JP4726335B2 - 水噴射コンプレッサー要素を有するコンプレッサー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサー装置であって、
吸入ラインと圧縮空気ラインとを有する、少なくとも１つの水噴射大型（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ）コンプレッサー要素と、
このコンプレッサー要素のための駆動装置と、
前記コンプレッサー要素が取りつけられる水回路であって、圧縮空気ライン内に取りつけられる水分離器、および該水分離器の底面と前記コンプレッサー要素の内部空間との間に延びる分離水のための戻りライン、を含む水回路と、
水回路に水を供給する水供給装置であって、調節可能弁と逆浸透フィルターを有する水供給ライン、前記水回路内の水量を測定する装置、および前記水回路内の水の導電率を測定する装置を有する水供給装置と、
を有するコンプレッサー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そのようなコンプレッサー装置の場合、水がコンプレッサー要素の圧縮部品に噴射され、水が、これらの部品を冷却するとともに潤滑し、また圧縮部品相互間の間隙を満たし、かつ圧縮部品とコンプレッサー要素のハウジングとの間の間隙を満たすようにする。
【０００３】
それぞれのコンプレッサー要素は、吸入空気の温度と湿度とに応じて、水を消費しうるかまたは生成しうる。そのため、水供給装置が備えられ、必要であれば、水が水回路に供給される。この供給は通常コンプレッサー要素の入口ライン経由でなされる。
【０００４】
この供給水は純粋でなければならず、またミネラル含有量は、シール、弁、その他への付着を避けるために十分に低くなければならない。しかし、またミネラル含有量は低すぎてもならない。低すぎる場合には、水が腐食性となることがあり、たとえば空気からの炭酸を水に吸収してしまうことができず、炭酸が水中に遊離炭酸として存在し、その結果ｐＨが低下する、ということになりうるからである。
【０００５】
水の腐食性はその導電率の測定にもとづいて決定することができる。腐食性でないためには、水の導電率は、２５℃において、１０〜２０μＳ／ｃｍでなければならない。
【０００６】
蒸留水は高価である。そのため、供給水は通常現場で処理される。すなわち、脱イオン装置によって脱イオンされる。
【０００７】
そのような脱イオン装置を備えたコンプレッサー装置が、ＷＯ−Ａ−９９／０２８６３号明細書に記載されている。
【０００８】
このコンプレッサー装置は、単一の脱イオン装置を有し、該脱イオン装置は逆浸透フィルターでもイオン交換器でも良い。
【０００９】
この脱イオン装置は、弁を備えたラインによって、コンプレッサー装置の残りの部分に、この脱イオン装置が、水供給ライン内にまた水回路を橋渡しするバイパス内に配置されうるように、接続される。
【００１０】
吸入水の量は、逆浸透フィルターの寿命にはほとんど影響しないが、その処理量（ｙｉｅｌｄ）に影響する。質が悪い場合、使用できる浸透水の生成量（ｏｕｔｐｕｔ）が減少し、除去すべき濃縮水の生成量が増大する。
【００１１】
逆浸透フィルターは、水回路内の水の導電率を低下させるのに特に適しているというわけではない。水回路内の水の主要部分は、濃縮水として排出しなければならないので、未処理の新鮮水で置き換えなければならない。未処理の新鮮水は割合に大きな導電率を有するので、逆浸透フィルターによってこの導電率を低下させなければならない。
【００１２】
脱イオン装置としての逆浸透フィルターを、イオン交換器で置き換えるのが非常に良いというわけでない。
【００１３】
イオン交換器は、水回路内の水の導電率を低下させるのに非常に良く適している。この水の導電率はすでにかなり小さいからである。しかし、イオン交換器の寿命は、低品質したがって高導電率の新鮮水を処理しなければならない場合、大きく減少する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記およびその他の欠点を有しないコンプレッサー装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明により、バイパスが水回路に接続されていて、該バイパスに、イオン交換器と制御可能弁が取りつけてあり、このとき、水供給ライン内の弁が、水回路内の水量を測定する装置によって制御され、また前記バイパス内の前記制御可能弁が、水の導電率を測定する装置によって制御される、ようにすることによって達成される。
【００１６】
このコンプレッサー装置は、たとえば、水回路に供給される新鮮水のため、また水回路内の水の導電率を低下させるために、別々の脱イオン装置を有し、これら２つの脱イオン装置が最適動作して、長寿命となるようにすることができる。
【００１７】
バイパス要素はコンプレッサー要素を迂回して、戻りラインと吸入ラインとの間に延びることができる。
【００１８】
導電率を測定する装置は、好ましくは戻りラインに取りつける。
【００１９】
水供給装置は吸入ラインに接続することができる。
【００２０】
