CN1321860A - 任意湿度发生装置 - Google Patents

Abstract

在任意湿度产生装置中,使决定混合比的流量控制阀为1个并使装置的构成和控制方法简化作为第1课题。使2个管路30、31的前端连通干燥空气供给源10,在一方的管路30中插入并设置空气加湿装置15,使两方的管路30、31的后端连通流出管32的前端,在流出管32内使干燥空气和加湿空气混合,能产生任意湿度的空气。这种任意湿度产生装置仅在2个管路30、31中的另一方管路31上插入并设置流量控制阀,所以结构简单。

Description

任意湿度发生装置

本发明涉及使干燥空气和加湿空气混合从而产生具有任意湿度的空气的任意湿度产生装置。

图3表示产生具有按照各种需要的任意湿度的空气的现有的任意湿度产生装置(日本油空压学会发行，「平成9年春季油空压讲演会论文集」的「用反馈控制的任意湿度发生系统的开发」参照93～96页)。用空气干燥机11使从空气压源(压缩机)10送来的空气变成干燥空气，通过压力控制阀(电空调节器)12控制干燥空气的压力，然后分成二条线路(管路)流动。在第1条线路(一方的管路)流动的干燥空气由空气加湿装置(使干燥空气通过水槽的水中的装置)15加湿，加湿空气用第1流量控制阀14控制流量并流向流出管。在第2条线路(另外的管路)流动的干燥空气用第2流量控制阀(电空比例流量阀)16控制流量并流向流出管。

由于两方管路的出口端与流出管的入口端连通，所以在流出管内干燥空气和加湿空气混合。该混合比由第1流量控制阀14和第2流量控制阀16的打开度决定，使混合比按各式各样比例变化，所以能产生具有任意湿度的空气(混合空气)。混合空气通过流量传感器17，用第1第1空气罐19内的湿度传感器21测定湿度，通过第2气罐20、流出口38流出。这时，将希望的湿度输入计算机22，使湿度传感器21的测量值反馈，控制流量控制阀14、16的打开度，以便得到目标值。将第1空气罐19内的压力传感器的测量值输入计算机22，控制压力控制阀12以便在各式各样的压力下测量湿度，从而能任意改变第1空气罐19内的压力。

现有的任意湿度产生装置用反馈控制，改变第1流量控制阀14和第2流量控制阀16的打开度，控制在两方的管路中流动的空气流量，得到目标湿度。为了决定混合比使用2个流量控制阀，所以，装置复杂，成本高，控制方法也复杂。由于加湿装置15使干燥空气通过水中，所以不能得到高的湿度，有混入水滴的缺点。

本发明的第1课题是在任意湿度产生装置中设置1个决定混合比的流量控制阀，从而使装置的结构和控制方法简单化；第2个课题是使加湿空气中的湿度控制范围宽，加湿空气中的水分变少。

本发明的第1构成是在使2个管路的前端与干燥空气供给源连通，在一方的管路中插入空气加湿装置，两方的管路的后端与流出管的前端连通，在流出管内使干燥空气和加湿空气混合从而产生具有任意湿度的空气的任意湿度发生装置，仅在2个管路中另一方的管路中插入并设置流量控制阀。这里，插入并设置空气加湿装置的一方管路(第1管路30A～30C)的最大有效横剖面积与干燥空气流过的另外一方管路(第2管路31A～31C)的最大横剖面积相比小很多。

本发明的第2构成是在第1构成中，使用使水与水的分子易透过但空气难以透过的高分子透过膜的一面接触水而使空气与上述高分子透过膜的另一面接触的空气加湿装置，使上述高分子透过膜一侧的水分子透过上述高分子透过膜，被在上述高分子透过膜另一侧流动的空气吸收从而被加湿。

本发明第3构成是在第1第2构成中，在空气加湿装置与一方的管路出口端之间插入并设置雾分离器。

图1是表示本发明的任意湿度产生装置的实施例的回路图。

图2是由本发明实施例的实验所得到的流量控制阀的输入电压与露点湿度的关系图。

图3是表示现有的任意湿度产生装置的回路图。

图1表示本发明任意湿度发生装置的实施例，对于是图1中的构件且与图3中的构件相同的构件，附加与图3相同的符号。

本发明着眼于，插入并设置空气加湿装置15一方的管路(第1管路30)的最大有效剖面积与干燥空气流过的另一方管路(第2管路31)的最大有效剖面积相比小很多，其特征是去掉现有的任意湿度产生装置一方的管路的第1流量控制阀14，仅用另一方管路的流量控制阀控制湿度。

在图1中，空气压源10用导入管29A与空气干燥机11的入口连通，空气干燥机11的出口用导入管29B与第1压力控制阀(精密调节器)26的入口连通。第1压力控制阀26的出口与导入管29C的前端连接，导入管29C的后端与第1管路30A的前端和第2管路31A的前端连接。该连接部分也可以用分支管，也可以用管接头之类。第1管路30A的后端与空气加湿装置15的入口连接，用第1管路30B连通空气加湿装置15的出口和雾分离器25的入口，雾分离器25的出口连接第1管路30C的前端。第2管路31A的后端与流量控制阀(电空比例流量阀)24的入口连接，流量控制阀24的出口与第2管路31B的前端连接。

