JP5196722B2 - 圧縮空気の除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は圧縮空気の除湿装置に関する。さらに詳しくは、工場内の圧縮空気用配管などに供給する圧縮空気の除湿を行う除湿装置に関する。

工場内の圧縮空気配管に圧縮空気を供給する場合、コンプレッサで圧縮空気を製造し、管路を通じて供給する。その場合、アフタークーラの状態などにより、得られた圧縮空気の露点より工場内の気温が低く、配管内で結露を生じることがある。このような結露は、たとえば圧縮空気で作動する各種のエア駆動制御操作器に侵入した場合、エア駆動の伝達を阻害し、制御不能となり、工場の工程に甚大な悪影響を及ぼす場合がある。このような結露を防ぎ、良質の圧縮空気を供給するには、コンプレッサから出てくる圧縮空気を除湿する必要がある。

このような目的で用いられる除湿方法として、水分を吸着剤で吸着する吸着式除湿、冷凍機で圧縮空気の温度を下げて凝縮させる冷凍式除湿が知られている。吸着式除湿は低露点空気の安定供給が見込めるが、装置が高価で、メンテナンスが煩雑である。また、再生にヒータを必要とし、そのためのエネルギを多く必要とする。また、冷凍式除湿は年間を通じて安定した露点空気を供給することができるが、圧縮露点が７〜１０℃程度で比較的高温であるにもかかわらず、冷凍サイクルを動作させる圧縮機の消費する電力など、エネルギを多く必要とする。

他方、散水式の密閉式冷却塔で圧縮空気を冷却して除湿する冷却塔冷却除湿も提案されている。非特許文献１には、図１１に示すような、散水式の冷却塔１０１と吸着塔１０２とを組み合わせた圧縮空気脱湿脱油装置１００が開示されている。冷却塔１０１には、ケース１０３の上部から下部に向けて圧縮空気を密閉状態で流す冷却コイル１０４を配置している。ケース１０３の天面には送風機１０５が設けられ、ケースの下部の外気取り入れ口１０６から外気を取り入れて、散水器１０７から散水した水を蒸発させ、コイル１０４内の圧縮空気を冷却することができる。ケース１０３の下端は水槽１０８となっている。符号Ｐはポンプである。

冷却された圧縮空気は耐圧性の吸着塔１０２に送られ、その内部に取り付けられたセパレータ１０９により油分および凝縮水を除去し、吸着塔１０２の下端のオートドレン１１０から排出される。特許文献１には、非特許文献１と同様な脱湿脱油装置が記載されている。

特許文献２には、クーリングタワーで冷却した水と熱交換して圧縮空気の除湿を行う除湿装置が開示されている。この特許文献２には、さらに除湿前の圧縮空気と除湿後の圧縮空気の熱交換を行って、除湿効果を高めると同時に、除湿後の空気の体積エネルギを回復させる再熱器も開示されている。
墨田施設工業株式会社のクーリングタワー式の圧縮空気脱湿脱油装置（商品名ハイグロマスターＥタイプ）のカタログ 特開昭４８−９１６６８号公報 特開２００４−２１６２１２号公報

前記いずれの除湿装置も、比較的設備が大がかりとなり、製造・設置費用が高価である。とくに吸着除湿の場合は、吸着剤を消費するので、運転コストも高くなる。また、各種制御操作器への駆動エアとしての使用では、工場内の最低気温よりも圧縮空気の露点温度が低ければ実際には結露しないので、圧縮露点は１０℃以上でよい。

それにもかかわらず、吸着除湿は−４０℃露点、冷凍除湿でも７〜１０℃露点であり、過剰除湿であり、その除湿のための再生エネルギや、冷凍圧縮機の運転エネルギが無駄に消費される。また、非特許文献１の圧縮空気脱湿脱油装置（図１１）は、セパレータなどによる圧力損失が生ずる。本発明は、設備コストおよびランニングコストが安価で、実際に工場内のエア駆動系で結露しないだけの除湿を、外気の持つ熱を用いるだけで実現可能な、圧縮空気の利用効率が高い圧縮空気の除湿装置を提供することを技術課題としている。

