JPH1030566A - 空気圧縮装置及び前処理エアドライヤー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気圧縮装置に介装している冷凍式エアドラ
イヤーのエネルギーの有効利用を計る。 【解決手段】 エアーコンプレッサ１の吐出配管２に介
装してある冷凍式エアドライヤー４の上流に前処理エア
ドライヤー３を配設し、前処理エアドライヤーの冷却媒
体に冷凍式エアドライヤーに付設したオートドレン５か
らドレン配管６により導いたドレンを用いた。前処理エ
アドライヤーではこのドレンを用いて熱交換器で圧縮空
気を冷却し、発生したドレンをオートドレン７で排出す
ると共に冷却媒体のドレンをドレン排出管８により排出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍式エアドライヤ
ーを備えた空気圧縮装置及び前処理エアドライヤーに関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は後述の従来の
技術を更に発展させたものである。

【０００３】本発明はエネルギ効率の向上した冷凍式エ
アドライヤーを吐出配管に介装した空気圧縮装置及びこ
の空気圧縮装置に用いられる前処理エアドライヤーを提
供することを目的とする。

【０００４】

【従来の技術】空気圧縮機の吐出配管に冷凍式エアドラ
イヤーを介装し、圧縮空気中の水分を除去することが行
われている。この冷凍式エアドライヤーは冷凍サイクル
の冷却器に圧縮空気を通過させて空気圧縮機において加
圧昇温した圧縮空気を露点温度以下に冷却して圧縮空気
中の水分をドレン（水分以外にちり、ほこり、細菌等を
含み、給油式空気圧縮機の場合は更に油を含む）として
分離する。この分離ドレンはドレン排出装置、例えばオ
ートドレンで排出する。この排出されたドレンはそのま
まドレン処理処置で清水化して放流する。

【０００５】なほ、冷却室へ流入させる圧出空気と、冷
却室から流出する温度低下し、乾燥した圧縮空気との熱
交換を行ない、冷却器へ流入する圧縮空気を冷却すると
共に冷却器から流出した上記冷却室から流出する圧縮空
気の相対湿度を低下させるようにしている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は空
気圧縮機と、空気圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す
吐出配管と、吐出配管に介装した冷凍式エアドライヤー
と、を有する空気圧縮装置において、圧縮空気の流れに
関し冷凍式エアドライヤーの上流側において吐出配管に
冷凍式エアドライヤーで発生したドレンを冷媒として吐
出配管を流れる圧縮空気を冷却する前処理エアドライヤ
ーを有することを特徴とする空気圧縮装置である。

【０００７】本発明の第２の発明は空気圧縮機と、空気
圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す吐出配管と、吐出
配管に介装した冷凍式エアドライヤーと、を有する空気
圧縮装置において、圧縮空気の流れに関し、冷凍式エア
ドライヤーの上流側において吐出配管に熱交換器を介装
し、熱交換器の熱交換要素の二次側に圧縮空気を通過さ
せると共に熱交換要素の一次側に冷凍式エアドライヤー
の冷却室で圧縮空気から取り除いたドレンを導いたこと
を特徴とする空気圧縮装置である。

【０００８】本発明の第３の発明は空気圧縮機と、空気
圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す吐出配管と、吐出
配管に介装した冷凍式エアドライヤーと、を有する空気
圧縮装置において、冷凍式エアドライヤーの冷却室で発
生するドレンを排出するためのオートドレンと、熱交換
要素の二次側が圧縮空気の通路となるように冷凍式エア
ドライヤーよりも上流の吐出配管に介装された熱交換器
と、冷凍式エアドライヤーの冷却室で発生するドレンを
排出するオートドレンから排出するドレンを熱交換器の
熱交換要素の一次側へ導くドレン配管と、を有する空気
圧縮装置である。

【０００９】本発明の第４の発明は前記熱交換器は熱交
換要素の一次側へ流入するドレンを排出する自動ドレン
排出手段を有する第２の発明に記載の空気圧縮装置であ
る。

【００１０】本発明の第５の発明は熱交換器の熱交換要
素の一次側へ流入するドレンを排出するドレン排出手段
は熱交換器中で該ドレンの液位上昇を溢流により制限す
るドレン出口を設けた第３の発明に記載の空気圧縮装置
である。

【００１１】本発明の第６の発明は前記熱交換器は熱交
換要素の二次側で圧縮空気から発生するドレンを排出す
る自動ドレン排出手段を有する第２の発明に記載の空気
圧縮装置である。

【００１２】本発明の第７の発明は熱交換要素の二次側
で圧縮空気から発生するドレンを排出する自動ドレン排
出手段は、熱交換要素の二次側に連通するオートドレン
である第５の発明に記載の空気圧縮装置である。

【００１３】本発明の第８の発明は前記熱交換要素の二
次側に連通するオートドレンの排出口と、熱交換器の熱
交換要素の二次側のドレン出口とを逆止弁を介して連通
し、該逆止弁はドレン出口からのドレンは通過させるよ
うに配設されていて逆止弁の下流側と前記オートドレン
の排出口は集合管に合流している第７の発明に記載の空
気圧縮装置である。

【００１４】本発明の第９の発明は前記熱交換要素の二
次側に連通するオートドレンはドレン集合管の最も上流
側に接続されている第８の発明に記載の空気圧縮装置で
ある。