第1管路30C的后端和第2管路31B的后端与流出管32A的前端连接，该连接部分可以用合流管，也可以用管接头之类。流出管32A的后端与第2压力控制阀(精密调节器)27的入口连接，第2压力控制阀27的出口与第1空气罐19的入口用流出管32B连通。第1空气罐19的出口和第2空气罐20的入口用流出管32C连通，第2空气罐20的出口和流量传感器34的入口用流出管32D连通。流量传感器34的出口和可变节流阀35的入口用流出管32E连通，可变节流阀35的出口和流出口38用流出管32F连通。

第1空气罐19内的温度和湿度由温湿度传感器46测量，温湿度传感器46的测量输出通过布线40在A/D变换器36变换成数字信号，通过布线42输入到计算机22。同样，第1空气罐19内的压力由压力传感器47测量，压力传感器47的测量输出通过布线41在A/D变换器36变换成数字信号，再通过布线42输入到计算机22。计算机22的控制输出通过布线43在D/A变换器37变换成模拟信号，再通过布线44输入到流量控制阀24的螺线管。

如上所述，插入并设置了空气加湿装置15和雾分离器25的第1管路30(一方的管路)的最大有效剖面积与干燥空气流动的第2管路32(另一方管路)的最大有效剖面积相比小很多。因此，在第2管路插入并设置流量控制阀24，通过控制流量控制阀24，能大幅度改变干燥空气和加湿空气的混合比，通过这些的混合能产生任意湿度的空气。

空气加湿装置15的基本点在于，使用水分子易透过但空气难以透过的高分子渗透膜，该高分子渗透膜的一面与水接触，另一面与空气接触。图1所示的空气加湿装置15使高分子渗透膜制的多根管(中空系)的前端与空气加湿装置15的入口连通，使该管的后端与空气加湿装置15的出口连通，将该管浸在水槽的水中。在使空气流过该管时，高分子渗透膜一侧(外侧)的水分子透过渗透膜，被在高分子渗透膜另一侧(内侧)流动的空气吸收并加湿。由于高分子渗透膜的渗透孔极小，被空气吸收的水分子很细小，故可制造出均质的加湿空气。通过增加管的根数、或并排连接空气加湿装置，能制造湿度非常高的加湿空气。

下面，对本发明实施例的作用进行说明。从空气压源10通过导入管29A在空气干燥机11流动的空气由空气干燥机11变为干燥空气。该干燥空气通过导入管29B流向第1压力控制阀26，由第1压力控制阀26控制成规定压力。被控制了压力的干燥空气从导入管29C分流到第1管路30A和第2管路31A，分流到第1管路30A的干燥空气通过空气加湿装置15被加湿。加湿空气从第1管路30B流入雾分离器25，由雾分离器25除去露状的水分(在透过高分子渗透膜后水分子集合了)。

分流到第2管路31A的干燥空气由流量控制阀24控制流量，通过第2管路31B流到流出管32A，加湿空气通过第1管路30C流到流出管32A，干燥空气和加湿空气在流出管32A中混合。在流出管32A中部分地混合的混合空气通过第2压力控制阀27、流出管32B，在这期间第2压力控制阀27控制压力到规定值，在充分混合后流入第1空气罐19。混合空气从第1空气罐19通过流出管32C流向第2空气罐20，由第2空气罐贮藏。贮藏后的混合空气通过流出管32D、流量传感器34、流出管32E、可变节流阀35、流出管32F、流出口38，送到需要的某场所。

通过控制流量控制阀24决定干燥空气和加湿空气的混合比，能制得任意湿度的空气(混合空气)。由温湿度传感器46检测第1空气罐19内混合空气的温度和湿度，由计算机22计算露点温度，通过流量控制阀24能控制加压下空气的露点。图2表示流量Q不同时的流量控制阀24的输入电压和露点温度的关系的实验结果。从图2可知，用发明者的实验装置能控制露点的范围是露点从-6℃到+17℃。由于将第1空气罐19内的压力传感器47的测量值输入给计算机22，所以能控制第1压力控制阀26来任意地改变第1空气罐19内的压力。

在本发明第1方面的发明中，通过仅在2个管路中另一方管路插入并设置的流量控制阀，能决定(控制)在一方管路中流动的加湿空气和在另一方管路流动的干燥空气的混合比。因此，能使任意湿度产生装置的构成和控制方法简化。

在本发明第2方面的发明中，一侧的水分子被在高分子渗透膜的另一侧流动的空气吸收、加湿，使加湿空气中的水分变细小。通过改变高分子渗透膜的面积，使加湿空气中湿度的控制范围变宽。

在本发明第3方面的发明中，能除去透过空气加湿装置的高分子渗透膜后集合的雾状水分。

Claims (3)

1、一种任意湿度发生装置，该装置的2个管路的前端与干燥空气供给源连通，将空气加湿装置插入并设置在一方的管路上，两方管路的后端连通流出管的前端，在流出管内干燥空气和加湿空气混合，能产生具有任意湿度的空气，其特征在于，仅在2个管路中的另一方的管路中插入并设置流量控制阀。

2、如权利要求1所述的任意湿度发生装置，其特征在于，使用使水与水分子易透过但空气难以透过的高分子渗透膜一方的面接触且使空气与上述高分子渗透膜的另一方的面接触的空气加湿装置，上述高分子渗透膜一侧的水分子透过上述高分子渗透膜，被在上述高分子渗透膜另一侧流动的空气吸收、加湿。

3、如权利要求1或2所述的任意湿度产生装置，其特征在于，在空气加湿装置和一方管路的出口端之间插入并设置雾分离器。

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