(57)【要約】【課題】圧縮機等からの圧縮加熱空気を冷却、乾燥して適温の圧縮冷却空気にするドライヤ装置であって、フロンガスの替わりにサーモモジュールによって吸熱、放熱を行うようにした簡便構造でメンテナンスの容易なサーモモジュール型ドライヤ装置を提供する。【解決手段】ドライヤ装置１は、ドライヤ２と、このドライヤ２の上流側に配置されたエバポレータ３とからなる。ドライヤ２にはサーモモジュール４が配設され、導入された圧縮加熱空気の熱を吸熱し、その発熱側に連結されるヒートシンクの放熱用のフィン５から放熱する。圧縮冷却空気はドライヤ２において水分が除去され、エバポレータ３により加温されて適温の圧縮冷却空気となり、使用側に供給される。【選択図】　　図１
2004074053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機等から排気される圧縮加熱空気内に含まれる水分を除去しながらこの圧縮加熱空気を適温の圧縮冷却空気にして使用側に供給するためのドライヤ装置であって、このドライヤ装置は、前記圧縮加熱空気の吸熱と放熱とにより圧縮冷却空気を形成するドライヤと、このドライヤの上流側に配置されドライヤからの前記圧縮冷却空気を前記圧縮加熱空気を用いて加熱して適温の圧縮冷却空気にするエバポレータとからなり、前記ドライヤは、前記圧縮加熱空気の通路に吸熱側を向けて配置するサーモモジュールと、このサーモモジュールの発熱側に配設され大気側に露出するヒートシンクとを有することを特徴とするサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項２】
前記ドライヤの前記圧縮加熱空気の通路側には、前記圧縮加熱空気を前記サーモモジュール側に積極的に送ると共に、前記ヒートシンクの機能向上に寄与するファンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項３】
前記ドライヤの前記圧縮冷却空気の通路には、この圧縮冷却空気中の水分を排出するためのドレン装置が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項４】
前記ドレン装置が、開閉弁とオートドレントラップと露点計とからなることを特徴とする請求項３に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項５】
前記ヒートシンクが、空冷フィンや水冷プレートであることを特徴とする請求項１に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項６】
前記サーモモジュールが、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項１に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【請求項７】
前記ペルチェ素子には、このペルチェ素子を流れる電流値を調節するコントローラが付設されていることを特徴とする請求項６に記載のサーモモジュール型ドライヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機等から排気される圧縮加熱空気内に含まれる水分を除去しながらこれを適温の圧縮冷却空気にして使用側に供給するドライヤ装置に係り、特にフロンガス等の冷媒を使用せず、サーモモジュールを吸熱、発熱源として環境保全に貢献するサーモモジュール型ドライヤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に使用されているドライヤは、冷媒としてフロンＲ−２２やフロン４０１、フロン４０７等を採用するものが多く、フロンガスは成層圏のオゾン層を破壊することから地球の環境保全上で問題となっている。図４は、従来の一般的構造のドライヤ装置１ａを示すものである。図示のように、例えば圧縮機（図略）からの圧縮加熱空気は、導入路２８からドライヤ装置１ａの本体２７内の通路２９に導入される。この圧縮加熱空気はフィン３４から放熱され、熱交換器３７の配設されている熱交換室３０内で熱交換され、圧縮冷却空気となって通路３１側に導入される。この圧縮冷却空気はポート４０から熱交換室３０内に入り、本体２７内の通路３２を介してパイプ状通路３３内に導入され、本体２７に連結されている排出路３６から大気側に放出される。熱交換器３７は熱交換用パイプ４１やモータ３９及び凝縮器３８等からなり、冷媒としてはフロンガスが用いられている。
【０００３】
図４に示したような従来のドライヤ装置１ａの場合は、ドライヤ装置としての熱交換機能は優れているが、前記のように地球の環境保全上で問題となるフロンガスが使用されている。この環境保全対策として、最近ではペルチェ素子のようなサーモモジュールを用いたドライヤ装置が採用されてきている。この種ドライヤ装置の公知技術としては、例えば実開昭６４−２８９３０号公報が挙げられる。