【００１５】本発明の第１０の発明は給油式空気圧縮機
を有し、前記ドレン集合管に油水分離装置を介装した第
８又は第９の発明に記載の空気圧縮装置。

【００１６】本発明の第１１の発明は一方に圧縮空気の
入口と他方に圧縮空気の出口を備えた筐体と、筐体内に
配設され、前記圧縮空気の出口に連通する熱交換要素
と、この熱交換要素の下流側にあって熱交換要素の断面
よりも大きな断面を有し、前記圧縮空気の出口に連通す
るドレン室と、前記筐体と熱交換要素及びドレン室との
間にあって冷却媒体の導入される空間とを有する前処理
エアドライヤーである。

【００１７】本発明の第１２の発明は冷却媒体の導入さ
れる空間の断面積が熱交換要素の断面積よりも大きい第
１１の発明に記載の前処理エアドライヤーである。

【００１８】本発明の第１３の発明は冷却媒体の導入さ
れる空間へ導入される冷却媒体の気液を分離する気液分
離手段を備えた第１２の発明に記載の前処理エアドライ
ヤーである。

【００１９】本発明の第１４の発明は前記気液分離手段
は上部が開放された筐体と、該筐体上部から気体が放出
される隙間を有して該筐体上部を覆う蓋である第１３の
発明に記載の前処理エアドライヤーである。

【００２０】本発明の第１５の発明は前記ドレン室には
ドレンの出口を有し、前記筐体には冷却媒体を溢流させ
る冷却媒体の出口を有する第１１の発明に記載の前処理
エアドライヤーである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。

【００２２】〔実施の形態１〕 （全体構成）図１は全体を示す本発明の実施の形態のフ
ローシートである。図において、エアコンプレッサ１の
吐出配管２には圧縮空気の流れに従って前処理エアドラ
イヤー３、冷凍式エアドライヤー４が介装されている。
前記冷凍式エアドライヤー４にはドレンを排出するため
のオートドレン５が付設され、オートドレン５から排出
されたドレンはドレン配管６を介して前処理エアドライ
ヤー３に流入させるようになっている。前処理エアドラ
イヤー３において発生するドレンを排出するためオート
ドレン７が設けられている。前記ドレン配管６を通じて
送られたドレンを排出するため、前処理エアドライヤー
３にはドレン排出管８が設けられている。

【００２３】図１における作用の概略は、エアーコンプ
レッサ１で大気を吸い込み、昇圧昇温した圧縮空気は吐
出配管２を通じて前処理エアドライヤー３に送られ、前
処理エアドライヤー３において、冷凍式エアドライヤー
４からオートドレン５により排出され、ドレン配管６に
よって送り込まれたドレンを冷却媒体として圧縮空気は
冷却され、圧縮空気中の塵埃、細菌油等を含む水分（ド
レンという）が一部分離され、オートドレン７から排出
される。又、冷却媒体として用いた冷凍式エアドライヤ
ー４から送られたドレンは圧縮空気との熱交換により昇
温しドレン排出管８から排出される。

【００２４】（エアーコンプレッサ）エアコンプレッサ
１はその吸気口が消音器１１ａを介して大気と通じ、大
気を吸入して加圧する空気圧縮機１１を有する。この空
気圧縮機１１は、無給油式、給油式のものが考えられ
る。空気圧縮機１１はエアタンク１２へ電動機１３と共
に取り付けられ、電動機１３と空気圧縮機１１はベルト
装置１４により結合されている。空気圧縮機１１の吐出
口はエアタンク１２に通じている。エアタンク１２の空
気取り出し口１２ａに吐出配管２が連結されている。エ
アタンク１２には内部にたまるドレンを排出するため、
ドレン排出弁１２ｂが設けてある。この弁は手動弁であ
る。

【００２５】エアコンプレッサ１の作用は以下のとおり
である。電動機１３が付勢されるとベルト装置１４を介
して空気圧縮機１１が駆動され、大気を消音器１１ａを
介して吸込口より吸込み圧縮昇圧させる。昇圧と共に圧
縮された空気は昇温する。エアタンク１２にはエアタン
ク１２中の圧縮空気圧力を検出する圧力スイッチ（図示
されない）が設けられ、エアタンク１２中の圧縮空気圧
力が設定上限圧力になったことを圧力スイッチが検出す
ると圧力スイッチは図示されない制御装置へ信号を送り
制御装置は電動機１３を断電する。圧縮空気は使用によ
りエアタンク１２から吐出配管２を通じて送り出され、
エアタンク１２中の圧縮空気圧力は低下する。この圧縮
空気圧力が設定下限圧力に達したことを前記圧力スイッ
チは検出してその信号は図示されない制御装置へ送ら
れ、制御装置は電動機１３を付勢する。これによって空
気圧縮機１１は運転され、消音器１１ａを通じて吸込口
から吸込んだ大気を圧縮しエアタンク１２へ送り込む。
かくしてエアタンク１２中の圧縮空気圧力は上昇し、設
定上限圧力に達すると圧力スイッチはこの圧力を検出し
てその信号を図示されない制御装置へ送り、制御装置は
電動機１３への通電を停止する。

【００２６】かくして圧力スイッチの上限圧力の検出に
より空気圧縮機１１の運転を停止し、使用による圧縮空
気圧力の低下を圧力スイッチがその下限圧力を検出して
空気圧縮機１１を運転するオンオフ制御が行われる。

