JPH0518610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンプレツサから供給される圧縮
空気中の水分を除去し、乾燥した圧縮空気を空圧
機器に供給するための圧縮空気除湿装置に関す
る。

〔従来の技術〕

空圧機器を作動する圧縮空気はその中に水分を
含んでおり、その水分を除去しないと配管や空圧
機器に錆を発生させたり、機器の作動不良を起こ
す原因となる。このため圧縮空気中の水分を除去
するために吸湿材による吸着或いは膨張弁や冷凍
機により圧縮空気を冷却して水分を除去する方法
が用いられてきたが、吸湿材による方法は圧力損
失により圧縮空気の圧力低下を伴い、冷凍機によ
る方法は確実であるが装置の複雑化と動力を必要
とし運転コスト高を招く等の夫々の欠点を有して
いる。そこで、ボルテツクスチユーブのより除湿
を行うものも提案されている。例えば、実公昭60
−7761号参照。この従来技術によれば、コンプレ
ツサから空気導入ノズルより導入される圧縮空気
をボルテツクスチユーブの中心管の一端の冷気吐
出口から冷気として取り出し、前記中心管の他端
の暖気吐出口から暖気として取り出し、コンプレ
ツサと空気導入ノズルとの間に圧縮空気の除湿を
行なうための除湿室を形成し、冷気吐出口に接続
される熱交換管を除湿室に対して熱交換管内の冷
気と除湿室内の圧縮空気とで熱交換が行なわれ、
圧縮空気の除湿が行なわれるように設け、前記中
心管の周囲に冷却室を配置し、前記熱交換管と除
湿室との間の熱交換後の空気を冷却室に導入する
連通路を具備して、中心管内を暖気吐出口に向け
て流れる冷却が行なわれ、かつ冷却室を通過後の
空気は暖気取り出し口からの空気と合流されるべ
く配置される圧縮空気除湿装置が提案されてい
る。

この従来技術では連通路は冷気吐出口からの冷
気と熱交換されることによつて除湿された除湿室
内の空気を冷却室に連通するように配置されてい
る。即ち、除湿室内の空気は一部が空気導入ノズ
ルよりボルテツクスチユーブ内に導入され、冷気
と暖気に分けられ、その冷気は冷気取出口より熱
交換管に取り出され、除湿室内を通過するコンプ
レツサからの熱交換によつてその除湿室内の圧縮
空気の除湿に供される。また除湿室内の残りの空
気は連通路より冷却室に導入され、ボルテツクス
チユーブ中心管内を流れる暖気と熱交換されるよ
うになつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では除湿室内に導入され冷気が通過す
る熱交換管との熱交換によつて除湿された空気の
うち一部をボルテツクスチユーブの空気導入ノズ
ルに導入すると共に、熱交換を通過することによ
り圧縮室の除湿のための熱交換を行つた後の冷気
はそのまま外部に排出されている。従つて、ボル
テツクスチユーブで得られるエネルギの損失が避
けられない。即ち、コンレツサからの圧縮空気は
その一部のみがボルテツクスチユーブの空気導入
ノズルに導入されるだけであり、ボルテツクスチ
ユーブでの効率がその分降下し、冷気の温度が下
げられないため、除湿効率がその分悪化する。ま
た、連通路から除湿された温度の下がつた残りの
空気が冷却室に入り、ボルテツクスチユーブの中
心管を通過する暖気との熱交換により暖気の温度
を下げることにより冷気吐出口からの冷気の温度
を下げる効果も幾分は期待できるものの、除湿室
の圧縮空気との熱交換に利用した空気は暖気取出
口の下流で捨てられているため、熱交換管内の温
度の下がつた空気の利用効率が悪く除湿効率低下
は避けられない。

この発明はこのような従来技術の欠点を解決
し、ボルテツクスチユーブで発生した冷気を損失
なく利用し、除湿効果を大いに高めることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によれば、コンプレツサから空気導入
ノズルにより導入される圧縮空気をボルテツクス
チユーブの中心管の一端の冷気吐出口から冷気と
して取り出し、前記中心管の他端の暖気吐出口か
ら暖気として取り出し、コンプレツサと空気導入
ノズルとの間に圧縮空気の除湿を行なうための除
湿室を形成し、冷気吐出口に接続される熱交換管
を除湿室に対して熱交換管内の冷気と除湿室内の
圧縮空気とで熱交換が行なわれ、圧縮空気の除湿
が行なわれるように設け、前記中心管の周囲に冷
却室を配置し、前記熱交換管と除湿室との間の熱
交換後の空気を冷却室に導入する連通路を具備し
て中心管内を暖気吐出口に向けて流れる暖気の冷
却が行なわれ、かつ冷却室をを通過後の空気は暖
気取り出し口からの暖気と合流されるべく配置さ
れる圧縮空気除湿装置において、特徴点は、ボル
テツクスチユーブの空気導入ノズルはコンプレツ
サからの前記除湿室を介しての圧縮空気の全量を
受け取るように配置されると共に、冷却室への前
記連通路の上流端は除湿室への圧縮空気との熱交
換後の全量の冷気を受け取るべく熱交換管の下流
側に接続されることにある。

