(57)【要約】  圧縮ガスを乾燥する装置であって、圧縮ガス供給源(2)、入口(それぞれ、37、38)と出口(それぞれ、39、40)を備えた二つの圧力容器(33および34)、乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点(32)、から成る装置において、  少なくとも二層の乾燥剤(35および36)が、前記圧力容器(33および34)内に備えられ、これらの層が、耐水性の乾燥剤から成る第一の層(35)と、必ずしも耐水性でない乾燥剤から成る第二の層(36)であり、また、前記圧力容器(33および34)が、第一の層(35)の乾燥剤の再生のために圧縮ガスを供給するための第二の入口(それぞれ、41、42)を備えていること、を特徴とする装置。【選択図】図1
2009530087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスを乾燥する装置であって、主として、
圧縮ガス供給源(2)と、
それぞれに、乾燥剤(35、36)が充填され、第一の入口(それぞれ、37、38)と出口(それぞれ、39、40)を備えた少なくとも二つの圧力容器(33および34)と、
乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点(32)と、
から成り、
これらの圧力容器(33および34)が、ガスを乾燥するための乾燥容器、および当該容器内の乾燥剤を再生するための再生中の容器として、交互に使用される、
装置において、
少なくとも二層の乾燥剤(35および36)が、前記圧力容器(33および34)内に備えられ、これらの層が、耐水性の乾燥剤から成る第一の層(35)と、必ずしも耐水性でない乾燥剤から成る第二の層(36)であり、
前記圧力容器(33および34)が、第一の層(35)の乾燥剤の再生のために圧縮ガスを供給するための第二の入口(それぞれ、41、42)を備えており、
前記第一の入口(それぞれ、37、38)が、耐水性乾燥剤から成る第一の層に対向するように備えられ、前記出口(それぞれ、39、40)が、乾燥剤の第二の層に対向するように備えられていること、
を特徴とする装置。
【請求項２】
当該第二の入口(それぞれ、41、42)が耐水性乾燥剤から成る当該第一の層(35)と乾燥剤の当該第二の層(36)との間に開口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】
耐水性乾燥剤から成る当該第一の層(35)がシリカゲルまたは活性アルミナから成ることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項４】
乾燥剤の当該第二の層(36)がモレキュラーシーブから成ることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項５】
圧力容器(それぞれ、33、34)のそれぞれの当該第二の入口(それぞれ、41、42)が、閉じることのできるそれぞれの弁(43または44)を介して、当該圧縮ガス供給源(2)に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項６】
乾燥圧力容器からやってくる乾燥ガスを加熱するための少なくとも一つの加熱要素を備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項７】
乾燥剤の当該層(35および36)のそれぞれの近くに少なくとも一つの温度センサーが備えられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項８】
当該温度センサーが、閉じることのできる当該弁(43および44)を制御する制御システムに接続されることを特徴とする請求項1または5に記載の装置。
【請求項９】
圧縮ガスを圧力容器(33または34)を通して送る、請求項1から8の中のいずれか一つに記載の装置(1)によってこの圧縮ガスを乾燥する方法であって、
前記圧力容器(33または34)が、少なくとも二層の乾燥剤(35および36)を備えていて、これらの層が、耐水性物質から成る第一の乾燥剤の層(35)と、必ずしも耐水性でない物質から成る第二の乾燥剤の層(36)であり、
ガスが、まず乾燥される前に、前記乾燥剤の第一の層(35)を通して導かれ、そのあと乾燥剤の前記第二の層(36)を通して導かれるが、ここで、第一段階では、圧力容器(33または34)を再生するために、圧縮ガスが、ある時間間隔にわたって耐水性乾燥剤の第一の層(35)のみを通して送られて、この耐水性乾燥剤を乾燥し、そのあと、第二段階において、圧縮ガスが、まず乾燥剤の第二の層(36)を通して送られること、
を特徴とする方法。
【請求項１０】
第二のステップにおける、圧力容器(33または34)の再生のために、圧縮ガスが、乾燥剤の第二の層(36)を通過したあと、乾燥剤の第一の層(35)を通して送られることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
第二のステップにおける、圧力容器(33または34)の再生のために、圧縮ガスが、乾燥剤の第二の層(36)を通過したあと、乾燥剤の第一の層(35)と第二の層(36)との間で、吹き出されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
耐水性乾燥剤の当該第一の層(35)を再生するために、圧縮ガスの前記供給源(2)から直接やってきた圧縮ガスが、前記耐水性乾燥剤を通して送られ、再生が、ガスに含まれる圧縮熱によってなされることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
