JP2000329067A

JP2000329067A - 圧縮エア供給システム

Info

Publication number: JP2000329067A
Application number: JP11136240A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Nagai; 保永井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力の削減を図ることが可能な圧縮エア供
給システムを得る。【解決手段】圧縮エア供給システム２０は、ドライ式
（無給油式）のコンプレッサ（スクリュコンプレッサ）
２４と、該コンプレッサ２４によって加圧されたエアを
冷却するアフタークーラ４０と、該アフタークーラ４０
において冷却されたエアを除湿する除湿器４４とを有し
ている。また、圧縮エア供給システム２０は、アフター
クーラ４０における冷却後のエアと、除湿器４４におけ
る除湿後のエアとの間で熱交換させる低温エコノマイザ
４２と、除湿器４４を経て低温エコノマイザ４２から流
出するエアと、コンプレッサ２４から吐出するエアとの
間で熱交換させる高温エコノマイザ３４とを有してい
る。この場合、コンプレッサ２４からアフタークーラ４
０に送られる際に高温エコノマイザ３４を通過するエア
の流量の比率は、流量調節弁３２によって調節される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮エア供給シス
テムに関し、一層詳細には、消費電力の削減を図ること
が可能な圧縮エア供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、圧縮エアを利用する機器（エ
アシリンダ、エアモータ、インパクトレンチ、エアガ
ン、エアブローメータ等）が用いられている製造工場等
には、前記圧縮エアを生成し、これを前記各機器に供給
するための圧縮エア供給システムが設けられている。

【０００３】図７に一例として示すように、従来技術に
係る圧縮エア供給システム１は、フィルタ３を介して供
給されるエアを圧縮するためのコンプレッサ５を備えて
いる。このコンプレッサ５には、往復式（レシプロ
式）、ねじ式（スクリュ式）等の圧縮機構が採用されて
おり、また、潤滑方式として、オイル式（給油式）が採
用されている。

【０００４】コンプレッサ５によって圧縮されたエア
は、圧縮に伴う温度上昇や、コンプレッサ５で発生した
摩擦熱による加熱によって、吸気される前の温度Ｔ
₀₁（例えば、約２０℃）から温度Ｔ₀₂（例えば、約１６
０℃）まで上昇している。このため、コンプレッサ５に
よる圧縮後のエアは、アフタークーラ７において温度Ｔ
₀₃（例えば、約３６℃）まで冷却され、さらに、低温エ
コノマイザ９において温度Ｔ ₀₄（＜Ｔ₀₃）まで冷却され
た後、除湿器１１に供給される。

【０００５】アフタークーラ７には、クーリングタワー
８から冷水が供給されている。また、除湿器１１には、
冷凍機１３から約５℃の冷水が供給されており、この冷
水による水蒸気の凝結作用によって、除湿器１１に供給
されたエアの除湿が行われる。この除湿器１１を経たエ
アの温度はＴ₀₅（＜Ｔ₀₄）まで低下している。

【０００６】除湿器１１において除湿されたエアは、前
記低温エコノマイザ９によって温度Ｔ₀₆（＞Ｔ₀₅）まで
加熱された後にヘッダ１５に供給され、このヘッダ１５
から工場内の各機器に供給される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のコン
プレッサ５においては、潤滑方式としてオイル式が採用
されているため、圧縮後のエアにはオイルミストが混入
している。このようなオイルミストが混入しているエア
を所定温度以上に加熱すると、オイルが炭化してカーボ
ン状（固体状）となり、このカーボン状のオイルが熱交
換器等における配管等に付着してしまうおそれがある。

【０００８】従って、上記のようにオイル式のコンプレ
ッサ５を用いて構成されたシステム１においては、ヘッ
ダ１５に供給されるエアの温度を所定温度以下に制限す
る必要がある。このため、エアの容量を増大させること
ができず、圧縮エア供給システム１における圧縮エアの
供給効率（すなわち、圧縮エア供給システム１全体の消
費電力に対する圧縮エアの生成量）を十分に確保するこ
とができない。

【０００９】本発明は、前記の不都合を解決するために
なされたものであり、圧縮エアの供給効率の向上、すな
わち、消費電力の削減を図ることが可能な圧縮エア供給
システムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧縮エア供
給システムは、無給油式のコンプレッサと、前記コンプ
レッサで圧縮されたエアの除湿を行うための除湿手段と
を有し、さらに、前記コンプレッサから吐出されるエア
と、前記除湿手段による除湿後のエアとの間で熱交換を
行わせることによって、前記コンプレッサから前記除湿
手段に供給されるエアを冷却するとともに、前記除湿手
段による除湿後のエアを加熱する高温熱交換器を有して
いる（請求項１記載の発明）。

