CN107405566A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

除湿装置(1)具备：空心纤维膜式除湿部(10)，其具有来自上游侧的空气在内部通过的空心纤维膜，并利用空心纤维膜对空气进行除湿并将其向下游侧排出；以及吸附式除湿部(6)，从空心纤维膜式除湿部(10)排出来的空气向该吸附式除湿部(6)供给，该吸附式除湿部(6)具有对空气所含有的水分进行吸附的吸附剂(8a)，并利用吸附剂(8a)对空气进行除湿。除湿装置(1)还具备废液分离器(2)，该废液分离器(2)对从配置于上游侧的空气压缩机喷出来的压缩空气的废液进行分离。废液被废液分离器(2)分离后的压缩空气向空心纤维膜式除湿部(10)供给。

Description

除湿装置

技术领域

本发明涉及用于对在车辆(例如铁道车辆)中所使用的压缩空气进行除湿的除湿装置。

背景技术

例如专利文献1公开一种用于生成在铁道车辆中为了产生制动力等所使用的压缩空气的压缩装置。在该压缩装置中，被空气压缩单元压缩后的空气被后冷却机冷却，被除湿装置除湿。该空气之后积存于压缩空气罐。

另外，作为用于对上述的压缩空气进行除湿的除湿装置，公知有使用了可吸附例如空气中的水分的吸附剂的吸附式、空心纤维膜式的除湿装置。

吸附式的除湿装置也容易应对除湿性能的要求较高的(也能够应对ISO8573级2)情况。然而，在该除湿装置中，需要使干燥剂再生。另一方面，空心纤维膜式无需对干燥剂进行再生，因此，能够连续地使用。然而，为了提高除湿性能，需要增大尺寸。另外，能够使用两个吸附式除湿装置来连续地进行压缩空气的除湿。在该情况下，使例如两个吸附式除湿装置并联连接，在一者进行除湿时，使干燥空气的一部分向另一者流动(称为吹扫)。即、使另一者的吸附剂干燥而能够再次用作吸附剂。并且，通过在另一者进行除湿时，对一者进行吹扫，能够使吸附剂干燥而再次用作吸附剂。因此，需要用于对两个吸附式除湿装置进行切换的切换阀、用于对切换阀进行驱动的电磁阀以及控制电路。因而，存在系统复杂化、也花费成本这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型登记第3150077号

发明内容

本发明的目的在于，能够使除湿装置一边具有较高的除湿性能一边使除湿装置小型化。

本发明的某一技术方案的除湿装置是用于对在车辆中所使用的空气进行除湿的除湿装置，其具备：空心纤维膜式除湿部，其具有来自上游侧的空气在内部通过的空心纤维膜，利用该空心纤维膜对所述对空气进行除湿并将其向下游侧排出；以及吸附式除湿部，从所述空心纤维膜式除湿部排出来的空气向该吸附式除湿部供给，该吸附式除湿部具有对该空气所含有的水分进行吸附的吸附剂，利用该吸附剂对该空气进行除湿。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的除湿装置的结构的立体图。

图2是图1所示的除湿装置的俯视图。

图3是图1所示的除湿装置的右侧视图，是针对一部分的构成要素表示内部构造的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的形态进行说明。本发明的实施方式的除湿装置1如以下说明那样能够用作用于对在铁道车辆中所使用的压缩空气进行除湿的除湿装置。不过，除湿装置1并不限于铁道车辆所使用的除湿装置，也可以是在除了铁道车辆以外的车辆中使用。

[整体结构]

图1是表示本发明的实施方式的除湿装置1的结构的立体图。另外，图2是除湿装置1的俯视图。另外，图3是除湿装置1的右侧视图，是针对其一部分的构成要素表示内部构造的图。此外，在各图中，出于方便说明，将记载为“前”的箭头所指示的方向称为前侧或前方，将记载为“后”的箭头所指示的方向称为后侧或后方，将记载为“右”的箭头所指示的方向称为右侧，将记载为“左”的箭头所指示的方向称为左侧，将记载为“上”的箭头所指示的方向称为上侧或上方，将记载为“下”的箭头所指示的方向称为下侧或下方。

