JP2016532558A - 圧縮ガス用乾燥機、乾燥機を装備した圧縮機設備、及びガスを乾燥するための方法 - Google Patents

Abstract

乾燥ゾーン（３）及び再生ゾーン（５）を有する圧力容器（２）が設けられた乾燥機であって、再生ゾーン（５）は、第１のサブゾーン（６）及び第２のサブゾーン（７）を含み、乾燥機は、乾燥剤（８）を有する回転ドラム（９）を圧力容器（２）内にさらに備え、再生ゾーン（５）の出口は、冷却器（１５）と凝集液分離器とを有する接続管（１３）を介して乾燥ゾーン（３）に接続され、分岐管（１７）が乾燥ゾーン（３）の出口に接続され、さらに第２のサブゾーン（７）の入口にも接続され、ブロア（１９）が、乾燥ゾーン（３）から第２のサブゾーン（７）への再生流を実現するために設けられた、乾燥機。【選択図】 図２

Description

本発明は、圧縮ガス用乾燥機、並びに圧縮機設備、及びガスを乾燥するための方法に関する。

圧縮ガス用乾燥機は公知であり、この乾燥機には、乾燥ゾーン及び再生ゾーン並びに場合によっては冷却ゾーンを含む容器と、乾燥される圧縮ガスの供給のための乾燥ゾーンへの第１の入口と、乾燥ガスの取り出しのための乾燥ゾーンからの第１の出口と、温かい再生ガスの供給のための再生ゾーンへの第２の入口と、再生ゾーン及び随意的な冷却ゾーンからの第２の出口と、再生可能な乾燥剤をその中に有する、該容器内の回転ドラムと、ドラムを回転させるための駆動手段とが設けられ、乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを連続的に通って移動するようなっており、ここで再生ゾーン及び随意的な冷却ゾーンの第２の出口は、冷却器と凝縮液分離器とを中に有する接続管で乾燥ゾーンの第１の入口に接続されており、この乾燥機は、乾燥機の動作中、再生ゾーン及び場合によっては冷却ゾーンから第２の出口を通って出るガス流量が、その後、乾燥されるために第１の入口を通って乾燥ゾーンに導かれるガス流量と等しいか又はほぼ等しくなるように構成されている。

再生ゾーンを出る再生ガス流量が、乾燥ゾーン内へ導かれる乾燥されるガスの流量に対応する乾燥機の例は、特許文献１に記載されている。温かい圧縮ガスは、最初に再生ゾーンを通って導かれ、そこで再生ガスとして作用し、乾燥剤から水分を吸収して、この乾燥剤を再生する。特許文献１に記載された実施形態において、周囲空気は、例えば空気圧縮機によって例えば圧縮され、この空気は、圧縮の際に圧力上昇するのみならず、温度も上昇し、その結果、この空気の相対湿度が低下して、この空気は乾燥剤から水分を吸収することができるようになる。圧縮された再生ガス中に存在する圧縮熱を使用する乾燥機は、工業界で「圧縮熱」乾燥機又はＨＯＣ乾燥機という名称でも知られている。

再生ゾーンを通過した後、温かい再生ガスは、高い相対湿度を呈する。再生ゾーンを出た湿ガスは、次に接続管の中の冷却器を通して導かれ、その結果、このガスの温度がその圧力での露点を下回ることになり、ガス中の水分の凝縮が生じる。これにより形成された液滴は、次いで凝縮液分離器によって除去され、その結果、いまや冷却圧縮ガスは１００％飽和した状態となり、その全量が乾燥ゾーンの第１の入口に導かれ、次いでこの乾燥ゾーンを通り、そこで乾燥剤がこの圧縮ガスから収着（吸着及び／又は吸収）によって水分を抽出する。乾燥ゾーンを出た乾燥ガスは、乾燥機の下流に位置する圧縮空気ネットワークにおいて、空気輸送、空気動力工具の駆動など、あらゆる種類の目的で使用することができる。

上述の特許文献１のタイプの乾燥機の特徴は、圧縮機由来の圧縮ガスの全量又は実質的に全量の流れが最初に再生ゾーンを通って導かれ、次いで全部が乾燥ゾーンを通って導かれることである。このような再生ゾーン及び乾燥ゾーンを通るガスの全流量を使用する乾燥機は、全流量式乾燥機ともよばれる。

例えば特許文献２に記載されているような別の構成において、圧縮機から出た温かい圧縮ガスの大部分は、最初に「後方冷却器」を通って導かれ、次いで乾燥ゾーンへ導かれる。温かい圧縮ガスの一部分のみが、乾燥剤の再生のための再生ゾーンへ導かれるために圧縮機の下流かつ後方冷却器の上流から分岐される。特許文献２に記載されているような乾燥機は、従って、圧縮熱乾燥機ではあるが、再生ガスとして用いられるのは温かい圧縮ガスの全流量ではないので、全流量式の原理に従って動作するものではない。

特許文献３もまた、上記の全流量式の原理に従って動作するのではない圧縮熱乾燥機を記載する。特許文献３に記載されているような乾燥機は、再生ゾーンが２つのサブゾーン、すなわち第１の再生流がその中を通って導かれる第１のサブゾーンと、第２の再生流がその中を通って導かれる第２のサブゾーンとを含むという特徴を呈しており、この乾燥機は、上記の第２の再生流の相対湿度が、第１のサブゾーンを通して導かれる上記の第１の再生流の相対湿度より低くなるように構成される。第２のサブゾーンは、再生ゾーンの終端部にあることが好ましい。このようにして、従来の方式より多くの水分を乾燥剤から吸収することができ、その結果、次に乾燥ゾーンにおいて乾燥されるガスからより多くの水分を乾燥剤によって収着することができる。