【００２７】又は、前記空気圧縮機１１がアンローダを
備えている場合は、前記圧力スイッチが設定上限圧力を
検出した際、電動機１３を運転状態としたまま、空気圧
縮機１１が大気を吸込まないし、圧縮もしないアンロー
ド運転を行ない、前記圧力スイッチが設定下限圧力を検
出した際、アンローダを解除して大気を吸い込み圧縮を
始めさせる。

【００２８】かくして圧力スイッチの上限圧力の検出に
よりアンローダを作動して空気圧縮機１１の無負荷運転
を行い、圧力スイッチの下限圧力の検出によりアンロー
ダを解除して負荷運転が行われる。

【００２９】図２は給油式空気圧縮機を用いた場合のフ
ロシートである。図２において図１と同機能部分は同一
符号を付し説明を省略する。この実施の形態では、給油
式空気圧縮機として例えばスクリュー圧縮機１５が用い
られる。スクリュー圧縮機１５は吸込空間又は圧縮空間
へ給油されている。スクリュー圧縮機１５はその吐出口
１５ａが油分離機１６と連結され、内部の油分離要素例
えば金属を繊維状にしたものの中に圧縮空気を通ずるこ
とにより圧縮空気中の油を分離し、油を分離した圧縮空
気を配管１６ａを通じてエアタンク１２へ送り込み、分
離油は戻り油管１６ｂを介してスクリュー圧縮機１５の
吸込空間又は圧縮空間へ油分離器１６に加わっている圧
縮空気圧力又は図示されないポンプでもって還流させ
る。

【００３０】（前処理エアドライヤー）図３に示すよう
に前処理エアドライヤー３は上部の開放された筐体１７
を有し、上部は蓋１８で覆われている。蓋１８は筐体１
７の上縁を覆って且つ、筐体１７の上縁の外周を取り巻
く回り縁１８ａを有する。これによって、筐体１７と蓋
１８との間には筐体１７の縁真上から筐体１７の縁につ
づく外周側へ向って隙間ｇを備えており、筐体１７内部
の気体は抜くことができるようになっている。尚、この
隙間ｇには通気性のあるスポンジのようなフィルタ（図
示されない）を充填してもよい。

【００３１】前処理エアドライヤー３は上部が熱交換器
３Ａで下部はドレンを分離するためのドレン室３Ｂであ
って、筐体１７を仕切り板１７ａで仕切ってある。

【００３２】熱交換器３Ａ中には熱交換要素１９が設け
られている。この熱交換要素１９は例えば管状であり管
内を圧縮空気が通るように一端がエアコンプレッサ１に
通ずる吐出配管２に前処理エアドライヤー３の圧縮空気
入口３ａにおいて一端が連結され、他端がドレン室３Ｂ
に通ずるように仕切り板１７ａに固定されている。

【００３３】前処理エアドライヤー３の圧縮空気出口３
ｂとドレン室３Ｂとは熱交換器３Ａ中をとおる出口配管
９で結ばれている。この出口配管９は熱交換器３Ａの熱
交換要素１９に対する一次側の空間２０に導かれるドレ
ンＤ中にあり、熱交換要素として機能するが、出口配管
９ではドレンを生ずるとドレンが圧縮空気の流れに従っ
て送り出されてしまうのでここではドレンをなるべく生
じないようにするため、出口配管９は直管である。ある
いは出口配管９はドレン室３Ｂから直接外部へ出してか
ら立ち上げてもよい。

【００３４】蓋１８には冷凍式エアドライヤー４から導
いたドレン配管６が結合され、ドレン配管６を通じて送
られる気液混合した圧力流体となったドレンが蓋１８下
の気液分離空間２１に流入するようになっている。

【００３５】熱交換器３Ａには熱交換要素を１９の一次
側のドレン貯留空間２０に溜まるドレンを排出する排出
手段を備えている。このドレンの排出手段は溢流口とし
て設けたドレン出口３ｃであり、これによって熱交換要
素１９の一次側のドレン貯留空間２０に流入するドレン
の液位を一定に保つ。これによって又、気液分離空間２
１の容積を一定に保つ。熱交換器３Ａの槽底（仕切り
板）近くで熱交換器３Ａ内のドレンＤを排出できる手動
弁が設けられている。

【００３６】ドレン室３Ｂにはドレン室３Ｂにて発生す
る圧縮空気中のドレンを排出するドレン出口３ｄを備え
ている。

【００３７】（冷凍式エアドライヤー）冷凍式エアドラ
イヤー４は冷却媒体を圧縮するための冷媒圧縮機４１、
冷媒圧縮機４１で圧縮した冷媒を凝縮機４２へ送る配管
４３、空冷式の前記凝縮機４２、凝縮機４２で液化した
冷媒を貯留するタンク４４、タンク４４から冷媒を減圧
して送り出すためのキャピラリチューブ４５、キャピラ
リチューブ４５から減圧して送り出された冷媒を冷却媒
体として圧縮空気を冷却する冷却室４６、冷却室４６で
圧縮空気を冷却して自らは温度上昇して冷媒圧縮機４１
へ送られる吸込管４７を主たる管路として有する。

