JPH0746797Y2 - 圧縮空気製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、空気温度が低温の時に
吐出空気の消費量が減少するような場合、ターボ圧縮機
から吐出される圧縮空気の減量効率が低下したり、減量
範囲が狭くなったりしないようにした、圧縮空気製造装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工場等で使用する圧縮空気を製造するた
めの圧縮空気製造装置としては、従来例えば図３に示す
ものがある。

【０００３】図３中、１はターボ圧縮機、２は吸入フィ
ルタ、３は吸入フィルタ２出側とターボ圧縮機１入側を
接続する空気吸入管、４は空気吸入管３の中途部に接続
され且つ吸入された空気（吸入空気）に旋回流を与える
ことなく抵抗を与える制御弁（例えば、バタフライ弁、
玉形弁等）、５はターボ圧縮機１出側に接続された空気
吐出管、６は空気吐出管５に接続された圧力検出器、７
は圧力検出器６で検出した空気圧力に対応して制御弁４
の開度を制御する圧力指示制御器、８は空気吐出管５に
接続された流量検出器、９は空気吐出管５に接続された
バイパス管、１０はバイパス管９の中途部に接続された
流量制御弁、１１は流量検出器８で検出した空気流量に
対応して流量制御弁１０の開度を制御する流量指示制御
器である。

【０００４】上記圧縮空気製造装置では、ターボ圧縮機
１から吐出される圧縮空気の圧力は予め圧力指示制御器
７に設定され、空気吐出管５から消費地へ送られる圧縮
空気の流量は予め流量指示制御器１１に設定されてい
る。

【０００５】而して、吸入フィルタ２から空気吸入管３
に導入された空気は、制御弁４を通ってターボ圧縮機１
へ吸入され、所定の圧力に圧縮されて空気吐出管５へ吐
出され、消費地へ送られる。

【０００６】消費地での圧縮空気の消費量が少い場合、
圧力検出器６で検出された空気圧力が上昇するため、こ
の空気圧力に基づき、圧力指示制御器７から制御弁４へ
指令が与えられ、吐出管５内の空気圧力が所定の圧力に
なるよう制御弁４が絞られる。

【０００７】又、消費地での圧縮空気の使用量が少い場
合、流量検出器８により検出された吐出管５内の空気流
量に基づき流量制御弁１０が開き、余分の圧縮空気は排
気される。

【０００８】消費地での圧縮空気の消費量が多いと、空
気吐出管５内の空気圧力が低下するため、圧力検出器６
で検出された空気圧力に基いて制御弁４が開き、同様に
流量制御弁１０は絞られる。

【０００９】圧縮空気製造装置の他の例としては、図４
に示すものがある。

【００１０】図４の装置は、図３の装置と略同様の装置
となっているが、図３の装置と異なる点は、図３の装置
では空気吸入管３を流れる空気の流量を吸入空気に旋回
流を与えることなく抵抗を与える制御弁４により制御し
ているのに対し、図４の装置では、空気吸入管３を流れ
る空気の流量を、空気に旋回流を与えると共に抵抗を与
えるインレットガイドベーン式制御弁１２により制御し
得るようにしたことである。

【００１１】図３及び図４に示す圧縮空気製造装置で
は、吸入される空気温度が夏期のように高い場合と冬期
のように低い場合では、ターボ圧縮機１の吐出側の空気
圧力の設定値が等しい場合であっても、ターボ圧縮機１
の軸馬力は異なったものとなる。なぜなら、冬期等にお
いては、ターボ圧縮機１で圧縮する空気の温度が異常に
低温になっている場合、空気の比重が増加して空気に与
えられるエネルギが増加する結果、吐出空気量が増加す
るからである。

【００１２】そこで、上記圧縮空気製造装置では、必要
空気量まで吸入空気を絞って減量する必要があり、この
ため従来は、図３に示すように、制御弁４の開度を制御
したり、図４に示すようにインレットガイドベーン式制
御弁１２の開度を制御して、ターボ圧縮機１に吸入され
る空気を減量するようにしていた。

