JP3268305B2 - 圧縮空気除湿装置 - Google Patents

圧縮空気除湿装置

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JP3268305B2 JP13879394A JP13879394A JP3268305B2 JP 3268305 B2 JP3268305 B2 JP 3268305B2 JP 13879394 A JP13879394 A JP 13879394A JP 13879394 A JP13879394 A JP 13879394A JP 3268305 B2 JP3268305 B2 JP 3268305B2
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮空気除湿装置に係
り、特に膜式ドライヤの小型化およびパージ量を低減を
図るために好適な圧縮空気除湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の圧縮空気除湿技術として、例えば
特開昭63−209731号公報に記載の技術がある。
この従来技術では、圧縮機,冷却器,フィルタ,中空糸
分離膜モジュールの系統とからなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、圧縮空気中の水分を全て中空糸分離膜のみで除去
させるため、中空糸分離膜を使用した膜式ドライヤ部分
が大型化してしまう問題があった。また、関連機器がユ
ニット化されていないため、ユーザ側での配管作業が多
く、さらには広い設置スペースを要する問題もあった。
【0004】本発明の目的は、膜式ドライヤの負荷を軽
減し、膜式ドライヤの小型化およびパージ量を低減で
き、しかも1台の装置で露点の異なる圧縮乾燥空気を供
給し得る圧縮空気除湿装置を提供することにある。
【0005】また、本発明の他の目的は関連機器を一体
化し、ユーザ側での配管作業を簡略化でき、さらに省ス
ペース化を図り得る圧縮空気除湿装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的は、皮膜内外の
水蒸気分圧差を利用して圧縮空気中の水分を除去する膜
式ドライヤの上流側に、少なくとも圧縮機と凝縮器と膨
張弁と蒸発器とを備えた冷凍サイクル式エアドライヤを
設置し、前記膜式ドライヤと冷凍サイクル式エアドライ
ヤとを一つのユニットにまとめたことにより、達成され
る。
【0007】また、前記目的は前記膜式ドライヤと冷凍
サイクル式エアドライヤとを一つのユニットにまとめる
とともに、前記ユニットとパッケージ型油冷式スクリュ
ー圧縮機とを一体化したことにより、達成される。
【0008】さらに、前記目的は前記膜式ドライヤとし
て、中空糸分離膜を用いたことにより、達成される。
【0009】
【作用】本発明では、中空糸分離膜を用いた膜式ドライ
ヤの上流側に、少なくとも圧縮機,凝縮器,膨張弁,蒸
発器を備えた冷凍サイクル式エアドライヤを設置してい
る。そして、この冷凍サイクル式エアドライヤにより、
大気中に含まれている水分を事前に分離除去する。例え
ば、大気温度45℃における飽和絶対湿度65.3g/
3を、大気圧露点−17℃,飽和絶対湿度1.37g
/m3まで分離除去し、約98%の水分を膜式ドライヤ
の手前で除去する。
【0010】これにより、中空糸分離膜を用いた膜式ド
ライヤの負荷を軽減できるので、膜式ドライヤ部分の小
型化およびパージ量の低減を図ることができる。
【0011】また、冷凍サイクル式エアドライヤで乾燥
処理された乾燥空気と、冷凍サイクル式エアドライヤで
乾燥処理後、さらに膜式ドライヤで乾燥処理された乾燥
空気とで露点の異なる圧縮乾燥空気を供給することが可
能となる。
【0012】また、本発明では中空糸分離膜を用いた膜
式ドライヤと、前記冷凍サイクル式エアドライヤとを一
つのユニットにまとめたほか、前記ユニットとパッケー
ジ型油冷式スクリュー圧縮機とを一体化している。
【0013】これにより、ユーザ側での配管作業を大幅
に簡略化することができるほか、省スペース化を図るこ
とができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
【0015】図1〜図5は本発明の一実施例を示すもの
で、図1は圧縮空気除湿装置全体の概要を示す系統図、
図2は除湿装置の正面図、図3は図2の左側面図、図4
は図2の右側面図、図5は冷凍サイクル式エアドライヤ
の系統図である。
【0016】その図1に示す実施例の圧縮空気除湿装置
は、機台Aと、これの一半部に搭載されたパッケージ型
油冷式スクリュー圧縮機Bと、機台Aの他半部に搭載さ
れた除湿装置Cとを備えている。
【0017】前記パッケージ型油冷式スクリュー圧縮機
Bは、図1に示すように、空気圧縮機1と、オイルセパ
レータエレメント3を有するオイルセパレータ2と、ア
フタクーラ4とを備えて構成されている。
【0018】前記除湿装置Cは、図1に示すように、冷
