JP2006212610A - 乾燥した圧縮空気の製造装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 自由度がきき、運搬に便利な圧縮空気の製造装置を提供する。
【解決手段】 圧縮空気よりドレン水を発生する、冷凍式エアードライヤー１２と塵埃やオイルミストや臭いも取り除くフィルター３０、４０と膜式エアードライヤー５０とその他の各種機器２０、及び発生したドレン水に含まれた異物を分離する油水分離装置６０を構成した乾燥した圧縮空気の製造装置に於いて、単数組または複数組連続して配設したフィルター３０、４０と膜式エアードライヤー５０を集合部２５０として一体にした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乾燥した圧縮空気の製造装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、乾燥した圧縮空気を、更には、乾燥した圧縮空気を作り出すことによって発生したドレン水を、如何にしたら乾燥した圧縮空気として簡単に効率良く安定した形で安価に作り出し且つ発生したドレン水をきれいな清水として処理をすることが出来るかという技術について述べたものである。

従来、乾燥した圧縮空気の製造装置に関する技術としては、冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサによるものや（例えば、図３参照。）、冷凍サイクル式エアドライヤとその下流に膜式ドライヤとを一つのユニットにまとめたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

先ず、従来の冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサによるものについて、図３により説明する。

図３において、１０は冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサである。 この場合、エアーコンプレッサ１１によって作り出された圧縮空気は、冷凍式エアードライヤー１２により冷却することで乾燥した状態で圧縮空気配管に送り込むことが出来、圧縮空気配管の途中でエアータンク２０や除塵フィルター３０やミストフィルター４０や、更に圧縮空気配管が分岐した後に除塵フィルター７０、８０、９０やミストフィルター７５、８５、９５を経由した後に乾燥したきれいな圧縮空気２０４、２０５、２０６を使用可能に供給している。

この場合、ミストフィルター７５、８５、９５を配設している理由は、一般に冷凍式エアードライヤー１２での出口温度は１０℃程度であり、冬季を中心に末端の圧縮空気配管の周囲温度が１０℃以下になる可能性が十分考えられ、ドレン水が発生する為に設けたものである。

一方、冷凍式エアードライヤー１２やエアータンク２０や除塵フィルター３０やミストフィルター４０やミストフィルター７５、８５、９５で発生したドレン水は、時には除塵フィルター７０、８０、９０で発生したドレン水も油水分離装置６０を経由することで、きれいな清水２０３として排出することが可能となっている。 従って、ドレン水を排出するドレン水配管は、非常に複雑に構成していると言って良い。

次に、従来の圧縮空気除湿装置について、特許文献１により説明する。

特許文献１において、空気圧縮機１の吐出側に接続されたアフタークーラ４の下流に接続され、蒸発器で圧縮空気を冷却して圧縮空気の除湿を行う冷凍サイクル式エアドライヤ１２と、この冷凍サイクル式エアドライヤ１２の下流側に接続され、圧縮空気の除湿を行う膜式ドライヤ２７とを備え、冷凍サイクル式エアドライヤ１２と膜式ドライヤ２７とを一つのユニットにまとめたものが示されている。 この場合、冷凍サイクル式エアドライヤ１２と膜式ドライヤ２７とを一体化したユニットを、パッケージ形油冷式スクリュー圧縮機Ｂとも一体化して配置している。
特許第３２６８３０５号

しかしながら、このような従来の、乾燥した圧縮空気の製造装置に関しては、以下に示すような課題があった。

先ず、図３の冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサに於いては、一つの例として、通常の能力の冷凍式エアードライヤー１２を使用した場合、出口では７ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力の下で１０℃、即ち大気圧における露点温度は−１７℃という能力であり、その時の空気中の水分を求めてみると、１．３６ｇ／ｍ^３となる。

一方、この乾燥した圧縮空気を、冬の期間や、室温の低い隣の工場や、朝一番の早朝や、暖房の不完全な工場や、戸外・・・等の１０℃以下の温度の下で各種の空圧機器に使用すると、各種の空圧機器にドレン水が発生するという課題があった。 その為に、発生するドレン水に対応してミストフィルター７５、８５、９５を配設しているが、ドレン水を排出するドレン水配管が非常に複雑な構成になっていた。 また、図３では除塵フィルター７０、８０、９０にはドレン水配管を接続していないが、そこにも配慮する必要が有るとも言えた。

例えば一つに仮定として、７ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力の下で５℃の温度まで低下した時の大気圧における露点温度は−２１℃であり、空気中の水分を求めてみると、０．９８８４ｇ／ｍ^３となる。 従って、１０℃から５℃にまで温度が下がるとすると、０．３７１６ｇ／ｍ^３のドレン水が更に発生する可能性があった。

しかし、５℃にまで温度を下がったとしてエアードライヤーの増設を必要に応じて行うことは、当事者にとって煩わしいことでもあるし、狭い工場の場合には設置場所を確保するにも困難があった。 また、このようにドレン水の発生を予測して大気圧における露点温度で−３１℃程度を達成することが可能なエアードライヤーを単独でまた通常の能力のエアードライヤーと並べて設置することも可能であったが、非常に高い価格のものであった。

