JP2588047Y2 - 気体乾燥装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ペルチエ効果素子を利
用した気体乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に用いられる冷凍式乾燥装置は
冷媒によって気体を低温にするために冷凍機を必要とす
る。圧縮機、凝縮機、及び蒸発器などからなる冷凍機は
構造が複雑であり、振動や騒音が伴い電気ノイズが発生
し、消費電力が嵩むなどの問題があった。そこで、ペル
チエ効果素子の特性を利用した電子冷凍による乾燥装置
が提案されている。該電子冷凍式乾燥装置は、一般にペ
ルチエ効果素子の吸熱面に吸熱体を設け、放熱面に放熱
体を設け、除湿すべき空気を吸熱体へ導いて冷却するこ
とにより、該空気に含まれている水蒸気を凝縮し、水と
して排除するように形成されている。ところで、前記の
電子冷凍式乾燥装置においては、ペルチエ効果素子の吸
熱面側で吸熱した熱を放熱面側でいかに効果的に放熱す
るかによって除湿能力が決定される。

【０００３】図２は従来の電子冷凍式乾燥装置の一例の
概略を表す断面図である。下部に吸気口ａを有し、上部
に排気口ｂを有する筺体ｃの内部に上下方向に延びる伝
熱板ｄを設け、該伝熱板ｄの下部表面にペルチエ効果素
子ｅの放熱面ｆを接合し、該ペルチエ効果素子ｅの吸熱
面ｇに吸熱フィンｈを接合し、前記ペルチエ効果素子ｅ
の周りを断熱材ｉにより覆い、前記伝熱板ｄの上部表面
に放熱フィンｊを接合し、前記筺体ｃの排気口ｂに排気
ファンｋを設ける。なお、ｍは吸熱フィンｈから滴下す
る水を排除するため吸熱フィンｈの下方に設けた排水口
である。

【０００４】排気ファンｋを駆動すると、除湿すべき空
気が筺体ｃ下部に設けた吸気口ａから筺体ｃ内に流入
し、吸熱フィンｈ及び放熱フィンｊを通過する。該空気
は、ペルチエ効果素子ｅの吸熱面ｇから伝導された低温
度により冷却された吸熱フィンｈに触れて冷却され、空
気に含まれている水蒸気が吸熱フィンｈ表面に結露して
空気中から除去される結果、除湿される。さらに、吸熱
フィンｈにより冷却除湿された空気は、ペルチエ効果素
子ｅの放熱面ｆから伝熱板ｄを介して伝導された熱によ
り昇温した放熱フィンｊに触れて加熱され乾燥空気とな
って排気口ｂから排出される。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
電子冷凍式乾燥装置では、ペルチエ効果素子ｅの放熱面
ｆと放熱フィンｊとを結合する伝熱板ｄが空気の流通経
路から外れた位置にあるため、伝熱板ｄからの放熱を冷
却除湿後の空気の加熱に利用しようとしても前記放熱は
あまり有効に利用されず、しかも放熱フィンｊに到達す
る前に伝熱板ｄから直接放熱されるため、放熱フィンｊ
へ伝導される熱量が少なくなり、放熱フィンｊによる冷
却除湿後の空気の加熱作用も効率が低下し、結局ペルチ
エ効果素子ｅの放熱効果があがらず、除湿能力の向上を
期待できない。また、前記電子冷凍式乾燥装置は開放空
間の空気の除湿を対象として構成されたものであり、筺
体ｃ内に空気の流通を促進させる排気ファンｋを必要と
するなどの問題があった。

