JP2010281313A - 圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮空気吐出配管の流れを良くすることに配慮しているだけで、ドレン水の逆流については全く考えていなかった。
【解決手段】 エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０で圧縮空気から発生したドレン水の処理方法に於いて、エアータンク１４からのドレン水Ｄ１を圧縮空気と共に、エアータンク１４より高い所に位置していて位置エネルギーを持った冷凍式エアードライヤ３０からのドレン水Ｄ２と合流させ、電磁式ドレントラップ４０で送り出した。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気から発生したドレン水の処理方法に於いて、エアータンクからのドレン水を圧縮空気と共に、エアータンクより高い所に位置して位置エネルギーを持っている冷凍式エアードライヤからのドレン水と合流させ、電磁式ドレントラップで送り出す技術について述べたものであり、冷凍式エアードライヤをエアータンクより高い所に位置させることで、逆止弁を設けること無く、一組の電磁式ドレントラップだけで圧縮空気とドレン水を排出することを意図し、コストに配慮した内容の技術に関するものである。

従来、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関係する技術としては、複数の機器から発生した圧縮空気のドレン処理方法において、ドレンを排出するドレン配管の全てを集合させ、一つの電気式ドレントラップで排出するものや（例えば、特許文献１参照）、複数の機器で圧縮空気より発生したドレン水を各機器の側に逆流しないようにして合流させ、全体が合流した後の位置で、定めた時間の間ドレン水を排出してドレン水処理装置に送り込むものが見られる（例えば、特許文献２参照）。

先ず、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に類似している、従来の圧縮空気のドレン処理方法およびドレン処理装置について、特許文献１によって説明する。

この場合、特許文献１に於いて、圧縮機１１からの圧縮空気をエアータンク１４に貯蔵することと圧縮空気を圧縮空気吐出配管１５によって冷凍式エアードライヤー３０に送り込み冷却することによって発生するドレンＤ１、Ｄ２を排出するための圧縮空気のドレン処理装置において、エアータンク１４のドレン排出口１４ｂに接続したドレン配管イ１６またはドレン配管ハ１８と、冷凍式エアードライヤー本体３１のドレン排出口３１ｃに接続したドレン配管ロ３６と、ドレン配管１６、１８、３６が共に接続した集合管４１と、集合管４１に接続した電気式ドレントラップ４０を配設し、特に圧縮空気吐出配管１５で圧縮空気が流通しやすいように、圧縮空気吐出配管１５内径の断面積をドレン配管１６、１８、３６内径の断面積より大きくし、更にドレン配管１６、１８、３６の途中に障害となるドレン弁１７，３７を配設した技術が示されている。
特開平１１−２０１３９０

次に、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に類似している、従来の圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置について、特許文献２によって説明する。

この場合、特許文献２に於いて、複数の機器２０、３０、４０、５０、６０に圧縮空気より発生したドレン水を排出可能なように各々ドレン排出管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃを接続し、ドレン排出管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃの途中の位置に各々逆止弁２３、３３、４３、５３、６３を配設し、ドレン排出管２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃを全てドレン集合管１５１、１５２、１５３に接続し、ドレン排出管２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃが全てドレン集合管１５１、１５２に合流した後の位置にドレン集合管１５１、１５２に溜まったドレン水を排出してドレン水処理装置７０に送り込む電動式のドレントラップ１５７を配設した技術が示されている。
特開２００３−１９４２８５

しかしながら、このような圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に類似している、従来の圧縮空気のドレン処理方法およびドレン処理装置や、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置に関しては、以下に示すような課題があった。

先ず、複数の機器から発生した圧縮空気のドレン処理方法において、ドレンを排出するドレン配管の全てを集合させ、一つの電気式ドレントラップで排出する技術では、特に圧縮空気吐出配管１５で圧縮空気が流通しやすいように、圧縮空気吐出配管内径の断面積をドレン配管内径の断面積より大きくし、更にドレン配管の途中に障害となるドレン弁を配設することで、圧縮空気吐出配管の流れを良くすることに配慮しているだけで、ドレン水の逆流については全く考えていなかった。

