JP7627953B2 - Low-temperature compressed air supply system and low-temperature compressed air supply method - Google Patents
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Description
本発明は、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法に関する。 The present invention relates to a low-temperature compressed air supply system and a low-temperature compressed air supply method that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air.
本出願人は、先に、圧縮空気を冷却する冷凍機と、この冷凍機で冷却された圧縮空気を冷却対象に向けて吹き出す冷風吹き付け部とを有する冷風供給装置において、前記冷風吹き付け部から吹き出される冷風流量を、待機動作時に、零あるいは通常動作時の流量よりも少ない待機動作流量となるように制限する流量調節手段を有することを特徴とする冷風供給装置(特許文献2参照)を提案している。この冷風供給装置(低温圧縮空気供給装置システム)によれば、一時的な停止に伴う予冷準備時間を短縮することにより、加工作業の無駄時間を低減できる。 The applicant has previously proposed a cold air supplying device (see Patent Document 2) having a refrigerator that cools compressed air and a cold air blowing section that blows the compressed air cooled by the refrigerator toward a cooling target, characterized in that the device has a flow rate adjustment means that limits the flow rate of cold air blown out from the cold air blowing section during standby operation to zero or a standby operation flow rate that is less than the flow rate during normal operation. This cold air supplying device (low-temperature compressed air supplying device system) can reduce wasted time in processing operations by shortening the pre-cooling preparation time associated with temporary shutdowns.
また、本出願人は、先に、工作機械の加工対象物や工具等を冷却するために用いる冷却圧縮空気を形成する圧縮空気冷却装置に関し、圧縮空気を冷却するための第1の冷却器、およびこの第1の冷却器を介して第1の冷媒を循環させる第1の冷媒循環回路を備えた第1の冷却回路と、前記第1の冷却器を経由して供給される圧縮空気を冷却するための第2の冷却器、およびこの第2の冷却器を介して第2の冷媒を循環させる第2の冷媒循環回路を備えた第2の冷却回路と、前記第1の冷却回路および前記第2の冷却回路を同時に用いて、あるいは選択的に用いて、圧縮空気の冷却を行なわせるための切換制御手段とを有し、前記第1の冷媒は、前記第2の冷媒よりも沸点が高く、前記切換え制御手段は、予め設定された前記第2の冷却器で冷却された後の冷却圧縮空気の設定温度と、前記第1の冷却器で冷却される前の圧縮空気の温度である入口温度と、予め定められた切換制御温度とに基づき、前記設定温度が前記切換制御温度よりも低い場合において、前記入口温度が前記切換制御温度よりも低い場合には、前記第2の冷却回路のみを用いて圧縮空気の冷却を行い、前記入口温度が前記切換制御温度以上の場合には、前記第1および第2の冷却回路の双方を用いて圧縮空気を冷却し、前記設定温度が前記切換制御温度以上の場合には、前記第1の冷却回路のみを用いて圧縮空気を冷却することを特徴とする圧縮空気冷却装置(特許文献3参照)を提案している。これによれば、冷却温度範囲全域に亘って冷却効率が良く、しかも電力消費量も少ない圧縮空気冷却装置(低温圧縮空気供給装置システム)を実現できる。 The applicant has also previously reported on a compressed air cooling device for producing cooled compressed air for use in cooling workpieces, tools, etc., of a machine tool, the device comprising: a first cooling circuit including a first cooler for cooling compressed air and a first refrigerant circulation circuit for circulating a first refrigerant through the first cooler; a second cooling circuit including a second cooler for cooling compressed air supplied via the first cooler and a second refrigerant circulation circuit for circulating a second refrigerant through the second cooler; and a switching control means for simultaneously or selectively using the first cooling circuit and the second cooling circuit to cool the compressed air, the first refrigerant having a higher boiling point than the second refrigerant, The switching control means is based on a preset temperature of the cooled compressed air after being cooled by the second cooler, an inlet temperature which is the temperature of the compressed air before being cooled by the first cooler, and a preset switching control temperature. When the preset temperature is lower than the switching control temperature, the compressed air is cooled using only the second cooling circuit, when the inlet temperature is lower than the switching control temperature, the compressed air is cooled using both the first and second cooling circuits when the inlet temperature is equal to or higher than the switching control temperature, and when the preset temperature is equal to or higher than the switching control temperature, the compressed air is cooled using only the first cooling circuit. This provides a compressed air cooling device (low-temperature compressed air supply system) that has good cooling efficiency over the entire cooling temperature range and also consumes little power.
また、従来から、低温圧縮空気供給装置システムには、その構成要素として、吸着式の除湿装置(「ヒートレスドライヤー」ともいう)が用いられている。
このヒートレスドライヤーでは、乾燥した気体(例えば空気)を連続して吐出・供給するため、活性アルミナ、シリカゲル、合成ゼオライト或いは塩化リチウムなどの吸着剤を充填した吸着筒(以下、「吸着塔」ともいう。)が2塔設けられている。一方の吸着塔に湿った圧縮空気を導いて吸着乾燥を行い、得られた乾燥空気を所定の供給先に供給する。同時に、得られた乾燥空気の一部を他方の吸着塔に導き、前段階の乾燥工程で吸湿して吸湿能力の低下した吸着剤から湿分を脱着し、さらにこの湿分を吸着塔からパージして吸着剤の再生を行う。なお、この再生工程では、一般的に、得られた乾燥空気の約10%の量を大気に放出する。この一方の吸着塔における圧縮空気の乾燥工程と、他方の吸着塔における吸着剤の再生工程は同時に並行して行われる。また、これらの乾燥工程と再生工程は二つの吸着塔の間で交互に行われる。例えば、所定時間経過ごとに両吸着塔に接続された切換え弁を切換える。これにより、乾燥空気を製品空気として連続的に所定の供給先に供給することができる。なお、この2塔式の圧縮気体成分調整方法は、圧力スウィング法とも称されている。
Conventionally, low-temperature compressed air supply systems have used an adsorption-type dehumidifier (also called a "heatless dryer") as a component thereof.