凍サイクル式エアドライヤ12と、エアフィルタ25
と、ミクロミストフィルタ26と、膜式ドライヤ27
と、放気サイレンサ30とを備えて構成されている。ま
た、この除湿装置Cでは前記構成機器がユニットベース
6上に設置されたハウジング7にまとめて組み込まれて
いて、ユニット化されている。さらに、前記ハウジング
7上には図2に示すように、計器パネル8が搭載されて
いる。
【0019】前記計器パネル8には、図2に示すよう
に、空気圧力指示計9と、操作ボタン10とが設けられ
ている。
【0020】前記ハウジング7には、除湿装置Cの構成
機器が組み込まれているほか、図4に示すように、電源
挿入口11が設けられている。
【0021】前記冷凍サイクル式エアドライヤ12は、
図5に示すように、圧縮空気の入口ポート13と、プレ
クーラ14と、圧縮機15と、空冷ファン16を有する
凝縮器17と、膨張弁18と、ホットガスバイパス弁回
路19と、蒸発器であるエアクーラ20と、アキュムレ
ータ21と、乾燥空気の出口ポート22,23と、オー
トドレントラップ24とを備えて構成されている。前記
圧縮空気の入口ポート13には、前記パッケージ型油冷
式スクリュー圧縮機Bのアフタクーラ4の出口配管5が
接続されている。そして、前記冷凍サイクル式エアドラ
イヤ12は図1から分かるように、膜式ドライヤ27の
上流側に設置されている。
【0022】前記エアフィルタ25は、図1に示すよう
に、冷凍サイクル式エアドライヤ12における乾燥空気
の一方の出口ポート22に接続されている。
【0023】前記ミクロミストフィルタ26は、前記エ
アフィルタ25に接続されている。
【0024】前記膜式ドライヤ27には、中空糸分離膜
が用いられている。また、この膜式ドライヤ27は前記
ミクロミストフィルタ26に接続されている。
【0025】前記冷凍サイクル式エアドライヤ12にお
ける乾燥空気の他方の出口ポート23は、図1に示すよ
うに、乾燥空気の出口配管29を通じてユーザ側機器に
連絡されている。また、前記膜式ドライヤ27における
乾燥空気の一方の出口は、出口配管28を通じてユーザ
側機器に連絡され、他方の出口は放気サイレンサ30を
通じて大気に連通している。
【0026】次に、この実施例の動作について説明す
る。
【0027】パッケージ型油冷式スクリュー圧縮機Bの
空気圧縮機1によって圧縮された圧縮空気は、オイルセ
パレータ2内のオイルセパレータエレメント3により油
と圧縮空気とに分離される。前述のごとく油と分離され
た圧縮空気は、アフタクーラ4によって大気温度+15
℃以下まで冷却される。前記アフタクーラ4で冷却され
た圧縮空気は、吐出配管5を通じて除湿装置Cの冷凍サ
イクル式エアドライヤ12の入口ポート13に導かれ
る。
【0028】前記冷凍サイクル式エアドライヤ12に導
かれた圧縮空気は、次のように冷却され、乾燥処理され
る。プレクーラ14で予冷された圧縮空気は、エアクー
ラ20へ流入する。冷凍サイクル式エアドライヤ12の
圧縮機15,凝縮器17,膨張弁18を経て蒸発器であ
るエアクーラ20に供給された冷媒と熱交換し、このエ
アクーラ20でさらに冷却され、例えば大気温度45
℃,飽和湿度65.3g/m3の圧縮空気は、飽和湿度
1.37g/m3まで変化し、65.3−1.37=6
3.93g/m3の水分が除去され、乾燥処理された
後、プレクーラ14に戻り、空気入口13から入ってく
る高温の圧縮空気によって温められ、一部は必要に応じ
て図1に示す出口ポート23から出口配管29を通じて
ユーザ側機器に供給される。また、他の一部は出口ポー
ト22を通じてエアフィルタ25に送られる。前記エア
クーラ20により圧縮空気から除去された水分は、図
2,図3および図5に示すオートドレントラップ24を
通じて排出される。
【0029】前記冷凍サイクル式エアドライヤ12のエ
アクーラ20で乾燥処理された圧縮乾燥空気は、図1に
示すエアフィルタ25により塵埃が除去され、ミクロミ
ストフィルタ26に送られ、ここでエアロゾル状の油微
粒子が分離除去され、次の膜式ドライヤ27に送り込ま
れる。
【0030】前記膜式ドライヤ27では、中空糸分離膜
の内外の水蒸気分圧差で、さらに圧縮空気中の水分が除
去され、乾燥処理される。そして、前記中空糸分離膜の
外側に乾燥空気の一部をパージすることによって、中空
糸分離膜を透過して来た水蒸気が大気中に排出されるこ
とにより、低露点の圧縮乾燥空気が得られる。
【0031】前述のごとく、中空糸分離膜を用いた膜式
ドライヤ27により最終的に乾燥処理された圧縮乾燥空
気は、必要に応じて出口配管28を通じてユーザ側機器
に供給され、利用される。また、余剰の圧縮乾燥空気は
図1に示す放気サイレンサ30を経て大気に放出され
る。
【0032】以上により、冷凍サイクル式エアドライヤ
12の出口ポート23に接続された出口配管29からは
高露点の圧縮乾燥空気が供給され、膜式ドライヤ27の
出口に接続された出口配管28からは低露点の圧縮乾燥
空気が供給されることになる。
【0033】したがって、この実施例では1台の除湿装
