JP2005279486A - 圧縮空気の冷却式除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量の圧縮空気の流速が増大しても安定した除湿能力を発揮し、しかも、メンテナンスフリーで長期間使用することが可能な圧縮気体の冷却式除湿装置を提供する。
【解決手段】冷却水を循環せしめる内筒１０を設ける。この内筒１０の底部から内部に圧縮空気を送り込むように構成された外筒２０を設ける。内筒１０の上部に設置されたデミスター３０を設ける。外筒２０から内筒１０へ至る送風口に、規制体４０を装着して圧縮空気の風量を規制する。外筒２０の内部に、圧縮空気に含まれているダストを除去せしめるエキスパンドメタルで構成された除沫材２２を装着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気から水分を除去するのに好適な圧縮空気の冷却式脱水機に係り、特に、安定した除湿機能を有する圧縮空気の冷却式除湿装置に関する。

圧縮空気から水分を除去する装置として、フロンガスを利用した冷凍式除湿装置や乾燥剤を利用した吸着式除湿装置の他に、冷却水とデミスターを利用した除湿装置や、吸湿フィルターを利用した除湿装置などが提案されている。

特許文献１に記載された圧縮気体除湿装置は、当発明者が先に発明した除湿装置であり、冷却水とデミスターを利用し、圧縮空気等を外気の乾球気温以下に冷却することで極めて効率の良い除湿を行える装置として提供されている。

特許文献２には、吸湿フィルターを利用した除湿装置が記載されている。この除湿装置では、複数の絞り孔を通過する圧縮空気を金属製ウール等の吸湿フィルターで除湿するもので、特に、圧縮空気の流速に応じて絞り孔を開口するように構成されている。
特公平２−５７９７３号公報 特許第２９０６３４７号公報

前記特許文献１に示す除湿装置によって、特に冷凍機を用いなくても大容量の圧縮空気を極めて効率良く除湿することに成功した。ところが、この除湿装置によると、圧縮空気の風量が増加して、ある風量を超えた時点からデミスターによる気液分離能力が低下することが明らかになった。発明者の研究によると、この原因は、デミスター下方から吹上げる圧縮空気の風量（流速）が増加することによって、デミスターに発生した水滴がデミスターから落下せずにデミスター表面に残留することにあった。すなわち、気液を分離するデミスターの表面を、常に水滴で覆っていると、次々と送られる圧縮空気の水分が分離せずに通過する現象が生じていたものである。

また、特許文献１の除湿装置を長期間使用していると、圧縮空気に含まれていた錆等が冷却機やデミスター等に付着し熱交換効率が下がる虞があった。そこで、定期的にメンテナンスを行い、除湿装置内部に付着した錆等を除去する必要があった。

一方、特許文献２に記載されている除湿装置は、簡易な除湿装置として金属製ウール等の吸湿フィルターで除湿しようとするものなので、大容量の除湿に利用することは極めて困難である。また、圧縮空気の流速が速くなるほど絞り孔の開口が大きくなるように構成されているが、吸湿フィルターで除湿する除湿装置では圧縮空気の流速に比例した除湿能力は期待できないので、圧縮空気の流速が速くなるほど相対的に除湿効率が劣る不都合が生じる。

そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、大容量の圧縮空気の風量が増大しても安定した除湿能力を発揮し、しかも、メンテナンスフリーで長期間使用することが可能な圧縮空気の冷却式除湿装置の提供を目的とするものである。

上術の課題を解決するため、本発明の第１の手段は、圧縮空気を内筒１０の底部へ送り込むように構成された外筒２０と、冷却水を内部に循環せしめて底部から送られた圧縮空気を冷却する内筒１０と、内筒１０の上方に設置され、冷却された圧縮空気の気液を分離するデミスター３０とからなる冷却式除湿装置において、外筒２０底部から内筒１０底部へ至る送風口に、圧縮空気の増加した風量を規制する規制体４０を設け、デミスター３０に至る圧縮空気の風量増加を規制するように設けたことにある。

第２の手段において、前記規制体４０は、前記外筒２０の下端部開口部２１と前記内筒１０の下端部開口部１１とを夫々一部封止する揺動自在な可動仕切板４１、４２で構成する。