In this heatless dryer, two adsorption columns (hereinafter also referred to as "adsorption towers") filled with an adsorbent such as activated alumina, silica gel, synthetic zeolite, or lithium chloride are provided to continuously discharge and supply dry gas (e.g., air). Moist compressed air is introduced into one of the adsorption towers to perform adsorption drying, and the obtained dry air is supplied to a specified supply destination. At the same time, a part of the obtained dry air is introduced into the other adsorption tower, and moisture is desorbed from the adsorbent whose moisture absorption capacity has been reduced by absorbing moisture in the previous drying process, and the moisture is purged from the adsorption tower to regenerate the adsorbent. In this regeneration process, generally, about 10% of the obtained dry air is released into the atmosphere. The drying process of the compressed air in one of the adsorption towers and the regeneration process of the adsorbent in the other adsorption tower are performed simultaneously in parallel. In addition, these drying and regeneration processes are performed alternately between the two adsorption towers. For example, a switching valve connected to both adsorption towers is switched every time a predetermined time has elapsed. This allows the dry air to be continuously supplied to a specified supply destination as product air. This two-column method for adjusting the composition of compressed gas is also called the pressure swing method.
このような吸着剤を利用した気体成分の調整装置においては、運転停止時に適正に停止させないと、運転再開時に継続して好適な運転をすることができない場合がある。
これに対しては、例えば先に、吸着剤が充填された二つの吸着塔のうち一方へ圧縮気体を導いて該圧縮気体の湿分が吸着除湿されることで乾燥気体を吐出させる乾燥工程と、該乾燥工程によって乾燥された圧縮気体の一部を前工程で圧縮気体の湿分を吸着除湿した他方の吸着塔へ導いて吸着能力が低下した吸着剤から湿分を脱着させると共に排気させて該吸着剤を再生させる再生工程とを並行して行い、これらの乾燥工程と再生工程とを二つの吸着塔の間で実質的に交互に行うことで乾燥気体を連続的に吐出させる圧縮気体の除湿における継続供給方法であって、前記再生工程においては各吸着塔についてそれぞれ設けられ、該吸着塔から供給される乾燥した圧縮気体によって開閉駆動される排気バルブを作動させて排気の制御を行い、前記排気バルブの開閉駆動に用いられる圧縮気体の圧力が予め設定した値よりも低下した場合に、二つの吸着塔の双方について再生工程の排気が止められた状態となるように、各吸着塔にかかるそれぞれの排気バルブを共に閉じた状態とし、その後に装置全体の運転を停止させることを特徴とする圧縮気体の除湿における継続供給方法(特許文献1参照)が、本出願人によって提案されている。
In such a gas component adjusting device that uses an adsorbent, if the device is not properly stopped when the device is stopped, the device may not be able to continue to operate properly when the device is restarted.
In response to this, for example, a continuous supply method for dehumidifying compressed gas includes a drying step in which compressed gas is introduced into one of two adsorption towers filled with an adsorbent, where moisture in the compressed gas is adsorbed and dehumidified to discharge dry gas, and a regeneration step in which a part of the compressed gas dried in the drying step is introduced into the other adsorption tower which adsorbed and dehumidified the moisture in the compressed gas in the previous step, where moisture is desorbed from the adsorbent whose adsorption capacity has decreased and the adsorbent is discharged, thereby regenerating the adsorbent. The drying step and the regeneration step are performed substantially alternately between the two adsorption towers, thereby continuously discharging dry gas. The present applicant has proposed a continuous supply method for dehumidifying compressed gas (see Patent Document 1), which is characterized in that in the regeneration process, exhaust is controlled by operating an exhaust valve provided for each adsorption tower and driven to open and close by dried compressed gas supplied from the adsorption tower, and when the pressure of the compressed gas used to drive the exhaust valves to open and close falls below a preset value, both exhaust valves applied to each adsorption tower are closed so that exhaust in the regeneration process is stopped for both adsorption towers, and then operation of the entire apparatus is stopped.
低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法に関して解決しようとする問題点は、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合、従来のシステムでは、露点上昇による保護停止、又は超低温冷却器の過負荷運転状態による保護停止となるように、運転を停止するように制御されているが、運転を継続しつつ、フィルタエレメント破損防止などのシステムを保護するより合理的な手段が提案されていないことにある。すなわち、運転を一旦停止すると、安定的な運転に復帰するまで、時間が長くかかり、生産効率を著しく低下させてしまうという問題がある。
そこで本発明の目的は、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合でも、運転を継続しつつ、システムを保護することができる低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法を提供することにある。
The problem to be solved by the low-temperature compressed air supply system and the low-temperature compressed air supply method is that, when the compressed air flow rate exceeds the rated flow rate due to a sudden change in the intake air conditions or load change, the conventional system is controlled to stop operation to protect against a rise in the dew point or an overloaded operation state of the ultra-low temperature cooler, but no more reasonable means for protecting the system while continuing operation, such as preventing damage to the filter element, has been proposed. In other words, once operation is stopped, it takes a long time to return to stable operation, resulting in a significant decrease in production efficiency.
Therefore, an object of the present invention is to provide a low-temperature compressed air supply device system and a low-temperature compressed air supply method that can continue operation and protect the system even if the compressed air flow rate increases above the rated flow rate due to a sudden change in intake conditions or load fluctuation.
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る低温圧縮空気供給装置システムの一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給装置システムであって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、定格流量となるように流量を調整する流量制御弁と、該流量制御弁を制御する制御装置とを備える。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
According to one embodiment of the low-temperature compressed air supply system of the present invention, there is provided a low-temperature compressed air supply system that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, the system including a heatless dryer which is an adsorption-type dehumidifier that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a drying and cooling system unit including a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, a flow control valve that adjusts the flow rate to the rated flow rate when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system unit exceeds the rated flow rate, and a control device that controls the flow control valve.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システムの一形態によれば、前記流量制御弁が、前記第2の冷却器から製品空気を吐出する吐出部の側に設置されていることを特徴とすることができる。 In addition, according to one embodiment of the low-temperature compressed air supply system of the present invention, the flow control valve can be characterized as being installed on the side of the discharge portion that discharges the product air from the second cooler.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システムの一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給装置システムであって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、前記第2の冷却器の設定温度を上昇させるように制御する制御装置を備える。 According to one embodiment of the low-temperature compressed air supply system of the present invention, the low-temperature compressed air supply system dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, and includes a heatless dryer, an adsorption-type dehumidifier that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a drying and cooling system unit that includes a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, and a control device that controls the second cooler to increase its set temperature when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system unit exceeds the rated flow rate.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システムの一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給装置システムであって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングに定格流量を超えているときに、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングを一定時間遅延させるように制御する制御装置を備える。
また、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システムの一形態によれば、流量を検知する流量センサが、前記第2の冷却器に乾燥圧縮空気を供給する入気部の側に設けられていることを特徴とすることができる。
According to one embodiment of the low-temperature compressed air supply system of the present invention, there is provided a low-temperature compressed air supply system that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, the system including a heatless dryer which is an adsorption-type dehumidifier that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a drying and cooling system unit that includes a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, and a control device that controls the switching timing of the two adsorption cylinders of the heatless dryer to be delayed by a certain time when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system unit exceeds the rated flow rate at the switching timing of the two adsorption cylinders of the heatless dryer.
