CN101835525A - 气压驱动设备用调湿空气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气压驱动设备用调湿空气系统，能够抑制由于对气压驱动设备供给低露点空气而导致的该设备的寿命的降低，并且能够抑制供给空气中的雾等的产生。在通过气压管路(2)将来自压缩空气源(1)的供给空气向气压驱动设备(3)供给的系统中，在上述气压管路(2)的全部或一部分使用调湿管(10a、10b)。该调湿管根据其内外的水蒸气分压，由具有内外双方向的水分选择渗透性的高分子材料构成，通过该调湿管对通过该管内向气压驱动设备供给的供给空气进行除湿或加湿。

Description

气压驱动设备用调湿空气系统
技术领域
本发明涉及一种通过气压管路对来自压缩空气源的供给空气进行调湿并向气压驱动设备供给的气压驱动设备用调湿系统。
背景技术
目前，在通过来自压缩空气源的供给空气驱动气缸等气压驱动设备的空气系统中，通过切换阀将来自压缩空气源的供给空气朝向上述气压驱动设备供给，或者从该气压驱动设备排出时，该空气在配管内或气压驱动设备内进行隔热膨胀，因此，其温度降低，屡屡看到该空气中的水分凝结成为雾状的雾。该雾会带来如下所述的危害，即其通过反复进行空气的给排而慢慢成长，并结露而使气压驱动设备中生锈，或者使润滑剂劣化，而妨碍该气压驱动设备的平滑的动作等。
为了防止该结露，目前众所周知的是，使用一般称为中空线膜的、具有水分选择渗透性的多个线状的高分子渗透膜构成的除湿装置，通过该除湿装置对向气压驱动设备供给的供给空气进行除湿，并作为干燥的空气向气压驱动设备供给。上述除湿装置通常在罩的内部收容将多个中空线膜并列排列而形成的中空线膜模块，并流动用于将分散在中空线膜的周围的水分排出的吹扫空气。
为了即使在上述隔热膨胀导致温度下降时也不会结露，该除湿装置的设置是有效的对策，但需要在压缩空气源和气压驱动设备之间的气压管路中设置该除湿装置，所以，不仅要在该除湿装置自身的设置上耗费费用，还需要考虑该除湿装置的设置空间，这些都将提高设备的成本。
另一方面，在半导体工厂等，存在总是供给低露点空气(超干燥空气)的气压管路，由于上述防止结露对策，也在连接有气压驱动设备的空气管路中流动低露点空气的例子在增多。
但是，也包括设置上述除湿装置的情况，在向气压驱动设备供给充分除湿的低露点空气时，产生在该气压驱动设备相互滑动或旋转的部分使用的润滑脂变得易蒸发等问题，使该气压驱动设备的寿命降低。
发明内容
本发明的技术课题在于提供一种气压驱动设备用调湿空气系统，其能够抑制由于对气压驱动设备供给除湿的低露点空气而导致的该空气驱动设备的寿命的降低，并且能够抑制供给空气中的雾或结露水的产生。
更具体而言，本发明的技术课题在于提供一种气压驱动设备用调湿空气系统，其在对于气压驱动设备的供给空气充分地进行除湿的情况下对其进行加湿，另外，使供给空气中的雾或结露水产生的水蒸气的分压变高的情况下，使该水分向外部蒸发。
另外，本发明的其他技术课题在于提供一种气压驱动设备用调湿空气系统，其不需要在气压管路中配置上述的除湿装置等，只要通过将构成气压管路的全部或局部的调湿管的材质设为特殊的材质的手段便可进行所期望的调湿。
为了解决所述课题，本发明提供一种气压驱动设备用调湿空气系统，其通过气压管路将来自压缩空气源的供给空气向气压驱动设备供给，其特征在于，在所述压缩空气源和气压驱动设备之间的气压管路的全部或一部分使用调湿管，该调湿管根据其内外的水蒸气分压，由具有内外双方向的水分选择渗透性的高分子材料构成，该除湿管至少具有能够作为通用的气压系统的配管用的直径，通过所述调湿管的所述内外双方向的水分选择渗透性，对通过该调湿管内向气压驱动设备供给的供给空气进行除湿或加湿。
所述调湿管可以组装于压缩空气源和气压驱动设备之间的气压管路的气压驱动设备侧即该驱动设备的给排气系统，具体而言组装于给排气口或连接在该给排气口的管接头等。
本发明的气压驱动设备用调湿空气系统中，可根据气压驱动设备的容量在所述气压管路并列配置多个所述调湿管。
