JP2007529312A - 使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー - Google Patents
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Abstract
空圧／ガス圧駆動型工具に圧縮空気／ガスを供給する空気／ガスラインに設置するようにした使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置。このドライヤーは、入口ポートと出口ポートとを有した圧力容器を含む。使捨てドライヤーカートリッジが圧力容器内に配置される。カートリッジは、ケーシングと、該ケーシング内に収納された所定量の乾燥組成物とを含む。圧力容器内に設けられたカートリッジ支持面が、カートリッジの第１の端部を支持する。カートリッジの圧力容器内への挿入、または、カートリッジの圧力容器からの取出しのために、カートリッジ受容開口部が圧力容器に設けられている。カバーが前記開口部を着脱自在に覆い、かつ、カートリッジの第２の端部を拘束する。ドライヤーにハンドルを設けて、カバーを開きカートリッジを引抜き、新しいカートリッジを装入することによって、容易かつ迅速に交換可能としてもよい。カバーの構造を単純化するために、圧力容器の出口ポートは、カートリッジの側部に隣接、対面するように配置できる。これによって、カバーに空気／ガス通路を形成する必要がなくなる。
Description
本発明は、圧縮空気およびガスシステムの分野に関し、特に、空圧／ガス圧駆動工具に供給される圧縮空気や圧縮ガスを濾過、除湿するための濾過乾燥装置に関する。
コンプレッサ装置により生成された典型的な圧縮空気または圧縮ガスは、相対湿度５０％〜１００％で湿っており、また、塵埃、油、ライン破片その他の異物を含んでいる。フィルタおよびトラップによって、液体の水その他の異物が除去され得るが、コンプレッサ、空気ライン、継手、調整器、その他の装置によって導入される５０％〜１００％の蒸気は除去されない。これは、塗料ガンから塗料を噴霧、推進するための推進気体として圧縮空気または圧縮ガスが使用される塗装ブース内での作業のような用途で問題を生じ得る。湿分を含んだ空気を空気／ガスラインに供給すると、それは塗料ガンを通じて供給され、望ましくない汚れを生じ不良で許容できない塗装作業となる。
この蒸気を除去するためには、冷凍ドライヤーや吸着剤タイプのドライヤーのような空気／ガスドライヤーシステムを使用しなければならない。こうしたシステムは、一般的に非常に効果的であり、後者は零下の露点レベルまで圧縮空気／ガスを乾燥させることができる。異なる用途に対して幾つかのタイプの吸着剤ドライヤーがある。大型の中央吸着剤ドライヤーは、組立ラインの複数の作業者によって操作される複数の空圧工具群のような複数のユースポイントへ圧縮空気／ガスを供給しなければならない工場その他の設備で使用される。こうしたドライヤーは、大型で複雑な装置であって、吸着剤を使い切り交換が必要になったときに、熟練技術者によって補修されなければならない。その対極には、ユースポイントで使捨可能な吸着剤ドライヤーが市販されている。このドライヤーは、空気／ガスラインと空気／ガス工具（塗料ガンのような）との間に接続することができる。この簡単な装置は、少量の吸着剤を使用したときに、比較的少ない回数の使用（例えば数台の自動車の塗装）で廃棄するようになっている。吸着剤ドライヤーの分野における中間的なグルーブには、ユースポイントの約３〜６ｍ（約１０〜２０feet）以内の配管ライン装着に適合した種々の近接ユースポイントドライヤー(near point-of-use dryer)がある。例えば、業務用塗装ブースは、しばしばブースの壁に取付ける小型の吸着剤ドライヤーを有している。こうしたシステムは、典型的に、所定量の乾燥剤その他の吸着剤を収納したした吸着剤収納容器またはこうした材料を収納した着脱自在の容器を備えている。前記容器の入口側は湿った空気／ガスを圧縮空気／ガス源から受け入れ、容器の出側は、乾燥した空気／ガスを短い空気／ガスホースへ供給し、ユーザが該ホースをユースポイントの工具に接続する。こうしたシステムの大部分では、容器は、高さ約３０．５ｃｍ（約１foot）、直径約１５．２ｍｍ（約６inch）の概ね中空円筒状である。必要とする乾燥容量に応じて、他の大きさもまた利用可能である。
上述した近接ユースポイント型の吸着剤ドライヤーシステムの欠点は、吸着剤の取出、交換のために容器またはカートリッジを分解し、そこから緩い粒状吸着剤をリサイクルのために取出し、次いで、新たな吸着剤を再び導入しなければならない点である。この手法は煩瑣で時間を要し、かつ、殆どの場合、取出、再充填工程の間に、吸着剤の一部は、こぼれ、散乱、消失してしまい、吸着剤の無駄を生じる。カートリッジが含まれている場合には、ドライヤー内のカートリッジ支持要素から該カートリッジを分離し、次いで、再充填の後に該カートリッジを再び接続しなければならない。その結果、圧縮空気／ガス工具を使用するものは、典型的に、従前の材料を使い切ったときに、こうしたシステムに新しい吸着剤を補充する作業によって邪魔されることを望まないので、もはや湿分除去容量が最適でなくなった後でも、それを使い続けるであろう。こうした人物は、こうしたシステムを適切に補修、保守する時機がきても「次の人にまかせよう(let the next guy do it)」的な態度をとりがちである。