In addition, according to one embodiment of the low-temperature compressed air supply device system of the present invention, a flow rate sensor for detecting a flow rate can be provided on the side of the inlet part that supplies dry compressed air to the second cooler.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給方法の一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給方法であって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、定格流量となるように流量を調整することを特徴とする。 In addition, according to one embodiment of the low-temperature compressed air supply method of the present invention, the method dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, and is characterized in that the method includes a heatless dryer, which is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, and in the drying and cooling system section, when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system section exceeds the rated flow rate, the flow rate is adjusted to the rated flow rate.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給方法の一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給方法であって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、前記第2の冷却器の設定温度を上昇させることを特徴とする。 In addition, according to one embodiment of the low-temperature compressed air supply method of the present invention, the method dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, and is characterized in that the method includes a heatless dryer, which is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, and in the drying and cooling system section, when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system section exceeds the rated flow rate, the set temperature of the second cooler is increased.
また、本発明に係る低温圧縮空気供給方法の一形態によれば、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させる低温圧縮空気供給方法であって、吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、前記乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングに定格流量を超えているときに、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングを一定時間遅延させることを特徴とする。 In addition, according to one embodiment of the low-temperature compressed air supply method of the present invention, the low-temperature compressed air supply method dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air, and is characterized in that the method includes a heatless dryer, which is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified dry compressed air, a first cooler that cools the dry compressed air supplied from the heatless dryer, and a second cooler that further cools the cooled dry compressed air supplied from the first cooler, and when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds the rated flow rate at the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer, the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer is delayed by a certain time.
本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合でも、運転を継続しつつ、システムを保護することができることができるという特別有利な効果を奏する。 The low-temperature compressed air supply system and low-temperature compressed air supply method according to the present invention have the special advantageous effect of being able to protect the system while continuing operation even if the compressed air flow rate increases above the rated flow rate due to a sudden change in the intake conditions or load fluctuation.
以下、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法の形態例を添付図面(図1~3)に基づいて詳細に説明する。この低温圧縮空気供給装置システムとは、空気圧縮機から供給される圧縮空気を除湿及び冷却して乾燥した低温空気を吐出させるものである。 Hereinafter, examples of a low-temperature compressed air supply system and a low-temperature compressed air supply method according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings (Figs. 1 to 3). This low-temperature compressed air supply system dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor, and discharges dry low-temperature air.
先ず、本発明に関連する低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法において、この低温圧縮空気供給装置システムに係るエネルギー消費の低減(以下、「省エネ」という。)をするために、乾燥冷却システム部200を制御する発明について、図1に基づいて説明する。
First, in the low-temperature compressed air supply system and low-temperature compressed air supply method related to the present invention, an invention for controlling the drying and
本発明に関連する低温圧縮空気供給装置システムでは、吸着剤が充填された二つの吸着筒10、20(図2参照)を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤー1と、そのヒートレスドライヤー1から供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器2と、その第1の冷却器2から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器3とを備える乾燥冷却システム部200が設けられていることを、基本的な構成としている。
The low-temperature compressed air supply system related to the present invention is basically configured to include a
そして、省エネのための第1の構成としては、乾燥冷却システム部200へ供給される圧縮空気に係る温度が基準となる温度よりも低い場合、又は、製品空気として吐出される圧縮空気に係る流量が基準となる流量よりも低下した場合に、前記第1の冷却器による冷却を停止又は低減させるように制御する制御装置50を備える。
The first configuration for energy conservation includes a
この低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、気象条件や製品空気の使用環境条件などの外界の環境条件の変化に適切に対応し、システムの運転のためのエネルギー消費を低減することができる。すなわち、入気温度が低い場合はそのために顕熱負荷が低いと判断し、流量が少ない場合はそのために負荷が低いと判断し、第1の冷却器の運転を停止又は低減させることで、省エネを図ることができる。 This low-temperature compressed air supply system and method can appropriately respond to changes in external environmental conditions, such as weather conditions and the environmental conditions under which the product air is used, and reduce energy consumption for system operation. That is, if the inlet air temperature is low, it is determined that the sensible heat load is low, and if the flow rate is low, it is determined that the load is low, and energy can be saved by stopping or reducing the operation of the first cooler.
