(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサ装置（２）と、気体を乾燥させるために取り付けられた乾燥剤を用いるタイプの乾燥器（３）とを備え、該コンプレッサ装置は、一方において、１つのコンプレッサ要素の入口がその手前のコンプレッサ要素の出口に圧力パイプ(９，１０)を介して各々連結された形で、先頭の低圧段階とそれに続く１つ又はそれ以上の高圧段階を形成するために、該入口と該出口の連続的な連結による２つ又はそれ以上のコンプレッサ要素（６，７，８）を備え、他方において、アフタークーラー（１５）が組み込まれている出口パイプ（１１）を備え、該乾燥器（３）は乾燥領域（１８）と再生領域（１９）を備え、該乾燥領域（１８）には、そこを通るように案内されてくる気体を乾燥させるための乾燥剤が充填され、この目的のために該乾燥器（３）は、前記コンプレッサ装置（２）の前記出口パイプ（１１）に連結された前記乾燥領域（１８）の入口（２０）と、圧縮乾燥気体を供給するための出口（５）として機能する前記乾燥領域（１８）の出口（２１）とを備え、前記再生領域（１９）が、該再生領域（１９）の入口（２３）、該再生領域（１９）の出口（２８）、及び該入口（２３）に連結させた再生パイプ（２２）、を介して案内されてくる再生気体によって水分乾燥剤を乾燥させるようにした、気体圧縮乾燥装置（１）において、前記再生気体を前記コンプレッサ装置の上記出口パイプ（１１）から分岐させ、前記再生パイプ（２２）を前記アフタークーラー（１５）の下流に位置するタッピングポイント（２４）で前記出口パイプ（１１）から分岐させ、前記再生気体は、前記再生領域（１９）に案内される前に、再生パイプ（２２）に組み込まれた第１部分と上記コンプレッサ要素（６，７，８）の圧縮側によって送られる第２部分とを備えた前記気体ガス熱交換器（２５）によって加熱され、上記気体ガス熱交換器（２５）が上記低圧段階とそれに続く高圧段階との間に延伸する圧力パイプ（９，１０）内に第２部分を備え、さらに、前記熱交換器（２５）が組み込まれた前記圧力パイプ（９，１０）に設けられたインタークーラー（１３，１４）を備え、前記熱交換器（２５）が前記インタークーラー（１３，１４）の上流に位置し、上記熱交換器（２５）が、上記圧力パイプ（９，１０）で並列に連結され同時に作動する２つの熱交換器（２５a，２５b）を備えていること、を特徴とする気体圧縮乾燥装置（１）。
【請求項２】
前記再生気体の少なくとも一部は、前記コンプレッサ装置（２）によって圧縮された気体から、熱交換器（２５）の第１部分が組み込まれている前記再生パイプ(２２)によって、分岐させたものであって、該再生パイプ（２２）が、前記再生領域（１９）の入口（２３）を、前記コンプレッサ装置（２）の出口パイプ（１１）又は前記乾燥領域（１８）の出口（２１）に連結していること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱交換器（２５）が前記アフタークーラー（１５）から上流に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
分岐させた再生気体の流量（ＱＲ）が前記コンプレッサ装置（２）によって圧縮される気体流量（Ｑ）の４０％である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
前記再生パイプ（２２）に組み込まれた熱交換器は、前記再生領域（１９）の入口（２３）における再生気体の温度が１３０℃と１５０℃の間になるように、その寸法が規定されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
前記乾燥器（３）が、２つの再生段階、すなわち、前記再生気体が第１再生パイプ(２２ａ)を介して供給される第１再生段階と、前記乾燥剤をさらに乾燥させるために前記再生気体が第２再生パイプ（２２ｂ）を介して供給される、該第１再生段階に続く第２再生段階とを備え、該２つの再生パイプ（２２ａ，２２ｂ）のうち少なくとも１つ又は両方について気体ガス熱交換器（２５）を設けていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
