JPH029191B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気圧縮機に付属する吸着式の圧
縮空気除湿装置、具体的には主として鉄道車両に
おいて使用され、空気圧縮機と元空気溜との間に
設けられた圧縮空気除湿装置であり、特に該圧縮
空気除湿装置の再生機構に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の圧縮空気除湿装置としては、第
５図に示すような、実公昭54−27603号公報に基
づくものがある。

この除湿装置５は、その入口側が自動ドレン弁
４およびアフタークーラ３を介して空気圧縮機２
の吐出側に接続し、その出口側が元空気溜６に接
続する。なお１は電動機である。

前記除湿装置５は、シリカゲル等の除湿剤を内
蔵した除湿筒５１、絞りＡ、逆止弁Ｂ，Ｃ、再生
用空気溜Ｄ、電磁弁５２、吐出弁５３から成る。

電磁弁５２は、元空気溜６の入口に接続した供
給ポート５２ａ、後述の吐出弁５３のパイロツト
室５３ｂに接続した給排ポート５２ｂおよび大気
に開放した排気ポート５２ｃを有し、ソレノイド
５２ｅが励磁されたとき供給ポート５２ａと給排
ポート５２ｂとを遮断すると共に給排ポート５２
ｂを排気ポート５２ｃに連通し、ソレノイド５２
ｅが消磁したとき、給排ポート５２ｂと排気ポー
ト５２ｃとを遮断すると共に供給ポート５２ａを
給排ポート５２ｂに連通する。

吐出弁５３は、前記除湿筒５１の入口に接続し
た排気室５３ａ、前記電磁弁５２の給排ポート５
２ｂに接続したパイロツト室５３ｂ、大気に開放
した排気孔５３ｃ、ばね付勢された弁体５３ｄを
有し、パイロツト室５３ｂが給気されたとき排気
弁５３ｄが排気孔５３ｃを閉じ、パイロツト室５
３ｂが排気されたとき排気弁５３ｄが排気孔５３
ｃを開放する。

次に、以上のように構成される従来の圧縮空気
除湿装置の作動について説明する。

元空気溜６の空気圧力が調圧下限値であれば、
図外の調圧器（ガバナ）によつて電動機１が駆動
されると共に電磁弁５２のソレノイド５２ｅが消
磁される。このため、電磁弁５２の弁体５２ｄが
上昇し、この電磁弁５２を介して元空気溜６の圧
力空気が吐出弁５３のパイロツト室５３ｂに供給
されて弁体５３ｄが排気孔５３ｃを閉塞し、空気
圧縮機２の圧力空気が大気に開放されるのを阻止
する一方、圧縮空気は除湿装置５の除湿筒５１を
通過して乾燥状態になり、続いて逆止弁Ｂ、再生
用空気溜Ｄ、逆止弁Ｃを通過して元空気溜６に至
り、該元空気溜６及び再生用空気溜Ｄで乾燥した
圧縮空気を溜めるのである。

元空気溜６内の空気圧力が調圧上限値に達した
ならば図外のガバナによつて電動機１は停止し、
かつ電磁弁５２のソレノイド５２ｅが励磁する。
したがつて、弁体５２ｄが下動した電磁弁５２を
介して吐出弁５３のパイロツト室５３ｂが大気に
開放され、弁体５３ｄが上動して排気孔５３ｃを
大気に開放する。そして、再生用空気溜Ｄ内の圧
縮空気が、絞りＡを逆流して膨脹した後、除湿筒
５１内を逆流し、該除湿筒５１内の除湿剤から水
分を吸収した後、吐出弁５３の排気孔５３ｃから
排気される。

元空気溜６の空気圧力が調圧下限値に低下する
と、電動機１は再び始動して前述した作動を行な
うのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した従来の圧縮空気除湿装置では、元空気
溜６の容量、空気圧縮機２の吐出量、元空気溜６
に設けられた図外のガバナの圧力調整等に対応し
て、除湿筒５１内の除湿剤を乾燥するのに必要な
再生用空気溜Ｄの容量を変更する必要があるため
に、鉄道車両においては通常、多種類の容量を有
する再生用空気溜Ｄを用意しており、その結果、
除湿装置５の種類が多くなり該除湿装置５のコス
トアツプをもたらすことになる。

しかも、元空気溜６の容量が大きくなると、前
記再生用空気溜Ｄも大きくなり、例えば、通常、
該再生用空気溜Ｄの容量が10を超えるとそれ以
外の構成部分よりも大きくなるのであり、除湿装
置５の重量が非常に大きくなる。

