JP2014530326A - 凝縮液を加圧ガスシステムから自動的に排出するための向上された方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、凝縮液排出装置を用いて凝縮液を加圧ガスシステムから自動的に排出するための方法に関し、該凝縮液排出装置は、凝縮液のための収集領域と、収集領域において凝縮液を検出するためのセンサと、収集領域から凝縮液を排出するための作動可能排出バルブとを含み、ここで、本方法は、時間的に繰り返し起こる順に、凝縮液が所定の収集時間に渡って収集される収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）；センサを用いて収集領域において凝縮液を検出するための、上記収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を少なくとも終了する検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）；検出ステップにて収集領域において凝縮液が検出されれば所定の排出時間を渡って凝縮液が排出される排出ステップ（Ａ１、Ａ２、Ａ４）を含み；本方法は、検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて、最初にまたは遅くとも繰り返して凝縮液が検出された場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が拡大され、最初にまたは繰り返して凝縮液が収集領域において検出されなかった場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が縮小されることによって特徴付けられる。【選択図】図2

Description

本発明の対象は、凝縮液配置装置を用いて凝縮液を加圧ガスシステムから自動的に排出するための方法と、その排出方法に対応して装備されている制御電子機器と監視電子機器とを含む凝縮液排出装置である。

加圧ガスシステム、例えば、加圧空気システムでは、基本的に水とオイルとからなる凝縮液が生じ、該凝縮液は、例えば、圧縮機の潤滑剤、および、ガスの水分に由来する。該凝縮液においては、通例、加圧ガスシステムを目的に応じて使用することが、汚染、詰まり、および腐食により損なわれる。それゆえ、できるだけ、ガスまたは加圧空気が大量に失われてシステム内の圧力が著しく減ることのないように、上記凝縮液は、時折、集めて、閉鎖されている加圧ガスシステムから排出されなければならない。

このような排出工程が予め固定的に定められた間隔で行われることが知られている。この、必要に応じて制御するのではないやり方の欠点は、場合によって、およびとりわけ不要な排出過程による上述した圧力減少によって、発生することである。理想的には、排出過程をその時間および時点の液位に応じて制御するために、液位は、量的、且つ、連続的に監視される。量的液位測定に関して、フロートが備えられている凝縮液排出装置を用いることが知られているが、この使用では、粘着による梗塞が発生して凝縮液が排出できなくなる危険、または、これに基づいて加圧ガスの過剰な排出による圧力喪失が発生する危険がある。それゆえ、さらに、間接に、例えば容量測定により、液位を監視することが知られている。

したがって、量的測定は煩雑であっても技術上は可能である。しかし、排出過程に問題がある。なぜなら、そもそも、確実な液位測定を可能にするために、蓄積した、圧力がかかっている凝縮液における乱流を防止しなければならないからである。その防止は、特に、従来の凝縮液排出装置の、通例、小容量の収集領域の場合には不可能である。したがって、言い換えれば、液位監視は、排出過程のときには、通常、“ブラインド”である。

よって、本発明の課題は、凝縮液排出装置を用いて凝縮液を加圧ガスシステムから自動的に排出するための排出方法を提供することであり、該方法では、凝縮液排出装置を用いる確実な、且つ、大幅に過剰の圧力減少を避ける、自動化された凝縮液排出が保証される。さらに、これに応じて改善された凝縮液排出装置が提供される。上記課題は、請求項１による特徴を有する方法と、それの従属請求項による凝縮液排出装置とにより解決される。有利な実施形態は、従属請求項の各対象である。請求項において、個々に記載された特徴は、任意に、技術的に有意な方法で組み合わせることができ、これがさらなる本発明の実施形態を提示する。本明細書は、本発明を、特に図面との関連でさらに特徴付け、且つ、詳細に説明する。

本発明の方法は、凝縮液配置装置を用いて凝縮液を加圧ガスシステム、好ましくは、加圧空気システムから自動的に排出するためのものであり、ここで、その凝縮液排出装置は、凝縮液のための収集領域と、収集領域における凝縮液の液位監視のためのセンサと、収集領域から凝縮液を排出するための作動可能排出バルブとを有する。