前記第２再生パイプ（２２ｂ）について少なくとも１つの上記気体ガス熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１再生段階のための再生気体となるべき気体を抜き出すために、前記第１再生パイプ(２２ａ)を前記コンプレッサ装置（２）の上記出口パイプ（１１）に連結させたことを特徴とする、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２再生段階のための再生気体となるべき気体を抜き出すために、上記第２再生パイプ（２２ｂ）を前記乾燥器の乾燥領域（１８）の出口（２１）に連結させたことを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
前記第１再生段階のために、コンプレッサ装置（２）によって圧縮される気体流量（Ｑ）の４０％を分岐させ、前記第２再生段階のために、前記装置（１）によって供給される圧縮気体の流量の１０％を分岐させることを特徴とする、請求項８及び９に記載の装置。
【請求項１１】
前記乾燥器（３）は、乾燥剤が充填されたドラム（１６）を備えた回転式の乾燥器であって、該乾燥剤が、該ドラムの回転によって、乾燥領域（１８）と第１再生領域、場合によっては第２再生領域（１９）をも交互に通るように案内されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
２つの再生段階を備えていて、各々の再生段階について別々の気体ガス熱交換器（２５ａ，２５ｂ）を備えており、両方の熱交換器（２５ａ，２５ｂ）が、それぞれ別々のコンプレッサ要素（６，７）の圧力パイプ（９，１０）に別々に組み込まれていることを特徴とする、請求項８及び９に記載の装置。
【請求項１３】
２つの再生段階を備えていて、各々の再生段階について別々の気体ガス熱交換器（２５ａ，２５ｂ）を備えており、両方の熱交換器（２５ａ，２５ｂ）が、連続する２つのコンプレッサ要素の間の同じ圧力パイプ（９，１０）に設けられていることを特徴とする、請求項８及び９に記載の装置。
【請求項１４】
両方の熱交換器（２５ａ，２５ｂ）を上記圧力パイプ（９，１０）に並列させて連結したことを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記再生領域（１９）の出口(２８）が、クーラー（２９）を介して、前記乾燥領域（１８）の入口（２０）に連結されていることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１６】
前記再生領域（１９）の出口（２８）が、混合器（３０）を介して、乾燥領域（１８）の入口（２０）に連結されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の装置。
【請求項１７】
コンプレッサ装置（２）と、気体を乾燥させるために取り付けられた乾燥剤を用いるタイプの乾燥器（３）とを備え、該コンプレッサ装置は、２つ又はそれ以上のコンプレッサ要素(６，７，８)による２つ又はそれ以上の連続する段階、すなわち１つの低圧段階とそれに続く１つ又はそれ以上の高圧段階で気体を圧縮し、この圧縮した気体を乾燥させるために、この圧縮した気体を、アフタークーラー（１５）が組み込まれた出口パイプ（１１）を介して、前記乾燥器（３）を通るように案内し、その目的のために前記乾燥器（３）は、該気体が案内されてくる乾燥剤が充填された乾燥領域を備えていて、さらに該乾燥器（３）は、圧縮乾燥気体を供給するための出口（５）として機能する前記乾燥領域（１８）の出口（２１）を備え、さらに該乾燥器が、前記再生領域（１９）の入口（２３）と前記再生領域（１９）の出口（２８）を介して案内される再生気体によって水分乾燥剤を乾燥させるための再生領域（１９）を備えた、装置（１）によって気体を圧縮及び乾燥させる方法において、前記再生気体を前記アフタークーラー（１５）の下流に位置するタッピングポイント（２４）で前記出