(57)【要約】      （修正有）【課題】熱帯環境下でも必要な乾燥条件を満たすエネルギー消費の少ない気体乾燥機を提供する。【解決手段】乾燥帯域５および再生帯域６を有する圧力タンク４内に、乾燥帯域および再生帯域を交互に通過するように導かれる吸着および／または吸収剤７を備えた乾燥剤乾燥装置２と、乾燥すべき気体を乾燥帯域を通過するように導くことを可能にする一次回路８と、乾燥すべき気体の一部が再生帯域を通過するように導き、水分を脱着することを可能にする二次回路９とから成る気体乾燥機において、一次回路の乾燥剤乾燥機の上流に冷却乾燥機１を配置する。【選択図】図１
2014014819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域（５）および再生帯域（６）を有する圧力タンク（４）を使用する乾燥剤乾燥機（２）であって、吸着および／または吸収剤（７）を備え、これが前記乾燥帯域（５）および再生帯域（６）を交互に通過するように導かれる乾燥剤乾燥機（２）と、
前記乾燥剤乾燥機（２）が備えられる一次回路（８）であって、乾燥すべき気体を乾燥剤乾燥機（２）の乾燥帯域（５）を通過するように導くことを可能にする一次回路（８）と、
二次回路（９）であって、乾燥すべき気体の一部が乾燥剤乾燥機（２）の再生帯域（６）を通過するように導き、該帯域において水分を吸収することを可能にする二次回路（９）と、
から成る気体乾燥装置において、
一次回路（８）の前記乾燥剤乾燥機（２）の上流に配置される冷却乾燥機（１）をも有すること、
を特徴とする気体乾燥装置。
【請求項２】
冷却乾燥機（１）が、主として、冷却回路（３０）、熱交換器（２８）、および水分離器（４５）から成ることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項３】
冷却回路（３０）が、可変速度制御のできる圧縮機（３２）を有することを特徴とする請求項２に記載の気体乾燥装置。
【請求項４】
乾燥剤乾燥機（２）が冷却器（１７）を有し、該冷却器が少なくとも二次回路（９）からの気体の冷却を行い、それによって液体が分離されることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項５】
乾燥剤乾燥機（２）が混合装置（１９）を有し、該混合装置が、二次回路（９）からの気体を一次回路（８）からの気体と再混合することを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項６】
混合装置（１９）が乾燥剤乾燥機（２）内に組み込まれていることを特徴とする請求項５に記載の気体乾燥装置。
【請求項７】
一次回路（８）の冷却乾燥機（１）の上流に、熱交換器（２８）および予冷器（５３）が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項８】
二次回路（９）が、冷却乾燥機（１）の上流の分岐点（１０）で一次回路（８）に連結されることを特徴とする請求項７に記載の気体乾燥装置。
【請求項９】
前記分岐点（１０）の上流に、一段または多段で、場合によっては１つ以上の中間冷却器（５１）を有する圧縮機要素を備えていることを特徴とする請求項８に記載の気体乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を乾燥する装置、特に圧縮気体を乾燥する装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域および再生帯域を有する圧力タンクを使用するいわゆる乾燥剤乾燥機を備え、該乾燥機において、前記タンクが、吸着および／または吸収剤を備え、これが前記乾燥帯域および再生帯域を交互に通過するように導かれる気体乾燥装置、
に関する。
【背景技術】
【０００３】
前記のような装置における公知の問題は、たとえば熱帯地方で起こるような極端な環境条件下では、気体をすべての必要な用途に十分なように乾燥できるとは限らないということである。
【０００４】
実際、高温、高湿度が、前記乾燥剤乾燥機の再生能力を超えることがある。
【０００５】
乾燥剤乾燥機のほか、冷却乾燥機も周知であるが、冷却乾燥は、熱帯環境下では、やはり有効ではなく、好ましくない大きなエネルギー消費をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱帯環境下でも有用な前記のような乾燥剤乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域および再生帯域を有する圧力タンクを使用するタイプの乾燥剤乾燥機であって、吸着および／または吸収剤を備え、これが前記乾燥帯域および再生帯域を交互に通過するように導かれる乾燥剤乾燥機と、
前記乾燥剤乾燥機が備えられる一次回路であって、乾燥すべき気体を前記乾燥剤乾燥機の前記乾燥帯域を通過するように導くことを可能にする一次回路と、
二次回路であって、乾燥すべき気体の一部が前記乾燥剤乾燥機の前記再生帯域を通過するように導き、該帯域において水分を吸収することを可能にする二次回路と、
から成る気体乾燥装置において、
前記一次回路の前記乾燥剤乾燥機の上流に配置される冷却乾燥機をも有すること、
を特徴とする気体乾燥装置、
を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による前記装置の一つの利点は、乾燥すべき気体を強く冷却し、ある程度乾燥してから、乾燥剤乾燥機を通過するように導くことができ、その結果、乾燥剤乾燥機の負担が軽減され、この乾燥機が極端に湿った高湿度条件下で飽和することなく高効率で作動しうる、ということである。