【００３８】そして、吸込管４７中の冷媒温度を検出し
て冷媒温度が所定温度となるように開弁する容量制御弁
４８を介装したバイパス配管４９で冷媒圧縮機４１の吐
出側と冷却室４６の間を短絡し、一部冷媒を凝縮機４２
をバイパスさせている。

【００３９】更に冷却室４６へ流入する圧縮空気と冷却
室４６から流出する圧縮空気の熱交換を行う熱交換器５
１を付設してある。この熱交換器５１は前処理エアドラ
イヤー３の圧縮空気出口３ｂに連結された吐出配管２を
導いてこの吐出配管２を更に冷却室４６の冷媒が内部を
通過する熱交換要素４６ａと熱交換要素４６ａを内蔵す
る筐体４６ｂとの間の空間に導いてある。冷却室４６の
筐体４６ｂからは需要側へ圧縮空気を送る吐出配管２が
導出され、この冷却された圧縮空気がとおる吐出配管２
は、前記熱交換器５１を通じて需要側へ配管されてい
る。

【００４０】前記冷却室４６の圧縮空気の通過する空間
で発生するドレンを排出するため、冷却室４６の筐体４
６ｂの底には、ドレン出口４６ｃが設けられ、このドレ
ン出口４６ｃとオートドレン５の入口間はドレン配管５
３で結ばれている。

【００４１】上記冷凍式エアドライヤー４は冷凍サイク
ルとしては通常のランキンサイクルを行うもので、冷媒
圧縮機４１で圧縮された冷媒は冷媒配管４３を通じ空冷
式凝縮機４２で空気を吹きつけて冷却されて液状とな
り、冷媒タンク４４まで順次押し出され、キャピラリチ
ューブ４５をとおり、冷却器４６の熱交換要素４６ａ内
へ放出して減圧され温度低下して、熱交換要素４６ａの
外側を流れる圧縮空気を冷却し自らは昇温して冷媒吸込
管４７を通じて冷媒圧縮機４１へ吸込まれる。

【００４２】これによって、冷凍式エアドライヤー４へ
前処理エアドライヤー３から送られてくる圧縮空気は熱
交換器５１で既に冷却された圧縮空気で冷却され、次に
冷却室４６で熱交換要素４６ａ中をとおる冷媒により冷
却され、冷却室４６より需要側へ向う吐出配管２へ出て
熱交換器５１を通過するに際し、冷凍式エアドライヤー
４へ流入する圧縮空気を冷却すると共に自らは乾燥した
圧縮空気として冷凍式エアドライヤー４から送り出され
る。

【００４３】（前処理エアドライヤーへの冷却媒体の供
給）冷凍式エアドライヤー４の冷却器４６で発生した圧
縮空気中のドレンを排出するオートドレン５はドレン配
管６でもって前処理エアドライヤー３に連結されてい
る。

【００４４】（前処理エアドライヤーで発生するドレン
の排出配管）前処理エアドライヤー３のドレン室３Ｂの
底のドレン出口３ｄとオートドレン７間がドレン配管２
４で結ばれている。オートドレン７のドレン排出口はド
レン集合管２５の最も上流に連結されている。

【００４５】前処理エアドライヤー３のドレン貯留空間
２０中のドレンを排出するドレン出口３ｃはドレン集合
管２５のオートドレン７の結合部との下流側の合流点２
５ａに配管２６で結ばれている。配管２６には逆止弁２
７が介装されている。逆止弁２７はドレン出口３ｃから
合流点２５ａへ向ってドレンを流して得るが、その逆方
向は流体を流せないようになっている。前記配管２６は
ドレン出口３ｃよりも低いか、同高さにある。ドレン集
合管２５の合流点２５ａよりも下流側には図示されない
気液分離器を介してドレンを排出するようになってい
る。ただし、図２に示す給油式の例えばスクリュー圧縮
機１５を採用している場合は、ドレンに油が混合してい
るのでドレンを油水分離装置２８に導き、ドレン中の油
を分離した清水を放流し、油は回収処理する。この油水
分離装置２８は開放式と圧力下においても油水分離可能
なものがあり、開放式の場合は、図示されない気液分離
器を介して油水分離装置２８へドレンを送るように配管
するか、気液分離機能を有する油水分離装置を用いる。

【００４６】（油水分離装置）油水分離装置としては水
と油の比重の差を利用した比重差分離式又は油吸着剤を
用いたもの、もしくはこれを併用したものを挙げること
ができる。

【００４７】図４は一見油吸着剤のみを用いるように見
えるが、比重差分離式と油吸着剤をを用いるものであ
る。（実公平４−３３４３０号、登録第２１１８５９８
号参照）。

【００４８】容器３１中には粒状のポリプロピレン製油
吸着材３２が収容されている。ドレン入口２９ａはドレ
ン集合２５に連結される。

【００４９】油水分離装置２８にねじ止めしたドレン入
口管接手２９のドレン入口２９ａから油水分離装置２８
中へ圧縮空気とドレンの混合した気液混合物が流入す
る。ドレン入口管接手２９から容器３１に入った空気は
減圧される。油水分離装置２８中へ入ったドレン中の油
と水は自重で下り、油は吸油材３２に吸着され、水は最
初吸油材３２間の隙間に入り容器３１の底にたまる。水
量が増加し水位が上昇すると油を吸着した吸油材３２は
浮上する。ドレンとは分離状態で油水分離装置２８に入
った空気は配管から容器３１の大きな空間に入るため、
減圧作用と圧力変動の緩和作用を受け、オートドレン２
３側から加わった背圧で排気口３３の細孔３３ａから緩
速度で大気中に放出される。又、水に混入した空気は今
まで流動した水が容器３１に貯留状態で静止しているの
で徐々に抜けて上部空間を介して排気口の細孔３３ａか
ら大気中に放出される。従って、オートドレント２３の
作動により急激にドレン及び空気が送られても油水分離
装置２８は密閉槽であり、該槽内で空気は膨張して減圧
されるので、ドレンが床上にはねて汚染するということ
がない。

