(57)【要約】【課題】高負荷状態においても必要量の潤滑油を冷媒圧縮機に供給する。【解決手段】空気導入口２１、空気排出口２２、排水口２３、冷媒導入口２４および冷媒排出口２５が設けられて、第１空間Ｓ１内の圧縮空気および第２空間Ｓ２内の冷媒の間で熱交換させることによって圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿するプレート式の熱交換器と、冷凍サイクル２の動作を制御する制御部と、第２空間Ｓ２に滞留している潤滑油を冷媒配管Ｐ４に排出するための潤滑油排出用配管Ｐ５と、潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を調整する電磁弁１５とを備え、制御部４が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる「第１処理」を実行する。【選択図】図１
2014124565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクルと、
第１空間および第２空間が隣接して設けられると共に、除湿対象の圧縮空気を前記第１空間に導入するための空気導入口、除湿した前記圧縮空気を前記第１空間から排出するための空気排出口、除湿によって生じたドレン水を前記第１空間から排水するための排水口、前記冷凍サイクルの膨張弁を通過させられた冷媒を前記第２空間に導入するための冷媒導入口、および前記圧縮空気と熱交換した前記冷媒を前記第２空間から排出するための冷媒排出口が設けられて、前記第１空間内の前記圧縮空気および前記第２空間内の前記冷媒の間で熱交換させることによって当該圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿するプレート式の熱交換器と、
前記冷凍サイクルの動作を制御する制御部とを備えた圧縮空気除湿装置であって、
前記第２空間に滞留している潤滑油を、前記冷凍サイクルの圧縮機と前記冷媒排出口とを相互に接続する第１冷媒配管、および当該圧縮機のいずれか一方に排出するための潤滑油排出用配管と、
前記潤滑油排出用配管に配設されて当該潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を調整する第１流量調整部とを備え、
前記熱交換器には、前記潤滑油排出用配管が接続される潤滑油排出口が前記冷媒排出口よりも下方に設けられ、
前記制御部は、予め規定された高負荷状態を検出したときに、前記第１流量調整部を制御して前記潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を増加させる第１処理を実行する圧縮空気除湿装置。
【請求項２】
前記第１冷媒配管に配設されて当該第１冷媒配管内を移動する流体の流量を調整する第２流量調整部を備え、
前記制御部は、前記第１処理の開始以降の予め規定された時点に、前記第２流量調整部を制御して前記第１冷媒配管内を移動する流体の流量を減少させる第２処理を実行する請求項１記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１処理の開始と同時に前記第２処理を開始する請求項２記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項４】
エゼクタと、
前記冷凍サイクルの凝縮器と前記圧縮機とを相互に接続する第２冷媒配管、および前記膨張弁と前記凝縮器とを相互に接続する第３冷媒配管のいずれか一方に一端部が配設され、かつ前記エゼクタの加圧流体導入口に他端部が接続された第４冷媒配管と、
前記エゼクタの混合流体排出口に一端部が接続され、かつ前記第１冷媒配管および前記圧縮機のいずれか一方に他端部が接続された第５冷媒配管と、
前記第４冷媒配管に配設されて当該第４冷媒配管内を移動する流体の流量を調整する第３流量調整部とを備え、
前記潤滑油排出用配管は、前記エゼクタの吸入流体導入口に接続されて当該エゼクタおよび前記第５冷媒配管を介して前記第１冷媒配管および前記圧縮機のいずれか一方に接続され、
前記制御部は、前記第１処理を開始する第１の開始条件に関連付けられて予め規定された第２の開始条件が満たされたときに、前記第３流量調整部を制御して前記第４冷媒配管内を移動する流体の流量を増加させる第３処理を実行する請求項１記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１処理の開始と同時に前記第３処理を開始する請求項４記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項６】
前記圧縮機から排出された前記冷媒の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサによって検出された温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに前記第１処理を実行する請求項１から５のいずれかに記載の圧縮空気除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレート式の熱交換器内で除湿対象の圧縮空気を冷凍サイクルによって冷却することで圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿する圧縮空気除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、例えば特開平９−１９５９４１号公報に開示したプレート式の熱交換器を用いて構成した圧縮空気除湿装置（以下、単に「除湿装置」ともいう）を開発している。この場合、出願人が開発した除湿装置では、膨張弁（冷媒膨張器）を通過させられた冷媒と、エアーコンプレッサーによって圧送される除湿対象の圧縮空気とを熱交換器内において相互に熱交換させることで圧縮空気を冷却し、これにより、圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿する構成が採用されている。また、上記の熱交換器には、プレート式第一熱交換器（第一熱交換器）およびプレート式第二熱交換器（第二熱交換器）の２つが耐圧円筒容器内に水分離室を挟んで設けられている。
【０００３】
第一熱交換器は、圧縮空気と冷媒とを相互に熱交換させて圧縮空気を冷却するための冷却器であって、この第一熱交換器には、複数枚の熱交換プレートによって区画された複数の空間からなる流体流路が形成されている。具体的には、第一熱交換器は、冷媒が通過させられる流路（以下、「冷媒流路」ともいう）を構成する空間と、圧縮空気が通過させられる流路（以下、「冷却流路」ともいう）を構成する空間とが熱交換プレートを挟んで交互に配置されるように構成されている。また、第一熱交換器には、冷媒流路に冷媒を導入するための冷媒入口と、冷媒流路から冷媒を排出させるための冷媒出口とが設けられると共に、冷却流路に圧縮空気を導入するための冷却流路入口と、冷却流路から圧縮空気を排出させるための冷却流路出口とが設けられている。
【０００４】
この場合、この熱交換器では、第一熱交換器内において圧縮空気から分離された水分（ドレン）を冷却流路出口から水分離室内にスムーズに排出させるために、冷却流路出口が熱交換器内の下方部位に設けられている。この結果、この熱交換器では、冷却流路入口が冷却流路出口よりも上方に位置するように設けられている。また、この熱交換器では、圧縮空気と冷媒との熱交換効率の向上を目的として、上方部位に設けられている冷却流路入口から下方部位に設けられている冷却流路出口に向かって冷却流路内を通過させられる圧縮空気の流れと、冷媒流路内を通過させられる冷媒の流れとを対向流とするために、冷媒入口が熱交換器の下方部位に設けられると共に、冷媒出口が冷媒入口よりも上方に位置するように設けられている。
【０００５】
一方、第二熱交換器は、エアーコンプレッサーによって圧送された高温の圧縮空気と、第一熱交換器において冷媒と熱交換させられて温度低下した低温の圧縮空気とを相互に熱交換させることにより、エアーコンプレッサーからの高温の圧縮空気が第一熱交換器に導入される前にこれを冷却すると共に、第一熱交換器において冷却された低温の圧縮空気が熱交換器から排出される前にこれを加熱する（再熱する）予冷再熱器であって、第一熱交換器と同様にして複数枚の熱交換プレートによって区画された複数の空間からなる流体流路が形成されている。
【０００６】
具体的には、第二熱交換器には、エアーコンプレッサーからの高温の圧縮空気（第一熱交換器からの低温の圧縮空気によって冷却すべき圧縮空気）が通過させられる流路（以下、「予冷流路」ともいう）を構成する空間と、第一熱交換器において冷却された低温の圧縮空気（エアーコンプレッサーからの高温の圧縮空気によって加熱すべき圧縮空気）が通過させられる流路（以下、「再熱流路」ともいう）を構成する空間とが熱交換プレートを挟んで交互に配置されるように構成されている。また、第二熱交換器には、エアーコンプレッサーからの圧縮空気を予冷流路に導入するための予冷流路入口と、予冷流路から圧縮空気を排出するための予冷流路出口とが設けられると共に、第一熱交換器からの低温の圧縮空気を再熱流路に導入するための再熱流路入口と、再熱流路から圧縮空気を排出するための除湿圧縮空気出口とが設けられている。