【０００９】
本発明の装置は、いつでも、許容できるエネルギー消費で、もっとも厳しい要件を満たす乾燥気体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の特徴をより十分に説明するために、限定を意図しない単なる例として、添付の図面を参照しつつ、本発明の気体乾燥装置の好ましい実施形態について、述べる。
【００１１】
本発明の気体乾燥装置は、図１に示すように、主として、冷却乾燥機１、乾燥剤乾燥機２から成り、また、この実施形態は、圧縮機部分３をも有する。
【００１２】
乾燥剤乾燥機２は、乾燥帯域５および再生帯域６を有する圧力タンク４を使用するタイプのものであって、吸着および／または吸収剤７を備え、これが前記乾燥帯域５および再生帯域６を交互に通過するように導かれる。
【００１３】
さらに、この装置は、一次回路８を有し、該回路は、部分８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇ、８Ｈ、８Ｉ、８Ｊ、および８Ｋを有する管を備え、この回路に、前記冷却乾燥機１、前記乾燥剤乾燥機２、および前記圧縮機部分３が配置され、これにより、乾燥すべき気体がまず圧縮され、次に冷却乾燥機１で少なくとも部分的に乾燥され、それから、乾燥剤乾燥機２の乾燥帯域５を通過するように導かれて、さらに乾燥されるようにすることができる。
【００１４】
この装置は、二次回路９をも有し、該回路は、圧縮機部分３への分岐点１０において、乾燥すべき気体の一部が乾燥剤乾燥機２の再生帯域６を通過するように導かれることを可能にし、したがって、該帯域において、吸着および吸収剤７から水分を吸収することを可能にする。
【００１５】
乾燥剤乾燥機２は、ローター１１を有し、該ローターは、主として、前記吸着および吸収剤７から成る円筒形乾燥要素から成る。
【００１６】
ローター１１は、場合によっては伝動装置を備えることのできるモーター１２によって、低回転速度、たとえば一時間あたり７回転で駆動される。
【００１７】
乾燥剤乾燥機２は、湿潤スペース１３および乾燥スペース１４を有し、これらはそれぞれ乾燥帯域５の入口および出口に隣接して配置されている。
【００１８】
ローター１１の一つのセクターは、その軸方向の端付近で、たとえば遮蔽板１５および１６によって保護され、乾燥剤乾燥機２内で、湿潤スペース１３および乾燥スペース１４に隣接して、再生帯域６が形成されるようになっている。したがって、ローター１１の残りの部分が乾燥帯域５を形成する。遮蔽板１６によって区切られるスペース内には冷却器１７、たとえば空気冷却器または液体冷却器、および水分のための排出管１８が備えられている。
【００１９】
乾燥剤乾燥機２内、特にローター１１の内部中心部に、混合装置１９が備えられている。この混合装置は、たとえば、ベルギー特許第１，００５，７６４号に記載されているようなタイプのもので、主として、噴射管２０、混合管２１、および吸気開口２２から成る。
【００２０】
この実施形態の場合、乾燥帯域５の入口には、液体分離器２３が備えられている。タンク４の底部には、水分のための排出管１８も備えられている。
【００２１】
圧力タンク４の乾燥帯域１４には、一次回路８への接続管が備えられ、該接続管はさらに弁２４を通じて装置の下流の排出管２５に導く。
【００２２】
乾燥剤乾燥機２の上流には、第一に、弁２６が、特に一次回路８に備えられ、さらに上流に、本発明によって前記冷却乾燥機１が備えられている。
【００２３】
さらに、冷却乾燥機１と弁２６との間の一次回路８の部分８Ｈは、直接、ただし弁２７を介して、排出管２５に接続されている。
【００２４】
公知のように、冷却乾燥機１は、主として熱交換器２８から成り、該熱交換器の第１部分は、冷却剤たとえばフレオン４０４ａが満たされた冷却回路３０の蒸発器２９から成る。この冷却材の流れの向きは矢印Ｃで示されている。
【００２５】
冷却回路３０においては、熱交換器２８の下流には、順次に、液体分離器３１、圧縮機３２、逆止め弁３３、ファン３５を有する凝縮器３４、冷却剤フィルター／乾燥器３６、および調節可能なサーモスタット絞り弁３７を備えている。
【００２６】
この調節可能なサーモスタット絞り弁３７は、また、蒸発器２９の下流において、冷却回路３０の接続点にも接続されている。液体分離器３１の下流において、制御信号として使用される温度信号が測定される。
【００２７】
フィルター／乾燥器３６の上流には、制御ユニット３９に接続された圧力／遮断スイッチ３８を備えることもできる。この実施形態の場合、この圧力／遮断スイッチ３８の近くには、温度測定点４０が備えられ、該測定点は制御ユニット３９にも接続されている。
【００２８】
冷却回路３０は、凝縮器３４の上流において、遮断弁４１とバイパス弁４２を介してであるが、前記液体分離器３１の上流の冷却回路３０の部分、言い換えると蒸発器回路に接続されている。
【００２９】
遮蔽弁４１は、制御ユニット３９に電気的に接続されている。さらに、制御ユニット３９は、測定点４３に接続され、予冷器５３と熱交換器２８との間における、乾燥すべき気体の温度を記録する。
【００３０】
乾燥すべき気体は、熱交換器２８の第２部分を通って、矢印Ｇで示す流れの向きに流れる。熱交換器２８の下流には、乾燥すべき気体の温度を測定する測定点４４が備えられており、さらに下流には、電子排水器４６を備えた水分離器４５が備えられ、測定点４４と電子排水器４６はいずれも制御ユニット３９に接続されている。
