JPS606683B2 - 空気又はガスの除湿装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は除湿用冷却器の冷却温度を−１５ｏｏ程度又は
それ以下の低温にすることが出来る空気又はガスの除湿
装置に関するものである。

従来の空気除湿装置は例えば第１図に示すようなもので
、空気圧縮機で圧縮された略６０ｑｏの加圧空気は湿り
空気導入管ａより１次熱交換器ｂに入り、ここで低温の
乾燥空気と熱交換し、次に予冷さらた空気はデミスタを
経て冷煤ガス蒸発器ｃが挿入された熱交換器ｄに入り、
ここで０℃〜一３℃の蒸発温度と熱交換して冷却されて
除湿され、乾燥空気は乾燥空気導出管ｅにより一旦１次
熱交換器ｂを通過後使用側に導出される。

図において、点線は袷煤の冷凍サイクルを示し、ｆは冷
煤圧縮機、ｇは冷煤擬緒器「 ｈ‘ま冷煤レシーバ、ｉ
は膨脹弁である。又冷媒蒸発器ｃが着霜した場合は冷蝶
の冷凍サイクルの運転を中止し、湿り空気導入管ａから
導入される高温空気により冷煤蒸発器ｃの看霜を溶解除
去する。このような従来の方法においては冷煤蒸発器ｃ
の温度を０℃〜一３℃程度にしか低くすることは出来な
い。何故ならば冷煤蒸発器ｃの温度を−十数℃以下に低
下させると空気中の水分による着霧が甚だしく、冷媒蒸
発器ｃの運転が困難となるからである。しかるに湿り空
気又はガスの除湿に際しては温度を低くすればする程除
湿装置効果があがることは自明の理である。

本発明はこのような問題を解決するために、除湿用熱交
換器内の冷却器の温度を−１５ｑＣ程度に低下させ、次
に湿り空気を熱交換器に送り込んで冷却器に多量に着霜
させ、次に冷却器への袷煤の送りを停止し、引続き湿り
空気を送り込むことにより霜を融かすと同時に湿り空気
を冷却し、冷却された湿りの少ない空気を次の低温の熱
交換器に送り込むことにより低温の冷却器に多量の看霜
をさせることなく空気又はガスの温度を低下させるよう
にしたものである。

更に本発明は複数個の熱交換器を直列に配設し、夫々に
設けられたり湿り空気導入口と乾燥空気導出口を功換可
能にし、更に夫々の熱交換器に収納された冷却器への冷
煤の送りと停止を可能にして冷却器に看霜した場合は冷
煤の送りを停止し、この着霜した冷却器を有する熱交換
器に最初の湿り空気が導入されるようにし、次に他の冷
却器に肴露した場合は冷煤の送りを切換えると共に湿り
空気の送りも切換え、複数個の熱交換器と冷却器を切換
使用することにより湿りガスの送りを除霜時に停止する
ことなく連続的に除湿操作を行えるようにし、又袷煤送
りの切換えに際しては熱交換器内の差圧を検出し〜 こ
の差圧で電磁弁を動作させ、自動的に切換操作がなされ
るようにし「更に熱交換器で生じた水滴は略０℃の低温
の冷水であるから水滴溜で冷却器へ送られる液を過冷却
して冷凍効果を一層向上させるようにしたものである。

次に本発明の実施例を第２図について説明する第２図に
おいて〜 ｌａ，蔓ｂは熱交換器であり、仕切壁２で仕
切られ、蓮通路３で蓮通されている。各熱交換器ｌａ，
ｌｂには空気又はガスの導入□４ａ，４ｂと乾燥空気又
は乾燥ガスの導出口５ａ，５ｂが形成され、導入口４ａ
，４ｂと導出口５ａ，５ｂ‘ま夫々切換弁６ａ，６ｂを
介して１次熱交換器７及びこの１次熱交換器７のコイル
８に蓮通されている。又夫々の熱交換器ｌａ，ｌｂの下
底は共通の水滴溜９に運速されている。

