JP6592538B2 - Gas-liquid separation system for compressed air - Google Patents
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Description
本発明は、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適で、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるようにした圧縮空気の気液分離システムに関する。 The present invention is suitable for supplying compressed air supplied from, for example, an air compressor to many air tools in factories and the like, and efficiently removes moisture in the compressed air in a large amount and at low cost by a non-powered and simple configuration. The present invention relates to a gas-liquid separation system for compressed air.
エアーコンプレッサから吐出された圧縮空気には水や油分が混在し、この圧縮空気をエアードライバーやインパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツールへ供給すると、空気導管の内部が錆たり、エアーツール内部の構成部品が錆びて機能が低下し故障を起こす惧れがあるため、圧縮空気の吐出管路にエアードライヤである気液分離器を取付けて水分を除去し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給するようにしている。 Compressed air discharged from the air compressor contains water and oil. If this compressed air is supplied to an air tool such as an air driver, impact wrench, or paint gun, the inside of the air conduit will rust or the air tool's internal structure Since parts may rust and malfunction and may cause malfunctions, a gas-liquid separator as an air dryer is attached to the compressed air discharge line to remove moisture, and dry compressed air is supplied to the air tool. I am doing so.
前記気液分離器は、例えば中空円筒体の上部に上カバーを取付け、これらを締め付けリングで連結し、前記上カバーの両側の入口通路と出口通路に圧縮空気の導入管と排出管をねじ込み、その下部周面に円管状の上部周面をねじ込むとともに、上カバーの内側中央にネジ孔を形成し、このネジ孔にエア−案内子の上端部をねじ込み、その下部周面のネジ部に仕切管の上端部をねじ込んで取付けている。
前記仕切管の内側に略円筒状の複数の仕切り構造を上下に積み重ね、これを長尺のボルトを介してエアー案内子に連結している。前記仕切り構造は下部に凹部空間を形成し、上部に円錐形の凸部を突設し、この凸部に凹部空間に連通する透孔を形成し、該透孔を上下の仕切り構造間で左右に離間して配置している。
The gas-liquid separator, for example, attaches an upper cover to the upper part of a hollow cylindrical body, connects them with a fastening ring, and screws an inlet pipe and an outlet pipe of compressed air into an inlet passage and an outlet passage on both sides of the upper cover, A cylindrical upper peripheral surface is screwed into the lower peripheral surface, and a screw hole is formed in the inner center of the upper cover. The upper end portion of the air guide is screwed into the screw hole, and the lower peripheral surface is partitioned into screw portions. The upper end of the tube is screwed in.
A plurality of substantially cylindrical partition structures are stacked on the inner side of the partition tube, and are connected to an air guide via long bolts. The partition structure has a concave space at the bottom, a conical convex portion is projected at the top, and a through hole communicating with the concave space is formed at the convex portion, and the through hole is left and right between the upper and lower partition structures. Are spaced apart from each other.
そして、前記入口通路から圧縮空気を導入し、これを中空円筒体とエアー案内子との間に導入し、エア−案内子の下方から最下位置の仕切り構造に導入し、その凹部空間から透孔へ移動して直上の仕切り構造へ導入し、その移動時に圧縮空気を移動壁面に衝突させて水分を凝結し、その水滴を凝集して水分を除去し、以降、前記動作を繰り返して上カバーから出口通路へ移動し、圧縮空気中の水分を分離するようにしていた(例えば、特許文献1参照)。 Then, compressed air is introduced from the inlet passage, introduced between the hollow cylindrical body and the air guide, introduced into the lowermost partition structure from below the air-guide, and transparent from the recessed space. It moves to the hole and is introduced into the partition structure directly above, and when it moves, the compressed air collides with the moving wall surface to condense the water, condenses the water droplets to remove the water, and thereafter repeats the above operation to cover the upper cover. It moved to the exit channel | path, and the water | moisture content in compressed air was isolate | separated (for example, refer patent document 1).
しかし、前記気液分離器は中空円筒体が長尺で、その内側の仕切管に複数の異形の仕切り構造を積み重ねて配置しているため、大形で部品点数が多く構成が複雑で高価になり、また圧縮空気の移動経路が複雑で移動速度が減速され、壁面に対する衝突力が低下して水分の凝結が低下し、気液分離作用が概して低いという問題があった。
しかも、エアードライヤをエアーツールの空気通路の適宜位置に配置しているため、気液分離効率が悪く、圧縮空気中の水分を十分に取り切れないままエアーツールへ供給せざるを得なかった。
However, the gas-liquid separator has a long hollow cylindrical body, and a plurality of irregularly shaped partition structures are stacked on the inner partition tube. Therefore, the gas-liquid separator is large, has a large number of parts, and is complicated and expensive. In addition, the moving path of the compressed air is complicated, the moving speed is reduced, the collision force against the wall surface is reduced, the condensation of moisture is reduced, and the gas-liquid separation action is generally low.
In addition, since the air dryer is disposed at an appropriate position in the air passage of the air tool, the gas-liquid separation efficiency is poor, and the air in the compressed air has to be supplied to the air tool without being sufficiently removed.