乾燥剤の第二の層(36)を再生するために、乾燥圧力容器(33または34)の出口からやってくる圧縮ガスの一部が、乾燥剤の前記第二の層(36)を通して送られることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
乾燥圧力容器(33または34)の出口(39または40)からやってくる当該圧縮ガスの一部が、加熱されてから、再生中の圧力容器(34または33)内の乾燥剤の第二の層(36)を通して導かれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
乾燥圧力容器(33または34)の出口(39または40)からやってくる当該圧縮ガスの一部が、膨張させられてから、再生中の圧力容器(34または33)内の乾燥剤の第二の層(36)を通して導かれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
再生ステップの長さが、閉じることのできる弁(13〜16;21〜25;30および43〜46)に接続されている制御システムによって決定され、圧力容器(33および34)を通る圧縮ガスの供給量が制御されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
再生中の圧力容器(33または34)内の温度がある値を超えると、再生ステップが停止されることを特徴とする請求項9から16の中のいずれか一つまたは複数に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮ガスを乾燥する装置とそれに使用する方法に関する。
【０００２】
特に、本発明は、圧縮ガスを乾燥する装置であって、主として、圧縮ガス供給源、乾燥剤が充填され、第一の入口と出口を備えた少なくとも二つの圧力容器、および、乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点、から成り、これらの圧力容器が、ガスを乾燥するための乾燥容器、および当該容器内の乾燥剤を再生するための再生中の容器として、交互に使用される装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
そのような装置として公知のものでは、乾燥すべき圧縮ガスがまず第一の乾燥圧力容器を通して案内されて、乾燥剤によって乾燥され、それから、この乾燥された圧縮ガスの少なくとも一部が、膨張後または膨張なしで、再生中の第二の圧力容器を通して送られて、乾燥剤から水分を吸収し、したがってこの乾燥剤が再生される。
【０００４】
乾燥圧力容器内の乾燥剤が飽和すると、どの順番に圧力容器にガスを流すかが変えられて、第一の圧力容器が再生される容器となり、第二の圧力容器が乾燥圧力容器となる。
【０００５】
すなわち、前記圧力容器を乾燥圧力容器および再生される圧力容器として交互に使用することにより、いつでも、どちらかの圧力容器が再生され、他の圧力容器が確実に圧縮ガスを乾燥する。
【０００６】
いわゆる“損失なしの吸着乾燥機”として作られるそのような装置は、すでに公知であり、このような装置においては、圧力容器内に耐水性の乾燥剤たとえばシリカゲルまたは活性酸化アルミニウム(アルミナ)が備えられ、また、乾燥剤を再生するために、高温圧縮ガスが、再生中の圧力容器に直接導かれて、乾燥剤から水分を吸収し、そのあと、水分を含むガスは、冷却されてから、水分離器を通して、乾燥圧力容器に送られ、乾燥剤によって乾燥される。
【０００７】
ここで、“損失のない吸着乾燥機”という言葉は、圧縮ガスの圧縮熱によって、再生中の圧力容器内の乾燥剤が乾燥される乾燥機を意味するものとする。
【０００８】
耐水性の乾燥剤という言葉が意味するのは、この場合、圧縮ガス中に存在しうる自由液体水、または圧縮ガス中に蒸気として存在する水の乾燥剤上への凝縮によって発生しうる自由液体水の影響によって劣化しない乾燥剤、ということである。
【０００９】
そのような耐水性乾燥剤は、損失のない吸着乾燥機のために必要である。というのは、再生中の容器にはいる圧縮ガスの露点は、乾燥剤の温度よりも高いことがあり、その結果、そのガス中に存在する水分が乾燥剤上に凝縮することがあるからである。
【００１０】
前記の公知の装置の欠点は、圧縮ガスの非常に低い圧力露点(pressure dew point)たとえば−70℃以下を得ることができない、ということである。
【００１１】
いわゆるPSA(圧力スイング吸着)乾燥機として作られる、やはり公知の装置は、圧縮ガスが乾燥圧力容器を通して送られて、乾燥剤によって乾燥され、それから、乾燥された圧縮空気の使用者のための取り出し点に導かれる。
【００１２】
この場合、乾燥圧力容器内で乾燥されたガスのたとえば15〜20%の部分が分けられて、膨張させられて、低圧となり、それから、再生中の圧力容器を通して送られ、その容器内の乾燥剤を再生する。
【００１３】
そのような装置の一つの欠点は、供給圧縮ガス流の大きな部分が消費され、特に、代表的な動作圧力7 barでのこのガス流の15〜20%の程度の大きさの部分が消費され、その結果、エネルギー消費量が大きくなる、ということである。
【００１４】
そのような公知の装置のもう一つの欠点は、圧縮空気の大きな損失のため、寸法を大きくして、ある程度大きめの乾燥圧縮空気流量が供給できるようにしなければならない、ということである。
【００１５】
そのような公知の装置のさらにもう一つの欠点は、必要な再生ガス流量が、動作圧力に反比例する、ということであり、それは、低めの圧力においては、圧縮ガスの消費が乾燥剤を再生する側で増大する、ということである。