更に夫々の熱交換器ｌａ，ｌｂ内には冷却器１０ａ，１
０ｂが挿入され、夫々の冷却器亀ｏａ，１８ｂ‘こは袷
媒圧縮機１１、凝縮器１２、液管１３、前記水滴溜９に
挿入された液過冷却器１４を経て導出された過冷却液管
１５が夫々に分岐されて分岐液管１６ａ，１６ｂで蓮通
され、分岐液管亀６ａ，１６ａの途中には夫々電磁弁１
７ａ，１７ｂと温度式膨脹弁１８ａ，１８ｂが挿入され
ている。更に各冷却器１０ａ，１０ｂから導出したガス
管１９ａ，１９ｂは吸入ガス管２０１こ合流し、吸入ガ
ス管２０‘ま途中に圧力調整弁２１を経て冷媒圧縮機１
１の吸入側に蓮通される。又水滴溜９にはフロート弁２
２が挿入され、余剰水を導出する冷水管２３は凝縮器１
２の冷却水管２４の給水側に導通されている。

又各冷却器１０ａ，１０ｂから導出されたガス管１９ａ
，１９ｂの途中に沿設した感温筒２５ａ，２５ｂを夫々
の分岐液管１６ａ，１６ｂに設けた温度式膨脹弁１８ａ
，１８Ｍこ連結する。更に各熱交換器ｌａ，ｌｂの空気
導入側と空気導出側の圧力差を検出するプレッシャスィ
ッチ等の差圧検出装置２６ａ，２６ｂを夫々の分岐液管
１６ａ，１６ｂの途中に設けた電磁弁１７ａ，１７Ｍこ
連結させる。次に空気又はガスの導入側には空気圧縮機
２７、アフタークーラ２８、空気タンク２９を順次連通
させ、空気タンク２９より導出した空気導入管３８を１
次熱交換器７に蓮通させ、１次熱交換器７より導出した
湿り空気管３官を一方の切換弁６ａに蓮通させ、他方の
切換弁６ｂから導出した乾燥空気管３２を１次熱交換器
７内のコイル８１こ達通させ「 このコイル８を除湿空
気出口３３に蓮通させる。次にこの実施例の装置を用い
た除湿方法を説明する。

空気は空気圧縮機２７で圧縮され、湿気を含んだ高温空
気（レシフ。

ロ型１５０００、スクリュー型７０℃）はアフタークー
ラ２８、空気タンク２９を経て１次熱交換器？に入り、
ここで−１０ｑｏ前後に冷却された乾燥空気と熱交換し
て夏期は３５ｏ０、冬期は１５００まで予袷される。−
方冷媒圧縮機耳１から送られた袷媒は凝縮器耳２「液管
１３、滋過冷却器１４を経て過冷却液となり、分岐液管
量６ａ，亀６ｂより夫々電磁弁亀Ｔａ，官？ｂ及び膨脹
弁１８ａ，１８ｂを経て冷却器１０ａ，ＩＱｂに導入さ
れ、ここで蒸発したガスは再び冷煤圧縮機１１に戻って
冷凍サイクルを構成する。

冷煤としてはフレオンＲ２２、フレオンＲ１２等が用い
られる。次に１次熱交換器７で予冷された空気は湿り空
気管３１より切襖弁６ａを経て第１の熱交換器ｌａに導
入される。