本発明の除湿装置は、コンプレッサで圧縮された圧縮空気の除湿装置であって、下部に配置される水槽と、上方から下方に向かって圧縮空気を流すように配管された、上流側ヘッダと該上流側ヘッダから分岐され常に下向きの勾配を備えて蛇行する多数本の冷却チューブと該冷却チューブが集合し下方に位置する供給配管の接続口へ向かって圧縮空気も下方へ流れる両端の閉鎖された単管である下流側ヘッダとからなるコイルユニットと、前記水槽内の水をポンプで揚水し、前記冷却チューブの外側に対して上方から散水する散水装置と、前記水槽に供給する補給水と、前記冷却チューブの周囲に設けた、上方から垂れ落ちてくる水滴を受け止めて下降速度を遅くする板状の充填部材と、前記冷却チューブの外側に外気を送風するためのファンと、前記下流側ヘッダの下端に、前記冷却チューブ内で凝結したドレン水を前記水槽内に追加される補給水として排出するように設けられているドレン抜きとを備えていることを特徴としている（請求項１）。

このような除湿装置では、前記水槽の水温が所定温度以下になると水槽の水を加熱する凍結防止ヒータを備えているものが好ましい（請求項２）。さらに水槽の水温が所定温度以下になると散水装置を停止し、ファンのみ運転を継続する制御装置を備えているものが好ましい（請求項３）。

本発明の圧縮空気の除湿装置の第２の態様は、コンプレッサで圧縮された圧縮空気の除湿装置であって、下部に配置される水槽と、上方から下方に向かって圧縮空気を流すように配管された、熱交換用の冷却チューブと、前記水槽内の水を揚水し、冷却チューブに対して上方から散水する散水装置と、冷却チューブに送風するためのファンと、前記冷却チューブの下端近辺に、水槽内にドレン水を排出するように設けられているドレン抜きと、
前記水槽の水温が所定温度以下になると散水装置を停止し、ファンのみ運転を継続する制御装置とを備えていることを特徴としている（請求項４）。
前記特定の状態でファンの運転を制御する制御装置を備えたいずれの除湿装置において
も、前記制御装置が、前記散水装置を停止した後、さらに出口側の圧縮空気の温度が所定温度以下に低下したとき、ファンを停止するものが好ましい（請求項５）。また、前記冷却チューブの出口側配管の圧縮空気と入口側配管の圧縮空気の熱交換をするための再熱器を設けているものが好ましい（請求項６）。

本発明の除湿装置（請求項１）では、散水装置によって冷却チューブに散水され、ファンの空気で冷却チューブの周囲に付着した水が蒸発し、その蒸発熱で冷却チューブを通る圧縮空気が露点以下まで冷却される。それにより圧縮空気から凝結した水分が空気から分離し、冷却チューブ内を下方に流れ、下端近辺のドレン抜きから排出される。そのとき、圧縮空気の流れる方向がドレン水の流れる方向と一致しているので、ドレン水が流れやすい。ドレン抜きを常時開放する場合は、圧縮空気の一部が洩れるが、全体の量に比してほとんど無視できる。

除湿された圧縮空気は、冷却チューブ内を上方から下方に流れ、たとえば工場の圧縮空気の供給管路に供給される。温度調節されていない工場の場合、除湿装置の冷却チューブの外部では、工場内空気温度より低い温度の外気の湿球温度近傍まで冷えている。外気の相対湿度は７５％」以下であるのがほとんどで、その場合、外気の湿球温度は、乾球温度より５℃以上低いことが非常に多い。よって、除湿装置を用いた冷却により、外気はほぼ湿球温度まで低下し、工場内空気より低い露点となって、圧縮空気の除湿が達成される。

本発明の除湿装置は上記のように構成がシンプルであるので安価に製造することができ、しかも蒸発熱を利用して冷却するフリークーリングを採用しているので、冷凍機のような冷却のための動力が不要であり、運転コストも低い。また、冷凍機の場合のような過除湿、つまり過冷却がないので、圧縮空気の容積減少が少ない。そのため、圧縮空気の利用効率が高い。さらに外気温度の低下に伴い、冷却除湿の温度が低下するので、除湿後の圧縮空気の露点温度が下がる。そのため、冬季では冷凍除湿よりも、管路内の結露を一層確実に防ぐことができる。

