JP2001046831A - 気体の除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、吸着剤の粉化を防止できるように
した気体の乾燥装置を提供することにある。 【解決手段】 吸着剤１７が収容された一対の吸着筒
３，４を有し、一方の吸着筒で気体の除湿を行い、除湿
された気体の一部を他方の吸着筒に流してこの他方の吸
着筒の吸着剤の再生を行う気体の除湿装置において、上
記吸着筒をヘッダーに固定すると共に、吸着筒の軸方向
端部には、吸着筒の内部に収容された吸着剤を保持する
ための通気性を有し、かつ少なくとも軸方向内方に移動
可能な保持部材が設けられており、さらにヘッダーと保
持部材間に両者間を広げる方向に押圧力を生じる弾性部
材を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤が収容され
た吸着筒に気体を流してその気体に含まれた湿気を取り
除く除湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気体の除湿装置においては、除湿
された空気（気体）を連続して供給するため、活性アル
ミナ、シリカゲルあるいは合成ゼオライトなどの粒状の
吸着剤を充填した吸着筒が少なくとも２基用意される。

【０００３】一方の吸着筒に湿った圧縮空気を導いて吸
着乾燥を行い、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、前段階で吸
湿して吸湿能力の低下した吸着剤から湿分を除去し、さ
らにこの湿分を吸着筒からパージする再生をなす。この
再生工程では、得られた乾燥空気の約２０％もの量を大
気に放出していた。

【０００４】このような一方の吸着筒における圧縮空気
の除湿と、他方の吸着筒における吸着剤の再生は同時に
並行して行われるとともに、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、各吸着筒における除
湿と再生とを変換することで、連続的に乾燥空気を供給
できるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】吸着筒に設けられた吸
着剤による除湿と再生とを繰り返して行うと、吸着工程
時に下方から上方に圧縮空気を流す場合に、粒間に隙間
のあいた状態から急激に上方に巻き上げられるため、吸
着剤が擦過して摩耗したり、小さく破壊することがある
（粉化）。次に再生工程の開始時に圧縮空気が急激に吸
着筒内から外部に流出されるため、下方に流出する場合
には、吸着工程でゆるやかな状態で充填されていた吸着
剤が押し下げられて吸着剤同士又は吸着筒と擦過する。
この場合、吸着剤そのものの性能が低下したり、弁の駆
動部に吸着剤の粉による詰まりが生じて作動不良を起す
等の問題を発生する虞がある。

【０００６】吸着剤はカートリッジに詰めてアウトレッ
トヘッドに取り付けるが、カートリッジ内に吸着剤を確
実に満杯に充填することは困難である。また充填したと
しても、擦過等による粉化によって隙間ができる。一度
隙間ができると、吸着剤は圧縮空気の流れに応じてカー
トリッジ内で舞い上がるように動くため、ますます粉化
が促進されることになる。

【０００７】本発明は、吸着筒の大きさや形状に係らず
に、吸着剤の粉化を減少させるようにした気体の除湿装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、吸着
剤が収容された一対の吸着筒を有し、一方の吸着筒で気
体の除湿を行い、除湿された気体の一部を他方の吸着筒
に流してこの他方の吸着筒の吸着剤の再生を行う気体の
除湿装置において、上記吸着筒をヘッダーに固定すると
共に、吸着筒の軸方向端部には、吸着筒の内部に収容さ
れた吸着剤を保持するための通気性を有し、かつ少なく
とも軸方向内方に移動可能な保持部材が設けられてお
り、さらにヘッダーと保持部材間に両者間を広げる方向
に押圧力を生じる弾性部材を設けたことを特徴とする気
体の除湿装置にある。

【０００９】請求項２の発明は、上記ヘッダーと保持部
材間に両者間を広げる方向に押圧力を生じる弾性部材
を、圧縮コイルばねで形成したことを特徴とする請求項
１記載の気体の除湿装置にある。

【００１０】請求項３の発明は、上記吸着筒の軸方向端
部の内周面には周方向全長にわたる係合溝が形成され、
この係合溝には上記保持部材を保持するためのＣ形止め
輪が着脱自在に設けられることを特徴とする請求項１記
載の気体の除湿装置にある。