【０００７】
また、上記の熱交換器は、第二熱交換器の予冷流路出口と、第一熱交換器の冷却流路入口とが連通管によって相互に連通させられると共に、第一熱交換器の冷却流路出口と、第二熱交換器の再熱流路入口とが水分離室を介して相互に連通させられている。なお、上記の水分離室には、圧縮空気から分離させられた水分（ドレン）を熱交換器外に排水するためのドレン流出孔が設けられている。
【０００８】
この熱交換器を採用した除湿装置では、エアーコンプレッサーによって圧送された高温の圧縮空気が、予冷流路入口から熱交換器内に導入されて予冷流路を通過させられる際に、再熱流路内の低温の圧縮空気によって冷却された後に、予冷流路出口および連通管を経て冷却流路入口から冷却流路に導入される。この際に、冷却流路内に導入された圧縮空気が、冷媒流路内の冷媒によって十分に冷却されて水分が結露して分離される。また、水分が分離された圧縮空気、および圧縮空気から分離された水分は、冷却流路出口から水分離室内に排出され、このうち、水分は、ドレン流出孔から熱交換器外に排水され、圧縮空気は、再熱流路入口から再熱流路内に導入される。この際に、冷却流路において冷却された低温の圧縮空気は、再熱流路内において予冷流路内の高温の圧縮空気によって加熱（再熱）された後に、再熱流路出口から熱交換器外に排出される。これにより、圧縮空気の除湿が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１９５９４１号公報（第３−４頁、第１−３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、出願人が開示している除湿装置には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している除湿装置では、プレート式の熱交換器内において冷媒と圧縮空気とを相互に熱交換させることで圧縮空気中の水分を結露させて除湿する構成が採用されている。この場合、この種の除湿装置において熱交換器に冷媒を供給する冷凍サイクルでは、冷媒圧縮機の潤滑や冷媒流路内の防錆を目的として、冷媒と共に潤滑油を循環させる構成が採用されている。一方、出願人は、プレート式の熱交換器を採用した除湿装置において、冷凍サイクルに加わる負荷が大きいとき（高負荷状態のとき）に、冷媒と共に冷媒流路内を循環させるべき潤滑油が、熱交換器内に滞留してしまうことがあるのを見いだした。
【００１１】
具体的には、プレート式の熱交換器では、膨張弁と熱交換器とを接続する冷媒配管の断面積よりも、熱交換器内の冷媒流路の断面積の方が広いため、冷媒配管内を移動させられた冷媒が熱交換器内（冷媒流路内）に導入された際に、その移動速度が低下する。このため、プレート式の熱交換器では、潤滑油を循環させるべき冷媒の移動速度が熱交換器内において低下するため、例えばフィン＆チューブ方式の熱交換器よりも、熱交換器内の冷媒流路に潤滑油が滞留し易い傾向がある。
【００１２】
この場合、出願人が開発している上記の除湿装置において、通常の負荷状態では、膨張弁を通過させられて冷媒入口から冷媒流路内に導入された液状の冷媒が冷媒出口に向かって冷媒流路を移動する際に、冷却流路内の圧縮空気と熱交換させられることで徐々に気化させられる。したがって、通常の負荷状態においては、冷媒流路内を移動する冷媒の一部が、潤滑油を好適に移動させ得る液体の状態を維持して冷媒出口の近傍まで達するため、この冷媒の移動に伴って冷媒入口から冷媒出口まで潤滑油を好適に移動させることが可能となる。
【００１３】
これに対して、高負荷状態においては、冷媒入口から冷媒流路内（熱交換器内）に導入された液状の冷媒が冷媒流路を冷媒出口に向かって移動する際に、冷却流路内の圧縮空気と熱交換させられて、冷媒出口の近傍に達する前に気化する。したがって、高負荷状態においては、潤滑油を移動させる冷媒が、潤滑油を好適に移動させ得る液体の状態を冷媒流路の冷媒出口まで維持することが困難となるため、冷媒流路内に潤滑油が滞留し易くなる。また、出願人が開示している除湿装置の熱交換器では、冷媒出口が冷媒入口よりも上方に位置しているため、滞留した潤滑油が冷媒流路から排出され難くなっている。
【００１４】
この場合、熱交換器における冷媒流路に潤滑油が滞留した状態では、冷媒圧縮機の作動抵抗が増大して消費電力が増加する。また、最悪の場合には、冷媒圧縮機の摩耗や焼き付きが生じて作動不良を招くおそれがある。したがって、この点を改善するのが好ましい。
【００１５】
本発明は、かかる改善点すべき課題に鑑みてなされたものであり、高負荷状態においても必要量の潤滑油を冷媒圧縮機に供給し得る圧縮空気除湿装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成すべく請求項１記載の圧縮空気除湿装置は、冷凍サイクルと、第１空間および第２空間が隣接して設けられると共に、除湿対象の圧縮空気を前記第１空間に導入するための空気導入口、除湿した前記圧縮空気を前記第１空間から排出するための空気排出口、除湿によって生じたドレン水を前記第１空間から排水するための排水口、前記冷凍サイクルの膨張弁を通過させられた冷媒を前記第２空間に導入するための冷媒導入口、および前記圧縮空気と熱交換した前記冷媒を前記第２空間から排出するための冷媒排出口が設けられて、前記第１空間内の前記圧縮空気および前記第２空間内の前記冷媒の間で熱交換させることによって当該圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿するプレート式の熱交換器と、前記冷凍サイクルの動作を制御する制御部とを備えた圧縮空気除湿装置であって、前記第２空間に滞留している潤滑油を、前記冷凍サイクルの圧縮機と前記冷媒排出口とを相互に接続する第１冷媒配管、および当該圧縮機のいずれか一方に排出するための潤滑油排出用配管と、前記潤滑油排出用配管に配設されて当該潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を調整する第１流量調整部とを備え、前記熱交換器には、前記潤滑油排出用配管が接続される潤滑油排出口が前記冷媒排出口よりも下方に設けられ、前記制御部は、予め規定された高負荷状態を検出したときに、前記第１流量調整部を制御して前記潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を増加させる第１処理を実行する。なお、上記の「移動する流体の流量を増加させる処理」には、「流体が一切移動していない状態において流体の移動を許容する処理」がこれに含まれる。
【００１７】
また、請求項２記載の圧縮空気除湿装置は、請求項１記載の圧縮空気除湿装置において、前記第１冷媒配管に配設されて当該第１冷媒配管内を移動する流体の流量を調整する第２流量調整部を備え、前記制御部は、前記第１処理の開始以降の予め規定された時点に、前記第２流量調整部を制御して前記第１冷媒配管内を移動する流体の流量を減少させる第２処理を実行する。なお、上記の「移動する流体の流量を減少させる処理」には、「流体の移動を規制する処理」がこれに含まれる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の圧縮空気除湿装置は、請求項２記載の圧縮空気除湿装置において、前記制御部は、前記第１処理の開始と同時に前記第２処理を開始する。
【００１９】
また、請求項４記載の圧縮空気除湿装置は、請求項１記載の圧縮空気除湿装置において、エゼクタと、前記冷凍サイクルの凝縮器と前記圧縮機とを相互に接続する第２冷媒配管、および前記膨張弁と前記凝縮器とを相互に接続する第３冷媒配管のいずれか一方に一端部が配設され、かつ前記エゼクタの加圧流体導入口に他端部が接続された第４冷媒配管と、前記エゼクタの混合流体排出口に一端部が接続され、かつ前記第１冷媒配管および前記圧縮機のいずれか一方に他端部が接続された第５冷媒配管と、前記第４冷媒配管に配設されて当該第４冷媒配管内を移動する流体の流量を調整する第３流量調整部とを備え、
前記潤滑油排出用配管は、前記エゼクタの吸入流体導入口に接続されて当該エゼクタおよび前記第５冷媒配管を介して前記第１冷媒配管および前記圧縮機のいずれか一方に接続され、前記制御部は、前記第１処理を開始する第１の開始条件に関連付けられて予め規定された第２の開始条件が満たされたときに、前記第３流量調整部を制御して前記第４冷媒配管内を移動する流体の流量を増加させる第３処理を実行する。なお、上記の「移動する流体の流量を増加させる処理」には、「流体が一切移動していない状態において流体の移動を許容する処理」がこれに含まれる。
【００２０】
さらに、請求項５記載の圧縮空気除湿装置は、請求項４記載の圧縮空気除湿装置において、前記制御部は、前記第１処理の開始と同時に前記第３処理を開始する。
【００２１】
