JP4439785B2 - 吸着乾燥機を備えたコンプレッサーユニットと該ユニットのための吸着乾燥機 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、
少なくとも一つのコンプレッサー要素（２）及び吸着乾燥機（６）を有するコンプレ ッサーユニットであって、
該乾燥機が、容器（８）、該容器内に回転可能なやり方で取り付けられたローター（ ７）、および該ローター（７）を回転させるための手段（１３）を有するタイプのもの であり、
容器（８）の両端のそれぞれにおいて、ローター（７）の端の前部に、少なくとも二 つの分離された隔室（２０，２１；２３，２４）が形成され、それぞれに、それぞれ気 体の供給と排出のための入口または出口（２８，２６；２９，２７）が備えられ、
また、容器（８）の一つの端の隔室（２４）と他の端の隔室（２１）との間にあるロ ーター（７）の部分が、再生可能な乾燥剤の充填された乾燥チャンバー（９）を形成し 、前記容器の前記一つの端の他の隔室（２０）と他の端の他の隔室（２３）との間にあ るローター（７）の部分が、再生可能な乾燥剤（１８）の充填された再生チャンバー（ １０）を形成し、
該コンプレッサー要素（２）の該出口が、出口導管（３）によって、冷却器（４）お よび水分離器（５）を介して、乾燥チェンバー（９）を形成する、ローター（７）の該 部分に接続された、
コンプレッサーユニット
に関する。
【０００２】
吸着乾燥機を備えたそのようなコンプレッサーユニットは、たとえば、ＵＳ−Ａ−５，３８５，６０３号およびＧＢ−Ａ−１，３４９，７３３号明細書に記載されている。
【０００３】
そのようなコンプレッサーユニットは、コンプレッサー要素を有し、該要素は、主導管により、冷却器と凝縮水の分離器とを介して、乾燥チャンバーの入り口にある隔室に接続され、一方、冷却器の上流にある主導管の枝管が、再生チャンバーの入口にある隔室に接続されており、また戻り導管が、再生チャンバーの出口にある隔室をエジェクターの高さで主導管に接続している。
【０００４】
乾燥チャンバーにおける気体の乾燥中、先行サイクルで水分飽和した乾燥剤が、再生チャンバーにおいて再生される。この再生は、コンプレッサー要素の圧縮空気の一部分たとえば４０％を再生チャンバーを通過させ、冷却し、凝縮水を分離したあと、該空気を、戻り導管とエジェクターを通して送ることにより、乾燥すべき気体に合流させることによって、なされる。
【０００５】
再生チャンバーからの水分含有気体をふたたびコンプレッサー要素からの圧縮空気と混合するための、第二の導管、戻り導管、およびミキサーたとえばエジェクターが必要であるため、これらの公知のコンプレッサーユニットは、かなり複雑な構造を有する、高価な吸着乾燥機を備えている。
【０００６】
さらに、臨界的な状況下では、すなわち、コンプレッサー要素に対する負荷が小さく、再生のための温度が十分高くない場合には、再生は不十分なものとなる。
【０００７】
本発明の目的は、これらの欠点を除去し、より簡単な構造を有し、またコンプレッサー要素に対する負荷が小さいときにも乾燥剤の効率的な再生が可能であるような吸着乾燥機を備えたコンプレッサーユニットを提供することである。
【０００８】
本発明によれば、この目的は、
再生チャンバーを形成するローターの部分が、出口導管において、コンプレッサー要素と冷却器との間に配置され、
容器の一つの端の前記隔室の間と容器の他の端の前記隔室の間に、分離隔室が形成され、これらが前記隔室を互いに分離し、
手段が備えられ、これらの手段が、前記分離隔室から気体を、これらの分離隔室内の圧力が、乾燥チャンバーの一つの端にあって気体のための出口を備えた隔室内の圧力よりも小さくなるまで、排出するためのものである、
ことを特徴とするコンプレッサーユニット、
によって達成される。
【０００９】
ユニットにおける圧力損失のため、この隔室内の圧力はコンプレッサー要素の出口圧力よりもやや低い。
【００１０】
したがって、圧縮気体の全流量が再生チャンバーを通って流れ、コンプレッサーユニットに属する冷却器によって冷却され、乾燥前に、水分離器によって凝縮水が除去される。これは、本発明の吸着乾燥機の特殊な構造によって可能になる。再生のために使用した気体から水分を除去するための追加の冷却器は不要である。