【００１１】このような課題を解決するための手段を採
用することにより、吸着剤が常時押さえられていて浮遊
や移動がほとんどなくなるため、吸着剤が擦過せず、摩
耗や粉砕による粉化が減少する。

【００１２】

【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に、圧縮気体の除湿装置
の外観を斜視図として示す。この除湿装置は、下部側の
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、架台１の他側部上に取付けられる一対、この
実施の形態では２基の吸着筒（説明の都合上、以下、図
の左側吸着筒をＡ筒と呼び、図の右側吸着筒をＢ筒と呼
ぶ）３，４と、これらＡ，Ｂ筒３，４の上端部に亘って
載設され該Ａ，Ｂ筒３，４を挟持固定するアウトレット
ヘッド５、およびＡ，Ｂ筒下端部に亘って取付けられる
ここでは図示しないインレットヘッドとから構成され
る。

【００１３】このアウトレットヘッド５は、複数本の支
柱ボルト６…とナット７…を介して架台１に取付け固定
され、よってＡ，Ｂ両筒３，４の架台１に着脱可能に固
定保持されている。上記インレットヘッドは、上記架台
１に取付けられる蓋板８によって遮蔽されている。

【００１４】上記アウトレットヘッド５の一側面には、
装置内で吸着乾燥した気体を所定の供給先に給出案内す
るための給出口９が設けられ、かつ架台１の一側面には
湿った圧縮気体を装置内へ導入案内するための導入口１
０が開口される。

【００１５】また、アウトレットヘッド５の中央部には
湿度インジケータ１１が設けられていて、吸着乾燥した
気体と接触し、この気体が所定の相対湿度を越えた状態
で変色する部材が収容されている。すなわち、湿度イン
ジケータ１１はＡ，Ｂ両筒３，４内に収容される吸着剤
の劣化の程度を検出するものである。

【００１６】さらに、アウトレットヘッド５にはＡ，Ｂ
両筒３，４上端部と互いに連通するパージオリフィス１
２が設けられている。このパージオリフィス１２とは反
対側の側部に、後述するパージ弁を接続するための一対
の接続口体１３が設けられている。

【００１７】図２と、図３は、圧縮気体の除湿装置の断
面を概略的に示しており、互いに作用が異なる状態であ
る。上記Ａ，Ｂ両筒３，４は、上下端面が開口する筒体
からなっていて、上端開口部はアウトレットヘッド５下
面に設けられた凹部５ａに挿嵌され、下端開口部は先に
述べたインレットヘッド１５上面に設けられた凹部１５
ａに挿嵌される。

【００１８】そして、各Ａ，Ｂ筒３，４の上端開口と下
端開口からそれぞれ軸方向内方へ所定間隔を存した位置
に後述するように保持部材１６が着脱自在に設けられて
いて、これら保持部材１６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。

【００１９】図４（ａ）に示すように、各Ａ，Ｂ筒３，
４の軸方向両端部である、上端開口部分と下端開口部分
の内周面には、それぞれ係合溝５１が全長にわたって形
成されている。

【００２０】上記保持部材１６は、図４（ｂ）に示すよ
うにＡ、Ｂ筒内に入る直径の不織布５３を挟んだ樹脂製
あるいは金属製の一対の多孔板５４が重合されてなり、
この重合体は上記係合溝５１に着脱自在に係合されたＣ
形止め輪５２によって各Ａ，Ｂ筒３，４の両端開口部か
ら外方へ脱落することがないよう保持されている。反
面、保持部材１６は、吸着剤が入れられた軸方向内方に
は、動くことができる。

【００２１】したがって、上記Ｃ形止め輪５２を縮径方
向に弾性変形させて係合溝５１から取り外せば、このＣ
形止め輪５２によって保持された上記不織布５３と多孔
板５４との重合体からなる保持部材１６を各Ａ，Ｂ筒
３，４から除去することができるようになっている。

【００２２】上記アウトレットヘッド５における各Ａ，
Ｂ筒３，４の中央部と対向する位置に逆止弁１８Ａ，１
８Ｂを収容する弁室１９がアウトレットヘッド５内のパ
ージ室上面２２ａから突出形成される。これら逆止弁１
８Ａ，１８Ｂは、下部側である筒３，４内から上方への
気体の流れを許容し、上部から筒３，４内への気体の流
れを阻止するものである。そして、逆止弁１８Ａ、１８
Ｂの弁室１９の突出部１９Ａをガイドとしてアウトレッ
トヘッド５のパージ室上面２２ａと保持部材１６間に弾
性部材として圧縮コイルばね６０を挟み設けられてい
る。

【００２３】さらに、アウトレットヘッド５には、上記
給出口９と、各弁室１９とを連通する給出路２０が設け
られていて、逆止弁１８Ａ，１８Ｂを開放して弁室１９
を出た気体を給出口９へ導くようになっている。なお、
この給出路２０には上記湿度インジケータ１１と連通す
る分岐路２１が分岐して設けられている。

【００２４】各弁室１９の周囲でＡ，Ｂ両筒３，４が挿
嵌される範囲内は凹陥形成されていて、先に説明したパ
ージオリフィス（ここではアウトレットヘッド５に設け
られるよう描いている）１２と連通するパージ室２２と
なっている。換言すれば、互いのパージ室２２，２２は
パージオリフィス１２によって連通される。

【００２５】上記給出路２０における給出口９とは反対
側の端部は閉塞されていて、センサ２３が貫通して取付
けられている。図２のみに示すように、上記電気部品箱
２内に制御装置２５が収容されていて、上記センサ２３
と電気的に接続される。このセンサ２３は、給出路２０
における乾燥空気の温度と湿度を検知して、その検知信
号を上記制御装置２５へ送るようになっている。制御装
置２５は、センサ２３からの検知信号によって乾燥空気
の露点を算出するようになっている。

【００２６】なお、センサ２３としてこの実施の形態で
は、温度検出部と湿度検出部とが１つのシース内に設け
られた一体型のものを示しているが、温度センサと湿度
センサとが別体のものであってもよい。

【００２７】上記インレットヘッド１５の下面には切換
え手段である切換え弁２６が取付けられている。インレ
ットヘッド１５の一側部には上記導入口１０が設けら
れ、他側部にはパージ弁２７とサイレンサ２８が直列に
接続される。

【００２８】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２のポートｂ，第３のポートｃ，
第４のポートｄ，第５のポートｅが順次設けられてい
て、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。

【００２９】すなわち、図２に示す弁体ｆ位置では、第
１のポートａと第２のポートｂとを連通するとともに、
第３のポートｃと第４のポートｄとを連通する。また、
図３に示す弁体ｆ位置では、第２のポートｂと第３のポ
ートｃを連通するとともに、第４のポートｄと第５のポ
ートｅとを連通する。

【００３０】上記弁体ｆはソレノイド２６Ｓによって駆
動される。このソレノイド２６Ｓは上記制御装置２５と
電気的に接続されていて、後述するように駆動制御され
るようになっている。

【００３１】上記インレットヘッド１５には、導入口１
０と切換え弁２６の第３のポートｃとを連通する導入路
３０と、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３１と、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と、第１のポートａ
と第５のポートｅとを連通する逆Ｕ字状のポート連通路
３３および、このポート連通路３３の中途部から分岐し
て上記パージ弁２７に連通するパージ分岐路３４が設け
られている。

【００３２】上記パージ弁２７は、通常構成の電磁開閉
弁であって、上記制御装置２５と電気的に接続される。
パージ弁２７は、制御装置２５からの制御信号、つまり
乾燥空気の露点温度に応じて開閉し、パージ分岐路３４
から導かれるパージ気体の排出もしくは遮断をなす。こ
こから導出されるパージ気体はサイレンサ２８に導かれ
て消音されたあと、外部へ放出されるようになってい
る。

【００３３】このように構成された吸着装置は、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
気を適用して説明する。

【００３４】切換え弁２６の弁体ｆが図２に示す位置に
あるとき、Ｂ筒４で乾燥工程をなし、Ａ筒３で昇圧工程
もしくは再生工程をなす。すなわち、除湿装置へ供給さ
れる湿った圧縮空気は、インレットヘッド１５の導入口
１０から導入路３０を介して切換え弁２６の第３のポー
トｃに導かれ、さらに第４のポートｄを介してＢ筒連通
路３２からＢ筒４内へ導かれる。

