JP3390967B2 - 乾燥した圧縮空気の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、乾燥した圧縮空気
の製造方法および製造装置に関する技術であり、更に詳
しくは、エアコンプレッサで作りだした圧縮空気を、先
ず、エアドライヤーで乾燥させ、更に、中空糸エアドラ
イヤーで乾燥させることで、非常に乾燥した圧縮空気を
作り出す技術に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の、乾燥した圧縮空気の製造方法お
よび製造装置に関する技術の中で、圧縮空気を乾燥させ
る一般的な技術としては、エアコンプレッサに、アフタ
ークーラと、エアタンクと、エアドライヤーを接続する
ことで、乾燥した圧縮空気を作り出していた。 【０００３】この場合、例えば図５に見られるように、
エアコンプレッサ（図示せず）より供給配管７１によっ
て供給された圧縮空気を、通常の能力のエアドライヤー
２０を使用した場合、出口では、７ｋｇｆ／ｃｍ²の圧
力の下で１０℃の温度、即ち、大気圧露点湿度は−１７
℃まで乾燥させることが出来た。 【０００４】更に、もっと乾燥した圧縮空気を必要とす
る場合には、例えば、エアドライヤー２０の下流にある
乾燥した圧縮空気を送り出している供給配管７２の途中
で各種の空圧機器７３を使用したいとき、各種の空圧機
器７３を使用している位置より前の所に、エアドライヤ
ーを増設してもっと乾燥した圧縮空気を作り出してい
た。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の乾燥した圧縮空気の製造方法および製造装置
には、以下に示すような課題があった。第一に、通常の
能力のエアドライヤーを使用した場合、出口では、７ｋ
ｇｆ／ｃｍ²の圧力の下で１０℃、即ち、大気圧露点湿
度は−１７℃という能力であり、その時の空気中の水分
を求めてみると、１．３６ｇ／ｍ³となる。 一方、こ
の乾燥した圧縮空気を、室温の低い隣の工場や、朝一番
の早朝や、暖房の不完全な工場や、戸外・・・等の１０
℃以下の温度のもとで各種の空圧機器に使用すると、各
種の空圧機器にドレンが発生するという課題があった。 【０００６】例えば、一つの仮定として、７ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の圧力で５℃の温度まで低下した時の大気圧露点湿
度は−２１℃であり、空気中の水分を求めてみると、
０．９８８４ｇ／ｍ³となる。 従って、１０℃から５
℃にまで温度が下がるとすると、０．３７１６ｇ／ｍ³
のドレンが更に発生する可能性があった。 【０００７】第二に、その様な時にエアドライヤーの増
設を必要に応じて行うことは、当事者にとって煩わしい
ことでもあるし、狭い工場の場合には、設置場所を確保
するにも困難があった。第三に、上記のようなドレンの
発生を予期して、大気圧露点で、−６０℃や−７２℃を
達成することが可能なエアドライヤーを、単独で、ま
た、通常の能力のエアドライヤーと並べて設置すること
も可能で有ったが、非常に高い価格のものであった。本
発明はこのような課題を解決することを目的としてい
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、エアコンプレ
ッサの下流にエアドライヤー２０を配設するとともに前
記エアドライヤー２０に中空糸エアドライヤー３０を連
通して、前記エアコンプレッサにより圧縮された圧縮空
気を乾燥させる乾燥した圧縮空気の製造装置において、
前記エアドライヤー２０に連通している第二の供給配管
５３を第一のＴ型の継手５２を介して第一の供給配管５
１に接続し、前記中空糸エアドライヤー３０に連通して
いる第五の供給配管５６を第二のＴ型の継手５７を介し
ている第六の供給配管５８に接続し、第二の前記供給配
管５３を前記エアドライヤー２０の上部に立設して固定
