JP2002070746A

JP2002070746A - 圧縮空気内のドレン除去構造

Info

Publication number: JP2002070746A
Application number: JP2000263341A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Higuchi; 武志樋口
Original assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-08

Abstract

(57)【要約】【課題】オイルフリ圧縮機の圧縮空気内のドレンを特
別のドレン処理手段を用いることなく自動的に処理する
と共に圧縮空気や圧縮機本体の温度の低減を図り、ドレ
ンの発生量の低減と圧縮機の効率及び寿命の向上を図る
圧縮空気内のドレン除去構造を提供する。【解決手段】圧縮空気本体２の下流側に配置される。
例えば、レシーバタンク４やドライヤ５等に蓄溜するド
レンは開閉弁１６，１７を有する管１４，１５を介しド
レン戻入管１８内に導入され、その先端のノズル２０の
ノズル孔２０ａから霧状に噴射されアフタクーラ３内に
戻入される。ノズル２０からの噴水はフィン１１に当
り、気化し、その気化熱により冷却管１０を冷却する。
これにより、圧縮空気の温度上昇を低減することができ
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、圧縮空気を使用側
に供給するための圧縮空気供給系からの圧縮空気内のド
レンを除去するための圧縮空気内のドレン除去構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来一般に使用されている圧縮空
気供給系の一例を示す。圧縮空気供給系１ａは、大別し
て圧縮機本体２ａと、アウタクーラ３ａと、レシーバタ
ンク４ａと、ドライヤ５ａと、圧縮機本体２ａやアウタ
クーラ３ａに冷風を送るための送風手段の１つであるシ
ロッコファン６ａ等とからなる。なお、圧縮機本体２ａ
はモータ７ａ（又はエンジン）により駆動され、エアク
リーナ８ａ等から導入された空気を圧縮して圧縮空気を
吐出するように構成され、各種のタイプのものがあるが
近年ではオイルフリーのスクロール圧縮機が比較的広く
使用されている。

【０００３】圧縮機本体２ａにより圧縮された圧縮空気
は、管９ａによりアウタクーラ３ａの冷却管１０ａ内に
導入されて冷却された後、管１２ａによりレシーバタン
ク４ａ内に導入される。なお、冷却管１０ａにはフィン
１１ａが多数設けられている。シロックファン６ａから
の冷風は圧縮機本体２ａを冷却すると共にアウタクーラ
３ａ内に導入され、冷却管１０ａやフィン１１ａを冷却
し、冷却管１０ａ内の圧縮空気と熱交換し、圧縮空気の
温度を低下させる。一方、レシーバタンク４ａ内に導入
された圧縮空気内の水分は分離されてドレン１３ａとな
ってレシーバタンク４ａの底部に溜る。一方、水分を除
去された圧縮空気はドライヤ５ａ内に導入され、更に水
分を除去されて使用側に送られる。なお、この圧縮空気
供給系１ａではレシーバタンク４ａ内のドレン１３ａや
ドライヤ３ａ側で生じたドレンは管１４ａや管１５ａに
よりそのまま大気側に排出される。なお、通常管１４ａ
及び管１５ａの管路内には開閉弁１６ａ及び１７ａが介
設される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吐出圧力が０．７乃至
０．５５Ｍｐａとなるような大型の空気圧縮用のオイル
フリスクロール圧縮機は例えば前記の図３に示す構造の
ものからなるが、圧縮過程において冷却媒体を持たない
ため前記のようにシロッコファン６ａによって圧縮機本
体２ａやアフタクーラ３ａを冷却しているが、この冷却
構造では圧縮機本体２ａから吐出される圧縮空気の温度
は２００℃以上の高温のものになる。この高温の圧縮空
気がアウタクーラ３ａやドライヤ５ａ等により冷却され
ると多量のドレンを発生させ、このドレンはレシーバタ
ンク４ａやドライヤ５ａのドレン蓄溜部に溜る。

【０００５】この多量に発生したドレンは前記のように
時折り大気側に排出されるが、排出が不十分の場合もあ
り、ドライヤ５ａから使用側に送気される圧縮空気内に
水分を含有する場合がある。また、前記のように、多量
のドレンが発生するため、ドレン除去を積極的に行わな
いと、使用側へ送気に水分が混入する恐れがある。一
方、前記のように圧縮気本体２ａから吐出される圧縮空
気の温度が２００℃と高温のため圧縮機本体２ａの各部
の熱膨脹が大きく、各部の干渉を防止するため各部の係
合部に間隙を設ける必要があり、圧縮効率の低下を招く
問題点がある。また、スクロールの歯先部に設けたチッ
プシールが熱劣化する等の問題があり、寿命低下の原因
となる恐れがある。

