WO2014119144A1 - 空気圧縮機 - Google Patents

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WO2014119144A1
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太田　広志
英樹 藤元
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株式会社日立産機システム
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Definitions

  • the present invention relates to an air compressor.
  • Patent Document 1 As an air compressor having a mechanism for discharging drain generated after air is compressed and cooled, there is one described in Patent Document 1.
  • a pressure detection means (first pressure detection means) 52 for detecting the pressure in the drain discharge circuit 40 at this position is provided between the strainer 42 and the throttle 41” ( For example, see paragraph 0046), “When the pressure in the fluid circuit between the throttle and the strainer is equal to or lower than a reference pressure set to a predetermined pressure less than the pressure in a state where the strainer is not clogged, It is determined that the strainer is clogged ”(for example, refer to claim 1).
  • an oil-free screw compressor that compresses air in two stages will be described to explain the structure and operation related to drain discharge.
  • an intermediate cooler is used before compressing the compressed air that has been compressed to a predetermined pressure in the low-pressure stage main body to the high pressure stage main body.
  • condensed water (drain) is generated here. Therefore, it is necessary to remove the drain by a drain separator such as a drain separator so that the drain does not enter the high-pressure stage compressor body.
  • a branch circuit (“drain discharge circuit 40” in Patent Document 1) is provided in order to remove the generated drain, and a mechanism for discharging the drain to the outside is provided.
  • a strainer In this branch circuit, a strainer, a throttle (orifice), and a valve are provided as a mechanism for discharging the drain to the outside.
  • This branch circuit is configured so that one end is open to the atmosphere, and compressed air containing drain is discharged to the outside.
  • pressure detecting means such as a pressure sensor is provided between the strainer and the orifice, and the pressure between the strainer and the orifice is detected. Then, the strainer is clogged in comparison with a certain reference pressure, and a control signal is output.
  • Patent Document 1 is to detect strainer clogging, and when there are other parts, for example, clogging of orifices or clogging of piping, or poor construction of external piping, Since the pressure between the strainer and the orifice does not decrease, there may be a situation where an abnormality cannot be detected. For this reason, there is a concern that the reliability of the air compressor may be lowered with respect to defects or problems related to the drain discharge part in general.
  • this branch circuit communicates the compressed air supply circuit with the outside air, it is always in a slightly open state, so that there is a problem that the compressed air always flows out to the outside. At this time, an energy saving problem occurs as an air compressor.
  • An object of the present invention is made in view of the above problems, and provides an air compressor that solves a problem related to so-called drain discharge failure and improves reliability and improves energy saving performance. It is an object.
  • an air compressor according to the present invention is provided on a compressor main body for compressing air, a compressed air distribution path through which compressed air from the compressor main body circulates, and the compressor distribution path.
  • a heat exchanger that cools the compressed air from the compressor main body, and a drain pipe that branches from the compressed air flow path and communicates with the outside, and through which drain condensed from the compressed air cooled by the heat exchanger flows.
  • a strainer provided in the drain pipe for removing foreign matter mixed in the drain, an on-off valve provided in the drain pipe downstream from the strainer, and provided in the drain pipe upstream from the strainer, A pressure sensor for detecting the pressure in the drain pipe was provided.
  • FIG. 1 The system diagram of an air compressor.
  • FIG. 1 The drawing explaining the detailed structure of the drain discharge part shown in FIG.
  • FIG. 1 The figure which shows solenoid valve operation command and pressure.
  • FIG. 1 is a system diagram showing the air compressor of this embodiment.
  • the example of FIG. 1 employs a water-cooled two-stage oil-free screw compressor that adopts a two-stage system using two screw-type compressors with a screw rotor in the compressor body and uses a water-cooled cooling system. Show.
  • the water-cooled two-stage oil-free screw compressor includes a first-stage low-pressure stage compressor body 3 and a second-stage high-pressure stage compressor body 4, An intercooler 5 is provided between the second high-pressure stage compressor body 4 and an after-cooler 7 is provided on the discharge side of the high-pressure stage compressor body 4, and these devices constitute a compressed air path. Connected with air piping.
  • the intercooler 5 and the aftercooler 7 are constituted by a water-cooled shell and tube heat exchanger (shell and tube cooler). Each of these components 3, 4, 5, 7 and the pipes connecting these components form a compressed air path.