するとともに第二の前記供給配管５３に接続された第一
のＴ型の前記継手５２に丸棒５９を介して第二のＴ型の
前記継手５７を固定し、第二のＴ型の前記継手５７に前
記中空糸エアドライヤー３０に連通した第五の前記供給
配管５６を接続固定して、前記中空糸エアドライヤー３
０を前記エアドライヤー２０の上部に固定して配設し、
前記エアコンプレッサを第一の前記供給配管５１または
第六の前記供給配管５８に連通することを特徴とするこ
とによって、上記課題を解決した。 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】本願発明による、乾燥した圧縮空
気の製造方法および製造装置を実施の形態をあげて図面
と共に詳細に説明する。ここで、図１は、本願発明によ
る第一の発明の実施の形態の乾燥した圧縮空気の製造装
置を示した図であり、図２は、本願発明による第二の発
明の実施の形態の乾燥した圧縮空気の製造装置を示した
図であり、図３は、本願発明による乾燥した圧縮空気の
製造装置を構成している除塵装置と中空糸エアドライヤ
ーの詳細図であり、図４は、中空糸の作用を示した図で
ある。 【００１１】図１において、２０はエアドライヤーであ
り、エアコンプレッサ（図示せず）からの圧縮空気が、
供給配管５１とＴ型の形状をした継手５２と供給配管５
３を通って、エアドライヤー２０の圧縮空気入口２０ａ
から送り込まれるようになっている。 この場合、エア
ドライヤー２０は、冷凍式でもその他の形式のものでも
かまわない。 【００１２】一方、エアドライヤー２０を経由した圧縮
空気は、エアドライヤー２０の圧縮空気出口２０ｂから
除塵装置４０と中空糸エアドライヤー３０を経由する構
成となっている。 その際、除塵装置４０と中空糸エア
ドライヤー３０は、エアドライヤー２０の上部に配設さ
れている。 但し、図２に見られるように、エアドライ
ヤー２０の近傍であればエアドライヤー２０の上部に配
設されていなくてもかまわない。 この場合、近傍と
は、エアドライヤー２０と中空糸エアドライヤー３０を
隣接して設置するとして、具体的には１ｍ以内の間隙が
ある距離を意味している。 また、除塵装置４０を配設
することは、中空糸エアドライヤー３０の性能の確保や
耐久性の向上の点で良いことではあるが、必ずしも配設
する必要はない。 【００１３】尚、エアドライヤー２０からの乾燥した圧
縮空気は、供給配管５４を通って除塵装置４０に送り込
まれて塵と油を除去し、更に、供給配管５５を通って中
空糸エアドライヤー３０に送り込まれて一層乾燥した圧
縮空気となった後、供給配管５６とＴ型の継手５７と供
給配管５８を経由して、各種の空圧機器に供給されるよ
うになっている。 【００１４】また、除塵装置４０は供給配管５４によっ
て、中空糸エアドライヤー３０は供給配管５３と供給配
管５６とこれら供給配管５３と供給配管５６とを結合し
ている固定手段５２、５７、５９によってエアドライヤ
ー２０の上部に固定されている。 この場合、固定手段
５２、５７、５９は、Ｔ型の形状をした継手５２、５７
と圧縮空気の通過することのない丸棒５９とから構成さ
れている。 更に、除塵装置４０と中空糸エアドライヤ
ー３０は、供給配管５５で固定されている。 【００１５】その他に、固定手段として、供給配管５
１、５３の系統と、供給配管５６、５８の系統の２系統
の配管を一体に固定するタイプのものであれば、パイプ
クランプ（図示していない）等、別の方法でもかまわな
い。 また、除塵装置４０と中空糸エアドライヤー３０
をエアドライヤー２０の上部に固定するという目的に合
致すれば、更に別の方法でもかまわない。 【００１６】ここで、除塵装置４０は、ボディ４１と、
ボディ４１の下方に螺合によって着脱自在に装着された
ハウジング４３と、ハウジング４３内においてボディ４
１の下方に連設されて多孔板を円筒状としたフィルタ支
持体４５とから構成され、このフィルタ支持体４５の周
りに円筒状の除塵および除油フィルタ４２が着脱自在に