【０００６】本発明は、以上の事情に鑑みて発明された
ものであり、吐出される圧縮空気の温度を極力低下させ
ると共に、発生したドレンを圧縮空気の冷却用に利用
し、ドレンの処理の効率化と圧縮機性能の向上と寿命の
向上を図る圧縮空気内のドレン除去構造を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、圧縮機本体と、圧縮空気を冷却するた
めのアフタクーラと、圧縮空気を一時蓄溜するレシーバ
タンクと、該レシーバタンクの下流側に配設されドレン
を除去した圧縮空気を使用側に送るためのドライヤと、
前記圧縮機本体やアフタクーラに冷風を送るための送風
手段等とから構成される圧縮空気供給系におけるドレン
除去構造であって、該ドレン除去構造は、前記圧縮機本
体の下流側に配置される各機器のドレン蓄溜部に一端側
を連結し他端側を前記アフタクーラ及び／又は前記圧縮
機本体に連結するドレン戻入管を設ける圧縮空気内のド
レン除去構造を構成するものである。

【０００８】また、前記ドレン戻入管の前記他端側には
ドレンを噴水するためのノズルが配設されることを特徴
とする。

【０００９】また、前記ノズルはドレンを細かい霧状に
噴出する構造に形成されることを特徴とする。

【００１０】また、前記ノズルからのドレンの噴水が、
前記アフタクーラのフィン及び／又は圧縮機本体の吐出
部側に衝突すべく配置されることを特徴とする。

【００１１】また、前記ドレン戻入管には、その管路を
開閉制御する制御機構部が介設され、該制御機構部は、
ドレンの温度、蓄溜量に対応して管路を開閉制御するこ
とを特徴とする。

【００１２】圧縮機本体の下流側に配置される機器、例
えば、レシーバタンクやドライヤのドレン蓄溜部にドレ
ン戻入管の一端側を連結し、その他端側を例えばアフタ
クーラ側に連結し、ノズルを用いてドレンをアフタクー
ラ内に噴出する。これにより、ドレンが気化し、この気
化熱によりアフタクーラの冷却管が冷却され、その内部
を通過する圧縮空気の温度が低下する。また、ドレンは
すべて戻入され、大気中への放出なく有効利用される。
また、ドレンを圧縮機本体側に戻入して噴出することに
より圧縮機本体側の冷却が行われ、前記したような圧縮
機本体内での効率低下や寿命低下等の問題点が解消され
る。また、ドレン戻入管内に管路の開閉制御用の制御機
構部を設けることによりドレン処理の必要時においての
みドレン除去作業を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧縮空気内のドレ
ン除去構造の実施の形態を図面を参照して詳述する。図
１に本発明の圧縮空気供給系１の全体構成を示す。圧縮
空気供給系１は、例えば、オイルフリースクロール圧縮
機からなる圧縮機本体２と、この下流側に配置されるア
フタクーラ３と、圧縮空気を一時蓄溜するレシーバタン
ク４と、その下流側に配置されるドライヤ５と、圧縮機
本体２やアフタクーラ３等に冷風を送る送風手段の１つ
であるシロッコファン６等とからなる。また、圧縮機本
体２にはその駆動手段であるモータ７（又はエンジン）
が連結されると共に圧縮機本体２内に外気を導入するエ
アクリーナ８が連結される。

【００１４】圧縮機本体２の圧縮空気の吐出側には管９
が連結され、管９はアフタクーラ３内の冷却管１０に連
結される。また、冷却管１０の外面にはフィン１１が多
数設けられている。また、冷却管１０は管１２を介して
レシーバタンク４に連結される。また、シロッコファン
６は圧縮機本体２やアフタクーラ３を囲むフード１９内
に冷風を導入すべく配設される。

【００１５】レシーバタンク４の底面側には管１４が連
結され、ドライヤ５には管１５が夫々連結される。この
管１４及び管１５の管路には開閉弁１６及び１７が介設
される。管１４及び管１５は合体し図１に示すようにド
レン戻入管１８に連結される。なお、管１４はレシーバ
タンク４の底面側に溜るドレン１３の蓄溜部に連結さ
れ、管１５はドライヤ５の図略のドレン蓄溜部に連結さ
れる。ドレン戻入管１８は前記のようにその一端側を管
１４や管１５側に連結すると共にその他端側はアフタク
ーラ３を囲むフード１９に支持されてアフタクーラ３内
に端部を臨かせて配設される。また、本実施の形態では
前記端部にはノズル２０が配設される。