さらに前記ドレン抜きが水槽内にドレン水を排出するように配置されているので、別途ドレン用の配管を設ける必要がない。そのため構成が一層シンプルになる。さらに凝縮水を水槽に流すことにより、補給水を節減することができる。しかも凝縮水はいわば蒸留水であるので、不純物が少ない。そのため水槽内の不純物の濃度を薄めることができる。

また、前記冷却用チューブが、上方から下方に向かって常に下向きの勾配を備えているので、凝結した水が冷却チューブの途中に留まりにくく、スムーズにドレン抜きまで流れ、一層迅速に排出される。そのため、冷却チューブにドレンが対流することによる伝熱効率の低下を防ぐことができると共に、圧縮空気に同伴される水分も減少させることが可能で、圧縮空気の除湿効率が高い。

前記水槽の水温が所定温度以下になると水槽の水を加熱する凍結防止ヒータを備えている場合（請求項２）は、外気温度が氷点下まで下がっても運転を継続することができる。そのため、除湿効率が高く、とくに冬季の結露防止に有効である。

また、前記水槽の水温が所定温度以下になると散水装置を停止し、ファンのみ運転を継続する制御装置を備えている場合（請求項３）、さらに本発明の圧縮空気の除湿装置の第２の態様（請求項４）は、いずれも散水温度の冷え過ぎを防ぐことにより散水用水の凍結を防止し、万一水槽が凍結した場合でも、揚水モータの空運転を防止することができる。また、凍結防止ヒータを備えている場合は、散水装置を停止することにより、凍結防止ヒータの作動時間を短縮することができ、省エネルギに寄与する。さらに凍結防止のために水槽の水を加温すると、散水による圧縮空気の冷却が充分にはできなくなるが、散水装置を停止することによりこの問題を解消することができる。

さらに前記制御装置が、前記散水装置を停止した後、さらに出口側の圧縮空気の温度が所定温度以下に低下したとき、ファンを停止するものである場合（請求項５）は、冷却チューブ内での凍結を防止することができる。

前記冷却チューブの出口側配管の圧縮空気と入口側配管の圧縮空気の熱交換をするための再熱器を設けている場合（請求項６）は、冷却除湿した空気を再熱することで容積を回復することができ、体積効率が高くなる。さらに除湿装置の入口側の除湿前の圧縮空気をあらかじめ冷却することができるので、除湿装置の負担が軽減する。

つぎに図面を参照しながら本発明の除湿装置の実施の形態を説明する。図１は本発明の除湿装置の一実施形態を示す概略構成図、図２はその除湿装置のコイルユニットを示す斜視図、図３はその除湿装置の全体平面図、図４は図３のIV-IV線断面図、図５は図１の除湿装置の分解斜視図、図６は図１の除湿装置を用いた圧縮空気供給システムの一実施形態を示すシステムフロー図、図７はそのシステムに用いる除湿装置の自動制御フロー図、図８は本発明の除湿装置の他の実施形態を示すカバーを除いた側面図、図９は図８のIX-IX線断面図、図１０はその除湿装置のコイルユニットの正面図である。

図１に示す除湿装置１０は、基本的には冷却チューブ内に水を流して熱交換する密閉冷却塔とほぼ同一の構成を備えているので、全体の構成については簡単に説明し、ドレン抜きなどの特徴部分については後に詳述する。この除湿装置１０は基台１１と、その上部のコイルユニット１２と、その上部の散水装置１３と、上端のファンユニット１４と、基台１１に支持される水槽１５から構成されている。コイルユニット１２は図２に示すように、ほぼ直方体の形態に構成されている。さらにこの実施形態では、図４に示すように、基台１１の中央に１基の水槽１５を配置し、基台１１の上に空間Ｓをあけて左右一対のコイルユニット１２、１２を配置している。そして空間Ｓの上部を図３に示すようにファンユニット１４で覆い、下部を水槽１５で塞いでいる。散水装置１３は図４および図５に示すように、それぞれのコイルユニット１２ごとに設けている。

