(57)【要約】      （修正有）【課題】乾燥機効率の高い圧縮ガス用乾燥機、圧縮機設備、及びガスを乾燥させる方法を提供する。【解決手段】圧縮ガス乾燥機は、乾燥剤（５）と、乾燥ゾーン（７）及び再生ゾーン（８）を有する容器（２）と、ドラム（３）の回転方向（Ｒ）で見ると、再生ゾーン（８）と乾燥ゾーン（７）との間に位置し、別個の入口と、再生ゾーン（８）の出口と共通の又はこれに接続される出口を備える少なくとも１つの中間ゾーン（９）と、乾燥ゾーン（７）の出口から分岐して中間ゾーン（９）の別個の入口に接続する取出し管と、乾燥ゾーン（７）から取出し管を通って中間ゾーン（９）に至る中間流を実現する手段と、を備え、乾燥機は、供給されたガスが乾燥ゾーン（７）を通って流れる前に再生ゾーン（８）を通るように構成され、上記手段は、取出し管において、１又は２以上の送風機だけで形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される圧縮ガスのための乾燥機であって、
内部に乾燥ゾーン（７）及び再生ゾーン（８）を有する容器（２）と、
乾燥されるガスの供給のための入口でもある前記再生ゾーン（８）の入口（１３）、及び前記再生ゾーン（８）の出口（１５）と、
前記乾燥ゾーン（７）の入口（１６）、及び乾燥圧縮ガスを下流側消費者ネットワーク（２１）に向けて取り出すことができる前記乾燥機の前記出口でもある前記乾燥ゾーン（７）の出口（１９）と、
内部に再生可能な乾燥剤（５）を有する前記容器（２）内の回転可能なドラム（３）と、
前記乾燥剤（５）が前記乾燥ゾーン（７）及び前記再生ゾーン（８）を通って連続して移動するように、前記ドラム（３）を回転させる駆動手段（６）と、
前記再生ゾーン（８）の前記出口（１５）を前記乾燥ゾーン（７）の前記入口（１６）に接続する接続管（１４）と、
前記接続管（１４）に組み込まれた冷却器（１７）及び凝縮液分離器（１８）と、
前記ドラム（３）の回転方向（Ｒ）で見ると、前記再生ゾーン（８）と前記乾燥ゾーン（７）との間に位置し、別個の入口（２４）と、前記再生ゾーン（８）の前記出口（１５）と共通の又はこれに接続される出口とを備える少なくとも１つの中間ゾーン（９）と、  前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）から分岐し、前記中間ゾーン（９）の前記別個の入口（２４）に接続する取出し管（２２）と、
前記乾燥ゾーン（７）から前記取出し管（２２）を通って前記中間ゾーン（９）に至る中間流を実現する手段と、を備え、
前記乾燥機は、前記乾燥機に供給される乾燥されることになるガス流れ全体が前記乾燥ゾーン（７）を通って流れる前に、最初に前記再生ゾーン（８）を通って案内されるように構成され、
前記手段は、前記取出し管（２２）に設けられた１又は２以上の送風機（２５）だけで形成され、前記接続管（１４）には送風機は設けられておれず、
前記送風機（２５）は、制御可能な駆動装置（２６）を備え、前記制御可能な駆動装置（２６）は、制御システム（２７）に接続され、前記制御システム（２７）には、一方では前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）と他方では前記再生ゾーン（８）の前記入口（１３）との間の圧力差を測定するための１又は２以上のセンサ（２８）が接続され、前記制御システム（２７）は、前記圧力差に基づいて、前記駆動装置（２６）の速度を変えるアルゴリズムを備えることを特徴とする、乾燥機。
【請求項２】
前記ドラム（３）の回転方向（Ｒ）で見ると、前記中間ゾーン（９）は、前記乾燥ゾーン（７）の開始部（７’）にある、換言すると、前記乾燥ゾーン（７）に入るために、前記乾燥剤（５）が前記ドラム（３）の回転中に前記再生ゾーン（８）を離れる前記乾燥ゾーンの側面にある、請求項１に記載の乾燥機。
【請求項３】
前記ドラム（３）の回転方向（Ｒ）で見ると、前記中間ゾーン（９）は、前記乾燥ゾーン（７）の終了部（７”）にある、請求項１又は２に記載の乾燥機。
【請求項４】
関連の前記中間ゾーン（９）の前記入口（２４）に至る関連の前記取出し管（２２）における発熱体（２３）によって、少なくとも１つの中間ゾーン（９）に至る前記取り出された中間流の加熱を可能にする手段を備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載の乾燥機。
【請求項５】
−中間ガス流を伴う前記再生ゾーン（８）の前記終了部（８”）における中間冷却ゾーン（９ｂ）であって、前記中間ガス流が、前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）から取り出され、加熱されることなく、関連の前記中間冷却ゾーン（９ｂ）の入口（２４ｂ）に前記送風機（２５）によって案内される、中間冷却ゾーン（９ｂ）、
−中間ガス流を伴う前記再生ゾーン（８）の前記終了部（８”）における中間再生ゾーン（９ａ）であって、前記中間ガス流が、前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）から取り出され、加熱された後で、関連の前記中間冷却ゾーン（９ｂ）の入口（２４ａ）に前記送風機（２５）によって案内される、中間再生ゾーン（９ａ）、
−中間ガス流を伴う前記再生ゾーン（８）の開始部（８’）における中間冷却ゾーン（９ｂ）であって、前記中間ガス流が、前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）から取り出され、加熱されることなく、関連の前記中間冷却ゾーン（９ｂ）の前記入口（２４ｂ）に前記送風機（２５）によって案内される、中間冷却ゾーン（９ｂ）、
