(57)【要約】【課題】非加熱再生法による吸着式の除湿技術を基礎としながら、消費エネルギーとランニングコストを低減できる圧縮気体の除湿方法及びその装置を提供すること。【解決手段】圧縮気体を二つの吸着筒１０、２０へ交互に導入して除湿を行うと共に、一方の吸着筒１０又は２０で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の吸着筒２０又は１０へパージ用気体として導入して吸着剤について水分を脱着させて再生することを交互に行う圧縮気体の除湿装置において、圧縮機５１、凝縮器５２、膨張弁５５、冷却器５７を構成要素とするヒートポンプが組み込まれ、冷却器５７が、二つの吸着筒１０、２０へ導入される前の圧縮気体を冷却して除湿するための除湿用熱交換器部１８を構成するように設けられ、凝縮器５２の一部に相当する部分５２ａが、圧縮機５１からの熱を熱交換してパージ用気体を加熱するためのパージ用気体の加熱器３３を構成するように設けられている。【選択図】図１
2011177632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒を備え、該二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させるように、通気路と該通気路の開閉手段を備える圧縮気体の除湿装置において、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、冷却器を構成要素とするヒートポンプが組み込まれ、
前記冷却器が、前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させて除湿するように、前記圧縮気体の導入通気路中に配されることで設けられた除湿用熱交換器部と、
前記凝縮器の一部に相当する部分が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記パージ用気体を加熱するように、前記パージ用の吸着筒間連通路中に配されることで設けられたパージ用気体の加熱器とを備えることを特徴とする圧縮気体の除湿装置。
【請求項２】
前記冷却器が配されることで設けられた前記除湿用熱交換器部と、該除湿用熱交換器部へ導入される圧縮気体を予冷すると共に前記二つの吸着筒へ送られる圧縮気体を再熱する予冷再熱用の熱交換器部とが設けられている導入気体の熱交換装置を備えることを特徴とする請求項１記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項３】
前記冷却器が配された前記除湿用熱交換器部に導入される圧縮気体を予冷すると共に前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように熱交換する吐出部の熱交換器が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項４】
前記凝縮器の一部に相当する部分が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、前記吐出気体の通気路中に配されることで設けられた吐出気体の加熱器を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項５】
前記凝縮器が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、前記吐出気体の通気路中に配されることで、吐出気体の加熱器として兼用されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項６】
前記冷却器が配された前記除湿用熱交換器部に導入される圧縮気体を予冷するプレクーラーが設けられ、該プレクーラーと前記凝縮器の冷却ファンが共用されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項７】
前記パージ用気体が、前記パージ用気体の加熱器を通過しないでバイパスできるように、切換えが可能なバイパス回路を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項８】
前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用の吸着筒間連通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる前記凝縮器を収納して保温するキャビネットが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の圧縮気体の除湿装置。
【請求項９】
湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒を備え、該二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させるように、通気路と該通気路の開閉手段を備える圧縮気体の除湿装置において、
