JP5820332B2 - Compression device - Google Patents
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Description
本発明は、除湿機を備える圧縮装置に関する。 The present invention relates to a compression device including a dehumidifier.
圧縮機で空気を圧縮すると、空気の温度が上昇する。圧縮機が吐出した圧縮空気をそのまま需要設備に配管を通して供給すると、配管内で圧縮空気が冷却され、圧縮空気中の水分が結露して、配管内にいわゆるドレンを生じさせる。配管内に水が混入すると、配管や需要設備を錆びさせたり、需要設備で製造した生産物に悪影響を与えたりする。例えば、食品加工設備において、圧縮空気を製品に吹き付けることがあるが、水が混入した空気を食品に吹き付けると、衛生上の問題が生じる。 When air is compressed with a compressor, the temperature of the air rises. When the compressed air discharged from the compressor is supplied to the demand facility as it is through the pipe, the compressed air is cooled in the pipe, moisture in the compressed air is condensed, and so-called drain is generated in the pipe. If water is mixed in the pipe, the pipe and the demand equipment will be rusted, and the product produced by the demand equipment will be adversely affected. For example, in a food processing facility, compressed air may be sprayed onto a product. However, when air mixed with water is sprayed on food, a sanitary problem occurs.
このため、一般に、圧縮空気を製造する圧縮装置は、特許文献1,2に記載されているように、圧縮空気から水分を除去する除湿機(ドライヤ)を備える。圧縮装置用の除湿機は、通常、冷凍装置により圧縮空気を冷却し、圧縮空気中の水分を結露させて分離するものが使用される。このような除湿機を備える圧縮装置を起動する際は、先ず、除湿機を始動し、除湿機の流路の温度が十分に低下した後に圧縮機の運転を開始することで、需要装置に水分を含んだ圧縮空気が供給されないようにする。 For this reason, generally, the compression apparatus which manufactures compressed air is provided with the dehumidifier (dryer) which removes a water | moisture content from compressed air, as described in patent document 1,2. As the dehumidifier for the compression device, one that cools the compressed air with a refrigeration device and condenses and separates moisture in the compressed air is usually used. When starting a compression apparatus equipped with such a dehumidifier, first the dehumidifier is started, and after the temperature of the flow path of the dehumidifier has sufficiently decreased, the operation of the compressor is started, so that moisture is supplied to the demand apparatus. Compressed air containing air should not be supplied.
このような除湿機の先行運転時間を短く設定すると、外気が高温多湿である場合等には、十分な除湿能力を発揮する前に圧縮機が起動され、十分に除湿できないまま圧縮空気を送出してしまう。一般的に市販されている圧縮装置における除湿機の先行運転時間は、安全を見込んで3分程度に設定されている。このため、従来の圧縮装置では、圧縮空気の需要の急な上昇に対応できない場合があった。 If the preceding operation time of such a dehumidifier is set short, when the outside air is hot and humid, etc., the compressor is started before exhibiting sufficient dehumidifying capacity, and compressed air is sent out without sufficient dehumidification. End up. The preceding operation time of the dehumidifier in a commercially available compression apparatus is set to about 3 minutes in consideration of safety. For this reason, the conventional compression apparatus may not be able to cope with a sudden increase in demand for compressed air.
前記問題点に鑑みて、本発明は、圧縮装置の信頼性を向上することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the reliability of a compression device.