次に、特許文献１の圧縮空気除湿装置に於いては、冷凍サイクル式エアドライヤと膜式ドライヤを、更にはパッケージ形油冷式スクリュー圧縮機も一体にしようとするものであったが、面積も容積も重量も大きくなるということは、ハンドリングを含めて現実的な内容のものでは無かった。 更に、冷凍サイクル式エアドライヤと膜式ドライヤの両者を必要としないユーザーにとっては、全く意味の無い構成であった。 特に、ユニットによって床に対する形状が決められることは、設置する場所を限定するものであり、ここにも問題を抱えていた。 また、圧縮空気より色々な場所で発生したドレン水に関しては、全く配慮されていなかった。

本発明は、圧縮空気よりドレン水を発生する、冷凍式エアードライヤー１２と塵埃やオイルミストや臭いも取り除くフィルター３０、４０と膜式エアードライヤー５０とその他の各種機器２０、及び発生したドレン水に含まれた異物を分離する油水分離装置６０を構成した乾燥した圧縮空気の製造装置に於いて、単数組または複数組連続して配設した前記フィルター３０、４０と前記膜式エアードライヤー５０を集合部２５０として一体にしたことを特徴とし、更には、前記油水分離装置６０も含めて集合全体部２６０として一体にしたことを特徴とし、更には、前記フィルター３０、４０は、塵埃を除去する除塵フィルター３０、または除塵フィルター３０とその下流にオイルミストを除去するミストフィルター４０を配設したものであることを特徴とし、更には、前記除塵フィルター３０と前記膜式エアードライヤー５０を記載の順に圧縮空気が流れるように配設するとともに、前記除塵フィルター３０に連通している第二の圧縮空気配管１０２ｃを第一のＴ型の継手１０２ｂを介して配設すると同時に第一の圧縮空気配管１０２ａに接続することを可能にし、前記膜式エアードライヤー５０に連通している第五の圧縮空気配管１０５ａを第二のＴ型の継手１０５ｂを介して配設すると同時に第六の圧縮空気配管１０５ｃに接続することを可能にし、第一と第二の前記圧縮空気配管１０２ａ、１０２ｃに接続された第一のＴ型の前記継手１０２ｂに丸棒２５２を配設して第二のＴ型の前記継手１０５ｂを固定し、前記膜式エアードライヤー５０を配設したスタンド２５１に固定したことを特徴とし、更には、前記スタンド２５１の高さが調整可能であることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。

第一に、乾燥した圧縮空気の製造装置として必要とされる、重量的にも比較的小さい機器から中規模の機器に属する各種のフィルターと膜式エアードライヤーを集合部として一体にすることにより、冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサを使用する場合であっても、またエアーコンプレッサのみを使用する場合であっても、乾燥した圧縮空気を作り出すという目的に適宜に対応した自由度の利く運搬に便利な小形の装置を運び込むことが可能となった。

第二に、油水分離装置も集合全体部として一体にすることにより、乾燥した圧縮空気の製造装置として常に発生するドレン水まで配慮した環境に優しい装置とすることが可能となった。

第三に、除塵フィルターと膜式エアードライヤーを、圧縮空気配管とＴ型の継手と丸棒によって接続し固定し、更にスタンドに固定することで、運搬し易い安定した装置が可能となった。

第四に、スタンドの高さを調整可能とすることで、装置の設置作業が容易となると同時に、設置に際して一体型のもであるにも係らず高さの方向を含めた多様の状況に対応することが可能となった。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の全体を示した図であり、図２は、本発明の集合部と集合全体部の詳細を示した図である。

図１に見られるように、１０は冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサであり、エアーコンプレッサ１１と冷凍式エアードライヤー１２を一体に構成している。 この場合、エアーコンプレッサ１１は、具体的には図示してはいないが、電動モーターと圧縮機より構成され、電動モーターの回転を圧縮機本体に伝え、大気２０１を吸引して圧縮空気を作り出ている。 但し、エアーコンプレッサ１１と冷凍式エアードライヤー１２は、分離されていても構わない。

ここで、エアーコンプレッサ１１によって作り出され冷凍式エアードライヤー１２によって冷却された乾燥した圧縮空気は、圧縮空気配管１０１と、ドレン水を発生させる各種機器２０でもあり圧縮空気を貯蔵するエアータンク２０と、圧縮空気配管１０２と、異物を除去するフィルター３０であり特に圧縮空気に含まれている塵埃を除去する除塵フィルター３０と、圧縮空気配管１０３と、異物を除去するフィルター４０であり特に圧縮空気に含まれているオイルミストを除去するミストフィルター４０と、圧縮空気配管１０４と、圧縮空気を乾燥させる膜式エアードライヤー５０と、圧縮空気配管１０５を経由した後、圧縮空気配管１６１、１６２、１６３に分岐し、圧縮空気に含まれている塵埃を除去する除塵フィルター７０、８０、９０と、圧縮空気配管１７１、１７３、１７５と、手動によって流路を開閉することが可能な開閉弁７１、８１、９１と、圧縮空気配管１７２、１７４、１７６を経由して、エアーモーターやエアーシリンダ等のアクチュエータを構成した各種の空圧機器に、乾燥したきれいな圧縮空気２０４、２０５、２０６を供給することが出来るようになっている。

