JPH0428406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧縮された空気によつて遠隔操
作、自動操作等を実行させるための圧縮空気中に
含まれる水分を除く、内燃機関を含む装置におい
て使用される空気乾燥装置に関する。

圧縮された空気圧力あるいは圧縮空気流を利用
する装置において使用される作動空気には、必ず
水分が多量に含まれる湿りけの多い状態にある。
このような水分の多く含まれる状態の空気を、空
気利用機器に対して使用したのでは、この機器に
対して種々の損傷を与える恐れのあるものであ
り、使用空気を充分に乾燥させてから、空気利用
機器部に供給されるようにする必要がある。この
ため、例えば空気利用機器に対する配管に対し
て、シリカゲル等による吸湿型の乾燥剤を用いた
乾燥器を設定するようにしている。

すなわち、圧縮空気を作り出すコンプレツサと
空気利用機器との間に、内部に乾燥剤を充填した
密封容器でなる乾燥器を介在させ、コンプレツサ
から空気利用機器に送られる空気中の水分を取り
除くようにするものである。

しかし、ここで使用されるシリカゲル等の乾燥
剤は、そのシリカゲルの重量によつて飽和水分量
が決まつているものであり、この飽和状態となる
まで水分の吸収したときには、これ以上流通する
空気中から水分を取り除くことができない。した
がつて、このような状態では、空気利用機器に対
して圧縮空気と共に多量の水分を送り込む状態と
なる。このため、乾燥剤に含まれる水分量が飽和
状態となつた時、あるいはそれ以前に乾燥剤を交
換する必要のあるものである。しかし、この乾燥
剤の飽和状態の判定は、従来から経験と勘によつ
て決定されるものであり、このため乾燥装置を確
実に管理、保守することが困難である。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、特に使用される乾燥剤からの吸湿が自動的に
実行され、乾燥剤の交換等の保守作業を不要とす
ることができるようにして、空気利用機器に対し
て常に確実に乾燥した空気が供給されるようにす
る、内燃機関を含む装置で使用される空気乾燥装
置を提供しようとするものである。

すなわち、この発明に係る空気乾燥装置は、コ
ンプレツサと空気利用機器との間に介在される乾
燥剤を充填した容器でなる乾燥器を、内燃機関の
吸気管に選択的に結合するように構成し、吸気管
の負圧によつて乾燥器内を吸気して、乾燥剤に含
まれる水分を取り除くようにするものである。ま
た、上記乾燥器内に発熱機構を設定し、上記負圧
の設定と同時に発熱機構を発熱制御させるように
するものである。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第１図はその構成を示すもので、空気乾
燥器１１は入口および出口となる配管１２および
１３を有する密封状の容器１４を備え、この容器
１４の内部には例えばシリカゲル等の乾燥剤１５
が充填されている。ここで、上記配管１２および
１３に対応する容器１４の内部には、それぞれ多
数の通気孔を有するフイルタ押え１６，１７によ
つてフイルタ１８，１９が設定されている。

このような空気乾燥器１１の配管１２には、電
磁弁２０が接続されるもので、この電磁弁２０は
上記配管１２に接続されるポートａと、このポー
トａに切換え接続されるポートｂおよびｃを備え
るもので、この電磁弁２０は制御回路２１からの
指令信号によつてポートａをポートｂあるいはｃ
に選択的に切換え接続する３ポート２ポジシヨン
の電磁弁で構成される。この場合、制御回路２１
から信号の与えられない通常の状態では、ポート
ａがポートｂに接続される状態が設定されている
もので、制御回路２１から指令の与えられる状態
でポートａがポートｃに接続設定されるものであ
る。

そして、この電磁弁２０のポートｂは、圧縮空
気を発生するエアーコンプレツサ２２に接続さ
れ、またポートｃはこの乾燥装置の搭載される例
えば自動車の動力機関であるエンジン２３の吸気
管２４に接続設定する。この場合、ポートｃはス
ロツトルバルブ２５のエンジン２３側で吸気管２
４に接続されるもので、スロツトルバルブ２５の
閉じられるアイドリング状態でポートｃに対して
負圧が効果的に作用するように設定してなる。
尚、特に図面では示してないが、エアーコンプレ
ツサ２２はエンジン２３によつて駆動されるもの
である。

上記乾燥器１１の配管１３は、チエツクバルブ
２６を介して圧縮された空気圧力あるいは圧縮空
気流を利用する空気利用機構２７に連通するもの
で、この空気利用機構２７は上記制御回路２１に
よつて制御されるものである。

ここで、前記乾燥器１１の容器１４の内部に
は、乾燥剤１５内に埋め込むような状態で、例え
ば多数の通気孔を形成したハニカム構造のPTC
素子でなる発熱体２８を設定する。そして、この
発熱体２８には容器１４を貫通するブツシユ２９
を介して制御回路２１に接続される配線３０が接
続されているもので、制御回路２１の指令によつ
て発熱電流が供給される。