装着されている。 【００１７】また、ボディ４１には、除塵および除油フ
ィルタ４２に対向することなく、除塵および除油フィル
タ４２の外側域に連なる圧縮空気の流入口４１ａが形成
されていると共に、フィルタ支持体４５の内側に連なる
流出口４１ｂが形成されている。 【００１８】一方、除塵および除油フィルタ４２がフィ
ルタ支持体４５に対して着脱自在になっているのは、ボ
ディ４１に植込まれた植込ボルト４６と、フィルタ４２
およびフィルタ支持体４５を下から保持するためにそれ
らの下端に当接している座板４７と、フィルタ４２とフ
ィルタ支持体４５を下から保持している座板を支えるた
め植込ボルト４６にねじ込むことが出来るようになって
いるナット４８等の構成によるものである。 更に、ハ
ウジング４３の底部に溜まったドレンは、ドレン排出管
８３、８４に配設された手動弁４９とドレントラップ４
４を介して外部に排出されるようになっている。 【００１９】尚、除塵装置４０に送られてくる圧縮空気
は、乾燥しているということを考慮に入れると、除塵装
置４０でドレンが発生するという可能性は殆ど無く、手
動弁４９とドレントラップ４４を配設する必要性は無い
とも言える。 【００２０】また、中空糸エアドライヤー３０は、ケー
シング３１内に多数の中空糸３２を配設し、ケーシング
３１の内部の上下に集合室３４と分散室３３を形成し、
分散室３３と集合室３４の間に水蒸気室３５を形成する
ように仕切板３６、３７を設け、この仕切板３６、３７
によって中空糸３２の両端部を支持し、更に、中空糸３
２の両端開口を分散室３３、集合室３４にのぞませてあ
る。 【００２１】そして、ケーシング３１には、分散室３３
と外部を通ずる圧縮空気流入口３１ａと、集合室３４と
外部を通ずる乾き圧縮空気流出口３１ｂと、水蒸気室３
５と外部を通ずるパージ空気流入口３１ｃおよび排気口
３１ｄが設けられている。一方、パージ空気流入口３１
ｃおよび排気口３１ｄは、水蒸気室３５に於いて最も離
れた位置となるように、ケーシング３１の仕切板３６、
３７の近くに設けてある。 【００２２】更に、分散室３３への圧縮空気流入口３１
ａと除塵装置４０の流出口４１ｂの間は供給配管５５で
連結されていて、集合室３４からの乾き圧縮空気流出口
３１ｂは供給配管５６を経由して各種の空圧機器（図示
せず）に連通し、中空糸エアドライヤー３０の乾き圧縮
空気流出口３１ｂと各種の空圧機器に連通する供給配管
５６の途中から分岐したパージ空気配管９１は、パージ
空気流量調整弁３８とパージ空気配管９２を通って水蒸
気室３５のパージ空気流入口３１ｃに連結されている。 【００２３】一方、エアドライヤー２０は、一般的なも
のを使用しているが、ドレン排出管８１と手動弁２１と
ドレン排出管８２とドレントラップ２２を経由してドレ
ンを排出可能な構成となっている。 【００２４】尚、中空糸３２は、図４に見られるよう
に、孔径３００μ程度の筒状をなしている。 そして、
その周壁はポリイミド樹脂の分離膜で出来ていて、水蒸
気を透過しやすく空気を透過しにくいという性質を持っ
ている。 また、この中空糸３２は、例えば大気圧露点
−４０℃と低い低露点の乾き圧縮空気を容易に得ること
が出来る。 【００２５】従って、この中空糸３２は、図４におい
て、矢印Ａのように中空糸３２の一端から中空糸３２に
水蒸気Ｓと乾き空気Ｄ（丸印は窒素、偏平丸印は酸素を
示す）を含む圧縮空気（湿潤空気）を通じ、中空糸３２
の外側を低圧に保っておくと、中空糸膜を通じて水蒸気
Ｓのみが外部に出て中空糸３２の他端からは乾き圧縮空
気Ｄのみが流出する性質を持っている。 【００２６】尚、エアドライヤー２０と中空糸エアドラ
イヤー３０の配列に関しては、エアコンプレッサからエ
アドライヤー２０と中空糸エアドライヤー３０の順序で
配列していることは図１や図２で既に記載したが、図に
は示していないがエアコンプレッサから中空糸エアドラ
イヤー３０とエアドライヤー２０の配列も考えられる。
この場合、もちろん中空糸エアドライヤー３０の上流
に除塵装置４０を配設することも考えられる。 このよ
うに配列することによってエアドライヤー２０からドレ
ンが発生するのを防止することが可能となる。 【００２７】本発明による、乾燥した圧縮空気の製造方
法および製造装置は、前述したように構成されており、
以下に、その動作について説明する。 【００２８】エアコンプレッサからの圧縮空気は、供給
配管５１と継手５２と供給配管５３を経由して、圧縮空
気入口２０ａからエアドライヤー２０に送り込まれる。
尚、エアドライヤー２０からは、乾燥した圧縮空気
が、圧縮空気出口２０ｂより供給配管５４を経由して除
塵装置４０に送り込まれ、発生したドレンは、ドレン排
出管８１と手動弁２１とドレン排出管８２とドレントラ
ップ２２を経由して外部に排出される。 【００２９】一方、除塵装置４０に送り込まれた圧縮空
気は、ボディ４１の流入口４１ａよりハウジング４３内
の除塵及び除油フィルタ４２の外側空間に入る。 ここ
で、凝縮したドレンは、ハウジング４３の底に溜まり、
ドレン排出管８３、８４上の手動弁４９を介してドレン
トラップ４４により排出される。 但し、除塵装置４０
に送り込まれて来る圧縮空気は、かなり乾いた圧縮空気
であるために、大半の場合ドレンは殆ど発生しない。
次に、圧縮空気は、除塵及び除油フィルタ４２の外側か
ら内側に抜ける。 その際、圧縮空気中の塵及び油は除
かれる。 更に、除塵及び除油フィルタ４２の内側に抜
けた圧縮空気は、ボディ４１の流出口４１ｂから供給配
管５５を経由して中空糸エアドライヤー３０に送り込ま
れる。 【００３０】この、中空糸エアドライヤー３０に送り込
まれた圧縮空気は、ケーシング３１の圧縮空気流入口３
１ａから分散室３３に入り、分散して中空糸３２の中心
孔に入り、中心孔を下から上に進む間に圧縮空気中の水
蒸気Ｓのみが水蒸気室３５に抽出され、乾いた圧縮空気
Ｄとなって集合室３４に出て集合室３４で合流し、ケー
シング３１の乾いた圧縮空気流出口３１ｂから供給配管
５６を経由して各種の空圧機器に供給される。 【００３１】また、中空糸エアドライヤー３０と各種の
空圧機器に供給される供給配管５６の途中からは乾いた
圧縮空気Ｄの一部がパージ空気配管９１、９２からパー
ジ空気流入口２４ｃを通じて水蒸気室３５に送気され
る。 その際、パージ空気配管９１、９２の途中に介装
したパージ空気流量調整弁３８によってパージ空気流量
が調整される。 【００３２】ここで、水蒸気室３５に流入した乾いた圧
縮空気Ｄは水蒸気Ｓと混合して乾き度を低下させると共
に減圧されて排気口３１ｄから大気中に放散される。
この大気中に放散されるのは、水分以外のものを殆ど含
まない水蒸気であり、ドレンを発生しないのでそのまま
放出される。 【００３３】尚、除塵装置４０と中空糸エアドライヤー
３０は、供給配管５３、５４、５５、５６と固定手段５
２、５７、５９によってエアドライヤー２０の上部に確
実に固定されることによって、従来の装置と設置面積の
変わらないコンパクトで安定性のある装置が可能となっ
たのである。 【００３４】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により、下記のような効果をあげることができる。第一
に、中空糸エアドライヤーを増設することによって、乾
燥した圧縮空気の製造装置は、圧縮空気の製造装置より
多少気温の低い場所で空圧機器を使用しても、ドレンが
発生する心配は無くなった。 【００３５】第二に、中空糸エアドライヤーをエアドラ
イヤーの上部に配設することによって、設置面積の増加
しない、非常に良く乾燥した圧縮空気の製造装置が可能
となった。 更に、エアドライヤーの上部に配設した除
塵装置は、流れて来る圧縮空気が乾燥していることもあ
って、ドレンの発生も殆ど無く、汚れの無い装置が可能
となった。 【００３６】第三に、非常に乾燥した圧縮空気の製造装
置であるにもかかわらず、コストの面では、中空糸エア
ドライヤーを使用したということと、エアドライヤーの