冷却器、圧縮機、凝縮器、膨張弁を構成要素とするヒートポンプが組み込まれ、
前記冷却器が、前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させて除湿するように、前記圧縮気体の導入通気路中に配されることで設けられた除湿用熱交換器部と、
前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用の吸着筒間連通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる前記凝縮器を収納して保温するキャビネットとを備えることを特徴とする圧縮気体の除湿装置。
【請求項１０】
湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させる圧縮気体の除湿方法において、
ヒートポンプの構成要素である冷却器によって前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させることで除湿し、
前記パージ用気体を、前記ヒートポンプの構成要素である圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して加熱することを特徴とする圧縮気体の除湿方法。
【請求項１１】
湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させる圧縮気体の除湿方法において、
ヒートポンプの構成要素である冷却器によって前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させることで除湿し、
前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる凝縮器をキャビネット内に収納して保温することを特徴とする圧縮気体の除湿方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿分を吸着する吸着剤を用いて圧縮気体を除湿乾燥する吸着式の除湿技術と、ヒートポンプサイクルを用いて圧縮気体を冷却することで除湿乾燥するヒートポンプ式の除湿技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮空気等の圧縮気体中の湿分を除湿して、特に低露点を得る場合には、吸着式の除湿装置が使用される。一般的には、固体吸着剤のシリカゲル、アルミナゲル、合成ゼオライトの層に湿り空気を通し、物理的吸着作用によって除湿する装置である。
この吸着を用いた圧縮空気の除湿方法としては、加熱再生法と非加熱再生法とがある。
【０００３】
加熱再生法は、吸着剤を再生活性化するために、電熱、蒸気又は空気圧縮機の廃熱を利用し、１２０〜２００℃程度まで再生空気を加熱して吸着層を通過させ、吸着剤中の水分を熱拡散により蒸発脱着させて系外へ排出する方式である。送風機（ブロア）を用いて間接加熱する方法や、吸着層中に直接電熱又は蒸気コイルを挿入して加熱する方法がある。
この加熱再生法は、吸着水分を脱着させる手段として電熱ヒーター等の熱源を用いるため、多重の安全装置の設置が不可欠であり、安全面で注意が必要である。また、加熱空気を送風するためのブロアや、再生効果を高めるため補助的に真空ポンプやエゼクターを装備することがあり、装置は大型化し、製造コストが高くなる。なお、吸着剤の再生には乾燥空気をほとんど使用しないため、消費されるエネルギーを抑制してランニングコストを低水準とすることができる。
【０００４】
非加熱再生法の圧縮気体の除湿装置は、一般的にヒートレスドライヤーと呼ばれる。この方法は、圧力下で水分を吸着した吸着層の圧力を急激に大気圧まで減圧することによって、吸着していた水分の一部が脱着し、さらに乾燥空気の一部を大気圧下に減圧された層に流してパージすることで水分を拡散脱着させ、系外へ排出させる方式になっている。
この非加熱再生法は、吸着水分を脱着させる手段として乾燥気体（空気）を用いるため、再生に用いる空気消費量を見込んだ空気源の確保が必要であり、空気圧縮機が大型化する。これによれば、消費されるエネルギーが大きくなり易く、ランニングコストが高くなる。また、吸着筒の切換時間が短いことによって駆動部品の寿命は短くなる。なお、ヒートレスドライヤー自体は、比較的小型に構成でき、低コストで製造できる。
【０００５】
これに対し、本出願人は、ランニングコストの低減を図るための非加熱再生法による圧縮気体の除湿方法を、先に提案してある。その圧縮気体の除湿方法は、吸着剤を充填する二基の吸着筒のうちの一方に湿った圧縮気体を導いて吸着除湿する乾燥工程および、その乾燥工程により得られた乾燥気体の一部を前段階における乾燥工程で吸湿能力の低下した他方の吸湿筒に導いて吸着剤から湿分を脱着しかつ脱着した湿分を吸着筒からパージする再生工程を並行して行い、これら乾燥工程と再生工程とを両吸着筒の間で交互に切換えて連続的に乾燥気体を供給する方法で、所定の条件下において上記再生工程を停止する省エネ運転をなすとともに、この省エネ運転中に所定のサイクルで再生工程を行うことを特徴とする（特許文献１及び２参照）。