  • the oil-free screw compressor in the present embodiment does not contain oil in the compressed air, the generation of drain in the compressed air path causes rusting in the equipment in the compressor unit (screw compressor) and the compressed air path. Easy to generate. Therefore, drain treatment is particularly important for product reliability.
  • reference numeral 50 denotes a casing of a compressor unit (screw compressor).
  • the intercooler 5 and the aftercooler 7 are installed.
  • the low pressure stage side compressor body 3 and the high pressure stage side compressor body 4 are driven via a gear 9 by a single main motor 10.
  • the motor 10 is started and the compressor main bodies 3 and 4 are driven, air is circulated on the compressed air path as indicated by white arrows in the figure.
  • the intake air is pressurized to a predetermined intermediate pressure (for example, about 0.20 MPa), and the compressed air that has become a high temperature (for example, about 160 ° C.) is intercooler 5. Cooled to “cooling water temperature + about 13 to 20 ° C.” and sucked into the high-pressure stage compressor body 4.
  • a predetermined intermediate pressure for example, about 0.20 MPa
  • a high temperature for example, about 160 ° C.
  • the air sucked into the high-pressure stage compressor body 4 is pressurized to a predetermined pressure (for example, 0.70 MPa), and the compressed air that has reached a high temperature flows into the inlet header 8a of the aftercooler 7 through the discharge pipe. Then, it passes through the tube (heat transfer tube) of the aftercooler 7 and flows to the outlet header 8b side.
  • the compressed air that has flowed into the aftercooler 7 is cooled to, for example, “cooling water temperature + about 13 ° C.” by the cooling water flowing outside the tube when flowing through the tube, and then the compressed air passes through the discharge pipe. Supplied to the demand source.
  • the demister 13 is built in the exit header 6b of the intercooler 5, and the exit header 6b has a structure also serving as a drain separator. That is, when the compressed air is cooled by the intercooler 5, drainage is generated. The generated drain is separated from the compressed air by the demister 13 and is discharged out of the compressor unit 50 through the drain pipe 62. It is configured.
  • the aftercooler 7 is configured in substantially the same manner as the intercooler 5, and the drain generated in the aftercooler 7 is separated and discharged to the outside of the compressor unit 50 through the drain pipe 63.
  • a water-cooled oil cooler 14 is provided to cool the lubricating oil that is present in the circulating path of the lubricating oil that is separated from the compressed air path and lubricates the bearing portions of the compressor bodies 3 and 4 and the gear 9. ing. Although the lubricating oil circulation path is not shown in the drawing, there is a lubricating oil pipe connecting the gear box 11 that houses the gear 9 and the oil cooler 14.
  • the cooling water enters the compressor unit 50 through the cooling water inlet pipe 57, and is divided into a first path that flows to the intercooler 5, a second path that flows to the after cooler 7, and a third path that flows to the oil cooler 14. .
  • the first path is provided in the second-stage compressor body 4 after flowing into the intercooler 5 via the first cooling water pipe 58 and cooling the compressed air flowing through the tube of the intercooler 5.
  • the high pressure stage side compressor main body 4 is cooled through the cooling jacket portion, and then discharged from the cooling water outlet pipe to the outside of the compressor unit 50.
  • the second path is provided in the low pressure stage compressor body 3 after flowing into the aftercooler 7 via the second cooling water pipe 59 and cooling the compressed air flowing through the tube of the aftercooler 7.
  • the low pressure stage side compressor body 3 is cooled through the cooling jacket portion, and then discharged from the cooling water outlet pipe to the outside of the compressor unit 50.
  • the third path flows into the oil cooler 14 through the third cooling water pipe 60, cools the lubricating oil there, and then is discharged out of the compressor unit 50 through the cooling water outlet pipe.
  • the intercooler 5 since the air that has been heated up to an intermediate pressure (for example, about 0.20 MPa) is cooled to, for example, “cooling water temperature + 13 ° C.” Water in the air condenses and drainage is generated.
  • the drain flows into the outlet header 6 b that also serves as a drain separator, is separated from the compressed air by the demister 13, and is discharged out of the compressor unit 50 through the drain pipe 62.
  • intercooler 5 side drain discharge part (Note: part A in the lower left of FIG. 1) will be described in more detail.
  • FIG. 2 is a drawing for explaining the detailed configuration of the A part shown in FIG.