但し、圧縮空気配管１６１、１６２、１６３の分岐に関しては、三箇所に限定する必要は無く、一箇所でも二箇所でも四箇所でもそれ以上でも構わない。

所で、膜式エアードライヤー５０は、ポリエステル製で孔径３００μ程度の何千ものストロー状の中空糸を一つに束ねたものより構成されたものであり、その中空糸の内部に圧縮空気等の各種の気体が混合した気体を通すことで、それぞれの気体が固有に持っている中空糸の膜の透過するスピードの違いを利用して混合している気体を分離しているのである。

この場合、圧縮空気を構成している各気体の成分が、膜式エアードライヤー５０である中空糸の膜に対する（放出という視点から見た）透過量の差を利用して、早く放出する気体と放出しにくい気体がある中で、放出しにくくて残った気体が流れていくことになるのである。 特に、中空糸の膜がポリエステル製の場合には、水蒸気２０２が一番透過しやすく、以下水素ガスやヘリウムガスが透過しやすく、最後に酸素ガスとアルゴンガスと窒素ガスが一番透過しにくく、その中でも窒素ガスが一番透過しにくい気体ということで、その様な理由から水蒸気２０２が一番先に除去され、乾燥した圧縮空気が作り出される訳である。

尚、中空糸の膜としては、ポリエステルの他に、ポリイミドやポリオレフィンやポリプロピレン等の樹脂も考えられる。

一方、ドレン水が発生する冷凍式エアードライヤー１２からは、ドレン水を排出するドレン水配管１１１と、手動で開閉することが可能な開閉弁１６と、ドレン水配管１１２と、モーターの動作や磁力によって開閉の動作を行い圧縮空気と共にドレン水を排出する電動式のドレントラップ１７と、ドレン水配管１１３を経由して、ドレン水集合管１５１に接続している。

また、ドレン水が発生する各種機器２０でもあるエアータンク２０の下部からは、ドレン水を排出するドレン水配管１２１と、手動で開閉することが可能な開閉弁２６と、ドレン水配管１２２と、モーターの動作や磁力によって開閉の動作を行い圧縮空気と共にドレン水を排出する電動式のドレントラップ２７と、ドレン水配管１２３を経由して、ドレン水集合管１５１に接続している。

更に、ドレン水が発生する除塵フィルター３０からは、ドレン水を排出するドレン水配管１３１と、手動で開閉することが可能な開閉弁３６と、ドレン水配管１３２と、モーターの動作や磁力によって開閉の動作を行い圧縮空気と共にドレン水を排出する電動式のドレントラップ３７と、ドレン水配管１３３を経由して、ドレン水集合管１５１に接続している。

加えて、ドレン水が発生するミストフィルター４０からは、ドレン水を排出するドレン水配管１４１と、手動で開閉することが可能な開閉弁４６と、ドレン水配管１４２と、モーターの動作や磁力によって開閉の動作を行い圧縮空気と共にドレン水を排出する電動式のドレントラップ４７と、ドレン水配管１４３を経由して、ドレン水集合管１５１に接続している。

この場合、ドレン水が発生する各種機器２０としてはエアータンク２０だけに限定する必要は無く、アフタークーラーやその他の機器を構成することも考えられるし、当然その際にはドレン水配管を接続する必要は有る。

尚、ドレントラップ１７、２７、３７、４７に於けるドレン水の排出に関しては、常に個々に定めたサイクルで個々に定めた時間の間行なったり、別のやり方として、常に個々に定めたサイクルでドレントラップ１７、２７、３７、４７より上流の何れかの位置でドレン水の有無を確認しドレン水の存在を確認した場合にのみ個々に定めた時間の間行なうこと等が考えられる。 その際、ドレン水を排水した直後に、更にドレン水の存在を確認したら、更に定めた時間の間ドレン水を排出することも考えられる。 この場合、ドレントラップ１７、２７、３７、４７は、電動モーター式と電磁式等の電動式のものが考えられる。

ここで、ドレン水集合管１５１は、オイルや塵埃等の各種の異物を分離する油水分離装置６０を経由して、清水配管１５２からきれいな清水２０３を排出することが出来るようになっている。 また、清水管１５２より排出される清水２０３は、河川等にそのままの状態で排出することが出来る位に清浄になっている。

所で、油水分離装置６０は、図１には具体的には示されていないが、油水分離槽とエマルジョン破壊油吸着槽から構成されていて、油水分離槽とエマルジョン破壊油吸着槽の間は接続管で接続している。