本实施方式的除湿装置1搭载于未图示的铁道车辆，是为了对在该铁道车辆中产生制动力等所使用的压缩空气进行除湿而使用的。由空气压缩机(省略图示)生成的空气(压缩空气)流入除湿装置1。并且，被除湿装置1除湿后的压缩空气积存于配置于比除湿装置1靠下游侧的压缩空气罐(省略图示)。如此积存到压缩空气罐的压缩空气根据需要使用。

如图1～图3所示，除湿装置1具有废液分离器2(废液分离部)、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6，这些彼此被连结起来。

[废液分离器]

废液分离器2用于去除由空气压缩机生成的压缩空气所含有的废液(油水分等)。如图3所示，废液分离器2具有外壳3(废液分离部外壳)和设置于外壳3内的废液分离主体部4。在废液分离器2中，在流入该废液分离器2的压缩空气沿着形成为螺旋状的螺旋流路5从上方向下方流动后，在废液分离主体部4从下方朝向上方流动。此时，压缩空气中所含有的废液在通过废液分离主体部4之际附着于该废液分离主体部4，从而被从压缩空气去除。例如，作为一个例子，废液分离主体部4由破碎铝(日文：アルミクラッシャー)构成，该破碎铝由以彼此缠络的方式形成为块状的铝纤维等形成。由此，在废液分离器2中，压缩空气所含有的水分被大致地去除。废液被废液分离器2分离后的压缩空气经由两个废液分离器侧流出口2a、2b(参照图2)中任一个而从废液分离主体部4朝向空心纤维膜式除湿部10流出。

[空心纤维膜式除湿部]

空心纤维膜式除湿部10是通过多个除湿主体部11彼此组合而形成的。废液被上述的废液分离器2去除后的压缩空气通过空心纤维膜式除湿部10而被除湿。

如图1～图3所示，空心纤维膜式除湿部10具有基座部20和两个除湿主体部11。

各除湿主体部11是具有彼此相同的形状的空心纤维膜式的除湿部。具体而言，如图1所示，除湿主体部11具有外壳12(空心纤维膜式除湿部外壳)和设置于外壳12内的多个空心纤维膜15。

外壳12是形成为筒状的部分，具有两个直线部13a、13b和弯曲部14，它们形成为一体。空心纤维膜15在一个直线部13a、弯曲部14以及另一个直线部13b的全部范围内配置。两个直线部13a、13b是呈直线状延伸的筒状的部分，并以彼此隔开间隔而平行的方式设置。弯曲部14是形成为U字状的筒状的部分，其一端部与直线部13a的一端部设置成一体，并且，其另一端部与直线部13b的一端部设置成一体。外壳12的一端侧设置为供来自上游侧的压缩空气流入的除湿部流入口12a，外壳12的另一端侧设置为供被空心纤维膜式除湿部10除湿后的压缩空气向下游侧流动的除湿部流出口12b。通过如此将外壳12的形状设为U字形状，与直线状的形状相比，不另外使用配管，如后述那样，能够将空心纤维膜15的一端侧设置于除湿部上游侧通路24，并且将另一端侧设置于除湿部下游侧通路25。而且，通过设为U字状，与弯曲的情况相比，空气的流动不被阻碍。

那么，空心纤维膜15由在两端部具有开口部、在内部形成有压缩空气的流路的细长的空心圆筒状的膜部构成。在空心纤维膜15中，在内部通过的压缩空气中所含有的水蒸气向膜部的外侧透过，从而生成除湿后的压缩空气。

多个空心纤维膜15以彼此并行的方式收容于外壳12内部。具体而言，各空心纤维膜15以在一端侧的开口部从除湿部流入口12a向外侧开口的状态下沿着外壳12所延伸的方向延伸的方式设置，另一端侧的开口部从除湿部流出口12b向外侧开口。由此，在空心纤维膜式除湿部10中，从除湿部流入口12a流入的压缩空气在被多个空心纤维膜15除湿之后，经由除湿部流出口12b向下游侧流出。

