專利名稱：低壓空氣供給系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種低壓空氣供給系統，特別是涉及一種能夠利用鼓風機供給能夠用 于送風(air blow)的低壓空氣的低壓空氣供給系統。
背景技術：
一般工廠中的低壓空氣供給系統具有配置在工廠的必要部位的需要壓縮空氣的 終端裝置、與該終端裝置分開地配置的壓縮機(compressor)、及從該壓縮機向上述終端裝 置輸送壓縮空氣的配管，該低壓空氣供給系統以0. 5 0. 9MPA的噴出壓力向上述終端裝置 供給壓縮空氣。另外，將對氣體付與運動能量或者提高壓力的流體機械中的、壓縮比小于 1. 1的裝置稱作風扇(fan)、壓縮比大于等于1. 1且小于2. 0的裝置稱作鼓風機(blower)、 壓縮比大于等于2. 0的裝置稱作壓縮機(compressor)。但是，在最近的一般工廠中，壓縮空氣的50 70%左右可用作用于除去在制造過 程中產生的切割粉末、冷卻水的送風。其原因在于，鑒于節省工廠中的人力，導致必須每次 對有可能存在切割粉末、水地的所有場所進行送風。但是，送風所需的噴出壓力為0. 03MPA
左右ο在以往的壓縮空氣供給系統中，由于終端裝置和壓縮機分開地配置，因此，存在配 管變長的傾向。因而，鑒于無法加粗配管、必須考慮壓力損失、必須確保使用送風時的上升 壓力等原因，使用能夠供給比在終端裝置中所需的壓力高的壓力的壓縮空氣的壓縮機。近年來，從工廠的節能化的方面考慮，傾向于不用壓縮機而采用鼓風機來實現送 風(例如參照專利文獻1)。其原因在于，現今市面上銷售的鼓風機與壓縮機相比，鼓風機利 用1/3 1/5的消耗動力就能夠放出相同的流量，適于節能。在專利文獻1中記載了針對能夠將配管、噴嘴、鼓風機的能力等細節部分設計成 最佳方式以滿足對象物所需的沖撞力的送風的鼓風機。專利文獻1 日本特開2008-27393號公報但是，例如在輸送0. 1 0. 2MPA左右的低壓空氣的情況下，由于空氣容積較大，因 此，存在送風流速變快、配管等的壓力損失變大這樣的問題。這意味著必須加粗配管，必須 縮短配管。因而，在上述以往的空氣供給系統中，在僅將壓縮機更換為鼓風機的情況下，無 法高效地供給低壓空氣。因此，通常將鼓風機配置在使用送風的終端裝置附近。但是，在連續地使用送風 的情況下，能夠用現有的鼓風機來應對，但在間歇地使用送風的情況下，從響應性的方面考 慮，難以用現有的鼓風機來應對，必須進行專利文獻1所述那樣的復雜的設計。實際上，現 狀下的送風設備基本都是在僅需要送風時利用閥的打開或關閉來噴出壓縮空氣的間歇送 風。
發明內容
本發明即是鑒于該問題點而做成的，其目的在于提供一種即使是具有需要間歇送風的終端裝置的設備也能夠利用鼓風機供給低壓空氣、從而能夠實現設備的節能化的低壓 空氣供給系統。采用本發明，提供一種低壓空氣供給系統，其用于向使用低壓空氣的多個終端裝 置供給低壓空氣，其特征在于，包括閉合回路配管，其配置在上述終端裝置的上部；多個 鼓風機，其連接于該閉合回路配管，生成上述低壓空氣；多個支管，其自上述閉合回路配管 向各個上述終端裝置供給上述低壓空氣。上述多個鼓風機例如并列連接于上述閉合回路配管所連接的母管。還優選上述母 管連接在上述閉合回路配管的大致中央部。在上述母管上也可以連接有用于吸收上述低壓空氣的壓力變動的儲氣罐。