【００１３】図５、図６は上記従来装置におけるターボ
圧縮機１の軸馬力及びターボ圧縮機１から吐出された圧
縮空気の圧力（縦軸）と吸入空気量（横軸）との関係を
示すもので、図５は大気温度が３０℃のとき、図６は大
気温度が−１０℃のときであって、図５、図６において
線Ａは図３に示すように吸入空気に旋回を与えることな
く抵抗を与える制御弁４を使用した場合、線Ｂは図４に
示すように吸入空気に旋回を与えると共に抵抗を与える
インレットガイドベーン式制御弁１２を使用した場合を
示している。又図５、図６中、X₁,X₂は吸入空気温度に
対応したターボ圧縮機１の特性曲線、Y₁,Y₂は同サージ
ライン、P₁,P₂はターボ圧縮機１から吐出された圧縮空
気の圧力（一定）の線である。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】夏期のように大気温度
が３０℃のときは、圧力がP₁（一定）になるよう制御す
る場合、図５に示すように線Ｂ、すなわち、インレット
ガイドベーン式制御弁１２を使用した方が、線Ａすなわ
ち、制御弁４を使用する場合よりも圧縮空気消費量の減
少等による吸入空気減量時の消費動力は少くてすむ。し
かるに冬期のように空気温度が低温になった−１０℃の
ときは、圧力がP₂（一定）になるよう制御する場合、図
６に線Ａで示すように制御弁４を絞ってゆくことで吸入
空気量を定格空気量の７０％まで減量できるのに対し図
６に線Ｂで示すように、インレットガイドベーン式制御
弁１２を絞る場合には吸入空気量は定格空気量の８５％
までしか減量できない。これは、インレットガイドベー
ン式制御弁１２の絞りの角度が約７０°以上になると、
すなわち、吸入空気量を定格空気量の８５％よりも減量
しようとした場合には、ひねりが大きすぎて空気に旋回
をうまく与えることができなくなり、空気の流れが大き
く乱れ、軸馬力が低減しなくなるためである。

【００１５】本考案はこのような従来の欠点を改善し、
吸入空気の減量範囲を広くし、減量効率を上昇させよう
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本考案は、ターボ圧縮機
の入口側上流に設置され且つ吸入空気に旋回流を与える
ことなく抵抗を与える制御弁と、該制御弁に対し直列に
接続され且つ吸入空気に旋回流を与えると共に抵抗を与
えるインレットガイドベーン式制御弁と、前記ターボ圧
縮機から吐出される吐出空気の圧力を検出する圧力検出
器と、該圧力検出器で検出した吐出空気の圧力が予め設
定された圧力よりも低い場合には、前記吸入空気に旋回
流を与えることなく抵抗を与える制御弁を全開にしたま
まで前記インレットガイドベーン式制御弁の開度を前記
吐出空気の圧力に対応して制御し、前記圧力検出器で検
出した吐出空気の圧力が予め設定された圧力よりも高い
場合には、前記インレットガイドベーンを全開よりも開
度の小さい所定の開度に保持したままで、前記吸入空気
に旋回流を与えることなく抵抗を与える制御弁の開度を
前記吐出空気の圧力に対応して制御する圧力指示制御器
と、を設けたものである。

【００１７】

【作用】検出された圧力が設定された圧力よりも低い場
合は、消費量が多くて吸入空気量も多いため、吸入空気
に旋回流を与えることなく抵抗を与える制御弁を全開に
したままで、インレットガイドベーン式制御弁により吸
入空気量の制御が行われ、検出された圧力が設定された
圧力よりも高い場合は、消費量が少くて吸入空気量も少
いため、インレットガイドベーン式制御弁の開度は全開
よりも小さい所定の開度に固定した状態で吸入空気に旋
回流を与えることなく抵抗を与える制御弁により制御が
行われる。このため、空気温度が低温の場合で且つ吸入
空気量を少くする必要がある場合にも定格空気量に対し
て大きく減量でき、従って吸入空気の減量範囲を大きく
でき、且つ減量効率が上昇する。

