JP2002239332A - 圧縮空気供給システム - Google Patents

圧縮空気供給システム

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JP2002239332A
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compressed air
air
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Eiji Takamure
英治 高牟禮
Koichi Ejiri
康一 江尻
Masami Yoshizawa
正己 吉沢
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Orion Machinery Co Ltd
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Orion Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エアードライヤの性能および寿命を低下させる
ことなく、高効率な圧縮空気供給システムを提供する。 【解決手段】上流から、圧縮空気を生成する空気圧縮機
と、圧縮空気中からドレンを分離するドレンフィルタ
と、ドレンが分離された圧縮空気中から水分を除去する
エアードライヤと、水分が除去された圧縮空気中から塵
埃を除去するラインフィルタとを、順次直列に接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、圧縮空気供給シス
テムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧縮空気は工場内の動力用や食品製造
用、医療用等、様々な用途で用いられており、それぞれ
の用途に合わせた清浄度の圧縮空気が要求される。空気
圧縮機から供給される圧縮空気中には、水分や塵埃、お
よび空気圧縮機の潤滑油等が含まれている。このため通
常はこれらを除去するための浄化手段を備えた圧縮空気
供給システムによって圧縮空気を供給している。
【0003】従来の圧縮空気供給システムを図2に示
す。圧縮空気供給システム1の基本的な要素として、上
流から空気圧縮機2、エアードライヤ3、ラインフィル
タ4を直列に接続している。付加要素として、空気圧縮
機1の下流にエアータンク5を接続している。また、空
気圧縮機の直後の下流に図示しないアフタークーラを備
える場合もある。空気圧縮機2から吐出される圧縮空気
をエアードライヤ3により除湿し、ラインフィルタ4に
よって圧縮空気中の塵埃(3μm以上の固形物)を除去
して、清浄で乾燥した圧縮空気を供給している。前記エ
アータンク5は圧縮空気の供給を安定化させることを主
な目的として設けられている。さらに、要求される圧縮
空気の清浄度によっては、ラインフィルタ4の下流に、
0.01μm程度までの固形物およびオイルミストを除
去するミストフィルタ9、臭気やベーパー状のオイルを
除去する活性炭フィルタ10およびミストフィルタ11
を適宜、直列に接続することによって、所望の清浄度を
得られるようにしている。そして、上記の各要素におい
て圧縮空気中から分離された水分や塵埃、潤滑油等は、
オートドレントラップ20に一時的に貯留され、水位や
タイマー等によって適宜排出するようにしている。
【0004】一般的に圧縮空気供給システムに用いられ
るエアードライヤとしては、圧縮空気を冷却することに
より水分を凝縮・除去する冷凍式エアードライヤと、水
蒸気の分子を選択的に吸着する吸着剤を用いた吸着式エ
アードライヤがある。エアードライヤは水分を除去する
ための装置であるが、いずれの方式であっても、本来は
気体として存在する水分を分離・除去する為の構成であ
って、液体として水滴(ドレン)が含まれている場合に
は、性能や寿命が著しく低下する等の問題がある。
【0005】具体的に、冷凍式エアードライヤにおいて
は、圧縮空気中に含まれる水滴が冷却負荷となるために
冷凍機の負荷が増大し、除湿効率を10%程度低下させ
る。またドレンに含まれる油分や塵埃が熱交換器の伝熱
面に付着して目詰まりや腐食の原因となり、除湿性能お
よび装置の寿命を低下させる。また、大きな水滴は完全
に分離できずに通過してしまうために、水滴が圧縮空気
の流れに乗って下流に送出されるおそれがある。
【0006】吸着式エアードライヤにおいては、水滴が
吸着剤に直接接触した場合には、吸着熱が過剰となって
吸着剤の破砕・粉化を促し、吸着剤の再生不良によって
吸着性能を低下させたり、吸着剤の寿命を縮めたりす
る。また、吸着剤粉の流出によってラインフィルタに目
詰まりを生じて圧力損失が大きくなる。
【0007】エアードライヤを通過してしまった水滴
は、下流に接続されたラインフィルタ4やミストフィル
タ9によって捕捉されるために、フィルタエレメントの
圧力損失を増大させる。さらに、継続的に水滴がフィル
タエレメントに到達していると、フィルタエレメントの
捕捉能力の限界を超えて、水滴が圧縮空気の流れに乗っ