更に、空気圧縮機２の稼動時間は空気消費量に
より変化するために、空気圧縮機２から再生用空
気溜Ｄに供給される乾燥空気を必要最適値に維持
供給できるように計画することが極めて困難なの
である。即ち、除湿装置５の設定計画時、再生用
空気溜Ｄの容量を大きくすれば、乾燥された圧縮
空気消費量が必要以上に増えることになり、ラン
ニングコストの上昇をもたらし、経済的に不利に
なり、一方、経済性だけを重視して再生用空気溜
Ｄの容量を小さくすると、その中に溜まる乾燥し
た再生空気が不足して除湿筒５１の再生機能が低
下する。

尚、再生空気量は次式で示される。

再生空気量＝Qc×ｔ×１／Ｐ （Qc：空気圧縮吐出量〔ｌ／min〕、 ｔ：空気圧縮機稼動時間〔min〕、 Ｐ：圧力〔Kg／cm²abs〕） 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、前述した従来の問題を解決しよう
とするもので、特別の再生用空気溜が不要で除湿
装置の軽量、小型化を可能にし、かつイニシヤル
コストの低減を可能にし、しかも再生空気量の調
整が容易で、除湿剤の再生に必要以上の空気を消
費せず、更に、元空気溜内の空気圧力を必要最適
値に維持でき、ランニングコストの低減を可能に
し、その上、鉄道車両以外のシステムにも適用で
きる圧縮空気除湿装置を提供することを目的とす
るもので、その具体的技術手段とするところは、 その入口がアフタークーラを介して空気圧縮機
に接続し除湿剤を内蔵した除湿筒と、 該除湿筒の出口と元空気溜とを接続し元空気溜
方向を順方向とする第１逆止弁と、 該第１逆止弁に並列に接続し前記元空気溜と除
湿筒の出口との間を開閉する切換弁と、 該切換弁と前記除湿筒の出口との間に除湿筒方
向を順方向とするように設けた第２逆止弁と、 該第２逆止弁と前記切換弁あるいは除湿筒の出
口との間に設けた絞りと、 前記除湿筒の入口に接続し該入口と大気との間
を開閉する吐出弁と、 前記空気圧縮機の作動時に前記切換弁および吐
出弁を閉とし前記空気圧縮機の停止時に前記切換
弁および吐出弁を所定時間だけ開とするタイマ回
路と、 を備えたことである。

〔作用〕

電動機の始動直後であつて、元空気溜内に圧縮
空気が充填されていない場合及び元空気溜内に充
填された圧縮空気の圧力が調圧下限値以下に低下
した場合においては、タイマー回路は作動せず、
切換弁と吐出弁とは塞がれた閉状態にあり、空気
圧縮機から吐出された圧縮空気は除湿装置内の除
湿筒と第１逆止弁を経て元空気溜へと送られ、該
元空気溜内に乾燥された圧縮空気が蓄積される。
そして、前記元空気溜の空気圧力が調圧上限値に
達すると、電動機を停止する一方、タイマー回路
が作動して切換弁を開放して元空気溜の入口と除
湿筒の出口とを連通すると共に、吐出弁を開放し
て除湿筒の入口を大気に開放し、元空気溜の乾燥
した圧縮空気が切換弁、第２逆止弁、絞りを介し
て流出し、該絞りで膨脹した超乾燥空気が除湿筒
内を逆流して吐出弁から大気に排気される。除湿
筒内の除湿剤は超乾燥空気により乾燥して再生さ
れるのであり、かつこの再生に要する時間はタイ
マー回路により空気圧縮機の通常の停止時間より
短く設定されており、再生が終了した時点でタイ
マー回路は開路される。

〔実施例〕

この発明の実施例を第１図乃至第４図に基づい
て説明する。

第１図はこの発明の第１実施例を示す。電動機
１によつて駆動される空気圧縮機２により圧縮さ
れた圧縮空気はアフタークーラ３で冷却され、発
生したドレンは自動ドレン弁４で除去されるよう
に構成されると共に、該自動ドレン弁４は除湿装
置５を経て元空気溜６に連結し、除湿乾燥させた
圧縮空気は元空気溜６に蓄積されるようにしてい
る。なお、自動ドレン弁４は後述の吐出弁５３で
兼ねることも可能でこの場合は必要ない。

