JP5017573B2 - 圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気より発生したドレン水の処理方法に於いて、冷凍式エアードライヤで発生したドレン水をエアータンクに送り込むことで、エアータンクで発生したドレン水と一体にする技術について述べたものであり、特に冷却したドレン水を、ただ廃棄するのでは無く、有効活用することによって、エネルギーの無駄な排出を防止しようとする内容のものである。

従来、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関係する技術としては、複数の機器から発生した圧縮空気のドレン処理方法において、ドレンを排出するドレン配管の全てを集合させ、一つの電気式ドレントラップで排出するもの（例えば、特許文献１参照）を見ることが出来る。

ここに、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に類似している、従来の圧縮空気のドレン処理方法およびドレン処理装置について、特許文献１によって説明する。

この場合、特許文献１に於いて、圧縮機１１からの圧縮空気をエアータンク１４に貯蔵することと圧縮空気を圧縮空気吐出配管１５によって冷凍式エアードライヤー３０に送り込み冷却することによって発生するドレンＤ１、Ｄ２を排出するための圧縮空気のドレン処理装置に於いて、エアータンク１４のドレン排出口１４ｂに接続したドレン配管イ１６と、冷凍式エアードライヤー本体３１のドレン排出口３１ｃに接続したドレン配管ロ３６と、ドレン配管１６、３６が共に接続した集合管４１と、集合管４１に接続した電気式ドレントラップ４０により構成された技術が示されている。
特開平１１−２０１３９０

しかしながら、このような圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に類似している、従来の圧縮空気のドレン処理方法およびドレン処理装置に関しては、以下に示すような課題があった。

ここで、複数の機器から発生した圧縮空気のドレン処理方法において、ドレンを排出するドレン配管の全てを集合させ、一つの電気式ドレントラップで排出する技術では、冷凍式エアードライヤー３０で冷却した圧縮空気もドレンＤ２排出の為に使用し、発生した冷たいドレンＤ２も捨てるだけという、エネルギー効率から見て非常に無駄な処理を行っていた。

本発明は、圧縮機１１によって作り出された圧縮空気を貯蔵するエアータンク１４と前記エアータンク１４に貯蔵された圧縮空気が送り込まれた後に冷却することで乾燥した圧縮空気とする冷凍式エアードライヤ３０で圧縮空気より発生したドレン水の処理方法に於いて、前記冷凍式エアードライヤ３０で発生したドレン水Ｄ２を前記エアータンク１４に送り込むことで、前記エアータンク１４で発生したドレン水Ｄ１と一体にすることを特徴とし、更には、前記冷凍式エアードライヤ３０を前記エアータンク１４より高い所に位置させ、前記ドレン水Ｄ２が前記冷凍式エアードライヤ３０と前記エアータンク１４との位置エネルギーの差によって前記エアータンク１４から前記冷凍式エアードライヤ３０の側に逆流しないようにしたことを特徴とし、更には、前記冷凍式エアードライヤ３０と前記エアータンク１４の間に逆流を防止する機能を付加したことを特徴とし、更には、前記エアータンク１４の何れかの地点に於ける前記ドレン水Ｄ１の量によって、または一定の時間ごとに、圧縮空気の力によって前記ドレン水Ｄ１を送り出し、更にエマルジョン破壊と油吸着の処理を行うことを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

また、本発明は、圧縮機１１によって作り出された圧縮空気を貯蔵するエアータンク１４と前記エアータンク１４に貯蔵された圧縮空気が送り込まれた後に冷却することで乾燥した圧縮空気とする冷凍式エアードライヤ３０で圧縮空気より発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水Ｄ２を排出する目的で、前記冷凍式エアードライヤ３０が前記エアータンク１４より高い所に位置した状態で、前記冷凍式エアードライヤ３０の下部に接続したドレン水配管３６を前記エアータンク１４に接続し、それによって前記ドレン水Ｄ２が流れ込んで前記エアータンク１４内のドレン水Ｄ１に合流するようにしたことを特徴とし、更には、前記ドレン水配管３６の先端を前記エアータンク１４内の底部近傍に位置させたことを特徴とし、更には、前記ドレン水Ｄ１を排出する目的で、前記エアータンク１４の下部に接続したドレン水配管１６と、前記エアータンク１４に貯留された前記ドレン水Ｄ１の量によってまたは一定の時間毎に圧縮空気と共に前記ドレン水Ｄ１を送り出す電磁式ドレントラップ４０と、エマルジョン破壊と油吸着の処理を行うドレン水処理装置７０を接続したことを特徴とし、更には、前記エアータンク１４と前記冷凍式エアードライヤ３０と前記電磁式ドレントラップ４０を、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ１として一体に構成したことを特徴とし、更には、前記ドレン水配管３６の途中に前記エアータンク１４からの逆流を防止する逆止弁３４を設けたことを特徴とし、更には、前記エアータンク１４と前記冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。