【００１６】ノズル２０はドレンをアフタクーラ３内に
噴出するためのものであり、図３（ａ），（ｂ）にその
形状の一例を記す。ノズル２０はドレン戻入管１８に着
脱可能に螺着され、その先端にはテーパ状の孔形状のノ
ズル孔２０ａを形成する。ノズル孔２０ａはドレンを細
かく霧状のものに噴射するものであればよく、図示のも
のに限定されない。ドレンを霧状に噴出することにより
ドレンの気化が促進され、その気化熱によりアフタクー
ラ３内の冷却効率を高めることができる。なお、このノ
ズル２０はアフタクーラ３の冷却管１０のフィン１１に
ドレンの噴水が衝突する位置に配設されることが望まし
い。

【００１７】以上の構成の圧縮空気供給系１により、エ
アクリーナ８から導入された空気は圧縮機本体２により
圧縮され、その圧縮空気は管９からアフタクーラ３内に
導入され、フィン１１を有する冷却管１０により冷却さ
れ、管１２を介してレシーバタンク４内に導入される。
レシーバタンク４内でドレンを分離した圧縮空気はドラ
イヤ５で更にドレンを除去されて使用側に送られる。

【００１８】次に、本発明の主要構成要素であるドレン
戻入管１８やノズル２０を用いたドレン除去作用につい
て説明する。なお、図１において白色の矢印は空気の流
れを示すものであり、黒色の矢印はドレンの流れを示す
ものである。前記したようにレシーバタンク４の底面側
にはドレン１３が蓄溜されると共にドライヤ５の底面側
にもドレンが溜る。このドレンは管１４及び管１５によ
り開閉弁１６，１７を開放することによりドレン戻入管
１８側に導入される。なお、レシーバタンク４及びドラ
イヤ５内には圧縮空気が存在するため、ドレン戻入管１
８側に導入されるドレンには圧縮空気の空気圧が作用し
ている。

【００１９】このため、開閉弁１６，１７を開放するこ
とによりドレン戻入管１８の先端に設けられている。ノ
ズル２０からドレンがアフタクーラ３内に噴出される。
以上により、レシーバタンク４内のドレン１３やドライ
ヤ５内のドレンはすべてアフタクーラ３側に導入され
る。前記のように、ノズル２０のノズル孔２０ａからの
霧状のドレンの噴水は冷却管１０のフィン１１に衝突す
るように配設されており、かつこの噴水の温度はフィン
１１の温度よりかなり低温のため、噴水はフィンに霧状
になって衝突することにより気化される。この気化によ
る気化熱によりフィン１１や冷却管１０が冷却され、冷
却管１０内を通過する圧縮空気は冷却されて従来技術の
ものに較べて低温のものになる。なお、気化したドレン
はフード１９の排出側から大気側に放出される。以上の
ように、圧縮空気供給系１内に発生したドレンは、特別
のドレン処理を要することなく自動的に処理されると共
に、このドレンによって圧縮空気が有効に冷却される。
このため、従来技術のように使用側にドレンを含有した
圧縮空気が送られることを防止することができる。

【００２０】以上の説明では開閉弁１６，１７の開閉動
作については特に説明していない。この開閉弁１６，１
７の開閉は手動によって行ってもよいが、本実施の形態
ではこの開閉制御を制御機構部２１により行うようにし
ている。制御機構部２１は開閉弁１６，１７に連結する
もので、その詳細構造の説明は省略するが、例えば、レ
シーバタンク４内のドレン１３やドライヤ５内のドレン
の蓄溜量や圧縮空気の温度等を検出する検出手段や、こ
の検出値の値によって開閉弁１６，１７の開閉をコント
ロールするコントロール手段等からなる。即ち、夏期等
においては圧縮機本体２から吐出される圧縮空気の温度
は高く、ドレンの発生量も多いが、冬期では圧縮空気の
温度が比較的低くドレンの発生量も少ない。よって、外
気温度の変化に対応し、開閉弁１６，１７の開閉をコン
トロールすることが必要になる。また、ドレンの蓄溜量
が少ない場合に開閉弁１６，１７の開閉を行っても意味
がない。従って、制御機構部２１を設けることにより、
運転状態に合った効果的なドレン除去が行われる。

