JP3581960B2 - 自動ドレン排出方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動ドレン排出方法および装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、圧縮空気より露化することで発生したドレン水を排出する電磁弁等のドレン排出弁の直前に、圧縮空気やドレン水やドレン水に覆われた状態の密閉圧縮空気が滞留している際にでも、確実にドレンを排出することが出来るようにした技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、自動ドレン排出方法および装置に関する技術としては、下記に示す、各種の技術がある。
【０００３】
第一の技術としては、溜まったドレン水を排出する目的で、一定の周期で常に電磁弁等のドレン排出弁を開放する方式が見られた。
【０００４】
第二の技術としては、溜まったドレン水を排出する目的で、特定の場所にドレン水の存在を確認するドレン検出センサーを設置し、ドレン水の存在の情報によって電磁弁等のドレン排出弁を開放する方式が見られた。
【０００５】
第三の技術としては、第一の技術と第二の技術を一体にしたもので、溜まったドレン水を排出する目的で一定の周期で電磁弁等のドレン排出弁を開放する際に、ドレン水の存在する場合にのみ電磁弁等のドレン排出弁を開放する方式が見られた。
【０００６】
第四の技術としては、第二と第三の技術に示すように、溜まったドレン水を排出する目的で、特定の場所にドレン水の存在を確認するドレン検出センサーを設置し、ドレン水の存在の情報によって電磁弁等のドレン排出弁を開放する方式が見られるが、ドレン水の存在の情報を得ようとしても、図３に見られるように、密閉圧縮空気２３０の滞留によってドレン検出センサー４０はドレン水の存在の情報を発しないという課題に対応して、図６に見られるように、均圧管３５０を配設することで密閉圧縮空気２３０をエアータンク１０に逃がしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の、自動ドレン排出方法および装置には、以下に示すような課題があった。
【０００８】
第一の技術に関しては、溜まったドレン水を排出する目的で、一定の周期で電磁弁等のドレン排出弁を開放していたが、ドレン水が溜まらない場合にもドレン排出弁を開放する場合があり、無駄に圧縮空気を排出していた。
【０００９】
第二や第三の技術に関しては、ドレン水に覆われた状態で密閉圧縮空気が滞留し、その密閉圧縮空気の滞留した位置にドレン水の存在を確認するドレンセンサーを設置した場合には、ドレン水の存在の情報を得ようとしても密閉圧縮空気の滞留によって、ドレンセンサーはドレン水の存在の情報を発しないという課題があった。 従って、密閉圧縮空気を覆っているドレン水を排出出来ない場合があった。
【００１０】
第四の技術に関しては、均圧管を配設することで密閉圧縮空気を排除することは可能となったが、均圧管を配設することは邪魔であり、また、エアータンクやドレンセンサー部に穴をあける必要がある等の煩わしさがあった。
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮空気２１０より露化することで発生したドレン水２２０を排出するドレン排出弁２０の直前に、前記圧縮空気２１０や、前記ドレン水２２０や、前記ドレン水２２０に覆われた状態の密閉圧縮空気２３０が滞留している際の自動ドレン排出方法において、前記密閉圧縮空気２３０を排出する目的で前記ドレン排出弁２０を一定の周期で一定の微小時間の間常に開放することに加えて、前記ドレン排出弁２０の直前で前記ドレン水２２０の滞留をドレン検出センサー４０で確認している間と、前記ドレン排出弁２０を前記微小時間の間開放すると同時に時間設定手段Ｃ１３０を一定の時間作動させている間に、前記ドレン水２２０の滞留と前記時間設定手段Ｃ１３０の作動が一致している間だけ引き続き前記ドレン排出弁２０）を開放させることを特徴とし、更には、前記微小時間は、前記ドレン水２２０や前記密閉圧縮空気２３０が滞留しないで前記圧縮空気２１０だけが滞留した際に前記圧縮空気２１０の無駄な排出を避けるために設定するものであり、希望する時間を予め自由に変更して設定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。
