JPH0335912Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、空気温度が低温の時、ターボ圧縮機
の減量効率が低下したり、減量範囲が狭くなつた
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。

［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、従来例えば第３図に示
すものがある。

第３図中、１はターボ圧縮機、２は吸入フイル
タ、３は吸入フイルタ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はバイバス管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。

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。

而して、吸入フイルタ２から空気吸入管３に導
入された空気は、制御弁４を通つてターボ圧縮機
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。

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。

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。

消費地での圧縮空気の消費量が多いと、空気吐
出管３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。

圧縮空気製造装置の他の例としては、第４図に
示すものがある。

第４図の装置は、第３図の装置と略同様の装置
となつているが、第３図の装置と異なる点は、第
３図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、第４図
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
ンレツ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。

第３図及び第４図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つて
も、ターボ圧縮機１の軸馬力は異なつたものとな
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つてい
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。

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つて減量する必要があり、こ
のため従来は、第３図に示すように、制御弁４の
開度を制御したり、第４図に示すようにインレツ
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。

第５図、第６図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、第５図は大気温度が
30℃のとき、第６図は大気温度が−10℃のときで
あつて、第５図、第６図において曲線Ａは第３図
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、曲線Ｂは第
４図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ツトガイドベーン式制御弁１
２を使用した場合を示している。又第５図、第６
図中、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。

［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、第５図に示
すように曲線Ｂ、すなわち、インレツトガイドベ
ーン式制御弁１２を使用した方が、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
くてすむが、冬期のように空気温度が低温になつ
た−10℃のときは、圧力がP₂（一定）になるよう
制御する場合、第６図に曲線Ｂで示すように、イ
ンレツトガイドベーン式制御弁１２を使用してい
ると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、インレツトガイドベーン式制
御弁１２の角度が約70゜以上になると、すなわち、
吸入空気量を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。

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、効率を上昇させようと
するものである。

［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
るインレツ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
気の圧力に対応して前記制御弁の開度を制御する
圧力指示制御器と、前記吸入空気の温度を検出す
る温度検出器と、該温度検出器で検出した吸入空
気の温度に対応して前記インレツトガイドベーン
式制御弁の開度を制御する温度指示制御器を設け
たものである。

［作用］ 空気温度が所定温度より高温のときは、圧力制
御により吸入空気に旋回を与えると共に抵抗を与
えるインレツトガイドベーン式制御弁が吸入空気
量を減量し、空気温度が所定より低温のときは、
温度制御により吸入空気に旋回を与えることなく
抵抗を与える制御弁が吸入空気量を減量するよう
になる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の一実施例であり、本実施例で
は、第４図に示す圧縮空気製造装置において、空
気吸入管３の吸入フイルタ２とインレツトガイド
ベーン１２の間に、吸入空気に旋回流を与えるこ
とくなく抵抗を与える制御弁（例えばバタフライ
弁、玉形弁、仕切弁、ボール弁等）１３を設ける
と共に温度検出器１４を設け、温度検出器１４で
検出した吸入空気温度に基づき、制御弁１３を制
御するようにしたものである。なお、図中第４図
に示す符号と同一のものには同一の符号が付して
ある。

空気の温度が、ある所定の温度、例えば５℃以
上のときには吸入空気に旋回を与えることなく抵
抗を与える制御弁１４を全開にしておいて、イン
レツトガイドベーン式制御弁１２で吸入空気の圧
力制御を行うことによりターボ圧縮機１の吸入空
気の減量を依存し、大気の温度が上記より低温の
５℃〜−40℃のときは、温度検出器１４で検出し
た吸入空気温度１２に基づいて絶対温度に比する
ような特性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１４を絞り、ターボ圧縮機１へ
吸入される吸入空気に抵抗を与え、吸入圧力を低
下させる。第２図に示す曲線Ｃは、第１図の装置
で−10℃の大気を圧縮するときにおけるターボ圧
縮機１の軸馬力と吸入空気量との関係を示すもの
である。このようにターボ圧縮機１へ吸入される
吸入空気を減圧させて吸入空気量を減量すること
により、ターボ圧縮機１の軸馬力が著しく低下す
る。

［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】

第１図は本考案の一実施例の系統図、第２図は
第１図の装置の特性を示すグラフ、第３図、第４
図は従来装置の系統図、第５図、第６図は従来装
置の特性を示すグラフである。 図中、１はターボ圧縮機、６は圧力検出器、７
は圧力指示制御器、１２は吸入空気に旋回を与え
ると共に抵抗を与えるインレツトガイドベーン式
制御弁、１３は吸入空気に旋回を与えることなく
抵抗を与える制御弁、１４は温度検出器、１５は
圧力指示制御器を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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ツ
   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に
   対応して前記制御弁の開度を制御する圧力指示制
   御器と、前記吸入空気の温度を検出する温度検出
   器と、該温度検出器で検出した吸入空気の温度に
   対応して前記インレツトガイドベーン式制御弁の
   開度を制御する温度指示制御器を設けたことを特
   徴とする圧縮空気製造装置。