(57)【要約】      （修正有）【課題】清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に、冷凍式エアードライヤを介挿する圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、エアーツールの機能低下や故障を防止する。【解決手段】清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツール１２へ供給する供給管路５，７に、冷凍式エアードライヤ６を介挿し、冷凍式エアードライヤ６の近傍の供給管路５，７に、水分を除去可能なエアードライヤ９，１０を配置する。冷凍式エアードライヤ６の下流側の供給管路７にエアードライヤユニット８を配置し、エアードライヤユニット８は、圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器９と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤ１０とからなる。凝結器９はエアードライヤ１０よりも上流側に近接配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に冷凍式エアードライヤを介挿し、該冷凍式エアードライヤの近傍の供給管路に、水分を除去可能なエアードライヤを配置した圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置したことを特徴とする圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項２】
前記冷凍式エアードライヤの上流側と下流側の供給管路に、前記エアードライヤユニットを配置した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項３】
前記凝結器は、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、凝結器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突可能に設けた請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項４】
前記エアードライヤは、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の除湿シリンダとを備え、該除湿シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、該除湿シリンダの下半部を中空に構成するとともに、前記除湿シリンダ内の上部に複数の集気シリンダを配置し、該集気シリンダに小孔状の通孔を貫通形成した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項５】
前記エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの外側の筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項６】
圧縮空気の供給位置にエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に、冷凍式エアードライヤを介挿する圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、冷凍式エアードライヤの少なくとも下流側に凝結器とエアードライヤとからなるエアードライヤユニットを介挿し、その凝結器によって圧縮空気を除湿・乾燥して冷凍式エアードライヤを補完し、除湿・乾燥を増進し冷却した圧縮空気をエアーツールへ供給して、エアーツールの機能低下や故障を防止するようにした圧縮空気の除湿・乾燥システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大量の圧縮空気を冷却乾燥可能な冷凍式エアードライヤのなかに、冷凍回路を構成する冷媒圧縮機と凝縮器と膨張弁と冷却器とを備え、該冷却器を配置した冷却室にエアーコンプレッサに連通する圧縮空気導管を配管し、圧縮空気を乾燥かつ冷却して冷凍式エアードライヤへ送り込み、圧縮空気を更に乾燥かつ冷却してエアーツールへ供給するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、エアーコンプレッサで生成した高温高圧の圧縮空気を直接、冷凍式エアードライヤへ導入しているため、冷凍式エアードライヤの冷凍負荷が非常に大きくなり、圧縮空気を充分に乾燥し冷却することができず、また冷凍式エアードライヤで乾燥し冷却した圧縮空気を直接、エアーツールへ供給しているため、圧縮空気を充分に乾燥し冷却し得ないままエアーツールへ送り込み、エアーツールが錆たり機能低下し使用不能に陥る問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、エアーコンプレッサで生成した高温高圧の圧縮空気を長尺の配管に導入し、自然放熱により略周囲の温度まで降温し、これを小容量のレシーバータンクに導いて更に降温し低露点に調整後、二個のニューエアードライヤに導いて乾燥化させるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、この従来の装置は、長尺かつ広い導管の配管スペースとレシーバータンク、二個のニューエアードライヤを要して構成が複雑になり、製作費が高価になる問題があった
【０００６】
