(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルゴンガス昇圧用のブースターコンプレッサおいて、このブースターコンプレッサが冷却機で冷却したアルゴンガスを吸い込んで昇圧するものであり、この冷却機として、一次熱交換器と二次熱交換器を備えた冷凍式ドライヤの流入口と吐出口を逆にし、一次熱交換器を取り去って吐出口からアルゴンガスを吸い込み、二次熱交換器で冷却して流入口から排出してブースターコンプレッサに吸入させることを特徴とするアルゴンガス昇圧用のブースターコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルゴンガスを昇圧するアルゴンガス（専用の）昇圧用のブースターコンプレッサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルゴンガスは、所謂、不活性ガスであり、レーザー加工機で金属を切断加工するとき等に用いられる。すなわち、切断個所を覆って切断面が酸化したりするのを防いだり、溶融金属等を吹き飛ばしたりするのに用いられる。このため、加工機にアルゴンガス供給ラインを設けてアルゴンガスを昇圧して供給するようにしている。ところで、アルゴンガスは断熱指数が高く、断熱的に圧縮して昇圧させた場合、空気や窒素ガスを圧縮する場合と同じ圧縮比でもガス温度が高くなるという特性を有している。具体的に言えば、吸入するアルゴンガスが８．２気圧以下で１５℃以上のときに３０気圧まで圧縮すると２００℃を超える。これは、空気や窒素ガスを同条件で圧縮した場合に比べると６０℃以上高い。
【０００３】
昇圧したアルゴンガスのガス温度が高くなりすぎると、シール部材の熱劣化、シリンダ内の油膜切れ、潤滑油のミスト化といった現象を来す。このため、コンプレッサを高温に耐える特別仕様にする必要があるが、そうすると、価格が高くなるという問題がある。一方、圧縮比を下げる対応もあるが、これによると、アルゴンガスの供給ラインの供給能力を低下させることになるし、何よりも、コンプレッサが本来有している圧縮性能を制限することになって効率的ではない。
【特許文献１】特開平０９−２９６７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、昇圧後の温度が高いアルゴンガスの昇圧用であっても、吸入するアルゴンガスを冷却することで通常仕様のブースターコンプレッサが使用できるようにしたものである。なお、吸気を冷却するコンプレッサとしては、上記特許文献１にガスタービン発電機におけるコンプレッサの吸気を冷却する案件が、また、特許文献２には、空気分離装置に使用される多段式のコンプレッサの吸気を冷却する案件がそれぞれ示されているが、これらは、単にコンプレッサの効率を上げるために媒体ガスである空気を冷却するものにすぎない。
【０００５】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載の、アルゴンガス昇圧用のブースターコンプレッサおいて、このブースターコンプレッサが冷却機で冷却したアルゴンガスを吸い込んで昇圧するものであり、この冷却機として、一次熱交換器と二次熱交換器を備えた冷凍式ドライヤの流入口と吐出口を逆にし、一次熱交換器を取り去って吐出口からアルゴンガスを吸い込み、二次熱交換器で冷却して流入口から排出してブースターコンプレッサに吸入させることを特徴とするアルゴンガス昇圧用のブースターコンプレッサを提供したものである。
【０００６】
請求項１の発明によると、冷却したアルゴンガスを昇圧させるため、空気や窒素ガスの場合と同じ圧縮比で圧縮したとしても、圧縮後のアルゴンガスの温度はそれほど上がらない。したがって、標準仕様のブースターコンプレッサがそのまま使用できることになり、非常に効率的である。そして、冷却の態様として、一次熱交換器と二次熱交換器を備えた冷凍式ドライヤの流入口と吐出口を逆にし、一次熱交換器を取り去って吐出口からアルゴンガスを吸い込み、二次熱交換器で冷却して流入口から排出してブースターコンプレッサに吸入させるものであるから、一層冷却されたアルゴンガスの供給が可能になるし、材料費に限れば、部材の省略によるコストダウンも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るアルゴンガス昇圧用コンプレッサを含むシステムの系統図であるが、アルゴンガスの流路Ｌには、供給側から手動バルブ１、フィルタ２、電磁弁３、低圧異常検知型制御用タンク４、冷却機５、電磁弁６、ブースターコンプレッサ７、逆止弁８、貯留タンク９が配置されており、さらに、高圧フィルタ１０、高圧マイクロフィルタ１１、高圧レギュレータ１２を通して供給ラインに送られる。
【０００８】
この場合のブースターコンブレーッサ７は、貯留タンク９に設けられてその圧力を厳密に制御する圧力スイッチ１３によって省エネ的に運転されるようになっており、こういったシステムをブースターコンプレッサシステム（以下、システム）と称し、本発明で用いる。なお、ブースターコンブレーッサ７では、電磁弁３の上流側から逆止弁１５を経由して貯留タンク９に至るパイパス流路Ｌ´も設けられている。さらに、貯留タンク９には圧力の異常上昇を避ける安全弁１４も設けられている。
【０００９】
以上により、流路Ｌに供給されたアルゴンガスは、ブースターコンブレーッサ７で昇圧される前に冷却機５によって冷却されるから、大気温度の空気や窒素ガスと同一の圧縮比であっても、昇圧後の温度はこれらの温度とさほど変わらない温度になっている。
【００１０】
ところで、一般的なエアー機器は、湿気（水分）を含んだ空気を使用するのは好ましくない。このため、除湿機（ドライヤ）１６で除湿した圧縮空気をエアーラインに送るようにしている。図２はエアーラインで多く使用されている冷凍式トライヤ１６と称されるものの説明図であるが、コンプレッサの貯留タンクに続く流入口１７から圧縮空気を流入させ、一次熱交換器１８で予冷した後、二次熱交換器１９で冷却して除湿し、このとき発生した水分をドレン排出口２０から排出させる。そして、再度一次熱交換器１８を通して大気温度とそれほど変わらない温度に再加熱して吐出口２１から吐出し、この圧縮空気をエアーラインに送っていた。
【００１１】
そこで、本発明は、この冷凍式トライヤ１６を一部改造して使用するのである。具体的には、流入口１７と吐出口２１を逆にし、一次熱交換器１８を取り去るのである。図３は改造したドライヤ１６の説明図であるが、吐出口２１からアルゴンガスを吸い込み、二次熱交換器１９で冷却したものを流入口１７から排出してこれをブースターコンブレーッサ７に吸入させるのである。これにより、一層冷却されたアルゴンガスの供給が可能になるし、材料費に限れば、部材の省略によるコストダウンも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】アルゴンガス昇圧用のコンプレッサを含むシステムの系統図である。
【図２】冷凍式ドライヤの説明図である。
【図３】冷凍式ドライヤを一部改造したものの説明図である。
【符号の説明】
【００１３】
１      手動バルブ
２      フィルタ
３      電磁弁
４      低圧異常検知型制御用タンク
５      冷却機
６      電磁弁
７      ブースターコンプレッサ
８      逆止弁
９      貯留タンク
１０    高圧フィルタ
１１    高圧マイクロフィルタ
１２    高圧レギュレータ
１３    圧力スイッチ
１４    安全弁
１５    逆止弁
１６    冷凍式ドライヤ
１７    流入口
１８    一次熱交換器
１９    二次熱交換器
２０    ドレン排出口
２１    吐出口
Ｂ      ブースターコンプレッサシステム
Ｌ      流路
Ｌ´    バイパス流路
【図１】
0005311461.tif 000002
【図２】
0005311461.tif 000003
【図３】
0005311461.tif 000004