另外，本发明的气压驱动设备用调湿空气系统的优选实施方式中，来自所述压缩空气源的供给空气为低露点空气的情况下，构成为通过将由所述水分选择渗透性的高分子材料形成的调湿管置于大气或加湿的气氛中，对供给空气进行加湿，另外，来自所述压缩空气源的供给空气为高露点空气或中露点空气的情况下，通过将由所述水分选择渗透性的高分子材料形成的调湿管连接于气压管路的气压驱动设备侧的一部分，并将其置于大气或除湿气氛中，能够供于供给空气的除湿。
所述本发明的气压驱动设备用调湿空气系统中，虽然存在所述调湿管在只进行所述的供给空气的加湿或除湿的方式中使用的情况，但基本上，根据该调湿管的内外的水蒸气分压，其使水分从高的一方向低的一方转移，具有自动抑制导入气压驱动设备的供给空气中包含过多的水分、或将过度干燥的空气向气压驱动设备供给的功能。
根据所述本发明的气压驱动设备用调湿空气系统，能够抑制由于对气压驱动设备供给除湿的低露点空气而导致的该空气驱动设备的寿命的降低，并且能够抑制供给空气中的雾或结露水的产生，更具体而言，在相对于气压驱动设备的供给空气充分地进行除湿时对其进行加湿，另外，使供给空气中的雾或结露水产生的水蒸气的分压变高的情况下，使该水分向外部蒸发。
另外，根据本发明，不需要在气压管路中配置前述的现有除湿装置等，只要通过将构成气压管路的全部或一部分的调湿管的材质设为特殊的材质的手段便可进行所期望的调湿。
附图说明
图1是本发明的气压驱动设备用调湿空气系统的示意性构成图，是表示气压管路中的供给气体的除湿方式的图；
图2是同一示意性构成图，是表示相对于气压管路的供给空气的加湿方式的图；
图3是表示通过将调湿管组装于气压驱动设备而构成本发明的气压驱动设备用调湿空气系统的方式的剖面图；
图4是表示将上述调湿管组装于在气压驱动设备上为了空气给排而安装的管接头的方式的剖面图。
符号说明
1    压缩空气源
2    气压管路
3    气压驱动设备
10、10a、10b  调湿管
具体实施方式
图1及图2是表示本发明的气压驱动设备用调湿空气系统的一实施方式的概要的图。
该气压驱动设备用调湿空气系统基本上的构成为通过气压管路2将来自压缩空气源1的供给空气向气压驱动设备3供给，并由该供给空气驱动气压驱动设备3，在上述气压管路2中安装有控制气压驱动设备3的驱动的常用的电磁驱动的五口切换阀4。
图中，作为气压驱动设备3显示有以汽缸为代表的气压驱动设备，该汽缸具有在汽缸管5的内部滑动的活塞6、从该活塞6延出的杆7，在上述活塞6的两侧分别形成有具有口9a的头侧压力室8a和具有口9b的杆侧压力室8b。而且，通过上述切换阀4的切换，向一个压力室导入来自压力空气源1的供给空气，同时，将导入另一个压力室的供给空气排出，通过相对于两压力室相互反复上述动作，使活塞6出没。
另外，在此所示的汽缸只是气压驱动设备的一例，本发明的调湿空气系统的应用不仅限于该汽缸。另外，上述五口切换阀4只要是控制气压驱动设备3的驱动的装置即可，并不限定于图示的例子。
在上述压缩空气源1和气压驱动设备3之间的气压管路2的局部连接有具有水分选择渗透性的高分子材料构成的调湿管10a、10b。上述调湿管由作为中空线膜等原料使用的氟树脂类聚合物等构成，由不能渗透空气、但该空气中的水分根据该管的内外的水蒸气分压、向内外双方向渗透的具有水分选择渗透性的高分子材料构成。
而且，上述调湿管10a、10b分别连接于上述切换阀4的一个输出口4a和构成气压驱动设备3的汽缸的一个口9a之间、以及该切换阀4的另一个输出口4b和汽缸的另一个口9b之间的各一部分上，即，分别连接于和气压管路2中的气压驱动器3中的各口连接的流路的一部分上。
该调湿管也可以连接于整个气压管路2，具体而言可以连接于上述切换阀4的一个输出口4a和汽缸的一个口9a之间、及该切换阀4的另一个输出口4b和汽缸的另一个口9b之间，进一步地压缩空气源1和切换阀4的输入口4p之间，但上述连接方式或其他的连接方式也可以在气压管路2的局部使用。
上述调湿空气系统中使用的调湿管10a、10b基本上使用作为代替将一般的气压驱动设备与压缩空气源连接的配管用管，因此，需要具有与该配管用管相同的压缩空气的送给功能。具体而言，该调湿管至少具有作为如下配管用的直径，即，通过利用一个管而可流动的供给空气能够驱动小型的通用气压驱动设备的配管。另外，如中空线膜那样，为了提高作为整体的水分选择渗透性，期望的是，不牺牲流量而使用细径的多个中空线膜，具有能够无视在其两端间流动的供给空气的压力损失的内直径及长度。