上記問題を解決するものとして、空気入口と空気出口を設けたヘッダーに中空円筒状のケーシングを接続し、該ケーシングの中央に管状の円筒体を接続し、該円筒体の上部に変向器を接続し、その内部にテーパ孔状の拡幅部と、該拡幅部に連通する通路を形成し、前記円筒体の中間部周面に多数の空気孔を形成し、空気入口に導入した圧縮空気を変向器の受圧面に衝突させて水分を凝結し、その水滴を凝集して気液を分離するようにした圧縮空気除湿装置がある(例えば、特許文献2参照)。 In order to solve the above problem, a hollow cylindrical casing is connected to a header provided with an air inlet and an air outlet, a tubular cylindrical body is connected to the center of the casing, and a deflector is provided at the top of the cylindrical body. A tapered hole-shaped widened portion and a passage communicating with the widened portion are formed therein, a plurality of air holes are formed in the peripheral surface of the intermediate portion of the cylindrical body, and the compressed air introduced into the air inlet is There is a compressed air dehumidifying device that collides with a pressure-receiving surface of a deflector to condense water, aggregates the water droplets, and separates gas and liquid (for example, refer to Patent Document 2).
しかし、前記圧縮空気除湿装置は、ケーシングの内側に円筒体を配置し、その上部に変向器を配置し、中間部に多数の空気孔を形成し、全体的にコンパクトに構成しているが部品点数が多く、高価になる等の問題があった。 However, the compressed air dehumidifying device has a cylindrical body disposed inside the casing, a deflector disposed at the upper portion thereof, and a large number of air holes formed at the intermediate portion, and is configured to be compact overall. There were problems such as a large number of parts and high costs.
また、他のエアードライヤとして、圧縮空気の吸入口と排風口を備えた蓋体に締付けリングを介して容器本体を接続し、該容器本体の内側に円管状の筒状仕切体を配置し、その内側に筒状の気液分離手段をねじ止め、該分離手段の上端部を蓋体の中央に接続し、前記気液分離手段は周面に複数の鍔部を突設し、その一の鍔部に内側の負圧中空室に連通する小孔を形成し、吸入口から導入した圧縮空気を容器本体と筒状仕切体との間に導き、筒状仕切体の内面と気液分離手段の鍔部に衝突させて圧縮空気中の水分を凝結し、その水滴を凝集して除去後、筒状仕切体の内側へ移動して小孔から負圧中空室へ導き、排風口から移動するようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。 Further, as another air dryer, a container body is connected to a lid body provided with a compressed air suction port and an air exhaust port via a tightening ring, and a cylindrical tubular partition is disposed inside the container body, A cylindrical gas-liquid separation means is screwed on the inner side, and the upper end of the separation means is connected to the center of the lid, and the gas-liquid separation means has a plurality of flanges projecting from its peripheral surface. A small hole communicating with the inner negative pressure hollow chamber is formed in the collar portion, and the compressed air introduced from the suction port is guided between the container main body and the cylindrical partition, and the inner surface of the cylindrical partition and the gas-liquid separation means The water in the compressed air is condensed by colliding with the buttocks of the water, and the water droplets are aggregated and removed, then moved to the inside of the cylindrical partition, led from the small hole to the negative pressure hollow chamber, and moved from the exhaust port There is something like this (see, for example, Patent Document 3).
しかし、前記エアードライヤは、長尺の容器本体を要する上に、筒状仕切体と異形の気液分離手段を要し、それらの構成が複雑で部品点数が多く、高価になるとともに、概して十分な気液分離作用が得られず、また圧縮空気中の水分や油分を除去することが難しかった。 However, the air dryer requires a long container body, and requires a cylindrical partition and an irregular gas-liquid separation means. Their structure is complicated, the number of parts is high, and the cost is high. Therefore, it was difficult to remove moisture and oil from the compressed air.
前記問題を解決するものとして、入口と出口を備えた基部材に中空円筒状の第1および第2容器を対向して配置し、第1容器にオイルセパレ−タを配置し、第2容器に乾燥剤を収容し、前記オイルセパレータによって圧縮空気中の油滴や水滴を除去し、また前記乾燥剤によって圧縮空気中の水分を吸着し、更に第2容器に設けた乾燥器の内部にフィルタ装置を設け、オイルセパレータによって除去しきれないオイルミストや塵埃等の細かい粒子を除去するようにした圧縮空気乾燥装置がある(例えば、特許文献4参照)。 In order to solve the above problem, a hollow cylindrical first and second containers are arranged opposite to each other on a base member having an inlet and an outlet, an oil separator is arranged in the first container, and the second container is dried. The oil separator is used to remove oil droplets and water droplets in the compressed air, the moisture in the compressed air is adsorbed by the desiccant, and a filter device is installed inside the dryer provided in the second container. There is a compressed air drying apparatus that is provided and removes fine particles such as oil mist and dust that cannot be removed by an oil separator (see, for example, Patent Document 4).
