JP2006152945A - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気圧縮機から吐出される圧縮空気中に混入した液滴を検知可能とした空気圧縮機に係わり、更に詳しくはエアドライヤの下流側での液滴混入を検知可能とした空気圧縮機に関する。 The present invention relates to an air compressor that can detect droplets mixed in compressed air discharged from an air compressor, and more specifically, an air compressor that can detect mixing of droplets on the downstream side of an air dryer. About.
空気圧縮機は、工場の動力源として広く利用されている。空気圧縮機は、空気を圧縮させるものであるが、空気を圧縮すると、空気中に水蒸気として含まれていた水分が液化して液滴として現れる。この液滴を含んだ圧縮空気を、例えば塗装等のエアブロー作業に用いた場合、液滴が製品の塗装面を汚損することがある。また、エア工具に用いた場合、そのエア工具の潤滑を阻害して、その寿命を早めるなどの悪影響を与える。 Air compressors are widely used as power sources for factories. The air compressor compresses air, but when air is compressed, moisture contained as water vapor in the air is liquefied and appears as droplets. When this compressed air containing droplets is used for an air blowing operation such as painting, the droplets may stain the painted surface of the product. Further, when used in an air tool, it adversely affects the lubrication of the air tool and shortens its life.
このため、圧縮空気の吐出配管の途中に、圧縮空気の用途に応じて、圧縮空気中の水分を除去するエアドライヤを設けるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 For this reason, what provides the air dryer which removes the water | moisture content in compressed air according to the use of compressed air in the middle of the discharge piping of compressed air is known (for example, refer patent document 1).
上述したエアドライヤは、圧縮機本体から吐出される圧縮空気中の水分を除去し、捕集した水分を排出機構によりドレン液として排出するものであるが、例えば、何等かの原因で、その排出機構が作動不良になることがある。 The above-described air dryer removes moisture in the compressed air discharged from the compressor main body and discharges the collected moisture as drain liquid by the discharge mechanism. For example, for some reason, the discharge mechanism May malfunction.
このように排出機構が作動不良になると、この排出機構内にドレン液が滞留し、エアドライヤを介して吐出管路内の圧縮空気中にドレン液が液滴として混入することがある。エアドライヤは、一般的に吐出管路の最終部分に設けられているので、圧縮空気中に液滴が混入した場合、圧縮空気を使用する作業機器設備を破損させたり、また高価な材料をドレン液滴で汚損してその生産製品の不良化を招き、ユーザに対して不安を抱えながらの操業を強いることになる。 When the discharge mechanism malfunctions as described above, the drain liquid may stay in the discharge mechanism, and the drain liquid may be mixed as droplets in the compressed air in the discharge pipe via the air dryer. An air dryer is generally installed at the final part of the discharge pipe, so that when liquid droplets are mixed in the compressed air, the work equipment that uses the compressed air is damaged, or expensive materials are drained. It will be contaminated with droplets, resulting in defective products, and will be forced to operate with anxiety.
特に、圧縮空気の圧力が高くなると、発生するドレン水の量が多くなるため、レーザ加工機のアシストエアに使用した場合には、圧縮空気に再混入したドレン液が、高温になったレーザ集束レンズに付着して急冷し、レーザ集束レンズを破損させ、交換が必要となる場合がある。 In particular, when the pressure of compressed air increases, the amount of drain water that is generated increases. Therefore, when used in the assist air of a laser processing machine, the drain liquid remixed in the compressed air is heated to a high temperature. It may adhere to the lens and rapidly cool, damaging the laser focusing lens and requiring replacement.
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、エアドライヤのドレン液滴が圧縮空気中に再混入することを防止することができる空気圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above-described matters, and an object thereof is to provide an air compressor capable of preventing re-mixing of drain droplets of an air dryer into compressed air.