例如，JIS规格中，关于气压系统的配管用聚氨基甲酸酯，按照如下所述进行规定，即，作为最小直径的管，公称直径2的管(外直径×内直径)＝2×1.2mm，作为最大直径的管，公称直径12的管(外直径×内直径)＝12×8mm，但期望将上述的规定作为决定调湿管的直径时的参考。
另外，制造上述调湿管时，制造多个公称直径的管并不一定是上策，该情况下，也可以根据连接的气压驱动设备3的容量在气压管路2上并列配置多个调湿管，由此，能够避免制造更多个公称直径的调湿管。
在具有上述构成的气压驱动设备用调湿气体系统中，相对于气压驱动设备3送给的供给空气、或从气压驱动设备3排出的空气中，水蒸气的分压增高至用于使雾或结露水产生的程度的情况下，具体而言，供给空气为非除湿的高露点空气、或者为即使是除湿空气但还未达到低露点的中露点空气的情况下，如图1所示，该气压管路2中的调湿管10a或10b中，通过该水分的渗透向外部放出并自然蒸发，由此空气被除湿。另外，所谓上述中露点空气是暂且进行了除湿但由于在排气时等的隔热膨胀而使温度降低时可能产生雾或结露的空气。另外，相对于气压驱动设备3的供给空气为利用冷冻式空气干燥器等充分地进行除湿的低露点空气的情况下，调湿管的外侧的水蒸气分压高，因此，如图2所示，对该供给空气进行加湿。
这样的除湿和加湿可以通过将构成气压管路2的全部或局部的调湿管的材质只是设为上述特殊的材质的手段，不从外部进行任何操作而通过水蒸气分压的差自动进行除湿及加湿。另外，不需要如现有那样在气压管路中配置除湿装置等。
这样，在上述气压驱动设备用调湿系统中，能够抑制由于对上述气压驱动设备3供给除湿的低露点空气而导致的该气压驱动设备3的寿命的降低，并且能够抑制供给空气中的雾或结露水的产生。
上述气压驱动设备用调湿空气系统在来自上述压缩空气源1的供给空气为除湿的低露点空气的情况下，如图2所示，通过将上述调湿管10a、10b置于大气中，调湿管10a、10b的外侧气氛的水蒸气分压与该供给空气的水蒸气分压相比增高，因此，即使在向汽缸的口9a、9b的任一个导入供给空气的情况下，也在调湿管10a、10b中对该供给空气进行加湿。由于该加湿，或者由于包含在来自压缩空气源1的供给空气中的水分，在调湿管10a、10b内等，供给空气的水蒸气分压上升至伴随隔热膨胀产生雾的程度的情况下，自然该调湿管内的水蒸气分压与管外的大气的水蒸气分压相比增高，因此，该水分通过调湿管向外部浸渗透并蒸发。
另外，由于大气中的水蒸气分压不稳定，也有时与调湿管10a、10b内的供给空气的水蒸气分压的差减小，因此，也有时会产生增加加湿量的需要，另外，在半导体工厂等，将总是供给的低露点空气(超干燥空气)等利用于气压驱动设备3的驱动的情况等，需要进行较多的加湿的情况下，可采取将气压管路2中的调湿管10a、10b增长，或将该管置于加湿的气氛中等对策。
另一方面，来自上述压缩空气源1的供给空气为非除湿的高露点空气，且以该除湿为主要目的的情况下，如图1所示，多数情况下只要将上述调湿管10a、10b与气压管路2的气压驱动设备3侧的局部连接即可，有时根据情况也可将其设置为数厘米(cm)的长度，通过将该管置于大气中，能够进行气压管路2内的供给空气的除湿。在进行该供给空气的除湿的情况下，多数情况下调湿管10a、10b内的空气的水蒸气分压与大气的水蒸气分压相比相对增高，因此，多数情况下如果将调湿管设置于气压管路2的局部，则能够达到除湿的目的，但为了进一步提高除湿的效果，也可以用上述调湿管构成气压管路2的全部或大半，或者将这些除湿管置于进行了除湿的气氛中。
另外，上述调湿管10a、10b有时在只进行上述的供给空气的加湿或除湿的方式中使用，但基本上，根据该调湿管的内外的水蒸气分压，其使水分从高的一方向低的一方转移，具有自动抑制导入气压驱动设备的供给空气中包含过多的水分、或将过度干燥了的空气向气压驱动设备供给的功能，因此，应该考虑这样的功能来设定气压管路2中的调湿管10a、10b的直径或长度、或者连接位置。
上述调湿管10a、10b也可以组装于压缩空气源1和气压驱动设备3之间的气压管路2的气压驱动设备3侧的端部即该驱动设备3的给排气系统，具体而言可以组装于给排气用的口9a、9b的内外、或组装于连接在上述这些口的管接头等。
