(57)【要約】【課題】ボルテックスチューブを利用した空気乾燥器に関するものであって、圧縮器、前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現像で水分を圧縮空気から分離して乾燥させるとともに加速して排出する空気乾燥チャンバー、前記空気乾燥チャンバーから排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して排出するボルテックスチューブ及び前記ボルテックスチューブから排出した乾燥した冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出する外部排出手段を含む装置を提供することにより、一度充填された空気が冷媒として循環し空気を乾燥させて熱気を冷却した後、冷気と熱気を合わせて使用することにより、環境を汚染させることなく空気乾燥器の使用効率を増大させ、数段階を経て水分及び不純物を除去した乾燥空気を生成するので別途のアフタークーラーなどの高価の装備を要せず、冷媒を使用する冷凍乾燥方式とは異なるように圧縮空気を冷媒に切り替えて使用することにより、生産原価の節減とともに運転が容易になるという効果も得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮器と、
前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現像で水分を圧縮空気から分離して乾燥させるとともに加速して排出する空気乾燥チャンバーと、
前記空気乾燥チャンバーから排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して排出するボルテックスチューブ及び、
前記ボルテックスチューブから排出した乾燥した冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出する外部排出手段と、
を含むボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項２】
前記空気乾燥チャンバーは、
前記旋回する圧縮空気を前記ボルテックスチューブに誘導して排出する空気排出チューブと、
前記空気排出チューブの外部に螺旋状に包んだ形態で形成され、前記ボルテックスチューブから排出する冷気を流動させて前記外部排出手段に排出するエバチューブ及び、
前記圧縮空気から分離された水分を外部に排出する水分排出手段と、
を含む請求項１に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項３】
前記空気排出チューブは、
前記エバチューブの冷気に流動する圧縮空気を一次冷却させる金属網と、
前記金属網の内部に螺旋状に形成されて前記一次冷却された圧縮空気を２次冷却させる冷却コイルと、
を含む請求項２に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項４】
前記空気乾燥チャンバーは、
上部は圧縮空気の注入口が斜線方向に形成された円筒形で形成し、下部は円錐形で形成して圧縮空気の旋回速度が増加するようにする構造である請求項１に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項５】
前記ボルテックスチューブは、
前記圧縮空気を熱気と冷気に分離してそれぞれ排出する連結管と、前記分離排出される熱気を冷却させる冷却フィン及び前記連結管から外部排出手段に排出される熱気量を調節する調節バルブと、
を含む請求項１に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項６】
前記外部排出手段は、
圧力が相異する熱気及び冷気を合わせるように一定の間隔で複数の羽根部が斜線形で形成されている回転羽根をさらに含む請求項１に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項７】
前記外部排出手段から排出した乾燥空気を臨時貯蔵する空気貯蔵タンクをさらに含む請求項１に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項８】
前記空気貯蔵タンクは、
前記空気貯蔵タンク内の設定された最高及び最低圧力を検出する圧力感知手段と、
前記貯蔵された乾燥空気の圧力変化に応じて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を調節するソレノイドバルブ及び、
前記感知した空気貯蔵タンク内の圧力に応じて前記圧縮器の駆動をオン／オフ制御する制御手段をさらに含む請求項７に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項９】
圧縮器と、
前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を圧縮空気から分離して一次乾燥させるとともに加速して排出する第１空気乾燥チャンバーと、
前記空気乾燥チャンバーから排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して排出するボルテックスチューブと、
前記ボルテックスチューブから排出される熱気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を熱気から分離して２次乾燥させ、加速した熱気を前記ボルテックスチューブから排出した冷気とともに排出する第２空気乾燥チャンバー及び、
前記第２空気乾燥チャンバーから排出した乾燥した冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出する外部排出手段と、
を含むボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１０】
前記第１空気乾燥チャンバーは、
前記旋回する圧縮空気を前記ボルテックスチューブに誘導して排出する第１空気排出チューブと、
前記空気排出チューブの外部に螺旋状に包んだ形態で形成され、前記ボルテックスチューブから排出する冷気を流動させて前記第２空気乾燥チャンバーに排出する第１エバチューブ及び、
前記圧縮空気から分離された水分を一次で外部に排出する第１水分排出手段と、
を含む請求項９に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１１】
前記第２空気乾燥チャンバーは、
前記旋回する熱気を前記外部排出手段に誘導して排出する第２空気排出チューブと、
前記空気排出チューブの外部に螺旋状に包んだ形態で形成され、前記第１空気乾燥チャンバーから排出する冷気を流動させて前記外部排出手段に排出する第２エバチューブ及び、
前記熱気から分離された水分を２次で外部に排出する第２水分排出手段と、
を含む請求項９に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１２】
前記第１空気排出チューブは、
前記エバチューブの冷気で流動する圧縮空気を一次冷却させる金属網と、
前記金属網の内部に螺旋形で形成されて前記一次冷却された圧縮空気を２次冷却させる冷却コイルと、
を含む請求項１０に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１３】
前記第１、２空気乾燥チャンバーは、
上部は空気の注入口が斜線方向に形成された円筒形で形成し、下部は円錐形で形成して圧縮空気の旋回速度が増加するようにする構造である請求項９に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１４】
前記第１空気乾燥チャンバーと第２空気乾燥チャンバーは、
前記第１エバチューブ及び第２エバチューブを相互連結して冷気を流動するようにすることである請求項９にボルテックスチューブを利用した記載の空気乾燥器。
【請求項１５】
前記ボルテックスチューブは、
前記圧縮空気を熱気と冷気に分離してそれぞれ排出する連結管と、
前記連結管から外部排出手段に排出される熱気量を調節する調節バルブと、
を含む請求項９に記載のボルテックスを利用した空気乾燥器。
【請求項１６】
前記外部排出手段は、
圧力が相異する熱気及び冷気を合わせるように一定の間隔で複数の羽根部が斜線形で形成されている回転羽根をさらに含む請求項９に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１７】
前記外部排出手段から排出した空気乾燥器を臨時貯蔵する空気貯蔵タンクをさらに含む請求項９に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１８】
前記空気貯蔵タンクは、
前記空気貯蔵タンク内の設定された最高及び最低圧力を検出する圧力感知手段と、
前記貯蔵された乾燥空気の圧力変化に応じて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を調節するソレノイドバルブ及び、
前記感知した空気貯蔵タンク内の圧力に応じて前記圧縮器の駆動をオン／オフ制御する制御手段をさらに含む請求項１７に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【請求項１９】
前記第２空気排出チューブは、
前記エバチューブの冷気で流動する圧縮空気を一次冷却させる金属網と、
前記金属網の内部に螺旋形で形成されて前記一次冷却された圧縮空気を２次冷却させる冷却コイルと、
を含む請求項１１項に記載のボルテックスチューブを利用した空気乾燥器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、  空気乾燥器に関し、さらに詳しくは、ボルテックスチューブ（ｖｏｒｔｅｘ  ｔｕｂｅ）を利用して一般冷凍用冷媒を代替する冷却された圧縮空気を循環させて水分が除去された空気を供給する乾燥器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に空気圧システムは各種空気圧駆動機器を有機的に組み合わせて空気圧駆動機器を目的通りに作動するように構成し、空気圧源、清浄化装置、制御バルブ、その他付属機器などで構成される。ここで空気圧駆動機器は圧縮された空気エネルギーを機械的な直線運動エネルギー又は回転エネルギーなどに変換する機器を言う。