【０００６】本考案は、前述の実情に鑑み、圧力気体
（空気、または各種ガス）を密閉流通路内に流通させ、
密閉流通路壁面を介してペルチエ効果素子により冷却・
加熱し得る気体乾燥装置を提供することを目的としてな
したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、ペルチエ効果
素子と、該ペルチエ効果素子の下面に設けられ該ペルチ
エ効果素子により気体を冷却するようにした吸熱体と、
前記ペルチエ効果素子の上面に設けられ前記ペルチエ効
果素子により気体を加熱するようにした放熱体とを備
え、前記吸熱体は、前記ペルチエ効果素子の下面に直接
接合した吸熱板と、外部へ開口した透孔が上部位置に設
けられて前記吸熱板の下面に直接固着された吸熱筒と、
該吸熱筒の内径に適合する外径を有し且つ外周面下端部
に開口を備えた螺旋溝状の気体流通路が形成されしかも
該気体流通路の上端部が前記透孔に合致するよう前記吸
熱筒内に挿入固着された内筒と、該内筒の内部に充填さ
れた層状の吸熱媒体とを備え、前記放熱体は、前記ペル
チエ効果素子からの熱を放熱するようペルチエ効果素子
の上面に直接接合した放熱板と、該放熱板の上面に固着
されて上方に延びる放熱枠体とを備え、前記吸熱筒の透
孔には、気体を前記内筒の気体流通路へ導入する給気管
が接続され、前記内筒には、上端開口が前記吸熱媒体の
上方に位置して吸熱媒体を上下方向に貫通すると共に前
記吸熱筒を貫通して外部へ延在し、前記放熱板からの熱
により加熱される気体が流通する送気管の一端側が挿入
され、前記吸熱筒の下部には、吸熱筒内で分離された水
分を外部へ放出するドレンバルブが接続され、前記放熱
体の上方には、放熱体及び給気管を空冷するファンを設
けた、ものである。

【０００８】

【作用】従って、本考案では、ペルチエ効果素子の吸熱
面に吸熱板を介して直接、気体流通路を形成する吸熱筒
及び内筒を冷却することによって、気体流通路内及び吸
熱筒内を流動する気体を冷却して、気体に含まれている
水蒸気を吸熱体内において結露させるので、流入気体は
効率的に除湿され、またこのとき、気体を冷却した吸熱
媒体に接触させることによって結露がさらに促進される
ので、除湿効果を一層向上させることができ、吸熱体内
において結露した水蒸気は吸熱体下部に設けたドレンバ
ルブを介して適宜外部へ放出される。一方、吸熱体によ
り冷却除湿された気体は送気管により放熱体へ導かれ、
該放熱体により加熱されて気体需要先へ送給される。ま
た、冷却された気体が放熱板の熱を奪って昇温する際に
は同時に気体は放熱板を介してペルチエ効果素子の放熱
面の温度を下げると共に、放熱体の上方に位置するファ
ンが、ペルチエ効果素子により吸熱体から放熱体へ移動
した熱を強制空冷するので、ペルチエ効果素子及び放熱
体に熱が溜まることなく、従って、ペルチエ効果素子の
吸熱体から放熱体へ熱を移動させるヒートポンプの作用
が効率的に行われ全体的に除湿効果の向上を図ることが
できる。さらに気体流通路の外周面下端部に備えられた
開口が該開口の上方に位置する送気管の開口と完全に分
離しているため、水が誤って送気管の開口から送気管に
流入する ことがなく、また、気体流通路の開口と送気管
の開口の間には、内筒の内部に充填される層状の吸熱媒
体が設けられているため、水蒸気も吸熱媒体で空気と確
実に分離され、従って、除湿を確実に行うことができ
る。さらにまた、ファンは、放熱体を強制空冷する一
方、同時に給気管を通過する気体を前処理として空冷す
るので、吸熱体で気体を冷却するエネルギーを減少させ
熱効率を高めることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１０】図１は本考案の気体乾燥装置の一実施例の
概略を表す断面図である。表に吸熱面１ａを有し裏に放
熱面１ｂを有するペルチエ効果素子１を前記吸熱面１ａ
を下に向けて設け、該ペルチエ効果素子１の吸熱面１ａ
側に該吸熱面１ａに密着し且つペルチエ効果素子１の外
周の一部に外嵌するように接合した吸熱板２と、該吸熱
板２の下面に固着されて下方へ延び且つ漏斗状に成形さ
れた下部を有し上部の所定位置に透孔３を有する円筒形
の吸熱筒４と、該吸熱筒４の内径に適合する外径を有し
且つ外周面下端部に開口５ａを備えた螺旋溝状の気体流
通路５が形成されしかも該気体流通路５の上端部が前記
透孔３に合致するように前記吸熱筒４内に挿入固着され
た円筒形の内筒６と、該内筒６の内部に充填されるよう
層状に設けられた吸熱媒体７とにより吸熱体８を形成す
る。

【００１１】前記ペルチエ効果素子１の放熱面１ｂ側の
該放熱面１ｂに密着するように接合され且つ両端部９，
１０がそれぞれ外部に開放する蛇行形状の気体流通路１
１を内部に有する放熱板１２と、該放熱板１２の上面に
固着されて上方へ延びる放熱枠体１３とにより放熱体１
４を形成する。