水回路内の水量を測定する装置は、水分離器に取りつけられた測高計とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴をさらに十分に説明するために、以下、本発明によるコンプレッサー装置の好ましい実施形態を、１つの例として、添付の図面を参照しつつ説明する。この実施形態は単なる例であって、どのような意味でも本発明を限定するものではない。
【００２２】
図１に示すコンプレッサー装置は、
空気フィルター３を有する吸入ライン２と圧縮空気ライン４とを備えた、水噴射大型コンプレッサー要素１たとえばスクリュー型コンプレッサー要素と、
該コンプレッサー要素１のためのモーター５から成る駆動装置と、
前記コンプレッサー要素１が取りつけられる水回路６であって、さらに圧縮空気ライン４内に取りつけられる水分離器７、および該水分離器７の底面と前記コンプレッサー要素１の内部空間に開口している水噴射開口との間に延びる分離水のための戻りライン８、を含む水回路６と、
を有する。前記水分離器７は、この例の場合、空気受け器の形であり、圧縮空気ライン４の一部は、コンプレッサー要素１と前記水分離器７との間にある。
【００２３】
戻りライン８には水冷却器９が取りつけてある。
【００２４】
圧縮空気ライン４内の水分離器７の下流には、順次に、後冷却器１０と小型の第２の水分離器１１が取りつけてある。
【００２５】
第２の戻りライン１２がこの水分離器１１の底面と吸入ライン２との間に延びている。
【００２６】
吸入ライン２から吸入される空気の状態に応じて、コンプレッサー要素１は水を消費することもあり、また生成することもある。
【００２７】
水回路６には、その端に、排出ライン１３が接続してあり、該排出ラインは水分離器７の底面に接続され、制御可能弁１４を備えている。
【００２８】
もちろん、前記排出ラインは水回路６内の別の場所、たとえば水冷却器９とコンプレッサー要素１との間に備えることもできる。
【００２９】
水回路６に水を供給するために、このコンプレッサー装置は、水供給ライン１６を有する水供給装置１５を備えている。水供給ライン１６は、水回路６に直接には接続されておらず、吸入ライン２に接続されている。
【００３０】
この水供給ライン１６は、逆浸透フィルター１７と２方向弁１８とを備えている。
【００３１】
濃縮水は、この逆浸透フィルター１７から、濃縮水ライン１９を通って流出する。透過水は吸入ライン２に向って流れる。
【００３２】
水供給装置１５は、水回路６内に存在する水の量を測定するための測定装置２０を有し、該測定装置は弁１４と１８を制御する。
【００３３】
この水量は、第１の水分離器７内に存在する水の量を測定することによって決定することができる。分離器７内の水の量は水位の測定により決定することができる。
【００３４】
この‘測定’という言葉は、ここではもっとも広い意味に解釈すべきである。正確な水量を知ることは必要でないからである。‘測定’という言葉は、水位がある最小値よりも低下する時点の決定と解釈される場合もありうる。
【００３５】
また場合によっては、測定装置２０は、前記水位がある高い水位を越えて上昇する時点を決定し、それに応じて、弁１４を制御することができる。
【００３６】
したがって、ここに示す例の場合、測定装置２０は少なくとも１つの水位またはいくつかの水位の検出器である。
【００３７】
コンプレッサー要素１は、バイパス２１によって迂回される。バイパス２１は、一方では、コンプレッサー要素１と水冷却器９との間で戻りライン８に接続されており、他方では、吸入ライン２に接続されている。
【００３８】
バイパス２１には、イオン交換器２２と制御可能弁２３とが取りつけてある。
【００３９】
弁２３は、水の導電率の測定のために、戻りライン８に取りつけてある装置２４によって制御される。
【００４０】
水回路６内の水量を測定する装置２０が、水量が少なすぎるということを検出した場合、言い換えると、水分離器７内の水位が最低水位よりも低下したということを検出した場合、装置２０は、水供給ライン１６から水回路６に十分な量の水が供給されるまで、弁１８を開放させる。
【００４１】
この供給水は逆浸透フィルター１７によって純化される。
【００４２】
導電率を測定する装置２４が、この導電率が高すぎるということを検出した場合、装置２４は弁２３に開放の命令を出し、その結果、戻りライン８からバイパス２１を通りしたがってイオン交換器２２を通過して吸入ライン２まで、水が流れる。
【００４３】
このとき、水は水回路から失われない。
【００４４】
水回路からの水の導電率はすでにかなり低く、またどんな場合でも新鮮な水道水の導電率よりも低いので、イオン交換器２２は該イオン交換器によって処理される水回路からの水の導電率をさらに下げて限界範囲内にあるようにするだけで良い。したがって、このイオン交換器は割合に長い寿命を有し、頻繁に交換する必要がない。
【００４５】
イオン交換器２２の寿命を低下させないように、逆浸透フィルター１７が供給水の純化を行うので、後者はすべての条件下で最適動作する必要がある。
【００４６】
たとえば、変形実施形態においては、水供給装置１５が、水供給ライン１６の逆浸透フィルター１７の上流に備えられたポンプ２５を有して、水に圧力を付加することができる。打ち勝つべき浸透圧は水中の溶解塩の濃度に依存する。
【００４７】