第３の手段は、前記外筒２０の内部に、圧縮空気に含まれているダストを分離せしめる除沫材２２を装着する。

第４の手段において、前記除沫材２２は、エキスパンドメタルで構成され、除沫材２２で圧縮空気から分離した凝縮水と共に外筒２０からダストを排出するように設けたことを課題解消のための手段とする。

本発明除湿装置の請求項１、２によると、外筒２０から内筒１０へ至る送風口に、圧縮空気の風量を規制する可動仕切板４１、４２で構成された規制体４０を設けたことにより、外筒２０を通過する圧縮空気の風量が増加してもデミスター３０に送られる風量を規制することができる。この結果、風量増加によるデミスター３０の気液分離能力低下現象を防止することができ、常に安定した除湿能力を発揮するものである。

また、請求項３、４により、圧縮空気に含まれているダストを除去せしめるエキスパンドメタルで構成された除沫材２２を、外筒２０の内部に装着したことで、圧縮空気に含まれていた錆等のダストや凝縮水が外筒２０内部で分離除去される。この結果、内筒１０や外筒２０は勿論、内筒１０内部の冷却器１２やデミスター３０に錆等のダストが付着するのを防止でき、メンテナンスフリーで長期間使用することが可能になった。

このように、本発明によると、大容量の圧縮空気の流速が増大しても安定した除湿能力を発揮し、しかも、メンテナンスフリーで長期間使用することが可能になるなどといった有益な種々の効果を奏するものである。

本発明除湿装置の最良の形態は、略垂直に設置された筒体上部に取り入れた圧縮空気を内筒１０の底部へ送り込むように構成された外筒２０と、冷却水を内部に循環せしめて底部から送られた圧縮空気を冷却する内筒１０と、冷却された圧縮空気の気液を分離するデミスター３０とを備える。外筒２０底部から内筒１０底部へ至る送風口に、圧縮空気の増加した風量を規制する規制体４０を設ける。デミスター３０に至る圧縮空気の風量増加を規制する。外筒２０の内部に、圧縮空気に含まれているダストを除去せしめるエキスパンドメタルで構成された除沫材２２を装着し、圧縮空気から分離した凝縮水と共に外筒２０からダストを排出するように設けたことにより、当初の目的を達成する。

次に、図面に基いて本発明の実施例を詳細に説明する。本発明の基本構成は、内筒１０、外筒２０、デミスター３０、規制体４０から成る冷却式除湿装置で、特に、圧縮空気を外気の乾球気温以下に冷却して除湿する冷却式除湿装置として最適である。

内筒１０は、冷却水を循環せしめる冷却器１２を内部に装着しており、圧縮空気を外気の乾球気温以下の温度に冷却する。図示例の冷却器１２は、内筒１０内部に蛇行状に配したコイル１２Ａ上部に設けた水入口１２Ｂから冷却水を循環させ、コイル１２Ａ下部の水出口１２Ｃから排水する。そして、この内筒１０の上部に設置したデミスター３０で冷却した圧縮空気に含まれている水分を分離する。水分が分離されて乾燥した空気はデミスター３０上方の空気出口１５から排出される。

外筒２０は、外筒２０上部に設けた空気入口２３から外筒２０内部に送り込んだ圧縮空気を外筒２０の底部から内筒１０の内部に送り込むように構成されている。外筒２０の内部には、除沫材２２を装着し、圧縮空気に含まれているダストや大粒の凝縮水を圧縮空気から分離するように構成している。図示の除沫材２２は、エキスパンドメタルで構成されている。この除沫材２２に圧縮空気が接触すると、圧縮空気中に含まれている錆、亜硫酸ガス、油分等のダストや大粒の凝縮水が圧縮空気から分離する。そして、外筒２０の下方に設けた凝縮水出口１４から、凝縮水と共にダストを排出するものである。このように、圧縮空気から分離されたダストは、常に凝縮水と共に排出されるので、メンテナンスフリーでの使用を可能にするものである。また、仮に大粒の凝縮水が内筒１０の冷却器１２に送られると、この凝縮水まで冷却することになり、熱量の無駄が生じるが、この外筒２０内の除沫材２２で大粒の凝縮水をあらかた除去することで、圧縮空気の冷却効率を高める効果も生じる。