【００１１】このように、高温熱交換器においてエアを
加熱してその容量を増加させることにより、コンプレッ
サの負荷を低減させ、これにより消費電力の削減を図る
ことができる。

【００１２】また、前記コンプレッサから吐出されるエ
アは、前記高温熱交換器を介して前記除湿手段に通じる
第１の流路と、前記高温熱交換器を介さずに前記除湿手
段に通じる第２の流路とに分岐して送られ、前記第１の
流路または前記第２の流路に送られるエアの流量の比率
は、前記第２の流路に設けられた流量調節弁によって調
節される（請求項２記載の発明）。

【００１３】この場合、前記流量調節弁において調節さ
れる前記エアの流量の比率は、温度測定手段によって測
定された前記高温熱交換器による加熱後のエアの温度に
基づいて制御手段から供給される制御信号によって指示
される（請求項３記載の発明）。

【００１４】このように構成することによって、高温熱
交換器による加熱後のエアの温度を確実に制御すること
ができる。

【００１５】また、前記圧縮エア供給システムにおける
前記除湿手段の上流側には、該除湿手段に供給されるエ
アを冷却するための冷却手段が設けられており（請求項
４記載の発明）、さらに、前記圧縮エア供給システム
は、前記冷却手段から前記除湿手段に供給されるエア
と、該除湿手段から前記高温熱交換器に供給されるエア
との間で熱交換を行わせる低温熱交換器を有している
（請求項５記載の発明）。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る圧縮エア供給システ
ムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照
しながら以下詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施の形態に係る圧縮エア供給
システム２０の概略的な構成を示している。

【００１８】この圧縮エア供給システム２０は、フィル
タ２２を介して供給されるエアを圧縮するためのスクリ
ュコンプレッサ（ねじ式コンプレッサ、以下、単にコン
プレッサとも記す。）２４を備えている。このコンプレ
ッサ２４には、潤滑方式としてドライ式（無給油式）が
採用されている。

【００１９】図２に示すように、コンプレッサ２４は、
第１圧縮機２４ａと第２圧縮機２４ｂとが直列に連結さ
れて構成されており、また、これら第１圧縮機２４ａお
よび第２圧縮機２４ｂの間には、クーリングタワー２５
に接続された中間冷却器２４ｃが介在している。すなわ
ち、このコンプレッサ２４には、２段圧縮方式が採用さ
れている。

【００２０】コンプレッサ２４に供給される温度Ｔ
₁₁（例えば、約２０℃）のエアは、第１圧縮機２４ａを
経た後に温度Ｔ₁₂（例えば、約１１０℃）まで上昇す
る。そして、中間冷却器２４ｃにおいて温度Ｔ₁₃（例え
ば、約３５℃）まで冷却された後に、第２圧縮機２４ｂ
において温度Ｔ₁₄（例えば、約１６０℃）まで上昇す
る。

【００２１】図１に示すように、コンプレッサ２４から
吐出される温度Ｔ₁₄のエアは、流路２６を通って下流側
に送られる。この流路２６は、流路（第２の流路）２８
と流路（第１の流路）３０とに分岐されており、一方の
流路２８は流量調節弁３２に通じ、他方の流路３０は高
温エコノマイザ（高温熱交換器）３４に通じている。

【００２２】流量調節弁３２は、コントローラ（制御手
段）３６からの制御信号Ｓｃに基づいて絞り量を調節す
る（すなわち、流量の調節を行う）ように構成されてお
り、この流量調節弁３２における絞り量に基づいて、流
路２８または流路３０に送られるエアの流量の比率が決
定される。

【００２３】流路３０側に送られた温度Ｔ₁₄のエアは、
高温エコノマイザ３４において温度Ｔ₁₅まで冷却され
る。そして、高温エコノマイザ３４を通過した温度Ｔ₁₅
のエアは、流路２８を介して流量調節弁３２を通過した
温度Ｔ₁₄のエアと合流した後に、流路３８を介してアフ
タークーラ（冷却手段）４０に送られる。アフタークー
ラ４０に送られる際のエアの温度はＴ₁₆（Ｔ₁₅≦Ｔ₁₆≦
Ｔ₁₄）である。