  • the drain discharge part is constituted by a drain pipe 62 in the order of a check valve 64, a Y-type strainer 65, a solenoid valve 66, and an orifice 67, and the terminal drain discharge port is open to the atmosphere. Further, the pressure sensor 41 is disposed upstream and immediately before the Y-type strainer 65 (that is, immediately upstream of the clogging detection object).
  • the purpose of installing the check valve 64 is that when the operation of the compressor is unloaded, the piping part at the outlet of the low-pressure compressor becomes negative pressure, so that outside air flows into the compressed air path from the part A. Therefore, it may be provided at any position of the drain discharge portion.
  • the strainer 65 is for preventing foreign matter from entering the solenoid valve 66 and the orifice 67 disposed downstream. Therefore, it is necessary to provide upstream of the solenoid valve 66 and the orifice 67.
  • the electromagnetic valve 66 is an on-off valve whose opening and closing is controlled by the control unit 42, and is provided for the purpose of opening / closing the drain discharge unit. Although the mode of the opening / closing control will be described later, it is provided downstream of the strainer 65 as described above.
  • the orifice 67 adjusts the discharge amount of compressed air mixed with drain, and is provided as necessary. If there is no need to adjust the discharge amount, it can be omitted.
  • a three-way switching valve 68 and a bypass pipe 69 that branches from the three-way switching valve 68 and bypasses the components 65 to 67 are further provided upstream of the strainer 65.
  • the three-way switching valve 68 is configured to switch the flow direction to the bypass piping 69 side.
  • drain discharge is not normally performed due to clogging of the strainer 65, operation failure of the electromagnetic valve 66, clogging of the orifice 67, drain pipe construction failure, and the like.
  • drains are generated in the aftercooler 7 as well as the intercooler 5.
  • a drain discharge portion (B portion in the upper left of FIG. 1) is provided in the same manner as the intercooler 5 portion.
  • this part does not become negative pressure during unloading, so there is no need to provide a check valve as in part A. If a drain discharge failure occurs, it does not directly affect the equipment in the compressor unit 50, but it enters the supply line side to the demand source and affects the downstream equipment connected to the discharge pipe 56. It will be. Therefore, the same control as the opening / closing valve 66 of the A part is performed.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the operation command of the electromagnetic valve 66 and the pressure detected by the pressure sensor 41.
  • the drain discharge part (A part) of the intercooler 5 will be described as an example.
  • Drain discharge is generally a method that is always open, but if it is always open, compressed air is thrown out to the outside. Therefore, it is better to use intermittent discharge using a solenoid valve or the like from the viewpoint of energy saving.
  • intermittent discharge is performed by opening and closing the electromagnetic valve 66.
  • the electromagnetic valve 66 is repeatedly opened and closed by a signal from the control unit 42 so as to be open during a time t1 (for example, 2 seconds here) and closed during a time t2 (for example, 30 seconds here). Is controlled. If trouble such as clogging does not occur and normal discharge is performed, the pressure of the pressure sensor 41 is as indicated by a (at the time of normal discharge) indicated by a solid line in FIG.
  • the principle of detection of discharge failure due to clogging is as described above, but since the pressure change is small even during normal discharge, for example, a certain time condition (specified time t3) is provided to prevent erroneous determination of normal abnormality.
  • a plurality of times of opening signal output to the solenoid valve 66 is issued within time t3, the opening signal output number N1 is compared with the pressure drop number N2, and the pressure drop number N2 is equal to or less than the preset number N0 (number less than N1). Only in such cases, measures such as judging defective discharge may be taken.
  • the drain pipe section (A section) on the intercooler 5 side has a negative pressure and no drain is generated. Therefore, it is advisable to take measures such as determining that the intercooler 5 side only performs loading. .
  • the solenoid valve 66 used here is an open type when energized, the solenoid valve 66 is closed when it does not operate due to a failure of the solenoid valve 66, and the pressure does not change.
  • a configuration that is advantageous in terms of energy saving can be provided by configuring without using a drain discharge portion that is always in a slightly open state.
  • the pressure sensor 41 since the pressure sensor 41 is mounted on the upstream side of the strainer 65, the pressure sensor 41 always detects the pressure of the compressed air (in the example shown in FIG. 3, it normally detects 0.2 MPa). ing). Therefore, when the sensor is normal, the sensor detects the pressure according to the operating state of the compressor, and it is possible to easily determine whether or not the pressure sensor 41 has failed.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of the embodiment can be replaced with another configuration or can be omitted, and another configuration can be added to the configuration of the embodiment.
