JP2001025630A - 圧縮気体の除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、たとえサイレンサが吸着剤粉末によ
って目詰まり状態に陥っても、パージ空気を円滑に放出
し、特に低圧時のパージ性能を確保して信頼性の向上を
図った圧縮気体の除湿装置を提供する。 【解決手段】たとえば、Ｂ筒４で湿った圧縮気体を吸着
除湿し、Ａ筒３で吸着剤を再生し、両Ａ，Ｂ筒の間で乾
燥と再生を交互に切換えて連続的に乾燥気体を供給する
装置であり、パージ空気を外部へ導くパージ空気案内路
３４を設け、このパージ空気案内路に切換え弁２７とサ
イレンサ２８を設け、これらサイレンサと切換え弁との
間に、切換え弁が開放した直後に導通するたとえばＢ筒
からの高圧空気によって閉成し、そのあとＢ筒から導か
れる低圧のパージ空気によって開放する逃がし弁機構４
０を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤を用いて湿
った圧縮気体を吸着除湿して乾燥する圧縮気体の除湿装
置に係わり、特に、吸着剤から脱着した湿分を外部へ放
出するパージ構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の除湿装置においては、乾燥した気
体、たとえば乾燥空気を連続して供給するため、活性ア
ルミナ、シリカゲル、合成ゼオライトあるいは塩化リチ
ウムなどの吸着剤を容器に充填した吸着筒が二基用意さ
れる。一方の吸着筒に湿った圧縮空気を導き吸着除湿し
て乾燥空気とし、所定の供給先に供給する。同時に、得
られた乾燥空気の一部を他方の吸着筒に導き、前段階の
吸湿で能力低下した吸着剤から湿分を脱着して再生し、
さらにこの湿分を外部へパージする。

【０００３】一方の吸着筒における圧縮空気の除湿乾燥
と、他方の吸着筒における吸着剤の再生は同時に並行し
て行われ、所定時間経過後に両吸着筒間に設けられた切
換え弁を切換えて、連続的に乾燥空気を供給するように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吸着剤から湿分を脱着
したパージ空気を外部へ導くパージ機構として、吸着剤
と外部とを連通するパージ空気案内路を備え、この案内
路の中途部にはパージ空気の導通と遮断をなすパージ弁
（開閉弁）と、このパージ弁の下流側にサイレンサが設
けられてなる。

【０００５】上記パージ弁の開放直後は吸着筒の内圧が
高く、一旦、高圧空気が導出され、そのあと低圧のパー
ジ空気に変わってサイレンサを通過する。このサイレン
サの内部には繊維状の吸音材が装填されており、特に高
圧空気の通過にともなって生じる排気音を消音する。

【０００６】上記吸着剤は粒状に形成されていて、本
来、高い圧力がかかっても容易には踊らない（位置変動
しない）よう吸着筒内に密に充填されている。しかしな
がら、長期の使用に亘れば圧力変動の繰り返しにより揺
動し、さらには吸着剤相互が擦れて摩耗して粉末化す
る。

【０００７】この吸着剤粉末はパージ空気などとともに
サイレンサに導かれてしまい、サイレンサに装填される
吸音材を詰まらせる虞れがある。その結果、パージ空気
の放出にともなう吸着筒内の圧力低下がタイミング的に
遅くなり、特に低圧領域ではパージ性能を大きくダウン
させるという不具合がある。

【０００８】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、たとえサイ
レンサが吸着剤粉末によって目詰まり状態に陥っても、
パージ空気を円滑に放出し、特に低圧時のパージ性能を
確保して信頼性の向上を図った圧縮気体の除湿装置を提
供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明の圧縮気体の除湿装置は、請求項１として、一方
の吸着筒で湿った圧縮気体を除湿し、他方の吸着筒で吸
着剤の再生と湿分のパージをなし、両吸着筒の間で乾燥
と再生を交互に切換えて連続的に乾燥気体を供給する装
置において、上記吸着剤から湿分を脱着したパージ空気
を外部へ導くパージ空気案内路に開閉弁とサイレンサを
設け、これらサイレンサと上記開閉弁との間に、開閉弁
が開放した直後に導通する除湿側吸着筒からの高圧空気
によって閉成し、そのあとの再生側吸着筒から導かれる
低圧のパージ空気によって開放する逃がし弁機構を具備
したことを特徴とする。

