JP2004216363A

JP2004216363A - Refrigerating type air dryer

Info

Publication number: JP2004216363A
Application number: JP2003208926A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamamoto; 博山本
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-08-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerating type air dryer achieving energy saving by improving condensation efficiency of the refrigerating type air dryer and decreasing a load of a refrigerating compressor, which dryer is environment-friendly by decreasing noises generated by the refrigerating type air dryer, and in which failures are reduced by eliminating usage of components causing the failures. <P>SOLUTION: In the refrigerating type air dryer, a cooling medium compressed by a compressor 1 is liquified by a condenser, and this liquified cooling medium is vaporized by an evaporating instrument 31 of an evaporator 3, and air introduced into the evaporator 3 is cooled thereby to remove water content. A primary condenser 2 of a spontaneous heat dissipation type for preliminarily condensing the cooling medium is arranged on the downstream side of the compressor 1, and a secondary condenser 4 for condensing the cooling medium preliminarily condensed by cooling the air guided out from the evaporator 3 is arranged on the downstream side of this primary condenser 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍式エアドライヤに関し、特に、冷凍式エアドライヤの冷媒凝縮効率を高めることにより、凝縮器の強制空冷用ファンをなくして騒音を減らし、ファンの故障が原因となるトラブルを皆無にするとともに、凝縮器を自然冷却方式にすることで凝縮器の目詰まりによるトラブルの発生を防止することができる冷凍式エアドライヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図４に示すように、従来の冷凍式エアドライヤでは、蒸発温度制御にホットガスバイパス方式を採用しているものが殆どであり、この方式では、冷却負荷がない場合でも冷凍コンプレッサの吸込側の冷媒ガス温度が高くなることから、冷凍コンプレッサの負荷が過大になって冷凍回路全体の熱の発生量が大きくなり、これにより、専用ファンによって凝縮器を強制空冷させる必要があった。そのために、ファンモータやファン自体が発する騒音及び凝縮器の風切りによって生じる騒音が大きく、静寂環境での使用に問題があった。
【０００３】
さらに、従来の冷凍式エアドライヤでは、所定の温度まで冷却・除湿した空気を、入口空気と熱交換させて冷却効率を高める構造になっていることから、出口空気温度は入口空気温度より低くなるので、冷凍式エアドライヤ本来の目的である除湿のためのエネルギーの消費以外に、出口空気温度を下げるための無駄なエネルギーを消費していた。
また、その一方で、このように出口空気温度が低くなることにより、ドライヤが設置されている場所の空気中の湿分が出口配管の外周に結露して、配管を錆びさせたり水摘の落下で床面を汚すなどの不都合が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の冷凍式エアドライヤが有する問題点に鑑み、冷凍式エアドライヤの凝縮効率を高めて、冷凍コンプレッサの負荷を軽減することにより、冷凍式エアドライヤの省エネルギー化を図るとともに、冷凍式エアドライヤが発生する騒音を低減することで環境に配慮し、かつ、故障の原因となる使用部品を排除して故障の発生を少なくすることができる冷凍式エアドライヤを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の冷凍式エアドライヤは、コンプレッサにより加圧した冷媒を凝縮器にて液化するとともに、該液化した冷媒をエバポレータの蒸発器にて気化し、該エバポレータに導入した空気を冷却して水分を除去する冷凍式エアドライヤにおいて、前記コンプレッサの下流側に、冷媒を予備凝縮する自然放熱の１次凝縮器を配設するとともに、該１次凝縮器の下流側に、前記エバポレータから導出した空気により冷却することによって予備凝縮された冷媒を凝縮する２次凝縮器を配設したことを特徴とする。