  • an air compressor that requires screw-type compressor drain discharge may be used. Therefore, a cooling method such as a water-cooled type is changed to an air-cooled type, or a multistage type is changed to a single-stage type.
  • a cooling method such as a water-cooled type is changed to an air-cooled type, or a multistage type is changed to a single-stage type.
  • Various embodiments can be envisaged, such as changing, and further changing the screw system to another compression system such as a scroll system, such as changing the oil-free system to an oil supply system.

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Abstract

　ドレン排出不良に係る課題を解決して信頼性の向上を図るとともに、省エネ性の向上を図った空気圧縮機を提供する。　空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気が流通する圧縮空気流通経路と、この圧縮機流通経路上に設けられ圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する熱交換器と、圧縮空気流通経路から分岐して外部に連通し、熱交換器で冷却された圧縮空気から凝縮したドレンが流通するドレン配管６２とを備える空気圧縮機であって、ドレン配管６２にドレンに混入する異物を除去するストレーナ６５を設ける。このストレーナ６５より下流側に開閉弁６６を、上流側にドレン配管６２内の圧力を検出する圧力センサ４１をそれぞれ備え、ドレンの排出不良を解決する。

Description

空気圧縮機
　本発明は空気圧縮機に関する。
　空気を圧縮し冷却した後に発生するドレンを排出する機構を持った空気圧縮機として、特許文献１に記載のものなどがある。この公報には、ドレン排出回路において「ストレーナ４２と絞り４１間には，この位置におけるドレン排出回路４０内の圧力を検知する圧力検知手段（第１圧力検知手段）５２を設けている」とし（例えば段落００４６参照）、「前記絞りと前記ストレーナ間における前記流体回路内の圧力が，前記ストレーナが目詰まりを生じていない状態における圧力未満の所定圧力に設定した基準圧力以下となったとき，前記ストレーナに目詰まりが生じていると判定する」とある（例えば請求項１参照）。
特開2007-231740号公報
　空気圧縮機の一例として二段階で空気を圧縮するオイルフリースクリュー圧縮機を挙げてドレン排出に係る構造及び作用を説明する。二段階で空気を圧縮するオイルフリースクリュー圧縮機においては、低圧段側圧縮機本体で所定の圧力まで圧縮して高温となった圧縮空気を高圧段側圧縮機本体まで圧送する前に中間冷却器で一旦中間冷却を行うため、ここで凝縮水（ドレン）が発生する。したがって、このドレンが高圧段側圧縮機本体へ混入しないように、ドレンセパレータ等のドレン分離装置でドレンを除去する必要がある。特許文献１では、発生したドレンを除去するために分岐回路（特許文献１における「ドレン排出回路４０」）を設けてドレンを外部に排出する機構を有するものとなっている。
　この分岐回路においてドレンを外部へ排出する機構として、ストレーナ、絞り（オリフィス）、及び、弁が設けられる。この分岐回路は一端が大気開放になるように構成し、外部にドレンを含んだ圧縮空気を排出している。ここでストレーナとオリフィス間に圧力センサ等の圧力検出手段を設け、ストレーナとオリフィスの間における圧力を検出する。そして、ある基準圧力との対比においてストレーナの目詰まりを判断して制御信号を出力するようにしている。