口パイプ（１１）から分岐させ、前記再生気体の少なくとも一部を、前記再生領域に案内する前に、前記再生気体が通過するための第１部分（２６）と、前記低圧段階を構成する上記コンプレッサ要素（６）の圧力側によって送られる第２部分（２７）を備えた気体ガス熱交換器（２５）によって加熱し、そして、前記熱交換器（２５）が設けられた圧力パイプ（９，１０）に設けられたインタークーラー（１３、１４）を備え、前記熱交換器（２５）が前記インタークーラーの上流に位置し、さらに、２つの再生段階を備え、前記熱交換器（２５）は同時に作動する２つの熱交換器（２５a，２５b）を備え、各熱交換器はそれぞれの再生段階に用いられ、両方の熱交換器（２５a，２５b）が２つの連続するコンプレッサ要素の間の同じ圧力パイプ（９，１０）に並列に設けられている
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を圧縮し乾燥するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体を乾燥させるための乾燥剤を用いたタイプの乾燥器を備えたコンプレッサ装置から成るそのような装置はすでに知られていて、該コンプレッサ装置は、一方において、１つのコンプレッサ要素の入口がその手前のコンプレッサ要素の出口に圧力パイプを介して各々連結された形で、第１低圧段階とそれに続く１つ又はそれ以上の高圧段階を形成するために、共に連続的に連結された入口と出口を有する２つ又はそれ以上のコンプレッサ要素を備え、他方において、アフタークーラーが組み込まれている出口パイプを備え、さらに該乾燥器は乾燥領域と再生領域とを備えている。
【０００３】
前記乾燥領域には、そこに案内されてくる気体を乾燥するための乾燥剤が充填されていて、そのため、前記コンプレッサ装置の上記出口パイプに連結した入口と、圧縮し乾燥させた気体を、機器を連結可能な下流のネットワークに供給するための装置の出口としても機能する出口を備えている。
【０００４】
乾燥すべき圧縮気体が該乾燥領域内の乾燥剤を通って流れるとき、その気体から水分が吸収又は吸着される形で取り除かれる。
【０００５】
該乾燥剤は、気体を乾燥させるために用いられ、気体を乾燥させた際に取り込んだ水分による完全又は部分的な飽和状態になるので、それを再生領域において再生させるのである。
【０００６】
前記乾燥剤は、該再生領域の入口と出口を介してそこに案内される再生気体によって、再生領域内で乾燥させる。
【０００７】
圧縮熱乾燥器（ＨＯＣ乾燥器）を用いる場合は、例えば、最後のコンプレッサ要素の出口のような、該アフタークーラーから上流の位置（その場所では、分岐させた再生気体は、比較的湿っぽいが、高温であるために、再生気体が再生領域に案内される時に乾燥させるべき乾燥剤から水分を吸収するのには十分に低い相対湿度を有している）で、該コンプレッサ装置の上記出口パイプから直に、該再生気体を分岐させる。
【０００８】
このような公知の装置の不利な点は、該乾燥剤が再生の後でも依然として一定量の水分を含んでいて、その乾燥剤が、圧縮気体を乾燥するために後の段階で用いられる時、乾燥すべき気体から吸収できる水分の量は比較的限られた量となり、従って、該乾燥気体が該装置を出ていく時に残りの水分を含有している、ということである。
【０００９】
それ故、水分を吸収する乾燥剤の容量は限られていて、乾燥領域から来る乾燥剤はより早く再生させなければならない。
【００１０】
公知の装置においては、該圧縮気体は、一般的には各々の圧縮段階の後で、次の段階又はそれに続く乾燥器が適正に機能するように、インタークーラー内又はアフタークーラー内で冷却される。該気体から取り出された熱は損失エネルギーであり、それが、供給される圧縮乾燥気体の価格をも決めるのである。
【００１１】
そこで用いられるインタークーラーやアフタークーラーもまた該装置全体のコストを決めるのである。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、公知の気体圧縮乾燥装置の上記の不利な点の１つ又はそれ以上及び／又は他の不利な点を克服して改良することにある。