−中間ガス流を伴う前記再生ゾーン（８）の前記開始（８’）での中間再生ゾーン（９）であって、前記中間ガス流が、前記乾燥ゾーン（７）の前記出口（１９）から取り出され、加熱された後で、関連の前記中間冷却ゾーン（９ａ）の前記入口（２４ａ）に前記送風機（２５）によって案内される、中間再生ゾーン（９ａ）、
のうちの１又は２以上の中間ゾーン（９）で構成される、請求項１乃至４の何れか１項に記載の乾燥機。
【請求項６】
前記再生ゾーン（８）の前記開始部（８’）又は前記終了部（８”）に中間冷却ゾーン（９ｂ）及び中間再生ゾーン（９ａ）の両方が存在する場合、前記中間冷却ゾーン（９ｂ
）は、前記乾燥ゾーン（７）に隣接する、請求項５に記載の乾燥機。
【請求項７】
全ての中間ゾーン（９）に対して１つの送風機（２５）だけが存在する、請求項５又は６に記載の乾燥機。
【請求項８】
複数の中間ゾーン（９）に対して、前記送風機（２５）からの前記ガス流を分配する手段が存在する、請求項７に記載の乾燥機。
【請求項９】
前記手段は、前記中間ゾーン（９）に至る前記取出し管（２２）において、調節可能な又は制御可能な又は他の１又は２以上の狭窄部によって形成される、請求項８に記載の乾燥機。
【請求項１０】
前記乾燥機は、制限手段（３２）を備え、前記制限手段（３２）は、例えば、前記接続管（１４）に設けられた逆止弁の形態で又は制御可能な遮断弁の形態で、ガスが前記接続管（１４）を通って前記乾燥ゾーン（７）から前記再生ゾーン（８）へ流れるのを防止する、請求項１乃至９の何れか１項に記載の乾燥機。
【請求項１１】
前記発熱体（２３）は調節可能とされる、請求項４乃至１０の何れか１項に記載の乾燥機。
【請求項１２】
前記発熱体（２３）は、前記発熱体（２３）の温度を測定する温度センサを備える、請求項１１に記載の乾燥機。
【請求項１３】
前記温度センサは、制御ユニットに接続される、請求項１２に記載の乾燥機。
【請求項１４】
前記乾燥機は、ベンチュリエジェクタを備えていない、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮ガス用の乾燥機、圧縮機設備、及びガスを乾燥させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮ガス用の乾燥機は公知であり、これらの乾燥機は、内部に乾燥ゾーン及び再生ゾーン、必要であれば冷却ゾーンを有する容器と、圧縮ガスを供給するための乾燥ゾーンへの入口及び乾燥ガスの除去のための乾燥ゾーンからの出口と、高温再生ガスを供給するための再生ゾーンへの入口及び再生ゾーンからの出口と、内部に再生可能な乾燥剤を有する容器内の回転ドラムと、乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを通って連続して移動されるようにドラムを回転させるための駆動手段とを備え、再生ゾーン及び任意の冷却ゾーンの出口は、冷却器及び凝縮液分離器をその中に有する接続管によって乾燥ゾーンの入口に接続され、作動時、これらの乾燥機は、再生ゾーンの出口を通って再生ゾーンから出るガス流量が、その後、乾燥させるために入口を通って乾燥ゾーンに案内されるガス流量に等しいか又は実際的に等しいように構成される。
【０００３】
欧州特許第２．３３２．６３１号明細書には、再生ゾーンから出る再生ガスの流量が乾燥ゾーンに案内される乾燥させるガスの流量に一致する乾燥機の一例が説明されている。高温圧縮ガスは、最初に再生ゾーンを通って案内され、ここでは、高温圧縮ガスは再生ガスとして作用し、乾燥剤を再生するために水分をこの乾燥剤から吸収する。欧州特許第２．３３２．６３１号明細書に説明されている実施形態において、環境空気は、例えば空気圧縮機によって圧縮され、圧縮時、この空気は圧力上昇を受けるだけでなく温度も上昇するので、この空気の相対湿度が低下し、この空気は乾燥剤から水分を吸収することができる。再生圧縮ガスの圧縮熱を利用する乾燥機は、「圧縮熱」乾燥機又はＨＯＣ乾燥機として業界で知られている。
【０００４】
高温再生ガスは、再生ゾーン内を通った後、より高い相対湿度を呈する。次に、再生ゾーンから出た湿潤ガスは、接続管の冷却器を通って案内され、このガスの温度が圧力露点よりも低下してガス内に存在する水分の凝縮が発生する。次に、ここで形成された液滴は凝縮液分離器によって除去され、この時点で冷却された圧縮ガスは、１００％飽和状態であり、全て乾燥ゾーンの入口に案内されて乾燥ゾーンを通過し、乾燥剤は、この圧縮ガスから水分を収着（吸着及び／又は吸収）によって抽出する。
【０００５】
乾燥ゾーンから出る乾燥ガスは、空気コンベヤ、空圧駆動式工具の駆動装置などの全てのタイプの目的のために、乾燥機の下流側に設けられた圧縮空気ネットワークで使用することができる。
【０００６】
前記の欧州特許第２．３３２．６３１号明細書のタイプの乾燥機の特徴は、圧縮機から生じる圧縮ガス流の全体又は実質的に全体が、最初に再生ゾーンを通って案内され、その後、全て乾燥ゾーンを通って案内される。このような再生ゾーン及び乾燥ゾーンを通るガスの全流量を利用する乾燥機は、全流量式乾燥機とも呼ばれている。
【０００７】
再生ゾーンの出口と乾燥ゾーンの入口との間の接続管には、乾燥ゾーンの出口での圧力が再生ゾーンの入口での圧力よりも高いことを保証するために、ガス流の圧力を上昇させる送風機があり、これは、圧縮機からの湿潤ガスが、乾燥ゾーンの出口に漏れるのを防止するが、乾燥ガスと混合する可能性があり、乾燥機の出力部を通って消費者ネットワークに向かって下流側に流れるガスは、それほど乾燥しない可能性がある。