如图1和图2所示，基座部20由形成为左右方向上较长的长方体状的块部21构成。

如图2所示，在块部21形成有沿着前后方向贯通该块部21的4个贯通孔22、23。各贯通孔22、23以在左右方向上隔开间隔地沿着前后方向呈直线状延伸的方式形成。这4个贯通孔22、23中的在左右方向的中央部分形成的两个贯通孔22分别设为输入侧空气通路22。并且，剩余两个贯通孔23(在最右侧形成的贯通孔23和在最左侧形成的贯通孔23)分别设为输出侧空气通路23。

参照图2，各输入侧空气通路22中的前侧的端部22a设为供来自废液分离器2侧的压缩空气流入的流入口22a。另一方面，各输出侧空气通路23中的后侧的端部23b设为供压缩空气向吸附式除湿部6侧流出的流出口23b。

另外，在各块部21形成有从两个输入侧空气通路22和两个输出侧空气通路23各自的前后方向中央部分向下方延伸并与外部连通的孔部24、25。这4个孔部24、25中的、将各输入侧空气通路22和外部连通的两个孔部24设为除湿部上游侧通路24。并且，剩余两个孔部25(将各输出侧空气通路23和外部连通的两个孔部25)设为除湿部下游侧通路25。

空心纤维膜式除湿部10是如上述那样构成的两个除湿主体部11和1个基座部20如以下这样被组合而构成的。具体而言，在空心纤维膜式除湿部10中，两个除湿主体部11固定于1个基座部20。更具体而言，除湿主体部11以各端部12a、12b与除湿部上游侧通路24和除湿部下游侧通路25中的任一者连通的方式被螺栓等固定于基座部20。由此，除湿主体部11的两端部12a、12b中的、与除湿部上游侧通路(孔部)24连通的端部作为除湿部流入口12a而发挥功能，与除湿部下游侧通路(孔部)25连通的端部作为除湿部流出口12b而发挥功能。

[吸附式除湿部]

吸附式除湿部6用于对被空心纤维膜式除湿部10除湿后的压缩空气进一步进行除湿。吸附式除湿部6设置于空心纤维膜式除湿部10的下游侧，利用能够吸附水分的吸附剂对来自空心纤维膜式除湿部10的压缩空气进行除湿。

吸附式除湿部6具有壳体7(吸附式除湿部外壳)和设置于壳体7内的吸附式除湿主体部8。在壳体7的内部设置有用于将被空心纤维膜式除湿部10除湿后的压缩空气引导到吸附式除湿主体部8的吸附式除湿部侧流路6a、6b(参照图2)。吸附式除湿主体部8具有吸附剂8a(例如二氧化硅凝胶等)和收容吸附剂8a的吸附剂收容部8b。

在吸附式除湿部6中，从空心纤维膜式除湿部10侧流入的压缩空气经由吸附式除湿部侧流路6a、6b在吸附式除湿主体部8内流动。此时，在压缩空气所含有的水分被吸附剂8a吸附从而被除湿之后，经由止回阀9进一步向下游侧流动。此外，该止回阀9用于容许被吸附式除湿部6除湿后的压缩空气向比该吸附式除湿部6靠下游侧的位置流动、并且限制来自下游侧的压缩空气向吸附式除湿部6流入。

此外，对于被吸附式除湿部6的吸附剂8a吸附了的水分，通过干燥空气送入该吸附剂8a(即、通过吹扫)从而被从吸附剂8a释放。在除湿装置1中，通过适当地进行该吹扫，从而再生吸附剂8a。

在除湿装置1中，如上述那样构成的废液分离器2、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6如以下这样被彼此固定。具体而言，废液分离器2的外壳3、空心纤维膜式除湿部10的基座部20以及吸附式除湿部6的壳体7彼此沿着前后方向密合地排列。即、外壳3的平坦状的后侧面(壁部2c的后侧面)与基座部20的平坦状的前侧面彼此相对，外壳3的后侧面与基座部20的前侧面彼此面接触。在该状态下，外壳3和基座部20被从壁部2c的前侧面插入到壁部2c的贯穿孔的紧固螺钉(紧固件)18彼此结合。另外，基座部20的平坦状的后侧面与壳体7的平坦状的前侧面(壁部6c的前侧面)彼此相对，基座部20的后侧面与壳体7的前侧面彼此面接触。在该状态下，基座部20和壳体7被从壁部6c的后侧面插入到壁部6c的贯穿孔的紧固螺钉18(紧固件)彼此结合。即、基座部20被外壳3和壳体7夹持。如此外壳3、基座部20以及壳体7被多个紧固螺钉18彼此连结(参照图1)。基座部20的左右方向上的长度、外壳3的壁部2c的左右方向上的长度、壳体7的壁部6c的长度方向上的长度分别成为相同的长度。