【００１３】
この目的のため、本発明による装置においては、前記再生気体を前記コンプレッサ装置の上記出口パイプから分岐させ、再生パイプが前記再生領域の入口に連結され、前記アフタークーラーの下流に位置するタッピングポイントで前記出口パイプから分岐し、該再生気体が前記再生領域に案内される前に、再生パイプに組み込まれた第１部分と、上記コンプレッサ要素の圧縮側によって送られる第２部分とを、備えた気体ガス熱交換器によって加熱され、上記気体ガス熱交換器は、上記低圧段階とそれに続く高圧段階の間に延伸する前記圧力パイプ組み込まれた第２部分を備え、さらに、前記熱交換器が組み込まれた前記圧力パイプに設けられたインタークーラを備え、該熱交換器は前記インタークーラーの上流に位置し、上記熱交換器は、上記圧力パイプに並列に連結された２つの熱交換器を備えている。
【００１４】
その本発明の有利な点は、再生気体をさらに加熱することによって、再生気体に含まれる水分の部分圧がさらに減少することであり、それは、事実上、さらなる加熱がなければ吸収できない水分を該乾燥剤から吸収することができる、加熱された再生気体ということになり、それにより、再生された乾燥剤は最終的に、より乾燥したものとなる。
【００１５】
乾燥領域で用いられる乾燥させた該乾燥剤は最初から、より乾燥したものとなっているので、その乾燥させた乾燥剤は、乾燥段階において乾燥すべき気体からより多くの水分を吸収することができ、供給された圧縮気体は、該装置を出て行く時に、より乾燥したものとなり、それ故、乾燥能力に望ましい効果がある。
【００１６】
従って、該乾燥領域内の乾燥剤は従来技術の場合よりも早く再生させる必要はない。
【００１７】
該再生気体を加熱するのに必要な熱の少なくとも一部は、コンプレッサ装置の圧縮熱によっても再生され、それによって、この目的のために用いられている気体ガス熱交換器は、圧縮気体を冷却するための公知の装置で用いられている１つ又はそれ以上のクーラーの役割を完全に又は部分的に果たすことになる。
【００１８】
従って、圧縮気体から抽出したエネルギーは、再生領域において乾燥剤を従来よりもずっと集中的に乾燥処理するために有効的に用いられ、それゆえ、エネルギーの損失がより少なくなるので、供給される圧縮乾燥気体のコストという点から見ても有益である。
【００１９】
供給された気体はこのように乾燥されるので、その製造価格もより望ましいものとなる。
【００２０】
その狙いは、再生領域の入口の再生気体の温度を最大限にし、それによって圧縮気体から出来るだけ多くの熱を回復させることが出来ること、及び該再生領域内の乾燥剤の乾燥効果を最大にすることである。
【００２１】
前記再生気体は、前記熱交換器の第1部分が組み込まれている上記再生パイプによって、前記装置が圧縮した気体から分岐させ、該再生パイプが前記再生領域の入口を前記コンプレッサ装置の出口パイプ又は前記乾燥領域の出口に連結させるのが望ましい。
【００２２】
本発明の1つの望ましい特徴によれば、再生気体が第１再生パイプを介して供給される第１再生段階と、尚一層乾燥剤を乾燥させるために再生気体が第２再生パイプを介して供給される第２再生段階という、２つの連続する再生段階が用いられる。そうして、両再生パイプの少なくとも１つに上記の気体ガス熱交換器を備えている。
【００２３】
前記第２再生パイプを介して供給される再生気体の第２分量は、前記第１再生パイプを介して供給される再生気体の第１分量よりも低い相対湿度を有するのが望ましいが、その理由は、例えば、この再生気体の第２分量が上記第１分量よりも高温であり、且つ／又は該気体の第２分量がすでに乾燥しているからである。
【００２４】
このようにして、本発明についての上記の種々の有利な点は一層強化されるのである。
【００２５】
その設備は、回転式の乾燥器と、乾燥剤を充填したドラムとを備えた装置に適用され、該乾燥剤は、該ドラムの回転によって、先ず乾燥領域に案内され、その次に第１再生領域に、場合によっては第２再生領域をも通るように案内される。
【００２６】