外筒２０底部から内筒１０底部へ至る送風口に、圧縮空気の増加した風量を規制する規制体４０を設けている。この規制体４０は、前記外筒２０の下端開口部２１と前記内筒１０の下端部開口部１１とを夫々一部封止する可動仕切板４１、４２で構成されている。図示の可動仕切板４１、４２は、断面略Ｌ字形状を成し、外筒２０の下端開口部２１を一部封止する可動仕切板４１と、内筒１０の下端部開口部１１を一部封止する可動仕切板４２とから成る。そして、外筒２０内の圧縮空気の風量が増加すると、可動仕切板４１への風当りが強くなり、可動仕切板４１が大きく揺動する。すると、これに伴なって内筒１０内へ可動仕切板４２が揺動し、内筒１０の下端部開口部１１を封止する面積が増大することで、内筒１０への風量を規制するものである。図４は、規制体４０の原理を示している。すなわち、内筒１０の下端部開口部１１の通過面積をＡとし、外筒２０の下端部開口部２１の通過面積（左右夫々）をＢとすると、ＡとＢとの通過面積が同面積になるように規制体４０を設け、予めＡとＢとの通過風量を同量に設定する。この規制体４０により、通常の使用時にはデミスター３０の気液分離能力の範囲内で圧縮空気が送られているが、Ｂの風量が増加すると、その分、規制体４０が揺動し、Ａを閉じて冷却器１２がわに流入する風量を規制するものである。この結果、デミスター３０に気液分離能力以上の風量が送られずに済み、風量増加によりデミスター３０の気液分離能力が低下するといった現象を防止する。このように規制体４０を設けることで、冷却式除湿装置の除湿能力は勿論、特に、圧縮空気等を外気の乾球気温以下に冷却する冷却式除湿装置にとって極めて高い除湿能力を維持することができる。

図２、図３は、外筒２０内部を一部拡大したもので、内筒１０の内部に装着した冷却器１２のコイル１２Ａを下部固定装置２０の内部に突出させるように支持したものである。すなわち、内筒１０と外筒２０との境界をコイル支持板１３で形成し、コイル１２Ａの屈曲端部をこのコイル支持板１３に貫通させて支持している。このように構成することで、本発明装置の構成を簡略化すると共に、外筒２０の内部の温度を下げることができ、圧縮空気中に含まれる大粒の凝縮水の分離作用を促進する。また、図示例では、コイル１２Ａ貫通部をパッキン等の目詰材１３Ａや（図２参照）、コーキング等の目詰材１３Ｂ（図３参照）で密封している。

尚、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における材料の置換や設計変更等は自由に行えるものである。

本発明除湿装置の一実施例を示す概略図である。 本発明除湿装置の外筒を示す要部拡大断面図である。 本発明除湿装置の外筒を示す要部拡大断面図である。 本発明除湿装置の規制体の原理を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ 内筒
１１ 下端部開口部
１２ 冷却器 １２Ａ コイル
１２Ｂ 水入口
１２Ｃ 水出口
１３ コイル支持板 １３Ａ 目詰材
１３Ｂ 目詰材
１４ 凝縮水出口
１５ 空気出口
２０ 外筒
２１ 開口部
２２ 除沫材
２３ 空気入口
３０ デミスター
４０ 規制体
４１ 可動仕切板
４２ 可動仕切板
４３ 断熱材

Claims (4)

1. 圧縮空気を内筒の底部へ送り込むように構成された外筒と、冷却水を内部に循環せしめて底部から送られた圧縮空気を冷却する内筒と、内筒の上方に設置され、冷却された圧縮空気の気液を分離するデミスターとからなる冷却式除湿装置において、外筒底部から内筒底部へ至る送風口に、圧縮空気の増加した風量を規制する規制体を設け、デミスターに至る圧縮空気の風量増加を規制するように設けたことを特徴とする圧縮空気の冷却式除湿装置。
2. 前記規制体は、前記外筒の下端部開口部と前記内筒の下端部開口部とを夫々一部封止する揺動自在な可動仕切板で構成された請求項１記載の圧縮空気の冷却式除湿装置。
3. 前記外筒の内部に、圧縮空気に含まれているダストを分離せしめる除沫材を装着した請求項１又は２記載の圧縮空気の冷却式除湿装置。
4. 前記除沫材は、エキスパンドメタルで構成され、除沫材で圧縮空気から分離した凝縮水と共に外筒からダストを排出するように設けた請求項３記載の圧縮空気の冷却式除湿装置。
   

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