JP5183569B2 - 空気圧縮装置 - Google Patents

空気圧縮装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5183569B2
JP5183569B2 JP2009125286A JP2009125286A JP5183569B2 JP 5183569 B2 JP5183569 B2 JP 5183569B2 JP 2009125286 A JP2009125286 A JP 2009125286A JP 2009125286 A JP2009125286 A JP 2009125286A JP 5183569 B2 JP5183569 B2 JP 5183569B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
compressed air
free
heat
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009125286A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010270729A (ja
Inventor
正樹 松隈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2009125286A priority Critical patent/JP5183569B2/ja
Priority to CN 201010189229 priority patent/CN101922434A/zh
Publication of JP2010270729A publication Critical patent/JP2010270729A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5183569B2 publication Critical patent/JP5183569B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compressor (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、空気圧縮装置に関する。
空気圧縮機は、電動機の動力によって空気を圧縮するが、この圧縮は、空気の温度上昇を伴うポリトロープ変化となる。圧縮機としてスクリュ圧縮機を用いる場合、圧縮機の熱変形等の問題から、空気の吐出温度を２５０℃程度に抑える必要がある。
このため、高い圧縮比が必要である場合、空気圧縮装置は、スクリュ圧縮機を多段とし、中間に空気を冷却するインタークーラを設ける必要がある。また、高温の圧縮空気は、アフタークーラで冷却してから需要設備に供給される。
空気の圧縮行程において、空気に与えられる機械的エネルギーの大半は、熱エネルギーとなるので、圧縮機が空気に与えたエネルギーの殆どは、インタークーラやアフタークーラで空気を冷却することで廃棄されることになる。
特許文献１には、空気圧縮装置において、インタークーラやアフタークーラで圧縮空気を冷却した温水を熱源とする吸収式冷凍機を設けることによって、空気を圧縮する際に生じる熱エネルギーを回収する発明が記載されている。しかしながら、このシステムでは、熱エネルギーを冷熱に変換して回収するので、その用途が限定的であり、また、回収した熱量のうち相当量を凝縮潜熱として放出するため、十分に熱利用することが難しかった。
特開２００５−１９５２６５号公報
前記問題点に鑑みて、本発明は、空気を圧縮する過程で発生する熱を、利用しやすい形態で回収できる空気圧縮装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明による空気圧縮装置は、オイルフリー圧縮機と、前記オイルフリー圧縮機の吐出した圧縮空気と給水との間で熱交換し、前記給水を加圧した状態で蒸発させて蒸気を発生させる排熱ボイラとを有し、前記排熱ボイラは、前記圧縮空気と前記給水との間で向流熱交換を行う熱交換器であるものとする。
この構成によれば、圧縮空気の熱を蒸気エネルギーとして回収するので、用途が広く、回収した熱を有効に利用できる。
また、本発明の空気圧縮装置において、前記排熱ボイラは、前記圧縮空気と前記給水との間で向流熱交換を行う熱交換器であるので、圧縮空気の熱交換器出口温度を低く、蒸気温度を高くできる。