另外， 上述儲氣罐可以連接在比上述多個鼓風機靠下游的位置，在比該儲氣罐靠下游的上述母管 上配置有流量調整機構。上述流量調整機構例如具有連接于上述母管的主流量調整閥、能夠迂回該主流量 調整閥地被連接的旁路配管以及連接于該旁路配管的多流量調整閥。上述多個鼓風機也可以各自分散地連接于上述閉合回路配管。另外，也可以根據 上述閉合回路配管的壓力來控制上述多個鼓風機的運轉臺數。另外，上述閉合回路配管也 可以呈格子狀或網格狀。另外，在上述支管上也可以連接有貯存上述低壓空氣的容量罐。采用上述本發明的低壓空氣供給系統，通過將閉合回路配管配置在需要低壓空氣 的終端裝置的上部而將多個鼓風機連接起來，能夠縮短輸送低壓空氣的配管長度，也能夠 容易地處理配管。另外，通過在閉合回路配管上連接多個終端裝置，能夠使在各終端裝置中 間歇地使用的低壓空氣的使用量的高低均衡化，即使利用壓縮比較小的鼓風機也能夠高效 地供給低壓空氣。另外，通過使向閉合回路配管供給的低壓空氣的輸送路徑單一化，也能夠 使鼓風機大型化，能夠提高低壓空氣源的比動力(=輸入電力/風量)，從而能夠實現高效 地運用。因而，即使是具有需要間歇送風的終端裝置的設備，也能夠利用鼓風機供給低壓 空氣、從而能夠實現設備的節能化
圖1是表示本發明的低壓空氣供給系統的第一實施方式的概略結構圖。圖2是表示本發明的低壓空氣供給系統的第二實施方式的概略結構圖。圖3是表示本發明的低壓空氣供給系統的效果的說明圖，(A)表示使用以往的系 統的情況，⑶表示使用本發明的系統的情況。圖4是表示圖1所示的第一實施方式的第一變形例的結構圖。圖5是表示圖1所示的第一實施方式的第二變形例的結構圖。圖6是表示圖5所示的第二變形例的效果的說明圖。
具體實施例方式下面，使用圖1 圖6說明本發明的實施方式。在此，圖1是表示本發明的低壓空 氣供給系統的第一實施方式的概略結構圖。另外，圖2是表示本發明的低壓空氣供給系統 的第二實施方式的概略結構圖。另外，在各實施方式中，對共用的零件標注相同的附圖標記，省略重復的說明。如圖1所示，本發明的第一實施方式的低壓空氣供給系統向使用低壓空氣的多個 終端裝置U供給低壓空氣，其中，具有閉合回路配管1，其配置在終端裝置U的上部；多個 鼓風機2，其連接于閉合回路配管1，生成低壓空氣；多個支管3，其自閉合回路配管1向各 終端裝置U供給低壓空氣。送風可用于將附著在工件表面、加工面上的切割粉末等異物除去或清掃的除塵 器、除去油分和水分的除水、使水滴和潮濕干燥、焊接部和刀具等的冷卻、制品的輸送、剝 離、打料(日文出)等多種用途。這些送風所需的噴出壓力為0.03MPA左右，不必 采用由壓縮機這樣的高壓縮比的壓縮機生成的壓縮空氣。本發明是供給最適合上述送風的 低壓空氣的系統。另外，在本發明中，低壓空氣是指0. 1 0. 2MPA以下的壓縮空氣。上述終端裝置U是包括噴出低壓空氣的氣槍、排氣口的各種生產機械，例如，上述 終端裝置U如圖1所示那樣配置在工廠內的地板上。另外，在圖1中，僅圖示多個終端裝置 U中的一部分，省略其他終端裝置U的圖。例如，如圖所示，上述閉合回路配管1由構成外形的環狀配管Ia以及連接環狀配 管Ia的中間部的橋接配管Ib構成。環狀配管Ia并不限定為圓形狀，能夠采用橢圓形狀、 矩形形狀、多邊形形狀等各種形狀。橋接配管Ib并不限定為十字形狀，多個橋接配管Ib也 可以連接為放射狀，也可以連接為格子狀或者網格狀。