JP2006316859A - 空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージ方法及びそのシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の少量をパージ空気として利用するだけで、圧縮空気を効果的に除湿できるようにしたエアドライヤの水分パージ方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】 圧縮空気源３と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧シリンダ５と、上記圧縮空気を空気圧シリンダの圧力室５ａ，５ｂに給排する切換弁７と、上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートＰとの間に設けたエアドライヤ９とを備えた空気圧回路において、圧縮空気源３からの圧縮空気を上記エアドライヤ９で除湿し、除湿された２次側圧縮空気の一部と、上記空気圧シリンダ５から排出された空気とを合流させ、合流させた空気をパージ空気として、上記エアドライヤのパージ流路に供給する。
【選択図】 図１
【解決手段】 圧縮空気源３と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧シリンダ５と、上記圧縮空気を空気圧シリンダの圧力室５ａ，５ｂに給排する切換弁７と、上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートＰとの間に設けたエアドライヤ９とを備えた空気圧回路において、圧縮空気源３からの圧縮空気を上記エアドライヤ９で除湿し、除湿された２次側圧縮空気の一部と、上記空気圧シリンダ５から排出された空気とを合流させ、合流させた空気をパージ空気として、上記エアドライヤのパージ流路に供給する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、圧縮空気源から供給される圧縮空気によって空気圧アクチュエータを駆動する空気圧回路において、エアドライヤにおいて圧縮空気から分離した水分を排出するための水分パージ方法と、それを利用した空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステムに関するものである。
圧縮空気源から供給される圧縮空気によって空気圧アクチュエータを駆動する空気圧回路は、例えば特許文献１に記載されているようなものが知られている。
この種の空気圧回路は、空気源と切換弁の入口ポートとの間に、膜モジュールによって空気を除湿する膜式エアドライヤを設け、切換弁の排気ポートを該膜式エアドライヤのパージ流路に接続しており、それにより、除湿した空気の全部を空気圧アクチュエータの駆動に使用することができるので、除湿した空気の無駄な消費がなく、空気圧回路のランニングコストを大幅に低下させることができる点で有効なものである。
この種の空気圧回路は、空気源と切換弁の入口ポートとの間に、膜モジュールによって空気を除湿する膜式エアドライヤを設け、切換弁の排気ポートを該膜式エアドライヤのパージ流路に接続しており、それにより、除湿した空気の全部を空気圧アクチュエータの駆動に使用することができるので、除湿した空気の無駄な消費がなく、空気圧回路のランニングコストを大幅に低下させることができる点で有効なものである。
ところで、近年アクチュエータの小型化が進み、アクチュエータ内での結露が問題となっている。概して、アクチュエータ内の結露は、アクチュエータの容積が配管容積に比べてある程度以上小さくなると発生する。即ち、圧縮された空気が排気時に膨張することによって温度が下がり、これが露点温度を下回るとミストを生じる。このミストの殆どは、蒸発して排気されるが、アクチュエータ容積が小さい、または配管が長いなどのミストの排気を妨げる要素があると、次第にミストが凝集して水滴へと成長し、アクチュエータ内で結露が発生することになる。
このようなアクチュエータ内の結露の対策として、圧縮空気の露点を下げることが考えられるが、一般的に、膜式エアドライヤは低露点になるほどパージ空気の流量を多くする必要があるため、アクチュエータから排気された空気だけでは安定したパージ空気の流量を確保することができない場合が考えられる。
如上に鑑みて、本発明の技術的課題は、エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の少量をパージ空気として利用し、それによって圧縮空気源から供給される圧縮空気を効果的に除湿できるようにした空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージ方法及びそのシステムを提供することにある。