第一に、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気より発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水を排出する目的で、冷凍式エアードライヤがエアータンクより高い所に位置した状態で、冷凍式エアードライヤの下部に接続したドレン水配管をエアータンクに接続し、それによってドレン水が流れ込んでエアータンク内のドレン水に合流するようにしたことで、エアータンクから冷凍式エアードライヤの側に逆流するのを防止しながら、冷凍式エアードライヤによって冷却した圧縮空気やドレン水を、ドレンを排出の為に使用したりそのまま廃棄するという、エネルギー効率から見て無駄なことを防止し、エアータンクで合流するようにしたことで冷却に使用出来るようにしたのである。 その結果、冷凍式エアードライヤの冷却のためのエネルギー消費を抑え、更に安価な維持費を達成し、結果として省エネルギーに効果をもたらしたのである。

第二に、ドレン水配管の先端をエアータンク内の底部近傍に位置させたことで、有効に位置エネルギーを確保することを出来るようにしたのである。

第三に、ドレン水を排出する目的で、エアータンクの下部に接続したドレン水配管と、エアータンクに貯留されたドレン水の量によってまたは一定の時間毎に圧縮空気と共にドレン水を送り出す電磁式ドレントラップと、エマルジョン破壊と油吸着の処理を行うドレン水処理装置を接続したことで、無駄な圧縮空気の排出もなく、確実にドレン水を清浄水にすることが出来るようにしたのである。

第四に、エアータンクと冷凍式エアードライヤと電磁式ドレントラップを、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサとして一体に構成したことで、運搬に容易で、設置が簡単で、設置面積の少ない装置を、安価に提供することが出来るようにしたのである。

第五に、ドレン水配管の途中にエアータンクからの逆流を防止する逆止弁を設けたことで、万が一の異常事態が発生した場合でも、確実に逆流を防止することが出来るようにしたのである。

第六に、エアータンクと冷凍式エアードライヤの設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることで、逆流を防止する位置エネルギーを確実に確保することが出来るようにしたのである。

本願発明の全体を示した図

以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本願発明の全体を示した図である。

図１に見られるように、１はパッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサであり、空気圧縮機１０と冷凍式エアードライヤ３０と電磁式ドレントラップ４０と圧縮空気やドレン水の配管を一体に構成し、従ってそれらの機器は箱１ａに収納されていて、吸入口１３より大気９２を吸引することにより空気圧縮機１０で作り出された圧縮空気は空気圧縮機１０を構成しているエアータンク１４に貯蔵され、その後圧縮空気吐出配管１５によって冷凍式エアードライヤ３０に送り込まれるようになっている。 但し、箱１ａということに拘る必要は無く、平面の基板の上に収納されている前述の物が全て位置していればそれでも構わない。

この場合、図１では、冷凍式エアードライヤ３０は棚１ｂの上に配置されているが、棚１ｂが無くても、この場所にこだわる必要も無いし、また圧縮空気吐出配管１５，３５やドレン水配管１６、３６を支柱として棚１ｂの代わりに使っても良いし、その他の方法で支持することも考えられる。 何れにしても、位置エネルギーを確保するためには、冷凍式エアードライヤ３０がエアータンク１４より常に高い所に位置していることが必要である。 更には、エアータンク１４から冷凍式エアードライヤ３０の側に逆流を防止することが出来る位置エネルギーを確保する意味からも、エアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０の設置面での高さの差としては、０．７〜３．５ｍであることが必要であると言える。

ここで、空気圧縮機１０は、圧縮機１１とモータ１２とエアータンク１４から構成されている。 この場合、モータ１２が作動することによってベルトを介して圧縮機１１を回転させることで、吸込口１３から大気９２を吸い込み、圧縮機１１によって圧縮空気を作り、その圧縮空気をエアータンク１４内に貯蔵するという構成になっている。 更に、エアータンク１４内の圧縮空気を冷凍式エアードライヤ３０に送り出すための圧縮空気吐出配管１５は、エアータンク１４に形成された圧縮空気吐出口１４ａに接続している。 また、このような構成の中で、圧縮空気から結露することで発生したドレン水Ｄ１が、エアータンク１４の底に溜まるようになっている。