【００３１】
最後に、制御ユニット３９は、また、凝縮器３４のファン３５にも、圧縮機３２にも接続されている。この場合、凝縮器３４は空冷である。
【００３２】
一次回路８において、熱交換器２８の第２部分の上流には、前記圧縮機部分３が備えられ、該圧縮機部分は、吸気口４８を有するフィルター４７を有し、これに調節可能な入口弁４９と、第一の圧縮機要素５０、中間冷却器５１、および第二の圧縮機要素５２から成る二段圧縮機とが続いている。
【００３３】
さらに、二段圧縮機の下流には、一次回路８が管部分８Ｃとして延びており、これは分岐点１０のあと、管部分８Ｄに変わり、該管部分は乾燥すべき気体を予冷器５３に運ぶ。
【００３４】
また、この実施形態の場合、中間冷却器５１と予冷器５３とが一体化されており、両者に共通の一つのファン５４が備えられている。
【００３５】
分岐点１０と圧力タンク４との間には、逆止め弁５５が備えてある。
【００３６】
前記気体乾燥装置の動作は、簡単で、以下のようである。
【００３７】
乾燥すべき気体たとえば空気は、吸気口４８から吸入され、フィルター４７を通るように導かれる。
【００３８】
第一の圧縮機要素５０が気体圧を上昇させ、そのあと、気体は中間冷却器５１によって冷却され、そのあと、さらに、気体圧は圧縮機要素５２によって上昇させられる。
【００３９】
分岐点１０において、乾燥すべき気体の一部が分離されて、二次回路９にはいり、一方、乾燥すべき気体の主要部分はそのまま一次回路８内を導かれて予冷器５３を通過する。
【００４０】
さらに、一次回路８の下流では、乾燥すべき気体が冷却乾燥機１の熱交換器２８内で冷却され、たとえば空気の場合、予冷器５３の始動温度よりも低い約３０℃の温度まで冷却される。水分離器４５において空気から水分の一部が電子排水器４６によって分離される。
【００４１】
次に、乾燥すべき気体は、さらに、一次回路８の下流に運ばれて、乾燥剤乾燥機２および排出管２５それぞれへのアクセスを可能にする弁２６および２７にいたる。
【００４２】
弁２７が閉鎖され、弁２６が開放されている場合、乾燥すべき気体は、乾燥剤乾燥機２に導かれ、ここで、乾燥すべき気体は混合装置１９の混合管２１を通って下方に導かれる。
【００４３】
液体分離器２３において、水分の第一の部分が、乾燥すべき気体から分離され、この部分は排出管１８から排出される。
【００４４】
乾燥すべき気体の流れはさらにローター１１の乾燥帯域５に運ばれる。吸着および／または吸収剤７は飽和していない。なぜならば、ローター１１が連続的に回転しているか、または少なくとも規則的なある時刻に回転し、ローター１１のセクターが毎回再生帯域６に配置されるからである。その結果、乾燥すべき気体は、さらに乾燥される。ローター１１の乾燥帯器５における水分の付着が起こるからである。
【００４５】
このようにして、乾燥すべき気体は、最大限に乾燥され、さらに、圧力タンク４の乾燥帯域１４ならびに一次回路８の延長部および弁２４を通って、この装置の排出管２５に導かれる。
【００４６】
分岐点１０の二次回路９を通って導かれる乾燥すべき気体の一部は、逆止め弁５５を通してローター１１の再生帯域６に導かれ、この再生帯域において、該気体が、はじめに吸着および／または吸収剤７によって吸収された水分を吸収する。特に、ローター１１のこのセクターが乾燥帯域５にあった場合にはそうである。
【００４７】
湿った気体のこの部分は、まず冷却器１７で冷却されるときに部分的に乾燥され、ここで、凝縮水分が排出管１８を通して排出される。
【００４８】
次に、気体のこの部分は、吸気開口２２まで運ばれて、混合装置１９に吸入され、該装置内で、二次回路からやってくる気体のこの部分は、一次回路８からの乾燥すべき気体の部分と混合される。
【００４９】
明らかに、二次回路９は、必ずしも一次回路８から分離する必要はなく、常に湿った吸着および／または吸収剤７を乾燥するのに使用される独立の気体流から成るようにすることもできる。
【００５０】
当然、この装置の多くのパラメータは、調節することができ、たとえば、モーター１２の回転速度ならびに冷却器１７および冷却乾燥機１の冷却能力を調節することができ、また、測定器および制御回路を最適化のために備えることができる。
【００５１】
また、一次回路の部分８Ｉにおいて、乾燥すべき気体の、噴射管２０の入口またはその上流における温度を調節することができる。
【００５２】
明らかに、前記制御ユニット３９を有する冷却乾燥機１は、前記入口温度の制御および本発明の装置全体の制御のために、多くの可能性を与えるものである。
【００５３】
たとえば、冷却乾燥機１の回転速度を調節することができ、その結果、必要な露点を有する気体または空気を、熱帯条件下でも、エネルギー節約的なやり方で得ることができる。
【００５４】
実際、速度制御される冷却乾燥機１のスイッチを入れることにより、作動範囲をもっと高い周囲温度の場合にまでかなり広げられる。
【００５５】
好ましくは、冷却乾燥機１は、周囲温度に応じて、乾燥剤乾燥機２が、乾燥すべき空気を意図する露点まで乾燥させることができない場合にのみ、たとえば周囲温度３５℃の場合に、スイッチが入れられる。
【００５６】
冷却乾燥機１は、ただちに全能力で働かせる必要はなく、エネルギー消費量が最小になるように、意図する露点の乾燥空気が得られるかどうかを見ながら、徐々に能力を強めることができる。
【００５７】