【００３５】湿った圧縮空気がＢ筒４内を下部から上部
に亘って通過する間に、ここに充填される吸着剤１７に
よって吸着除湿して乾燥化する、乾燥工程が行われる。
そして、この上部に設けられた逆止弁１８Ｂを押し上げ
てアウトレットヘッド５の給出路２０に導かれ、さらに
給出口９から所定の供給先に給出される。このとき、ば
ね６０がアウトレットヘッド５のパージ室上面２２ａを
基点にして、吸着筒内の吸着剤１７と保持部材１６を下
方に押圧している。

【００３６】また、Ｂ筒４上端開口部から出た乾燥空気
の一部はパージ室２２に導かれ、さらにパージオリフィ
ス１２によって流量を絞られ、Ａ筒３上部のパージ室２
２を介してＡ筒３内に案内される。そして、Ａ筒３内に
充填される吸着剤１７を通過して、前段階の乾燥工程に
おいて吸着剤１７が吸着した湿分を除去する。

【００３７】この湿分を除去した空気であるパージ空気
は、Ａ筒連通路３１から第２のポートｂを介して第１の
ポートａから導出され、ポート連通路３３に導かれる。
第５のポートｅが閉塞状態にあるところから、パージ空
気はポート連通路３３からパージ分岐路３４に導かれ
る。

【００３８】パージ弁２７が閉成状態にあるとき、パー
ジ空気はここで遮断され、したがってＡ筒３内が圧力上
昇する昇圧工程となる。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を通過してサイレンサ
２８に導かれ、ここで消音されてから外部へ放出される
再生工程となる。

【００３９】切換え弁２６の弁体ｆが図３に示す位置に
あるとき、Ａ筒３で乾燥工程をなし、Ｂ筒４で昇圧工程
もしくは再生工程をなす。すなわち、除湿装置へ供給さ
れる湿った圧縮空気は、インレットヘッド１５の導入口
１０から導入路３０を介して切換え弁２６の第３のポー
トｃに導かれ、さらに第２のポートｂを介してＡ筒連通
路３１からＡ筒３内へ導かれる。

【００４０】湿った圧縮空気がＡ筒３内を下部から上部
に亘って通過する間に、ここに充填された吸着剤１７に
よって吸着除湿され乾燥化する乾燥工程となる。そし
て、上部に設けられる逆止弁１８Ａを押し上げてアウト
レットヘッド５の給出路２０に導かれ、さらに給出口９
から所定の供給先に給出される。

【００４１】また、Ａ筒３上端開口部から導出される乾
燥空気の一部はパージ室２２に導かれ、パージオリフィ
ス１２によって流量を絞られて、Ｂ筒４上部のパージ室
２２を介してＢ筒４内に案内される。

【００４２】この乾燥空気はＢ筒４内に充填される吸着
剤１７を通過して、前段階の乾燥工程において吸着剤１
７が吸着した湿分を除去する。この湿分を除去した空気
であるパージ空気は、Ｂ筒連通路３２から第４のポート
ｄを介して第５のポートｅから導出され、さらにポート
連通路３３に導かれる。

【００４３】第１のポートａが閉塞状態にあるところか
ら、パージ空気はポート連通路３３からパージ分岐路３
４に導かれる。パージ弁２７が閉成状態にあるとき、パ
ージ空気はここで遮断され、Ｂ筒４内が圧力上昇する昇
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を通過してサイレンサ２８に導
かれ、ここで消音されてから外部へ放出される再生工程
となす。

【００４４】Ａ，Ｂ筒３，４における除湿運転と再生運
転とが繰り返して所定期間行われると、各筒３，４に収
容された吸着剤１７が劣化するから、そのような場合に
は吸着剤１７を交換する必要がある。

【００４５】各筒３，４に収容された吸着剤１７は、通
常、同時に交換される。交換に際しては、まず、支柱ボ
ルト６…に螺合されたナット７…を取り外し、この支柱
ボルト６…からアウトレットヘッド５およびばね６０を
取り除く。それによって、各筒３，４はインレットヘッ
ド１５の凹部１５ａから取り外し可能な状態となる。組
立時には、この逆の工程で行う。