【０００８】
また、欧州特許第２．３３２．６３１号明細書には変形例が説明されており、再生ゾーンと、ドラムの回転方向で再生ゾーンに続く乾燥ゾーンとの間に中間冷却ゾーンが設けられており、これによって、低温乾燥空気が、乾燥機の出口で取り出され、冷却ゾーンを通って再生ゾーンの出口に案内される。
【０００９】
他の構成において、例えば、国際公開第２０００／７４８１９号に説明されているように、圧縮機から出る高温圧縮ガスの大半は、最初に最終冷却器を通って案内され、その後、乾燥ゾーンに移送される。高温圧縮ガスの一部だけが、圧縮機の下流側かつ最終冷却器の上流側で取り出されて、乾燥剤の再生のために再生ゾーンに移送される。従って、国際公開第２０００／７４８１９号で説明されるような乾燥機は、圧縮乾燥機の本質部であるが、高温圧縮ガスの全流量が再生ガスとして使用されないので全流量の原理に従って作動するものではない。
【００１０】
国際公開第２０１１／０１７７８２号には、上記の全流量式の原理に従って作動しない圧縮乾燥機の本質部が説明されている。国際公開第２０１１／０１７７８２号に説明されている乾燥機では、再生ゾーンは２つのサブゾーン、すなわち第１の再生流が移送される第１のサブゾーン及び第２の再生流が移送される中間ゾーンである第２のサブゾーンを備え、乾燥機は、第２の再生流の相対湿度が第１のサブゾーンを通って案内される第１の再生流の相対湿度よりも低いように構成される特別な特徴を呈する。第２のサブゾーンは、好ましくは再生ゾーンの終了部にある。このように、従来の方法よりも多くの水分を乾燥剤から吸収することができ、乾燥ゾーンにおいて、乾燥させることになるガスからより多くの水分を乾燥剤で吸収することができる。
【００１１】
国際公開第２０１１／０１７７８２号によるこのような乾燥機によって、特定の環境において、例えば、乾燥させるガスを乾燥機に供給する圧縮機を始動した場合、乾燥ゾーンの圧力がまだ十分に高くなっていないので第２の再生流量の所望の流量を実現できないことが起こる可能性がある。場合によっては、ガスは、再生ゾーンから何らかの漏れによって又はまさに取出し管を通って乾燥ゾーンの出口に一時的に進む可能性があり、結果的に、望ましくない露点ピークとなる可能性がある。本発明は、このような状況を可能な限り回避することを目的とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許第２．３３２．６３１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０００／７４８１９号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１１／１７７８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決する圧縮ガス用の乾燥機、圧縮機設備、及びガスを乾燥させる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、供給された圧縮ガス中の固有の熱を最適に利用することによって、さらに乾燥剤の高度乾燥を得ることによって、エネルギー消費量及び乾燥機効率の両方に関して最適な性能をもたらし、乾燥機から出る圧縮ガスの相対湿度をできるだけ低くすることができるようになっている、改良された乾燥機に関する。さらに、本発明は、高い乾燥機効率を可能な限り多くの使用条件で保証すること、及びシステムの始動時での露点ピークを防止することを目的とする。
【００１５】
この目的のために、本発明は、供給される圧縮ガスのための乾燥機に関し、乾燥機は、内部に乾燥ゾーン及び再生ゾーンを有する容器と；乾燥されるガスの供給のための入口でもある再生ゾーンの入口、及び再生ゾーンの出口と；乾燥ゾーンの入口、及び乾燥圧縮ガスを下流側消費者ネットワークに向けて取り出すことができる乾燥機の出口でもある乾燥ゾーンの出口と；内部に再生可能な乾燥剤を有する容器内の回転可能なドラムと；乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを通って連続して移動するように、ドラムを回転させる駆動手段と；再生ゾーンの出口を乾燥ゾーンの入口に接続する接続管と；接続管に組み込まれた冷却器及び凝縮液分離器と；ドラムの回転方向で見ると、再生ゾーンと乾燥ゾーンとの間に位置し、別個の入口と、再生ゾーンの出口と共有されるか又はこれに接続される出口とを備える少なくとも１つの中間ゾーンと；乾燥ゾーンの出口から分岐し、中間ゾーンの別個の入口に接続する取出し管と；乾燥ゾーンから取出し管を通って中間ゾーンに至る中間流を実現する手段と、を備え、乾燥機は、該乾燥機に供給される乾燥されることになるガス流れ全体が乾燥ゾーンを通って流れる前に、最初に再生ゾーンを通って案内されるように構成され、前記手段は、取出し管の１又は２以上の送風機だけで形成される。
【００１６】
本明細書において、「送風機」は、圧縮機などの空気等のガス又はガス混合物の圧力を（能動的に）上昇させる装置を意味する。圧力上昇は、送風機の作動時に送風機の出口側の圧力が入口側の圧力よりも高いことを意味する。これに関連して、ベンチュリエジェクタは送風機とは見なさない。
【００１７】
本発明によれば、「接続管」及び「取出し管」は、様々な方法で構成することができ、これは、流れを、例えばパイプ構造の形態で又は一体化される等の他の導くための形態で導くことができる。