なお、本発明に係る乾燥冷却システム部200には、その入気部に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源100が接続され、乾燥冷却システム部200に設けられている第1の冷却器2及び第2の冷却器3には、それぞれの凝縮器2b、3bを冷却する手段の一例として冷却水源300を接続することができる。
The drying and
前記の圧縮空気供給源100としては、例えば、圧縮空気を発生させるコンプレッサ、その圧縮空気に含まれる水分を凝集させてドレンとして排出することで除湿させる圧縮空気除湿装置や、空気圧タンクを構成要素として備えるものを用いることができる。
また、この低温圧縮空気供給装置システムによって発生した製品空気である超低温乾燥空気は、低温圧縮空気利用設備400へ供給されるように、乾燥冷却システム部200から吐出されるように構成されている。
The compressed
In addition, the ultra-low temperature dried air, which is the product air generated by this low temperature compressed air supply device system, is configured to be discharged from the drying and
また、本形態例の第1の冷却器2及び第2の冷却器3は、冷凍サイクルによって冷却をする装置になっており、第1の熱交換器2a及び第2の熱交換器3aによって圧縮空気が冷却され、例えば、-35℃に温調した超低温の圧縮空気を、低温圧縮空気利用設備400へ供給できるように構成されている。そして、本形態例では、外部の冷却水源300から冷却水9を導入し、第1の冷却器2の第1の水冷凝縮器2bや第2の冷却器3の第2の水冷凝縮器3bを冷却できる水冷式の冷凍サイクルシステムになっている。なお、この冷凍サイクルを用いた冷却器2、3としては、空冷式の冷凍サイクルシステムとすることができるのは勿論である。また、本形態例では、3cは露点センサであり、第2の冷却器3の構成要素となっており、露点を計測するために、僅かに空気をパージするように設けられている。さらに、3dは空気パージ弁であり、製品空気である低温圧縮空気の低温圧縮空気利用設備400の側へ供給が余剰となった場合に、適宜にパージされるように設置されている。
In addition, the
次に、省エネのための第2の構成としては、乾燥冷却システム部200へ供給される圧縮空気に係る露点が基準となる露点よりも低い場合、又は、製品空気として吐出される圧縮空気に係る流量が基準となる流量よりも低下した場合に、ヒートレスドライヤー1の二つの吸着筒10、20に係る切り替え時間の間隔を延長させるように制御する制御装置50を備える。
Next, the second configuration for energy saving is equipped with a
この低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、気象条件や製品空気の使用環境条件などの外界の環境条件の変化に適切に対応し、システムの運転のためのエネルギー消費を低減することができる。すなわち、入気露点が低い場合はそのためにシステム入口の湿分負荷が低いと判断し、流量が少ない場合はそのために負荷が低いと判断し、ヒートレスドライヤーの切り替え時間を延長することで、省エネを図ることができる。つまり、ヒートレスドライヤーの切り替え時間を延長することで、主に、吸着剤の再生工程のパージによって排気される圧縮空気の量を低減することが可能となるため、省エネになる。 This low-temperature compressed air supply system and method can appropriately respond to changes in external environmental conditions, such as weather conditions and the environmental conditions under which the product air is used, and reduce energy consumption for system operation. That is, if the inlet dew point is low, it is determined that the moisture load at the system inlet is low, and if the flow rate is low, it is determined that the load is low, and energy can be saved by extending the switching time of the heatless dryer. In other words, extending the switching time of the heatless dryer mainly reduces the amount of compressed air exhausted by purging in the adsorbent regeneration process, resulting in energy savings.
また、本形態例では、温度を検知する温度センサや露点を検知する露点センサ(温度露点センサ6)が、乾燥冷却システム部200に圧縮空気を供給する入気部の側に設置されている。これによれば、乾燥冷却システム部200に供給される圧縮空気の状況を適切に確認でき、気象条件などの外界の変化に適切に対応して、前述したように、システムの運転のためのエネルギー消費を低減するように、乾燥冷却システム部200の構成要素を適宜に制御できる。本形態例では、前述のように設置された温度露点センサ6からの情報を、制御装置50が受け取り、その制御装置が予め設定された条件に対応させて、運転指令を各機器に送信することで、省エネ運転ができるようになっている。
In addition, in this embodiment, a temperature sensor that detects temperature and a dew point sensor that detects dew point (temperature dew point sensor 6) are installed on the side of the intake section that supplies compressed air to the drying and
なお、本実施例では、流量を検知する流量センサ7が、前記第2の冷却器に乾燥圧縮空気を供給する入気部の側に設置されている。これによれば、流量センサ7が、通常の流量センサ7の耐寒性能をクリアできる範囲で、システムの最も下流側に設置されている。このため、最終的に必要となる製品空気の流量について、より良い条件で測定することができ、その計測データに基づいて適切な制御を行うことができる。本形態例では、前述のように設置された流量センサ7からの情報を、制御装置50が受け取り、その制御装置50が予め設定された条件に対応させて、運転指令を各機器に送信することで、省エネ運転ができるようになっている。
In this embodiment, the flow sensor 7 that detects the flow rate is installed on the side of the air inlet that supplies dry compressed air to the second cooler. This allows the flow sensor 7 to be installed at the most downstream side of the system within the range that meets the cold resistance performance of a normal flow sensor 7. This allows the final required product air flow rate to be measured under better conditions, and appropriate control can be performed based on the measurement data. In this embodiment, the
次に、本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法において、乾燥冷却システム部200を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、低温圧縮空気供給装置システムの運転継続や保護のために、乾燥冷却システム部200を制御する発明について、図1に基づいて説明する。
Next, in the low-temperature compressed air supply system and low-temperature compressed air supply method according to the present invention, an invention for controlling the drying and
この定格流量を超えたときに対応するための低温圧縮空気供給装置システムにおいても、吸着剤が充填された二つの吸着筒10、20(図2参照)を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤー1と、そのヒートレスドライヤー1から供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器2と、その第1の冷却器2から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器3とを備える乾燥冷却システム部が設けられていることを、基本的な構成とする。
The low-temperature compressed air supply system, which is used when the rated flow rate is exceeded, is basically configured to include a
そして、低温圧縮空気供給装置システムの運転継続や保護のための第1の構成としては、乾燥冷却システム部200を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、定格流量となるように流量を調整する流量制御弁8と、その流量制御弁8を制御する制御装置50とを備える。
The first configuration for continuing operation and protecting the low-temperature compressed air supply system includes a
この本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合でも、運転を継続しつつ、システムを保護することができることができる。すなわち、流量が定格流量を超えた場合、定格流量となるように流量制御弁を調整することで、システムが警報停止せずに、運転を継続できると共に、超低温圧縮空気冷却装置である第2の冷却器3の過負荷運転状態を防止でき、風量増加時のフィルタ(第1のフィルタ4及び第2のフィルタ5など)差圧増加によるフィルタエレメントの破損を防止することができる。
According to the low-temperature compressed air supply system and low-temperature compressed air supply method of the present invention, even if the compressed air flow rate exceeds the rated flow rate due to a sudden change in the intake conditions or load fluctuation, the system can continue to operate and be protected. In other words, if the flow rate exceeds the rated flow rate, the flow control valve is adjusted to the rated flow rate, so that the system can continue to operate without an alarm being issued and the
なお、本実施例では、流量制御弁8が、第2の冷却器3から製品空気を吐出する吐出部の側に設置されている。これによれば、流量制御弁8を、製品空気を供給する低温圧縮空気利用設備400へ接続される部分の直前に配置することができるため、製品空気の流量をより正確にコントロールできる。
In this embodiment, the
そして、低温圧縮空気供給装置システムの運転継続や保護のための第2の構成としては、該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、前記第2の冷却器の設定温度を上昇させるように制御する制御装置を備える。 The second configuration for continuing operation and protecting the low-temperature compressed air supply system includes a control device that controls the second cooler to increase its set temperature when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds the rated flow rate.