前記問題を解決する他のものとして、エアーコンプレッサで生成した高温高圧の圧縮空気をサイクロン方式の遠心分離器に送り込み、圧縮空気の水分・油分を分離除去して冷凍式エアードライヤへ送り込み、圧縮空気を乾燥かつ冷却後、サイクロン方式の遠心分離器へ導入して圧縮空気の水分・油分を分離除去後、エアフィルタへ送り込んで圧縮空気の水分・油分・スラッジや微生物を除去するものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかし、前記装置は、エアーコンプレッサと冷凍式エアードライヤの間に高価なサイクロン方式の遠心分離器を配置し、また冷凍式エアードライヤの下流側に高価なサイクロン方式の遠心分離器を配置し、この遠心分離器の下流にエアフィルタの配置を要するため、構成が複雑で製作費が高価になる上に、遠心分離器とエアフィルタの設置に広いスペースの確保を要して、装置が大形化する等の問題があった。
【０００８】
このような点に鑑み、出願人は、エア−タンクとエアーツールとの間の圧縮空気の供給管路に、エアードライヤを収納したドライボックスを配置し、該ドライボックス内のエアードライヤより上流側に気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、圧縮空気の導入部に連通する中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に離間して配置した中空筒状の凝結シリンダとを備え、凝結シリンダの上面に圧縮空気を直接衝突可能に設けて、圧縮空気の水分を能率良く多量に除去するようにした、圧縮空気の気液分離システムを開発し、これを既に提案している（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
しかし、前記圧縮空気の気液分離システムは、凝結器によって下流側のエアードライヤの乾燥・冷却機能の負担を軽減し得るが、これをエアードライヤよりも大能力の冷凍式エアードライヤに適用することは事実上難しく、冷凍式エアードライヤに対し圧縮空気の除湿・乾燥および冷却効果に充分な効果を得ることが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２３５１３２号公報
【特許文献２】特開平９−３２７６１２号公報
【特許文献３】特許第５６５５２４８号号公報
【特許文献４】特願２０１８−６１１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような問題を解決し、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に、冷凍式エアードライヤを介挿する圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、冷凍式エアードライヤの少なくとも下流側に凝結器とエアードライヤとからなるエアードライヤユニットを介挿し、その凝結器によって圧縮空気を除湿・乾燥して冷凍式エアードライヤを補完し、除湿・乾燥を増進し冷却した圧縮空気をエアーツールへ供給して、エアーツールの機能低下や故障を防止するようにした圧縮空気の除湿・乾燥システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に冷凍式エアードライヤを介挿し、該冷凍式エアードライヤの近傍の供給管路に、水分を除去可能なエアードライヤを配置した圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置し、エアードライヤユニットの設置スペースをコンパクトに構成するとともに、その凝結器で除湿・乾燥した圧縮空気を維持してエアードライヤへ速やかに導入し、冷凍式エアードライヤで冷却かつ除湿した圧縮空気をエアードライヤユニットに導入して冷凍式エアードライヤを補完し、圧縮空気を更に除湿・乾燥かつ冷却してエアーツールへ供給し、エアーツールの機能低下と故障を防止するようにしている。
【００１３】
請求項２の発明は、冷凍式エアードライヤの上流側と下流側の供給管路に、前記エアードライヤユニットを配置し、上流側のエアードライヤユニットによって圧縮空気を凝縮し除湿・乾燥するとともに冷却して、冷凍式エアードライヤの冷凍負荷を軽減し、電力消費を低減するとともに、下流側のエアードライヤユニットによって圧縮空気を凝縮し除湿・乾燥するとともに冷却して冷凍式エアードライヤを補完し、圧縮空気を更に除湿・乾燥かつ冷却してエアーツールへ供給し、エアーツールの機能低下と故障を強力に防止するようにしている。
請求項３の発明は、凝結器は、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、凝結器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突可能に設け、凝結器の構成を簡潔化して容易かつ安価に製作し得るとともに、圧縮空気の導入部から筒状容器への導入と、筒状容器から凝結シリンダ内への導入と衝突を円滑かつ能率良く行ない、多量の圧縮空気の凝縮と除湿・乾燥に応じられるようにしている。
【００１４】
請求項４の発明は、エアードライヤは、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の除湿シリンダとを備え、該除湿シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、該除湿シリンダの下半部を中空に構成するとともに、前記除湿シリンダ内の上部に複数の集気シリンダを配置し、該集気シリンダに小孔状の通孔を貫通形成し、エアードライヤの構成を簡潔化して容易かつ安価に製作し得るとともに、圧縮空気の導入部から筒状容器への導入と、筒状容器から除湿シリンダ内への導入と断熱膨張を円滑かつ能率良く行ない、多量の圧縮空気の凝縮と除湿・乾燥および冷却に応じられるようにしている。
【００１５】
