JP7262130B2 - 圧縮空気の凝縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の凝縮ユニットを連結し、構成を簡潔化し部品点数を低減して小形軽量化と製作の容易化並びに低廉化を図るとともに、凝縮ユニットによる凝縮作用と断熱膨張作用を向上し得るようにした、圧縮空気の凝縮装置に関する。

エアーコンプレッサから吐出された圧縮空気には凝縮水や油分が混在し、この圧縮空気をエアードライバーやインパクトレンチ等のエアーツールへ供給すると、空気導管の内部が錆び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、圧縮空気の供給管路にエアードライヤを取付けて水分を除去し、除湿・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。

例えば、中空円筒体の上部に上カバーを取付け、また前記中空円筒体の内部に中空円筒状の仕切り管を取付け、該仕切り管の内側に略円錐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するとともに、各仕切り構造内の上部に凹み空間と透孔を形成し、上カバーから中空円筒体内に圧縮空気を導入し、これを下方の仕切り構造から上方の仕切り構造へ移動し、透孔から上部の凹み空間へ噴出して、圧縮空気を断熱膨張し水分を除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、前記装置は中空円筒体の内側に仕切管を配置し、この仕切管内に複数の異形の仕切り構造を積み重ねて配置し、各仕切り構造に小孔状の透孔を形成しているため、部品点数が多く、また仕切り構造に凹み空間と小孔状の透孔の形成を要して製作が複雑で難しく、更に中空円筒体に圧縮空気を導入後、仕切管内や仕切り構造内に移動させているため、中空円筒体や仕切管が大径になって大形化し、しかも仕切り構造を通しボルトで固定しているため、仕切り構造の数が通しボルトの長さで制約され、圧縮空気の凝縮能力が制限されて水分を充分に除去することができないという問題があった。

このような問題を解決するものとして、圧縮空気の供給管路に介挿した気液分離装置に、蓋体に連結した筒状容器を設け、該筒状容器内に筒状仕切り体と、該仕切り体内に配置した胴体部を設け、該胴体部の周面に複数の鍔部を設けるとともに、その一の鍔部に負圧用中空室に連通する気体流量制御小孔部を設け、胴体部に導入した圧縮空気を前記制御小孔部から負圧用中空室へ移動させて気液分離させるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、前記気液分離装置は構造が複雑で製作が難しく、しかも単一または複数の制御小孔部では気液の分離能率が低く、圧縮空気を十分に除湿し乾燥させることができなかった。

そこで、出願人は、圧縮空気の移動路に一または複数の凝縮ユニットを配置し、該凝縮ユニットは内部に圧縮空気を衝突させる衝突板と、圧縮空気を噴出させる狭小通路と、凝縮管内に噴出した圧縮空気を閉塞した圧縮通路に押し込み、押し戻された圧縮空気を衝突板の他側面に衝突させ、前記衝突板と狭小通路と圧縮通路と衝突板の他側面とで圧縮空気を繰り返し凝縮し断熱膨張させ、気液分離後、出口管へ移動して隣接する下流側の凝縮ユニットへ導入し、圧縮空気を能率良く除湿し乾燥させるようにした圧縮空気の凝縮装置を開発し、これを既に提案している（例えば、特許文献３参照）。

しかし、この既に提案した圧縮空気の凝縮装置は、圧縮空気の導入時に衝突板に衝突させた後、その外周の環状通路に移動させて凝縮管内に噴出していたため、衝突による圧縮空気の凝縮に十分な効果を得られず、しかも押し戻された圧縮空気を衝突板の他側面に衝突させる際の圧縮空気の凝縮も所期の効果を得られず、十分な気液分離効果を得られないという問題があった。

この問題を解決するため、出願人は更に改良を重ね、凝縮管を構成する各凝縮ユニット内の上流側に多数の通気孔を形成した通気板と衝突板を近接して配置し、通気板に圧縮空気を衝突して凝縮させた後、多数の通気孔から噴出させて精密に断熱膨張させ、圧縮空気の除湿ないし乾燥効果を向上するようにした圧縮空気の凝縮装置を開発し、これを既に提案している。

しかし、この既に提案した圧縮空気の凝縮装置は、凝縮管と各凝縮ユニット内の構成が複雑な上に、通気板と衝突板の配置が複雑になって製作が難しく、高価になるという問題があった。