　しかし、特許文献１の例はストレーナの目詰まりを検出するものであり、それ以外の部分、例えば、オリフィスの目詰まりや配管の目詰まり、あるいは、外部配管の施工不良等があった場合は、ストレーナとオリフィス間の圧力は低下しないため、異常を検出できない等の状況も生じ得る。このため、ドレンの排出部分の全般に係る不良や不具合等に関し、空気圧縮機の信頼性を低下させる懸念があった。
　また、この分岐回路は圧縮空気の供給回路と外気とを連通するにも関らず、常時微開の状態であるため、常に圧縮空気が外部に流出するという問題もある。このとき、空気圧縮機として省エネ上の課題が生じてしまうことになる。
　本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、いわゆるドレン排出不良に係る課題を解決して信頼性の向上を図るとともに、省エネ性の向上を図った空気圧縮機を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明の空気圧縮機は、空気を圧縮する圧縮機本体と、この圧縮機本体からの圧縮空気が流通する圧縮空気流通経路と、この圧縮機流通経路上に設けられ前記圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する熱交換器と、前記圧縮空気流通経路から分岐して外部に連通し、前記熱交換器で冷却された圧縮空気から凝縮したドレンが流通するドレン配管と、このドレン配管に設けられ、ドレンに混入する異物を除去するストレーナと、前記ドレン配管において前記ストレーナより下流側に設けられる開閉弁と、前記ドレン配管において前記ストレーナより上流側に設けられ、前記ドレン配管内の圧力を検出する圧力センサとを備えたものとした。
　本発明によれば信頼性及び省エネ性の向上を図った空気圧縮機を提供することができる。
空気圧縮機の系統図。 図１に示すドレン排出部の詳細構成を説明する図面。 電磁弁動作指令と圧力を示す図。
　以下、本発明の空気圧縮機の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示す。
　図１は本実施形態の空気圧縮機を示す系統図である。図１の例は、圧縮機本体内にスクリューロータを備えたスクリュー式の圧縮機を２台用いた二段式を採用し、冷却方式を水冷式とした水冷式二段オイルフリースクリュー圧縮機を示している。
　本実施形態に係る水冷式二段オイルフリースクリュー圧縮機は、一段目の低圧段側圧縮機本体３と二段目の高圧段側圧縮機本体４を有し、低圧段側圧縮機本体３と二段目の高圧段側圧縮機本体４との間にインタークーラ５、高圧段側圧縮機本体４の吐出側にはアフタークーラ７が設けられていて、これらの機器は圧縮空気経路を構成する空気配管で接続されている。また、インタークーラ５やアフタークーラ７は水冷式のシェルアンドチューブ式熱交換器（シェルアンドチューブクーラ）で構成されている。これらの各構成３、４、５、７及びこれら各構成を接続する配管が圧縮空気経路を形成している。
　なお、本実施形態におけるオイルフリースクリュー圧縮機は、圧縮空気中に油分を含まないため、圧縮空気経路におけるドレン発生が、圧縮機ユニット（スクリュー圧縮機）内の機器や圧縮空気経路に発錆を生じさせやすい。したがって、製品の信頼性上、ドレンの処理が特に重要となっている。
　図１において、５０は圧縮機ユニット（スクリュー圧縮機）の筐体で、この筐体５０内には前述した一段目の低圧段側圧縮機本体３、二段目の高圧段側圧縮機本体４、インタークーラ５及びアフタークーラ７等が設置されている。低圧段側圧縮機本体３及び高圧段側圧縮機本体４は１台の主モータ１０によりギヤ９を介して駆動される。モータ１０が起動され、圧縮機本体３、４が駆動されると図中に白抜き矢印で示すように、圧縮空気経路上に空気が流通する構造となっている。
　すなわち、モータ１０が駆動されると、外部の空気は吸入管路を介して、低圧段側圧縮機本体３の入口側に導かれ、サクションフィルタ１、吸込絞り弁２を通って低圧段側圧縮機本体３に吸い込まれる。この低圧段側圧縮機本体３に吸い込まれた空気は一対のスクリューロータにより圧縮されて吐出され、この圧縮空気（圧縮ガス）は一段目吐出管路によりインタークーラ５の入口ヘッダ６ａに導かれて、インタークーラ５のチューブ（伝熱管）内を通過し、出口ヘッダ６ｂ側に流れる。圧縮空気は、このチューブ内を流れる際に、当該チューブの外側を流れる冷却水により冷却される。冷却された圧縮空気は前記出口ヘッダ６ｂから二段目吸込管路を通って高圧段側圧縮機本体４に吸い込まれる。