【００２４】アフタークーラ４０に送られたエアは、ク
ーリングタワー４１から供給される冷水との間の熱交換
によって温度Ｔ₁₇まで冷却された後に低温エコノマイザ
（低温熱交換器）４２に送られ、この低温エコノマイザ
４２において、さらに温度Ｔ ₁₈まで冷却される。そし
て、低温エコノマイザ４２を経た温度Ｔ₁₈のエアは、除
湿器（除湿手段）４４に供給される。

【００２５】除湿器４４は、冷凍機４６から供給される
約５℃の冷水による水蒸気の凝結作用によって、該除湿
器４４を通過するエアの除湿を行う。そして、この除湿
器４４における除湿の際に、エアは温度Ｔ₁₉まで冷却さ
れる。この場合、除湿器４４に供給されるエアは、アフ
タークーラ４０および低温エコノマイザ４２において、
除湿を行うために十分な低温（温度Ｔ₁₈）まで冷却され
ているため、該除湿器４４による除湿効率が向上され
る。

【００２６】除湿器４４を経た温度Ｔ₁₉のエアは、前記
低温エコノマイザ４２に供給される。この低温エコノマ
イザ４２において、エアは、上述したアフタークーラ４
０から供給される温度Ｔ₁₇のエアとの間で熱交換を行う
ことによって、温度Ｔ₂₀まで加熱される。このとき、ア
フタークーラ４０から供給される温度Ｔ₁₇のエアは、前
記熱交換によって温度Ｔ₁₈まで冷却されている。

【００２７】すなわち、除湿器４４から低温エコノマイ
ザ４２に供給されるエアは、アフタークーラ４０から該
低温エコノマイザ４２に供給されるエアを冷却する際に
発生する廃熱によって加熱される。そして、低温エコノ
マイザ４２によって加熱されたエアは、前記高温エコノ
マイザ３４に送られる。

【００２８】高温エコノマイザ３４に送られた温度Ｔ₂₀
のエアは、上述したコンプレッサ２４から流路３０を介
して供給される温度Ｔ₁₄のエアとの間で熱交換を行うこ
とによって、温度Ｔ₂₁まで加熱される。このとき、コン
プレッサ２４から供給される温度Ｔ₁₄のエアは、前記熱
交換によって温度Ｔ₁₅まで冷却されている。

【００２９】すなわち、低温エコノマイザ４２から高温
エコノマイザ３４に供給されるエアは、コンプレッサ２
４から該高温エコノマイザ３４に供給されるエアを冷却
する際に発生する廃熱によって加熱される。

【００３０】高温エコノマイザ３４を経た温度Ｔ₂₁のエ
アが送られる流路４８には、該エアの温度を測定するた
めの温度センサ（温度測定手段）５０が設けられてお
り、この温度センサ５０による検出温度は、検出信号Ｓ
１として前記コントローラ３６に供給されている。

【００３１】流路４８に送られたエアは該流路４８を介
してヘッダ５２に供給され、このヘッダ５２から工場内
の各機器（エアシリンダ、エアモータ、インパクトレン
チ、エアガン、エアブローメータ等）に供給される。ヘ
ッダ５２には、該ヘッダ５２内のエアの温度（Ｔ₂₁）を
測定するための温度センサ（温度測定手段）５４が設け
られており、この温度センサ５４による検出温度は検出
信号Ｓ２として前記コントローラ３６に供給されてい
る。

【００３２】この場合、コントローラ３６は、温度セン
サ５０からの検出信号Ｓ１、および／または、温度セン
サ５４からの検出信号Ｓ２に基づいて、流量調節弁３２
における絞り量を指示するための制御信号Ｓｃを該流量
調節弁３２に対して出力する。このように、流路４８、
および／または、ヘッダ５２におけるエアの温度
（Ｔ ₂₁）に基づいて流量調節弁３２の絞り量を調節する
ことによって、高温エコノマイザ３４を経てヘッダ５２
に送られるエアの温度Ｔ₂₁が制御される。

【００３３】具体的には、流量調節弁３２を開き（絞り
量を減らし）、流路３０を介して高温エコノマイザ３４
に供給されるエアの流量を減少させると、これに伴って
ヘッダ５２に送られるエアの温度Ｔ₂₁が下がり、一方、
流量調節弁３２を閉じ（絞り量を増やし）、流路３０を
介して高温エコノマイザ３４に供給されるエアの流量を
増加させると、これに伴ってヘッダ５２に送られるエア
の温度Ｔ₂₁が上がる。