このような特許文献３による乾燥機を用いると、特定の状況において、例えば乾燥されるガスを乾燥機に供給する圧縮機を始動するときに、乾燥ゾーン内の圧力が十分に高まっていないために第２の再生流の所望の流れを実現することができない場合がある。場合によっては、再生ゾーンからのガスが、何らかの漏れを通じて又はそれどころか分岐管を通じて一時的に乾燥ゾーンの出口に入ることさえあり、その結果、所望しない露点ピークがもたらされることがある。本発明の目的は、これを可能な限り多くの状況において回避することにある。

国際公開第０１／８７４６３号明細書 国際公開第２００６／０１２７１１号明細書 国際公開第２０１１／０１７７８２号明細書

本発明は、供給される圧縮ガス中の固有熱を最適使用することにより、そしてまた、乾燥剤の深い乾燥を達成して乾燥機から出る圧縮ガスの相対湿度が可能な限り低くなるようにすることにより、エネルギー消費及び乾燥機効率に関して最適な性能を与える改善された乾燥機に関する。さらに、本発明は、可能な限り多くの使用条件において、最も至適な方式で高い乾燥機効率を保証することを可能にすること、及び、システム始動時の露点ピークを回避することもまた目的とする。

このために、本発明は、圧縮ガス用の乾燥機に関し、この乾燥機には、乾燥ゾーン及び再生ゾーン含む容器と、乾燥される温かい圧縮ガスの供給のための乾燥ゾーンへの第１の入口と、乾燥ガスの取り出しのための乾燥ゾーンからの第１の出口とが設けられており、上記の再生ゾーンは、第１の再生流のための第１の入口を有する第１のサブゾーンと、第２の再生流のための第２の入口を有する第２のサブゾーンとを含み、再生ゾーンには、第１及び第２のサブゾーンからの再生流のための第２の出口がさらに設けられ、乾燥機には、再生可能な乾燥剤をその中に有する、容器内の回転ドラムと、ドラムを回転させるための駆動手段とがさらに設けられ、乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを連続的に通って移動できるようになっており、ここで再生ゾーンの上記第２の出口は、冷却器と凝縮液分離器とを中に有する接続管によって乾燥ゾーンの上記第１の入口に接続されており、分岐管の第１の端が乾燥ゾーンの第１の出口に接続され、分岐管の他端が第２のサブゾーンの上記第２の入口に接続されており、乾燥機は、乾燥されるガスの全流量が乾燥ゾーンを通って導かれる前に最初に再生ゾーンを通って導かれるように構成されており、乾燥ゾーンから分岐管を通って第２のサブゾーンへ至る第２の再生流を昇圧するための手段が設けられており、それら手段は、接続管の中のブロアを含む。

「ブロア」は、本明細書では、ガス、又は空気などのガス混合物の圧力を（能動的に）上昇させるように構成された装置、例えば圧縮機を意味する。「圧力を上昇させる」という表現は、ブロアが動作しているときにブロアの出口側の圧力がこのブロアの入口側よりも高くなることを意味する。ベンチュリ式エジェクタ（ｖｅｎｔｕｒｅ ｅｊｅｃｔｏｒ）は、この文脈ではブロアとは見なされない。

本発明による「接続管」は、様々な方式で実現することができ、流れを導くことができるように、例えば管構造の形態又は統合される場合もされない場合もある別の導管の形態で、構成される。

「接続管の中」という表現は、ブロアがこの接続管を通るガス流を昇圧することができるように構成されることを意味する。

第２の再生流を昇圧するための手段の存在により、乾燥剤の深い乾燥操作のために、非常に乾燥したガスが乾燥ゾーンから第２のサブゾーンへ常に供給されることが保証される。従って、動作の信頼性及び高い乾燥機効率を確保することができる。

異なる条件において高い効率を確保するという目的を達成することに加えて、第２の再生流を実現するための手段の特定の位置は、乾燥ゾーンの第１の出口における圧力を再生ゾーンの第１のサブゾーンの第１の入口における圧力より高く設定することの可能性をもたらし、このことが、再生ゾーンの第１のサブゾーンの入口からの湿ガスが何らかの漏れを介して乾燥ゾーンの出口へと移動することが可能になること、及びそれにより乾燥ガスの湿度レベルに悪影響を与えることを防止するようになっている。

好ましい特徴によれば、上記の第２のサブゾーンは、再生ゾーンの終端部にあり、すなわち換言すれば、再生ゾーンの、乾燥剤がドラムの回転中にそこに沿って再生ゾーンから出て再び乾燥ゾーンに入る側にある。

特定の実施形態において、ブロアには、乾燥ゾーンの出口と再生ゾーンの第１のサブゾーンの入口との間の圧力差を判定するための１又は２以上のセンサが接続された制御システムに接続された、制御可能な駆動手段が装備され、上記の制御システムには、上記の駆動手段の速度を上記の圧力差に基づいて変更するアルゴリズムが設けられている。