これによれば、省エネ運転を行うと共に、各吸着筒間における露点温度の変動を抑制し、両吸着筒の吸着剤交換タイミングを同時にとって無駄な交換を排除し、ランニングコストの低減に寄与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５０９１７号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−１７８２１号公報（第１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧縮気体の除湿方法及びその装置に関して解決しようとする問題点は、吸着式の除湿技術であって低コストで構成できる非加熱再生法を採用した場合、消費されるエネルギーをより低減することが難しく、ランニングコストをより低減することが難しいことにある。
そこで本発明の目的は、非加熱再生法による吸着式の除湿技術を基礎としながら、消費されるエネルギーを低減して、ランニングコストを低減できる圧縮気体の除湿方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒を備え、該二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させるように、通気路と該通気路の開閉手段を備える圧縮気体の除湿装置において、圧縮機、凝縮器、膨張弁、冷却器を構成要素とするヒートポンプが組み込まれ、前記冷却器が、前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させて除湿するように、前記圧縮気体の導入通気路中に配されることで設けられた除湿用熱交換器部と、前記凝縮器の一部に相当する部分が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記パージ用気体を加熱するように、前記パージ用の吸着筒間連通路中に配されることで設けられたパージ用気体の加熱器とを備える。
【０００９】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記冷却器が配されることで設けられた前記除湿用熱交換器部と、該除湿用熱交換器部へ導入される圧縮気体を予冷すると共に前記二つの吸着筒へ送られる圧縮気体を再熱する予冷再熱用の熱交換器部とが設けられている導入気体の熱交換装置を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記冷却器が配された前記除湿用熱交換器部に導入される圧縮気体を予冷すると共に前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように熱交換する吐出部の熱交換器が設けられていることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記凝縮器の一部に相当する部分が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、前記吐出気体の通気路中に配されることで設けられた吐出気体の加熱器を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記凝縮器が、前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して前記二つの吸着筒から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、前記吐出気体の通気路中に配されることで、吐出気体の加熱器として兼用されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記冷却器が配された前記除湿用熱交換器部に導入される圧縮気体を予冷するプレクーラーが設けられ、該プレクーラーと前記凝縮器の冷却ファンが共用されていることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記パージ用気体が、前記パージ用気体の加熱器を通過しないでバイパスできるように、切換えが可能なバイパス回路を備えることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用の吸着筒間連通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる前記凝縮器を収納して保温するキャビネットが設けられていることを特徴とすることができる。