本発明は、上記の目的を達成するために、第1の発明は、吐出される圧縮空気中の水分を除去するエアドライヤを備えた空気圧縮機において、前記エアドライヤの下流側に設けた液滴検出手段と、前記空気圧縮機の作動状態に応じて設定される前記エアドライヤの下流側における基準値を記憶する記憶部と前記液滴検出手段からの検出値を前記記憶部に記憶した基準値に比較して、前記検出値が前記基準値を超えた場合に制御指令を出力する演算部とを有する制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an air compressor including an air dryer that removes moisture in the compressed air to be discharged. Droplet detection provided on the downstream side of the air dryer. And a storage unit for storing a reference value on the downstream side of the air dryer set according to an operating state of the air compressor, and a detection value from the droplet detection unit are compared with a reference value stored in the storage unit And a control unit having a calculation unit that outputs a control command when the detected value exceeds the reference value.
また、第2の発明は、インバータによって駆動制御される圧縮機本体と、この圧縮機本体から吐出される圧縮空気中の水分を除去するエアドライヤとを備えた空気圧縮機において、前記エアドライヤの下流側に設けられ、圧縮空気中の水分を電気抵抗値として検出する液滴検出手段と、前記液滴検出手段の下流側に設けた排出バルブと、前記空気圧縮機の吐出圧と前記インバータからの駆動周波数とに基づいて設定される基準値を記憶する記憶部と、前記液滴検出手段からの検出値を前記記憶部に記憶した基準値に比較して、前記検出値が前記基準値を超えた場合に前記排出バルブに開信号を出力する演算部とを有する制御手段を備えたことを特徴とする。 The second invention is an air compressor comprising a compressor body that is driven and controlled by an inverter, and an air dryer that removes moisture in the compressed air discharged from the compressor body, the downstream side of the air dryer. A droplet detecting means for detecting moisture in the compressed air as an electric resistance value, a discharge valve provided on the downstream side of the droplet detecting means, a discharge pressure of the air compressor, and driving from the inverter A storage unit that stores a reference value that is set based on the frequency, and a detection value that exceeds the reference value by comparing the detection value from the droplet detection unit with the reference value stored in the storage unit. In this case, a control unit having an operation unit for outputting an open signal to the discharge valve is provided.
更に、第3の発明は、モータによって駆動制御される圧縮機本体と、この圧縮機本体から吐出される圧縮空気中の水分を除去するエアドライヤとを備えた空気圧縮機において、前記エアドライヤの下流側に設けられ、圧縮空気中の水分を電気抵抗値として検出する液滴検出手段と、前記液滴検出手段の下流側に設けた排出バルブと、前記モータの消費動力と前記空気圧縮機の吐出圧とに基づいて設定される基準値を記憶する記憶部と、前記液滴検出手段からの検出値を前記記憶部に記憶した基準値に比較して、前記検出値が前記基準値を超えた場合に前記排出バルブに開信号を出力する演算部とを有する制御手段を備えたことを特徴とする。 Furthermore, a third aspect of the present invention is an air compressor comprising a compressor main body that is driven and controlled by a motor, and an air dryer that removes moisture in the compressed air discharged from the compressor main body, on the downstream side of the air dryer. A droplet detecting means for detecting moisture in the compressed air as an electrical resistance value, a discharge valve provided on the downstream side of the droplet detecting means, power consumption of the motor, and discharge pressure of the air compressor And a storage unit that stores a reference value that is set based on the reference value, and a detection value that exceeds the reference value when compared with a reference value that is stored in the storage unit. And a control unit having an arithmetic unit for outputting an open signal to the discharge valve.
また、第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記液滴検出手段は、圧縮空気中の液滴を電気抵抗値として検出する熱線式フローメータであることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the droplet detecting means is a hot-wire flow meter that detects a droplet in compressed air as an electric resistance value. To do.
更に、第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、前記演算部は、前記検出値が前記基準値を超えた場合に圧縮機本体への停止信号を出力することを特徴とする。 Further, a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the calculation unit outputs a stop signal to the compressor body when the detected value exceeds the reference value. And
本発明によれば、圧縮空気へのドレン液の再混入を的確に検出し、圧縮機本体の停止や圧縮空気の放出によりドレン液滴を含む圧縮空気の供給を中止することができるので、圧縮空気を使用する作業機器設備の破損及びその生産製品の不良化を防止することができる。 According to the present invention, the re-mixing of the drain liquid into the compressed air can be accurately detected, and the supply of the compressed air including the drain droplets can be stopped by stopping the compressor body or releasing the compressed air. It is possible to prevent breakage of work equipment that uses air and deterioration of its production products.