上記課題を解決するための本発明の空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージ方法は、圧縮空気源と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータと、上記圧縮空気源の圧縮空気を空気圧アクチュエータの少なくとも１つの圧力室に給排する切換弁と、上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートとの間に設けたエアドライヤとを備えた空気圧回路において、圧縮空気源から供給される１次側圧縮空気を上記エアドライヤで除湿し、該エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の一部と上記空気圧アクチュエータから排出された空気とを合流させ、合流させた空気をパージ空気として、上記エアドライヤにおいて圧縮空気から分離した水分を排出することを特徴とする。
また、上記方法を利用した空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステムは、圧縮空気源と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータと、上記圧縮空気源の圧縮空気を空気圧アクチュエータの少なくとも１つの圧力室に給排する切換弁とを備えた空気圧回路において、上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートとの間にエアドライヤを設け、該エアドライヤの２次側圧縮空気の一部と上記空気圧アクチュエータから排出された空気とを合流させ、それらを上記エアドライヤにおいて分離した水分を排出するためのパージ空気とする配管を備えたことを特徴とするものである。
上記エアドライヤの水分パージシステムにおいては、空気圧回路におけるエアドライヤを、膜モジュールによって空気を除湿する膜式エアドライヤにより構成することができ、また、上記切換弁の排気ポートからエアドライヤのパージ流路に至る配管に、排気の一部を外部に排出する排出路を設けるのが、シリンダの背圧が高くなるのを抑制するために有効である。さらに、上記エアドライヤを空気圧アクチュエータからの排気部におけるサイレンサとして機能させることができる。
上記本発明の方法及びシステムにおいては、エアドライヤの２次側圧縮空気の一部（入口空気流量の５〜１０％）を常にパージ空気として流すと同時に、アクチュエータからの排気の全部または一部をもそれに合流させてパージ空気とするので、エアドライヤの２次側圧縮空気のみ（入口空気流量の１０〜４０％）をパージ空気とする従来の一般的なエアドライヤに比して、除湿した空気の無駄が少なく、その大部分を有効に利用することが可能になる。
また、上記特許文献１のエアドライヤでは、空気圧アクチュエータの排気時だけにしかパージ空気が得られないので、空気圧アクチュエータの駆動状態によっては、パージ空気の必要な時点に必要な量が得られない可能性があるが、本発明によれば、少量ながら常にパージ空気が流れるので、そのような問題が回避される。
また、上記特許文献１のエアドライヤでは、空気圧アクチュエータの排気時だけにしかパージ空気が得られないので、空気圧アクチュエータの駆動状態によっては、パージ空気の必要な時点に必要な量が得られない可能性があるが、本発明によれば、少量ながら常にパージ空気が流れるので、そのような問題が回避される。
以上に詳述した本発明によれば、エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の少量と上記空気圧アクチュエータから排出された空気とを合流させ、合流させた空気をパージ空気として、上記エアドライヤにおいて圧縮空気から分離した水分を排出するようにしているので、エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の少量をパージ空気として利用するだけで、圧縮空気源から供給される圧縮空気を効果的に除湿し、低露点化することができる。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳しく説明する。
図１は、本発明に係る空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステムの実施例を概念的に示すもので、この空気圧回路１は、エアコンプレッサ等からなる圧縮空気源３と、該圧縮空気源３から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータの一例である空気圧シリンダ５と、上記圧縮空気源３から供給される圧縮空気を空気圧シリンダ５のピストン５ｃの両側の圧力室５ａ，５ｂに給排する切換弁７とを備えている。そして、上記圧縮空気源３と切換弁７の入口ポートＰとの間に、膜モジュール９ａによって上記圧縮空気源から供給される圧縮空気を除湿する膜式エアドライヤ９が設けられている。