しかし、前記圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気中の水分や油分を吸着し、オイルミストや塵埃等の細かい粒子を除去し得るが、大形かつ大重量で構造が複雑なため、高価で一般生産工場での設置や使用に馴染まない等の問題があった。 However, the compressed air drying device can adsorb moisture and oil in compressed air and remove fine particles such as oil mist and dust, but it is large, heavy and complicated in structure, so it is expensive and generally produced. There were problems such as unfamiliarity with factory installation and use.
このような問題を解決する別の手段として、エアーコンプレッサ室と末端エアー機器を使用する工場を分離して配置し、エアーコンプレッサ室に配管した空気配管に、エアーコンプレッサとエアータンクと圧縮空気を乾燥するエアードライヤと、圧縮空気の異物を除去するエアーフィルタを介挿し、また前記工場にエアーコンプレッサ室の空気配管に連通する空気配管を配管し、該空気配管の上下流に分岐管を接続し、これらの分岐管にエアードライヤと末端エアー機器を接続し、末端エア−機器の直前にエアードライヤを配置し、エアードライヤを経由し長い空気配管を通過する間に温度変化の激しいことがあっても、また末端エアー機器周辺の室温がかなり低くても、エアードライヤにより一定の温度を確保することによって、末端エアー機器でのドレン水の発生を少なくするようにした圧縮空気の製造装置がある(例えば、特許文献5参照)。 As another means to solve such problems, the air compressor room and the factory that uses the terminal air equipment are arranged separately, and the air compressor, air tank, and compressed air are dried in the air pipe that is connected to the air compressor room. An air dryer that removes foreign matter from compressed air, and an air pipe that communicates with the air pipe of the air compressor chamber in the factory, and a branch pipe is connected upstream and downstream of the air pipe, Even if the air dryer and the terminal air device are connected to these branch pipes, the air dryer is arranged immediately before the terminal air device, and the air temperature changes rapidly while passing through the long air pipe via the air dryer, In addition, even if the room temperature around the terminal air device is quite low, the terminal air is ensured by ensuring a certain temperature with an air dryer. There is apparatus for producing compressed air so as to reduce the occurrence of drain water by the device (for example, see Patent Document 5).
しかし、前記製造装置は、末端エアー機器を使用する工場において、末端エアー機器でのドレン水の発生を少なくするために、空気配管に接続した分岐管に接続する末端エアー機器の直前にエアードライヤの配置を要するため、多数のエアードライヤの配置を要し、部品点数が増加するとともに構成が複雑化して高価になり、画一的な性能のエアードライヤや、単一のエアードライヤによる除湿作用には限界があり、乾燥した清浄な圧縮空気の供給に応じられない等の問題があった。 However, in order to reduce the generation of drain water at the terminal air device in the factory where the terminal air device is used, the manufacturing apparatus is equipped with an air dryer just before the terminal air device connected to the branch pipe connected to the air pipe. This requires a large number of air dryers, which increases the number of parts and increases the complexity of the configuration, making it expensive, and for the dehumidifying action of a uniform air dryer or a single air dryer. There was a limit, and there was a problem that it was not possible to respond to the supply of dry and clean compressed air.
更に、前記問題を解決するものとして、エアーコンプレッサの下流にエアードライヤを配置し、該エアードライヤの下流に除塵装置と中空糸エアードライヤとを配置し、中空糸エアードライヤによって圧縮空気を精密に乾燥し、これをエアーツールへ供給するようにした圧縮空気の製造装置がある(例えば、特許文献6参照)。 Furthermore, in order to solve the above problem, an air dryer is disposed downstream of the air compressor, a dust removing device and a hollow fiber air dryer are disposed downstream of the air dryer, and the compressed air is precisely dried by the hollow fiber air dryer. However, there is an apparatus for producing compressed air in which this is supplied to an air tool (for example, see Patent Document 6).
しかし、前記製造装置は、単一のエアードライヤによって圧縮空気の水分を除去しているため、水分を十分に除去することができず、これを下流の除塵装置や中空糸エアードライヤへ移動すると、除塵装置や中空糸エアードライヤの機能が低下ないし劣化し、それらの寿命を低下させるとともに、使用によって機能が低下ないし劣化した場合、それらの位置が区々なため、そのメンテナンスに手間が掛かる等の問題があった。 However, since the manufacturing apparatus removes the moisture of the compressed air with a single air dryer, the moisture cannot be sufficiently removed, and when this is moved to a downstream dust removing device or a hollow fiber air dryer, The functions of the dust removal device and hollow fiber air dryer are reduced or deteriorated, and their service life is shortened. There was a problem.
このような点に鑑み出願人は、エアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮可能な凝結器を配置し、圧縮空気中の水分を効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥する、圧縮空気の気液分離装置を開発し、これを既に提案している。 In view of these points, the applicant arranges a condenser capable of condensing compressed air upstream of the air dryer, and efficiently condenses and condenses moisture in the compressed air to dehumidify or dry the compressed air. A liquid separator has been developed and has already been proposed.