また、本発明の空気圧縮装置において、前記オイルフリー圧縮機は、第１段オイルフリー圧縮機および第２段オイルフリースクリュ圧縮機を含み、前記排熱ボイラは、前記第１段オイルフリー圧縮機の吐出した圧縮空気を熱源とする第１排熱ボイラと、前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機の吐出した圧縮空気を熱源とする第２排熱ボイラとを含み、前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機は、前記第１排熱ボイラにおいて熱交換した前記圧縮空気をさらに圧縮してもよい。前記オイルフリー圧縮機は、第１段オイルフリー圧縮機および第２段オイルフリースクリュ圧縮機を含み、前記排熱ボイラは、前記第１段オイルフリー圧縮機の吐出した圧縮空気を熱源とする第１排熱ボイラと、前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機の吐出した圧縮空気を熱源とする第２排熱ボイラとを含み、前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機は、前記第１排熱ボイラにおいて熱交換した前記圧縮空気をさらに圧縮する。
本発明によれば、排熱ボイラによって圧縮空気の熱を蒸気の熱エネルギーとして回収するので、用途が広く、回収した熱を有効に利用できる。
本発明の一実施形態の空気圧縮装置の構成図である。
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の一つの実施形態である空気圧縮装置１を示す。
空気圧縮装置１は、吸込フィルタ２を介して外気を吸い込んで圧縮して吐出する第１段オイルフリースクリュ圧縮機３と、第１段オイルフリースクリュ圧縮機３の吐出した圧縮空気を熱源とし、水を加熱して蒸気を発生させる第１排熱ボイラ４と、第１排熱ボイラ４によって熱を奪われた圧縮空気をさらに圧縮する第２段オイルフリースクリュ圧縮機５と、第２段オイルフリースクリュ圧縮機５の吐出した圧縮空気を熱源とし、水を加熱して蒸気を発生させる第２排熱ボイラ６とを有する。
第１段オイルフリースクリュ圧縮機３は、例えば、出力５５ｋＷ、圧縮比２．８３、吸込容量２２ｍ３／ｍｉｎであり、約３０℃の外気を吸い込んでポリトロープ圧縮し、約２５０℃の圧縮空気を吐出する。
第１排熱ボイラ４は、第１段オイルフリースクリュ圧縮機３の吐出した圧縮空気と、給水との間で１パスの向流熱交換を行う熱交換器からなり、例えば、約２５℃の給水を加熱して蒸発させ、温度約１７５℃、圧力０．８ＭＰａＧの蒸気として流出させる。この第１排熱ボイラ４の蒸気発生量は、約３０ｋｇ／ｈｒとなる。
これにより、第１排熱ボイラ４を通過した圧縮空気は、約６０℃まで冷却される。換言すると、第１排熱ボイラ４は、第１段オイルフリースクリュ圧縮機３の吐出した圧縮空気を冷却するインタークーラとして機能する。
第２段オイルフリースクリュ圧縮機５は、例えば、出力５５ｋＷ、圧縮比２．８３、吸込容量７．９ｍ３／ｍｉｎであり、第１排熱ボイラ６を通過した圧縮空気を吸い込んでさらに圧縮して、圧力０．７ＭＰａＧ、流量２．８ｍ３／ｍｉｎの圧縮空気を、約２５０℃で吐出する。
第２排熱ボイラ６は、第２段オイルフリースクリュ圧縮機５の吐出した圧縮空気と、給水との間で１パスの向流熱交換を行う熱交換器からなり、第１排熱ボイラ４と同様に、約２５℃の給水を加熱して蒸発させ、温度約１７５℃、圧力０．８ＭＰａＧの蒸気として流出させる。この第２排熱ボイラ６の蒸気発生量は、約３０ｋｇ／ｈｒとなる。
これにより、第２排熱ボイラ６を通過した圧縮空気は、約５５℃まで冷却される。換言すると、第２排熱ボイラ６は、第２段オイルフリースクリュ圧縮機５の吐出した圧縮空気を冷却するアフタークーラとして機能する。第２排熱ボイラ６から流出した圧縮空気および蒸気は、それぞれ、需要設備に供給されて消費される。
本実施形態の空気圧縮装置１は、第１排熱ボイラ４および第２排熱ボイラ６において、６０ｋｇ／ｈｒ以上の蒸気を発生することができる。年間４０００時間運転するとして、蒸気単価を６￥／ｋｇとすると、年間約１６０万円の蒸気を発生することができる。
本実施形態において、第１排熱ボイラ４および第２排熱ボイラ６は、向流熱交換器である。向流熱交換を行うことにより、圧縮空気の入口温度近くまで蒸気温度を上昇させることができるので蒸気の用途が広がり、且つ、圧縮空気の出口温度を給水温度近くまで低下させることができるので、第２段オイルフリースクリュ圧縮機５等を異常過熱から保護できる。
このように、本発明によれば、空気の圧縮過程で発生する熱エネルギーを、需要の多い蒸気エネルギーとして回収できるので、回収したエネルギーを廃棄することなく有効に利用できる。
以上の実施形態では、２段圧縮式の空気圧縮装置１について説明したが、本発明では、１段圧縮式の空気圧縮装置において、アフタークーラとして排熱ボイラを用いるものであってもよい。
１…空気圧縮装置
３…第１段オイルフリースクリュ圧縮機
４…第１排熱ボイラ
５…第２段オイルフリースクリュ圧縮機
６…第２排熱ボイラ