【００４６】昇圧工程が開始されると、Ａ筒又はＢ筒内
に急激に圧縮空気が流入することになる。このとき圧縮
空気は吸着剤１７や保持部材１６を上方へ押し上げよう
とするが、ばね６０がアウトレットヘッド５から下方に
押し下げるため、粒状の吸着剤１７が充填された上端よ
りも上方に押し上げられることがない。さらに、再生工
程開始時に、急激に下向きに圧縮空気が抜けたり、再生
用空気が流れても、常時所定の力で下方に押されている
ため、吸着剤が空気の流れで移動することがない。この
ため、吸着剤同士や吸着筒に沿って移動することがな
く、擦過やつぶれによる破損が発生し難い。

【００４７】なお、本発明は上記一実施の形態に限定さ
れるものでなく、アウトレットヘッドと保持部材間の弾
性部材は、圧縮コイルばねを用いる手段に限られず、た
とえばＳ字状の板ばねを着脱自在に取り付けるなどの手
段を用いても差し支えない。

【００４８】また本実施例では、アウトレットヘッドと
吸着筒の上側の保持部材１６間に弾性部材（圧縮コイル
ばね６０）を取付けたが、インレットヘッドの上面１５
ｂと吸着筒下側の保持部材１６間に弾性部材を取り付け
て、保持部材１６を上方へ押すようにしても同様であ
る。

【００４９】また、実施例では各筒の軸方向両端に設け
られる保持部材をそれぞれ着脱できるようにしたが、ど
ちらか一方の保持部材だけを着脱できるようにしても、
着脱可能な側に弾性部材を取り付ければ本目的が達成で
きること、勿論である。

【００５０】さらに、吸着筒の数は二基に限定されず、
吸着乾燥と再生とを行う各グループの吸着筒をそれぞれ
２つ以上としてもよく、要は運転状態に応じて吸着乾燥
グループあるいは再生グループとなる、それぞれ吸着剤
が収容された一対の吸着筒を備えていればよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ウトレットヘッドまたはインレットヘッドと吸着筒間の
保持部材にばね等の弾性部材を入れることにより、保持
部材を介して吸着剤が常に内方に押圧されており、圧縮
空気の流れによって吸着剤が動くことがなくなる。

【００５２】そのため、吸着剤の摩耗による吸着剤その
ものの性能低下や、粉化によって発生した吸着剤の粉に
よる弁の摺動部が詰まるなどの障害が発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、除湿装置の外観
斜視図。

【図２】同実施の形態を示す、除湿装置の概略の断面
図。

【図３】同実施の形態を示す、一対の吸着筒の除湿運転
と再生運転とを切り替えた状態の除湿装置の概略の断面
図。

【図４】（ａ）は同実施の形態を示す、吸着筒の一部省
略した断面図、（ｂ）は同じく図４（ａ）のＸ部分とＹ
部分の拡大図。

【符号の説明】

１７…吸着剤 ３…吸着筒（Ａ筒） ４…吸着筒（Ｂ筒） ５…アウトレットヘッド １５…インレットヘッド １６…保持部材 ２２…パージ室 ２６…切換え弁（切換え手段） ５１…係合溝 ５２…Ｃ形止め輪 ５３…不織布 ５４…多孔板 ６０…弾性部材（ばね）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着剤が収容された一対の吸着筒を有
   し、一方の吸着筒で気体の除湿を行い、除湿された気体
   の一部を他方の吸着筒に流してこの他方の吸着筒の吸着
   剤の再生を行う気体の除湿装置において、 上記吸着筒をヘッダーに固定すると共に、吸着筒の軸方
   向端部には、吸着筒の内部に収容された吸着剤を保持す
   るための通気性を有し、かつ少なくとも軸方向内方に移
   動可能な保持部材が設けられており、さらにヘッダーと
   保持部材間に両者間を広げる方向に押圧力を生じる弾性
   部材を設けたことを特徴とする気体の除湿装置。
2. 【請求項２】 上記ヘッダーと保持部材間に両者間を広
   げる方向に押圧力を生じる弾性部材を、圧縮コイルばね
   で形成したことを特徴とする請求項１記載の気体の除湿
   装置。
3. 【請求項３】 上記吸着筒の軸方向端部の内周面には周
   方向全長にわたる係合溝が形成され、この係合溝には上
   記保持部材を保持するためのＣ形止め輪が着脱自在に設
   けられることを特徴とする請求項１記載の気体の除湿装
   置。