ここで−１５ｏ０以下の冷却器１ ８ａと熱交換し、湿
気は霜となって冷却器ＩＱａの表面に附着する。除湿さ
れた空気は更に蓮通路３より隣設の第２の熱交換器ｌｂ
に入り、ここで−１５００以下の冷却器量ｏｂにより更
に冷却されて略−１５ｏ０となって切換弁６ｂより乾燥
空気管３２を経て１次熱交換器？のコイル８を通過し、
１次熱交換器７１こ導入された高温高圧の圧縮空気を子
冷し、除湿空気出口３３より取出される。今仮切こ蒸発
温度が−１８ｏｏ位で乾燥空気が−１５ｑｏ，８ｋ９／
あの霧点附近の乾燥空気とすれば大気圧露点では−３８
℃となる。このときの空気中の水分は０．２１０ｇ／め
である。このようにして乾燥空気を作る場合第１の熱交
換器ｌａで８ｋ９／地、−１５００以下の蒸発温度で空
気中の水分の大部分は冷却器１０ａに結氷し、蒸発能力
が低下すると共に結氷によって冷却器１０ａのコイルの
すき間が狭くなり空気が流通し‘こくくなる。このため
第１の熱交換器ｌａの空気の導入側と導出側では圧力差
が生ずる。この圧力差が差圧検出装置２６ａで検出され
て電磁弁１７ａが閉じ、第１の熱交換器ｌａ内の冷却器
１０ａへの冷煤の送液が停止し、第１の冷却器１０ａの
蒸発能力は停止する。このときも溢り空気管３１からは
引続き高温の空気が第１の冷却器１０ａに送り込まれる
からこの空気は冷却器１０ａの表面に結氷した霜と熱交
換して冷却され、第２の熱交換器ｌｂへと導入される。
このときの冷熱源は−１５００以下の霜が０℃となるま
での融解顕熱及び０℃の霜が０℃の水となるまでの潜熱
である。第２の熱交換器ｌｂでは第１の熱交換器ｌａの
大部分の水分が除去されているため−１５℃の第２の冷
却器１０ｂの能力の着霜によって妨害されることなく、
一１５ｏ０以下の冷却温度で導入された空気を有効に冷
却し、８ｋ９／洲、圧力霧点−１５００の乾燥空気とし
て乾燥空気管３２より送り出される。次に第１の冷却器
１０ａの霜が全部融けたとき切換弁６ａ，６ｂを実線通
路より点線通路に切換え、湿り空気が第２の熱交換器ｌ
ｂより第１の熱交換器ｌａへと流れの方向を変える。

同時に第１の熱交換器ｌａ内での圧力差が０となるため
差圧検出装置２６ａの動作で電磁弁１７ａが開き、第１
の冷却器１０ａに再び冷媒が送られ、一１５ｑ０以下の
冷却作用を開始する。この功襖により第２の熱交換器ｌ
ｂで主として冷却器１０ｂの着霜により除湿が行われ、
第１の熱交換器ｌａでは冷却器１０ａに肴霜が少ない冷
却が行われ、乾燥空気導出口５ａより８ｋｇ／の、圧力
露点−１５３０の乾燥空気が送り出される。このように
して第１と第２の熱交換器ｌａ，ｌｂが交互に除湿と冷
却に用いられ、連続的に８ｋ９／ｃ虎、圧力霧点−１５
００の乾燥空気が得られる。

又水滴溜９には冷却器１０ａ，１０ｂから流下した略０
℃の冷水が貯留されるからここに挿入された液過冷却器
１４で冷煤液は過冷却されて膨脹弁１８ａ？ １８ｂを
経て冷却器１０ａ，１０ｂに送られ、冷却効果をあげる
。更に余分の冷水はフロート弁２２を介して冷水管２３
より凝縮器１２の冷却水に加えられ、凝縮効果を促進す
る。次に第３図に示す実施例について説明する。

第３図においては熱交換器ｌａ，ｌｂが夫々別個の器体
で構成され、蓮通管よりなる運通路３で蓮通されている
。又熱交換器ｌａ，ｌｂの下底には夫々水滴溜９ａ，９
ｂを設け、夫々に分岐液管１６ａ，１６ｂの途中に挿入
された液過冷却器１傘，１４ｂが挿入され、又夫々の水
滴溜９ａ，９ｂに挿入されたフロート弁２２ａ，２２ｂ
を介して夫々冷水管２３ａ，２３ｂが蓮通され、これが
冷水管２３を介して凝縮器１２の冷却水管２４の給水側
に蓮通されている。この実施例においては熱交換器ｌａ
，ｌｂ、水滴溜９ａ，９ｂを夫々別個に形成した点にお
いて第２図に示す実施例と異なるが、他の構成及び作用
は第２図に示した実施例と同じである。