另外，也可以在環狀配管Ia的內側 連接與橋接配管Ib連通的環狀配管。利用該閉合回路配管1構成多個環狀路徑。另外，閉 合回路配管1利用固定在地板的地面、頂棚、壁面或終端裝置U的上表面等的支承構件(未 圖示)配置在終端裝置U的上部(終端裝置U與頂棚之間)。上述鼓風機2并列連接于閉合回路配管1所連接的母管4。如圖所示，母管4例如 連接在閉合回路配管1的大致中央部。具體地講，母管4連接在橋接配管Ib的十字形狀的 中央部。母管4是向閉合回路配管1供給鼓風機2所生成的低壓空氣的配管，因此，也可以 形成得比其他配管粗。如圖所示，多個(例如3臺)鼓風機2與母管4并列地連接。另外， 鼓風機2優選配置在閉合回路配管1的上部，例如配置在工廠的屋頂等。另外，根據閉合回路配管1的壓力來控制鼓風機2的運轉臺數。具體地講，第一實 施方式的低壓空氣供給系統具有與連通于閉合回路配管1的母管4連接的壓力計發送信號 器5以及根據壓力計發送信號器5的信號來控制鼓風機2的運轉臺數的控制裝置6。控制 裝置6如下這樣控制鼓風機2 在母管4的壓力降低的情況下，閉合回路配管1的低壓空氣 不足，因此，增加鼓風機2的運轉臺數來提高輸出，在母管4的壓力上升的情況下，閉合回路 配管1的低壓空氣富余，因此，減少鼓風機2的運轉臺數來降低輸出。在鼓風機2能夠調整 低壓空氣的輸出的情況下，除控制運轉臺數之外，也可以控制各鼓風機2的輸出。另外，壓 力計發送信號器5也可以連接于閉合回路配管1，也可以使用多個壓力計發送信號器5的數 據來控制鼓風機2。上述支管3是向終端裝置U供給低壓空氣的配管。該支管3通常與終端裝置U — 對一地對應，其具有使低壓空氣噴出及停止的閥31。在本實施方式中，由于在終端裝置U的 上部布滿了閉合回路配管1，因此，能夠以最短距離連接用于將閉合回路配管1和終端裝置 U連接起來的支管3。另外，也可以在支管3上連接貯存低壓空氣的容量罐32。這樣，通過 將容量罐32配置在終端裝置U附近，在終端裝置U瞬間使用大量的低壓空氣的情況下，能夠有效地彌補低壓空氣的不足。另外，閥31通常可使用自動開閉閥。另外，圖2所示的第二實施方式的低壓空氣供給系統將鼓風機2各自分散地連接 于閉合回路配管1。這樣，鼓風機2也可以不通過母管4而直接連接于閉合回路配管1。在 該第二實施方式中，各鼓風機2能夠與終端裝置U相同地配置在地板的地面上。因而，第二 實施方式的低壓空氣供給系統例如在各鼓風機2的輸出較小而需要很多鼓風機2的情況、 在工廠的屋頂沒有鼓風機2的配置空間等的情況下很有效。另外，不言而喻，在第二實施方 式中，也可以與第一實施方式同樣地將鼓風機2配置在工廠的屋頂上等。另外，第二實施方式所示的閉合回路配管1由矩形的環狀配管Ia和呈格子狀配置 的橋接配管Ib構成。另外，在將閉合回路配管1如圖所示那樣配置成格子狀的情況下，也 可以稱作網格配管。另外，壓力計發送信號器5連接于閉合回路配管1。壓力計發送信號器 5和控制裝置6的組合也可以相對于一個閉合回路配管1配置多個。根據鼓風機2與終端 裝置U的低壓空氣的使用量等來適當設定配置位置、臺數。在此，圖3是表示本發明的低壓空氣供給系統的效果的說明圖。㈧表示使用以往 的系統的情況，(B)表示使用本發明的系統的情況。另外，在各圖中，橫軸表示時間，縱軸表 示低壓空氣的噴出量。如圖3的㈧所示，例如多個終端裝置U1、U2、U3各自設定其送風的噴出量、噴出 時機、噴出時間等。