(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却する圧縮空気の冷却方法において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却することを特徴とする圧縮空気の冷却方法。
【請求項２】
最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却する請求項１記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項３】
前記エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成する請求項１記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項４】
横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させる請求項３記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項５】
横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させる請求項３記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項６】
前記エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去する請求項３記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項７】
前記エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続する請求項６記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項８】
前記冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却する請求項２記載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項９】
前記最下流部の冷却管の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管する請求項８記載の圧縮空気の冷却方法
【請求項１０】
前記冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して配置する請求項１載の圧縮空気の冷却方法。
【請求項１１】
冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却可能にした圧縮空気の冷却装置において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通して配置し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却可能に設けたことを特徴とする圧縮空気の冷却装置。
【請求項１２】
最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却可能に設けた請求項１１記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１３】
前記エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成した請求項１１記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１４】
横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にした請求項１３記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１５】
横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にした請求項１３記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１６】
前記エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去可能にした請求項１１記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１７】
前記エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、該エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続した請求項１６記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１８】
前記冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却可能にした請求項１２記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項１９】
前記最下流部の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管した請求項１８記載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項２０】
各エアーチャンバの底面に複数の支持脚を突設し、該支持脚を直下のエアーチャンバの上面に固定し、複数のエアーチャンバを離間して積重配置した請求項１１載の圧縮空気の冷却装置。
【請求項２１】
前記冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して設置した請求項１１載の圧縮空気の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適で、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して除湿ないし乾燥状態を形成し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、これを使用するエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の所望位置に簡便かつ安全に設置できるようにした、圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンプレッサから吐出された圧縮空気には水や油分が混在し、この圧縮空気をエアードライバーやインパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツールへ供給すると、空気導管の内部が錆たり、エアーツール内部の構成部品が錆びて機能が低下し故障を起こす惧れがあるため、圧縮空気の吐出管路にエアードライヤである気液分離器を取付けて水分を除去し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給するようにしている。
【０００３】
前記気液分離器は、例えば中空円筒体の上部に内部に連通する上カバーを取付け、該カバーの両側に設けた入口通路と出口通路に圧縮空気の管路を形成する導管をねじ込み、中空円筒体の内部に中空円筒状の仕切管を配置し、該仕切管の内部に凸部と凹み空間とこれらを貫通する透孔を形成した気液分離部材である複数の仕切り構造を積み重ねて配置している。
