(57)【要約】【課題】無着色の乾燥剤を用いながら、当該乾燥剤を繰り返し再活性し再利用が可能なガス乾燥装置を提案することにある。  【解決手段】本発明のガス乾燥装置は、ガス乾燥部２、回転電機からガス乾燥部２へ水素ガスを送る配管１、三方弁３、三方弁３に設けられたレバー３１、乾燥用ブロワ４、ガス乾燥部本体５、三方弁９、三方弁９に設けられたレバー９１、ガス乾燥部２から上記回転電機へ水素ガスを戻す配管１１、配管１１に設けられた、第二乾燥剤を有する乾燥度判定部１０、ドレン弁１２、屋外排出管１３、配管１に設けられた、上記回転電機とガス乾燥部２との接続弁１４、配管１１に設けられた上記回転電機との接続弁１５とから形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無着色の第一乾燥剤を有する、気体を乾燥させる乾燥部、および吸水すると変色する第二乾燥剤を有する、上記第一乾燥剤に対する乾燥度判定部を備え、上記乾燥度判定部または上記第二乾燥剤が上記第一乾燥剤の活性時における高温度に加熱されないようにしたことを特徴とするガス乾燥装置。
【請求項２】
上記乾燥度判定部は、上記第二乾燥剤が上記第一乾燥剤と実質的に同じ乾燥度の気体と接触するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のガス乾燥装置。
【請求項３】
上記乾燥度判定部は、上記乾燥部を通過した気体と接触するように配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載のガス乾燥装置。
【請求項４】
上記乾燥度判定部を上記乾燥部より低温度に保持することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【請求項５】
上記乾燥度判定部における上記第二乾燥剤は、着脱自在の容器内に収容されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【請求項６】
上記乾燥部の上記第一乾燥剤を再活性するための再活性部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【請求項７】
上記再活性部は、上記乾燥部の上記第一乾燥剤を加熱する加熱部、上記第一乾燥剤から発生する水分を系外に排出するドレ−ン部を有することを特徴とする請求項６に記載のガス乾燥装置。
【請求項８】
上記再活性部は、上記乾燥度判定部または上記乾燥度判定部から一時的に取り出された第二乾燥剤を含み、上記ドレ−ン部は上記第二乾燥剤から発生する水分をも系外に排出することを特徴とする請求項７に記載のガス乾燥装置。
【請求項９】
上記再活性部は、上記第二乾燥剤の温度上昇を軽減するための温度上昇軽減手段を有することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【請求項１０】
上記温度上昇軽減手段は、ヒートシンク、水冷装置、風冷装置、および上記乾燥度判定部内の上記第二乾燥剤の吸水による変色機能を維持し得る低温度に保持されるように上記加熱部と上記乾燥度判定部との離隔距離を大きくすること、から選ばれた少なくとも一手段である請求項９に記載のガス乾燥装置。
【請求項１１】
上記第一乾燥剤はアルミナであり、上記第二乾燥剤はシリカゲルである請求項１〜１０の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【請求項１２】
上記乾燥度判定部内の上記シリカゲルまたは上記乾燥度判定部から一時的に取り出された上記シリカゲルは、常時４０℃以下の温度に保持されることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のガス乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥剤を用いたガス乾燥装置に関し、特に水素ガスを封入した発電機などの回転電機の回転部分が存在する内部空間における高湿化とりわけ結露を防ぐことに好適なガス乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機、特に長尺で高重量の回転軸を横方向に設置した発電機の上記回転軸は、それの回転のための周囲ガスによる抵抗を可及的に小さくするために低湿度の水素ガス中に設置され、且つ当該水素ガスは、その湿度上昇を抑えるために常時あるいは定期的に乾燥水素ガスと置換される。