JP4650596B2

JP4650596B2 - Water injection type air compressor and environmental monitoring method using the same

Info

Publication number: JP4650596B2
Application number: JP2001078719A
Authority: JP
Inventors: 望鈴木; 誠一郎水品
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002276551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水噴射式空気圧縮装置とこれを用いた環境モニタリング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、スクリューコンプレッサの模式図である。この図において、スクリューコンプレッサ１０は、２軸スクリューコンプレッサであり、２本のスクリューロータ１、軸受２ａ，２ｂ、高圧側シール（例えばメカニカルシール３）、低圧側シール（例えばリップシール４）、コンプレッサ本体５、等からなり、互いに噛み合った２本のスクリューロータ１を回転駆動し、空気取入口１２ａから導入した空気を、２本のロータ間で圧縮し、吐出口５ｂから圧縮空気を吐出するようになっている。
【０００３】
図３は、図２のスクリューコンプレッサの外形図である。この図において、６ａはロータ駆動用のプーリ、５ａはスクリューロータへの水供給口、５ｃはメカニカルシールへの水供給口である。かかるスクリューコンプレッサ等の圧縮機では、ロータ１やメカニカルシール３の接触面やシール面（材質は樹脂やセラミック）が直接摺動する構造であるため、その摺動面を潤滑するために、水供給口５ａ及び５ｃから水を噴射／供給している。なお、この水は、摺動面の潤滑及び冷却を担うばかりでなく、圧縮した空気を冷却して圧縮効率を高める役目も果している。
【０００４】
図４は、かかる水噴射式圧縮機を用いた空気圧縮設備の構成図である。この図において、７はファン・モータ（ファン付きモータ）、８は水タンク、９は水クーラである。ファン・モータ７は、水クーラ９に送風するファン７ａと共にプーリ６ｂを駆動し、ベルトを介してロータ駆動用プーリ６ａを回転駆動する。プーリ６ａの回転駆動により、内部のロータが回転し、空気導入ライン１２ａから空気が導入され、ロータ間で圧縮された圧縮空気が吐出口５ｂから圧縮空気ライン１２ｂを介して水タンク８に供給される。
【０００５】
水タンク８には、中間位置まで水が供給されており、上部に供給された圧縮空気の圧力（約０．７ＭＰａ：約７Ｋｇ／ｃｍ²ｇ）により、内部水が水ライン１３ａを介して水クーラ９に圧送され、ここで冷却され、更に水ライン１３ｂを介して圧縮機１０の水供給口５ａ及び５ｃに供給され、その内部に噴射される。圧縮機１０の内部を潤滑・冷却した水は、圧縮空気と共に水タンク８に循環され、気水分離器８ａで分離されて水タンク８内の内部水に混入する。一方、水分を除去された圧縮空気は、逆止弁８ｂに抗して吐出され、空気出口から供給先に供給される。
【０００６】
更に、本発明の発明者等は、図５に示すように、水タンク内に設置された気水分離器８ａと、水タンクの空気出口に設けられ気水分離器で水分を除去された圧縮空気を吐出する逆止弁８ｂと、該逆止弁に抗して水タンクを出た圧縮空気を水分の飽和温度以下に冷却して水分を凝縮分離する除湿機１５と、該除湿機で分離された水分を空気と共に圧縮機の空気吸入口に直接供給する水分回収ライン１６とを備えた「水噴射式空気圧縮装置とその水質管理方法」を創案し出願した（特開２０００−４５９４８号）。
【０００７】
この装置及び方法によれば、特に湿度が高い場合に、圧縮機が導入する外気中の水分が除湿機２０で回収される。この凝縮水の水量は、通常の場合、蒸発して失われる量よりも多い。従って、この清浄で大量の凝縮水を水分回収ライン１６を介して圧縮機内に供給することにより、水を補給することなく、長時間連続運転することができる。
【０００８】
更に、逆止弁８ｂに抗して水タンクを出た圧縮空気は、大量の水分を除湿機１５で低圧空気と共に分離することができ、この水分を空気と共に圧縮機の空気吸入口に直接供給するので、圧縮機で水分を空気と共に圧縮して水タンクに戻すことができる。従って、この構成により、従来に比較して大量の水分を回収でき、かつ特に加圧することなく、水分を圧縮機内部に供給することができる。
【０００９】
また、大量の水分を除湿機１５で分離できるので、凝縮水の水量が多く圧縮機内の循環水量は徐々に増加する。そのため、その増加分（余剰循環水）を水タンクから適宜排出することにより循環水の水質を短期間で凝縮水の清浄な水質に近づけることができる。従って、純水器や水質浄化装置を使用することなく、初期充填水として不純物を若干含む通常の水道水を用いても、循環水の水質を短期間で純水に近い清浄な水質とすることができ、循環水の不純物濃度を低減して長時間清浄に保つことができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した水噴射式空気圧縮装置は、大気中の水蒸気を凝縮して使用するため、その設置場所の大気がアンモニアガス、亜硫酸ガス、ＮＯｘ等で汚染されていると、装置の腐食等が進み、寿命が極端に短くなるおそれがある。また、これを放置すると、水噴射式空気圧縮装置を運転するオペレータにとっても劣悪な作業環境となるおそれがある。