ここで、上記制御回路２１は、電子的にエンジ
ン２３の例えば燃料噴射量を制御するマイクロコ
ンピユータによつて構成されているもので、キー
スイツチ３１の操作時にバツテリ３２からの電源
が供給され、エンジン２３を駆動制御すると共
に、スイツチ３１の投入時より特定される時間範
囲で電磁弁２０に対して動作指令を与え、ポート
ａをポートｃに接続設定する。同時に、発熱体２
８に対してその特定される時間範囲で加熱電流を
供給するものである。すなわち、この制御回路２
１には、エアーコンプレツサ２２を制御する手
段、空気乾燥器１１に対しての加熱電流を制御す
る手段、さらに空気利用機構２７の制御手段を内
蔵しているものである。

すなわち、上記のように構成される乾燥装置に
おいて、通常の動作状態にあつては電磁弁２０は
ポートａとｂとを接続する状態にあり、エアーコ
ンプレツサ２２が動作されて圧縮された空気が乾
燥器１１に対して送り込まれる。この状態で、乾
燥器１１に送り込まれる空気には、多量の水分が
含まれる状態にある。そして、この送り込まれた
圧縮空気に含まれる水分は、乾燥剤１５によつて
吸湿され、空気利用機構２７に対して水分の含ま
れない乾燥した空気が供給されるようになる。こ
のような状態で長時間にわたり連続して使用され
ると、吸湿剤１５中の水分量が増大し、吸湿剤１
５の吸湿能力の限界を越える状態となつてしま
う。

しかし上記装置では、このような点を考慮して
乾燥剤１５の水分含有量を制御するもので、この
装置をスタート制御するキースイツチ３１の投入
操作に対応して電磁弁２０に指令を与え、ポート
ａをポートｃに接続設定して、エンジン２３の吸
気管２４に発生している負圧を乾燥器１１に対し
て作用させる。この状態の時は、エンジン２３は
始動状態にあり、アイドリング状態でスロツトル
バルブ２５は全閉の状態にある。したがつて、吸
気管２４はエンジン２３が発生する高真空によつ
て大きな負圧状態にあり、乾燥器１１は配管１２
から吸気される状態となる。この場合、チエツク
バルブ２６の作用によつて、配管１３方向から空
気は流入しない状態にあるため、乾燥器１１の容
器１４内の乾燥剤１５は真空にさらされる状態と
なり、乾燥剤１５に含まれる水分は蒸発され、ポ
ートａおよびｃを介してエンジン２３に送り込ま
れるようになる。

このとき、同時に制御回路２１から発熱体２８
に対して発熱電流が供給され、乾燥剤１５が加熱
されて、この乾燥剤１５に含まれる水分はより効
果的に蒸発される。

ここで、この発熱体２８は、いわゆるPTC特
性を持つた材料で構成されるものであるため、こ
の発熱体２８を構成するセラミツク自体の温度に
よつて、その電気抵抗が変化する正の温度特性を
有する。すなわち、温度が高くなつてキユーリ点
を越えると、その抵抗値が急激に増加するもの
で、通電直後は発熱体２８が急激に温度上昇し、
その温度がキユーリ点を越えると電気抵抗が増加
して、以後発熱体２８の温度を一定に保つように
なるものである。通常のPTC素子であれば、数
秒間でキユーリ点温度に達する。

乾燥剤１５に含まれる水分の沸点は、大気圧下
で100℃であるが、エンジン２３の負圧によつて
乾燥器１１の容器１４の内部が吸気される状態と
なると、乾燥剤１５部分の気圧が低下し、乾燥剤
１５に含まれる水分の沸点は低下する状態とな
る。例えば、絶対圧力が約260mmHg abs.（ゲージ
圧力−500mmHg Ｇ）の時、水の沸点は約72.5℃
となるものであり、したがつて発熱体２８のキユ
ーリ点が72.5℃以上となるようにすれば、効果的
である。一般的には、キユーリ点120℃〜150℃程
度のPTC発熱体が入手しやすいものであり、発
熱体２８としてはキユーリ点120℃のPTC発熱剤
を使用すればよい。

すなわち、エンジン２３の始動制御直後から、
乾燥器１１の乾燥剤１５の吸湿動作が開始される
もので、この吸湿動作はエンジン２３の始動後の
アイドリング時に実行され、通常に発進動作がさ
れるまでに終了する。したがつて、制御回路２１
においては、この吸湿動作の完了時間を設定し、
キースイツチ３１が投入されてからその時間の経
過後に電磁弁２０に対する指令を断つような制御
を行なうもので、ポートａをポートｂに切換えて
乾燥器１１をエアコンプレツサ２２に接続し、空
気利用機構２７に対して圧縮され、乾燥された空
気を送り込む圧縮空気利用状態に移行する。