【０００６】
この冷凍式エアドライヤは、コンプレッサの下流側に、冷媒を予備凝縮する自然放熱の１次凝縮器を配設するとともに、該１次凝縮器の下流側に、エバポレータから導出した空気により冷却することによって予備凝縮された冷媒を凝縮する２次凝縮器を配設することから、従来の冷凍式エアドライヤの凝縮器に必須であった強制空冷用ファンをなくすことができ、これにより、ファン自体の騒音と送風による凝縮器の風切り音をなくし、静寂環境においても使用可能な低騒音を実現するとともに、ファンモータによる電気エネルギーの消費をなくして省電力化を図り、また、凝縮器を自然放熱式にすることにより、凝縮器のフィンピッチを従来のものより広くすることが可能となり、また、フィン方式のものに限らずドライヤキャビネットの外周壁を利用した簡単な放熱方式も使用可能となることから、凝縮器の目詰まりを起こり難くし、メンテナンスを容易にすることができる。
そして、エバポレータから導出した空気により２次凝縮器を冷却することにより、２次凝縮器において冷媒ガスと除湿処理後の空気とを熱交換させることができ、これにより、出口空気温度を入口空気温度より若干高くすることで、出口配管表面の結露を防止するとともに、冷凍負荷時に発生する熱を出口空気に吸収排出させることで冷媒ガスの凝縮効率を高めることができる。
【０００７】
また、２次凝縮器の下流側と蒸発器の下流側とを連絡するバイパス路を形成し、該バイパス路に、蒸発器の温度を制御するバイパス弁を配設することができる。
【０００８】
これにより、冷凍回路の温度制御にコールドガスバイパス方式を採用し、蒸発器の負荷状態に関係なく常にコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの温度を一定の低温度に保つことができ、これにより、コンプレッサの負荷を軽減して余分な熱の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、エバポレータの蒸発器の下流側とコンプレッサの上流側との間に蒸発器の蒸発圧力を一定に保持する圧力制御弁を配設することができる。
【００１０】
これにより、蒸発器での蒸発量に応じてコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの量を制御、具体的には、蒸発器での蒸発量が少なくなればコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの量が少なくなるようにして吸込圧力を低下させ、蒸発器の負荷状態に応じてコンプレッサの消費電力を低減して、省電力化を図ることができる。
【００１１】
また、２次凝縮器の下流側と蒸発器の上流側との間に蒸発器の蒸発圧力を一定に保持する膨張弁を配設することができる。
【００１２】
これにより、蒸発器での蒸発量に応じた冷媒ガスの量を膨張弁によって制御し、コンプレッサを介して循環する冷媒ガスの量を蒸発器の負荷状態に応じた量とすることで、無負荷時や負荷が小さい場合のコンプレッサの負荷を低減して、省電力化を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷凍式エアドライヤの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に、本発明の冷凍式エアドライヤの第１実施例の回路図を示す。
この冷凍式ドライヤは、コンプレッサ１により加圧した冷媒を凝縮器２、４にて液化するとともに、該液化した冷媒をエバポレータ３の蒸発器３１にて気化し、該エバポレータ３に導入した空気を冷却して水分を除去するように構成されている。
そして、この冷凍式エアドライヤは、前記コンプレッサ１の下流側に、冷媒を予備凝縮する自然放熱の１次凝縮器２を配設するとともに、該１次凝縮器２の下流側に、前記エバポレータ３から導出した空気により冷却することによって予備凝縮（１次凝縮）された冷媒を完全に凝縮する２次凝縮器４を配設している。
なお、２次凝縮器４とエバポレータ３の蒸発器３１との間には、冷媒の蒸発量を制限するためのキャピラリチューブ５が配設されている。
【００１５】
エバポレータ３は、導出した空気により２次凝縮器４を冷却するように、該エバポレータ３の空気出口を形成するとともに、２次凝縮器４の下流側と蒸発器３１の下流側とを連絡するバイパス路７を形成し、該バイパス路７に、蒸発器３１の温度を制御するバイパス弁６を配設している。
【００１６】
コンプレッサ１は、冷媒ガスを圧縮するもので、例えば、一般的なフロンガス用の冷凍コンプレッサを使用することができる。
【００１７】
１次凝縮器２は、冷凍式エアドライヤの内部を上昇する対流空気で冷媒ガスを冷却・凝縮させるようにした一般的なフィン方式の放熱器、あるいは、冷凍式エアドライヤのキャビネット外周からの放熱を利用した外壁放熱式の放熱器等を、両方又は片方備える自然放熱方式の凝縮器であり、強制空冷をしない自然冷却方式の凝縮器である。
また、２次凝縮器４は、冷凍式ドライヤの除湿処理後のまだ十分に冷たいエバポレータ３からの出口空気で強制的に冷却するようにした凝縮器である。
【００１８】
エパポレータ３は、入口空気を冷却・除湿するための冷媒対空気の熱交換器３ａと、この熱交換器３ａによって冷却され、低温になった空気で入口空気を予冷するための熱交換器３ｂとを備えて構成され、外周部は断熱材で熱遮断されている。
【００１９】
２次凝縮器４は、１次凝縮器２で１次冷却され、ある程度凝縮した冷媒ガスを完全に凝縮させるための凝縮器であるが、冷媒対空気の熱交換器としても機能している。
この２次凝縮器４で凝縮冷却された冷媒液は、エパポレータ３内の蒸発器３１で熱交換器３ａにより空気を冷却・除湿する。
熱交換器３ａにて冷却温度まで下がった低温空気は、エパポレータ３内にある空気対空気の熱交換器３ｂで入口空気を予冷する。