この本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合でも、運転を継続することができることができる。すなわち、この発明では、流量増加に伴い、ヒートレスドライヤー1及び第1の冷却器2は負荷が増加した場合、そのヒートレスドライヤー1の負荷増加によって第2の冷却器3の入口露点が上昇することに対し、その第2の冷却器3に内蔵された第2の熱交換器3aの凍結防止のため、設定温度を上昇させて露点温度以上で出口温度を制御することになる。これによれば、流量が定格流量を超えた場合でも、測定流量に応じて超低温圧縮空気冷却装置である第2の冷却器3の設定温度を、自動で変更することで、システムが警報停止せずに、運転を継続できる。なお、この制御は、低温圧縮空気利用設備400の側で、許容される範囲内に限定されて実行されるもので、最適条件ではないが運転可能な範囲が設定されている場合に有効に機能し、運転を継続させることができる。
According to the low-temperature compressed air supply system and the low-temperature compressed air supply method of the present invention, even if the compressed air flow rate exceeds the rated flow rate due to a sudden change in the inlet air condition or load change, operation can be continued. That is, in this invention, when the load of the
そして、低温圧縮空気供給装置システムの運転継続や保護のための第3の構成としては、乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒10、20に係る切り替えタイミングに定格流量を超えているときに、前記ヒートレスドライヤーの二つの吸着筒10、20に係る切り替えタイミングを一定時間遅延させるように制御する制御装置50を備える。
The third configuration for continuing operation and protecting the low-temperature compressed air supply system includes a
この本発明に係る低温圧縮空気供給装置システム及び低温圧縮空気供給方法によれば、突発的な入気条件の変動や負荷変動などによって、圧縮空気流量が定格流量よりも増えた場合でも、運転を継続しつつ、システムを保護することができる。すなわち、ヒートレスドライヤー1の吸着筒10、20の切り替えタイミングに流量が定格流量を超えている場合は、ヒートレスドライヤー1の切り替えタイミングを一定時間遅延することで、システムが警報停止せずに、運転を継続できると共に、吸着筒10、20切り替えタイミングに流量が増加することを防止でき、風量増加時のフィルタ(第1のフィルタ4及び第2のフィルタ5など)差圧増加によるフィルタエレメントの破損を防止することができる。また、これにより、第2のフィルタ5が確実に機能し、ヒートレスドライヤー1の吸着剤の漏出を防止することができる。
According to the low-temperature compressed air supply system and the low-temperature compressed air supply method of the present invention, even if the compressed air flow rate exceeds the rated flow rate due to a sudden change in the intake air conditions or load change, the system can be protected while continuing operation. In other words, if the flow rate exceeds the rated flow rate at the timing of switching the
なお、ヒートレスドライヤー1の切り替えタイミングを一定時間遅延する上記の形態例において、一定時間経過後も流量が定格流量を超えている場合は、他の条件について深刻な問題がない場合、吸着筒10、20の切り替えを実施する。これは、吸着筒10、20の切り替えを実施しないと露点が上昇するためである。
In the above embodiment in which the switching timing of the
ところで、二つの吸着筒10、20に係る切り替えのタイミングで流量が増加する現象は、図3の工程(1)、(3)や(1)’に示すように、吸着剤の昇圧工程の終盤であって昇圧が完了した状態であって切り替えがなされる前の状態では、それぞれの吸着筒10又は20では、パージされて排気される空気や昇圧のために使われる空気がなくなるため、一次的に、製品空気として吐出される空気量が増えることによる。
従って、ヒートレスドライヤー1の切り替えタイミングを一定時間遅延するとは、図3の工程(2)、(4)や(4)’に示すように、吸着筒10又は20のいずれかで、パージによる排気がなされている排気工程が含まれる工程について、その工程を延長し、切り替えタイミングを一定時間遅延すると良い。
Incidentally, the phenomenon of the flow rate increasing at the timing of switching between the two
Therefore, delaying the switching timing of the
次に、本発明に適用できる特願2021-144449号で出願した内容のヒートレスドライヤー(圧縮気体成分調整装置)の形態例について、図2、3に基づいて詳細に説明する。本発明に係る圧縮気体成分調整装置は、吸着剤が充填された二つの吸着筒10、20を交互に用いることで、圧縮気体の気体成分を調整し、気体成分が調整された調整気体を継続的に吐出させるものであり、以下の構成を備える。
Next, an example of the heatless dryer (compressed gas component adjustment device) of the contents of the application in Japanese Patent Application No. 2021-144449 that can be applied to the present invention will be described in detail with reference to Figures 2 and 3. The compressed gas component adjustment device according to the present invention adjusts the gas components of the compressed gas by alternately using two
この圧縮気体成分調整装置では、先ず、導入された圧縮気体の所要成分を吸着する吸着剤が充填された第1吸着筒10及び第2吸着筒20を備える。なお、図2では、第1吸着筒10が「CLM A」と表記され、第2吸着筒20が「CLM B」と表記されている。また、本形態例の吸着剤は、空気の湿分を吸着して乾燥空気を製品空気として吐出するもので、背景技術の欄で説明したような吸着式の除湿装置になっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜選択的に湿分(水蒸気)とは異なる他の気体成分を吸着できる吸着剤を用いることができるのは勿論である。それによれば、本発明は、所要の気体成分を除去して所要の気体成分の濃度を高めるように機能する圧縮気体成分調整装置として好適に適用できる。