【００１６】
最後に、やはり公知の圧縮ガスを乾燥する装置として、圧縮ガスの一般に8〜10%の部分が、膨張と加熱のあと、水分で飽和した圧力容器を再生するのに使用されるものがある。
【００１７】
そのような装置の欠点は、乾燥剤が、その温度があまり高くないとき、たとえば50℃よりも低いときにのみ、有効に作用するが、一方では、高温で再生され、再生の直後に、乾燥剤が冷却される追加サイクルステップが必要である、ということである。
【００１８】
この冷却のために、しばしば、装置の出口において、乾燥された圧縮ガスの一部を膨張させたものが使用されるが、その冷却能力は小さく、そのため、このガスは、新たに再生された乾燥剤を収容している圧力容器を長時間にわたって通過させなければならない。
【００１９】
しばしば、冷却サイクルの終わりに、割合に大きな量の残留熱が依然として乾燥剤中に存在し、そのため最初は乾燥能力が小さく、その結果、圧力容器が切り換えられたとき、すなわち乾燥圧力容器が再生される圧力容器となり、再生される圧力容器が乾燥圧力容器となるとき、装置の出口における圧縮ガスにおいて、高い露点ピーク(dew point peak)が生じうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、前記その他の欠点の一つまたはいくつかを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この目的に応じて、本発明は、
圧縮ガスを乾燥する装置であって、主として、
圧縮ガス供給源と、
それぞれに、乾燥剤が充填され、第一の入口と出口を備えた少なくとも二つの圧力容器と、
乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点と、
から成り、
これらの圧力容器が、ガスを乾燥するための乾燥容器、および当該容器内の乾燥剤を再生するための再生中の容器として、交互に使用される、
装置において、
少なくとも二層の乾燥剤が、前記圧力容器内に備えられ、これらの層が、耐水性の乾燥剤から成る第一の層と、必ずしも耐水性でない乾燥剤から成る第二の層であり、
前記圧力容器が、第一の層の乾燥剤の再生のために圧縮ガスを供給するための第二の入口を備えており、
前記第一の入口が、耐水性乾燥剤から成る第一の層に対向するように備えられ、前記出口が、乾燥剤の第二の層に対向するように備えられていること、
を特徴とする装置、
に関する。
【００２２】
本発明の装置の主要な利点は、低エネルギー消費で圧縮ガスの非常に低い圧力露点を得ることができる、ということである。というのは、乾燥剤の前記第一の層を、圧縮ガスの圧縮熱によって、“損失なしで”再生でき、一方、乾燥剤の前記第二の層のために、たとえばモレキュラーシーブを使用することができて、圧力露点−70℃以下を得ることができ、この第二の層は、乾燥圧縮ガスの一部によって再生されるからである。このとき、この圧縮ガスは、膨張させて加熱したあと、乾燥剤の前記第二の層を通過させられる。
【００２３】
もう一つの利点は、乾燥剤の第二の層を再生するための乾燥圧縮ガスの前記部分を、再生サイクル中に乾燥剤の第一の層の追加乾燥を行うために、使用することもできる、ということである。
【００２４】
本発明の装置のさらにもう一つの利点は、圧縮ガスを冷却してから、冷却すべき圧力容器を通して送ることにより、該圧力容器を冷却することができ、したがって、ガス流が失われることがなく、それにもかかわらず、有効かつ短い冷却サイクルが得られ、その結果、実施において示されたが、乾燥剤の寿命が長くなる、ということである。
【００２５】
本発明の目的は、また、
本発明の前記装置によって圧縮ガスを乾燥する方法であって、
この圧縮ガスを圧力容器を通して送り、
前記圧力容器が、少なくとも二層の乾燥剤を備えていて、これらの層が、耐水性物質から成る第一の乾燥剤の層と、必ずしも耐水性でない物質から成る第二の乾燥剤の層であり、
ガスが、まず乾燥される前に、前記乾燥剤の第一の層を通して導かれ、そのあと乾燥剤の前記第二の層を通して導かれるが、ここで、第一段階では、圧力容器を再生するために、圧縮ガスが、ある時間間隔にわたって耐水性乾燥剤から成る第一の層のみを通して送られて、この耐水性乾燥剤を乾燥し、そのあと、第二段階において、圧縮ガスが、まず乾燥剤の第二の層を通して送られること、
を特徴とする方法、
にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の特徴をさらに十分に説明するために、圧縮ガスを乾燥する本発明の装置とそれに使用する方法の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ、限定を意図しない単なる例として、説明する。
【００２７】
図1は、圧縮ガスを乾燥する本発明の装置1を示す。この圧縮ガスは、乾燥すべきガスの供給源2から供給される。この場合、この供給源2は、第一の圧縮段3、中間冷却器4、および第二の圧縮段5から成る。
【００２８】
前記供給源2は、遮断弁6を介して、三つの並列に相互接続された管8、9、および10から成る第一の分配器7に接続されている。第一の管8には、それぞれ逆の流れの向きを有する二つの逆止め弁11-12が備えられ、第二および第三の管9、10には、それぞれ、閉じることのできる二つの弁13-14、15-16が備えられている。この場合、これらの弁は、ここでは図示しない制御システムに接続されている制御される弁の形に作られているが、必ずしもそうでなくても良い。
【００２９】