【０００３】
前記空気圧源である圧縮器から発生された圧縮空気は断熱圧縮によって温度が１５０〜２５０℃まで上昇するので、後部冷却器で冷却された後タンク（ｔａｎｋ）に入る。タンクを通過した圧縮空気は清浄化装置であるフィルターで異物と水分が分離及び除去され、圧力制御バルブで減圧された後、空気乾燥器を通じて水分が完全に除去された後空気圧駆動機器に提供される。
【０００４】
このうち、前記空気乾燥器は乾燥方式に応じて吸着式、冷凍式及び吸収式に区分される。
前記吸着式は空気を圧縮する過程において外気に飽和された水蒸気が圧縮器を通じて吸入されて圧縮された後、この圧縮空気を冷却器で冷却して凝縮される水分を１次除去し、  凝縮されていない飽和水蒸気を含有した湿空気の湿気を吸着剤〔シリカゲル（ｓｉｌｉｃａ  ｇｅｌ）、アルミナゲル（ａｌｕｍｉｎａ  ｇｅｌ）、合成ゼオライト（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｚｅｏｌｉｔｅ）など〕の吸着によって除去する方式であり、前記冷凍式は凝縮されていない飽和水蒸気を含有した湿空気と熱交換を通じて湿空気を再度凝縮して除湿する方式であり、吸収式は吸湿液〔塩化リチウム水溶液（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｃｈｏｒｉｄｅ  ｗａｔｅｒ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）、トリエチレングリコール（ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ）  など〕を利用して水分を吸収する方式である。
【０００５】
一方、有害な冷媒を使用する冷凍式空気乾燥器は環境を汚染させて、冷媒のリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）が必要となり設備及び運転が容易ではないという問題があったので、これを解決するためにボルテックスチューブ（渦動チューブ）を利用するが、前記ボルテックスチューブは１９３３年フランスの物理学者Ｇｅｏｒｇｅｓ  Ｒａｎｑｕｅによって考案された装置であり、圧縮空気を利用して速い渦流と遅い渦流を互いに交差させて冷気と熱気に分離するもので、分離された冷気を冷媒として活用した。
【０００６】
しかし、前記従来の空気乾燥器において、吸着式は乾燥剤を継続して提供するために乾燥剤の消耗時期を把握しなければならないなどの不便さが伴なわれる問題があった。
【０００７】
また、前記ボルテックスチューブを利用した冷凍式空気乾燥器においては、冷房と暖房を兼用できる有用な装置であるが、乾燥かつ綺麗な圧縮空気が継続して消耗しなければならない開放型システムであるので、圧縮空気を乾燥かつ綺麗にするためにアフタークーラー（ａｆｔｅｒ  ｃｏｏｌｅｒ）のような高価で複雑な機械装置が必要であり、圧縮空気を持続的に提供しなげればならないので相当な費用がかかり、冷気のみを使用し熱気はそのまま外部に排出する構造で利用されるので使用効率が半減する問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、供給される圧縮空気を空気乾燥チャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）内で旋回させて遠心力によるコアンダ（ｃｏａｎｄａ）現象で水分及び不純物を圧縮空気から分離して乾燥する空気乾燥器を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、乾燥された圧縮空気をボルテックスチューブを通過させて分離される冷気と熱気を全て合わせて排出されるようにすることで使用効率を増大させる空気乾燥器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような目的を達成するために、本発明の実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器は、圧縮器、前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を圧縮空気から分離して乾燥させるとともに加速して排出する空気乾燥チャンバー、前記空気乾燥チャンバーから排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して排出するボルテックスチューブ及び前記ボルテックスチューブから排出した乾燥した冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出する外部排出手段を含んで構成することができる。
【００１１】