【００１２】図示していない気体供給源から延設された
給気管１６を、前記放熱枠体１３の一方の側面から他方
の側面に向けて該放熱枠体１３内を蛇行させて通した
後、前記吸熱筒４上部に設けた透孔３へ接続する。

【００１３】また、前記吸熱筒４内に設けた吸熱媒体７
の上方空間に開口１７ａを有し該吸熱媒体７の中央部を
上下方向に貫通し吸熱媒体７の下方空間において吸熱筒
４径方向に曲げられ吸熱筒４の外壁を貫通して吸熱筒４
の外部へ突出し上方へ延びて前記放熱板１２の気体流通
路１１の一方の端部９に接続され該気体流通路１１の他
方の端部１０から図示していない気体需要先へ延びる送
気管１７を設ける。

【００１４】さらに、前記放熱枠体１３及び給気管１６
の上方には、放熱板１２、放熱枠体１３及び給気管１６
を空冷するよう、ファン１５が設けられている。

【００１５】なお、１８は前記吸熱筒４の下端部に設け
たドレンバルブである。

【００１６】次に作動について説明すると、図示してい
ない気体供給源から供給された気体は、ファン１５によ
り前処理で空冷されて、給気管１６から透孔３を経て吸
熱筒４及び内筒６内より形成される気体流通路５内に流
入し、続いて、ペルチエ効果素子１の吸熱面１ａから吸
熱板２を介して直接吸熱筒４及び内筒６へ伝導された低
温度により気体流通路５の壁面を介して冷却され、さら
に吸熱筒４内へ放出されて冷却され、気体に含まれてい
る水蒸気が吸熱筒４内において結露するので、流入気体
は除湿される。またこのとき気体が吸熱媒体７に接触す
ることにより結露がさらに促進され水蒸気が気体中から
除去される結果、除湿効果が一層向上する。吸熱筒４内
において結露した水蒸気の水分は吸熱筒４の下端部に設
けたドレンバルブ１８を介して外部へ放出される。ま
た、吸熱体８により冷却除湿された気体は、吸熱媒体７
の上部空間に開口している送気管１７により放熱板１２
の気体流通路１１へ導かれ、該気体流通路１１を流動す
る間にペルチエ効果素子１の放熱面１ｂから放熱板１２
へ伝導された熱により加熱されて図示していない気体需
要先へ送給される。同時に気体が気体流通路１１を流動
する間には、気体はペルチエ効果素子１の放熱面１ｂを
冷やしている。

【００１７】前記によれば、ペルチエ効果素子１の吸熱
面１ａに直接吸熱体８を接合するとともに、放熱面１ｂ
に直接放熱体１４を接合したので、吸熱体８への低温度
の伝導と放熱体１４への熱の伝導とが効率よく行なわ
れ、しかも吸熱体８において冷却された気体を放熱体１
４の放熱板１２内の気体流通路１１へ導くようにしたの
で、該気体流通路１１内を流動する気体は放熱板１２の
熱を効率よく奪って昇温し、従って、気体を吸熱体８に
おいて冷却除湿し且つ気体を放熱体１４において加熱し
て、気体乾燥作用を極めて優れたものにすることができ
る。

【００１８】また、気体が気体流通路１１内を流動して
放熱板１２の熱を奪って昇温する際には同時に気体は放
熱板１２を介してペルチエ効果素子１の放熱面１ｂの温
度を下げると共に、放熱体１４の上方に位置するファン
１５が、ペルチエ効果素子１により吸熱体８から放熱体
１４へ移動した熱を強制空冷するので、ペルチエ効果素
子１及び放熱体１４に熱が溜まることなく、従って、ペ
ルチエ効果素子１の吸熱体８から放熱体１４へ熱を移動
させるヒートポンプの作用が効率的に行われ全体的に除
湿効果の向上を図ることができる。

【００１９】さらに、気体流通路５の外周面下端部に備
えられた開口５ａが吸熱筒４内に設けられた送気管１７
の開口１７ａの下方に位置して完全に分離しているた
め、水が誤って送気管１７の開口１７ａから送気管１７
に流入することがなく、また、気体流通路５の開口５ａ
と送気管１７の開口１７ａの間には、内筒６の内部に充
填される層状の吸熱媒体７が設けられているため、水蒸
気も吸熱媒体７で空気と確実に分離され、従って、除湿
を確実に行うことができる。

【００２０】さらにまた、放熱枠体１３の上方に設けら
れるファン１５は、放熱体１４を強制空冷する一方、同
時に気体供給源から供給され給気管１６を通過する気体
を前処理として空冷するので、吸熱体８で気体を冷却す
るエネルギーを減少させ熱効率を高めることができる。