ここに示す例では、前記逆止め弁11と12との間で前記供給源2が第一の管8に接続され、これらの弁は、当該管8における一つの逆止め弁から他の逆止め弁への向きへの流れを許容するように配置されている。
【００３０】
さらに、装置1は、第二の分配器17を有し、該分配器は、この場合、前記第一の分配器7と事実上同じ寸法と形状とを有し、また、やはり、主として、三つの相互接続された管18、19、および20から成り、第一の管18と第二の管19には、それぞれ、閉じることのできる二つの弁21-22、23-24が備えられている。これらの弁は、この場合、やはり、前記制御システムに接続された制御される弁の形のものであるが、必ずしもそうでなくても良い。
【００３１】
第二の分配器17の第三の管20には、閉じることのできるただ一つの弁25が備えられている。この弁も、好ましくは、やはり、制御システムによって制御される、制御される弁として作られる。
【００３２】
管8と9は、前記逆止め弁11-12の間、および弁13-14の間で、冷却器26を介して、相互接続されている。
【００３３】
管10の閉鎖弁15と16との間に、第一の枝管27が接続されており、この枝管は、第二の分配器17への接続を与え、第二の冷却器28を介して、閉じることのできる弁21と22との間で、管18に接続されている。
【００３４】
管9の閉鎖弁13と14との間に、第二の枝管29が備えられ、この枝管は、閉じることのできる弁30を介して、冷却器28と管18との間で、前記第一の枝管27に接続されている。
【００３５】
管19においては、乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点32に接続された第三の枝管31が、閉じることのできる弁23と24との間に接続されている。
【００３６】
さらに、圧縮ガスを乾燥する装置1は、圧力容器33と34をも有し、これらの容器は、本発明により、少なくとも二層の乾燥剤が充填されている。第一の層である下層35は、耐水性の乾燥剤、たとえばシリカゲル、活性アルミナ、その他から成り、第二の層である上層36は、必ずしも耐水性でない乾燥剤、たとえばモレキュラーシーブその他の形のものから成る。前記圧力容器33と34は、両方とも、前記第一の乾燥剤の層35に対向するそれぞれの入口37、38を備え、また前記第二の乾燥剤の層36に対向するそれぞれの出口39、40を備えている。
【００３７】
前記第一の分配器7は、圧力容器33と34のそれぞれの入口37と38に、管8、9、および10の並列接続により、接続され、第二の分配器17は、これらの圧力容器33と34のそれぞれの出口39と40に、管18、19、および20の並列接続により、接続されている。
【００３８】
本発明においては、前記圧力容器33と34がそれぞれ第二の入口41、42を備え、この入口は、前記第一および第二の乾燥剤の層35-36の間に開口しており、またこれらの入口は、それぞれ、閉じることのできる弁43、44を介して、圧縮ガス供給源2と遮断弁6との間の管に、接続されている。
【００３９】
閉じることのできる前記弁43と44は、好ましくは、やはり、前記制御システムに接続された制御される弁として作られる。
【００４０】
圧力容器33と34の前記入口37と38は、それぞれ、閉じることのできる弁45、46を介して、大気への共通排出管47に接続されている。
【００４１】
最後に、入口37と弁45との間、および入口38と弁46との間に、それぞれ、制御できる排出弁48および49が備えられ、これらの弁それぞれには、吸音器50、51が接続されている。
【００４２】
圧縮ガスを乾燥する本発明の装置の動作は非常に簡単であり、図2〜9に示すとおりである。これらの図では、閉じることのできる弁を、閉じられているときには、黒塗りで、開放されているときには、白抜きで示し、ガスの流れを、太線で示す。
【００４３】
図2に示す第一のステップにおいては、圧力容器33が、この圧力容器33内にある第一の乾燥剤の層35の再生に使用され、圧力容器34が、供給源2からやってくる圧縮ガスの乾燥に使用される。
【００４４】
そのために、供給源2からやってくる高温の圧縮ガスは、開放された弁43を通過し、第二の入口41を通って、第一の圧力容器33内に導かれる。
【００４５】
この第一の圧力容器33内の第一の乾燥剤の層35内にある水分は、高温の圧縮ガスによって吸収され、したがってこの圧力容器33内の耐水性の第一の乾燥剤の層35が再生される。
【００４６】
次に、ガス流は、逆止め弁11を通って、冷却器26に送られ、さらに、第二の枝管29を通って、第二の冷却器28に送られる。その結果、このガス流は、冷却され、このガス流に含まれる水分の一部が凝縮する。次に、このガス流は、弁16を通過して、第二の圧力容器34に達し、ここで、ガスは、使用可能な乾燥剤の層35と36によって、−70℃以下の露点となるまで乾燥される。
【００４７】
このとき、第二の圧力容器34の出口40は、弁24を通じて、取り出し点32に接続され、この取り出し点には、図示しない一人または複数の乾燥ガスの使用者が接続している。
【００４８】
明らかに、供給源2からやってくる流れのすべてが、二つの圧力容器33と34を通って取り出し点32にいたるまでに、損失なく流れる。
【００４９】
図3に示す第二のステップは、圧力容器33内の第一の乾燥剤の層35の再生サイクルの最後に行われ、このステップにおいては、圧縮ガスのすべての流れが、開放された遮断弁6および冷却器26と28を通って圧力容器34に導かれて乾燥され、そのあと、この乾燥圧縮ガスは、管19の弁24を通って、取り出し点32に送られる。
【００５０】
