JP3020151B2 - 圧縮空気のドレン処理方法およびドレン処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気圧縮機によっ
て作り出された圧縮空気のドレン処理方法およびドレン
処理装置に関するもので、いかにしたら、ドレンを効率
的で経済的に、更には、出来る限り完全に排出すること
が可能であるかを追求することを目的としたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の、圧縮空気のドレン処理方法およ
びドレン処理装置の技術としては、以下に示す三つの技
術があった。

【０００３】第一の技術としては、図５の、従来の空気
圧縮機と冷凍式エアードライヤーをパッケージにした図
に見られるように、圧縮機１１によって作り出された圧
縮空気をエアータンク１４に貯蔵することで発生したド
レンＤ１は、電磁式またはモータバルブ式の電気式ドレ
ントラップ４０で排出し、エアータンク１４から送られ
てきた圧縮空気を冷凍式エアードライヤー３０で冷却す
ることによって発生したドレンＤ２は、フロート式また
はディスク式のオートドレントラップ５０で別に排出し
ていた。

【０００４】第二の技術としては、公開特許公報である
特開平５−１４１３６０に見られるように、エアードラ
イヤ一体形の空気圧縮機に於いて、空気圧縮機の圧縮空
気を冷却するアフタークーラ内で発生したドレンを、バ
イパス配管を通過し、直接、前記エアードライヤのオー
トドレントラップへ圧送するものであり、下記効果を狙
っている。 即ち、ドレン配管を用い空気圧縮機内で発
生したドレンを、エアードライヤへ持ち込まないため、
エアークーラの伝熱面積を小さくし、冷凍圧縮機の出力
を小さくし省エネ効果を図っている。 又、エアークー
ラ内のドレン持ち去り構造を簡略化し、圧縮空気の圧力
損失を低く抑えることもできるようになっている。

【０００５】第三の技術としては、公開特許公報である
特開平５−２３１３２４に見られるように、圧縮機本体
により生成された圧縮空気をタンクに貯溜し、該タンク
からの圧縮空気を除湿器により除湿して供給する空気供
給装置において、前記タンクと前記除湿器とを連通する
管路を前記タンクの底部に接続しているものであり、タ
ンク内の圧縮空気と結露して底に溜まった水を一緒に除
湿器に送ることで、下記効果を狙っている。 即ち、タ
ンクの底部に接続された管路を介してタンクと除湿器と
を連通するため、タンク内で結露した水滴をタンク外へ
流出させ、除湿器で回収することができる。 従って、
ドレン弁を不要にすることができ、タンクの加工及び管
路接続を減らして製造工程の簡略化を図ることが出来
る。 しかも、ドレン弁の開閉操作を定期的に行う必要
もないので、ドレン弁の水抜き操作を忘れてタンク内壁
を腐食させてしまうことが無く、装置の信頼性を高める
ことが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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は、以
下に示す課題があった。第一の技術には、ドレントラッ
プ４０、５０を、エアータンク１４からのドレン配管イ
１６と冷凍式エアードライヤー本体３１からのドレン配
管ロ３６の二個所に別々に配設しており、コスト的には
割高の装置であった。

【０００７】第二の技術には、空気圧縮機の吐出管とエ
アードライヤの吸込管を連結する配管を三方とし、（チ
ーズにて分ける）一方をアフタークーラ内で発生したド
レンを送るためにエアードライヤのオートドレントラッ
プ配管に接続しているが、チーズを配設しただけで圧縮
空気とドレンを完全な状態に分離することは困難であっ
た。