本発明の方法においては、原則として、各種類の液位センサシステムにふさわしく、該液位センサシステムは、例えば、量的センサシステムであり、すなわち、液位を連続的に各液位の範囲内で収集領域において検出できる液位センサシステムであってもよい。このような上述の検出は煩雑であり、好ましくは、まれに起こる、決められた液位、例えば最大液位に到達することを検出する。このようなセンサシステムは低コストに実現でき、比較的確実である。好ましくは、液位は容量測定で測定される。
本発明の方法は、時間的に繰り返し起こる順に、以下に詳細に論じられている３つのステップを含む。
凝縮液が所定の収集時間に渡って凝縮液排出装置の収集領域に収集される収集ステップを含む。

さらに、上記収集ステップを終了する検出ステップが設けられている。“終了する”とは、凝縮液が収集領域にあるか否かの検出ステップが確かめられる時点が、実行中の収集ステップの収集時間を定義することを意味する。この時点は、本発明によれば、収集時間を定義するために重要であり、この時点より前に、連続的、且つ、継続的な測定、したがって、液位監視が設けられ得る。この時点に凝縮液、または、凝縮液の十分な液位が確認されなければ、排出ステップは行われず、すなわち、飛ばされ、直接、新しい収集ステップが行われる。

さらに、排出ステップが設けられ、該排出ステップでは、前の検出ステップにて凝縮液が収集領域において検出された場合、所定の排出時間に渡って排出バルブを開くことにより、凝縮液が収集領域から排出される。したがって、検出ステップにおける“肯定的な”決定が排出ステップを開始する。検出と排出との間に、場合によって発生し得る時間的な遅れがあれば、その遅れは、合計収集時間を算出するために定義されている収集時間に加えられなければならない。

本発明によれば、検出ステップにて、最初にまたは遅くとも繰り返して凝縮液が検出された場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が拡大され、最初にまたは繰り返して凝縮液が収集領域において検出されなかった場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が縮小される。“短縮する”、“縮小する”、または、“延長する”、“拡大する”という各概念は、ここで、時間的に前の相当するステップに比べて、変更された現在のステップに関する。

よって、本方法の有利な点は、排出過程時の液位監視がほとんど不可能であるにもかかわらず、時間、範囲および／または時点に関して少なくとも略最適化された排出が行われることであり、該排出では、ほとんどにおいて不必要である排出過程、すなわち凝縮液が排出されない排出過程が回避され、該回避は、上述した排出パラメータの少なくとも１つが適切に変更されることにより行われる。この調節により達成されることは、一方では、平均流入量に比べてできるだけ少ない凝縮液がサイクル毎に収集されることであり、他方では、そのような収集が、できるだけ少ない排出ステップで達成されることであり、これは、できるだけ多い凝縮液を、使用可能な収集領域内に排出過程毎に（検出ステップに相当するレベルを場合によっては超えるように）収集はするが、凝縮液が加圧ガスシステムにおいて前に配置されている領域または容器にてあふれないようにすることにより、開口運動および閉鎖運動に起因する排出バルブの摩耗をできるだけ少なくするためである。

それぞれの時間的な変更量を、凝縮液排出装置または加圧ガスシステムの組み立て上の状況に対応して、場合によってはいくつかの実践的な試みの後に、ふさわしく選択することは、当該分野の専門家の責任である。本発明の方法は、様々な収集領域容量を有する凝縮液排出装置に使用され、該収集領域容量は１ｍｌ以上数十ｌ以下、例えば、１５ｍｌ以上４０ｌ以下である。

本発明の方法のさらなる一実施形態によれば、収集領域における凝縮液検出の最初の繰り返しにて―それは直接な、間に何も介さない繰り返しを意味する―、次の収集ステップの収集時間のみが短縮される。しかし、凝縮液に関して突然の上昇に対応できるようにするために、好ましくは、凝縮液を初検出しただけでも、次の収集ステップにおける収集時間を、その前の収集ステップに比べて短縮する。変更を収集時間のみに限定することにより、凝縮液排出装置の必要性に関して、“節度のある”介入のみが実現される。加圧ガスシステムの大きい圧力減少が、加圧ガスシステム内の大きな圧力揺れを起こすので、凝縮液排出過程間の間隔を、より短くしたほうが、凝縮液検出に対する少なくとも初対応として好ましい。

再度繰り返された場合には、例えば、時間間隔が短縮され、排出時間が時間的に延長される。排出時間の延長は、凝縮液をより早く流出させる以外にも、清掃する洗い流し効果もある。