【００１１】
そのため従来は、水噴射式空気圧縮装置を設置した後においても、定期的にその設置場所の大気成分を分析する必要があった。しかし、大気の成分分析は、一般に困難であり、専門知識を必要し、分析費用も高価である問題点があった。
【００１２】
すなわち、最も一般的には、ガスクロマトグラフを用いて大気成分の分析を行うが、特に微量成分の分析は困難であり、かつＮＨ₃、ＳＯ₂、ＮＯｘ等、環境調査に最も重要がガス成分は、ガスクロマトグラフでは分析が困難な欠点がある。
【００１３】
また、ＳＯ₂は、ガス吸収液にガスを吸収させ、これを中和法、アルセゾナ法、その他の方法で分析できるが、ガス成分が微量な場合には、大量のガスを吸収させる必要があり、かつ中和剤や試薬により汚染されたガス吸収液が発生する問題点があった。
【００１４】
更に、これらの方法では、大気を定期的にサンプリングして分析しない限り、連続的なモニタリングができなかった。
【００１５】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、水噴射式空気圧縮装置の設置場所の大気中の微量成分を、容易かつ安価にモニタリングでき、かつ連続的なモニタリングも可能な水噴射式空気圧縮装置とこれを用いた環境モニタリング方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、内部に水を保有する水タンク（８）と、水タンク内に設置された気水分離器（８ａ）と、水タンクの空気出口に設けられ気水分離器で水分を除去された圧縮空気を吐出する逆止弁（８ｂ）と、空気を圧縮する圧縮機（１０）と、該圧縮機の内部を潤滑・冷却した水を、加圧空気と共に、水タンクに循環させる圧縮空気ライン（１２ｂ）と、前記逆止弁に抗して水タンクを出た圧縮空気を水分の飽和温度以下に冷却して水分を凝縮分離する除湿機（１５）と、該除湿機で分離された水分を空気と共に圧縮機の空気吸入口に直接供給する水分回収ライン（１６）とを備えた水噴射式空気圧縮装置において、
水タンク（８）と圧縮機（１０）の間を循環する水をモニタリングするモニタリング装置（４０）を備え、
前記モニタリング装置（４０）は、流れを止めることなくサンプリング可能な分岐ライン（４０ａ）を有する、ことを特徴とする水噴射式空気圧縮装置が提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、内部に水を保有する水タンク（８）と、水タンク内に設置された気水分離器（８ａ）と、水タンクの空気出口に設けられ気水分離器で水分を除去された圧縮空気を吐出する逆止弁（８ｂ）と、空気を圧縮する圧縮機（１０）と、該圧縮機の内部を潤滑・冷却した水を、加圧空気と共に、水タンクに循環させる圧縮空気ライン（１２ｂ）と、前記逆止弁に抗して水タンクを出た圧縮空気を水分の飽和温度以下に冷却して水分を凝縮分離する除湿機（１５）と、該除湿機で分離された水分を空気と共に圧縮機の空気吸入口に直接供給する水分回収ライン（１６）とを備えた水噴射式空気圧縮装置を用いた環境モニタリング方法であって、
前記水タンク（８）と圧縮機（１０）の間を循環する水の水質を、流れを止めることなく連続的に計測し、かつ定期的に試料をサンプリングする、ことを特徴とする水噴射式空気圧縮装置を用いた環境モニタリング方法が提供される。
【００１８】
上記本発明の方法及び装置によれば、水タンク（８）と圧縮機（１０）の間を循環する水をモニタリングするモニタリング装置（４０）により、水タンク（８）と圧縮機（１０）の間を循環する水を、流れを止めることなくモニタリングする。
すなわち、大気そのものを分析せず、大気中のガス成分をドレンとともに取り込む水噴射式空気圧縮機の循環水やドレンを分析することで、間接的に大気の環境モニタリングを行う。
【００１９】
一般的に大気の分析は困難だが、水質の分析は容易である。また、水噴射式空気圧縮機の循環水は、その循環中に大量の大気を吸収するので、大気中の水溶性有機物が溶け込んでおり、この凝縮水を分析すれば、使用環境の水溶性有機物を容易に定性分析ができる。従って大気分析に比べ、サンプリングも簡単で、かつ分析も低コストな水質分析で環境モニタリングが可能となる。これにより水噴射式空気圧縮機があれば、特別な装置を用いることなく実施が可能となる。
【００２０】
更に、定期的に吸入空気の温度と湿度を測定し、吸入空気総量がわかれば、定点・定量観察：環境モニターが可能になる。このことにより、水噴射式空気圧縮機を環境モニターとして活用することが可能となる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記モニタリング装置（４０）は、水の電気伝導率又はｐＨなど水質を連続的に計測する連続計測装置であり、循環する水の電気伝導率又はｐＨなど水質を連続的に計測する。
この方法及び装置により、水の電気伝導率又はｐＨなど水質を連続的に計測して、使用環境の水溶性有機物を間接的に連続計測することができる。