前記ファンユニット１４は、空間Ｓの空気を上方に送り、それにより側面から外気を取り入れてコイルユニット１２に送風するものであり、図３および図４に示すように、枠体１７と、その枠体に鉛直軸回りに回転自在に支持されたファン１８とを備えている。ファン１８はベルト１９を介してモータＭによって駆動される。なお、前述の空気の流れをもたらすため、図５に示すように、除湿装置１０の前後面にはカバー２０が取り付けられ、コイルユニット１２と面する側面にはルーバ２１が取り付けられている。コイルユニット１２の上面は散水装置１３で塞がれており、空間Ｓの下方は水槽１５で塞がれている。

図５に詳細に示すように、基台１１の外面には水槽１５内の水を散水装置１３まで揚水するためのポンプＰが取り付けられている。図４に示すように、ポンプＰの出口から上向きに配管２２が伸びており、左右に分岐され、それぞれ散水装置１３に連結されている。散水装置１３は容器状の溢水部１３ａと、その溢水部から溢れた水を受け止めて散水する皿状の散水槽１３ｂとからなる。散水槽１３ｂの底面には広い面積で水を滴下するための多数の小孔ないしスリットが形成されている。散水装置１３から散水された水滴は、コイルユニット１２に付着して蒸発し、コイルユニット１２内の圧縮空気を冷却・除湿する。蒸発せずに残った水滴はさらに下方のコイルユニット１２に滴下し、最終的にコイルユニット１２の下部に設けられるプレート２３によって受け止められる。このプレート２３上の水は再び水槽１５に戻され、使用される。このような滴下タイプの散水装置１３は、ノズルで加圧しながら噴出させるシャワータイプの散水装置よりもポンプＰの吐出圧力が小さくて済み、ランニングコストを低減することができる。

前記コイルユニット１２は、図２に示すように、上下方向に向けて配置されるパイプからなるヘッダ２５、２６と、上流側のヘッダ２５から下流側のヘッダ２６まで、蛇行しながら斜めに下降していく多数本の冷却チューブ２７とを備えている。上流側のヘッダ２５は、圧縮機に連結されて、除湿しようとする空気を流入させる（図６参照）。下流側のヘッダ２６は、工場などの圧縮空気の供給先に供給配管によって連結される。

この実施形態では、それぞれの冷却チューブ２７は、除湿装置１０の前後幅の長さで折り返されており、折り返し部は略半円状に湾曲している。通常は多数の平行に配列した直管２７ａの隣接する端部同士を円弧状の湾曲管２７ｂで連結して折り返し形状を構成している。ただし１本のチューブを折り曲げて形成することもできる。隣接する直管同士は比較的密接しており、そのため１本の冷却チューブ２７は全体として板状の形態を備えている。図２に示すように、１基のコイルユニット１２には、多数の板状の冷却チューブ２７を上下に間隔をあけて、かつ、下流側のヘッダ２６に向かって下がるようにいくらか傾斜させて配列している。また、このように冷却チューブ２７を多数本に分割することにより、同じ伝熱面積でパス数を増やすことができる。そのため、流速を抑えて圧損を減ずることができる。

さらにこのコイルユニット１２では、散水装置１３から散水される水滴を受け止めるため、それぞれの直管２７ａの周囲にフィンに似た板状の充填部材２８を設けている。充填部材２８は、上方から垂れ落ちてくる水滴を受け止めて、下降速度を遅くすると共に、水が蒸発する面積を広くするためのものである。また、折り返し部に加わる内圧で冷却チューブ２７が変形するのを防止する強度メンバーとしても作用する。充填部材２８には直管２７ａを通す貫通孔が形成されており、それらの貫通孔に直管２７ａを通した後、前記湾曲管２７ｂで連結する。

図１および図２に示すように、この実施形態では、上流側および下流側のヘッダ２５、２６の下端に内径１０〜２０ｍｍ程度のパイプからなるドレン抜き３０が取り付けられている。ただしドレン抜き３０は下流側のヘッダ２６のみに設けることもできる。ドレン抜き３０は、仕切りバルブ３１を介して水槽１５まで延びている。ただしプレート２３の上で開口してもよい。仕切りバルブ３１は除湿装置１０の使用時は、常時いくらか開放しておく。それにより、冷却パイプ２７内に凝結した水が圧縮空気の圧力でドレン抜き３０から放出される。なお、オートドレンを採用してもよい。また、ヘッダ２５、２６の下面に１〜２ｍｍ程度の孔を形成してドレン抜きとすることもできる。その場合は常時開口している。コイルユニット１２は、冷却チューブ２７、仕切りバルブ３１を含めてステンレス鋼製など、腐食しにくい材料とする。また、冷却チューブ２７はステンレス鋼製など、腐食しにくく、強度が高い材料にすることにより、ゲージ圧で０．５〜１MPa程度の内圧に耐える強度をもたせている。