以下、本発明の空気圧縮機の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明の空気圧縮機の一実施の形態を示す構成図で、この図1において、圧縮機本体1は、モータ2によって駆動される。モータ2は電源3に接続するインバータ4からの電力供給により駆動制御される。
Embodiments of an air compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an air compressor of the present invention. In FIG. 1, the compressor body 1 is driven by a
圧縮機本体1の吸気側には、吸気フィルタ5が、またその吐出側の管路6には、オイルセパレータ7、アフタークーラ8、ドレン液排出機構9を備えるエアドライヤ10、排出バルブ11が順次配設されている。オイルセパレータ7とアフタークーラ8との間の管路6には、圧縮空気の吐出圧を検出する圧力検出器12が設けられている。また、エアドライヤ10と排出バルブ11との間の管路5には、圧縮空気中に再混入したドレン液滴を検出するドレン液滴検出装置13が設けられている。ドレン液滴検出装置13は、この例ではドレン液滴が付着した場合に電気抵抗値が変化する形式の熱線式フローセンサで構成している。
An intake filter 5 is arranged on the intake side of the compressor body 1, and an
ドレン液滴の再混入の判断及びそれに伴う処理を行う制御手段14は、入出力部15と記憶部16と演算部17とで構成されている。入出力部15は前記圧力検出器12、ドレン液滴検出装置13及びインバータ4に接続している。記憶部16は、図2に示すように圧縮空気の圧力(P1>P2>P3>P4>P5)毎のインバータ4の駆動周波数Hと電気抵抗値Rとの特性を記憶している。
The control means 14 that performs the determination of the re-mixing of the drain liquid droplets and the process associated therewith includes an input /
演算部17は、入出力部15からのインバータ4の駆動周波数H(この例ではH1)と圧力検出器10からの圧縮空気の圧力P(この例では圧力P2)とを、記憶部16に記憶した特性に基づいて電気抵抗値としての基準値R2を演算し、この基準値R2とドレン液滴検出装置13で検出した検出電気抵抗値とを比較し、検出電気抵抗値Rが基準値R2を超えた場合には、排出バルブ11に開信号を出力し、必要に応じて圧縮機本体1への停止信号を出力する。
The
次に、上述した本発明の空気圧縮機の一実施の形態の動作を図面を用いて説明する。
圧縮機本体1は、インバータ4により電力供給されたモータ3によって駆動される。配管5途中に設けられた圧力検出器12は、圧縮空気の圧力を検出し、制御手段14に出力する。制御手段14は、その圧力値を元に圧縮空気の使用量に応じた運転回転数を演算し、その運転回転数の信号をインバータ4に出力する。これにより、インバータ4はモータ2の回転数を制御する。
Next, operation | movement of one Embodiment of the air compressor of this invention mentioned above is demonstrated using drawing.