すなわち、エンジン２３の始動動作時におい
て、必ず空気乾燥器１１の乾燥剤１５の吸湿動作
が実行されるものであり、この乾燥剤１５が水分
を飽和点まで含有する状態となることを確実に防
止することのできるものである。特にこの乾燥剤
１５の吸湿動作時において、発熱体２８によつて
乾燥剤１５を加熱することによつて、より効果的
な吸湿動作が実行されるものである。

尚、上記乾燥剤１５の吸湿動作時における蒸発
水分は、エンジン２３に吸入されるものである
が、この水分はエンジン２３における多量の発生
熱量のために、悪影響を及ぼすことなく分解もし
くは大気に放出される。

上記実施例では、乾燥剤１５の水分を除去する
ために、エンジン２３からの負圧と共に発熱体２
８による加熱動作をも行なわせた。しかし、特に
加熱動作を併用しなくとも負圧による吸引動作の
みによつてもその効果は達成されるものである。
この場合、吸引動作時間を長くする必要がある。

第２図は乾燥器１１部の他の実施例を示すもの
で、空気の入口および出口となる配管１２および
１３を、容器１４の一方の面に並べて設定したも
のである。このように構成した場合には、配管１
２および１３部分を分離し、配管１２，１３を有
する面と反対側に通路を形成するようにして、セ
パレータ３３を設けるようにすればよい。また、
このセパレータ３３はその両側部で容器１４との
間に間隔を設定すれば、配管１２と１３との間の
空気の流通が良好にされるものである。また、こ
の場合の発熱体２８は、セパレータ３３の先端部
に対向する位置に設定すればよいものであり、こ
の場合は図からも明らかなように発熱体２８部を
空気が通過する構造ではないものであるため、発
熱体２８をハニカム構造とする必要はない。

上記実施例では、発熱体としてPTC材料を用
いるように説明したが、これはもちろんニクロム
線を用いた電熱ヒータで構成してもよいものであ
り、感熱機構を用いて温度制御するように構成す
ればよいものである。

また、実施例ではキースイツチ３１の動作時に
乾燥剤１５の脱湿動作を行なうように説明した
が、これは制御回路２１によつて、任意の時期
（ただし空気利用機構２７の動作していない時）
に乾燥剤脱湿動作をさせるように自動制御させる
ようにしてもよいものである。

さらに、ここで使用される乾燥剤としては、シ
リカゲルに限らず吸湿作用を備えるものとして、
例えば活性アルミナ等も効果的に使用できるもの
である。また、通常のエアーコンプレツサを作用
させる時と、乾燥剤の吸湿動作を行なわせる時と
の空気通路を切換える電磁弁は、３ポート２ポジ
シヨンのもの１個で示したが、これは他の電磁
弁、手動弁、スイツチ等のものを１個または複数
個組み合せ使用するようにしてもよい。

以上のようにこの発明によれば、空気利用機構
に供給する圧縮空気から水分を除去し、確実に乾
燥された空気が使用されるようにする空気乾燥装
置が提供されるものであり、特に空気を乾燥する
乾燥剤が、含有水分が飽和状態となる以前に確実
に脱湿制御されるものであり、空気利用機構で使
用される圧縮空気の乾燥状態が良好に保証される
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る空気乾燥装
置を説明するための構成図、第２図はこの発明の
他の実施例を説明する乾燥器部の断面図である。 １１……乾燥器、１４……容器、１５……乾燥
剤、２０……電磁弁、２１……制御回路、２２…
…エアーコンプレツサ、２３……エンジン、２４
……吸気管、２７……空気利用機構、２８……発
熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に吸湿乾燥機構を収納した空気乾燥器
   と、 この空気乾燥器に対して圧縮空気を送り込むコ
   ンプレツサと、 上記空気乾燥器を通過した圧縮空気が導かれる
   空気利用機構と、 内燃機関と、 上記空気乾燥器に対して、上記コンプレツサと
   上記内燃機関の吸気管とを切替え結合する切替え
   手段と、 上記内燃機関の動作時における所定の期間に、
   上記吸気管の負圧を上記空気乾燥器内に作用させ
   るように上記切替え手段を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする空気乾燥装置。 ２ 上記空気乾燥器に収納される吸湿乾燥機構
   は、乾燥剤と、発熱機構とによつて構成され、こ
   の発熱機構は上記負圧の作用時に発熱制御される
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の空気乾燥
   装置。 ３ 上記所定期間は、上記内燃機関始動時のアイ
   ドル回転時に設定されるようにした特許請求の範
   囲第１項もしくは第２項記載の空気乾燥装置。