JPH04126517A - 圧縮空気除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ボルテックスチューブを使用した圧縮空気
除湿装置に関する。

〔従来の技術〕

ボルテックスチューブを使用した圧縮空気除湿装置は本
出願人と同一の出願人による特開昭６４−５６１１７号
に開示されている。ボルテックスチューブでは熱交換管
の周囲に位置する空気冷却室からの圧縮空気はボルテッ
クスチューブの一端の圧縮空気導入口を介して接線方向
に導入される。ボルテックスチューブ内で空気は管内壁
に沿って温度が高い渦流を形成し、中心の温度は低くな
る。温度が低い中心の空気はボルテックスチューブの一
端の冷気排出口より熱交換管に排出され、熱交換管と冷
却室との熱交換によってボルテックスチューブに入る被
乾燥空気は冷却を受ける。ボルテックスチューブ内の管
内壁部分で渦流を形成する温度の高い空気はボルテック
スチューブの他端から取り出され、空気圧カシリンダ等
の空圧機器に送られる。冷却室に凝縮した水分はその底
部のトレンから除去される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術では、ボルテックスチューブの圧縮空気導入口
は圧縮空気冷却室の底面に開口するように設けられてい
る。そのため、熱交換によって空気冷却室に凝縮した水
分がボルテックスチューブに導入される圧縮空気の流れ
に前記底面を伝わって吸い込まれやすい。圧縮空気に凝
縮空気が混入することによってボルテックスチューブに
よる除湿効率が低下することは明白である。

この発明はボルテックスチューブへの圧縮空気に凝縮し
た水滴が混入するのを防止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１の発明によれば、ボルテックスチューブを備えた圧
縮空気除湿装置において、ボルテックスチューブの圧縮
空気導入口の周囲に該圧縮空気導入口から離間して下向
に延びるバッフル部材を配置し、該バッフル部材により
圧縮空気導入口に向かって屈曲する圧縮空気の流れを惹
起し、圧縮空気中の水分を分離落下せしめることを特徴
とする圧縮空気除湿装置が提供される。

第２の発明によれば、ボルテックスチューブを備えた圧
縮空気除湿装置において、ボルテックスチューブの圧縮
空気導入口を形成したボルテックスヘッドをその周囲の
圧縮空気冷却室の内周面及び底面から浮かして圧縮空気
冷却室内に配置し、前記圧縮空気導入口への空気に圧縮
空気冷却室の内周面及び底面状の水滴が伝達するのを防
止することを特徴とする圧縮空気除湿装置が提供される
。

〔作用〕

第１の発明において、圧縮空気はボルテックスチューブ
の圧縮空気導入口にバッフル部材を介して導入される。

バッフル部材は圧縮空気がボルテックスチューブの圧縮
空気導入口に導入されるに先立って圧縮空気の上向きに
屈曲した流れを惹起させる。この屈曲の過程で、バッフ
ル部材の下端から圧縮空気中の水分は分離落下せしめら
れる。

第２の発明において、圧縮空気冷却室において凝縮によ
って分離された水滴は圧縮空気冷却室の内周壁を介して
底壁に集まり、除去される。ボルテックスヘッドが圧縮
空気冷却室の内周壁、底壁から浮かせた構造となってい
るため、水滴がボルテックスヘッドの圧縮空気導入口に
伝わるのが防止される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の第１の実施例の装置の軸方向断面図
である。この装置は縦置きに直列に配置されたボルテッ
クスチューブ部１０と、熱交換器部１２とから構成され
る。ボルテックスチューブ部１０は中心管１４と、第１
端部本体１６と、中間本体１８と、ボルテックスヘッド
１９と、流量比調節弁２０と、外周管２２とを基本要素
とする。中心管１４は下端が端部本体１６に固定され、
中間本体１８内を挿通され、上端は熱交換部１２に向か
って延設される。ボルテックスヘッド１９内に圧縮空気
導入口２４が形成され、この圧縮空気導入口２４は中心
管１４の接線方向に開口している。この開口部に近接し
た中心管１４の上端中心にその軸線方向に冷気排出口２
６が開口している（第２図参照）。中心管１４の他端は
暖気排出口２８を形成し、この暖気排出口２８に流量比
調節弁２０が配置され、この流量比調節弁２０は冷気排
出口２６から排出される冷気と、暖気排出口２８から排
出される暖気との比率を調節するためのものである。