【００３４】このように、本実施の形態に係る圧縮エア
供給システム２０においては、ドライ式のコンプレッサ
２４を用いてエアの圧縮を行うように構成されているた
め、圧縮後のエアにオイルミストは混入していない。こ
のため、ヘッダ５２に供給されるエアの温度を使用先
（工場内の各機器）において許容され得るより高い温度
まで加熱してエアの容量を増加させることができる。従
って、コンプレッサ２４の負荷を低減させ、これにより
消費電力の削減を図ることができる。

【００３５】また、ヘッダ５２に供給されるエアの加熱
は、該エアと、コンプレッサ２４による加圧後の高温
（温度Ｔ₁₄）のエアとを熱交換させる高温エコノマイザ
３４において行われる。このため、本実施の形態によれ
ば、図７に示す従来技術に係る圧縮エア供給システム１
においてはクーリングタワー８で放熱されていた熱（廃
熱）を有効利用することができる。

【００３６】この場合、高温エコノマイザ３４は、低温
エコノマイザ４２に比べて装置規模が小さく、設置コス
トも低い（例えば、１０分の１）。このため、例えば、
図７に示す圧縮エア供給システム１と同様に構成された
圧縮エア供給システムに前記高温エコノマイザ３４を容
易に組み込むことができ、従って、図１に示す圧縮エア
供給システム２０と同様の圧縮エア供給システムの構成
を容易かつ低コストに実現することができる。

【００３７】さらに、アフタークーラ４０に送られるエ
アは、前記高温エコノマイザ３４において一旦冷却され
るため、前記アフタークーラ４０、さらには該アフター
クーラ４０の下流側に配された除湿器４４に接続されて
いる冷凍機４６に加わる負荷を低減させ、これにより消
費電力の削減を図ることができる。

【００３８】さらにまた、コンプレッサ２４から高温エ
コノマイザ３４に送られるエアの量（流量）は、流量調
節弁３２において調節される。そして、この流量調節弁
３２における絞り量は、ヘッダ５２に送られるエアの温
度Ｔ₂₁、および／または、ヘッダ５２内のエアの温度
（Ｔ₂₁）に基づいてコントローラ３６から供給される制
御信号Ｓｃに従って調節される。このため、ヘッダ５２
に送られるエアの温度Ｔ ₂₁を確実に制御することができ
る。

【００３９】なお、本実施の形態においては、低温エコ
ノマイザ４２を設けずに圧縮エア供給システム２０を構
成するようにしてもよい。

【００４０】次に、本発明の実施の形態の第１の変形例
に係る圧縮エア供給システムについて説明する。

【００４１】図３は、第１の変形例に係る圧縮エア供給
システム１２０の構成を示している。

【００４２】この圧縮エア供給システム１２０は、図１
に示す圧縮エア供給システム２０に対して、コンプレッ
サ２４に加えて複数個（図３に示す例では、１つ）のコ
ンプレッサ１２２が並列に設けられている。この場合、
コンプレッサ１２２の構成は、コンプレッサ２４の構成
と同じである（図２参照）。

【００４３】また、他の構成要素は、図１に示す圧縮エ
ア供給システム２０と同じであるため、同じ符号を付し
てその詳細な説明を省略する。

【００４４】図３に示すように、コンプレッサ１２２
は、フィルタ１２４を介して供給される温度Ｔ₁₁のエア
を圧縮し、圧縮後に温度がＴ₁₄まで上昇したエアを下流
側に送る。この温度Ｔ₁₄のエアは、コンプレッサ２４か
ら流路２６に送られる温度Ｔ₁₄のエアと合流された後
に、該流路２６から分岐する流路２８または流路３０に
送られる。

【００４５】次に、本発明の実施の形態の第２の変形例
に係る圧縮エア供給システムについて説明する。

【００４６】図４は、第２の変形例に係る圧縮エア供給
システム２２０の構成を示している。

【００４７】この圧縮エア供給システム２２０は、図１
に示す圧縮エア供給システム２０に対して、複数組（図
４に示す例では、１組）のコンプレッサ２２２、アフタ
ークーラ（冷却手段）２２４およびクーリングタワー２
２５が設けられている。この場合、コンプレッサ２２
２、アフタークーラ２２４およびクーリングタワー２２
５の構成は、それぞれ、前記圧縮エア供給システム２０
におけるコンプレッサ２４（図２参照）、アフタークー
ラ４０およびクーリングタワー４１（図１参照）の構成
と同じである。なお、クーリングタワー４１とクーリン
グタワー２２５を一体的に構成するようにしてもよい
（図４参照）。