【００１８】
表現「前記手段は、取出し管の１又は２以上の送風機だけで形成される」は、送風機が、取出し管以外の場所には設けられておらず、送風機は、既存の乾燥機の場合とは異なり、接続管には設けられていないことを意味する。
【００１９】
高効率をさまざまな条件で保証する上記の目的を達成すると同時に、前記手段の特定の位置により、あまり強力でない送風機を必要とすることにつながり、この場合、送風機は、乾燥機を通って案内される全ガス流量のほんの一部だけの中間ガス流の圧力上昇だけを保証する必要があるので、この送風機は、既知の乾燥機よりも少ないエネルギーを消費することにもなる。また、送風機は、小型とすることができ、これは省スペースの観点か有用である。
【００２０】
中間ゾーン入口での圧力上昇に起因して、この中間ガス流は、さもなければ第１の再生ゾーンの入口に供給された湿潤空気と乾燥ゾーンの出口との間に発生する可能性がある漏れに対する、言わば壁を形成すること保証する。
【００２１】
ドラムの回転方向で見ると、中間ゾーンは、乾燥ゾーンの終了部にある、換言すると、乾燥ゾーンに入るために、乾燥剤がドラムの回転中に再生ゾーンを離れる乾燥ゾーンの側面にあることができる。
【００２２】
ドラムの回転方向で見ると、中間ゾーンは、再生ゾーンの開始部にあることもでき、又は、中間ゾーンは、この再生ゾーンの終了部及び開始部の両方に設けることができ、後者の場合、乾燥ゾーンは、可能性のある再生ゾーンからの非乾燥ガスの漏れに備えて両側に沿って遮蔽される。
【００２３】
取り出された乾燥冷却ガスが中間ゾーンの入力部に未処理で案内される場合、中間ガス流は、高温再生ゾーンと低温乾燥ゾーンとの間の中間温度バッファーとして作用し、乾燥剤が１つのゾーンから次のゾーンへの遷移において経験する温度ショックは、それほど極端ではなく、また、乾燥される供給ガスの温度、圧力、相対湿度、及び流量が変化した時の乾燥空気の露点ピーク変動を防ぐことができる。
【００２４】
好ましくは、関連の中間ゾーンの入口に至る関連の取出し管における発熱体によって、少なくとも１つの中間ゾーンに関して取り出された中間流を加熱する手段が設けられる。中間ガス流を加熱すると、結果的に、乾燥ゾーンの出口の冷却かつ乾燥されたガスは、中間ゾーン内の乾燥剤と接触する際により多くの水分を吸収することができる。
【００２５】
加熱された中間ガス流を伴うこのような中間ゾーンが乾燥ゾーンの開始部と再生ゾーンの終了部との間に存在する場合、完全な再生サイクルを既に通過した乾燥剤は、乾燥剤から水分の一部をさらに吸収することができるこの加熱された乾燥中間ガスと接触する。ひいては乾燥剤の「高度乾燥処理」と呼ばれる。従って、動作信頼性及び高い乾燥機効率を保証することができる。
【００２６】
本発明による乾燥機は、
−中間ガス流を伴う再生ゾーンの終了部における中間冷却ゾーンであって、中間ガス流が、乾燥ゾーンの出口から取り出され、加熱されることなく、関連の中間冷却ゾーンの入口に送風機によって案内される、中間冷却ゾーン、
−中間ガス流を伴う再生ゾーンの終了部における中間再生ゾーンであって、中間ガス流が、乾燥ゾーンの出口から取り出され、加熱された後で、関連の中間冷却ゾーンの入口に送風機によって案内される、中間再生ゾーン、
−中間ガス流を伴う再生ゾーンの開始部における中間冷却ゾーンであって、中間ガス流が、乾燥ゾーンの出口から取り出され、加熱されることなく、関連の中間冷却ゾーンの入口に送風機によって案内される、中間冷却ゾーン、
−中間ガス流を伴う再生ゾーンの開始での中間再生ゾーンであって、中間ガス流が、乾燥ゾーンの出口から取り出され、加熱された後で、関連の中間冷却ゾーンの入口に送風機によって案内される、中間再生ゾーン、
のうちの１又は２以上の中間ゾーンで構成することができる。
【００２７】
好ましくは、１つの単一の共有送風機だけが複数の又は全ての中間ゾーンに使用され、乾燥機のコスト及びサイズに有用である。
【００２８】
例えば、互いに離れた異なる中間ゾーンが存在する場合、中間ゾーンに至る取出し管において、調節可能又は制御可能などの、例えば、１又は２以上の狭窄部の形態の、送風機からのガス流をこれらの中間ゾーンにわたって分配するための手段を設けることができる。
【００２９】
特定の実施形態によれば、上記の送風機は、制御システムに接続される制御可能な駆動手段を備え、制御システムには、例えば、一方では乾燥ゾーンの出口と他方では再生ゾーンの入口との間の圧力差を測定するために１又は２以上のセンサが接続され、上記の制御システムは、上記の圧力差に基づいて上記の駆動手段の速度を制御するアルゴリズムを備えることができる。
【００３０】
このように、乾燥ゾーンの出口に入る湿潤ガスを全ての条件下で防止する能動的な連続制御を適用することができる。従って、乾燥機のさらに高い信頼性を実現することができる。
【００３１】
本発明の特別な特徴によれば、乾燥機は、ガスが接続管を通って乾燥ゾーンから再生ゾーンまで流れることができないようにする制限手段をさらに備える。１つの実施形態によれば、この制限手段は、逆止弁を備えることができ、逆止弁は上記の接続管に設けられ、再生ゾーンから乾燥ゾーンへのガス流のみを可能とし、その逆は不可とするように構成される。
【００３２】
このように、乾燥されるガスが供給されていないので乾燥機が動作していない場合でも、乾燥ゾーンは所定の時間にわたって少なくとも加圧状態に維持することができ、また、再び乾燥機が始動した場合に、上記の圧力差が存在するか又はこの圧力差に少なくともより迅速に到達できることを保証することができる。