このステップにおいては、弁48が開放されており、再生中の圧力容器33内のガスが第二の吸音器50を通って吹き出すことができる。
【００５１】
図4に示す本発明の第三のステップは、第二のステップと同様に、供給源2からやってくるガスの全体を、乾燥のために、冷却器26と28を通して、乾燥圧力容器34に導くことから成る。そのあと、乾燥されたガスの一部は、たとえば図には示さない加熱要素で加熱したあと、または加熱しないで、管20および完全または部分的に開放された弁25を通して再生中の圧力容器33の出口に導かれる。
【００５２】
次に、乾燥・加熱されたガス流は、再生中の圧力容器33を通過させられ、第二の乾燥剤の層36と、すでに部分的または完全に再生されている第一の乾燥剤の層35とを再生し、そのあと、弁45と排出管47を通して、大気中に吹き出される。
【００５３】
後続のステップは、使用する場合、乾燥用の加熱要素のスイッチを切り、膨張した空気を、図4に示すやり方で、さらに乾燥剤の二つの層を通過させることから成る。その結果、これらの層に対して、少なくともある程度の冷却、またはさらなる再生を行うことができる。
【００５４】
圧縮ガスを乾燥するこの方法でこの場合に使用される次のステップは、図5に示すように弁45を閉じて、圧力が、枝分かれした乾燥されたガスの一部によって再生中の圧力容器33に蓄積されるようにすることから成る。
【００５５】
図6に示す次のステップは、圧力容器33が完全に再生されて圧力下にあるときに行われ、このステップにおいては、供給源2からやってくる圧縮ガスが、遮断弁6を通して、第一の冷却器26に導かれ、そのあと、このガス流は、第一のガス流と第二のガス流とに分割される。
【００５６】
前記第一のガス流は、弁13および入口37を通って、圧力容器33に導かれ、次に、弁21を通って第二の冷却器28にいたり、最後に弁16を通り、乾燥圧力容器34を通過して、管19を通り、取り出し点32に達する。
【００５７】
前記第二のガス流は、完全または部分的に開放された弁30を通って、前記第一の枝分かれ管27に導かれ、冷却器28および乾燥圧力容器34を通る前記第一のガス流とともに、取り出し点32に送られる。
【００５８】
図7に示す次のステップにおいては、圧縮ガスの流れ全体が、遮断弁6およびさらに冷却するための第一の冷却器26を通って、第一の圧力容器33の入口37に導かれ、次に、弁21および第一の枝分かれ管27、第二の冷却器28、ならびに乾燥圧力容器34を通って、取り出し点32に送られる。
【００５９】
この方法の最後のステップを除くすべてのステップにおいては、図8から明らかなように、供給源2からやってくる圧縮ガスは、冷却器26および28を順次に送られ、次に、第一の圧力容器33および弁23を通過して取り出し点32に送られる第一のガス流と、第二の圧力容器34および弁24を通過して取り出し点32に送られる第二のガス流とに分割される。
【００６０】
最後に、図9に示す最後のステップにおいて、圧縮ガスの流れ全体が、冷却器26および28を順次に送られ、事実上完全に飽和した第二の圧力容器34に達し、さらに弁24を通って前記取り出し点32にいたる。この最後ステップにおいては、常に二つの圧力容器内の圧力が等しくなるように、弁25が開放される。
【００６１】
この最後のステップのあと、第一のステップに戻るが、圧力容器33と34の役割が逆になる。すなわち、今度は、第一の圧力容器33を乾燥圧力容器とし、第二の圧力容器34を再生される圧力容器とするということ、その他がなされる。
【００６２】
耐水性の第一の乾燥剤の層35は、装置の入口と出口との間でのガス圧の降下なしで、損失なしに乾燥できるので、圧縮ガスを乾燥する従来の装置に比して、エネルギーを節約することができる。
【００６３】
図10は、本発明の装置1の変形を示す。この変形においては、図1に示す装置と比べると、制御される弁30と管29が省略されているが、これらなしでも、装置1の機能に何も影響がない。
【００６４】
この場合、図2に示す前記第一のステップの機能は、たとえば、図11に示すように、冷却器26の出口からのガス流を開放された弁14を通して乾燥圧力容器34に送ることにより、維持することができる。
【００６５】
図3に示すステップと同様に、圧力容器33における圧力降下の発生は、この実施形態の場合、図12に示すように行われ、第二の層の再生は、図4に示すものと同様に、図13に示すように弁45を開放することにより行われ、このとき、図示しない加熱要素のスイッチは入れるかまた入れないかである。
【００６６】
次に、図5に示すステップでなされることと同様に、この実施形態の場合にも、図14に示す圧力蓄積がなされ、そのあとに、図15および16に示す冷却ステップが続く。これらのステップは、それぞれ図7および8に示すステップに対応する。
【００６７】
最後に、図9に示すステップと同様に、図17に示すやり方で、圧縮ガスの流れ全体が、冷却器26および弁14を通り、ほとんど飽和した圧力容器34を通過して、取り出し点32に達する。
【００６８】
この最後のステップのあと、圧力容器33と34の役割が交換される。すなわち、今度は、第一の圧力容器33を乾燥圧力容器とし、第二の圧力容器34を再生される圧力容器とするということなどがなされる。
【００６９】
図18には、本発明の装置1のもう一つの実施形態を示す。この装置も、図1の装置1と大体において同じ構造を有するが、図1の実施形態に比して、少ない管と弁とを有している。
【００７０】
しかし、この場合、図1の実施形態に示されている、第一の分配器7の第三の管10と、第二の分配器17の第一の管18とが省略され、さらに、第一の枝管27、第二の枝管29、および第二の冷却器28も省略されている。