This compressed gas component adjustment device is equipped with a
また、本形態例では、図2に示すように、気体通路として、第1吸着筒10に圧縮気体を導く第1給気通路11、及び第2吸着筒20に圧縮気体を導く第2給気通路21と、第1吸着筒10から調整気体を吐出させる第1吐出通路13、及び第2吸着筒20から調整気体を吐出させる第2吐出通路23と、第1吸着筒10と第2吸着筒20を連通する吸着筒間接続路33と、第2吸着筒20で調整された調整気体の一部が吸着筒間接続路33を介して第1吸着筒10に導かれて吸着剤から所要成分を脱着パージして該吸着剤を再生させるように排気させる第1排気通路15、及び第1吸着筒10で調整された調整気体の一部が吸着筒間接続路33を介して第2吸着筒20に導かれて吸着剤から所要成分を脱着パージして該吸着剤を再生させるように排気させる第2排気通路25とを備えている。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the gas passages include a first
なお、吸着筒間接続路33には、図2に示すようにオリフィス34が設けられており、このオリフィス34は所定の一定の圧力をかけることによって所定の一定の流量が得られるように作用する。従って、本形態例では、第1排気通路15又は第2排気通路25が開通して第1吸着筒10又は第2吸着筒20が大気に開放された場合、その大気に開放された第1吸着筒10内又は第2吸着筒20内と給気される圧縮気体との圧力差によって、オリフィス34を通過する空気量は一定の流量となるように自動的にコントロールされる。
As shown in FIG. 2, the
また、本形態例では、図2に示すように、上述の気体通路のうち給気通路11、12を開閉して切り替える「切替弁(図3参照)」の弁機構の構成要素として、第1給気通路11を開閉する第1給気バルブ12、及び第2給気通路21を開閉する第2給気バルブ22と、第1給気バルブ12及び第2給気バルブ22の開閉切り替えを行うように作動する給気バルブ開閉手段30とを備えている。なお、図2に示す形態例では、第1給気バルブ12及び第2給気バルブ22がコントロールバルブ(CTV)によって構成されており、給気バルブ開閉手段30がパイロットバルブ(PV1)によって構成されている。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the components of the valve mechanism of the "switching valve (see FIG. 3)" that opens and closes the
また、本形態例では、図2に示すように、上述の気体通路のうち排気通路15、25を開閉して切り替える「排気弁(図3参照)」の弁機構の構成要素として、第1排気通路15を開閉する第1排気バルブ16、及び第2排気通路25を開閉する第2排気バルブ26と、第1排気バルブ16の開閉を行うように作動する第1排気バルブ開閉装置17、及び第2排気バルブ26の開閉を行うように作動する第2排気バルブ開閉装置27とを備えている。なお、図2に示す形態例では、第1排気バルブ16及び第2排気バルブ26がエキゾーストバルブ(EXV)によって構成されており、排気バルブ開閉手段が、第1排気バルブ開閉装置17及び第2排気バルブ開閉装置27として配された二つのパイロットバルブ(PV2、PV3)によって構成されている。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the components of the valve mechanism of the "exhaust valve (see FIG. 3)" that opens and closes the
なお、本形態例の給気バルブ開閉手段30を構成するパイロットバルブ(PV1)、第1排気バルブ開閉装置17及び第2排気バルブ開閉装置27を構成する二つのパイロットバルブ(PV2、PV3)は、電磁制御弁であり、特許文献3に記載されているように作動し、二つの吸着筒10、20から供給される圧縮気体によって、前述のコントロールバルブ(CTV)及びエキゾーストバルブ(EXV)を作動させて、前述の切替工程を実行するように配設されている。
In addition, the pilot valve (PV1) constituting the intake valve opening/closing means 30 in this embodiment, and the two pilot valves (PV2, PV3) constituting the first exhaust valve opening/
また、本形態例では、図2に示すように、第1吸着筒10内の圧力を監視する第1圧力センサー45、及び第2吸着筒20内の圧力を監視する第2圧力センサー46とが配されている。なお、本形態例の第1圧力センサー45(PS1)は、第1吸着筒10の調整気体(本形態例では乾燥空気)が吐出される側である下流側であって、吸着筒間接続路33のオリフィス34に至る手前の管路(通気路)に装着されて、第1吸着筒10の圧力を計測検出して検出圧力情報を後述する制御装置50へ出力するように設けられている。また、本形態例の第2圧力センサー46(PS2)は、第2吸着筒20の調整気体(本形態例では乾燥空気)が吐出される側である下流側であって、吸着筒間接続路33のオリフィス34に至る手前(通気路)の管路に装着されて、第2吸着筒20の圧力を計測検出して検出圧力情報を後述する制御装置50へ出力するように設けられている。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a
そして、本形態例では、第1圧力センサー45及び/又は第2圧力センサー46で得られた検出圧力情報が入力され、予め設定された設定時間を基準とし、前記検出圧力情報と予め設定された設定圧力とを比較することで判断し、所要の条件に到達した時点で、給気バルブ開閉手段30と排気バルブ開閉手段(第1排気バルブ開閉装置17及び第2排気バルブ開閉装置27)とを作動させるように制御信号や、警告信号を出力する制御装置50とを備えている。
In this embodiment, the
以上の構成を備えることで、本発明に係る圧縮気体成分調整装置によれば、圧力スウィング法に用いられる二つの吸着筒10、20内部の圧力変化を経過時間と関連付けて監視し、圧縮気体の気体成分調整に係る工程を実行する装置の動作をより適切に管理することができるという特別有利な効果を奏する。
With the above configuration, the compressed gas component adjustment device according to the present invention has the particularly advantageous effect of monitoring the pressure changes inside the two
また、図2に示すように、本形態例では、以上構成の他に以下の構成を備えている。
14はチェックバルブ(CKV(1))であり、吐出される調整気体(本形態例では乾燥空気)が逆流しないように装着されている。また、42はチェックバルブ(CKV(2))であり、二つの吸着筒10、20の下流部から制御用としてパイロットバルブ(PV1)及び二つのパイロットバルブ(PV2、PV3)へ供給される圧縮気体が、逆流しないように装着されている。また、図2において、AFと表記されているのはエアフィルタであり、IFがインレットフィルタ、OFがアウトレットフィルタである。また、図2において、SLCはサイレンサであり、エキゾーストバルブ(EXV)の排気口となっており、排気騒音を低減するように配されている。さらに、MSは、温湿度センサーである。
As shown in FIG. 2, the present embodiment includes the following components in addition to the above components.