て下流に送出されるおそれがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、エアードライヤの性能および寿命を低下さ
せることなく、高効率な圧縮空気供給システムを提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項1
記載の発明は、圧縮空気を供給する圧縮空気供給システ
ムであって、該圧縮空気供給システムは、上流から、少
なくとも、圧縮空気を生成する空気圧縮機と、圧縮空気
中からドレンを分離するドレンフィルタと、ドレンが分
離された圧縮空気中から水分を除去するエアードライヤ
と、水分が除去された圧縮空気中から塵埃を除去するラ
インフィルタを、順次直列に接続したことを最も主要な
特徴とするものである。
【0010】従って、請求項1の発明によれば、少なく
とも、空気圧縮機、ドレンフィルタ、エアードライヤを
順次接続したため、水滴がエアードライヤに直接入るこ
とを防いでエアードライヤの除湿効率を向上させ、エア
ードライヤの寿命を延ばすとともに、水滴がエアードラ
イヤを通過することをなくしてラインフィルタの圧力損
失を減少させる。
【0011】また、請求項2の発明は、請求項1におい
て、前記エアードライヤは、圧縮空気を冷却することに
よって圧縮空気中の水分を除去する冷凍式エアードライ
ヤからなることを特徴とするものである。従って、請求
項2の発明によれば、水滴を完全に除去することによっ
て冷却負荷を低下させエアードライヤの性能を向上させ
る。また目詰まりや腐食の原因となる油分や塵埃を除去
して熱交換器の寿命を延ばす。さらに水滴を完全に分離
してラインフィルタで生じる圧力損失を減少させる。
【0012】また、請求項3の発明は、請求項1におい
て、前記エアードライヤは、水分子を選択的に吸着する
吸着剤中に圧縮空気を通過させることによって圧縮空気
中の水分を除去する吸着式エアードライヤからなること
を特徴とするものである。従って、請求項3の発明によ
れば、水滴を完全に除去することによって吸着剤の破砕
・粉化を防ぎ、吸着剤の寿命を延ばす。また吸着剤の再
生不良の原因となる吸着剤粉の流出をなくして吸着性能
を向上させ、さらにラインフィルタで生じる圧力損失を
減少させる。
【0013】また、請求項4の発明は、請求項1ないし
3において、前記ドレンフィルタの下流であってエアー
ドライヤの上流に、圧縮空気中の塵埃を除去するライン
フィルタを直列に接続したことを特徴とするものであ
る。従って、請求項4の発明によれば、エアードライヤ
の上流において圧縮空気中の塵埃を完全に除去すること
によって、エアードライヤに塵埃が付着したり目詰まり
することを防いで、エアードライヤの除湿性能を向上さ
せると共に寿命を延ばす。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1に、本発明に係る圧縮空気供
給システムの概略構成を模式図で示す。本例の圧縮空気
供給システム1は、少なくとも、空気圧縮機2とドレン
フィルタ7と、エアードライヤ3と、ラインフィルタ4
を配管6で順次接続して基本的な構成としている。空気
圧縮機2は、レシプロ型やスクリュー型等の一般的な空
気圧縮機である。空気圧縮機2は、その吐出口の直後の
下流に高温の圧縮空気を予冷するための図示しないアフ
タークーラを備えている。空気圧縮機2から供給される
圧縮空気は、配管6で接続されるエアータンク5に流入
する。エアータンク5は圧縮空気を蓄えてバッファとし
て機能すると共に、エアータンク内に溜まったドレン
を、下部に接続したオートドレントラップ20によって
排出している。
【0015】ドレンフィルタ7は、配管6によってエア
ータンク5の下流に接続される。ドレンフィルタ7は、
内部に圧縮空気を通過させることによって、圧縮空気中
からドレンを分離するフィルタエレメントを備えてい
る。フィルタエレメントはポリエステル樹脂繊維からな
る10mm厚の不織布を2重巻きにして20mm厚とし
て、圧力損失を極力抑えながら、高いドレン分離率を有
しており、下流の機器に水滴が除去された圧縮空気を供
給することができる。また60〜100μm以上の固形
物も分離することができる。分離されてドレンフィルタ
内に溜まったドレンは、下部に接続したオートドレント
ラップ20によって排出している。
【0016】ラインフィルタ8は、配管6によってドレ
ンフィルタ7の下流に接続され、圧縮空気中に配管内の
錆等の塵埃が多く含まれるような場合に適宜用いること
ができる。ラインフィルタ8は、下流のエアードライヤ
に塵埃の少ない圧縮空気を供給して、塵埃による目詰ま
りや腐食を防いで除湿性能の低下を防いでいる。
【0017】エアードライヤ3は、配管6によってライ
ンフィルタ8の下流に接続される。エアードライヤ3
は、冷凍機により冷却される熱交換器に圧縮空気を通過
させることによって水分を除去する。圧縮空気が通過す
る際に、熱交換器に多数設けたフィンによって冷却さ
れ、水分がフィン表面に凝縮して流下する。そして、流
下した水滴をオートドレントラップ20に集めて排出し
ている。そして、エアードライヤに流入する圧縮空気