废液分离器2、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6被彼此结合而被模块化。并且，在该除湿装置1的内部形成压缩空气的流路。另外，在该状态下，在除湿装置1中，各输入侧空气通路22的流入口22a、22a与废液分离器侧流出口2a、2b中的任一者连通、且各输出侧空气通路23的流出口23b、23b与吸附式除湿部侧流路6a、6b中的任一者连通。此外，在该状态下，如图2所示，输入侧空气通路22中的后侧的端部22b被在吸附式除湿部6的壳体7形成的壁部6c封闭。因此，能够由沿着前后方向贯通基座部20(块部21)的贯通孔22形成输入侧空气通路22。因此，基座部20的加工不会变得烦杂。另外，输出侧空气通路23中的前侧的端部23a被在废液分离器2的外壳3形成的壁部2c封闭。因此，能够由沿着前后方向贯通基座部20(块部21)的贯通孔23形成输出侧空气通路23。因此，基座部20的加工不会变得烦杂。

[除湿装置中的压缩空气的流动]

在除湿装置1中，由空气压缩机生成的压缩空气如以下那样被除湿。

首先，参照图2和图3，由空气压缩机生成的压缩空气在向废液分离器2流入而在螺旋流路5中通过了之后，通过废液分离主体部4。由此，压缩空气内所含有的废液被去除。如此地废液被去除后的压缩空气经由废液分离器侧流出口2a、2b中的任一者流入空心纤维膜式除湿部10。

来自废液分离器侧流出口2a的压缩空气在形成于基座部20的两个输入侧空气通路22中的右侧的输入侧空气通路22、右侧的除湿主体部11以及右侧的输出侧空气通路23依次流动。压缩空气在通过除湿主体部11的内部之际被空心纤维膜15除湿。之后，压缩空气经由吸附式除湿部侧流路6a流入吸附式除湿部6。另一方面，来自废液分离器侧流出口2b的压缩空气在形成于基座部20的两个输入侧空气通路22中的左侧的输入侧空气通路22、左侧的除湿主体部11以及左侧的输出侧空气通路23依次流动。压缩空气在通过除湿主体部11的内部之际被空心纤维膜15除湿。之后，压缩空气经由吸附式除湿部侧流路6b流入吸附式除湿部6。

在各吸附式除湿部侧流路6a、6b中流动的压缩空气在吸附式除湿主体部8的内部汇合。压缩空气于在该吸附式除湿主体部8的内部中流动之际被吸附剂8a除湿，之后经由止回阀9进一步向下游侧流动，并积存于压缩空气罐。

[效果]

如以上那样，在本实施方式的除湿装置1中，被空心纤维膜式除湿部10除湿后的压缩空气所含有的水分被吸附式除湿部6的吸附剂8a吸附。即、根据该结构，能够利用空心纤维膜式除湿部10和吸附式除湿部6这两者进行压缩空气的除湿，因此，能够对压缩空气充分地进行除湿。特别是利用吸附式除湿部6对先被空心纤维膜式除湿部10除湿的压缩空气进行除湿，因此，必须利用吸附式除湿部6进行除湿的水分量可以较少。因此，吸附式除湿部6的吸附剂8a的量较少就足够，因此，能够紧凑地构成吸附式除湿部6。因而，能够使除湿装置1小型化。另外，只要使用仅进行预定的连续时间的除湿所需要的量的吸附剂8a，就无需设置两个吸附式除湿部6，而且，也无需设置用于对两个吸附式除湿部6进行切换的切换阀、对该切换阀进行驱动的电磁阀以及控制电路。因而，构成除湿装置的系统简化，因此，能够使除湿装置1整体小型化。

