(57)【要約】【課題】極めて簡単な構成で確実な冷却除湿を行い、しかも、設備、メンテナンス、稼動時、のいずれにおいても省エネ効果を格段に高めることが可能になり、空圧機器に適した温度で供給することができる圧縮空気の除湿再熱装置を提供する。【解決手段】空圧機器Ｐに圧縮空気を供給する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気を熱交換にて再加熱し供給用の圧縮空気の容積を増加するように昇温増容槽１０を配置する。冷却除湿槽２０は、空気圧縮機Ｑで圧縮された高温の圧縮空気が昇温増容槽１０を通過する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気と熱交換した後の温度が低下した圧縮空気を冷却除湿する構成とする。該冷却除湿槽２０に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するクーリングタワーを冷却器３０として連結する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機から昇温増容槽を介して冷却除湿槽に圧縮空気を送り、その後、冷却除湿槽から再び昇温増容槽を介して空圧機器に圧縮空気を供給する除湿再熱装置において、昇温増容槽は、空圧機器に圧縮空気を供給する際に冷却除湿槽で冷却除湿された圧縮空気を熱交換にて再加熱し供給用の圧縮空気の容積を増加するように配置され、冷却除湿槽は、空気圧縮機で圧縮された高温の圧縮空気が昇温増容槽を通過する際に冷却除湿槽で冷却除湿された圧縮空気と熱交換した後の温度が低下した圧縮空気を冷却除湿する構成とし、該冷却除湿槽に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するクーリングタワーを冷却器として連結したことを特徴とする圧縮空気の除湿再熱装置。
【請求項２】
前記冷却除湿槽に、一般利用されているクーリングタワー又は専用のクーリングタワーを利用して熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却する予冷器を設けた請求項１記載の圧縮空気の除湿再熱装置。
【請求項３】
前記昇温増容槽と前記冷却除湿槽との間に、一般利用されているクーリングタワー又は専用のクーリングタワーを利用して前記熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却するアフタークーラーを配置した請求項１記載の圧縮空気の除湿再熱装置。
【請求項４】
前記昇温増容槽は、前記空気圧縮機から直接導入した高温の圧縮空気により冷却除湿槽にて外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却された圧縮空気を再加熱して６０℃〜８０℃の温度で空圧機器Ｐに供給するように設けた請求項１乃至３いずれか記載の圧縮空気の除湿再熱装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、たとえば工場等で使用する空圧機器類に、除湿した圧縮空気を供給するのに好適な圧縮空気の除湿再熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場内に供給する圧縮空気を除湿する装置において、圧縮器が空気を圧縮するときに生じる圧縮空気の高温の圧縮熱を、冷凍機を利用したアフタークーラーで冷却した後に圧縮空気を冷却除湿する装置が知られている。
【０００３】
ところが、このアフタークーラーに使用する冷凍機の電力量が年間を通して莫大になることから、アフタークーラーに冷凍機を使用しない圧縮空気の除湿装置が提案されている。
【０００４】
たとえば、特許文献１に記載された圧縮空気の除湿再熱装置は、空気圧縮機の一段目の圧縮部から二段目の圧縮部にいたる管路の途中にクーリングタワーを使用したインタークーラーと、二段目の圧縮部から除湿装置に至る間の管路の途中に同じくクーリングタワーを使用したアフタークーラーとを配置したものである。そして、これらのアフタークーラー等にて冷却した圧縮空気は、除湿装置においてクーリングタワーに供給する前の井水で冷却除湿されるものである。
【特許文献１】特開２００４−２１６２１２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載されている除湿再熱装置では、アフタークーラーに冷凍機を使用する代わりに、空気圧縮機内部のインタークーラーや、その後圧縮空気を冷却するアフタークーラー、更には、クーリングタワーに供給する前の井水で冷却除湿する除湿装置などを設置し、圧縮空気を何度も繰り返して冷却する構造を成している。そのため、圧縮空気の配管や冷却用の配管などが極めて複雑にならざるを得ず、製造コストが高くなると共に、メンテナンスにも多くの手間を要するものであった。しかも、圧縮空気を何度も繰り返して冷却した結果、空圧機器に送る圧縮空気の温度が低くなっているので、熱交換器等で圧縮空気の温度を高めたとしても、空圧機器に至るまでに温度が低下してしまい、高圧機器で使用する際に好適な状態で提供することが困難になっている。
【０００６】
そこで本考案は、上述の課題を解消すべく案出されたもので、極めて簡単な構成で確実な冷却除湿を行い、しかも、設備、メンテナンス、稼動時、のいずれにおいても省エネ効果を格段に高めることが可能になり、空圧機器に適した温度で供給することができる圧縮空気の除湿再熱装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上術の課題を解決するため、本考案の第１の手段は、空気圧縮機Ｑから昇温増容槽１０を介して冷却除湿槽２０に圧縮空気を送り、その後、冷却除湿槽２０から再び昇温増容槽１０を介して空圧機器Ｐに圧縮空気を供給する除湿再熱装置において、昇温増容槽１０は、空圧機器Ｐに圧縮空気を供給する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気を熱交換にて再加熱し供給用の圧縮空気の容積を増加するように配置され、冷却除湿槽２０は、空気圧縮機Ｑで圧縮された高温の圧縮空気が昇温増容槽１０を通過する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気と熱交換した後の温度が低下した圧縮空気を冷却除湿する構成とし、該冷却除湿槽２０に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するクーリングタワーを冷却器３０として連結したことにある。
【０００８】
第２の手段は、前記冷却除湿槽２０に、一般利用されているクーリングタワー又は専用のクーリングタワーを利用して熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却する予冷器２１を設けたものである。
【０００９】
第３の手段は、前記昇温増容槽１０と前記冷却除湿槽２０との間に、一般利用されているクーリングタワー４１又は専用のクーリングタワー４１を利用して前記熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却するアフタークーラー４０を配置したものである。
【００１０】
第４の手段の前記昇温増容槽１０は、前記空気圧縮機Ｑから直接導入した高温の圧縮空気により冷却除湿槽２０にて外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却された圧縮空気を再加熱して６０℃〜８０℃の温度で空圧機器Ｐに供給するように設けたことを課題解消のための手段とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の請求項１の如く、冷却除湿槽２０を、空気圧縮機Ｑで圧縮された高温の圧縮空気が昇温増容槽１０を通過する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気と熱交換した後の温度が低下した圧縮空気を冷却除湿する構成とし、該冷却除湿槽２０に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するクーリングタワーを冷却器３０として連結したことにより、各種空圧機器Ｐのドレントラブルを防止できるものである。すなわち、空圧機器Ｐに供給する圧縮空気は、除湿時の温度が外気の湿球温度より数度高い温度であっても、外気の乾球温度以下の温度でさえあれば、空圧機器Ｐでの結露によるトラブルを確実に防止する除湿が可能になるものである。この結果、冷却用の冷凍機を一切必要とせず、従来の冷却除湿槽に比べて、設備、メンテナンス、稼動時、のいずれにおいても省エネ効果を格段に高めることが可能になった。したがって、年間を通しての省資源量は莫大な量になるものである。
【００１２】
また、請求項２のように、冷却除湿槽２０に、一般利用されているクーリングタワー又は専用のクーリングタワーを利用して熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却する予冷器２１を設けたことで、特殊な設備を用いなくとも、既存の設備を最大限に利用して確実な冷却除湿を行うことが可能になった。
【００１３】
さらに、請求項３の如く、前記昇温増容槽１０と前記冷却除湿槽２０との間に、一般利用されているクーリングタワー４１又は専用のクーリングタワー４１を利用して前記熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却するアフタークーラー４０を配置することで、確実な予備冷却が可能になる。
【００１４】
請求項４の如く、昇温増容槽１０は、前記空気圧縮機Ｑから直接導入した高温の圧縮空気により冷却除湿槽２０にて外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却された圧縮空気を再加熱して６０℃〜８０℃の温度で空圧機器Ｐに供給するように設けたことにより、季節変化に伴う外気温に影響を受けずに、昇温増容槽１０から離れた位置に設置されている空圧機器で使用するのに適した体積を保ちながら圧縮空気を供給することが可能になった。しかも、本考案装置によって除湿再熱された圧縮空気が例えば夏季の冷房室を通過する際に再冷却されたとしても、供給時の圧縮空気の温度が６０℃〜８０℃と高いことから、圧縮空気に再度ドレンが発生するおそれもない。この結果、極めて省エネ効果が高くなり、年間を通しての省資源量は莫大な量になるものである。
【００１５】
このように、本考案によると、極めて簡単な構成で確実な冷却除湿を行い、しかも、設備、メンテナンス、稼動時、のいずれにおいても省エネ効果を格段に高めることが可能になり、空圧機器に適した温度で供給することができるといった実用上有益な種々の効果を奏するものである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
本考案の最良の形態は、昇温増容槽１０は、空圧機器Ｐに圧縮空気を供給する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気を熱交換にて再加熱し供給用の圧縮空気の容積を増加するように配置する。冷却除湿槽２０の構成を、空気圧縮機Ｑで圧縮された高温の圧縮空気が昇温増容槽１０を通過する際に冷却除湿槽２０で冷却除湿された圧縮空気と熱交換した後の温度が低下した圧縮空気を冷却除湿する構成とする。該冷却除湿槽２０に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するクーリングタワーを冷却器３０として連結することにより、当初の目的を達成する。
【実施例】
【００１７】
以下、本考案の一実施例を説明する。本考案除湿再熱装置は、空気圧縮機Ｑから昇温増容槽１０を介して冷却除湿槽２０に圧縮空気を送り、その後冷却除湿槽２０から再び昇温増容槽１０を介して空圧機器Ｐに圧縮空気を供給する装置である。
【００１８】
昇温増容槽１０は、空気圧縮機Ｑで圧縮された直後に高温となった圧縮空気を送る配管の温度を熱交換に利用するもので、シェルアンドチューブ型の熱交換器が使用される。すなわち、冷却除湿槽２０で冷却された圧縮空気がこの昇温増容槽１０を通過すると、温度が上昇し、空圧機器Ｐに供給する圧縮空気の容積が増大する。本考案では、冷却除湿槽２０にて冷却された圧縮空気を、この昇温増容槽１０にて再加熱することで、６０℃〜８０℃の温度で空圧機器Ｐに供給するように設けている。
【００１９】
一方、圧縮された直後の高温の圧縮空気は、昇温増容槽１０で熱交換された後、温度が低下した状態で冷却除湿槽２０に送られる。この冷却除湿槽２０は、冷却器３０として使用するクーリングタワーの冷却水を循環させ、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を更に外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するものである。
【００２０】
図１に示す冷却除湿槽２０は、１つの冷却器３０を使用している。この場合、冷却器３０として利用するクーリングタワーは、一般利用されているクーリングタワーのほか、専用のクーリングタワーや大型のクーリングタワーを用いて、圧縮空気を外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するように設けている。
【００２１】
また、図２に示す冷却除湿槽２０には、二つのクーリングタワーから冷却水を循環せしめる二系統の循環水路からなる冷却器３０を設けている。この冷却器３０は、一方のクーリングタワーから循環ポンプを介して冷却除湿槽２０を循環する冷却器３０の前に、熱交換にて温度が低下した圧縮空気を予備冷却する予冷器３１を設けたものである。そして、予冷器３１にて予備冷却した圧縮空気を、更に冷却器３０にて冷却し、圧縮空気を外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却するものである。
【００２２】
図３に示す実施例では、昇温増容槽１０と冷却除湿槽２０との間にアフタークーラー４０を配置した例を示している。このアフタークーラー４０は、昇温増容槽１０内で熱交換された圧縮空気を予備冷却するもので、一般利用されているクーリングタワー４１又は専用のクーリングタワー４１を利用している。そして、このアフタークーラー４０で予備冷却された圧縮空気を冷却器３０に送ることで、圧縮空気を外気乾球温度以下で外気湿球温度に近接する温度にまで冷却する
【００２３】
このように、外気乾球温度以下にまで冷却された圧縮空気を、前記昇温増容槽１０内の空気圧縮機Ｑで圧縮された直後の１２０℃〜１６０℃の高温の圧縮空気で熱交換することで、６０℃〜８０℃まで再加熱することができる。例えば、圧縮空気の温度を約１５℃上昇させると、その体積が５％膨張するので、その膨張した分、エアーコンプレッサー等の運転が軽減され、省エネ効果を得ることが可能になる。但し、昇温増容槽１０から各空圧機器Ｐに至るまでの配管で温度低下が見込まれることから、昇温増容槽１０では、６０℃〜８０℃まで再加熱するのが望ましい。このように空圧機器Ｐで使用する圧縮空気の体積が通年５％膨張することでも、空転時間やアンローダー運転時間を短縮するなど圧縮機の元圧調整における莫大な省エネルギー効果が得られるものである。
【００２４】
尚、本考案は、図示例に限定されるものではなく、昇温増容槽１０や冷却除湿槽２０、あるいは冷却器３０の寸法や形状等の設計変更等は、本考案の要旨を変更しない範囲において自由に変更できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本考案の一実施例を示す概略図である。
【図２】本考案の他の実施例を示す概略図である。
【図３】本考案の他の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ｐ  空圧機器
Ｑ  空気圧縮機
１０  昇温増容槽
２０  冷却除湿槽
３０  冷却器
３１  予冷器
４０  アフタークーラー
４１  クーリングタワー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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