一方、複数の機器で圧縮空気より発生したドレン水を各機器の側に逆流しないようにして合流させ、全体が合流した後の位置で、定めた時間の間ドレン水を排出してドレン水処理装置に送り込む技術では、全てのドレン排出管の途中に逆止弁を配設するということで、無駄な逆止弁を配設しているとも言えた。

本発明は、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０で圧縮空気から発生したドレン水の処理方法に於いて、前記エアータンク１４からのドレン水Ｄ１を圧縮空気と共に、前記エアータンク１４より高い所に位置していて位置エネルギーを持った前記冷凍式エアードライヤ３０からのドレン水Ｄ２と合流させ、電磁式ドレントラップ４０で送り出すことを特徴とし、更には、前記冷凍式エアードライヤ３０からの前記ドレン水Ｄ２は、合流する前に逆流を防止する機能を持たせた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。

また、本発明は、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０で圧縮空気から発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水Ｄ１を排出する目的で、前記エアータンク１４の下部に接続したドレン水配管１６と、ドレン水Ｄ２を排出する目的で、前記エアータンク１４より高い所に位置している前記冷凍式エアードライヤ３０の下部に接続したドレン水配管３６を、ドレン水集合管４１に合流させ、圧縮空気と共に前記ドレン水Ｄ１、Ｄ２を送り出す電磁式ドレントラップ４０を配設したことを特徴とし、更には、前記ドレン水配管３６の途中に逆止弁３９を配設したことを特徴とし、更には、圧縮機１１と共に、前記エアータンク１４と前記冷凍式エアードライヤ３０と前記電磁式ドレントラップ４０は、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ１として一体に構成されたものであり、単一の電源によって作動が行なわれることを特徴とし、更には、前記エアータンク１４と前記冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍ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、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気から発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水を排出する目的で、エアータンクの下部に接続したドレン水配管と、ドレン水を排出する目的で、エアータンクより高い所に位置している冷凍式エアードライヤの下部に接続したドレン水配管を、ドレン水集合管に合流させ、圧縮空気と共にドレン水を送り出す電磁式ドレントラップを配設したことで、ドレン排出管の途中にドレン水集合管から冷凍式エアードライヤの側にドレン水と圧縮空気が逆流しないように配慮した逆止弁を配設しなくても逆流を防止することが可能となった。

第二に、ドレン水配管の途中に逆止弁を配設したことで、エアータンク内の圧力が何等かの理由によって変動することにより圧力が小さくなった場合でも、またエアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気から発生したドレン水の位置エネルギーが不足した場合でも、逆流を防止することが可能となった。

第三に、圧縮機と共に、エアータンクと冷凍式エアードライヤと電磁式ドレントラップは、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサとして一体に構成されたものであり、単一の電源によって作動が行なわれることで、冷凍式エアードライヤをエアータンクより高い所に位置させたこともあって設置面積も少ない状態であり、一体ということで移動させることも簡単であり、更に設置に際しても容易に位置決めすることが可能となった。

第四に、エアータンクと冷凍式エアードライヤの設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることで、圧縮空気吐出配管の圧力損出を気にすることも無く、確実に位置エネルギーを確保することが可能となった。

本願発明の全体を示した図

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、本願発明の全体を示した図である。

図１に見られるように、１はパッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサであり、空気圧縮機１０と冷凍式エアードライヤ３０と電磁式ドレントラップ４０と圧縮空気やドレン水の配管が収納されていて、空気圧縮機１０で作り出された圧縮空気は圧縮空気吐出配管１５によって冷凍式エアードライヤ３０に送り込まれるようになっている。