また、請求項６記載の圧縮空気除湿装置は、請求項１から５のいずれかに記載の圧縮空気除湿装置において、前記圧縮機から排出された前記冷媒の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記温度センサによって検出された温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに前記第１処理を実行する請求項１から５のいずれかに記載の圧縮空気除湿装置。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の圧縮空気除湿装置では、熱交換器の第２空間に滞留している潤滑油を第１冷媒配管および圧縮機のいずれか一方に排出するための潤滑油排出用配管と、潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を調整する第１流量調整部とを備え、かつ潤滑油排出口が冷媒排出口よりも下方に設けられると共に、制御部が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、第１流量調整部を制御して潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を増加させる第１処理を実行する。
【００２３】
したがって、請求項１記載の圧縮空気除湿装置では、第２空間内に潤滑油が滞留し易い高負荷状態となったときに、第２空間内に滞留した潤滑油が、第２空間内に生じている圧力によって冷媒と共に潤滑油排出口から潤滑油排出用配管を介して第１冷媒配管および圧縮機のいずれか一方に排出される。これにより、この圧縮空気除湿装置によれば、圧縮機に対して必要量の潤滑油を供給することができるため、圧縮機の作動抵抗を十分に低い状態に維持して消費電力を低減することができると共に、圧縮機の摩耗や焼き付きを回避して好適に動作し得る状態を維持することができる。
【００２４】
また、請求項２記載の圧縮空気除湿装置によれば、制御部が、第１処理の開始以降の予め規定された時点に、第２流量調整部を制御して第１冷媒配管内を移動する流体の流量を減少させる第２処理を実行することにより、第１冷媒配管内を移動する流体の移動が規制されることで第２空間内に十分に高い圧力を生じさせることができる結果、第２空間内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口から潤滑油排出用配管に短時間で好適に排出させることができる。
【００２５】
さらに、請求項３記載の圧縮空気除湿装置によれば、制御部が、第１処理の開始と同時に第２処理を開始することにより、第２空間内が過剰に高圧となる事態を招くことなく、潤滑油排出口から潤滑油排出用配管に潤滑油を好適に排出させ得る十分に高い圧力を第２空間内に短時間で生じさせることができる。
【００２６】
また、請求項４記載の圧縮空気除湿装置によれば、制御部が、第１処理を開始する第１の開始条件に関連付けられて予め規定された第２の開始条件が満たされたときに、第３流量調整部を制御して第４冷媒配管内を移動する流体の流量を増加させる第３処理を実行することにより、第３流量調整部を制御して第４冷媒配管内を移動する流体の流量を増加させることでエゼクタの加圧流体導入口に十分な量の冷媒を供給して潤滑油排出用配管内の流体（潤滑油等）をエゼクタ内に好適に吸引することができるため、第２空間内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口から潤滑油排出用配管に短時間で排出させることができる。また、この圧縮空気除湿装置によれば、第４冷媒配管を介して供給された冷媒がエゼクタ内で断熱膨張するため、第５冷媒配管および第１冷媒配管を介して圧縮機に吸引される冷媒の温度を十分に低下させることができる結果、高負荷時において圧縮機を好適に冷却することができる。
【００２７】
さらに、請求項５記載の圧縮空気除湿装置によれば、制御部が、第１処理の開始と同時に第３処理を開始することにより、圧縮空気の冷却および潤滑油の排出のいずれにも寄与することのない冷媒がエゼクタに供給される事態を回避することができると共に、潤滑油排出用配管内の潤滑油をエゼクタ内に吸引することで、潤滑油排出口から潤滑油排出用配管内に効率よく潤滑油を排出させることができる。
【００２８】
また、請求項６記載の圧縮空気除湿装置によれば、制御部が、温度センサによって検出された冷媒温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに第１処理を実行することにより、比較的簡易な構成でありながら、圧縮空気除湿装置に加わっている負荷の状態を正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮空気除湿装置１の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る圧縮空気除湿装置１Ａの構成を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る圧縮空気除湿装置１Ａにおける電磁弁１５，１６の開閉タイミングについて説明するための説明図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態に係る圧縮空気除湿装置１Ｂの構成を示す構成図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態に係る圧縮空気除湿装置１Ｂにおける電磁弁１５，１８の開閉タイミングについて説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、圧縮空気除湿装置の実施の形態について説明する。
【００３１】
最初に、圧縮空気除湿装置１の構成について、添付図面を参照して説明する。
【００３２】
図１に示す圧縮空気除湿装置１は、「圧縮空気除湿装置」の一例であって、図示しないエアーコンプレッサーから圧送される圧縮空気（「除湿対象の圧縮空気」の一例）を冷却することで除湿すると共に、除湿した圧縮空気を工作機械や医療機器などの各種の供給対象に供給可能に構成されている。この圧縮空気除湿装置１は、冷凍サイクル２、熱交換器３、制御部４および温度センサ５を備えて構成されている。
【００３３】
冷凍サイクル２は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３および蒸発器１４を備えると共に、これらが冷媒配管Ｐ１〜Ｐ４によって相互に接続されている。また、本例の圧縮空気除湿装置１では、圧縮機１１から排出された冷媒の温度を検出する温度センサ５（「温度センサ」の一例）が、圧縮機１１と凝縮器１２とを相互に接続する冷媒配管Ｐ１に配設されている。なお、実際の冷凍サイクル２、および後に説明する圧縮空気除湿装置１Ａ，１Ｂの冷凍サイクル２ａ，２ｂ（図２，４参照）には、圧縮機１１から排出された高温の冷媒の一部を冷媒配管Ｐ４（圧縮機１１における冷媒吸入口の上流）に流入させるためのホットバイパス路や、圧力計、アキュムレータおよびストレーナなどが配設されているが、冷凍サイクル２等の構成に関する理解を容易とするために、これらについての図示および説明を省略する。
【００３４】
この場合、本例の圧縮空気除湿装置１における冷凍サイクル２では、熱交換器３の後述する冷媒排出口２５と圧縮機１１とを相互に接続する冷媒配管Ｐ４が「第１冷媒配管」に相当する。また、この冷凍サイクル２では、一例として、圧縮機１１が定速運転型の冷媒圧縮機で構成されると共に、膨張弁１３がキャピラリチューブで構成されている。なお、定速運転型の圧縮機１１に代えて、圧送量可変型の圧縮機を採用したり、キャピラリチューブで構成された膨張弁１３に代えて、「電子膨張弁」を「膨張弁」として採用したりして「冷凍サイクル」を構成することもできる。さらに、この冷凍サイクル２では、後述するように、蒸発器１４が熱交換器３の一部として熱交換器３と一体的に形成されている。
【００３５】
熱交換器３は、「プレート式の熱交換器」の一例であって、圧縮空気が導入される第１空間Ｓ１（出願人が開示している従来の熱交換器における「予冷流路」、「連通管」、「冷却流路」、「水分離室」および「再熱流路」と同様に機能する空間）と、冷凍サイクル２の冷媒が導入される第２空間Ｓ２（従来の熱交換器における「冷媒流路」と同様に機能する空間）とが図示しない筐体内に隣接して設けられている。
【００３６】
この場合、この熱交換器３内には、複数枚の熱交換プレートが配設されており、上記の第１空間Ｓ１における上流側部位と下流側部位とが熱交換プレートを挟んで交互に配置された予冷再熱部３ａ（従来の熱交換器における「第一熱交換器」と同様に機能する部位）が形成されると共に、上記の第１空間Ｓ１における上流側部位および下流側部位の間の中間部位と上記の第２空間Ｓ２とが熱交換プレートを挟んで交互に配置された冷却除湿部３ｂ（従来の熱交換器における「第二熱交換器」と同様に機能する部位）とが形成されている。また、この熱交換器３内には、上記の予冷再熱部３ａおよび冷却除湿部３ｂの間に、気水分離部３ｃ（従来の熱交換器における「水分離室」と同様に機能する部位）が設けられている。なお、圧縮空気除湿装置１の動作原理に関する理解を容易とするために、熱交換器３の内部構造（熱交換プレートの配置等）に関する図示および詳細な説明を省略する。
【００３７】