次に、制御装置50の制御構成について、具体的な実施例を、図3に基づいて説明する。
本形態例では、図3に示すように、制御装置50では、第1排気バルブ16又は第2排気バルブ26を閉じて第1吸着筒10内又は第2吸着筒20内を昇圧させる際の設定時間として、第1の昇圧設定時間(<a>秒)とその第1の昇圧設定時間(<a>秒)よりも長い時間の第2の昇圧設定時間(<c>秒)との2つが設定されている。
Next, a specific embodiment of the control configuration of the
In this embodiment, as shown in FIG. 3 , the
そして、図3に示す(X秒)は、実際に昇圧設定圧力(本実施例では二つの吸着筒10、20間の差圧が例えば0(±0.05)MPa、又はΔpになる圧力)までに達する時間の長さであり、第1の昇圧設定時間(<a>秒)までに昇圧設定圧力に到達したことが第1圧力センサー45及び/又は第2圧力センサー46の検出圧力情報によって検知された場合には、第1の昇圧設定時間(<a>秒)になった時点で給気バルブ開閉手段30及び排気バルブ開閉手段(第1排気バルブ開閉装置17又は第2排気バルブ開閉装置27)を作動させて給気及び排気にかかる切り替えを行うように制御信号が、制御装置50によって出力される。なお、この昇圧設定圧力とは、第1圧力センサー45及び第2圧力センサー46の検出圧力情報によって算出される差圧であっても良いし、例えば圧縮気体成分調整装置に供給される給気圧が安定している場合は第1圧力センサー45又は第2圧力センサー46の検出圧力情報について個々に設定される圧力(Δp)であってもよい。これによる操作の例としては、例えば、図3のタイムチャートにおいて、工程(1)から(2)に移行する時点の第2吸着筒20(B筒)で、実際の経過時間(X秒)が第1の昇圧設定時間(<a>秒)と同じになった場合、給気バルブ開閉手段30によって第2給気バルブ22を開いて給気が第1吸着筒10(A筒)からB筒20に切り替えられることによってB筒20で吸着工程が始まり、A筒10では第1排気バルブ開閉装置17によって第1排気バルブ16が開いて排気工程が始まるように切替操作がなされる。
And (X seconds) shown in FIG. 3 is the length of time it takes to actually reach the boost set pressure (in this embodiment, the pressure difference between the two
また、第1の昇圧設定時間(<a>秒)から第2の昇圧設定時間(<c>秒)までに昇圧設定圧力(差圧0(±0.05)MPa、又はΔp)に到達したことが第1圧力センサー45及び/又は第2圧力センサー46の検出圧力情報によって検知された場合には、その検知された時点で給気バルブ開閉手段30及び第1排気バルブ開閉装置17又は第2排気バルブ開閉装置27を作動させて給気及び排気にかかる切り替えを行うように制御信号が、制御装置50によって出力される。これによる操作の例としては、例えば、図3のタイムチャートにおいて、工程(1)’から(2)’に移行する時点のB筒20で、実際の経過時間(X秒)が第1の昇圧設定時間(<a>秒)よりも長くなった場合、その(X秒)の時点で、給気バルブ開閉手段30によって第2給気バルブ22を開いて給気がA筒10からB筒20に切り替えられることによってB筒20で吸着工程が始まり、A筒10では第1排気バルブ開閉装置17によって第1排気バルブ16が開いて排気工程が始まるように切替操作がなされる。なお、図3のタイムチャートにおいて、工程(3)から(4)に移行する際には、A筒10とB筒20の動作が逆になるが、上記と同様の切替操作がなされる。
In addition, when the detected pressure information of the
さらに、第2の昇圧設定時間(<c>秒)までに昇圧設定圧力(差圧0(±0.05)MPa、又はΔp)に到達したことが第1圧力センサー45及び/又は第2圧力センサー46の検出圧力情報によって検知されない場合には、第2の昇圧設定時間(<c>秒)になった時点で強制的に給気バルブ開閉手段30及び第1排気バルブ開閉装置17又は第2排気バルブ開閉装置27を作動させて給気及び排気を切り替える制御信号が、制御装置50によって出力される。これによる操作の例としては、例えば、図3のタイムチャートにおいて、工程(3)’から(4)’に移行する時点のA筒10で、第2の昇圧設定時間(<c>秒)になっても設定圧力(Δp)に到達しない場合、その(<c>秒)の時点で、給気バルブ開閉手段30によって第1給気バルブ12を開いて給気がB筒20からA筒10に切り替えられることによってA筒10で吸着工程が始まり、B筒20では第2排気バルブ開閉装置27によって第2排気バルブ26が開いて排気工程が始まるように切替操作がなされる。
Furthermore, if the detected pressure information of the
以上の昇圧工程にかかる切替操作によれば、前述のようにスムースな切り替えが可能となって、圧力変動による吸着剤の粉化(劣化)やバルブ類の故障が発生することを防止できる。 The above switching operation for the pressure increase process allows for smooth switching as described above, preventing the powdering (deterioration) of the adsorbent due to pressure fluctuations and the breakdown of valves.