上記のように構成される除湿装置１０は、たとえば図６に示すように工場などの圧縮空気供給システム４０に用いられる。この圧縮空気供給システム４０は、エアコンプレッサ４１と、そのエアコンプレッサのインタークーラあるいはアフタークーラに連結されて、圧縮空気と熱交換する冷却水および圧縮機の冷却を行う冷却水を冷却するためのシャワータイプの冷却塔４２と、エアコンプレッサ４１から出てくる圧縮空気を除湿する前述の密閉チューブ型の除湿装置１０とから構成されている。除湿装置１０は、コイルユニット１２やドレン抜き３０などを除き、冷却チューブ内に流す水を冷却する密閉冷却塔を転用してもよい。

エアコンプレッサ４１には、空気を取り入れる配管４３が連結され、その配管４３には塵埃を除去するためのエアフィルタ４４が介在されている。冷却塔４２には冷却水を散水する散水装置４５が設けられ、天井部には内部の空気を上向きに放出するファンユニット４６が配置されている。符号Ｐ２は、冷却された冷却水をエアコンプレッサ４１のアフタークーラあるいはインタークーラおよび圧縮機冷却器に帰還させるためのポンプである。

エアコンプレッサ４１から出てくる圧縮空気を送り出す配管は除湿装置１０の入口側配管４７を経由して上流側のヘッダ（図１の符号２５）に連結される。下流側のヘッダ（図２の符号２６）に連結される出口用配管４８は、工場の圧縮空気供給配管に連結される。

このような圧縮空気供給システム４０では、エアコンプレッサ４１により空気が取り込まれ、圧縮される。エアコンプレッサ４１が２段圧縮の場合は、１段目で圧縮した圧縮空気がインタークーラで冷却された上で、２段目でさらに圧縮される。１段圧縮の場合、あるいは２段圧縮の場合も、エアコンプレッサ４１から出てくる圧縮空気をあらかじめアフタークーラで冷却してもよい。エアコンプレッサ４１では、外気温によっても異なるが、全体としてたとえばゲージ圧で０．７ＭＰａ、約４０℃の圧縮空気が吐出される。

エアコンプレッサ４１から吐出された圧縮空気は、図１の除湿湿装置１０のコイルユニット１２の上流側のヘッダ２５へ送られ、多数の冷却チューブ２７に分かれて下流方のヘッダ２６に流れる。冷却チューブ２７には散水装置１３から水滴が散水されると共に、ファン１８によって吸い込まれる空気が吹き付けられる。そのため、冷却チューブ２７に付着している水が蒸発し、冷却チューブ２７が冷却され、内部の圧縮空気も露点以下まで冷却される。そのため、圧縮空気に含まれる水蒸気が凝結し、ドレン水となって冷却チューブ２７内を下向きに流れ降りる。それにより圧縮空気は除湿され、たとえば圧縮露点５〜３０℃の乾燥した圧縮空気が下側のヘッダ２６に集められ、図４の出口側配管４８を介して圧縮空気供給配管に供給される。なお、この除湿装置１０では、結露が生じやすい冬季に、特許文献２の井水を用いた除湿装置よりも圧縮露点を１０〜１５℃低くすることができる。ここで重要なことは、冷却チューブで外気温より５℃以上低い湿球温度で冷却除湿され、圧縮露点がほぼ外気湿球温度となり、外気より温度の高い工場内では露点に達しなくなることである。

図１に示す冷却チューブ２７内を流れ降りる水は、冷却チューブ２７が常に下がり勾配であるので、また、圧縮空気の流れ方向に移動するので、スムーズに流れ降りる。そして下流側のヘッダ２６に集められたドレン水は、前述のように圧縮空気の圧力により、圧縮空気の一部と共に、ドレン抜き３０から排出される。ドレン抜き３０が常時開放している場合は、ドレン水が溜まっていないときも圧縮空気が抜け出るが、全体の圧縮空気の量に比べれば少量である。なお、ドレン抜き３０あるいは仕切りバルブ３１の流量抵抗を調節して、下側のヘッダ２６に常時いくらかのドレン水が残るようにしてもよい。それにより圧縮空気の漏洩を防止することができる。

ドレン抜き３０から落ちるドレン水は、水槽１５内に流れ落ちるように配管しているので、後の処理が不要であり、とくに排水用の配管を設ける必要はない。また散水装置１３と水槽１５とを循環する水は常時蒸発して不純物の濃度が高くなっていく。そのため補給水が必要であるが、ドレン水を水槽１５に補給することにより、節水効果が得られる。一例では、理論蒸発量の４０％程度をまかなうことができ、実際の測定では補給水量の２０％をドレン水でまかなうことができた。また、ドレン水は凝縮水であるので、不純物がほとんどなく、水槽内の不純物濃度を低減する利点がある。ただし別途配管を設けて外部に排水してもよい。

図７は、図１の除湿装置１０の水槽１５に、水温を検出する温度センサＴＣと、凍結防止用のヒータ（電気ヒータ）ＥＨとを設け、温度センサＴＣの温度が所定の温度Ｔ１、たとえば５℃以下になると、ヒータＥＨをオンにすると共に、散水装置のポンプＰを停止する制御システムを設ける場合を示している。除湿装置１０は通常は屋外に設置するので、冬季には内部の温度がかなり低下する。そのため、水槽１５の水温を常時５℃以上に維持することにより、凍結を防止すると共に、ポンプＰを停止することにより、ランニングコストを減ずることができ、ポンプを凍結から保護することができる。なお、水温が５℃以下に低下する場合は、ファン１８の送風による冷却だけでコイルユニット１２内の圧縮空気を充分に冷却することができ、圧縮露点は５℃以下にでき、工場内空気温よりも低くすることができる。また、このように水槽の水温を管理することにより、水槽内の凍結を防止することができる。ポンプＰを停止する温度Ｔ１は、前記の場合は５℃としているが、３〜７℃、あるいは４〜６℃の範囲から選択することもできる。

さらにこの制御システムでは、除湿装置１０の出口側配管４８に圧縮空気の温度を検出する温度センサＴＩＣを設け、その温度が所定の温度Ｔ２、たとえば２℃以下になると、ファン１８の運転も停止するようにしている。それによりチューブ内の凝縮水の凍結を防止することができる。図７の符号ＰＧは圧力計であり、符号ＴＧは温度計であり、それぞれ除湿装置１０の入口側配管４７および出口側配管４８に設置している。これらの圧力計ＰＧおよび温度計ＴＧは除湿装置の性能を確認するために用いられる。なお入口側配管４７に圧縮空気の温度を検出する温度センサＴＩＣ２を設け、その温度が所定の温度以下になったときにファンユニット１８の運転を停止したり、出口側温度と入口側温度の両方に基づいてファンユニット１８の運転を制御したりすることもできる。出口側温度の下限の温度Ｔ２は、１〜３℃程度の範囲から選択することもできる。

図１および図５の除湿装置１０装置では、いずれも除湿装置から出ていく圧縮空気の出口側配管４８はそのまま圧縮空気供給用配管に接続しているが、特許文献２の場合と同様に、再熱器（図７の想像線４９）を設けて入口側配管の圧縮空気と熱交換させてもよい。それにより除湿により温度が低下した圧縮空気の温度を上昇させて体積膨張させ、結露を防止しながら容積効率を向上させることができる。また、同時に除湿装置１０に入ってくる圧縮空気があらかじめ冷却されるので、除湿装置１０の負担を軽減することができる。

つぎに図８〜１０を参照して、除湿装置の他の実施形態を説明する。この除湿装置５０は、コイルユニット１２の冷却チューブ２７が縦方向に配置されている点などを除けば基本的に図１の除湿装置１０と同一の構成を備えているので、同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