この既に提案した気液分離装置のエアードライヤと凝結器の空気流量ないし処理能力は、1〜300l/minの比較的小能力であるため、例えば大量の圧縮空気を使用する工場等ではエアードライヤないし凝結器の処理能力がエアーツールの需要に追い付かず、圧縮空気を十分に除湿ないし乾燥することができないという問題があった。 Since the air flow rate and processing capacity of the air dryer and the condensing unit of the already proposed gas-liquid separator are relatively small capacities of 1 to 300 l / min, for example, in a factory using a large amount of compressed air, There was a problem that the processing capacity of the condenser could not keep up with the demand for air tools, and the compressed air could not be sufficiently dehumidified or dried.
本発明はこのような問題を解決し、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適で、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるようにした、圧縮空気の気液分離システムを提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and is suitable for supplying compressed air supplied from an air compressor or the like to many air tools in a factory or the like. The moisture in the compressed air is non-powered and has a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a gas-liquid separation system for compressed air that can be removed efficiently and in large quantities at low cost.
請求項1の発明は、圧縮空気の供給管路にエアードライヤを収納したドライボックスを配置し、前記エアードライヤは、前記供給管路に連通しインレットとアウトレットを備えたヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の除湿シリンダと、該除湿シリンダ内の上部に配置した複数の集気シリンダと、該集気シリンダ内に形成し前記アウトレットに連通可能に形成した小孔状の通孔とを備え、該通孔から圧縮空気を噴出して断熱膨張し、圧縮空気中の水分を凝縮可能にし、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給可能にした圧縮空気の気液分離システムにおいて、前記ドライボックス内のエアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、前記供給管路に連通するヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略1/2に形成し、筒状容器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突して圧縮空気中の水分を凝縮可能に設け、圧縮空気中の多量の水分を圧縮空気の供給管路の上流側で効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給し、エアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、凝結器をドライボックス内のエアードライヤより上流側に近接配置して、エアードライヤによる除湿・乾燥動作の負担を軽減するとともに、凝結器からエアードライヤ間における圧縮空気の凝縮を抑制し、また凝結器の下半部を中空に構成して、凝結器における筒状容器への圧縮空気の導入と、凝結器における筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図るようにしている。
The invention of
請求項2の発明は、凝結器とエアードライヤは外径が同一の円筒体に形成し、それらの外側の筒状容器の長さを同一に形成し、凝結器とエアードライヤの構成の簡潔化と、その製作の合理化を図るようにしている。
請求項3の発明は、ドライボックスの下端部周面に基枠を囲繞して取付け、該基枠の両側に形成した屈曲片を設置面に固定し、ドライボックスを簡便に設置し得るようにしている。
In the invention of
According to the invention of
請求項1の発明は、ドライボックス内のエアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、前記供給管路に連通するヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略1/2に形成し、筒状容器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突して圧縮空気中の水分を凝縮可能に設けたから、圧縮空気中の多量の水分を圧縮空気の供給管路の上流側で効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給し、エアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、凝結器をドライボックス内のエアードライヤより上流側に近接配置して、エアードライヤによる除湿・乾燥動作の負担を軽減するとともに、凝結器からエアードライヤ間における圧縮空気の凝縮を抑制し、また凝結器の下半部を中空に構成して、凝結器における筒状容器への圧縮空気の導入と、凝結器における筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図ることができる。
In the invention of
請求項2の発明は、凝結器とエアードライヤは外径が同一の円筒体に形成し、それらの外側の筒状容器の長さを同一に形成したから、凝結器とエアードライヤの構成の簡潔化と、その製作の合理化を図ることができる。
請求項3の発明は、ドライボックスの下端部周面に基枠を囲繞して取付け、該基枠の両側に形成した屈曲片を設置面に固定したから、ドライボックスを簡便に設置することができる。
In the invention of
Since the invention of
以下、本発明を生成した高温高圧の圧縮空気を除湿ないし乾燥し、生産工場において多くのエアーツールへ供給する図示の実施形態について説明すると、図1乃至図12において1は生産工場に設置されたエアーコンプレッサで、生成した高温高圧の圧縮空気を空圧管2からエアータンク3へ導入して貯留し、該エアータンク3から空気導管4,5を介して、遠隔のエアーツール6へ供給可能にしている。