は、ドレンフィルタによって水滴が除去されているため
に、熱交換器のフィンの間を水滴がブリッジして、気流
で下流に吹き飛ばされるようなことがない。また、冷凍
機の冷却負荷が少なくなって除湿効率が向上する。
【0018】ラインフィルタ4は、配管6によってエア
ードライヤ3の下流に接続される。ラインフィルタ4
は、圧縮空気中から塵埃を分離するフィルタエレメント
を備えている。フィルタエレメントは0.5〜1mm厚
の極細繊維の不織布からなり、プリーツ状にして表面積
を確保し圧力損失を極力抑えながら、3μm以上の固形
物を分離する。また、急激な流量変動等により、エアー
ドライヤから水滴が流出する等した際にも、下流に流出
することを防ぐことができる。
【0019】ミストフィルタ9は、配管6によってライ
ンフィルタ4の下流に接続される。ミストフィルタ9
は、圧縮空気中から微細な塵埃やオイルミストを分離す
るフィルタエレメントを備えている。フィルタエレメン
トは、プリーツ状不織布層、グラスファイバー層、プラ
スティックフォーム層を積層したものからなり、圧力損
失を極力抑えながら、0.01μm以上の固形物を除去
することができる。
【0020】活性炭フィルタ10は、配管6によってミ
ストフィルタ9の下流に接続される。活性炭フィルタ1
0は、圧縮空気中から臭気やベーパー状のオイルを吸着
除去するフィルタエレメントを備えている。フィルタエ
レメントは、活性炭層、活性炭混合フィルター層からな
る。
【0021】ミストフィルタ11は、配管6によって活
性炭フィルタ10の下流に接続される。ミストフィルタ
11は、ミストフィルタ9と同様のフィルタエレメント
を備えている。そして、上流の活性炭フィルタから、活
性炭の微粉末が流出した場合に、これを除去することが
できる。
【0022】ドレントラップ20は、ドレンフィルタ
7、ラインフィルタ8、エアードライヤ3、ラインフィ
ルタ4、ミストフィルタ9および10にそれぞれ接続さ
れ、各機器で分離されたドレンを貯留して系外に排出す
る。ドレントラップは、フロート式、電磁弁式、ディス
ク式、手動式等の方式を適宜選択使用できる。エアード
ライヤ3よりも下流において、周囲温度が圧縮空気の露
点温度よりも低くない場合、すなわち圧縮空気中の水分
が、配管の途中で凝縮するおそれのない場合などには、
適宜ドレントラップ20を省略することもできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の圧縮空気供
給システムは、上流から、少なくとも、空気圧縮機、ド
レンフィルタ、エアードライヤを順次接続するため、エ
アードライヤに水滴が流入しなくなるので、エアードラ
イヤの除湿効率を高めるとともに、寿命を延ばすことが
できるという利点がある。またエアードライヤの下流に
水滴が流出することを防ぐことができ、下流のラインフ
ィルタの圧力損失の増加を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧縮空気供給システムの実施形態
を示した説明図である。
【図2】従来の圧縮空気供給システムを示した説明図で
ある。
【符号の説明】
1 圧縮空気供給システム 2 空気圧縮機 3 エアードライヤ 4 ラインフィルタ 5 エアータンク 6 配管 7 ドレンフィルタ 8 エアードライヤ 9 ミストフィルタ 10 活性炭フィルタ 11 ミストフィルタ 20 ドレントラップ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮空気を供給する圧縮空気供給システ
    ムであって、該圧縮空気供給システムは、上流から、少
    なくとも、圧縮空気を生成する空気圧縮機と、圧縮空気
    中からドレンを分離するドレンフィルタと、ドレンが分
    離された圧縮空気中から水分を除去するエアードライヤ
    と、水分が除去された圧縮空気中から塵埃を除去するラ
    インフィルタとを、順次直列に接続したことを特徴とす
    る圧縮空気供給システム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記エアードライヤ
    は、圧縮空気を冷却することによって圧縮空気中の水分
    を除去する冷凍式エアードライヤからなることを特徴と
    する圧縮空気供給システム。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記エアードライヤ
    は、水分子を選択的に吸着する吸着剤中に圧縮空気を通
    過させることによって圧縮空気中の水分を除去する吸着
    式エアードライヤからなることを特徴とする圧縮空気供
    給システム。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3において、前記ドレン
    フィルタとエアードライヤの間に、圧縮空気中の塵埃を
    除去するラインフィルタを直列に接続したことを特徴と
    する圧縮空気供給システム。
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