ところで、水素ガスで充満された内部空間を乾燥する技術として、乾燥剤を用いて上記内部空間の水分を除湿する乾燥装置は下記の特許文献１にて従来から知られている。また、上記内部空間の水素ガスを露点以下に冷却し、水分を凝縮させて水素ガス中の水分を除湿する冷却式ガス乾燥方法、更には上記乾燥剤式ガス乾燥および上記冷却式ガス乾燥を直列又は並列に設置し、両方または何れか一方で回転電機内水素ガスの除湿を行なうことも上記の特許文献１から公知である。
【０００３】
乾燥剤を使用した乾燥装置は、高い除湿能力を有しているが、乾燥剤がある程度水分を吸収すると、除湿能力が低下するのでその低下が或る程度に達したときに再活性する必要がある。ところで、従来の乾燥剤はその除湿能力を判定し易いように着色されていて、例えば吸湿剤がアルミナの場合、それはコバルトブルー色に着色されており、除湿能力の低下と共に当該色から灰白色化の方向に退色する。よって、かかる退色の程度からアルミナの除湿能力の低下の程度を判定することができる。例えば、着色当初の未だ実質的に吸湿していないアルミナの一部を水分と接触しないようにガラス容器に封入したものを色見本あるいは乾燥度判定体とし、当該アルミナの他部を被乾燥雰囲気に置いて吸湿機能を行わせ、この吸湿に基く上記コバルトブルー色から灰白色化の方向への退色の程度とを比較することにより、当該アルミナの除湿能力の低下の程度が分かり、再活性化して再利用することができる。
【０００４】
しかし、従来使用していたコバルトブルー着色のアルミナが生産中止となり、色見本用の着色アルミナに代わるものが必要となっている。その代用として青色シリカゲルが挙げられる。この色見本用の青色シリカゲルは、斯界では納期が早く且つアルミナより安価である利点があるが、再活性時の熱で茶色に変色したり、整形した球体が粉状に崩壊したりする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２６８４３８号公報（７頁、第４図、第５図参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明が解決しようとする課題は、無着色の乾燥剤を用いながら、当該乾燥剤を繰り返し再活性し再利用が可能なガス乾燥装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる乾燥装置は、無着色の第一乾燥剤を有する、気体を乾燥させる乾燥部、および吸水すると変色する第二乾燥剤を有する、上記第一乾燥剤に対する乾燥度判定部を備え、上記乾燥度判定部または上記第二乾燥剤が上記第一乾燥剤の活性時における高温度に加熱されないようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無着色の第一乾燥剤を採用しながら、乾燥度判定部における第二乾燥剤の色変化から第一乾燥剤の乾燥能力を容易に判定し得て、第一乾燥剤の再活性を行うべき時期を知ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス乾燥装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２におけるガス乾燥装置の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３におけるガス乾燥装置の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態４におけるガス乾燥装置の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態５におけるガス乾燥装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、互いに同一部分は同一符号を付して、説明を省略することがある。
