(57)【要約】【課題】余分な操作を必要とせず、効果的な気体の除湿装置の提供を目的とする。【解決手段】入口配管１とセジメントトラップ２との間に冷却部配管７を介挿する冷却部配管７の外周には冷媒供給用配管６を巻き付ける。冷媒供給用配管６には冷却装置９から冷媒８が供給されると、冷媒供給用配管６を介して冷却部配管７が冷却され、配管７内を流れる気体４が冷却される。この冷却により気体４は飽和水蒸気量が下がり、気体４内の水分が気体から液体へと凝縮され、セジメントトラップ２内で気体４と分離されて水分５となり、除湿された気体４が配管３から流出する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が流れる配管の途中に、気体の水分を遠心力によって分離する気体・水分分離装置を設けた気体の除湿装置において、
前記気体・水分分離装置の前段に気体を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする気体の除湿装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、気体が流れる配管の外周から冷却することを特徴とする請求項１記載の気体の除湿装置。
【請求項３】
気体が流れる配管と、この配管に連結され、気体から水分を除去する熱交換体と、この熱交換体に冷媒を送る冷却装置とを備えたことを特徴とする気体の除湿装置。
【請求項４】
前記熱交換体の底部に排水装置を設けたことを特徴とする請求項３記載の気体の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管内を流れる気体の除湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管内を流れる水分を含んだ気体の除湿を行う場合には、水分吸着剤を使用する方法や、セジメントトラップを通過させる方法等がある。
【０００３】
図９、図１０は従来の気体の除湿装置を示す一部を断面した正面図および平面図で、両図において１は入口配管、２はセジメントトラップ、３は出口配管、４は配管内流体以下気体と称す、５は気体４から分離された水分を各々示す。
【０００４】
入口配管１からセジメントトラップ２に流入した気体４は、セジメントトラップ２内で旋回流となり、気体４中の水分は遠心力によって分離され、セジメントトラップ２の底部に水分５として溜まる。水分が分離され気体４は出口配管３から流出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術において、水分吸着剤を用いる気体の除湿装置の場合、配管内の気体中の水分量が多いと、吸着剤の交換または再生作業の頻度が多くなる問題を持っている。
【０００６】
またセジメントトラップを用いる気体の除湿装置の場合、飽和水蒸気として存在している水分の除去についてはあまり効果がない。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、配管内を流れる気体の除湿において、余分な作業を必要とせず、飽和水蒸気に対しても有効な除湿を行うことができる気体の除湿装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
【０００９】
第１発明は、気体が流れる配管の途中に、気体の水分を遠心力によって分離する気体・水分分離装置を設けた気体の除湿装置において、前記気体・水分分離装置の前段に気体を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２発明は、第１発明の気体の除湿装置において前記冷却装置が、気体が流れる配管の外周から冷却することを特徴とするものである。
【００１１】
第３発明は、気体の除湿装置において、気体が流れる配管と、この配管に連結され、気体から水分を除去する熱交換体と、この熱交換体に冷媒を送る冷却装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
第４発明は、第３発明の気体の除湿装置において、前記熱交換体の底部に排水装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、第１発明の冷却装置には熱交換体を用いてもよく、前記の熱交換体と第３発明の熱交換体は、冷媒供給用配管と熱交換板から形成し、冷媒供給用配管が熱交換板に蛇行して形成してもよく、前記冷媒供給用配管を熱交換体に複数設けてもよく、すべての熱交換体の底部に排水装置を設けてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに、各図において同一部分には同一符号を付して述べる。
【００１５】
（第１実施の形態）
図１は第１実施の形態を示す気体の除湿装置の一部を断面した正面図で、入口配管１とセジメントトラップ２との間に冷却部配管７を介挿する。冷却部配管７の外周には冷媒供給用配管６を巻き付ける。冷媒供給用配管６は冷却装置本体９に取り付けて、図示矢印に示す冷媒８を配管６内に流す。
【００１６】