さらに、この熱交換器３には、除湿対象の圧縮空気を第１空間Ｓ１（予冷再熱部３ａ）に導入するための空気導入口２１と、除湿した圧縮空気を第１空間Ｓ１（予冷再熱部３ａ）から排出するための空気排出口２２と、除湿によって生じたドレン水を第１空間Ｓ１（気水分離部３ｃ）から排水するための排水口２３とが設けられている。この場合、空気導入口２１には、エアーコンプレッサーからの圧縮空気を導入するための空気導入用配管Ｐａが接続され、空気排出口２２には、除湿を完了した圧縮空気を供給対象体に供給するための空気排出用配管Ｐｂが接続される。また、排水口２３には、圧縮空気から分離させた水分（ドレン）を排水するための排水管Ｐｃが接続される。
【００３８】
また、この熱交換器３には、膨張弁１３を通過させられた冷媒を第２空間Ｓ２（冷却除湿部３ｂ）に導入するための冷媒導入口２４と、圧縮空気と熱交換した冷媒を第２空間Ｓ２（冷却除湿部３ｂ）から排出するための冷媒排出口２５とが設けられている。さらに、この熱交換器３には、後述するように第２空間Ｓ２に滞留した潤滑油を熱交換器３の外部に排出するための潤滑油排出口２６が設けられている。なお、本例の熱交換器３では、冷媒導入口２４よりも冷媒排出口２５が上方に位置するように形成されると共に、潤滑油排出口２６が冷媒導入口２４および冷媒排出口２５の双方よりも下方に位置するように形成されている。この場合、冷媒導入口２４には、冷凍サイクル２の冷媒配管Ｐ３が接続され、冷媒排出口２５には、冷凍サイクル２の冷媒配管Ｐ４が接続されている。また、潤滑油排出口２６は、潤滑油排出用配管Ｐ５が接続されている。
【００３９】
この潤滑油排出用配管Ｐ５は、熱交換器３の第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を、「第１冷媒配管」に相当する冷媒配管Ｐ４に排出可能に、一端部が潤滑油排出口２６に接続され、かつ他端部が冷媒配管Ｐ４に接続されている（「第１冷媒配管および圧縮機のいずれか一方」が「第１冷媒配管」の構成の一例）。なお、上記の構成に代えて、潤滑油排出用配管Ｐ５の他端部を、冷媒配管Ｐ４と共に圧縮機１１の冷媒吸入口に直接接続する構成を採用することもできる。また、本例の圧縮空気除湿装置１では、潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体（潤滑油および冷媒）の流量を調整する（流体の移動を規制または許容する）電磁弁１５が「第１流量調整部」として潤滑油排出用配管Ｐ５に配設されている。なお、電磁弁１５に代えて、流量可変型の調整弁を「第１流量調整部」として潤滑油排出用配管Ｐ５に配設することもできる。
【００４０】
この場合、本例の圧縮空気除湿装置１では、一例として、上記の潤滑油排出用配管Ｐ５に図示しないキャピラリチューブが配設されており、これにより、冷媒配管Ｐ４よりも、潤滑油排出用配管Ｐ５の方が流体（冷媒および潤滑油）の通過抵抗が大きくなっている。なお、潤滑油排出用配管Ｐ５にキャピラリチューブを配設することで通過抵抗を大きくする構成に代えて、潤滑油排出用配管Ｐ５を十分に細径に形成することで通過抵抗を大きくしたり、電磁弁１５の開口率を低下させることで通過抵抗を大きくしたりする構成を採用することもできる。
【００４１】
制御部４は、圧縮空気除湿装置１を総括的に制御する。具体的には、制御部４は、圧縮機１１を制御して（圧縮機１１に電源を供給する図示しない電源部を制御して）冷媒を圧送させる。また、制御部４は、凝縮器１２に配設されている図示しないファンを動作させて凝縮器１２に送風させて凝縮器１２内の冷媒を冷却させる。さらに、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から排出された冷媒の温度を演算すると共に、後述するように、予め規定された温度（圧縮機１１から排出される冷媒の「高負荷状態」における温度：「高負荷時温度」の一例：一例として、８５℃）以上の温度が演算されたときに（「高負荷状態を検出したとき」の一例）、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を許容して（電磁弁１５を開口させて）、熱交換器３における第２空間Ｓ２から冷媒配管Ｐ４に潤滑油や冷媒を移動させる処理（「第１処理」の一例）を実行する。
【００４２】
また、制御部４は、後述するように、上記のように高負荷状態となって電磁弁１５を開口させた状態において、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、予め規定された温度（圧縮機１１から排出される冷媒の「低負荷状態」における温度：一例として、７５℃）以下の温度が演算されたとき（高負荷状態ではなくなったとき）に、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を規制して（電磁弁１５を閉塞させて）、熱交換器３における第２空間Ｓ２から冷媒配管Ｐ４への冷媒等の移動を規制する処理を実行する。
【００４３】
次に、圧縮空気除湿装置１による圧縮空気の除湿処理について、添付図面を参照して説明する。
【００４４】
この圧縮空気除湿装置１では、図示しない操作部のスタートスイッチが操作されたときに、制御部４が圧縮機１１を制御して冷媒の圧送を開始させる。この際には、圧縮機１１によって圧縮された高温高圧の冷媒が潤滑油と共に冷媒配管Ｐ１を介して凝縮器１２に導入され、凝縮器１２において凝縮された冷媒が潤滑油と共に冷媒配管Ｐ２、膨張弁１３および冷媒配管Ｐ３をこの順で通過させられて冷媒導入口２４から熱交換器３（第２空間Ｓ２）内に導入される。
【００４５】
この際に、空気導入用配管Ｐａを介して空気導入口２１から除湿対象の圧縮空気が熱交換器３（第１空間Ｓ１）に導入されているときには、冷却除湿部３ｂにおいて第１空間Ｓ１内の圧縮空気と第２空間Ｓ２内の冷媒とが相互に熱交換させられる結果、圧縮空気が冷却されて水分が除去される。なお、冷却除湿部３ｂにおける圧縮空気と冷媒との熱交換による圧縮空気の除湿に関する原理や、熱交換器３における除湿対象の圧縮空気（高温の圧縮空気）の予冷、および除湿後の圧縮空気の加熱（再熱）の原理については、出願人が開示している従来の除湿装置における熱交換器内での冷却処理、予冷処理および再熱処理と同様のため、詳細な説明を省略する。
【００４６】
この場合、空気導入用配管Ｐａを介して熱交換器３に導入される圧縮空気の量が少量であったり、導入される圧縮空気の温度が低温であったりしたとき（高負荷状態ではないとき：以下、「非高負荷状態」ともいう）には、熱交換器３の冷却除湿部３ｂにおける圧縮空気と冷媒との熱交換量が少量となる。このため、非高負荷状態においては、膨張弁１３を通過させられて冷媒導入口２４から熱交換器３（冷却除湿部３ｂの第２空間Ｓ２）に導入された液状の冷媒が冷媒排出口２５に向かって第２空間Ｓ２内を移動する際に、第１空間Ｓ１内の圧縮空気と熱交換させられることで徐々に気化させられる。
【００４７】
したがって、非高負荷状態においては、第２空間Ｓ２内を移動する冷媒の一部が、潤滑油を好適に移動させ得る液体の状態を維持して冷媒排出口２５の近傍まで達するため、この冷媒の移動に伴って冷媒導入口２４から冷媒排出口２５まで潤滑油が好適に移動させられる。これにより、非高負荷状態においては、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油が供給されることとなる。
【００４８】
また、非高負荷状態においては、上記したように冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された冷媒の一部が液体の状態を維持して冷媒排出口２５の近傍まで移動して冷媒排出口２５の近傍で気化する結果、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出される冷媒の温度、すなわち、圧縮機１１に吸引される冷媒の温度が過剰に高い温度となることがない。このため、非高負荷状態においては、圧縮機１１によって圧縮されて冷媒配管Ｐ１に排出される温度が、許容温度範囲の上限値よりも十分に低い温度（一例として、７５℃以下の温度）となる。したがって、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達していないと判別する。
【００４９】
一方、空気導入用配管Ｐａを介して熱交換器３に導入される圧縮空気の量が多量であったり、導入される圧縮空気の温度が高温であったりしたとき（高負荷状態のとき）には、熱交換器３の冷却除湿部３ｂにおける圧縮空気と冷媒との熱交換量が多量となる。このため、高負荷状態においては、膨張弁１３を通過させられて冷媒導入口２４から熱交換器３（冷却除湿部３ｂの第２空間Ｓ２）に導入された液状の冷媒が冷媒排出口２５に向かって第２空間Ｓ２内を移動する際に、第１空間Ｓ１内の圧縮空気と熱交換させられて、冷媒排出口２５の近傍に達する前に（例えば、冷媒導入口２４の近傍において）気化してしまう。
【００５０】
したがって、高負荷状態においては、第２空間Ｓ２内に導入された冷媒が、潤滑油を好適に移動させ得る液体の状態を冷媒排出口２５に達するまで維持できないため、冷媒排出口２５から冷媒と共に冷媒配管Ｐ４に排出されるべき潤滑油の一部が第２空間Ｓ２内に滞留することとなる。また、前述したように、本例の圧縮空気除湿装置１では、冷媒排出口２５が冷媒導入口２４よりも上方に位置するように形成されている。したがって、第２空間Ｓ２内に滞留した潤滑油が冷媒排出口２５から排出され難くなっている。この結果、高負荷状態が長時間に亘って継続したときには、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油を供給するのが困難となる。