【００１２】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿装置の一形態によれば、湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒を備え、該二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させるように、通気路と該通気路の開閉手段を備える圧縮気体の除湿装置において、冷却器、圧縮機、凝縮器、膨張弁を構成要素とするヒートポンプが組み込まれ、前記冷却器が、前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させて除湿するように、前記圧縮気体の導入通気路中に配されることで設けられた除湿用熱交換器部と、前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用の吸着筒間連通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる前記凝縮器を収納して保温するキャビネットとを備える。
【００１３】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿方法の一形態によれば、湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させる圧縮気体の除湿方法において、ヒートポンプの構成要素である冷却器によって前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させることで除湿し、前記パージ用気体を、前記ヒートポンプの構成要素である圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して加熱する。
【００１４】
また、本発明にかかる圧縮気体の除湿方法の一形態によれば、湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒へ圧縮気体を交互に導入して該圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の前記吸着筒で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の前記吸着筒へパージ用気体として導入して前記吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することを前記二つの吸着筒で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させる圧縮気体の除湿方法において、ヒートポンプの構成要素である冷却器によって前記二つの吸着筒へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させることで除湿し、前記二つの吸着筒、前記パージ用気体が一方の前記吸着筒からもう一方の前記吸着筒に導入するためのパージ用通路、及び前記ヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる凝縮器をキャビネット内に収納して保温する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる圧縮気体の除湿方法及びその装置によれば、非加熱再生法による吸着式の除湿技術を基礎としながら、吸着及び脱着の効果を向上でき、消費されるエネルギーを低減して、ランニングコストを低減できるという特別有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の形態例を示すシステム系統図である。
【図２】吸着式の除湿装置の運転サイクルを示すシステム系統行程図である。
【図３】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の他の形態例を示すシステム系統図である。
【図４】ヒートポンプ式の除湿装置の冷却器が配された導入気体の熱交換装置を示す説明図である。
【図５】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例１を示すシステム系統図である。
【図６】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例２を示すシステム系統図である。
【図７】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例３を示すシステム系統図である。
【図８】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例４を示すシステム系統図である。
【図９】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例５を示すシステム系統図である。