請求項５の発明は、エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの外側の筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成し、各筒状容器の共用化を図ってエアードライヤユニットの構成と製作を合理化するようにしている。
請求項６の発明は、圧縮空気の供給位置にエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容し、エアーコンプレッサ収容室によってエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットを保護するとともに、それらの良好な動作を維持して生産性の向上を図るようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明は、冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置したから、エアードライヤユニットの設置スペースをコンパクトに構成するとともに、その凝結器で除湿・乾燥した圧縮空気を維持してエアードライヤへ速やかに導入し、冷凍式エアードライヤで冷却かつ除湿した圧縮空気をエアードライヤユニットに導入して冷凍式エアードライヤを補完し、圧縮空気を更に除湿・乾燥かつ冷却してエアーツールへ供給し、エアーツールの機能低下と故障を防止することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、冷凍式エアードライヤの上流側と下流側の供給管路に、前記エアードライヤユニットを配置したから、上流側のエアードライヤユニットによって圧縮空気を凝縮し除湿・乾燥するとともに冷却して、冷凍式エアードライヤの冷凍負荷を軽減し、電力消費を低減するとともに、下流側のエアードライヤユニットによって圧縮空気を凝縮し除湿・乾燥するとともに冷却して冷凍式エアードライヤを補完し、圧縮空気を更に除湿・乾燥かつ冷却してエアーツールへ供給し、エアーツールの機能低下と故障を強力に防止することができる。
請求項３の発明は、凝結器は、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、凝結器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突可能に設けたから、凝結器の構成を簡潔化して容易かつ安価に製作し得るとともに、圧縮空気の導入部から筒状容器への導入と、筒状容器から凝結シリンダ内への導入と衝突を円滑かつ能率良く行ない、多量の圧縮空気の凝縮と除湿・乾燥に応じられる効果がある。
【００１８】
請求項４の発明は、エアードライヤは、圧縮空気の導入部に連通可能な中空筒状の筒状容器と、該筒状容器内の上部に配置した中空筒状の除湿シリンダとを備え、該除湿シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、該除湿シリンダの下半部を中空に構成するとともに、前記除湿シリンダ内の上部に複数の集気シリンダを配置し、該集気シリンダに小孔状の通孔を貫通形成したから、エアードライヤの構成を簡潔化して容易かつ安価に製作し得るとともに、圧縮空気の導入部から筒状容器への導入と、筒状容器から除湿シリンダ内への導入と断熱膨張を円滑かつ能率良く行ない、多量の圧縮空気の凝縮と除湿・乾燥および冷却に応じられる効果がある。
請求項５の発明は、エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの外側の筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成したから、各筒状容器の共用化を図ってエアードライヤユニットの構成と製作を合理化することができる。
請求項６の発明は、圧縮空気の供給位置にエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容したから、エアーコンプレッサ収容室によってエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットを保護できるとともに、それらの良好な動作を維持して生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の設置状況を示す説明図で、エアーコンプレッサ収容室内の冷凍式エアードライヤの下流にエアードライヤユニットを配置している。
【図２】本発明に適用した冷凍式エアードライヤを示す説明図である。
【図３】本発明に適用したエアードライヤユニットの凝結器を拡大して示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【００２０】
【図６】本発明に適用したエアードライヤユニットのエアードライヤを拡大して示す正面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図である。
【図８】図６のＤ−Ｄ線に沿う拡大断面図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の設置状況を示す説明図で、冷凍式エアードライヤの上下流の近傍にエアードライヤユニットを配置している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を高温高圧の圧縮空気を除湿・乾燥して冷却し、これを生産工場に設置した多くのエアーツールへ供給する図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１０において１は生産工場の敷地に設けたエアーコンプレッサ収容室で、このコンプレッサ収容室１内にエアーコンプレッサ２と、生成した高温高圧の圧縮空気を貯留するエアータンク３が上下位置に配置され、それらを空気導管４で接続している。
【００２２】