特開平１０－２３５１３２号公報 特許第５４６７１８０号公報 特開２０２０－１５１６５０号公報

本発明はこのような問題を解決し、複数の凝縮ユニットを連結し、構成を簡潔化し部品点数を低減して、小形軽量化と製作の容易化並びに低廉化を図るとともに、凝縮ユニットによる凝縮作用と断熱膨張作用を向上し得るようにした、圧縮空気の凝縮装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、中空の凝縮ユニットを同軸上に複数連結し、圧縮空気を上流側の凝縮ユニットから下流側の凝縮ユニット内に順次移動して除湿し、各凝縮ユニット内に圧縮空気を衝突可能な複数の衝突板を離間して設け、圧縮空気を凝縮可能に設けるとともに、前記衝突板に多数の通気孔を形成し、該通気孔から圧縮空気を噴出して断熱膨張可能に設け、除湿した圧縮空気を下流側の凝縮ユニット内に順次移動可能にし、下流側のエアーツールへ供給可能にした圧縮空気の凝縮装置において、複数の凝縮ユニットの外側に保護筒を囲繞可能に配置し、該保護筒の一端部から空気を吸入可能に設け、該吸入空気を保護筒内に移動させて凝縮ユニットを冷却可能に設け、凝縮ユニットを冷却後に保護筒の外部へ排気可能に設け、保護筒によるいわゆる煙突効果を利用して空気を保護筒内に導入し、これを凝縮ユニットに接触させて冷却を図り、凝縮ユニットによる安定した凝縮作用と除湿効果を図るようにしている。

請求項２の発明は、保護筒内に管状かつ胴長の複数の凝縮ユニットを立位状態で隣接して配置し、該凝縮ユニット内の圧縮空気を一方向に移動可能に配置し、複数の凝縮ユニットを保護筒内にコンパクトに収容し、保護筒の小形軽量化を図るとともに、凝縮ユニットによる円滑かつ合理的な凝縮作用と断熱膨張作用を実現するようにしている。
請求項３の発明は、隣接する凝縮ユニットの下端部を略Ｕ字形の連通管を介して接続し、該連通管の中間部にオートドレンを備えたエアードライヤを下向きに配置し、その周囲を架台とその支持枠と多孔板とで囲繞し、凝縮ユニットの下端部の連通管内を移動する圧縮空気の凝縮液を自動的に排出するとともに、エアードライヤの周囲を架台とその支持枠と多孔板で囲繞して、動物や異物の侵入を防止しエアードライヤを保護するようにしている。
請求項４の発明は、保護筒を基板上に垂直に立設し、凝縮ユニットの設置面積のコンパクト化を図るとともに、保護筒の安定化を図るようにしている。

請求項５の発明は、凝縮ユニット内に複数の衝突板を離間して配置し、該衝突板の多数の通気孔を互いに位相をずらせて配置し、衝突板による圧縮空気の衝突確度を向上し、凝縮精度を向上するようにしている。
請求項６の発明は、凝縮ユニットの中間部に直管状の継手管を配置し、該継手管に複数の通気板を離間して配置し、これらの通気板に複数の通気孔を位相をずらせて配置し、通気板による圧縮空気の衝突確度を向上し、凝縮精度を向上し得るとともに、通気板を同径に形成して構成を簡潔にし、製作の容易化と低廉化を図るようにしている。

請求項１の発明は、複数の凝縮ユニットの外側に保護筒を囲繞可能に配置し、該保護筒の一端部から空気を吸入可能に設け、該吸入空気を保護筒内に移動させて凝縮ユニットを冷却可能に設け、凝縮ユニットを冷却後に保護筒の外部へ排気可能に設けたから、保護筒によるいわゆる煙突効果を利用して空気を保護筒内に導入し、これを凝縮ユニットに接触させて冷却を図り、凝縮ユニットによる安定した凝縮作用と除湿効果を図ることができる

請求項２の発明は、保護筒内に管状かつ胴長の複数の凝縮ユニットを立位状態で隣接して配置し、該凝縮ユニット内の圧縮空気を一方向に移動可能に配置したから、複数の凝縮ユニットを保護筒内にコンパクトに収容し、保護筒の小形軽量化を図れるとともに、凝縮ユニットによる円滑かつ合理的な凝縮作用と断熱膨張作用を実現することができる。
請求項３の発明は、隣接する凝縮ユニットの下端部を略Ｕ字形の連通管を介して接続し、該連通管の中間部にオートドレンを備えたエアードライヤを下向きに配置し、その周囲を架台とその支持枠と多孔板とで囲繞したから、凝縮ユニットの下端部の連通管内を移動する圧縮空気の凝縮液を自動的に排出できるとともに、エアードライヤの周囲を架台とその支持枠と多孔板で囲繞して、動物や異物の侵入を防止しエアードライヤを保護することができる。
請求項４の発明は、保護筒を基板上に垂直に立設したから、凝縮ユニットの設置面積のコンパクト化を図れるとともに、保護筒の安定化を図ることができる。

請求項５の発明は、凝縮ユニット内に複数の衝突板を離間して配置し、該衝突板の多数の通気孔を互いに位相をずらせて配置したから、衝突板による圧縮空気の衝突確度を向上し、凝縮精度を向上することができる。
請求項６の発明は、凝縮ユニットの中間部に直管状の継手管を配置し、該継手管に複数の通気板を離間して配置し、これらの通気板に複数の通気孔を位相をずらせて配置し、通気板による圧縮空気の衝突確度を向上し、凝縮精度を向上できるとともに、通気板を同径に形成して構成を簡潔にし、製作の容易化と低廉化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態における凝縮管の設置状況と使用状況を示す説明図で、凝縮管を垂直に配置している。 図１の要部を拡大して示す断面図である。 図２の要部を拡大して示す断面図である。 本発明に適用した凝縮ユニットを拡大して示す断面図である。 図４の平面図である。