この付加圧力により、水供給ライン１６が公共の水供給システムに接続され、水供給圧が不十分であるとき、浸透膜の良好な作用が確保される。
【００４８】
もう１つの変形実施形態においては、カルシウム除去装置２６が、水供給ライン１６の逆浸透フィルター１７の上流に取りつけられる。
【００４９】
供給水が大きな導電率を有する場合、それは８０％以上、カルシウム塩とマグネシウム塩との存在による。
【００５０】
これらの塩はカルシウム除去装置２６によって除去することができ、それにより、逆浸透フィルター１７の浸透膜の作用が著しく改善される。
【００５１】
図に示すように、このカルシウム除去装置２６は、水供給ライン１６内に、ポンプ２５とともに、特に後者の上流に取りつけることができる。
【００５２】
大型コンプレッサー要素１は、必ずしもスクリュー型コンプレッサー要素である必要はない。この要素は、歯車型（ｔｏｏｔｈ）コンプレッサー要素、らせんコンプレッサー要素、またはモノスクリュー型（ｍｏｎｏ ｓｃｒｅｗ−ｔｙｐｅ）コンプレッサー要素とすることもできる。
【００５３】
本発明は、添付の図面に示した前記実施形態のみに決して限定されるものではない。反対に、本発明のコンプレッサー装置は、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にあるすべての種類の変形により、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンプレッサー装置を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 水噴射コンプレッサー要素
２ 吸入ライン
６ 水回路
７ 水分離器
１３ 排出ライン
１４ 弁
１５ 水供給装置
１６ 水供給ライン
１７ 逆浸透フィルター
１８ 弁
２０ ６内の水量を測定する装置
２１ バイパス
２２ イオン交換器
２３ 制御可能弁
２４ 水の導電率を測定する装置
２５ ポンプ
２６ カルシウム除去装置

Claims (9)

1. コンプレッサー装置であって、
   吸入ライン（２）と圧縮空気ライン（４）とを有する、少なくとも１つの水噴射大型コンプレッサー要素（１）と、
   該コンプレッサー要素（１）のための駆動装置（５）と、
   前記コンプレッサー要素（１）が取りつけられる水回路（６）であって、圧縮空気ライン（４）内に取りつけられる水分離器（７）、および該水分離器（７）の底面と前記コンプレッサー要素（１）の内部空間との間に延びる分離水のための戻りライン（８）、を含む水回路（６）と、
   水回路（６）に水を供給する水供給装置（１５）であって、調節可能弁（１８）と逆浸透フィルター（１７）を有する水供給ライン（１６）、前記水回路（６）内の水量を測定する装置（２０）、および前記水回路（６）内の水の導電率を測定する装置（２４）を有する水供給装置（１５）と、
   を有するコンプレッサー装置において、
   バイパス（２１）が水回路（６）に接続されていて、バイパス（２１）に、イオン交換器（２２）と制御可能弁（２３）が取りつけてあり、このとき、水供給ライン（１６）内の弁（１８）が、水回路（６）内の水量を測定する装置（２０）によって制御され、またバイパス（２１）内の弁（２３）が、水の導電率を測定する装置（２４）によって制御される、ことを特徴とするコンプレッサー装置。
2. バイパス（２１）が、コンプレッサー要素（１）を迂回し、戻りライン（８）と吸入ライン（２）との間に延びることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサー装置。
3. 導電率を測定する装置（２４）が、戻りライン（８）に取りつけられることを特徴とする請求項１または２に記載のコンプレッサー装置。
4. 水供給装置（１５）が吸入ライン（２）に接続されていることを特徴とする請求項１から３の中のいずれか１つに記載のコンプレッサー装置。
5. 水回路（６）内の水量を測定する装置（２０）が、水分離器（７）に取りつけられた測高計であることを特徴とする請求項１から４の中のいずれか１つに記載のコンプレッサー装置。
6. 水供給装置（１５）がポンプ（２５）を有し、該ポンプが水供給ライン（１６）内に、逆浸透フィルター（１７）の上流に取りつけられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のコンプレッサー装置。
7. 水供給装置（１５）がカルシウム除去装置（２６）を有し、該カルシウム除去装置が水供給ライン（１６）内に、逆浸透フィルター（１７）の上流に取りつけられることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のコンプレッサー装置。
8. 排出ライン（１３）が水回路（６）に接続されており、該排出ラインに弁（１４）が備えられ、該弁（１４）が、水回路（６）内の水量を測定する装置（２０）によって制御されることを特徴とする請求項１から７の中のいずれか１つに記載のコンプレッサー装置。
9. 排出ライン（１３）が水分離器（７）に接続されていることを特徴とする請求項８に記載のコンプレッサー装置。

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