【００３３】
上記の発熱体は、制御可能とすることもできる。このことは、発熱体の温度は、手動で又は制御ユニットによって、もしくは両方の方法で調整することができる制御手段を設けることによって調節可能にすることができることを意味する。必要であれば、発熱体は、発熱体の温度を測定する温度センサを備えることができ、この温度センサは制御ユニットに接続することができ、例えば、ＰＩＤ制御器を用いて、例えば、測定温度値をこのような設定値と比較した後に手動で又はこのような制御ユニットによって自動的に発熱体の温度を相応に調整することによって、温度設定値を狙うようになっている。
【００３４】
本発明は、圧縮されるガスのための入口を有する圧縮機と、圧縮ガスのための圧力管とを備える圧縮機設備に関し、圧縮機設備は、圧縮機によって供給された圧縮ガスの全流量を乾燥させる上述の乾燥機を備え、全流量は、乾燥ガスを乾燥ゾーンの出口での取出しポイントを通って消費者ネットワークへ供給するために、乾燥機を通って案内され、このために、圧力管は、乾燥機の再生ゾーンの入口に接続する。
【００３５】
このような圧縮機設備は、全流量の原理の適用によって、高い信頼性、乾燥剤の高度乾燥の最適化、及び省エネルギー対策という上述の利点を呈する。
【００３６】
本発明による圧縮機設備の一部を形成する乾燥機は、多くの方法で構成することができ、結果として得られる付随する利点と共に上述の好適な特徴を呈する場合もあれば、呈しない場合もある。
【００３７】
本発明による圧縮機設備の特定の実施形態において、取出し管は、上記の圧力管に接続されない。
【００３８】
本発明の特定の態様によれば、上記の送風機は、例えば、周波数制御されたモータの形態の制御可能な駆動装置を備える。
【００３９】
本発明の特定の態様によれば、乾燥されるガスの供給のための圧縮機は、例えば、周波数制御されたモータの形態の制御可能な駆動装置を備えることもできる。
【００４０】
圧縮機及び送風機の両方がこのような制御可能な駆動装置を備える場合、両方に関して共通の制御システムを設けることが好ましい。
【００４１】
上記の制御システムは、圧縮機が停止した場合に送風機を停止させるアルゴリズムを備えることができる。
【００４２】
適用可能な場合、ガスが接続管を通って乾燥ゾーンから再生ゾーンまで流れることができないようにする制限手段を設けることもできる。
【００４３】
特定の実施形態によれば、このような制限手段は、制御可能な遮断弁を備えることができ、制御可能な遮断弁は、この遮断弁の制御のために上記の制御システムなどに接続される。
【００４４】
本発明は、圧縮ガスを乾燥させる方法に関し、この方法は、
−圧縮機から生じる高温圧縮ガス流全体を、内部に乾燥ゾーンを有する容器を備える乾燥機の再生ゾーンと、再生ゾーンに加えて、内部に再生可能な乾燥剤を有する容器内の回転可能なドラムとを通して送るステップと、
−乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを通って連続して移動するようにドラムを回転させるステップと、
−再生ゾーンの通過後にガス流を冷却して、ガス流から凝縮液を分離するステップと、
−その後、関連のガス流を、消費者ネットワークへの供給に向けてガス流を乾燥させるために乾燥ゾーンを通って案内するステップと、
−乾燥ゾーンの出口で、乾燥ゾーンの出口を中間ゾーンの入口に接続する取出し管の１又は２以上の送風機によって取り出された乾燥ガスの中間ガス流を、乾燥ゾーンと再生ゾーンとの間に位置する中間ゾーンを通って導くステップと、
を含む。
【００４５】
乾燥ガスのための本発明による方法の好適な特徴は、乾燥ガスの取り出し部分が、中間ゾーンに案内される前にまず加熱されることからなり、この中間ゾーンは、乾燥剤の高度乾燥に使用できる。
【００４６】
本発明の特定の態様は、中間ゾーンのために乾燥ゾーンの出口から取り出されるガス流が、圧力上昇を被ることからなり、中間ゾーンの入口での圧力は、再生ゾーンの入口での圧力よりも高くなっている。
【００４７】
本発明の特徴を良好に示す目的で、本発明による乾燥機及び圧縮機設備の幾つかの好適な実施形態及び圧縮ガスを乾燥させるための本発明による方法を実行する幾つかの好適な方法は、非限定的かつ例示的に添付図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による乾燥機セクションの斜視図を概略的に示す。
【図２】本発明による圧縮機設備を概略的に示す。
【図３】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図４】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図５】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図６】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図７】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図８】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図９】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【図１０】図２による圧縮機設備の変形例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、圧縮ガス用の本発明による乾燥機のセクション１を示す。乾燥機のセクション１は、内部に軸Ｘ−Ｘ’の周りで回転可能なドラム３を有する容器２の形態のハウジングを備え、図１に概略的に示すように公知のように、流路４は、ドラムを貫通して本質的に軸方向に延びている。
