(57)【要約】【課題】これまでにない新しい手段で優れた省エネ効果が得られ、しかも、低コストでメンテナンスも容易な圧縮空気の省エネ供給装置を提供する。【解決手段】冷却器５から除湿器７を通過した圧縮空気を導入する内筒１１と、該内筒１１の外周に間隔を空けて被覆する外筒１２とからなる二重加熱管１０を設ける。二重加熱管１０を５ｍ乃至１２ｍの直管にて形成し、外筒１２の外周面を断熱材１３にて被覆する。該二重加熱管１０の外筒１２内部に、チーム発電設備Ｒから廃棄されるスチームからなる加熱媒体Ｑを導入するように形成する。該加熱媒体Ｑにて内筒１１を通過する圧縮空気を加熱するように設け、除湿された圧縮空気の体積を膨張させて各種の空圧機器９に供給する。【選択図】図１
0003133266.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機により圧縮した圧縮空気の吐出配管先に冷却器と除湿器とを配設した圧縮空気の供給装置において、冷却器から除湿器を通過した圧縮空気を導入する内筒と、該内筒の外周に間隔を空けて被覆する外筒とからなる二重加熱管を設け、該二重加熱管の外筒内部に廃棄熱を利用した加熱媒体を導入するように形成し、該加熱媒体にて内筒を通過する圧縮空気を加熱するように設け、除湿された圧縮空気の体積を膨張させて各種の空圧機器に供給することを特徴とする圧縮空気の省エネ供給装置。
【請求項２】
前記二重加熱管は５ｍ乃至１２ｍの直管にて形成され、前記外筒の外周面を断熱材にて被覆した請求項１記載の圧縮空気の省エネ供給装置。
【請求項３】
前記加熱媒体は、スチーム発電設備から廃棄されるスチームが使用され、該スチームを前記外筒内部に導入するように設けた請求項１又は２記載の圧縮空気の省エネ供給装置。
【請求項４】
前記二重加熱管は、空気圧縮時の圧縮空気吐出配管における圧縮熱発生部位に形成され、前記外筒内部に圧縮熱を有する圧縮空気を導入し、前記内管に除湿された圧縮空気を導入するように設けた請求項１又は２記載の圧縮空気の省エネ供給装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、エアーコンプレッサー等に使用する圧縮空気を供給する際に、極めて効率良く供給することができる圧縮空気の省エネ供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電によって無駄に廃棄されていた廃熱を、給湯や冷暖房に利用し、あるいは廃熱を用いてスチーム発電を行うなど、所謂、ＣＯジェネレーションと称する省エネ化が進んでいる。
【０００３】
また、エアーコンプレッサー等における圧縮空気の供給装置として、例えば引用文献１乃至引用文献３に記載されている各種空圧機器が提案されている。これらの空圧機器は、いずれも圧縮空気を効率良く供給しようとするものである。
【０００４】
特許文献１には、プロピレングリコール等の水溶液を冷却媒体として利用した乾式圧縮空気の供給装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、空気圧縮機により空気を圧縮する際に発生する熱をエアドライヤに利用する熱交換方式が記載されている。
【０００６】
更に、特許文献３の圧縮空気供給装置は、水分が除去された乾燥空気の無駄な使用を抑える為に、通常の運転モードと、省エネモードとに切換え可能にした装置である。すなわち、運転モードを切り替え自在にすることで、圧縮空気を効率良く供給することができるとしている。
【特許文献１】特許第２７９６３４２号公報
【特許文献２】特開平７−１２０４３号公報
【特許文献３】特開平１０−１９２６３９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＯジェネレーションと称する省エネ化の中で、圧縮空気の供給装置に利用しようとするものはこれまで提案されていなかった。
【０００８】