【００１０】請求項２として、請求項１記載の圧縮気体
の除湿装置において上記逃がし弁機構は、弁孔の周囲に
形成される弁座と、この弁座に回動自在に取付けられた
弁体と、この弁体に弾性力を付勢し弁体が受ける空気圧
力に応じて弁孔を開閉させる弾性力付勢体とから構成さ
れる。

【００１１】請求項３として、請求項１記載の圧縮気体
の除湿装置において上記逃がし弁機構は、弁孔の周囲に
形成される弁座と、この弁座に回動自在に設けられ自重
で垂れ下がりそれ自体が受ける空気圧力に応じて弁孔を
開閉する弁体もしくは、それ自体が受ける空気圧力に応
じて弁孔を開閉する弾性材からなる弁体とから構成され
る。

【００１２】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、たとえサイレンサが目詰まり状態に陥って
もパージ空気を円滑に放出し、特に低圧時のパージ性能
を確保する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面にもとづいて説明する。図１と、図２は、同じ圧縮気
体の除湿装置を断面図として示し、それぞれの図面は互
いに異なる作用状態を示す。この除湿装置は、架台１
と、この架台１の一側部上に取付けられる電気部品箱２
と、他側部上に取付けられる２基の吸着筒（説明の都合
上、以下、図の左側吸着筒をＡ筒、右側吸着筒をＢ筒と
呼ぶ）３，４と、これらＡ，Ｂ筒３，４の上端部に亘っ
て載設されるアウトレットヘッド５、および下端部に亘
って取付けられるインレットヘッド１５とから構成され
る。

【００１４】アウトレットヘッド５の一側面に乾燥気体
を給出案内する給出口９が設けられ、インレットヘッド
１５の一側面に湿った圧縮気体を装置内へ導入案内する
導入口１０が開口される。さらに、アウトレットヘッド
５には湿度インジケータ１１と、パージオリフィス１２
が設けられている。

【００１５】上記Ａ，Ｂ筒３，４は、上下端面が開口す
る筒体からなり、上端開口部はアウトレットヘッド５の
凹部５ａに挿嵌され、下端開口部はインレットヘッド１
５の凹部１５ａに挿嵌される。各Ａ，Ｂ筒３，４の上下
端開口から所定間隔を存して多孔板１６が設けられ、こ
れら相互間に吸着剤１７が充填される。吸着剤１７とし
て、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトなどが用い
られる。

【００１６】上記アウトレットヘッド５のＡ，Ｂ筒３，
４中央部と対向する位置に筒３，４内から上方への気体
の流れを許容し、上部から筒内への気体の流れを阻止す
る逆止弁１８Ａ，１８Ｂを収容する弁室１９が形成され
る。上記アウトレットヘッド５には給出口９と各弁室１
９とを連通する給出路２０が設けられ、上記湿度インジ
ケータ１１と連通する分岐路２１が分岐している。

【００１７】各弁室１９の周囲は凹陥形成され、パージ
オリフィス１２と連通するパージ室２２が形成される。
上記電気部品箱２内には制御回路２５が収容され、給出
路２０の給出口９とは反対側端部に取付けられる湿度セ
ンサ２３が電気的に接続される。上記インナレットヘッ
ド１５の下面に切換え弁２６が取付けられ、上記導入口
１０および後述するパージ空気案内路３４と連通する。

【００１８】上記切換え弁２６には、図の左側から右側
へ第１のポートａ〜第５のポートｅが順に設けられ、弁
体ｆが移動することにより各ポートａ〜ｅ相互の連通切
換えがなされる。上記弁体ｆは、上記制御回路２５と電
気的に接続されるソレノイド２６Ｓによって駆動制御さ
れるようになっている。

【００１９】上記インレットヘッド１５には、導入口１
０と第３のポートｃとを連通する導入路３０、Ａ筒３の
下部開口端と第２のポートｂとを連通するＡ筒連通路３
１、Ｂ筒４の下部開口端と第４のポートｄとを連通する
Ｂ筒連通路３２、第１のポートａと第５のポートｅとを
連通するポート連通路３３および、このポート連通路３
３から分岐する上記パージ空気案内路３４が設けられて
いる。

