JPS6087831A - 空気乾燥装置 - 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】 この発明は、圧縮された空気によって遠隔操作、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、空気利用数器部に供給されるようにす
る必要がある。このため、例えば空気利用数器に対する
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、圧縮空気を作り出ずコンプレッサと空気利用
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、コンプレッサが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ノコゲル等の乾燥剤は、
そのシリカゲルの重量によって飽和水分量が決まってい
るものであり、この飽和状態となるまで水分を吸収した
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。したがって、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肥の水分を送り込
む状態となる。このため、乾燥剤に含まれる水分量が飽
和状態となった時、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って決定されるもの
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１ヤ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、コンプレッ
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、吸気管の負圧によって乾燥器内を吸
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ィルタ押え１Ｇ、１７によ
ってフィルタ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、このボートａに切換え接続され
るポートｂおよびＣを熾えるもので、このＮ１４１弁２
０は制御回路２１からの指令信号によってポートａをポ
ートｂあるいはＣに選択的に切換え接続する３ボート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、ボー１−
　ａがボー１−　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ボー
１−　ａがボー１−Ｇに接続設定されるものである。

そして、この電磁弁２０のボートｂは、圧縮空気を発生
するエアーコンプレッサ２２に接続され、またボート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、ボー１−　ｃはスロットルバルブ２５のエンジン２
３側で吸気管２４に接続されるもので、スロットルバル
ブ２５の閉じられるアイドリング状態でボート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、エアーコンプレッサ２２はエ
ンジン２３によって駆動されるものである。

上記乾燥器１１の配管１３は、チェックバルブ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によっ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
するブツシュ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
よっ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ュータによ
って構成されているもので、キースイッチ３１の操作時
にバッテリ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、スイッチ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、ボ
ー１−　ａをボー１−Ｃに接続設定する。同時に、発熱
体２８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１１回路２１には、エアーコンプレ
ッサ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、ざらに空気利用機構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っては電磁弁２ｏはポー　ｔ−ａと
ｂとを接続する状態にあり、エアーコンプレッサ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、多聞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
って吸湿され、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１
５中の水分量が増大し、吸湿剤１５の吸湿能力の限界を
越える状態となってしまう。

しかし上記装置では、このような点を考慮して乾燥剤１
５の水分含有量を制御するもので、この装置をスタート
制御するキースイッチ３１の投入操作に対応して電磁弁
２０に指令を与え、ボートａをボート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ットルバルブ２５は全開の状態にあ
る。したがって、吸気管２４はエンジン２３が発生する
高真空によっ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、チェック
バルブ２６の作用によって、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、ボート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特性を持っ
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Ｕラミック自体の温度によって、その電気抵抗
が変化する正の湿度特性を有する６′ｒＪなわち、温度
が高くなってキューり点を越えると、その抵抗］直が急
激に増加するもので、通電直接は発熱体２８が急激に温
度上昇し、その温度がキューり点を越えると電気抵抗が
増加して、以後発熱体２８の濃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
ューり点温度に達する。

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の負圧によって乾燥器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、絶対圧ノｊが約２６０
ｍｍＨｏ　ａｂｓ　、（ゲージ圧力ー５０Ｏｎ＋ｍＨＩ
ＪＧ）の時、水の沸点は約７２．５°Ｃとなるものであ
り、したがって発熱体２８のキューリ点が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
ューり点１２０℃〜１５０℃程度のＰＴＣ発熱体が入手
しやすいものであり、光熱体２８としてはキューり点１
２０’ＣのＰＴＣ発熱剤を使用すればよい。

号なわら、エンジン２３の始動制御直後から、乾燥器１
１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
って、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、キースイッチ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、ボートａをボートｂに切換えて乾燥器
１１をニアコンプレッサ２２に接続し、空気利用機構２
７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の吸湿動作詩において、発熱体２
８によって乾燥剤１５を加熱することによって、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１ノる多量の発生熱量のために、悪影響
を及ばず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２８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っ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＊雄側を示すもので、空気
の人口および出口となる配管１２および１３を、容器１
４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１２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
も明らかなように光熱体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づればよいものである。

また、実施例ではキースイッチ３１の動作時に乾燥剤１
５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によって、任意の時期（ただし空気利用機構２７
の動作していないＦＲ）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おる。また、通常の
エアーコンプレッ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
ボート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、スイッチ等のものを１飼または複数個
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・・・轄燥器、１４・・・容器、１５・・・乾燥剤
、２０・・・電磁弁、２１・・・制御回路、２２・・・
エアーコンプレッサ、２３・・・エンジン、２４・・・
吸気管、２７・・・空気利用機構、２８・・・発熱体。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ッサ
   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、上記空気乾燥器に対して選択的に吸気管の
   結合される内燃機関とを具備し、この内燃機関の動作時
   に発生する吸気管の負圧で、上記空気乾燥器内を選択的
   に低い気圧状態に設定し得るようにしたことを特徴とす
   る空気乾燥装置。
2. （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ｔ１４Ｍとによって構成され、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。