前記エアーコンプレッサ収容室１は、薄厚の鋼板またはアルミニウム板によって横長の筐体に形成され、その背面または前面に開閉パネル（図示略）をビス等で着脱可能に取付け、内部に収容したエアーコンプレッサ２とエアータンク３、および後述する冷凍式エアードライヤとエアードライヤユニット、該ユニットの凝結器とエアードライヤ等のメンテナンスを実行可能にしている。
【００２３】
前記エアータンク３の一側に圧縮空気を送出する空気導管５が接続され、その下流側に圧縮空気を冷却し除湿ないし乾燥可能な冷凍式エアードライヤ６が接続され、該冷凍式エアードライヤ６の送出側に空気導管７が接続され、該空気導管７にエアードライヤユニット８が接続されている。
【００２４】
前記エアードライヤユニット８は、圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器９と、圧縮空気を除湿ないし乾燥可能なエアードライヤ１０とを近接して配置し、このうち凝結器９をエアードライヤ１０よりも上流側に配置していて、その設置スペースをコンパクトに構成している。
前記空気導管７の他端はエアーコンプレッサ収容室１の外側に配管され、この外側の空気導管１１の下流部を工場に設置した多数のエアーツール１２に連通している。
図中、１３はエアーコンプレッサ収容室１内の一側に設置したエアータンク３の支持フレームである。
【００２５】
前記冷凍式エアードライヤ６は実施形態では市販のものを使用し、これは筐体１４の内部に空気導管５を配管し、該空気導管５の中流域に冷却室１５を配置し、該冷却室１５の外側に空気導管７を配管し、該導管７を筐体１４の外側の空気導管１１に連通している。
前記筐体１４内に冷凍回路の冷媒導管１６が配管され、該冷媒導管１６に冷媒圧縮機１７と、コンデンサ１８と膨張弁１９と蒸発器２０が介挿され、該蒸発器２０を前記冷却室１５内に配置し、冷却室１５で冷却した圧縮空気を、空気導管７を介して筐体１４の外側の凝結器９とエアードライヤ１０へ導入可能にしている。
【００２６】
図中、２１は冷却室１５内の片側の底部に滞留したドレンで、該ドレン２１にセンサ（図示略）を付設したドレン排出管２２の下端部が没入して配置され、前記ドレン２１をドレン排出管２２の上部に配置した排出弁２３を介して、外部へ排出可能にしている。
【００２７】
前記エアードライヤユニット８の凝結器９とエアードライヤ１０とは近接して配置され、これらは略同径の円筒体で構成されていて、それらの処理能力ないし空気流量は４０００ｌ／ｍｉｍで、従来の約１３〜１４倍に倍増され、それらの直下にオートドレン２４，２５または簡易ドレンを接続し、そのドレンをドレンチューブ２４ａ，２５ａを介して室外へ排出可能にしている。
【００２８】
実施形態の凝結器９は、外径９０ｍｍ（従来の１.２倍）、長さ約４３０ｍｍ（従来の２．３倍）の中空円筒体で構成され、その下半部は中空に構成されていて、後述するインレットから筒状容器への圧縮空気の導入と、該筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入と衝突の円滑化を図っている。
【００２９】
前記凝結器９は、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器２６と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー２７と、該ヘッドカバー２７に上端部を連結し、かつ筒状容器２６の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の凝結シリンダ２８と、から構成されている。
【００３０】
前記筒状容器２６は、外径９０ｍｍ、長さ４３０ｍｍの円管状に構成され、その上端部にネジ部２９が形成され、このネジ部２９に、ヘッドカバー２７の下端部内面に形成したネジ部３０が螺着されている。
前記筒状容器２６の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔３１にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ３２が接続され、該ネジパイプ３２を介して、筒状容器２６の底部に流下したドレンを前記オートドレン２４等へ移動可能にしている。
【００３１】
前記ヘッドカバー２７の周面の対向位置に、インレット３３とアウトレット３４を形成し、それらのネジ孔３５，３６に空気導管７と中間導管６７の螺軸部をねじ込んでいる。
前記インレット３３とアウトレット３４は仕切壁３７で区画され、インレット３３の奥部に筒状容器２６に連通する通路３８が形成され、またアウトレット３４の奥部に出口通路３９が形成され、該通路３９の奥部にネジ孔４０が形成されていて、該ネジ孔４０に、凝結シリンダ２８の上端部に突設した連結管４１のネジ部４２がねじ込まれている。
【００３２】
前記凝結シリンダ２８は筒状容器２６の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器２６の略１／２に形成され、その下端部を筒状容器２６の中間位置に配置し、凝結シリンダ２８と筒状容器２６との間に環状の通気路４３を形成している。
そして、インレット３３から導入した圧縮空気を通路３８を介して通気路４３へ導き、その下方から凝結シリンダ２８へ導入し、該凝結シリンダ２８の上部から連結管４１を経て出口通路３９へ移動し、アウトレット３６から空気導管７へ導出可能にしている。
【００３３】
前記エアードライヤユニット８のエアードライヤ１０は外観上、凝結器９と同様に構成され、このエアードライヤ１０はアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器４４と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー４５と、該ヘッドカバー４５に上端部を連結し、かつ筒状容器４４の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の除湿シリンダ４６と、から構成されている。