　低圧段側圧縮機本体３では、吸込んだ空気を所定の中間圧力（例えば０．２０ＭＰa程度）まで昇圧し、その結果高温（例えば約１６０℃）となった圧縮空気はインタークーラ５で、例えば「冷却水温＋約１３～２０℃」に冷却されて、高圧段側圧縮機本体４に吸込まれる。
　高圧段側圧縮機本体４に吸い込まれた空気は、所定の圧力（例えば０．７０ＭＰa）まで昇圧され、高温となった圧縮空気は、吐出管路を通ってアフタークーラ７の入口ヘッダ８ａに流入し、アフタークーラ７のチューブ（伝熱管）内を通過して出口ヘッダ８ｂ側に流れる。アフタークーラ７へ流入した圧縮空気は、チューブ内を流れる際に、当該チューブの外側を流れる冷却水により、例えば「冷却水温＋約１３℃」に冷却され、その後吐出管路を介して、圧縮空気の需要元に供給される。
　なお、インタークーラ５の出口ヘッダ６ｂ内にはデミスタ１３が内蔵されており、出口ヘッダ６ｂはドレンセパレータを兼ねた構造となっている。すなわち、インタークーラ５で圧縮空気が冷却されるとドレンが発生するが、この発生したドレンはデミスタ１３によって圧縮空気から分離されて、ドレン配管６２を介して圧縮機ユニット５０外へ排出されるように構成されている。
　アフタークーラ７もインタークーラ５とほぼ同様に構成されており、アフタークーラ７で発生したドレンは分離されてドレン配管６３を介して圧縮機ユニット５０外に排出されるように構成されている。
　また、別の冷却系統もさらに存在する。圧縮空気経路とは隔離されて流通する潤滑油の循環経路に存在し、圧縮機本体３、４の軸受部分やギヤ９を潤滑する潤滑油を冷却するために水冷式のオイルクーラ１４が設けられている。図中では潤滑油の循環経路は示していないが、ギヤ９を収納するギヤボックス１１とオイルクーラ１４との間を連結する潤滑油配管が存在している。
　次に、この図１により、冷却水が流れる冷却水配管系統について説明する。冷却水は冷却水入口配管５７を介して圧縮機ユニット５０内に入り、インタークーラ５に流れる第１の経路、アフタークーラ７に流れる第２の経路及びオイルクーラ１４に流れる第３の経路に別れる。
　第１の経路は、第１の冷却水配管５８を介してインタークーラ５に流入し、インタークーラ５のチューブ内を流れる圧縮空気を冷却した後、二段目圧縮機本体４に設けられている冷却ジャケット部を通って高圧段側圧縮機本体４を冷却し、その後冷却水出口配管から圧縮機ユニット５０外に排出される。
　第２の経路は、第２の冷却水配管５９を介してアフタークーラ７に流入し、アフタークーラ７のチューブ内を流れる圧縮空気を冷却した後、低圧段側圧縮機本体３に設けられている冷却ジャケット部を通って低圧段側圧縮機本体３を冷却し、その後冷却水出口配管から圧縮機ユニット５０外に排出される。
　第３の経路は、第３の冷却水配管６０を介してオイルクーラ１４に流入し、そこで潤滑油を冷却した後、冷却水出口配管から圧縮機ユニット５０外に排出される。
　既に述べたように、インタークーラ５では、中間圧力（例えば０．２０ＭＰa程度）まで昇圧されて高温となった空気が、例えば「冷却水温＋１３℃」程度まで冷却されるため、ほとんどの場合、圧縮空気中の水分が凝縮してドレンが発生する。このドレンは、ドレンセパレータを兼ねた出口ヘッダ６ｂに流入して、デミスタ１３により圧縮空気から分離され、ドレン配管６２を通って圧縮機ユニット５０外に排出される。
　ここでインタークーラ５側ドレン排出部（注：図１左下のＡ部）についてより詳細に説明する。
　図２は図１に示すＡ部の詳細構成を説明する図面である。ドレン排出部はドレン配管６２に逆止弁６４、Ｙ形ストレーナ６５、電磁弁６６、オリフィス６７という順で構成され、末端のドレン排出口が大気開放になっている。さらに圧力センサ４１をＹ形ストレーナ６５の上流かつ直前（すなわち、目詰まり検出対象物の上流直前）に配置する。
　ここでドレン排出部の各構成の目的について説明する。
　逆止弁６４の設置の目的は、圧縮機の運転がアンロードとなった際に、低圧段圧縮機出口の配管部が負圧になるため、Ａ部から外気が圧縮空気経路に流入するのを防止するためであり、したがって、ドレン排出部のどの位置に設けてもよい。
　ストレーナ６５は下流に配置した電磁弁６６やオリフィス６７への異物混入を防止するためのものである。したがって、電磁弁６６、オリフィス６７より上流側に設ける必要がある。