【００２２】
また、前記モニタリング装置（４０）は、流れを止めることなくサンプリング可能な分岐ライン（４０ａ）を有し、定期的に試料をサンプリングする、ことが好ましい。
この方法及び装置により、使用環境の水溶性有機物を、水質分析により定量化し、水噴射式空気圧縮機を環境モニターとして活用することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明による水噴射式空気圧縮装置の全体構成図である。この図において、７はファン・モータ、８は水タンク、９は水クーラ、１５は除湿機（ドライヤ）である。ファン・モータ７は、水クーラ９に送風するファン７ａと共にプーリ６ｂを駆動し、ベルトを介してロータ駆動用プーリ６ａを回転駆動する。プーリ６ａの回転駆動により、圧縮機１０の内部のロータが回転し、外部から空気が導入され、ロータ間で圧縮された圧縮空気が圧縮空気ライン１２ｂを介して水タンク８に供給される。
【００２４】
水タンク８には、中間位置まで水が供給されている。また、この水タンク８の上部にはロータ間で圧縮された圧縮空気が供給され、内部は常時所定範囲の圧力（例えば約０．７ＭＰａ）に保持されている。この圧力により、通常の運転時には内部水が水ライン１３ａを介して水クーラ９に圧送され、ここでファン７ａからの送風により冷却され、常に外気温度＋１０℃前後に保たれている。
【００２５】
更に水クーラ９内の冷却水は、水タンク８内の空気圧により、水ライン１３ｂ及びフィルター１７ｂを介してコンプレッサ１０の水供給口に供給される。この水供給口には、水噴射ノズルが設けられ、水タンク８側の圧力を保持したまま、水ライン１３ｂを介してコンプレッサ１０内に適量の水を噴射するようになっている。この水噴射量は、内部のロータ及びメカニカルシールの摺動面を濡らして潤滑すると共に、ロータ及びメカニカルシールを冷却してその温度を適正範囲に保持し、かつ圧縮された空気の温度を下げて、圧縮機の圧縮効率を高めるように設定されている。
【００２６】
次いで、コンプレッサ１０の内部を潤滑・冷却した水は、加圧空気と共に、圧縮空気ライン１２ｂを介して水タンク８に循環され、気水分離器８ａで分離されて水タンク８内の内部水に混入する。また、水分を除去された加圧空気は、逆止弁８ｂに抗して吐出され、圧縮空気ライン１２ｃを介して除湿機１５（ドライヤ）に供給され除湿されて空気出口から供給される。水タンク８を出る圧縮空気の温度は、例えば外気温度＋２０℃程度であり、水分を含んでいる。そのため除湿機１５では、加圧空気を一旦外気温度以下に下げて内部の水分を凝縮除去し、次いで再加熱して外気温度以上に戻すようになっている。従って、水分のほとんどない乾燥した圧縮空気を供給することができる。
更に、除湿機１５（ドライヤ）で分離された凝縮水は、ドレントラップ１７ａ及び水分回収ライン１６を介して圧縮機１０内に供給される。従って、通常の運転状態では、水の給排水はほとんど必要ない状態に保たれている。
【００２７】
図１において、本発明の水噴射式空気圧縮装置２０は、更に、排水弁１９、防波ガード２２、レベルスイッチ２４、上限レベルスイッチ２５、タンク用電磁弁２６、圧縮機用電磁弁２７、逆止弁２８ａ、圧力スイッチ２９及び給排水制御装置３０を備えている。
【００２８】
防波ガード２２が水タンク内に位置し、水タンク８内の水位と連通している。
レベルスイッチ２４は、防波ガード２２内の水位を検出し、その出力は外部の給排水制御装置３０に入力される。上限レベルスイッチ２５は、水タンク内の上限位置（ＨＨ）を検出し、同様に外部の給排水制御装置３０に入力される。
この構成により、レベルスイッチ２４により防波ガード２２の水位（すなわち水タンク８の水位）を検出して、タンク用電磁弁２６を開いて給水し、或いは排水弁１９を開いて排水することにより、水タンク８の水を給排水し、水タンク８の水位を常に中間位置に維持するようになっている。
【００２９】
また、万が一、レベルスイッチ２４が故障し、或いは水量が異常に増加する場合や故障の場合にそれを上限レベルスイッチ２５で早期に検出し、圧縮機を停止させることにより、圧縮機の損傷を未然に防ぐようになっている。
【００３０】
図１において、タンク用電磁弁２６は、給水ライン２１ａから水タンク８内に直接水を供給するための電磁弁である。このタンク用電磁弁２６と水タンク８との間には水の逆流を防止する逆止弁２８ａが設けられ、給水ラインへの逆流も防いでいる。また、圧縮機用電磁弁２７は、給水ライン２１ａから圧縮機１０の給気側に水を供給するための電磁弁である。
【００３１】
図１において本発明によれば、更に、水タンク８と圧縮機１０の間を循環する水をモニタリングするモニタリング装置４０を備える。このモニタリング装置４０は、この例では、水分回収ライン１６の中間位置、及び水ライン１３ｂのフィルター１７ｂの下流側に設けられているが、本発明は、これに限定されず、水タンク８と圧縮機１０の間を循環する部分であればどこに設けてもよい。
【００３２】
モニタリング装置４０は、水の電気伝導率又はｐＨなど水質を連続的に計測する連続計測装置であるのが好ましい。かかる連続計測装置を用い、循環する水の電気伝導率又はｐＨなど水質を連続的に計測することにより、使用環境の水溶性有機物を間接的に連続計測することができる。