図４の底面図である。 図３のＡ－Ａ線に沿う拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態の要部を拡大して示す断面図で、凝縮管と保護筒を水平方向から僅かに傾斜して配置している。 図８の要部の拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態の要部を拡大して示す断面図で、凝縮ユニットの中間部に継手管を配置し、継手管内に複数の通気板を配置している。

本発明の第４の実施形態に適用した保護筒の設置状況を示す斜視図である 図１１の保護筒内の平面図で、保護筒内に４本の管状の凝縮管を収納している。 図１２のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図１２のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。 第４の実施形態に適用した保護筒内に収納した凝縮ユニットの縦断面図である。 凝縮管内に配置した通気板を拡大して示す正面図である。

本発明の第５実施形態に適用した保護筒の設置状況を示す斜視図である。 図１７の保護筒内の平面図で若干拡大して示し、保護筒内に６本の管状の凝縮管を収納している。 図１８のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。 図１８のＥ－Ｅ線に沿う断面図である。 本発明の応用形態に適用した凝縮ユニットの縦断面図である。 図２１に示す凝縮ユニットの断面図である。 図２２に示す凝縮ユニットに適用した衝突板の拡大図である。 本発明の第６実施形態に適用した凝縮ユニットの縦断面図である。 図２４の要部を拡大して示す断面図である。 第６実施形態の応用形態を示す凝縮ユニットの縦断面図である。

以下、本発明を図示の第１の実施形態について説明すると、図１乃至図７において１は工場に設置し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気導管３からジョイント４へ送り出し、その出口管４ａから凝縮管５へ送出可能にしている。

前記凝縮管５は、複数の凝縮ユニット６、基本形態では５個の凝縮ユニット６を垂直方向に連結して配置され、該凝縮ユニット６の縦断面は胴長の中空楕円体に形成され、これは一組の凝縮ハウジング７，８と、その長軸側の両側に連結した一組の連結管９，１０、とから構成されている。
前記凝縮ハウジング７，８は肉厚の例えばステンレス鋼板またはアルミニウム板等の金属板を略椀形に成形し、その大径側の開口縁を向き合わせて接合し、その接合部を例えばＴＩＧ溶接等で溶接して連結している。図中、６ａは開口縁の溶接部である。

前記凝縮ハウジング７，８の椀底部に大小異径の連結孔１１，１２が形成され、大径側の連結孔１１に連結管９の一端が挿入され、小径側の連結孔１２に連結管１０の一端が挿入され、それらの挿入部の内外位置が例えばＴＩＧ溶接等で溶接されている。図中、９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂはそれらの内外位置の溶接部である。

前記連結管９，１０は大小異径の例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属管を所定長さに切断し、このうち連結管９の長さを連結管１０よりも若干短く形成している。
前記連結管９の内面に雌ネジ部１３が形成され、最上位置の凝縮ユニット６に接続した連結管９の雌ネジ部１３に、ジョイント４の出口管４ａが螺着されている。
前記連結管１０の先端部外周にテーパネジ部１４が形成され、該テーパネジ部１４を直下位置の凝縮ユニット６に接続した連結管９の雌ネジ部１３に螺着している。

前記凝縮ハウジング７，８の開口側に一対の衝突板１５，１６が対向して配置され、該衝突板１５，１６に多数の同径の通気孔１７，１８が環状に配置されている。
前記衝突板１５，１６は肉厚の例えばステンレス鋼板またはアルミニウム板等の金属板によって同径の円板形に形成され、その外周部を凝縮ハウジング７，８の内面に例えばＴＩＧ溶接等で溶接して固定している。１５ａ，１６ａはその溶接部である。

この場合、通気孔１７，１８を対向して衝突板１５，１６を配置する代わりに、何れか一方の衝突板１５，１６を一定角度回動して配置し、通気孔１７，１８の取付け位置（位相）をずらせて配置し、例えば衝突板１５の通気孔１７から噴出した圧縮空気を衝突板１６の通気孔１８，１８の間に衝突させて、圧縮空気の衝突確度とその凝縮効果を向上させることが望ましい。

その際、各凝縮ユニット６内の上側の連結管９に導入された圧縮空気は、凝縮ハウジング７内の凹状曲面に導かれて内部へ移動し、移動方向正面に配置した衝突板１５に衝突して凝縮され、その一部が液化するとともに、この前後に通気孔１７に押し込まれて衝突板１５の他側面に噴出し、断熱膨張して一部を液化するようにされている。
この場合、液化された液摘は、圧縮空気に交じって吹き飛ばされ、下方へ移動するようにしている。