【０００４】
上記実開昭６４−２８９３０号公報の「エアドライヤ装置」は、その第１図に示すような構造のものである。即ち、図略の圧縮機等からの圧縮空気（圧縮加熱空気）は入口（２１）からドライヤ装置の圧力容器（１９）に入り、フィン等により放熱された圧縮加熱空気は圧力容器（１９）と電子冷凍素子（１８）（サーモモジュール）を介して隣接する圧力容器（２０）側で冷却され、圧縮冷却空気となる。一方、圧力容器（１９）内の圧縮加熱空気の一部はパイプ（２３）を介して圧力容器（２０）側に導入され、圧縮冷却空気を適温の圧縮冷却空気とする。この適温の圧縮冷却空気はパイプ（２５）から冷却出口（２７）側に導かれて使用機器側に放出される。尚、電子冷凍素子（１８）には、この電流値を調節するためのコントローラ（２９）が付設される。
【０００５】
本明細書中の図３は、一般に使用されているサーモモジュール４（ペルチェ素子）の構造を概略的に示すものである。サーモモジュール４はＰ型素子２３とＮ型素子２４等の熱電半導体を金属電極２１、２２により挟持し、金属電極２１、２２間を電源２６により連結したものである。以上の構造により金属電極２１側で吸熱作用が生じ、金属電極２２側で発熱が生じる。この発熱をヒートシンク２５により放熱することによりサーモモジュール４の接している部材（例えば、圧縮加熱空気）の冷却が効果的に行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記実開昭６４−２８９３０号公報に開示されている「エアドライヤ装置」は、前記のようにフロンガスの替わりに電子冷凍素子を用いて圧縮加熱空気の冷却を行うものであり、環境保全の面では特に問題はない。又、装置全体がコンパクトにまとめられ、省スペース化の効果もある。しかしながら、コンパクトにまとめ過ぎているため、コントローラ（２９）により電子冷凍素子（１８）の電流値を細かく調節しないと、所望とする適温の圧縮冷却空気を使用機器側に送出できない問題点がある。又、ドライヤ装置の故障時や保全時における作業が極めて困難であり、不具合時にはセット交換する必要があり、全体的にコスト高となる。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、フロンガスの替わりにサーモモジュールを用いると共に、ドライヤ装置はサーモモジュールを配置するドライヤとエバポレータとに分離し、それぞれの構造を単純化し、効果的なドライヤ機能を果たすように構成し、メンテナンス時における対応が容易であり、全体的コストの低減が図れ、且つサーモモジュールのコントロールも比較的容易にしかも効果的にできるサーモモジュール型ドライヤ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】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のサーモモジュール型ドライヤ装置は、圧縮機等から排気される圧縮加熱空気内に含まれる水分を除去しながらこの圧縮加熱空気を適温の圧縮冷却空気にして使用側に供給するためのドライヤ装置であって、このドライヤ装置は、前記圧縮加熱空気の吸熱と放熱とにより圧縮冷却空気を形成するドライヤと、このドライヤの上流側に配置されドライヤからの前記圧縮冷却空気を前記圧縮加熱空気を用いて加熱して適温の圧縮冷却空気にするエバポレータとからなり、前記ドライヤは、前記圧縮加熱空気の通路に吸熱側を向けて配置するサーモモジュールと、このサーモモジュールの発熱側に配設され大気側に露出するヒートシンクとを有することを特徴とする。以上の構成により、圧縮機等の側から導入された圧縮加熱空気はサーモモジュールとヒートシンク等とを有するドライヤにより、所望の圧縮冷却空気に乾燥され含有水を排水すると共に、この圧縮冷却空気をドライヤに隣接するエバポレータにより加温して適温の圧縮冷却空気として使用側に供給できる。このような圧縮冷却空気の形成工程において、サーモモジュールのコントロールが直接的に行われ、所望の圧縮冷却空気を容易に得ることができる。又、ドライヤとエバポレータが分離しているためメンテナンスも容易である。
【０００９】
又、本発明の請求項２のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記ドライヤの前記圧縮加熱空気の通路側には、前記圧縮加熱空気を前記サーモモジュール側に積極的に送ると共に、前記ヒートシンクの機能向上に寄与するファンが設けられていることを特徴とする。ファンを用いることにより、サーモモジュール側へ圧縮加熱空気を積極的に導入でき、且つ効果的な吸熱や発熱作用を行わせることができると共に、放熱用のフィンの放熱効率の向上が図れる。
【００１０】