このようにして、全ての条件下で湿ガスが乾燥ゾーンの出口に入ることを防止する能動的連続制御を、適用することができる。従って、乾燥機の信頼性のさらなる向上を達成することができる。

本発明の特定の特徴によれば、乾燥機には、乾燥ゾーンからのガスが接続管を介して再生ゾーンへ流れることができないように防ぐ制限手段がさらに設けられる。１つの実施形態によれば、かかる制限手段は、上記の接続管の中に固定された逆止弁を含むことができ、これは、ガスが再生ゾーンから乾燥ゾーンへ流れることのみを許容し、反対は許容しないように構成される。

このようにして、乾燥されるガスが供給されていないため乾燥機が動作していないときでさえ、乾燥ゾーンが少なくともある特定の時間にわたって圧力を保持することができること、及び、乾燥機を再始動するときにも上記の圧力差が存在するか又は少なくとも上記の圧力差により迅速に到達できることを保証することができる。

本発明の好ましい性質によれば、加熱要素（「ヒータ」）が上記の分岐管内に設けられる。上記の加熱要素は、必要であれば制御可能なものとすることができる。これは、手動で若しくは制御ユニットにより又は両方の方式で操作することができる制御手段を設けることにより、加熱要素の温度を制御可能にすることができることを意味する。可能であれば、加熱要素には、該加熱要素内の温度を測定するための温度センサを設けることができ、この温度センサは、例えば制御ユニットに接続することができ、例えばＰＩＤ制御により、測定温度値を設定値と比較し、その後、手動で又はかかる制御ユニットによる自動化方式のいずれかで加熱要素内の温度を適切な方法で調整することにより、温度設定値に向かわせるようにすることができる。

加熱要素の存在は、第２の再生流の相対湿度をさらに低下させることを可能にし、その結果、乾燥剤のより深い乾燥を実現することができる。

本発明はまた、圧縮されるガス用の入口と圧縮ガス用の圧力管とを有する圧縮機を装備した圧縮機設備に関し、この圧力管は、乾燥機の再生ゾーンの第１のサブゾーンの第１の入口に、この第１のサブゾーンへ温かい第１の再生流を供給するために接続され、ここで乾燥機は、上記の再生ゾーン及び乾燥ゾーンをその中に有する容器を備え、この乾燥機には、乾燥ゾーンの第１の入口及び乾燥ゾーンの第１の出口、第２の入口を有する再生ゾーンの第２のサブゾーン、及び再生ゾーンの第２の出口がさらに設けられ、再生可能な乾燥剤をその中に有し、かつ上記のドラムを回転させるための駆動手段を有する回転ドラムが、容器内に設けられており、乾燥剤が乾燥ゾーン及び再生ゾーンを連続的に通って移動できるようになっており、ここで再生ゾーンの上記第２の出口は、冷却器と凝縮液分離器とを中に有する接続管によって乾燥ゾーンの上記第１の入口に接続されており、乾燥ゾーンの第１の出口は、第２の再生流を供給するために分岐管を介して第２のサブゾーンの第２の入口に接続されており、圧縮機設備は、圧縮機から来る、乾燥される温かい圧縮ガスの全流量が、乾燥ゾーンを通って導かれる前に最初に再生ゾーンに導かれるように構成されており、乾燥ゾーンから分岐管を通って第２のサブゾーンへ至る第２の再生流を昇圧するための手段が設けられており、それら手段は、接続管の中のブロアを含む。

かかる圧縮機設備は、高信頼性、乾燥剤の深い乾燥の最適化、及び全流量式原理を適用することによるエネルギー節約手段という、上述の利点を提供する。

本発明による圧縮機設備の一部を形成する乾燥機は、多くの方式で構築することができ、既に上述した好ましい特徴をその結果得られる付随する利点と共に提示する場合も、提示しない場合もある。

本発明による圧縮機設備の特定の実施形態において、分岐管は、上記の圧力管に接続されない。

本発明の具体的な態様によれば、上記のブロアには、例えば周波数制御モータの形態の制御可能な駆動部が装備される。本発明の具体的な態様によれば、乾燥されるガスの供給のための圧縮機には、例えば周波数制御モータの形態の制御可能な駆動部が装備される。圧縮機及びブロアの両方に、このような制御可能な駆動部が装備されている場合、両方に共通制御システムを設けることが好ましい。上記の制御システムには、圧縮機が停止したときにブロアを停止させるアルゴリズムを設けることができる。必要であれば、ガスが乾燥ゾーンから接続管を介して再生ゾーンへ流れることができないように防ぐ制限手段を設けることもできる。

具体的な実施形態によれば、かかる制限手段は、制御可能な遮断弁を含むことができ、この遮断弁は、この遮断弁を制御するための上記の制御システム又はそれ以外のものに接続される。

本発明はまた、圧縮ガスを乾燥するための方法に関し、この方法は、
圧縮機由来の温かい圧縮ガス流全部を、乾燥機の再生ゾーンの第１のサブゾーンを通して駆動させるステップであって、乾燥機には、再生ゾーン及び乾燥ゾーンを有する容器と、容器内に、再生可能な乾燥剤をその中に有し、かつ上記ドラムを回転させるための駆動手段を有する回転ドラムとが設けられており、乾燥剤が、乾燥ゾーン及び再生ゾーンを連続的に通って移動できるようになっている、駆動させるステップと、
次いで、上記ガス流を、上記再生ゾーンを通過した後で冷却し、ガス流からの凝縮液の分離するステップと、
次いで、関係しているガス流を、上記乾燥ゾーンを通して導き、さらなる用途での使用のためにこのガス流を乾燥させるステップと、
第１の再生流よりもその相対湿度が低い第２の再生流を、再生ゾーンの第２のサブゾーンを通して導くステップと、
を含む。