近接ユースポイント型の吸着剤ドライヤーシステムで、圧縮空気／ガス中の水滴が、吸着剤に到達する前に、確実に分離、排出するための十分な手段を採用する必要がある。コンプレッサ破片(compressor debris)、油、塵埃のような除去されるべき異物は、また、典型的に約０．１μｍ以下である。従来の近接ユースポイント型の吸着剤ドライヤーシステムでは、独立したコアレッサーおよびフィルタ容器が、典型的には、吸着剤を収納した容器に隣接させて配置されており、こうした機能を発揮するようになっている。これらの要素の各々は、定期的に取外し、交換しなければならない、それ自身のフィルタ要素を有している。また、乾燥した空気／ガスが、その用途での使用のためにドライヤーから流出する前に、吸着剤「ダスト」を除去するための手段が必要となる。従来の近接ユースポイント型の吸着剤ドライヤーは、この目的のために、付加的なフィルタを有しており、そしてこのフィルタは、定期的に補修しなければならない。
本発明は、上述した問題を解決することを目的としている。近接ユースポイントでの操作に適合した空気／ガスドライヤーで使用するための改善されたカートリッジが必要である。このカートリッジは、装着、使用が容易で、保守が単純であるべきである。それは、また、少数のユーザに供給する圧縮空気／ガスシステムにおける一次的な或いは唯一の空気／ガス湿分処理要素として使用するのに適しているべきである。前記カートリッジは、圧縮空気／ガス流れに含まれる湿分を相対湿度で１／２％（−４０℃露点（−４０°Ｆ露点））まで低減可能であるべきである。これは、圧縮空気／ガスが−４０℃（−４０°Ｆ）の温度まで低下しなければ、湿分が凝縮しないことを意味している。
空圧／ガス圧駆動工具へ圧縮空気または圧縮ガスを供給する空気／ガスラインに設置する近接ユースポイントに適合した、使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤーによって上述した課題が解決され、かつ、技術が進歩する。このドライヤーは、入口ポートと出口ポートとを有した圧力容器を含む。使捨てドライヤーカートリッジが圧力容器内に配置される。カートリッジは、ケーシングと、該ケーシング内に収納された所定量の乾燥組成物とを含む。圧力容器内に設けられたカートリッジ支持面が、カートリッジの第１の端部を支持する。カートリッジの圧力容器内への挿入、または、カートリッジの圧力容器からの取出しのために、カートリッジ受容開口部が圧力容器に設けられている。カバーが前記開口部を着脱自在に覆い、かつ、カートリッジの第２の端部を拘束する。ドライヤーにハンドルを設けて、カバーを開きカートリッジを引抜き、新しいカートリッジを装入することによって、容易かつ迅速に交換可能としてもよい。カバーの構造を単純化するために、圧力容器の出口ポートは、カートリッジの側部に隣接、対面するように配置できる。これによって、カバーに空気／ガス通路を形成する必要がなくなる。
本発明の例示的実施形態では、カートリッジは、濾過機能を果たす布帛から形成された柔軟な袋状ケーシングとして構成することができる。或いは、カートリッジは、孔が形成されたエンドキャップと、各エンドキャップ内に配設されたフィルタ媒体とを有した剛性のケーシングとして構成してもよい。カートリッジ内の乾燥組成物は、湿分を吸着する乾燥剤その他の適当な材料を具備することができる。カートリッジ支持面は、カートリッジが着座するプレートと、プレートに形成された穴であって空気／ガスをカートリッジ内に流入させる穴と、前記プレートから空気／ガスの流路内に突出し、液滴を捕らえる併合バッフルとを含んだコアレッサー集成体を具備することができる。圧力容器は、コアレッサー集成体の下側に配設されバッフルからの液滴を捕捉する水溜領域と、水溜領域から液滴を排出するためのドレンポートとを更に具備していてもよい。入口ポートと前記出口ポートとを、圧力容器において、カートリッジの第１と第２の端部の近傍に配置し、入口ポートがコアレッサー集成体よりも下側で、かつ、水溜領域よりも上側に配置するようにすることができる。作業領域の床にドライヤーを支持するために、床スタンドを圧力容器に設けてもよい。或いは、作業領域の床にドライヤーを取付けるために、壁取付部材を圧力容器に設けてもよい。乾燥度表示器を圧力容器において出口ポートの近傍に設けることができる。
添付図面に示す好ましい実施形態の一層詳細な説明から、本発明の上述した特徴、他の特徴および利点が明らかとなろう。