【００３４】
前記筒状容器４４は、外径９０ｍｍ（従来の１.２倍）、長さ４３０ｍｍ（従来の２.３倍）の円管状に構成され、その上端部周面にネジ部４７が形成され、このネジ部４７にヘッドカバー４５の下端部内面に形成したネジ部４８が螺着されている。
前記筒状容器４４の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔４９にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ５０が接続され、該ネジパイプ５０を介し、筒状容器４４の底部に流下したドレンをオートドレン２６等へ移動可能にしている。
【００３５】
前記ヘッドカバー４５の周面の対向位置に、インレット５１とアウトレット５２を形成し、それらのネジ孔５３，５４に前記中間導管６７と空気導管７の螺軸部を接続している
前記インレット５１とアウトレット５２は仕切壁５５で区画され、インレット５１の奥部に筒状容器４４に連通する通路５６が形成され、またアウトレット５２の奥部に出口通路５７が形成され、該通路５７の奥部にネジ孔５８が形成されていて、該ネジ孔５８に、除湿シリンダ４６上端部に突設した連結管５９のネジ部６０がねじ込まれている。
【００３６】
前記除湿シリンダ４６は筒状容器４４の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器４４の略１／２に形成され、その下端部を筒状容器４４の中間位置に配置し、除湿シリンダ４６と筒状容器４４との間に環状の通気路６１を形成している。
そして、インレット５１から導入した圧縮空気を通路５６へ導き、その下方から反転して除湿シリンダ４６へ導入し、該除湿シリンダ４６の上部から連結管５９を経て出口通路５７へ移動し、アウトレット５２から空気導管７へ移動可能にしている。
【００３７】
前記除湿シリンダ４６内の上端部に、連結シリンダ６２を介して円板状の基板６３が設けられ、該基板６３の下面に６個の集気シリンダ６４が等角度位置に突設されている。
前記集気シリンダ６４の下端部に凹孔６５が形成され、該凹孔６５に小孔の通孔６６の下端が開口され、該通孔６６の上端が連結シリンダ６２内に貫通して開口されていて、通孔６６を移動した圧縮空気を連結シリンダ６２内に断熱膨張状態で噴出可能にしている。
【００３８】
このように構成した本発明の圧縮空気の除湿・乾燥システムは、工場の敷地にエアーコンプレッサ収容室１を設置し、その背面または前面に開閉パネル（図示略）をビス等で着脱可能に取付け、該収容室１内の一側の上下位置にエアーコンプレッサ２とエアータンク３を設置し、エアータンク３の一側に空気導管５の一端を接続し、その他端に冷凍式エアードライヤ８を接続する。
【００３９】
前記冷凍式エアードライヤ６の出口側に空気導管７を接続し、該空気導管７にエアードライヤユニット８を介挿する。前記エアードライヤユニット８は、冷凍式エアードライヤ６寄りの上流側に凝結器９を配置し、その下流側にエアードライヤ１０を配置し、かつこれらを近接配置して、エアードライヤユニット８の設置スペースをコンパクトに構成する
したがって、冷凍式エアードライヤの下流にサイクロン式の遠心分離器とエアフィルタを配置する従来の装置に比べ、構成が簡潔で製作費が低廉になる上に、それらの設置に広いスペースの確保を要して装置が大形化する等の問題を解決し、これをコンパクトに構成し得る。
【００４０】
前記冷凍式エアードライヤ６は市販のものを使用し、これは横長矩形の筐体１４で外側を区画形成し、該筐体１４の内部に空気導管５を配管し、該空気導管５の中流域に冷却室１５を配置し、該冷却室１５の出口側に空気導管７を配管し、該導管７にエアードライヤユニット８を配置する。
前記筐体１４の内部に冷凍回路の冷媒導管１６を配管し、該冷媒導管１６に、冷媒圧縮機１７とコンデンサ１８、膨張弁１９と蒸発器２０とを介挿し、該蒸発器２０を前記冷却室１５内に配置し、冷却室１５で冷却した圧縮空気を空気導管７を介して筐体１４の外側へ搬出し、エアードライヤユニット８へ導入可能にする。
【００４１】
前記エアードライヤユニット８は、凝結器９とエアードライヤ１０を上下流位置に近接して配置し、その設置スペースをコンパクト化するとともに、凝結器９とエアードライヤ１０を同形同大に構成し、それらの筒状容器２６，４４を同径かつ同長に形成し、それらの上端部をヘッドカバー２７，４５に着脱可能にねじ込んで装着する。したがって、筒状容器２６，４４の共用化を図れ、これを合理的かつ安価に製作し得る。
【００４２】
また、筒状容器２６，４４の内側に配置する凝結シリンダ２８と除湿シリンダ４６とを、同径かつ同長に形成し、それらの上端部の連結管４１，５９をヘッドカバー２７，４５に着脱可能にねじ込んで装着する。
したがって、凝結シリンダ２８と除湿シリンダ４６の組み付けを容易に行なえるとともに、凝結シリンダ２８を中空円筒状に構成し、その内側上面に圧縮空気の平坦な衝突面を形成する簡潔な構成にして、その製作の容易化と低廉化を図る。
【００４３】
前記凝結器９を、外径９０ｍｍ（従来の１.２倍）、長さ約４３０ｍｍ（従来の２．３倍）の中空円筒体で構成し、その下半部を中空に構成して、空気導管７から筒状容器２６への圧縮空気の導入と、該筒状容器２６から凝結シリンダ２８への圧縮空気の導入の円滑化を図り、その処理能力ないし空気流量を４０００ｌ／ｍｉｍとして、従来の約１３〜１４倍に倍増し、それらの直下にオートドレン２４等を接続し、そのドレンをドレンチューブ２４ａによって室外へ排出可能にする。
【００４４】