置Cから露点の異なる圧縮乾燥空気を供給することが可
能となる。
【0034】また、この実施例では膜式ドライヤ27の
上流側に冷凍サイクル式エアドライヤ12を設置してお
り、この冷凍サイクル式エアドライヤ12により膜式ド
ライヤ27の手前で約98%の水分を除去することがで
きるので、膜式ドライヤ27の負荷を軽減でき、したが
って膜式ドライヤ27の小型化およびパージ量の低減を
図ることができる。
【0035】しかも、この実施例では冷凍サイクル式エ
アドライヤ12と膜式ドライヤ27とを一つのユニット
にまとめ、さらに前記除湿装置Cとパッケージ型油冷式
スクリュー圧縮機Bとを共通の機台A上に搭載し、1台
にまとめているので、装置全体を大幅に小型化でき、ユ
ーザ側での配管作業を簡略化することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明した本発明の請求項1記載の発
明によれば、皮膜内外の水蒸気分圧差を利用して圧縮空
気中の水分を除去する膜式ドライヤの上流側に、少なく
とも圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを備えた冷凍サ
イクル式エアドライヤを設置し、前記膜式ドライヤと冷
凍サイクル式エアドライヤとを一つのユニットにまとめ
ており、膜式ドライヤの手前で冷凍サイクル式エアドラ
イヤにより約98%の水分を除去することが可能である
ため、膜式ドライヤの小型化およびパージ量の低減を図
り得る効果があり、冷凍サイクル式エアドライヤで乾燥
処理された乾燥空気と、冷凍サイクル式エアドライヤで
乾燥処理後、さらに膜式ドライヤで乾燥処理された乾燥
空気とで露点の異なる圧縮乾燥空気を供給し得る効果も
ある。
【0037】また、本発明の請求項2記載の発明によれ
ば、前記膜式ドライヤと冷凍サイクル式エアドライヤと
を一つのユニットにまとめるとともに、前記ユニットと
パッケージ型油冷式スクリュー圧縮機とを一体化してい
るので、ユーザ側での配管作業を大幅に簡略化すること
ができるほか、省スペース化を図り得る効果がある。
【0038】さらに、本発明の請求項3記載の発明で
は、前記膜式ドライヤとして、中空糸分離膜を用いてい
るので、中空糸分離膜の特性を活用して圧縮空気を的確
に除湿し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における圧縮空気除湿装置全
体の概要を示す系統図である。
【図2】本発明除湿装置の正面図である。
【図3】図2の左側面図である。
【図4】図2の右側面図である。
【図5】除湿装置を構成している冷凍サイクル式エアド
ライヤの系統図である。
【符号の説明】 A…機台、B…パッケージ型油冷式スクリュー圧縮機、
1…空気圧縮機、2…オイルセパレータ、4…アフタク
ーラ、5…圧縮空気の吐出配管、C…除湿装置、6…ユ
ニットベース、7…ハウジング、12…冷凍サイクル式
エアドライヤ、13…圧縮空気の入口ポート、14…プ
レクーラ、15…圧縮機、17…凝縮器、18…膨張
弁、20…蒸発器であるエアクーラ、22,23…乾燥
空気の出口ポート、24…オートドレントラップ、25
…エアフィルタ、26…ミクロミストフィルタ、27…
膜式ドライヤ、28,29…乾燥空気の出口配管、30
…放気サイレンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−143523(JP,A) 特開 平4−122414(JP,A) 実開 平4−17816(JP,U) 実開 平5−95626(JP,U) 特公 平3−31485(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/26 F04B 39/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸
    発器を備え、その蒸発器が空気圧縮機の吐出側に接続さ
    れたアフタークーラの下流に接続され、蒸発器で圧縮空
    気を冷却して圧縮空気の除湿を行う冷凍サイクル式エア
    ドライヤと、この冷凍式エアドライヤの下流側に接続さ
    れ、圧縮空気の除湿を行う膜式ドライヤとを備え、前記
    冷凍サイクル式エアドライヤと膜式ドライヤとを一つの
    ユニットにまとめたことを特徴とする圧縮空気除湿装
    置。
  2. 【請求項2】 前記冷凍サイクル式エアドライヤと膜式
    ドライヤとを一体化したユニットを、パッケージ形油冷
    式スクリュー圧縮機と一体化して配置したことを特徴と
    する請求項1記載の圧縮空気除湿装置。
  3. 【請求項3】 前記膜式ドライヤとして、中空糸分離膜
    を用いたことを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の圧縮空気除湿装置。
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