添付図面を参照すると、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。図１〜図３は、空圧／ガス圧駆動工具へ圧縮空気または圧縮ガスを供給する空気／ガスラインに設置する近接ポイントユースに適合した、使捨てカートリッジ空気／ガスドライヤー装置１０を示している。本明細書において特に記載がなければ、構造体は全てアルミニウム、鉄鋼その他ドライヤー１０を使用する空気／ガス用途に伴う作動圧力に耐えうる適当な材料によって形成されている。ドライヤー１０は主圧力容器１２を具備しており、該圧力容器は第１の端部（上端部）１４と、第２の端部（下端部）１６とを有している。図１〜図３には示されていないが、ドライヤー１０の上端部１４には、圧力容器１２の中空内部への入口を提供する大きな中心開口部を有している。この開口部の周囲には、ハンドル２２を有したカバープレート２０を受承するようにした周縁取付フランジ１８が設けられている。カバープレート２０を取付フランジ１８に保持するために、６本の締結具が使用される。シール部材２５（図６に示す）がカバープレート２０と取付フランジ１８との間に配設され、作動中にドライヤー１０内の圧力を確実に維持する。締結具２４およびカバープレート２０を取外すことによって、圧力容器１２内への接近が可能となり、該圧力容器は、図３に示すように、ドライヤーカートリッジ２０を受容するために実質的に中空となっている。カバープレート２０は、ネジ係合のような他の技術を用いても取付フランジ１８に固定可能である。そうした構成では締結具２４は必要なくなる。シール部材２５は平坦なシール部材ではなく、カバープレート２０または取付フランジ１８若しくは双方に形成した円周シール溝内に配置したＯリングとしてもよい。
圧力容器１２の下端部１６には、空気／ガスの流れからの液滴除去の後に圧力容器内からの液体除去用のドレンポート２８へ液体を排出する水溜領域が形成されている。図３に示すように、ドレンポート２８には、必要に応じて集めた液体を放出するための従来のボール弁２９が取付けられている。
図１、２には、ドライヤー１０を設置位置に支持するために用いることのできる２つの取付手法が図示されている。図１では、２つの取付穴３２を有した取付ブラケット集成体３０が圧力容器１２に形成または取付けられている。この構成によれば、ドライヤー１０は、ユースポイントの近傍の壁または他の構造体（図示せず）（例えば塗装ブースの壁）に取付可能となる。図２では、圧力容器１２の下端部１６にスタンド３４が形成または取付けられている。この構成によれば、ドライヤー１０は、ユースポイントの近傍の床または他の表面（図示せず）（例えば塗装ブースの床面）に支持可能となる。ドライヤー１０を持上げ他所へ移動するために、カバープレート２０のハンドル２２を用いることができよう。従って、図２は、ドライヤー１０の可搬形態を示し、図１は固定形態を示していると考えられよう。
図１〜図３に示すように、圧力容器１２は、圧縮空気／ガスラインにドライヤー１０を設置するための２つの空気／ガスポート３６、３８を更に具備している。図３に示すように、ポート３６は、圧力容器１２の上端部１４の近傍に配置されており、出口ライン４０に接続するようにした出口ポートとして作用する。ポート３８は、圧力容器１２の下端部１６の近傍に配置されており、入口ライン４２を接続するようにした入口ポートとして作用する。乾燥作用の間、ドライヤー１０を流通する空気／ガスは、下側の入口ポート３８からカートリッジ２６を上方に流通し、出口ポート３６から流出する。ドライヤー１０は、出口ライン４０に接続される空圧／ガス圧駆動工具（図示せず）の上流で、かつ、圧縮空気またはガスを入口ライン４２を介して供給する圧縮空気／ガス源（図示せず）の下流のようなユースポイント近傍に設置するのに適している。望ましい場合には、フィルタトラップシステム（図示せず）を入口ライン４２の直ぐ上流において入口ライン３８に接続してもよい。然しながら、詳細に後述するように、ドライヤー１０は、濾過、凝集機能をなすことができ、これによって、付加的なフィルタやトラップは不必要になろう。
カートリッジ２６は、図３に示すように、袋状の布帛ケーシング４６内に収納された所定量の乾燥組成物４４を具備している。乾燥組成物４４は、ドライヤー１０を通過する圧縮空気／ガスを乾燥させる媒体を含んでいる。カートリッジ２６は、圧力容器１２の実質的部分を埋め尽くすような大きさを有している。カートリッジ２６をドライヤー１０内に取付け或いは固定するために連結部材は必要ない。カートリッジ２６の上端は圧力容器１２の上端部１４の開口部の近傍に配置されて、カバープレート２０によって押えられている。カートリッジ２６の下端は、圧力容器１２の下端部１６の近傍に配置されて、液体コアレッサー集成体４８に着座する。コアレッサー集成体４８は、入口ポート３８の少し上（出口ポート３６側）に取付けられたプレートとして構成されており、カートリッジ２６の形の主要部分に係合する剛性の実質的に平坦な支持面を提供する。コアレッサー集成体４８は、また、空気／ガスをカートリッジ２６内に流入させる中心穴５０と、該中心穴５０から下方に突き出た傾斜バッフル５２とを有している。バッフル５２は、空気／ガス流れから液滴を除去し、該液滴がカートリッジ２６の乾燥組成物４４に到達できないようにする。
図１〜図３に示すドライヤー１０の残りの構成要素は、圧力容器１２において出口ポート３６の近傍に配設された乾燥度表示器５４である。乾燥度表示器５４は、事実上慣用されているものであり、圧力容器の壁を貫通する穴にネジにより取付けられた覗き窓ユニットを具備している。乾燥度表示器５４内には、感湿紙素子または少量の変色性乾燥剤のような乾燥度表示材料が配設されている。