本発明の好ましい特徴によれば、第２の再生流は乾燥ガスの一部分から成り、これは、乾燥ゾーンの第１の出口から分岐され、再生ゾーンの上記の第２のサブゾーンの第２の入口へ戻るように導かれたものである。

乾燥ガスの本発明による方法の好ましい特徴は、乾燥ガスの分岐された一部分が、再生ゾーンの第２のサブゾーンへ導かれる前に最初に加熱されることから成る。

本発明の具体的な態様は、再生ゾーンから接続管を介して出るガス流が圧力上昇を経て、乾燥ゾーンの出口における圧力が再生ゾーンの第１のサブゾーンの入口における圧力より高くなるようにされることから成る。

本発明の特徴をより良く示すことを意図して、本発明による乾燥機及び圧縮機設備の幾つかの好ましい実施形態、並びに本発明による圧縮ガスを乾燥するための方法を実施するための幾つかの好ましいやり方を以下、例として、いかなる制限的性質も有することなく、添付の図面を参照して説明する。

本発明による乾燥機のセクションの斜視図を模式的に示す。 本発明よる圧縮機設備を模式的に示す。 本発明による乾燥機のセクションのレイアウトを模式的に示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。 図２による圧縮機設備の変形を示す。

図１は、圧縮ガス用の本発明による乾燥機のセクション１を示す。乾燥機のセクション１には、乾燥ゾーン３、随意的な冷却ゾーン４、及び再生ゾーン５を含む容器２の形態のハウジングが設けられ、再生ゾーン５は、本発明の具体的な特徴によれば、それぞれ第１のサブゾーン６及び第２のサブゾーン７である２つのサブゾーン６及び７を含む。

上記第１のサブゾーン６は、好ましくは乾燥ゾーン３の終端部に接続され、一方、第２のサブゾーン７は、第１のサブゾーン６に接続され、そして必須ではないがこの場合には、冷却ゾーン４が続き、これが次に乾燥ゾーン３の開始部に接続する。

それゆえ第１のサブゾーン６は、再生ゾーン５の開始部にあり、すなわち換言すれば、水分を含有した乾燥剤８が乾燥機の動作中にそこを通って再生ゾーンへ入る乾燥ゾーン３のセクションにあり、一方、第２のサブゾーン７は、再生ゾーン５の終端部にあり、すなわち換言すれば、再生された乾燥剤８がそこを通って再生ゾーン５から出て冷却ゾーン４に入る再生ゾーンのセクションにある。

乾燥ゾーン３の終端部は、本明細書では、水分を含有した乾燥剤８がドラム９の回転中にそこを通って乾燥ゾーン３から出ていく乾燥ゾーン３のセクションを意味し、一方、乾燥ゾーン３の開始部は、新たに再生された乾燥剤８が入ってくる乾燥ゾーン３のセクションを意味する。

回転ドラム９が容器２内に取り付けられており、その中に乾燥剤８又は「デシカント」が、例えば、シリカゲル、活性アルミナ、活性炭、又はガス流から水分が収着されることを可能にするその他の材料の形態で設けられている。

乾燥機には、ドラム９を回転させるための図面に示されていない例えばモータの形態の駆動手段もまた装備されており、その結果、乾燥剤８が、乾燥ゾーン３、再生ゾーン５及び冷却ゾーン４を通って連続的に移動できるようになっている。かかる駆動手段は、容器２又はその一部によって全体的に又は部分的に囲まれている。例えば、駆動手段は、容器２の底部フランジを通って延びることができる。駆動手段は、ドラム９の回転速度を設定すること又はこの回転速度を変更させることができるものであってもよく、又はできないものであってもよい。

図２は、本発明による圧縮機設備を示し、これは上記のセクション１に加えて、圧縮機１１の出口と第１のサブゾーン６の入口との間の接続部を形成する圧力管１０を含む。圧縮機１１もまた、圧縮機設備の一部を形成する。

上記の圧縮機１１は、異なるタイプのもの、例えば、多段機械として構築することができるスクリュー圧縮機若しくはターボ圧縮機又はそれ以外のものとすることができることが明らかである。

本発明の好ましい態様によれば、分岐は上記の圧力管１０には接続されず、その結果、動作中に、圧縮機１１に由来する温かい圧縮ガスの全流量が再生ゾーン５へ、より具体的には再生ゾーンの第１のサブゾーン６へ導かれることになる。

さらに、再生（及びこの例では冷却にも）に用いられるガス流のために接続管１３が設けられ、この接続管１３は、第１及び第２のサブゾーン６及び７並びにこの場合にはさらに冷却ゾーン４の共通出口を乾燥ゾーン３の第１の入口に接続する。この接続管１３の中に、冷却器１５及び凝縮液分離器が存在し、凝縮液分離器は、冷却器１５の中に組み入れられる場合もあり、又は組み入れない場合もある。