尚以上の実施例においては熱交換器ｌａ，ｌｂを何れも
２個用いたが、必要に応じて２個以上用いる場合もある
。

本発明によれば、夫々に蒸発器が収納され互に連通路で
蓮通された複数個の熱交換器に夫々互に切換可能な湿り
空気導入口及び乾燥空気導出口を形成したから、一方の
熱交換器に湿り空気又は湿りガスを導入して湿りを除去
しこの湿りを除去したものを他方の熱交換器に導入して
更に低温にして蒸発器に着霜させて湿りを除去すること
により低温で湿りを除去して高い除湿効果をあげること
が出来、除湿された乾燥空気は乾燥空気導出口より導出
することが出来る。

さらに、湿り空気導入口と乾燥空気導出口を切換えて湿
り空気を蒸発器が看霜した熱交換器に先ず導入し次に蒸
発器に着霜してし、ない熱交換器を更に低温にして予め
除湿した空気又はガスを導入し更に低温で除湿すること
により除湿効果をあげかつ同時に蒸発器の看霜を除去す
ることができる。また、夫々の蒸発器に冷煤を送る膨脹
弁の手前には、前記各蒸発器の肴霧によって夫々前記熱
交換器内に生じた差圧を検知して作動し袷媒の送り又は
停止する電磁弁を設けたから、袷嬢が送られていた蒸発
器に或程度着霜すると電磁弁が切換えられて冷媒の送り
が停止され着霜してし、ない蒸発器へ冷煤を送る電磁弁
が開き袷煤送りの切換えを蒸発器の看霧量に応じて自動
的に行わせることができる。さらに、前記熱交換器の下
底に運速させた水滴溜に蒸発器に液を送る液管の途中の
液過冷却器を挿入したから、蒸発器へ送られる袷媒液は
蒸発器の着霜が融解した略０℃の冷水で過冷却され蒸発
器の冷却効果を向上させ除湿効果をさらに上げることが
出来る。また、液過冷却器を熱交換器の下底の水滴溜に
直接挿入して熱交換させたから、熱損失が少なくまた配
管等も簡易化することが出釆る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の除湿装置の説明図、第２図、第３図は本
発明の夫々異なる実施例を示す除湿装置の説明図である
。 亀ａ，ｌｂ……熱交換器、４ａ，４ｂ・…・・湿り空気
導入口、５ａ，５ｂ・…・・乾燥空気導出口、９，９ａ
，９ｂ…・・・水瓶溜、１０ａ，１０ｂ・・・・・・冷
却器Ｌ １３・・・・・・液管、１４，１４ａ，１４ｂ
．・・・・・液過冷却器、１７ａ，１７ｂ…・・・電磁
弁「 １８ａ，１８ｂ……膨脹弁「 ２６ａ，２６ｂ・
・…・差圧検出装置。 第２図 第７図 ・衆０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連通路で互に連通され互に切換可能な湿り空気導入
   口及び乾燥空気導出口とを有し下底に水滴溜を連通させ
   た複数の熱交換器と、夫々の熱交換器に収納され途中に
   膨脹弁を有する冷媒液管が連通された蒸発器と、前記膨
   脹弁の手前で冷媒液管の途中に設けられた前記水滴溜に
   挿入された液過冷却器と、前記膨脹弁の手前の前記冷媒
   液管に設けられた前記熱交換器内に生じた差圧を検知し
   て作動する電磁弁とよりなることを特徴とする空気又は
   ガスの除湿装置。