【図１０】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例６を示すシステム系統図である。
【図１１】本発明に係る圧縮気体の除湿装置の実施例７を示すシステム系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る圧縮気体の除湿方法及びその装置の形態例を添付図面（図１〜４）に基づいて詳細に説明する。なお、圧縮気体の代表例は圧縮空気であるが、本発明は空気に限定されるものではない。
この圧縮気体の除湿装置は、ベースとして吸着式の除湿装置の構成を備える。すなわち、湿分を吸着する吸着剤が充填された二つの吸着筒１０、２０を備え、その二つの吸着筒１０、２０へ圧縮気体を交互に導入してその圧縮気体の除湿を行うと共に、一方の吸着筒１０又は２０で除湿された乾燥気体の一部をもう一方の吸着筒２０又は１０へパージ用気体として導入して吸着剤に吸着された水分を脱着させて再生することをその二つの吸着筒１０、２０で交互に行うことで、乾燥気体を連続的に吐出させるように、通気路（後述）とその通気路の開閉手段（後述）を備える。
【００１８】
そして、上記の吸着式の除湿装置の構成に、圧縮機５１、凝縮器５２、冷却ファン５３、ストレーナ５４、膨張弁５５、冷却器５７、キャパシティーコントロールバルブ５８などを構成要素とするヒートポンプが組み込まれている。なお、図中の点線は、冷媒回路を示している。
１８は除湿用熱交換器部であり、冷却器５７が、二つの吸着筒１０、２０へ導入される前の圧縮気体を冷却して湿分を結露させて除湿するように、圧縮気体の導入通気路１５中に配されることで設けられている。
また、３３はパージ用気体の加熱器であり、凝縮器５２の一部に相当する部分５２ａが、圧縮機５１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換してパージ用気体を加熱するように、パージ用の吸着筒間連通路３０（３１、３２、４１、４２）中に配されることで設けられている。なお、凝縮器５２の一部に相当する部分５２ａには効率よく熱交換がなされるようにフィンが設けられている。また、このパージ用気体の加熱装置３３は低温加熱であり、その加熱温度は例えば６０〜８０℃となる。
【００１９】
以上の構成による圧縮気体（空気）の除湿装置によれば、空気圧縮機から供給された圧縮空気は冷却器を通り、低温、低湿状態で吸着筒へ供給され、吸着剤によりさらに除湿乾燥される。除湿乾燥された空気は製品空気として出口へ供給されると同時に、吸着剤を乾燥再生させるため一部を再生用の空気としてもう一方の吸着筒へ供給し、吸着剤からの脱着水分を伴い系外へ排出される。このとき再生用の空気は再熱器を通過することで加熱され、高温、低湿状態で供給される。
【００２０】
これによれば、ヒートポンプの冷却器５７によって、導入される圧縮気体を冷却して湿分を結露させることで一次的に除湿できるため、除湿能力を向上できる。この冷却器５７の効果によれば、吸着筒１０、２０への入気負荷を軽減できるため、吸着剤充填量の削減が可能になる。また、その効果によれば、切換時間の延長が図れ、駆動部品の長寿命化が可能になる。
そして、冷却した圧縮気体を吸着剤の層に導入できるため、低温である方が吸着能力の高い吸着剤の性質上、その吸着効果を向上できる。また、パージ用気体の加熱器３３によって、パージ用気体をヒートポンプの廃熱で加熱できるため、パージ効果を向上できると共にエネルギー効率を向上できる。
従って、非加熱再生法による吸着式の除湿技術を基礎としながら、吸着及び脱着の効果を向上でき、消費されるエネルギーを低減して、ランニングコストを低減できる。
【００２１】
また、６０はキャビネットであり、二つの吸着筒１０、２０、パージ用気体が一方の吸着筒１０又は２０からもう一方の吸着筒２０又は１０に導入するためのパージ用の吸着筒間連通路３０、及びヒートポンプの構成要素であって熱を発散させる凝縮器５２を収納して保温するように設けられている。
これによれば、パージ用気体を暖めて吸着剤からの水分の脱着効率を向上できる。また、二つの吸着筒１０、２０や配管（通気路）を暖めて結露を防止でき、装置を安定的に稼動させることができる。
【００２２】
さらに、通気路とその通気路の開閉手段など、本形態例に係る構成を、図１に基づいて詳細に説明する。
１１は第１の導入通気路であり、吸着筒１０に圧縮気体を導く通路となっている。また、２１は第２の導入通気路であり、吸着筒２０に圧縮気体を導く通路となっている。これらの第１の導入通気路１１と第２の導入通気路２１には、それぞれの通気路の開閉手段である第１の電磁弁１１ａと第２の電磁弁２１ａが設けられ、それらは制御手段５０によって制御される。なお、図中の細かい点線は、制御回路を示している。