【００４８】また、他の構成要素は、図１に示す圧縮エ
ア供給システム２０と同じであるため、同じ符号を付し
てその詳細な説明を省略する。

【００４９】図４に示すように、コンプレッサ２２２
は、フィルタ２２６を介して供給される温度Ｔ₁₁（約２
０℃）のエアを圧縮し、圧縮後に温度がＴ₁₄（約１６０
℃）まで上昇したエアをアフタークーラ２２４に送る。
このアフタークーラ２２４において、エアは温度Ｔ
₃₀（例えば、約３６℃）まで冷却される。

【００５０】一方、流路３０を介して高温エコノマイザ
３４に送られる温度Ｔ₁₄のエアは、該高温エコノマイザ
３４において温度Ｔ₃₁（例えば、約１００℃）まで冷却
される。そして、この高温エコノマイザ３４から流出す
るエアは、流量調節弁３２を経た温度Ｔ₁₄のエアと合流
する。合流後のエアの温度はＴ₃₂となり、この温度Ｔ ₃₂
のエアは、アフタークーラ４０において温度Ｔ₃₃（例え
ば、約３２℃）まで冷却される。

【００５１】アフタークーラ４０から流出した温度Ｔ₃₃
のエアは、アフタークーラ２２４から流出した温度Ｔ₃₀
のエアと合流し、その後、低温エコノマイザ４２に送ら
れる。前記合流されたエアの温度はＴ₃₄（例えば、約３
４℃）であり、この温度Ｔ₃₄のエアは低温エコノマイザ
４２において温度Ｔ₃₅（例えば、約２７℃）まで冷却さ
れる。

【００５２】以下、除湿器４４から流出するエアの温度
はＴ₃₆（例えば、約１８℃）となり、低温エコノマイザ
４２から高温エコノマイザ３４側に送られるエアの温度
はＴ ₃₇（例えば、約２５℃）となり、高温エコノマイザ
３４からヘッダ５２に送られるエアの温度はＴ₃₈（例え
ば、約６０℃）となる。

【００５３】［実施例］次に、本発明に係る圧縮エア供
給システムの実施例について説明する。

【００５４】図５は、本実施例に係る圧縮エア供給シス
テム３００の構成を示している。この圧縮エア供給シス
テム３００は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の３つの系統３１０
Ａ〜３１０Ｃによって構成されている。

【００５５】Ｎｏ．１系統３１０Ａは、１つのレシプロ
コンプレッサ（往復式コンプレッサ）３１２と、３つの
スクリュコンプレッサ３１４ａ〜３１４ｃを備えてい
る。この場合、レシプロコンプレッサ３１２には、潤滑
方式としてオイル式が採用されており、また、このレシ
プロコンプレッサ３１２の消費電力は約４５０ｋＷであ
る。一方、スクリュコンプレッサ３１４ａ〜３１４ｃに
は、潤滑方式としてオイル式が採用されており、また、
これらスクリュコンプレッサ３１４ａ〜３１４ｃの消費
電力は約２００ｋＷである。

【００５６】レシプロコンプレッサ３１２およびスクリ
ュコンプレッサ３１４ａ〜３１４ｃから流出する圧縮さ
れたエアの温度はＴ₄₁（約１６０℃）であり、それぞ
れ、図示しないクーリングタワーが接続されたアフター
クーラ３１６ａ〜３１６ｄにおいて温度Ｔ₄₂（約３６
℃）まで冷却される。

【００５７】アフタークーラ３１６ａ〜３１６ｄから流
出する温度Ｔ₄₂のエアは、合流された後に低温エコノマ
イザ３１８に送られ、この低温エコノマイザ３１８にお
いてさらに冷却される。低温エコノマイザ３１８から流
出されるエアは除湿器３２０において除湿された後に該
低温エコノマイザ３１８に供給され、前記アフタークー
ラ３１６ａ〜３１６ｄからの温度Ｔ₄₂のエアとの間で熱
交換を行うことによって温度Ｔ₄₃（約２６℃）まで加熱
される。そして、低温エコノマイザ３１８を経た温度Ｔ
₄₃のエアは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３系統３１０Ａ〜３１０
Ｃにおいて共通のヘッダ３２２に供給される。

【００５８】なお、アフタークーラ３１６ａ〜３１６
ｄ、低温エコノマイザ３１８および除湿器３２０の構成
は、それぞれ、図１に示す圧縮エア供給システム２０に
おけるアフタークーラ４０、低温エコノマイザ４２およ
び除湿器４４の構成と同じである。