Hereinafter, the illustrated embodiment in which the high-temperature and high-pressure compressed air generated according to the present invention is dehumidified or dried and supplied to many air tools in a production factory will be described. In FIGS. 1 to 12, 1 is installed in a production factory. The generated high-temperature and high-pressure compressed air is introduced into the
前記空気導管4,5の間にドライボックス7が介挿され、その下端部を基枠8を介してコンクリート、地面等の設置面9に設置している。
前記ドライボックス7は薄厚の鋼板を折り曲げて縦長の略直方体に形成され、その横断面は背面または前面を開口した略U字形の筐体10を備え、その背面または前面に矩形のカバーパネル11をビス止め等で着脱可能に取付け、内部に収容した後述のエア−ドライヤと凝結器のメンテナンスを実行可能にしている。
実施形態のドライボックス7は、縦300mm、横320mm、高さ約1000mm、重量約27kgに構成され、後述する把手によって持ち運び可能にされている。
A
The
The
前記基枠8は鋼板を逆U字形断面に折り曲げて矩形台状に形成され、その中央に矩形の挿入孔12を形成し、該挿入孔12の内側に折曲片12aを額縁状に形成している。
そして、前記折曲片12aの内側にドライボックス7の下端部を挿入し、該下端部と折曲片12aとを複数のボルト・ナット13を介して連結している。
前記基枠8の前後部に略L字形断面の屈曲片14,14が形成され、該屈曲片14,14の水平面に形成したボルト挿通孔15,15に基礎ボルト(図示略)を挿入し、これをコンクリート等の設置面9にねじ込んで不動に固定している。
The
And the lower end part of the
Bending
前記ドライボックス7の前面上端部に前下がりのテーパ面7aが形成され、該テーパ面7aに二つの圧力計16が設けられ、該圧力計16によって前記凝結器またはエアードライヤに対する圧縮空気の導入圧力と流出圧力を計測可能にしている。
この場合、前記圧力計16の他に圧縮空気の温度を計測可能な温度計を設け、圧縮空気の湿度を監視可能にすることが望ましい。
図中、17はドライボックス7の中間部両側面に設けたU字形状の把手で、ドライボックス7を持ち運び可能にしている。この場合、より小形軽量のドライボックス7に対しては、その上端面に一の把手17を設けることも可能である。
A taper surface 7a is formed at the front upper end portion of the
In this case, it is desirable to provide a thermometer capable of measuring the temperature of the compressed air in addition to the
In the figure, 17 is a U-shaped handle provided on both side surfaces of the intermediate portion of the
前記ドライボックス7内の上部に空気導管4,5に連通する中継導管18が配管され、該導管18に上流側から凝結器19とエアードライヤ20が配置されている。
前記凝結器19とエアードライヤ20は略同径の円筒体で構成され、それらの処理能力ないし空気流量は4000l/mimで、従来の約13〜14倍に倍増され、それらの直下にオートドレン21,22を接続している。
図中、21a,22aはオートドレン21,22の上端部に突設した連結パイプで、凝結器19とエアードライヤ20の後述の筒状容器のネジパイプにねじ込み可能にしている
A
The
In the figure, reference numerals 21a and 22a denote connecting pipes protruding from the upper ends of the auto drains 21 and 22, which can be screwed into screw pipes of a cylindrical container described later of the
実施形態の凝結器19は、外径90mm(従来の1.2倍)、長さ約430mm(従来の2.3倍)の中空円筒体で構成され、その下半部は中空に構成されていて、後述する筒状容器への圧縮空気の導入と、筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図っている。
図中、23,24はオートドレン21,22に接続したドレンチューブで、それらの端部をドライボックス7の下端部に配管し、ドレン水を外部へ排出可能にしている。
The
In the figure, 23 and 24 are drain tubes connected to the auto drains 21 and 22, and their end portions are piped to the lower end portion of the
前記凝結器19は、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器25と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー26と、該ヘッドカバー26に上端部を連結し、かつ筒状容器25の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の凝結シリンダ27と、から構成されている。
The
前記筒状容器25は、外径90mm、長さ430mmの円管状に構成され、その上端部にネジ部28が形成され、このネジ部28にヘッドカバー26の下端部内面に形成したネジ部29が螺着されている。
前記筒状容器25の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔30にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ31が接続され、前記容器25の底部に貯留したドレン水を前記オートドレン21へ移動可能にしている。
The
A lower end portion of the
前記ヘッドカバー26の周面の対向位置に、インレット32とアウトレット33を形成し、それらのネジ孔34,35に中継導管18と空気導管4を接続している。
前記インレット32とアウトレット33は仕切壁36で区画され、インレット32の奥部に筒状容器25に連通する通路37が形成され、またアウトレット33の奥部に出口通路38が形成され、該通路38の奥部にネジ孔39が形成され、該ネジ孔39に、凝結シリンダ27の上端部に突設した連結管40のネジ部41がねじ込まれている。