【００３３】
また、モニタリング装置４０は、流れを止めることなくサンプリング可能な分岐ライン４０ａを有する。かかる分岐ライン４０ａを用いて、通常時に閉じている弁を一時的に開いて定期的に試料をサンプリングすることにより、水噴射式空気圧縮機の運転に影響を与えることなく、使用環境の水溶性有機物を、水質分析により定量化し、水噴射式空気圧縮機を環境モニターとして活用することができる。
【００３４】
上述したように、本発明の方法及び装置によれば、水タンク８と圧縮機１０の間を循環する水をモニタリングするモニタリング装置４０により、水タンク８と圧縮機１０の間を循環する水を、流れを止めることなくモニタリングすることにより、大気そのものを分析せず、大気中のガス成分をドレンとともに取り込んだ水噴射式空気圧縮機の循環水やドレンを分析して間接的に大気の環境モニタリングを行うことができる。
【００３５】
一般的に大気分析に比較して水質分析は容易である。また、水噴射式空気圧縮機の循環水は、その循環中に大量の大気を吸収するので、大気中の水溶性有機物が濃縮されており、この凝縮水を分析すれば、使用環境の水溶性有機物を容易に定性分析ができる。従って大気分析に比べ、サンプリングも簡単で、かつ分析も低コストな水質分析で環境モニタリングが可能となる。水噴射式空気圧縮機があれば、特別な装置を用いることなく実施が可能となる。
【００３６】
更に、定期的に吸入空気の温度と湿度を測定し、吸入空気総量がわかれば、定点・定量観察：環境モニターが可能になる。このことにより、水噴射式空気圧縮機を環境モニターとして活用することが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、スクリューコンプレッサの場合について主として説明したが、水噴射式である限りで他の圧縮機であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように、本発明の水噴射式空気圧縮装置とこれを用いた環境モニタリング方法は、水噴射式空気圧縮装置の設置場所の大気中の微量成分を、専門知識なしに容易かつ安価にモニタリングでき、かつ連続的なモニタリングも可能となる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水噴射式空気圧縮装置の全体構成図である。
【図２】スクリューコンプレッサの模式図である。
【図３】図２のスクリューコンプレッサの外形図である。
【図４】従来の水噴射式空気圧縮装置の全体構成図である。
【図５】従来の水噴射式空気圧縮装置の別の全体構成図である。
【符号の説明】
１スクリューロータ、２ａ，２ｂ軸受、
３メカニカルシール（高圧シール）
４リップシール（低圧シール）、５コンプレッサ本体
５ａ水供給口、５ｂ吐出口、５ｃ水供給口
６ａ，６ｂプーリ、７ファン・モータ、８水タンク
８ａ気水分離器、８ｂ逆止弁、９水クーラ
１０水噴射式圧縮機（スクリューコンプレッサ）
１１ａ水位計、１１ｂ，１１ｂ′水供給弁、１１ｃ水排出弁
１２ａ空気導入ライン（空気取入口）
１２ｂ，１２ｃ圧縮空気ライン、
１３ａ，１３ｂ水ライン
１４加圧水噴射ライン、１４ａメカ給水弁、１４ｂ逆止弁
１５除湿機、１６ドレン排出手段（ドレントラップ）
１７排水弁、２０水噴射式空気圧縮装置
２１ａ，２１ｂ給水ライン、２２防波ガード
２４レベルスイッチ、２５上限レベルスイッチ
２６タンク用電磁弁、２７圧縮機用電磁弁、
２８ａ逆止弁、２９圧力スイッチ、３０給排水制御装置、
４０モニタリング装置、４０ａ分岐ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water injection type air compressor and an environmental monitoring method using the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 is a schematic diagram of a screw compressor. In this figure, a screw compressor 10 is a twin screw compressor, and includes two screw rotors 1, bearings 2a and 2b, a high pressure side seal (for example, mechanical seal 3), a low pressure side seal (for example, lip seal 4), and a compressor body. The two screw rotors 1 that are meshed with each other are driven to rotate, the air introduced from the air intake port 12a is compressed between the two rotors, and the compressed air is discharged from the discharge port 5b. It has become.