【００２０】上記パージ空気案内路３４には、パージ弁
２７と、逃がし弁機構４０およびサイレンサ２８が直列
に接続される。上記パージ弁２７はパージ空気の導通−
遮断をなす電磁開閉弁であって上記制御回路２５と電気
的に接続される。上記逃がし弁機構４０は後述するよう
に構成されている。上記サイレンサ２８は内部に繊維状
の吸音材を備えており、この装置が静かな場所で使われ
ることを想定して、パージに伴なう騒音が漏れないよう
厚めに装填してある。

【００２１】上記制御回路２５は、上記湿度センサ２３
からの検知信号を受けて露点温度（圧力下露点）に換算
する回路と、この露点温度とあらかじめ記憶された設定
露点温度（圧力下露点）とを比較する回路と、上記切換
え弁２６の切換え制御と、パージ弁２７の開閉制御をな
す回路と備えている。

【００２２】図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記逃が
し弁機構４０が構成される。たとえば、円環状の弁座４
１がパージ空気案内路３４を形成する管路側面に設けら
れていて、この内部は弁孔４２として開口される。上記
弁座４１にはヒンジ具４３を介して、円形板体からなる
弁体４４が開閉自在に取付けられている。

【００２３】さらに、上記ヒンジ具４３には弾性力付勢
体をなすつる巻きばね４５が巻装されていて、この一端
部は弁座４１に取付け固定され、他端部は弁体４４に取
付け固定される。

【００２４】上記つる巻きばね４５の弾性力は、パージ
空気案内路３４内の圧力が大気圧と同等、もしくはそれ
に近い圧力の条件下では打ち勝って、弁体４４を図に二
点鎖線で示すように弁孔４２開放方向に弾性的に付勢す
る。ただし、案内路３４内の圧力が数Ｋｇ／ｃｍ^２ の
高圧条件下では、この圧力に負けて図に実線で示すよう
に弁体４４の回動を許容し、弁孔４２を閉成させる。

【００２５】このように構成される除湿装置であって、
以下に述べるような作用をなす。なお、圧縮気体として
圧縮空気を適用する。

【００２６】切換え弁２６の弁体ｆが図１に示す位置に
あるとき、装置へ供給される湿った圧縮空気はＢ筒４内
を通過する間に、ここに充填される吸着剤１７によって
吸着除湿され乾燥化する。そして、逆止弁１８Ｂ、アウ
トレットヘッド５の給出路２０を介して給出口９から所
定の供給先に給出される。

【００２７】Ｂ筒４から出た乾燥空気の一部はパージ室
２２、パージオリフィス１２、Ａ筒３側パージ室２２か
らＡ筒３内に案内され、前段階の乾燥工程で吸着剤１７
が吸着した湿分を脱着し、この再生をなす。湿分を脱着
したパージ空気は、Ａ筒連通路３１からポート連通路３
３を介してパージ空気案内路３４に導かれる。

【００２８】パージ弁２７が閉成状態にあるとき、パー
ジ空気は遮断されＡ筒３内を圧力上昇する昇圧工程とな
す。パージ弁２７が開放状態にあるとき、パージ空気は
パージ弁２７と逃がし弁機構４０を通過してサイレンサ
２８に導かれ、消音されてから外部へ放出される。

【００２９】切換え弁２６の弁体ｆが図２に示す位置に
あるとき、湿った圧縮空気はＡ筒３内に導かれて吸着剤
１７に吸着除湿され乾燥化し、給出口９から給出され
る。また、一部の乾燥空気はＢ筒４に導かれて吸着剤１
７が吸着した湿分を脱着し、吸着剤を再生する。

【００３０】パージ空気はＡ筒３からポート連通路３３
を介してパージ空気案内路３４に導かれ、パージ弁２７
が閉成状態にあるとき遮断されてＢ筒４内を圧力上昇す
る昇圧工程となす。パージ弁２７が開放状態にあると
き、パージ空気は逃がし弁機構４０を介してサイレンサ
２８に導かれ消音されてから外部へ放出される。