【００５９】図５に示すように、Ｎｏ．２系統３１０Ｂ
は、１つのレシプロコンプレッサ３３２と、３つのスク
リュコンプレッサ３３４ａ〜３３４ｃを備えている。こ
の場合、レシプロコンプレッサ３３２には、潤滑方式と
してオイル式が採用されており、また、このレシプロコ
ンプレッサ３３２の消費電力は約２２０ｋＷである。一
方、スクリュコンプレッサ３３４ａ〜３３４ｃには、潤
滑方式としてドライ式が採用されている。また、スクリ
ュコンプレッサ３３４ａ、３３４ｂの消費電力は約３３
０ｋＷであり、スクリュコンプレッサ３３４ｃの消費電
力は約６３０ｋＷである。

【００６０】レシプロコンプレッサ３３２およびスクリ
ュコンプレッサ３３４ａ〜３３４ｃから流出する圧縮さ
れたエアの温度はＴ₄₁であり、それぞれ、図示しないク
ーリングタワーが接続されたアフタークーラ３３６ａ〜
３３６ｄにおいて温度Ｔ₄₂まで冷却される。

【００６１】アフタークーラ３３６ａ〜３３６ｄから流
出する温度Ｔ₄₂のエアは、合流された後に低温エコノマ
イザ３３８に送られ、この低温エコノマイザ３３８にお
いてさらに冷却される。低温エコノマイザ３３８から流
出されるエアは除湿器３４０において除湿された後に該
低温エコノマイザ３３８に供給され、前記アフタークー
ラ３３６ａ〜３３６ｄからの温度Ｔ₄₂のエアとの間で熱
交換を行うことによって温度Ｔ₄₃まで加熱される。そし
て、低温エコノマイザ３３８を経た温度Ｔ₄₃のエアは、
ヘッダ３２２に供給される。

【００６２】なお、アフタークーラ３３６ａ〜３３６
ｄ、低温エコノマイザ３３８および除湿器３４０の構成
は、それぞれ、図１に示す圧縮エア供給システム２０に
おけるアフタークーラ４０、低温エコノマイザ４２およ
び除湿器４４の構成と同じである。

【００６３】図５に示すように、Ｎｏ．３系統３１０Ｃ
は、２つのスクリュコンプレッサ３５４ａ、３５４ｂを
備えている。この場合、スクリュコンプレッサ３５４
ａ、３５４ｂには、潤滑方式としてドライ式が採用され
ている。また、スクリュコンプレッサ３５４ａの消費電
力は約４４０ｋＷであり、スクリュコンプレッサ３５４
ｂの消費電力は約６００ｋＷである。

【００６４】なお、Ｎｏ．３系統３１０Ｃにおいては、
後述する比較例に係る圧縮エア供給システム４００を構
成するＮｏ．３系統４１０Ｃに備えられているレシプロ
コンプレッサ４１２は設けられていない（または、遊休
状態であり、使用されていない。）。

【００６５】また、Ｎｏ．３系統３１０Ｃは、図４に示
す圧縮エア供給システム２２０と同じ構成の流量調節弁
３２、高温エコノマイザ３４、アフタークーラ４０、２
２４、低温エコノマイザ４２、除湿器４４等を備えてい
る（同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。）。この
場合、図５に示すスクリュコンプレッサ３５４ａは図４
に示すコンプレッサ２２２に対応し、図５に示すスクリ
ュコンプレッサ３５４ｂは図４に示すコンプレッサ２４
に対応している。また、温度センサ５４（図５中には図
示せず）は、ヘッダ３２２に設けられている。さらに、
アフタークーラ４０、２２４には、それぞれ、クーリン
グタワー４１、２２５（図５中には図示せず）が接続さ
れている。

【００６６】図５に示すように、高温エコノマイザ３４
から流出する温度Ｔ₃₈（約６０℃）のエアは、ヘッダ３
２２に供給される。

【００６７】ヘッダ３２２には、Ｎｏ．１系統３１０Ａ
およびＮｏ．２系統３１０Ｂからの温度Ｔ₄₃のエア、並
びにＮｏ．３系統３１０Ｃからの温度Ｔ₃₈のエアが供給
されている。そして、このヘッダ３２２からは温度Ｔ₄₄
（約４６℃）のエアが送り出され、工場内の各機器に供
給される。なお、実際には、ヘッダ３２２から送り出さ
れるエアが工場内の各機器に到達するまでの間に、この
エアの温度は、ラジエーション（放熱）によって約１０
℃低下し、Ｔ₄₅（約３６℃）となる。