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明の実施形態１を図１に基づいて説明する。図１は、実施形態１のガス乾燥装置の説明図であって、実施形態１のガス乾燥装置は、ガス乾燥部２、回転電機（図示せず）からガス乾燥部２へ水素ガスを送る配管１、三方弁３、三方弁３に設けられたレバー３１、乾燥用ブロワ４、ガス乾燥部本体５、三方弁９、三方弁９に設けられたレバー９１、ガス乾燥部２から上記回転電機の方に水素ガスを戻す配管１１、配管１１に設けられた、第二乾燥剤を有する乾燥度判定部１０、ドレン弁１２、屋外排出管１３、配管１に設けられた、上記回転電機とガス乾燥部２との接続弁１４、配管１１に設けられた上記回転電機との接続弁１５とから形成されている。なおレバー３１とレバー９１とは連結部材３０にて連動できるようになっていて、レバー３１、レバー９１、連結部材３０の三者を実線で示す回路閉の状態と点線で示す回路開の状態とすることができる。乾燥度判定部１０内の上記第二乾燥剤は、それの再活性処理や新品との交換等を容易とするために、カートリッジなどの別容器に収納されて乾燥度判定部１０内からの取り出し並びに再装着を容易にしておくことが好ましい。このことは、後続の実施の形態に就いても同様である。
【００１２】
ガス乾燥部２は、底面以外の５面は枠付きの金網で囲まれており、その内部に乾燥用ブロワ４、ガス乾燥器本体５、三方弁３、三方弁９、ガス乾燥器本体５と三方弁９とを接続する管路１９、三方弁３と三方弁９とを接続する管路２０、三方弁３とドレン弁１２とを接続する管路２１を備え、ガス乾燥部本体５は、断熱性壁材、例えばガラスウール層を含むスレートにて周囲が囲まれていて、その内部に第一乾燥剤収容籠６と当該乾燥剤を再活性するために設けられたヒータ８を有し、当該断熱性壁材には、ガス乾燥器本体５の内部の様子を監視するためののぞき窓７が設けられている。ガス乾燥部２は、上記したように金網で囲まれているので、ガス乾燥部本体５のヒータ８がＯＮとなっている時点でのガス乾燥部本体５内部以外は、大気と略同温に保持されている。
【００１３】
乾燥度判定部１０内には、吸水すると変色する第二乾燥剤が含まれており、ガス乾燥部本体５を経緯して上記回転電機に向かうガスは第二乾燥剤と接触する。したがって、当該第二乾燥剤は当該ガスが水分を含んでいると、その水分を吸収して変色度を増し、上記第一乾燥剤の吸水能力を判定することができる。第二乾燥剤としては、かかる吸水に基づき色変化するものであればよく、例えば青色に着色されて吸水すると白色化の方向に退色するシリカゲルが例示される。なお、青色に着色されたシリカゲルは、白色化して乾燥度判定機能が低下すると、乾燥して再度青色化して再利用することができるが、高温度に曝されると化学的に劣化して青色化復元が困難となる。よって、本発明の実施の形態１では乾燥度判定部１０は、ガス乾燥器本体５の高温度を受けない個所の一例として配管１１に設けられている。
【００１４】
次に実施形態１の動作について説明する。配管１に設けられた接続弁１４および配管１１に設けられた接続弁１５を閉じ、三方弁３のレバー３１および三方弁９のレバー９１を「再生」位置にし、再活性用ブロワ４から供給された大気を、ガス乾燥部本体５、管路１９、三方弁９、管路２０、および管路２１を経由してドレン弁１２から大気中に放出する。この状態において、第一乾燥剤収容籠６内のアルミナは再活性されるが、再活性に要する時間は、当該アルミナの量と吸水度、再活性ヒータ８の加熱によるガス乾燥部本体５内の温度、再活性用ブロワ４から供給される大気の流量、などにより異なるが、それらに就き数例の条件とアルミナの再活性度との関係を事前に調査しておくことにより設定することができる。多くの場合、ガス乾燥部本体５内の温度が１７５℃〜１９０℃である場合、１〜２時間程度で充分に再活性される。
【００１５】
上記の再活性の後、再活性用ブロワ４および再活性ヒータ８を切り、ガス乾燥部本体５、管路１９、三方弁９、および三方弁３のそれらの各内部の気体通路内が充分室温に冷却した後にドレン弁１２を閉とし、三方弁９および三方弁３を運転位置とし、且つ接続弁１４および接続弁１５を開いて、ガス乾燥部本体５内の気体が、色見本用青ゲル１０を通過して、前記回転電機に流れるようにする。そうすると、当該回転電機の乾燥気体を必要とする部屋の気圧分布により乾燥気体は、管路１１を通過し当該部屋に向かい、次いで管路１を通過してガス乾燥部本体５に戻る循環流となる。本発明においては、かかる循環流を起こすために、必要であれが管路の適当な個所に送風手段を設置してもよい。
【００１６】