An
The
前記凝結シリンダ27は筒状容器25の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器25の略1/2に形成され、その下端部を筒状容器25の中間位置に配置し、凝結シリンダ27と筒状容器25との間に環状の通気路42を形成している。
そして、インレット32から導入した圧縮空気を通気路42へ導き、その下端部から凝結シリンダ27へ導入し、該凝結シリンダ27の上部から連結管40を経て出口通路38へ移動し、アウトレット33から空気導管18へ導出可能にしている。
The condensing
Then, the compressed air introduced from the
前記エアードライヤ20は外観上、凝結器19と同様に構成され、このエアードライヤ20はアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器43と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー44と、該ヘッドカバー44に上端部を連結し、かつ筒状容器43の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の除湿シリンダ45と、から構成されている。
The
前記筒状容器43は、外径90mm(従来の1.2倍)、長さ430mm(従来の2.3倍)の円管状に構成され、その上端部周面にネジ部46が形成され、このネジ部46にヘッドカバー44の下端部内面に形成したネジ部47が螺着されている。
前記筒状容器43の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔48にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ49が接続され、前記容器43の底部に貯留したドレン水を前記オートドレン22へ移動可能にしている。
The
A lower end portion of the
前記ヘッドカバー44の周面の対向位置に、インレット50とアウトレット51を形成し、それらのネジ孔52,53に前記中継導管18と空気導管5を接続している。
前記インレット50とアウトレット51は仕切壁54で区画され、インレット50の奥部に筒状容器43に連通する通路55が形成され、またアウトレット51の奥部に出口通路56が形成され、該通路56の奥部にネジ孔57が形成され、該ネジ孔57に、除湿シリンダ45の上端部に突設した連結管58のネジ部59がねじ込まれている。
An
The
前記除湿シリンダ45は筒状容器43の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器43の略1/2に形成され、その下端部を筒状容器43の中間位置に配置し、除湿シリンダ45と筒状容器43との間に環状の通気路60を形成している。
そして、インレット50から導入した圧縮空気を通路55へ導き、その下端部から除湿シリンダ45導入し、該除湿シリンダ45の上部から連結管58を経て出口通路56へ移動し、アウトレット51から空気導管5へ移動可能にしている。
The
Then, the compressed air introduced from the
前記除湿シリンダ45内の上端部に、連結シリンダ61を介して円板状の基板62が設けられ、該基板62の下面に6個の集気シリンダ63が等角度位置に突設されている。
前記集気シリンダ63の下端部に凹孔64が形成され、該凹孔64に通孔65の下端が開口され、該通孔65の上端が連結シリンダ61内に開口され、通孔65を移動した圧縮空気を連結シリンダ61内に断熱膨張状態で噴出可能にしている。
A disc-shaped
A
このように構成した本発明の圧縮空気の気液分離システムは、エアータンク3とエアーツール6との間の空気導管4,5の間にドライボックス7を設置し、該ドライボックス7内に前記導管4,5の端部に直結して、凝結器19とエアードライヤ20を収容している
したがって、ドライボックス7によって凝結器19とエアードライヤ20を保護し得るとともに、圧縮空気の供給路に分岐線ないし支線の配管を要せず、またその最上流部にエアードライヤを配置することなく設置できる。
In the gas-liquid separation system of compressed air according to the present invention configured as described above, the
そして、凝結器19の配置によって、その下流側における水分の凝縮を抑制し、凝縮水の除去を回避できるから、エアードライヤの負担を軽減し、その機能低下を抑制するとともに、圧縮空気の配管およびその作業並びにそれらのメンテナンスを簡潔かつコンパクトに行なえ、これを安価かつ合理的に行なえる。
しかも、凝結器19をエアータンク3からの離隔距離を問わずに設置して、所期の効果を得られるから、設置位置や設置環境を拘束されずに済み、設置の自由度を得られる。
And by arrangement | positioning of the condensing
In addition, since the
前記ドライボックス7の製作は、薄厚の鋼板を折り曲げて縦長の略直方体に形成し、その横断面を前部または背部に開口した略U字形の筐体10に形成し、その開口部に矩形のカバ−パネル11をビス止めして着脱可能に取付け、内部に収容した凝結器19とエアードライヤ20とのメンテナンスを実行可能にしている。
実施形態のドライボックス7は、縦300mm、横320mm、高さ約1000mm、重量約27kgに構成され、把手17,17によって持ち運び可能にされている。
The
The
前記ドライボックス7の設置に際しては基枠8の製作を要し、該基枠8は鋼板を逆U字形断面に折り曲げ、その中央に矩形の挿入孔12を形成し、該挿入孔12の内側に折曲片12aを額縁状に形成する。
また、基枠8の前後部に略L字形断面の屈曲片14,14を屈曲形成し、該屈曲片14,14の水平面にボルト挿通孔15,15を形成する。
When installing the
Further,
こうして製作した基枠8を用いてドライボックス7を設置する場合は、ドライボックス7の下端部を基枠8の挿入孔12に挿入し、その下端部と折曲片12aを複数のボルト・ナット13で連結し、ドライボックス7の下端部に基枠8を連結する。
そして、基枠8の屈曲片14,14の水平面を設置面9に載置し、そのボルト挿通孔15,15に基礎ボルト(図示略)を挿入し、これをコンクリート等の設置面9にねじ込んで固定し、ドライボックス7を設置面9に不動に立設する。
When the
Then, the horizontal surfaces of the
このようにドライボックス7は小形軽量な箱体に構成され、把手17,17によって手軽に持ち運べるから、その設置や移動を容易に行なえる。
また、ドライボックス7の前部または背部にカバーパネル11を着脱可能に取付けているから、内部に収納する凝結器19とエアードライヤ20の取付けやメンテナンスを簡便に行なえる。
As described above, the
Moreover, since the