乾燥ゾーンの第１の出口に排出点１６が設けられ、そこを通じて乾燥ガスをさらなる使用のために取り出すことができ、分岐管１７が設けられ、これが乾燥ガスの一部分を、関係している分岐管１７の中に取り付けることができる随意的な加熱要素１８を通して駆動させ、次いで分岐ガスのこの一部分を、再生ゾーン５の第２のサブゾーン７を通して導く。

本発明の具体的な態様によれば、乾燥機は、乾燥ゾーン３の第１の出口から再生ゾーン５の第２のサブゾーン７の第２の入口へ至る第２の再生流を実現するための手段を含み、これら手段は、ブロアを含む。

図２による圧縮機設備の動作は非常に単純であり、以下の通りである。

流れの方向が図中に示されている。矢印Ａは、乾燥機の乾燥ゾーン３を通る流れの方向を示す。再生及び冷却ゾーンを通る他のガス流の流れ方向は、図示された例において、矢印Ｂ、Ｄ及びＥで示されるように、乾燥ゾーン３を通る流れの流れ方向Ａとは反対方向である。矢印Ｃは、乾燥機のハウジング内でのドラム９の回転方向を示す。

圧縮機１１に由来する乾燥される温かい圧縮ガスは、最初に再生ゾーン５の第１のサブゾーン６の中の乾燥剤を通って、再生ゾーン５の上記の第２の出口へ至る。ここで、このガスは、乾燥剤８から水分を吸収する第１の再生流として作用し、この第１の再生流の中に存在する圧縮熱を利用する。

圧縮機１１から出てくる乾燥される圧縮ガスの中の熱は、圧縮機１１による、乾燥されるガスの圧縮中に生成される。これは換言すれば、いわゆる「圧縮熱」である。

再生ゾーン５を通る乾燥剤８の移動の終端において、本発明の具体的な特徴によれば、この乾燥剤８は、再生ゾーン５の第２のサブゾーン７内で、乾燥剤８をその相対湿度が第１の再生ガス流の相対湿度より低い第２の再生流と接触させることにより、さらに乾燥される。

この目的で、この場合には、第２の再生ガス流は、乾燥ゾーン３から出た乾燥ガスから分岐された、かつ必須ではないがこの例では第２のサブゾーン７の第２の入口を介して再生ゾーン５内へ導かれる前に加熱要素１８を通って導かれた、ガスから成り、このガス流は、このガス中にまだ存在する水の分圧を下げるために、加熱要素内で加熱される。

再生ゾーン５の第２のサブゾーン７内の乾燥剤８は、非常に低い相対湿度の温かい乾燥ガスを利用して後乾燥されるので、このようにして乾燥剤８の水分含有量を再生中に実質的に低減することができることが明らかである。

ドラム９がさらに回転するにつれて、乾燥剤８が、この例では冷却ゾーン４内でまず冷却されて、吸着水分が除去された後で、乾燥ゾーン３に達するまでに、水分がますます乾燥剤８から抽出され、その結果、このようにして再生された乾燥剤８を乾燥ゾーン３内での乾燥に用いることができる。

再生ゾーン５の第２の出口を介して接続管１３に入ったガスは、冷却器１５によって冷却される。ここで形成される凝縮液は、凝縮液分離器（これは冷却器１５の中に組み込むことができる）によって除去される。１００％飽和ガスは、次いで乾燥ゾーンを通って運ばれ、そこで乾燥剤８によって乾燥される。このようにして乾燥されたガスが、排出点１６を介して取り出され、下流に位置する消費者ネットワークへと至る。

上述のようにして、乾燥剤８は、連続的又は断続的な回転運動で、交互に、乾燥ゾーン３を通り、次に再生ゾーン５通るように導かれる。

本発明に関して、乾燥ガス流の一部分は、温かい再生された乾燥剤８が乾燥ゾーン３内で主流と接触することになる前に該乾燥剤８を再生ゾーン５と乾燥ゾーン３との間の移動中に冷却ゾーン４において冷却するために用いられることが可能である。

このような好ましくかつ有益な冷却ゾーン４の存在は、乾燥の最適化をもたらすが、その理由は、温かい乾燥剤８は水分を吸着することができないので、そのことにより湿ガスが乾燥機１を通って漏れ出すことになる可能性があるためである。これは、それゆえこのような冷却ゾーン４の使用により防止されることになる。

図３は、本発明による乾燥機のセクション１の模式的な分割の例を示し、ここで種々のセクタ又はゾーンを見ることができる。

具体的には、この図面は、どのように再生ゾーン５を２つのサブゾーン６及び７に分割するかを示したものであり、ここでは再生ゾーン５は、ほぼ９０度の円周角にわたって延びている。

第１のサブゾーン６は、この例では角度７５度にわたって延びており、一方、第２のサブゾーン７は、この例では５度から３０度までの範囲の角度にわたって、そしてこの場合には、ほぼ１５度の角度にわたって延びている。

この例において、乾燥ゾーンは、２５５度のセクタを含み、一方、第２のサブゾーン７と乾燥ゾーン３との間の残りの１５度の部分は、乾燥機の円筒形ハウジング２の中で冷却ゾーン４を構成する。上記の角度は、単なる例として述べたものに過ぎず、いかなる意味でも本発明の保護範囲を制限するものではない。実際、他の角度を用いることもできる。