【０００８】第三の技術には、圧縮空気とタンクの底に
溜まった水をタンクの底から同時に除湿器に送り込み、
除湿器内で圧縮空気と水を分離した後で、水をオートド
レンで排出する技術が示されているが、タンク内で発生
した水も除湿器で冷却するために除湿器が余分な能力を
必要とし、更には、除湿器ではドレンが圧縮空気と共に
流出しないように、構造に配慮をはらう必要があった。
本発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の機器１
０、３０、・・・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１６、１８、
３６、・・・の全てを集合させて一つの電気式ドレント
ラップ４０で排出し、圧縮空気を送る圧縮空気吐出配管
１５内径の断面積を前記ドレン配管１６、１８、３６、
・・・内径の断面積の三倍以上とし、更に、前記ドレン
配管１６、１８、３６、・・・の途中に障害となるドレ
ン弁１７、３７、・・・を設けることで前記圧縮空気吐
出配管１５側で圧縮空気が流れやすいようにしたことを
特徴とし、更に、前記ドレン配管１６、１８、３６、・
・・の全個所を、ドレンが逆流しないようにしたことを
特徴とすることにより、上記課題を解決する。

【００１０】また、圧縮機１１からの圧縮空気をエアー
タンク１４に貯蔵することと前記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、前
記エアータンク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、前記ドレン配管１６、１８、３
６、・・・が共に接続した集合管４１と、前記集合管４
１に接続した電気式ドレントラップ４０を配設し、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
縮空気を送る前記圧縮空気吐出配管１５、・・・内径の
断面積を前記ドレン配管１６、１８、３６、・・・内径
の断面積の三倍以上とし、更に、前記ドレン配管１６、
１８、３６、・・・の途中に障害となるドレン弁１７、
３７、・・・を配設したことを特徴とし、更に、前記ド
レン配管ハ１８は、前記エアータンク１４上部に突出し
て貫通口１４ｃ周辺から圧縮空気が洩れないように密閉
された状態で貫通し、先端は前記エアータンク１４内の
前記ドレンＤ１を吸引しやすいように前記エアータンク
１４底部近くで開口したことを特徴とし、更に、前記ド
レン配管１６、１８、３６、・・・全箇所に、逆止弁３
９、・・・を配設したことを特徴とすることにより、上
記課題を解決する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による、圧縮空気のドレン
処理方法およびドレン処理装置を図面と共に詳細に説明
する。図１は、本発明による空気圧縮機と冷凍式エアー
ドライヤーをパッゲージにした第一実施例の図であり、
図２は、本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライ
ヤーをパッケージにした第二実施例の図であり、図３
は、本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライヤー
をパッゲージにした第三実施例の図であり、図４は、本
発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライヤーをパッ
ケージにした第四実施例の図である。

【００１２】図１、図２、図３、図４から明らかなよう
に、１はパッケージであり、空気圧縮機１０と冷凍式エ
アードライヤー３０が収納され、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
式エアードライヤー３０に送り込まれるようになってい
る。 但し、各図共に冷凍式エアードライヤー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、各種配管１５、３
５、３６・・・等を支柱として棚１ａの代わりに使って
も良い。

【００１３】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、吸入口１３から空気を吸
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
エアードライヤー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の圧縮空気吐出口１４ａに
接続している。 また、このような構成の中で、圧縮空
気から結露したドレンＤ１が、エアータンク１４の底に
溜まっている。

【００１４】一方、冷凍式エアードライヤー３０は、冷
凍式エアードライヤー本体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ー本体３１の圧
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。

【００１５】尚、冷却され乾燥した圧縮空気は、冷凍式
エアードライヤー本体３１の圧縮空気流出口３１ｂに接
続した圧縮空気吐出配管３５と圧縮空気吐出配管３５の
途中に配設された弁３８を通ってエアーシリンダーやエ
アーモータ・・・等の各種のアクチュエータに流れ出る
ようになっている。 また、このような構成の中で、圧
縮空気から結露したドレンＤ２が、冷凍式エアードライ
ヤー本体３１の底に溜まっている。