【００５１】
この場合、高負荷状態においては、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された液状の冷媒のすべてが第２空間Ｓ２内で気化してしまうため、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出される冷媒の温度、すなわち、圧縮機１１に吸引される冷媒の温度が高温となる。このため、高負荷状態においては、圧縮機１１によって圧縮されて冷媒配管Ｐ１に排出される温度が、許容温度範囲の上限値近傍の高い温度（一例として、８５℃以上の温度）となる。したがって、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達したと判別する（「予め規定された高負荷状態を検出したとき」の一例）。
【００５２】
この際に、制御部４は、電磁弁１５を開口制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を許容する（「第１処理」の一例）。この場合、潤滑油排出用配管Ｐ５が接続されている第２空間Ｓ２には、冷媒導入口２４から導入された冷媒が気化することによって高い圧力が生じている。また、本例の圧縮空気除湿装置１における熱交換器３では、前述したように、冷媒導入口２４から導入された冷媒を第２空間Ｓ２から排出するための冷媒排出口２５よりも下方に潤滑油排出口２６が設けられている。
【００５３】
したがって、この潤滑油排出口２６に接続された潤滑油排出用配管Ｐ５に配設されている電磁弁１５が開口されたときには、第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油が、第２空間Ｓ２内に生じている圧力によって第２空間Ｓ２内の冷媒と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に排出されて冷媒配管Ｐ４に流入する。これにより、冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油が供給される結果、圧縮機１１の作動抵抗が増大して消費電力が増加したり、圧縮機１１の摩耗や焼き付きが生じて作動不良を招いたりする事態が回避される。
【００５４】
この場合、本例の圧縮空気除湿装置１では、前述したように、潤滑油排出用配管Ｐ５にキャピラリチューブが配設されて冷媒配管Ｐ４よりも潤滑油排出用配管Ｐ５の方が流体の通過抵抗が大きくなっている。したがって、電磁弁１５が開口された状態においても、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された冷媒の大半が冷媒排出口２５に向かって移動しつつ第１空間Ｓ１内の圧縮空気と熱交換させられて、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出されて圧縮機１１に吸引されることとなる。これにより、電磁弁１５を開口した状態においても冷却除湿部３ｂにおける圧縮空気の冷却効率が著しく低下する事態が回避され、圧縮空気を十分に冷却することが可能となっている。
【００５５】
一方、空気導入用配管Ｐａを介して熱交換器３に導入される圧縮空気の量が減少したり、導入される圧縮空気の温度が低下したりしたとき（高負荷状態から非高負荷状態に移行したとき）には、前述したように、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された冷媒によって潤滑油が好適に移動させられて冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出される。したがって、第２空間Ｓ２内に潤滑油が滞留し難くなると共に、冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油が供給されることとなる。また、非高負荷状態に移行したときには、前述したように、圧縮機１１によって圧縮されて冷媒配管Ｐ１に排出される温度が、許容温度範囲の上限値よりも十分に低い温度（一例として、７５℃以下の温度）となる。したがって、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達していないと判別する。
【００５６】
この際に、制御部４は、電磁弁１５を閉塞制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を規制する。これにより、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５への流体（潤滑油および冷媒）の排出が規制される結果、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された冷媒および潤滑油のすべてが、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に向かって移動することとなる。
【００５７】
このように、この圧縮空気除湿装置１では、熱交換器３の第２空間Ｓ２に滞留している潤滑油を冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方（本例では、冷媒配管Ｐ４）に排出するための潤滑油排出用配管Ｐ５と、潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を調整する電磁弁１５とを備え、かつ潤滑油排出口２６が冷媒排出口２５よりも下方に設けられると共に、制御部４が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる（流体の移動を許容する）「第１処理」を実行する。
【００５８】
したがって、この圧縮空気除湿装置１では、第２空間Ｓ２内に潤滑油が滞留し易い高負荷状態となったときに、第２空間Ｓ２内に滞留した潤滑油が、第２空間Ｓ２内に生じている圧力によって冷媒と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５を介して冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方（本例では、冷媒配管Ｐ４）に排出される。これにより、この圧縮空気除湿装置１によれば、圧縮機１１に対して必要量の潤滑油を供給することができるため、圧縮機１１の作動抵抗を十分に低い状態に維持して消費電力を低減することができると共に、圧縮機１１の摩耗や焼き付きを回避して好適に動作し得る状態を維持することができる。
【００５９】
また、この圧縮空気除湿装置１によれば、制御部４が、温度センサ５によって検出された冷媒温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに「第１処理」を実行することにより、比較的簡易な構成でありながら、圧縮空気除湿装置１に加わっている負荷の状態を正確に特定することができる。
【００６０】
次いで、「圧縮空気除湿装置」の他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した圧縮空気除湿装置１の各構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００６１】
図２に示す圧縮空気除湿装置１Ａは、「圧縮空気除湿装置」の他の一例であって、前述した圧縮空気除湿装置１の冷凍サイクル２に代えて、冷媒配管Ｐ４に電磁弁１６が配設された冷凍サイクル２ａを備えて構成されている。この場合、電磁弁１６は、「第２流量調整部」の一例であって、制御部４の制御に従い、冷媒配管Ｐ４内を移動する流体（潤滑油および冷媒）の流量を調整する（流体の移動を許容または規制する）。なお、電磁弁１６に代えて、流量可変型の調整弁を「第２流量調整部」として冷媒配管Ｐ４に配設することもできる。
【００６２】
この圧縮空気除湿装置１Ａでは、非高負荷状態において電磁弁１５が閉塞制御され、かつ電磁弁１６が開口制御されている。したがって、この圧縮空気除湿装置１Ａでは、非高負荷状態においては、前述した圧縮空気除湿装置１における非高負荷状態時と同様にして冷媒および潤滑油が冷凍サイクル２内を循環させられる。一方、高負荷状態が検出されたとき（圧縮機１１から冷媒配管Ｐ１に排出された冷媒の温度が８５℃以上となったとき）に、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達したと判別する（「予め規定された高負荷状態を検出したとき」の一例）。
【００６３】
この場合、図３に示すように、この圧縮空気除湿装置１Ａでは、制御部４が、冷媒の温度が高負荷時温度に達したと判別した時点ｔ１ａに電磁弁１５を開口制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を許容する（「第１処理」の一例）。また、制御部４は、一例として、電磁弁１５の開口制御と同時に（「第１処理の開始以降の予め規定された時点」が「第１処理の開始と同時」の例）電磁弁１６を閉塞制御することにより、冷媒配管Ｐ４内の流体の移動を規制する（「第２処理」の一例）。