そして、衝突板１５の他側面に噴出した圧縮空気は、相対する衝突板１６に衝突して凝縮され、その一部が液化するとともに、この前後に通気孔１８に押し込まれて衝突板１６の他側面に噴出し、断熱膨張して一部が液化するようにされている。その際、液化された液摘は、圧縮空気に交じって吹き飛ばされ、下方へ移動するようにしている。

こうして、通気孔１８から噴出された圧縮空気は、凝縮ハウジング８内の凹状曲面に導かれて連結管１０へ送り出され、直下の凝縮ユニット６内へ導入可能にされている。
この場合、連結管１０のテーパネジ部１４は、直下の凝縮ユニット６に接続した連結管９の雌ネジ部１３にねじ込まれているから、連結管９，１０の管径の差が縮小され、それらの内側を移動する圧縮空気の変動を抑制し、圧力損失を抑制して安定した移動を図るようにしている。

前記凝縮管５の外側に大径かつ長尺の冷却管を兼ねる保護筒１９が立設され、その下端部に支持筒２０が取付けられ、その下端のフランジ２０ａを不動の基板２１に固定している。
前記保護筒１９は、複数の凝縮ユニット６を収容可能な長さ約８０ｃｍ、内径約１０ｃｍの例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属管で構成され、その下部を支持筒２０で堅固に支持し、その上端部をジョイント４の直下に開口して配置している。

前記基板２１の中央に大径の空気取入孔２２が形成され、該空気取入孔２２は基板２１の下部周辺の空気と連通可能にされ、この空気を保護筒１９のいわゆる煙突効果によって基板２１の下方から取り入れ、これを保護筒１９内に導入して上動させ、内側に配置した凝縮管５を冷却可能にしている。

前記凝縮管５の最下位置の凝縮ユニット６の連結管１０は、空気取入孔２２内の直上に配置され、該連結管１０のテーパネジ部１４を空気導管２３の上端部に螺着している。そして、空気導管２３を空気取入孔２２の下方に配管し、その適所を工場で使用するエアードライバー、インパクトレンチ等のエアーツール２４の供給管（図示略）に接続している

このように構成した圧縮空気の凝縮装置は、凝縮管５と保護筒１９の製作とそれらの組み立てを要する。このうち、凝縮管５の製作は、除湿ないし乾燥する圧縮空気の流量に応じて、１または複数の凝縮ユニット６の製作を要する。

前記凝縮ユニット６は、１組の凝縮ハウジング７，８を備え、これは肉厚（実施形態では３ｍｍ）のステンレス鋼板を、例えばプレス加工またはへら絞り加工によって略椀形に成形し、その椀底部に大小異径の連結孔１１，１２を形成する。

このように凝縮ユニット６の中間部の縦断面を略中空楕円体に形成することで、直管状の凝縮ユニット６に比べ管内断面積を拡径し、内部に配置する衝突板１５，１６の面積増と通気孔１７，１８の数量増を図って、圧縮空気の衝突効果と通気孔の噴出による断熱膨張効果を向上し、圧縮空気の除湿ないし乾燥を促進し得る。また、外側の表面積の増加を図って、保護筒１９内における凝縮ユニット６の空気との接触増を図って冷却を促し、凝縮管５による圧縮空気の除湿ないし乾燥を増進するようにしている。

一方、連結管９，１０は大小異径の例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属管を所定長さに切断し、連結管９の長さを連結管１０よりも若干短く形成し、連結管９の内面に雌ネジ部１３を形成し、連結管１０の先端部の外周にテーパネジ部１４を形成する。

また、凝縮ユニット６内に配置する衝突板１５，１６は、肉厚（実施形態では３ｍｍ）の例えばステンレス鋼板またはアルミニウム板等の金属板を、例えばプレス加工によって同径の円板状に打ち抜き、その板面に複数の通気孔１７，１８を環状に配置する。
そして、凝縮ハウジング７，８の大径の開口側の内面に、通気孔１７，１８を形成した衝突板１５，１６を配置し、その接合部周面を例えばＴＩＧ溶接等で溶接１５ａ，１６ａする。

この後、凝縮ハウジング７の連結孔１１に連結管９の一端を挿入し、その接合部の内外位置を例えばＴＩＧ溶接等で溶接９ａ，９ｂして連結する。
また、凝縮ハウジング８の連結孔１２に連結管１０の一端を挿入し、その接合部の内外位置を例えばＴＩＧ溶接等で溶接１０ａ，１０ｂして連結する。

こうして、衝突板１５を溶接し、連結管９を連結した凝縮ハウジング７の大径側の開口端部と、衝突板１６を溶接し、連結管１０を連結した凝縮ハウジング８の大径側の開口端部とを向き合わせて接合し、その接合部を例えばＴＩＧ溶接等で溶接６ａして連結する。
このようにして一の凝縮ユニット６を製作後、別の凝縮ユニット６を同様な要領で製作し、複数の凝縮ユニット６を製作する。