これにより、前記２次凝縮器４での熱交換は、入口温度と冷却温度のほぼ中間程度まで温度が上昇した、まだ比較的低温の空気を用いて行うことができる。
このように、冷媒ガスを冷凍式エアドライヤの除湿処理後の出口空気とさらに熱交換させることにより、出口空気温度を入口空気温度より僅かに高くすることで、出口空気配管の外周が結露しないようにすることができる。
一方、２次凝縮器４においては、キャビネット側板からの自然放熱に加え、上記のように、人口空気を冷却・除湿して低温になった空気と入口空気とを熱交換した入口空気より低い温度の空気で冷却するようにしたことから、空気負荷分に見合う必要な凝縮を容易に行うことができる。
【００２０】
次に、図１に基づいて、本実施例の冷凍式エアドライヤの冷凍サイクルについて説明する。
【００２１】
コンプレッサ１から吐出される高温の冷媒ガスは、自然放熱式の１次凝縮器２で１次凝縮され、さらに、エパポレータ３内の熱交換器３ｂから導出した低温空気と熱交換する２次凝縮器４で２次凝縮され、完全に液化する。
また、この２次凝縮器４をキャビネットの側板に密着させ、この側板からも自然放熱させるようにすれば、さらに凝縮効果を高めることができる。
この２次凝縮器４で完全に液化した冷媒液は、キャピラリーチューブ５で制限した適量の冷媒液を、エパポレータ３内の蒸発器３１で蒸発させて負荷空気を冷却・除湿する。
気化した冷媒ガスは、蒸発器３１の出口からコンプレッサ１の吸込口に戻る。
【００２２】
このとき、エパポレータ３内における熱交換器３ａの冷媒の蒸発温度の制御は、２次凝縮器４で液化した冷媒液をバイパス弁６で蒸発させ、コンプレッサ１の吸込口に戻すバイパス路７を設けることにより、熱交換器３ａ内の蒸発温度をバイパス弁６で設定した一定の蒸発温度を保つことができる。
【００２３】
このように、本実施例の冷凍式エアドライヤは、コンプレッサ１の下流側に、冷媒を予備凝縮する自然放熱の１次凝縮器２を配設するとともに、該１次凝縮器２の下流側に、前記エバポレータ３から導出した空気により冷却することによって予備凝縮された冷媒を凝縮する２次凝縮器４を配設することから、従来の冷凍式エアドライヤの凝縮器に必須であった強制空冷用ファンをなくして自然放熱式にすることができ、これにより、ファン自体の騒音と送風による凝縮器の風切り音をなくし、静寂環境においても使用可能な低騒音を実現するとともに、ファンモータによる電気エネルギーの消費をなくして省電力化を図り、また、凝縮器を自然放熱式にすることにより、凝縮器のフィンピッチを従来のものより広くすることが可能となり、また、フィン方式のものに限らずドライヤキャビネットの外周壁を利用した簡単な放熱方式も使用可能となることから、凝縮器の目詰まりを起こり難くし、メンテナンスを容易にすることができる。
そして、前記エバポレータ３から導出した空気により２次凝縮器４を冷却することにより、２次凝縮器４において冷媒ガスと除湿処理後の空気とを熱交換させることができ、これにより、出口空気温度を入口空気温度より若干高くすることで、出口配管表面の結露を防止するとともに、冷凍負荷時に発生する熱を出口空気に吸収排出させることで冷媒ガスの凝縮効率を高めることができる。
また、２次凝縮器４の下流側と蒸発器３１の下流側とを連絡するバイパス路７を形成し、該バイパス路７に、蒸発器３１の温度を制御するバイパス弁６を配設することにより、冷凍回路の温度制御にコールドガスバイパス方式を採用し、蒸発器３１の負荷状態に関係なく常にコンプレッサ１が吸い込む冷媒ガスの温度を一定の低温度に保つことができ、これにより、コンプレッサ１の負荷を軽減して余分な熱の発生を抑制することができる。
【００２４】
ところで、上記実施例の冷凍式エアドライヤにおいては、２次凝縮器４の下流側と蒸発器３１の下流側とを連絡するバイパス路７を形成し、該バイパス路７に、蒸発器３１の温度を制御するバイパス弁６を配設するようにしたが、バイパス路７を形成することに代えて、図２に示す本発明の冷凍式エアドライヤの第２実施例の回路図のように、エバポレータ３の蒸発器３１の下流側とコンプレッサ１の上流側との間に、蒸発器３１の蒸発圧力を一定に保持する圧力制御弁８を配設するようにすることができる。
これにより、蒸発器３１での蒸発量に応じてコンプレッサ１が吸い込む冷媒ガスの量を圧力制御弁８によって制御、具体的には、蒸発器３１での蒸発量が少なくなればコンプレッサ１が吸い込む冷媒ガスの量が少なくなるようにして吸込圧力を低下させ（これによって、蒸発器３１の圧力（及び温度）は一定に保持される。）、蒸発器３１の負荷状態に応じてコンプレッサ１の消費電力を低減して、省電力化を図ることができる。
【００２５】
また、図２に示す本発明の冷凍式エアドライヤの第２実施例におけるコンプレッサ１が吸い込む冷媒ガスの量を圧力制御弁８によって制御する方式に代えて、図３に示す本発明の冷凍式エアドライヤの第３実施例の回路図のように、２次凝縮器４の下流側とエバポレータ３の蒸発器３１の上流側との間に、蒸発器３１の蒸発圧力を一定に保持し、かつ、最適な冷媒量を供給する膨張弁９を配設するようにすることができる。
これにより、蒸発器３１での蒸発量に応じた冷媒ガスの量を膨張弁９によって制御し、コンプレッサ１を介して循環する冷媒ガスの量を蒸発器３１の負荷状態に応じた量とすることで、無負荷時や負荷が小さい場合のコンプレッサ１の負荷を低減して、省電力化を図ることができる。
【００２６】