另外，根据该结构，作为吸附式除湿部6的除湿对象的压缩空气已经被配置于比该吸附式除湿部6靠上游侧的空心纤维膜式除湿部10除湿。因此，能够减轻吸附式除湿部6的除湿负荷。由此，即使使吸附式除湿部6小型化，也减少所吹扫的次数。因此，能够减少吸附剂8a的再生所需要的干燥空气的使用量。

因而，能够一边具有较高的除湿性能一边使除湿装置1小型化。

另外，在除湿装置1中，空心纤维膜式除湿部10具有弯曲部14，因此，能够避免空心纤维膜式除湿部10在一方向上变长，而且能够延长空心纤维膜式除湿部10所含有的空心纤维膜15的长度。即、根据该结构，能够确保空心纤维膜式除湿部10的除湿性能且使空心纤维膜式除湿部10小型化。

另外，在除湿装置1中，外壳12(弯曲部14)形成为U字状，因此，与例如弯曲部稍微弯曲的情况相比，能够使空心纤维膜式除湿部10进一步小型化。

另外，在除湿装置1中，压缩空气在废液被废液分离器2分离之后向空心纤维膜式除湿部10和吸附式除湿部6输送。由此，能够减轻空心纤维膜式除湿部10和吸附式除湿部6的除湿负荷。

另外，在除湿装置1中，废液分离器2、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6被模块化。因此，能够使废液分离器2、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6相对于彼此容易地一体化、或相对于彼此容易地安装。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，只要在权利要求书所记载的范围内，能够进行各种变更而实施。例如也可以实施以下那样的变形例。

(1)在上述实施方式中，废液分离器2、空心纤维膜式除湿部10以及吸附式除湿部6被彼此固定而被模块化，但并不限于此，也可以不被模块化。具体而言，例如，作为一个例子，也可以是，分开地配置于各自的位置的废液分离器、空心纤维膜式除湿部以及吸附式除湿部由省略图示的配管连接，形成压缩空气的流路。

另外，在上述实施方式中，废液分离部2的外壳3、空心纤维膜式除湿部10的外壳12以及吸附式除湿部6的壳体7是彼此结合起来的结构，但并不限于此。例如废液分离部2的外壳3、空心纤维膜式除湿部10的外壳12以及吸附式除湿部6的壳体7也可以一体地形成。

(2)在上述实施方式中，在空心纤维膜式除湿部10的上游侧设置有废液分离器2，但并不限于此，也可以是省略废液分离器2的结构。在该情况下，输出侧空气通路23成为前侧的端部23a被堵塞的结构，或设置有堵塞端部23a的未图示的别的构件。

(3)在上述实施方式中，将空心纤维膜式除湿部10的除湿主体部11的弯曲部14的形状形成为U字状，但并不限于此，也可以是其他形状。具体而言，弯曲部14也可以是稍微弯曲的形状。进而，除湿主体部11也可以是不具有弯曲部14的形状，作为例如一个例子，也可以形成为直线状。

(4)在上述实施方式中，列举具有多个(具体而言，两个)除湿主体部11的空心纤维膜式除湿部10为例进行了说明，但并不限于此，空心纤维膜式除湿部也可以具有1个除湿主体部11。

在此，概述上述实施方式。

(1)在上述实施方式中，利用空心纤维膜式除湿部进行相当大的部分的除湿，在吸附式除湿部中，仅对没有被空心纤维膜式除湿部除湿尽的水分除湿即可。也就是说，一定程度干燥后的空气向吸附式除湿部供给。因此，吸附剂的量较少就足够，其结果，能够使吸附式除湿部小型化。因而，能够使除湿装置整体小型化。另外，只要使用仅进行预定的连续时间的除湿所需要的量的吸附剂即可，也就无需设置两个吸附式除湿部，而且，也无需设置用于对两个吸附式除湿部进行切换的切换阀、用于对切换阀进行驱动的电磁阀以及控制电路。因而，构成除湿装置的系统简化，因此，能够使除湿装置整体小型化。

另外，在上述实施方式中，作为吸附式除湿部的除湿对象的压缩空气被配置于比该吸附式除湿部靠上游侧的空心纤维膜式除湿部除湿。因此，能够减轻吸附式除湿部的除湿负荷。由此，即使使吸附式除湿部小型化，也减少所吹扫的次数，因此，能够减少吸附剂的再生所需要的空气的使用量。