図１において冷却部配管７を通る気体４は、冷媒供給用配管６に冷却装置本体９から供給される冷媒８により熱交換によって冷却される。冷却された気体４は、飽和水蒸気量が低下し、気体４中の水分が気体から液体へと凝縮され、セジメントトラップ２内で気体４と分離されて水分５となり、除湿された気体４が出口配管３から流出する。
【００１７】
（第２実施の形態）
図２Ａ、Ｂは第２実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。図２Ａ、Ｂにおいて、熱交換体１０は接続フランジ１１ａ、１１ｂに連結される。熱交換体１０はフィン状に形成された複数枚の熱交換板１０ａから構成され、その熱交換板１０ａには冷媒供給用配管６が図２Ｂに示すように水平方向に蛇行させて埋め込まれている。なお、冷媒供給用配管６は図示しない冷却装置本体に接続されていて、図示矢印のよう冷媒８が冷媒供給用配管６内を流れている。
【００１８】
この第２実施の形態のように構成すると、熱交換体１０は冷媒供給用配管６に流れる冷媒８で充分に冷却される。しかも熱交換体１０はフィン状に形成された熱交換板１０ａからなり、その熱交換板１０ａは気体４の流れを妨げない、すなわち気体４の流れる方向に沿って構成されているために、熱交換面積が増大する。このため熱交換体１０の熱交換板１０ａの間を気体４が通過する際に、気体４の飽和水蒸気量が低下し、気体４の水分は気体から液体へと凝縮され、第１実施の形態と同様にセジメントトラップ２内で液体と気体とが分離されて、水分５となる。
【００１９】
（第３実施の形態）
図３Ａ、Ｂは第３実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図および断面図で、第２実施の形態の変形例である。
【００２０】
第３実施の形態では図３Ａ、Ｂに示すように熱交換体１０に冷媒供給用配管６を埋め込む場合、その配管６は熱交換体１０の上下方向に蛇行させて構成する。
【００２１】
また冷媒供給用配管６には気体４の下流側から上流側に向かって図３Ｂに示す矢印のように冷媒８が流れるように構成することにより、冷媒８により冷却される配管６と気体４の熱交換量が増え、結果として気体４の飽和水蒸気量が低下し、気体４の除湿効果が増大する。
【００２２】
（第４実施の形態）
図４Ａ、Ｂは第４実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。図４Ａ、Ｂにおいて、第４実施の形態は第２実施の形態の熱交換体１０に複数の冷媒供給用配管６ａ、６ｂ、６ｃを熱交換体１０の熱交換板１０ａと直交し、かつ水平方向に蛇行させ、しかもそれぞれ一定の間隔を隔て並列に配置し、さらに冷媒供給用配管６ａ、６ｂ、６ｃへの冷媒８の導入、導出方向を列毎に交互に変えるよう構成する。
【００２３】
上記のように第４実施の形態では複数の冷媒用配管６ａ、６ｂ、６ｃを気体４の流れ方向に並列配置し、かつその配管６ａ、６ｂ、６ｃへの冷媒８の導入、導出方向を列毎に交互に変えるように熱交換体１０を構成したことにより、気体４と熱交換体１０との接触時間が長くなる。と同時に、熱交換体１０における気体４の上流側の冷却効率が向上し、熱交換体１０内で気体の密度差が生じ対流が生じる。
【００２４】
その結果、熱交換体１０内で気体４がより効果的に冷却され気体４の飽和水蒸気量が低下し、気体４の除湿効果が増大する。
【００２５】
（第５実施の形態）
図５Ａ、Ｂは第５実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。
【００２６】
図４Ａ、Ｂにおいて、第４実施の形態は熱交換体１０内で気体４を冷却することにより、気体４中の水分は水滴となって熱交換体１０の熱交換板１０ａに付着する。気体４の流速が早い場合には、熱交換体１０の熱交換板１０ａに付着した水滴は下流側に飛ばされ、熱交換体１０内に残ることは無い。しかしながら、気体４の流速が充分でない場合には熱交換体１０の熱交換板１０ａに付着した水滴は熱交換体１０の底部に落ちることになる。
【００２７】
そこで、図５Ａ、Ｂにおいて、第５実施の形態は、第４実施の形態の熱交換体１０の底部に図５Ａ、Ｂに示すような傾斜を持たせ、熱交換体１０の底部に気体から分離された水分５を溜める。この水分５をその底部に連結した排水弁１２を有する配水管１３を設け、ある程度水分５が滞留したときを見はからって熱交換体１０の外に排出する。このように水分５を熱交換体１０の底部に溜めることで熱交換体１０下流側への気体から分離された水分５の流出を防ぐとともに、熱交換体１０の下流側に配置するセジメントトラップを省略できるようになる。
【００２８】
（第６実施の形態）
図６Ａ、Ｂは第６実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。
【００２９】
図５Ａ、Ｂおいて第５実施の形態は、気体から分離された水分５を排水した後、熱交換体１０の底部に広い間隙が生じる。すると、この間隙部分に気体４が流れると気体４の冷却効率が低くなる恐れがある。
【００３０】
そこで、熱交換体１０の熱交換板１０ａ底部の形状を図６に示すように熱交換体１０の底部の傾斜に合わせることで、気体４と熱交換体１０の接触面積を増大させ、第５実施の形態に比べて、気体４をより効率的に冷却することができるようになる。その結果、気体４の飽和水蒸気量が低下し、気体４の除湿効果が向上する。
【００３１】
（第７実施の形態）
図７Ａ、Ｂは第７実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。
【００３２】
図７に示すように通水孔１４を設けることで、熱交換体１０の底部の断面形状に合わせて熱交換板１０ａを形成することができるので、気体４から分離された水分５を排水しても熱交換体１０の底部には、大きな間隙は生じず、気体４は常に熱交換体１０の熱交換板１０ａに接触した形で熱交換体１０内を通過するため、第６実施の形態に比較して、より効果的に冷却することができる。その結果、気体４の飽和水蒸気量がより低下し、気体４の除湿効果が向上する。
【００３３】
（第８実施の形態）
図８Ａ、Ｂは第８実施の形態である気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図である。
【００３４】
図８に示すように、熱交換体１０の底部にフロート弁１５を設けることで、フロート弁１５が熱交換体１０の底部に溜まった気体４から分離された水分５の浮力によって上昇し、熱交換体１０の底部に設けた孔とフロート弁１５との間に間隙ができ、排水管１３を介して気体４から分離された水分５は熱交換体１０の外部に排出される。
【００３５】
気体４から分離された水分５の水面が下がると、合わせてフロート弁１５も降下し、熱交換体１０の底部の孔を再び塞ぐ。その結果、気体４が熱交換体１０の外部に漏水されることはなく、かつ気体４から分離された水分５は熱交換体１０の内部から自動的に排水されるため、第５〜第７実施の形態のように排水弁を操作し開閉する作業を省略できる利点がある。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を奏する。
【００３７】
（１）　冷媒により配管を冷却することで、気体の飽和水蒸気量が低下し、気体の除湿効果が増大する。
【００３８】
（２）　熱交換体を用いることで、気体の熱交換面積が増大し、気体の除湿効果が向上する。
【００３９】
（３）　冷媒の流れる方向が気体の流れる方向と逆向きなため、気体の冷却効果が向上し、気体の除湿効果が向上する。
【００４０】
（４）　熱交換体に複数の冷媒用配管を埋め込むことで、気体の冷却効果が向上し、気体の除湿効果が向上する。
【００４１】
（５）　熱交換体の底部に除去された水分を滞留させ、これを排水することで、熱交換体下流に除去された水分が流出するのを防ぐことができる。
【００４２】
（６）　熱交換体の底部の間隙を小さくすることができるので熱交換面積が増大し、気体の除湿効果が向上する。
【００４３】
（７）　滞留した水分は自動的に排水されるので、排水弁を操作する作業を省略することができる。
【００４４】
（８）　冷媒の導入、導出方向を列毎に替えることで、気体と熱交換体との接触時間が長くなり、気体の除湿効果が向上する。
【００４５】
（９）　冷媒を熱交換体上部側から導入することにより、熱交換体内の気体の上部側と下部側で密度差が生じ、これにより対流が生じるため、冷却効率が向上し、気体の除湿効果が向上する。
【００４６】
（１０）　熱交換体下流側のセジメントトラップを省略することができるので、コスト削減、装置の小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施の形態を示す、気体の除湿装置の一部を断面した正面図。
【図２】この発明の第２実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図３】この発明の第３実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図および断面図。
【図４】この発明の第４実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図５】この発明の第５実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図６】この発明の第６実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図７】この発明の第７実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図８】この発明の第８実施の形態を示す、気体の除湿装置に適用した冷却部配管の正面図およびＸ−Ｘ線断面図。
【図９】従来技術による気体の除湿装置を示す一部を断面した正面図。
【図１０】従来技術による気体の除湿装置を示す平面図。
【符号の説明】
１…入口配管
２…セジメントトラップ
３…出口配管
４…配管内流体（気体）
５…気体から分離した水分
６（６ａ、６ｂ、６ｃ）…冷媒供給用配管
７…冷却部配管
８…冷媒
９…冷却装置本体
１０…熱交換体
１０ａ…熱交換板
１１ａ、１１ｂ…接続フランジ
１２…排水弁
１３…排水管
１４…通水孔
１５…フロート弁
【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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