一方、従来の各特許文献に記載された圧縮空気の供給装置では、圧縮空気を効率良く供給しようとする為に、夫々異なった手段が採用されているが、これら従来の供給装置に共通する課題は、コスト性及びメンテナンス性にあった。
【０００９】
すなわち、特許文献１では、プロピレングリコール等の水溶液を冷却媒体として利用するので、この水溶液をためるタンクや水溶液を循環せしめるラインなど、多くの設備を要するものになる。この結果、設備コストが高騰する不都合が生じるものである。
【００１０】
特許文献２は、廃熱をエアドライヤに利用することで、圧縮空気を乾燥させる際の省エネにすることは可能でも、圧縮空気を供給する際の省エネに利用することはできない。
【００１１】
また、特許文献３では、二つの除湿塔とこれらの運転モードを切り替え自在にする手段とが必要になる。このように、従来の圧縮空気の供給装置では、圧縮空気を効率良く供給しようとする為に必要な種々の装置や手段が必要になっているため、この装置等に費やすコストやこれらの装置のメンテナンス等に多くの手間を要するものになっていた。
【００１２】
そこで本考案は、上述の課題を解消すべく案出されたもので、圧縮空気を供給する際に、低コストで優れた省エネ効果を奏することができ、メンテナンスも容易な圧縮空気の省エネ供給装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上術の課題を解決するため、本考案の第１の手段は、圧縮機２により圧縮した圧縮空気の吐出配管Ｐ先に冷却器５と除湿器７とを配設した圧縮空気の供給装置において、冷却器５から除湿器７を通過した圧縮空気を導入する内筒１１と、該内筒１１の外周に間隔を空けて被覆する外筒１２とからなる二重加熱管１０を設け、該二重加熱管１０の外筒１２内部に廃棄熱を利用した加熱媒体Ｑを導入するように形成し、該加熱媒体Ｑにて内筒１１を通過する圧縮空気を加熱するように設け、除湿された圧縮空気の体積を膨張させて各種の空圧機器９に供給することにある。
【００１４】
第２の手段の二重加熱管１０は５ｍ乃至１２ｍの直管にて形成され、前記外筒１２の外周面を断熱材１３にて被覆したものである。
【００１５】
第３の手段は、前記加熱媒体Ｑは、スチーム発電設備Ｒから廃棄されるスチームが使用され、該スチームを前記外筒１２内部に導入するように設けている。
【００１６】
第４の手段において、前記二重加熱管１０は、空気圧縮時の圧縮空気吐出配管Ｐにおける圧縮熱発生部位４に形成され、前記外筒１２内部に圧縮熱を有する圧縮空気を導入し、前記内管１１に除湿された圧縮空気を導入するように設けたことを課題解消のための手段とする。
【考案の効果】
【００１７】
本考案圧縮空気の省エネ供給装置によると、冷却器５と除湿器７とを通過した圧縮空気を、廃棄熱利用の加熱媒体Ｑで加熱し、圧縮空気の体積が膨張するように設けているので、各空圧機器９に送る際の省エネ効果につながるものである。この結果、圧縮機の運転に要するエネルギーを低減し、空転時間やアンローダー運転時間を短縮することができる。しかも、圧縮空気加熱器４で加熱する熱エネルギーは、前記の如く廃棄熱を利用した加熱媒体Ｑを使用するので、別途の加熱エネルギーは全く不要になり、究極的な省エネ効果を実現するものである。
【００１８】
請求項２の二重加熱管１０によると、加熱媒体Ｑの選択にもよるが、例えば内筒１１内の圧縮空気の温度を１５度上昇させることで、工場内で使用される空圧機器９に送る圧縮空気の量を５％増加させることができる。このように、二重加熱管１０は５ｍ乃至１２ｍの直管にて形成され、前記外筒１２の外周面を断熱材１３にて被覆することで、少なくとも工場内で使用される空圧機器９に送る圧縮空気の量を確実に増加させることができる。
【００１９】
請求項３の如く、スチーム発電設備Ｒから廃棄されるスチームを加熱媒体Ｑとして使用することにより、これまでにない新しい手段で優れた省エネ効果を得ることができる。しかも、廃棄されるスチームを利用するために、極めて単純な構成の二重加熱管１０を使用するので、設備投資も低コストに抑えることができる。また、メンテナンスも容易な圧縮空気の供給装置を提供することが可能になった。