前記除湿装置５は、シリカゲル等の除湿剤を内
蔵した除湿筒５１、絞り量を調整できる絞り（以
後可変絞りと呼ぶ）Ａ、第１逆止弁Ｂ、第２逆止
弁Ｃ、切換弁５２、吐出弁５３、タイマー回路５
５から成る。

切換弁５２は、具体的には電磁弁であり、元空
気溜６の入口に接続された供給ポート５２ａ、後
述の吐出弁５３のパイロツト室５３ｂに接続され
た給排ポート５２ｂ、大気に開放された排気ポー
ト５２ｃ、およびばね付勢された弁体５２ｄを有
し、消磁されているとき、弁体５２ｄが上動して
おり、供給ポート５２ａと給排ポート５２ｄとを
遮断すると共に給排ポート５２ｂを排気ポート５
２ｃへ連通し、励磁されたとき、弁体５２ｄが下
動して給排ポート５２ｂと排気ポート５２ｃとを
遮断すると共に供給ポート５２ａを給排ポート５
２ｂに連通する。

吐出弁５３は、具体的には空気パイロツト式と
され、除湿筒５１の入口に接続された排気室５３
ａ、前記切換弁５２の給排ポート５２ｂに接続さ
れたパイロツト室５３ｂ、大気に開放された排気
孔５３ｃ、およびばね付勢された弁体５３ｄを有
し、パイロツト室５３ｂが排気されているとき、
弁体５３ｄが下動して排気孔５３ｃを閉じ、パイ
ロツト室５３ｂが給気されると、弁体５３ｄが上
動して排気孔５３ｃを開く。また、前記切換弁５
２の給排ポート５２ｂと除湿筒５１の出口との間
には可変絞りＡおよび第２逆止弁Ｃを設け、第２
逆止弁Ｃは除湿筒５１方向を順方向とする。

タイマー回路５５は電源に接続され、その作動
時には、切換弁５２の弁体５２ｄを電磁力により
下動させて、供給ポート５２ａと給排ポート５２
ｂを連通させる一方、該給排ポート５２ｂと排気
ポート５２ｃを遮断するように構成している。前
記元空気溜６には電気式のガバナ７を取付け、該
ガバナ７を前記タイマー回路５５および電気回路
制御用の接触器８に配線接続している。

次に以上の様に構成する圧縮空気除湿装置の作
動について述べる。

元空気溜６内の空気圧力が低下してガバナ７の
調圧下限値に達すると、ガバナ７がON動作され
て電動機１を駆動し、空気圧縮機２が駆動を開始
する。空気圧縮機２により圧縮された空気はアフ
タークーラ３、自動ドレン弁４を経て除湿装置５
における除湿筒５１内に入り除湿剤で除湿された
後、第１逆止弁Ｂを経て元空気溜６に送り込まれ
る。この状態においてはタイマー回路５５は停止
しており、吐出弁５３および切換弁５２は夫々図
示の閉状態になつており、圧縮空気が大気に放出
されることなく元空気溜６にだけ送り込まれる。

次に、元空気溜６内の圧縮空気圧力がガバナ７
の調圧上限値にまで達すると、該ガバナ７は
OFF動作して電動機１を停止させると共にタイ
マー回路５５を作動させ、電磁力により弁体５２
ｄをばねの付勢力に抗して下動させて供給ポート
５２ａを給排ポート５２ｂに連通させ、元空気溜
６から逆流する圧縮空気の圧力により吐出弁５３
の弁体５３ｄをばねの付勢力に抗して上動させて
排気孔５３ｃを開く。この時、切換弁５２の排気
孔５２ｃは閉鎖されている。したがつて、元空気
溜６の圧縮空気は切換弁５２を介して除湿筒５１
に逆流されるのであり、第２逆止弁Ｃを通過して
可変絞りＡに至り、圧縮空気が該可変絞りＡから
膨脹して放出された超乾燥状態の空気となつて除
湿筒５１内の除湿剤に接触し、該除湿剤を乾燥さ
せた後、吐出弁５３の排気孔５３ｃから大気に排
出されるのである。しかして、除湿筒５１内の除
湿剤は再生されるのである。

前記タイマー回路５５の作動時間は電動機１の
停止時間よりも短く設定されており、従つて、電
動機１の停止が長時間に及んだり、頻繁に行われ
ても元空気溜６内の圧縮空気が無駄に消費される
ことがない。