この場合、図１で、冷凍式エアードライヤ３０は棚１ａの上に配置されているが、棚１ａが無くても、この場所にこだわる必要も無いし、また圧縮空気吐出配管１５、３５やドレン水配管１６、３６やドレン水集合管４１を支持する支柱として棚１ａの代わりに使っても良いし、その他の方法で支持するものでも良い。 何れにしても、位置エネルギーを確保するために、冷凍式エアードライヤ３０がエアータンク１４より高い所に位置していることが必要である。 更には、位置エネルギーを確保する意味から、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることが必要であると言える。

ここで、空気圧縮機１０は、圧縮機１１とモータ１２とエアータンク１４から構成されている。 この場合、モータ１２が作動することによってベルトを介して圧縮機１１を回転させることで、吸込口１３から大気９２を吸い込み、圧縮機１１によって圧縮空気を作り、その圧縮空気をエアータンク１４に貯蔵するという構成になっている。 更に、エアータンク１４内の圧縮空気を冷凍式エアードライヤ３０に送り出すための圧縮空気吐出配管１５は、エアータンク１４に形成された圧縮空気吐出口１４ａに接続している。 またこのような構成の中で、圧縮空気から結露することで発生したドレン水Ｄ１が、エアータンク１４の底に溜まるようになっている。 尚、圧縮空気吐出配管１５に関しては、圧力損出を防ぐ意味で十分な内径を確保される必要は有る。

一方、冷凍式エアードライヤ３０は、冷凍式エアードライヤ本体３１内にアキュムレータと圧縮機と凝縮機から構成される冷媒循環装置３２と周辺にフィン３３ａを位置させた冷媒配管３３が収納されており、アンモニアやフレオン・・・等の冷媒が冷媒循環装置３２と冷媒配管３３の間を循環することによって圧縮空気を冷却するような構造になっている。 この場合、エアータンク１４からの圧縮空気吐出配管１５は、冷凍式エアードライヤ本体３１に形成された圧縮空気流入口３１ａに接続して圧縮空気が流入するようになっている。

尚、冷却されることで乾燥した圧縮空気は、冷凍式エアードライヤ本体３１に形成された圧縮空気流出口３１ｂに接続した圧縮空気吐出配管３５を経由して、手動によって圧縮空気の流れを開放し遮断することが出来る圧縮空気開閉弁３８から、乾燥した圧縮空気９１としてエアーシリンダやエアーモータ・・・等の各種のアクチュエータに流すことが出来るようになっている。

更に、このような構成の中で、冷凍式エアードライヤ３０内で圧縮空気から結露することで発生したドレン水Ｄ２が、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まるようになっている。

所で、エアータンク１４の底に溜まっているドレン水Ｄ１は、エアータンク１４の底部に形成されているドレン水排出口１４ｂから、ドレン水配管１６と、ドレン水配管１６の途中に位置していて手動によってドレン水の流れを開放し遮断することが出来るドレン水開閉弁１７を経由して、ドレン水集合管４１に至るようになっている。

また、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まっているドレン水Ｄ２は、冷凍式エアードライヤ本体３１の底部に形成されているドレン水排出口３１ｃから、ドレン水配管３６と、ドレン水配管３６の途中に位置していて手動によってドレン水の流れを開放し遮断することが出来るドレン水開閉弁３７と、ドレン水配管３６の途中でドレン水開閉弁３７の下流に位置している逆止弁３９を経由して、ドレン水集合管４１に合流するようになっている。 尚、ドレン水開閉弁３７はドレン水開閉弁１７を含め、配設しないことも考えられる。 ここで、ドレン水開閉弁３７と逆止弁３９の配列順序に関しては、逆になっても構わない。

この場合、逆止弁３９に関しては、図１では記載されているが、配設していない場合が通常の状況であり、本願発明の最大の特徴とするところである。 その理由は、エアータンク１４より高い所に冷凍式エアードライヤ３０を位置させ、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差を０．７〜３．５ｍとすることで、エアータンク１４内のドレン水Ｄ１を排出しようとしているエアータンク１４の内圧と、冷凍式エアードライヤ３０内のドレン水Ｄ２を排出しようとしている冷凍式エアードライヤ３０の内圧にドレン水Ｄ２の持っている位置エネルギーを加えた場合を較べると、合流するドレン水集合管４１の近くではドレン水Ｄ２の持っている圧力の方を常に高い値に保持することが可能であることによるものである。