尚、油水分離槽は、油水分離槽本体が隔壁によって仕切られることで外側に位置している油浮上分離室と内側に位置している水貯槽室の二つの室を形成し、密閉した油水分離槽本体の内部を、上部では液面より更に上の部分で油浮上分離室と水貯槽室の間を、気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が隔壁の先端と油水分離槽本体の底部との間で、油浮上分離室と水貯槽室の間を自由に出入り可能な状態になっている。

そして、油浮上分離室の上部には、液面より突出して、一方の管端をドレン水集合管１５１に接続した吸入管の他方の管端が位置していて、ドレン水が流れ込むようになっている。 従って、油浮上分離室では、液面には水より軽いオイルが浮上し、底部には水より重い異物が沈殿するようになっている。 この場合には、液面に浮上したオイルは、浮上油取出弁を開くことで排出可能となっている。

一方、水貯槽室では、液面に吐出管の一方の管端が位置し、油浮上分離室と水貯槽室の間の下部の隔壁の先端と油水分離槽本体１１の底部との間の連通している部分より水より軽いオイルと水より重い異物が取り除かれたドレン水が流入するようになっている。 但し、エマルジョン化したオイルはドレン水の中に溶け込み、この様な方式では分離出来ずにそのまま流入していた。

ここで、吐出管の他方の管端は、接続管に接続している。 従って、水貯槽室の液面に集まった吐出管の一方の管端より上部に位置するオイルの除かれた比較的綺麗なドレン水は、油浮上分離室上部と水貯槽室上部に連通して密閉されている圧縮空気の圧力によって、吐出管の一方の管端から入り他方の管端から接続管に圧縮空気と共に送り出されるようになっている。 従って、ドレン水は圧縮空気と共に接続管からエマルジョン破壊油吸着槽に送り込まれる。 尚、油浮上分離室上部と水貯槽室上部の圧縮空気の圧力が確認可能な様に、油水分離槽本体の上部に圧力計を配設している。

さて、エマルジョン破壊油吸着槽では、エマルジョン破壊油吸着槽本体の中に、色素や異臭を除去する活性炭を概ね中央部の断面全体にドレン水の流れを遮るように配設し、エマルジョンを破壊させる目的のエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付き油吸着材とオイルを吸着する目的の油吸着材を概ね均一に混在させたものを、活性炭の前後に収納している。

この場合、エマルジョン破壊粒子付き油吸着材は、エマルジョン破壊粒子の働きによって微小のオイルが水と結合してエマルジョン化したドレン水をエマルジョン破壊することでオイルと水の結合を解き放ち、その後、分離したオイルはエマルジョン破壊粒子付き油吸着材を構成している油吸着材や油吸着材に吸着される。 従って、エマルジョン破壊粒子付き油吸着材と油吸着材が散在することによって、エマルジョン化したオイルからオイルを完全に分離し吸着することによって除去が可能となったのである。

一方、粒状の活性炭の配設は、色素や異臭を吸着したり除去することをその目的としている。 また、活性炭のエマルジョン破壊油吸着槽内での充填する位置としては、最上流では活性炭が早く汚れてしまい、最下流では活性炭そのものが流出することによって汚れた水が流れるように見える為に、概ね中央部に位置させることが望ましい。

ここで、エマルジョン破壊油吸着槽本体の構造としては、液体であるドレン水が、流入口からエマルジョン破壊油吸着槽本体に流入し、流出口から排出する間に、エマルジョン破壊油吸着槽本体内を均一に流れる様に、エマルジョン破壊油吸着槽本体の両端部である入口側と出口側には空間部を確保している。

従って、両端の空間部を確保する為に、数多くの小さな穴を形成している多孔板を二枚用意し、その多孔板とエマルジョン破壊油吸着槽本体の両端の端部との間にエマルジョン破壊油吸着槽本体より小径の円筒状の支柱を配設することによって多孔板を支え、エマルジョン破壊粒子付き油吸着材と油吸着材と活性炭を、二つの多孔板の間に収納するようにしている。 但し、支柱は円筒状のものに限る必要は全く無く、空間部を確保出来れば、どのような形状でも構わない。 尚、多孔板としては、数多くの小さな穴を形成したパンチングプレートやセラミック樹脂等が考えられる。

また、エマルジョン破壊粒子付き油吸着材と油吸着材は、オイル等の異物を吸収するに従って抵抗が大きくなり、圧縮されながら下流に向かって押し付けられることで、更に抵抗が大きくなると同時に、エマルジョン化したオイルの破壊や油吸着の機能が確実に低下していくのである。

そこで、このことを少しでも防止する為に、液体の流れを垂直に遮ることが出来る様に、エマルジョン破壊油吸着槽本体の略中央部に数多くの小さな穴を形成した中間多孔板を配設し、中間多孔板を支える為、中間多孔板と多孔板の間にエマルジョン破壊油吸着槽本体より小径の円筒状の支持材を配設することによってエマルジョン破壊粒子付油吸着材や油吸着材が圧縮されることを防止している。