【００１８】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１は本考案の一実施例であり、本実施例
では空気吸入管３に、図３の吸入空気に旋回流を与える
ことなく抵抗を与える制御弁４と、図４の吸入空気に旋
回流を与えると共に抵抗を与えるインレットガイドベー
ン式制御弁１２を直列に接続し、圧力検出器６で検出し
た空気吐出管５内の空気圧力を基に、圧力指示制御器７
により制御弁４或いはインレットガイドベーン式制御弁
１２を制御し得るようにしている。なお、図中、図３、
図４に示す符号と同一のものには同一の符号が付してあ
る。

【００２０】本実施例では、消費地での空気の消費量が
多くて吸入空気量が多い場合、すなわち検出された空気
の圧力が設定値よりも低い場合には、圧力指示制御器７
でインレットガイドベーン式制御弁１２の絞りを０°〜
６０°まで制御し、インレットガイドベーン式制御弁１
２が６０°まで絞られたらその時の信号をリミットスイ
ッチ等で検出し、インレットガイドベーン式制御弁１２
の絞りを６０°に保持し、消費地での消費量が減少して
さらに吸入空気を減量する時すなわち、検出された空気
の圧力が設定値よりも高い場合には、インレットガイド
ベーン式制御弁１２の絞りは６０°のままで圧力指示制
御器７で吸入空気に旋回を与えることなく抵抗を与える
制御弁４を絞るよう制御して吸入空気の量を減量する
（図２の曲線Ｃ）。

【００２１】このように、吸入空気量が多い場合は、制
御弁４を全開にした状態でインレットガイドベーン式制
御弁１２により吸入空気の流量を制御し、吸入空気量が
少い場合には、インレットガイドベーン式制御弁１２の
開度を所定の開度に保持した状態で、吸入空気に旋回流
を与えることなく抵抗を与える制御弁４により吸入空気
の流量を制御することにより、吸入空気の流量が少くな
った場合にも、空気の流れが乱されることがなく、従っ
て冬期等の低温時においても、ターボ圧縮機の吸入空気
の減量範囲を広くでき、又減量効率も向上し、更にはタ
ーボ圧縮機１の軸馬力も減少する。

【００２２】本実施例では上記のように制御するほか
に、圧力指示制御器７をスプリットレンジで使用し、圧
力指示制御器７の出力が１００〜５０％のときはインレ
ットガイドベーン式制御弁１２を制御し、圧力指示制御
器７の出力が５０〜０％のときは吸入流体に抵抗を与え
る制御弁４を制御するようにしてもよい。

【００２３】

【考案の効果】本考案は冬期等の低温時に、ターボ圧縮
機の吸入空気の減量範囲を広くし、効率も上昇させて省
エネルギに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の系統図である。

【図２】図１の装置の特性を示すグラフである。

【図３】従来装置の一例の系統図である。

【図４】従来装置の他の例の系統図である。

【図５】従来装置の一例の特性を示すグラフである。

【図６】従来装置の他の例の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ターボ圧縮機 ４ 吸入空気に旋回流を与えることなく抵抗を
与える制御弁 ６ 圧力検出器 ７ 圧力指示制御器 １２ 吸入空気に旋回流を与えると共に抵抗を与
えるインレットガイドベーン式制御弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ターボ圧縮機の入口側上流に設置され且つ
   吸入空気に旋回流を与えることなく抵抗を与える制御弁
   と、該制御弁に対し直列に接続され且つ吸入空気に旋回
   流を与えると共に抵抗を与えるインレットガイドベーン
   式制御弁と、前記ターボ圧縮機から吐出される吐出空気
   の圧力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器で検出し
   た吐出空気の圧力が予め設定された圧力よりも低い場合
   には、前記吸入空気に旋回流を与えることなく抵抗を与
   える制御弁を全開にしたままで前記インレットガイドベ
   ーン式制御弁の開度を前記吐出空気の圧力に対応して制
   御し、前記圧力検出器で検出した吐出空気の圧力が予め
   設定された圧力よりも高い場合には、前記インレットガ
   イドベーンを全開よりも開度の小さい所定の開度に保持
   したままで、前記吸入空気に旋回流を与えることなく抵
   抗を与える制御弁の開度を前記吐出空気の圧力に対応し
   て制御する圧力指示制御器と、を設けたことを特徴とす
   る圧縮空気製造装置。