【００１６】更に、図１、図２、図３、図４に示してい
る全ての実施例は、エアータンク１４・・・等から構成
されている空気圧縮機１０と冷凍式エアードライヤー３
０の図しか示していないが、エアータンク１４が圧縮機
１１の直後に空気圧縮機１０と一体になって配置されて
いるのではなくて冷凍式エアードライヤー３０の後に別
に配置されている場合や、図には示していないが、アフ
タークーラが配設されている場合や、更には、そのほか
のドレンを発生する複数の機器を配設している場合・・
・等にも、以下に示す、各実施例は該当する。

【００１７】（第一実施例）本発明による圧縮空気のド
レン処理方法および処理装置の第一実施例は、図１に見
られるように、空気圧縮機１０を構成しているエアータ
ンク１４下部のドレン排出口１４ｂに接続したドレン配
管イ１６と、冷凍式エアードライヤー３０を構成してい
る冷凍式エアードライヤー本体３１下部のドレン排出口
３１ｃに接続したドレン配管ロ３６と、ドレン配管１
６、３６を共に接続している集合管４１と、更に、集合
管４１に接続している電気式ドレントラップ４０を構成
することによって、一個の電気式ドレントラップ４０を
ドレンの排出に共用していることを特徴としている。

【００１８】この場合、空気圧縮機１０の大きさを示し
ている０．４〜２．２Ｋｗと３．７〜７．５Ｋｗの能力
に合わせて、空気圧縮機１０から圧縮空気を冷凍式エア
ードライヤー３０に送る圧縮空気吐出配管１５の呼び径
を３／８Ｂ〜１／２Ｂと３／４Ｂ〜１Ｂとし、更に、ド
レンを排出するドレン配管１６、３６内側の直径を６〜
８ｍｍと８〜１０ｍｍにすることが、各配管の圧力損失
のバランスで一番理想的であり、次善の寸法としては、
圧縮空気を冷凍式エアードライヤー３０に供給する圧縮
空気吐出配管１５内径の断面積を、ドレンを排出するド
レン配管１６、３６内径の断面積の三倍以上にすると、
各配管の圧力損失の関係でかなり効果的である。

【００１９】また、ドレンを排出するドレン配管１６、
３６の途中に、ドレン弁１７、３７を配設することもド
レン配管１６、３６側に圧力損失を与える意味からかな
り効果的である。

【００２０】尚、既に前の部分に記している通り、図１
においては、ドレンを発生する機器としては、空気圧縮
機１０と冷凍式エアードライヤー３０しか示していない
が、場合によっては、エアータンク１４が独立して冷凍
式エアードライヤー３０の下流の部分に配置してあった
り、アフタークーラ（図示されていない）・・・等が配
置してあったりしている場合には、これらの各機器から
も別にドレンが発生することになるので、その場合に
は、これらの各機器にも別にドレン配管を配設してその
ドレン配管を集合管４１に接続する構成も考えられる。

【００２１】本発明による、圧縮空気のドレン処理方法
および処理装置の第一実施例は、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。

【００２２】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１
１も回転し、吸入口１３から吸い込んだ空気を圧縮して
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
結露してエアータンク１４の底にドレンとして溜まって
くる。

【００２３】次に、圧縮空気吐出配管３５の先端に装着
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圧縮空気が供給されると、
エアータンク１４に貯蔵された圧縮空気が冷凍式エアー
ドライヤー３０に送り込まれる。 この冷凍式エアード
ライヤー３０においても圧縮空気が冷却される過程で、
圧縮空気が結露して冷凍式エアードライヤー本体３１の
底にドレンとして溜まってくる。

【００２４】ここで、冷却された圧縮空気は、乾燥した
圧縮空気になって圧縮空気流出口３１ｂより圧縮空気吐
出配管３５と圧縮空気吐出配管３５の途中に配設された
弁３８を通過して、エアシリンダーやエアモータ・・・
等の各種アクチュエータに送られる。