図１は、本発明に係る空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステムの実施例を概念的に示すもので、この空気圧回路１は、エアコンプレッサ等からなる圧縮空気源３と、該圧縮空気源３から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータの一例である空気圧シリンダ５と、上記圧縮空気源３から供給される圧縮空気を空気圧シリンダ５のピストン５ｃの両側の圧力室５ａ，５ｂに給排する切換弁７とを備えている。そして、上記圧縮空気源３と切換弁７の入口ポートＰとの間に、膜モジュール９ａによって上記圧縮空気源から供給される圧縮空気を除湿する膜式エアドライヤ９が設けられている。
上記切換弁７は、入口ポートＰ，出口ポートＡ，Ｂ、及び排気ポートＥＡ，ＥＢを有する５ポート切換弁からなり、出口ポートＡ，Ｂを、入口ポートＰと排気ポートＥＡ，ＥＢとに切換えて連通させることにより、上記空気圧シリンダ５の圧力室５ａ，５ｂに圧縮空気源３からの圧縮空気を給排するようにしている。
上記圧縮空気源３は、膜式エアドライヤ９における膜モジュール９ａを通して切換弁７の入口ポートＰに接続されている。図中、１１ａ，１１ｂはそれらを接続する管路を示している。また、上記切換弁７の出口ポートＡ，Ｂは、空気圧シリンダ５の圧力室５ａ，５ｂに連通する管路１３ａ，１３ｂに接続され、該切換弁７は、ソレノイド等の適宜の切換手段により切換接続するように構成したものである。更に、切換弁７の排気ポートＥＡ，ＥＢに接続した管路１５ａ，１５ｂは、それらを合流させた管路１５で膜式エアドライヤ９のパージ流路９ｂに接続している。
また、上記膜式エアドライヤ９の２次側の管路１１ｂから分岐させた管路１７を、切換弁７の排気ポートＥＡ，ＥＢと膜式エアドライヤ９のパージ流路９ｂを連通する管路１５に接続することにより、エアドライヤ９で除湿された２次側圧縮空気の一部と空気圧シリンダから排出された空気とを合流させ、それらを上記膜式エアドライヤ９において分離した水分を排出するためのパージ空気としている。パージ空気に混入すべきエアドライヤ９の２次側圧縮空気の量は、上記管路１７に設けた絞り１７ａによって調整できるが、通常は入口空気流量の５〜１０％程度に設定される。
上記空気圧シリンダ５の背圧が高くなるのを防ぐために、上記切換弁５の排気ポートからエアドライヤ９のパージ流路９ｂに至る管路１５に、空気圧シリンダ５から排出された空気の一部を絞り１９ａを通して外部に排気する排出路１９を設けることができる。
上記空気圧シリンダ５の背圧が高くなるのを防ぐために、上記切換弁５の排気ポートからエアドライヤ９のパージ流路９ｂに至る管路１５に、空気圧シリンダ５から排出された空気の一部を絞り１９ａを通して外部に排気する排出路１９を設けることができる。
次に、上記システムを利用した空気圧回路１の作用を、該回路におけるエアドライヤ９の水分パージ方法と共に説明する。
先ず、圧縮空気源３から供給される１次側圧縮空気は、上記膜式エアドライヤ９で除湿され、ここで除湿された圧縮空気は、該エアドライヤ９の２次側の管路１１ｂを経て切換弁７に至り、該切換弁７の切換えにより上記空気圧シリンダ５における圧力室５ａまたは５ｂに供給される。一方、空気圧シリンダ５の他方の圧力室から排出された圧縮空気は、管路１５を通してエアドライヤ９のパージ流路９ｂに供給されるが、エアドライヤ９の２次側の管路１１ｂを通る２次側圧縮空気の一部を、該管路１１ｂから分岐した管路１７を通じて管路１５に送るようにしているので、上記空気圧シリンダ５から排出された空気とエアドライヤ９の２次側圧縮空気の一部とが合流して、パージ流路９ｂに送られ、上記エアドライヤ９の膜モジュール９ａにおいて圧縮空気から分離した水分がパージされる。
先ず、圧縮空気源３から供給される１次側圧縮空気は、上記膜式エアドライヤ９で除湿され、ここで除湿された圧縮空気は、該エアドライヤ９の２次側の管路１１ｂを経て切換弁７に至り、該切換弁７の切換えにより上記空気圧シリンダ５における圧力室５ａまたは５ｂに供給される。一方、空気圧シリンダ５の他方の圧力室から排出された圧縮空気は、管路１５を通してエアドライヤ９のパージ流路９ｂに供給されるが、エアドライヤ９の２次側の管路１１ｂを通る２次側圧縮空気の一部を、該管路１１ｂから分岐した管路１７を通じて管路１５に送るようにしているので、上記空気圧シリンダ５から排出された空気とエアドライヤ９の２次側圧縮空気の一部とが合流して、パージ流路９ｂに送られ、上記エアドライヤ９の膜モジュール９ａにおいて圧縮空気から分離した水分がパージされる。
なお、上記切換弁７の排気ポートＥＡ，ＥＢからエアドライヤ９のパージ流路９ｂに至る配管１５に、排気の一部を外部に排出する排出路１９を設けるのが、シリンダ５の背圧が高くなるのを抑制するために有効である。さらに、上記エアドライヤ９を空気圧シリンダ５からの排気部におけるサイレンサとして機能させることもできる。