１２は第１の排出通気路であり、吸着筒１０から乾燥気体を吐出させる通路となっている。また、２２は第２の排出通気路であり、吸着筒２０から乾燥気体を吐出させる通路となっている。これらの第１の排出通気路１２と第２の排出通気路２２には、それぞれに乾燥気体が排気される方向へ開く逆止弁１２ａ、２２ａが設けられている。
これによれば、吸着剤が充填された二つの吸着筒１０、２０へ圧縮気体を交互に導き、それらの吸着筒１０、２０を通過した圧縮気体が連続的に吐出できる構成になっている。
【００２３】
３０はパージ用の吸着筒間連通路であり、吸着筒１０と吸着筒２０を連通する通気路となっている。このパージ用の吸着筒間連通路３０は、各吸着筒１０、２０の排出通気路１２、２２が連通されている側に接続されている。
このパージ用の吸着筒間連通路３０は、その通気路中に凝縮器５２の一部に相当する部分５２ａが配されてパージ用気体の加熱器３３が構成されるように、その通路が分岐されている。第１のパージ用上流通路３１が吸着筒１０とパージ用気体の加熱器３３との間を連通し、第２のパージ用上流通路４１が吸着筒２０とパージ用気体の加熱器３３との間を連通している。これらのパージ用上流通路３１、４１には、吸着筒１０、２０からパージ用気体の加熱器３３への流れを許容する逆止弁３１ａ、４１ａが設けられている。また、第１のパージ用下流通路３２がパージ用気体の加熱器３３と吸着筒１０との間を連通し、第２のパージ用下流通路４２がパージ用気体の加熱器３３と吸着筒２０との間を連通している。これらのパージ用下流通路３２、４２には、パージ用気体の加熱器３３から吸着筒１０、２０への流れを許容する逆止弁３２ａ、４２ａが設けられている。
これによれば、どちらの吸着筒１０又は２０からも、パージ用気体を同じ方向からパージ用気体の加熱器３３へ流すことができ、安定的な運転をすることができる。
【００２４】
また、このパージ用の吸着筒間連通路３０には、気体流量を調整する手段としてパージ用オリフィス３５が設けられている。これによれば、一定流量の圧縮気体が通過できるように通路の流れが絞られている。
本形態例のパージ用オリフィス３５は、二つのパージ用下流通路３２、４２が合流されている通気路であって、パージ用気体の加熱器３３の下流側に当たる部分に配されている。
これによれば、パージ用気体の加熱器３３が、パージ用気体の圧力がかかって低速となる部位に配されることになって、熱交換効率がよいため、そのパージ用気体の加熱器３３を小型化できる。
なお、パージ用オリフィス３５の位置は、これに限定されず反対側（パージ用気体の加熱器３３の上流側）にあってもよく、その場合は断熱膨張による熱ロスの削減が可能である。
【００２５】
１３は第１のパージ用排気通路であり、吸着筒２０で乾燥された一部がパージ用の吸着筒間連通路３０を介して吸着筒１０に導かれ吸着剤から水分を脱着し、その吸着剤を再生させた気体を排気させる通路となっている。２３は第２のパージ用排気通路であり、吸着筒１０で乾燥された一部がパージ用の吸着筒間連通路３０を介して吸着筒２０に導かれ吸着剤から水分を脱着し、その吸着剤を再生させた気体を排気させる通路となっている。
また、これらの第１のパージ用排気通路１３及び第２のパージ用排気通路２３には、それぞれの通気路の開閉手段である第１の排気用電磁弁１３ａと第２の排気用電磁弁２３ａが設けられ、それらは制御手段５０によって制御される。
これらによれば、乾燥工程によって乾燥された圧縮気体の一部を前工程で圧縮気体の湿分を吸着除湿した他方の吸着筒へ導いて吸着能力が低下した吸着剤から湿分を脱着させると共に排気させてその吸着剤を再生させる再生工程を乾燥工程と並行して行う再生手段が構成されている。
【００２６】
１５は圧縮気体の導入通気路であり、圧縮気体の発生源（コンプレッサー）側に接続されて圧縮気体を導く気体通路である。この圧縮気体の導入通気路１５は、分岐されて第１の導入通気路１１、第２の導入通気路２１が構成されている。この圧縮気体の導入通気路１５の中途部には、前述のように除湿用熱交換器部１８が接続されている。
【００２７】
１４は第１の導入合流路であり、第１の導入通気路１１と第１のパージ用排気通路１３のそれぞれの一部であって共用の通路となっている。
また、２４は第２の導入合流路であり、第２の導入通気路２１と第２のパージ用排気通路２３のそれぞれの一部であって共用の通路となっている。
【００２８】
２５は吐出気体合流路であり、第１の排出通気路１２と第２の排出通気路２２を合流させた通路である。この吐出気体合流路２５を通って空気圧装置などの供給先に乾燥された製品気体が供給される。
２６はフィルタであり、吐出気体合流路２５から分岐した通路に接続されている。２７は露点センサーであり、フィルタ２６の下流側に接続され、製品気体である吐出気体の露点を測定して、検出信号を制御装置５０に送るように制御回路が接続されている。２８はオリフィスであり、露点センサー２７に吐出気体の一部を供給して排気できるように、その露点センサー２７の下流側に接続されている。
【００２９】