図４を参照すると、ドライヤー１０の例示的構成が、制限しない一例として示されており、図４において、図１〜図３の圧力容器１２は、互いに溶接した複数の個別の構成要素から形成されている。図示する実施形態は、圧力容器１２の本体部分となる管状のシェル部材６０と、圧力容器の上端１４を提供する上フランジ部材６２と、圧力容器の下端部１６を提供する下部水溜部材６４とを含む。図１〜図３の液体コアレッサー集成体４８は、中心穴６８および傾斜バッフル７０を備えた平坦なディスク部材６６を具備する。圧力容器１２を製造するために、上フランジ部材６２が管状シェル部材６０の一端に溶接される。別工程で、ディスク部材６６に穴６８が形成され、該ディスク部材の下面にバッフル７０が所望角度で溶接される。要素６６、６８、７０から成る完成した集成体が、管状シェル部材６０の他端に溶接される。この時点で、下部水溜部材６４が管状シェル部材６０の同じ端部に溶接される。
上フランジ部材６２は管状のベース部７２を含み、該ベース部の下端は、管状のシェル部材６０の上端に溶接するようになっている。気密の連結を容易にするために、管状ベース部７２の内径が管状のシェル部材６０の外径に実質的に一致し、管状ベース部の下端部がスライドして管状のシェル部材の上端部に重なり係合できるようになっている。フランジ部材６２には、図１〜図３の取付フランジ１８となる周縁フランジ７４が形成されている。フランジ７４には、図１〜図３の締結具２４としての６本のボルト７７を受容するネジ穴７６が形成されている。ハンドル８０が一体的に形成されているカバー部材７８が、図１〜図３のカバー２０およびハンドル２２となる。図１〜図３のシール部材２５として弾性を有する平ガスケット８２が、フランジ７４とカバー部材７８との間に配設されている。従来の空気／ガスライン継手８４が、上フランジ部材の管状ベース部７２に形成されたテーパ穴に螺合しており、図１〜図３の出口ポート３６を構成する。覗き窓８５装着部分が管状ベース部７２に形成された第２のテーパ穴内に螺合しており、図１〜図３の乾燥度表示器５４を構成する。
下部水溜部材６４は管状の側面部８６を含み、該側面部の上端は管状のシェル部材６０の下端に溶接するようになっている。気密の連結を容易にするために、管状の側面部６４の内径が管状のシェル部材６０の外径に実質的に一致し、管状の側面部の上端部がスライドして管状のシェル部材の下端部に重なり係合できるようになっている。下部水溜部材６４は、更に、実質的に閉鎖されている丸みを帯びた底部８８を含んでいる。従来の空気／ガスライン継手９０が、下部水溜部材の側面部８６に形成されたテーパ穴に螺合しており、図１〜図３の入口ポート３８を構成する。他の空気／ガスライン継手９２が、下部水溜部材の底部８８の中央部に形成された第２のテーパ穴に螺合しており、図１〜図３のドレン出口２８を構成する。
図５は、上記に概略説明した製造工程に従って図４の構成要素を組み立てた後の完成したドライヤー１０を示している。図５は、また、管状のシェル部材６０に取着された取付ブラケット集成体３０、および、下部水溜部材６４に取着されたスタンド３４の他の使用方法を示している。これらの構成要素は、溶接その他の適当な製造技術によってドライヤー１０に取着可能である。
図６、７を参照すると、使捨てカートリッジ２６および圧力容器１２内におけるその配置を一層良好に示すために、図１〜図３に代表されるドライヤー１０の分解図である。既述したように、カートリッジ２６は、袋状の布帛ケーシング４６内に収納された所定量の乾燥組成物４４を具備している。乾燥組成物４４は、所要の乾燥特性を有した如何なる材料であってもよく、以下に限定されないが、（１）活性アルミナビーズ、シリカゲルビーズ、クレー、および、モレキュラーシーブのような湿分を吸着する乾燥剤、（２）綿、紙、木材粒子などのような湿分を吸着する繊維を含む。その優れた湿分除去特性によって、圧縮空気／ガスのドライヤーシステムで一般的に使用されるタイプの活性アルミナの乾燥ビーズは、乾燥組成物４４のために使用する好ましい材料の代表である。乾燥ビーズの大きさは、カートリッジ１０を横断する望ましくない圧力低下を最小限としながら、十分な乾燥特性を得られるように選択される。乾燥ビーズの平均直径は、好ましくは、約２．５４〜１０．２mm（約０．１〜０．４inch）の範囲となろう。
乾燥ビーズの直径を大きくすると、カートリッジ２６を流通する空気／ガスの流れの抵抗が低減される傾向にあり、以て圧力低下が低減されるが、同時に、有効吸着面積が小さくなることは理解されよう。他方、乾燥ビーズの大きさを小さくすると、表面積は大きくなるが、空気／ガスの流れの抵抗が増加して、ドライヤー１０での圧力低下が増加する。乾燥組成物４４が、約２．５４〜１０．２mm（約０．１〜０．４inch）の活性アルミナの乾燥ビーズから成り、かつ、（乾燥剤を完全に充填した状態で）直径約１２．７〜１５．２ｍｍ（約５〜６inch）、長さ約３０．５〜３８．１ｍｍ（約１２〜１５inch）のケーシング４６内に担持されているとして、カートリッジ２６は、流量５１．０m3/h（１５℃、１０１ｋＰａ）（３０SCFM（標準feet3／min））、入口側圧力０．６８９ＭＰａ（１００psi）、出口側圧力０．６２１〜０．６５５ＭＰａ（９０〜９５psi）で相対湿度１／２％（−４０℃露点（−４０°Ｆ露点））まで除湿できよう。また、この大きさのケーシング４６によって、カートリッジ２６は、交換まで、例えば（塗装ブース内での操作でドライヤー１０を使用した場合）３０〜５０台の自動車を塗装するのに十分な優れた装填量を保持できよう。
