JPH0717373Y2

JPH0717373Y2 - 圧縮空気乾燥装置

Info

Publication number: JPH0717373Y2
Application number: JP1989081969U
Authority: JP
Inventors: 勝実小島
Original assignee: 株式会社ナブコ
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2004-07-12
Also published as: JPH0322518U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、車両等のエアブレーキ装置などの空圧回路
で利用される圧縮空気乾燥装置に関し、特に、圧縮空気
中の水分を凝縮させることによって、乾燥空気を得る方
式の技術に関する。

（従来の技術）この方式の圧縮空気乾燥装置では、処理すべき圧縮空気
の温度を低下させることによって、水分を凝縮させ、除
湿する。そのため、乾燥あるいは除湿のための吸着剤な
どが不要であり、その吸着剤などの交換の手間がなく、
メンテナンスなどの上で有利である。

たとえば、特開昭61-242618号は、断熱膨張の原理によ
り温度降下を起こし、その冷熱で圧縮空気を冷却するよ
うにした技術を示している。

（考案が解決しようとする課題）断熱膨張を利用することは、圧縮空気の温度低下のため
に外的なエネルギーを必要としない点で有利ではある
が、その反面、次のような問題があり、乾燥度の高い圧
縮空気を大量に得るのは困難である。

一つは、圧縮空気の処理量が多い場合には、有効な除湿
効果が期待できないという問題である。断熱膨張のため
には、流路に絞りが必要であり、大きな除湿効果を得る
には、その絞り作用を大きくせざるを得ない。しかし、
大きな絞り抵抗は、圧縮空気の処理量を低減することに
なってしまう。

もう一つは、処理すべき圧縮空気は一般に圧縮機からの
ものであり、大きな脈動をもつため、断熱膨張の効果を
低めるという問題である。

そこで、この考案では、外的なエネルギーによって、圧
縮空気を冷やすことにし、より湿度の低下した圧縮空気
を得ることができる技術を提供することを目的とする。

（考案の概要）この考案では、外的なエネルギーを得るために、ペルチ
ェ効果をもつサーモ素子を用いる。

このサーモ素子は一方で吸熱し、他方で放熱する。そこ
で、サーモ素子の吸熱作用を利用して圧縮空気を冷や
し、その中に含まれる水分を凝縮させることができ、し
かもまた、放熱作用を利用して水分除去後の圧縮空気を
温め、乾燥度を相対的に高めることができる。

特に、サーモ素子によるペルチェ効果は可逆的であるた
め、圧縮空気の入口および出口を逆に用いるようにする
こともできる。そうすれば、配管の便宜、および部品点
数の低減、などの利点をも得ることもできる。

また、この考案では、処理すべき圧縮空気を熱交換チュ
ーブの中を通しつつ、その熱交換チューブの周りに伝熱
媒体として液体（オイル）を充填することによって、サ
ーモ素子による吸熱／放熱の熱交換率を有効に高めるこ
とができ、大量の圧縮空気を容易に乾燥処理することが
できる。この点、伝熱媒体として液体（オイル）に連通
する部分に、エア漏れしたエアを逃がすための逆止弁を
設けるようにすれば、熱交換の妨げになるエアを逃が
し、伝熱媒体として液体（オイル）があることによる熱
交換上の作用効果を常に有効に得ることができる。

（実施例１）・・・第１図〜第３図参照この考案の第１の実施例である圧縮空気乾燥装置100
は、２つの槽10,20を上下に重ねたたて型である。下の
槽10が入口11側の第１乾燥部であり、また、上の槽20が
出口21側の第２乾燥部である。入口11は空気圧縮機に、
また、出口21は空気貯槽に各々連絡する。

２つの各槽10,20は、同様の構造であり、円筒形状の本
体12,22と、本体12,22の上下の開口をふさぐふた板13,1
4;23,24とを備えている。本体12,22と各ふた板13,14;2
3,24とは、シール材30をはさんで密に取り付けられる。
こうした各槽10,20の内部もほぼ同様な構成であり、ス
パイラル状に巻いた熱交換チューブ15,25があり、ま
た、各熱交換チューブ15,25の周りには、伝熱媒体とし
てオイル32が充填される。各熱交換チューブ15,25は、
Ｌ型の支持金具34に対し、支持ベルト35を用いて、各槽
10,20の中に固定されている。そして、第１乾燥部の槽1
0内の一方のチューブ15は、一端15aが入口11を構成する
接続継手16に、他端15bがＬ型の接続継手17に各々接続
され、また、第２乾燥部の槽20内の他方のチューブ25
は、一端25aが出口21を構成する接続継手26に、他端25b
が接続継手27に各々接続されている。