[0003]
FIG. 3 is an external view of the screw compressor of FIG. In this figure, 6a is a pulley for driving the rotor, 5a is a water supply port to the screw rotor, and 5c is a water supply port to the mechanical seal. Such a compressor such as a screw compressor has a structure in which the contact surface and seal surface of the rotor 1 and the mechanical seal 3 (material is resin or ceramic) slide directly, so that water is supplied to lubricate the slide surface. Water is injected / supplied from the ports 5a and 5c. This water not only bears the lubrication and cooling of the sliding surface but also serves to cool the compressed air and increase the compression efficiency.
[0004]
FIG. 4 is a configuration diagram of an air compression facility using such a water jet compressor. In this figure, 7 is a fan motor (motor with a fan), 8 is a water tank, and 9 is a water cooler. The fan motor 7 drives the pulley 6b together with the fan 7a that blows air to the water cooler 9, and rotationally drives the rotor driving pulley 6a via the belt. Due to the rotational drive of the pulley 6a, the internal rotor rotates, air is introduced from the air introduction line 12a, and compressed air compressed between the rotors is supplied from the discharge port 5b to the water tank 8 via the compressed air line 12b. The
[0005]
The water tank 8 is supplied with water up to an intermediate position, and the internal water is supplied through the water line 13a by the pressure of the compressed air supplied to the upper part (about 0.7 MPa: about 7 Kg / cm ² g). It is pumped to the cooler 9, cooled here, and further supplied to the water supply ports 5a and 5c of the compressor 10 via the water line 13b and injected into the interior thereof. The water lubricated and cooled inside the compressor 10 is circulated to the water tank 8 together with the compressed air, separated by the steam separator 8a, and mixed into the internal water in the water tank 8. On the other hand, the compressed air from which moisture has been removed is discharged against the check valve 8b and supplied from the air outlet to the supply destination.
[0006]
Furthermore, as shown in FIG. 5, the inventors of the present invention have a steam / water separator 8a installed in the water tank and a compressed water that is provided at the air outlet of the water tank and from which water has been removed by the steam / water separator. A check valve 8b that discharges air, a dehumidifier 15 that condenses and separates moisture by cooling compressed air that has exited the water tank against the check valve to a temperature equal to or lower than the saturation temperature of water, and is separated by the dehumidifier A “water injection type air compressor and its water quality management method” having a moisture recovery line 16 for supplying the generated moisture together with air directly to the air intake port of the compressor was created and applied (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-45948). .
[0007]
According to this apparatus and method, moisture in the outside air introduced by the compressor is collected by the dehumidifier 20 particularly when the humidity is high. The amount of this condensed water is usually larger than the amount lost by evaporation. Therefore, by supplying this clean and large amount of condensed water into the compressor via the moisture recovery line 16, it is possible to continuously operate for a long time without replenishing water.
[0008]
Furthermore, the compressed air that has exited the water tank against the check valve 8b can separate a large amount of moisture together with the low-pressure air by the dehumidifier 15, and this moisture is directly supplied to the air intake port of the compressor together with the air. Therefore, moisture can be compressed together with air by the compressor and returned to the water tank. Therefore, with this configuration, it is possible to collect a large amount of moisture as compared with the conventional case, and it is possible to supply moisture to the inside of the compressor without particularly applying pressure.
[0009]
Further, since a large amount of water can be separated by the dehumidifier 15, the amount of condensed water is large, and the amount of circulating water in the compressor gradually increases. Therefore, the quality of the circulating water can be brought close to the clean water quality of the condensed water in a short period of time by discharging the increased amount (surplus circulating water) from the water tank as appropriate. Therefore, without using a pure water device or a water purification device, the quality of the circulating water should be a clean water quality close to that of pure water in a short period of time, even if normal tap water containing some impurities is used as the initial filling water. It is possible to reduce the impurity concentration of circulating water and keep it clean for a long time.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Since the water injection type air compressor described above condenses and uses water vapor in the atmosphere, if the atmosphere at the installation location is contaminated with ammonia gas, sulfurous acid gas, NOx, etc., corrosion of the device proceeds, Life may be extremely short. Moreover, if this is left unattended, an operator operating the water jet type air compressor may become a poor working environment.