以上、本発明の冷凍式エアドライヤについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明の冷凍式エアドライヤは、上記実施例の記載に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の冷凍式エアドライヤによれば、コンプレッサの下流側に、冷媒を予備凝縮する自然放熱の１次凝縮器を配設するとともに、該１次凝縮器の下流側に、エバポレータから導出した空気により冷却することによって予備凝縮された冷媒を凝縮する２次凝縮器を配設することから、従来の冷凍式エアドライヤの凝縮器に必須であった強制空冷用ファンをなくすことができ、これにより、ファン自体の騒音と送風による凝縮器の風切り音をなくし、静寂環境においても使用可能な低騒音を実現するとともに、ファンモータによる電気エネルギーの消費をなくして省電力化を図り、また、凝縮器を自然放熱式にすることにより、凝縮器のフィンピッチを従来のものより広くすることが可能となり、また、フィン方式のものに限らずドライヤキャビネットの外周壁を利用した簡単な放熱方式も使用可能となることから、凝縮器の目詰まりを起こり難くし、メンテナンスを容易にすることができる。
そして、前記エバポレータから導出した空気により２次凝縮器を冷却することにより、２次凝縮器において冷媒ガスと除湿処理後の空気とを熱交換させることができ、これにより、出口空気温度を入口空気温度より若干高くすることで、出口配管表面の結露を防止するとともに、冷凍負荷時に発生する熱を出口空気に吸収排出させることで冷媒ガスの凝縮効率を高めることができる。
【００２８】
また、２次凝縮器の下流側と蒸発器の下流側とを連絡するバイパス路を形成し、該バイパス路に、蒸発器の温度を制御するバイパス弁を配設することにより、冷凍回路の温度制御にコールドガスバイパス方式を採用し、蒸発器の負荷状態に関係なく常にコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの温度を一定の低温度に保つことができ、これにより、コンプレッサの負荷を軽減して余分な熱の発生を抑制することができる。
【００２９】
また、エバポレータの蒸発器の下流側とコンプレッサの上流側との間に蒸発器の蒸発圧力を一定に保持する圧力制御弁を配設することにより、蒸発器での蒸発量に応じてコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの量を制御、具体的には、蒸発器での蒸発量が少なくなればコンプレッサが吸い込む冷媒ガスの量が少なくなるようにして吸込圧力を低下させ、蒸発器の負荷状態に応じてコンプレッサの消費電力を低減して、省電力化を図ることができる。
【００３０】
また、２次凝縮器の下流側と蒸発器の上流側との間に蒸発器の蒸発圧力を一定に保持する膨張弁を配設することにより、蒸発器での蒸発量に応じた冷媒ガスの量を膨張弁によって制御し、コンプレッサを介して循環する冷媒ガスの量を蒸発器の負荷状態に応じた量とすることで、無負荷時や負荷が小さい場合のコンプレッサの負荷を低減して、省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍式エアドライヤの第１実施例を示す回路図である。
【図２】本発明の冷凍式エアドライヤの第２実施例を示す回路図である。
【図３】本発明の冷凍式エアドライヤの第３実施例を示す回路図である。
【図４】従来の冷凍式エアドライヤを示す回路図である。
【符号の説明】
１コンプレッサ
２１次凝縮器
３エバポレータ
３１蒸発器
３ａ熱交換器
３ｂ熱交換器
４２次凝縮器
５キャピラリチューブ
６バイパス弁
７バイパス路
８圧力制御弁
９膨張弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration air dryer, in particular, by increasing the refrigerant condensation efficiency of the refrigeration air dryer, eliminating a forced air cooling fan for the condenser, reducing noise, and eliminating troubles caused by fan failure. Also, the present invention relates to a refrigeration air dryer that can prevent a trouble caused by clogging of a condenser by using a natural cooling method for the condenser.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 4, most conventional refrigeration air dryers employ a hot gas bypass system for evaporating temperature control. In this system, even when there is no cooling load, the suction side of the refrigeration compressor is not used. As the refrigerant gas temperature increases, the load on the refrigeration compressor becomes excessive and the amount of heat generated in the entire refrigeration circuit increases, and it has been necessary to forcibly air-cool the condenser with a dedicated fan. Therefore, the noise generated by the fan motor and the fan itself and the noise generated by the windbreak of the condenser are large, and there is a problem in use in a quiet environment.