Claims (2)

  1. オイルフリー圧縮機と、
    前記オイルフリー圧縮機の吐出した圧縮空気と給水との間で熱交換し、前記給水を加圧した状態で蒸発させて蒸気を発生させる排熱ボイラとを有し、
    前記排熱ボイラは、前記圧縮空気と前記給水との間で向流熱交換を行う熱交換器であることを特徴とする空気圧縮装置。
  2. 前記オイルフリー圧縮機は、第１段オイルフリー圧縮機および第２段オイルフリースクリュ圧縮機を含み、
    前記排熱ボイラは、前記第１段オイルフリー圧縮機の吐出した圧縮空気を熱源とする第１排熱ボイラと、前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機の吐出した圧縮空気
    を熱源とする第２排熱ボイラとを含み、
    前記第２段オイルフリースクリュ圧縮機は、前記第１排熱ボイラにおいて熱交換した前記圧縮空気をさらに圧縮することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮装置。
JP2009125286A 2009-05-25 2009-05-25 空気圧縮装置 Expired - Fee Related JP5183569B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009125286A JP5183569B2 (ja) 2009-05-25 2009-05-25 空気圧縮装置
CN 201010189229 CN101922434A (zh) 2009-05-25 2010-05-24 空气压缩装置的运转方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009125286A JP5183569B2 (ja) 2009-05-25 2009-05-25 空気圧縮装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010270729A JP2010270729A (ja) 2010-12-02
JP5183569B2 true JP5183569B2 (ja) 2013-04-17

Family

ID=43337563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009125286A Expired - Fee Related JP5183569B2 (ja) 2009-05-25 2009-05-25 空気圧縮装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5183569B2 (ja)
CN (1) CN101922434A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5885439B2 (ja) 2011-09-16 2016-03-15 アネスト岩田株式会社 空気圧縮機の廃熱利用装置
CN104100494B (zh) * 2014-07-01 2016-08-17 中国科学院工程热物理研究所 一种具有自预冷功能的压缩空气方法和系统
CN108775771A (zh) * 2018-06-23 2018-11-09 浙江智海化工设备工程有限公司 一种压缩机级间余热梯级利用系统及方法
CN118256344A (zh) * 2024-05-27 2024-06-28 山东鲁检科技有限公司 一种用于病菌检测的快速升降温装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59113676U (ja) * 1983-01-18 1984-08-01 トヨタ自動車株式会社 圧縮空気熱利用システム
JPH06280748A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Kobe Steel Ltd 圧縮装置用ドライヤ
JP3693582B2 (ja) * 2001-03-02 2005-09-07 株式会社荏原製作所 乾燥貯蔵装置及び貯蔵物の乾燥方法
JP2007270700A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Hitachi Ltd 吸気冷却装置を備えたコンバインドサイクルプラント及びその運転方法，制御方法
JP4805100B2 (ja) * 2006-11-15 2011-11-02 株式会社テイエルブイ 空気圧縮機の冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010270729A (ja) 2010-12-02
CN101922434A (zh) 2010-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2559793C2 (ru) Способ и система для охлаждения воздуха в системе производства электроэнергии (варианты)
KR101163821B1 (ko) 컴프레서 장치
RU2574105C2 (ru) Системы и способы предварительного нагревания сжатого возхдуха
JP5132514B2 (ja) 空気圧縮装置
EP2446122B1 (en) System and method for managing thermal issues in one or more industrial processes
US10704426B2 (en) Method for cooling off the compressed gas of a compressor installation and compressor installation in which this method is applied
JP5958819B2 (ja) ヒートポンプシステムおよびそれを用いた冷却システム
WO2013164562A1 (en) Apparatus for storing energy and method of operating an energy storage system comprising such an apparatus
JP5183569B2 (ja) 空気圧縮装置
JP5017057B2 (ja) ヒートポンプシステム及びその運用方法並びに蒸気蒸発器システム
JP2008525173A (ja) 空気の圧縮、冷却および精製のための一体化された工程および装置
JPH09264158A (ja) ガスタービンサイクル
CN104632585A (zh) 一种空压机空气能回收系统
JP5470064B2 (ja) ２段圧縮装置
KR102074711B1 (ko) 공기압축기 냉각열을 활용한 스팀발생기
Sarode et al. Towards Sustainable Energy Practices: Experimental Assessment of Waste Heat Recovery from Multistage Air Compressor Operations
KR20080107949A (ko) 화력발전형식을 취하는 경우 다단계발전에 의하여 발전하는방법
EP4430282A1 (en) Supercritical carbon dioxide regenerative brayton cycle with multiple recuperators and auxiliary compressors
WO2020104949A1 (en) Apparatuses and methods for using residual heat in gas compression systems
CN102305111A (zh) 空气液化发电装置
TWM496118U (zh) 高壓泵浦熱回收系統

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121030

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130115

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees