(57)【要約】  本発明は圧縮空気配管ラインを流れる圧縮空気に含まれた水分と油分及び異物を除去する圧縮空気乾燥装置に関し、圧縮空気に含まれた水分と油分及び異物を遠心力と重力を利用して分離することによって、きれいで乾燥された圧縮空気を得ることができ、且つ分離された異物が案内管によって遮断されて、乾燥された圧縮空気に混入されなくなる、乾燥効率及び浄化効率が優れた圧縮空気乾燥装置に関する。【選択図】図２
2013502322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気が移動される配管ラインに設置され、旋回流を利用して圧縮空気を乾燥させる一つ以上の乾燥部（１０）と、前記乾燥部（１０）で分離された異物を排出するドレーン部（２０）とを含む圧縮空気乾燥装置において、
前記乾燥部（１０）は、
中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部（１２）が備えられた円筒状のチャンバー（１１）と、
前記チャンバー（１１）に偏心されるように連結形成されて、前記チャンバー（１１）に流入された圧縮空気がチャンバー（１１）の内部で渦流を形成するようにする流入口（１３）と、
下端部が前記凹入部（１２）に挿入されるように前記チャンバー（１１）の上端中央部に設置されて、乾燥された圧縮空気が排出されるようにする案内管（１４）と、
前記案内管（１４）の外周面との間に圧縮空気が流動する空気流通孔（１６ａ）が形成され、前記チャンバー（１１）の内壁の間に水分と油分を含む異物が排出される異物排出口（１６ｂ）が形成されるように前記チャンバー（１１）の底面に設置された遮蔽部材（１６）と、
前記案内管（１４）に連結されるように形成された排出口（１５）と、を含むことを特徴とする圧縮空気乾燥装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材（１６）は、前記空気流通孔（１６ａ）が形成される内周面で下向きに折曲された延長部（１６ｃ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
【請求項３】
前記案内管（１４）の下端より下に位置した前記ドレーン部（２０）に達するように前記遮蔽部材（１６）の延長部（１６ｃ）に設置された遮蔽管（１７）をさらに含み、
前記異物排出口（１６ｂ）に連結される排出孔（１６ｄ）が前記遮蔽部材（１６）と前記チャンバー（１１）の底面との間に形成されて、異物が前記排出孔（１６ｄ）を通じて前記遮蔽管（１７）と前記ドレーン部（２０）の内壁の間で流れるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮空気乾燥装置。
【請求項４】
前記乾燥部（１０）の上側に前記乾燥部（１０）で乾燥された圧縮空気を追加乾燥させ、同時に、その過程で発生した異物を前記乾燥部（１０）の下部に備えられたドレーン部（２０）で排出する２次乾燥部（３０）がさらに備えられ、
前記２次乾燥部（３０）は、中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部（３２）が備えられた円筒状の２次チャンバー（３１）と、前記２次チャンバー（３１）に偏心されるように連結形成されて、前記乾燥部（１０）の案内管（１４）と連通される２次流入口（３３）と、前記２次チャンバー（３１）の中央に下端部が前記凹入部（３２）に挿入されるように前記２次チャンバー（３１）の上端に設置され、前記乾燥部（１０）の排出口（１５）に連通される２次案内管（３４）と、前記２次チャンバー（３１）の端部下側に形成されて前記遮蔽部材（１６）の下側に備えられた異物排出口（１６ｂ）に連通するように形成された２次異物排出口（３５）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
【請求項５】
前記乾燥部（１０）及びその下側のドレーン部（２０）が複数備えられて並列に設置され、
一つの乾燥部の排出口（１５）が他の乾燥部の流入口（１３）に連結される方式に直列連結されて、多段乾燥が行われることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮空気配管ラインを流れる圧縮空気に含まれた水分と油分及び異物を除去する圧縮空気乾燥装置に関し、特に付加動力を消耗しないながらも圧縮空気の流入エネルギーによる遠心力を利用して凝縮水と油分及び異物を除去することができるようにした圧縮空気乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、圧縮空気を利用して作業を行うエアードライバーなどのエアー駆動装置は、圧縮機で生成された圧縮空気をエアー駆動装置に供給するための圧縮空気配管ラインを備えている。しかしながら、前記圧縮空気配管ラインに沿って流れる圧縮空気には圧縮機の作動過程で発生する凝縮水と油分及び異物が含まれている。即ち、圧縮機を利用して圧縮空気を作ると、空気中の水分が一緒に圧縮されて凝縮水が生成され、圧縮機の潤滑油の中の一部が油分として圧縮空気に含まれる。
【０００３】
このような凝縮水と油分及び異物はエアー駆動装置の作動過程で誤作動を誘発したり、エアー駆動装置の故障を引き起こすという点で必ず除去する必要がある。