【００６４】
この際には、電磁弁１６が閉塞されたことで冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４への冷媒の排出が規制される結果、電磁弁１６の閉塞制御以前よりも第２空間Ｓ２内の圧力が上昇する。このため、非高負荷状態から高負荷状態に移行する過程において第２空間Ｓ２内に滞留した潤滑油が、第２空間Ｓ２内に生じた十分に高い圧力によって第２空間Ｓ２内の冷媒と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に排出されて冷媒配管Ｐ４に流入する。
【００６５】
したがって、この圧縮空気除湿装置１Ａでは、高負荷状態において冷媒排出口２５からの冷媒の排出が許容され続ける上記の圧縮空気除湿装置１と比較して、第２空間Ｓ２内の圧力が短時間で上昇して熱交換器３から潤滑油が短時間で排出される。これにより、潤滑油排出用配管Ｐ５および冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油が供給される結果、圧縮機１１の作動抵抗が増大して消費電力が増加したり、圧縮機１１の摩耗や焼き付きが生じて作動不良を招いたりする事態が回避される。
【００６６】
この場合、電磁弁１６が閉塞制御されて冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４への冷媒の排出が規制されている状態においては、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に排出された冷媒が、冷却除湿部３ｂにおいて第１空間Ｓ１内の圧縮空気と殆ど熱交換させられることなく、潤滑油と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に排出されて冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に吸入される。したがって、電磁弁１５が開口され、かつ電磁弁１６が閉塞されているこの状態においては、潤滑油排出用配管Ｐ５および冷媒配管Ｐ４を介して圧縮機１１に吸入される冷媒の温度が低くなることに起因して、圧縮機１１から排出される冷媒の温度、すなわち、温度センサ５によって検出される冷媒温度が低下することとなる。
【００６７】
この際に、制御部４は、図３に示すように、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から排出されている冷媒の温度が、上記の高負荷時温度よりも低温の予め規定された温度（一例として、前述した圧縮空気除湿装置１において規定された「非高負荷時温度」と同じ７５℃）に達したと判別した時点ｔ２ａに電磁弁１５を閉塞制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を規制する。また、制御部４は、一例として、電磁弁１５の閉塞制御と同時に電磁弁１６を開口制御することにより、冷媒配管Ｐ４内の流体の移動を許容する。これにより、冷却除湿部３ｂ内における冷媒と圧縮空気との熱交換が再開される。また、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５への流体の排出が規制される結果、冷媒導入口２４から第２空間Ｓ２内に導入された冷媒および潤滑油のすべてが、冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出されることとなり、冷却除湿部３ｂにおいて圧縮空気が十分に冷却されて好適に除湿される。
【００６８】
この場合、この圧縮空気除湿装置１Ａの構成において、電磁弁１５を開口する（潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる）タイミングと、電磁弁１６を閉塞する（冷媒配管Ｐ４内を移動する流体の流量を減少させる）タイミングとは、上記の例のような「同時」に限定されないが、電磁弁１５を開口する以前に電磁弁１６を閉塞した場合には、第２空間Ｓ２内の圧力が過剰に高くなり、冷媒配管等の破損を招くおそれがある。このため、これを回避するために、電磁弁１５を開口した時点以降に電磁弁１６を閉塞するのが好ましい。
【００６９】
また、電磁弁１５を開口させてから電磁弁１６を閉塞するまでの間は、第２空間Ｓ２内の冷媒の一部が冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出されるため、第２空間Ｓ２内の圧力を、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油を好適に排出させ得る十分に高い圧力まで上昇させるのにある程度の時間を要することとなる。したがって、高負荷状態となってから第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から短時間で排出するためには、電磁弁１５の開口制御と同時に電磁弁１６を閉塞制御するのが好ましい。
【００７０】
一方、電磁弁１５を閉塞する（潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を減少させる）タイミングと、電磁弁１６を開口する（冷媒配管Ｐ４内を移動する流体の流量を増加させる）タイミングとは、上記の例のような「同時」に限定されないが、電磁弁１５を閉塞した後に電磁弁１６を閉塞した状態を維持した場合には、第２空間Ｓ２内の圧力が過剰に高くなり、冷媒配管等の破損を招くおそれがあるため、これを回避するために、電磁弁１５を閉塞する以前に電磁弁１６を開口するのが好ましい。
【００７１】
また、電磁弁１６を開口させてから電磁弁１５を閉塞するまでの間は、第２空間Ｓ２内の冷媒の一部が冷媒排出口２５から冷媒配管Ｐ４に排出されるため、第２空間Ｓ２内の圧力を、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油を好適に排出させ得る十分に高い圧力を維持するのが困難となるおそれがある。したがって、第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から短時間で排出するためには、電磁弁１５を閉塞するまで電磁弁１６を閉塞した状態を維持する（すなわち、電磁弁１５の閉塞制御と同時に電磁弁１６を開口制御する）のが好ましい。
【００７２】
このように、この圧縮空気除湿装置１Ａでは、熱交換器３の第２空間Ｓ２に滞留している潤滑油を冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方（本例では、冷媒配管Ｐ４）に排出するための潤滑油排出用配管Ｐ５と、潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を調整する電磁弁１５とを備え、かつ潤滑油排出口２６が冷媒排出口２５よりも下方に設けられると共に、制御部４が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる「第１処理」を実行する。
【００７３】
したがって、この圧縮空気除湿装置１Ａでは、前述した圧縮空気除湿装置１と同様にして、第２空間Ｓ２内に潤滑油が滞留し易い高負荷状態となったときに、第２空間Ｓ２内に滞留した潤滑油が、第２空間Ｓ２内に生じている圧力によって冷媒と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５を介して冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方（本例では、冷媒配管Ｐ４）に排出される。これにより、この圧縮空気除湿装置１Ａによれば、圧縮機１１に対して必要量の潤滑油を供給することができるため、圧縮機１１の作動抵抗を十分に低い状態に維持して消費電力を低減することができると共に、圧縮機１１の摩耗や焼き付きを回避して好適に動作し得る状態を維持することができる。
【００７４】
また、この圧縮空気除湿装置１Ａによれば、制御部４が、「第１処理」の開始以降の予め規定された時点（本例では、「第１処理」の開始と同時）に、電磁弁１６を制御して冷媒配管Ｐ４内を移動する流体の流量を減少させる「第２処理」を実行することにより、冷媒配管Ｐ４内を移動する流体（主として冷媒）の移動が規制されることで第２空間Ｓ２内に十分に高い圧力を生じさせることができる結果、第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に短時間で好適に排出させることができる。
【００７５】
さらに、この圧縮空気除湿装置１Ａによれば、制御部４が、「第１処理」の開始と同時に「第２処理」を開始することにより、第２空間Ｓ２内が過剰に高圧となる事態を招くことなく、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油を好適に排出させ得る十分に高い圧力を第２空間Ｓ２内に短時間で生じさせることができる。
【００７６】