ここでは、第１乾燥部である下の槽10の中で、圧縮空気
を冷却することによって、その圧縮空気に含まれる水分
を凝縮させ、また、第２乾燥部である上の槽20の中で、
水分除去後の圧縮空気を温め、乾燥度を相対的に高める
ようにする。そのため、上下に配置した各槽10,20のふ
た板13,24間に、ペルチェ効果をもつサーモ素子50を設
けている。サーモ素子50は複数個あり、第３図に示すよ
うに、バッテリ55に対して各々並列に接続する。また、
温度の制御のために、サーモスタット60を直列に接続す
る。制御すべき温度自体は、水分を凝縮させる槽10の方
が重要である。そこで、サーモスタット60は、槽10の本
体12の部分に設置する。このサーモスタット60の設定温
度は、たとえば室温あるいは外気温よりも少し低く（た
とえば、２〜５℃程度低く）する。

各サーモ素子50は、吸熱側を第１乾燥部の槽10側に、放
熱側を第２乾燥部の槽20側に各々向けて設置する。設置
に当たっては、伝熱を良くするよう、たとえばふた板1
3,24の対向する部分に溝を加工し、その溝の中に各サー
モ素子50の各上下面を密着させるようにする。また、場
合によっては、各サーモ素子50の面はふた板13,24に密
着させるが、スペーサを利用してふた板13,24同士はわ
ずかに離すようにする。

また、第１乾燥部である槽10側の下部のふた板14に対し
て、ドレン放出弁70のハウジング72が取り付けられる。
ハウジング72には、中央の部分にドレン放出弁70の設置
部があり、その外周に同心円に沿うようにして多数の隔
壁72aがある。隔壁72aは、ふた板14と相俟ってハウジン
グ72の内部に入り組んだ通路73を形成している。この通
路73の一端は、ふた板14に設けた開口14aを通して熱交
換チューブ15の端部15b側に連絡し、また、通路73の他
端は、ハウジング70の側部に設けた開口73b、および接
続管路75を通して他方の熱交換チューブ25の端部25b側
に連絡している。なお、ドレン放出弁70は、常時は閉弁
しているが、外部のプレッシャガバナなどの圧力信号を
受けたとき、開弁して通路73内に溜まったドレンを排出
通路76を通して外部に排出する。また、上下の各層10,2
0には、各々、エア漏れしたときの逃しが設けられる。
エアの逃しという点から、逃しは各槽10,20の上部に配
置される。下の槽10には、本体12の上方の側部に、ま
た、上の槽20には、ふた板23の上部に設けられる。それ
らの逃しは、どちらも同じ構造であり、弱いばね80に押
された逆止弁82と、その後方に配置した絞り通路84とを
含む。逆止弁82は常時は閉じ、ふた板23に設けた開口23
aと絞り通路84との間を遮断している。しかし、エア漏
れがあった場合、圧力をもつエアが逆止弁82を開き、絞
り通路84から外部に逃げる。

さて、上下の槽10,20の間に位置するサーモ素子50に電
流が流れると、下の槽10側は冷却され、また、上の槽20
側は温められる。そこで、まず、圧縮機から入口11に送
られる圧縮空気は、熱交換チューブ15の中を通る間に、
冷却されたオイル32によって冷やされる。そのため、圧
縮空気中の水分が有効に凝縮し、ハウジング72の通路73
の内部に溜まっていく。勿論、圧縮空気は、通路73を通
る間にも隔壁72aと接触することによって、水分等を隔
壁72aに付着させる。

こうして、第１乾燥部である槽10の中で有効に除湿され
た圧縮空気は、ついで接続配管75を通して第２乾燥部で
ある槽20の方に送られる。この槽20内のオイル32は温め
られているため、熱交換チューブ25の中を通る間に、圧
縮空気は温められる。したがって、出口21を出るときに
は、圧縮空気はその乾燥度を一層高め、その状態で外部
の空気貯槽に送られることになる。