本発明の装置は、一部は温度測定点４３および４４のおかげで、広範囲の周囲温度において、エネルギー節約的なやり方で、意図する最高露点を有する乾燥空気または気体を生成させることができる。ここでは、速度制御される冷却乾燥機１は、適当な強さで、乾燥すべき空気を冷却する。
【００５８】
図２および３は、いくつかの事柄を説明するものであり、図２は、この装置で、周囲温度０Ｔの関数として実現される露点ｄＰを示す。
【００５９】
曲線Ａは、冷却乾燥機１を作動させない場合の、前記の装置における、周囲温度の関数としての露点の変化を示す。
【００６０】
曲線Ｂは、冷却乾燥機１を全能力で作動させた場合の、前記の装置における、周囲温度の関数としての露点の変化を示す。
【００６１】
明らかに、意図する露点Ｃは、それぞれの周囲温度たとえば曲線に示す３５℃の場合に、冷却乾燥機１を制御して適当に作動させることにより、得ることができる。
【００６２】
図３は、冷却乾燥機１が前記のように制御されるときに、測定点４４における温度Ｔ４４が測定点４３の温度Ｔ４３の関数としてどのように変化するかを示す。
【００６３】
一般に、測定点４３の温度は、周囲温度に応じて変化し、具体的には、周囲温度よりも約８℃高い。
【００６４】
測定点４４の温度は、冷却乾燥機１が作動していない場合、または周囲温度３５℃以下の示されている例の場合、測定点４３の温度に事実上一致する。
【００６５】
冷却乾燥機１が作動させられると、測定点４４の温度は低下する。
【００６６】
本発明は、例として示し、添付の図面に示した実施形態のみに限定されるものではない。逆に、本発明の乾燥装置は、本発明の範囲を逸脱することなく、いくつかの変形を施して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の気体乾燥装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の装置の作用を示すグラフである。
【図３】本発明の装置の作用を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１      冷却乾燥機
２      乾燥剤乾燥機
３      圧縮機部分
４      圧力タンク
５      乾燥帯域
６      再生帯域
７      吸着および／または吸収剤
８      一次回路
８Ａ    ８の部分
８Ｂ    ８の部分
８Ｃ    ８の部分
８Ｄ    ８の部分
８Ｅ    ８の部分
８Ｆ    ８の部分
８Ｇ    ８の部分
８Ｈ    ８の部分
８Ｉ    ８の部分
８Ｊ    ８の部分
８Ｋ    ８の部分
９      二次回路
１０    分岐点
１１    ローター
１２    モーター
１３    湿潤スペース
１４    乾燥スペース
１５    遮蔽板
１６    遮蔽板
１７    冷却器
１８    排出管
１９    混合装置
２０    噴射管
２１    混合管
２２    吸気開口
２３    液体分離器
２４    弁
２５    排出管
２６    弁
２７    弁
２８    熱交換器
２９    蒸発器
３０    冷却回路
３１    液体分離器
３２    圧縮機
３３    逆止め弁
３４    凝縮器
３５    ファン
３６    フィルター／乾燥器
３７    サースタット絞り弁
３８    圧力／遮断スイッチ
３９    制御ユニット
４０    温度測定点
４１    遮断弁
４２    バイパス弁
４３    温度測定点
４４    温度測定点
４５    水分離器
４６    電子排水器
４７    フィルター
４８    吸気口
４９    調節可能な入口弁
５０    第一の圧縮機要素
５１    中間冷却器
５２    第二の圧縮機要素
５３    予冷器
５４    ファン
５５    逆止め弁
Ｃ      冷却剤の流れの向き
Ｇ      気体の流れ
【図１】
2014014819.tif 000003
【図２】
2014014819.tif 000004
【図３】
2014014819.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月20日(2013.9.20)
【手続補正１】
【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】
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域（５）および再生帯域（６）を有する圧力タンク（４）を使用する乾燥剤乾燥機（２）であって、吸着および／または吸収剤（７）を備え、これが前記乾燥帯域（５）および再生帯域（６）を交互に通過するように導かれる乾燥剤乾燥機（２）と、
前記乾燥剤乾燥機（２）が備えられる一次回路（８）であって、乾燥すべき気体を乾燥剤乾燥機（２）の乾燥帯域（５）を通過するように導くことを可能にする一次回路（８）と、
二次回路（９）であって、乾燥すべき気体の一部が乾燥剤乾燥機（２）の再生帯域（６）を通過するように導き、該帯域において水分を吸収することを可能にする二次回路（９）と、
から成る気体乾燥装置において、
一次回路（８）の前記乾燥剤乾燥機（２）の上流に配置される冷却乾燥機（１）をも有し、該冷却乾燥機（１）が、冷却回路（３０）の蒸発器である第１部分と、乾燥すべき気体が通って流れる第２部分とを有する熱交換器（２８）から成り、該冷却回路（３０）が、さらに圧縮機（３２）と、凝縮器（３４）と、凝縮器（３４）の出口と蒸発器の入口の間の絞り弁（３７）と、を含み、そして、該冷却乾燥機（１）が、さらに、水分離機（４５）から成ること、