それゆえ、好ましくは、凝縮液の収集領域において初めて検出されなかった場合には、収集時間が延長され、次の排出ステップの排出時間が短縮される。非検出が再度繰り返された場合には、例えば、圧力減少を最小化するために、時間間隔が延長され、排出時間が時間的に短縮される。

整備作業の効率を向上させるために、本発明の方法のさらなる一実施形態では、凝縮液が収集領域において２回を超えて繰り返し検出された場合には、光学のおよび／または音響の警報を発生させる。

本発明のように、上記検出ステップが時間的に排出過程の前にあって、このような検出ステップが乱流のために少なくとも排出過程の始めにおいては回避されなければならないとしても、本発明によれば、１つのさらなる液位測定ステップを排出過程のときに設けることも原則として不可能ではない。例えば排出過程の実行を監視するために、例えば排出にて最低液位に到達したことを検出するための１つのさらなるセンサが備えられ得る。

本発明の方法の好ましい一実施形態では、収集ステップの時に、該収集ステップにおける液位を監視するためのさらなる測定ステップの少なくとも１つが設けられている。該測定ステップは、例えば、信頼性検査を用いて液位センサシステムの作動を確認するために設けられる。例えば、中程液位または最低液位に所属する１つのさらなるセンサが備えられる。信頼性検査では、測定結果として最大液位に到達したことを検出したときには中程液位または最低液位に到達していることが前提とされている。矛盾する結果の場合には、例えば、光学のおよび／または音響の故障報告または警報を発生させる。さらに、この少なくとも１つの測定ステップに基づいて液位増加速度を評価することができる。このことは、例えば、早い凝縮液流入の場合に音響のまたは光学の故障報告または警報を発生させることに用いられる。

本発明の方法のさらなる好ましい一実施形態では、液位増加に関する速度の評価の結果は、収集時間、排出時間、および／または開度のそれぞれの変更量を定めるために用いられる。すなわち、激しく変化する凝縮液流入流れの場合には、この評価は、収集時間および／または排出時間の短縮または延長の程度、および／または開度の縮小または拡大の量を変更するために用いられる。例えば、速度は、排出ステップの終了と測定ステップにて中程液位または最高液位に到達することとの間の時間に基づいて算出される。

本発明はさらに加圧ガスシステムのための凝縮液排出装置に関し、該凝縮液排出装置は、凝縮液のための収集領域と、収集領域において凝縮液の液位を監視するためのセンサと、凝縮液を収集領域から排出するための作動可能な排出バルブと、電気制御・監視回路とを含み、ここで、該電気制御・監視回路は、上述した実施形態による方法を行い得るように設定され、該実施形態にはその実施形態のそれぞれの利点が設けられている。

故障のしやすさを減らすために、好ましい一実施形態では、排出バルブが加圧ガスによって制御されるとともに、凝縮液排出装置が、さらに、例えば排出バルブの閉鎖のために圧力を掛けることにより、加圧ガスを用いて排出バルブの制御されている開口および閉鎖が実現されるように、電磁的に作動する制御バルブを有する。

好ましくは、上記排出バルブとしてダイヤフラムバルブが用いられる。なぜなら、ダイヤフラムバルブは故障が発生にくいことが明らかになっているからである。

本発明と、本発明の技術分野とは、以下に図面により詳細に説明される。以下の図面が、本発明のとりわけ好ましい一実施変形を示すが、本発明を該一実施変形に限定しないことが指摘されなければならない。図面には以下のものが模式的に示される：
は、本発明の方法が用いられている、種類に適合した凝縮液排出装置の断面図を示す； は、図１に所属する模式的なフローチャートを示す。

図１は、加圧ガスシステムの、凝縮液排出装置１の断面図を示す。加圧空気の加圧の際に発生する凝縮液２は、供給管路３を経由して凝縮液排出装置１に供給される。凝縮液２は、基本的に、周囲空気の加圧されている水分であり、該周囲空気は、図面に示されていない空気圧縮機が吸引する。該凝縮液は、さらに、油状および粒状の金属成分を含む。

凝縮液２は、凝縮液収集領域４に溜まり、決められた液位５に到達した後、排出管路６に備えられている排出バルブ１６および排出領域１８を介して排出される。図１に示されている実施形態では、排出バルブ１６はダイヤフラムバルブとして形成されている。