さらにまた、本形態例では、前記制御装置50によって、前記排気工程において排気を開始した時点から、第1吸着筒10内又は第2吸着筒20内の圧力が予め設定された降圧設定圧力(Δp)の値まで降下する時間として予め設定された降圧設定時間(<b>秒)を経過しても、降圧設定圧力(Δp)の値と第1吸着筒10内又は第2吸着筒20内の圧力を監視するように設けられた第1圧力センサー45又は第2圧力センサー46の検出圧力情報とを比較することで、第1吸着筒10内又は第2吸着筒20内の圧力が降圧設定圧力(Δp)の値まで下がらなかった場合に警報を発報するための警報信号を出力するようになっている。
Furthermore, in this embodiment, the
これによる操作の例としては、例えば、図3のタイムチャートにおいて、工程(4)’に示すようにB筒20で、降圧設定時間(<b>秒)になっても降圧設定圧力(Δp)に到達しない場合であって、実際の降圧時間(Y秒)が降圧設定時間(<b>秒)よりも長くなった場合には、前記制御装置50によって警報を発報するための警報信号が出力される。これによれば、前述のように信頼性と稼働効率を向上できる。
As an example of the operation by this, for example, in the time chart of Figure 3, as shown in step (4)', in
以上に説明した圧縮気体成分調整装置(ヒートレスドライヤー)によれば、その制御装置50による制御方法を応用することによって、図1に示した低温圧縮空気供給装置システムについて、ヒートレスドライヤー1の二つの吸着筒10、20にかかる切り替え時間の間隔を延長させるように制御することや、ヒートレスドライヤー1の二つの吸着筒10、20にかかる切り替えタイミングを一定時間遅延させるように制御することができる。
According to the compressed gas component adjustment device (heatless dryer) described above, by applying the control method of the
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。 The present invention has been described above in various preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments, and many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
1 ヒートレスドライヤー
2 第1の冷却器
2a 第1の熱交換器
2b 第1の水冷凝縮器
3 第2の冷却器
3a 第2の熱交換器
3b 第2の水冷凝縮器
3c 露点センサ
3d 空気パージ弁
4 第1のフィルタ
5 第2のフィルタ
6 温度露点センサ
7 流量センサ
8 流量制御弁
9 冷却水
10 第1吸着筒(A筒)
11 第1給気通路
12 第1給気バルブ
13 第1吐出通路
14 チェックバルブ(CKV(1))
15 第1排気通路
16 第1排気バルブ
17 第1排気バルブ開閉装置(パイロットバルブ(PV2))
20 第2吸着筒(B筒)
21 第2給気通路
22 第2給気バルブ
23 第2吐出通路
25 第2排気通路
26 第2排気バルブ
27 第2排気バルブ開閉装置(パイロットバルブ(PV3))
30 給気バルブ開閉手段(パイロットバルブ(PV1))
33 吸着筒間接続路
34 オリフィス
42 チェックバルブ(CKV(2))
45 第1圧力センサー
46 第2圧力センサー
50 制御装置
100 圧縮空気供給源
200 乾燥冷却システム部
300 冷却水源
400 低温圧縮空気利用設備
REFERENCE SIGNS
11 First
15
20 Second adsorption cylinder (B cylinder)
21 Second
30 Air supply valve opening/closing means (pilot valve (PV1))
33 Adsorption
45
Claims (8)
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、
該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、定格流量となるように流量を調整する流量制御弁と、
該流量制御弁を制御する制御装置とを備えることを特徴とする低温圧縮空気供給装置システム。 A low-temperature compressed air supply system that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler that further cools the cooled, dry compressed air supplied from the first cooler;
a flow control valve that adjusts the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system to the rated flow rate when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds a rated flow rate;
and a control device for controlling the flow control valve.
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、
該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、前記第2の冷却器の設定温度を上昇させるように制御する制御装置を備えることを特徴とする低温圧縮空気供給装置システム。 A low-temperature compressed air supply system that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler that further cools the cooled, dry compressed air supplied from the first cooler;
A low-temperature compressed air supply system comprising a control device that controls the set temperature of the second cooler to be increased when the flow rate of the compressed air flowing through the drying cooling system section exceeds a rated flow rate.
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部が設けられ、
乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングに定格流量を超えているときに、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングを一定時間遅延させるように制御する制御装置を備えることを特徴とする低温圧縮空気供給装置システム。 A low-temperature compressed air supply system that dehumidifies and cools compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler that further cools the cooled, dry compressed air supplied from the first cooler;
A low-temperature compressed air supply system comprising a control device that controls the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer to be delayed by a certain period of time when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds the rated flow rate at the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer.
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、
該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、定格流量となるように流量を調整することを特徴とする低温圧縮空気供給方法。 A method for supplying low-temperature compressed air, comprising the steps of: dehumidifying and cooling compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler that further cools the cooled, dry compressed air supplied from the first cooler,
A method for supplying low-temperature compressed air, characterized in that when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds a rated flow rate, the flow rate is adjusted to the rated flow rate.
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、
該乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が定格流量を超えたときに、前記第2の冷却器の設定温度を上昇させることを特徴とする低温圧縮空気供給方法。 A method for supplying low-temperature compressed air, comprising the steps of: dehumidifying and cooling compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler that further cools the cooled, dry compressed air supplied from the first cooler,
A method for supplying low-temperature compressed air, comprising the steps of: increasing a set temperature of the second cooler when a flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system exceeds a rated flow rate.
吸着剤が充填された二つの吸着筒を交互に切り替えて用いることで圧縮空気を除湿し、除湿された乾燥圧縮空気を継続的に吐出させる吸着式の除湿装置であるヒートレスドライヤーと、
該ヒートレスドライヤーから供給された乾燥圧縮空気を冷却する第1の冷却器と、
該第1の冷却器から供給された冷却された乾燥圧縮空気をさらに冷却する第2の冷却器とを備える乾燥冷却システム部において、
前記乾燥冷却システム部を流れる圧縮空気に係る流量が、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングに定格流量を超えているときに、前記ヒートレスドライヤーの前記二つの吸着筒に係る切り替えタイミングを一定時間遅延させることを特徴とする低温圧縮空気供給方法。 A method for supplying low-temperature compressed air, comprising the steps of: dehumidifying and cooling compressed air supplied from an air compressor to discharge dry low-temperature air,
A heatless dryer is an adsorption-type dehumidification device that dehumidifies compressed air by alternately switching between two adsorption cylinders filled with an adsorbent and continuously discharges the dehumidified, dry compressed air.
a first cooler for cooling the dry compressed air supplied from the heatless dryer;
a second cooler for further cooling the cooled dry compressed air supplied from the first cooler,
A method for supplying low-temperature compressed air, characterized in that when the flow rate of the compressed air flowing through the drying and cooling system section exceeds the rated flow rate at the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer, the switching timing for the two adsorption cylinders of the heatless dryer is delayed by a certain period of time.
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