本発明は、また、コンプレッサ装置と、気体を乾燥するために取り付けられた乾燥剤を用いたタイプの乾燥器とを、内部に備えた装置によって、気体を圧縮し乾燥する方法に関するものであり、該コンプレッサ装置は、２つ又はそれ以上の連続する段階、つまり１つの低圧段階とそれに続く１つ又はそれ以上の高圧段階、すなわち２つ又はそれ以上のコンプレッサ要素内で気体を圧縮し、その圧縮した気体が出口パイプを介して乾燥器を通るように案内し、該出口パイプには、その圧縮した気体を乾燥するためのアフタークーラーが組み込まれ、また該乾燥器は、気体を通すための乾燥剤を充填した乾燥領域を備えると同時に、圧縮乾燥気体を供給するための出口として機能する出口を備えていて、それによって、該乾燥器が、入口と出口を経由するように案内される再生気体によって水分乾燥剤を乾燥させるための再生領域を備えた方法において、該方法が、前記再生気体を、前記アフタークーラーの下流に位置するタッピングポイントで前記出口パイプから分岐させることを含み、さらに該方法が、該再生気体を流すための第１部分と、前記低圧段階を形成する上記コンプレッサ要素の圧力側によって供給される第２部分とを備えた気体ガス熱交換器によって、少なくとも該再生気体の一部が加熱されることを含み、前記熱交換機が設けられた前記圧力パイプにインタークーラーをも設け、前記熱交換器が前記インタークーラーの上流に位置し、２つの再生段階を備え、前記熱交換器が２つの熱交換器を備え、それら
の熱交換器はそれぞれの再生段階のためのものであり、両方の熱交換器は連続する２つのコンプレッサ要素の間の同じ圧力パイプに並列に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による気体圧縮乾燥装置を模式的に示す。
【図２】本発明による図１の装置の一つのバリエーションを示す。
【図３】本発明による図１の装置の一つのバリエーションを示す。
【図４】本発明による気体圧縮乾燥装置を模式的に示す。
【図５】本発明による装置の一つのバリエーションを示す。
【図６】本発明による図１の装置の別のバリエーションを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の特徴をより分かりやすく示すために、これ以降に、添付図面を参照しながら、いかなる限定をもすることなく、本発明による気体圧縮乾燥装置の幾つかの望ましい実施例について説明する。
【００２９】
図１の装置１は、コンプレッサ装置２と、気体を乾燥するための乾燥剤を使用するタイプの乾燥器３とから成る、気体圧縮乾燥装置であって、該装置は、圧縮し乾燥すべき気体の入口４と、圧縮し乾燥させた気体を供給するための出口５を有し、該出口５には、図面には示されていない下流の機器ネットワークが連結されている。
【００３０】
この場合のコンプレッサ装置２は、内部に３つのコンプレッサ要素６、７及び８をそれぞれ備えていて、それらは互いに連続して連結されている。そのことによって、入口が前記入口４に連結された第１低圧段階６と、それに続く段階、すなわち、圧力パイプ９及び１０を介して入口がそれぞれその手前のコンプレッサ要素６及び７と連結された２つの高圧段階７及び８とが、形成される。
【００３１】
最後の高圧コンプレッサ要素８は、出口パイプ１１を介して乾燥器３の入口に連結されている。
【００３２】
各々のコンプレッサ要素はモーター１２によって駆動し、特にコンプレッサ要素７及び８については、それらに共通のものとして構成されたモーター１２によって駆動するが、共通のものとして構成することは必ずしも必要ではない。１つの望ましい実施例では、両方のモーターは略同じ動力を有するが、このことは本発明では必ずしも必要というわけではない。
【００３３】
コンプレッサ要素６，７及び８各々の下流には、そのコンプレッサ要素によって圧縮された気体を冷却するためのクーラー、すなわち、インタークーラー１３及び１４並びにアフタークーラー１５がそれぞれ設けられている。
【００３４】
図１の例では、これらのクーラー１３乃至１５は、冷却すべき気体を案内するために前記圧縮パイプ９、１０又は出口パイプ１１に組み込まれた第１部分と、水のような冷却液を案内するための第２部分とを、備えた液体ガスクーラーである。