[0003]
Furthermore, since the conventional refrigeration air dryer has a structure in which air cooled and dehumidified to a predetermined temperature is exchanged with the inlet air to increase the cooling efficiency, the outlet air temperature is lower than the inlet air temperature. In addition to energy consumption for dehumidification, which is the original purpose of a refrigeration air dryer, wasteful energy for lowering the outlet air temperature has been consumed.
On the other hand, the lower outlet air temperature causes moisture in the air where the dryer is installed to condense on the outer circumference of the outlet pipe, causing the pipe to rust or dropping water. This caused problems such as soiling the floor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional refrigeration air dryer, and aims to increase the condensation efficiency of the refrigeration air dryer and reduce the load on the refrigeration compressor. It is an object of the present invention to provide a refrigeration air dryer that reduces the occurrence of failures by reducing the noise generated by reducing the occurrence of failures by taking into consideration the environment and eliminating parts that cause failures.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the refrigeration air dryer of the present invention liquefies a refrigerant pressurized by a compressor in a condenser, vaporizes the liquefied refrigerant in an evaporator of an evaporator, and introduces air introduced into the evaporator. In a refrigeration air dryer that removes moisture by cooling water, a primary condenser of natural heat radiation for pre-condensing refrigerant is disposed downstream of the compressor, and the evaporator is disposed downstream of the primary condenser. And a secondary condenser for condensing the pre-condensed refrigerant by cooling with air derived from the above.
[0006]
This refrigeration air dryer is provided with a natural heat radiating primary condenser for pre-condensing the refrigerant downstream of the compressor and cooling the air downstream of the primary condenser with air derived from an evaporator. Since the secondary condenser for condensing the pre-condensed refrigerant is provided, the forced air cooling fan, which is indispensable for the conventional refrigeration air dryer condenser, can be eliminated. Eliminates the wind noise of the condenser by blowing air, realizes low noise that can be used even in a quiet environment, eliminates the consumption of electric energy by the fan motor, saves power, and makes the condenser a natural heat radiation type This makes it possible to make the fin pitch of the condenser wider than conventional ones. Since the easy heat dissipation system utilizing the peripheral wall becomes available, and less likely to occur clogging of the condenser, it is possible to facilitate the maintenance.
Then, by cooling the secondary condenser with the air derived from the evaporator, the secondary condenser can exchange heat with the refrigerant gas and the air after the dehumidification process, thereby reducing the outlet air temperature to the inlet air temperature. By making it slightly higher, dew condensation on the outlet pipe surface can be prevented, and the heat generated during the refrigeration load can be absorbed and discharged to the outlet air, thereby increasing the refrigerant gas condensation efficiency.
[0007]
Further, it is possible to form a bypass connecting the downstream side of the secondary condenser and the downstream side of the evaporator, and to provide a bypass valve for controlling the temperature of the evaporator in the bypass.
[0008]
As a result, a cold gas bypass method is used for controlling the temperature of the refrigeration circuit, and the temperature of the refrigerant gas sucked by the compressor can be constantly maintained at a constant low temperature regardless of the load state of the evaporator. And the generation of extra heat can be suppressed.
[0009]
Further, a pressure control valve for keeping the evaporation pressure of the evaporator constant can be provided between the downstream side of the evaporator of the evaporator and the upstream side of the compressor.