【００７１】
図18に示す装置1の動作は、前記実施形態のものとほとんど同じであり、図19〜25にステップごとに示す。
【００７２】
図19に示す第一のステップにおいては、図1の装置の第一のステップと同様に、供給源2からやってくる圧縮ガスの流れ全体が、再生中の第一の圧力容器33の第二の入口41を通って、耐水性乾燥剤35に送られ、該乾燥剤を再生する。
【００７３】
次に、圧縮ガスが、冷却器26を通して乾燥されてから、第二の乾燥圧力容器34に送られ、さらに、弁24および枝管31を通って、取り出し点32に導かれる。
【００７４】
図3に示すステップに対応する、図20に示す第二のステップにおいては、圧縮ガスの流れ全体が、まず、冷却器26を通して導かれ、次に、乾燥圧力容器34を通過して、取り出し点32に達する。
【００７５】
このステップにおいては、弁48が開放されており、したがって再生中の圧力容器33内のガスを第二の吸音器50から吹き出すことができる。
【００７６】
図21に示す第三のステップは、図20に示す第二のステップと同様に、供給源2からやってくるガス流の全体を、本発明にしたがって、冷却器26を通して、乾燥圧力容器34に送り、乾燥させることから成る。このあと、乾燥されたガス流の一部が、枝分かれして、この場合、管20を通り、たとえば、図示しない加熱要素で加熱されてから、再生中の圧力容器33の出口39に流れる。
【００７７】
次に、乾燥・加熱されたこのガス流は、再生中の圧力容器33を通過して、第二の乾燥剤の層36と耐水性の第一の乾燥剤の層35とを再生してから、弁45と排出管47を通って、また、必ずしも必要ではないが、場合によっては、弁48をも通って、大気中に吹き出される。
【００７８】
この場合、図22に示す、圧縮ガスを乾燥するこの方法で使用する次のステップにおいては、乾燥されたガスの一部が、完全または部分的に開放された弁25を通過して膨張させられて低圧となり、また、前記加熱要素のスイッチは切られている。次に、このガス流は、乾燥剤35および36を通して導かれて、この乾燥剤を冷却し、弁45および管47を通って、また、必ずしも必要ではないが、弁48をも通って、大気中に吹き出される。
【００７９】
図23に示す次のステップは、弁45および48を閉じて、第一の圧力容器33に圧力が蓄積されるようにすることから成る。
【００８０】
圧力容器33に完全に蓄圧されたときに行われる、図24に示す次のステップにおいては、供給源2からやってくる圧縮ガスは、遮断弁6を通して、冷却器26に導かれ、そのあと、このガス流は、第一のガス流と第二のガス流とに分割される。
【００８１】
前記第一のガス流は、弁13と入口37を通って、圧力容器33内を送られ、乾燥剤35と36をさらに冷却し、それから弁23を通って、取り出し点32に送られる。
【００８２】
前記第二のガス流は、弁14を通して、乾燥圧力容器34の入口38に導かれ、さらに、弁24を通って、前記第一のガス流とともに、取り出し点32に送られる。
【００８３】
最後に、図25に示す最後のステップにおいては、圧縮ガス流の全体が、冷却器26を通り、ほとんど飽和した第二の圧力容器34を通して送られ、そのあと、乾燥されたガスは、前記取り出し点32に送られる。
【００８４】
この最後のステップのあと、第一のステップに戻るが、圧力容器33と34との役割が入れかわり、今度は、第一の圧力容器33が乾燥圧力容器となり、第二の圧力容器34が再生されるなどのことが行われる。
【００８５】
図示しない、本発明の好ましい特徴によれば、少なくとも一つの温度センサーが各乾燥剤の層35および36の近く、特にこれらの層35および36の下に、備えられる。これらは、好ましくは、前記制御システムに接続される。
【００８６】
このことの利点は、温度が所定値を超え、乾燥剤が十分に乾燥されたこと、すなわち再生されたことが示されると、ただちに各再生ステップを停止することができ、したがってさらにエネルギーが節約できる、ということである。
【００８７】
本発明は、添付の図面に示し、例として説明した前記実施形態のみに限定されるものではない。逆に、圧縮ガスを乾燥する本発明の装置とそれに使用する方法とは、本発明の範囲を逸脱することなく、多くのやり方で具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】圧縮ガスを乾燥するための本発明の装置を示す図である。
【図２】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図３】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図４】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図５】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図６】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図７】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図８】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図９】本発明の装置で使用することのできる方法を示す図である。
【図１０】図1に示す装置の変形を示す図である。