The compressor body 1 is driven by a motor 3 supplied with power by an
圧縮機本体1の駆動により、圧縮機本体1は、吸気フィルタ5を通過して吸い込まれた空気を圧縮し吐出する。給油式の場合では、圧縮工程の途中に注油された潤滑油をオイルセパレータ7で分離した後、圧縮空気はアフタークーラ8を経てエアドライヤ10へと入る。エアドライヤ10は、その熱交換器内部で例えば冷凍サイクルを用いて圧縮空気を冷却し、圧縮空気に含まれていた水蒸気を液化してドレン液とする。ドレン液は熱交換器の最終段に設置されたドレン液排出機構9で分離され排出される。
By driving the compressor main body 1, the compressor main body 1 compresses and discharges the air sucked through the intake filter 5. In the case of the oil supply type, the lubricating oil injected during the compression process is separated by the oil separator 7, and then the compressed air enters the
圧縮空気はその後、再加熱されて、エアドライヤ10から吐出され、ドレン液滴検出装置13へと導かれる。ドレン液滴検出装置13は、圧縮空気の通過で変化する電気抵抗値を常時検出し制御手段14に出力する。通常時は、制御手段14の記憶部16に記憶された基準抵抗値と測定抵抗値はほぼ同じ値となるが、例えば、エアドライヤ10のドレン液排出機構9に故障が発生、ドレン液が排出不能となり圧縮空気に再混入した場合には、ドレン液滴検出装置13内の熱線式フローセンサにドレン液滴が付着し、その電気抵抗値が変化する。
The compressed air is then reheated, discharged from the
このドレン液滴検出装置13による検出値は、制御手段14に出力される。制御手段14は、その演算部17において、圧力検出器12からの圧縮空気の検出圧力値P2とインバータ4からの駆動周波数H1とを、図2に示す記憶部16に記憶した特性に参酌して基準値R2を演算し、この基準値R2に対してドレン液滴検出装置13による検出値が超えた場合に、圧縮空気中にドレン液の液滴が再混入したと判断して、排出バルブ11に開信号を出力する。また、必要に応じてインバータ4の圧縮器停止信号を出力する。これにより、ドレン液滴が再混入した圧縮空気の供給を遮断し、圧縮空気とドレン液滴を配管外へ排出することができるので、圧縮空気を使用する生産材料の汚染や設備の故障を防止することができる。
The value detected by the drain
図3は本発明の空気圧縮機の他の実施の形態を示す構成図で、この図において、図1、図2と同符号のものは同一部分であるので、その説明は省略する。この実施の形態は、図1に示した一実施の形態におけるインバータ制御に変えて、一定速制御に適用したものである。このため、ドレン液滴検出の判定のための基準抵抗値の読み出しに必要な空気量情報を、モータ3の電流と電圧、圧縮空気の圧力Pとから求めている。 FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the air compressor of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIGS. This embodiment is applied to constant speed control instead of the inverter control in the embodiment shown in FIG. Therefore, the air amount information necessary for reading the reference resistance value for determining the drain droplet detection is obtained from the current and voltage of the motor 3 and the pressure P of the compressed air.
即ち、制御手段14における記憶部16には、図5に示すように、モータ3の電流・電圧から得られる消費電力Wと使用空気量Aとに関連する圧力(P1>P2>P3>P4>P5)毎の負荷率−動力特性(図5の下側の特性線)と、圧縮空気の圧力(P1>P2>P3>P4>P5)毎の使用空気量Aと電気抵抗値としての基準値Rとの特性(図5の上側の特性線)とを記憶している。
That is, as shown in FIG. 5, the
演算部17は、モータ2の電流・電圧を取り込み、モータ2の消費電力W2を求め、この消費電力W2と、圧力検出器12から取り込んだ圧力P(この例ではP2)と、記憶部16に記憶された圧力(P1>P2>P3>P4>P5)毎の負荷率−動力特性(図5の下側の特性線)とに基づいて、使用空気量A2を求め、さらにこの使用空気量A2と圧力検出器12から取り込んだ圧力P(この例ではP2)と、記憶部16に記憶された圧力(P1>P2>P3>P4>P5)毎の使用空気量Aと基準値Rとの特性(図5の上側の特性線)とに基づいて、基準値R2を演算する。
The
そして、演算部16は、この基準値R2とドレン液滴検出装置13で検出した検出電気抵抗値とを比較し、検出電気抵抗値が基準値R2を超えた場合には、排出バルブ11に開信号を出力し、必要に応じて圧縮機本体1への停止信号を出力する。
Then, the
次に、上述した本発明の空気圧縮機の他の実施の形態の動作を図面を用いて説明する。
圧縮機本体1の駆動により、圧縮空気を吐出している状態において、例えば、エアドライヤ10のドレン液排出機構9に故障が発生、ドレン液が排出不能となり圧縮空気に再混入した場合には、ドレン液滴検出装置13内の熱線式フローセンサにドレン液滴が付着し、その電気抵抗値が変化する。
Next, the operation of another embodiment of the above-described air compressor of the present invention will be described with reference to the drawings.