３６はパージ気体の合流排気路であり、第１のパージ用排気通路１３と第２のパージ用排気通路２３のそれぞれの一部であって共用の通路となっている。
また、５１ａ、５１ｂ、５１ｃは開閉弁であり、圧縮機５１から凝縮器５２へ連通する通路に設けられ、制御装置５０に接続されている。５１ａ及び５１ｂの開閉弁が開いて５１ｃの開閉弁が閉じているときは、パージ用気体の加熱器３３が作動してパージ用気体が加熱される。逆に５１ａ及び５１ｂの開閉弁が閉じて５１ｃの開閉弁が開いているときは、高温高圧の冷媒がバイパスされて凝縮器５２へ導入される。
【００３０】
ここで、本発明のベースとなっている一般的な吸着式の除湿装置（非加熱再生法による装置）の運転サイクル行程を、図２に基づいて簡単に説明する。
この吸着式の除湿装置によれば、図２に示す４つの行程を順次繰り返すことで、乾燥気体（例えば乾燥空気）を連続的に吐出させることができる。なお、Ａ筒は吸着筒１０に、Ｂ筒は吸着筒２０に相当する。また、圧縮気体の導入通気路とパージ用排気通路とに係る開閉手段は、一つの切換弁と一つの電磁弁によって構成されている。
行程１では、湿った空気がＢ筒に導入されて吸着によって除湿され、乾燥空気が製品空気として吐出されると共にその乾燥空気の一部がオリフィスを通ってＡ筒に導入され、そのＡ筒の圧力を上昇させる。
行程２では、切換弁の切換えによって湿った空気がＡ筒に導入され、そのＡ筒から乾燥空気が吐出されると共にその乾燥空気の一部がオリフィスを通ってＢ筒に導入される。そのＢ筒の吸着剤から水分を脱着し、開いたパージ用の電磁弁を通ってパージ空気が排気される。
行程３では、湿った空気がＡ筒に導入され、そのＡ筒から乾燥空気が吐出されることが維持されると共に、パージ用の電磁弁が閉じられ、乾燥空気の一部がオリフィスを通ってＢ筒に導入されること維持されることで、そのＢ筒の圧力を上昇させる。
行程４では、切換弁の切換えによって湿った空気がＢ筒に導入され、そのＢ筒から乾燥空気が吐出されると共にその乾燥空気の一部がオリフィスを通ってＡ筒に導入される。そのＡ筒の吸着剤から水分を脱着し、開いたパージ用の電磁弁を通ってパージ空気が排気される。
【００３１】
図３の形態例は、図１の形態例の構成に加えて、圧縮気体が導入される部分（圧縮気体の導入通気路１５）に導入気体の熱交換装置１６を備えるものである。
この導入気体の熱交換装置１６は、冷却器５７が配されることで設けられた除湿用熱交換器部１８と、その除湿用熱交換器部１８へ導入される圧縮気体を予冷すると共に二つの吸着筒１０、２０へ送られる圧縮気体を再熱する予冷再熱用の熱交換器部１７とが設けられている（図４参照）。圧縮気体は、気体入口１５ａから入って、予冷再熱用の熱交換器部１７のパイプ外側、除湿用熱交換器部１８、予冷再熱用の熱交換器部１７のパイプ内側を通って気体出口１５ｂから排出される。また、冷却器５７には、冷媒ガス５７ａが流通し、圧縮気体を効率よく冷却するためにフィンが設けられている。なお、１９はドレンであり、結露よって生じる水を排水するために設けられている。
【００３２】
これによれば、除湿用熱交換器部１８へ導入される圧縮気体を予冷することができるため、熱交換効率を向上でき、ヒートポンプ部で消費されるエネルギーを低減できる。また、二つの吸着筒１０、２０へ交互に供給される圧縮気体を適度の温度に再熱させることができ、結露の発生を防止でき、吸着式の除湿装置部を安定的に稼動させることができる。
なお、熱交換器の方式は、特に限定されないが、本形態例のようなフィンとチューブによるものであれば低圧損化ができ、プレート方式では小型化を図ることができる。
【００３３】
次に、制御方法の例について説明する。
パージ量の制御方法としては、露点センサー２７によって検出した露点によるパージのＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことでランニングコストを低減できる。さらに、露点と入口流量（流速）・温度・湿度の換算によって、パージ量の段階的制御又はリニア制御を行うことで、最適なパージ量に調整でき、ランニングコストを低減できる。
ヒートポンプの制御方法としては、冷却ファン５３のモータを比例制御する方式ではイニシャルコストを低減できる。さらに、冷却ファン５３のモータと冷凍用圧縮機５１のインバーター制御を行えば、高精度制御が可能であり、安定性を向上できる。
【実施例１】
【００３４】
以下に、本発明に係る実施例について、図５〜図１１に基づいて説明する。
図５に示す実施例１では、図１の形態例の構成に加えて、冷却器５７が配された除湿用熱交換器部１８へ導入される圧縮気体を予冷すると共に二つの吸着筒１０、２０から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように熱交換する吐出部の熱交換器７１が設けられている。
これによれば、圧縮気体を予冷できるため消費エネルギーを低減できると共に、吐出気体を再熱することで適切な温度の製品空気として空気圧装置へ供給できる。また、冷却器５７を小型化できる。なお、５３は凝縮器用の冷却ファンであるが、その取付位置は点線で示した位置でもよい。