中心管１４の周囲における周囲管２２との間は加温室３
０を形成する。この加温室３０は圧縮空気取出口３２に
連通され、この圧縮空気取出口３２に暖機排出口２８が
流量比調節弁２０を介して連通ずる。圧縮空気取出口３
２は図示しない空圧機器に接続される。

熱交換部１２は熱交換管３４と、第２端部本体３６と、
熱交換管３４上に形成されるフィン３８と、外周管４０
とから成る。熱交換管３４の外周と、外周管４０の内周
との間に圧縮空気冷却室４２が形成される。圧縮空気供
給通路４３が本体３６内に形成され、この圧縮空気供給
通路４３は上端では図示しないコンプレッサに接続され
ると共に、下端は圧縮空気冷却室４２に開口している。

熱交換管３４は上端が本体３６によりねじ込み等の手段
によって固定され、下端はボルテックスヘッド１９にね
じ込みなどの手段によって固定される。そのため、ボル
テックスヘッド１９は外周管４０内で圧縮冷却室４２の
内周壁４２−１．底壁４２−２からは浮かして配置され
る。圧縮空気冷却室４２にボルテックスヘッド１９に形
成される前記圧縮空気導入口２４が横向きに開口される
。冷気排出口２６は熱交換管３４の内部に開口している
。更に、熱交換管３４はその上端が本体３６内の圧縮空
気排出通路４４に連通され、この圧縮空気排出通路４４
は外部の連通パイプ４６の上端に接続され、同連通パイ
プ４６の下端は本体１８内の通路４８を介して、圧縮空
気加温室３０に連通される。５０は外周管４０に設けら
れるドレンであり、圧縮空気冷却室４２の底壁４２−２
に開口し、冷却室４２内での冷却−除湿の結果、凝縮し
た水を除去するためのものである。

ボルテックスヘッド１９はフランジ部７０を有し、この
フランジ部７０より環状のバッフル部材７２が冷却室４
２の底壁４２−２に向かって延びるように配置さレル。

バッフル部材７２の下端において円周方向の複数箇所に
凝縮水分離ニードル７４の上端が植設され、下端はフリ
ーとなっているが底壁４２−２に向かって延びている。

ニードル７４の数は所望の効果か得られるように適宜設
定される。

第３図は第１図の装置の詳細を分解状態の斜視図にて示
すものであり、図番は第１図と同一のものについては対
応がある。５４．５６．５８．６０．６２及び６４は連
結部におけるＯリングである。流量比調節弁２０は本体
１６に取り付けられ、ねじ調節を可能とするため本体１
６にスリーブ６０が固設され、このスリーブ６０に弁２
０はねじ式に嵌合される構成となっている。

除湿装置の実際の使用にあたって第１図の装置は図示の
ように縦置きに配置されて使用される。

コンプレッサ（図示せず）からの圧縮空気は圧縮空気供
給通路４３より矢印ａのように圧縮空気冷却室４２に導
入され、バッフル部材７２に沿って下向きに流れ、矢印
すのようにバッフル部材７２の下端で上向きに屈曲して
その流れを変え、圧縮空気導入口２４より中心管１４に
接線方向より導入される。圧縮空気が接線方向に導入さ
れることによって、中心管１４内に渦流が形成され、そ
の際中心には冷気がその周囲には暖気が形成される。暖
気は管１４の内周に沿って下向きの渦流Ｓを形成しなが
ら矢印ｃ、ｄのように流量比調節弁２０を介して中心管
１４の下端より排出される。中心管１４の上端からの冷
気の温度は概ね一３０°Ｃに達する。この冷気は中心の
冷気排出口２６より矢印ｅのように熱交換管３４内に上
向きに導入される。この際、冷却室４２内の空気は中心
管３４内の冷気とフィン３８を介して熱交換を行い、冷
却室４２内の圧縮空気は強く冷却を受け、それに含有さ
れる水分は凝縮され、除湿される。水滴は冷却室４２の
底壁４２−１に集まり、ドレン５０より取り出すことが
できる。