一方、ドレン水配管の途中に逆止弁３９を配設するのは、エアータンク１４内の圧力が何等かの理由によって変動することにより圧力が小さくなった場合や、またエアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気から発生したドレン水の位置エネルギーが不足した場合のようなことに対応することが出来るということで配設したものである。 尚、エアータンク１４内の圧力が変動する例としては、モータ１２に接続している電源に起因する場合や、圧縮機１１やモータ１２の経年変化によるものや、吸入口１３の異常等が考えられる。

そして、ドレン水集合管４１の途中には電磁式ドレントラップ４０が位置していて、圧縮空気を伴ったドレン水９３を送り出すようになっている。 ところで、電磁式ドレントラップ４０は、エアータンク１４に貯留されたドレン水Ｄ１の量によってまたは一定の時間毎に、圧縮空気と共にドレン水Ｄ１、Ｄ２を送り出すようになっている。 但し、電磁式ドレントラップ４０に関しては、圧縮空気とドレン水を同時に排出するものであれば、どの様なものでも構わない。

本発明による、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理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その内容を説明する。

先ず、空気圧縮機１０を構成しているモータ１２を作動させると、ベルトの伝達によって圧縮機１１も回転し、吸入口１３から吸い込んだ大気９２を圧縮してエアータンク１４に圧縮空気を貯蔵する。 この、エアータンク１４に圧縮空気を貯蔵する過程で、圧縮空気が結露することで発生したドレン水がエアータンク１４の底にドレン水Ｄ１として溜まってくる。 同時に、単一の電源によって作動が行なわれるパッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ１ということで、空気圧縮機１０と同時に冷凍式エアードライヤ３０も作動を開始することになる。

次に、圧縮空気吐出配管３５の先端の圧縮空気開閉弁３８に接続されているエアーシリンダ・・・等の各種のアクチュエータが作動することによって乾燥した圧縮空気９１が供給されると、エアータンク１４に貯蔵された圧縮空気が圧縮空気吐出配管１５を通って冷凍式エアードライヤ３０に送り込まれる。 この、冷凍式エアードライヤ３０においても圧縮空気が冷却される過程で、圧縮空気が結露することで発生したドレン水が冷凍式エアードライヤ本体３１の底にドレン水Ｄ２として溜まってくる。

ここで、冷却された圧縮空気は、同様に乾燥した圧縮空気となって圧縮空気流出口３１ｂより圧縮空気吐出配管３５と圧縮空気開閉弁３８を通って、乾燥した圧縮空気９１としてエアーシリンダやエアーモータ・・・等の各種のアクチュエータに送られるようになっている。

一方、エアータンク１４の底に溜まったドレン水Ｄ１は、ドレン水配管１６と、ドレン水配管１６の途中に位置しているドレン水開閉弁１７と、ドレン水集合管４１を経由して、ドレン水集合管４０の途中に位置している電磁式ドレントラップ４０に送り込まれるようになっている。 この場合、電磁式ドレントラップ４０に於いては、エアータンク１４に貯留されたドレン水Ｄ１の量によって、または一定の時間毎に開放することで、圧縮空気と共にドレン水Ｄ１を送り出している。

そして、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まったドレン水Ｄ２は、ドレン水配管３６と、ドレン水配管３６の途中に位置しているドレン水開閉弁３７と、ドレン水配管３６の途中でドレン水開閉弁３７の下流に位置している逆止弁３９を経由して、ドレン水集合管４１に合流するようになっている。