[0010]
Thereby, the amount of refrigerant gas sucked by the compressor is controlled according to the amount of evaporation in the evaporator.Specifically, if the amount of evaporation in the evaporator decreases, the amount of refrigerant gas sucked by the compressor decreases. By reducing the suction pressure and reducing the power consumption of the compressor according to the load state of the evaporator, power saving can be achieved.
[0011]
Further, an expansion valve for keeping the evaporation pressure of the evaporator constant can be provided between the downstream side of the secondary condenser and the upstream side of the evaporator.
[0012]
By controlling the amount of the refrigerant gas according to the amount of evaporation in the evaporator by the expansion valve, and by setting the amount of the refrigerant gas circulating through the compressor to an amount corresponding to the load state of the evaporator, no load is applied. The load on the compressor when the load is small or when the load is small can be reduced, and power can be saved.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a refrigeration air dryer of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a refrigeration air dryer according to the present invention.
This refrigeration dryer liquefies the refrigerant pressurized by the compressor 1 in the condensers 2 and 4, vaporizes the liquefied refrigerant in the evaporator 31 of the evaporator 3, and cools the air introduced into the evaporator 3. To remove water.
In the refrigeration air dryer, a primary condenser 2 of natural heat radiation for pre-condensing the refrigerant is disposed downstream of the compressor 1, and the evaporator 3 is provided downstream of the primary condenser 2 from the evaporator 3. A secondary condenser 4 is provided for completely condensing the refrigerant preliminarily condensed (primarily condensed) by cooling with the derived air.
A capillary tube 5 for limiting the amount of refrigerant evaporated is provided between the secondary condenser 4 and the evaporator 31 of the evaporator 3.
[0015]
The evaporator 3 forms an air outlet of the evaporator 3 so as to cool the secondary condenser 4 by the derived air, and connects a downstream side of the secondary condenser 4 and a downstream side of the evaporator 31 to a bypass. A passage 7 is formed, and a bypass valve 6 for controlling the temperature of the evaporator 31 is provided in the bypass passage 7.
[0016]
The compressor 1 compresses a refrigerant gas. For example, a general refrigeration compressor for chlorofluorocarbon gas can be used.
[0017]
The primary condenser 2 uses a general fin type radiator that cools and condenses the refrigerant gas with convective air rising inside the refrigeration air dryer, or uses heat radiation from the outer periphery of the cabinet of the refrigeration air dryer. This is a natural heat radiation type condenser having both or one of the above outer wall heat radiation type heat radiators, and a natural cooling type condenser which does not perform forced air cooling.
The secondary condenser 4 is a condenser which is forcibly cooled by the outlet air from the evaporator 3 which is still sufficiently cold after the dehumidifying process of the refrigerating dryer.
[0018]
The evaporator 3 includes a refrigerant-to-air heat exchanger 3a for cooling and dehumidifying the inlet air, and a heat exchanger 3b for pre-cooling the inlet air with the air cooled and cooled by the heat exchanger 3a. The outer peripheral portion is thermally shielded by a heat insulating material.
[0019]
The secondary condenser 4 is a condenser for completely condensing the refrigerant gas which has been primarily cooled by the primary condenser 2 and has been condensed to some extent, but also functions as a refrigerant-to-air heat exchanger.
The refrigerant liquid condensed and cooled by the secondary condenser 4 is cooled and dehumidified by the heat exchanger 3 a in the evaporator 31 in the evaporator 3.
The low-temperature air cooled to the cooling temperature in the heat exchanger 3a pre-cools the inlet air in the air-to-air heat exchanger 3b in the evaporator 3.
Thus, the heat exchange in the secondary condenser 4 can be performed using relatively low-temperature air whose temperature has risen to about the middle between the inlet temperature and the cooling temperature.
In this way, the refrigerant gas is further heat-exchanged with the outlet air after the dehumidifying process of the refrigeration air dryer, so that the outlet air temperature is slightly higher than the inlet air temperature, so that the outer periphery of the outlet air pipe is not condensed. can do.
On the other hand, in the secondary condenser 4, in addition to the natural heat radiation from the cabinet side plates, as described above, the temperature is lower than the inlet air obtained by heat-exchanging the low-temperature air with the inlet air by cooling and dehumidifying the artificial air. Since the air is cooled by the air, necessary condensation corresponding to the air load can be easily performed.
[0020]
Next, a refrigeration cycle of the refrigeration air dryer of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0021]
A high-temperature refrigerant gas discharged from the compressor 1 is primarily condensed in a natural condenser type primary condenser 2, and further exchanges heat with low-temperature air derived from a heat exchanger 3 b in the evaporator 3. It is secondarily condensed in 4 and completely liquefied.