【００３５】
これらのクーラーが、例えば、周囲の空気を、ファンを使ってクーラーに吹き付ける冷却媒体として用いる気体ガスクーラーであることを排除するものではない。
【００３６】
前記乾燥器３は、例えば、水分を吸収して排出することが可能な乾燥剤を充填させ且つモーター１７によって公知の方法で回転させる回転式ドラムを備えた回転式乾燥器である。
【００３７】
前記ドラム１６が回転すると、前記ドラム１６内の乾燥剤が乾燥領域１８と再生領域１９を交互に通るように送られる。それにより、前記コンプレッサ装置２から流れてくる気体が乾燥領域１８を通るように案内し、その気体を乾燥させるのである。
【００３８】
この目的のため、乾燥領域１８の入口２０は、コンプレッサ装置２の出口パイプ１１に連結されており、さらに詳しく言えば、アフタークーラー１５の下流の出口パイプ１１の部分に連結されているのである。
【００３９】
前記乾燥領域１８の出口２１は、圧縮乾燥気体を供給するための装置１の出口５としての役割を果たす。
【００４０】
前記気体が乾燥領域１８を通って流れる時、吸収及び／又は吸着作用によって、その気体から水分が取り除かれる。
【００４１】
前記モーター１７の回転速度は、前記乾燥剤が再生領域１９を出て行く時に完全に再生しているように、制御される。
【００４２】
前記再生領域１９において、前記乾燥剤から水分を吸収することができる気流をそこに送り込むことによって、該乾燥剤を再生させる。該気流は、図１の場合において、出口パイプ１１から分岐させて再生パイプ２２を介して再生領域１９の入口２３に送られるものである。また、この例では、該気流を前記アフタークーラー１５よりも上流の場所２４で分岐させる。
【００４３】
再生に用いるために分岐させる気流ＱＲは、入口４で取り込む気流Ｑの約４０％の量になることが望ましい。
【００４４】
本発明によれば、分岐させた気体ＱＲは、上記再生パイプ２２に組み込まれた第１部分２６と、前記コンプレッサ装置２、もっと詳しく言えば、低圧コンプレッサ要素６から流れてくる圧縮気体を案内するために圧力パイプ９に組み込まれている第２部分とを、有する気体ガス熱交換器２５内で、先ず加熱される。
【００４５】
前記再生領域１９内の乾燥剤に含まれる水分の分圧よりも低い、前記再生領域１９に含まれる水分の分圧を得るために、該再生領域１９の入口２３における該再生気流の温度が出来るだけ高くなるように、また、この再生気流が前記乾燥剤から水分を吸収することができ、その分さらに該入口２３における上記の温度が高くなり、その結果、再生気流内の水分の分圧が低くなるように、前記熱交換器２５の寸法が規定される。
【００４６】
前記再生領域１９の出口２３における再生気流の温度が１３０℃と１５０℃の間、より望ましくは略１４０℃にあるように、前記熱交換器の寸法を規定するのが望ましい。
【００４７】
再生領域１９の出口２８を経由して該再生領域を出て行く再生気体ＱＲの気流は、失われるか、或いは、熱交換器２９内で冷却された後、混合器３０によって前記コンプレッサ装置２から流れてくる気流ＱＤと混合され、この気流ＱＤと共に乾燥領域１８を通るように案内される。
【００４８】
前記装置１の作動の仕方は非常に単純であり、上記の記載に続けて次のように説明する。
【００４９】
気体が、入口４を通るように吸い込まれ、連続する複数の段階において次々にさらなる高圧へと圧縮される。
【００５０】
圧縮段階６，７及び８それぞれの後、各々の後に続く圧縮段階をより高効率にするため、又は前記乾燥器３の乾燥領域１８内の気体をより効率よく乾燥するために、該気流は熱交換器１３，１４及び１５によって冷却される。
【００５１】
図１の実施例において、２つのモーターは略同じ動力を有し、第１コンプレッサ要素６を通ったすぐ後の温度は、分岐点２４における温度よりも遥かに高く、その温度差は、例えば、５０℃〜７５℃にしてもよい。
【００５２】
この温度差は、本発明においては、その後、前記乾燥剤をより効率的に再生させることが出来るように、ポイント２４から分岐させた再生気流を加熱するために用いられる。
【００５３】