請求項1に記載の発明は、圧縮装置であって、空気を圧縮して吐出する吐出量調節可能な圧縮機と、前記圧縮機が吐出した圧縮空気から水分を除去する除湿機と、前記除湿機が水分を除去した空気を需要設備に供給する供給流路と、前記除湿機による除湿後の圧縮空気の露点を直接的または間接的に検出する露点検出器と、前記供給流路から分岐し、放風弁を介して大気開放される排気流路と、前記供給流路内の圧力を検出する圧力検出器を有し、前記放風弁の開閉を制御する制御装置と、を備え、前記圧縮機から吐出された圧縮空気が供給されつつ前記除湿機が起動され、前記除湿機から前記供給流路に流入する圧縮空気の露点が所定の上限値よりも高い場合に、前記放風弁を開放して前記圧縮空気を大気に排出し、露点が前記上限値以下となった場合に、前記放風弁を閉じて圧縮空気を前記需要設備に供給し、前記制御装置は、前記排気流路の上流側の圧力と大気との圧力差、および、前記排気流路の流路断面積に基づいて、前記排気流路から排出可能な圧縮空気の排出流量を算出し、圧縮空気の前記排気流路からの排出時に、前記圧縮機により吐出される圧縮空気の吐出流量を前記排出流量以下とする。
The invention according to claim 1 is a compressor, which is a compressor capable of adjusting the discharge amount for compressing and discharging air, a dehumidifier for removing moisture from the compressed air discharged by the compressor, and the dehumidifying device. A supply flow path for supplying air to the demand facility with air removed from the machine, a dew point detector for directly or indirectly detecting the dew point of the compressed air after dehumidification by the dehumidifier, and a branch from the supply flow path. An exhaust passage that is opened to the atmosphere through a vent valve, a pressure detector that detects a pressure in the supply passage, and a control device that controls opening and closing of the vent valve, and When the dehumidifier is started while the compressed air discharged from the compressor is supplied, and the dew point of the compressed air flowing into the supply flow path from the dehumidifier is higher than a predetermined upper limit value, the air discharge valve is Open and discharge the compressed air to the atmosphere, dew point below the upper limit If it becomes, the compressed air is supplied to the demand facility closing said blow-off valve, wherein the control device, the pressure difference between the pressure and the atmosphere on the upstream side of the exhaust passage, and, of the exhaust passage Based on the cross-sectional area of the flow path, the discharge flow rate of the compressed air that can be discharged from the exhaust flow path is calculated, and the discharge flow rate of the compressed air discharged by the compressor when the compressed air is discharged from the exhaust flow path is calculated. The discharge flow rate is less than or equal to.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の圧縮装置であって、前記供給流路の前記排気流路との分岐点よりも下流側に位置し、圧縮空気の前記排気流路からの排出時に前記供給流路を閉じるストップ弁、をさらに備える。
According to a second aspect of the invention, a compression apparatus according to claim 1, located downstream of the branch point of the exhaust flow path of the supply channel, from the exhaust passage of the compressed air And a stop valve that closes the supply flow path when discharging.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の圧縮装置であって、圧縮空気の排出時に前記圧縮機にて吐出される圧縮空気の吐出流量が、前記圧縮機の定格回転時の吐出流量よりも少ない。
A third aspect of the present invention is the compression apparatus according to the second aspect , wherein the discharge flow rate of the compressed air discharged by the compressor when the compressed air is discharged is a discharge rate at a rated rotation of the compressor. Less than the flow rate.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の圧縮装置であって、前
記露点検出器が、露点計である。
A fourth aspect of the present invention is the compression apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the dew point detector is a dew point meter.
本発明によれば、圧縮装置の信頼性を向上することができる。 According to the present invention, the reliability of the compression device can be improved.
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1に、本発明の第1実施形態である圧縮装置1を示す。圧縮装置1は、エアフィルタ2を介して大気を吸い込んで、圧縮して吐出するスクリュ圧縮機3と、スクリュ圧縮機3が吐出した圧縮空気を冷却して、圧縮空気中の水分を凝縮させて除去する除湿機4と、除湿機4が水分を除去した圧縮空気を需要設備に供給する配管からなる供給流路5と、供給流路5から分岐して、放風弁6を介して大気開放された排気流路7とを有する。排気流路7の配管の径は、供給流路5よりも小さい。なお、供給流路5には、図示省略の逆止弁が設けられており、需要設備から供給流路5へと空気が逆流することが防止される。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a compression apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The compressor 1 sucks the air through the air filter 2, compresses and discharges the screw compressor 3, and cools the compressed air discharged by the screw compressor 3 to condense moisture in the compressed air. The dehumidifier 4 to be removed, the