次に第２実施例を第２図に基づいて説明する。
第１実施例と構成の異なる点は、元空気溜６に接
続した空気式のガバナ７をアンローダ管９により
圧力スイツチ５６に連通可能に接続し、かつ該圧
力スイツチ５６をタイマー回路５５に接続して圧
力スイツチ５６のON、OFF動作によりタイマー
回路５５の開閉を行うのである。尚、前記アンロ
ーダ管９は、圧力スイツチ５６に連通する一方、
空気圧縮機２にも連通可能に分岐接続しており、
ガバナ７から供給される圧縮空気の圧力により電
動機１を停止するようにし、かつガバナ７の調圧
下限値以下で圧縮空気がアンローダ管９に供給さ
れていない場合には電動機１を駆動させるように
している。

しかして、前記元空気溜６内の空気圧力が低下
してガバナ７の調圧下限値に達したならば、空気
圧縮機２から元空気溜６に乾燥した圧縮空気を送
り込むのであり、かかる状態においては圧力スイ
ツチ５６はOFFの位置にありタイマー回路５５
は作動せず、除湿装置５は第１実施例と述べたと
同様の除湿作動を行う。

一方、元空気溜６内の空気圧力がガバナ７の調
圧上限値に達したならば、圧力スイツチ５６が
ON動作すると共に、タイマー回路５５を作動さ
せるのであり、除湿装置５は第１実施例で述べた
と同様の再生作動を行つて除湿筒５１内の除湿剤
を乾燥させるのである。

第３図は第３実施例を示し、第１実施例と構成
の異なる点は、吐出弁５３を電磁弁としてその切
換動作を切換弁５２と同様にタイマー回路５５の
電磁力により行うようにしたものである。第３実
施例の作動は第１実施例で述べた作動と同様であ
る。

第４図は第４実施例を示し、第２実施例と構成
の異なる点は、吐出弁５３を電磁弁としてその切
換動作を切換弁５２と同様にタイマー回路５５の
電磁力により行うようにしたものである。第４実
施例の作動は第２実施例と同様である。

尚、前記タイマー回路５５の作動を空気圧縮機
２の稼動時間に比例して行うようにしても良い。
かかる場合の構成については説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上のこの発明の圧縮空気除湿装置によれば、
タイマー回路の設定時間を変更するだけで各種装
置に対応でき、従来のように、容量が増すに従い
重量が大きくなり、かつ使用される空気圧縮機に
対応できるように多種の容量のものを準備する必
要のある再生用空気溜を使用しないから、除湿装
置の軽量、小型化を促進できると共に、イニシヤ
ルコストの低減を可能にし、かつ従来のように多
数の再生用空気溜を適宜組み換えたり、保管した
りする手間を省略できる。

しかも、タイマー回路の設定による再生用空気
量の調整が容易で、除湿剤の再生に必要以上の空
気を消費せず、かつ、元空気溜内の空気圧力を常
時、必要最適値に維持でき、ランニングコストの
低減を可能にするのであり、その上、鉄道車両以
外のシステムにも適用できて極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の圧縮空気除湿
装置の回路図、第２図は第２実施例の圧縮空気除
湿装置の回路図、第３図は第３実施例の圧縮空気
除湿装置の回路図、第４図は第４実施例の圧縮空
気除湿装置の回路図、第５図は従来装置の回路図
を示す。 １……電動機、２……空気圧縮機、５……除湿
装置、６……元空気溜、５１……除湿筒、５２…
…切換弁、５３……吐出弁、５５……タイマー回
路、Ａ……絞り（可変絞り）、Ｂ，Ｃ……逆止弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その入口がアフタークーラを介して空気圧縮
   機に接続し除湿剤を内蔵した除湿筒と、 該除湿筒の出口と元空気溜とを接続し元空気溜
   方向を順方向とする第１逆止弁と、 該第１逆止弁に並列に接続し前記元空気溜と除
   湿筒の出口との間を開閉する切換弁と、 該切換弁と前記除湿筒の出口との間に除湿筒方
   向を順方向とするように設けた第２逆止弁と、 該第２逆止弁と前記切換弁あるいは除湿筒の出
   口との間に設けた絞りと、 前記除湿筒の入口に接続し該入口と大気との間
   を開閉する吐出弁と、 前記空気圧縮機の作動時に前記切換弁および吐
   出弁を閉とし前記空気圧縮機の停止時に前記切換
   弁および吐出弁を所定時間だけ開とするタイマ回
   路と、 を備えた圧縮空気除湿装置。