このようにして、該再生気流を効率的に加熱するために、第１低圧段階６からの圧縮熱を回復させる。このことは、この熱が、インタークーラー１３を通って流れる冷却液によって完全に浪費される従来の装置とは対照的である。
【００５４】
このことは、通常ならば失われる熱の少なくとも一部は、乾燥器３の働きを最大限に発揮させるために有効に用いられることを意味するものであり、また、インタークーラー１３を完全に、或いは部分的に取り去ることが出来ることをも意味するものである。
【００５５】
約３５０ＫＷの動力を有し且つ毎秒約１０００リットルの気流Ｑを送る装置１において、例えば、２５ＫＷの熱交換器２５を用いることによって望ましい効果を得ることができる。
【００５６】
この動力は、また２つの有利な点をもつ。すなわち、該再生気体を加熱するための外部での加熱が必要ないこと、及び、回復させた熱を減少させてしまうようなインタークーラー１３を通じての熱の取り除きの必要がないこと、である。
【００５７】
２５ＫＷの動力の熱交換器の場合は、第１圧縮段階の後において５０ＫＷのエネルギーが節約される。
【００５８】
図２は、別の実施例を示すものであり、気体ガス熱交換器２５が、インタークーラー１３、１４よりもそれぞれ上流にある異なるコンプレッサ要素６又は７の圧力パイプ９、１０にそれぞれ別々に組み込まれた２つの気体ガス熱交換器２５’及び２５”に分かれている。それによって、該熱交換器２５’及び２５”はインタークーラー１３及び１４の前置クーラーとして機能する。
【００５９】
これらの熱交換器２５’及び２５”は前記再生パイプ２２に並列した形で組み込まれている。
【００６０】
図１に示した実施例について可能な利点は、少なくともコンプレッサ要素６及び７の出口の温度が略同じの時は、再生領域１９の入口２３はずっと高い温度になり得るということである。このような形態においては、既存のインタークーラー１３及び１４に気体ガス熱交換器２５’及び２５”を組み入れてもよい。
【００６１】
図３は本発明による装置１の一つのバリエーションを示すものである。この例では、コンプレッサ要素７及び８に共通する１つのモーター１２ではなく、個別の２つのモーターを用いていて、例えば、それら２つのモーターは第１コンプレッサ要素６のモーター１２と同じ動力を有し、再生気体をアフタークーラー１５から下流で分岐させる。
【００６２】
この場合において、それらのコンプレッサ要素の出口の温度は図１の状況とは異なるのであり、このことを考慮して、再生気体をアフタークーラー１５から下流の分岐点２４で分岐させることにしたものである。この再生気体を加熱するための手段として本発明の構成において用いる気体ガス熱交換器２５は、第１コンプレッサ要素６と第２コンプレッサ要素７の間の圧力パイプ９に、ではなく、ここでは第２コンプレッサ要素７と第３コンプレッサ要素８の間の圧力パイプ１０に、組み込まれた第２部分２７を備えている。
【００６３】
熱交換器２５は、インタークーラー１４と共にその圧力パイプ１０に組み込まれていて、このインタークーラー１４の機能の一部を受け持つので、該インタークーラーはより小さく出来る。
【００６４】
その作動の仕方は、図１の例と完全に類似する。
【００６５】
再生気体をアフタークーラー１５から下流で分岐させる実施例は、再生気体中の水分がより低い分圧になるようにする。最後のコンプレッサ要素８からの気体が最初にアフタークーラー１５を通過したことにより、前記水分の一部は、アフタークーラー１５の中で凝結によって分離される。それ故、アフタークーラー１５から下流の気体に含まれる水分量は、アフタークーラー１５から上流の気体に含まれる水分量に比べて相当少ない。
【００６６】
従って、気体ガス熱交換器２５を、最後の高圧段階のすぐ後の下流に位置させてもよく、その場合の配置順序は、コンプレッサ要素８―気体ガス熱交換器２５―アフタークーラー１５―再生分岐点２４、のようになる。
【００６７】
図４は、本発明による装置の別のバリエーションを示すものであり、この場合は、図１の実施例として示したものに、連続する２つの再生段階を適用したものである。
【００６８】