また、本発明の実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器は、圧縮器、前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を圧縮空気から分離して１次乾燥させるとともに加速して排出する第１空気乾燥チャンバー、前記空気乾燥チャンバーから排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して排出するボルテックスチューブ、前記ボルテックスチューブから排出される熱気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を熱気から分離して２次乾燥させて、加速した熱気を前記ボルテックスチューブから排出した冷気と同時に排出する第２空気乾燥チャンバー及び前記第２空気乾燥チャンバーから排出した乾燥な冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出する外部排出手段を含んで構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器によると、一度充填された空気が冷媒として循環して熱気を冷却した後、冷気と熱気を合わせて使用することにより、環境を汚染させることなく空気乾燥器の使用効率を増大させるという効果が得られる。
【００１３】
また、本発明によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器によると、数段階を経て水分及び不純物を除去した乾燥空気を生成するので別途のアフタークーラーなどの高価の装備を要せず、冷媒を使用する冷凍乾燥方式とは異なるように圧縮空気を冷媒に切り替えて使用することにより、生産原価の節減とともに運転が容易になるという効果も得られる。
【００１４】
また、本発明によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器によると、生成した乾燥空気を別途のタンクに貯蔵して乾燥空気の使用量に応じて圧縮器駆動を制御して不要な圧縮器駆動による電力消耗を防止するという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施の形態による空気排出チューブの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第一実施の形態による外部排出部の回転羽根の構成を簡略に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に適用されるボルテックスチューブの原理を簡略に示す図である。
【図５】本発明の第二実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器の構成を示す図である。
【図６】本発明の第二実施の形態において第１エバチューブと第２エバチューブの相異する連結関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するために、本発明の最も好ましい実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。また、本発明の説明において同一の部分には同一の符号を付してその反復される説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の第一実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器の構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の第一実施の形態による空気乾燥器は圧縮器、空気乾燥チャンバー、ボルテックスチューブ及び外部排出部を含む。
【００１９】
前記空気乾燥チャンバー１００は圧縮器（図示せず）から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分及び不純物を圧縮空気から分離して乾燥させるとともに加速して前記ボルテックスチューブ２００より排出する。即ち、前記空気乾燥チャンバー１００は、上部は圧縮空気の注入口が斜線方向に形成された円筒状に形成し、下部は円錐形に形成して圧縮空気の旋回速度が増加する構造となっている。
【００２０】
この時、前記空気乾燥チャンバー１００は、前記旋回する圧縮空気を前記ボルテックスチューブ２００に誘導して排出する空気排出チューブ１１０、前記空気排出チューブ１１０外部に螺旋状に包んだ形態で形成され、前記ボルテックスチューブ２００から排出する冷気を流動させて前記外部排出部３００に排出するエバチューブ（ＥＶＡ  ｔｕｂｅ）１２０及び前記圧縮空気から分離された水分及び不純物を外部に排出する水分排出部１３０を含んでおり、前記空気排出チューブ１１０は図２に示すように、前記エバチューブ１２０の冷気で流動する圧縮空気を１次冷却させる金属網１１１と、前記金属網の内部に螺旋状に形成されて前記１次冷却された圧縮空気を２次冷却させる冷却コイル１１２をさらに含んで前記ボルテックスチューブ２００に排出される圧縮空気を冷却する。
【００２１】