【０００４】
このことから圧縮空気配管ラインに沿って流れる圧縮空気に含まれた凝縮水及び異物を除去するための方法が多様に研究されている。特に凝縮水を除去するための方法として、圧縮空気を冷却させて凝縮水を除去する方法、吸湿剤を利用して凝縮水を吸収して除去する方法、吸収フィルターを利用して凝縮水を除去する方法などが主に用いられている。
【０００５】
冷凍式圧縮空気乾燥装置は、前記圧縮空気を冷却させて凝縮水を除去する方法を適用したもので、冷凍機を利用して圧縮空気を冷却させることによって圧縮空気中の凝縮水を凍結させて除去する装置であり、価格が高価で、冷凍機の駆動のためにずっと電気を使うためメンテナンス費用がたくさん必要となるという短所がある。
【０００６】
また、吸収式圧縮空気乾燥装置は、シリカゲルなどの吸湿剤を利用して凝縮水を除去する装置であり、長期間使用の時、吸湿効率が低下されるので、水分を吸収した吸湿剤を継続して繰り返し加熱しなければならないためメンテナンス費用がたくさん必要となり、価格が高価であるという短所がある。
【０００７】
また、フィルター式圧縮空気乾燥装置は、吸収フィルターを利用して凝縮水及び異物を除去する装置であり、吸収フィルターの特性上、乾燥効率が高くなくてフィルターを頻繁に交換しなければならないという短所がある。
【０００８】
前述した従来の圧縮空気乾燥装置はそれぞれ長短所があるが、フィルター式圧縮空気乾燥装置を除いて、凝縮水のみ除去することができ、油分や異物は除去することができないため、これらを除去するための別途の工程が要求される。
【０００９】
そこで、本出願人は圧縮空気配管ラインから流入される圧縮空気の流入エネルギーを最大限の回転力に転換させることによって遠心力を利用して凝縮水と不純物などの異物を除去することができるようにした圧縮空気乾燥装置を２０−２００９−００００００号にて先出願した。
【００１０】
ところが、前記先出願は、図１に示すように、圧縮空気が流入される入口部から遠くなって遠心力が弱くなると、圧縮空気で分離されて本体の内壁に沿って沈降する異物の中の一部が圧縮空気の渦流に混入されて上昇気流に乗って乾燥された圧縮空気と一緒に排出される問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前述した従来の問題点を解決するために創出されたもので、動力を利用しないで圧縮空気に含まれた凝縮水と油分などの異物を除去する際に、遠心力によって分離された異物が乾燥された圧縮空気に混合されないようにすることによって、乾燥及び浄化効率を向上させることができるようにした圧縮空気乾燥装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達するための本発明の圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気が移動される配管ラインに設置され、旋回流を利用して圧縮空気を乾燥させる一つ以上の乾燥部と、前記乾燥部で分離された異物を排出するドレーン部とを含む圧縮空気乾燥装置において、前記乾燥部は、中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部が備えられた円筒状のチャンバーと、前記チャンバーに偏心されるように連結形成されて前記チャンバーに流入された圧縮空気がチャンバーの内部で渦流を形成するようにする流入口と、下端部が前記凹入部に挿入されるように前記チャンバーの上端中央部に設置されて乾燥された圧縮空気が排出されるようにする案内管と、前記案内管に連結されるように形成された排出口とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置は、前記案内管の外周面との間に圧縮空気が流動する空気流通孔が形成され、前記チャンバーの内壁の間に水分と油分を含む異物が排出される異物排出口が形成されるように前記チャンバーの底面に設置された遮蔽部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、前記遮蔽部材は、前記空気流通孔が形成される内周面で下向きに折曲された延長部を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、前記案内管の下端より下に位置した前記ドレーン部に至るように前記遮蔽部材の延長部に設置された遮蔽管をさらに含み、前記異物排出口に連結される排出孔が前記遮蔽部材と前記チャンバーの底面との間に形成されて、異物が前記排出孔を通じて前記遮蔽管と前記ドレーン部の内壁の間で流れるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、前記乾燥部の上側に前記乾燥部で乾燥された圧縮空気を追加的に乾燥させ、同時に、その過程で発生した異物を前記乾燥部の下部に備えられたドレーン部に排出する２次乾燥部がさらに備えられ、前記２次乾燥部は、中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部が備えられた円筒状の２次チャンバーと、前記２次チャンバーに偏心されるように連結形成されて、前記乾燥部の案内管と連通される２次流入口と、前記２次チャンバーの中央に下端部が前記凹入部に挿入されるように前記２次チャンバーの上端