また、この圧縮空気除湿装置１Ａによれば、制御部４が、温度センサ５によって検出された冷媒温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに「第１処理」を実行することにより、比較的簡易な構成でありながら、圧縮空気除湿装置１Ａに加わっている負荷の状態を正確に特定することができる。
【００７７】
続いて、「圧縮空気除湿装置」のさらに他の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、前述した圧縮空気除湿装置１，１Ａの各構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００７８】
図４に示す圧縮空気除湿装置１Ｂは、「圧縮空気除湿装置」のさらに他の一例であって、前述した圧縮空気除湿装置１の冷凍サイクル２に代えて、冷媒配管Ｐ６，Ｐ７、エゼクタ１７および電磁弁１８を有する冷凍サイクル２ｂを備えて構成されている。この場合、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、圧縮機１１と凝縮器１２とを相互に接続している冷媒配管Ｐ１が「第２冷媒配管」に相当し、凝縮器１２と膨張弁１３とを相互に接続している冷媒配管Ｐ２が「第３冷媒配管」に相当する。
【００７９】
また、冷媒配管Ｐ６は、「第４冷媒配管」に相当し、一例として、冷媒配管Ｐ１に一端部が配設され、かつエゼクタ１７の加圧流体導入口に他端部が接続されている（「第２冷媒配管および第３冷媒配管のいずれか一方」が「第２冷媒配管」の例）。なお、上記の冷媒配管Ｐ６に代えて、同図に破線で示すように、冷媒配管Ｐ２に一端部が配設され、かつエゼクタ１７の加圧流体導入口に他端部が接続された冷媒配管Ｐ６ａを「第４冷媒配管」として配設する構成（「第２冷媒配管および第３冷媒配管のいずれか一方」が「第３冷媒配管」の例）を採用することもできる。
【００８０】
さらに、冷媒配管Ｐ７は、「第５冷媒配管」に相当し、一例として、エゼクタ１７の混合流体排出口に一端部が接続され、かつ「第１冷媒配管」に相当する冷媒配管Ｐ４に他端部が接続されている（「第１冷媒配管および圧縮機のいずれか一方」が「第１冷媒配管」の例）。なお、冷媒配管Ｐ７の他端部を冷媒配管Ｐ４と共に圧縮機１１の冷媒吸入口に直接接続する構成を採用することもできる（「第１冷媒配管および圧縮機のいずれか一方」が「圧縮機」の例）。
【００８１】
また、電磁弁１８は、「第３流量調整部」の一例であって、冷媒配管Ｐ６（または、冷媒配管Ｐ６ａ）に配設されると共に、制御部４の制御に従い、冷媒配管Ｐ６（Ｐ６ａ）内を移動する流体（潤滑油および冷媒）の流量を調整する（流体の移動を規制または許容する）。なお、電磁弁１８に代えて、流量可変型の調整弁を「第３流量調整部」として冷媒配管Ｐ６（Ｐ６ａ）に配設することもできる。さらに、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、潤滑油排出用配管Ｐ５の一端部が潤滑油排出口２６に接続されると共に他端部がエゼクタ１７の吸入流体導入口に接続されて、潤滑油排出用配管Ｐ５、エゼクタ１７および冷媒配管Ｐ７を介して潤滑油排出口２６が冷媒配管Ｐ４に接続されている。
【００８２】
この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、非高負荷状態において電磁弁１５，１８の双方が閉塞制御されている。したがって、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、非高負荷状態においては、前述した圧縮空気除湿装置１，１Ａにおける非高負荷状態時と同様にして冷媒および潤滑油が冷凍サイクル２内を循環させられる。一方、高負荷状態が検出されたとき（圧縮機１１から冷媒配管Ｐ１に排出された冷媒の温度が８５℃以上となったとき）に、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達したと判別する（「予め規定された高負荷状態を検出したとき」の一例であって、「第１処理を開始する第１の開始条件」が満たされたときに一例）。
【００８３】
この場合、図５に示すように、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、制御部４が、冷媒の温度が高負荷時温度に達したと判別した時点ｔ１ｂに電磁弁１５を開口制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を許容する（「第１処理」の一例）。また、制御部４は、一例として、電磁弁１５の開口制御と同時に電磁弁１８を開口制御することにより、冷媒配管Ｐ６内の流体の移動を許容する（「第３処理」の一例：「第２の開始条件」が「第１の開始条件」と同じ構成の例）。
【００８４】
この際には、電磁弁１５が開口されたことで第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油が潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５内に排出される。また、電磁弁１８が開口されたことで冷媒配管Ｐ１から冷媒配管Ｐ６を介してエゼクタ１７の加圧流体導入口に冷媒が流入する。この際に、加圧流体導入口からエゼクタ１７内に流入した冷媒が、エゼクタ１７の小径部（ストロー部）を通過する際に、その流速が上昇する結果、小径部に連通させられている吸入流体導入口に接続されている潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体（潤滑油等）が潤滑油排出用配管Ｐ５からエゼクタ１７内に吸引されて、加圧流体導入口から混合流体排出口に向かって移動させられている冷媒と共に混合流体排出口から冷媒配管Ｐ７に排出されて冷媒配管Ｐ４に流入する。
【００８５】
なお、冷媒配管Ｐ６に代えて冷媒配管Ｐ６ａが配設されている場合には、電磁弁１８が開口されたことで冷媒配管Ｐ２から冷媒配管Ｐ６ａを介してエゼクタ１７の加圧流体導入口に液状の冷媒が流入する。この際に、冷媒配管Ｐ２とエゼクタ１７とを冷媒配管Ｐ６ａによって接続した構成においては、冷媒配管Ｐ６ａからエゼクタ１７内に導入された液状の冷媒が小径部を通過する際に流速が上昇するだけでなく、冷媒配管Ｐ６ａを介して導入された液状の冷媒がエゼクタ１７内で断熱膨張することでその流速が一層上昇する。このため、吸入流体導入口に接続されている潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体（潤滑油および冷媒）がエゼクタ１７内に一層好適に吸引されて、加圧流体導入口から混合流体排出口に向かって移動させられている冷媒と共に混合流体排出口から冷媒配管Ｐ７に排出されて冷媒配管Ｐ４に流入する。
【００８６】
したがって、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、冷媒配管Ｐ６および冷媒配管Ｐ６ａのいずれを配設した場合においても、第２空間Ｓ２内に生じた圧力だけを利用して潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油を排出させる構成の前述した圧縮空気除湿装置１と比較して、第２空間Ｓ２内の潤滑油が短時間で熱交換器３から排出される。これにより、潤滑油排出用配管Ｐ５および冷媒配管Ｐ７，Ｐ４を介して圧縮機１１に必要量の潤滑油が供給される結果、前述した圧縮空気除湿装置１，１Ａと同様にして、圧縮機１１の作動抵抗が増大して消費電力が増加したり、圧縮機１１の摩耗や焼き付きが生じて作動不良を招いたりする事態が回避される。
【００８７】
一方、高負荷状態から非高負荷状態に移行したときには、圧縮機１１によって圧縮されて冷媒配管Ｐ１に排出される温度が、許容温度範囲の上限値よりも十分に低い温度（一例として、７５℃以下の温度）となる。したがって、制御部４は、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から吐出されている冷媒の温度が高負荷時温度に達していないと判別した時点ｔ２ｂにおいて、電磁弁１５を閉塞制御することにより、潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体の移動を規制すると共に、電磁弁１８を閉塞制御することにより、冷媒配管Ｐ６（または、冷媒配管Ｐ６ａ）内の流体の移動を規制する。これにより、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５への流体（主として冷媒）の排出が規制されると共に、冷媒配管Ｐ１（または、冷媒配管Ｐ２）からエゼクタ１７への冷媒の移動が規制される。
【００８８】
この場合、この圧縮空気除湿装置１Ｂの構成において、電磁弁１５を開口する（潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる）タイミングと、電磁弁１８を開口する（冷媒配管Ｐ６（Ｐ６ａ）内を移動する流体の流量を増加させる）タイミングとは、上記の例のような「同時」に限定されないが、電磁弁１５を開口する以前に電磁弁１８を開口した場合には、冷媒配管Ｐ６（Ｐ６ａ）内を移動する冷媒が、熱交換器３からの潤滑油の排出に寄与せずに、単に圧縮機１１に吸引されて凝縮器１２に向けて圧送されることとなる。このため、冷却効率の不要な低下を招くこととなるため、電磁弁１５を開口した時点以降に電磁弁１８を開口するのが好ましい。