前記ボルテックスチューブ２００は前記空気乾燥チャンバー１００から排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離して冷気は前記エバチューブ１２０に排出し、熱気は外部排出部３００に排出するが、この時前記圧縮空気を熱気と冷気に分離してそれぞれ排出する回転室（図示せず）と、前記分離排出される熱気を冷却させる冷却フィン２１０及び前記回転室から外部排出部３００に排出される熱気量を調節する調節バルブ２２０を含む。
【００２２】
前記外部排出部３００は前記空気乾燥チャンバー１００のエバチューブ１２０から排出した乾燥した冷気と前記ボルテックスチューブ２００から排出した熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出するが、前記熱気及び冷気は圧力が相異するのでこれを合わせるように一定の間隔で複数の羽根部３１１が斜線形で形成されている回転羽根３１０をさらに含む。
【００２３】
一方、乾燥空気の使用量に応じて圧縮器駆動を制御して不要な圧縮器駆動による電力消耗を防止するために、前記外部排出部３００から排出した乾燥空気を臨時貯蔵する空気貯蔵タンク（図示せず）をさらに含むが、この空気貯蔵タンクには前記空気貯蔵タンク内の設定された最高及び最低圧力を検出する圧力感知部（図示せず）、前記貯蔵された乾燥空気の圧力変化に応じて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を調節するソレノイドバルブ（図示せず）及び前記感知した空気貯蔵タンク内の圧力に応じて前記圧縮器の駆動をオン／オフ制御する制御手段（図示せず）をさらに含む。
【００２４】
このように構成した本発明の第一実施の形態による動作過程を、添付した図を参照して説明する。
【００２５】
まず、図４を参照して本発明に適用されたボルテックスチューブ理論を説明すると、所定の圧力状態に圧縮された空気が空気排出チューブ１１０を通じてボルテックスチューブ入口２０１に供給されると、この圧縮空気はチューブ型のボルテックス回転室２０２内に投入され一次で数百万ＲＰＭで超高速回転をする。
【００２６】
この回転する空気（以下、１次ボルテックスという）は熱気出口２０３を通じて一部排出され、残りの空気が調節バルブ２２０によって回送されて１次ボルテックスの内側で２次ボルテックスを形成しつつ反対側の冷気出口２０４を通じて抜ける。
【００２７】
即ち、前記ボルテックスチューブ２００の内部空間では外側と内側で縦方向に沿って相互反対方向に進行する別個のボルテックスが形成される。
【００２８】
この時、前記２次ボルテックスの流れは１次ボルテックスの流れの内側にある、より低い圧力の領域を通過しつつ熱量を失って冷気出口２０４の方に向かうようになる。
【００２９】
ここで、前記のように回転する二つの空気の流れは同一方向及び同一角速度で回転するが、内側の流れ（２次ボルテックス）の空気粒子が外側の流れ（１次ボルテックス）の空気粒子と一回転する時間が同一（同一角速度）であるので、実際の運動速度は内側の流れが外側の流れよりも低い。このような運動速度の差は運動エネルギーが減ったことを意味し、この喪失された運動エネルギーは熱に変換されて外側の流れ（１次ボルテックス）の空気温度を上昇させ、内側の流れ（２次ボルテックス）はさらに温度が下がるようになる。
【００３０】
図４のボルテックスチューブ２００内部で相対的に外側に表示された螺旋形の矢印（右側に進む）は１次ボルテックスの流れを示し、内側に表示された螺旋形の矢印（左側に進む）は２次ボルテックスの流れを示す。
【００３１】
次に、前記ボルテックスチューブを利用して構成した空気乾燥器の動作過程を説明する。
【００３２】
図１を参照すると、圧縮器から吐出された圧縮空気が空気乾燥チャンバー１００の斜線形の注入口を通じて流入されると圧縮空気は旋回を始めるようになる。この時前記空気乾燥チャンバー１００は上部が円筒形で形成されており、下部は急激に狭くなる円錐形で形成されているので前記圧縮空気は円筒形の胴体に沿って旋回すると、下りつつ段々加速されてコアンダ現象が発生する。
【００３３】
これによって、圧縮空気に含まれた水分及び不純物が空気乾燥チャンバー１００の壁面に吸着されて重力によって水分排出口１３０に落下する。
【００３４】
以降、前記圧縮空気は空気排出チューブ１１０を通じて上昇しボルテックスチューブ２００に流入され、前述したようにボルテックスチューブ２００内で冷気と熱気に分離されて熱気は外部排出部３００に排出され、冷気は前記空気排出チューブ１１０を螺旋状に包んでいるエバチューブ１２０に流入されて前記空気排出チューブ１１０内の圧縮空気との熱交換を通じて圧縮空気内の水分を凝縮させつつ移動して前記外部排出部３００に排出される。
【００３５】
前記外部排出部３００は前記熱気及び冷気は圧力が相異するのでこれを合わせるように一定の間隔で複数の羽根部３１１が斜線形に形成されている回転羽根３１０を通じて熱気と冷気を合わせて一定の圧力で外部に排出する。即ち、圧力の高い冷気が羽根部３１１を強く押すと回転羽根３１０が回転しつつ吸入力が発生し、これによって圧力の低い熱気を引き寄せるようになり熱気と冷気が自然に合わせるようになる。
【００３６】