供給流路5の排気流路7よりも上流側の部位には、除湿後の圧縮空気の露点を検出する露点計である露点検出器8と、圧縮空気の圧力を検出する圧力検出器9とが設けられている。スクリュ圧縮機3は、インバータ10を用いて回転数が調整されるモータ11によって駆動され、吐出流量はモータ11の回転数に応じて調整される。また、圧縮装置1は、露点検出器8の検出値および圧力検出器9の検出値に基づいて、放風弁10の開閉を制御するともに、インバータ10の周波数を設定する制御装置12を有している。
A dew point detector 8 that is a dew point meter that detects the dew point of the compressed air after dehumidification, and a pressure detector 9 that detects the pressure of the compressed air are provided on the upstream side of the exhaust flow channel 7 of the
圧縮装置1を駆動する際には、スクリュ圧縮機3および除湿機4が同時に起動される。除湿機4には、スクリュ圧縮機3から吐出された圧縮空気が供給される。なお、除湿機4の起動時に圧縮空気が供給されるのであれば、必ずしも、スクリュ圧縮機3および除湿機4が同時に起動される必要はない。除湿機4内では、圧縮空気の除湿が行われ、圧縮空気が供給流路5に流入する。実際には、圧縮空気の除湿後に、圧縮空気が温められる。制御装置12では、露点検出器8により、除湿機4から供給流路5へと流入した圧縮空気の露点が検出される。露点が予め設定した上限値(例えば、加圧下において10℃)より高い場合には、制御装置12が放風弁6を開放する。そして、制御装置12にて、圧力検出器9が検出した排気流路7の上流側の圧力、すなわち、供給流路5内の圧力と大気との圧力差、および、排気流路7の流路断面積に基づいて、排気流路7から大気に排出可能な圧縮空気の排出流量が算出される。制御装置12では、スクリュ圧縮機3により吐出される圧縮空気の吐出流量が当該排出流量と等しくなるように、インバータ10の周波数が調節される。これにより、スクリュ圧縮機3から吐出された全ての圧縮空気が排気流路7から大気へと排出される。その結果、需要設備に湿度の高い圧縮空気が供給されることが防止される。
When the compressor 1 is driven, the screw compressor 3 and the dehumidifier 4 are activated simultaneously. The dehumidifier 4 is supplied with compressed air discharged from the screw compressor 3. In addition, if compressed air is supplied at the time of starting of the dehumidifier 4, the screw compressor 3 and the dehumidifier 4 do not necessarily need to be started simultaneously. In the dehumidifier 4, the compressed air is dehumidified and the compressed air flows into the
露点検出器8の露点が上記上限値以下となると、放風弁6が閉じられ、供給流路5を介して圧縮空気が需要設備へと供給される。このとき、制御装置12は、スクリュ圧縮機3の吐出流量の増大にともなって増大する除湿負荷が、除湿機4の除湿能力を超えることがないように、つまり、露点検出器8にて検出される露点が再度上記上限値を超えることにならないように、スクリュ圧縮機3の回転数の上昇速度を制御しつつ回転数が定格回転となるまでインバータ10の設定周波数が増加される。
When the dew point of the dew point detector 8 is equal to or lower than the upper limit value, the air discharge valve 6 is closed, and compressed air is supplied to the demand facility through the
以上、第1の実施形態に係る圧縮装置1について説明したが、圧縮機の起動前に除湿機の予冷を行う圧縮装置では、圧縮空気が流入しない状態にて除湿機が起動するため、除湿開始直後の圧縮空気の露点を確認することができない。その結果、湿った圧縮空気が需要設備へと供給される虞がある。また、除湿機内にて圧縮空気が過冷却される虞があり、水分が凍結してしまう。これに対し、圧縮装置1では、圧縮空気が流入した状態にて除湿機4が起動するため、圧縮空気の露点を確認することができる。さらに、露点が上限値よりも高い場合には、圧縮空気が排気流路7から排出されるため、湿った圧縮空気の需要設備への流入を防止することができる。除湿機4の予冷が行われないため、圧縮空気が過冷却されることが防止される。このように、圧縮装置1では、露点が確保された圧縮空気を需要設備に供給することができるため、信頼性を向上することができる。 As described above, the compression apparatus 1 according to the first embodiment has been described. However, in the compression apparatus that pre-cools the dehumidifier before the compressor is started, the dehumidifier is started in a state where compressed air does not flow. The dew point of the compressed air immediately after cannot be confirmed. As a result, wet compressed air may be supplied to the demand facility. Moreover, there exists a possibility that compressed air may be overcooled in a dehumidifier, and a water | moisture content will freeze. On the other hand, in the compressor 1, since the dehumidifier 4 starts in the state where compressed air flowed in, the dew point of compressed air can be confirmed. Furthermore, when the dew point is higher than the upper limit value, the compressed air is discharged from the exhaust passage 7, so that it is possible to prevent the wet compressed air from flowing into the demand facility. Since the pre-cooling of the dehumidifier 4 is not performed, the compressed air is prevented from being overcooled. Thus, in the compressor 1, since the compressed air with which the dew point was ensured can be supplied to a demand installation, reliability can be improved.