尚、圧縮空気吐出配管１５に関して言えば、何れにしても圧力損出を防ぐ意味で十分な内径を確保されている必要は有る。 但し、それにもかかわらずエアータンク１４内の圧縮空気の圧力は、冷凍式エアードライヤ３０内の圧縮空気の圧力よりも、圧縮空気が圧縮空気吐出配管１５を経由することによる圧力損出によって、確実に高い値を示すと言うことが出来る。

一方、冷凍式エアードライヤ３０は、冷凍式エアードライヤ本体３１内にアキュムレータと圧縮機と凝縮機から構成される冷媒循環装置３２と周辺にフィン３３ａを位置させた冷媒配管３３が収納されており、アンモニアやフレオン・・・等の冷媒が冷媒循環装置３２と冷媒配管３３の間を循環することによって圧縮空気を冷却するような構造になっている。 この場合、エアータンク１４からの圧縮空気吐出配管１５は、冷凍式エアードライヤ本体３１に形成された圧縮空気流入口３１ａに接続して圧縮空気が流入するようになっている。

尚、冷却されることで乾燥した圧縮空気は、冷凍式エアードライヤ本体３１に形成された圧縮空気流出口３１ｂに接続した圧縮空気吐出配管３５を経由して、手動によって圧縮空気の流れを開放し遮断することが出来る圧縮空気開閉弁３８から、乾燥した圧縮空気９１としてエアーシリンダーやエアーモータ・・・等の各種のアクチュエータに流すことが出来るようになっている。

更に、このような構成の中で、冷凍式エアードライヤ３０内で圧縮空気から結露することで発生した冷たいドレン水Ｄ２が、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まるようになっている。

ここで、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まっている冷たいドレン水Ｄ２は、冷凍式エアードライヤ木体３１の底部に形成されているドレン水排出口３１ｃから、ドレン水配管３６と、ドレン水配管３６の途中に位置していて手動によってドレン水の流れを開放し遮断することが出来るドレン水開閉弁３７と流体がエアータンク１４の側から冷凍式エアードライヤ本体３１の側に流れるのを防止する逆止弁３４を経由して、エアータンク１４内に流れ込むようになっている。 即ち、ドレン水Ｄ２はドレン水Ｄ１に合流することになる。 また、逆止弁３４に関しては、別の方法で位置エネルギーを確保しているということから、配設しんしという構成も考えられる。

この事によって、冷たいドレン水Ｄ２は、エアータンク１４とその中に貯留されているドレン水Ｄ１を冷却するという効果をもたらしている。 その結果、冷たいドレン水Ｄ２をただ廃棄するのではなく、エアータンク１４を冷却することによってその中の圧縮空気を冷却し、次の冷凍式エアードライヤ３０でのエネルギーの消費を少なくするという効果をもたらしたのである。

この場合、ドレン水配管３６の先端は、図１に見られるように、エアータンク１４内部の底部近傍に位置させることが、位置エネルギーを確保する意味で最も望ましいと言える。但し、ドレン水配管３６の先端をエアータンク１４内部の中央に位置させても、上部に位置させてもそれなりの効果を期待することは出来る。 当然のことながら、エアータンク１４とドレン水配管３６の間は、洩れが無いように完全に密封されていることが必要である。

一方、エアータンク１４の底に溜まっているドレン水Ｄ１は、エアータンク１４の底部に形成されているドレン水排出口１４ｂから、ドレン水配管１６と、ドレン水配管１６の途中に位置していて手動によってドレン水の流れを開放し遮断することが出来るドレン水開閉弁１７を経由して、更にドレン水配管１６の途中に位置していてドレン水を圧縮空気と共に送り出す電磁式ドレントラップ４０を経由して、油吸着とエマルジョン破壊の機能を持ったドレン水処理装置７０に送り込まれ、清浄水配管７５から河川にそのまま排水することが可能な清浄水９３となって送り出している。