一方、前記外部排出部３００から排出した乾燥空気を臨時貯蔵する空気貯蔵タンクを備えて乾燥空気の使用量に応じて圧縮器駆動を制御することで不要な圧縮器駆動による電力消耗を防止する。
【００３７】
即ち、圧力感知部を通じて前記空気貯蔵タンク内の設定された最高及び最低圧力を検出して圧力が最高である場合ソレノイドバルブを閉めて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を遮断し、同時に制御手段で前記圧縮器の駆動をオフ制御する。逆に、圧力が最低である場合は、前記ソレノイドバルブを開けて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を供給し、同時に前記圧縮器の駆動をオン制御する。
【００３８】
図５は本発明の第二実施の形態によるボルテックスチューブを利用した空気乾燥器の構成を示す図である。
【００３９】
図５に示すように、本発明の第二実施の形態による空気乾燥器は圧縮器、第１空気乾燥チャンバー、ボルテックスチューブ、第２空気乾燥チャンバー及び外部排出部を含む。
【００４０】
前記第１空気乾燥チャンバー４００は前記圧縮器から供給される圧縮空気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を圧縮空気から分離して１次乾燥させるとともに加速して排出するが、このために前記旋回する圧縮空気を前記ボルテックスチューブ２００に誘導して排出する第１空気排出チューブ４１０、前記空気排出チューブ４１０の外部に螺旋状に包んだ形態で形成され、前記ボルテックスチューブ２００から排出する冷気を流動させて前記第２空気乾燥チャンバー５００に排出する第１エバチューブ４２０及び前記圧縮空気から分離された水分を１次で外部に排出する第１水分排出部１３０を含む。
【００４１】
前記ボルテックスチューブ２００は前記第１空気乾燥チャンバー４００から排出した乾燥された圧縮空気を冷気と熱気に分離し、冷気は前記第１空気乾燥チャンバー４００に排出し、熱気は第２空気乾燥チャンバー５００に排出するが、この時、前記圧縮空気を熱気と冷気に分離してそれぞれ排出する回転室（図示せず）及び前記連結管で第２空気乾燥チャンバー５００に排出される熱気量を調節する調節バルブ２２０を含む。
【００４２】
前記第２空気乾燥チャンバー５００は、ボルテックスチューブ２００から排出される熱気を旋回させて遠心力によるコアンダ現象で水分を熱気から分離して２次乾燥させ、加速した熱気を前記ボルテックスチューブ２００から排出した冷気とともに排出し、このために前記旋回する熱気を前記外部排出部３００に誘導して排出する第２空気排出チューブ５１０、前記空気排出チューブ５１０の外部に螺旋状に包んだ形態に形成され、前記第１空気排出チャンバー４００から排出する冷気を流動させて前記外部排出部３００に排出する第２エバチューブ５２０及び前記熱気から分離された水分を２次で外部に排出する第２水分排出部１３０を含む。
【００４３】
前記第２空気乾燥チャンバー４００、５００は、上部は圧縮空気または熱気の注入口が斜線方向に形成された円筒形で形成し、下部は円錐形で形成して圧縮空気または熱気の旋回速度が増加する構造となっている。
【００４４】
また、前記第２空気乾燥チャンバー４００、５００の第１、２空気排出チューブ４１０、５１０は図２に示すように前記第１、２エバチューブ４２０、５２０の冷気で流動する圧縮空気または熱気を１次冷却させる金属網１１１と、前記金属網の内部に螺旋形で形成され、前記１次冷却された圧縮空気または熱気を２次冷却させる冷却コイル１１２を含む。
【００４５】
また、前記第１、２空気乾燥チャンバー４００、５００は前記第１エバチューブ４２０及び第２エバチューブ５２０を相互連結して冷気が流動するようにする構造となっている、図５に示すように冷気が第１エバチューブ４２０の上部から下部方向に流動した後、第２エバチューブ５２０の下部から上部方向に流動するよう互いに連結することができ、図６に示すように冷気が第１エバチューブ４２０の下部から上部方向に流動した後、第２エバチューブ５２０の下部から上部方向に流動するように互いに連結することができる。
【００４６】
前記外部排出部３００は前記第２空気乾燥チャンバー５００から排出した乾燥な冷気と熱気を合わせて一定の圧力で外部に排出するが、前記熱気及び冷気は圧力が相異するのでこれを合わせるよう図３に示すように一定の間隔で複数の羽根部３１１が斜線形で形成されている回転羽根３１０をさらに含む。
【００４７】
一方、第二実施の形態の空気乾燥器は第一実施の形態と同様に空気貯蔵タンクをさらに含んでおり、これに対する具体的な説明は省略する。
【００４８】
このように構成した本発明の第二実施の形態による動作過程を、添付した図を参照して説明する。
【００４９】
図５を参照すると、圧縮器から吐出された圧縮空気が第１空気乾燥チャンバー４００の斜線形の注入口を通じて流入されると圧縮空気は旋回を始めるようになる。この時、前記第１空気乾燥チャンバー４００は上部が円筒形に形成されており、下部は急激に狭くなる円錐形に形成されているので、前記圧縮空気は円筒形の胴体に沿って旋回して下りつつ段々加速されてコアンダ現象が発生する。これによって、圧縮空気に含まれた水分及び不純物が第１空気乾燥チャンバー４００の壁面に吸着されて重力によって水分排出口１３０に落下するようになる。