〔作用〕

この発明によれば、コンレツサから除湿室に導
入された圧縮空気はその全量がボルテツクスチユ
ーブの空気導入ノズルよりボルテツクスチユーブ
内に導入され、冷気の発生に寄与され、熱交換管
内に送られ、除湿室内の圧縮空気との熱交換によ
つて圧縮空気の除湿が行われる。除湿内の圧縮空
気と熱交換を行つた後の熱交換管内の空気は同熱
交換管の下流に開口する排出通路より連通路を介
して全量が冷却室に導入され、ボルテツクスチユ
ーブの中心管を流れる暖気の冷却に利用され、そ
の結果ボルテツクスチユーブの冷気吐出口からの
冷気の温度の降下に寄与させることができる。

〔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。この装置は直列に配置されたボ
ルテツクスチユーブ部１０と、熱交換器部１２と
から構成される。ボルテツクスチユーブ部１０は
中心管１４と、第１端部本体１６と、中間本体１
８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は一端が中間本体１８に
連結され、他端は第１端部本体１６に連結され
る。中間本体１８内に空気導入ノズル２４が形成
され、この空気導入ノズル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の端部中心に冷気吐出口２６が開口して
いる。第２図参照。中心管１４の他端は暖気吐出
口２８を形成し、この暖気吐出口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
気吐出口２６から吐出された冷気と、暖気吐出口
２８から吐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の周囲における外周管
２２との間は冷却室３０を形成する。この冷却室
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は流量比調節弁２０を介しても暖
気吐出口２８への除湿された空気流を受け取ると
共に、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上に形成されるフイン３８
と、外周管４０とから成る。熱交換管３４の外周
と、外周管４０の内周との間に除湿室４２が形成
される。圧縮空気導入口４３が第２端部本体３６
内に形成され、この圧縮空気導入口４３は一端で
は図示しないコンプレツサに接続されると共に、
他端は除湿室４２に開口している。圧縮空気導入
口４３の反対側における中間本体１８内に前記圧
縮空気導入口２４が位置し、この空気導入口２４
は除湿室４２に開口している。この熱交換管３４
は第２端部本体３６内の排出通路４４に連通さ
れ、この排出通路４４は外部の連通路４６の一端
に接続され、同連通路４６と他端は中間本体１８
内の開口４８を介して、冷却室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、除湿室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。この第１図で
は、ドレン５０は上部に図示されるが、実際は外
周管４０の底部に設けられる。

第３図は第１図の装置の各詳細部品を分解状態
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から６４は
連結部におけるＯリングである。流量比調節弁２
０は第１端部本体１６に取り付けられ、ねじ調節
を可能とするため第１端部本体１６にスリーブ６
０が固設され、このスリーブ６０に流量比調節弁
２０はねじ式に嵌合される構成となつている。

実際の使用にあたつてコンプレツサ（図示せ
ず）からの圧縮空気は圧縮空気導入口４３より矢
印ａのように除湿室４２に導入され、矢印ｂのよ
うに圧縮空気はコンプレツサからの全量が空気導
入ノズル２４より中心管１４に接線方向より導入
される。そのため、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暖気が形成
される。暖気は矢印ｃ，ｄのように流量比調節弁
２０を介して中心管１４の一端より排出され、冷
気の温度は概ね−30℃に達する。この冷気は冷気
吐出口２６より矢印ｅのように熱交換管３４に導
入される。この際、除湿室４２内の空気は熱交換
管３４内の空気とフイン３８を介して熱交換を行
い、除湿室４２内の圧縮空気は強く冷却を受けそ
こに含有される水分は凝縮され、除湿される。水
分ドレン５０より排出される。

このようにして除湿を行つた後の熱交換管内の
依然として温度が低い空気は矢印ｆのように排出
通路４４より連通路４６を経て矢印ｇのように冷
却室３０に入る。そして、この空気は依然として
温度が低い（20℃程度）ため、中心管１４を通過
する暖気により加温を受け、一方中心管１４を通
過する暖気は冷却され、両者の温度は相互に接近
することになる。そして、熱交換管３４の空気は
排出通路４４、連通路４６及び開口４８を介して
全量が冷却室３０に導入され、中心管１４内を流
れる暖気の冷却に供することができるため、ボル
テツクスチユーブ効率が高まり、冷気吐出口２６
からの冷気の温度は一層降下され、無駄のない冷
却が可能となる。尚、熱交換効果を高めるため中
心管１４の外周にフイン６４を形成することがで
きる。その後空気は矢印ｈのように圧縮空気取出
口３２に導入され、ボルテツクスチユーブの中心
管からの矢印ｄのような暖気と合流され、図示し
ない空圧機器に供給される。この実施例ではボル
テツクスチユーブ部１０と熱交換部１２とが直列
配置であるため、冷気吐出口２６を直接に除湿室
４２に開口させることができる。そのため冷気の
熱損失が小さく、冷却効率を高めることができ
る。