【００５０】
ドラム３には、水分をガス流から吸収することを可能にする、詳細には、例えばシリカゲル、活性アルミナ、活性炭、又は、別の材料の形態の脱湿剤である乾燥剤５が充填される。
【００５１】
また、乾燥機は、ドラム３を矢印Ｒによって示される回転方向に回転させる、例えばモータの形態の駆動手段６を備える。
【００５２】
上記の駆動手段６は、容器２又はその一部によって完全に又は部分的に取り囲むことができるが取り囲まなくてもよい。このように、例えば、上記の容器２の下部フランジを貫通して延びることができる。駆動手段６は、ドラム３の回転速度を調節すること又は変更することなどを行うことができる。
【００５３】
容器２は、乾燥ゾーン７、再生ゾーン８、及び乾燥ゾーン７と再生ゾーン８との間に位置する中間ゾーン９を形成するように複数のセクタに分割される。
【００５４】
図１の実施例において、乾燥剤５は、ドラム３の駆動とともに矢印Ｒの方向に乾燥ゾーン７、再生ゾーン８及び中間ゾーン９を通って連続的に周期的に移動する。
【００５５】
それにより、乾燥剤５は、乾燥ゾーン７の終了部７”から再生ゾーンの開始部８’、次に再生ゾーン８の終了部８”から中間ゾーン９の開始部’、さらに中間ゾーン９の終了部９”から乾燥ゾーン７の開始部７’、さらには乾燥ゾーン７を通過した後に再度、再生ゾーン８に移動する。
【００５６】
図２は、本発明による圧縮機設備１０を概略的に示し、圧縮機設備１０は、上記のセクション１に加えて、圧縮機１２の出口と再生ゾーン８の入口１３との間の接続部を形成する圧力管１１を備え、この入口１３は乾燥機の入口でもある。また、圧縮機１２は、圧縮機設備１０の一部を形成する。
【００５７】
上記の圧縮機１２は、種々の形式とすることができ、例えば、多段機械などとして構成することができるスクリュー圧縮機、歯車圧縮機、又はスクロール圧縮機とすることができ、多段機械の場合、それぞれの圧力段の間に中間冷却器を備えることが明らかである。
【００５８】
本発明の好適な態様によれば、上記の圧力管１１にはタップオフ（ｔａｐ−ｏｆｆ）が接続されておらず、作動時、圧縮機１２から生じる高温圧縮ガスの全流量は、入口１３を通って再生ゾーン８に案内される。
【００５９】
さらに、再生に使用するガス流のために接続管１４が設けられており、この接続管１４は、再生ゾーン８及び中間ゾーン９の共通の出口１５を乾燥ゾーン７の入口１６に接続する。この接続管１４には冷却器１７及び凝縮液分離器１８があり、この凝縮液分離器１８は、冷却器１７などと一体化することができる。
【００６０】
乾燥ゾーン７の出口１９において、一方では、取出しポイント２０が設けられ、これは、乾燥機の出口を形成し、これを通して乾燥ガスを消費者ネットワーク２１に取り出してさらに使用することができ、他方では、取出し管２２は設けられ、これは、乾燥ガスの一部を、該当する取出し管２２に設けることができる発熱体２３を通して送り、その後、取り出されたこのガスの一部を中間ガス流として中間ゾーン９を通して案内する。発熱体２３の存在は、本発明には好ましいが、必須ではない。
【００６１】
本発明の特定の態様によれば、乾燥機は、乾燥ゾーン７の出口１９から中間ゾーン９の入口２４に至る第２の再生流を実現する手段を備え、これらの手段は、駆動装置２６を有する送風機２５を備える。
【００６２】
図２による圧縮機設備１０の動作は非常に単純であり、以下の通りである。
【００６３】
図２には流れの方向が表示されている。矢印Ａは、乾燥機の乾燥ゾーン７を通る流れの流れ方向を示す。図示の実施例において、再生ゾーン８及び中間ゾーン９を通る他のガス流の流れ方向は、矢印Ｂ及びＣによって示すように乾燥ゾーン７を通る流れの流れ方向Ａと反対方向である。
【００６４】
この場合、圧縮機１２から生じる乾燥される高温圧縮ガスは、最初に「全流量」の形態で再生ゾーン８内の乾燥剤５を通って出口１５に流れる。これによって、このガスは、水分を乾燥剤５から吸収する再生流として作用し、この第１の再生流に存在する圧縮熱を利用する。
【００６５】
圧縮機１２から生じる乾燥される圧縮ガス中の熱は、圧縮機１２を用いて乾燥されるガスの圧縮時に生成される。これは、結果的に「圧縮熱」である。
【００６６】
本発明の特定の特徴によれば、再生ゾーン８を通る乾燥剤５の移動の終了時に、この取り出された乾燥ガスの相対湿度を低減するために、最初に取出し管２２の発熱体２３によって加熱された後に、乾燥剤５を取出し管２２により乾燥ゾーン７の出口１９から取り出される乾燥ガスと接触させることによって、この乾燥剤５は、中間ゾーン９においてさらに乾燥される。
【００６７】
このように、非常に低い相対湿度を有する高温乾燥ガスを利用することで、乾燥剤５が中間ゾーン９でさらに乾燥されることによって、乾燥剤５の含水率を実質的に低減することができることが明らかである。
【００６８】
従って、この場合、中間ゾーンは、乾燥剤５がさらに乾燥される追加的な再生ゾーンの役割を果たし、これは乾燥剤５の高度乾燥とも呼ばれる。
【００６９】
ドラム３がさらに回転するにつれて、乾燥剤５が乾燥ゾーン７に到達するまで、より多くの水分が乾燥剤５から抽出され、吸着水分が取り除かれ、従って、再生された乾燥剤５は、乾燥ゾーン７における乾燥に使用することができる。