実施の形態２．
以下、本発明の実施形態２を図２に基づいて説明する。実施の形態２は、前記実施の形態１とは乾燥度判定部１０を管路１９に設置したことにおいて異なり、その他は前記実施の形態１と同じである。なお、乾燥度判定部１０を管路１９に設置するにしても、その設置個所は、ガス乾燥部本体５のガス出口に近接し過ぎていると、ガス乾燥部本体５内の第一乾燥剤の再活性処理時の高温の影響を受けるので、前記の高温の程度を考慮して、ガス乾燥部本体５の乾燥気体の出口から或る程度離隔した位置、
例えば三方弁９に近い位置とすることが好ましい。
【００１７】
乾燥度判定部１０とガス乾燥部本体５のガス出口との間の必要な離隔距離は、第一乾燥剤の再活性処理時における管路１９の温度分布を考慮して決定すればよい。なお前記したように、ガス乾燥部２は風通しの良い金網で囲まれていて、乾燥部本体５の外壁は大気と接触して左程高温度とならないので、多くの場合、乾燥度判定部１０は乾燥部本体５のガス出口から数ｍ程度離れた位置でよい。なお、乾燥度判定部１０を、三方弁９とガス乾燥器本体５との間に設置することにより、再活性中に乾燥度判定部１０内の第二乾燥剤の色変化を確認しながら第一乾燥剤の再活性処理を行うことが可能となる。
【００１８】
実施の形態３．
以下、本発明の実施形態３を図３に基づいて説明する。実施の形態３は、前記実施の形態２とは、管路１９上の乾燥度判定部１０とガス乾燥器本体５との間にヒートシンク１６を取り付けたことにおいて異なり、その他は同じである。ヒートシンク１６を取り付けてそれによる管路１９の冷却機能により、乾燥度判定部１０とガス乾燥器本体５との離隔距離を短縮できて、管路１９の全長を短くすることができる。また、ヒートシンク１６にブロワ４の風を当てることによりヒートシンク１６の冷却効果を一層高めることが可能となって、これにより乾燥度判定部１０内の第一乾燥剤の交換回数を減少させることも可能となる。
【００１９】
実施の形態４．
以下、本発明の実施形態４を図４に基づいて説明する。図４において、乾燥度判定部１０は、ガス乾燥部本体５内で冷却水を流す冷却用配管１７を介して第一乾燥剤収容籠６の外壁に近接するように設置されている。実施の形態４では、乾燥度判定部１０は、第一乾燥剤収容籠６の外壁に近接していると言えども乾燥部本体５内であるが、冷却用配管１７により冷却されるので、ガス乾燥部本体５内が第一乾燥剤の再生時に高温度となっても低温度に保持され、かくして第一乾燥剤の交換回数を減少させることが可能である。
【００２０】
実施の形態５．
以下、本発明の実施形態５を図５に基づいて説明する。実施の形態５では、乾燥度判定部１０は、ガス乾燥部本体５の内部、例えば図５に示すようにガス乾燥部本体５の内壁に接触して、且つガス乾燥部本体５から外に取り出しが容易なように設置され、また乾燥度判定部１０の取り出し口の蓋には、第二乾燥剤の色変化が観察できるように耐熱強化ガラス窓を設け、内部が見られるようなっている。かくすると、乾燥度判定部１０が第一乾燥剤を収容した第一乾燥剤収容籠６に近接した位置に存在するので、第二乾燥剤の色変化から一層正確に第一乾燥剤収容籠６内の第一乾燥剤の活性度の低下の程度を知ることができる。実施の形態５では、第一乾燥剤の再活性時には、乾燥度判定部１０はガス乾燥部本体５から取り出して適当な低温で乾燥した個所に暫し保存される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、特に水素ガスを封入した発電機の回転部分が存在する内部空間における高湿化とりわけ結露を防ぐことに利用される可能性が高い。
【符号の説明】
【００２２】
１  配管、２  ガス乾燥部、３  三方弁、３１  レバー、４  再活性用ブロワ、５  ガス乾燥部本体、６  第一乾燥剤収容籠、７  のぞき窓、８  ヒータ、９  三方弁、９１  レバー、１０  乾燥度判定部、１１  配管、１２  ドレン弁、１３  屋外排出管、１４  接続弁、１５  接続弁、１６  ヒートシンク、１７  冷却用配管、２０  管路、２１  管路、３０  連結部材。
【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１】
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