アフタークーラー１５のすぐ後の分岐点２４ａで第１再生パイプを介してコンプレッサ装置２の圧縮気体から分岐し、そして第２部分が圧力パイプ９に組み込まれている第１熱交換器２５ａによって加熱される、再生気体の第１気流ＱＲａに基づいて第１再生が適用される。
【００６９】
別の分岐点２４ｂで第２再生パイプ２２ｂを介して、乾燥器３の後の出口５の乾燥圧縮空気から直に分岐させ、そして第２部分が圧縮パイプ９に組み込まれている第２熱交換器２５ｂによって加熱される、再生気体の第２気流ＱＲｂに基づいて第２再生が適用される。
【００７０】
両熱交換器２５ａ及び２５ｂは、並列した形で、インタークーラー１３と共に圧力パイプに組み込まれている。
【００７１】
前記気流ＱＲａは、例えば、装置１によって吸い込まれた気流Ｑの４０％の大きさであるのに対して、気流ＱＲｂは、該気流Ｑの１０％の大きさである。
【００７２】
複数の再生領域のそれぞれの入口における再生気体の温度が両方の再生段階のために出来るだけ高くなるように、前記の複数の熱交換器は望ましい大きさのものとし、連結されている。
【００７３】
第２再生段階においては、前記乾燥剤を、再生領域１９において、第１再生段階における乾燥処理よりもさらに乾燥させる。その結果として、再生させた乾燥剤は、乾燥領域１８において気体からさらに多くの水分を取り込むことが出来、このことは当然有利なことである。
【００７４】
図５の実施例が図４の実施例と異なっている点は、２つの高圧段階７及び８を、共通のモーター１２によってではなく、別々のモーター１２によってそれぞれ駆動させること、及び、前記熱交換器２５ａ及び２５ｂが２つの高圧コンプレッサ要素７と８の間で圧力パイプ１０に組み込まれていることである。
【００７５】
図５の実施例の一つのバリエーションとして、該熱交換器２５ａ及び２５ｂが別のコンプレッサ要素６又は７の圧力パイプ９又は１０に各々別々に組み込まれていることを排除するものではなく、例えば、熱交換器２５ａを圧力パイプ９に組み込み、熱交換器２５ｂを圧力パイプ１０に組み込んでもよい。
【００７６】
図６は、本発明による装置１の一つのバリエーションを示し、この例では、連続する２つの再生段階も適用されているが、前記第２再生のための再生気体ＱＲｂだけが、前記コンプレッサ装置２の出口パイプ１１に組み込まれた気体ガス熱交換機２５ｂによる、コンプレッサ装置２の圧縮気体によって加熱される。
【００７７】
前記コンプレッサ装置２の状況に応じて、前記熱交換器２５を組み込む場所や、前記再生気体を分岐させる場所や、その流量ＱＲについての選択をしなければならないことは明白であるし、また、２つの再生段階を設けた場合に、熱交換器２５ａと２５ｂを必ずしも同じ圧力パイプ又は同じ出口パイプに組み込む必要はないということも明白である。
【００７８】
本発明は3つの圧縮段階を備えたコンプレッサ装置２に基づいて説明してきたが、低圧段階と高圧段階を各々構成する２つのコンプレッサ要素しか備えていないコンプレッサ装置２に適用させることもできるし、また3つを超える数のコンプレッサ要素を備えたコンプレッサ装置２に適用させることもできる。
【００７９】
本願において示した実施例の各々において、再生気体は出口パイプ１１又は乾燥領域18の出口２１のいずれかから分岐させるものであるが、本発明においては、再生気体を前記装置から分岐させるやり方を採らずに、別の再生気体の源から再生気体を供給することを排除するものではない。
【００８０】
また、前記乾燥器は必ずしも回転式のものでなくてもよく、乾燥領域と再生領域を備えた別のタイプの乾燥器であってもよい。
【００８１】
本発明は、決して明細書及び図面に記載した実施例に限定されるものではなく、本発明による気体を圧縮し乾燥するための装置は、本発明の範囲から離れることなく様々な形と寸法で実現できるものである。
【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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【図６】
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