【００３１】図４に示すような、タイミングチャートを
もって上記した標準運転が行われる。すなわち、制御回
路２５は切換え弁２６を２分間隔で切換わるよう制御
し、Ａ筒３の除湿工程と、Ｂ筒４の除湿工程との切換え
が同間隔で行われる。パージ弁２７の開放切換えは切換
え弁２６の切換えとほぼ同タイミングで行い、この弁２
７の閉成切換えはつぎの切換え弁２６の切換え以前とな
るよう制御している。

【００３２】たとえば、Ａ筒３で吸着除湿するため切換
え弁２６を切換えてから数秒後にパージ弁２７が開放制
御され、Ｂ筒４での再生パージが開始される際の圧力変
動を抑制する。パージ弁２７は約９０秒間だけ開放制御
され、この間にＢ筒４の吸着剤１７の再生と湿分パージ
が継続される。そのあとパージ弁２７は閉成され、Ｂ筒
４内は低圧から高圧に昇圧する。

【００３３】Ｂ筒４の昇圧が約３０秒間継続されて、合
計１２０秒後に切換え弁２６が切換り、こんどはＢ筒４
の吸着除湿工程が１２０秒間継続される。この切換えか
ら数秒後にパージ弁２７が開放制御され、Ａ筒３側で約
９０秒間継続して吸着剤１７の再生をなす。そのあと３
０秒間パージ弁２７が閉成されて、Ａ筒３内が低圧から
高圧に昇圧する。

【００３４】それまで圧縮気体を導いて除湿している
Ａ，Ｂ両筒３，４は筒内圧力が数Ｋｇ／ｃｍ^２ の高圧
状態になっていて、パージ弁２７を開放して再生工程に
切換えた直後は、それまで除湿していた筒内の高圧空気
が一気にパージ空気案内路３４へ導出される。

【００３５】図５（Ａ）に概略的に示すように、高圧空
気は開放されたパージ弁２７を介して逃がし弁機構４０
内に導びかれ、さらにサイレンサ２８から外部へ放出さ
れる。高圧空気が逃がし弁機構４０に導かれると、つる
巻きばね４５の弾性力に抗して弁体４４を回動付勢し、
弁孔４２が閉成される。したがって、高圧空気は全てサ
イレンサ２８で完全に消音されてから外部へパージされ
るので、いわゆる爆発音の漏れがない。

【００３６】高圧空気の導出はほとんど瞬間的であっ
て、そのあと筒内は再生工程に変わり、低圧状態になっ
て少量のパージ空気がパージ空気案内路３４に導かれ
る。そして、パージ弁２７から逃がし弁機構４０に導か
れ、さらにサイレンサ２８で消音され外部へ放出され
る。

【００３７】パージ空気は低圧状態になっているから排
気音がごく小さく、サイレンサ２８の消音機能はほとん
ど働かずにすむ。ただし、長期の使用に亘る影響で粉末
化した吸着剤１７によって目詰まり状態になっているこ
とはあり得る。

【００３８】図５（Ｂ）に示すように、低圧のパージ空
気が逃がし弁機構４０に導かれると、上記つる巻きばね
４５の弾性力がパージ空気の圧力に打ち勝って弁孔４２
を開放するよう弁体４４を回動付勢する。したがって、
パージ空気の一部は逃がし弁機構４０から直接外部へ放
出され、残りのパージ空気がサイレンサ２８から外部へ
放出される。

【００３９】このことから、長期の使用に亘ることによ
りサイレンサが目詰まり状態となっていても、低圧状態
のパージ空気は確実に、かつ速やかに外部に放出され、
特に低圧段階でのパージを確保してパージ性能の向上を
図れる。

【００４０】なお、図６（Ａ）（Ｂ）で説明するような
逃がし弁機構４０Ａであってもよい。弁座４１Ａの下部
側が外方へ膨出形成される一方、この上端部に弁体４４
Ａが回動自在に支持されている。弁体４４Ａは、それ自
体の自重で垂れ下がっていて、逃がし弁機構４０Ａ内が
大気圧もしくはそれに近い状態では弁座４１Ａを開放す
る。高圧条件下に変わると、弁体４４Ａはその圧力を受
けて回動し、弁座４１Ａに衝止される。すなわち、弁体
４４Ａは弁孔４２Ａを閉成する。