【００２５】一方、エアータンク１４の底に溜まったド
レンＤ１は、ドレン配管イ１６とドレン弁イ１７と集合
管４１の付近を漂い、冷凍式エアードライヤー本体３１
の底に溜まったドレンＤ２は、ドレン配管ロ３６とドレ
ン弁ロ３７と集合管４１の付近を漂い、集合管４１に接
続している電気式ドレントラップ４０が、一定の間隔で
作動することによってこれらのドレンＤ１、Ｄ２を外部
に排出している。

【００２６】但し、エアータンク１４の底に近い位置に
水面を感知するセンサー（図示していない）を配設し、
ドレンＤ１がセンサーのレベルまで溜まったことを感知
すると電気式ドレントラップ４０が作動するようにして
も良い。

【００２７】（第二実施例）本発明による圧縮空気のド
レン処理方法および処理装置の第二実施例は、図２に見
られる通りであるが、第一実施例と異なる点は、冷凍式
エアードライヤー本体３１からのドレン配管ロ３６の途
中に逆止弁３９を配設したことである。 この位置に逆
止弁３９を配設することによって、ドレン配管イ１６と
ドレン弁イ１７と集合管４１の付近を漂っている比較的
温度の高いドレンが、冷凍式エアードライヤー３０の方
に逆流することを防いでおり、それによって冷凍式エア
ードライヤー３０で無駄な冷却が行われるのを防止して
いる。

【００２８】この場合、図示してはいないが、前記の他
に、この逆止弁３９を必要に応じてドレン配管イ１６に
だけ配設しても良いし、ドレン配管１６、３６の両方に
配設しても良い。 また、空気圧縮機１０と冷凍式エア
ードライヤー３０以外にドレンを発生する機器を構成し
ている場合にはその機器に接続しているドレン配管に逆
止弁を配設してもかまわない。尚、動作に関しては、逆
止弁３９の位置でドレンが逆流しないことを除くと、第
一実施例と同じであるので、ここでは省略する。

【００２９】（第三実施例）本発明による圧縮空気のド
レン処理方法および処理装置の第三実施例は、図３に見
られる通りであるが、第一実施例と異なる点は、ドレン
配管イ１６の代わりに、エアータンク１４上部に突出し
てエアータンク１４の貫通口１４ｃ周辺から圧縮空気が
洩れないように密閉された状態で貫通し、先端はエアー
タンク１４内のドレンＤ１を吸引しやすいようにエアー
タンク１４底部近くで開口したドレン配管ハ１８を構成
したことである。

【００３０】この場合、貫通口１４ｃ周辺の密閉の方法
としては、エアータンク１４とドレン配管ハ１８を溶接
しても、その間にパッキンやＯリング・・・等のシール
材を配設してもかまわない。 更に、ドレン配管ハ１８
の途中にドレン弁イ１７を配設している点については、
第一実施例と同じである。尚、動作に関しては、ドレン
Ｄ１を吸引するという違いはあるが、第一実施例とほぼ
同じであるので、ここでは省略する。

【００３１】（第四実施例）本発明による圧縮空気のド
レン処理方法および処理装置の第四実施例は、図４に見
られる通りであるが、第一実施例と異なる点は、ドレン
配管イ１６の代わりに、エアータンク１４上部に突出し
てエアータンク１４の貫通口１４ｃ周辺から圧縮空気が
洩れないように密閉された状態で貫通し、先端はエアー
タンク１４内のドレンＤ１を吸引しやすいようにエアー
タンク１４底部近くで開口したドレン配管ハ１８を構成
したことと、逆止弁３９をドレン配管ロ３６の途中に配
設したことである。

【００３２】尚、動作に関しては、逆止弁３９の位置で
ドレンが逆流しないことと、ドレンＤ１を吸引するとい
う違いはあるが、第一実施例とほぼ同じであるので、こ
こでは省略する。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、下記の効果をもたらすことが出来るようになっ
た。第一に、全ての機器で発生したドレンを、人の意思
による手動でなく、自動的に且つ安いコストで排出する
ことが可能となっている。第二に、圧縮空気とドレンの
分離に関しては、従来の構造をそのまま流用するだけ
で、特に、新しい構成にしなくても、ほぼ完全な分離が
出来るようになっている。第三に、排出しようとするド
レンを、無駄な冷却をしてから排出するようなことは防
止出来ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライ
ヤーをパッゲージにした第一実施例の図

