(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサーによって圧縮された圧縮気体を冷凍サイクルによって冷却された冷媒と熱交換して冷却することで、該圧縮気体中の水分を結露させて除去すべく、冷凍用圧縮機、凝縮器、膨張器及び熱交換器を備え、
前記熱交換器で結露されて排出されるドレンの排出流路中に、該熱交換器内の腐食状態を判断すべく、前記ドレンが接触するように配置された被腐食試験材を備えることを特徴とする圧縮気体除湿装置。
【請求項２】
前記被腐食試験材が、前記ドレンの排出流路を形成する配管中に接続された試験材収納容器内に、出し入れ可能に収納されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮気体除湿装置。
【請求項３】
前記試験材収納容器は、内部に収納された被腐食試験材を目視できるように少なくとも一部が透明に設けられていることを特徴とする請求項２記載の圧縮気体除湿装置。
【請求項４】
前記ドレンが気体と混合したしぶき又は噴霧等の状態で前記被腐食試験材へ接触可能、且つドレンが前記試験材収納容器内に溜まることが可能に、試験材収納容器のドレンの導入口が該ドレンの排出口より実質的に上方に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の圧縮気体除湿装置。
【請求項５】
前記ドレンが気体と混合したしぶき又は噴霧等の状態で前記被腐食試験材へ接触可能、且つドレンが前記試験材収納容器内に溜まったときに被腐食試験材の少なくとも一部がドレンに浸漬可能に、被腐食試験材が試験材収納容器内で実質的に上下方向に長く保持されていることを特徴とする請求項２、３又は４記載の圧縮気体除湿装置。
【請求項６】
前記被腐食試験材が、前記熱交換器内の冷媒で冷却される部分である冷却器を構成している材料と同一の材質であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の圧縮気体除湿装置。
【請求項７】
前記被腐食試験材が、前記熱交換器内の冷媒で冷却される部分である冷却器を構成している材料より腐食し易い材質であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の圧縮気体除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサーによって圧縮された圧縮気体を冷凍サイクルによって冷却された冷媒と熱交換して冷却することで、その圧縮気体中の水分を結露させて除去すべく、冷凍用圧縮機、凝縮器、膨張器及び熱交換器を備える圧縮気体除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアードライヤーは、コンプレッサーによって圧縮された圧縮気体の水分を除去する圧縮気体の除湿装置として利用される。冷凍サイクルを用いたエアードライヤー（以下、「圧縮気体除湿装置」という。）では、圧縮気体を熱交換器によって冷媒と熱交換することで冷却し、結露水を発生、分離して排水（以下、「ドレン」と記す。）として排出することによって除湿する。
【０００３】
この熱交換器内の冷媒で冷却される部分（以下、「冷却器」という。）では、周囲環境の腐食性ガスが混合された圧縮気体及びそのガスが溶け込んだドレン等によって腐食され、冷媒が漏れることがある。腐食物質が結露水（ドレン）によって濃縮された状態となることで、腐食が促進されると考えられる。
この冷媒の漏れの原因が腐食であることを明らかにするには、従来、熱交換器を分解して冷却器の銅パイプ等が腐食していることを確認しなければならない。このように分解を要するのは、冷却器等が熱交換器のチャンバー内に収納されており、外部から視認できないためである。しかし、熱交換器の分解は手間と費用がかかる上、専用の治具がなければ分解できない。
【０００４】
さらに、圧縮気体除湿装置の故障が発生した時点で周囲環境の腐食性ガスを指摘しても、その因果関係を明確に証明することにはならないという側面がある。
また、周囲環境の腐食性ガス等の存在が分かっていても、従来は目安となるものがないため、その環境を改善するように指導することが困難であった。
そこで、覗き窓を熱交換器の外壁に設け、その内部を外部から直接的に見ることも考えられる。しかし、冷却器の全体を外部から適切に監視できる覗き窓を設けることは、その覗き窓の内面が汚れた場合の問題や製造コストの問題と合わせて困難である。
【０００５】