【００２０】
請求項４によると、二重加熱管１０は、空気圧縮時の圧縮空気吐出配管Ｐにおける圧縮熱発生部位４に形成され、前記外筒１２内部に圧縮熱を有する圧縮空気を導入し、前記内管１１に除湿された圧縮空気を導入するように設けることで、圧縮機の元圧調整における省エネ化を図ることができる。しかも、低コストでメンテナンスも容易な圧縮空気の供給装置を提供することが可能になった。
【００２１】
このように、本考案によると、これまでにない新しい手段で優れた省エネ効果が得られ、しかも、低コストでメンテナンスも容易な圧縮空気の供給装置を提供できるといった種々の効果を奏するものである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２２】
本考案供給装置の最良の形態は、圧縮機２により圧縮した圧縮空気の吐出配管Ｐ先に冷却器５と除湿器７とを配設した圧縮空気の供給装置を設ける。冷却器５から除湿器７を通過した圧縮空気を導入する内筒１１と、該内筒１１の外周に間隔を空けて被覆する外筒１２とからなる二重加熱管１０を設ける。二重加熱管１０を５ｍ乃至１２ｍの直管にて形成し、外筒１２の外周面を断熱材１３にて被覆する。該二重加熱管１０の外筒１２内部に、チーム発電設備Ｒから廃棄されるスチームからなる加熱媒体Ｑを導入するように形成する。該加熱媒体Ｑにて内筒１１を通過する圧縮空気を加熱するように設け、除湿された圧縮空気の体積を膨張させて各種の空圧機器９に供給することにより、当初の目的を達成する。
【実施例】
【００２３】
次に、図面に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。本考案は、圧縮機２にて空気を圧縮し、工場等で使用する各空圧機器９に送る圧縮空気の供給装置である。
【００２４】
圧縮機２にて圧縮された圧縮空気は、吐出配管Ｐに沿って空圧機器９に供給されるもので、図示例では、吐出配管Ｐに沿って、温度調整弁３、圧縮熱発生部位４、冷却器５、空気溜６、除湿器７、除塵器８が順次配設されている（図１、図３参照）。
【００２５】
圧縮機２にて圧縮する空気は、予めフィルター１で錆等を除去したものを圧縮機２にて圧縮する。この圧縮機２で圧縮した空気は、圧縮熱が発生した状態で吐出配管Ｐに排出される。圧縮熱が発生すると、圧縮空気はおよそ摂氏180度程度まで上昇する（７/cmg圧縮時）。この圧縮熱は圧縮率により変化する。
【００２６】
温度調整弁３は、圧縮熱発生部位４の温度上昇が過剰になったときに、圧縮機２の圧縮比率を下げて、圧縮熱発生部位４の過熱を防止する。
【００２７】
圧縮された空気は、冷却器５を介して一旦冷却後、空気溜６に導入して除湿器７にて除湿する。この除湿器７は、冷却式の除湿器、又は吸湿式の除湿器、あるいはドライヤー等の除湿器から任意に選択できるものである。
【００２８】
除湿された圧縮空気は、再び除塵器８にて微細な塵埃を除去した後に、二重加熱管１０に送られる。
【００２９】
二重加熱管１０では、冷却除湿された圧縮空気を、加熱媒体Ｑにて再び加熱する。この二重加熱管１０は、内筒１１と外筒１２とで構成している。内筒１１は、冷却器５から除湿器７を通過した圧縮空気を導入する直線状の筒体である。したがって、この内筒１１には、冷却除湿された圧縮空気が通過する（図２、図４参照）。
【００３０】
一方、外筒１２は、内筒１１の外周に間隔を空けて内筒１１を被覆するように設けた直線状の筒体である。この外筒１２の内部に、加熱媒体Ｑを導入することで、内筒１１内を通過する冷却除湿された圧縮空気を加熱するものである（図２、図４参照）。
【００３１】
更に、外筒１２の外側を断熱材１３にて被覆する。この断熱材１３は、加熱媒体Ｑによる加熱効果を高めるもので、グラスウールやアルミ材等が使用される。二重加熱管１０は、このような構造を成した直線状の二重筒体である。したがって、二重加熱管１０は、少なくとも５ｍ乃至１２ｍの長さが必要になる。二重加熱管１０が５ｍ以下の場合は、十分な加熱効果が得られないおそれがあり、また、１２ｍを超えると工場内での設置作業等に支障が生じ現実的でない。