【００６８】［比較例］次に、前記実施例に対する比較
例について説明する。

【００６９】図６は、比較例に係る圧縮エア供給システ
ム４００の構成を示している。この圧縮エア供給システ
ム４００は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の３つの系統４１０Ａ
〜４１０Ｃによって構成されている。

【００７０】Ｎｏ．１系統４１０ＡおよびＮｏ．２系統
４１０Ｂの構成は、それぞれ、図５に示す圧縮エア供給
システム３００におけるＮｏ．１系統３１０ＡおよびＮ
ｏ．２系統３１０Ｂの構成と同じである（同じ符号を付
して詳細な説明を省略する。）。

【００７１】図６に示すように、Ｎｏ．３系統４１０Ｃ
には、図５に示すＮｏ．３系統３１０Ｃに対して、１組
のレシプロコンプレッサ４１２およびアフタークーラ４
１４の組が設けられている。アフタークーラ４１４に
は、図示しないクーリングタワーが接続されている。

【００７２】また、図６に示すＮｏ．３系統４１０Ｃに
は、図５に示すＮｏ．３系統３１０Ｃに対して、流量調
節弁３２および高温エコノマイザ３４は設けられていな
い。図６に示すＮｏ．３系統４１０Ｃにおける他の構成
要素は、図５に示すＮｏ．３系統３１０Ｃと同じである
ため、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

【００７３】図６に示すように、レシプロコンプレッサ
４１２およびスクリュコンプレッサ３５４ａ、３５４ｂ
から流出する圧縮されたエアの温度はＴ₄₁であり、それ
ぞれ、アフタークーラ４１４、２２４、４０において温
度Ｔ₄₂まで冷却される。

【００７４】アフタークーラ４１４、２２４、４０から
流出する温度Ｔ₄₂のエアは、合流された後に低温エコノ
マイザ４２に送られ、この低温エコノマイザ４２におい
てさらに冷却されて温度がＴ₄₆（約３０℃）となる。低
温エコノマイザ４２から流出される温度Ｔ₄₆のエアは、
除湿器４４において除湿された後に該低温エコノマイザ
４２に供給され｛このときのエアの温度はＴ₄₇（約１８
℃）である。｝、前記アフタークーラ４１４、２２４、
４０からの温度Ｔ₄₂のエアとの間で熱交換を行うことに
よって温度Ｔ₄₃まで加熱される。そして、低温エコノマ
イザ４２を経た温度Ｔ₄₃のエアは、ヘッダ３２２に供給
される。

【００７５】［評価］前記比較例においては、ヘッダ３
２２から工場内における各機器に供給される際のエアの
温度はＴ₄₃（約２６℃）であるのに対して、前記実施例
においては、前記各機器に供給される際のエアの温度は
Ｔ₄₅（約３６℃）である。すなわち、実施例において各
機器に供給される際のエアの温度は、比較例における場
合に比べて約１０℃高いこととなる。

【００７６】エアの温度が１０℃高い場合、その体積は
約３％増加する。従って、前記実施例においては、前記
比較例に比べて、コンプレッサ（３１２、３１４ａ〜３
１４ｃ、３３２、３３４ａ〜３３４ｃ、３５４ａ、３５
４ｂ）全体の消費電力を約３％削減することができる。
この３％の消費電力は、１年間の積算値では約２３７．
８ＭＷｈであり、金額に換算すると、約３，５６７，０
００円である。

【００７７】また、クーリングタワー全体の負荷は、高
温エコノマイザ３４で冷却されるエアの熱量分だけ削減
される。実際には、稼動時間の短縮や給水量の削減によ
って、約１０２８１６ｋｃａｌ／ｈの熱量が削減され、
これは、１時間あたりの電力量に換算すると、４．４５
ｋＷ（ポンプ：３．７ｋＷ、ファン：０．７５ｋＷ）で
ある。なお、前記熱量（１０２８１６ｋｃａｌ／ｈ）
は、高温エコノマイザ３４に供給されるエアの流量が６
１２０ｍ³／ｈであるものとして求められている。

【００７８】工場（すなわち、図５に示す実施例に係る
圧縮エア供給システム３００）の稼動時間を１日あたり
１６時間とし、稼動日数を年間２５０日とすると、１年
間に削減されるクーリングタワー全体の消費電力は１７
８００ｋＷｈであり、これは、金額に換算すると、約２
６７，０００円である。

【００７９】さらに、１年間に削減される給水量は９３
６ｔ（金額に換算すると、約１３８，８１０円）であ
り、排水量は６２．５ｔ（金額に換算すると、約２２，
１８７円）である。