因而，在上述实施方式中，能够一边具有较高的除湿性能一边使除湿装置小型化。

(2)优选的是，所述空心纤维膜式除湿部具有弯曲部。

根据该结构，能够避免空心纤维膜式除湿部在一方向上变长，且能够延长空心纤维膜式除湿部所含有的空心纤维膜的长度。即、根据该结构，能够确保空心纤维膜式除湿部的除湿性能且使空心纤维膜式除湿部小型化。

(3)进一步优选的是，所述弯曲部形成为U字状。

根据该结构，与弯曲部稍微弯曲的情况相比，能够使空心纤维膜式除湿部进一步小型化。

(4)优选的是，所述除湿装置还具备废液分离部，该废液分离部对从配置于所述上游侧的空气压缩机喷出来的压缩空气的废液进行分离。另外，优选的是，所述废液被所述废液分离部分离后的压缩空气向所述空心纤维膜式除湿部供给。

根据该结构，在压缩空气的废液被废液分离部分离之后，该压缩空气被向空心纤维膜式除湿部和吸附式除湿部输送。由此，能够减轻空心纤维膜式除湿部和吸附式除湿部的除湿负荷。

(5)进一步优选的是，所述废液分离部具有废液分离主体部和从外侧覆盖该废液分离主体部的废液分离部外壳。另外，优选的是，所述空心纤维膜式除湿部具有从外侧覆盖所述空心纤维膜的空心纤维膜式除湿部外壳。另外，优选的是，所述吸附式除湿部具有在内部收容所述吸附剂的吸附剂收容部和从外侧覆盖该吸附剂收容部的吸附式除湿部外壳。另外，优选的是，所述废液分离部外壳、所述空心纤维膜式除湿部外壳以及所述吸附式除湿部外壳以形成在所述废液分离部、所述空心纤维膜式除湿部以及所述吸附式除湿部中流动的压缩空气的流路的方式彼此设置成一体或彼此结合起来。

根据该结构，能够使废液分离部、空心纤维膜式除湿部以及吸附式除湿部模块化，能够相对于彼此容易地一体化、或相对于彼此对容易地安装。

根据上述实施方式，能够一边具有较高的除湿性能一边紧凑地构成除湿装置。

产业上的可利用性

本发明作为用于对在车辆(例如铁道车辆)中所使用的空气(例如压缩空气)进行除湿的除湿装置是有用的。

Claims (5)

1.一种除湿装置，其是用于对在车辆中所使用的空气进行除湿的除湿装置，其中，

该除湿装置具备：

空心纤维膜式除湿部，其具有来自上游侧的空气在内部通过的空心纤维膜，并利用该空心纤维膜对所述空气进行除湿并使其向下游侧排出；以及

吸附式除湿部，从所述空心纤维膜式除湿部排出来的空气向该吸附式除湿部供给，该吸附式除湿部具有对该空气所含有的水分进行吸附的吸附剂，并利用该吸附剂对该空气进行除湿。

2.根据权利要求1所述的除湿装置，其中，

所述空心纤维膜式除湿部具有弯曲部。

3.根据权利要求2所述的除湿装置，其中，

所述弯曲部形成为U字状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的除湿装置，其中，

该除湿装置还具备废液分离部，该废液分离部对从配置于所述上游侧的空气压缩机喷出来的压缩空气的废液进行分离，

所述废液被所述废液分离部分离后的压缩空气向所述空心纤维膜式除湿部供给。

5.根据权利要求4所述的除湿装置，其中，

所述废液分离部具有废液分离主体部和从外侧覆盖该废液分离主体部的废液分离部外壳，

所述空心纤维膜式除湿部具有从外侧覆盖所述空心纤维膜的空心纤维膜式除湿部外壳，

所述吸附式除湿部具有在内部收容所述吸附剂的吸附剂收容部和从外侧覆盖该吸附剂收容部的吸附式除湿部外壳，

所述废液分离部外壳、所述空心纤维膜式除湿部外壳以及所述吸附式除湿部外壳以形成在所述废液分离部、所述空心纤维膜式除湿部以及所述吸附式除湿部中流动的压缩空气的流路的方式彼此设为一体或彼此被结合起来。