【００５０】かくして使用により吸油材３２の油の吸着
が飽和状態となると水も容器３１に相当量溜められる。

【００５１】そこでフタ３４を開け、容器３１を運搬し
て水のみを下水に流し、吸油材３２は集積しておいて処
理業者に渡して焼却処理又は廃棄する。

【００５２】図５は油水分離装置の他の側を示す。この
装置は開放型であり、集合管２５は気液分離器５４を介
して、油処理槽５５に連結されている。

【００５３】気液混合状態のドレンはドレン集合管２５
で集められて、気液分離器５４で空気を大気中へ逃がさ
れて油処理槽５５の油浮上分離室５６に入る。油浮上分
離室５６においてドレンは比重差で油Ｆと水Ｗに分離さ
れ、油Ｆは水Ｗ上に浮上する。水Ｗは通口５７をとお
り、連通しているので水貯槽室５８に入る。ドレンの油
浮上分離室５６への流入がつづくと、油浮上分離室５６
の液位が上昇すると共に水貯槽室５８の液位は上昇す
る。

【００５４】水貯槽室５８の液位が上限水位に達すると
フロートスイッチ５９が検知した上限水位信号は制御装
置６０に送られ、制御装置６０はポンプ６１を駆動し、
水貯槽室５８中の水Ｗを吸込み送り出す。

【００５５】水Ｗは油処理槽５５と油吸着槽６２との連
通管６４をとおり、油吸着槽６２に入り、油吸着材６３
中の圧力降下に抗して油吸着材６３中を上昇し、その間
に水Ｗに含まれている残留油分等が油吸着材６３に吸着
され、清水となる。そして先に送られて油吸着槽６２の
上部にある清水は押し出されて清水放流管６５から放流
され、或は必要により更に次ぎの水処理設備に送られ
る。かくして水貯槽室５８の水位は低下し、下限水位と
なるとフロートスイッチ５９は下限水位信号を発し、制
御装置６０はポンプ６１を停止する。

【００５６】（全体構成の作用）エアーコンプレッサ１
から送られる圧縮空気は先ず前処理エアドライヤー３に
入り、熱交換要素１９中をとおる際にドレン貯留空間２
０中の冷凍式エアドライヤー４から送られた冷却したド
レンＤにより冷却され、冷却につれて圧縮空気中の水分
等からドレンを発生し始め、ドレン室３Ｂに入る。ドレ
ン室３Ｂでは圧力低下、温度低下及びドレン室３Ｂの圧
縮空気通過断面が大きいので圧縮空気の流通が遅いので
ドレンの発生が増大する。ドレン室３Ｂを出た圧縮空気
は出口配管９をとおり、前処理エアドライヤー３の圧縮
空気出口３ｂから、冷凍式エアドライヤー４に入る。既
にのべたように冷凍式エアドライヤー４では流入する圧
縮空気は熱交換器５１で流出する冷却された圧縮空気で
冷却され流入する圧縮空気は昇温乾燥する。流入した圧
縮空気は熱交換器５１通過後、冷却器４６へ入り、冷凍
サイクルにより生じた冷媒で冷却されて、圧縮空気中の
水分が取り出されて、ドレンとなり、このドレンはオー
トドレン５により、ドレン配管６をとおり前処理エアド
ライヤー３中へ流入する。該ドレンは圧縮空気を含んで
おり気液混合流体である。そこで前処理エアドライヤー
３中の気液分離空間２１中へ入った気液混合流体は急激
に大容積の空間へ出るため、流速が急低下し、ドレンは
ドレン貯留空間２０へ入り、圧縮空気は隙間ｇを通じて
大気中へ放出される。

【００５７】前記、冷却器４６で冷却され水分を除去さ
れた圧縮空気は吐出配管２をとおり、途中で前述の熱交
換器５１を通過し需要側へ送られる。

【００５８】前処理エアドライヤー３におけるオートド
レン７は間欠的にドレンよりも比重の小さい浮上弁７ａ
がドレンにより浮上して、ドレン排出後は弁口７ｂをふ
さぐので、ドレン排出は間欠的であり、又弁の構造上若
干の圧縮空気をドレン集合管２５へ送り出す。このドレ
ンを送り出す際ドレン集合管２５が加圧状態となるが逆
止弁２７があるので配管２６をとおりドレン貯留空間２
０へ逆流することがない。そしてドレン集合管２５をと
おり、油水分離装置２８へ入り油水分離され清水は放流
される。

【００５９】オートドレン７が開弁しない間は、ドレン
貯留空間２０中のドレンＤはドレン出口３ｃ、逆止弁２
７をとおり合流点２５ａでドレン集合管２５に入り油水
分離装置２８へ水位差で送られる。