凝縮液収集領域４の中にある液位の量的測定のための容量センサシステム７が備えられている。センサシステム７は、少なくとも１つの測定コンデンサ８を含み、測定コンデンサ８は、凝縮液収集領域４の中にある凝縮液２の液位に依存して連続的に変化する容量を有する。したがって、量的測定は、凝縮液２が誘電体として流入するときに、凝縮液収集領域４の液位を、電気容量の変化に基づいて検出する。測定コンデンサ８は、電磁計測場を、第１に一定して形成されているコンデンサ電極と、第２に凝縮液収集領域４の壁部により提供されている対向電極との間に形成している。例えば加圧空気管路による錆または空気圧縮機によるオイルによる大きな汚染があっても、示されている装置は非常に確実である。センサ７は、誤った測定を防ぐために、凝縮液収集領域４が満たされても凝縮液で湿らされない、よって、非汚染領域９が残るように配置されている。誤った測定は、例えば被覆物に起因し、測定技術上の短絡を発生させ得る。センサシステム７は、さらに、示されていない実施形態にて１つのさらなるセンサを含み得る。該さらなるセンサは、例えば、さらなる測定ステップの枠内で、収集領域４の最低容量に到達することを検出する。このセンサは、例えば、収集領域４の下部領域に設けられる。

上記非汚染領域９は、釣り鐘形潜水機類似の装置１１により規定される。完全に満たされている収集領域４の場合―すなわち、予想される最大の液位５を超えても―、凝縮液２は非汚染領域９、または釣り鐘形潜水機類似の装置１１の中に流入しない。非汚染領域９において、予想される最大の液位５の上方に加圧空気管路１３の流入部が備えられている。該流入部で取り分けられる加圧空気は、排出バルブ１６を動作させるため、または、該排出バルブをその閉位置に固定するためのものである。そのために、電磁的なバルブ１７が備えられている。示されている位置の場合には、該コントロールバルブ１７によって、排出管路６が閉鎖されて凝縮液２が排出され得ないように、加圧空気が排出バルブ１６のダイヤフラムに接触する。電磁的なバルブ１７は、コイル１２と、永久磁気のアンカ１０とを含み、アンカは、コイルを経由して流れるコントロール電流により休止位置から基準位置に移動する。該休止位置は、例えば、図１に示されている、排出バルブ１６の閉鎖した位置に相当する位置である。アンカ１０が正面において伸縮性パッキン材料を有することと、正面が重力および加圧空気に補助されてバルブシート１１に接触することで、排出バルブ１６の加圧が維持されるように加圧空気排出管路１４の閉鎖を発生させることとにより、上記休止位置が生じる。電磁的なバルブ１７を駆動させるために、電気制御・監視回路１５が備えられている。

上記回路は、本発明の方法ステップを、図２に一例として且つ部分的に示されている、ｔが付けられている矢印の方向の時間的順番で行う。本発明の該方法ステップは、収集ステップＳ１からＳ４、検出ステップＤ１からＤ４、および排出ステップＡ１、Ａ２およびＡ４である。さらに、収集ステップのときに行われる測定ステップも設けられている。時間矢印ｔの方向の、ステップＳ１からＳ４の広がりは、それぞれの収集時間を示す。時間矢印ｔの方向の、ステップＡ１、Ａ２およびＡ４の広がりは、それぞれの排出時間を示す。排出ステップＡ１、Ａ２、およびＡ４のときには検出ステップは行われない。