但し、中間多孔板の位置に関しては、エマルジョン破壊油吸着槽本体の略中央部に多少前後しても構わない。 また、支持材は円筒状のものに限る必要はなく、数本のボルトで固定する等中間多孔板を支持出来れば、どのような形状でも構わない。

尚、エマルジョン破壊油吸着槽本体の内部には、活性炭を中間多孔板の下流直後に充填するのが最善であるが、中間多孔板の上流直前に充填するのも最善に近い効果が十分みられる。 一方、中間多孔板の多少前後して充填してもかなりの効果が見られるし、エマルジョン破壊油吸着槽本体の両端末の何れかの部分に充填してもそれなりの効果は確実にみられる。

更に、通常はエマルジョン破壊粒子付油吸着材と油吸着材は、概ね均一に混在させたものを活性炭の前後に収納しているが、エマルジョン破壊粒子付油吸着材と油吸着材を交互に層を成して収納し、入口と出口に近い層には油吸着材３３を収納するということも十分考えられる。

ここで、エマルジョン破壊粒子を吸着材に付着させたエマルジョン破壊粒子付油吸着材を作る方法としては、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子が溶媒で溶解されている溶液を吸着材に付着させた後に溶媒を蒸発乾燥させるような方法が一般的ではあるが、溶液を油吸着材に霧状に吹き付ける方法もある。 また、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子を溶解した状態でなく、液体内で均一に混合された状態で吸着材に付着させるという方法も考えられる。

この場合、エマルジョン破壊粒子と油吸着材をエマルジョン破壊粒子付き油吸着材の状態にしないで、粒子の状態のままで吸着材の間でばらばらに分散するように充填しても構わない。 この場合においても、活性炭は、中間多孔板の上流直前直後やその周辺に配置するのが最も良いし、入口や出口の多孔板の直後や直前に配置しても良い。

但し、前記の何れの場合においても、活性炭を配置しなでエマルジョン破壊油吸着槽を構成することも考えられる。

一方、本発明に用いられるアミンについてはアミン化合物またはその誘導体が考えられ、アミン化合物またはその誘導体が２５℃であるとき固体状のものであることが好ましいが、その化合物が２５℃で非固体状であっても、他の化合物との混合物で固体状になる化合物でも構わない。 つまり、化合物は、一種類単独で使用しても、二種類以上使用しても良い。

さて、これらのアミン化合物やその誘導体は、好ましくは、一種アミン、二種アミン、三種アミン、及び、その誘導体であり、より好ましくは、一種アミン、二種アミン、及び、その誘導体であり、特に好ましくは、一種アミン（例えば、ステアリルアミン）、及び、その誘導体である。

また、油吸着材及びエマルジョン破壊粒子付き油吸着材に使用している油吸着材としては、ポリプロピレンやポリスチレンの繊維よりなるものが考えられる。 但し、油吸着材及びエマルジョン破壊粒子付き油吸着材に使用している油吸着材に関しれであればその他のものでも構わない。

所で、図２に見られるように、除塵フィルター３０とミストフィルター４０と膜式エアードライヤー５０を記載の順に圧縮空気が流れるように配設するとともに、第一の圧縮空気配管１０２ａと第一のＴ型の継手１０２ｂと第二の圧縮空気配管１０２ｃから構成されている圧縮空気配管１０２の中で、除塵フィルター３０に連通している第二の圧縮空気配管１０２ｃを第一のＴ型の継手１０２ｂを介して第一の圧縮空気配管１０２ａに接続し、第五の圧縮空気配管１０５ａと第二のＴ型の継手１０５ｂと第六の圧縮空気配管１０５ｃから構成されている圧縮空気配管１０５の中で、膜式エアードライヤー５０に連通している第五の圧縮空気配管１０５ａを第二のＴ型の継手１０５ｂを介している第六の圧縮空気配管１０５ｃに接続し、第一と第二の圧縮空気配管１０２ａ、１０２ｃに接続された第一のＴ型の継手１０２ｂに丸棒２５２を介して第二のＴ型の継手１０５ｂを固定し、膜式エアードライヤー５０をスタンド２５１に固定している。

当然のことながら、第二の圧縮空気配管１０２ｃが連通している除塵フィルター３０は、第三の圧縮空気配管１０３に連通し、ミストフィルター４０に連通し、第四の圧縮空気配管１０４に連通し、膜式エアードライヤー５０に連通し、前述の通り第五の圧縮空気配管１０５ａに連通している。 但し、ミストフィルター４０に関しては、配設しない構成も考えられる。

この場合、図２では膜式エアードライヤー５０は長手方向に横向きに位置させているが、膜式エアードライヤー５０は縦向きに位置させて除塵フィルター３０とミストフィルター４０に関しては図２に見られるように縦向きに並べる配置でも良いし、膜式エアードライヤー５０は縦向きに位置させて除塵フィルター３０とミストフィルター４０に関しては縦向きに重ねる配置も考えられる。