そして、前記入口通路から中空円筒体内に導入した圧縮空気を、複数の仕切り構造の下方に導いて透孔から噴出し、その断熱膨張により凝結した水分を中空円筒体の下端部に設けたドレン孔（図示略）から排出し、水分を除去し乾燥した空気を出口通路から排出して、エアーツール側へ供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、前記気液分離器は圧縮空気の吐出管路に介挿して使用され、その吐出管路は通常は工場等の屋内に配置されているため、気液分離器の設置位置や利用箇所が限られてしまう問題があった。
また、吐出管路の上流または中流側に気液分離器を介挿して気液分離しても、エアーツールへ供給する際は周辺の空気温度によって再度水分が凝縮して混入し、当初の気液分離状態が低下して水分が混在した圧縮空気をエアーツールへ供給してしまい、エアーツールが故障したり機能が低下し、また塗装ガンにおいては所期の塗装が不可能になって使用不能に陥る等の問題があった。
【０００５】
ところで、気液分離器によって圧縮空気を能率良く高精度に気液分離する場合は、冷却し乾燥した圧縮空気を気液分離器へ供給することが望しく、この要請に応ずるものとして、例えばエアコンプレッサの圧縮空気を冷凍式エアードライヤへ送り込み、該冷凍式エアードライヤは、エアードライヤ本体ケース内に、圧縮機と凝縮器と冷却器からなる冷凍回路を配置し、その冷却室に前記圧縮空気を送り込んで冷却し乾燥するようにしたものがある（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００６】
しかし、冷凍式エアードライヤは設置に費用が掛かる上に、エアーツールの使用時は冷凍式エアードライヤを終始駆動するため、その運転費用が膨大になるという問題があった
【０００７】
そこで、前記問題を解決するものとして、エアードライヤの内部に冷凍回路を構成する第１および第２熱交換器を配置し、これらの熱交換器に冷媒を供給し、第１熱交換器に導入した冷却水を冷却して第２熱交換器へ導入し、この第２熱交換器に圧縮空気を導入し、
該圧縮空気を前記冷却水で冷却するようにしたエアードライヤがある（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
しかし、このエアードライヤは冷却水の冷却を要し、そのための第１および第２熱交換器を備えた冷凍回路の設置を要して、その設備費とその運転費用が嵩む等の問題があった
【０００９】
また、圧縮空気を水冷する他の手段として、エアコンプレッサの圧縮空気を導入する圧縮空気管を冷却水槽に配管し、該冷却水槽の底部に水冷式アフタークーラーを設け、該アフタークーラーに圧縮空気を導入して冷却し、冷却した圧縮空気を併設した冷凍式エアードライヤへ導き、その冷凍配管によって圧縮空気を更に冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献５参照）。
【００１０】
しかし、この装置は水冷式アフタークーラーの他に冷凍式エアードライヤの併設を要し、それらの設備費が嵩む上にその運転費用が嵩み、しかも圧縮空気の冷却に時間が掛かる等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４７８９９６３号号公報
【特許文献２】特開平１０−２３５１３２号公報
【特許文献３】特許第３０２０１５１号号公報
【特許文献４】特開平１１−１９４６１号公報
【特許文献５】特開平１１−１９３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような問題を解決し、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適で、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して乾燥し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、その使用側のエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の任意の位置に簡便かつ安全に設置できるようにした、圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却する圧縮空気の冷却方法において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却し、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却し冷却効果を向上するようにしている。
請求項２の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却し、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管に導入して更に冷却するようにしている。
【００１４】
請求項３の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成し、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択し得るようにしている。
請求項４の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させ、圧縮空気を速やかに冷却するようにしている。
請求項５の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させ、圧縮空気の移動を抑制し圧縮空気の一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却し得るようにしている。
請求項６の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去し、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製するようにしている。
【００１５】
請求項７の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続し、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進するようにしている。
請求項８の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を下流側に接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却し、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管へ導入して更に冷却するようにしている。
請求項９の発明は、最下流部の冷却管の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管し、冷却槽内のスペースを有効に利用するようにしている。
請求項１０の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して配置し、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減するようにしている
【００１６】
請求項１１の発明は、冷却水を収容した冷却槽内に圧縮空気を導入する空気導入管を配管し、前記圧縮空気を冷却可能にした圧縮空気の冷却装置において、前記空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通して配置し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却可能に設け、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却して冷却効果を向上するようにしている。
請求項１２の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却可能に設け、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管へ導入して更に冷却するようにしている。
請求項１３の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成し、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択し得るようにしている。
【００１７】
請求項１４の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にし、圧縮空気を速やかに冷却するようにしている。
請求項１５の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にし、圧縮空気の移動を抑制し一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却し得るようにしている。  
請求項１６の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去可能にし、除湿ないし乾燥した圧縮空気を得られるようにしている。
請求項１７の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、該エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続し、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進するようにしている。
【００１８】
請求項１８の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却可能に設け、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、別の冷却管に導入して更に冷却するようにしている。
請求項１９の発明は、最下流部の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管し、冷却槽内のスペースを有効に利用するようにしている。
請求項２０の発明は、各エアーチャンバの底面に複数の支持脚を突設し、該支持脚を直下のエアーチャンバの上面に固定し、複数のエアーチャンバを離間して積重配置し、エアーチャンバの設置をコンパクトかつ容易に行なうようにしている。
請求項２１の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して設置し、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減するようにしている
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明は、空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却するから、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却し冷却効果を向上することができる。
請求項２の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却するから、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管に導入して更に冷却することができる。
【００２０】
請求項３の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成するから、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択することができる。
請求項４の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させるから、圧縮空気を速やかに冷却することができる。
請求項５の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動させるから、圧縮空気の移動を抑制して一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却することができる。  
請求項６の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバの内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去するから、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続するから、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進することができる。
請求項８の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を下流側に接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却するから、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管へ導入して更に冷却することができる。
請求項９の発明は、最下流部の冷却管の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管するから、冷却槽内のスペースを有効に利用することができる。
請求項１０の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して配置するから、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減することができる。
【００２２】
請求項１１の発明は、空気導入管を最上段の扁平な中空筒状のエアーチャンバに連通して配置し、該最上段のエアーチャンバの下方に扁平な中空筒状の複数のエアーチャンバを離間して配置し、この複数のエアーチャンバの上下面の互いに直径方向位置に導管を上下に突設し、該導管を上下のエアーチャンバに連通して配置して配置し、圧縮空気を空気導入管または導管からエアーチャンバへ導入する際に断熱膨張させて冷却可能に設けたから、圧縮空気をエアーチャンバ毎に繰り返し冷却し、従来の単純な冷却槽に比べ高精度に冷却して冷却効果を向上することができる。
請求項１２の発明は、最下流側のエアーチャンバの出口側の導管に、該導管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、該冷却管を冷却槽内の下部にコイル状に捲回して配置し、圧縮空気を前記導管から冷却管へ導入する際に断熱膨張して冷却可能に設けたから、エアーチャンバを移動して冷却した圧縮空気を冷却管へ導入して更に冷却することができる
請求項１３の発明は、エアーチャンバの横断面形状を円形または矩形に形成したから、冷却精度の異なるエアーチャンバを用意し、これを使用に応じて選択することができる。
【００２３】
請求項１４の発明は、横断面形状が円形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にしたから、圧縮空気を速やかに冷却することができる。
請求項１５の発明は、横断面形状が矩形のエアーチャンバの内側面に沿って圧縮空気を移動可能にしたから、圧縮空気の移動を抑制し一部を四隅に滞留させて木目細かに冷却することができる。
請求項１６の発明は、エアーチャンバ内の上面から導入した圧縮空気を該エアーチャンバ内の下面に吹き付け、圧縮空気中の水分を除去可能にしたから、除湿ないし乾燥した圧縮空気を容易に作製することができる。
請求項１７の発明は、エアーチャンバの上面の一側端部に導管を接続し、該エアーチャンバの下面の一側端部に排出側の導管を接続したから、エアーチャンバ内における圧縮空気の冷却作用と除湿ないし乾燥作用を長時間確保し、それらの効果を増進することができる。
【００２４】
請求項１８の発明は、冷却管の最下流部に該冷却管よりも大径の内径を有する冷却管を接続し、前記最下流部の冷却管から下流側の冷却管へ圧縮空気を導入する際に断熱膨張して冷却可能にしたから、エアーチャンバ直下の冷却管を移動して冷却した圧縮空気を、下流側の冷却管に導入して更に冷却することができる。
請求項１９の発明は、最下流部の下流側に配置する冷却管を冷却槽内の側面に沿って上向きの直線状に配管し、その下流部を冷却槽の外側へ配管したから、冷却槽内のスペースを有効に利用することができる。
請求項２０の発明は、各エアーチャンバの底面に複数の支持脚を突設し、該支持脚を直下のエアーチャンバの上面に固定し、複数のエアーチャンバを離間して積重配置したから、エアーチャンバの設置をコンパクトかつ容易に行なうことができる。
請求項２１の発明は、冷却槽と、該冷却槽の外側に配置する気液分離器を収納したドライボックスとを密接して設置したから、冷却槽とドライボックスを離間して配置する場合に比べ、それらの設置スペースをコンパクトにし、その配管作業を合理化するとともに、冷却槽からドライボックスへ冷却した圧縮空気を移動する際の熱損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の基本形態を適用したドライボックスの正面図と、冷却槽とエアータンク、エアーツールの配置状況を模式的に示している。
【図２】本発明の基本形態を適用したドライボックスの平面図と、冷却槽とエアータンク、エアーツールの配置状況を模式的に示し、ドライボックスの一部を断面図示している。
【図３】本発明の基本形態を適用した冷却槽と、ドライボックスの設置状況を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の基本形態を適用した冷却槽の断面図と、ドライボックスの設置状況を示す正面図である。
【図５】本発明の基本形態を適用したドライボックスの内部状況を示す正面図で、背面カバーを取外し、その一部を切欠いて示している。
【００２６】
【図６】前記基本形態に適用した冷却槽の第１の応用形態の断面図である。
【図７】前記基本形態に適用した冷却槽の第２の応用形態の断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に適用した冷却槽の断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に適用した冷却槽の断面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）の変形例である
【図１２】前記基本形態に適用した冷却槽の第３の応用形態の断面図である。
【図１３】前記基本形態と第１および第２の実施形態、並びにそれらの応用形態に適用したドライボックスの応用形態を示す斜視図である。
【図１４】前記基本形態に適用した冷却槽の第４の応用形態の断面図である。
【図１５】本発明の応用形態に適用したクール・ドライ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を気液分離器に供給する圧縮空気の冷却とその気液分離に適用した図示の基本形態について説明すると、図１乃至図５において１はエアーコンプレッサで生成した圧縮空気を貯留するエアータンクで、その空気導入管２に調圧弁３を介して円筒状の冷却槽４が配置され、該冷却槽４で冷却し乾燥した圧縮空気を空気導出管５を介し、ドライボックス６に収容した後述する気液分離器へ供給可能にしている。
前記冷却槽４はステンレス鋼板、防錆処理したアルミニウム板等によって大径の円筒体に構成され、これは有底の本体とその上部に被着する蓋体とからなり、本体の底部を地面や床面等の設置面７に可搬可能に設置し、底部を設置面７に接触させて内部に収容する後述の冷却水の冷却を増進させるようにしている。
【００２８】
前記冷却槽４の上下端部に給水管８と排水管９とが接続され、それらに開閉弁１０，１１を取付けて、冷却材である冷却水１２または他の冷却媒体を給排可能にしている。
実施形態では圧縮空気の冷却用に安価な水道水等の水を使用しているが、油や海水等の液体、二酸化炭素や窒素等の気体、砂や微粒化した花崗岩等の固体を使用することも可能である。この場合、冷却槽４の冷却時に冷却水１２または他の冷却媒体を流通して循環し、その昇温または凍結を防止することが望ましい。
【００２９】
前記冷却槽４の内部に、空気導入管２と同径または縮径したアルミニウム管またはステンレス鋼管製の冷却管１３がコイル状に捲回されて配管され、そのコイル状部１３ａのコイル径は冷却槽４の内径よりも若干小径に形成され、その上部を空気導入管２に連絡し、その下部を冷却槽４の内面に沿って直管状に起立し、該直管部１３ｂの前記コイル状部１３ａの上端部と同高位置を折り曲げて空気導出管５に連絡している。
前記冷却管１３の冷却作用を奏するコイル状部と直管部１３ｂとの長さは、圧縮空気の冷却作用に応じて約２０〜５０ｍに設定され、これに応じてコイル状部１３ａの直径と捲き数を設計している。図中、１４は冷却槽４の上端部に設けた可搬用の把手である。
【００３０】
前記ドライボックス６は冷却槽４から離間して設置され、該ボックス６は有底中空の縦長の筐体に構成され、その周囲を薄肉鋼板製の前面板１５と左右側面板１６，１７、上面板１８と底面板１９、および後述する背面カバーとで区画して密閉し、この背面カバーを除く各境界部を溶接して構成している。
基本形態のドライボックス６は、縦４７０〜５００ｍｍ、横３００〜３６０ｍｍ、奥行１６０〜３００ｍｍに形成され、その重量を９〜１５ｋｇに構成して持ち運び可能にしている。
【００３１】
前記ドライボックス６の背面は開口され、この開口部に鋼板製の背面カバー２０が着脱可能に取付けられ、ドライボックス６内に収納される後述の気液分離器やドレン器のメンテナンスを至便にしている。
前記ドライボックス６の開口部に臨む左右側面板１６，１７と、上面板１８と底面板１９の端縁は断面略Ｌ字形に折曲げられ、この折曲げ部１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａによって、前記開口部が図５のように額縁状に形成され、これらの折曲げ部１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａに背面カバー２０を着脱可能にビス止めしている。
【００３２】
前記前面板１５の上部にテーパ面１５ａが形成され、該テーパ面１５ａに一対の圧力計２１，２２が配置され、これらによって冷却槽４からドライボックス６に導入される圧縮空気の圧力と、後述の気液分離器によって気液分離された圧縮空気の圧力を計測可能にしている。
図中、２３は上面板１８上に取付けた逆Ｕ字形状の把手で、金属棒を逆Ｕ字形に折り曲げ、その両端部にネジ部を設け、該ネジ部に上面板１８の内側からナット（図示略）をねじ込んで取付けている。
前記底面板１９の四隅に脚２４が取付けられ、該脚２４と一体の螺軸（図示略）を底面板１９の四隅に設けたネジ孔（図示略）螺合し、その回動量を加減して設置面７に対する高さを調節可能にしている。
【００３３】
前記一方の側面板１６の内面の上下位置に、金属製の二つのガイドレール２５，２６が溶接等によって取付けられ、該ガイドレール２５，２６は略コ字形断面に形成され、その内部に支持金具２７，２８の一端が摺動かつ係合可能に取付けられている。
前記ガイドレール２５，２６の開口縁に一対の係合縁２５ａ，２６ａが対向して突設され、該係合縁２５ａ，２６ａに前記支持金具２７，２８の一端部が摺動かつ係合可能に配置されている。
【００３４】
前記支持金具２７，２８は同様な横長矩形の各一対の鋼板からなり、これらは中間部に略半円弧状に湾曲形成したホルダ部２７ａ，２８ａを備え、各一対のホルダ部２７ａ，２８ａの間に、エア−ドライヤである円筒状の気液分離器２９と、ドレン器３０を挟持している。
前記支持金具２７，２８の一端に一対の係止爪２７ｂ，２８ｂが上下に突設され、これら各一対の係止爪２７ｂ，２８ｂを前記ガイドレール２５，２６の一対の係合縁２５ａ，２６ａと係合可能に配置している。
前記支持金具２７，２８の他端に角軸の連結ピン３１，３２が装着され、該角軸の螺軸端にナット（図示略）をねじ込んで各一対の支持金具２７，２８を連結し、各一対のホルダ部２７ａ，２８ａによる挟持力を形成可能にしている。
【００３５】
前記気液分離器２９は縦長円筒状に形成され、その中空円筒状の本体３３の内部に中空円筒状の仕切管（図示略）を同心円状に配置し、該仕切管の内部に通孔を有する駒形の複数の分離体（図示略）を積み重ねて配置している。
前記本体３３の上部に、該本体３３の内部に連通する上カバー３４が取付けられ、該カバー３４の両側に入口通路と出口通路（共に図示略）が設けられ、前記入口通路に導入管３５の一端が接続され、その他端が導入側の三方ジョイント３６に接続されている。
また、前記出口通路に水分を除去し除湿した空気ないし乾燥空気を送り出す排気管３７の一端が接続され、その他端が排気側の三方ジョイント３８に接続されている。
【００３６】
そして、気液分離器２９内に導入した圧縮空気を前記導入管３５を介して、複数の分離体の下方へ導き、これを通孔から噴出させて断熱膨張させ、かつその噴流を直上の分離体に衝突させて、圧縮空気中の水分を凝結し、その凝縮水を本体３３の下端部に設けたドレ
ン孔（図示略）から排出し、乾燥した空気を出口通路から後述のエアーツール側へ供給可能にしている。
図中、３９は前記三方ジョイント３６に接続した圧力計測管で、その他端を圧力計２１に接続し、４０は前記三方ジョイント３８に接続した圧力計測管で、その他端を圧力計２２に接続している。
【００３７】
前記三方ジョイント３６，３８に導管４１，４１の一端が接続され、それらの他端を側面板１７の外側に突設したインレット４２若しくはアウトレット４３に連通している。
前記インレット４２とアウトレット４３に連結用のカプラ４４，４５の一端が接続され、該カプラ４４の他端に前記空気導入管２に接続したカプラ４６が連結され、前記カプラ４５の他端に空気供給管４７に接続したカプラ４８が連結されている。
前記空気供給管４７は、エアードライバー、インパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツール４９に接続され、該エアーツール４９に乾燥した圧縮空気を供給可能にしている。
【００３８】
また、前記ドレン器３０は気液分離器２９と同径で短小の円筒状に形成され、その上端部を気液分離器２９の下端のドレン孔にねじ込んで水密に接続し、その内部に設けたフィルタ（図示略）によって、ドレンに含まれる錆や油脂分を除去し、清浄なドレンをドレン管５０へ排出可能にしている。
前記ドレン管５０の先端部は、側面板１７の外側に突設したホースエンド５１に連通し、該ホースエンド５１に接続するドレンホース５２からドレンを排出可能にしている。
【００３９】
なお、この基本形態では冷却管１３をコイル状に捲回しているが、これに限らず冷却管１３をジグザグまたはＵ字状に屈曲し、その占有面積をコンパクト化することも可能である。
【００４０】
このように構成した本発明の基本形態に適用した気液分離器用の圧縮空気の冷却方法およびその冷却装置は、冷却槽４とドライボックス６の製作を要する。
このうち、冷却槽４を製作する場合は、有底筒状の中空の本体とこれに被着する蓋体の製作を要し、これらをステンレス鋼板、防錆処理したアルミニウム板等を用いてプレス成形し、本体の内部に冷却管１３を収容後、蓋体を本体の上部に被着する。
また、前記本体の下部に排水管９と開閉弁１１を取り付け、蓋体の上部に導入管８と開閉弁１０を取り付け、蓋体の中央に把手１４を取り付ける。
【００４１】
また、前記冷却管１３を製作する場合は、空気導入管２と同径または若干縮径したアルミニウム管またはステンレス鋼管を使用して、コイル状部１３ａと直管部１３ｂとを別々に製作し、これらを溶接等で接続する。前記冷却管１３の長さは圧縮空気の冷却温度に応じて約２０〜５０ｍに設定し、これをコイル状部１３ａと直管部１３ｂに分配する。
このうち、コイル状部１３ａは本体の内径より若干小径のコイル状に捲回し、その捲回数をコイル状部１３ａの長さに応じて形成し、直管部１３ｂの長さは冷却槽４の高さより若干短く形成する。
【００４２】
そして、本体に冷却管１３を組み込み、コイル状部１３ａの上端部に空気導入管２を接続し、直管部１３ｂの上端部に空気導出管５を接続後、蓋体を本体の上部に被着する。
基本形態では空気導入管２と空気導出管５とを同高位置に配置し、それらの配管作業の簡便化を図るととともに、直管部１３ｂの長さと冷却管１３の長さの長尺化を図り、冷却作用を増進させている。
【００４３】
次に、気液分離器の収納装置であるドライボックス６を製作する場合は、鋼板を縦長矩形に切断して前面板１５と上面板１８と底面板１９および背面カバー２０を作製し、また鋼板を縦長異形の五角形に切断して側面板１６，１７を作製する。
そして、前面板１５の上部を緩やかに折り曲げてテーパ面１５ａを形成し、該テーパ面１５ａに圧力計２１，２２の取付け穴（図示略）を打ち抜く。
【００４４】
また、一方の側面板１６の背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部１６ａを形成し、その複数個所にビス孔を形成し、前記側面板１６の内面の上下位置に断面コ字形のガイドレール２５，２６を互いに平行に溶接する。
更に、前記他方の側面板１７の上部にインレット４２とアウトレット４３の取付け孔（図示略）を打ち抜き、下部にホースエンド５１の取付け孔（図示略）を打ち抜き、背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部１７ａを形成し、その複数個所にビス孔を形成する。
【００４５】
前記上面板１８の背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部１８ａを形成し、中間部に一対の通孔を形成し、該通孔に把手２３の両端を挿入し、その螺軸端にナット（図示略）を緊締して把手２３を取付ける。
前記底面板１９は背面側の端縁を内側に折り曲げて折曲げ部１９ａを形成し、その折曲げ部１９ａにビス孔を形成するとともに、底面板１９の四隅に脚取付け用のネジ孔（図示略）を形成する。
【００４６】
こうして製作した各部材を用いてドライボックス６を組み立てる場合は、前面板１５の両側に側面板１６，１７を配置し、それらの上端に上面板１８を載置し、下端に底面板１９を配置し、それらの各接合部を溶接して箱体を作製する。
この状況は図５のようで、ドライボックス６の背面側に配置した各折曲げ部１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａを額縁状に形成する。
【００４７】
次に、このようなドライボックス６に気液分離器２９とドレン器３０を組み込む場合は、気液分離器２９の本体３３の周面に一対の支持金具２７のホルダ部２７ａを配置して抱持し、該金具２７の一端に角軸状の連結ピン３１を挿入し、その螺軸端にナットをねじ込んで連結し、本体３３の周面を一対のホルダ部２７ａによって挟持する。
この後、支持金具２７の他端をガイドレール２７に水平に挿入し、挿入後、垂直に起立させて係止爪２７ｂ，２７ｂをガイドレール２７の係合縁２５ａ，２５ａに係合し、気液分離器２９を吊り下げる。
【００４８】
そして、気液分離器２９の下端部にドレン器３０の上端部をねじ込み、これらを気密に連結後、前述と同様に一対の支持金具２８の係止爪２８ｂ，２８ｂをガイドレール２６の係合縁２６ａ，２６ａに係合して、ドレン器３０を吊り下げる。
その際、気液分離器２９とドレン器３０に対する支持金具２７，２８の取付け位置を上下に調節して、気液分離器２９とドレン器３０の上下位置を調整し、また支持金具２７，２８の他端をガイドレール２５，２６に沿って摺動させて、ドライボックス６内における気液分離器２９とドレン器３０の前後位置を調整し、同時にそれらと導入管３５と排気管３７、圧力計測管３９，４０とドレン管５０との接触を防止する。
【００４９】
この後、気液分離器３３の上カバー３４の入口通路に導入管３５の一端を取付け、出口通路に排気管３７の一端を取付け、それらの他端を三方ジョイント３６，３８に接続する
一方、前記テーパ面１５ａに形成した取付け穴（図示略）に圧力計２１，２２を取付け、その圧力計測管４０，３９を三方ジョイント３６，３８に接続し、該ジョイント３６，３８の一端に導管４１，４１を接続し、これらにインレット４２またはアウトレット４３を接続して、これらを側面板１７に突設する。
そして、前記インレット４２またはアウトレット４３の先端部にカプラ４４，４５を装着し、これらにカプラ４６，４８を連結して空気導出管５と空気供給管４７の先端部を装着する。
【００５０】
前記ドレン器３０の下端にドレン管５０の一端を接続し、その他端部をホースエンド５１に接続し、該ホースエンド５１にドレン溜（図示略）に連絡するドレンホース５２を接続する。
また、底面板１９の下面の四隅に脚２４の螺軸をねじ込み、前記折曲げ部１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａに背面カバー２０を重合し、これをビス止めしてドライボックス６の背面を閉塞する。
【００５１】
こうして組み立てたドライボックス６は、内部に気液分離器２９やドレン器３０等を配置してそれらを保護しているから、例えばドライボックス６をエアータンク１から離隔した屋外に設置することも可能になり、気液分離器２９やドレン器３０等をエアーツール４９の使用環境に応じて工場の内外へ設置し得る。
【００５２】
次に、冷却槽４とドライボックス６を設置する場合は、エアータンク１の設置位置とエアーツール４９の使用位置とそれらの設置環境に応じて、屋内または屋外に設置する。
例えば前記冷却槽４をエアータンク１と離間する屋内または屋外の平坦な場所に設置し、前記冷却槽４から離間してドライボックス６を屋内または屋外の平坦な場所に設置し、該ドライボックス６から離間してエアーツール４９を配置する。
その際、冷却水を導入前の空状態の冷却槽４を、把手１４を保持して適宜位置へ持ち運び、所定の設置面７に設置する。また、把手２３を保持してドライボックス６を適宜位置へ持ち運び、所定の設置面７に設置する。
【００５３】
基本形態ではドライボックス６を縦４７０〜５００ｍｍ、横３００〜３６０ｍｍ、奥行３００〜３６０ｍｍの比較的コンパクトに形成し、その重量を９〜１５ｋｇに構成しているから、人力によって容易に持ち運べ、設置の際は脚２４を回動操作して高さ調整し、設置面７に安定かつ水平に設置する。
【００５４】
この場合、冷却槽４は内部に冷却管１３をコイル状に捲回して配置しているから、冷却管をジグザグ状に屈曲して配置する場合に比べ、冷却管１３の長尺化と冷却槽４の小形化ないし設置スペースのコンパクト化、並びに冷却能力の向上を図れる。
また、本発明は冷却槽４の他に、冷却水の冷却装置や冷凍回路、冷凍式エアードライヤを要しないから、その分設備費の低減とその稼動費の削減を図れる。
【００５５】
こうして、冷却槽４とドライボックス６を設置後、エアータンク１と冷却槽４とを空気導入管２を介して接続し、該導管２に調圧弁３を介挿するとともに、冷却槽４とドライボックス６とを空気導出管５を介して接続し、空気導出管５に装着したカプラ４６をインレット４２側のカプラ４４に連結し、更にアウトレット４３に装着したカプラ４５に空気供給管４７側のカプラ４８を接続し、該空気供給管４７の他端をエアーツール４９に接続し、ホースエンド５１にドレンホース５２を接続する。
【００５６】
このような状況の下で開閉弁１０を開弁し開閉弁１１を閉弁して、水道水等の冷却水１２を給水管８から冷却槽４へ導いて貯留し、内部に配管した冷却管１３を冷却水１２中に没入させて冷却水１２の導入を停止後、エアータンク１内の圧縮空気を空気導入管２を介して冷却槽４へ導入する。
前記圧縮空気は、先ず冷却管１３のコイル状部１３ａに導かれて下方へループ状に移動し、冷却水１２によって冷却される。その際、コイル状部１３ａは直管状やこれを屈曲した配管に比べて長尺で、冷却水１２に対する接触面積が大きいから、圧縮空気の冷却が能率良く行なわれ、同時に圧縮空気の飽和蒸気圧が低下して除湿ないし乾燥が促される。
【００５７】
しかも、コイル状部１３ａでは圧縮空気に遠心力が働き、流速の大きい管中央部の圧縮空気に作用する遠心力は、管内壁付近の流速の小さい圧縮空気に作用する遠心力よりも大
きいため、管中央部の圧縮空気は曲管部の外側へ押しやられ、管内壁付近の圧縮空気は内壁に沿って曲管部の内側に回り込む。
また、コイル状部１３ａの内壁面の圧力分布は、曲管部の外側が高く内側が低いため、管軸に垂直な断面に外側から内側へ回り込む一対の循環流が生ずる。
したがって、コイル状部１３ａを移動する圧縮空気は、遠心力による前述の作用と前記一対の循環流によって攪拌を促され、冷却温度が均一かつ一様になる。
【００５８】
こうして、コイル状部１３ａを移動する圧縮空気は、上部から下方へ移動するにつれて次第に冷却され、その最下位置から直管部１３ｂを上動する間も冷却水１２によって冷却されて空気導出管５へ送り出され、一様に冷却し乾燥した圧縮空気がドライボックス６へ導入される。この状況は図４のようである。
【００５９】
すなわち、圧縮空気はインレット４２からドライボックス６に導入され、導管４１から三方ジョイント３６を経て導入管３５を移動し、上カバー３４の入口通路から気液分離器２９の内部に送り込まれて気液分離され、また気液分離前の一部の圧縮空気が圧力計測管４０に導かれて圧力計２２へ移動し、該圧力計２２によって導入空気圧が計測されて表示される。
そして、気液分離後の圧縮空気は、上カバー３４の出口通路から排気管３７へ送り出され、三方ジョイント３８から導管４１を経てアウトレット４３へ移動し、空気供給管４７に導かれてエアーツール４９へ供給される。
【００６０】
その際、圧縮空気は冷却槽４で冷却され乾燥されて気液分離器２９に導入されるから、気液分離器２９における気液分離を能率良く速やかに行なえ、また水分を除去した乾燥状態の圧縮空気をエアーツール４９へ供給できるから、水分の混入によるエアーツール４９の機能低下や内部の錆の発生、故障を防止し得る。
なお、気液分離器２９で分離された油脂分、ゴミ等を含む凝縮水はドレン器３０に流下し、該ドレン器３０内のフィルタ等にろ過されてドレン管５０に導かれ、ホースエンド５１からドレンホース５２を経てドレン溜に排出される。
【００６１】
一方、気液分離器２９やドレン器３０および他の構成部材が経時的に機能低下し、または故障して、それらを取替え若しくは整備点検するメンテナンス時は、ビス（図示略）を取外して背面カバー２０を取外し、ドライボックス６の背面を開放して、気液分離器２９やドレン器３０および他の構成部材を取外し新規部材と交換した後、背面カバー２０をビス止めして気液分離器２９やドレン器３０および他の構成部材の機能を復旧させる。
また、圧縮空気の気液分離後、適時、開閉弁１１を開弁して冷却槽４内の冷却水１２を排出し、冷却水１２の汚損や冷却管１３表面の異物の付着を防止し、その熱交換の低下を防止する。
【００６２】
図６乃至図１５は前記基本形態の第１乃至第４の応用形態と、本発明の第１および第２の実施形態と、前記基本形態に適用したドライボックスの応用形態と、本発明の応用形態を示し、前述の基本形態と対応する構成部に同一の符号を用いている。
このうち、図６は前記基本形態の第１の応用形態を示し、この応用形態は冷却槽４に配管した冷却管１３のコイル状部１３ａの内径を移動域Ｚ1〜Ｚ3毎に漸増し、圧縮空気を移動域Ｚ1〜Ｚ3毎に断熱膨張させて冷却し、更に冷却槽４に収容した冷却水１２によって冷却している。
【００６３】
すなわち、この第１の応用形態では移動域Ｚ1のコイル状部１３ａの内径Ｄ1を空気導入管２の内径よりも若干大径に形成し、その下流側の移動域Ｚ2のコイル状部１３ａの内径
Ｄ2を前記上流側の内径Ｄ1よりも若干大径（Ｄ2＞Ｄ1）に形成し、その下流側の移動域Ｚ3のコイル状部１３ａの内径Ｄ3を前記上流側の内径Ｄ2よりも若干大径（Ｄ3＞Ｄ2）に形
成している。そして、コイル状部１３ａの最下流部から、その内径Ｄ3よりも若干大径の
内径の直管部１３ｂを立ち上げ、その上端部を空気導出管５に接続している。
【００６４】
この第１の応用形態では、エアータンク１の圧縮空気を空気導入管２から冷却槽４の上段の移動域Ｚ1のコイル状部１３ａへ送ると、先ずコイル状部１３ａの導入部で断熱膨張
して冷却され、この圧縮空気を移動域Ｚ1から中段の移動域Ｚ2のコイル状部１３ａへ送ると、その境界部で断熱膨張して冷却され、更にこの圧縮空気を移動域Ｚ2から下段の移動
域Ｚ3のコイル状部１３ａに送ると、その境界部で断熱膨張して冷却される。
そして、前記圧縮空気をコイル状部１３ａの最下流部から直管部１３ｂへ送ると、その境界部で断熱膨張して冷却され、この圧縮空気を空気導出管５へ送り出してドライボックス６に導入する。
【００６５】
このようにこの第１の応用形態は、エアータンク１の圧縮空気を冷却槽４に配管した長尺のコイル状部１３ａを移動させて冷却するとともに、各流路の境界部において断熱膨張させて冷却を促進し、乾燥した圧縮空気をドライボックス６へ導入している。
【００６６】
図７は前記第１の応用形態の変更使用例を示す第２の応用形態を示し、コイル状部１３ａの各移動域Ｚ1〜Ｚ3における内径と直管部１３ｂの内径は、前記第１の応用形態と同様に構成している。
この第２の応用形態は冷却槽４を設置面７に立設する代わりに、設置面７に横向きに設置し、その両端部にストッパ５４を設けて設置面７に固定し、冷却槽４を安定して設置するとともに、冷却槽４の地上高を抑制し、その直上スペースの有効利用を図るようにしている。
【００６７】
図８および図９は本発明の第１の実施形態に適用した冷却槽を示し、この実施形態は冷却槽４の内部に配管した冷却管１３の代わりに、単一または複数の中空のエアーチャンバ５５を間隔を置いて上下に配置し、隣接する上下のエアーチャンバ５５を小径の内径を有する導管５６を介して連通している。
この実施形態のエアーチャンバ５５は扁平な中空円筒状に形成され、その上面と下面の直径方向位置に導管５６，５６を上向きまたは下向きに突設し、上下のエアーチャンバ５５に圧縮空気を給排可能にしている。
【００６８】
そして、各エアーチャンバ５５の下面の等角度位置に複数の支持脚５７を突設し、該支持脚５７を直下のエアーチャンバ５５の上面に設置し、これを適宜固定して積み重ねている。
図中、５８は冷却槽４の内面下部に固定したコ字形断面のブラケットで、その上部に前記エアーチャンバ５５を支持している。
【００６９】
また、前記冷却槽４の下部に中空室５９を設け、該中空室５９に管材を複数捲回したコイル状部１３ａを配置し、該コイル状部１３ａの内径は導管５６の内径よりも若干大径に形成され、その上端部を最下位置の導管５６に接続し、下端部をコイル状部１３ａの内径より若干大径の直管部３ｂの下端部に接続し、このコイル状部１３ａの上端部と下端部の各境界部で圧縮空気を断熱膨張させて冷却している。
なお、この第１の実施形態ではコイル状部１３ａを冷却槽４の下部に配置しているが、冷却槽４の上部に配置しても良く、その場合はコイル状部１３ａの内径を空気導入管２の内径よりも若干大径に形成する。
【００７０】
この第１の実施形態では、エアータンク１の圧縮空気を空気導入管２から冷却槽４の最上段のエアーチャンバ５５へ送ると、その導入部で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ５５内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去される。
この後、前記圧縮空気は噴口から分流してエアーチャンバ５５の内側面に沿って円滑かつ速やかに移動し、前記噴口と対向する導管５６から排出されて直下のエアーチャンバ５５へ移動する。
【００７１】
前記直下のエアーチャンバ５５に導入された圧縮空気は、その導入部で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ５５内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去され、その圧縮空気が導管５６から分流してエアーチャンバ５５内を側面に沿って円滑かつ速やかに移動し、前記導管５６と対向する導管５６から排出されて直下のエアーチャンバ５５へ移動する。この状況は図９のようである。
【００７２】
以後、圧縮空気は順次下方のエアーチャンバ５５へ移動し、各エアーチャンバ５５で断熱膨張して冷却され、同時にエアーチャンバ５５内の下面に吹き付けられて圧縮空気中の水分を除去され、除湿ないし乾燥状態を形成する。
そして、最下段のエアーチャンバ５５を移動後、圧縮空気は導管５６から直下のコイル状部１３ａに導入され、その導入時に断熱膨張して冷却され、その最下位置のコイル状部１３ａの終端部から直管部１３ｂへ移動し、その導入時に断熱膨張して冷却されて前記直管部１３ｂを上昇し、その上端部から空気導出管５へ送り出されてドライボックス６へ導入される。
【００７３】
このようにこの第１の実施形態は、エアータンク１の圧縮空気を冷却槽４に冷却水１２中に配置した、複数のエアーチャンバ５５とコイル状部１３ａと直管部１３ｂを移動させて冷却するとともに、各エアーチャンバ５５とコイル状部１３ａと直管部１３ｂで断熱膨張させて冷却を促進し、また各エアーチャンバ５５で圧縮空気をエアーチャンバ５５内下面に吹き付けて水分を除去し、除湿ないし乾燥状態を増進した圧縮空気をドライボックス６へ導入している。
この場合、冷却槽４のコイル状部１３ａを省略してエアーチャンバ５５を増設することも可能で、そのようにすることで構成を簡潔にし、冷却能力を向上することができる。
【００７４】
図１０および図１１は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は第１の実施形態の変形例を示している。この第２の実施形態は第１の実施形態のエアーチャンバ５５を扁平な円筒体の代わりに、扁平な方形等の箱体に形成し、その内部の対向位置に一対の導管５６，５６を上向きまたは下向きに配置している。この場合、前述の応用形態のようにコイル状部１３ａを冷却槽４の下部または上部に配置しても良い。
【００７５】
この第２の実施形態は、エアータンク１の圧縮空気を冷却槽４に冷却水１２中に配置した、複数のエアーチャンバ５５とコイル状部１３ａと直管部１３ｂを移動させて冷却するとともに、各エアーチャンバ５５とコイル状部１３ａと直管部１３ｂで断熱膨張させて冷却を促進し、また各エアーチャンバ５５で圧縮空気をエアーチャンバ５５内の下面に吹き付けて水分を除去し、除湿ないし乾燥状態を増進した圧縮空気をドライボックス６へ導入している。
【００７６】