次に、前記製作した凝縮ユニット６を除湿ないし乾燥する圧縮空気の流量に応じて所要個数用意し、これらを組み立てる。この組み立てに際しては、各凝縮ユニット６の連結管９と連結管１０を同様に配置し、例えば連結管９を一側に配置し、連結管１０を他側に配置する。

そして、連結管１０のテーパネジ部１４を隣接する下流側の凝縮ユニット６の連結管９の雌ネジ部１３にねじ込み、この二つの凝縮ユニット６，６を連結する。
同様な要領で、凝縮ユニット６の連結管１０のテーパネジ部１４を、隣接する下流側の凝縮ユニット６の連結管９の雌ネジ部１３にねじ込んで、凝縮ユニット６を次々に連結する。
実施形態では、５個の凝縮ユニット６を連結したところで、凝縮管５の組み立てを完了する。

このように本発明の凝縮装置は、凝縮ハウジング７，８の成形と連結孔１１，１２の形成、連結管９，１０の所定長の切断とネジ部１３，１４の形成、衝突板１５，１６の打ち抜きと通気孔１７，１８の形成、およびそれらの溶接による組み立てによって行なえ、従来のような衝突板の製作と取付け、複雑な仕切壁の成形と出口管との組み立てを要しないから、部品点数が少なく凝縮ユニット６内の構造が簡単で、その製作や組み立てを容易に行なえ、これを安価に製作し得る。

こうして凝縮管５を組み立て後、所定長さの直管状の保護筒１９を用意し、該保護筒１９をジョイント４の直下に立設する。その際、保護筒１９の下端部に支持筒２０を取付け、支持筒２０の下端のフランジ２０ａを不動の基板２１に固定して、保護筒１９を支持する。
次に、基板２１の空気取入孔２２から凝縮管５を挿入し、これを上方へ移動して凝縮管５の最上位置の凝縮ユニット６に接続した連結管９の雌ネジ部１３を、ジョイント４の出口管４ａにねじ込んで連結する。

一方、空気取入孔２２の直上に位置する凝縮管５の最下位置、つまり下流側の凝縮ユニット６の連結管１０のテーパネジ部１４に、空気導管２３の上端部をねじ込んで連結する
そして、空気導管２３の下方、つまり下流部の適所に各種のエアーツール２４に対する空気供給管（図示略）を接続する。

この場合、凝縮管５や保護筒１９は、共に長さが約８０ｃｍで比較的コンパクトで大重量ではないから、それらの組み立てや据え付けを容易に行える。
しかも、凝縮管５と保護筒１９を垂直に配置しているから、その設置面積がコンパクトになり、工場の屋内外での設置に好適である。

こうして設置した本発明の凝縮装置は、保護筒１９の内側に凝縮管５を配置しているから、凝縮装置を屋外に設置した際に凝縮管５を風雨や日射から防護し得る。
このような凝縮装置において、エアーコンプレッサ１を駆動して生成した圧縮空気を、空気導管３からジョイント４を介して、出口管４ａから凝縮管５の上端部の連結管９へ導入する。

前記圧縮空気は凝縮管５の最上位置の凝縮ユニット６へ移動し、該ユニット６の凝縮ハウジング７の湾曲面に導かれて衝突板１５に衝突して凝縮し、その一部を液化して冷却された後、通気孔１７に押し込まれて衝突板１５の他側に噴出し、断熱膨張して一部を液化し冷却される。

この後、圧縮空気は相対する衝突板１６に衝突して凝縮し、その一部を液化して冷却された後、通気孔１８に押し込まれて通気板１６の他側に噴出し、断熱膨張して一部を液化され冷却される。
この場合、通気孔１７，１８を同軸上に対向して衝突板１５，１６を配置する代わりに、何れか一方の衝突板１５，１６を一定角度回動して配置し、通気孔１７，１８の取付け位置（位相）をずらせて配置すれば、例えば衝突板１５の通気孔１７から噴出した圧縮空気を衝突板１６の通気孔１８，１８の間に確実に衝突させ、圧縮空気の衝突ないし凝縮効果を向上させることができる。

この後、圧縮空気は凝縮ハウジング８の湾曲面に導かれて連結管１０へ移動し、該連結管１０に接続した連結管９を介して、隣接する下流側の凝縮ユニット６へ移動する。
圧縮空気は前述と同様に、凝縮ハウジング７の湾曲面に導かれて凝縮ユニット６へ移動し、衝突板１５に衝突して凝縮し、その一部を液化して冷却された後、通気孔１７に押し込まれて衝突板１５の他側に噴出し、断熱膨張して一部を液化し冷却される。

その後、圧縮空気は相対する衝突板１６に衝突して凝縮し、その一部を液化して冷却された後、通気孔１７に押し込まれて衝突板１６の他側に噴出し、断熱膨張して一部を液化し冷却される。
そして、圧縮空気は凝縮ユニット６から連結管１０へ移動し、該連結管１０に接続した連結管９を介して、隣接する下流側の凝縮ユニット６へ移動する。