【００７０】
再生ゾーン８の出口を通って接続管１４に入るガスは、冷却器１７によって冷却される。ここで形成された凝縮液は、凝縮液分離器１８によって除去される。次に、この１００％飽和状態のガスは、乾燥ゾーン７を通って移送され、乾燥剤５によって乾燥される。このように乾燥されたガスは、取出しポイント２０を通して下流側に配置された消費者ネットワーク２１に取り出すことができる。
【００７１】
上述の方法において、乾燥剤５は、連続した又は不連続の回転運動でもって、乾燥ゾーン７を、次に第１の再生ゾーン８及び第２の再生ゾーン９を交互に通って案内される。
【００７２】
取出し管２２の送風機２５により、動作信頼性及び乾燥機効率が高くなるだけでなく、この送風機２５は、中間ゾーン９の入口２４での圧力を再生ゾーン８の入口１３よりも高く維持するのを保証し、中間ゾーン９は、言ってみれば、再生ゾーン８の入口１３から乾燥ゾーン７の出口１９の乾燥ガスまで湿潤ガスの何らかの望ましくない漏れの発生に対する障壁を形成するので、乾燥ガス流の汚染の発生が制限される。
【００７３】
乾燥ゾーンの出口１９で取り出されたガス流量が乾燥機を通って案内される圧縮機１２からの全ガス流量のほんの一部であるので、送風機は、限られた容量をもつことができる。
【００７４】
共通出口１５は、一緒に冷却器１７に接続される２つの出口に分けられることは明らかである。
【００７５】
図３は、図２の実施形態とは異なる本発明による圧縮機設備１０の変形例としての実施形態を示し、図２の取り出された乾燥及び加熱されたガスが案内される中間ゾーン９ａに加えて、第２の中間ゾーン９ｂが、第１の中間ゾーン９ａと乾燥ゾーン７との間に設けられ、この第２の中間ゾーン９ｂは、別個の入口２４ｂを有し、中間ゾーン９ａ及び再生ゾーン８と一緒に共通出口１５に至る。
【００７６】
図示の実施例において、この第２の中間ゾーンを通って案内されるガスは、送風機２５の後で取り出され、取出し管２２ｂを通して入口２４ｂに戻される。
【００７７】
この場合、このガスは、冷却器１７での冷却に照らして、同様に低温ガスである乾燥ガスに関係する。
【００７８】
このように、高温の乾燥剤５は、第１の中間ゾーン９ａを出る際に、乾燥ゾーン７内の主流と接触する前に冷却される。従って、第１の中間ゾーン９ａは、説明した通り再生ゾーンとして作用するが、第２の中間ゾーン９ｂは、冷却ゾーンとして作用する。
【００７９】
高温の乾燥剤５は水分を吸着することができないので、つまり湿潤ガスが乾燥機を通って漏れる可能性があるので、このような冷却ゾーンは、乾燥の最適化につながる。従って、これは、冷却ゾーンとして配置された第２の中間ゾーン９ｂを使用することによって防止される。
【００８０】
図３の実施形態において、送風機２５の駆動装置２６は、例えば、周波数制御されたモータの形態で制御可能にされ、この駆動装置２６は、制御システム２７（コントローラ）に接続され、制御システム２７には、一方では乾燥ゾーン７の出口１９と他方では再生ゾーン８の入口１３との間の圧力差を測定する１又は２以上のセンサ２８が接続され、上記の制御システム２７は、上記の圧力差に基づいて上記の駆動装置２６の速度を変えるアルゴリズムを備える。
【００８１】
また、この実施例において、この場合、必須ではないが、圧縮機１２は、制御可能な駆動装置２９を備え、その制御のために上記の制御システム２７に接続される。
【００８２】
これは、例えば、圧縮機１２が停止した場合に送風機２５を停止させる可能性を提供する。
【００８３】
図３に示すような実施形態では、中間ゾーン９ａ及び９ｂを通る流れを制御することができ、これらの流れは、乾燥ゾーン７の出口１９での圧力に対して僅かに高い圧力に常に維持することができる。
【００８４】
中間ゾーン９ａ及び９ｂの両方に対して１つの単一の共通の送風機２５を設ける代わりに、各取出し管に別個の送風機を設けることができ、これによって、これらのゾーンに至る流量を別々に制御することができる。
【００８５】
代替的に、取出し管２２ａ及び２２ｂには、流量調整又は制御のために制御システム２７によって調節可能又は制御可能な、制限手段又は他の流量制御装置を設けることが可能である。
【００８６】
図４は、本発明による圧縮機設備１０の別の実施形態を示し、この場合、図３の実施形態に対して、冷却ゾーンとして作用する第２の中間ゾーン９ｂは、再生ゾーン８の終了部８”の代わりに再生ゾーン８の開始部８’に移動されるので、この場合、乾燥ゾーン７及び再生ゾーン８の両方は、乾燥ゾーンの出口１９での圧力に対して高い圧力で中間ゾーン９ａ及び９ｂによって互いに分離される。
【００８７】
従って、これは、湿潤ガスが、再生ゾーン８の入口１３から乾燥ゾーン７の出口１９での乾燥ガスに漏れ得ることを防止する（乾燥ゾーンの開始部７’及び終了部７”の両方において）。
【００８８】
図５は、図４の圧縮機設備１０とは異なる本発明による圧縮機装置１０の別の変形例を示し、相違点として、この場合、両方の中間ゾーン９は、乾燥ゾーン７の出口１９から取り出された乾燥ガスが供給され、送風機２５での昇圧後、乾燥ガスは、発熱体２３で加熱され、その際、両方とも、再生機能を有する中間ゾーン９ａとしての役割を果たす。
【００８９】
図６は、別の変形例を示し、この場合、図３の実施形態に対して、第３の中間ゾーン９が、乾燥ゾーン７の終了部７”と再生ゾーン８の開始部８’との間で挿入され、この第３の中間ゾーンは、追加的な冷却ゾーン９ｂとして作用し、これは、送風機２５の下流側かつ発熱体２３上流側において取出し管２２ｂから取り出される乾燥及び冷却されたガスが供給され、２つの中間ゾーン９ｂは、取出し管２２ｂによって並列に供給される。