これに対して、ラジエータ等の熱交換系の装置については、それに用いられるエンジン冷却液等の熱交換流体の腐食性度合いを見ることができる流体状態検出器が提案されている（特許文献１参照）。この流体状態検出器は、液体である熱交換流体に接触する被腐食性の分離手段（金属ダイアフラム）が腐食によって破れること等を覗き窓から視認できる構成を有するものである。これは、流体そのものの腐食性を検出するものであって、気体中に存在する流体が凝縮した時の腐食性、即ち熱交換器パイプの置かれる環境を検出するものではない。
【特許文献１】特公平７−１０４２６５号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧縮気体除湿装置に関して解決しようとする問題点は、圧縮気体を冷却して水分を結露させる熱交換器の冷却器が、周囲環境の腐食性ガス等に起因して腐食しているか否かを判断することが難しいことにある。
そこで本発明の目的は、熱交換器の冷却器が腐食しているか否かを適切に判断することが可能な圧縮気体除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、コンプレッサーによって圧縮された圧縮気体を冷凍サイクルによって冷却された冷媒と熱交換して冷却することで、該圧縮気体中の水分を結露させて除去すべく、冷凍用圧縮機、凝縮器、膨張器及び熱交換器を備え、前記熱交換器で結露されて排出されるドレンの排出流路中に、該熱交換器内の腐食状態を判断すべく、前記ドレンが接触するように配置された被腐食試験材を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記被腐食試験材が、前記ドレンの排出流路を形成する配管中に接続された試験材収納容器内に、出し入れ可能に収納されていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記試験材収納容器は、内部に収納された被腐食試験材を目視できるように少なくとも一部が透明に設けられていることを特徴とすることができる。
【０００９】
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記ドレンが気体と混合したしぶき又は噴霧等の状態で前記被腐食試験材へ接触可能、且つドレンが前記試験材収納容器内に溜まることが可能に、試験材収納容器のドレンの導入口が該ドレンの排出口より実質的に上方に設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記ドレンが気体と混合したしぶき又は噴霧等の状態で前記被腐食試験材へ接触可能、且つドレンが前記試験材収納容器内に溜まったときに被腐食試験材の少なくとも一部がドレンに浸漬可能に、被腐食試験材が試験材収納容器内で実質的に上下方向に長く保持されていることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記被腐食試験材が、前記熱交換器内の冷媒で冷却される部分である冷却器を構成している材料と同一の材質であることを特徴とすることができる。
また、本発明にかかる圧縮気体除湿装置の一形態によれば、前記被腐食試験材が、前記熱交換器内の冷媒で冷却される部分である冷却器を構成している材料より腐食し易い材質であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる圧縮気体除湿装置によれば、熱交換器で結露されて排出されるドレンの排出流路中にそのドレンが接触するように配置された被腐食試験材をチェックすることで、同等の条件下にある熱交換器内の腐食状態を判断できる。この被腐食試験材はドレンの排出流路中に配置されるため、熱交換器を分解することを要せず、簡単且つ好適に腐食状態を判断できるという特別有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる圧縮気体除湿装置について最良の形態の一例を添付図面（図１及び図２）に基づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかる圧縮気体除湿装置を説明する回路図である。また、図２は本発明にかかる試験材収納容器を説明する断面図である。なお、本形態は圧縮空気を除湿する装置例であり、「気体」に代えて「空気」と記述することがあるが、本発明はこれに限定されるものではなく、気体一般に適用される。
この圧縮気体除湿装置は、コンプレッサー１０によって圧縮された圧縮気体を、冷凍サイクルによって冷却された冷媒と熱交換して冷却することで、その圧縮気体中の水分を結露させて除去する。基本構成として、冷凍用圧縮機２１、凝縮器２２、膨張器２４及び熱交換器２５を備える。また、本形態例では、凝縮器ファン２３、容量制御弁２６、アキュームレータ２７、ドレンの排出管４０、バルブ４１、電磁弁式のドレントラップ６０及びそのコントローラ６１等を備える。これらの構成は冷凍機と同様である。
【００１３】
熱交換器２５は、空気入口３１と空気出口３２とを備え、気密されたチャンバー状に設けられている。空気入口３１はコンプレッサー１０に接続され、空気出口３２は圧縮空気を要する種々の空気圧機器（図示せず）に接続される。
また、この熱交換器２５には、膨張器２４を通って膨張された冷媒が導入される冷却器３５が設けられている。冷却器３５では、冷媒の蒸発（断熱膨張）によって気化熱が奪われることで冷却され、圧縮空気が熱交換されて冷却されることで結露が生じて除湿がなされる。この冷却器３５を構成する配管の外側には、熱交換を効率良く行うべく伝熱フィン３６が取り付けられている。
【００１４】
また、この熱交換器２５には、再熱器３８が設けられている。この再熱器３８は、空気入口３１から導入される高温多湿の圧縮空気と、空気出口３２から排出される冷却除湿された圧縮空気との間で熱交換を行う。これにより、導入された圧縮空気は冷却器３５による冷却の前段階で予冷され、空気圧機器へ供給される圧縮空気は適度な温度に再熱され乾燥された状態で排出される。
例えば、４０℃、相対湿度１００％、０．７ＭＰａの圧縮空気が空気入口３１から熱交換器２５内へ導入された場合に、３０℃、相対湿度３０％、露点１０℃、０．７ＭＰａの圧縮空気を空気出口３２から吐出できる。
なお、以上の熱交換器２５の構造は公知技術であり、詳細な説明を省略する。
【００１５】
５０は被腐食試験材であり、図２に示すように、熱交換器２５で結露されて排出されるドレンの排出流路中に、ドレンが接触するように配置されている。この被腐食試験材５０は、熱交換器２５内の腐食状態をモニタリングして判断するためのテストピースとなっている。
また、被腐食試験材５０は、ドレンの排出流路を形成する配管（ドレンの排出管４０）中に接続された試験材収納容器５１内に、出し入れ可能に収納されている。なお、ドレンの排出流路は、熱交換器２５のドレン出口３３から、配管（ドレンの排出管４０）でバルブ４１、試験材収納容器５１、ドレントラップ６０の順に接続されて形成されている。
なお、試験材収納容器５１は、ドレンの排出流路中にあって、前後のドレンの排出管４０と比較して流路が拡張された部分となっている。このため、試験材収納容器５１の内部に保持された被腐食試験材５０には、多くの場合、ドレンが空気と混合された状態で接触する。この状態は熱交換器２５内の冷却器３５が曝されている状態と類似している。従って、被腐食試験材５０の状態を観察することで、熱交換器２５内の腐食状態を適切に判断することができる。
【００１６】
また、試験材収納容器５１は、内部に収納された被腐食試験材５０を目視できるように少なくとも一部が透明に設けられている。その透明の部分は、透明の樹脂又はガラスで内部が見えると共に圧縮空気の圧力に耐えられるように製作されるとよい。本形態例ではカップ状の下部本体５２が透明材で形成されており、被腐食試験材５０を全周方向から観察することができる。これによれば、常時監視が可能であり、腐食状態を適切に判断できる。
【００１７】
また、被腐食試験材５０を試験材収納容器５１に簡単に出し入れ・交換できる構造とすればよい。本形態例においても、被腐食試験材５０が保持された支持金具５３をねじ込み式で試験材収納容器５１に着脱することで、被腐食試験材５０を試験材収納容器５１内に簡単に出し入れ・交換できる。又は、リング状のねじ５５で下部本体５２を上部本体５４に着脱し、被腐食試験材５０を支持金具５３に着脱することによっても簡単に出し入れ・交換できる。なお、５６はＯ−リングであり、上部本体５４と下部本体５２を気密する。
また、本形態例の被腐食試験材５０は、冷却器の構成と同じ銅材でパイプ状であり、支持金具５３に嵌め込まれて保持されている。この被腐食試験材５０は支持金具５３に対して簡単に着脱できる。
以上の構成によれば、透明な試験材収納容器５１でなくても手間をかけずに被腐食試験材５０を取り出して観察でき、熱交換器２５内部の腐食の状態を判断することができる。
【００１８】
また、本形態例では、ドレンが空気と混合したしぶき又は噴霧等の状態で被腐食試験材５０へ接触可能、且つドレンが試験材収納容器５１内に溜まることが可能に、試験材収納容器５１のドレンの導入口５８がそのドレンの排出口５９より実質的に上方に設けられている。