に設置され、前記乾燥部の排出口に連通される２次案内管と、前記２次チャンバーの端部下側に形成されて、前記遮蔽部材の下側に備えられた異物排出口に連通するように形成された２次異物排出口とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、前記乾燥部及びその下側のドレーン部が複数備えられて並列に設置され、一つの乾燥部の排出口が他の乾燥部の流入口に連結される方式で直列連結されて多段乾燥が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気が旋回しながら発生する遠心力によって水分などの異物が分離され、且つ分離された異物が案内管によって遮断されて乾燥された圧縮空気に混入されなくなるので乾燥効率及び浄化効率が向上するという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、チャンバーの下側部に遮蔽部材が形成されて、遮蔽部材の上側のみで圧縮空気が旋回するようにするので、遠心力が強化されて圧縮空気に含まれた異物の分離が円滑になるという効果を奏する。
【００２０】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、遮蔽部材の内周面に下向きに折曲された延長部が乾燥された圧縮空気を案内管の下部へ案内するので、圧縮空気の流動が円滑になるという効果を奏する。
【００２１】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、遮蔽部材の延長部に設置された遮蔽管によって異物が案内管側に流入されることが防止されて、乾燥効率及び浄化効率が向上されるという効果を奏する。
【００２２】
また、本発明の圧縮空気乾燥装置によれば、乾燥部の上側に２次乾燥部を設置するか、複数の乾燥部を並列に設置した後、これらを直列に連結することで、乾燥及び浄化工程を繰り返し実施して乾燥効率及び浄化効率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の圧縮空気乾燥装置が示された参考図である。
【図２】本発明による圧縮空気乾燥装置の構成図である。
【図３】図２の「Ａ」部詳細図である。
【図４】本発明の圧縮空気乾燥装置における空気の流れが示された図面である。
【図５】本発明の原理を説明するための参考図である。
【図６】本発明の圧縮空気乾燥装置の他の実施形態が示された構成図である。
【図７】本発明の圧縮空気乾燥装置の変形例が示された構成図である。
【図８】本発明の圧縮空気乾燥装置の変形例が示された構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付された図面を参照して本発明の圧縮空気乾燥装置を説明すれば次の通りである。
【００２５】
図２は本発明による圧縮空気乾燥装置の構成図であり、図３は図２の「Α」部の詳細図であり、図４は本発明の圧縮空気乾燥装置における空気の流れが示された図面であり、図５は本発明の原理を説明するための参照図である。そして、図６は本発明の圧縮空気乾燥装置の他の実施形態が示された構成図であり、図７及び図８は本発明の圧縮空気乾燥装置の変形例が示された構成図である。
【００２６】
本発明の圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気が移動される配管ラインに設置され、旋回流を利用して圧縮空気を乾燥させる一つ以上の乾燥部１０と、前記乾燥部１０で分離された異物を排出するドレーン部２０とを含む。
【００２７】
ここで、前記乾燥部１０は、中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部１２が備えられた円筒状のチャンバー１１と、前記チャンバー１１に偏心されるように連結形成されて、圧縮空気が前記チャンバー１１の内部で渦流を形成するようにする流入口１３と、下端部が前記凹入部１２に挿入されるように前記チャンバー１１の上端中央部に設置されて乾燥された圧縮空気が排出されるようにする案内管１４と、前記案内管１４に連結されるように形成された排出口１５と、前記チャンバー１１の底面に設置され、前記案内管１４の外周面との間に圧縮空気が流動する空気流通孔１６ａが形成され、前記チャンバー１１の内壁の間に水分と油分を含む異物が排出される異物排出口１６ｂが形成されるようにした遮蔽部材１６とを含む。
【００２８】
また、前記空気流通孔１６ａが形成される前記遮蔽部材１６の内周面は下向きに折曲されて延長部１６ｃを形成し、前記延長部１６ｃには遮蔽管１７が設置される。この時、前記遮蔽管１７はその下端部が前記案内管１４の下端より下に位置した前記ドレーン部２０に至るようにする。これによって、前記遮蔽部材１６と前記チャンバー１１の底面との間に形成された排出孔１６ｄが前記異物排出口１６ｂに連通されて、異物が前記排出孔１６ｄを通じて前記遮蔽管１７と前記ドレーン部２０の内壁の間で流れるようにする。
【００２９】
また、前記ドレーン部２０は下部に凝縮水出口が備えられた円筒状に形成され、前記凝縮水出口を開閉させるドレーンバルブ２６及び流量によって昇降されて前記ドレーンバルブを作動させるフロート２５を含む。
【００３０】