ところで、電磁式ドレントラップ４０に於いては、エアータンク１４に貯留されたドレン水Ｄ１の量によってまたは一定の時間毎に、圧縮空気と共にドレン水Ｄ１を送り出すようになっている。 但し、電磁式ドレントラップ４０に関しては、ドレン水を圧縮空気によって排出するものであれば、どの様な方式のものでも構わない。

さて、ドレン水処理装置７０としては、図１のドレン水処理装置７０に見られるように、ドレン水処理装置本体７１の内部に、油吸着材７２ということで、色素や異臭を除去する活性炭を概ね中央部の断面全体にドレン水の流れを遮るように配設し、更にエマルジョンを破壊させ油を吸着する目的のエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材と油を吸着する目的の吸着材を概ね均一に混在させたものを、活性炭の前後に収納している。 但し、油吸着材７２としては、エマルジョン破壊粒子付吸着材と吸着材を収納する場合も、エマルジョン破壊粒子付吸着材だけを収納する場合も、それなりに考えられる。

ここで、ドレン水処理装置本体７１に関しては、外部から内部の状況を目視することが可能なようにガラス製やプラスチック製等の透明の材料を使用したり、外部から内部の状況を目視することが可能なようにガラス製やプラスチック製等の透明の材料をはめ込む等のことも考えられる。

尚、エマルジョン破壊粒子付吸着材は、エマルジョン破壊粒子の働きによって微小の油が水と結合してエマルジョン化したドレン水をエマルジョン破壊することで油と水の結合を解き放ち、その後、分離した油はエマルジョン破壊粒子付吸着材を構成している吸着材や吸着材に吸着される。 従って、エマルジョン破壊粒子付吸着材と吸着材が散在することによって、エマルジョン化した油から油を完全に分離し吸着することによって除去が可能となったのである。

一方、活性炭のドレン水処理装置本体７１内での充填する位置としては、最上流では活性炭がかなり早い時点に汚れてしまい、最下流では活性炭そのものが流出することによって汚れた水が流れる様に見える為に、概ね中央部に位置させることが最も望ましいと言える。

ここで、ドレン水処理装置本体７１の構造としては、液体であるドレン水が、ドレン水配管１６の端部である流入口からドレン水処理装置本体７１に流入し、清浄水配管７５の端部である流出口から流出するまでの間に、ドレン水処理装置本体７１内を均一に流れるように、ドレン水処理装置本体７１の両端部である入口側と出口側には、二箇所の空間部７１ｚを確保してドレン水配管１６の端部である流入口と清浄水配管７５の端部である流出口を位置させている。

従って、両端の空間部７１ｚを確保するために、また液体であるドレン水が流れ易いように数多くの小さな穴を形成している油吸着材押え板７４を二枚用意し、その油吸着材押え板７４とドレン水処理装置本体７１の両端との間にドレン水処理装置本体７１の内径より小径の円筒状の支柱７３を配設することによって油吸着材押え板７４を支え、エマルジョン破壊粒子付吸着材や吸着材や活性炭である油吸着材７２を、二つの油吸着材押え板７４の間の中央の側に収納するようにしているのである。

但し、支柱７３は円筒状のものに限る必要は全くなく、空間部７１ｚを確保出来れば、どのような形状でも構わない。 尚、油吸着材押え板７４としては、数多くの小さな穴を形成したパンチングプレートやセラミック樹脂等を使用することが考えられる。 この場合、油吸着材押え板７４としては、ドレン水を通し易いものであれば、どの様なものでも構わない。

また、エマルジョン破壊粒子付吸着材や吸着材である油吸着材７２は、油等の異物を吸着するに従って抵抗が大きくなり、圧縮されながら下流に向かって押し付けられることで、更に抵抗が大きくなると同時にエマルジョン化した油の破壊や油吸着の機能も低下していくのである。

そこで、このことを少しでも防止するために、具体的に図示していないが、液体の流れを垂直に遮ることが出来るようにドレン水処理装置本体７１の略中央部に数多くの小さな穴を形成した中間多孔板を配設し、この中間多孔板を支えるために、中間多孔板と油吸着材押え板７４の間にドレン水処理装置本体７１の内径より小径の円筒状の支持材を配設することによってエマルジョン破壊粒子付吸着材や吸着材である油吸着材７２が圧縮されるのを防止している。