【００１２】
また、圧縮空気２１０より露化することで発生したドレン水２２０を排出する電磁弁２０の直前に、前記圧縮空気２１０や、前記ドレン水２２０や、前記ドレン水２２０に覆われた状態の密閉圧縮空気２３０が滞留している際の自動ドレン排出装置において、エアータンク１０の底にドレン排水管１０ａとドレン検出センサー４０を配設したドレン検出センサー部１０ｂと前記電磁弁２０を記載の順序で構成し、前記ドレン検出センサー４０と前記電磁弁２０を電磁弁制御部３０に接続し、前記電磁弁制御部３０に、前記電磁弁２０の作動開始の時間を設定するタイマーＡ１１０と、前記ドレン検出センサー部１０ｂに滞留した前記密閉圧縮空気２３０を排出するために一定の周期で常に作動する前記電磁弁２０の一定の微小時間を予め任意に変更することが出来るタイマーＢ１２０を記載の順序で連続して作動するように形成したことを特徴とし、更には、前記電磁弁制御部３０に、前記電磁弁２０が前記ドレン水２２０を排出する目的で排出時間を設定しているタイマーＣ１３０を前記タイマーＢ１２０と作動開始時間が一致するように形成し、また、前記タイマーＡ１１０と前記タイマーＣ１３０に設定された設定値を合計することで前記電磁弁２０が作動する周期とし、前記ドレン検出センサー４０でのドレン水２２０の存在と前記タイマーＣ１３０での作動が一致している間だけ前記電磁弁２０を作動させることを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明による、自動ドレン排出方法および装置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、エアータンク下部およびドレン検出センサー部にドレン水が滞留している図であり、図２は、エアータンクおよびドレン検出センサー部に圧縮空気だけが滞留している図であり、図３は、エアータンク下部にドレン水とドレン検出センサー部に密閉圧縮空気が滞留している図であり、図４は、電磁弁制御部のブロック図であり、図５は、本願発明の制御部タイムチャートである。
【００１４】
図１で、１０はエアータンクであり、入口１０ｙに圧縮空気配管３１０と出口１０ｚに圧縮空気配管３２０を接続している。
【００１５】
この場合、具体的に図示していないが、圧縮空気配管３１０は、空気圧縮機に接続していて圧縮空気を供給し、圧縮空気配管３２０は、エアーシリンダーやエアーモータ等の各種の空圧機器に接続していて圧縮空気を送ることでそれらの空圧機器を作動させるようになっている。
【００１６】
また、エアータンク１０の底部には、ドレン排水管１０ａとドレン検出センサー部１０ｂとドレン排出弁２０としての電磁弁２０が記載の順に接続している。尚、電磁弁２０を開放することによって、電磁弁２０の排水口２０ａよりエアータンク１０内やドレン検出センサー部１０ｂに滞留している圧縮空気２１０やドレン水２２０を排出するようになっている。 また、ドレン検出センサー部１０ｂには、ドレン水２２０の存在を確認するドレン検出センサー４０を配設している。
【００１７】
ここにおいて、ドレン検出センサー４０と電磁弁２０はドレン排出制御部３０でもある電磁弁制御部３０と接続していて、ドレン検出センサー４０によって電磁弁制御部３０にドレン水２２０が存在しているかどうかの情報を集めることで電磁弁２０を制御することが可能となっている。 但し、ドレン排出弁２０は、電磁弁２０に限定される訳ではなくドレン排出制御部３０で制御出来るものであればモータによるもの等、色々な種類のものが考えられる。
【００１８】