【００９０】
図７には、別の可能性のある変形例が示されており、この場合、乾燥ゾーン７の終了部７”と再生ゾーン８の開始部８’との間の第３の中間ゾーン９には、乾燥ゾーン７の出口１９から取り出されて送風機２５によって圧力が増大された、乾燥加熱空気が供給され、このゾーン９は、同様に再生ゾーン９ａとして作用する。
【００９１】
図示しない変形例によれば、第４の中間ゾーン９を挿入することは排除されず、乾燥ゾーン７及び再生ゾーン８は、その都度、それぞれ２つの中間ゾーン９ａ及び９ｂによって（再生機能を有する中間ゾーン９ａ及び冷却機能を有する中間ゾーン９ｂによって）、これらのゾーンの開始部及び終了部の両方で相互に分離されるようになっており、好ましくは、再生機能を有する中間ゾーン９ａは再生ゾーン８に接し、中間ゾーン９ｂは乾燥ゾーン７に隣接する。
【００９２】
図８から１０において、図２の圧縮機設備の拡張として描かれているが、図３から７の圧縮機設備にも同様に適用する幾つかの特徴部が記載される。
【００９３】
図８は、別の実施形態を示し、この場合、取出し管２２内の取り出されたガスを加熱するために、中間冷却器３０が使用され、中間冷却器３０は、圧縮機の２つの圧力段１２ａ及び１２ｂの間で互いの直後に設けられる。妥当な場合、この中間冷却器３０は、例えば、破線によって示すように別個の電気発熱体２３の形態で、取出し管２２の追加的な加熱で補うことができる。
【００９４】
この実施例において、凝縮液分離器１８が、中間冷却器３０と圧縮機の第２の圧力段１２ｂとの間に設けられる。
【００９５】
このような実施形態の動作は、実際的には図２の動作に類似している。ここでも、送風機１９は、再生流を依然として保証するが、さらに、再生ゾーン８の入口１３から乾燥ゾーン７の出口１９への望ましくない漏洩を防止するのを保証する。
【００９６】
この実施形態の最も重要な追加的な利点は、第１の圧力段１２ａの後で圧縮熱が回収されるので、発熱体２３に供給されるエネルギーが少なくなる点である。
【００９７】
必要であれば、圧縮ガスの十分な中間冷却を常に実現するために、圧力段１２ａと１２ｂと間に追加の小型冷却器を設けることができる。
【００９８】
図９に示す実施例において、圧縮機１２及び送風機２５は、例えば、伝達装置３１などを介して関連の圧縮機１２及び送風機２５を駆動する１つ電動機の形態の、単一の駆動装置２６を備える。
【００９９】
この実施例において、ガスが乾燥ゾーンから接続管１４を通って再生ゾーン９まで流れるのを防止する制限手段３２が、接続管１４に設けられる。１つ好適な実施形態において、上記の制限手段３２は、この接続管１４に設けられる逆止弁を備える。
【０１００】
この実施形態の動作は、上述の実施形態の動作と同じである。この実施形態の興味深い点は、１つの駆動装置だけを備える必要があることであり、生産、購入、及び保守の経費を削減することができ、さらに制御を簡素化することができる。
【０１０１】
本発明による方法において、中間ゾーン９を通って送られるガスは、必ずしも乾燥機自体から発生せず、乾燥ガスの外部供給源に由来することもできる。外部供給源は、「圧力スイング」、「真空スイング」、及び／又は冷却乾燥原理などの種々の露点抑制方法に従う、空気、他のガス、又は混合物を含むことができる。
【０１０２】
図１０は、本発明による圧縮機設備１０の別の実施形態を示し、この場合、上記の制限手段３２は、制御システム２７に接続される制御可能な遮断弁の形態で構成される。この実施例において、乾燥ゾーン７の出口及び再生ゾーン８の入口がセンサ２８を備えるだけでなくて、このようなセンサ２８は、例えば、中間ゾーン９の圧力センサの形態で入口にて設けられ、圧力センサは同様に上記の制御システム２７に接続される。
【０１０３】
３つのセンサ２８を利用することによって、乾燥機内の異なるゾーンの間の最適な圧力バランスが、これに応答することで、例えば、送風機２５の速度を制御することで維持される。このようにして、ゾーン７、８、及び９の間の望ましくない漏れ損失を合わせて防止すること、又は、漏れが乾燥機の効率に対する影響を最小にする方向にのみ発生することを保証することができる。
【０１０４】
特定の態様によれば、取出し管１４には送風機又は他の圧力増大手段が設けられていない。
【０１０５】
本発明の別の特定の態様によれば、乾燥機はベンチュリエジェクタを備えない。
【０１０６】
本発明は、一例として説明されかつ図面に示す実施形態に限定されないが、本発明による乾燥機及び圧縮機設備、及び本発明による圧縮ガスを乾燥させるための方法は、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの形態及び寸法でかつ異なる方法で実現することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  乾燥機セクション
２  容器
３  ドラム
４  流路
５  乾燥剤
６  駆動手段
７  乾燥ゾーン
７’  開始部
７”  終了部
８  再生ゾーン
８’  開始部
８”  終了部
９  中間ゾーン
９’  開始部
９”  終了部
【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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