　電磁弁６６は制御部４２によって開閉が制御される開閉弁であり、ドレン排出部の開放／閉塞を目的として設けられている。開閉制御の態様については後述するが、ストレーナ６５より下流に設けられることは上述の通りである。オリフィス６７はドレンが混じった圧縮空気の排出量を調整するものであり、必要に応じて設けられる。排出量の調整の必要がない場合には省略しても差し支えない。
　これらの基本構成に加え、本実施形態では、さらにストレーナ６５上流に三方切替弁６８とこの三方切替弁６８から分岐して各構成６５～６７をバイパスするバイパス配管６９を設けている。ストレーナ６５清掃時には三方切替弁６８を切替え流れ方向をバイパス配管６９側へ変更できるように構成している。
　上記の構成において、ドレンの排出不良が生じると、インタークーラ５で生じたドレンが高圧段側圧縮機本体４に圧縮空気と共に吸い込まれる。圧縮機本体内にドレンが流入すると、圧縮機本体内のケーシング内部の発錆を促進し、その錆をロータが噛み込んでロータ間の固渋や、ロータとケーシング間の固渋という不具合が生じる可能性が高くなる。
　ドレンの排出不良の原因としては、ストレーナ６５の目詰まり、電磁弁６６の動作不良、オリフィス６７の目詰まり、ドレン配管の施工不良等ドレン排出が正常に行われない場合が想定される。
　なお、アフタークーラ７に関しても、インタークーラ５同様にドレンが発生する。このため、インタークーラ５部同様にドレン排出部（図１左上のＢ部）を設ける。ただし本実施形態の構造上、この部位はアンロード時に負圧にならないため、Ａ部のように逆止弁を設ける必要はない。ここでドレン排出不良が起こると、直接圧縮機ユニット５０内機器には影響を与えないが、需要元への供給ライン側に混入し、吐出管路５６に接続された下流側機器に影響を与えることになる。したがって、Ａ部の開閉弁６６と同様の制御が行われる。
　次に電磁弁６６の開閉制御について説明する。図３は電磁弁６６動作指令と圧力センサ４１で検出される圧力を示す図である。ここではインタークーラ５のドレン排出部（Ａ部）を例に説明する。
　ドレン排出は常時開放状態とする方法が一般的だが、常時開放状態とするとそれだけ圧縮空気を外部に捨てることになるため、省エネの観点から電磁弁等を用いて間欠排出としたほうがよい。本実施形態では電磁弁６６を開閉制御することで間欠排出を行うものとしている。
　電磁弁６６は制御部４２からの信号により、時間ｔ１（ここでは例えば２秒）の間は開状態となり、時間ｔ２（ここでは例えば３０秒）の間は閉状態となるように開閉を繰り返すように制御されている。目詰まり等の不具合が生ぜず、正常排出がされていれば圧力センサ４１部の圧力は図３に実線で示すａ（正常排出時）のようになる。
　しかし、ストレーナ６５の目詰まり等、下流側のいずれかで目詰まりが生ずると次のようになる。すなわち、電磁弁６６が開状態となっても、ストレーナ６６が閉塞されていると大気開放とならないため、圧力センサ４１で検出される圧力は破線ｂ（排出不良時）のように変化が無くなる。したがって、電磁弁６６への開信号出力時に圧力が降下しない場合に、排出不良と判断し、圧縮機の制御部の表示部に警報表示したり、故障と判断して圧縮機の主モータ１０を停止させる等の制御を行う。
　目詰まりによる排出不良の検出の原理は上記の通りであるが、正常排出時でも圧力変化は小さいため、正常異常の誤判定防止のため、例えば、ある時間条件（規定時間ｔ３）を設け、当該時間ｔ３内に電磁弁６６への複数回の開信号出力を発し、当該開信号出力回数Ｎ１と圧力降下回数Ｎ２を比較し、圧力降下回数Ｎ２があらかじめ設定した回数Ｎ０（Ｎ１より小さい回数）以下の場合のみ、排出不良と判断する等の措置を講じてもよい。なお、アンロード時はインタークーラ５側のドレン配管部（Ａ部）は負圧となりドレンが発生しないため、インタークーラ５側で行う判定はロード時のみとする等の措置を講じておくとよい。
　ここで使用する電磁弁６６は、通電時開形のものを使用しても、電磁弁６６の故障により作動しない場合は閉状態となり、圧力変化はしないため、排出不良と判定することができる。
　以上説明した本実施形態によれば次の効果が得られる。
　まず、常時微開状態のドレン排出部を用いずに構成したことにより省エネ上有利な構成を提供することができる。
　また、背景技術において述べた構成例において、仮に絞り（オリフィス）部分に電磁弁を設けて省エネ性向上を図ったとしても、この場合は電磁弁が動作不良を起こし閉状態になった場合に異常判断手段がないが、本実施例ではこれをも解決可能である。