図８および図９の除湿装置５０は、水槽セクション５１と、その上部に配置した熱交換セクション５２とから構成されている。水槽セクション５１は、箱状の基台（ケース）１１と、その内部を斜めに仕切る仕切り板５３とを備えている。仕切り板５３の上側が、上方に向かって開く水槽１５となっている。水槽１５の下端には、ストレーナ５４が設けられている。符号５５は水面調節用のボールタップである。図示していないが、水槽１５には補給水供給管路が接続されている。

仕切り板５３の下側の空所には、外気を取り入れてコイルユニット１２に送風するためのファン１８が取り付けられている。ファン１８はベルト１９を介してモータＭによって駆動される。図８における基台１１の右側の壁面あるいは底面には、外気取り入れ口（図示省略）が形成されている。この実施形態では、図９に示すように、ファン１８は左右一対で設けられている。

図９に示すように、基台１１の外面には水槽１５内の水を散水装置６０まで揚水するためのポンプＰが取り付けられている。前記ストレーナ（図８の符号５４）とポンプＰの入口とは、基台１１の壁面を貫通する配管５６で連結されている。ポンプＰの出口から上向きに配管２２が伸びており、シャワータイプの散水装置６０に連結されている。

前記熱交換セクション５２は、ケース５７と、そのケース内に前後左右に配置される４基のコイルユニット１２と、それらのコイルユニット１２の上方に設けられる前述の散水装置６０とから構成されている。コイルユニット１２は、上下にそれぞれ水平に配置されるパイプからなるヘッダ２５、２６と、上側のヘッダ（上流側ヘッダ）２５から下側のヘッダ（下流側ヘッダ）２６まで、蛇行しながら下降していく多数本の冷却チューブ２７とを備えている。すなわちこの除湿装置５０では、図１の冷却チューブ２７を略水平に配置した除湿装置１０とは異なり、板状の形態を呈する冷却チューブ２７は垂直に配置されている。そして複数本枚の冷却チューブ２７は、前後方向に重なるように配置されている。

図１０に示すように、それぞれのヘッダ２５、２６の中央部には接続パイプ５８が連結され、そのパイプには接続用のフランジ５９が設けられている。この実施形態においても、それぞれの冷却チューブ２７は常に下り勾配とされている。コイルユニット１２は前述のように４基であるので、冷却チューブ２７はケース（図８の符号５７）の幅の１／２以下の長さで折り返されている（図９参照）。

この実施形態においては、下側のヘッダ２６の中央部の下面にドレン抜き３０が取り付けられている。ドレン抜き３０およびその下端に設けられる仕切りバルブ３１は、図１の除湿装置１０の場合と同様であり、先端は水槽１５内まで延びている。

さらにこの除湿装置５０では、図９に示すように、冷却水を流すパイプ６２と、そのパイプの下側に設けられる複数個の散水ノズル６３からなるシャワータイプの散水装置６０を採用している。熱交換セクション５２のケース５７の上端には、ケース５７内の空気を放出するためのエリミネータ６４が設けられている。

上記のように構成される除湿装置５０は、図１の除湿装置１０と同様に、図６に示す圧縮空気供給システム４０に用いられ、同一の作用効果を奏する。図７の自動制御により操作することもできる。

図１の除湿装置１０では、２基のコイルユニット１２を採用しており、図８の除湿装置５０では４基のコイルユニット１２を採用しているが、１基、３基、あるいは５基以上以上用いてもよい。また１基のコイルユニット１２の冷却チューブ２７の本数はとくに制限されないが、通常は１０〜５０本程度であり、２０〜４０本程度が好ましい。さらにファン１８の台数も、３基以上とすることもできる。