図面は、ドラム９において種々のゾーンがどの方向に好ましく回転するかを示す。

第２の再生流を実現するための上記手段の存在により、動作の信頼性及び乾燥機の効率が向上するのみならず、これら手段はまた、乾燥ゾーン３の出口における圧力を再生ゾーン５の第１のサブゾーン６の第１の入口における圧力より高く保持することができることもまた保証し、その結果、湿り側（第１のサブゾーン６の第１の入口）から乾燥側（乾燥ゾーン３の第１の出口）への所望されない何らかの漏れの発生、それゆえ乾燥ガス流の汚染の発生が、最小化されるか、さらには不可能にされる。

図４は、図２による圧縮機設備の変形を示し、ここで上記のブロア１９には、例えば周波数制御モータの形態の制御可能な駆動手段２０が設けられており、これら駆動手段２０は、制御システム２１（コントローラ）に接続され、これには一方で乾燥ゾーン３の第１の出口と、他方で再生ゾーン５の第１のサブゾーン６の第１の入口との間の圧力差を判定するための１又は２以上のセンサ２２が接続されており、上記の制御システム２１には、上記の駆動手段２０の速度を上記の圧力差に基づいて変更するアルゴリズムが設けられている。

この例では圧縮機１１にも制御可能な駆動手段２３が設けられており、これもまた、必須ではないがこの場合には、その制御のために上記の制御システム２１に接続されている。

第１のサブゾーン６の第１の入口における圧力が乾燥ゾーン３の出口における圧力より低く保持されているとき、そのことが、この乾燥ゾーン３への湿ガスの漏れが生じることが可能になることを防ぐ。

圧縮機１１が停止したときにブロア１９を停止する可能性もまた提供される。

図４に示すような実施形態では、第２の再生流の流れを、この流れが常に維持されるように制御することができる。

図５は、図２による圧縮機設備の別の変形を示し、この場合には、加熱要素１８は、中間冷却器２４を含み、これは、一方が他方の直後にあるか又はそれ以外の圧縮機の２つの圧力段１１ａと１１ｂとの間に設けられる。必要であれば、加熱要素１８の一セクションを、分岐管１７の中に、例えば別個の電気的加熱要素２５の形態で設けることができる。

この例において、凝縮液分離器２６は、中間冷却器２４と圧縮機の第２の圧力段１１との間に設けられる。

かかる実施形態の動作は、図２の動作と事実上、同様である。この場合もまたブロア１９は、第２の再生流の流れが保証されることを確実にする一方で、さらに再生ゾーン５の第１のサブゾーン５の第１の入口から乾燥ゾーン３の第１の出口への所望されない漏れが防止される。

この実施形態の最も重要な付加的利点は、第１の圧力段１１ａの後から圧縮熱が回収されるので、加熱要素２５へ供給すべきエネルギーがより少なくなることである。

所望であれば、圧縮ガスの十分な中間冷却を常に可能にするために、圧力段１１ａと１１ｂとの間に小さい付加的な冷却器を設けることができる。

図６に示す例において、圧縮機１１及びブロア１９は、単一の装置として、例えば関係している圧縮機１１を駆動し、かつブロア１９を動力伝達装置２８（例えば歯車）又はそれ以外のものを介して駆動する、１つの電気モータ２７の形態で設けられる。

この例においては、随意的な冷却ゾーンもまた省かれている。この実施形態の動作は上述の実施形態の場合と同じである。この実施形態の利点は、設けなければならない駆動部が１つだけなので、製造、購入及び維持のコストを節約することができること、及び制御を単純化することができることである。

図７は、圧縮ガスを乾燥するための本発明による方法を利用する圧縮機設備の別の実施形態を示し、この場合、再生ゾーン５の第２のサブゾーン７への第２の再生流は、最初に後方冷却器を通って駆動されることなく、圧縮機１１の下流の圧力管から分岐される。この例において、出てくる第２の再生流の相対湿度が第１の再生流の相対湿度より高くなることを可能にするために、この目的で設けられた分岐２９の中に加熱要素３０が設けられる。この場合には、既に乾燥されたガスを乾燥ゾーン３の出口からフィードバックすることは必ずしも必要ではないが、いずれにしてもそれを設けることもできる。

この例において、ガスが乾燥ゾーン３から接続管１３を介して再生ゾーン５へ流れることができないように防ぐ制限手段３１が、接続管１３の中に設けられる。１つの好ましい実施形態において、上記の制限手段２６は、この接続管１３の中に取り付けられた逆止弁を含む。

おおまかに言って、かかる変形実施形態の動作は、上述の実施形態の動作と同様である。

本発明による方法において、第２のサブゾーン７を通るよう駆動されるガスは、必ずしも乾燥機自体に由来するものである必要はなく、乾燥ガスの外部源に由来するものであってもよい。外部源は、空気若しくは他のガス又はそれらの混合物を含むことができ、これは「圧力スイング」、「真空スイング」及び／又は温度降下（ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）技術（すなわち低温乾燥）を含む露点抑制（ｄｅｗ ｐｏｉｎｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）の種々の手段及び方法を経る。

図８は、本発明による圧縮機設備の別の例を示し、この場合、上記の制限手段３１は、制御システム２１に接続された制御可能な遮断弁の形態で構築される。この例では、センサ２２は、乾燥ゾーン３の第１の出口及び第１のサブゾーン６の第１の入口に設けられているのみならず、かかるセンサ２２は、第２のサブゾーン７の第２の入口にも、例えばこれもまた上記の制御システム２１に接続された圧力センサの形態で設けられている。