第４図はこの発明の除湿システムの概略を示し
ており、コンプレツサからの圧縮空気は最初に第
１図の除湿装置に導入され、除湿後の圧縮空気が
空圧機器において利用されることになる。空圧機
器の前段に除湿装置を配置したためボルテツクス
チユーブにより十分温度が低い冷気が得られ、高
い除湿効果を発揮することができる。

第５図は第２実施例除湿装置を示すものであ
り、ボルテツクスチユーブ部と熱交換器部とが半
径方向に同心状に配置される。この実施例は第１
実施例に対して等価の部品についてはその番号に
100を加算した部番によつて示している。コンプ
レツサからの湿気を帯びた圧縮空気は外周側に位
置している除湿室１４２に入り、除湿された空気
は外部のパイプ１２４Ａを介して一端外部に出た
後ボルテツクスチユーブの空気導入ノズル１２４
に入り、冷気は冷気吐出口１２６より外部のパイ
プ６０を介して、除湿室１４２の内側に位置する
中間室１２９に入り、さらに中間パイプ６２に形
成される開口１４８を対して、冷却室１３０内に
導入され、ボルテツクスチユーブの中心管１４０
を通過する暖気は冷却を受け、それから外部の通
路１３２に排出される。ボルテツクスチユーブの
中心管１４０内の暖気は流量比制御弁１２８を経
て、通路１３２に合流される。この実施例ではボ
ルテツクスチユーブと熱交換器とを半径方向に同
心に配置するため、長さ寸法をコンパクトに設計
するのには適している。この実施例では熱交換管
１３４と中間パイプ６２とは熱の移動がないよう
に断熱材にて作る必要がある。これにより、冷却
器１３０の空気により除湿室１４２の空気が良好
な冷却を受け、さらに、開口１４８より冷却室１
３０に入つた依然として温度の低い空気により中
心管１１４を冷却し、空気吐出ノズル１２６より
吐出される冷気の温度を降下させ、除湿の効率を
高めるという本来の作用を実現することができ
る。尚、この実施例では中間室１２９と開口１４
８とが本発明の連通路（図１の実施例の４６に相
当する）を構成する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ボルテツクスチユーブの空
気導入ノズルは圧縮空気コンプレツサからの除湿
室内で除湿された空気の全量を受け取り、ボルテ
ツクスチユーブを通つた後の冷気吐出口からの冷
気は熱交換管を介して連通路より冷却室に入り、
中心管を流れる暖気との熱交換に供される。即ち
コンレツサからの圧縮空気の全量が空気導入ノズ
ルに導入されるためのボルテツクスチユーブでの
冷気発生効率を高め、かつ除湿室内の圧縮通気と
の熱交換後の冷気吐出口からの冷気は無駄に捨て
られることがなく、これもその全量が冷却室内に
導入され、ボルテツクスチユーブの中心管を流れ
る暖気の冷却に寄与される。そのため、ボルテツ
クスチユーブからの冷気の一層の有効活用が図ら
れ、全体としての除湿効率を著しく高める効果を
奏することができる。

【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。第
４図はこの発明の除湿装置のコンプレツサと空圧
機器との接続配置を示す図。第５図は第２実施例
の長手方向断面図。 １０……ボルテツクスチユーブ部、１２……熱
交換部、１４……中心管、２０……流量比調節
弁、２４……空気導入ノズル、２６……冷気吐出
口、３０……冷却室、３４……熱交換管、３８…
…フイン、４２……除湿室、４６……連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コンプレツサから空気導入ノズルより導入さ
   れる圧縮空気をボルテツクスチユーブの中心管の
   一端の冷気吐出口から冷気として取り出し、前記
   中心管の他端の暖気吐出口から暖気として取り出
   し、コンプレツサと空気導入ノズルとの間に圧縮
   空気の除湿を行なうための除湿室を形成し、冷気
   吐出口に接続される熱交換管を除湿室に対して熱
   交換管内の冷気と除湿室内の圧縮空気とで熱交換
   が行なわれ、圧縮空気の除湿が行なわれるように
   設け、前記中心管の周囲に冷却室を配置し、前記
   熱交換管と除湿室との間の熱交換後の空気を冷却
   室に導入する連通路を具備して、中心管内を暖気
   吐出口に向けて流れる暖気の冷却が行なわれ、か
   つ冷却室を通過後の空気は暖気取り出し口からの
   暖気と合流されるべく配置される圧縮空気除湿装
   置において、ボルテツクスチユーブの空気導入ノ
   ズルはコンプレツサからの前記除湿室を介しての
   圧縮空気の全量を受け取るように配置されると共
   に、冷却室への前記連通路の上流端は除湿室への
   圧縮空気との熱交換後の全量の冷気を受け取るべ
   く熱交換管の下流側に接続されることを特徴とす
   る圧縮空気除湿装置。