本明細書と一体をなすものとして参照する同時係属中の出願に記載されているように、ケーシング４６は多くの異なるる材料から形成可能である。こうした材料の１つは、ジョージア州ロズウェル所在のキンバリークラーク社(Kimberly-Clark Corporation of Roswell, GA)からエボリューション（商標名）シリーズ濾過媒体(Evolution Series Filtration Media)の名称で市販されている不織布である。エボリューション（商標名）材料は、熱接合した複数のメルトブローン(melt-blown)ポリプロピレンシートから成る濾布として説明されている。好ましくは、ケーシング４６を形成する布帛材料は、空気／ガス濾過機能を発揮する十分に小さな小孔を有している。例えば、大きさが０．１μｍの小孔によって、ケーシング４６は、効果的に約０．１μｍ以下（例えば、約０．０１μｍまで）の塵埃、油、コンプレッサスケールおよび圧縮ライン破片(compression line debris)のような粒子を濾過することができよう。ケーシング４６は、圧力容器１２の概ね管状形状に対応した概ね管状の形状を有している。圧力容器１２の形状によっては、他のケーシング形状を構成することも可能であろう。原則として、実際上、ケーシング４６の断面形状は、圧力容器１２の断面形状に緊密に一致することが必要で、ドライヤー１０を良好に作用させるためには、入口ポート３８から出口ポート３６へ流通する圧縮空気／ガスの実質的に全量が、カートリッジ２６を通過することが必要である。圧力容器１２の断面がカートリッジ２６によって埋め尽くされていないと、カートリッジとドライヤー内面との間を空気／ガスが通過して、ドライヤー効率が低下する。
ケーシング４６を形成するために用いられる材料は、形取りされたシート材料を縫製または（接着、熱融着などによって）接合することによって、必要とされる形態することができる。図７において、参照番号１００は、ケーシング４６の主筒部分１０２を形成する接合工程から生じる長手のシーム部を示している。ケーシング４６の底部の周縁シーム部は、コアレッサー集成体４８に載置されるようにしたケーシング４６の概ね平坦な底壁１０４を形成する接合工程によって形成される。ケーシングの管状部分１０２および底壁１０４が形成されると、乾燥組成物４４をケーシング４６内に導入可能となる。同時係属中の出願に詳細に説明されているように、充填工程の間に、ケーシング４６を支持し、かつ、加えるべき乾燥組成物４４の量を計量するために、型部材（図示せず）を使用してもよい。充填後にケーシング４６は、その上端１０６において折畳むことによって閉じられる。折畳み部分１０６は、縫製、接着、ステープル止めその他の適当な手段によって固定可能である。ケーシング４６が圧力容器１２内に挿入された後に、ケーシング４６を押圧したり、軽く叩いたり、振動させたり、或いはその他の操作によって、乾燥組成物４４が圧縮され、そしてカバープレート２０を収容するためにできるだけ平らにした頂部壁１０８を形成すべく、折畳み部分１０６が押下される。カートリッジ２６の挿入、取出の間、折畳み部分１０６を上方に折曲げてカートリッジを持上げるためのハンドルとして利用できる。他のタイプのハンドル（例えば、１または複数のストラップ、紐、タブ、折曲部など）をカートリッジ２６に設け、容易に持上げられるようにしてもよい。
カートリッジ２６の長さは圧力容器１２の高さに依存しており、かつ、ケーシング４６の頂部壁１０８（乾燥組成物４４の圧縮後）が、出口ポート３６の上方に配置され、頂部壁の主要部分がカバープレート２０の剛性の底面と実質的に面一となるように選択される。これによって、コアレッサー集成体４８とカバープレート２０の底面との間の距離の実質的部分がカートリッジ２６によって占められる。頂部壁１０８とカバープレート２０との間に（例えば、約３．１８〜６．３５ｍｍ（約０．１２５〜０．２５inch）より大きい）過剰な空隙は望ましくない。こうした空隙は、カートリッジ２６を長手方向に長くし、幅方向に細くし、以て、圧力容器１２の内側面に対する接触が悪化させ、ケーシング４６の外部を空気／ガスが迂回、流通してしまう。また、乾燥組成物４４が緩く不安定になると、ケーシング４６内でも偏流を生じ得る。更に、カートリッジ２６は、ドライヤー１０内で他の構造体に積極的に接続されておらず、単にコアレッサー集成体４８の上に載置されているだけであるので、ドライヤー１０の入口側に空気／ガス圧力が作用すると、ケーシング２６は大きな力で上方に移動し、カバー２０に衝当することによって破裂することもあり得る。