以後、圧縮空気は下流側の凝縮ユニット６へ順次移動し、各凝縮ユニット６で凝縮と断熱膨張作用を繰り返し受けて次第に除湿ないし乾燥され、冷却される。

こうして凝縮管５の最下位置の凝縮ユニット６へ移動した圧縮空気は、十分に除湿ないし乾燥されて冷却され、凝縮ユニット６の連結管１０に接続した空気導管２３へ移動し、該空気導管２３の適所に接続した各エアーツール２４に連通する空気供給管（図示略）へ供給され、エアーツール２４の機能低下や故障を防止し得る。

一方、圧縮空気の凝縮管５ないし凝縮ユニット６への導入と前後して、保護筒１９のトンネル効果が機能し、空気が空気取入孔２２から保護筒１９内に取入れられ、これが上動して凝縮管５ないし凝縮ユニット６と連結管９，１０の表面に接触し、それらを冷却する
したがって、凝縮管５による圧縮空気の凝縮効果と断熱膨張効果が増進される。

こうして熱交換された空気は、保護筒１９の上端部から放出される。その際、凝縮ハウジング７，８は椀形に形成され、直管に比べて接触面積を広く確保しているから、それだけ冷却効果が促進され、圧縮空気の除湿ないし乾燥が促進される。

図８乃至図２６は本発明の他の実施形態を示し、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８および図９は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は凝縮管５を垂直に立設する代わりに、水平方向から僅かに傾斜（θ）して配置し、保護筒１９も同軸方向に配置し、つまり水平方向から僅かに傾斜（θ）して配置し、凝縮管５の設置の容易化を図るとともに、保護筒１９の煙突効果を確保して、保護筒１９による凝縮管５の冷却効果を保持するようにしている。
この実施形態における凝縮管５と凝縮ユニット６、連結管８，９の製作や配置、取付け、並びにそれらの作用効果は、前述の実施形態と実質的に同一である。

図１０は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態は凝縮ハウジング７，８の間に例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属製の継手管２５を介挿し、それらの接合部を溶接するとともに、継手管２５の内側に複数の通気板２６～２９を等間隔に配置して溶接し、これらの通気板２６～２９に通気孔１７，１８と同径の複数の通気孔３０～３３に位相をずらせて環状に配置し、凝縮ユニット６を長尺に構成している。

このように構成することで、椀形の凝縮ハウジング７，８に単一の衝突板１５，１６を取付ける構成に比べて、継手管２５に複数の通気板２６～２９を容易に取付けられ、凝縮ユニット６を合理的かつ安価に製作することができるとともに、圧縮空気を通気板２６～２９に効率良く衝突させ、その凝縮効果を向上するとともに、通気孔３０～３３からの噴出による断熱膨張効果を向上して圧縮空気の凝縮効果を促進し、除湿乾燥効果を向上するようにしている。

図１１乃至図１６は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は新規な凝縮ユニット３４と、この凝縮ユニット３４の複数本を一方向にコンパクトに配置した凝縮装置３５を示している。
前記凝縮ユニット３４は、内径７０．３ｍｍ、長さ２７０ｍｍ、肉厚３ｍｍの例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属管製の同様な複数の継手管３６～３８を接合し、その両端部に凝縮ハウジング７，８を接合し、その両端部に連結管９，１０を連結して、長さ約９９８ｍｍの長尺な管状に構成している。
前記継手管３６，３８の端部に衝突板１５，１６を設け、これらの衝突板１５，１６の内面に多数の通気孔１７を環状に配置している。

前記凝縮装置３５は前述と同様な煙突効果を奏する角柱状に構成され、その内部に複数の凝縮ユニット３４を立位状態で収容可能に形成され、その上下端部周面に空気を出入り可能な多孔板３９，４０を設け、下側の多孔板３９から吸入した空気を内部に導入して上動させ、上側の多孔板４０から排出可能にしており、下端部にフランジ４１を突設して床面等の基盤４２に立設可能に構成している。
図中、４３は凝縮装置３５の上端部に設けたカバープレート、４４は凝縮装置３５内の上部に設けたＶ字形断面の邪魔板である。

前記凝縮装置３５内の下部に架台４５が設けられ、該架台４５に複数の凝縮ユニット３４を立位状態で載置かつ収容されている。凝縮装置３５内の片側の一組の凝縮ユニット３４，３４の上端部に、ジョイント４に連通するインレット４６と、エアーツール２４に連通するアウトレット４７が設けられ、インレット４６に連結管９を接続し、アウトレット４７に連結管１０を接続している。