このように、圧縮空気乾燥装置100では、サーモ素子50
の特徴を生かし、一方で冷却による除湿、他方で昇温に
よる乾燥度の向上、を図ることができ、しかも、流れ抵
抗を大きく取る必要がないので、乾燥した圧縮空気を大
量に得ることができる。

（実施例２）・・・第４図および第５図参照第２の実施例である圧縮空気乾燥装置200は、２つの槽1
0′,20′を横に並べた構成であるが、各槽10′,20′の
内部構造自体は第１の実施例のものと同様である。そこ
で、この圧縮空気乾燥装置200については、第１の実施
例と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明は省
略し、特に、異なる部分を中心に説明する。

まず、この第２の実施例では、横型であるために、上下
の各ふた板を共通にし、各々、一枚の板230,240で構成
している。

また、ドレン放出弁70のハウジングを変形し、その一部
に接続配管75の機能をもたせるようにしている。すなわ
ち、第１の実施例と同様なハウジング70′の一部にカバ
ー部90を設け、そのカバー部90とふた板240との間に接
続通路92を設けている。

さらに、サーモ素子50による吸熱および放熱による熱利
用を効率的に行なうため、本体12′,22′の一部形状を
工夫している。すなわち、サーモ素子50の各面は本体1
2′,22′に密に接触するが、本体12′,22′同士は接触
することなく、しかも、熱伝導路の周りには空隙部94,9
5を設けている。

しかし、この圧縮空気乾燥装置200でも、より湿度の低
い圧縮空気を大量に供給することができる。

（考案の効果）この考案では、外的なエネルギーを得るために、ペルチ
ェ効果をもつサーモ素子50を用いるようにしているた
め、第１乾燥部において吸熱作用を利用して除湿を行な
う一方、第２乾燥部において放熱作用を利用して除湿後
の圧縮空気を温め、乾燥度を相対的に高めることができ
る。また、サーモ素子50を用いているため、圧縮空気に
対する流れ抵抗を大きくすることなく、大量の圧縮空気
を処理することができ、さらには、サーモ素子50が可逆
性を有するため、第１および第２の各乾燥部において共
通の部品を用いることができる。

特に、この考案では、サーモ素子−圧縮空気間の熱交換
を液体（オイル）を介して行うようにしているため、エ
アを介在して行う場合に比べて、高い熱交換率を得るこ
とができ、大量の圧縮空気を処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の第１の実施例を示す全体的な断面
構造図、第２図は、第１図のII-II線に沿った断面図、第３図は、サーモ素子を含む配線図、第４図は、この考案の第２の実施例を示す全体的な断面
構造図、そして、第５図は、第４図のV-V線に沿った断面図である。 100,200……圧縮空気乾燥装置、10……第１乾燥部、11
……入口、20……第２乾燥部、21……出口、15,25……
熱交換チューブ、32……オイル（伝熱媒体）、50……サ
ーモ素子、70……ドレン放出弁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】空気圧縮機に連絡される入口と、空気貯槽
に連絡される出口と、入口と出口との間に設けられ、圧
縮空気中の水分を凝縮させる乾燥部と、この乾燥部を外
気に連通する通路に設けられたドレン放出弁とを有する
圧縮空気乾燥装置において、前記乾燥部を入口側の第１
乾燥部と出口側の第２乾燥部とに区分し、両者間に吸熱
側を第１乾燥部側に、放熱側を第２乾燥部側に各々位置
させてペルチェ効果をもつサーモ素子を設け、しかも、
前記第１乾燥部内に、前記入口と前記ドレン放出弁の側
とを連通する第１熱交換チューブを設け、乾燥すべき圧
縮空気をこの第１熱交換チューブの中を通し、さらに、
第１熱交換チューブの周りに、伝熱媒体としての液体を
充填する圧縮空気乾燥装置。
【請求項２】前記第２乾燥部内に、前記ドレン放出弁の
側と前記出口の側とを連通する第２熱交換チューブを設
け、前記第１乾燥部を通過した圧縮空気をこの第２熱交
換チューブの中を通し、さらに、第２熱交換チューブの
周りに、伝熱媒体としての液体を充填する、請求項１の
圧縮空気乾燥装置。
【請求項３】前記伝熱媒体としての液体に連通する部分
に、エア漏れしたエアを逃がすための逆止弁を設ける、
請求項１あるいは２の圧縮空気乾燥装置。