図８は、作動中のドライヤー１０を通過する圧縮空気／ガスの流れを示している。圧縮空気／ガスは、入口ポート３８から圧力容器１２の下端部１６に流入することが理解されよう。空気／ガスの流れの実質的部分がバッフル５２に衝当する。バッフル５２は、空気／ガスがコアレッサー集成体４８の中心穴５０を通過する前に、空気／ガスの流れの向きをバッフル５２の先端を巡って転換する。水滴、油滴などのような液体の粒子は、バッフル５２上で併合し、空気／ガスの流れから除去される傾向にある。これらの液体粒子は、図８において参照番号１１０により示されており（縮尺は合っていない）、重力によってバッフル５２からドレンポート２８の周囲の水溜領域に落下する。中心穴５０を上方に通過する空気／ガスの流れは、ケーシング４６の底壁１０４を通過する。上述したように、ケーシング材料４６の気孔率は、塵埃、残油その他の破片を空気／ガスの流れから除去する濾過機能を与えるように選択される。このように濾し取られた粒子は、図８において参照番号１１２により示されている（縮尺は合っていない）。空気／ガスの流れがカートリッジ２６に流入すると、充填された乾燥組成物４４中に分散され、該空気／ガスの流れが出口ポート３６へ向けて上方に流れる間に、湿分が除去される。出口ポートは、カートリッジ２６の上端の近傍かつカバー２０の下側において、ケーシング４６の管状部分１０２に隣接、対面するように配置されている。この配置によれば、他の構成で時々見受けられるように、カバー２０に空気／ガスのための通路を備える必要がないので、カバーそれ自体の構造が単純化される。出口ポート３６においてカートリッジ２６から流出する前に、空気／ガスの流れは再びケーシング材料４６を通過し、これによって、流れは二度目の濾過を受け、主に乾燥組成物４４の微粒（乾燥剤ダスト）から成る望ましくない異物１１３（縮尺は合っていない）が除去される。出口ポート３６から流出する空気／ガスの流れは、こうして、ユースポイントへ供給するために湿分処理され非常に乾燥した空気／ガスの流れとなり、かつ、油分、塵埃、他の異物が除去される。このような濾過は、カートリッジ２６の入口端および出口端の双方においてなされる。
図１〜図３を参照すると、ドライヤー１０は、作動中、ユースポイントの近傍に配置され、出口３６が出口ライン４０の一端に接続され、かつ、その入口が入口ライン４２に接続される。ドライヤー１０が塗装ブース作業で用いられる場合には、ユーザが塗料ガンに出口ライン４０の先端を接続し、従来の方法で塗装するであろう。既述したように、圧力容器１２の大きさにもよるが、ドライヤー１０は多数の塗装作業を実施できるはずである。こうして、ドライヤー１０の各使用の開始にあたって多分１回調べれば、乾燥度表示器５４を通常は調べる必要はないであろう。カートリッジ２６が機能していることを乾燥度表示器５４が示している限り、ドライヤー１０は使用できよう。ある時点で、カートリッジ２６内の乾燥組成物４４が所望の乾燥度レベルまで湿分を除去する能力を喪失していることが乾燥度表示器５４によって示されるであろう。これが生じたとき、ユーザは、使用を一時的に停止して、使用を継続する前に、使い切ったカートリッジ２６を新しいカートリッジと交換することができる。
図６に示すように、使捨てカートリッジ２６を交換するために、カバー２０を取付フランジ１８から持上げ可能となるように、締結具２４が取外される。カートリッジ２６は、ドライヤー１０内の他の構造体に連結されておらず、単にコアレッサー集成体４８の上に載置されているだけであるので、該カートリッジは、迅速に圧力容器１２から抜去することができ、かつ、交換カートリッジを装入することができる。弾性部材２５を検査し必要に応じて交換した後に、再びカバー２０を取付け、締結具２４を取付けることができる。この時点で、（或いは使用開始の都度）弁２９（図３参照）を迅速に開放して液体を排出することができる。上記工程は瞬時に行うことができ、ドライヤー１０は完全に補修され、多くの作業サイクルのための準備が整う。複雑な指示書、補修、および、乾燥組成物４４を直接取扱う必要がなく、かつ、熟練者の必要もない。使用済みカートリッジ２６は、廃棄またはリサイクル可能である。
こうして、空圧／ガス圧駆動型工具へ圧縮空気／ガスを供給する空気／ガスラインに設置するようにした空気／ガスドライヤー装置に関連して、使捨てドライヤーカートリッジを説明した。開示したカートリッジは、近接ユースポイントのために設置するのに適しており、交換が容易で、厄介な乾燥組成物の取扱が不要である。このカートリッジは、更に、濾過機能を統合、備えており、外部フィルタユニットが不必要であることは明らかであろう。
本発明のドライヤーの種々の実施形態を説明したが、ここに示した説明および図面は端に例示であり、本発明による種々の修正、組合せ、変更が可能である。例えば、布帛ケーシングから形成されていない使捨てドライヤーカートリッジもドライヤー１０で使用することができよう。図９、９Ａはこうしたカートリッジ１２２を示している。カートリッジ１２２は、管状壁１２４により形成されたケーシング１２３と、一対のエンドキャップ１２６、１２８とを有しており、そしてそられ等の全てが剛性のプラスチック（または他の）材料から形成することができる。多数の小孔１３０、１３２がエンドキャップ１２６、１２８の各々に形成されている。繊維性の材料または他の適当なフィルタ媒体から形成された一対のフィルタパッド１３４、１３６が、エンドキャップ１２６、１２８の各々の内側に配設される。カートリッジ１２２の残りの部分に、乾燥剤ビーズのような乾燥組成物１３８が実質的に充填される。ドライヤー１０内への挿入および同ドライヤーからの取出の間、カートリッジ１２２を持上げることができるように、ハンドル１２６Ａをエンドキャップ１２６に配設することができる。