[0011]
Therefore, conventionally, even after installing the water injection type air compressor, it has been necessary to periodically analyze the atmospheric components at the installation location. However, analysis of atmospheric components is generally difficult, requires specialized knowledge, and is expensive.
[0012]
That is, most commonly, atmospheric components are analyzed using a gas chromatograph. However, analysis of trace components is particularly difficult, and the most important gas components such as NH ₃ , SO ₂ , NOx, etc. However, the gas chromatograph has a drawback that it is difficult to analyze.
[0013]
In addition, SO ₂ absorbs gas in the gas absorption liquid and can be analyzed by the neutralization method, argesona method, and other methods, but if the gas component is very small, it is necessary to absorb a large amount of gas. In addition, there is a problem that a gas absorbing solution contaminated with a neutralizing agent or a reagent is generated.
[0014]
Furthermore, these methods have not been capable of continuous monitoring unless the air is periodically sampled and analyzed.
[0015]
The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to use a water-injection air compressor that can easily and inexpensively monitor trace components in the atmosphere at the installation site of the water-injection air compressor and that can be continuously monitored. It is to provide an environmental monitoring method.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the water tank (8) that holds water therein, the steam / water separator (8a) installed in the water tank, and the steam / water separator provided at the air outlet of the water tank removes moisture. The check valve (8b) for discharging the removed compressed air, the compressor (10) for compressing the air, and the water lubricated and cooled inside the compressor are circulated together with the pressurized air to the water tank. A compressed air line (12b), a dehumidifier (15) for condensing and separating moisture by cooling the compressed air exiting the water tank against the check valve to below the saturation temperature of water, and separation by the dehumidifier In a water-injection type air compression apparatus comprising a moisture recovery line (16) for supplying the generated moisture together with air to the air intake port of the compressor,
A monitoring device (40) for monitoring the water circulating between the water tank (8) and the compressor (10);
The water injection type air compressor is provided, wherein the monitoring device (40) has a branch line (40a) that can be sampled without stopping the flow .
[0017]
Further, according to the present invention, the water tank (8) holding water therein, the steam / water separator (8a) installed in the water tank, and the steam / water separator provided at the air outlet of the water tank a check valve (8b) which ejects compressed air moisture has been removed, a compressor for compressing air (10), the water inside was lubrication and cooling of the compressor, the pressurized air, the water tank A compressed air line (12b) to be circulated; a dehumidifier (15) that condenses and separates moisture by cooling the compressed air that has exited the water tank against the check valve to a temperature equal to or lower than the saturation temperature of the moisture; and the dehumidifier An environmental monitoring method using a water jet type air compression device provided with a moisture recovery line (16) for directly supplying the moisture separated in step 1 to the air intake port of the compressor together with air,
A water jet system characterized by continuously measuring the quality of water circulating between the water tank (8) and the compressor (10) without stopping the flow and sampling a sample periodically. An environmental monitoring method using an air compressor is provided.
[0018]
According to the method and apparatus of the present invention, the monitoring device (40) for monitoring the water circulating between the water tank (8) and the compressor (10) allows the water tank (8) and the compressor (10). Monitor the water circulating between them without stopping the flow.
That is, the environment of the atmosphere is indirectly monitored by analyzing the circulating water and drain of a water jet type air compressor that takes in gas components in the atmosphere together with the drain without analyzing the atmosphere itself.
[0019]
In general, analysis of the atmosphere is difficult, but analysis of water quality is easy. In addition, since the circulating water of the water jet type air compressor absorbs a large amount of air during its circulation, water-soluble organic matter in the atmosphere is dissolved. Can be easily qualitatively analyzed. Therefore, environmental monitoring is possible with water quality analysis that is easier to sample and less expensive than air analysis. Thus, if there is a water-injection type air compressor, it can be carried out without using a special device.
[0020]
Furthermore, if the temperature and humidity of the intake air are measured periodically and the total amount of intake air is known, fixed point and quantitative observation: environmental monitoring becomes possible. This makes it possible to use the water jet type air compressor as an environmental monitor.
[0021]
According to a preferred embodiment of the present invention, the monitoring device (40) is a continuous measuring device that continuously measures the water quality such as the electrical conductivity or pH of water, and the water quality such as the electrical conductivity or pH of the circulating water. Is measured continuously.
With this method and apparatus, it is possible to continuously measure the water quality such as the electrical conductivity or pH of the water and indirectly measure the water-soluble organic matter in the usage environment.
[0022]
Moreover, it is preferable that the said monitoring apparatus (40) has a branch line (40a) which can be sampled without stopping a flow, and samples a sample regularly.