さらに、ドレンが空気と混合したしぶき又は噴霧等の状態で被腐食試験材５０へ接触可能、且つドレンが試験材収納容器５１内に溜まったときに被腐食試験材５０の少なくとも一部がドレンに浸漬可能に、被腐食試験材５０（本形態例では銅パイプ）が試験材収納容器５１内で実質的に上下方向に長く保持されている。すなわち、被腐食試験材５０がドレンの排出流路中で垂下された状態に配置されている。
以上のように構成することで、試験材収納容器５１内の被腐食試験材５０が曝されている状態を、熱交換器２５内の冷却器３５が曝されている状態に近づけることができる。つまり、被腐食試験材５０を、単純にドレンに浸漬したり、単純に空気に接触させるのではないため、ドレンと空気の混合による腐食についても観察できる。従って、被腐食試験材５０の状態を観察することで、熱交換器２５内の腐食状態をより適切に判断することができる。
【００１９】
ところで、本形態例の電磁式のドレントラップ６０は、例えば６０秒間に１回、０．５秒間程度開くようにコントローラ６１によって制御される。ドレントラップ６０が開くと、熱交換器２５内からの圧縮空気の圧力でドレンが急激に排出される。この際、ドレンはミスト状等の空気と混合された状態になって被腐食試験材５０の表面にかかることになる。
また、ドレンは、ドレントラップ６０が開いて排出されるまでは試験材収納容器５１内を含めてドレンの排出流路中に溜まる。これにより、被腐食試験材５０がドレンに浸漬される。
なお、ドレントラップ６０は、電磁式に限らず、例えばドレンが所定以上に溜まった際に開くフロート式のものを用いてもよい。
【００２０】
また、被腐食試験材５０が、熱交換器２５内の冷媒で冷却される部分である冷却器３５を構成している材料と同一の材質であるとよい。これによれば、被腐食試験材５０の状態を観察することで、熱交換器２５内の腐食状態を適切に判断することができる。
さらに、被腐食試験材５０が、熱交換器２５内の冷媒で冷却される部分である冷却器３５を構成している材料より腐食し易い材質であってもよい。これによれば、腐食の進行状況を好適に予測でき、事前の対策が可能となる。腐食し易い材質としてはアルミニウムがある。その他、被腐食試験材５０として設置される試験片の材質は、監視すべき環境条件等に対応させて適宜に選択すればよい。なお、伝熱フィン３６はアルミニウムによって形成されており、熱交換器２５内の腐食状態を判断する材料にもなる。
さらに、銅パイプとアルミパイプの試験片を並べて試験材収納容器５１内に配置するなど、複数の被腐食試験材を同時に監視できるようにしてもよい。
【００２１】
また、以上の構成にかかる圧縮気体除湿装置によれば、試験材収納容器５１内の被腐食試験材５０を観察することにより、腐食による問題発生の可能性を予測できるので予防対策をすることが可能になる。
さらに、周囲環境の腐食性ガスによる故障発生時に被腐食試験材５０の変色又は腐食状態によって腐食性ガスの存在を明確に指摘できる。
また、透明な試験材収納容器５１に溜まるドレンの量を見ることによって、次のような利点がある。先ず、ドレントラップの故障を含む作動状況を簡単に把握できる。また、ドレントラップの排出量を調整できるタイプのものは、排出適正量を簡単に調整できる。そして、圧縮気体除湿装置の性能（除湿能力）が十分に発揮されているか把握できる。
さらに、透明な試験材収納容器に溜まるドレンの状態（色、不純物有無、油量等）を見ることによってシステム（気体圧縮機、エアーフィルター等）のメンテナンスの良否を判断できる。
【００２２】
また、以上の構成に加えて、銅線等を以上に説明した被腐食試験材５０と同様に試験材収納容器５１内に配置し、その銅線等に常時通電しておいて腐食によって銅線が断線した場合の電気信号を取り出して腐食状態を検出してもよい。
以上、本発明につき好適な実施の形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施の形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る圧縮気体除湿装置の一実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明に係る試験材収納容器の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  コンプレッサー
２１  冷凍圧縮機
２２  凝縮器
２４  膨張器
２５  熱交換器
３５  冷却器
４０  ドレンの排出管
５０  被腐食試験材
５１  試験材収納容器
５２  下部本体
５８  ドレンの導入口
５９  ドレンの排出口
【図１】
0004484235.tif 000002
【図２】
0004484235.tif 000003