熱交換器（２８）の第２部分の上流に第１の温度測定点（４３）が備えられ、該第１の温度測定点（４３）が熱交換器（２８）の第２部分の上流における乾燥すべき気体の温度を記録すること、
熱交換器（２８）の第２部分の下流に第２の温度測定点（４４）が備えられ、該第２の温度測定点（４４）が熱交換器（２８）の第２部分の下流における乾燥すべき気体の温度を測定すること、
該第１及び第２の温度測定点（４３，４４）が制御ユニット（３９）に接続されていること、及び、
該制御ユニット（３９）がさらに乾燥すべき空気を冷却するための圧縮機（３２）にも接続され、意図する最高露点を有する乾燥気体を生成し、
さらに、前記気体乾燥装置が、前記熱交換器（２８）の第１部分の下流に設けた冷却剤フィルター／乾燥器（３６）と、該フィルター／乾燥器（３６）の上流に設けた圧力／遮断スイッチ（３８）と、該圧力／遮断スイッチ（３８）の近くに設けた第３の温度測定点（４０）とを備え、該第３の温度測定点（４０）が前記制御ユニット（３９）に接続されていること、
を特徴とする気体乾燥装置。
【請求項２】
冷却回路（３０）が、可変速度制御のできる圧縮機（３２）を有することを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項３】
乾燥剤乾燥機（２）が冷却器（１７）を有し、該冷却器が少なくとも二次回路（９）からの気体の冷却を行い、それによって液体が分離されることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項４】
乾燥剤乾燥機（２）が混合装置（１９）を有し、該混合装置が二次回路（９）からの気体を一次回路（８）からの気体と再混合することを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項５】
混合装置（１９）が乾燥剤乾燥機（２）内に組み込まれていることを特徴とする請求項４に記載の気体乾燥装置。
【請求項６】
一次回路（８）の冷却乾燥機（１）の上流に、熱交換器（２８）および予冷器（５３）が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項７】
二次回路（９）が、冷却乾燥機（１）の上流の分岐点（１０）で一次回路（８）に連結されることを特徴とする請求項１に記載の気体乾燥装置。
【請求項８】
前記分岐点（１０）の上流に、一段または多段の圧縮機要素を備えていることを特徴とする請求項７に記載の気体乾燥装置。
【請求項９】
前記分岐点（１０）の上流に、一段または多段で、１つ以上の中間冷却器（５１）を有する圧縮機要素を備えていることを特徴とする請求項７に記載の気体乾燥装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を乾燥する装置、特に圧縮気体を乾燥する装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域および再生帯域を有する圧力タンクを使用するいわゆる乾燥剤乾燥機を備え、該乾燥機において、前記タンクが、吸着および／または吸収剤を備え、これが前記乾燥帯域および再生帯域を交互に通過するように導かれる気体乾燥装置、
に関する。
【背景技術】
【０００３】
前記のような装置における公知の問題は、たとえば熱帯地方で起こるような極端な環境条件下では、気体をすべての必要な用途に十分なように乾燥できるとは限らないということである。
【０００４】
実際、高温、高湿度が、前記乾燥剤乾燥機の再生能力を超えることがある。
【０００５】
乾燥剤乾燥機のほか、冷却乾燥機も周知であるが、冷却乾燥は、熱帯環境下では、やはり有効ではなく、好ましくない大きなエネルギー消費をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱帯環境下でも有用な前記のような乾燥剤乾燥機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
気体乾燥装置であって、
乾燥帯域および再生帯域を有する圧力タンクを使用するタイプの乾燥剤乾燥機であって、吸着および／または吸収剤を備え、これが前記乾燥帯域および再生帯域を交互に通過するように導かれる乾燥剤乾燥機と、
前記乾燥剤乾燥機が備えられる一次回路であって、乾燥すべき気体を前記乾燥剤乾燥機の前記乾燥帯域を通過するように導くことを可能にする一次回路と、
二次回路であって、乾燥すべき気体の一部が前記乾燥剤乾燥機の前記再生帯域を通過するように導き、該帯域において水分を吸収することを可能にする二次回路と、
から成る気体乾燥装置において、
前記一次回路の前記乾燥剤乾燥機の上流に配置される冷却乾燥機をも有し、該冷却乾燥機が、冷却回路の蒸発器である第１部分と、乾燥すべき気体が通って流れる第２部分とを有する熱交換器から成り、該冷却回路が、さらに圧縮機と、凝縮器と、該凝縮器の出口と蒸発器の入口の間の絞り弁と、を含み、そして、該冷却乾燥機が、さらに、水分離機から成ること、
熱交換器の第２部分の上流に第１の温度測定点が備えられ、該第１の温度測定点が熱交換器の第２部分の上流における乾燥すべき気体の温度を記録すること、
熱交換器の第２部分の下流に第２の温度測定点が備えられ、該第２の温度測定点が熱交換器の第２部分の下流における乾燥すべき気体の温度を測定すること、
該第１及び第２の温度測定点が制御ユニットに接続されていること、及び、