【００１１】
特に、ＵＳ−Ａ−３，２０５，６３８号およびＦＲ−Ａ−２，３８０，０６３号明細書により、圧縮気体の全流量を吸着乾燥機の再生チャンバーを通すことが公知であるが、この吸着乾燥機は、もう一つのタイプの吸着乾燥機、すなわち、ローターを有さず固定された完全に分離されたチャンバーを有し、該チャンバーが、セレクター弁によって、出口導管に接続され、それによって乾燥と再生の交代が、これらのセレクター弁の状態の交代によって得られるタイプの吸着乾燥機である。
【００１２】
ローターを有する公知の吸着乾燥機の場合、これは可能ではない。ローターと容器の端の隔室との間で常に漏れがあるからである。その結果、容器の一端においては、コンプレッサー要素からの高圧の高温気体が、乾燥チャンバーに接続されている低圧の隔室に向かって漏れを起こし、一方、容器の他端では、再生チャンバーを出て行くまだ暖かい水分含有気体が、乾燥チャンバーの出口に接続された隔室に向かって漏れを起こし、低温の乾燥気体がふたたび暖められ、水分を含むようになる。
【００１３】
これらの問題は本発明によって解決される。
【００１４】
両端にある二つの隔室は相互に接続することができ、たとえば、乾燥チャンバーを形成する部分と再生チャンバーを形成する部分との間にあるローターの少なくとも一つの部分によって接続することができる。
【００１５】
前記手段は、吸引導管によって隔室と接続された出口導管に備えられたエジェクターを有することができる。
【００１６】
本発明は、また、
容器、該容器内に回転可能なやり方で取り付けられたローター、および該ローターを回転させるための手段を有するタイプの吸着乾燥機であって、
このとき、容器の各端において、ローターの端の前部に、少なくとも二つの分離された隔室が形成され、これらの隔室それぞれに、気体の供給と排出それぞれのための入口または出口が備えられ、
容器の一つの端の隔室と他の端の隔室との間にあるローターの部分が、再生可能な乾燥剤の充填された乾燥チャンバーを形成し、
また、前記容器の前記一つの端の他の隔室と前記他の端の他の隔室との間にあるローターの部分が、再生可能な乾燥剤の充填された再生チャンバーを形成する、
吸着乾燥機において、
再生チャンバーを形成するローターの部分が、コンプレッサー要素と冷却器との間の出口導管に配置され、
容器の一つの端の前記隔室の間、および容器の他の端の前記隔室の間に、分離隔室が形成され、該分離隔室が隔室を互いに分離し、
手段が、これらの分離隔室から気体を排除するために、備えられている、
ことを特徴とする吸着乾燥機、
にも関する。
【００１７】
以下、本発明の特徴をより良く示すために、限定性を有しない実施例として、本発明による吸着乾燥機と該乾燥機を備えたコンプレッサーユニットとの好ましい実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１に模式的に示すコンプレッサーユニットは、実質的に、コンプレッサー要素２、該要素の出口導管に取り付けられた冷却器４、該冷却器の次にある水分離器５から成るコンプレッサー１を有し、また、連続回転できるように縦型容器８に取り付けられ、乾燥チャンバー９と再生チャンバー１０が形成されているローター７を有するタイプの吸着乾燥機６を有している。
【００１９】
ローター７は、垂直軸１１に取り付けてあり、該軸は、容器８の最下端の軸受け１２によって支えられており、また通常、ローター７の駆動手段を形成するモーター１３によって連続的に駆動される。
【００２０】
ローター７は垂直管の束から成る。
【００２１】
ローター７の両端においては、これらの管はリング１４または１５によってまとめて保持されている。
【００２２】
ローター７は、最下部のリング１４によって、容器８のエッジ上に乗せられている。最下部のリング１４と最上部のリング１５とには、ゴムシーリング１６が取り付けてあり、これは容器壁に対して引きずられるようになっている。
【００２３】