本発明の請求項３のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記ドライヤの前記圧縮冷却空気の通路には、この圧縮冷却空気中の水分を排出するためのドレン装置が設けられていることを特徴とする。ドライヤの圧縮冷却空気の通路にドレン装置を設けることにより、圧縮冷却空気内の含水が効果的に排水される。
【００１１】
本発明の請求項４のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記ドレン装置が、開閉弁とオートドレントラップと露点計とからなることを特徴とする。ドレン装置として開閉弁とオートドレントラップを用い、且つ露点計を設けることにより、効果的な除水が自動的に行われる。
【００１２】
本発明の請求項５のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記ヒートシンクが、空冷フィンや水冷プレートであることを特徴とする。ヒートシンクとして空冷フィンや水冷プレートを用いることにより、比較的簡便な手段で効果的な放熱作用を得ることができる。
【００１３】
本発明の請求項６のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記サーモモジュールが、ペルチェ素子であることを特徴とする。サーモモジュールとして一般的な電子冷凍素子であるペルチェ素子が用いられるため、特別な素子を用いることなく、簡便で比較的安価に実施することができる。
【００１４】
更に、本発明の請求項７のサーモモジュール型ドライヤ装置は、前記ペルチェ素子には、このペルチェ素子を流れる電流値を調節するコントローラが付設されていることを特徴とする。コントローラを付設することにより、所望の圧縮冷却空気を正確に且つ比較的容易に得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサーモモジュール型ドライヤ装置の実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１は、本実施形態におけるサーモモジュール型ドライヤ装置の構成を示す概略図である。図１中のドライヤ装置１は、ドライヤ２と、このドライヤ２の上流側に配置されるエバポレータ３とに大別される。エバポレータ３には圧縮機１００からの圧縮加熱空気が導入される。
【００１６】
先ず、ドライヤ２の構成を説明する。このドライヤ２は、圧縮加熱空気の導入される通路１１と、この通路１１と相対向して配設され圧縮冷却空気の通過する通路１３と、通路１１と通路１３との間に架設される通路１２等が内部に形成されるケース本体６と、通路１２に吸熱側４ａを向けて配置されるサーモモジュール４（ペルチェ素子）と、このサーモモジュール４の発熱側４ｂに接して配置される放熱用のフィン５（又は水冷プレート）等からなる。尚、通路１１側にはこの通路１１内の圧縮加熱空気を通路１２側に積極的に送ると共に、フィン５の冷却を効果的に行わせるためのファン７が配置される。又、サーモモジュール４にはこれに供給される電流値を調節するコントローラ１０１が付設される。更に、通路１３にはこの通路１３内の圧縮冷却空気に含有されている水分を除去するためのドレン装置の構成部材である開閉弁１８やオートドレントラップ１９が連結されている。
【００１７】
前記エバポレータ３は、入口１６と出口１７を開口形成する本体３ａと、この本体３ａ内に形成され圧縮加熱空気の通過する通路９と、適温の圧縮冷却空気が通過する通路１５を有し、通路９と通路１５間には圧縮加熱空気により加温される板状の熱交換手段８が配置される。又、エバポレータ３の通路９とドライヤ２の通路１１とは通路１０により連通され、エバポレータ３の通路１５とドライヤ２の通路１３とは通路１４により連通されている。又、エバポレータ３の入口１６には圧縮機１００が連結され、この圧縮機１００からの圧縮加熱空気が導入される。更に、通路１４にはドレン装置の構成部材である露点計２０が設けられ、圧縮冷却空気の露点度を検出する。
【００１８】
次に、図２に示すフローチャートを用いて本実施形態のサーモモジュール型ドライヤ装置による導入圧縮加熱空気の乾燥方法について説明する。前記圧縮機１００から圧縮加熱空気が排出され（ステップ：Ｓ１００）、エバポレータ３の入口１６から本体３ａ内の通路９に導入される（ステップ：Ｓ１０１）。尚、圧縮加熱空気のうちの一部はエバポレータ３内に留まって熱交換手段８を加温する。一方、エバポレータ３内に導入された圧縮加熱空気の残りは通路１０からドライヤ２の通路１１に導入され（ステップ：Ｓ１０２）、通路１２側へ向かう。
【００１９】
通路１２にはサーモモジュール４が吸熱側４ａを向けて配置されているため、通路１２内の圧縮加熱空気の熱はサーモモジュール４の吸熱側から吸熱される（ステップ：Ｓ１０３）。サーモモジュール４により吸熱された熱は、サーモモジュール４の発熱側４ｂから発熱し（ステップ：Ｓ１０４）、放熱用のフィン５から大気側に放熱される（ステップ：Ｓ１０５）。これにより、通路１２内の圧縮加熱空気は冷却されて通路１３側に導入され、通路１４からエバポレータ３側に排出される（ステップ：Ｓ１０６）。ここで、開閉弁１８やオートドレントラップ１９が作動し、圧縮冷却空気内の水分が排出される（ステップ：Ｓ１１０）。