【図２】本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライ
ヤーをパッケージにした第二実施例の図

【図３】本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライ
ヤーをパッゲージにした第三実施例の図

【図４】本発明による空気圧縮機と冷凍式エアードライ
ヤーをパッケージにした第四実施例の図

【図５】従来の空気圧縮機と冷凍式エアードライヤーを
パッケージにした図

【符号の説明】

１・・・・・パッケージ 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・・・ドレン排出口 １４ｃ・・・貫通口 １５・・・・圧縮空気吐出配管 １６・・・・ドレン配管イ １７・・・・ドレン弁イ １８・・・・ドレン配管ハ ３０・・・・冷凍式エアードライヤー ３１・・・・冷凍式エアードライヤー本体 ３１ａ・・・圧縮空気流入口 ３１ｂ・・・圧縮空気流出口 ３１ｃ・・・ドレン排出口 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・・・・ドレン配管ロ ３７・・・・ドレン弁ロ ３８・・・・弁 ３９・・・・逆止弁 ４０・・・・電気式ドレントラップ ４１・・・・集合管 ５０・・・・オートドレントラップ Ｄ１・・・・ドレン Ｄ２・・・・ドレン

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の機器（１０、３０、・・・）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（１６、１８、３６、・・・）の全
   てを集合させて一つの電気式ドレントラップ（４０）で
   排出し、圧縮空気を送る圧縮空気吐出配管（１５）内径
   の断面積を前記ドレン配管（１６、１８、３６、・・
   ・）内径の断面積の三倍以上とし、更に、前記ドレン配
   管（１６、１８、３６、・・・）の途中に障害となるド
   レン弁（１７、３７、・・・）を設けることで前記圧縮
   空気吐出配管（１５）側で圧縮空気が流れやすいように
   したことを特徴とする圧縮空気のドレン処理方法。
2. 【請求項２】 前記ドレン配管（１６、１８、３６、・
   ・・）の全個所を、ドレンが逆流しないようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の圧縮空気のドレン処理方
   法。
3. 【請求項３】 圧縮機（１１）からの圧縮空気をエアー
   タンク（１４）に貯蔵することと前記圧縮空気を圧縮空
   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、前記エアータンク（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、前記ドレン配管（１６、１８、３６、
   ・・・）が共に接続した集合管（４１）と、前記集合管
   （４１）に接続した電気式ドレントラップ（４０）を配
   設し、圧縮空気吐出配管（１５）で圧縮空気が流通しや
   すいように、圧縮空気を送る前記圧縮空気吐出配管（１
   ５、・・・）内径の断面積を前記ドレン配管（１６、１
   ８、３６、・・・）内径の断面積の三倍以上とし、更
   に、前記ドレン配管（１６、１８、３６、・・・）の途
   中に障害となるドレン弁（１７、３７、・・・）を配設
   したことを特徴とする圧縮空気のドレン処理装置。
4. 【請求項４】 前記ドレン配管ハ（１８）は、前記エア
   ータンク（１４）上部に突出して貫通口（１４ｃ）周辺
   から圧縮空気が洩れないように密閉された状態で貫通
   し、先端は前記エアータンク（１４）内の前記ドレン
   （Ｄ１）を吸引しやすいように前記エアータンク（１
   ４）底部近くで開口したことを特徴とする請求項３に記
   載の圧縮空気のドレン処理装置。
5. 【請求項５】 前記ドレン配管（１６、１８、３６、・
   ・・）全箇所に、逆止弁（３９、・・・）を配設したこ
   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
   気のドレン処理装置。