ドライヤー１０内でカートリッジ１２２を使用する場合、圧縮空気／ガスが下開口部１３２からカートリッジ内に流入する。開口部１３２は、下側のエンドキャップ１２８底壁に形成され、かつ、適当な数、形状、寸法にて配設することができる。空気／ガスの流れが、フィルタパッド１３６の底を通過して該フィルタパッドの頂部から流出するように、下側のエンドキャップ１２８の残りの壁は、好ましくは、頑丈に形成される。空気／ガスが下側のフィルタパッド１３６を通過する際、望ましくない破片、塵埃、残油その他の異物が除去される。空気／ガスの流れは、次いで、乾燥組成物１３８に流入して該乾燥組成物中に分散し、該空気／ガスの流れが上側のエンドキャップ１２６へ向けて上方へカートリッジ１２２を流通する間に、湿分が除去される。乾燥組成物１３８を離れると、空気／ガスの流れは上側のフィルタパッド１３４を通過して、そこで更に、主として乾燥組成物の微粒から成る異物が濾し取られる。次いで、空気／ガスの流れは、上側の小孔１３０を通過して使捨てカートリッジ１２２から流出する。該小孔は、上側のエンドキャップ１２６の側壁に形成されているように示されており、該上側のエンドキャップの頂部壁は無孔である。小孔１３０は、好ましくは、上側のエンドキャップの側壁の周面全体に形成されており、これによって、カートリッジ１２２は、周方向に無関係にドライヤー１０内に配置可能となる。或いは、小孔１３０は、上側のエンドキャップ１２６の側壁の一部に形成してもよいが、この場合、カートリッジ１２２をドライヤー１０内に挿入する際、小孔１３０を出口ポート３６に位置決めするようにカートリッジを回転させなければならない。図９Ａに示すように、エンドキャップ１２６、１２８は、管状壁１２４の端部の肉厚を薄くして一対の薄肉壁部分１４０を設けることによって、ケーシング１２３に取付けることができる。エンドキャップ１２６、１２８の各々の側壁部分１４２は、一方の壁部分１４０の外面上を摺動できる寸法にて形成されており、接着剤その他の適当な取付技術を用いて、そこに固定することができる。
図９、９Ａの構成は、本発明により実施される種々の実施形態の一例である。従って、本発明は、特許請求の範囲に記載された精神とその均等物を除いて制限されることはない。
１０ 空気／ガスドライヤー装置
１２ 圧力容器
１４ 圧力容器の上端部
１６ 圧力容器の下端部
１８ 取付フランジ
２０ カバープレート
２２ ハンドル
２４ 締結具
２５ シール部材
２８ ドレンポート
２９ ボール弁
３０ 取付ブラケット集成体
３４ スタンド
３６ 出口ポート
３８ 入口ポート
４０ 出口ライン
４２ 入口ライン
４４ 乾燥組成物
４８ コアレッサー集成体
５０ 中心穴
５２ 傾斜バッフル
５４ 乾燥度表示器
６０ シェル部材
６２ 上フランジ部材
６４ 下部水溜部材
６６ ディスク部材
６８ 中心穴
７０ 傾斜バッフル
１２ 圧力容器
１４ 圧力容器の上端部
１６ 圧力容器の下端部
１８ 取付フランジ
２０ カバープレート
２２ ハンドル
２４ 締結具
２５ シール部材
２８ ドレンポート
２９ ボール弁
３０ 取付ブラケット集成体
３４ スタンド
３６ 出口ポート
３８ 入口ポート
４０ 出口ライン
４２ 入口ライン
４４ 乾燥組成物
４８ コアレッサー集成体
５０ 中心穴
５２ 傾斜バッフル
５４ 乾燥度表示器
６０ シェル部材
６２ 上フランジ部材
６４ 下部水溜部材
６６ ディスク部材
６８ 中心穴
７０ 傾斜バッフル
Claims (20)
- 圧縮空気または圧縮ガスを空圧／ガス圧駆動型工具へ供給する空気／ガスラインに設置する使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置において、
圧力容器と、
前記圧力容器に設けた入口ポートと、
前記圧力容器に設けた出口ポートと、
ケーシング、および該ケーシング内に収納された所定量の乾燥組成物を備えて前記圧力容器内にされた使捨てドライヤーカートリッジと、
前記カートリッジに設けられたハンドルであって、前記カートリッジを前記圧力容器内に挿入する際、或いは、前記カートリッジを前記圧力容器から取出す際に前記カートリッジを持ち上げるためのハンドルと、
前記圧力容器内に設けられ前記カートリッジの第１の端部を支持するカートリッジ支持面と、
前記圧力容器に設けられたカートリッジ受容開口部であって、前記カートリッジの前記圧力容器内への挿入、または、前記カートリッジの前記圧力容器からの取出しのためのカートリッジ受容開口部と、
前記開口部を着脱自在に覆い、前記カートリッジの第２の端部を拘束するカバーとを具備した使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置。 - 前記入口ポートと前記出口ポートは、各々、前記第１と第２の端部の近傍に配設されている請求項１に記載の装置。
- 前記カートリッジは、濾過機能を果たす布帛から形成された袋状ケーシングを具備する請求項１に記載の装置。