該制御ユニットがさらに乾燥すべき空気を冷却するための圧縮機にも接続され、意図する最高露点を有する乾燥気体を生成し、
さらに、前記気体乾燥装置が、前記熱交換器の第１部分の下流に設けた冷却剤フィルター／乾燥器と、該フィルター／乾燥器の上流に設けた圧力／遮断スイッチと、該圧力／遮断スイッチの近くに設けた第３の温度測定点とを備え、該第３の温度測定点が前記制御ユニットに接続されていること、
を特徴とする気体乾燥装置、
を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による前記装置の一つの利点は、乾燥すべき気体を強く冷却し、ある程度乾燥してから、乾燥剤乾燥機を通過するように導くことができ、その結果、乾燥剤乾燥機の負担が軽減され、この乾燥機が極端に湿った高湿度条件下で飽和することなく高効率で作動しうる、ということである。
【０００９】
本発明の装置は、いつでも、許容できるエネルギー消費で、もっとも厳しい要件を満たす乾燥気体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の特徴をより十分に説明するために、限定を意図しない単なる例として、添付の図面を参照しつつ、本発明の気体乾燥装置の好ましい実施形態について、述べる。
【００１１】
本発明の気体乾燥装置は、図１に示すように、主として、冷却乾燥機１、乾燥剤乾燥機２から成り、また、この実施形態は、圧縮機部分３をも有する。
【００１２】
乾燥剤乾燥機２は、乾燥帯域５および再生帯域６を有する圧力タンク４を使用するタイプのものであって、吸着および／または吸収剤７を備え、これが前記乾燥帯域５および再生帯域６を交互に通過するように導かれる。
【００１３】
さらに、この装置は、一次回路８を有し、該回路は、部分８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇ、８Ｈ、８Ｉ、８Ｊ、および８Ｋを有する管を備え、この回路に、前記冷却乾燥機１、前記乾燥剤乾燥機２、および前記圧縮機部分３が配置され、これにより、乾燥すべき気体がまず圧縮され、次に冷却乾燥機１で少なくとも部分的に乾燥され、それから、乾燥剤乾燥機２の乾燥帯域５を通過するように導かれて、さらに乾燥されるようにすることができる。
【００１４】
この装置は、二次回路９をも有し、該回路は、圧縮機部分３への分岐点１０において、乾燥すべき気体の一部が乾燥剤乾燥機２の再生帯域６を通過するように導かれることを可能にし、したがって、該帯域において、吸着および吸収剤７から水分を吸収することを可能にする。
【００１５】
乾燥剤乾燥機２は、ローター１１を有し、該ローターは、主として、前記吸着および吸収剤７から成る円筒形乾燥要素から成る。
【００１６】
ローター１１は、場合によっては伝動装置を備えることのできるモーター１２によって、低回転速度、たとえば一時間あたり７回転で駆動される。
【００１７】
乾燥剤乾燥機２は、湿潤スペース１３および乾燥スペース１４を有し、これらはそれぞれ乾燥帯域５の入口および出口に隣接して配置されている。
【００１８】
ローター１１の一つのセクターは、その軸方向の端付近で、たとえば遮蔽板１５および１６によって保護され、乾燥剤乾燥機２内で、湿潤スペース１３および乾燥スペース１４に隣接して、再生帯域６が形成されるようになっている。したがって、ローター１１の残りの部分が乾燥帯域５を形成する。遮蔽板１６によって区切られるスペース内には冷却器１７、たとえば空気冷却器または液体冷却器、および水分のための排出管１８が備えられている。
【００１９】
乾燥剤乾燥機２内、特にローター１１の内部中心部に、混合装置１９が備えられている。この混合装置は、たとえば、ベルギー特許第１，００５，７６４号に記載されているようなタイプのもので、主として、噴射管２０、混合管２１、および吸気開口２２から成る。
【００２０】
この実施形態の場合、乾燥帯域５の入口には、液体分離器２３が備えられている。タンク４の底部には、水分のための排出管１８も備えられている。
【００２１】
圧力タンク４の乾燥帯域１４には、一次回路８への接続管が備えられ、該接続管はさらに弁２４を通じて装置の下流の排出管２５に導く。
【００２２】
乾燥剤乾燥機２の上流には、第一に、弁２６が、特に一次回路８に備えられ、さらに上流に、本発明によって前記冷却乾燥機１が備えられている。
【００２３】
さらに、冷却乾燥機１と弁２６との間の一次回路８の部分８Ｈは、直接、ただし弁２７を介して、排出管２５に接続されている。
【００２４】
公知のように、冷却乾燥機１は、主として熱交換器２８から成り、該熱交換器の第１部分は、冷却剤たとえばフレオン４０４ａが満たされた冷却回路３０の蒸発器２９から成る。この冷却材の流れの向きは矢印Ｃで示されている。
【００２５】
冷却回路３０においては、熱交換器２８の下流には、順次に、液体分離器３１、圧縮機３２、逆止め弁３３、ファン３５を有する凝縮器３４、冷却剤フィルター／乾燥器３６、および調節可能なサーモスタット絞り弁３７を備えている。
【００２６】
この調節可能なサーモスタット絞り弁３７は、また、蒸発器２９の下流において、冷却回路３０の接続点にも接続されている。液体分離器３１の下流において、制御信号として使用される温度信号が測定される。
【００２７】
フィルター／乾燥器３６の上流には、制御ユニット３９に接続された圧力／遮断スイッチ３８を備えることもできる。この実施形態の場合、この圧力／遮断スイッチ３８の近くには、温度測定点４０が備えられ、該測定点は制御ユニット３９にも接続されている。