しかも、ドライボックス7に、凝結器19および/またはエアードライヤ20に対する圧縮空気の導入および導出圧力を計測可能な圧力計16や、凝結器19またはエアードライヤ20に対する圧縮空気の温度を計測可能な温度計を装備しているから、圧縮空気の導入および導出状態と湿度を確認かつ管理でき、圧縮空気の最適な供給状態を維持し得る。
Moreover, the
前記ドライボックス7の設置後、その内側上部に空気導管4,5の端部を配管し、空気導管4の下流側端部に凝結器19を接続し、空気導管5の上流側端部にエアードライヤ20を接続し、凝結器19とエアードライヤ20とを中継導管18で接続する。
After the installation of the
一方、前記凝結器19を、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器25と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー26と、該ヘッドカバー26に上端部を連結し、かつ筒状容器25の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の凝結シリンダ27と、で構成する。
On the other hand, the
前記凝結器19を組み立てる場合は、ヘッドカバー26の下端中央のネジ孔39に、凝結シリンダ27の上端部に突設した連結管40のネジ部41をねじ込み、該凝結シリンダ27の外側に筒状容器25を配置し、その上端部のネジ部29をヘッドカバー26の下端部内面のネジ部28にねじ込んで固定する。
前記筒状容器25の下端部を漏斗状に形成し、その中央の通孔30にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ31を挿入し、その接合部を溶接若しくはロウ付けまたは接着して接続する。
When assembling the
A lower end portion of the
また、前記エアードライヤ20を、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器43と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー44と、該ヘッドカバー44に上端部を連結し、かつ筒状容器43の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の除湿シリンダ45と、で構成する。
The
前記エアードライヤ20を組み立てる場合は、ヘッドカバー44の下端中央のネジ孔57に、除湿シリンダ45の上端部に突設した連結管58のネジ部59をねじ込み、該除湿シリンダ45の外側に筒状容器43を挿入して配置し、その上端部のネジ部47をヘッドカバー44の下端部内面のネジ部46にねじ込んで固定する。
前記筒状容器43の下端部を漏斗状に形成し、その中央の通孔47にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ49を挿入し、その接合部を溶接若しくはロウ付けまたは接着して接続する。
When assembling the
A lower end portion of the
こうしてドライボックス7に凝結器19とエアードライヤ20を組み付け後、それらの下端部のネジパイプ30,49に、連結パイプ21a,22aをねじ込んでオートドレン21,22を取付け、その下端部に突設したドレンチュ−ブ23,24の一端をドライボックス7の下端部に位置付け、またドライボックス7の前面または背面の開口部にカバーパネル11をビス止めして閉塞する。
After assembling the
このようにドライボックス7の内部に凝結器19とエアードライヤ20を近接して配置しているから、ドライボックス7の小形軽量化を図れるとともに、除湿した圧縮空気をエアードライヤ20へ直ちに送り込めるから、除湿した圧縮空気の供給時における凝縮液の発生を抑制し、エアードライヤ20の負担を軽減しその機能低下を防止し得る。
Since the
このように構成した圧縮空気の気液分離システムは、エアータンク3側から高温高圧(約50〜80℃、0.1〜1.5MPa)の圧縮空気がドライボックス7へ送り込まれ、該圧縮空気が空気導管4に導かれて凝結器19のインレット32に導入され、その奥部の通路37から筒状容器25内に流入し、該筒状容器25と凝結シリンダ27との間の通路42を下方へ移動する。
この後、前記圧縮空気は凝結シリンダ27の下方から反転して上動し、前記シリンダ27内に導入されて上動し、連結管40から出口通路38を経てアウトレット33へ送り出され、中継導管18からエアードライヤ20へ移動する。
In the gas-liquid separation system for compressed air configured in this way, high-temperature and high-pressure (about 50 to 80 ° C., 0.1 to 1.5 MPa) compressed air is fed into the
Thereafter, the compressed air moves upward from the lower side of the
その際、圧縮空気は筒状容器25と凝結シリンダ27との間の狭小で長尺な通路42に押し込まれ、更に凝結シリンダ27内の上面に勢い良く衝突して、圧縮空気中の水分が能率良く凝集して凝結し、その液滴が筒状容器25の内面と凝結シリンダ27の内外面を流下する。
したがって、圧縮空気中の水分が効率良く除去され、多量のドレン水が生成されて筒状容器25の底部に流下し、通孔30から流出してオートドレン21に導かれて貯留し、その溢流がドレンチューブ23に導かれてドライボックス7の外部に排出される。
At that time, the compressed air is pushed into a narrow and
Accordingly, moisture in the compressed air is efficiently removed, a large amount of drain water is generated and flows down to the bottom of the
こうして凝結器19で水分を効率良く除去された圧縮空気は、中継導管18に導かれてエアードライヤ20のインレット50へ移動し、その奥部の通路55から筒状容器43内に流入し、該筒状容器43と除湿シリンダ45との間の通路60を下方へ移動する。
この後、前記圧縮空気は除湿シリンダ45の下方から反転して上動し、該シリンダ45内に導入されて上動し、その上端部の集気シリンダ63の凹孔64へ移動し、凹孔64に開口した通孔65に導かれて連結シリンダ61内に噴出する。
The compressed air from which moisture has been efficiently removed by the
Thereafter, the compressed air moves upside down from the lower side of the
前記噴出後、圧縮空気は連結シリンダ61から連結管58へ移動し、出口通路56からアウトレット51を経て空気導管5に送り出され、該空気導管5を移動してエアーツール6へ供給される。