上部に配設した除塵装置もこの位置ではドレンの発生も
殆ど無いためにドレントラップを配慮する必要も無いと
いうことで、低コストの装置が可能となった。 【００３７】第四に、配管や継手を固定装置にも兼用す
ることにより、コストの安い、安定性のある装置が可能
となった。第五に、除塵装置を設けることによって、中
空糸エアドライヤーの確実な性能の確保と耐久性の向上
が可能となった。

【図面の簡単な説明】 【図１】本願発明による第一の発明の実施の形態の乾燥
した圧縮空気の製造装置を示した図 【図２】本願発明による第二の発明の実施の形態の乾燥
した圧縮空気の製造装置を示した図 【図３】本願発明による乾燥した圧縮空気の製造装置を
構成している除塵装置と中空糸エアドライヤーの詳細図 【図４】中空糸の作用を示した図 【図５】従来の圧縮空気の使用状況を示した図 【符号の説明】 ２０・・・・・エアドライヤー ２０ａ・・・・圧縮空気入口 ２０ｂ・・・・圧縮空気出口 ２０ｃ・・・・ドレン排出口 ２０ｄ・・・・圧縮空気入口 ２０ｅ・・・・圧縮空気出口 ２１・・・・・手動弁 ２２・・・・・ドレントラップ ３０・・・・・中空糸エアドライヤー ３１・・・・・ケーシング ３１ａ・・・・圧縮空気流入口 ３１ｂ・・・・圧縮空気流出口 ３１ｃ・・・・パージ空気流入口 ３１ｄ・・・・排気口 ３２・・・・・中空糸 ３３・・・・・分散室 ３４・・・・・集合室 ３５・・・・・水蒸気室 ３６・・・・・仕切板 ３７・・・・・仕切板 ３８・・・・・パージ空気流量調整弁 ４０・・・・・除塵装置 ４１・・・・・ボディ ４１ａ・・・・流入口 ４１ｂ・・・・流出口 ４２・・・・・フィルタ ４３・・・・・ハウジング ４４・・・・・ドレントラップ ４５・・・・・フィルタ支持体 ４６・・・・・植込ボルト ４７・・・・・座板 ４８・・・・・ナット ４９・・・・・手動弁 ５１・・・・・供給配管 ５２・・・・・継手 ５３・・・・・供給配管 ５４・・・・・供給配管 ５５・・・・・供給配管 ５６・・・・・供給配管 ５７・・・・・継手 ５８・・・・・供給配管 ５９・・・・・丸棒 ６１・・・・・供給配管 ６２・・・・・供給配管 ６３・・・・・供給配管 ７１・・・・・供給配管 ７２・・・・・供給配管 ７３・・・・・各種の空圧機器 ８１・・・・・ドレン排出管 ８２・・・・・ドレン排出管 ８３・・・・・ドレン排出管 ８４・・・・・ドレン排出管 ９１・・・・・パージ空気配管 ９２・・・・・パージ空気配管

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 エアコンプレッサの下流にエアドライヤ
   ー（２０）を配設するとともに前記エアドライヤー（２
   ０）に中空糸エアドライヤー（３０）を連通して、前記
   エアコンプレッサにより圧縮された圧縮空気を乾燥させ
   る乾燥した圧縮空気の製造装置において、前記エアドラ
   イヤー（２０）に連通している第二の供給配管（５３）
   を第一のＴ型の継手（５２）を介して第一の供給配管
   （５１）に接続し、前記中空糸エアドライヤー（３０）
   に連通している第五の供給配管（５６）を第二のＴ型の
   継手（５７）を介している第六の供給配管（５８）に接
   続し、第二の前記供給配管（５３）を前記エアドライヤ
   ー（２０）の上部に立設して固定するとともに第二の前
   記供給配管（５３）に接続された第一のＴ型の前記継手
   （５２）に丸棒（５９）を介して第二のＴ型の前記継手
   （５７）を固定し、第二のＴ型の前記継手（５７）に前
   記中空糸エアドライヤー（３０）に連通した第五の前記
   供給配管（５６）を接続固定して、前記中空糸エアドラ
   イヤー（３０）を前記エアドライヤー（２０）の上部に
   固定して配設し、前記エアコンプレッサを第一の前記供
   給配管（５１）または第六の前記供給配管（５８）に連
   通することを特徴とする乾燥した圧縮空気の製造装置。