３つのセンサ２２を用いることにより、乾燥機内の異なるゾーン３、６及び７の間の最適な圧力バランスを、それらに応答することにより、例えばブロア１９の速度を制御することにより、維持することができる。このようにして、ゾーン３、６及び７の相互間の所望されない漏れ損失を防止することができ、又は、いずれの漏れも乾燥機の効率に最小限の影響しか及ぼさない方向で生じることを保証することができる。

図９は、図５による圧縮機設備の別の変形を示し、この場合、分岐管１７の中に、この分岐管１７を通るガス流を昇圧するための付加的な手段が、例えば追加のブロア３２の形態で設けられる。このようにして、中間冷却器２４及び随意的な加熱要素２５に起因して分岐管１７の中で生じる可能性がある圧力降下にもかかわらず、第２のサブゾーン７へ向かう流れを常に確保することができる。

本発明によれば、かかる付加的手段は、中間冷却器２４によるこの分岐管１７の中での熱の回復が用いられない実施形態においても、分岐管１７の中に設けることができる。

本発明の特別な特徴によれば、本発明による乾燥機は、ベンチュリ式エジェクタを含まない。

本発明は、いかなる意味でも、例として説明され、図面に示された実施形態に限定されるものではなく、本発明による乾燥機及び圧縮機設備並びに本発明による圧縮ガスを乾燥するための方法は、本発明の範囲から逸脱することなく、あらゆる種類の形態及び寸法並びに異なる方式で実現することができる。

１ 乾燥機のセクション
２ 容器
３ 乾燥ゾーン
４ 冷却ゾーン
５ 再生ゾーン
６ 第１のサブゾーン
７ 第２のサブゾーン
８ 乾燥剤
９ 回転ドラム
１０ 圧力管
１１ 圧縮機
１３ 接続管
１５ 冷却器
１６ 排出点
１７ 分岐管
１８、２５、３０ 加熱要素
１９、３２ ブロア
２０、２３ 制御可能な駆動手段
２１ 制御システム
２２ センサ
２４ 中間冷却器
２６、３１ 制限手段

Claims (22)