その際、エアーチャンバ５５を扁平な方形等の箱体に形成して、空気導入管２または導管５６から導入した圧縮空気の一部をエアーチャンバ５５の四隅に滞留させて、圧縮空気の移動速度を抑制し、抑制した圧縮空気をドライボックス６へ導入して気液分離器２９による気液分離作用を精密かつきめ細かに行なうようにしている。
図１１（ｂ）は図１１（ａ）の変形例で、空気導入管２と導管５６の位置をエアーチャンバ５５の対角線上に配置し、四隅部における滞留の形成を増進させて、前記抑制作用を向上させている。
【００７７】
図１２は前記基本形態の第３の応用形態を示し、この応用形態は冷却管１３の内径を移
動域Ｚ1〜Ｚ3毎に移動方向に沿って大径管部と細径管部を交互に繰り返し、圧縮空気の断熱膨張と断熱圧縮を交互に行なって圧縮空気の冷却ないし降温と加温を交互に行ない、圧縮空気中の水蒸気の分布を粗密に調整するとともに、大径管部と細径管部を移動する圧縮空気の移動速度を減速または増速して、降温した圧縮空気中の粗状態の水蒸気をゆっくり移動させ、加温した圧縮空気中の密状態の水蒸気を速やかに移動させて、コイル状の冷却管１３による攪拌効果と相俟って、圧縮空気中の水蒸気の分布の均一化と安定化を図り、これを気液分離器２９へ送り出すようにしている。
【００７８】
すなわち、冷却槽４の上段の移動域Ｚ1の冷却管１３の内径Ｄ1を空気導入管２の内径よりも増径し、中段の移動域Ｚ2の冷却管１３の内径Ｄ2を空気導入管２と同径に形成し、下段の移動域Ｚ3の冷却管１３の内径Ｄ2を上段の移動域Ｚ1の内径Ｄ1と同径に形成し、直管部１３ｂの下半分を移動域Ｚ2の内径Ｄ3と同径に形成し、直管部１３ｂの上半分を移動域Ｚ1の内径Ｄ1と同径に形成し、大管部と細管部を交互に形成している。
そして、移動域Ｚ1で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させ
て粗状態に分布させ、その流速を空気導入管２よりも減速させ、移動域Ｚ2で圧縮空気を
断熱圧縮させて加温し、水蒸気を密集させて分布させ、その流速を増速して圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させる。
【００７９】
この後、移動域Ｚ3で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させ
て粗状態に分布させ、その流速を移動域Ｚ2よりも減速させ、直管部１３ｂの下半部では
圧縮空気を断熱圧縮させて加温し、水蒸気を密集させて分布しその流速を移動域Ｚ3より
も増速して、圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させ、直管部１３ｂの上半部で圧縮空気を断熱膨張させて冷却ないし降温し、水蒸気を拡散させて粗状態に分布させ、その流速を前記下半部よりも減速させて、水蒸気の分布を拡散させて流速を減速させ、圧縮空気中の水蒸気の分布を均一化させる。
【００８０】
このようにこの第３の応用形態は、圧縮空気中の水蒸気の拡散と密集を交互に繰り返し、その移動速度を加減速して水蒸気の分布の均一化を図り、一様に除湿ないし冷却し安定した圧縮空気を気液分離器２９へ送り出し、気液分離器２９の気液分離作用を安定かつ能率良く行なうようにしている。
この場合、冷却槽４のコイル状部１３ａを省略してエアーチャンバ５５を増設することも可能で、そのようにすることで構成を簡潔にし、冷却能力を向上することができる。
【００８１】
図１３は前記基本形態および本発明の第１および第２の実施形態、並びにそれらの応用形態に適用したドライボックスの応用形態を示し、この応用形態はドライボックス６の下部に該ボックス６の底面積よりも広い底面積を有する張出ボックス６０を配置し、該ボックス６０の下面の四隅に前記脚２４と同様な脚５３を取付け、ドライボックス６を全体的に小形軽量化するとともに、設置の安定性を向上するようにしている。
また、ドライボックス６の左右の側面板１６，１７の同高位置にインレット４２とアウトレット４３を配置し、インレット４２を配置した側面板１６の下部にホースエンド５１を取付け、ドライボックス６の一側に冷却槽４とエアータンク１を配置し、他側にエアーツール４９を配置して、ドライボックス６の設置の簡便化と設置スペースのコンパクト化を図るとともに、それらに対する空気導出管５と空気導入管２、空気供給管４７の配管の簡潔化を図るようにしている。
【００８２】
図１４は前記基本形態の第４の応用形態を示し、この応用形態は空気中に配管した空気導入管２と空気導出管５、冷却槽４内の冷却水１２中に配管した冷却管１３の外周部に放熱フィン６１，６２突設し、空気導入管２と空気導出管５および冷却管１３内を移動する圧縮空気の熱を空気または冷却水１２に放熱して、前記圧縮空気の冷却を促進するようにしている。
【００８３】
図１５は本発明の応用形態を示し、この応用形態は冷却槽４とドライボックス６を別々に離間して設置する代わりに、これらを密接して一体的に構成したクール・ドライ装置６３を設置している。
前記クール・ドライ装置６３は大形の筐体で構成され、その内部を仕切板６４で区画し、一方のクール室６５を他方のドライ室６６よりも大容積に構成し、冷却室６５に冷却水１２を貯留し、該冷却水１２中に冷却管１３をコイル状に捲回して配置し、その底部から直管部１３ｂを略垂直に立ち上げ、その上端部をＬ字状に折り曲げてドライ室６６内に配管している。
この場合、クール室６５には冷却管１３の他に、前述のエアーチャンバ５５を複数配置することも可能である。
【００８４】
一方、他方のドライ室６６には導出管５に連通する導入管３５の下流に気液分離器２９を配置し、その直下にドレン器３０を配置し、また気液分離器２９の排気管３７に空気供給管４７を接続し、ドライエアーをエアーツール４９へ供給するようにしている。前記導入管３５と排気管３７に三方ジョイント３６，３８を介挿し、これらに圧力計２１，２２に連通する圧力計測管３９，４０を接続している。
【００８５】
このように図１５に示す応用形態のクール・ドライ装置６３は、冷却槽４とドライボックス６を密接して一体的に構成したから、これらを別々に構成し設置する不合理を解消し、設置スペースの低減を図るとともに、クール室６５とドライ室６６との間の配管を短縮し、その配管作業を容易かつ速やかに行なうようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
このように本発明の圧縮空気の冷却方法および圧縮空気の冷却装置は、冷凍式エアードライヤを廃し、圧縮空気を簡単かつ安価な方法で冷却して除湿ないし乾燥状態を形成し、この乾燥空気を気液分離器へ供給して気液分離を高精度かつ能率良く行ない、これを使用するエアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、気液分離器を屋内外の所望位置に簡便かつ安全に設置できるから、例えばエアコンプレッサ等から供給されたエアータンク内の圧縮空気を気液分離器へ供給する際に好適である。
【符号の説明】
【００８７】
１        エアータンク
２        空気導入管
４        冷却槽
６        ドライボックス
１２        冷却水
１３        冷却管
１３ａ      コイル状部
１３ｂ      直管部
【００８８】
２０        背面カバー
２３        把手
２９        気液分離器
５５        エアーチャンバ
５６        導管
６０        張出ボックス
６１，６２  放熱フィン
６３        クール・ドライ装置
６５        クール室
６６        ドライ室
Ｚ1〜Ｚ3    移動域
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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