但し、この中間多孔板の位置に関しては、ドレン水処理装置本体７１の略中央部に多少前後しても構わない。 また、中間多孔板を支える支持材は円筒状のものに限る必要はなく、数本のボルトで固定する等中間多孔板を支持出来れば、どのような形状のものでも構わない。 この場合、中間多孔板の材料としては、油吸着材押え板７４と同じ様に、パンチングプレートやセラミック樹脂等の使用が考えられる。

尚、ドレン水処理装置本体７１の内部には、活性炭を中間多孔板の下流直後に充填するのが最善であるが、中間多孔板の上流直前に充填するのも最善に近い効果が十分に見られる。 一方、中間多孔板に多少前後して充填してもかなりの効果が見られるし、ドレン水処理装置本体７１の両端末に近付いた何れかの部分に充填してもそれなりの効果はみられる。

ここで、エマルジョン破壊粒子を吸着材に付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材を作る方法としては、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子が溶媒で溶解されている溶液を吸着材に付着させた後に溶媒を蒸発乾燥させるような方法が一般的であるが、溶液を吸着材に霧状に吹き付ける方法もある。 また、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子を溶解した状態でなく、液体内で均一に混合された状態で吸着材に付着させるという方法も考えられる。 更に、エマルジョン破壊粒子そのものと吸着材を混合させることによって作り出すことも考えられる。

この場合、エマルジョン破壊粒子と吸着材をエマルジョン破壊粒子付吸着材の状態にしないで、粒子の状態のままで吸着材の間でばらばらに分散するように充填しても良い。 この場合にも、活性炭は、中間多孔板の上流直前直後やその周辺に配置しても良いし、入口や出口の多孔板の直後や直前に配置しても良い。 但し、前記の何れの場合に於いても、活性炭を配置しない構成も考えられる。

一方、本発明に用いられるアミンについてはアミン化合物またはその誘導体が考えられ、アミン化合物またはその誘導体が２５℃であるとき固体状のものであることが好ましいが、その化合物が２５℃で非固体状であっても、他の化合物との混合体で固体状になる化合物でも構わない。 つまり、化合物は、一種類単独で使用しても、二種類以上併用しても良い。

ところで、これらのアミン化合物やその誘導体は、好ましくは、一級アミン、二級アミン、三級アミン、およびその誘導体であり、より好ましくは、一級アミン、二級アミン、およびその誘導体、特に好ましくは、一級アミン（例えば、ステアリルアミン）、およびその誘導体である。

尚、アミン化合物としては、例えば、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デジルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン等の一級アミン、または、これらの炭化水素鎖を有するジアミン、トリアミン等の二級アミン、および、三級アミン、あるいは、そのピクラート、種々の塩（例えば、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、酢酸等の塩）、さらに、これらの炭化水素鎖を有する一級アミン、および、二級アミンの酸アミド、アミジン類、尿素類、および、チオ尿素類や一級アミンのシツフ塩基物等がある。

また、吸着材およびエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材としては、ポリプロピレンやポリスチレン等の不織布を含む繊維よりなるものが考えられる。 但し、吸着材およびエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材に関しては、前述のものに限定する必要は無く、油を吸着する機能を持っていて水を溶かさない性質のものであれば、活性炭や大鋸屑等も考えられるし、更に同じ性質を持ったものであればその他のものでもかまわない。

ここで、吸着材およびエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材の大きさとしては、好ましくは、（１０〜２００ｍｍ）×（２〜５０ｍｍ）のものであるか、より好ましくは、（３０〜８０ｍｍ）×（５〜４０ｍｍ）の大きさのものであると言える。 特に、（３５〜５５ｍｍ）×（２５〜４０ｍｍ）と、（４０〜６０ｍｍ）×（３〜１０ｍｍ）の２種類の大きさのものを準備するのが最も望ましいと言える。 この事は、別の見方で言うと、１００ｍｍ×５０ｍｍ以下の小片で、面積で３〜１０倍の違った大きさのものを２種類準備するという考え方に近いとも言えるし、最善のものでは、６０ｍｍ×４０ｍｍ以下の小片で、面積で４〜８倍の違った大きさのものを２種類準備するのが理想的であるとも言える。

この場合、このような大きさが好ましい理由は、吸着材およびエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材をドレン水処理装置本体７１に充填する際に、大きすぎる場合には、隙間が大きくなることで多くの量を充填することが難しいために大きな表面積を得にくくなり、無理な圧縮をしている部分が多くなるがそのような部分はエマルジョン化した油の破壊や吸着の機能は低下し、充填する量が少なくなるために性能を確保することが出来ず、小さすぎる場合には、基本的に隙間が小さいためにエマルジョン化した油の破壊や吸着の機能の低下が早くなり、裁断するのにめんどうであるし、各種の管理をするにもめんどうである。