After the ejection, the compressed air moves from the connecting
このように、圧縮空気は筒状容器43と除湿シリンダ45との間の狭小で長尺な通路60に押し込まれ、更に除湿シリンダ45の上面に勢い良く衝突して、圧縮空気中の水分が能率良く凝集して凝結し、その液滴が筒状容器43の内面と除湿シリンダ45の内外面を流下する。
したがって、圧縮空気中の水分が効率良く除去され、多量のドレン水が生成されて筒状容器43の底部に流下し、通孔48から流出してオートドレン22に導かれて貯留し、その溢流がドレンチューブ24に導かれてドライボックス7の外部に排出される。
また、圧縮空気は通孔65に導かれて連結シリンダ61内に噴出する際、断熱膨張して降温するから、エアーツール6に対する供給空気の降温化を促す。
As described above, the compressed air is pushed into the narrow and
Therefore, moisture in the compressed air is efficiently removed, a large amount of drain water is generated and flows down to the bottom of the
Further, when the compressed air is guided to the through-
図13乃至図15は本発明の種々の応用形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を用いている。
このうち、図13は本発明の第1の応用形態を示し、この応用形態ではドライボックス7内に、直列に接続した凝結器19とエアードライヤ20とを一組設ける代わりに、ドライボックス7内に直列に配置した凝結器19とエアードライヤ20とを複数組設け、かつ各組を並列に接続して、個々の凝結器19とエアードライヤ20の負担を軽減するとともに、圧縮空気の除湿ないし水分除去の量産化を図るようにしている。
13 to 15 show various applications of the present invention, and the same reference numerals are used for the components corresponding to the above-described embodiments.
Among these, FIG. 13 shows a first application form of the present invention. In this application form, instead of providing a set of a
図14は本発明の第2の応用形態を示し、この応用形態ではドライボックス7に接続した空気導管5の下流側で、エアーツール6の近接位置に、前述のドライボックス7と実質的に同一の第2ドライボックス66を設置し、この第2ドライボックス66の内部に2つのエアードライヤ20,20を隣接して取付け、圧縮空気中の水分を更に精密に除去して乾燥した空気をエアーツール6へ供給し、圧縮空気中の水分に由来するエアーツール6の故障や機能低下を防止するようにしている。
この場合、第2ドライボックス66はドライボックス7と実質的に同一に構成されているから、それらの共用化を図れ、これを合理的かつ安価に製作し利用することができる。
また、第2ドライボックス66は設置条件によって、一のエアードライヤ20を取付けることも可能である。
FIG. 14 shows a second application form of the present invention. In this application form, on the downstream side of the
In this case, since the second
The second
図15は本発明の第3の応用形態を示し、この応用形態ではエアータンク3とドライボックス7との間に圧縮空気の冷却装置67を介挿し、凝結器19に導入する圧縮空気を冷却して、凝結器19とエアードライヤ20の冷却・除湿作用の軽減を図り、より低温で乾燥した圧縮空気をエアーツール6へ供給するようにしている。
前記冷却装置67は、空気導管4と同一の内外径を有するステンレス鋼管またはアルミニウム管製の冷却管68コイル状に捲回し、これを設置面9に立設するとともに、その下端部から引き出し管69を起立して空気導管4に連通している。
図中、70は冷却装置67の外側に配置した金網製の防護ネットで、冷却管68と引き出し管69を空気に接触させ、圧縮空気を空冷可能にしている。
FIG. 15 shows a third application mode of the present invention. In this application mode, a compressed
The
In the figure,
このように本発明は、凝結器19とエアードライヤ20と駆使し、更に空冷手段の冷却装置67を用いて、圧縮空気中の水分を除去し乾燥させるから、従来の冷凍乾燥機のような大量の電力消費を廃し、合理的かつ安価な圧縮空気の気液分離システムの製作と使用を実現し得るようにしたものである。
As described above, the present invention makes full use of the
本発明の圧縮空気の気液分離システムは、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるから、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適である。 Since the gas-liquid separation system of compressed air according to the present invention can efficiently remove a large amount of moisture in the compressed air with a non-powered and simple configuration at low cost, for example, a lot of compressed air supplied from an air compressor or the like is used in a factory or the like. It is suitable when supplying to other air tools.
4,5 供給管路(空気導管)
6 エアーツール
7 ドライボックス
11 カバーパネル
18 供給管路(中継導管)
19 凝結器
20 エアードライヤ
4,5 Supply pipeline (air conduit)
6
19
21,22 オートドレン
25 筒状容器
26 ヘッドカバー
27 凝結シリンダ
32,50 インレット
33,51 アウトレット
43 筒状容器
21, 22
44 ヘッドカバー
45 除湿シリンダ
63 集気シリンダ
65 通孔
66 第2ドライボックス
67 冷却装置
44
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