【図１１】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１２】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１３】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１４】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１５】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１６】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１７】図10に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図１８】図1に示す装置のもう一つの変形を示す図である。
【図１９】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２０】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２１】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２２】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２３】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２４】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【図２５】図18に示す装置で使用できる方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
1  本発明の装置
2  圧縮ガスの供給源
3  第一の圧縮段
4  中間冷却器
5  第二の圧縮段
6  遮断弁
7  第一の分配器
8  管
9  管
10  管
11  逆止め弁
12  逆止め弁
13  弁
14  弁
15  弁
16  弁
17  第二の分配器
18  管
19  管
20  管
21  弁
22  弁
23  弁
24  弁
25  弁
26  第一の冷却器
27  第一の枝管
28  第二の冷却器
29  第二の枝管
30  弁
31  第三の枝管
32  取り出し点
33  圧力容器
34  圧力容器
35  乾燥剤の第一の層
36  乾燥剤の第二の層
37  入口
38  入口
39  出口
40  出口
41  第二の入口
42  第二の入口
43  弁
44  弁
45  弁
46  弁
47  共通排出管
48  排出弁
49  排出弁
50  吸音器
51  吸音器
【図１】
2009530087.tif 000003
【図２】
2009530087.tif 000004
【図３】
2009530087.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009530087.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月11日(2009.5.11)
【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】
圧縮ガスを乾燥する装置であって、主として、
乾燥される、熱い圧縮ガスの供給源(2)と、
それぞれに、乾燥剤(35、36)が充填され、第一の入口(それぞれ、37、38)と出口(それぞれ、39、40)を備えた少なくとも二つの圧力容器(33および34)と、
乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点(32)と、
から成り、
これらの圧力容器(33および34)が、ガスを乾燥するための乾燥容器、および当該容器内の乾燥剤を再生するための再生中の容器として、交互に使用される、
装置において、
少なくとも二層の乾燥剤(35および36)が、前記圧力容器(33および34)内に備えられ、これらの層が、耐水性の乾燥剤から成る第一の層(35)と、必ずしも耐水性でない乾燥剤から成る第二の層(36)であり、
前記圧力容器(33および34)が、圧縮ガスの圧縮熱により第一の層(35)の乾燥剤を再生するために、前記熱い圧縮ガスの供給源(2)にも接続されている、第二の入口(それぞれ、41、42)を備えており、
前記第一の入口(それぞれ、37、38)が、耐水性乾燥剤から成る第一の層に対向するように備えられ、前記出口(それぞれ、39、40)が、乾燥剤の第二の層に対向するように備えられていること、
を特徴とする装置。
【請求項２】
当該第二の入口(それぞれ、41、42)が耐水性乾燥剤から成る当該第一の層(35)と乾燥剤の当該第二の層(36)との間に開口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】
耐水性乾燥剤から成る当該第一の層(35)がシリカゲルまたは活性アルミナから成ることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項４】
乾燥剤の当該第二の層(36)がモレキュラーシーブから成ることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項５】
圧力容器(それぞれ、33、34)のそれぞれの当該第二の入口(それぞれ、41、42)が、閉じることのできるそれぞれの弁(43または44)を介して、当該圧縮ガス供給源(2)に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項６】