图3是表示通过将具有调湿管10a、10b的调压单元11A、11B组装于气压驱动设备3中的口9a、9b而构成本发明的气压驱动设备用调湿空气系统的实施方式的图，作为该实施方式的气压驱动设备3的汽缸具有在汽缸管5的内部滑动的活塞6和从该活塞6延出的杆7，分别在上述活塞6的两侧形成有具有口9a的压力室8a和具有口9b的压力室8b。另外，气压驱动设备3不限定于汽缸。
而且，在上述压缩空气源1和气压驱动设备3之间的气压管路2的末端即上述口9a、9b上连接有内置上述调湿管10a、10b而成的调压单元11A、11B，该调湿管10a、10b由具有水分选择渗透性的高分子材料构成。该调压单元11A、11B分别通过上述调湿管10a、10b连接两端的连接部件12a、13a及12b、13b之间，并通过具有通气性的保护盖14a、14b覆盖该管10a、10b的周围。上述调湿管10a、10b和保护盖14a、14b的两端通过灌封剂15固定于连接部件12a、13a及12b、13b的各凹槽内。
虽然调压单元11A、11B的气压驱动设备3侧的连接部件13a、13b通过螺钉固定于气压驱动设备3的各口9a、9b的外侧，但如果能够将调湿管10a、10b保持在与大气或被管理的气氛接触的状态下，则也能够将其内置于气压驱动设备3。
另外，图4是表示将上述调湿管组装于管接头20的实施方式的图，该管接头20为了空气给排而安装在气压驱动设备3的口上。该管接头20通过连接简易接头部21和调压单元22而构成，将该调压单元22与用于各种气压驱动设备3的空气的给排的口连接。
上述简易接头部21公知的有如下所述的简易接头部，即如图所示，在内插于其主体24的释放衬套(リリ一スブツシユ)25内较深地插入构成气压管路2的配管用管29时，该配管29的周围被密封部件26密封，同时，通过在该管29的外周面卡定卡止爪27而阻止其脱落，另外，通过将上述释放衬套25推入主体24内，解除向上述卡止爪27的管29外周面的卡止，能够容易地将管29从简易接头部21脱离。
另一方面，上述调压单元22通过将由具有水分选择渗透性的高分子材料构成的所述调湿管10及覆盖其周围的具有通气性的保护盖14的两端连接于连接部件31、32而构成，上述调湿管10和保护盖14的两端通过灌封剂15固定于连接部件31、32的各凹槽内。而且，在该调压单元22的连接部件31设有连接于气压驱动设备3的口的连接用螺钉31a，另外，另一个连接部件32以气密地内插于上述简易接头部21的主体24的连接筒部24a，可适当接合的方式构成。
如上所述，上述调湿管能够安装于气压驱动设备的给排气用的口的内外，因此，至少在上述气压驱动设备的给排气用的口的内侧组装调湿管的情况下，应理解为本说明书的气压管路在气压驱动设备内也包含有直至到达驱动用压力室的给排气系统。

Claims (5)

1.一种气压驱动设备用调湿空气系统，其通过气压管路将来自压缩空气源的供给空气向气压驱动设备供给，其特征在于，
在所述压缩空气源和气压驱动设备之间的气压管路的全部或一部分连接有调湿管，该调湿管根据其内外的水蒸气分压，由具有内外双方向的水分选择渗透性的高分子材料构成，
该除湿管至少具有能够作为通用的气压系统的配管用的直径，
通过所述调湿管的所述内外双方向的水分选择渗透性，对通过该调湿管内向气压驱动设备供给的供给空气进行除湿或加湿。
2.如权利要求1所述的气压驱动设备用调湿空气系统，其特征在于，
根据气压驱动设备的容量在所述气压管路中并列配置多个所述调湿管。
3.如权利要求1或2所述的气压驱动设备用调湿空气系统，其特征在于，
来自所述压缩空气源的供给空气为低露点空气，所述调湿管置于大气或加湿了的气氛中。
4.如权利要求1或2所述的气压驱动设备用调湿空气系统，其特征在于，
来自所述压缩空气源的供给空气为高露点空气或中露点空气，所述调湿管连接于气压管路的气压驱动设备侧的一部分，将其置于大气或加湿了的气氛中。
5.如权利要求1所述的气压驱动设备用调湿空气系统，其特征在于，
所述调湿管组装于气压驱动设备中的给排气系统。
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