With this method and apparatus, water-soluble organic substances in the usage environment can be quantified by water quality analysis, and a water-jet air compressor can be used as an environmental monitor.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water injection type air compressor according to the present invention. In this figure, 7 is a fan motor, 8 is a water tank, 9 is a water cooler, and 15 is a dehumidifier (dryer). The fan motor 7 drives the pulley 6b together with the fan 7a that blows air to the water cooler 9, and rotationally drives the rotor driving pulley 6a via the belt. Due to the rotational drive of the pulley 6a, the rotor inside the compressor 10 rotates, air is introduced from the outside, and the compressed air compressed between the rotors is supplied to the water tank 8 through the compressed air line 12b.
[0024]
Water is supplied to the water tank 8 up to an intermediate position. In addition, compressed air compressed between the rotors is supplied to the upper portion of the water tank 8, and the inside is always maintained at a pressure within a predetermined range (for example, about 0.7 MPa). Due to this pressure, during normal operation, the internal water is pumped to the water cooler 9 via the water line 13a, where it is cooled by the air blown from the fan 7a, and is always kept at around + 10 ° C.
[0025]
Furthermore, the cooling water in the water cooler 9 is supplied to the water supply port of the compressor 10 through the water line 13b and the filter 17b by the air pressure in the water tank 8. A water injection nozzle is provided at the water supply port, and an appropriate amount of water is injected into the compressor 10 through the water line 13b while maintaining the pressure on the water tank 8 side. This amount of water injection wets and lubricates the sliding surfaces of the internal rotor and mechanical seal, cools the rotor and mechanical seal to keep its temperature in the proper range, and lowers the temperature of the compressed air. It is set to increase the compression efficiency of the compressor.
[0026]
Next, the water lubricated and cooled in the compressor 10 is circulated to the water tank 8 through the compressed air line 12b together with the pressurized air, separated by the steam separator 8a, and converted into the internal water in the water tank 8. Mixed. The pressurized air from which moisture has been removed is discharged against the check valve 8b, supplied to the dehumidifier 15 (dryer) via the compressed air line 12c, dehumidified, and supplied from the air outlet. The temperature of the compressed air leaving the water tank 8 is, for example, about the outside air temperature + 20 ° C. and contains moisture. Therefore, in the dehumidifier 15, the pressurized air is once lowered below the outside air temperature to condense and remove the moisture inside, and then reheated to return to the outside air temperature or above. Therefore, dry compressed air having almost no moisture can be supplied.
Further, the condensed water separated by the dehumidifier 15 (dryer) is supplied into the compressor 10 via the drain trap 17a and the moisture recovery line 16. Therefore, in a normal operation state, water supply / drainage is kept almost unnecessary.
[0027]
In FIG. 1, the water injection type air compressor 20 of the present invention further includes a drain valve 19, a wave guard 22, a level switch 24, an upper limit level switch 25, a tank solenoid valve 26, a compressor solenoid valve 27, and vice versa. A stop valve 28a, a pressure switch 29, and a water supply / drainage control device 30 are provided.
[0028]
A wave guard 22 is located in the water tank and communicates with the water level in the water tank 8.
The level switch 24 detects the water level in the wave guard 22 and its output is input to the external water supply / drainage control device 30. The upper limit level switch 25 detects the upper limit position (HH) in the water tank and is similarly input to the external water supply / drainage control device 30.
With this configuration, the level switch 24 detects the water level of the wave guard 22 (that is, the water level of the water tank 8) and opens the tank electromagnetic valve 26 to supply water, or opens the drain valve 19 to drain water. Water in the water tank 8 is supplied and drained, and the water level of the water tank 8 is always maintained at an intermediate position.
[0029]
In the unlikely event that the level switch 24 breaks down or the amount of water increases abnormally or is broken, the upper limit level switch 25 detects this at an early stage, and the compressor is stopped to prevent damage to the compressor. To prevent.
[0030]
In FIG. 1, a tank electromagnetic valve 26 is an electromagnetic valve for supplying water directly into the water tank 8 from the water supply line 21a. A check valve 28a is provided between the tank solenoid valve 26 and the water tank 8 to prevent the backflow of water, thereby preventing backflow to the water supply line. The compressor electromagnetic valve 27 is an electromagnetic valve for supplying water from the water supply line 21 a to the air supply side of the compressor 10.
[0031]
In FIG. 1, the present invention further includes a monitoring device 40 that monitors water circulating between the water tank 8 and the compressor 10. In this example, the monitoring device 40 is provided at an intermediate position of the water recovery line 16 and downstream of the filter 17b of the water line 13b. However, the present invention is not limited to this, and the water tank 8 and the compression device are compressed. It may be provided anywhere as long as it circulates between the machines 10.
[0032]
The monitoring device 40 is preferably a continuous measuring device that continuously measures water quality such as the electrical conductivity or pH of water. By using such a continuous measuring device and continuously measuring the water quality such as the electrical conductivity or pH of the circulating water, it is possible to indirectly measure the water-soluble organic matter in the usage environment.