乾燥チャンバー９と再生チャンバー１０は、ローター７の部分によって形成され、これらは互いに他の鏡像関係になっており、一緒に軸１１を包囲している。
【００２４】
乾燥チャンバー９および再生チャンバー１０を形成する前記管には、再生可能な乾燥剤１８たとえばシリカゲルが充填されている。
【００２５】
ローター７の両端の前部にあたる容器８の両端は、隔壁１９によって隔室に分割されている。すなわち、上部においては、間に分離隔室２２をはさんだ二つの隔室２０と２１に分割され、底部においては、間に分離隔室２５をはさんだ二つの隔室２３と２４に分割されている。
【００２６】
乾燥チャンバー９は、隔室２１と２４との間にある、ローター７の部分であり、再生チャンバー１０は、隔室２０と２３との間にある、ローター７の部分である。
【００２７】
分離隔室２１と２５との存在のため、乾燥チャンバー９と再生チャンバー１０とは、半円よりも小さな水平断面を有し、たとえば中心角約１６０°の扇形となる。
【００２８】
分離隔室２１と２５は、形成される乾燥チャンバー９と再生チャンバー１０との間にある、ローター７の部分１７によって相互接続されている。
【００２９】
隔室２０は、最上端すなわち再生チャンバー１０の入口に接続されていて、入口２６を有し、該入口は出口導管３によって、コンプレッサー要素２の出口と直接に接続しており、一方、隔室２３は、この再生チャンバー１０の最下端に接続していて、出口２７を備えており、該出口は出口導管３によって冷却器４の入口に接続している。
【００３０】
同様にして、最下部の隔室２４は、最下端すなわち乾燥チャンバー９の入口に接続されていて、入口２８を供えており、該入口は出口導管３によって水分離器５の出口に接続されており、一方、最上部隔室２１は最上端すなわち乾燥チャンバー９の出口に接続されており、出口２９が備えられている。
【００３１】
これらの分離隔室２２および２５したがってまたローター７の部分１７から気体を排出し、これらにおける圧力を、隔室２１内の乾燥気体の圧力よりも低くなるまで、低下させるために、手段が備えられている。
【００３２】
ここで示す実施形態の場合、これらの手段は、エジェクター３０によって構成され、該エジェクターは、出口２７と出口導管３に備えられた冷却器４との間に配置され、該手段の吸引導管３１が隔室２５に接続されている。該吸引導管は、エジェクター３０の狭くなった部分に終わっている。
【００３３】
変形実施形態においては、これらの手段は、隔室２２および２５の一つまたはローター７の部分１７から気体を吸引排出する、吸引ポンプまたはファンによって構成することができる。
【００３４】
前述のコンプレッサーユニットの動作は、下記のようである。
【００３５】
コンプレッサー要素２によって供給される暖かい圧縮気体の全流量は、出口導管３、入口２６、および隔室２０を通って、再生チャンバー１０に流入し、いずれにしろ該チャンバーには、コンプレッサーユニットがすでにある程度の時間運転されている場合、湿った乾燥剤１８がはいっている。
【００３６】
再生チャンバー１０においては、この暖かい気体が水分を取り込み、その結果、この乾燥剤１８は再生される。湿った暖かい気体は、隔室２３、出口２７、したがってまたエジェクター３０を通って、冷却器４に向かって流れ、該冷却器において、冷却の結果として、水分が凝縮する。
【００３７】
この流れにより、エジェクター３０内に負圧が発生し、したがって、吸引導管３１によって、分離隔室２５から気体が吸引され、またローター７の部分１７によって、頂部の分離隔室２２からも気体が吸引される。
【００３８】
その結果、隔室２０および２３とローター７との間で不可避的に漏れを引き起こす、圧力下の暖かい気体が、隔室２１および２４に到達せず、したがって冷却され水分離器によって脱水された気体と混合することがない。
【００３９】
水分離器５においては、凝縮水と低温の脱水気体とが入口２８と隔室２４とを通って乾燥チャンバー９にはいり、ここでさらに乾燥され、そのあと、隔室２１と出口２９を通って、使用のための低温・乾燥状態で、吸着乾燥機６を離れる。
【００４０】