尚、逆止弁３９に関しては、配設していない場合が通常の状況である。 その理由は、エアータンク１４より高い所に冷凍式エアードライヤ３０を位置させることが条件であって、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差を０．７〜３．５ｍとすることで、エアータンク１４内のドレン水Ｄ１を排出しようとしているエアータンク１４の内圧と、冷凍式エアードライヤ３０内のドレン水Ｄ２を排出しようとしている冷凍式エアードライヤ３０の内圧にドレン水Ｄ２の持っている位置エネルギーを加えた場合を較べると、合流するドレン水集合管４１の近くではドレン水Ｄ２の持っている圧力の方を常に高い値に保持することが可能であることによるものである。

圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気から発生したドレン水の処理方法に於いて、エアータンクからのドレン水を圧縮空気と共に、エアータンクより高い所に位置して位置エネルギーを持っている冷凍式エアードライヤからのドレン水と合流させ、電磁式ドレントラップで送り出す技術について述べたものであり、冷凍式エアードライヤをエアータンクより高い所に位置させることで、一台の電磁式ドレントラップでまとめて処理することを意図した、コストに配慮した内容のものである。 即ち、無駄を排除した形で、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサを構成したものである。

１・・・・・・・パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ
１ａ・・・・・・棚
１０・・・・・・空気圧縮機
１１・・・・・・圧縮機
１２・・・・・・モータ
１３・・・・・・吸入口
１４・・・・・・エアータンク
１４ａ・・・・・圧縮空気吐出口
１４ｂ・・・・・ドレン水排出口
１５・・・・・・圧縮空気吐出配管
１６・・・・・・ドレン水配管
１７・・・・・・ドレン水開閉弁
３０・・・・・・冷凍式エアードライヤ
３１・・・・・・冷凍式エアードライヤ本体
３１ａ・・・・・圧縮空気流入口
３１ｂ・・・・・圧縮空気流出口
３１ｃ・・・・・ドレン水排出口
３２・・・・・・冷媒循環装置
３３・・・・・・冷媒配管
３３ａ・・・・・フィン
３５・・・・・・圧縮空気吐出配管
３６・・・・・・ドレン水配管
３７・・・・・・ドレン水開閉弁
３８・・・・・・圧縮空気開閉弁
３９・・・・・・逆止弁
４０・・・・・・電磁式ドレントラップ
４１・・・・・・ドレン水集合管
９１・・・・・・乾燥した圧縮空気
９２・・・・・・大気
９３・・・・・・圧縮空気を伴ったドレン水
Ｄ１・・・・・・ドレン水
Ｄ２・・・・・・ドレン水

Claims (6)

1. エアータンク（１４）と冷凍式エアードライヤ（３０）で圧縮空気から発生したドレン水の処理方法に於いて、前記エアータンク（１４）からのドレン水（Ｄ１）を圧縮空気と共に、前記エアータンク（１４）より高い所に位置していて位置エネルギーを持った前記冷凍式エアードライヤ（３０）からのドレン水（Ｄ２）と合流させ、電磁式ドレントラップ（４０）で送り出すことを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
2. 前記冷凍式エアードライヤ（３０）からの前記ドレン水（Ｄ２）は、合流する前に逆流を防止する機能を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
3. エアータンク（１４）と冷凍式エアードライヤ（３０）で圧縮空気から発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水（Ｄ１）を排出する目的で、前記エアータンク（１４）の下部に接続したドレン水配管（１６）と、ドレン水（Ｄ２）を排出する目的で、前記エアータンク（１４）より高い所に位置している前記冷凍式エアードライヤ（３０）の下部に接続したドレン水配管（３６）を、ドレン水集合管（４１）に合流させ、圧縮空気と共に前記ドレン水（Ｄ１、Ｄ２）を送り出す電磁式ドレントラップ（４０）を配設したことを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
4. 前記ドレン水配管（３６）の途中に逆止弁（３９）を配設したことを特徴とする請求項３に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
5. 圧縮機（１１）と共に、前記エアータンク（１４）と前記冷凍式エアードライヤ（３０）と前記電磁式ドレントラップ（４０）は、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ（１）として一体に構成されたものであり、単一の電源によって作動が行なわれることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
6. 前記エアータンク（１４）と前記冷凍式エアードライヤ（３０）の設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。

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