【００２８】
冷却回路３０は、凝縮器３４の上流において、遮断弁４１とバイパス弁４２を介してであるが、前記液体分離器３１の上流の冷却回路３０の部分、言い換えると蒸発器回路に接続されている。
【００２９】
遮蔽弁４１は、制御ユニット３９に電気的に接続されている。さらに、制御ユニット３９は、測定点４３に接続され、予冷器５３と熱交換器２８との間における、乾燥すべき気体の温度を記録する。
【００３０】
乾燥すべき気体は、熱交換器２８の第２部分を通って、矢印Ｇで示す流れの向きに流れる。熱交換器２８の下流には、乾燥すべき気体の温度を測定する測定点４４が備えられており、さらに下流には、電子排水器４６を備えた水分離器４５が備えられ、測定点４４と電子排水器４６はいずれも制御ユニット３９に接続されている。
【００３１】
最後に、制御ユニット３９は、また、凝縮器３４のファン３５にも、圧縮機３２にも接続されている。この場合、凝縮器３４は空冷である。
【００３２】
一次回路８において、熱交換器２８の第２部分の上流には、前記圧縮機部分３が備えられ、該圧縮機部分は、吸気口４８を有するフィルター４７を有し、これに調節可能な入口弁４９と、第一の圧縮機要素５０、中間冷却器５１、および第二の圧縮機要素５２から成る二段圧縮機とが続いている。
【００３３】
さらに、二段圧縮機の下流には、一次回路８が管部分８Ｃとして延びており、これは分岐点１０のあと、管部分８Ｄに変わり、該管部分は乾燥すべき気体を予冷器５３に運ぶ。
【００３４】
また、この実施形態の場合、中間冷却器５１と予冷器５３とが一体化されており、両者に共通の一つのファン５４が備えられている。
【００３５】
分岐点１０と圧力タンク４との間には、逆止め弁５５が備えてある。
【００３６】
前記気体乾燥装置の動作は、簡単で、以下のようである。
【００３７】
乾燥すべき気体たとえば空気は、吸気口４８から吸入され、フィルター４７を通るように導かれる。
【００３８】
第一の圧縮機要素５０が気体圧を上昇させ、そのあと、気体は中間冷却器５１によって冷却され、そのあと、さらに、気体圧は圧縮機要素５２によって上昇させられる。
【００３９】
分岐点１０において、乾燥すべき気体の一部が分離されて、二次回路９にはいり、一方、乾燥すべき気体の主要部分はそのまま一次回路８内を導かれて予冷器５３を通過する。
【００４０】
さらに、一次回路８の下流では、乾燥すべき気体が冷却乾燥機１の熱交換器２８内で冷却され、たとえば空気の場合、予冷器５３の始動温度よりも低い約３０℃の温度まで冷却される。水分離器４５において空気から水分の一部が電子排水器４６によって分離される。
【００４１】
次に、乾燥すべき気体は、さらに、一次回路８の下流に運ばれて、乾燥剤乾燥機２および排出管２５それぞれへのアクセスを可能にする弁２６および２７にいたる。
【００４２】
弁２７が閉鎖され、弁２６が開放されている場合、乾燥すべき気体は、乾燥剤乾燥機２に導かれ、ここで、乾燥すべき気体は混合装置１９の混合管２１を通って下方に導かれる。
【００４３】
液体分離器２３において、水分の第一の部分が、乾燥すべき気体から分離され、この部分は排出管１８から排出される。
【００４４】
乾燥すべき気体の流れはさらにローター１１の乾燥帯域５に運ばれる。吸着および／または吸収剤７は飽和していない。なぜならば、ローター１１が連続的に回転しているか、または少なくとも規則的なある時刻に回転し、ローター１１のセクターが毎回再生帯域６に配置されるからである。その結果、乾燥すべき気体は、さらに乾燥される。ローター１１の乾燥帯器５における水分の付着が起こるからである。
【００４５】
このようにして、乾燥すべき気体は、最大限に乾燥され、さらに、圧力タンク４の乾燥帯域１４ならびに一次回路８の延長部および弁２４を通って、この装置の排出管２５に導かれる。
【００４６】
分岐点１０の二次回路９を通って導かれる乾燥すべき気体の一部は、逆止め弁５５を通してローター１１の再生帯域６に導かれ、この再生帯域において、該気体が、はじめに吸着および／または吸収剤７によって吸収された水分を吸収する。特に、ローター１１のこのセクターが乾燥帯域５にあった場合にはそうである。
【００４７】
湿った気体のこの部分は、まず冷却器１７で冷却されるときに部分的に乾燥され、ここで、凝縮水分が排出管１８を通して排出される。
【００４８】
次に、気体のこの部分は、吸気開口２２まで運ばれて、混合装置１９に吸入され、該装置内で、二次回路からやってくる気体のこの部分は、一次回路８からの乾燥すべき気体の部分と混合される。
【００４９】
明らかに、二次回路９は、必ずしも一次回路８から分離する必要はなく、常に湿った吸着および／または吸収剤７を乾燥するのに使用される独立の気体流から成るようにすることもできる。
【００５０】
当然、この装置の多くのパラメータは、調節することができ、たとえば、モーター１２の回転速度ならびに冷却器１７および冷却乾燥機１の冷却能力を調節することができ、また、測定器および制御回路を最適化のために備えることができる。
【００５１】
また、一次回路の部分８Ｉにおいて、乾燥すべき気体の、噴射管２０の入口またはその上流における温度を調節することができる。
【００５２】
明らかに、前記制御ユニット３９を有する冷却乾燥機１は、前記入口温度の制御および本発明の装置全体の制御のために、多くの可能性を与えるものである。
【００５３】
たとえば、冷却乾燥機１の回転速度を調節することができ、その結果、必要な露点を有する気体または空気を、熱帯条件下でも、エネルギー節約的なやり方で得ることができる。