このようにして除湿作用に寄与した熱交換管３４内の空
気は矢印ｆのように通路４４よりパイプ４６を経て矢印
ｇのように加温室３０に入る。そして、この空気は依然
として温度が低い（２０°Ｃ程度）ため、加温室３０に
導入されることで高温となっている中心管１４の冷却が
行われ、中心の冷気排出口２６より熱交換管３４に排出
される空気の温度がより低下される効果がある。尚、熱
交換効果を高めるため中心管１４の外周にフィン６４を
形成することができる。その後空気は矢印りのように通
路３２に導入され、ボルテックスチューブの中心管１４
からの矢印ｄのような暖気と合流され、このような暖気
との合流により温度が上昇し、その上昇分だけ圧縮空気
の絶対湿度が低下する効果がある。その後、圧縮空気は
図示しない空圧機器に供給されることになる。

冷却室４２内で水分が凝縮することによって生成された
水滴は冷却室４２の壁面を伝わりながら底面４２−１に
向かって落下する。ボルテックスヘッド１９は冷却室４
２内にその内周壁４２−１、底壁４２−２から浮かして
配置されるため、これらの壁面４２−１．４２−２から
水分がボルテックスヘッド１９に伝わりにくい。

そのため、圧縮空気導入口２４に導入される空気に凝縮
水が混入するのが防止される。

また、ポルテックス本体１９の表面に凝縮した水滴も底
壁４２−２に向かって落下するが、空気の流れがバッフ
ル部材７２により矢印すのように屈曲されるため、空気
流に混入しにくく、バッフル部材７２の下端より底壁４
２−２に向かってＦのように落下分離され、圧縮空気導
入口２４に導入される空気に凝縮水が混入することが防
止される。バッフル部材７２の先端に設けたニードル７
４はバッフル部材７２の下端を伝わる水滴を凝集せしめ
、水滴の径が大きくなるため底壁４２−２に向かっての
落下分離を促進し、圧縮空気導入口２４に導入される圧
縮空気に対する水滴の混入の防止をより効率的に行うこ
とを実現する。実施例のように別体のニードル７４によ
って水滴の分離を行う代わりに、バッフル部材の端部に
一体の突起を形成し、これによって水滴を大きな径に凝
集せしめ、分離を容易とすることができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、圧縮空気導入口の周囲にバッフル部
材を配置することで、凝縮水分の良好な落下分離を図る
ことかできる。

また、ボルテックスヘッドを圧縮空気冷却室の内周壁、
底壁から浮かせて配置することで水滴が圧縮空気導入口
まで伝わるのを防止することができる。

ボルテックスチューブへの空気に対する水滴の混入を防
止することで除湿効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

−第１図はこの発明の除湿装置の長手方向断面図。 第２図は第１図の■−■線に沿う部分断面図。 第３図は第１図の除湿装置の分解斜視図。 ｌＯ・・・ボルテックスチューブ部、 １２・・・熱交換器部、 １４・・・中心管（ボルテックスチューブ胴体部）、１
９・・・ボルテックスヘッド、 ２０・・・流量比調節弁、 ２４・・・圧縮空気導入口、 ２６・・・冷気排出口、 ３０・・・空気加温室、 ３４・・・熱交換管、 ３８・・・フィン、 ４２・・・空気冷却室、 ４２−１・・・空気冷却室内周壁、 ４２−２・・・空気冷却室底壁 ７２・・・バッフル部材 ７４・・・ニードル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボルテックスチューブを備えた圧縮空気除湿装置に
   おいて、ボルテックスチューブの圧縮空気導入口の周囲
   に該圧縮空気導入口から離間して下向に延びるバッフル
   部材を配置し、該バッフル部材により、圧縮空気導入口
   に向かって屈曲する圧縮空気の流れを惹起し、圧縮空気
   中の水分を分離落下せしめることを特徴とする圧縮空気
   除湿装置。 ２、バッフル部材の下端に沿って水滴分離用の突起手段
   を具備したことを特徴とする特許請求の範囲１に記載の
   圧縮空気除湿装置。 ３、ボルテックスチューブを備えた圧縮空気除湿装置に
   おいて、ボルテックスチューブの圧縮空気導入口を形成
   したボルテックスヘッドをその周囲の圧縮空気冷却室の
   内周面及び底面から浮かして圧縮空気冷却室内に配置し
   、前記圧縮空気導入口への空気に圧縮空気冷却室の内周
   面及び底面状の水滴が混入するのを防止することを特徴
   とする圧縮空気除湿装置。