また、二種類の大きさのものを使用するということは、大きさの異なる二種類の小片を準備することで、大きくすることでの課題である大きな隙間や無理な圧縮を、小さいものを加えることで補うことが可能であり、同時に小さくすることでの課題である早期の機能低下を、大きなものを加えることで補うことが出来るということに大きな意味を持っているのである。

尚、二種類の小片については、吸着材およびエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材の両方に二種類の小片を使用するのが最善であるが、吸着材に小さい小片とエマルジョン破壊粒子付吸着材に使用している吸着材に大きい小片を使用してもその逆でも良い。 当然のことながら、エマルジョン破壊粒子付吸着材の状態にしないで、エマルジョン破壊粒子と二種類の大きさの吸着材を、粒子の状態のままで吸着材の間でばらばらに分散するように充填することも考えられる。

本発明による、圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置は前述したように構成されており、以下にその動作についてその内容を説明する。

先ず、空気圧縮機１０を構成しているモータ１２を作動させると、ベルトの伝達によって圧縮機１１も回転し、吸入口１３から吸い込んだ大気９２を圧縮してエアータンク１４に圧縮空気を貯蔵する。 この、エアータンク１４に圧縮空気を貯蔵する過程で、圧縮空気が結露してエアータンク１４の底にドレン水Ｄ１として溜まってくる。 同時に、単一の電源によって作動が行なわれるパッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ１ということで、空気圧縮機１０と同時に冷凍式エアードライヤ３０も作動を開始することになる。

次に、圧縮空気吐出配管３５の先端に位置している圧縮空気開閉弁３８を介して、その先に装着されているエアーシリンダ・・・等の各種のアクチュエータが作動することによって圧縮空気が供給されると、エアータンク１４に貯蔵された圧縮空気が圧縮空気吐出配管１５を通って冷凍式エアードライヤ３０に送り込まれる。 この、冷凍式エアードライヤ３０においても圧縮空気が冷却される過程で、圧縮空気が結露して冷凍式エアードライヤ本体３１の底にドレン水Ｄ２として溜まってくる。

ここで、冷却された圧縮空気は、乾燥した圧縮空気となって圧縮空気流出口３１ｂより圧縮空気吐出配管３５と圧縮空気開閉弁３８を経由して、乾燥した圧縮空気９１として何等かの動作を行っているエアーシリンダやエアーモータ・・・等の各種のアクチュエータに送られる。

そして、冷凍式エアードライヤ本体３１の底に溜まったドレン水Ｄ２は、ドレン水配管３６とドレン水配管３６の途中に位置しているドレン水開閉弁３７と逆止弁３４を経由してエアータンク１４に送り込まれドレン水Ｄ１と合流する。 この場合、圧縮空気が圧縮空気吐出配管１５を流れる間に圧力を損出させることで、冷凍式エアードライヤ３０内の圧力がエアータンク１４内の圧力より低くなる。 一方、冷凍式エアードライヤ３０がエアータンク１４より高い所に位置していることで、ドレン水Ｄ２は常に位置エネルギーを確保していることになる。

尚、冷凍式エアードライヤ３０を適切な高さに位置させることで位置エネルギーを確保し、冷凍式エアードライヤ３０内の圧力に位置エネルギーを加えることによって、その値がエアータンク１４内の圧力より常に高い値を確保することを可能としているのである。結果として、冷凍式エアードライヤ３０の側にエアータンク１４より流体が逆流するのが防止されているのである。

但し、例外的な異常事態として、ドレン水配管３６の途中に逆止弁３４を位置させることが必要であるとも考えられる。 即ち、例外的な異常事態としては、エアータンク１４内の圧力が何等かの理由によって変動することにより瞬間的に圧力が小さくなった場合や、またエアータンク１４と冷凍式エアードライヤ３０の高さの違いを十分に確保しているつもりであるのに対して冷凍式エアードライヤ３０に於いて圧縮空気より発生したドレン水Ｄ２の位置エネルギーが不足した場合のようなことに対応することが出来るということで配設することが考えられるのである。