【００５４】
実際、速度制御される冷却乾燥機１のスイッチを入れることにより、作動範囲をもっと高い周囲温度の場合にまでかなり広げられる。
【００５５】
好ましくは、冷却乾燥機１は、周囲温度に応じて、乾燥剤乾燥機２が、乾燥すべき空気を意図する露点まで乾燥させることができない場合にのみ、たとえば周囲温度３５℃の場合に、スイッチが入れられる。
【００５６】
冷却乾燥機１は、ただちに全能力で働かせる必要はなく、エネルギー消費量が最小になるように、意図する露点の乾燥空気が得られるかどうかを見ながら、徐々に能力を強めることができる。
【００５７】
本発明の装置は、一部は温度測定点４３および４４のおかげで、広範囲の周囲温度において、エネルギー節約的なやり方で、意図する最高露点を有する乾燥空気または気体を生成させることができる。ここでは、速度制御される冷却乾燥機１は、適当な強さで、乾燥すべき空気を冷却する。
【００５８】
図２および３は、いくつかの事柄を説明するものであり、図２は、この装置で、周囲温度０Ｔの関数として実現される露点ｄＰを示す。
【００５９】
曲線Ａは、冷却乾燥機１を作動させない場合の、前記の装置における、周囲温度の関数としての露点の変化を示す。
【００６０】
曲線Ｂは、冷却乾燥機１を全能力で作動させた場合の、前記の装置における、周囲温度の関数としての露点の変化を示す。
【００６１】
明らかに、意図する露点Ｃは、それぞれの周囲温度たとえば曲線に示す３５℃の場合に、冷却乾燥機１を制御して適当に作動させることにより、得ることができる。
【００６２】
図３は、冷却乾燥機１が前記のように制御されるときに、測定点４４における温度Ｔ４４が測定点４３の温度Ｔ４３の関数としてどのように変化するかを示す。
【００６３】
一般に、測定点４３の温度は、周囲温度に応じて変化し、具体的には、周囲温度よりも約８℃高い。
【００６４】
測定点４４の温度は、冷却乾燥機１が作動していない場合、または周囲温度３５℃以下の示されている例の場合、測定点４３の温度に事実上一致する。
【００６５】
冷却乾燥機１が作動させられると、測定点４４の温度は低下する。
【００６６】
本発明は、例として示し、添付の図面に示した実施形態のみに限定されるものではない。逆に、本発明の乾燥装置は、本発明の範囲を逸脱することなく、いくつかの変形を施して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の気体乾燥装置を模式的に示す図である。
【図２】本発明の装置の作用を示すグラフである。
【図３】本発明の装置の作用を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１      冷却乾燥機
２      乾燥剤乾燥機
３      圧縮機部分
４      圧力タンク
５      乾燥帯域
６      再生帯域
７      吸着および／または吸収剤
８      一次回路
８Ａ    ８の部分
８Ｂ    ８の部分
８Ｃ    ８の部分
８Ｄ    ８の部分
８Ｅ    ８の部分
８Ｆ    ８の部分
８Ｇ    ８の部分
８Ｈ    ８の部分
８Ｉ    ８の部分
８Ｊ    ８の部分
８Ｋ    ８の部分
９      二次回路
１０    分岐点
１１    ローター
１２    モーター
１３    湿潤スペース
１４    乾燥スペース
１５    遮蔽板
１６    遮蔽板
１７    冷却器
１８    排出管
１９    混合装置
２０    噴射管
２１    混合管
２２    吸気開口
２３    液体分離器
２４    弁
２５    排出管
２６    弁
２７    弁
２８    熱交換器
２９    蒸発器
３０    冷却回路
３１    液体分離器
３２    圧縮機
３３    逆止め弁
３４    凝縮器
３５    ファン
３６    フィルター／乾燥器
３７    サースタット絞り弁
３８    圧力／遮断スイッチ
３９    制御ユニット
４０    温度測定点
４１    遮断弁
４２    バイパス弁
４３    温度測定点
４４    温度測定点
４５    水分離器
４６    電子排水器
４７    フィルター
４８    吸気口
４９    調節可能な入口弁
５０    第一の圧縮機要素
５１    中間冷却器
５２    第二の圧縮機要素
５３    予冷器
５４    ファン
５５    逆止め弁
Ｃ      冷却剤の流れの向き
Ｇ      気体の流れ
【外国語明細書】
2014014819.tif 000006
2014014819.tif 000007
2014014819.tif 000008
2014014819.tif 000009
2014014819.tif 000010
2014014819.tif 000011
2014014819.tif 000012
2014014819.tif 000013
2014014819.tif 000014
2014014819.tif 000015
2014014819.tif 000016
2014014819.tif 000017
2014014819.tif 000018
2014014819.tif 000019
2014014819.tif 000020
2014014819.tif 000021
2014014819.tif 000022
2014014819.tif 000023
2014014819.tif 000024