従って、集合部２５０は、第一のＴ型の継手１０２ｂと、第二の圧縮空気配管１０２ｃと、除塵フィルター３０と、第三の圧縮空気配管１０３と、ミストフィルター４０と、第四の圧縮空気配管１０４と、膜式エアードライヤー５０と、第五の圧縮空気配管１０５ａと、第二のＴ型の継手１０５ｂと、ドレン水配管１３１と、開閉弁３６と、ドレン水配管１３２と、ドレントラップ３７と、ドレン水配管１３３と、ドレン水配管１４１と、開閉弁４６と、ドレン水配管１４２と、ドレントラップ４７と、ドレン水配管１４３と、スタンド２５１と、丸棒２５２から構成されている。

但し、集合部２５０は、第一のＴ型の継手１０２ｂと、第二の圧縮空気配管１０２ｃと、除塵フィルター３０と、膜式エアードライヤー５０に接続する第三の圧縮空気配管１０３と、膜式エアードライヤー５０と、第五の圧縮空気配管１０５ａと、第二のＴ型の継手１０５ｂと、ドレン水配管１３１と、開閉弁３６と、ドレン水配管１３２と、ドレントラップ３７と、ドレン水配管１３３と、スタンド２５１と、丸棒２５２の構成も考えられる。

尚、上記二つの集合部２５０に関しては、記載の全てが構成されていることが絶対必要な訳では無く、その中の一部を欠いていても構わない。

また、集合部２５０の構成としてフィルター３０、４０に関して見ると、除塵フィルター３０とミストフィルター４０の構成と、除塵フィルター３０の構成だけでなく、除塵フィルター３０とミストフィルター４０と臭いを除去する活性炭フィルターの構成も考えられる。

この場合、スタンド２５１の構造は、前後に二本ずつの脚を持った一体のもので上部に膜式エアードライヤー５０を位置させたものを考えているが、一体でなく前後が分離したものでも構わない。

また、具体的に図２に示していないが、スタンド２５１の高さが、各脚を外筒と内筒で構成させ、内筒を外筒の内側に挿入させることで脚の高さを自由に調整することが可能であり、調整が終わってから止めネジで固定することで、高さ方向に関しても自由に設定することが出来るようになっている。 但し、脚の高さを自由に調整することが可能な手段としては、前記手段に限定する必要は無く、ラック歯車を使用する等、その他の方法も考えられる。

また、集合部２５０としてまとめ上げたスタンド２５１を、ドレン水集合管１５１ａと接続部１５１ｂとしての継手１５１ｂとドレン水集合管１５１ｃから構成されているドレン水集合管１５１の中の、継手１５１ｂと、ドレン水集合管１５１ｃと、油水分離装置６０と一体にして架台２６１の上に載置し、ドレン水集合管１５１ｃに接続する配管を接続し集合全体部２６０とした構成も考えられる。

本発明による、乾燥した圧縮空気の製造装置は前述したように構成されており、以下にその動作について説明する。

先ず、エアーコンプレッサ１１を構成している電動モーターを作動させると、電動モーターの回転は圧縮機に伝えられ大気２０１を吸引して圧縮空気を作り出す。 ここで、作り出された圧縮空気は、冷凍式エアードライヤー１２によって冷却することで乾燥した圧縮空気となり、圧縮空気配管１０１を経由してエアータンク２０に一旦貯蔵され、更に圧縮空気配管１０２と除塵フィルター３０と圧縮空気配管１０３とミストフィルター４０と圧縮空気配管１０４と水蒸気２０２を排出することで圧縮空気を乾燥させる膜式エアードライヤー５０と圧縮空気配管１０５を経由した後、圧縮空気配管１６１、１６２、１６３に分岐し、圧縮空気に含まれている塵埃を除去する除塵フィルター７０、８０、９０と圧縮空気配管１７１、１７３、１７５と開閉弁７１、８１、９１と圧縮空気配管１７２、１７４、１７６を経由してエアーモーターやエアーシリンダ等のアクチュエータを構成した各種の空圧機器に乾燥したきれいな圧縮空気２０４、２０５、２０６を供給することが出来るようになっている。

この場合、通常の能力の冷凍式エアードライヤー１２を使用した場合、出口では７ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力の下で１０℃、即ち大気圧における露点温度は−１７℃という能力であり、その時の空気中の水分を求めてみると、１．３６ｇ／ｍ^３となる。

ここで一つの仮定として、膜式エアードライヤー５０を配設しない従来の装置で端末の圧縮空気配管が５℃まで下がった時、即ち大気圧における露点温度が−２１℃であり、その時の空気中の水分を求めてみると、０．９８８４ｇ／ｍ^３となる。 従って、冷凍式エアードライヤー１２で冷却され乾燥して以降のドレン水の発生量は、その差を取って０．３７１６ｇ／ｍ^３発生することなる。