圧縮装置1では、排気流路7からの圧縮空気の排出時に、スクリュ圧縮機3により吐出される圧縮空気の吐出流量が、排気流路7において排出可能な排出流量と等しくされる。その結果、スクリュ圧縮機3の吐出流量が、排出流量よりも多い場合に比べて、効率よく湿った圧縮空気を排出することができる。圧縮装置1では、スクリュ圧縮機3の吐出流量が、排出流量よりも少なくされてもよい。この場合、制御装置12により、スクリュ圧縮機3の吐出流量が排出流量に1未満の定数を乗じた値と計算上等しくなるようにインバータ10の設定周波数が選択される。除湿機4に供給される圧縮空気の量が抑えられるため、露点が上限値以下となるまでに要する時間を短くすることができる。その結果、需要設備への圧縮空気の供給を速やかに行うことができる。
In the compression device 1, when the compressed air is discharged from the exhaust flow path 7, the discharge flow rate of the compressed air discharged by the screw compressor 3 is made equal to the discharge flow rate that can be discharged in the exhaust flow path 7. As a result, compared with the case where the discharge flow rate of the screw compressor 3 is larger than the discharge flow rate, it is possible to efficiently discharge wet compressed air. In the compression device 1, the discharge flow rate of the screw compressor 3 may be less than the discharge flow rate. In this case, the
図2に、本発明の第2実施形態の圧縮装置1aを示す。尚、本実施形態において、第1実施形態と重複する構成要素には第1実施形態と同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態の供給流路5は、排気流路7との分岐点よりも下流側に、ストップ弁13を備えている。
FIG. 2 shows a
圧縮装置1aの駆動時には、露点検出器8の検出値が上限値よりも高い場合、制御装置12は、放風弁6を開放するとともに、ストップ弁13を閉じる。このように、排気流路7からの圧縮空気の排出時に、ストップ弁13が供給流路5を閉じるため、排気流路7の排出流量は、スクリュ圧縮機3の吐出流量に一致する。ストップ弁13の閉鎖により、圧縮装置1aは、多くの水分を含む露点の高い圧縮空気が需要設備側に流れることを防止するとともに、需要設備側からの圧縮空気の逆流を防止して、損失を低減している。
When the
制御装置12は、露点検出器8の検出値が上限値よりも低くなるまで、スクリュ圧縮機3の回転数が、例えば定格回転数の30〜40%程度の予め設定した回転数とされる。これにより、圧縮空気の排出時におけるスクリュ圧縮機3の吐出流量が定格回転時の吐出流量よりも少なくなり、除湿機4に流入する圧縮空気の量を抑えることができる。その結果、露点が上限値以下となるまでに要する時間を短くすることができ、需要設備への圧縮空気の供給を速やかに行うことができる。
The
第2の実施形態においても、露点が確保された圧縮空気を需要設備に供給することができるため、圧縮装置1aの信頼性を向上することができる。圧縮装置1aでは、圧縮空気を効率よく排出することができるのであれば、スクリュ圧縮機3を定格回転数にて駆動させてもよい。
Also in 2nd Embodiment, since the compressed air with which the dew point was ensured can be supplied to a demand installation, the reliability of the
第2の実施形態では、供給流路5上に圧力検出器が設けられてよい。供給流路5内の圧力が低い場合、スクリュ圧縮機3および除湿機4の起動時に、放風弁6およびストップ弁13を数秒間閉じて一定の圧力まで供給流路5内を昇圧させる。制御装置12では、圧力検出器により検出された圧力と大気との圧力差、および、排気流路7の流路断面積に基づいて排出流量が算出される。当該排出流量とスクリュ圧縮機3の吐出流量とが等しくなるようにスクリュ圧縮機3を制御しつつ圧縮空気が排気流路7から排出される。これにより、供給流路5内の圧力を一定に維持することができる。
In the second embodiment, a pressure detector may be provided on the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は様々な変更が可能である。例えば、本発明の供給流路および排気流路は、除湿機のパッケージ内に構成されてもよい。この場合、市販の除湿機のドレン機構が、排気流路として利用される。本実施形態では、除湿機として冷却式以外のものが利用されてもよい。スクリュ圧縮機以外の圧縮機が用いられてよい。圧力検出器9に代えて、流量計が設けられてよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can be variously changed. For example, the supply channel and the exhaust channel of the present invention may be configured in a dehumidifier package. In this case, a drain mechanism of a commercially available dehumidifier is used as the exhaust passage. In the present embodiment, a dehumidifier other than the cooling type may be used. A compressor other than a screw compressor may be used. Instead of the pressure detector 9, a flow meter may be provided.