【００６０】なお、無給油式の空気圧縮機が用いられて
いる場合は、油水分離装置２８はなくドレン集合管２５
から放流される。

【００６１】コンプレッサが６０分間圧縮稼働（圧縮工
率１００％とする）した場合のドレン発生量をみると、 Ａ エアータンクで発生するドレン量（ｘ）は、圧縮空
気圧力温度７Ｋｇｆ／ｃｍ²３５℃での大気圧露点温度
は２℃そのときの飽和空気１ｍ³中の水分は５．５６ｇ
であるから、吐出量が１００ｍ³／Ｈの場合 ５．５６ｇ／ｍ³ ×１００ｍ³／Ｈ＝５５６ｇ／Ｈ− １００ｍ³／Ｈ、３５℃ ８０％に含有する水分量は３
９．５ｇ／ｍ³ ３９．５×０．８×１００ｍ³／Ｈ＝３１６０ｇ／Ｈ−
ｘ＝−＝３１６０ｇ／Ｈ−５５６ｇ／Ｈ＝２６０４
ｇ／Ｈ→２６０４ｃｃ／Ｈ Ｂ 冷凍式エアドライヤーで発生するドレン量は（Ｙ）
は７Ｋｇｆ／ｃｍ²温度１０℃での大気圧露点温度は−
１９℃そのときの飽和空気１ｍ³中の水分は１．１６ｇ
であるから １．１６ｇ／ｍ³×１００／Ｈ＝１１６ｇ／Ｈ− Ｙ＝−＝５５６ｇ／Ｈ−１１６ｇ／Ｈ＝４４０ｇ／
Ｈ 故に４４０ｃｃ／Ｈのドレンがオートドレン５２より排
出され前処理エアードライヤーに入る。このドレン水の
温度はエアードライヤーの出口温度が１０℃なのでドレ
ン水も１０℃である前処理エアードライヤーで除去し得
る熱エネルギーは熱交換効率をηとすると１１ηキロカ
ロリー／Ｈとなる。

【００６２】

【実施例】実施の形態に併記した。

【００６３】

【発明の効果】本発明の第１の発明は空気圧縮機と、空
気圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す吐出配管と、吐
出配管に介装した冷凍式エアドライヤーと、を有する空
気圧縮装置において、圧縮空気の流れに関し冷凍式エア
ドライヤーの上流側において吐出配管に冷凍式エアドラ
イヤーで発生したドレンを冷媒として吐出配管を流れる
圧縮空気を冷却する前処理エアドライヤーを有すること
により、ドレン除去に要する消費エネルギーはそのまま
で圧縮空気の除湿効果を向上することができる。即ち、
前処理エアドライヤーではドレン除去に新たなエネルギ
ーを必要としない。

【００６４】本発明の第２の発明は空気圧縮機と、空気
圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す吐出配管と、吐出
配管に介装した冷凍式エアドライヤーと、を有する空気
圧縮装置において、圧縮空気の流れに関し冷凍式エアド
ライヤーの上流側において吐出配管に熱交換器を介装
し、熱交換器の熱交換要素の二次側に圧縮空気を通過さ
せると共に熱交換要素の一次側に冷凍式エアドライヤー
の冷却室で圧縮空気から取り除いたドレンを導いたこと
により、熱交換器と配管のみで消費エネルギーはそのま
まで、圧縮空気の除湿効果を向上することができる。

【００６５】本発明の第３の発明は空気圧縮機と、空気
圧縮機で発生した圧縮空気を送り出す吐出配管と、吐出
配管に介装した冷凍式エアドライヤーと、を有する空気
圧縮装置において、冷凍式エアドライヤーの冷却室で発
生するドレンを排出するためのオートドレンと、熱交換
要素の二次側が圧縮空気の通路となるように冷凍式エア
ドライヤーよりも上流の吐出配管に介装された熱交換器
と、冷凍式エアドライヤーの冷却室で発生するドレンを
排出するオートドレンから排出するドレンを熱交換器の
熱交換要素の一次側へ導くドレン配管と、を有すること
により、簡単な一本の配管と熱交換器のみで消費エネル
ギーはそのままで、圧縮空気の除湿効果を向上すること
ができる。

【００６６】本発明の第４の発明は前記熱交換器は熱交
換要素の一次側へ流入するドレンを排出する自動ドレン
排出手段を有する第２の発明に記載の空気圧縮装置とし
たことにより、連続運転が可能である。

【００６７】本発明の第５の発明は熱交換器の熱交換要
素の一次側へ流入するドレンを排出するドレン排出手段
は熱交換器中で該ドレンの液位上昇を溢流により制限す
るドレン出口を設けた第３の発明に記載の空気圧縮装置
としたことにより、配管のみで冷凍式エアドライヤーか
ら送られ用済みのドレン排出できる。しかもこのドレン
の液位を一定に保つことができる。

【００６８】本発明の第６の発明は前記熱交換器は熱交
換要素の二次側で圧縮空気から発生するドレンを排出す
る自動ドレン排出手段を有する第２の発明に記載の空気
圧縮装置としたことにより、圧縮空気中から取り除いた
ドレンを自動的に熱交換器から排出できる。

【００６９】本発明の第７の発明は熱交換要素の二次側
で圧縮空気から発生するドレンを排出する自動ドレン排
出手段は、熱交換要素の二次側に連通するオートドレン
である第５の発明に記載の空気圧縮装置としたことによ
り、電力を用いることなく、間欠的に圧縮空気中のドレ
ンを排出できる。