【００２１】なお、本考案の実施例は、前述の実施例の
みに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００２２】

【考案の効果】本考案の気体乾燥装置によれば、下記の
如き、種々の優れた効果を奏し得る。

【００２３】Ｉ）ペルチエ効果素子の吸熱面に吸熱板を
介して直接、気体流通路を形成する吸熱筒及び内筒を冷
却することによって、気体流通路内及び吸熱筒内を流動
する気体を冷却して、気体に含まれている水蒸気を吸熱
体内において結露させるので、流入気体は効率的に除湿
され、またこのとき、気体を冷却した吸熱媒体に接触さ
せることによって結露がさらに促進されるので、除湿効
果を一層向上させることができる。

【００２４】ＩＩ）冷却された気体が放熱板の熱を奪っ
て昇温する際には同時に気体は放熱板を介してペルチエ
効果素子の放熱面の温度を下げると共に、放熱体の上方
に位置するファンが、ペルチエ効果素子により吸熱体か
ら放熱体へ移動した熱を強制空冷するので、ペルチエ効
果素子及び放熱体に熱が溜まることなく、従って、ペル
チエ効果素子の吸熱体から放熱体へ熱を移動させるヒー
トポンプの作用が効率的に行われ全体的に除湿効果の向
上を図ることができる。

【００２５】ＩＩＩ）気体流通路の外周面下端部に備え
られた開口が該開口の上方に位置する送気管の開口と完
全に分離しているため、水が誤って送気管の開口から送
気管に流入することがなく、また、気体流通路の開口と
送気管の開口の間には、内筒の内部に充填される層状の
吸熱媒体が設けられているため、水蒸気も吸熱媒体で空
気と確実に分離され、従って、除湿を確実に行うことが
できる。

【００２６】ＩＶ）ファンは、放熱体を強制空冷する一
方、同時に給気管を通過する気体を前処理として空冷す
るので、吸熱体で気体を冷却するエネルギーを減少させ
熱効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の気体乾燥装置の一実施例の概略を表す
断面図である。

【図２】従来の電子冷凍式乾燥装置の一例の概略を表す
断面図である。

【符号の説明】

１ ペルチエ効果素子 １ａ 吸熱面 １ｂ 放熱面２ 吸熱板 ３ 透孔 ４ 吸熱筒 ５ 気体流通路５ａ 開口 ６ 内筒 ７ 吸熱媒体 ８ 吸熱体１３ 放熱枠体 １４ 放熱体１５ ファン １６ 給気管 １７ 送気管１７ａ 開口 １８ ドレンバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 53/26

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペルチエ効果素子と、該ペルチエ効果素
   子の下面に設けられ該ペルチエ効果素子により気体を冷
   却するようにした吸熱体と、前記ペルチエ効果素子の上
   面に設けられ前記ペルチエ効果素子により気体を加熱す
   るようにした放熱体とを備え、 前記吸熱体は、前記ペルチエ効果素子の下面に直接接合
   した吸熱板と、外部へ開口した透孔が上部位置に設けら
   れて前記吸熱板の下面に直接固着された吸熱筒と、該吸
   熱筒の内径に適合する外径を有し且つ外周面下端部に開
   口を備えた螺旋溝状の気体流通路が形成されしかも該気
   体流通路の上端部が前記透孔に合致するよう前記吸熱筒
   内に挿入固着された内筒と、該内筒の内部に充填された
   層状の吸熱媒体とを備え、 前記放熱体は、前記ペルチエ効果素子からの熱を放熱す
   るようペルチエ効果素子の上面に直接接合した放熱板
   と、該放熱板の上面に固着されて上方に延びる放熱枠体
   とを備え、 前記吸熱筒の透孔には、気体を前記内筒の気体流通路へ
   導入する給気管が接続され、 前記内筒には、上端開口が前記吸熱媒体の上方に位置し
   て吸熱媒体を上下方向に貫通すると共に前記吸熱筒を貫
   通して外部へ延在し、前記放熱板からの熱により加熱さ
   れる気体が流通する送気管の一端側が挿入され、 前記吸熱筒の下部には、吸熱筒内で分離された水分を外
   部へ放出するドレンバルブが接続され、 前記放熱体の上方には、放熱体及び給気管を空冷するフ
   ァンを設けた、 ことを特徴とする気体乾燥装置。