すなわち、各凝縮ユニット３４は連結管９から連結管１０へ圧縮空気を一方向へ移動可能に接続され、凝縮ユニット３４，３４の下端部に配置した略Ｕ字形の連通管４８，４９の両端部を、連結管１０と連結管９に螺着し、上端部に配置した逆Ｕ字形の連通管５０の両端部を、連結管９と連結管１０に螺着している。
前記連通管４８，４９の中間部にドレン排出孔（図示略）が形成され、該ドレン排出孔にフロート（図示略）を内蔵したオートドレンを備えたエアードライヤ６６，６７が下向きに取付けられている。
前記連通管４８，４９内に凝縮水が滞留すると、ドレン排出孔からエアードライヤ６６，６７へ勢い良く導入され、この凝縮水、すなわちドレンが前記オートドレン内に所定量滞留すると、その滞留面がフロートに検出されてフロートが作動し、排出管（図示略）の開閉弁を開弁して、前記ドレンを自動的に外部へ排出するようにしている。
前記エアードライヤ６６，６７は、周囲を架台４５とその支持枠および多孔板３９に囲繞され、動物や異物の侵入から保護されている。

図１７乃至図２０は本発明の第５の実施形態を示し、この実施形態は保護筒１９を第４の実施形態よりも若干大形に構成し、その内側に６本の凝縮ユニット３４を配置し、これらの上下端部に連通管４８、４９、５０～５３を接続し、圧縮空気をインレット４６からアウトレット４７へ移動可能にしている。
この実施形態は第４の実施形態に比べ、凝縮装置３５内に配置した凝縮ユニット３４の本数を増加し、それだけ凝縮ユニット３４を長尺化し、その凝縮効果を向上して圧縮空気の冷却と除湿ないし乾燥を増強するようにしている。
前記略Ｕ字形の連通管４８，４９の中間部にドレン排出孔（図示略）が形成され、該ドレン排出孔にフロート（図示略）を内蔵したオートドレンを備えたエアードライヤ６８，６９が下向きに取付けられている。
前記エアードライヤ６８，６９は、エア－ドライヤ６６，６７と同様に構成され、その作動はエアードライヤ６６，６７と実質的に同一である。
前記エアードライヤ６８，６９は、周囲を架台４５とその支持枠および多孔板３９に囲繞され、動物や異物の侵入から保護されている。

図２１は本発明の応用形態を示し、この応用形態は第４および第５の実施形態の凝縮装置３５の内側に配置した凝縮ユニットと別の構成を示している。
この応用形態における凝縮ユニット５４は、継手管３１～３３の内側に通気孔を形成した通気板を設ける代わりに、継手管３１～３３の内側に、該継手管３１～３３の外径の略１／２弱の長尺の通気管５５を配置し、その一端を連結管９の雌ネジ部１３に螺着して取付け、他端を凝縮ハウジング８の内側に配置し、その端部に衝突板５６を取付けて閉塞し、該衝突板５６に通気管９内に送り込まれた圧縮空気を衝突させて凝縮可能にしている。

前記通気管５５の外周面の複数個所に噴気部５７～５９を設け、該噴気部５７～５９に多数の通気孔６０を形成し、該通気孔６０から圧縮空気を通気管５５の外側へ噴出して断熱膨張可能にしている。
図中、６１，６２は通気管５５を継手管３１，３２に支持する通気可能な保持板である

この応用形態の凝縮ユニット５４は、通気管５５を継手管３１～３３よりも小径に形成し、該通気管５５に導入した圧縮空気を衝突板５６に衝突して凝縮させ、更に通気孔６０から噴出させて断熱膨張させ、圧縮空気の凝縮作用を向上し、除湿効果を増進させている
その際、噴気部５７～５９を通気管５５の外周面の複数個所に限定して通気孔６０を形成しているから、通気孔６０からの圧縮空気の噴出速度を一定に保持させて、所期の断熱膨張効果を得られる。

こうして冷却され除湿された圧縮空気は、継手管３１～３３と通気管５５の間を移動し、連結管１０に送り出される。
したがって、この応用形態の凝縮ユニット５４を第４および第５の実施形態と同様に凝縮装置３５内に組み込めば、除湿ないし冷却効果が一層向上する。

図２２および図２３は前述した応用形態の別の形態を示し、この別の形態は、通気管５５の噴気部５７～５９の下流側に衝突板６３を設け、該衝突板６３に複数の噴口６４を形成している。
そして、通気管５５内を移動する圧縮空気を各衝突板６３に衝突して凝縮可能にし、また各通気孔６０から圧縮空気を噴出して断熱膨張可能にしている。

すなわち、この別の形態は前記応用形態と同様に各衝突板に圧縮空気を衝突させて凝縮させる一方、圧縮空気を通気孔から噴出して断熱膨張させ、通気管５５の内外で圧縮空気の除湿と冷却を増進するようにしている。