【００８９】
また、電磁弁１５を開口させてから電磁弁１６を開口するまでの間は、第２空間Ｓ２内に生じた圧力だけを利用して潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油が排出されることとなる。このため、電磁弁１８が開口されるまでは、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に排出される潤滑油の量が少量となる。したがって、高負荷状態となってから第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から短時間で排出するためには、電磁弁１５の開口制御と同時に電磁弁１８を開口制御するのが好ましい。
【００９０】
一方、電磁弁１５を閉塞する（潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を減少させる）タイミングと、電磁弁１８を閉塞する（冷媒配管Ｐ４内を移動する流体の流量を減少させる）タイミングとは、上記の例のような「同時」に限定されないが、電磁弁１５を閉塞した後に電磁弁１８を閉塞する場合には、冷媒配管Ｐ６（Ｐ６ａ）内を移動する冷媒が、熱交換器３からの潤滑油の排出に寄与せずに、単に圧縮機１１に吸引されることとなる。このため、冷却効率の不要な低下を招くこととなるため、電磁弁１５を閉塞する時点以前に電磁弁１８を閉塞するのが好ましい。
【００９１】
また、電磁弁１８を閉塞してから電磁弁１５を閉塞するまでの間は、第２空間Ｓ２内に生じた圧力だけで潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に潤滑油が排出されることとなる。このため、電磁弁１８を閉塞してから電磁弁１５が閉塞されるまでは、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に排出される潤滑油の量が少量となる。したがって、第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から短時間で排出するためには、電磁弁１５を閉塞するまで電磁弁１８を開口した状態を維持する（すなわち、電磁弁１５の閉塞制御と同時に電磁弁１８を閉塞制御する）のが好ましい。
【００９２】
このように、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、熱交換器３の第２空間Ｓ２に滞留している潤滑油を冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方に排出するための「潤滑油排出用配管」（本例では、潤滑油排出用配管Ｐ５および冷媒配管Ｐ７）と、潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を調整する電磁弁１５とを備え、かつ潤滑油排出口２６が冷媒排出口２５よりも下方に設けられると共に、制御部４が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、電磁弁１５を制御して潤滑油排出用配管Ｐ５内を移動する流体の流量を増加させる「第１処理」を実行する。
【００９３】
したがって、この圧縮空気除湿装置１Ｂでは、前述した圧縮空気除湿装置１，１Ａと同様にして、第２空間Ｓ２内に潤滑油が滞留し易い高負荷状態となったときに、第２空間Ｓ２内に滞留した潤滑油が、第２空間Ｓ２内に生じている圧力によって冷媒と共に潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５、エゼクタ１７および冷媒配管Ｐ７を介して冷媒配管Ｐ４および圧縮機１１のいずれか一方（本例では、冷媒配管Ｐ４）に排出される。これにより、この圧縮空気除湿装置１Ｂによれば、圧縮機１１に対して必要量の潤滑油を供給することができるため、圧縮機１１の作動抵抗を十分に低い状態に維持して消費電力を低減することができると共に、圧縮機１１の摩耗や焼き付きを回避して好適に動作し得る状態を維持することができる。
【００９４】
また、この圧縮空気除湿装置１Ｂによれば、制御部４が、「第１処理」を開始する「第１の開始条件」（本例では、冷媒の温度が高負荷時温度となったときとの条件）に関連付けられて予め規定された第２の開始条件（本例では、「第１処理」を開始したときとの条件）が満たされたときに、電磁弁１８を制御して冷媒配管Ｐ６内を移動する流体の流量を増加させる「第３処理」を実行することにより、電磁弁１８を開口制御して冷媒配管Ｐ６（または、冷媒配管Ｐ６ａ）内を移動する流体の流量を増加させることでエゼクタ１７の加圧流体導入口に十分な量の冷媒を供給して潤滑油排出用配管Ｐ５内の流体（潤滑油等）をエゼクタ１７内に好適に吸引することができるため、第２空間Ｓ２内に滞留している潤滑油を潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５に短時間で排出させることができる。また、冷媒配管Ｐ６（または、冷媒配管Ｐ６ａ）を介して供給された冷媒がエゼクタ１７内で断熱膨張するため、冷媒配管Ｐ７，Ｐ４を介して圧縮機１１に吸引される冷媒の温度を十分に低下させることができる結果、高負荷時において圧縮機１１を好適に冷却することができる。
【００９５】
さらに、この圧縮空気除湿装置１Ｂによれば、制御部４が、「第１処理」の開始と同時に「第３処理」を開始することにより、圧縮空気の冷却および潤滑油の排出のいずれにも寄与することのない冷媒がエゼクタ１７に供給される事態を回避することができると共に、潤滑油排出用配管Ｐ５内の潤滑油をエゼクタ１７内に吸引することで、潤滑油排出口２６から潤滑油排出用配管Ｐ５内に効率よく潤滑油を排出させることができる。
【００９６】
また、この圧縮空気除湿装置１Ｂによれば、制御部４が、温度センサ５によって検出された冷媒温度が予め規定された高負荷時温度に達したときに「第１処理」を実行することにより、比較的簡易な構成でありながら、圧縮空気除湿装置１Ｂに加わっている負荷の状態を正確に特定することができる。
【００９７】
なお、「圧縮空気除湿装置」の構成は、上記の圧縮空気除湿装置１，１Ａ，１Ｂの構成に限定されない。例えば、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から排出されている冷媒の温度が予め規定された高負荷時温度（上記の例では、８５℃）に達したと判別したときに高負荷状態を検出したとして「第１処理」等を開始する構成の圧縮空気除湿装置１，１Ａ，１Ｂを例に挙げて説明したが、このような構成に代えて、圧縮機１１への冷媒の吸入圧力が予め規定された圧力（高負荷時圧力）に達したとき、冷媒配管Ｐａに導入される圧縮空気の温度または空気排出用配管Ｐｂから排出される圧縮空気の温度が予め規定された温度（高負荷時温度）に達したとき、および冷媒配管Ｐａに導入される圧縮空気の流量または空気排出用配管Ｐｂから排出される圧縮空気の流量が予め規定された流量（高負荷時流量）に達したときに、高負荷状態を検出したとして「第１処理」等を開始する構成を採用することもできる。
【００９８】
また、温度センサ５からのセンサ信号に基づき、圧縮機１１から排出されている冷媒の温度が予め規定された温度（上記の例では、７５℃）以下となったときに「第１処理」等を終了する構成の圧縮空気除湿装置１，１Ａ，１Ｂを例に挙げて説明したが、このような構成に代えて、「第１処理」を開始してから予め規定された時間が経過したとき、圧縮機１１への冷媒の吸入圧力が予め規定された圧力（低負荷時圧力）まで低下したとき、冷媒配管Ｐａに導入される圧縮空気の温度、または空気排出用配管Ｐｂから排出される圧縮空気の温度が予め規定された温度（低負荷時温度）まで低下したとき、冷媒配管Ｐａに導入される圧縮空気の流量または空気排出用配管Ｐｂから排出される圧縮空気の流量が予め規定された流量（低負荷時流量）まで低下したとき、および利用者による終了操作が行われたときに、「第１処理」等を終了する構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００９９】
１，１Ａ，１Ｂ  圧縮空気除湿装置
２，２ａ，２ｂ  冷凍サイクル
３  熱交換器
３ａ  予冷再熱部
３ｂ  冷却除湿部
３ｃ  気水分離部
４  制御部
５  温度センサ
１１  圧縮機
１２  凝縮器
１３  膨張弁
１４  蒸発器
１５，１６，１８  電磁弁
１７  エゼクタ
２１  空気導入口
２２  空気排出口
２３  排水口
２４  冷媒導入口
２５  冷媒排出口
２６  潤滑油排出口
Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ６，Ｐ６ａ，Ｐ７  冷媒配管
Ｐ５  潤滑油排出用配管
Ｐａ  空気導入用配管
Ｐｂ  空気排出用配管
Ｐｃ  排水管
Ｓ１  第１空間
Ｓ２  第２空間
ｔ１ａ，ｔ１ｂ，ｔ２ａ，ｔ２ｂ  時点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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