露点検出器8は、除湿機4内に設けられてもよい。露点検出器は、圧縮空気の露点を直接検出するセンサだけでなく、除湿機内部の温度や冷媒の圧力を検出して、圧縮空気の露点を間接的に検出するものであってもよい。さらに、露点検出器は、アナログ値を検出するものに限らず、一定の露点温度または対応する他の値において出力が切り替わるスイッチのようなディジタル値を出力するものであってもよい。 The dew point detector 8 may be provided in the dehumidifier 4. The dew point detector is not limited to a sensor that directly detects the dew point of the compressed air, but may be one that indirectly detects the dew point of the compressed air by detecting the temperature inside the dehumidifier or the pressure of the refrigerant. Further, the dew point detector is not limited to one that detects an analog value, and may output a digital value such as a switch that switches output at a constant dew point temperature or other corresponding value.
また、本発明において、圧縮機の吐出量調節は、回転数制御以外に、吸気調整弁の開度制御等によって行ってもよい。 Further, in the present invention, the discharge amount of the compressor may be adjusted by controlling the opening degree of the intake regulating valve in addition to the rotational speed control.
1,1a…圧縮装置
2…エアフィルタ
3…スクリュ圧縮機
4…除湿機
5…供給流路
6…放風弁
7…排気流路
8…露点検出器
9…圧力検出器
10…インバータ
11…モータ
12…制御装置
13…ストップ弁
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧縮機が吐出した圧縮空気から水分を除去する除湿機と、
前記除湿機が水分を除去した空気を需要設備に供給する供給流路と、
前記除湿機による除湿後の圧縮空気の露点を直接的または間接的に検出する露点検出器と、
前記供給流路から分岐し、放風弁を介して大気開放される排気流路と、
前記供給流路内の圧力を検出する圧力検出器を有し、前記放風弁の開閉を制御する制御装置と、
を備え、
前記圧縮機から吐出された圧縮空気が供給されつつ前記除湿機が起動され、前記除湿機
から前記供給流路に流入する圧縮空気の露点が所定の上限値よりも高い場合に、前記放風
弁を開放して前記圧縮空気を大気に排出し、露点が前記上限値以下となった場合に、前記
放風弁を閉じて圧縮空気を前記需要設備に供給し、
前記制御装置は、前記排気流路の上流側の圧力と大気との圧力差、および、前記排気流路の流路断面積に基づいて、前記排気流路から排出可能な圧縮空気の排出流量を算出し、圧縮空気の前記排気流路からの排出時に、前記圧縮機により吐出される圧縮空気の吐出流量を前記排出流量以下とすることを特徴とする圧縮装置。 A compressor capable of adjusting the discharge amount for compressing and discharging air; and
A dehumidifier that removes moisture from the compressed air discharged by the compressor;
A supply flow path for supplying air from which the dehumidifier has removed moisture to a demand facility;
A dew point detector for directly or indirectly detecting the dew point of the compressed air after dehumidification by the dehumidifier;
An exhaust passage that branches off from the supply passage and is opened to the atmosphere via a vent valve;
A control device for detecting the pressure in the supply flow path, and for controlling the opening and closing of the discharge valve;
With
When the dehumidifier is activated while compressed air discharged from the compressor is supplied, and the dew point of the compressed air flowing from the dehumidifier into the supply flow path is higher than a predetermined upper limit value, the air discharge valve To release the compressed air to the atmosphere, and when the dew point is less than or equal to the upper limit, close the vent valve and supply the compressed air to the demand equipment ,
The control device determines the discharge flow rate of the compressed air that can be discharged from the exhaust flow path based on the pressure difference between the pressure upstream of the exhaust flow path and the atmosphere and the cross-sectional area of the exhaust flow path. A compression device that calculates and discharges the compressed air discharged by the compressor when the compressed air is discharged from the exhaust flow path to be equal to or less than the discharge flow rate .
格回転時の吐出流量よりも少ないことを特徴とする請求項2に記載の圧縮装置。 The compressor according to claim 2 , wherein a discharge flow rate of the compressed air discharged by the compressor when the compressed air is discharged is smaller than a discharge flow rate at the rated rotation of the compressor.
の圧縮装置。 The dew-point detector, the compression device according to any one of 3 claims 1, characterized in that a dew-point instrument.
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