収集ステップＳ１の終了とともに、検出ステップＤ１にて最大液位５が到達されているかどうかが検出される。上記センサシステムが、液位に到達したことを知らせると、凝縮液を排出するために、排出ステップＡ１にて、排出時間に渡って排出バルブ１６が開かれる。排出時間が終わった後、排出バルブ１６が閉じられる。収集ステップＳ２が始まる。以前に凝縮液が検出されたため、収集ステップＳ２の収集時間は短縮される。凝縮液の検出に対するこの直接の反応の結果、凝縮液は、場合によって急激である蓄積を防止するために非常に早く排出される。また、収集ステップＳ２は検出ステップＤ２とともに終了される。また、ステップＤ２において最大液位に到達することが検出され、その結果、一方では、排出ステップＡ２は前の排出ステップに比べてより延長された排出時間で行われ、他方では、排出ステップＡ２にさらに続く収集ステップＳ３は前の収集ステップＳ２に比べて収集時間が短縮されている。収集ステップＳ３の収集時間が終わった後、検出ステップＤ３が行われる。検出ステップＤ３の結果は、凝縮液がない、または、少なくとも所定液位が到達されていないということであるので、排出ステップＡ３は行われず、新しい収集ステップ４が後に続き、収集ステップＳ４の収集時間は前の収集ステップＳ３に比べて延長されている。収集ステップＳ４は、その延長された収集時間の後に検出ステップＤ４とともに終わり、検出ステップＤ４は排出ステップＡ４の必要性を検出する。排出ステップＡ４の排出時間は、検出ステップＤ３の中間結果に基づいて、前の排出ステップＡ２に比べて短縮されている。本自動排出方法は連続的に行われることが可能であり、ここで、示されている順番は一例に過ぎない。収集ステップＳ１からＳ４のときに設けられている測定ステップＭ１からＭ４は、収集ステップＳ１からＳ４のときの収集状況を監視するために用いられている。測定ステップＭ１からＭ４は、中程レベルまたは最低レベルに到達することによってそれぞれ行われ、中程レベルまたは最低レベルの終了と到達との間の期間をそれぞれ定義する。該期間は、液位の状況の評価を可能にし、また、少なくともそれぞれの次の収集ステップまたは排出ステップにて収集時間および排出時間を変更する量に影響を及ぼす。さらに、測定ステップは、機能の監視に用いられる。

Claims (11)

1. 凝縮液排出装置を用いて凝縮液を加圧ガスシステムから自動的に排出するための方法であって、該凝縮液排出装置は、凝縮液のための収集領域と、収集領域において凝縮液を検出するためのセンサと、収集領域から凝縮液を排出するための作動可能排出バルブとを含み、ここで、本方法は、時間的に繰り返し起こる順に、
   凝縮液が所定の収集時間に渡って収集される収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）；
   センサを用いて上記収集領域において凝縮液を検出するための、上記収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）を少なくとも終了する検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）；
   上記検出ステップにて上記収集領域において凝縮液が検出されれば所定の排出時間を渡って凝縮液が排出される排出ステップ（Ａ１、Ａ２、Ａ４）を含み、
   検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて、最初にまたは遅くとも繰り返して凝縮液が検出された場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が拡大され、最初にまたは繰り返して凝縮液が収集領域において検出されなかった場合には、後の収集ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の収集ステップの収集時間が延長され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップの排出時間が時間的に短縮され、および／または、後の排出ステップの少なくとも１つ、好ましくは、次の排出ステップにて排出バルブの開度が縮小されることを特徴とする方法。
2. 検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて上記収集領域において凝縮液が初めて検出された後、次の収集ステップの収集時間のみが短縮されることを特徴とする、請求項１に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
3. 検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて上記収集領域において凝縮液が初めて検出されなかった場合には、次の収集ステップの収集時間が延長され、次の排出ステップの排出時間が短縮されることを特徴とする、請求項１または２に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
4. 検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて上記収集領域において凝縮液が複数回検出された場合、光学のおよび／または音響の警報を発生させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
5. 検出ステップ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）にて、凝縮液の検出の状況は、所定液位を超えることによって発生することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
6. 収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の間、収集ステップ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）のときの液位を監視するための少なくとも１つのさらなる測定ステップ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
7. 少なくとも１つの測定ステップ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）により液位増加の速度が評価され、該評価に基づいて、収集時間、排出時間、および／または開度のそれぞれの変更量が定められることを特徴とする、請求項６に記載の加圧ガスシステムにおける凝縮液排出装置を作動させる方法。
8. 加圧ガスシステムのための凝縮液排出装置（１）であって、該凝縮液排出装置（１）は、凝縮液（２）のための収集領域（４）と、該収集領域（４）における凝縮液（２）の液位監視のためのセンサと、凝縮液（２）を収集領域（４）から排出するための作動可能な排出バルブ（１６）と、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法を行い得るように設けられている電気制御・監視回路（１５）とを含む、凝縮液排出装置（１）。
9. 排出バルブ（１６）が加圧ガスによって制御されるとともに、凝縮液排出装置（１）が、さらに、加圧ガスを用いた排出バルブ（１６）の開口および閉鎖が実現されるように、電磁的に作動する制御バルブ（１７）を有する、請求項８に記載の凝縮液排出装置（１）。
10. 排出バルブ（１６）がダイヤフラムバルブであることを特徴とする、請求項８または９に記載の凝縮液排出装置（１）。
11. 請求項８から１０までのいずれか１項に記載の凝縮液排出装置の、加圧ガスシステムにおける使用。