所で、エアータンク１４内の圧力が変動する例としては、モータ１２に接続している電源に起因する場合や、圧縮機１１やモータ１２の故障や経年変化によるものや、吸入口１３の異常や、各種配管のつまり等が考えられる。

ここで、冷たいドレン水Ｄ２がエアータンク１４内のドレン水Ｄ１に合流することによって、エアータンク１４が冷却されるという効果をもたらすのである。 この事は別の点から見ると、エアータンク１４内の圧縮空気を冷却することになり、結果として冷凍式エアードライヤ３０で消費するエネルギーを減少させるという、省エネルギーの効果をもたらすのである。

一方、エアータンク１４の底に溜まったドレン水Ｄ１は、ドレン水配管１６とドレン水配管１６の途中に位置しているドレン水開閉弁１７と電磁式ドレントラップ４０に送り込まれる。 この場合、電磁式ドレントラップ４０に於いては、エアータンク１４に貯留されたドレン水Ｄ１の量によって、または一定の時間毎に開放することで、圧縮空気と共にドレン水Ｄ１を送り出し、ドレン水配管１６を経由して、圧縮空気と共にドレン水をドレン水処理装置７０に送り込んでいる。

また、ドレン水処理装置７０に於いては、先ずドレン水配管１６より送り込まれたドレン水と圧縮空気は、ドレン水処理装置７０の下部から上部に向って流入し、その途中でエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材と油を吸着する吸着材を概ね均一に混在させた状態で収納された中で、エマルジョン破壊粒子付吸着材と吸着材をランダムに経由することで、エマルジョン破壊粒子付吸着材ではエマルジョン化した油の水と油の結合を解き放つことでエマルジョン破壊を行い、更に離脱した油を吸着させ、吸着材ではエマルジョン破壊粒子付吸着材で吸着出来なかった油を吸着させ、このような処理をランダムに何度も行うことによってドレン水の清浄度を向上させた後に清浄水配管７５から清浄水９３として輩出している。 但し、ドレン水処理装置７０に於いて、ドレン水と圧縮空気が、ドレン水処理装置７０の上部から下部に向って流入させることも考えられる。

そして、ドレン水が活性炭を通過すると臭いや色素が除去されるようになっている。所で、収納されているエマルジョン破壊粒子付吸着材と吸着材と活性炭より成る油吸着材７２によってこれ等の動作が達成されるのである。 この場合、油吸着材７２としては、エマルジョン破壊粒子付吸着材だけということも考えられる。

尚、一つの例として、具体的に、油吸着材７２としてどの位の量のものが充填されているかを示すと、５５Ｋｗ〜１１０Ｋｗのスクリュ式エアーコンプレッサ１０より発生したドレン水に対し、概略２００ｍｍで高さ９５０ｍｍの円筒であるドレン水処理装置本体７１にポリプロピレン製の不織布である４５ｍｍ×２５ｍｍのエマルジョン破壊粒子付吸着材を２．５Ｋｇ充填しポリプロピレン製の不織布である４５ｍｍ×５ｍｍの吸着材を２．５Ｋｇ充填し活性炭を１Ｋｇ充填したドレン水処理装置７０を、二組並列して並べて使用している。

圧縮空気より発生したドレン水の処理方法および処理装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、エアータンクと冷凍式エアードライヤで圧縮空気より発生したドレン水の処理方法に於いて、冷凍式エアードライヤで発生したドレン水をエアータンクに送り込むことで、エアータンクで発生したドレン水と一体にする技術について述べたものであり、特に冷却したドレン水を、ただ廃棄するのでは無く、有効活用することによって、エネルギーの無駄な排出を防止しようとする内容のものである。 即ち、非常に省エネルギーに配慮されたものとなっている。