【実施例２】
【００３５】
図６に示す実施例２では、実施例２の構成に加えて、凝縮器５２の一部に相当する部分５２ｂが、圧縮機５１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して二つの吸着筒１０、２０から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、吐出気体の通気路（吐出気体用合流路２５）中に配されることで設けられた吐出気体の加熱器７２を備える。
これによれば、吐出気体を加熱することで、配管の結露を防止して適切な温度の製品空気として空気圧装置へ供給できる。
【実施例３】
【００３６】
図７に示す実施例３では、凝縮器５２が、圧縮機５１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して二つの吸着筒１０、２０から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、吐出気体の通気路（吐出気体用合流路２５）中に配されることで、吐出気体の加熱器７２として兼用されている。
これによれば、吐出気体を加熱することで、配管の結露を防止して適切な温度の製品空気として空気圧装置へ供給できると共に、凝縮器５２が吐出気体の加熱器７２として兼用されるため、構造を合理的に簡略化して装置の小型化を図ることができる。
【実施例４】
【００３７】
図８に示す実施例４では、冷却器５７が配された除湿用熱交換器部１８に導入される圧縮気体を予冷するプレクーラー７３が設けられ、そのプレクーラー７３と凝縮器５２の冷却ファン５３が共用されている。
これによれば、冷却器５７を小型化でき、冷却ファン５３を共用できるため、構造を合理的に簡略化して装置の小型化とコストの低減を図ることができる。
【実施例５】
【００３８】
図９に示す実施例５では、凝縮器５２の一部に相当する部分５２ｂが、圧縮機５１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して二つの吸着筒１０、２０から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、吐出気体の通気路（吐出気体用合流路２５）中に配されることで設けられた吐出気体の加熱器７２を備えると共に、冷却器５７が配された除湿用熱交換器部１８に導入される圧縮気体を予冷するプレクーラー７３が設けられ、そのプレクーラー７３と凝縮器５２の冷却ファン５３が共用されている。
これによれば、実施例２と実施例４の効果を奏する。
【実施例６】
【００３９】
図１０に示す実施例６では、凝縮器５２が、圧縮機５１から吐出される高温高圧の冷媒ガスの熱を熱交換して二つの吸着筒１０、２０から排出される乾燥された吐出気体を再熱するように、吐出気体の通気路（吐出気体用合流路２５）中に配されることで、吐出気体の加熱器７２として兼用されていると共に、冷却器５７が配された除湿用熱交換器部１８に導入される圧縮気体を予冷するプレクーラー７３が設けられ、そのプレクーラー７３と凝縮器５２の冷却ファン５３が共用されている。
これによれば、実施例３と実施例４の効果を奏する。
【実施例７】
【００４０】
実施例７では、図１１に示すように、パージ用気体が、パージ用気体の加熱器３３を通過しないでバイパスできるように切換えが可能なバイパス回路７５を備える。なお、７５ａはバイパス回路の電磁弁であり、バイパス回路７５を開閉する。また、７５ｂは逆流防止の電磁弁であり、これが閉じてバイパス回路の電磁弁７５ａが開いた場合に、パージ用気体の加熱器３３の中をパージ用気体が通過しないように、その流れを止めるように設けられている。
これによれば、恒温室にある空気圧装置など、製品気体の温度を一定に維持することを要する用途などに対応し、パージ用気体を加熱しないで吐出気体温度の安定化を図るように切り換えることができる。
【００４１】
以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【符号の説明】
【００４２】
１０  吸着筒
１５  圧縮気体の導入通気路
１６  導入気体の熱交換装置
１７  予冷再熱用の熱交換器部
１８  除湿用熱交換器部
２０  吸着筒
２５  吐出気体合流路
３０  パージ用の吸着筒間連通路
３３  パージ気体の加熱器
５１  圧縮機
５２  凝縮器
５３  冷却ファン
５５  膨張弁
５７  冷却器
６０  キャビネット
７１  吐出部の熱交換器
７２  吐出気体の加熱器
７３  プレクーラー
７５  バイパス回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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