前記のように構成された本発明の圧縮空気乾燥装置は、旋回流を利用して圧縮空気を乾燥及び浄化させ、案内管と遮蔽部材を利用して分離された異物が乾燥された圧縮空気に混入されないようにすることによって乾燥及び浄化効率が向上される。
【００３１】
流入口１３を通じて流入された圧縮空気は、チャンバー１１の内部で渦流を形成するようになり、この渦流によって形成される遠心力によって圧縮空気に含まれた水分や油分及び異物が分離されて前記チャンバー１１の内壁に沿って流れる。以後、異物は前記チャンバー１１に設置された遮蔽部材１６とチャンバー１１の内壁の間に形成された異物排出口１６ｂと前記遮蔽部材１６の下部に形成された排出孔１６ｄを経てドレーン部２０に流れる。この時、前記遮蔽部材１６の延長部１６ｃに設置された遮蔽管１７によって異物がドレーン部２０の中央側に流入されなくなる。前記ドレーン部２０に流れる異物には水分が凝縮された凝縮水が含まれているので、凝縮水とともに前記ドレーン部２０に捕集され、凝縮水の量が所定以上になると前記ドレーン部２０のフロート２５が上昇しながらドレーンバルブ２６がドレーン出口を開放して凝縮水を排出する。
【００３２】
また、遠心力によって水分を含む異物が分離されて乾燥及び浄化された圧縮空気は、渦流によって前記チャンバー１１の中央部分に集められた後、前記案内管１４と遮蔽部材１６の内周面との間に形成された空気流通孔１６ａを通じて前記遮蔽部材１６の下部に流動し、前記案内管１４の下端部分で上昇気流を形成して前記案内管１４を経て排出口１５から排出される。
【００３３】
一方、本発明の圧縮空気乾燥装置は、図６に示すように、前記乾燥部１０の上側に前記乾燥部１０で乾燥された圧縮空気を追加的に乾燥させ、同時に、その過程で発生した異物を前記乾燥部１０の下部に備えられたドレーン部２０で排出する２次乾燥部３０をさらに設置する方式で構成することができる。
【００３４】
ここで、前記２次乾燥部３０は、中央部分に下方へ凹入された円筒状の凹入部３２が備えられた円筒状の２次チャンバー３１と、前記２次チャンバー３１に偏心されるように連結形成されて、前記乾燥部１０の案内管１４と連通される２次流入口３３と、前記２次チャンバー３１の中央に下端部が前記凹入部３２に挿入されるように前記２次チャンバー３１の上端に設置され、前記乾燥部１０の排出口１５に連通される２次案内管３４と、前記２次チャンバー３１の端部下側に形成されて、前記遮蔽部材１６の下側に備えられた異物排出口１６ｂに連通するように形成された２次異物排出口３５とを含む。
【００３５】
前記のように構成された本発明の他の実施形態は、乾燥部で１次乾燥された圧縮空気を２次乾燥部で追加的に乾燥及び浄化させることによって乾燥効率及び浄化効率がさらに向上される。
【００３６】
前記乾燥部１０の案内管１４を通じ抜け出る乾燥された圧縮空気は２次流入口３３を通じて２次チャンバー３１に流入されて渦流を形成することによって、乾燥された圧縮空気内に残っている水分や異物を遠心力を利用して分離する。分離された異物は２次異物排出口３５を通じて前記異物排出口１６ｂから抜け出、追加乾燥された圧縮空気は２次案内管３４と排出口１５を通じて抜け出る。
【００３７】
ここまでは、乾燥部が一つであるか、乾燥部を上下に配置した場合を説明したが、図７及び図８に示したように、前記乾燥部１０及びその下側のドレーン部２０を複数備えて並列に設置してもよい。図７は前記乾燥部及びドレーン部を２つずつ設置した場合を示し、図８は前記乾燥部及びドレーン部を３つずつ設置した場合を示す。
【００３８】
この場合、一乾燥部の排出口１５が他の乾燥部の流入口１３に連結される方式に直列連結して、多段乾燥が行われるようにするが、異物の分離及び排出と、乾燥空気の流動は前記した内容と大同小異であるので省略する。
【００３９】
ここまで、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の範囲はこのような特定の実施形態のみに限定されず、当該分野において通常の知識を有する者であれば本発明の特許請求の範囲内に記載された範疇内で適切に変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  乾燥部
１１  チャンバー
１２  凹入部
１３  流入口
１４  案内管
１５  排出口
１６  遮蔽部材
１６ａ  空気流通孔
１６ｂ  異物排出口
１６ｃ  延長部
１６ｄ  排出孔
１７  遮蔽管
２０  ドレーン部
２５  フロート
２６  ドレーンバルブ
３０  ２次乾燥部
３１  ２次チャンバー
３２  凹入部
３３  ２次流入口
３４  ２次案内管
３５  ２次異物排出口
【図１】
2013502322.tif 000003
【図２】
2013502322.tif 000004
【図３】
2013502322.tif 000005
【図４】
2013502322.tif 000006
【図５】
2013502322.tif 000007
【図６】
2013502322.tif 000008
【図７】
2013502322.tif 000009
【図８】
2013502322.tif 000010
【国際調査報告】
2013502322.tif 000011
2013502322.tif 000012
2013502322.tif 000013
2013502322.tif 000014