１・・・・・・・パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ
１ａ・・・・・・箱
１ｂ・・・・・・棚
１０・・・・・・空気圧縮機
１１・・・・・・圧縮機
１２・・・・・・モータ
１３・・・・・・吸入口
１４・・・・・・エアータンク
１４ａ・・・・・圧縮空気吐出口
１４ｂ・・・・・ドレン水排出口
１５・・・・・・圧縮空気吐出配管
１６・・・・・・ドレン水配管
１７・・・・・・ドレン水開閉弁
３０・・・・・・冷凍式エアードライヤ
３１・・・・・・冷凍式エアードライヤ本体
３１ａ・・・・・圧縮空気流入口
３１ｂ・・・・・圧縮空気流出口
３１ｃ・・・・・ドレン水排出口
３２・・・・・・冷媒循環装置
３３・・・・・・冷媒配管
３３ａ・・・・・フィン
３４・・・・・・逆止弁
３５・・・・・・圧縮空気吐出配管
３６・・・・・・ドレン水配管
３７・・・・・・ドレン水開閉弁
３８・・・・・・圧縮空気開閉弁
４０・・・・・・電磁式ドレントラップ
７０・・・・・・ドレン水処理装置
７１・・・・・・ドレン水処理装置本体
７１ｚ・・・・・空間部
７２・・・・・・油吸着材
７３・・・・・・支柱
７４・・・・・・油吸着材抑え板
７５・・・・・・清浄水配管
９１・・・・・・乾燥した圧縮空気
９２・・・・・・大気
９３・・・・・・清浄水
Ｄ１・・・・・・ドレン水
Ｄ２・・・・・・ドレン水

Claims (10)

1. 圧縮機（１１）によって作り出された圧縮空気を貯蔵するエアータンク（１４）と前記エアータンク（１４）に貯蔵された圧縮空気が送り込まれた後に冷却することで乾燥した圧縮空気とする冷凍式エアードライヤ（３０）で圧縮空気より発生したドレン水の処理方法に於いて、前記冷凍式エアードライヤ（３０）で発生したドレン水（Ｄ２）を前記エアータンク（１４）に送り込むことで、前記エアータンク（１４）で発生したドレン水（Ｄ１）と一体にすることを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
2. 前記冷凍式エアードライヤ（３０）を前記エアータンク（１４）より高い所に位置させ、前記ドレン水（Ｄ２）が前記冷凍式エアードライヤ（３０）と前記エアータンク（１４）との位置エネルギーの差によって前記エアータンク（１４）から前記冷凍式エアードライヤ（３０）の側に逆流しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
3. 前記冷凍式エアードライヤ（３０）と前記エアータンク（１４）の間に逆流を防止する機能を付加したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
4. 前記エアータンク（１４）の何れかの地点に於ける前記ドレン水（Ｄ１）の量によって、または一定の時間ごとに、圧縮空気の力によって前記ドレン水（Ｄ１）を送り出し、更にエマルジョン破壊と油吸着の処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理方法。
5. 圧縮機（１１）によって作り出された圧縮空気を貯蔵するエアータンク（１４）と前記エアータンク（１４）に貯蔵された圧縮空気が送り込まれた後に冷却することで乾燥した圧縮空気とする冷凍式エアードライヤ（３０）で圧縮空気より発生したドレン水の処理装置に於いて、ドレン水（Ｄ２）を排出する目的で、前記冷凍式エアードライヤ（３０）が前記エアータンク（１４）より高い所に位置した状態で、前記冷凍式エアードライヤ（３０）の下部に接続したドレン水配管（３６）を前記エアータンク（１４）に接続し、それによって前記ドレン水（Ｄ２）が流れ込んで前記エアータンク（１４）内のドレン水（Ｄ１）に合流するようにしたことを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
6. 前記ドレン水配管（３６）の先端を前記エアータンク（１４）内の底部近傍に位置させたことを特徴とする請求項５に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
7. 前記ドレン水（Ｄ１）を排出する目的で、前記エアータンク（１４）の下部に接続したドレン水配管（１６）と、前記エアータンク（１４）に貯留された前記ドレン水（Ｄ１）の量によってまたは一定の時間毎に圧縮空気と共に前記ドレン水（Ｄ１）を送り出す電磁式ドレントラップ（４０）と、エマルジョン破壊と油吸着の処理を行うドレン水処理装置（７０）を接続したことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
8. 前記エアータンク（１４）と前記冷凍式エアードライヤ（３０）と前記電磁式ドレントラップ（４０）を、パッケージ型冷凍式エアードライヤ搭載形エアーコンプレッサ（１）として一体に構成したことを特徴とする請求項７に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
9. 前記ドレン水配管（３６）の途中に前記エアータンク（１４）からの逆流を防止する逆止弁（３４）を設けたことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか１項に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。
10. 前記エアータンク（１４）と前記冷凍式エアードライヤ（３０）の設置面での高さの差は、０．７〜３．５ｍであることを特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれか１項に記載の圧縮空気より発生したドレン水の処理装置。

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