Further, if the secondary condenser 4 is closely attached to the side plate of the cabinet and the heat is naturally radiated from the side plate, the condensation effect can be further enhanced.
The refrigerant liquid completely liquefied in the secondary condenser 4 evaporates an appropriate amount of the refrigerant liquid restricted by the capillary tube 5 in the evaporator 31 in the evaporator 3 to cool and dehumidify the load air.
The vaporized refrigerant gas returns from the outlet of the evaporator 31 to the suction port of the compressor 1.
[0022]
At this time, the evaporation temperature of the refrigerant in the heat exchanger 3a in the evaporator 3 is controlled by providing a bypass 7 for evaporating the refrigerant liquid liquefied in the secondary condenser 4 by the bypass valve 6 and returning the refrigerant to the suction port of the compressor 1. Thus, the evaporation temperature in the heat exchanger 3a can be kept at a constant evaporation temperature set by the bypass valve 6.
[0023]
As described above, the refrigeration air dryer of the present embodiment has the naturally radiating primary condenser 2 for pre-condensing the refrigerant disposed downstream of the compressor 1 and the downstream side of the primary condenser 2, Since the secondary condenser 4 for condensing the pre-condensed refrigerant by cooling with the air derived from the evaporator 3 is provided, the forced air cooling fan which is indispensable for the condenser of the conventional refrigeration air dryer is provided. This eliminates the need for a natural heat radiation system, which eliminates the noise of the fan itself and the wind noise of the condenser caused by airflow, and achieves low noise that can be used even in quiet environments, while consuming electric energy by the fan motor. The fin pitch of the condenser can be made wider than that of the conventional one by reducing the power consumption by reducing , From the simple radiating method using an outer peripheral wall of the dryer cabinet not limited to the fin system also becomes available, less likely to occur clogging of the condenser, it is possible to facilitate the maintenance.
Then, by cooling the secondary condenser 4 with the air derived from the evaporator 3, the refrigerant gas and the air after the dehumidification processing can be exchanged in the secondary condenser 4, whereby the outlet air temperature is reduced. Is slightly higher than the inlet air temperature, dew condensation on the outlet pipe surface is prevented, and the heat generated during the refrigeration load is absorbed and discharged by the outlet air, thereby increasing the efficiency of refrigerant gas condensation.
In addition, a bypass 7 communicating the downstream of the secondary condenser 4 and the downstream of the evaporator 31 is formed, and a bypass valve 6 for controlling the temperature of the evaporator 31 is provided in the bypass 7. As a result, the cold gas bypass method is employed for controlling the temperature of the refrigeration circuit, and the temperature of the refrigerant gas sucked by the compressor 1 can be constantly maintained at a constant low temperature regardless of the load state of the evaporator 31. And the generation of excess heat can be suppressed.
[0024]
By the way, in the refrigeration air dryer of the above embodiment, a bypass 7 connecting the downstream side of the secondary condenser 4 and the downstream side of the evaporator 31 is formed. Although the bypass valve 6 to be controlled is provided, instead of forming the bypass passage 7, as shown in the circuit diagram of the second embodiment of the refrigeration air dryer of the present invention shown in FIG. Between the downstream side of the evaporator 31 and the upstream side of the compressor 1, a pressure control valve 8 for keeping the evaporation pressure of the evaporator 31 constant can be provided.
Thereby, the amount of refrigerant gas sucked by the compressor 1 is controlled by the pressure control valve 8 in accordance with the amount of evaporation in the evaporator 31. Specifically, when the amount of evaporation in the evaporator 31 decreases, the refrigerant sucked by the compressor 1 The suction pressure is reduced by reducing the amount of gas (the pressure (and temperature) of the evaporator 31 is kept constant), and the power consumption of the compressor 1 according to the load state of the evaporator 31 And power can be saved.
[0025]
Further, instead of the method of controlling the amount of the refrigerant gas sucked by the compressor 1 by the pressure control valve 8 in the second embodiment of the refrigeration air dryer of the present invention shown in FIG. 2, the refrigeration air dryer of the present invention shown in FIG. As shown in the circuit diagram of the third embodiment, the evaporation pressure of the evaporator 31 is kept constant between the downstream side of the secondary condenser 4 and the upstream side of the evaporator 31 of the evaporator 3, and the optimum pressure is maintained. An expansion valve 9 for supplying the refrigerant amount can be provided.
Thereby, the amount of the refrigerant gas corresponding to the amount of evaporation in the evaporator 31 is controlled by the expansion valve 9, and the amount of the refrigerant gas circulating through the compressor 1 is set to an amount corresponding to the load state of the evaporator 31. Thus, the load on the compressor 1 when there is no load or when the load is small can be reduced, and power saving can be achieved.