尚、図２は、エアータンク１０とドレン配水管１０ａとドレン検出センサー部１０ｂ全ての部分に圧縮空気１２０が充満している状況を示している図であり、図３は、エアータンク１０の上部に圧縮空気２１０が下部にドレン水２２０が滞留することでドレン検出センサー部１０ｂに密閉圧縮空気２３０が密閉されている状況を示している図である。 この場合、エアータンク１０の底部とドレン検出センサー部１０ｂを接続しているドレン配水管１０ａは、内径が小さい程密閉圧縮空気２３０が密閉され易い構造となっている。 尚、図２と図３は共に機器の構成や構造は、図１と同じである。
【００１９】
一方、電磁弁制御部３０については、図４に見られるように、時間設定手段Ａ１１０としてのタイマーＡ１１０と、時間設定手段Ｂ１２０としてのタイマーＢ１２０と、時間設定手段Ｃ１３０としてのタイマーＣ１３０と、ドレン検出センサー４０からドレン水２２０滞留の情報を受けるセンサー検出部１４０と、タイマーＣ１３０とセンサー検出部１４０の情報を比較するＡＮＤ回路１５０と、ドレン排出弁２０としての電磁弁２０にドレン排出弁制御部３０としての電磁弁制御部３０の情報を送るドレン排出弁駆動回路１６０としての電磁弁駆動回路１６０から構成されている。
【００２０】
ここで、電磁弁２０の作動する周期は、タイマーＡ１１０の設定値とタイマーＣ１３０の設定値を合計した値で設定されている。 そして、電磁弁２０の作動開始の時間を設定する時間設定手段Ａ１１０としてのタイマーＡ１１０と、ドレン水２２０に覆われた状態でドレン検出センサー部１０ｂに滞溜している密閉圧縮空気２３０を排出する目的で、電磁弁２０を一定の周期で一定の微小時間の間、常に開放するようにした時間設定手段Ｂ１２０としてのタイマーＢ１２０を、記載の順序で連続して作動するように形成し、その情報を電磁弁駆動回路１６０から電磁弁２０に伝えている。
【００２１】
また、タイマーＡ１１０と、ドレン検出センサー部１０ｂに滞留しているドレン水２２０を排出するために電磁弁２０に一定の排出時間を設定している時間設定手段Ｃ１３０としてのタイマーＣ１３０を、記載の順序で連続して作動するように構成し、その情報を電磁弁駆動回路１６０に伝えている。
【００２２】
即ち、この様な構成によって、タイマーＡ１１０に続いて、タイマーＢ１２０とタイマーＣ１３０は、同時に作動するようになっている。 尚、時間設定手段Ａ１１０と時間設定手段Ｂ１２０と時間設定手段Ｃ１３０は、タイマーでなくとも時間を設定出来れば、何等かのパルスをカウントする等他の手段によってもかまわない。
【００２３】
ここで、電磁弁制御部３０に、電磁弁２０がドレン水２２０を排出する目的で排出時間を設定しているタイマーＣ１３０をタイマーＢ１２０と作動開始時間が一致するように形成し、また、タイマーＡ１１０とタイマーＣ１３０に設定された値を合計することで電磁弁２０が作動する周期となり、ドレン検出センサー４０でのドレン水２２０の存在とタイマーＣ１３０での作動が一致している間のみ電磁弁２０を作動させてドレン水２２０を排出している。
【００２４】
即ち、ドレン検出センサー４０はセンサー検出部１４０に接続して、タイマーＣからの情報と共にＡＮＤ回路１５０を経由させてることによって、ドレン検出センサー４０からのドレン水２２０の存在とタイマーＣ１３０からの作動が一致している間のみ電磁弁２０を作動させることを電磁弁駆動回路１６０を介して電磁弁２０に伝えている。
【００２５】
尚、本発明では、エアータンク１０で発生したドレン水２２０の排出装置を中心にして述べてきたが、エアータンク１０に限定されるものではなく、圧縮空気２１０より露化することで発生したドレン水２２０であれば、具体的に図示していないが、エアードライヤーやエアーフィルター等、全ての機器に該当させることが出来る。
【００２６】
本発明による、自動ドレン排出方法および装置は、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。
【００２７】
先ず、図示していない空気圧縮機を作動させることによって圧縮空気２１０を作り出し、その圧縮空気２１０を圧縮空気配管３１０によってエアータンク１０に送り込み、送り込まれた圧縮空気２１０は圧縮空気配管３２０によってエアーシリンダーやエアーモータ等の各種の空圧機器に接続して圧縮空気２１０を送り込み作動させるようになっている。 従って、当初は、図２に見られるように、エアータンク１０やドレン排水管１０ａやドレン検出センサー部１０ｂの全ての部分に圧縮空気２１０が充満したようになっている。