本発明の除湿装置の一実施形態を示す概略構成図である。 その除湿装置のコイルユニットを示す斜視図である。 その除湿装置の全体平面図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図１の除湿装置の分解斜視図である。 その除湿装置を用いた圧縮空気供給システムの一実施形態を示すシステムフロー図である。 そのシステムに用いる除湿装置の自動制御フロー図である。 本発明の除湿装置の他の実施形態を示すカバーを除いた側面図である。 図８のIX-IX線断面図である。 その除湿装置のコイルユニットの正面図である。 従来の圧縮空気脱湿脱油装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 除湿装置
１１ 基台
１２ コイルユニット
１３ 散水装置
１３ａ 溢水部
１３ｂ 散水槽
１４ ファンユニット
１５ 水槽
Ｓ 空間
１７ 枠体
１８ ファン
１９ ベルト
Ｍ モータ
２０ カバー
２１ ルーバ
Ｐ ポンプ
２２ 配管
２３ プレート
２５ 上流側のヘッダ
２６ 下流側のヘッダ
２７ 冷却チューブ
２７ａ 直管
２７ｂ 湾曲管
２８ 充填部材
３０ ドレン抜き
３１ 仕切りバルブ
４０ 圧縮空気供給システム
４１ エアコンプレッサ
４２ 冷却塔
４３ 配管
４４ エアフィルタ
４５ 散水装置
４６ ファンユニット
Ｐ２ ポンプ
４７ 入口側配管
４８ 出口側配管
ＴＣ 温度センサ（水温）
ＥＨ ヒータ
ＴＩＣ 温度センサ（圧縮空気）
ＰＧ 圧力計
ＴＧ 温度計
４９ 再熱器
５０ 除湿装置
５１ 水槽セクション
５２ 熱交換セクション
５３ 仕切り板
５４ ストレーナ
５５ ボールタップ
５６ 配管
５７ ケース
５８ 接続パイプ
５９ フランジ
６０ 散水装置
６２ パイプ
６３ ノズル
６４ エリミネータ
１００ 圧縮空気脱湿脱油装置
１０１ 冷却塔
１０２ 吸着塔
１０３ ケース
１０４ コイル
１０５ 送風機
１０６ 外気取り入れ口
１０７ 散水器
１０８ 水槽
１０９ セパレータ
１１０ オートドレン

Claims (6)

1. コンプレッサで圧縮された圧縮空気の除湿装置であって、
   下部に配置される水槽と、
   上方から下方に向かって圧縮空気を流すように配管された、上流側ヘッダと該上流側ヘッダから分岐され常に下向きの勾配を備えて蛇行する多数本の冷却チューブと該冷却チューブが集合し下方に位置する供給配管の接続口へ向かって圧縮空気も下方へ流れる両端の閉鎖された単管である下流側ヘッダとからなるコイルユニットと、
   前記水槽内の水をポンプで揚水し、前記冷却チューブの外側に対して上方から散水する散水装置と、
   前記水槽に供給する補給水と、
   前記冷却チューブの周囲に設けた、上方から垂れ落ちてくる水滴を受け止めて下降速度を遅くする板状の充填部材と、
   前記冷却チューブの外側に外気を送風するためのファンと、
   前記下流側ヘッダの下端に、前記冷却チューブ内で凝結したドレン水を前記水槽内に追加される補給水として排出するように設けられているドレン抜きと
   を備える圧縮空気の除湿装置。
2. 前記水槽の水温が所定温度以下になると水槽内の水を加熱する凍結防止ヒータを備えている請求項１記載の除湿装置。
3. 前記水槽の水温が所定温度以下になると散水装置を停止し、ファンのみ運転を継続する制御装置を備えている請求項１または２記載の除湿装置。
4. コンプレッサで圧縮された圧縮空気の除湿装置であって、
   下部に配置される水槽と、
   上方から下方に向かって圧縮空気を流すように配管された、熱交換用の冷却チューブと、
   前記水槽内の水を揚水し、冷却チューブに対して上方から散水する散水装置と、
   冷却チューブに送風するためのファンと、
   前記冷却チューブの下端近辺に、水槽内にドレン水を排出するように設けられているドレン抜きと、
   前記水槽の水温が所定温度以下になると散水装置を停止し、ファンのみ運転を継続する制御装置とを備えている、圧縮空気の除湿装置。
5. 前記制御装置が、前記散水装置を停止した後、さらに出口側の圧縮空気の温度が所定温度以下に低下したとき、ファンを停止する請求項３または４記載の除湿装置。
6. 前記冷却チューブの出口側配管の圧縮空気と入口側配管の圧縮空気の熱交換をするための再熱器を設けている請求項１または４記載の除湿装置。

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