　すなわち、上述した構成及び制御を採用することにより、ストレーナ６５の目詰まりを判断するだけでなく、電磁弁６６の故障時、オリフィス６７の目詰まり、顧客配管施工等に起因するドレンの排出不良等、各態様の不良全般を検出することができ、製品信頼性の向上に寄与することができる。
　さらには、圧力センサ４１が故障した場合の故障検出も容易である。すなわち、本実施例においては圧力センサ４１がストレーナ６５の上流側に取り付けられているため、圧力センサ４１は圧縮空気の圧力を常に検出する（図３に示す例では通常は０．２ＭＰａを検出している）。したがって、正常時はセンサが圧縮機の運転状態に応じた圧力検出を実施しており、圧力センサ４１の故障の有無の判断も容易に行うことができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部を他の構成に置き換えることや省略が可能であり、また、実施例の構成に他の構成を加えることも可能である。
　例えば、スクリュー式の圧縮機ドレン排出が必要となる空気圧縮機であればよいため、水冷式を空冷式とする等の冷却方式の変更や、多段式を単段式とする等の圧縮段階の変更、さらには、オイルフリー式を給油式とする等、スクリュー方式をスクロール式等の他の圧縮方式に変更する等、様々な態様の実施例が想定される。
　３：低圧段側圧縮機本体、４：高圧段側圧縮機本体、５：インタークーラ、６ａ：入口ヘッダ、６ｂ：出口ヘッダ、７：アフタークーラ、８ａ：入口ヘッダ、８ｂ：出口ヘッダ、４２：圧力センサ、６２：ドレン配管、６４：逆止弁、６５：ストレーナ、６６：電磁弁、６７：オリフィス、６８：三方切替弁、６９：バイパス配管。

Claims (8)

  1. 　空気を圧縮する圧縮機本体と、
    　この圧縮機本体からの圧縮空気が流通する圧縮空気流通経路と、
    　この圧縮機流通経路上に設けられ前記圧縮機本体からの圧縮空気を冷却する熱交換器と、
    　前記圧縮空気流通経路から分岐して外部に連通し、前記熱交換器で冷却された圧縮空気から凝縮したドレンが流通するドレン配管と、
    　このドレン配管に設けられ、ドレンに混入する異物を除去するストレーナと、
    　前記ドレン配管において前記ストレーナより下流側に設けられる開閉弁と、
    　前記ドレン配管において前記ストレーナより上流側に設けられ、前記ドレン配管内の圧力を検出する圧力センサとを備えた空気圧縮機。
  2. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記開閉弁の開時の前記圧力センサで検出した圧力検出値が、閉時の圧力検出値と比較して、低くならない場合に排出不良と判断することを特徴とする空気圧縮機。
  3. 　請求項２に記載の空気圧縮機において、
    　規定時間内に発した開信号出力回数と、前記圧力センサで検出した圧力検出値の降下回数とを対比し、圧力降下回数が前記開信号出力回数より少ない場合に排出不良と判断するよう制御することを特徴とする空気圧縮機。
  4. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記開閉弁を通電時に開、非通電時に閉となるよう制御することを特徴とする空気圧縮機。
  5. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記圧縮機本体内にスクリューロータを備えたことを特徴とする空気圧縮機。
  6. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記圧縮空気流通経路に潤滑油を含まないオイルフリー式であることを特徴とする空気圧縮機。
  7. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記熱交換器は冷却水と圧縮空気との熱交換を行う水冷式であることを特徴とする空気圧縮機。
  8. 　請求項１に記載の空気圧縮機において、
    　前記圧縮機本体は、低圧段圧縮機本体と高圧段圧縮機本体の２つの圧縮機本体で構成され、前記ドレン配管は前記低圧段圧縮機本体と前記高圧段圧縮機本体との間に設けられる熱交換器で冷却された圧縮空気から凝縮したドレンが流通するものであることを特徴とする空気圧縮機。
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