図２４乃至図２６は本発明の第６の実施形態を示している。この実施形態は、第３実施形態のように凝縮ハウジング７，８の間に例えばステンレス鋼管またはアルミニウム管等の金属製の単一の継手管２５を配置し、該継手管２５に通気孔３０～３３を形成した複数の通気板２６～２９をＴＩＧ溶接して取付ける代わりに、図２４および図２５のように、凝縮ハウジング７，８の間にアルミニウム管製の複数の継手管２５ａ～２５ｍを配置し、これらを各管端部に形成したフランジｆ₁～ｆ₁₃を向き合わせ、そのボルト孔またはビス孔（図示略）にボルト６３またはビスを挿入し、これにナット６４をねじ込んで緊締し連結している。

前記継手管２５ａ～２５ｍは長さが短くコンパクトであり、その中間部に、通気孔３０～３３…を形成したアルミニウム板製の通気板２６～２９…を接着剤で接着６５して固定し、個々に通気板２６～２９を取付けた継手管２５ａ～２５ｍを個別に連結している。
通気板２６～２９は例えばアルミニウム板をプレス成形して打ち抜き、それらに通気孔３０～３３…をプレスで打ち抜き、通気板２６～２９の周面に接着剤を塗布して継手管２５ａ～２５ｍに接着６５している。

前記継手管２５ａ～２５ｍはアルミニウム管で構成しているから、ステンレス鋼管に比べて軽量で安価であり、その製作も容易である。また、通気板２６～２９はアルミニウム板で構成しているから、ステンレス鋼板に比べて軽量で安価であり、その通気孔３０～３３の形成や継手管２５ａ～２５ｍへの取付けも、特殊溶接の代わりに簡単な接着６５によって行えるから、手間が少なく容易かつ安価に行える。

なお、前述の第６の実施形態の応用形態として、図２４のように各継手管２５ａ～２５ｍに単一の通気板を取付け、個々に継手管２５ａ～２５ｍを連結する代わりに、例えば図２６のように１の継手管に複数の継手管２５ａ～２５ｄを連結して継手管を構成すれば、継手管２５ａ～２５ｄの連結個数が低減し、フランジの形成を省略して構成が簡潔になり、またその連結の手間を節減して凝縮ユニット６を合理的に構成し、これを容易かつ安価に製作し得る。

本発明の圧縮空気の凝縮装置は、複数の凝縮ユニットを連結し、構成を簡潔化し部品点数を低減して、小形軽量化と製作の容易化並びに低廉化を図るとともに、凝縮ユニットによる凝縮作用と断熱膨張作用を向上し得るようにしている。

６，３４，５４ 凝縮ユニット
７，８ 凝縮ハウジング
９，１０ 連結管
１１，１２ 連結孔
１３ 雌ネジ部
１４ 雄ネジ部（テーパネジ）
１５，１６ 衝突板

１７，１８ 通気孔
１９ 保護筒
２５，３６，３７，３８ 継手管
２１，４２ 基板
２４ エアーツール
３１～３３ 通気孔
３９ 多孔板

４５ 架台
６６～６９ エアードライヤ
５５ 通気管
５６ 衝突板
６０ 通気孔
６３ 衝突板
６４ 噴口

Claims (6)

1. 中空の凝縮ユニットを同軸上に複数連結し、圧縮空気を上流側の凝縮ユニットから下流側の凝縮ユニット内に順次移動して除湿し、各凝縮ユニット内に圧縮空気を衝突可能な複数の衝突板を離間して設け、圧縮空気を凝縮可能に設けるとともに、前記衝突板に多数の通気孔を形成し、該通気孔から圧縮空気を噴出して断熱膨張可能に設け、除湿した圧縮空気を下流側の凝縮ユニット内に順次移動可能にし、下流側のエアーツールへ供給可能にした圧縮空気の凝縮装置において、複数の凝縮ユニットの外側に保護筒を囲繞可能に配置し、該保護筒の一端部から空気を吸入可能に設け、該吸入空気を保護筒内に移動させて凝縮ユニットを冷却可能に設け、凝縮ユニットを冷却後に保護筒の外部へ排気可能に設けたことを特徴とする圧縮空気の凝縮装置。
2. 前記保護筒内に管状かつ胴長の複数の凝縮ユニットを立位状態で隣接して配置し、該凝縮ユニット内の圧縮空気を一方向に移動可能に配置した請求項１記載の圧縮空気の凝縮装置。
3. 隣接する凝縮ユニットの下端部を略Ｕ字形の連通管を介して接続し、該連通管の中間部にオートドレンを備えたエアードライヤを下向きに配置し、その周囲を架台とその支持枠と多孔板とで囲繞した請求項２記載の圧縮空気の凝縮装置。
4. 前記保護筒を基板上に垂直に立設した請求項１記載の圧縮空気の凝縮装置。
5. 前記凝縮ユニット内に複数の衝突板を離間して配置し、該衝突板の多数の通気孔を互いに位相をずらせて配置した請求項１記載の圧縮空気の凝縮装置。
6. 前記凝縮ユニットの中間部に直管状の継手管を配置し、該継手管に複数の通気板を離間して配置し、これらの通気板に複数の通気孔を位相をずらせて配置した請求項５記載の圧縮空気の凝縮装置。

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