【００７０】本発明の第８の発明は前記熱交換要素の二
次側に連通するオートドレンの排出口と、熱交換器の熱
交換要素の二次側のドレン出口と逆止弁を介して通過
し、該逆止弁はドレン出口からのドレンは通過させるよ
うに配設されていて逆止弁の下流側と前記オートドレン
の排出口は集合管に合流している第７の発明に記載の空
気圧縮装置ことにより、圧縮空気で発生したドレンを排
出した際に、このドレンが熱交換要素の一次側に冷凍式
エアドライヤーから送られ流入して貯留されているドレ
ン中へ混合することがない。且つ、熱交換要素の二次側
に通ずるオートドレンが閉じている間は熱交換要素の一
次側に貯留されているドレンが排出できる。

【００７１】本発明の第９の発明は前記熱交換要素の二
次側に連通するオートドレンはドレン集合管の最も上流
側に接続されている第８の発明に記載の空気圧縮装置と
したことにより、ドレン集合管を横引きに配設しても、
ドレン集合管中にドレンがたまるおそれが少なくなる。

【００７２】本発明の第１０の発明は給油式空気圧縮機
を有し、前記ドレン集合管に油水分離装置を介装した第
８又は第９の発明に記載の空気圧縮装置としたことによ
りドレン中の油の除去ができる。

【００７３】本発明の第１１の発明は一方に圧縮空気の
入口と他方に圧縮空気の出口を備えた筐体と、筐体内に
配設され、前記圧縮空気の出口に連通する熱交換要素
と、この熱交換要素の下流側にあって熱交換要素の断面
よりも大きな断面を有し、前記圧縮空気の出口に連通す
るドレン室と、前記筐体と熱交換要素及びドレン室との
間にあって冷却媒体の導入される空間とを有する前処理
エアドライヤーとしたことにより、簡単な構成の熱交換
器とドレン室を組合わせるだけで吐出配管に介装可能と
なる。

【００７４】本発明の第１２の発明は冷却媒体の導入さ
れる空間の断面積が熱交換要素の断面積よりも大きい第
１１の発明に記載の前処理エアドライヤーとしたことに
より、圧縮空気からのドレン分離作用を確実にし、且つ
ドレン排出を容易な構造にできる。

【００７５】本発明の第１３の発明は冷却媒体の導入さ
れる空間へ導入される冷却媒体の気液を分離する気液分
離手段を備えた第１２の発明に記載の前処理エアドライ
ヤーとしたことにより、別途気液分離器を必要とせず、
又配管も簡単となる。

【００７６】本発明の第１４の発明は前記気液分離手段
は上部が開放された筐体と、該筐体上部から気体が放出
される隙間を有して該筐体上部を覆う蓋である第１３の
発明に記載の前処理エアドライヤーとしたことにより、
気液混合状態で流入するドレンから圧縮空気を除去でき
る。

【００７７】本発明の第１５の発明は前記ドレン室には
ドレンの出口を有し、前記筐体には冷却媒体を溢流させ
る冷却媒体の出口を有する第１１の発明に記載の前処理
エアドライヤーとしたことにより、圧縮空気から発生す
るドレン及び冷凍式エアドライヤーから導かれるドレン
を夫々別々に排出できる。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも、本発明の実施の形態を示し、

【図１】無給油式の空気圧縮機を備えた空気圧縮装置の
フローシトである。

【図２】給油式の空気圧縮機を備えた空気圧縮装置のフ
ローシトである。

【図３】図２の詳細構成を示すフローシートである。

【図４】油水分離装置の１例を示す縦断面図である。

【図５】油水分離装置の他の１例を示すフローシートで
ある。

【符号の説明】

１…エアコンプレッサ ２…吐出配管 ３…前処理エアドライヤー ３Ａ熱交換器 ３Ｂ…ドレ
ン室 ３ａ…圧縮空気入口 ３ｂ…圧縮空気出口 ３ｃ
…ドレン出口 ３ｄ…ドレン出口 ４…冷凍式エアドライヤー ５…オートドレン ６…ドレン配管 ７…オートドレン ８…ドレン排出管 ９…出口配管 １１…空気圧縮機 １１ａ…消音器 １２…エアタンク １２ａ…空気取出口 １２ｂ…ドレ
ン排出弁 １３…電動機 １４…ベルト装置 １５…スクリュー圧縮機 １５ａ…吐出口 １６…油分離器 １６ａ…配管 １６ｂ…戻り油管 １７…筐体 １７ａ…仕切り板 １８…蓋 １８ａ…回り縁 １９…熱交換要素 ２０…ドレン貯留空間 ２１…気液分離空間 ２２…手動弁 ２４…ドレン配管 ２５…ドレン集合管 ２５ａ…合流点 ２６…配管 ２７…逆止弁 ２８…油水分離装置 ２９…ドレン入口管接手 ２９ａ…ドレン入口 ３１…容器 ３２…吸油材 ３３…排気口 ３３ａ…細孔 ３４…フタ ４１…冷媒圧縮機 ４２…凝縮機 ４３…配管 ４４…冷媒タンク ４５…キャピラリチューブ ４６…冷却器 ４６ａ…熱交換要素 ４６ｂ…筐体 ４
６ｃ…ドレン出口 ４７…吸込管 ４８…容量制御弁 ４９…バイパス配管 ５１…熱交換器 ５２…オートドレン ５３…ドレン配管 ５４…気液分離器 ５５…油処理槽 ５６…油浮上分離室 ５７…通口 ５８…水貯槽室 ５９…フロートスイッチ ６０…制御装置 ６１…ポンプ ６２…油吸着槽 ６３…油吸着材 ６４…連通管 ６５…清水放流管 ｇ…隙間 Ｆ…油 Ｄ…ドレン Ｗ…水