【００８０】また、除湿器４４の負荷は、該除湿器４４
に供給されるエアの温度の低下｛Ｔ ₄₆（３０℃）−Ｔ₃₅
（２７℃）＝３℃｝に伴って削減される。実際には、約
８７６０ｋｃａｌ／ｈの熱量が削減され、これは、１時
間あたりの電力量に換算すると、３．６ｋＷである。す
なわち、１年間に削減される消費電力は１４，４００ｋ
Ｗｈであり、これは、金額に換算すると、約２１６，０
００円である。なお、前記熱量（８７６０ｋｃａｌ／
ｈ）は、除湿器４４に供給されるエアの流量が１０４２
８ｍ³／ｈであるものとして求められている。

【００８１】このように、図５に示す実施例に係る圧縮
エア供給システム３００においては、図６に示す比較例
に係る圧縮エア供給システム４００に対して、Ｎｏ．３
系統３１０Ｃに高温エコノマイザ３４が設けられた構成
を採用することによって、消費電力等として、１年間に
約４，２１０，９９７円の経費を削減することができ
る。

【００８２】

【発明の効果】本発明に係る圧縮エア供給システムによ
れば、無給油式のコンプレッサを採用するとともに、該
コンプレッサから吐出されるエアと、除湿手段による除
湿後のエアとの間で熱交換を行わせる高温熱交換器を設
けることによって、エアの供給効率を向上させ、これに
より消費電力の削減を図ることができるという特有の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮エア供給システ
ムの構成を概略的に示す図である。

【図２】図１の圧縮エア供給システムを構成するコンプ
レッサを示す図である。

【図３】本発明の実施の形態の第１の変形例に係る圧縮
エア供給システムの構成を概略的に示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の第２の変形例に係る圧縮
エア供給システムの構成を概略的に示す図である。

【図５】本発明の実施例に係る圧縮エア供給システムの
構成を概略的に示す図である。

【図６】図５の実施例に対する比較例に係る圧縮エア供
給システムの構成を概略的に示す図である。

【図７】従来技術に係る圧縮エア供給システムの構成を
概略的に示す図である。

【符号の説明】

２０、１２０、２２０、３００、４００…圧縮エア供給
システム２４、１２２、２２２、３５４ａ、３５４ｂ…コンプレ
ッサ２８…流路（第２の流路）３０…流路（第１の
流路）３２…流量調節弁３４…高温エコノマイザ（高温熱交換器）３６…コントローラ（制御手段）４０、２２４…アフタークーラ（冷却手段）４２…低温エコノマイザ（低温熱交換器）４４…除湿器（除湿手段）５０、５４…温度センサ（温度測定手段）Ｓｃ…制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無給油式のコンプレッサと、前記コンプレッサで圧縮されたエアの除湿を行うための
除湿手段と、前記コンプレッサから吐出されるエアと、前記除湿手段
による除湿後のエアとの間で熱交換を行わせることによ
って、前記コンプレッサから前記除湿手段に供給される
エアを冷却するとともに、前記除湿手段による除湿後の
エアを加熱する高温熱交換器と、を有することを特徴とする圧縮エア供給システム。
【請求項２】請求項１記載の圧縮エア供給システムにお
いて、前記コンプレッサから吐出されるエアは、前記高温熱交
換器を介して前記除湿手段に通じる第１の流路と、前記
高温熱交換器を介さずに前記除湿手段に通じる第２の流
路とに分岐して送られ、前記第２の流路には、前記第１の流路または前記第２の
流路に送られるエアの流量の比率を調節するための流量
調節弁が設けられていることを特徴とする圧縮エア供給
システム。
【請求項３】請求項２記載の圧縮エア供給システムにお
いて、前記高温熱交換器による加熱後のエアの温度を測定する
ための温度測定手段と、前記温度測定手段で測定されたエアの温度に基づいて、
前記流量調節弁に対して前記流量の比率を指示するため
の制御信号を供給する制御手段と、を有することを特徴とする圧縮エア供給システム。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮
エア供給システムにおいて、前記除湿手段の上流側には、該除湿手段に供給されるエ
アを冷却するための冷却手段が設けられていることを特
徴とする圧縮エア供給システム。
【請求項５】請求項４記載の圧縮エア供給システムにお
いて、前記冷却手段から前記除湿手段に供給されるエアと、該
除湿手段から前記高温熱交換器に供給されるエアとの間
で熱交換を行わせる低温熱交換器を有することを特徴と
する圧縮エア供給システム。