因而，在欲向每個終端裝置U1、U2、U3供給壓縮空氣的情況下，難以利用 鼓風機所生成的低壓空氣追隨瞬間的送風。但是，如圖3的(B)所示，采用上述第一實施方式及第二實施方式的低壓空氣供給 系統，通過將閉合回路配管1布滿在終端裝置U的上部而將多個終端裝置U連接起來，能夠 使在各終端裝置U中間歇使用的低壓空氣的使用量的高低均衡化，即使利用壓縮比較小的 鼓風機2也能夠高效地供給低壓空氣。另外，通過利用母管4而使低壓空氣的輸送路徑單 一化，也能夠使鼓風機2大型化(例如采用渦輪型鼓風機)，能夠提高低壓空氣源的比動力， 從而能夠實現高效地運用。另外，通過在需要低壓空氣的終端裝置U的上部配置閉合回路 配管1而將多個鼓風機2連接于閉合回路配管1，能夠縮短輸送低壓空氣的配管長度，也能 夠容易地處理配管。另外，鼓風機2與壓縮機相比，利用1/3 1/5的消耗動力就能夠放出相同的空氣 量，通過替代以往的壓縮機而使用鼓風機2，能夠有效地實現節能化。另外，通過對鼓風機2 采用渦輪型鼓風機而實現大型化，能夠提高鼓風機2的比動力，并且也能夠實現節能化。因 而，采用上述實施方式，即使是具有需要間歇送氣的終端裝置U的設備，也能夠利用鼓風機 2供給低壓空氣，從而能夠實現設備的節能化。另外，在假定將送風的噴出壓力例如從0. 6MPA降低到0. IMPA的情況下來輸送 低壓空氣時，能夠使所需的動力為大約1/3。并且，由于配管的泄漏量與送氣的絕對壓 力成正例，因此，通過采用(空氣泄漏量)=120 X S X (P+ 0.1) χ V293/(273 + r))的計算式，能夠全部減小到大約1/3.5。另外，在計算式中，S是泄漏開口 部的有效截面面積、P是壓縮空氣的壓力，T是空氣溫度。從這些方面考慮，本發明也能夠實 現節能化。并且，采用上述低壓空氣供給系統，通過實現壓縮空氣的低壓化，能夠簡化鼓風機 2、配管設備的構造，也能夠省略冷卻設備、干燥設備等附屬設備，也能夠降低設備費用。
接著，說明上述實施方式的變形例。在此，圖4是表示圖1所示的第一實施方式 的第一變形例的結構圖。另外，圖5是表示圖1所示的第一實施方式的第二變形例的結構 圖。另外，在各變形例中，對與第一實施方式共用的零件標注相同的附圖標記，省略重復的 說明。圖4所示的第一實施方式的第一變形例在母管4上連接有用于吸收低壓空氣的壓 力變動的儲氣罐7。儲氣罐7與鼓風機2并列連接。這樣，通過在母管4上連接儲氣罐7，在 閉合回路配管1的低壓空氣瞬間不足的情況、瞬間富余的情況下，能夠自儲氣罐7臨時供給 低壓空氣、或者利用儲氣罐7臨時貯存低壓空氣，從而能夠有效地吸收母管4的壓力變動。 而且，在儲氣罐7起到緩沖器的作用的期間里，能夠高效地對鼓風機2進行啟動、停止的處 理。圖5所示的第一實施方式的第二變形例在比鼓風機2靠下游的位置連接有儲氣罐 7，在比儲氣罐7靠下游的母管4上配置有流量調整機構8。流量調整機構8例如具有連接 于母管4的主流量調整閥81、能夠迂回主流量調整閥81地被連接的旁路配管82以及連接 于旁路配管82的多流量調整閥83。在此，圖6是表示圖5所示的第二變形例的效果的說明圖。橫軸表示時間，縱軸表 示壓力。圖6所示的曲線示了壓力計發送信號器5的輸出。如圖所示，鑒于各種原因， 母管4中產生壓力變動，將其平均壓力設為1 ，最大值設為Pmax，最小值設為Riiin。在該壓 力變動的變動差劇烈的情況、儲氣罐7的容量相對于壓力變動不充分的情況下，僅用儲氣 罐7也有可能無法完全吸收壓力變動。