【００２８】
ここで、圧縮空気２１０は、圧縮空気配管３１０やエアータンク１０で、特にエアータンク１０で、圧縮空気２１０に含まれている水分が露化することによってドレン水２２０となりエアータンク１０の底に溜まってくる。 即ち、図１に見られるように、エアータンク１０の上部に圧縮空気２１０が充満し、エアータンク１０の下部やドレン排水管１０ａやドレン検出センサー部１０ｂの部分にドレン水２２０が滞留したようになっている。
【００２９】
この場合、図３に見られるように、ドレン排水管１０ａの太さが細い場合には、ドレン水２２０が溜まっていく過程でドレン検出センサー部１０ｂの部分に充満している圧縮空気２１０が抜けきらないで、密閉圧縮空気２３０となってその上部にドレン水２２０で塞がれ密閉されるような場合も出てくる。 従って、ドレン検出センサー部１０ｂに配設しているドレン検出センサー４０は、エアータンク１０の下部にドレン水２２０が発生しているにも係わらずドレン水２２０存在の信号を発生することはない。
【００３０】
そこで、本発明では、この密閉圧縮空気２３０を除去するために、時間設定手段Ａ１１０としてのタイマーＡ１１０と時間設定手段Ｃ１３０としてのタイマーＣ１３０によって設定された値を合計したものを周期として、時間設定手段Ｂ１２０としてのタイマーＢ１２０によって設定された微小時間の間、ドレン排出弁２０としての電磁弁２０を定期的に常に開放することで密閉圧縮空気２３０を排出している。
【００３１】
尚、微小時間は、密閉圧縮空気２３０の溜まるドレン検出センサー部１０ｂの容量や季節毎に変化する密閉圧縮空気２３０の発生等の状況やドレン配水管１０ａの細さに応じて任意の時間を事前に自由に変更することが可能となっている。その場合、一つの例として、０．０２〜５秒の間を変更可能にしておくことが理想的な調整範囲と言うことが出来る。
【００３２】
このように、上限の排出時間に近い値を選択することによって、少しでも圧縮空気２１０の無駄な排出を防止出来るし、下限の排出時間に近い値を選択することによって、時によって滞留している密閉圧縮空気２３０のみを完全に排出することが可能なのがその理由である。
【００３３】
次に、図５による本願発明の制御部タイムチャートで、ドレン排出弁２０としての電磁弁２０の動作の詳細を説明する。 この場合、横軸は全て時間の経過を示している。
【００３４】
ここで、図５の上部には、タイマーＡ１１０とタイマーＢ１２０とタイマーＣ１３０の作動と未作動の状況を示したタイムチャートが示されている。 この場合、図から明かなように、タイマーＡ１１０で設定された時間の作動時間が終了すると同時に、タイマーＢ１２０とタイマーＣ１３０の作動が同時に開始するように設定されている。
【００３５】
尚、図５では具体的に示していないが、タイマーＢ１２０の微小時間は、事前に自由に時間を変更することが可能であり、タイマーＡ１１０とタイマーＣ１３０は、この二つの設定値を合計することによって電磁弁２０の周期が設定されるようになっている。 当然、タイマーＡ１１０とタイマーＣ１３０に関しても、事前に自由に時間を変更する構造にすることは可能である。
【００３６】
また、図５の中央部には、ドレン水２２０のドレン滞留量の実態を示したタイムチャートと、ドレン検出センサー４０のセンサー出力の作動と未作動の状況をタイムチャートで示している。
【００３７】
この場合、ドレン滞留量の前半の山では、図１に見られるように、ドレン水２２０がドレン検出センサー部１０ｂまで滞留しているので、ドレン検出センサー４０は、ドレン水２２０存在の情報を電磁弁制御部３０に送っている。 即ち、ドレン検出センサー４０は作動している。
【００３８】
更に、ドレン滞留量の後半の山では、図３に見られるように、ドレン水２２０がドレン検出センサー部１０ｂに滞留している密閉圧縮空気２３０を密閉しているので、ドレン検出センサー４０は作動していない。
【００３９】