【００５０】
以降、前記圧縮空気は第１空気排出チューブ４１０を通じて上昇しボルテックスチューブ２００に流入し、前述したようにボルテックスチューブ２００の内で冷気と熱気に分離されて熱気は第２空気乾燥チャンバー５００に排出され、冷気は前記第１空気排出チューブ４１０を螺旋状に包んでいる第１エバチューブ４２０に流入されて前記第１空気排出チューブ４１０内の圧縮空気との熱交換を通じて圧縮空気内の水分を凝縮させつつ移動して前記第２空気乾燥チャンバー５００の第２エバチューブ５２０に排出される。
【００５１】
前記第２空気乾燥チャンバー５００は、前記ボルテックスチューブ２００から排出した熱気が斜線形の注入口を通じて流入されると、熱気は旋回を始めるようになる。この時、前記第２空気乾燥チャンバー５００は第１空気チャンバー４００と同様に上部が円筒形で形成されて、下部は急激に狭くなる円錐形で形成されているので前記熱気は円筒形の胴体に沿って旋回すると下りつつ段々加速されてコアンダ現象が発生される。これによって、熱気に含まれた水分及び不純物が第２空気乾燥チャンバー５００の壁面に吸着されて重力によって水分排出口１３０に落下するようになる。
【００５２】
また、前記第１空気乾燥チャンバー４００の第１エバチューブ４２０から排出した冷気は第２エバチューブ５２０を通じて第２空気排出チューブ５１０内の熱気との熱交換を通じて熱気と冷気とも暖かい空気としてそれぞれ外部排出部３００に排出される。
【００５３】
以降、前記外部排出部３００は、流入される前記熱気及び冷気が相異するのでこれを合わせるように一定の間隔で複数の羽根部３１１が斜線形で形成されている回転羽根３１０を通じて熱気と冷気を合わせて一定の圧力で外部に排出する。即ち、圧力の高い冷気が羽根部３１１を強く押すと回転羽根３１０が回転しつつ吸入力が発生し、これによって圧力が低い熱気を引き寄せて熱気と冷気が自然に合わせるようになる。従って、一つの乾燥空気、即ち、冷気または熱気のみを使用する時より多量の乾燥空気が排出されるので、空気乾燥器の利用効率が増大されるという付加的な効果が得られる。
【００５４】
一方、前記外部排出部３００から排出した乾燥空気を臨時貯蔵する空気貯蔵タンクを備えて乾燥空気の使用量に応じて圧縮器駆動を制御して不要な圧縮器駆動による電力消耗を防止する。
【００５５】
即ち、圧力感知部を通じて前記空気貯蔵タンク内の設定された最高及び最低圧力を検出して圧力が最高である場合は、ソレノイドバルブを閉めて空気貯蔵タンク内に流入される空気を遮断し、同時に制御手段で前記圧縮器の駆動をオフ制御する。逆に、圧力が最低である場合は、前記ソレノイドバルブを開けて空気貯蔵タンク内に流入される空気量を供給し、同時に前記圧縮器の駆動をオン制御する。
【００５６】
以上、前記実施の形態によって本発明を具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸説しない範囲で多様な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は冷媒を使用することなく効率的に乾燥空気を供給できる技術に関する。その応用分野としては、医療、計測／制御機器、パウダーコーティング（ｐｏｗｄｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇ）分野、一般空圧用、サンドブラスター（ｓａｎｄ  ｂｌａｓｔｉｎｇ）分野などを挙げることができる。
【００５８】
特に、本発明が応用できる一般空圧用分野の技術はこれからアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）の多様な応用をもたらす見込みである。この他にも空気乾燥器の活用分野は広範囲であり、工作機械、空圧及びエアシリンダー（ａｉｒ  ｃｙｌｉｎｄｅｒ）、一般自動化工程、一般塗装、精密塗装、計測設備、繊維産業、原料移送、粉体塗装、精密部品乾燥ライン、半導体電子部品、医薬品工業、超精密工業、化学工業、医療目的から光学用、食品乳加工産業など我々の周辺生活に適用するために鋭意研究しているので、本発明が多様に活用されるものと期待することができる。
【図面の符号】
【００５９】
１００：空気乾燥チャンバー
１１０：空気排出チューブ
１１１：金属網
１２０：エバチューブ
１３０：水分排出部
２００：ボルテックスチューブ
３００：外部排出部
４００、５００：第１、２空気乾燥チャンバー
４１０、５１０：第１、２空気排出チューブ
４２０、５２０：第１、２エバチューブ
【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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【国際調査報告】
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