前記ドレン水凍結温度以上で所定温度（好ましくは１０℃）以下のときは、該所定温度以上のときよりも長い間隔で間欠運転を行う機能を加えている。温度が低いときはドレンの発生量が少ないから、ドレントラップの動作頻度を下げてエネルギー消費の節約を図ったものである。ドレンの発生量が多い夏季はこの機能を停止することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では検知された温度が凍結温度以下になる前に事前に温度検知を行い、ドレン配管中に溜まったドレン水が外気温度で凍結する前にドレン水を強制的に排水するドレン排水機能を付加したことで、発熱体を用いずに装置内部におけるドレン水の凍結を防止するものである。
【００１２】
試算では、発熱体の消費電力を３５Ｗ、タイマー式ドレントラップ（動作間隔１分）の消費電力を８Ｗとした場合、発熱体を使用する場合の消費電力は、発熱体とドレントラップの消費電力の和（４３Ｗ）であり、下記実施例１のオートドレントラップの消費電力はドレントラップ（動作間隔３０秒）の消費電力８Ｗ×２＝１６Ｗであるから、その省エネ率は６３％に達する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して以下に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明のドレン排出装置の内部を２次側より見た図であり、図２はドレン配管中心軸を含む縦断面図である。図において１はドレン排出装置、２は高圧側ドレン管、３は低圧側ドレン管、４は電磁式ドレントラップを示す。
【００１５】
電磁式ドレントラップ４の内部では、低圧側ドレン管３の先端が上向きに開口して弁座５を形成し、それに対して接離する主弁体６が上方に設けられ、高圧側と低圧側の仕切を形成している。主弁体６の上方には主流路と遮断された圧力室７が設けられ、圧力室７と主流路の圧力差により主弁体６が弁座５から接離して高圧側ドレン管２と低圧側ドレン管３を連通または遮断させる。
【００１６】
圧力室７内にはまたパイロット通路８を経て低圧側ドレン管３の側部に連通するパイロット弁座９が上向きに開口している。そして上方の円筒形コイル１０内で出没するパイロット弁１１の下端が前記パイロット弁座９と接離して、圧力室７内の圧力を高圧側と低圧側に切換え、主弁体６を動作させる。
【００１７】
筒体１２には高圧側ドレン管２に連通する円筒形流路１３が設けられ、その内部には円筒形のフィルタ１４が装填されて円筒形流路１３の上部に高圧側ドレン管２からの異物が進入するのを防いでいる。円筒形流路１３の上端からはパイロット弁１１の側部を経て圧力室７に到る固定絞り流路１５が設けられ、圧力室７内の圧力を徐々に高圧側へ引き寄せる作用をする。
【００１８】
円筒形コイル１０を制御する制御回路及び電磁タイマーを含む制御基板１６がドレン排出装置１と一体に設けられている。制御回路は排水インターバルに従って円筒形コイル１０を間欠的に付勢して、パイロット弁１１を開放して圧力室７内を低圧とし、さらに主弁体６を開放させて高圧側ドレン管２と低圧側ドレン管３を連通させる。そして固定絞り流路１５の作用により圧力室７内の圧力が徐々に上昇して主弁体６を閉成させるまで、空気圧機器内の圧縮空気の作用により上流側のドレン水を下流へ強制的に排出させる。
【００１９】
制御基板１６上で外気の循環可能な位置にはまた温度センサー１７が設けられており、外気温度を測定して出力を制御回路に入力する。図３は温度とドレン発生量、ドレントラップ動作間隔の関係を表すグラフである。右下がりの線はドレン発生量にみあうインターバル、折れ線はドレントラップの動作間隔を示す。処理空気量及び弁作動毎のドレン排出量を一定とした場合、外気温度が高いほど取入空気に含まれる水分量が多くなりドレンの発生量も増える関係にあるから、通常運転時は、外気温度が１０℃以上のときは動作間隔を５分とし、１０℃以下のときは２倍の１０分にするというように、所定温度で動作間隔を切り替えることにより、運転頻度を最適化してエネルギーの消費を減らす。また、動作間隔はそのままとし、１回当たりの開放時間を変化させて能力を制御することもできる。その場合は、例えば１０℃以上のときは開放時間を５秒とし、１０℃以上のときは開放時間を３秒とする。また、動作間隔又は開放時間を一定温度で切換えるのではなく、連続的に変化させることもできる。
【００２０】
そして、外気温度が下がり２℃以下となったことを温度センサー１７が検知すると、制御回路がドレントラップを通常運転から凍結防止運転に切り替える。外気温度２℃以下が連続して続いた場合は配管内のドレン水は１分程度で凍結するから、凍結防止運転中は図４のタイムチャートに示されるように排水インターバルを３０秒程度とし、ドレン配管内のドレン水を強制的に排出する。ドレントラップは前記の機構により一定時間開放された後閉じるが、３０秒以内に再び開放されるから、配管内でドレン水が凍結することはない。外気温度が２℃以上になったときは再び通常運転に復帰させ、動作間隔を１０分とする。
【００２１】
なお本発明のドレン排出装置の弁の形式は上記のものには限られず、例えばスプール式切換弁や直動式の開閉弁等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の凍結防止技術では、消費電力が低減され、資源保護と共に、ランニングコスト低減の効果がある。発熱体を使用しないから、不注意による火災が発生せず安全である。発熱体及び安全装置が不要なので、設備コストが節約でき、また機能追加による装置の大型化を招くことを避けられ、産業上の利用可能性は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のドレン排出装置の内部を２次側より見た図
【図２】ドレン配管中心軸を含む縦断面図
【図３】温度とドレン量と動作間隔を示す図
【図４】凍結運転時のタイムチャート
【符号の説明】
【００２４】
１  ドレン排出装置
２  高圧側ドレン管
３  低圧側ドレン管
４  電磁式ドレントラップ
５  弁座
６  主弁体
７  圧力室
８  パイロット通路
９  パイロット弁座
１６  制御基盤
１７  温度センサー
【図１】
2005042823.tif 000003
【図２】
2005042823.tif 000004
【図３】
2005042823.tif 000005
【図４】
2005042823.tif 000006