【００２０】
エバポレータ３内に圧縮冷却空気が導入されると（ステップ：Ｓ１０７）、この圧縮冷却空気はエバポレータ３の熱交換手段８により加温され（ステップ：Ｓ１０８）、適温の圧縮冷却空気となり、通路１７から排出される（ステップ：Ｓ１０９）。尚、露点計２０の露点の検出によりコントローラ１０１はサーモモジュール４への供給電流値を調節し、エバポレータ３から大気側（使用側）に排出される適温の圧縮冷却空気の温度コントロールを行う。
【００２１】
このようにして、圧縮機１００からの圧縮加熱空気はドライヤ２とエバポレータ３とにより適温に冷却されると共に水分が除去され、使用側が欲する適温の圧縮冷却空気として使用側に供給される。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る請求項１のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、圧縮機等からの圧縮加熱空気は並設されているドライヤとエバポレータにより適温の圧縮冷却空気に乾燥されて使用側に供給することができる。本発明ではフロンガスを一切使用せず、サーモモジュールを用いるため環境保全に貢献できる。又、エバポレータとドライヤが並設されているため、それぞれの機能を十分発揮するようにコントロールすることが比較的容易にできる。このため、所望の圧縮冷却空気を確実に且つ比較的簡単に得ることができる。更に、メンテナンスもやり易く、全体的コストの低減が図れる等の効果を奏する。
【００２３】
又、本発明に係る請求項２のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、ファンを用いることにより圧縮加熱空気のサーモモジュール側への導入が積極的に行え、吸熱、発熱効果の向上が図れると共に放熱用のフィンの冷却ができ、フィンの放熱効果を向上することができる。
【００２４】
本発明に係る請求項３のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、ドレン装置を設けているため、圧縮冷却空気中の水分の除去が効果的に行われる。従って、乾燥した適温の圧縮冷却空気を使用側に供給することができる。
【００２５】
本発明に係る請求項４のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、ドレン装置として開閉弁、オートドレントラップを用いると共に露点計を配置するため、圧縮冷却空気中に含まれている水分の自動除去と、所望とする適温の圧縮冷却空気の獲得とが確実にできる。
【００２６】
本発明に係る請求項５のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、ヒートシンクとして空冷フィンや水冷プレートを用いるため、比較的簡便な手段で放熱効果の向上を図ることができる。
【００２７】
本発明に係る請求項６のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、サーモモジュールとしてペルチェ素子を用いるため、簡便で比較的安価に実施することができる。
【００２８】
更に、本発明に係る請求項７のサーモモジュール型ドライヤ装置によれば、サーモモジュールにコントローラを付設するため、所望とする適温の圧縮冷却空気を得るべくサーモモジュールの調節を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーモモジュール型ドライヤ装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るサーモモジュール型ドライヤ装置により適温の圧縮冷却空気を得るための方法を説明するフローチャートである。
【図３】一般に使用されているペルチェ素子を示す概略構成図である。
【図４】従来のドライヤ装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…ドライヤ装置
２…ドライヤ
３…エバポレータ
４…サーモモジュール（ペルチェ素子）
４ａ…吸熱側
４ｂ…発熱側
５…放熱用のフィン
７…ファン
８…熱交換手段
１８…開閉弁
１９…オートドレントラップ
２０…露点計
２５…ヒートシンク
１００…圧縮機
１０１…コントローラ
【図１】
2004074053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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