特別是在設置空間的關系上，一般也考慮到無法設 置儲氣罐7的情況、無法增大儲氣罐7的容量的情況。為了防備這樣的情況，在第二變形例中，預先進行設定，從而以恒定壓力控制主流 量調整閥81而始終使恒定的基本流量Qb流入到母管4中，并利用多流量調整閥83來應對 因壓力變動而產生的變動流量Qf并以該流量流入到旁路配管82中。基本流量Qb例如被 設定為整體流量的90%。在這種情況下，變動流量Qf為整體流量的10%左右即可，因此， 旁路配管82做成比母管4細的配管。另外，由于多流量調整閥83需要追隨壓力變動的脈 動，因此，高靈敏度地設定多流量調整閥83，可使用容量比主流量調整閥81容量少的小型 的流量調整閥。另外，在壓力變動的脈動具有多個階段的情況下，也可以將多個多流量調整 閥83與旁路配管82并列地配置而形成多個迂回路徑。不言而喻，本發明并不限于上述實施方式，能夠在不脫離本發明主旨的范圍內進 行各種變更。
權利要求
1.一種低壓空氣供給系統，其用于向使用低壓空氣的多個終端裝置供給低壓空氣，其 特征在于，包括閉合回路配管，其配置在上述終端裝置的上部；多個鼓風機，其連接于該閉合回路配管，生成上述低壓空氣；多個支管，其自上述閉合回路配管向各個上述終端裝置供給上述低壓空氣。
2.根據權利要求1所述的低壓空氣供給系統，其特征在于， 上述多個鼓風機并列連接于上述閉合回路配管所連接的母管。
3.根據權利要求2所述的低壓空氣供給系統，其特征在于， 上述母管連接在上述閉合回路配管的大致中央部。
4.根據權利要求2所述的低壓空氣供給系統，其特征在于，在上述母管上連接有用于吸收上述低壓空氣的壓力變動的儲氣罐。
5.根據權利要求4所述的低壓空氣供給系統，其特征在于，上述儲氣罐連接在比上述多個鼓風機靠下游的位置，在比該儲氣罐靠下游的上述母管 上配置有流量調整機構。
6.根據權利要求5所述的低壓空氣供給系統，其特征在于，上述流量調整機構具有連接于上述母管的主流量調整閥、能夠迂回該主流量調整閥地 被連接的旁路配管以及連接于該旁路配管的多流量調整閥。
7.根據權利要求1所述的低壓空氣供給系統，其特征在于， 上述多個鼓風機各自分散地連接于上述閉合回路配管。
8.根據權利要求1所述的低壓空氣供給系統，其特征在于，根據上述閉合回路配管的壓力來控制上述多個鼓風機的運轉臺數。
9.根據權利要求1所述的低壓空氣供給系統，其特征在于， 上述閉合回路配管呈格子狀或網格狀。
10.根據權利要求1所述的低壓空氣供給系統，其特征在于， 在上述支管上連接有用于貯存上述低壓空氣的容量罐。
全文摘要
本發明提供一種低壓空氣供給系統。該低壓空氣供給系統即使是具有需要間歇送風的終端裝置的設備，也能夠利用鼓風機供給低壓空氣，從而能夠實現設備的節能化。本發明的低壓空氣供給系統向使用低壓空氣的多個終端裝置(U)供給低壓空氣，其中，包括閉合回路配管(1)，其被配置在終端裝置(U)的上部；多個鼓風機(2)，其連接于閉合回路配管(1)，生成低壓空氣；多個支管(3)，其自閉合回路配管(1)向各終端裝置(U)供給低壓空氣。
文檔編號F17D1/02GK102141194SQ201010230609
公開日2011年8月3日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年2月3日
發明者長谷川和三 申請人:長谷川和三