【００３２】
図１、図２に示す二重加熱管１０は、スチーム発電設備Ｒから廃棄されるスチームを加熱媒体Ｑとして使用するものである。すなわち、加熱媒体Ｑは、他の設備から排出される廃棄スチームを利用するので、内筒１１内の圧縮空気を加熱する際の加熱エネルギーは、完全に省エネ化されるものである。スチーム発電設備Ｒとしては、例えば、溶融炭酸塩形燃料電池のように摂氏６５０度の廃熱を利用してスチーム発電を行うものなどがある。このような廃棄スチームは、高圧、高温ではないので、そのまま廃棄されているが、圧縮空気を再加熱する温度としては十分に利用可能な温度になっている。そこで、このスチーム発電設備Ｒの廃棄スチームを加熱媒体Ｑとして利用し、５ｍ乃至１２ｍの二重加熱管１０の外筒１２内部に導入するように設けたものである。尚、図中符号１４はスチームトラップであり、熱交換が済んだスチームを液体状にしてから排出するものである。
【００３３】
一方、図３、図４に示す二重加熱管１０は、吐出配管Ｐの圧縮熱発生部位４に沿って設けている。圧縮機２によって空気を圧縮した際に生じる圧縮熱は、平均温度が摂氏１２０度程度になる。この圧縮熱を帯びた圧縮空気は、その後冷却器５で冷却されるために、圧縮熱自体は通常使用されておらず、いわば廃棄される熱となっている。そこで、吐出配管Ｐの圧縮熱が発生する圧縮熱発生部位４を利用して二重加熱管１０を設けたものである。図示例では、圧縮熱発生部位４を外筒１２とし、この外筒１２の内部に内筒１１を設けている。この場合、二重加熱管１０の長さは短くても良い。また、前記吐出配管Ｐにおいて、圧縮機２と前記圧縮空気加熱器４との間に、温度調整弁３を装着することで、圧縮空気加熱器４の圧縮温度を最適な温度に調整し、加熱による過剰温度の制御を行う。この結果、過熱による計器、機器類の悪影響を防止することができる。
【００３４】
二重加熱管１０と加熱媒体Ｑによる加熱によって体積が膨張した圧縮空気は、工場内の空圧機器９に供給されるものである。この供給用の圧縮空気の温度を約１５度上昇させると、その体積が５％膨張するので、その膨張した分、エアーコンプレッサー等の運転が軽減され、省エネ効果を得ることが可能になる。
【００３５】
図中、符号８は除塵器であり、前記除湿器７と前記圧縮空気加熱器４との間に除塵器８を装着することで、塵に含まれている雑菌を圧縮空気加熱器４前に除去するので、圧縮空気加熱器４による加熱の際に生じる圧縮空気の除菌作用の効率を更に高めることができる。この結果、無菌の圧縮空気を使用することが可能になり、圧縮空気の使用範囲を広げることができる。
【００３６】
尚、本考案は前記実施例に限定されず、例えば廃棄熱を利用した加熱媒体Ｑなども実施例に限定されるものではなく、他の利用可能な廃棄熱を二重加熱管１０に導入させることが可能であり、本考案の要旨を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本考案供給装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】本考案供給装置の二重加熱管の一実施例を示す概略断面図である。
【図３】本考案供給装置の他の実施例を示す概略図である。
【図４】本考案供給装置の二重加熱管の他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｐ 吐出配管
Ｐ１ バイパス
Ｑ  加熱媒体
Ｒ  スチーム発電設備
１  フィルター
２  圧縮機
３  温度調整弁
４  圧縮熱発生部位
５  冷却器
６  空気溜
７  除湿器
８  除塵器
９  空圧機器
１０  二重加熱管
１１  内筒
１２  外筒
１３  断熱材
１４  スチームトラップ
【図１】
0003133266.tif 000003
【図２】
0003133266.tif 000004
【図３】
0003133266.tif 000005
【図４】
0003133266.tif 000006