[0026]
As described above, the refrigeration air dryer of the present invention has been described based on the embodiment. However, the refrigeration air dryer of the present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be appropriately made within a scope not departing from the gist thereof. It is possible to change.
[0027]
【The invention's effect】
According to the refrigeration air dryer of the present invention, the primary condenser of natural heat radiation for pre-condensing the refrigerant is disposed downstream of the compressor, and the air derived from the evaporator is disposed downstream of the primary condenser. Since the secondary condenser for condensing the pre-condensed refrigerant by cooling is provided, the forced air cooling fan, which is indispensable for the condenser of the conventional refrigeration air dryer, can be eliminated. Eliminates the noise of the condenser itself and the wind noise of the condenser, reduces noise that can be used even in a quiet environment, eliminates the consumption of electric energy by the fan motor, saves power, and allows the condenser to operate naturally. By adopting the heat radiation type, the fin pitch of the condenser can be made wider than that of the conventional type. Since the simple radiating method using the outer peripheral wall of the nets also become available, and less likely to occur clogging of the condenser, it is possible to facilitate the maintenance.
Then, by cooling the secondary condenser with the air derived from the evaporator, the secondary condenser can exchange heat with the refrigerant gas and the air after the dehumidification processing, thereby reducing the outlet air temperature to the inlet air. By setting the temperature slightly higher than the temperature, it is possible to prevent dew condensation on the outlet pipe surface, and to increase the condensation efficiency of the refrigerant gas by absorbing and discharging the heat generated during the freezing load to the outlet air.
[0028]
In addition, by forming a bypass that connects the downstream side of the secondary condenser and the downstream side of the evaporator, and providing a bypass valve for controlling the temperature of the evaporator in the bypass, the temperature of the refrigeration circuit can be reduced. A cold gas bypass system is used for control, so that the temperature of the refrigerant gas sucked by the compressor can be kept at a constant low temperature regardless of the load condition of the evaporator, thereby reducing the load on the compressor and generating excess heat. Can be suppressed.
[0029]
Further, by disposing a pressure control valve for keeping the evaporation pressure of the evaporator constant between the downstream side of the evaporator of the evaporator and the upstream side of the compressor, the compressor sucks in accordance with the amount of evaporation in the evaporator. The amount of the refrigerant gas is controlled.Specifically, if the amount of evaporation in the evaporator decreases, the amount of the refrigerant gas sucked by the compressor decreases so that the suction pressure is reduced. Power consumption can be reduced, and power saving can be achieved.
[0030]
In addition, by providing an expansion valve that keeps the evaporation pressure of the evaporator constant between the downstream side of the secondary condenser and the upstream side of the evaporator, refrigerant gas in accordance with the amount of evaporation in the evaporator is provided. The amount is controlled by the expansion valve, and the amount of the refrigerant gas circulating through the compressor is set to an amount corresponding to the load state of the evaporator, thereby reducing the load on the compressor when there is no load or when the load is small, Power saving can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a refrigeration air dryer according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a refrigeration air dryer according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of a refrigeration air dryer according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional refrigeration air dryer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Primary condenser 3 Evaporator 31 Evaporator 3a Heat exchanger 3b Heat exchanger 4 Secondary condenser 5 Capillary tube 6 Bypass valve 7 Bypass path 8 Pressure control valve 9 Expansion valve

Claims

A refrigerant air pressurized by a compressor is liquefied in a condenser, the liquefied refrigerant is vaporized in an evaporator of an evaporator, and the air introduced into the evaporator is cooled to remove moisture, and the refrigeration air dryer includes: A primary condenser of natural heat radiation for pre-condensing the refrigerant is provided on the downstream side, and the refrigerant pre-condensed by cooling with the air derived from the evaporator is provided on the downstream side of the primary condenser. A refrigeration air dryer comprising a secondary condenser for condensing.

2. The bypass passage connecting the downstream side of the secondary condenser and the downstream side of the evaporator is formed, and a bypass valve for controlling the temperature of the evaporator is provided in the bypass passage. Refrigerated air dryer.

2. A refrigeration air dryer according to claim 1, further comprising a pressure control valve for keeping the evaporation pressure of the evaporator constant between a downstream side of the evaporator and an upstream side of the compressor.

2. A refrigeration air dryer according to claim 1, further comprising an expansion valve disposed between the downstream side of the secondary condenser and the upstream side of the evaporator, the expansion valve keeping the evaporation pressure of the evaporator constant.