また、エアードライヤ１０を凝結器９と略同径同長の円筒体で構成し、その下半部を中空に構成して、中間導管６７から筒状容器４４への圧縮空気の導入と、該筒状容器４４から除湿シリンダ４６への圧縮空気の導入の円滑化を図り、その処理能力ないし空気流量を４０００ｌ／ｍｉｍとして、従来の約１３〜１４倍に倍増し、それらの直下にオートドレン２５を接続し、そのドレンをドレンチューブ２５ａによって室外へ排出可能にする。
【００４５】
このように構成した圧縮空気の乾燥冷却システムは、エアータンク３から高温高圧（約５０〜８０℃、０.１〜１.５ＭＰａ）の圧縮空気が、空気導管５を介して冷凍式エアードライヤ６に導かれ、その筐体１４内の冷却室１５へ移動して冷却され、圧縮空気中の水蒸気が凝結してドレン２１が生成され、これが冷却室１５の一側の底部に収容されるとともに、除湿された冷却空気が空気導管７に送り出されて、筐体１４の外部のエアードライヤユニット８へ移動する。
【００４６】
前記圧縮空気は、先ずエアードライヤユニット８の上流側の凝結器９へ送り込まれ、そのインレット３３の奥部の通路３８から筒状容器２６内に流入し、該筒状容器２６と凝結シリンダ２８との間の環状の通路４３を下方へ移動する。
この後、筒状容器２６の下方から反転して上動し、凝結シリンダ２８内に導入されて、その上面に勢い良く衝突して水分を凝縮し、凝結した多量のドレンを生成する。
前記ドレンは凝結シリンダ２８および筒状容器１２に沿って流下し、通孔３１から落下してオートドレン２４に滞留し、その溢流がドレンチューブ２４ａに導かれて外部に排出される。
【００４７】
こうして凝結器９で水分を除去された圧縮空気は、中間導管６７に送り出されて隣接する下流のエアードライヤ１０へ移動し、そのインレット５３の通路５６から筒状容器４４内に流入し、該筒状容器４４と除湿シリンダ４６との間の環状の通路６１を下方へ移動する。
前記圧縮空気は筒状容器４４の下方から反転して除湿シリンダ４６内に導かれ、その上端部の集気シリンダ６４の凹孔６５へ移動し、該凹孔６５に開口した通孔６６に導かれて連結シリンダ６２内に勢い良く噴出する。
その際、圧縮空気は断熱膨張して冷却され、その水分を凝縮して凝結し、その液滴を集気シリンダ６４および除湿シリンダ４６に沿って落下し、オートドレン２５等に収容される。
【００４８】
また、エアードライヤ１０で除湿ないし乾燥され冷却された圧縮空気は、集気シリンダ６４から連結管５９へ経て出口通路５７へ移動し、アウトレット５２から空気導管７に送り出されて、エアーコンプレッサ収容室１外の空気導管１１へ移動し、その下流側の工場内のエアーツール１２に供給される。
したがって、圧縮空気は水分を除去され、かつ冷却されてエアーツール１２へ供給されるから、エアーツール１２における機能低下や故障の発生を防止し得る。
【００４９】
更に、本発明はエアーコンプレッサ収容室１内に、エアーコンプレッサ２とエア−タンク３、圧縮空気導管５，７、冷凍式エアードライヤ６、エアードライヤユニット８を収容して、これらを外部環境から保護し、それらの良好な作動を維持し寿命の向上を図れる。
しかも、エアードライヤユニット８の凝結器９とエアードライヤ１０を近接配置して、エアーコンプレッサ収容室１の小形化を図れる。
【００５０】
図１１は本発明の第２の実施形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する部分に同一の符号を付している。
この実施形態は冷凍式エアードライヤ６の上流側の空気導管５に、エアードライヤユニット８と実質的に同一のエアードライヤユニット６８を介挿し、エアータンク３から吐出された高温高圧の圧縮空気を上流側の凝結器９に導入し、前述のように含有する水蒸気を凝縮し、凝結した水分を除去して除湿するようにしている。
【００５１】
この後、前記圧縮空気を隣接する下流側のエアードライヤ１０へ導入し、圧縮空気を前述のように除湿シリンダ４６の上面に勢い良く衝突させて水蒸気を凝縮し、凝結した水分を除去して除湿を増進し、これを更に通孔６６に導いて連結シリンダ６２内に勢い良く噴出し、圧縮空気を断熱膨張して冷却し、またその水分を凝縮して凝結し、その水分を除去して除湿ないし乾燥を増進し、この冷却かつ除湿・乾燥した圧縮空気を冷凍式エアードライヤ６へ導入するようにしている。
【００５２】
こうして冷却かつ除湿・乾燥した圧縮空気を冷凍式エアードライヤ６へ導入すると、冷凍式エアードライヤ６の冷凍負荷が軽減され、冷凍式エアードライヤ６の稼動や電力消費が低減される。
このようにして冷凍式エアードライヤ６から送り出された圧縮空気は、第１の実施形態に比べて冷却が増進し除湿・乾燥が向上しているから、この圧縮空気が先ずエアードライヤユニット８へ移動すると、その凝結器９によって含有する水蒸気を凝縮し、凝結した水分を除去して除湿する。
【００５３】
次に、前記圧縮空気はエアードライヤ１０によって除湿シリンダ４６内の上面に衝突して水蒸気を凝縮し、この後、通孔６６から噴出し断熱膨張して冷却され、その水分を凝縮して凝結し、冷却と除湿・乾燥が増進する。
したがって、このような圧縮空気が空気導管１１に導かれてエアーツール１２へ供給されると、エアーツール１２の機能低下や故障が強力に低減され、工場の生産性が向上する
【００５４】
このように本発明は、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に、冷凍式エアードライヤを介挿する圧縮空気の乾燥冷却システムにおいて、冷凍式エアードライヤの少なくとも下流側にエアードライヤユニット８を介挿し、該ユニット８の凝結器９とエアードライヤ１０によって、圧縮空気を除湿・乾燥し冷却するようにして、エアーツール１２の機能低下や故障を抑制し防止するようにしたものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の圧縮空気の除湿・乾燥システムは、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に、冷凍式エアードライヤを介挿する圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、冷凍式エアードライヤの少なくとも下流側に凝結器とエアードライヤとからなるエアードライヤユニットを介挿し、その凝結器によって圧縮空気を除湿・乾燥して冷凍式エアードライヤを補完し、除湿・乾燥を増進し冷却した圧縮空気をエアーツールへ供給して、エアーツールの機能低下や故障を防止するようにしている。