また、膜式エアードライヤー５０を配設することでその出口では７ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力の下で−１０℃に相当する乾燥を、即ち大気圧における露点温度は−３１℃という能力であり、その時の空気中の水分を求めてみると、０．４１４１ｇ／ｍ^３となる。 従って、膜式エアードライヤー５０で冷却され乾燥することによって捕捉されたドレン水は、その差を取って０．９４５９ｇ／ｍ^３となる。 このことは、膜式エアードライヤー５０を配設しない従来の装置で端末の圧縮空気配管が５℃まで下がった時に発生したドレン水の０．３７１６ｇ／ｍ^３を十分に取り除いて更に余裕のあるものであり、当然のことながら、特殊な気温の地域以外は端末の圧縮空気配管が−１０℃まで下がることは考えられず、ドレン水の発生も配慮する必要は無いということになる。

この様な事情によって、圧縮空気配管の端末に近い所に配設されている除塵フィルター７０、８０、９０に関しては、ドレン水が発生しないという前提でドレン水配管は接続していないのである。

一方、冷凍式エアードライヤー１２やエアータンク２０や除塵フィルター３０やミストフィルター４０で圧縮空気より発生したドレン水は、圧縮空気と共にドレン水配管１１１、１２１、１３１、１４１と開閉弁１６、２６、３６、４６とドレン水配管１１２、１２２、１３２、１４２とドレントラップ１７、２７、３７、４７とドレン水配管１１３、１２３、１３３、１４３を経由してドレン水集合管１５１に合流し、油水分離槽とエマルジョン破壊油吸着槽から構成される油水分離装置６０に送られオイルや塵埃を含む各種の異物を除去し、清水管１５２から河川にそのまま排出しても問題のないような清浄な清水２０３にすることが出来るようになっている。

但し、ドレン水を発生するその他の各種機器は、エアータンク２０を含めこれ等のものに限定される必要は無く、アフタークーラーや活性炭フィルター等、色々な機器が考えられる。

尚、油水分離装置６０に於いては、最初に油水分離槽の油浮上分離室で、水より軽いオイルを水面に浮かせ、水より重い塵埃等の各種の異物を底部に沈殿させ、油浮上分離室と水貯槽室の間に形成した隔壁の先端と油水分離槽本体の底部の間を通ってオイルや塵埃等の各種の異物を除去された比較的きれいなドレン水が水貯槽室に送り込まれるようになっているのである。 但し、このドレン水に溶け込んで、エマルジョン化したオイルが混入している。

一方、ドレン水と共に油水分離槽に送り込まれた圧縮空気は、油水分離槽本体の上部である油浮上分離槽の上部と水貯槽室の上部の、密閉された部分に滞留している。 尚、油水分離槽本体の外側に位置して油水分離槽本体の油浮上分離室と連通している透明な透明管によって、油水分離槽に送り込まれた直後の汚いドレン水は、汚れの状態を目視等の方法で確認することが可能となっているのである。

ここで、水貯槽室に送り込まれたドレン水は、水貯槽室に形成された吐出管の一方の端部である管端より上部に溜まると、油水分離槽本体の上部に滞留している圧縮空気の力によって、吐出管と接続管を経由してエマルジョン破壊油吸着槽を経由して清水２０３になって排出されるのである。

この場合、圧縮空気の力は、エマルジョン破壊油吸着槽が密閉した状態になっている為に、ドレン水が清水配管１５２より排出される迄、ドレン水の移動を助けている。 尚、圧縮空気の圧力としては、減圧弁によって０．１〜７ｋｇｆ／ｃｍ^２の何れかの値が設定されている。

但し、油水分離槽の油浮上分離室等でオイルや塵埃等の各種の異物は分離されるが、エマルジョン化したオイルはドレン水の中に溶け込んだ状態でエマルジョン破壊油吸着槽に送り込まれる可能性も残っている。

一方、エマルジョン破壊油吸着槽では、圧縮空気と共に送り込まれたドレン水がエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付油吸着材とオイルを吸着する油吸着材を概ね均一に混在させた状態で収納させた中で、エマルジョン破壊粒子付油吸着材と油吸着材をランダムに経由することで、エマルジョン破壊粒子付油吸着材ではエマルジョン化したオイルの水とオイルの結合を解き放つことでエマルジョン破壊を行い、更に離脱したオイルを吸着させ、油吸着材ではエマルジョン破壊粒子付油吸着材で吸着出来なかったオイルを吸着させ、このような処理をランダムに何度も行うことによってドレン水の清浄度が格段に向上していくのである。 また、ドレン水が活性炭を通過すると匂いや色素が除去されるようになっている。