In a state where compressed air is discharged by driving the compressor main body 1, for example, when a failure occurs in the drain liquid discharge mechanism 9 of the
このドレン液滴検出装置13による検出値は、制御手段14に出力される。制御手段14は、その演算部17において、圧力検出器12からの圧縮空気の検出圧力値P2とモータ2の電流・電圧から求めた消費電力W2とを、図2に示す記憶部16に記憶した特性に参酌して基準値R2を演算し、この基準値R2に対してドレン液滴検出装置13による検出値が超えた場合に、圧縮空気中にドレン液の液滴が再混入したと判断して、排出バルブ11に開信号を出力する。また、必要に応じてインバータ4の圧縮器停止信号を出力する。これにより、ドレン液滴が再混入した圧縮空気の供給を遮断し、圧縮空気とドレン液滴を配管外へ排出することができるので、圧縮空気を使用する生産材料の汚染や設備の故障を防止することができる。
The value detected by the drain
なお、上述の実施の形態においては、ドレン液滴の有無検出を、検出値が予め記憶した基準値を超えた場合に、その対応処理制御するようにしたが、基準値にある程度の値を上乗せして、この設定値を超える場合に、ドレン液滴が圧縮空気に再混入したと判断するように判断処理することも可能である。 In the embodiment described above, the detection of the presence or absence of drain droplets is controlled when the detected value exceeds a pre-stored reference value. However, a certain value is added to the reference value. Then, when this set value is exceeded, it is possible to perform a determination process so as to determine that the drain droplet has been mixed again into the compressed air.
また、上述の実施の形態においては、ドレン液滴検出時に、必要に応じて圧縮機本体1を停止するようにしたが、圧縮機本体1の運転を継続する場合には、排出バルブ11からドレン液滴の排出が完了した後に、排出バルブ11を閉じ操作して下流配管に圧縮空気を再供給することも可能である。この場合、圧縮機本体1は運転を継続しているため、軽度の故障であれば、速やかに圧縮空気の供給が再開できるため、作業を中断せずに済むという利点がある。 Further, in the above-described embodiment, the compressor main body 1 is stopped as necessary when the drain droplet is detected. However, when the operation of the compressor main body 1 is continued, the drain valve 11 starts the drain operation. After the discharge of the droplets is completed, the discharge valve 11 can be closed and the compressed air can be supplied again to the downstream pipe. In this case, since the compressor main body 1 continues to operate, if there is a minor failure, the supply of compressed air can be resumed quickly, so that there is an advantage that the work does not have to be interrupted.
また、本発明においては、圧縮空気の用途に応じて、ドレン液滴検出時に警報出力に留め、圧縮本体1の運転を継続する方式であっても良い。また、本実施の形態では給油タイプとしたが、無給油式タイプの圧縮機であっても良い。同様に空冷式・水冷式の冷却方式は問わないものである。 Further, in the present invention, depending on the use of compressed air, a method may be used in which the alarm output is stopped when drain droplets are detected and the operation of the compression main body 1 is continued. Moreover, although the oil supply type is used in the present embodiment, an oilless type compressor may be used. Similarly, an air cooling type or a water cooling type cooling method is not limited.
1 圧縮機本体
2 モータ
3 電源
4 インバータ
5 吸気フィルタ
7 オイルセパレータ
8 アフタークーラ
9 ドレン液排出機構
10 エアドライヤ
11 排出バルブ
12 圧力検出器
13 ドレン液滴検出装置
14 制御手段
16 記憶部
17 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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Cited By (2)
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WO2014133034A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | ナブテスコオートモーティブ 株式会社 | Oil separator |
US20160138838A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-19 | Kaeser Kompressoren Se | Intercooler bypass |
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2004
- 2004-11-30 JP JP2004345598A patent/JP2006152945A/en active Pending
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