【符号の説明】
【００５６】
１            エアーコンプレッサ収容室
２            エアーコンプレッサ
３            エアータンク
５，７        供給管路（空気導管）
６            冷凍式エアードライヤ
８，６８      エアードライヤユニット
９            凝結器
【００５７】
１０          エアードライヤ
１２          エアーツール
２６，４４    筒状容器
２８          凝結シリンダ
４６          除湿シリンダ
６４          集気シリンダ
６６          通孔
【図１】
2020115009.tif 000003
【図２】
2020115009.tif 000004
【図３】
2020115009.tif 000005
【図４】
2020115009.tif 000006
【図５】
2020115009.tif 000007
【図６】
2020115009.tif 000008
【図７】
2020115009.tif 000009
【図８】
2020115009.tif 000010
【図９】
2020115009.tif 000011
【図１０】
2020115009.tif 000012
【図１１】
2020115009.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月26日(2020.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１の発明は、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に冷凍式エアードライヤを介挿し、該冷凍式エアードライヤの近傍の供給管路に、水分を除去可能なエアードライヤを配置した圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、前記冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路の近傍にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットに前記冷凍式エアードライヤで冷却した圧縮空気を導入し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置するとともに、前記凝結器とエアードライヤは筒状の筒状容器を備え、該筒状容器の内側の上部に中空筒状の凝結シリンダまたは除湿シリンダを配置し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダの直下を縦長の中空室状に構成し、該中空室の漏斗状の底部にネジパイプを突設し、凝結器内とエアードライヤ内における圧縮空気の移動路の障害物を取り除いて圧縮空気の移動を円滑かつ活発化し、凝結器における圧縮空気の凝縮と気液分離を旺盛にするとともに、エアードライヤにおける圧縮空気の凝縮と断熱膨張を旺盛にし、冷凍式エアードライヤで冷却した圧縮空気の除湿・乾燥効果を増進する一方、凝結器内とエアードライヤ内で生成した凝縮水をネジパイプの下方へ排水可能にしている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項２の発明は、凝結器とエアードライヤの筒状容器の長さを、それらの外径の約５倍に形成し、前記各中空室の長さを前記筒状容器の長さの略１／２に形成し、凝結器内とエアードライヤ内における圧縮空気の移動路を長尺化して圧縮空気の移動を円滑かつ活発化し、凝結器における圧縮空気の凝縮と気液分離を旺盛にするとともに、エアードライヤにおける圧縮空気の凝縮と断熱膨張を旺盛にし、また各中空室内の圧縮空気の移動スペースを増加して、前記圧縮空気の移動を促すようにしている。
請求項３の発明は、凝結器とエアードライヤの筒状容器の底部に突設したネジパイプにオートドレンまたは簡易ドレンを接続し、それらの接続を簡便に行なうとともに、これらを凝結器とエアードライヤ内に配置する場合に比べ、凝結器とエアードライヤ内の構造の簡潔化と圧縮空気の移動の円滑化を図るようにしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項４の発明は、エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダを同径かつ同長の中空筒状に形成し、各筒状容器と凝結リンダまたは除湿シリンうダを同形に形成し、それらの製作を容易かつ合理的に行うとともに、凝結器とエアードライヤの製作を容易かつ合理的に行なようにしている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項５の発明は、圧縮空気の供給位置に筐体状のエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容し、該エアードライヤユニットの前面または背面の開閉パネルを着脱可能に取付け、エアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットの出し入れを簡便に行なえ、そのメンテナンスを簡便に行なえるようにしている