隔室２１および２４から漏れるかもしれない低温気体は、それぞれ分離隔室２２，２５にはいり、したがってエジェクター３０によって分離隔室２５から吸引除去され、したがってもれた低温気体が隔室２０および２３に到達することはなく、これらの隔室内の暖かい気体を冷却することはありえない。
【００４１】
ローター７の連続回転速度は、管内の乾燥剤１８が水分で飽和したとき、この管が乾燥チャンバー９の一部を構成することを終えるようなものとなるように選択する。ローター７のさらなる小さな回転ののち、同じ管が再生チャンバー１０の一部を構成することになり、この管がこの再生チャンバー１０の一部を構成することを終えたとき、この管内の乾燥剤１８は再生されており、したがってこの乾燥剤は、この管が乾燥チャンバー９の一部をふたたび構成するようになると同時に乾燥のために再使用することができる。
【００４２】
再生チャンバー１０からの水分含有気体を冷却する前に、冷却器がコンプレッサー１によって使用されるので、コンプレッサーユニットは一つの冷却器しか有さず、したがって構成が簡単になる。
【００４３】
低負荷の場合にも、気体は最適なやり方で乾燥される。
【００４４】
この吸着乾燥機の場合、一つよりも多くの乾燥チャンバー９および／または再生チャンバー１０を作りつけることができ、その場合、それぞれの乾燥チャンバー９、再生チャンバー１０は、容器８の一端で個別の隔室に終わるか、または一つの共通の隔室に終わる。
【００４５】
コンプレッサーは多段コンプレッサーとすることができ、たとえば、順次に配列された二つ以上のコンプレッサー要素を有することができる。この場合、吸着乾燥機６に接続されるコンプレッサー要素は、もちろん、最終または高圧コンプレッサー要素である。
【００４６】
本発明は、いかなる意味でも、前記の実施形態に限定されるものではなく、逆に、本発明のコンプレッサーユニットと該ユニットのための吸着乾燥機とは、本発明の範囲を逸脱することなく、いろいろな変形により、実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による吸着乾燥機を備えたコンプレッサーユニットを模式的に示す図である。
【図２】 図１の線II−IIに沿う断面図である。
【符号の説明】
１ コンプレッサー
２ コンプレッサー要素
３ 出口導管
４ 冷却器
５ 水分離器
６ 吸着乾燥機
７ ローター
８ 縦型容器
９ 乾燥チャンバー
１０ 再生チャンバー
１１ 垂直軸
１２ 軸受け
１３ モーター
１４、１５ リング
１６ ゴムシーリング
１７ ローター７の部分
１８ 乾燥剤
１９ 隔壁
２０、２１ 隔室
２２ 分離隔室
２３、２４ 隔室
２５ 分離隔室
２６ 入口
２７ 出口
２８ 入口
２９ 出口
３０ エジェクター
３１ 吸引導管

Claims (11)

1. 少なくとも一つのコンプレッサー要素（２）及び吸着乾燥機（６）を有するコンプレ ッサーユニットであって、
   該乾燥機が、容器（８）、該容器内に回転可能なやり方で取り付けられたローター（ ７）、および該ローター（７）を回転させるための手段（１３）を有するタイプのもの であり、
   容器（８）の両端のそれぞれにおいて、ローター（７）の端の前部に、少なくとも二 つの分離された隔室（２０，２１；２３，２４）が形成され、それぞれに、それぞれ気 体の供給と排出のための入口または出口（２８，２６；２９，２７）が備えられ、
   また、容器（８）の一つの端の隔室（２４）と他の端の隔室（２１）との間にあるロ ーター（７）の部分が、再生可能な乾燥剤の充填された乾燥チャンバー（９）を形成し 、前記容器の前記一つの端の他の隔室（２０）と他の端の他の隔室（２３）との間にあ るローター（７）の部分が、再生可能な乾燥剤（１８）の充填された再生チャンバー（ １０）を形成し、
   該コンプレッサー要素（２）の該出口が、出口導管（３）によって、冷却器（４）お よび水分離器（５）を介して、乾燥チェンバー（９）を形成する、ローター（７）の該 部分に接続された、
   コンプレッサーユニットにおいて、
   再生チャンバー（１０）を形成するローター（７）の部分が、出口導管（３）におい て、コンプレッサー要素（２）と冷却器（４）との間に配置され、