[0033]
Moreover, the monitoring apparatus 40 has the branch line 40a which can be sampled without stopping a flow. By using such a branch line 40a, a valve that is normally closed is temporarily opened and the sample is periodically sampled, so that the water solubility of the use environment is not affected without affecting the operation of the water-injection air compressor. Organic matter can be quantified by water quality analysis, and a water jet type air compressor can be used as an environmental monitor.
[0034]
As described above, according to the method and apparatus of the present invention, the water circulating between the water tank 8 and the compressor 10 is monitored by the monitoring device 40 that monitors the water circulating between the water tank 8 and the compressor 10. By monitoring without stopping the flow, the atmosphere itself is not analyzed, but the ambient water environment is indirectly monitored by analyzing the circulating water and drain of the water-jet air compressor that takes in the gas components in the atmosphere together with the drain. It can be performed.
[0035]
In general, water quality analysis is easier than atmospheric analysis. In addition, since the circulating water of the water-injection air compressor absorbs a large amount of air during its circulation, water-soluble organic substances in the air are concentrated. Qualitative analysis of organic substances can be performed easily. Therefore, environmental monitoring is possible with water quality analysis that is easier to sample and less expensive than air analysis. If there is a water jet type air compressor, it can be carried out without using a special device.
[0036]
Furthermore, if the temperature and humidity of the intake air are measured periodically and the total amount of intake air is known, fixed point and quantitative observation: environmental monitoring becomes possible. This makes it possible to use the water injection type air compressor as an environmental monitor.
[0037]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, although the case of a screw compressor has been mainly described, another compressor may be used as long as it is a water injection type.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the water injection type air compressor of the present invention and the environmental monitoring method using the same are capable of easily and inexpensively monitoring trace components in the atmosphere at the place where the water jet type air compressor is installed without specialized knowledge. It has excellent effects such as being capable of continuous monitoring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water injection type air compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a screw compressor.
3 is an external view of the screw compressor of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional water injection type air compressor.
FIG. 5 is another overall configuration diagram of a conventional water injection type air compressor.
[Explanation of symbols]
1 screw rotor, 2a, 2b bearing,
3 Mechanical seal (high pressure seal)
4 Lip seal (low pressure seal), 5 Compressor body 5a Water supply port, 5b Discharge port, 5c Water supply port 6a, 6b Pulley, 7 Fan motor, 8 Water tank 8a Air / water separator, 8b Check valve, 9 Water Cooler 10 Water jet compressor (screw compressor)
11a Water level gauge, 11b, 11b 'water supply valve, 11c Water discharge valve 12a Air introduction line (air intake)
12b, 12c Compressed air line,
13a, 13b Water line 14 Pressurized water injection line, 14a Mechanical water supply valve, 14b Check valve 15 Dehumidifier, 16 Drain discharge means (drain trap)
17 Drain valve, 20 Water injection type air compressor 21a, 21b Water supply line, 22 Wave guard 24 Level switch, 25 Upper level switch 26 Tank solenoid valve, 27 Compressor solenoid valve,
28a check valve, 29 pressure switch, 30 water supply / drainage control device,
40 Monitoring device, 40a Branch line

Claims

A water tank (8) holding water therein, an air / water separator (8a) installed in the water tank, and compressed air from which water has been removed by the air / water separator provided at the air outlet of the water tank. A check valve (8b) for discharging, a compressor (10) for compressing air, and a compressed air line (12b) for circulating water lubricated and cooled inside the compressor to the water tank together with pressurized air And a dehumidifier (15) that condenses and separates moisture by cooling the compressed air exiting the water tank against the check valve to below the saturation temperature of moisture, and the moisture separated by the dehumidifier together with air In a water-injection type air compressor having a water recovery line (16) for supplying directly to an air inlet of a compressor,
A monitoring device (40) for monitoring the water circulating between the water tank (8) and the compressor (10);
The water injection type air compressor characterized in that the monitoring device (40) has a branch line (40a) that can be sampled without stopping the flow .

The water injection type air compressor according to claim 1, wherein the monitoring device (40) is a continuous measuring device that continuously measures water quality such as electrical conductivity or pH of water.

A water tank (8) holding water therein, an air / water separator (8a) installed in the water tank, and compressed air from which water has been removed by the air / water separator provided at the air outlet of the water tank. A check valve (8b) for discharging, a compressor (10) for compressing air, and a compressed air line (12b) for circulating water lubricated and cooled inside the compressor to the water tank together with pressurized air And a dehumidifier (15) that condenses and separates moisture by cooling the compressed air exiting the water tank against the check valve to below the saturation temperature of moisture, and the moisture separated by the dehumidifier together with air An environmental monitoring method using a water jet type air compression device provided with a water recovery line (16) for supplying directly to an air suction port of a compressor,
A water jet system characterized by continuously measuring the quality of water circulating between the water tank (8) and the compressor (10) without stopping the flow and sampling a sample periodically. Environmental monitoring method using an air compressor.