乾燥圧力容器からやってくる乾燥ガスを加熱するための少なくとも一つの加熱要素を備えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項７】
乾燥剤の当該層(35および36)のそれぞれの近くに少なくとも一つの温度センサーが備えられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項８】
当該温度センサーが、閉じることのできる当該弁(43および44)を制御する制御システムに接続されることを特徴とする請求項1または5に記載の装置。
【請求項９】
圧縮ガスを圧力容器(33または34)を通して送る、請求項1から8の中のいずれか一つに記載の装置(1)によってこの圧縮ガスを乾燥する方法であって、
前記圧力容器(33または34)が、少なくとも二層の乾燥剤(35および36)を備えていて、これらの層が、耐水性物質から成る第一の乾燥剤の層(35)と、必ずしも耐水性でない物質から成る第二の乾燥剤の層(36)であり、
圧縮ガスを乾燥するために、このガスがまず前記乾燥剤の第一の層(35)を通して導かれ、そのあと乾燥剤の前記第二の層(36)を通して導かれるが、ここで、第一段階では、圧力容器(33または34)を再生するために、圧縮ガスが、ある時間間隔にわたって耐水性乾燥剤の第一の層(35)のみを通して送られて、この耐水性乾燥剤を乾燥し、そのあと、第二段階において、圧縮ガスが、まず乾燥剤の第二の層(36)を通して送られること、
を特徴とする方法。
【請求項１０】
第二のステップにおける、圧力容器(33または34)の再生のために、圧縮ガスが、乾燥剤の第二の層(36)を通過したあと、乾燥剤の第一の層(35)を通して送られることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
第二のステップにおける、圧力容器(33または34)の再生のために、圧縮ガスが、乾燥剤の第二の層(36)を通過したあと、乾燥剤の第一の層(35)と第二の層(36)との間で、吹き出されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
耐水性乾燥剤の当該第一の層(35)を再生するために、圧縮ガスの前記供給源(2)から直接やってきた圧縮ガスが、前記耐水性乾燥剤を通して送られ、再生が、ガスに含まれる圧縮熱によってなされることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
乾燥剤の第二の層(36)を再生するために、乾燥圧力容器(33または34)の出口からやってくる圧縮ガスの一部が、乾燥剤の前記第二の層(36)を通して送られることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１４】
乾燥圧力容器(33または34)の出口(39または40)からやってくる当該圧縮ガスの一部が、加熱されてから、再生中の圧力容器(34または33)内の乾燥剤の第二の層(36)を通して導かれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
乾燥圧力容器(33または34)の出口(39または40)からやってくる当該圧縮ガスの一部が、膨張させられてから、再生中の圧力容器(34または33)内の乾燥剤の第二の層(36)を通して導かれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
再生ステップの長さが、閉じることのできる弁(13〜16;21〜25;30および43〜46)に接続されている制御システムによって決定され、圧力容器(33および34)を通る圧縮ガスの供給量が制御されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
再生中の圧力容器(33または34)内の温度がある値を超えると、再生ステップが停止されることを特徴とする請求項9から16の中のいずれか一つまたは複数に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この目的に応じて、本発明は、
圧縮ガスを乾燥する装置であって、主として、
乾燥される、熱い圧縮ガスの供給源と、
それぞれに、乾燥剤が充填され、第一の入口と出口を備えた少なくとも二つの圧力容器と、
乾燥圧縮ガスの使用者のための取り出し点と、
から成り、
これらの圧力容器が、ガスを乾燥するための乾燥容器、および当該容器内の乾燥剤を再生するための再生中の容器として、交互に使用される、
装置において、
少なくとも二層の乾燥剤が、前記圧力容器内に備えられ、これらの層が、耐水性の乾燥剤から成る第一の層と、必ずしも耐水性でない乾燥剤から成る第二の層であり、
前記圧力容器が、圧縮ガスの圧縮熱により第一の層の乾燥剤を再生するために、前記熱い圧縮ガスの供給源にも接続されている、第二の入口を備えており、
前記第一の入口が、耐水性乾燥剤から成る第一の層に対向するように備えられ、前記出口が、乾燥剤の第二の層に対向するように備えられていること、
を特徴とする装置、
に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の装置のさらなる利点は、圧縮ガスを冷却してから、冷却すべき圧力容器を通して送ることにより、該圧力容器を冷却することができ、したがって、ガス流が失われることがなく、それにもかかわらず、有効かつ短い冷却サイクルが得られ、その結果、実施において示されたが、乾燥剤の寿命が長くなる、ということである。
【国際調査報告】
2009530087.tif 000028
2009530087.tif 000029
2009530087.tif 000030