   容器（８）の一つの端の前記隔室（２０、 ２１）の間と容器（８）の他の端の前記 隔室（２３，２４）の間に、分離隔室（２２，２５）が形成され、これらが隔室（２０ と２１；２３と２４）を互いに分離し、
   手段（３０，３１）が備えられ、これらの手段が、前記分離隔室（２２，２５）から 気体を、これらの分離隔室（２２，２５）内の圧力が、乾燥チャンバー（９）の一つの 端にあって気体のための出口（２９）を備えた隔室（２１）内の圧力よりも小さくなる まで、排出するためのものである、
   ことを特徴とするコンプレッサーユニット。
2. 両端にある分離隔室（２２，２５）が相互接続されていることを特徴とする請求項１ に記載のコンプレッサーユニット。
3. 両端にある分離隔室（２２、２５）が、乾燥チャンバー（９）を形成する部分と再生 チャンバー（１０）を形成する部分との間にある、ローターの少なくとも一つの部分（ １７）によって、相互接続されていることを特徴とする請求項２に記載のコンプレッサ ーユニット。
4. 分離隔室から気体を排出するための手段が、出口導管（３）のエジェクター（３０） から成り、該エジェクターが吸引導管（３１）によって隔室（２５）と接続しているこ とを特徴とする請求項１から３の中のいずれか１つに記載のコンプレッサーユニット。
5. エジェクター（３０）が、吸着乾燥機（６）と冷却器（４）との間に配置されること を特徴とする請求項４に記載のコンプレッサーユニット。
6. 容器（８）、該容器内に回転可能なやり方で取り付けられたローター（７）、および 該ローター（７）を回転させるための手段（１３）を有するタイプの吸着乾燥機（６） であって、
   容器（８）の各端において、ローター（７）の端の前部に、少なくとも二つの分離さ れた隔室（２４、２１；２０，２３）が形成され、これらの隔室それぞれに、気体の供 給と排出それぞれのための入口または出口（２８，２６；２９，２７）が備えられ、
   容器（８）の一つの端の隔室（２４）と他の端の隔室（２１）との間にあるローター （７）の部分が、再生可能な乾燥剤（１８）の充填された乾燥チャンバー（９）を形成 し、
   また、前記容器の前記一つの端の他の隔室（２０）と前記他の端の他の隔室（２３） との間にあるローター（７）の部分が、再生可能な乾燥剤（１８）の充填された再生チ ャンバー（１０）を形成する、
   吸着乾燥機において、
   再生チャンバー（１０）を形成するローター（７）の部分が、コンプレッサー要素（ ２）と冷却器（４）との間の出口導管（３）に配置され、
   容器（８）の一つの端の前記隔室（２０，２１）の間、および容器（８）の他の端の 前記隔室（２３，２４）の間に、分離隔室（２２，２５）が形成され、該隔室が隔室（ ２０と２１；２３と２４）を互いに分離し、
   これらの分離隔室（２２、２５）から気体を排除する手段（３０，３１）が備えられ ている、
   ことを特徴とする吸着乾燥機。
7. 両端にある分離隔室（２２，２５）が相互接続されていることを特徴とする求項６に 記載の吸着乾燥機（６）。
8. 両端にある分離隔室（２２、２５）が、乾燥チャンバー（９）を形成する部分と再生 チャンバー（１０）を形成する部分との間にある、ローター（７）の少なくとも一つの 部分（１７）によって、相互接続されていることを特徴とする請求項７に記載の吸着乾 燥機（６）。
9. 一つの乾燥チャンバー（９）と一つの再生チャンバー（１０）とだけを有することを 特徴とする請求項６から８の中のいずれか１つに記載の吸着乾燥機（６）。
10. 乾燥チャンバー（９）と再生チャンバー（１０）とが、中心角１６０°の扇形の形状 を有する、長さ方向と直交する断面、を有することを特徴とする請求項８および９に記 載の吸着乾燥機（６）。
11. 分離隔室から気体を排出するための手段が、エジェクター（３０）に接続された吸引 導管（３１）を有することを特徴とする請求項６から１０の中のいずれか１つに記載の 吸着乾燥機（６）。

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