【００４１】図７（Ａ）（Ｂ）で説明するような逃がし
弁機構４０Ｂであってもよい。ここでは、弁孔４２Ｂの
周囲がそのまま弁座４１Ｂになっており、この上端部に
弁体４４Ｂが回動自在に支持されている。弁体４４Ｂ
は、それ自体が板ばねなどの弾性材から形成されてい
て、逃がし弁機構４０Ｂ内が大気圧もしくはそれに近い
状態では弁孔４２Ｂを開放するよう内部側に折曲形成さ
れる。高圧条件下に変わると弁体４４Ｂは直状に弾性変
形し、弁孔４２Ｂを閉成する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、開
閉弁とサイレンサとの間に逃がし弁機構を備えたから、
たとえサイレンサが吸着剤粉末によって目詰まり状態に
陥っても、逃がし弁機構がパージ空気を円滑に放出し、
特に低圧時のパージ性能を確保して信頼性の向上を得ら
れるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す、除湿装置の
概略の断面図。

【図２】同実施の形態を示す、除湿装置の概略の断面図
で、図２とは異なる工程を説明する図。

【図３】同実施の形態を示す、逃がし弁機構の正面図と
断面図。

【図４】同実施の形態を示す、装置各部の作用を説明す
るタイムチャート図。

【図５】同実施の形態を示す、逃がし弁機構の作用を説
明する図。

【図６】第２の実施の形態を示す、逃がし弁機構の作用
を説明する図。

【図７】第３の実施の形態を示す、逃がし弁機構の作用
を説明する図。

【符号の説明】

１７…吸着剤、 ３…吸着筒（Ａ筒）、 ４…吸着筒（Ｂ筒）、 ３４…パージ空気案内路、 ２７…開閉弁（パージ弁）、 ２８…サイレンサ、 ４０…逃がし弁機構、 ４２…弁孔、 ４１…弁座、 ４４…弁体、 ４３…弾性力付勢体（つる巻きばね）。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D052 AA01 CD01 DA02 DB01 FA01 FA03 FA09 GA01 GA02 GA03 GB03 GB04 GB08 HA01 HA02 HA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着剤を充填する一対の吸着筒うちの、
   一方の吸着筒に湿った圧縮気体を導いて吸着剤に吸着さ
   せて除湿し、得られた乾燥気体の一部を他方の吸着筒に
   導き前段階で吸湿能力が低下した吸着剤から湿分を脱着
   して吸着剤を再生するととものその湿分を外部へパージ
   し、両吸着筒の間で乾燥と再生を交互に切換えて連続的
   に乾燥気体を供給する圧縮気体の除湿装置において、 上記吸着剤から湿分を脱着したパージ空気を外部へ導く
   パージ空気案内路と、 このパージ空気案内路に設けられ、パージ空気の導通と
   遮断をなす開閉弁と、 この開閉弁の下流側に設けられ、パージ空気を外部へ放
   出する際に生じる排気音を消音するサイレンサと、 このサイレンサと上記開閉弁との間に設けられ、開閉弁
   が開放した直後に導出される高圧空気によって閉成し、
   そのあと導かれる低圧のパージ空気によって開放する逃
   がし弁機構とを具備したことを特徴とする圧縮気体の除
   湿装置。
2. 【請求項２】 上記逃がし弁機構は、弁孔の周囲に形成
   される弁座と、この弁座に回動自在に取付けられた弁体
   と、この弁体に弾性力を付勢し、弁体が受ける空気圧力
   に応じて弁孔を開閉させる弾性力付勢体とから構成され
   ることを特徴とする請求項１記載の圧縮気体の除湿装
   置。
3. 【請求項３】 上記逃がし弁機構は、弁孔の周囲に形成
   される弁座と、この弁座に回動自在に設けられ、自重で
   垂れ下がりそれ自体が受ける空気圧力に応じて弁孔を開
   閉する弁体もしくは、それ自体が受ける空気圧力に応じ
   て弁孔を開閉する弾性材からなる弁体とから構成される
   ことを特徴とする請求項１記載の圧縮気体の除湿装置。