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項１の発明は、冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路の近傍にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットに前記冷凍式エアードライヤで冷却した圧縮空気を導入し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置するとともに、前記凝結器とエアードライヤは筒状の筒状容器を備え、該筒状容器の内側の上部に中空筒状の凝結シリンダまたは除湿シリンダを配置し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダの直下を縦長の中空室状に構成し、該中空室の漏斗状の底部を開口形成したから、凝結器内とエアードライヤ内における圧縮空気の移動路の障害物を取り除いて圧縮空気の移動を円滑かつ活発化し、凝結器における圧縮空気の凝縮と気液分離を旺盛にするとともに、エアードライヤにおける圧縮空気の凝縮と断熱膨張を旺盛にし、冷凍式エアードライヤで冷却した圧縮空気の除湿・乾燥効果を増進する一方、凝結器内とエアードライヤ内で生成した凝縮水をネジパイプの下方へ排水することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項２の発明は、凝結器とエアードライヤの筒状容器の長さを、それらの外径の約５倍に形成し、前記各中空室の長さを前記筒状容器の長さの略１／２に形成したから、凝結器内とエアードライヤ内における圧縮空気の移動路を長尺化して圧縮空気の移動を円滑かつ活発化し、凝結器における圧縮空気の凝縮と気液分離を旺盛にするとともに、エアードライヤにおける圧縮空気の凝縮と断熱膨張を旺盛にし、また各中空室内の圧縮空気の移動スペ−スを増加して、前記圧縮空気の移動を促すことができる。
請求項３の発明は、凝結器とエアードライヤの筒状容器の底部に突設したネジパイプにオートドレンまたは簡易ドレンを接続したから、これらの接続を簡便に行えるとともに、これらを凝結器とエアードライヤ内に配置した場合に比べ、凝結器とエアードライヤ内の構造の簡潔化と圧縮空気の移動の円滑化を図ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項４の発明は、エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダを同径かつ同長の中空筒状に形成したから、各筒状容器と凝結リンダまたは除湿シリンうダを同形に形成し、それらの製作を容易かつ合理的に行なえるとともに、凝結器とエアードライヤの製作を容易かつ合理的に行なうことができる。
請求項５の発明は、圧縮空気の供給位置に筐体状のエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容し、該エアードライヤユニットの前面または背面の開閉パネルを着脱可能に取付けたから、エアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットの出し入れを簡便に行なえ、メンテナンスを簡便に行なうことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給する供給管路に冷凍式エアードライヤを介挿し、該冷凍式エアードライヤの近傍の供給管路に、水分を除去可能なエアードライヤを配置した圧縮空気の除湿・乾燥システムにおいて、前記冷凍式エアードライヤの下流側の供給管路の近傍にエアードライヤユニットを配置し、該エアードライヤユニットに前記冷凍式エアードライヤで冷却した圧縮空気を導入し、該エアードライヤユニットは圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器と、圧縮空気を凝縮し断熱膨張可能なエアードライヤとからなり、前記凝結器をエアードライヤよりも上流側に近接配置するとともに、前記凝結器とエアードライヤは筒状の筒状容器を備え、該筒状容器の内側の上部に中空筒状の凝結シリンダまたは除湿シリンダを配置し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダの直下を縦長の中空室状に構成し、該中空室の漏斗状の底部にネジパイプを突設したことを特徴とする圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項２】
前記凝結器とエアードライヤの筒状容器の長さを、それらの外径の約５倍に形成し、前記各中空室の長さを前記筒状容器の長さの略１／２に形成した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項３】
前記凝結器とエアードライヤの筒状容器の底部に突設したネジパイプにオートドレンまたは簡易ドレンを接続した請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項４】
前記エアードライヤユニットの凝結器とエアードライヤを同形に形成し、それらの筒状容器を同径かつ同長の中空筒状に形成し、前記筒状容器内の凝結シリンダまたは除湿シリンダを同径かつ同長の中空筒状に形成した請求項２記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。
【請求項５】
圧縮空気の供給位置に筐体状のエアーコンプレッサ収容室を設置し、該エアーコンプレッサ収容室内にエアーコンプレッサと、エアータンクと、冷凍式エアードライヤと、エアードライヤユニットと、を収容し、該エアードライヤユニットの前面または背面の開閉パネルを着脱可能に取付けた請求項１記載の圧縮空気の除湿・乾燥システム。