【００２１】以上の説明ではドレン戻入管１８はアフタ
クーラ３側に他端側を連結して配設される場合について
説明したが、図２に示すようにこのドレン戻入管１８′
を圧縮機本体２側に連結してもよい。勿論、アフタクー
ラ３と圧縮機本体２の双方に連結してもよい。ドレン戻
入管１８′の圧縮機本体２への連結箇所としては、例え
ば、その吐出部側がよく、具体的には、例えば固定スク
ロールの吐出ポートの箇所にドレンの噴水が当るように
することが採用される。このようなドレン噴水の供給に
よりドレンが高熱の吐出ポートを冷却し気化され、吐出
ポートから吐出される圧縮空気を冷却すると共に圧縮機
本体２自体を冷却すべく作用する。このため、圧縮空気
の低温化と共に圧縮機本体２内の各部の間隙の縮減やチ
ップシール等の熱劣化が防止され、圧縮機の効率及び寿
命の向上が図れる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の圧縮空気内のドレン除去構造に
よれば、圧縮空気内のドレンが特別の処理手段を用いる
ことなく自動的処理され、かつそのドレンにより圧縮空
気の温度の低下や圧縮機本体等の温度上昇が有効に防止
される。これにより、使用側に送られる圧縮空気内に水
分が含有されることを防止できると共に圧縮機の効率及
び寿命の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧縮空気内のドレン除去構造を有する
圧縮空気供給系の全体構造を示す構成図。

【図２】本発明の圧縮空気内のドレン除去構造の他の実
施の形態を説明するための模式図。

【図３】本発明の圧縮空気内のドレン除去構造に使用さ
れるノズルの形状を示す正面図（ａ）及び図３（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図（ｂ）。

【図４】従来の圧縮空気供給系の全体構造を示す構成
図。

【符号の説明】

１圧縮空気供給系２圧縮機本体３アフタクーラ４レシーバタンク５ドライヤ６シロッコファン７モータ８エアクリーナ９管１０冷却管１１フィン１２管１３ドレン１４管１５管１６開閉弁１７開閉弁１８ドレン戻入管１８′ ドレン戻入管１９フード２０ノズル２０ａノズル孔２１制御機構部

フロントページの続きＦターム(参考） 3H003 AA05 AB06 AC02 BE06 BG04 CD01 CD05 3H029 AA02 AA16 AA24 AB02 BB12 BB37 CC12 CC22 CC26 CC42 CC49 3L044 AA04 BA09 CA02 DA01 DB01 DD03 FA09 GA02 HA01 HA03 JA01 JA05 KA04 4D052 AA01 BA02 BA03 BB02 FA08 GA01 GB08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機本体と、圧縮空気を冷却するため
のアフタクーラと、圧縮空気を一時蓄溜するレシーバタ
ンクと、該レシーバタンクの下流側に配設されドレンを
除去した圧縮空気を使用側に送るためのドライヤと、前
記圧縮機本体やアフタクーラに冷風を送るための送風手
段等とから構成される圧縮空気供給系におけるドレン除
去構造であって、該ドレン除去構造は、前記圧縮機本体
の下流側に配置される各機器のドレン蓄溜部に一端側を
連結し他端側を前記アフタクーラ及び／又は前記圧縮機
本体に連結するドレン戻入管を設けることを特徴とする
圧縮空気内のドレン除去構造。
【請求項２】前記ドレン戻入管の前記他端側にはドレ
ンを噴水するためのノズルが配設されることを特徴とす
る請求項１に記載の圧縮空気内のドレン除去構造。
【請求項３】前記ノズルはドレンを細かい霧状に噴出
する構造に形成されることを特徴とする請求項２に記載
の圧縮空気内のドレン除去構造。
【請求項４】前記ノズルからのドレンの噴水が、前記
アフタクーラのフィン及び／又は圧縮機本体の吐出部側
に衝突すべく配置されることを特徴とする請求項２に記
載の圧縮空気内のドレン除去構造。
【請求項５】前記ドレン戻入管には、その管路を開閉
制御する制御機構部が介設され、該制御機構部は、ドレ
ンの温度、蓄溜量に対応して管路を開閉制御することを
特徴とする請求項１に記載の圧縮空気内のドレン除去構
造。