本発明の全体を示した図 本発明の集合部と集合全体部の詳細を示した図 従来装置の全体を示した図

符号の説明

１０・・・・・・冷凍式エアードライヤー付エアーコンプレッサ
１１・・・・・・エアーコンプレッサ
１２・・・・・・冷凍式エアードライヤー
１６・・・・・・開閉弁
１７・・・・・・ドレントラップ
２０・・・・・・エアータンク（各種機器）
２６・・・・・・開閉弁
２７・・・・・・ドレントラップ
３０・・・・・・除塵フィルター（フィルター）
３６・・・・・・開閉弁
３７・・・・・・ドレントラップ
４０・・・・・・ミストフィルター（フィルター）
４６・・・・・・開閉弁
４７・・・・・・ドレントラップ
５０・・・・・・膜式エアードライヤー
６０・・・・・・油水分離装置
７０・・・・・・除塵フィルター
７１・・・・・・開閉弁
８０・・・・・・除塵フィルター
８１・・・・・・開閉弁
９０・・・・・・除塵フィルター
９１・・・・・・開閉弁
１０１・・・・・圧縮空気配管
１０２・・・・・圧縮空気配管
１０２ａ・・・・圧縮空気配管
１０２ｂ・・・・継手
１０２ｃ・・・・圧縮空気配管
１０３・・・・・圧縮空気配管
１０４・・・・・圧縮空気配管
１０５・・・・・圧縮空気配管
１０５ａ・・・・圧縮空気配管
１０５ｂ・・・・継手
１０５ｃ・・・・圧縮空気配管
１１１・・・・・ドレン水配管
１１２・・・・・ドレン水配管
１１３・・・・・ドレン水配管
１２１・・・・・ドレン水配管
１２２・・・・・ドレン水配管
１２３・・・・・ドレン水配管
１３１・・・・・ドレン水配管
１３２・・・・・ドレン水配管
１３３・・・・・ドレン水配管
１４１・・・・・ドレン水配管
１４２・・・・・ドレン水配管
１４３・・・・・ドレン水配管
１５１・・・・・ドレン水集合管
１５１ｂ・・・・継手（接続部）
１５１ｃ・・・・ドレン水集合管
１５２・・・・・清水配管
１６１・・・・・圧縮空気配管
１６２・・・・・圧縮空気配管
１６３・・・・・圧縮空気配管
１７１・・・・・圧縮空気配管
１７２・・・・・圧縮空気配管
１７３・・・・・圧縮空気配管
１７４・・・・・圧縮空気配管
１７５・・・・・圧縮空気配管
１７６・・・・・圧縮空気配管
２０１・・・・・大気
２０２・・・・・水蒸気
２０３・・・・・清水
２０４・・・・・乾燥したきれいな圧縮空気
２０５・・・・・乾燥したきれいな圧縮空気
２０６・・・・・乾燥したきれいな圧縮空気
２５０・・・・・集合部
２５１・・・・・スタンド
２５２・・・・・丸棒
２６０・・・・・集合全体部
２６１・・・・・架台

Claims (5)

1. 圧縮空気よりドレン水を発生する、冷凍式エアードライヤー（１２）と塵埃やオイルミストや臭いも取り除くフィルター（３０、４０）と膜式エアードライヤー（５０）とその他の各種機器（２０）、及び発生したドレン水に含まれた異物を分離する油水分離装置（６０）を構成した乾燥した圧縮空気の製造装置に於いて、単数組または複数組連続して配設した前記フィルター（３０、４０）と前記膜式エアードライヤー（５０）を集合部（２５０）として一体にしたことを特徴とする乾燥した圧縮空気の製造装置。
2. 前記油水分離装置（６０）も含めて集合全体部（２６０）として一体にしたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥した圧縮空気の製造装置。
3. 前記フィルター（３０、４０）は、塵埃を除去する除塵フィルター（３０）、または除塵フィルター（３０）とその下流にオイルミストを除去するミストフィルター（４０）を配設したものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾燥した圧縮空気の製造装置。
4. 前記除塵フィルター（３０）と前記膜式エアードライヤー（５０）を記載の順に圧縮空気が流れるように配設するとともに、前記除塵フィルター（３０）に連通している第二の圧縮空気配管（１０２ｃ）を第一のＴ型の継手（１０２ｂ）を介して配設すると同時に第一の圧縮空気配管（１０２ａ）に接続することを可能にし、前記膜式エアードライヤー（５０）に連通している第五の圧縮空気配管（１０５ａ）を第二のＴ型の継手（１０５ｂ）を介して配設すると同時に第六の圧縮空気配管（１０５ｃ）に接続することを可能にし、第一と第二の前記圧縮空気配管（１０２ａ、１０２ｃ）に接続された第一のＴ型の前記継手（１０２ｂ）に丸棒（２５２）を配設して第二のＴ型の前記継手（１０５ｂ）を固定し、前記膜式エアードライヤー（５０）を配設したスタンド（２５１）に固定したことを特徴とする請求項３に記載の乾燥した圧縮空気の製造装置。
5. 前記スタンド（２５１）の高さが調整可能であることを特徴とする請求項４に記載の乾燥した圧縮空気の製造装置。

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