- 前記カートリッジは、孔が形成されたエンドキャップと、前記各エンドキャップ内に配設されたフィルタ媒体とを有した剛性のケーシングを具備する請求項１に記載の装置。
- 前記ハンドルは、前記カバーに隣接する前記カートリッジの第２の端部に配設されている請求項１に記載の装置。
- 前記カートリッジ支持面はコアレッサー集成体を具備し、該コアレッサー集成体は、前記カートリッジが着座するプレートと、前記プレートに形成された穴であって、空気／ガスを前記カートリッジ内に流入させる穴と、前記プレートから空気／ガスの流路内に突出し、液滴を捕らえる併合バッフルとを具備する請求項１に記載の装置。
- 前記圧力容器は、前記コアレッサー集成体の集成体の下側に配設され前記バッフルからの液滴を捕捉する水溜領域と、前記水溜領域から排出するためのドレンポートとを具備する請求項６に記載の装置。
- 前記入口ポートが前記コアレッサー集成体よりも下側で、かつ、前記水溜領域よりも上側に配設されており、前記出口ポートが前記前記カートリッジの前記第２の端部近傍において前記カートリッジの側部に隣接、対向するように配設されている請求項７に記載の装置。
- 前記圧力容器に設けられた床スタンドまたは壁取付部材を更に具備する請求項１に記載の装置。
- 前記圧力容器において前記出口ポートの近傍に設けられた乾燥度表示器を更に具備する請求項１に記載の装置。
- 圧縮空気または圧縮ガスを空圧／ガス圧駆動型工具へ供給する空気／ガスラインに設置する使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置において、
圧力容器と、
前記圧力容器に設けた入口ポートと、
該圧力容器内に作動するように配置されたドライヤーカートリッジの側部に隣接、対向するように前記圧力容器に配設された出口ポートと、
該圧力容器内に作動するように配置されたドライヤーカートリッジの第１の端部を支持する前記圧力容器内に設けられたカートリッジ支持面と、
前記圧力容器に設けられたカートリッジ受容開口部であって、前記カートリッジの前記圧力容器内への挿入、または、前記カートリッジの前記圧力容器からの取出しのためのカートリッジ受容開口部と、
前記開口部を着脱自在に覆い、前記カートリッジの第２の端部を拘束するカバーとを具備し、
前記カバーには空気／ガス通路が形成されていない、使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置。 - 前記圧力容器は、管状のシェル部材、上フランジ部材および下部水溜部材を具備した溶接構造である請求項１１に記載の装置。
- 前記出口ポートが前記上フランジ部材に形成されている請求項１３に記載の装置。
- 上フランジ部材が、乾燥度表示器の装着部を取付ける開口部を更に含む請求項１３に記載の装置。
- 前記入口ポートが前記下部水溜部材に形成されている請求項１４に記載の装置。
- 前記下部水溜部材が弁を取付けるドレンポートを更に含む請求項１５に記載の装置。
- 前記カートリッジ支持面はコアレッサー集成体を具備し、該コアレッサー集成体は、前記管状のシェル部材に溶接されたカートリッジ支持プレートと、前記プレートに形成された穴であって、前記ドライヤーに挿入されたときに前記カートリッジ内に空気／ガスを流入させる穴と、前記プレートから空気／ガスの流路内に突出し、液滴を捕らえる併合バッフルとを具備する請求項１６に記載の装置。
- 前記カバープレートが、前記ドライヤーを運ぶためのハンドルを具備する請求項１７に記載の装置。
- 前記圧力容器に設けられた床スタンドまたは壁取付部材を更に具備する請求項１１に記載の装置。
- 圧縮空気または圧縮ガスを空圧／ガス圧駆動型工具へ供給する空気／ガスラインに設置する使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置において、
圧力容器と、
前記圧力容器に設けた入口ポートと、
前記圧力容器に設けた出口ポートと、
濾過機能を果たす布帛から形成された袋状ケーシング、および、該ケーシング内に収納された所定量の圧縮可能な乾燥組成物を備えて前記圧力容器内に配設した使捨てドライヤーカートリッジと、
前記圧力容器内に設けられ、前記カートリッジの第１の端部の主要部分に係合する剛性の実質的に平坦なカートリッジ支持面と、
前記圧力容器に設けられたカートリッジ受容開口部であって、前記カートリッジの前記圧力容器内への挿入、または、前記カートリッジの前記圧力容器からの取出しのためのカートリッジ受容開口部と、
前記開口部を着脱自在に覆い、前記カートリッジの第２の端部を拘束するカバーとを具備し、
前記カバーは前記カートリッジの第２の端部の主要部分と係合するようにした剛性の実質的に平坦な内面を有し、
前記ドライヤーは、前記ケーシングの側部が前記圧力容器の内壁部分と係合し、かつ、前記カートリッジ支持面および前記カバーの内面が、前記乾燥組成物を圧縮したときの前記ケーシングの第１と第２の端部の間の長さに実質的に一致した距離を以て離間するような寸法にて形成されている使捨てカートリッジ型空気／ガスドライヤー装置。
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