1. 圧縮ガス用乾燥機であって、前記乾燥機には、乾燥ゾーン（３）及び再生ゾーン（５）を含む容器（２）と、乾燥される温かい圧縮ガスの供給のための前記乾燥ゾーン（３）への第１の入口と、乾燥ガスの取り出しのための前記乾燥ゾーン（３）からの第１の出口とが設けられ、前記再生ゾーン（５）は、第１の再生流のための第１の入口を有する第１のサブゾーン（６）と、第２の再生流のための第２の入口を有する第２のサブゾーン（７）とを含み、前記再生ゾーン（５）には、前記第１及び第２のサブゾーン（６及び７）からの再生流のための第２の出口がさらに設けられ、前記乾燥機には、再生可能な乾燥剤（８）をその中に有する、前記容器（２）内の回転ドラム（９）と、前記ドラム（９）を回転させるための駆動手段とがさらに設けられ、前記乾燥剤（８）が前記乾燥ゾーン（３）及び前記再生ゾーン（５）を連続的に通って移動できるようになっている乾燥機において、前記再生ゾーン（５）の前記第２の出口が、冷却器（１５）と凝縮液分離器とを中に有する接続管（１３）によって前記乾燥ゾーン（３）の前記第１の入口に接続されることと、分岐管（１７）の第１の端が前記乾燥ゾーン（３）の前記第１の出口に接続され、前記分岐管（１７）の他端が前記第２のサブゾーン（７）の前記第２の入口に接続されることと、前記乾燥機は、乾燥されるガスの全流量が前記乾燥ゾーン（３）を通って導かれる前に最初に前記再生ゾーン（５）を通って導かれるように構成されていることと、前記乾燥ゾーン（３）から前記分岐管（１７）を通って前記第２のサブゾーン（７）へ至る前記第２の再生流を昇圧するための手段が設けられており、それら手段が前記接続管（１３）の中のブロア（１９）を含むことと、を特徴とする乾燥機。
2. 前記ブロアには、一方で前記乾燥ゾーン（３）の前記第１の出口ゾーンと、他方で前記再生ゾーン（５）の前記第２の出口ゾーンとの間の圧力差を判定するための１又は２以上のセンサ（２２）が接続された制御システム（２１）に接続された、制御可能な駆動手段（２０）が装備され、前記制御システム（２１）には、前記駆動手段（２０）の速度を前記圧力差に基づいて変更するアルゴリズムが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の乾燥機。
3. 前記乾燥機には、ガスが前記乾燥ゾーン（３）から前記接続管（１３）を通って前記再生ゾーン（５）へ流れることを防ぐ制限手段（２６）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載の乾燥機。
4. 前記制限手段（２６）が、前記接続管（１３）の中に固定された逆止弁を含むことを特徴とする、請求項３に記載の乾燥機。
5. 前記制限手段（２６）が、制御可能な遮断弁を含むことを特徴とする、請求項３に記載の乾燥機。
6. 前記分岐管（１７）の中に加熱要素（１８）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の乾燥機。
7. 前記加熱要素（１８）が、制御可能にされていることを特徴とする、請求項６に記載の乾燥機。
8. 前記加熱要素（１８）には、前記加熱要素（１８）内の温度を測定するための温度センサが設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の乾燥機。
9. 前記温度センサが、制御ユニットに接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の乾燥機。
10. 前記制御ユニットが、前記制御システム（２１）から成ることを特徴とする、請求項２及び請求項９に記載の乾燥機。
11. 前記乾燥機には、ベンチュリ式エジェクタが設けられていないことを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の乾燥機。
12. 圧縮されるガス用の入口と圧縮ガス用の圧力管（１０）とを有する圧縮機（１１）を装備した圧縮機設備であって、前記圧力管（１０）は、乾燥機の再生ゾーン（５）の第１のサブゾーン（６）の第１の入口に、この第１のサブゾーン（６）へ温かい第１の再生流供給するために接続され、前記乾燥機は、前記再生ゾーン（５）及び乾燥ゾーン（３）をその中に有する容器（２）を備え、前記乾燥機には、前記乾燥ゾーン（３）の第１の入口及び前記乾燥ゾーン（３）の第１の出口、第２の入口を有する前記再生ゾーン（５）の第２のサブゾーン（７）、及び前記再生ゾーン（５）の第２の出口がさらに設けられ、再生可能な乾燥剤（８）をその中に有し、かつ前記ドラム（６）を回転させるための駆動手段を有する回転ドラム（９）が、前記容器（２）内に設けられており、前記乾燥剤（８）が前記乾燥ゾーン（３）及び前記再生ゾーン（５）を連続的に通って移動できるようになっている、圧縮機設備において、前記再生ゾーン（５）の前記第２の出口が、冷却器（１５）と凝縮液分離器とを中に有する接続管（１３）によって前記乾燥ゾーン（３）の前記第１の入口に接続されることと、前記乾燥ゾーン（３）の前記第１の出口が、第２の再生流を供給するために分岐管（１７）を介して前記第２のサブゾーン（７）の前記第２の入口に接続されることと、前記圧縮機設備は、前記圧縮機（１１）から来る、乾燥される温かい圧縮ガスの全流量が、前記乾燥ゾーン（３）を通って導かれる前に最初に再生ゾーン（５）に導かれるように構成されていることと、前記乾燥ゾーン（３）から前記分岐管（１７）を通って前記第２のサブゾーン（７）へ至る前記第２の再生流を昇圧するための手段が設けられており、それら手段が前記接続管（１３）の中のブロア（１９）を含むことと、を特徴とする圧縮機設備。
13. 前記ブロア（１９）には、制御可能な駆動部（２０）が装備されていることを特徴とする、請求項１２に記載の圧縮機設備。
14. 乾燥されるガスの供給のための前記圧縮機（１１）には、制御可能な駆動部（２３）が装備されていることと、前記圧縮機設備が、両方の駆動部（２０及び２３）のための共通制御システム（２１）を含むことと、を特徴とする、請求項１３に記載の圧縮機設備。
15. 前記制御システム（２１）には、前記圧縮機（１１）が停止したときに前記ブロア（１９）を停止させるアルゴリズムが設けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の圧縮機設備。
16. 前記乾燥機には、ガスが前記乾燥ゾーン（３）から前記接続管（１３）を通って前記再生ゾーン（５）へ流れることを防ぐ制限手段（３１）が設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の圧縮機設備。
17. 前記制限手段（３１）が、制御可能な遮断弁を含むことを特徴とする、請求項１６に記載の圧縮機設備。
18. 分岐管が前記圧力管（１０）に接続されていないことを特徴とする、請求項１２に記載の圧縮機設備。
19. 圧縮ガスを乾燥するための方法であって、前記方法が、
    圧縮機（１１）由来の温かい圧縮ガス流の全部を、乾燥機の再生ゾーン（５）の第１のサブゾーン（６）を通して駆動させるステップであって、前記乾燥機には、前記再生ゾーン（５）以外に乾燥ゾーン（３）を有する容器（２）と、前記容器（２）内に、再生可能な乾燥剤（８）をその中に有し、かつ前記ドラム（６）を回転させるための駆動手段を有する回転ドラム（９）とが設けられており、前記乾燥剤（８）が、前記乾燥ゾーン（３）及び前記再生ゾーン（５）を連続的に通って移動できるようになっている、駆動させるステップと、
    次いで、前記ガス流を、前記再生ゾーン（５）を通過した後で冷却し、前記ガス流からの凝縮液を分離するステップと、
    次いで、関係している前記ガス流を、前記乾燥ゾーン（３）を通して導き、さらなる用途での使用のためにこのガス流を乾燥させるステップと、
    前記第１の再生流よりもその相対湿度が低い第２の再生流を、前記再生ゾーン（５）の第２のサブゾーン（７）を通して導くステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
20. 前記第２の再生流が乾燥ガスの一部分から成り、これは、前記乾燥ゾーン（３）の第１の出口から分岐された、前記再生ゾーン（５）の前記第２のサブゾーン（７）の第２の入口へのフィードバックであることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 前記乾燥ガスの分岐された部分が、前記再生ゾーン（５）の前記第２のサブゾーン（７）へ導かれる前に最初に加熱されることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 前記再生ゾーン（５）から前記接続管（１３）を介して出るガス流が、圧力上昇を経て、前記乾燥ゾーン（３）の第１の出口における圧力が前記再生ゾーン（５）の前記第１のサブゾーン（６）の第１の入口における圧力より高くなるようにされることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。

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