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧縮機と、空気圧縮機で発生した圧
   縮空気を送り出す吐出配管と、吐出配管に介装した冷凍
   式エアドライヤーと、を有する空気圧縮装置において、
   圧縮空気の流れに関し冷凍式エアドライヤーの上流側に
   おいて吐出配管に冷凍式エアドライヤーで発生したドレ
   ンを冷媒として吐出配管を流れる圧縮空気を冷却する前
   処理エアドライヤーを有することを特徴とする空気圧縮
   装置。
2. 【請求項２】 空気圧縮機と、空気圧縮機で発生した圧
   縮空気を送り出す吐出配管と、吐出配管に介装した冷凍
   式エアドライヤーと、を有する空気圧縮装置において、
   圧縮空気の流れに関し冷凍式エアドライヤーの上流側に
   おいて吐出配管に熱交換器を介装し、熱交換器の熱交換
   要素の二次側に圧縮空気を通過させると共に熱交換要素
   の一次側に冷凍式エアドライヤーの冷却室で圧縮空気か
   ら取り除いたドレンを導いたことを特徴とする空気圧縮
   装置。
3. 【請求項３】 空気圧縮機と、空気圧縮機で発生した圧
   縮空気を送り出す吐出配管と、吐出配管に介装した冷凍
   式エアドライヤーと、を有する空気圧縮装置において、
   冷凍式エアドライヤーの冷却室で発生するドレンを排出
   するためのオートドレーンと、熱交換要素の二次側が圧
   縮空気の通路となるように冷凍式エアドライヤーよりも
   上流の吐出配管に介装された熱交換器と、冷凍式エアド
   ライヤーの冷却室で発生するドレンを排出するオートド
   レンから排出するドレンを熱交換器の熱交換要素の一次
   側へ導くドレン配管と、を有する空気圧縮装置。
4. 【請求項４】 前記熱交換器は熱交換要素の一次側へ流
   入するドレンを排出する自動ドレン排出手段を有する請
   求項２に記載の空気圧縮装置。
5. 【請求項５】 熱交換器の熱交換要素の一次側へ流入す
   るドレンを排出するドレン排出手段は熱交換器中で該ド
   レンの液位上昇を溢流により制限するドレン出口を設け
   た請求項４に記載の空気圧縮装置。
6. 【請求項６】 前記熱交換器は熱交換要素の二次側で圧
   縮空気から発生するドレンを排出する自動ドレン排出手
   段を有する請求項２に記載の空気圧縮装置。
7. 【請求項７】 熱交換要素の二次側で圧縮空気から発生
   するドレンを排出する自動ドレン排出手段は、熱交換要
   素の二次側に連通するオートドレンである請求項５に記
   載の空気圧縮装置。
8. 【請求項８】 前記熱交換要素の二次側に連通するオー
   トドレンの排出口と、熱交換器の熱交換要素の二次側の
   ドレン出口とを逆止弁を介して連通し、該逆止弁はドレ
   ン出口からのドレンは通過させるように配設されていて
   逆止弁の下流側と前記オートドレンの排出口は集合管に
   合流している請求項７に記載の空気圧縮装置。
9. 【請求項９】 前記熱交換要素の二次側に連通するオー
   トドレンはドレン集合管の最も上流側に接続されている
   請求項８に記載の空気圧縮装置。
10. 【請求項１０】 給油式空気圧縮機を有し、前記ドレン
    集合管に油水分離装置を介装した請求項８又は９に記載
    の空気圧縮装置。
11. 【請求項１１】 一方に圧縮空気の入口と他方に圧縮空
    気の出口を備えた筺体と、筐体内に配設され、前記圧縮
    空気の出口に連通する熱交換要素と、この熱交換要素の
    下流側にあって熱交換要素の断面よりも大きな断面を有
    し、前記圧縮空気の出口に連通するドレン室と、前記筐
    体と熱交換要素及びドレン室との間にあって冷却媒体の
    導入される空間とを有する前処理エアドライヤー。
12. 【請求項１２】 冷却媒体の導入される空間の断面積が
    熱交換要素の断面積よりも大きい請求項１１に記載の前
    処理エアドライヤー。
13. 【請求項１３】 冷却媒体の導入される空間へ導入され
    る冷却媒体の気液を分離する気液分離手段を備えた請求
    項１２に記載の前処理エアドライヤー。
14. 【請求項１４】 前記気液分離手段は上部が開放された
    筐体と、該筐体上部から気体が放出される隙間を有して
    該筐体上部を覆う蓋である請求項１３に記載の前処理エ
    アドライヤー。
15. 【請求項１５】 前記ドレン室にはドレンの出口を有
    し、前記筐体には冷却媒体を溢流させる冷却媒体の出口
    を有する請求項１１に記載の前処理エアドライヤー。