ここで、本発明の特徴は、ドレン滞留量の後半の山で、タイマーＡ１１０に引き続いてタイマーＢ１２０に設定された電磁弁２０の連続した一定の周期の微小時間の作動によってドレン検出センサー部１０ｂに滞留している密閉圧縮空気２３０が排出されることである。 従って、センサー出力に見られるように、ドレン滞留量の後半の山のタイマーＢ１２０による電磁弁２０の微小時間の作動が終わった直後に、密閉圧縮空気２３０が排出されたことでドレン検出センサー４０は作動の開始を始めるのである。
【００４０】
一方、電磁弁２０によるドレン水２２０の排出時間は、下から二番目のドレン排出時間のタイムチャートに見られるように、タイマーＣ１３０による作動とドレン検出センサー４０によるセンサー出力の作動が一致した時間の間だけ、ドレン水２２０の排出を目的として電磁弁２０が作動する。 即ち、図１に見られるように、ドレン水２２０はドレン検出センサー部１０ｂに滞留していて、タイマーＣ１３０による一回目の作動の一部が該当している。 この場合には、当然、図５の最下部にしめしているエアー抜き時間のタイムチャートに見られるように、電磁弁２３０の作動によって圧縮空気２１０も密閉圧縮空気２３０も排出されることは無い。
【００４１】
その反面、タイマーＣ１３０による二回目の作動では、図２にも見られるように、ドレン水２２０はドレン検出センサー部１０ｂに滞留していず、電磁弁２０ドレン水２２０排出は行われない。 この場合には、図５の最下部にしめしているエアー抜き時間のタイムチャートに見られるように、タイマーＢ１２０の設定されている時間の間、電磁弁２０の作動によって圧縮空気２１０が排出されるようになっている。
【００４２】
更に、タイマーＣ１３０による三回目の作動では、図３に見られるように、ドレン検出センサー部１０ｂに密閉圧縮空気２３０が滞留している状態であり、当然ドレン検出センサー４０は作動していない。 但し、電磁弁２０がタイマーＢ１２０に設定された微小時間の作動を行うことで、密閉圧縮空気２３０が排出され、微小時間の作動直後からドレン検出センサー４０が作動を開始する。 同時に、タイマーＣ１３０による作動とドレン検出センサー４０による作動が一致し、その間ドレン水２２０が排出される。
【００４３】
このように、密閉圧縮空気２３０を排出する目的で一定の周期で常に電磁弁２０を微小時間作動させ、加えて、ドレン水２２０が滞留している時だけドレン水２２０を排出することで、従来技術に見られる均圧管等の無駄な機器を不要とし、密閉圧縮空気２３０滞留による課題と圧縮空気２１０の無駄な排出の両方の課題に対応出来るようになった。
【００４４】
尚、タイマーＡ１１０とタイマーＢ１２０によって密閉圧縮空気２３０の排出を目的とした電磁弁２０の微小時間の作動を一定時間毎に常に行い、タイマーＣ１３０を使用しないでドレン検出センサー４０が作動している時だけ電磁弁２０を作動させるということも別の応用例として考えられる。 即ち、この場合は、タイマーＡ１１０とタイマーＢ１２０によって周期が決められることになる。
【００４５】
【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、下記のような効果をあげることができる。
【００４６】
第一に、電磁弁の微小時間の作動を一定時間毎に常に行うことで、従来使用していた均圧管等を必要としないで、圧縮空気を無駄に排出することも無く、密閉圧縮空気の排出を確実に行うことが出来るようになった。
【００４７】
第二に、ドレン水排出の目的で一定の周期で設定した一定の時間と、ドレン検出センサー４０の作動時間が一致している間だけドレン水を排出することで、効率的なドレン水の排出が可能となった。
【００４８】
第三に、電磁弁排出を微小時間にし、微小時間の設定値を変更可能にすることで、密閉圧縮空気の確実な排出と、圧縮空気の無駄な排出を出来るだけ押さえることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】エアータンク下部およびドレン検出センサー部にドレン水が滞留している図
【図２】エアータンクおよびドレン検出センサー部に圧縮空気だけが滞留している図