また、空気圧シリンダ５の排気だけをパージ空気とする場合には、空気圧シリンダ５の駆動状態によっては、パージ空気の必要な時点に必要なパージ空気量が得られない可能性もあるが、上記構成によれば、少量ながら常にエアドライヤ９の２次側からのパージ空気が流れるので、そのような問題が回避される。
また、空気圧シリンダ５の排気だけをパージ空気とする場合には、空気圧シリンダ５の駆動状態によっては、パージ空気の必要な時点に必要なパージ空気量が得られない可能性もあるが、上記構成によれば、少量ながら常にエアドライヤ９の２次側からのパージ空気が流れるので、そのような問題が回避される。
上記構成を有するエアドライヤの水分パージシステム及びそれを利用したエアドライヤの水分パージ方法によれば、エアドライヤ９で除湿された２次側圧縮空気の少量と上記空気圧シリンダ５から排出された空気とを合流させ、それをパージ空気として上記エアドライヤ９において圧縮空気から分離した水分をパージするようにしているので、エアドライヤの２次側圧縮空気の少量をパージ空気として利用するだけでよく、それにより圧縮空気源３から供給される圧縮空気を低露点化することができる。
上述した実施例では、空気圧アクチュエータとして空気圧シリンダ５を用いた場合について説明したが、本発明の方法及びシステムは、圧縮空気の供給により駆動され、駆動に供した圧縮空気を排出するようにした各種空気圧アクチュエータを有する空気圧回路に適用することができる。
また、上記エアドライヤとしては、膜式エアドライヤに限らず、吸着式エアドライヤを用いることもできる。
また、上記エアドライヤとしては、膜式エアドライヤに限らず、吸着式エアドライヤを用いることもできる。
１ 空気圧回路
３ 圧縮空気源
５ 空気圧シリンダ
５ａ，５ｂ 圧力室
７ 切換弁
９ 膜式エアドライヤ
９ａ 膜モジュール
９ｂ パージ流路
１１ａ，１１ｂ 管路
１３ａ，１３ｂ 管路
１５ 管路
１７ 管路
１９ 排出路
Ｐ 入口ポート
Ａ，Ｂ 出口ポート
ＥＡ，ＥＢ 排気ポート
３ 圧縮空気源
５ 空気圧シリンダ
５ａ，５ｂ 圧力室
７ 切換弁
９ 膜式エアドライヤ
９ａ 膜モジュール
９ｂ パージ流路
１１ａ，１１ｂ 管路
１３ａ，１３ｂ 管路
１５ 管路
１７ 管路
１９ 排出路
Ｐ 入口ポート
Ａ，Ｂ 出口ポート
ＥＡ，ＥＢ 排気ポート
Claims (5)
- 圧縮空気源と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータと、上記圧縮空気源の圧縮空気を空気圧アクチュエータの少なくとも１つの圧力室に給排する切換弁と、上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートとの間に設けたエアドライヤとを備えた空気圧回路において、
圧縮空気源から供給される１次側圧縮空気を上記エアドライヤで除湿し、
該エアドライヤで除湿された２次側圧縮空気の一部と上記空気圧アクチュエータから排出された空気とを合流させ、合流させた空気をパージ空気として、上記エアドライヤにおいて圧縮空気から分離した水分を排出する、
ことを特徴とする空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージ方法。 - 圧縮空気源と、該圧縮空気源から供給される圧縮空気により駆動される空気圧アクチュエータと、上記圧縮空気源の圧縮空気を空気圧アクチュエータの少なくとも１つの圧力室に給排する切換弁とを備えた空気圧回路において、
上記圧縮空気源と切換弁の入口ポートとの間にエアドライヤを設け、該エアドライヤの２次側圧縮空気の一部と上記空気圧アクチュエータから排出された空気とを合流させ、それらを上記エアドライヤにおいて分離した水分を排出するためのパージ空気とする配管を備えた、
ことを特徴とする空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステム。 - 上記空気圧回路におけるエアドライヤを、膜モジュールによって空気を除湿する膜式エアドライヤにより構成した、
ことを特徴とする請求項２に記載の空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステム。 - 上記切換弁の排気ポートからエアドライヤのパージ流路に至る配管に、排気の一部を外部に排出する排出路を設けた、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステム。 - 上記エアドライヤを空気圧アクチュエータからの排気部におけるサイレンサとして機能させた、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の空気圧回路におけるエアドライヤの水分パージシステム。
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