【図３】エアータンク下部にドレン水とドレン検出センサー部に密閉圧縮空気が滞留している図
【図４】電磁弁制御部のブロック図
【図５】本願発明の制御部タイムチャート
【図６】従来の技術を示した図
【符号の説明】
１０・・・・・エアータンク
１０ａ・・・・ドレン排水管
１０ｂ・・・・ドレン検出センサー部
１０ｙ・・・・入口
１０ｚ・・・・出口
２０・・・・・電磁弁（ドレン排出弁）
２０ａ・・・・排水口
３０・・・・・電磁弁制御部（ドレン排出弁制御部）
４０・・・・・ドレン検出センサー
１１０・・・・タイマーＡ（時間設定手段Ａ）
１２０・・・・タイマーＢ（時間設定手段Ｂ）
１３０・・・・タイマーＣ（時間設定手段Ｃ）
１４０・・・・センサー検出部
１５０・・・・ＡＮＤ回路
１６０・・・・電磁弁駆動回路（ドレン排出弁駆動回路）
２１０・・・・圧縮空気
２２０・・・・ドレン水
２３０・・・・密閉圧縮空気
３１０・・・・圧縮空気配管
３２０・・・・圧縮空気配管
３５０・・・・均圧管

Claims (4)

1. 圧縮空気（２１０）より露化することで発生したドレン水（２２０）を排出するドレン排出弁（２０）の直前に、前記圧縮空気（２１０）や、前記ドレン水（２２０）や、前記ドレン水（２２０）に覆われた状態の密閉圧縮空気（２３０）が滞留している際の自動ドレン排出方法において、前記密閉圧縮空気（２３０）を排出する目的で前記ドレン排出弁（２０）を一定の周期で一定の微小時間の間常に開放することに加えて、前記ドレン排出弁（２０）の直前で前記ドレン水（２２０）の滞留をドレン検出センサー（４０）で確認している間と、前記ドレン排出弁（２０）を前記微小時間の間開放すると同時に時間設定手段Ｃ（１３０）を一定の時間作動させている間に、前記ドレン水（２２０）の滞留と前記時間設定手段Ｃ（１３０）の作動が一致している間だけ引き続き前記ドレン排出弁（２０）を開放させることを特徴とする自動ドレン排出方法。
2. 前記微小時間は、前記ドレン水（２２０）や前記密閉圧縮空気（２３０）が滞留しないで前記圧縮空気（２１０）だけが滞留した際に前記圧縮空気（２１０）の無駄な排出を避けるために設定するものであり、希望する時間を予め自由に変更して設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の自動ドレン排出方法。
3. 圧縮空気（２１０）より露化することで発生したドレン水（２２０）を排出する電磁弁（２０）の直前に、前記圧縮空気（２１０）や、前記ドレン水（２２０）や、前記ドレン水（２２０）に覆われた状態の密閉圧縮空気（２３０）が滞留している際の自動ドレン排出装置において、エアータンク（１０）の底にドレン排水管（１０ａ）とドレン検出センサー（４０）を配設したドレン検出センサー部（１０ｂ）と前記電磁弁（２０）を記載の順序で構成し、前記ドレン検出センサー（４０）と前記電磁弁（２０）を電磁弁制御部（３０）に接続し、前記電磁弁制御部（３０）に、前記電磁弁（２０）の作動開始の時間を設定するタイマーＡ（１１０）と、前記ドレン検出センサー部（１０ｂ）に滞留した前記密閉圧縮空気（２３０）を排出するために一定の周期で常に作動する前記電磁弁（２０）の一定の微小時間を予め任意に変更することが出来るタイマーＢ（１２０）を記載の順序で連続して作動するように形成したことを特徴とする自動ドレン排出装置。
4. 前記電磁弁制御部（３０）に、前記電磁弁（２０）が前記ドレン水（２２０）を排出する目的で排出時間を設定しているタイマーＣ（１３０）を前記タイマーＢ（１２０）と作動開始時間が一致するように形成し、また、前記タイマーＡ（１１０）と前記タイマーＣ（１３０）に設定された設定値を合計することで前記電磁弁（２０）が作動する周期とし、前記ドレン検出センサー（４０）でのドレン水（２２０）の存在と前記タイマーＣ（１３０）での作動が一致している間だけ前記電磁弁（２０）を作動させることを特徴とする請求項４に記載の自動ドレン排出装置。

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