JPH0140645B2

JPH0140645B2 -

Info

Publication number: JPH0140645B2
Application number: JP56044798A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Shirakawa
Original assignee: SHIRAKAWA SEISAKUSHO KK
Current assignee: SHIRAKAWA SEISAKUSHO KK
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1989-08-30
Also published as: JPS57159522A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、気体状態の物質の乾燥及び除湿に用
いて好適な気体の乾燥装置に関するものである。従来、例えば空気を乾燥する場合にはシリカゲ
ル、活性アルミナ、合成ゼオライトあるいは塩化
リチウム処理した吸湿材料等の乾燥剤を充填した
２基の乾燥器を用い、これらの一方によつて空気
を乾燥し、その間他方の乾燥器中に、ブロワーに
より高温気体を通して乾燥剤を再生し、次いで冷
風によつて冷却して乾燥剤を賦活するようにした
乾燥装置が用いられている。しかるに、上記のよ
うな従来の気体乾燥装置においては、乾燥剤の再
生に使用される高温気体は、ブロワーによつて送
られる空気を、高圧スチーム、電気によるシーズ
ヒータ等を用いて加熱して作られるが、これに消
費されるエネルギは大きい。特に圧縮乾燥空気は
各種工場のインスツルメント用等に大量に使用さ
れるので、乾燥剤の再生に消費されるエネルギを
節約することは、これら乾燥装置のユーザの切望
するところであつた。本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであ
り、コンプレツサ等圧縮・送風手段により吐出さ
れる高温高圧の気体の持つ熱エネルギを乾燥剤の
再生に用いることにより、再生に必要な高温気体
を発生させるための熱的エネルギの節約を図るこ
とができ、かつ、閉回路を構成して気体の損失を
防止できる気体の乾燥装置を提供することを目的
とするものである。以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
第１図は、本発明による気体の乾燥装置の一実施
例を示す図である。図中、符号Ａは、コンプレツ
サである。このコンプレツサＡの吸入口側には、
被乾燥気体を供給する手段（例えば、エア・フイ
ルタ等）Ｆが連結されている。一方、上記コンプ
レツサＡの吐出口側には、管１を介してアフタ・
クーラ２の導入口２ａ側が連結されている。アフ
タ・クーラ２の導出口２ｂには、管３の一端部が
連結され、この管３の他端部は、弁４を介してエ
ジエクタ５に連結されている。このエジエクタ５
の吐出端側は、管６を介して第１のヘツダ７に連
結されている。このエジエクタ５は、コンプレツ
サＡから第１のヘツダ７への流路を絞り、ここを
流れる被乾燥気体に減圧状態を発生させ、後述す
るドレンセパレータ１６から気体を導入する導入
手段である。第１のヘツダ７は、管８を介して三
方弁９に連結されている。三方弁９には、チエツ
クバルブ１０ａを介在させた管１０によつて第１
の集合ヘツダ１１が接続され、更に管１２によつ
て乾燥器１３の第１の導出入口１３ａが連結され
ている。乾燥器１３内部には、活性アルミナ、合
成ゼオライト等の乾燥剤が充填されている。前記
第１の集合ヘツダ１１は、内部にクーラ１４が内
蔵されたものであり、該第１の集合ヘツダ１１下
部には、管１５の一端部が接続されている。管１
５の他端部には、ドレンセパレータ１６が接続さ
れている。前記ドレンセパレータ１６と前記エジ
エクタ５の吸引口との間は管１７によつて連結さ
れている。また、前記乾燥器１３の第２の導出入
口１３ｂには、管１９を介して三方弁２０が設け
られている。この三方弁２０の残る２方のうち一
方には管２１によつて第２の集合ヘツダ２２が接
続され、他の一方には、管２３によつて第２のヘ
ツダ２４が接続されている。更に、この第２のヘ
ツダと前記コンプレツサの吐出側に接続された管
１の中間部とが管２５によつて連結されている。
なお、符号２６は、冷却水用のパイプである。次に、上記のように構成された気体の乾燥装置
の動作を説明する。まず、コンプレツサＡから吐出された高温高圧
気体の１部は、アフタクーラ２に導入されて冷却
され、冷却高圧気体となつて管３を通り、エジエ
クタ５を経て第１のヘツダ７内部に所定の圧力下
で貯留される。そして、該第１のヘツダ７内にお
いては、気体が減速させられること等から、該気
体中に含まれている液体の一部が集合して、その
自重によつて気体から分離する。したがつつて、
若干の除湿作用が行われる。また、前記コンプレ
ツサＡから吐出された高温高圧気体の残部は、管
２５を通つて第２のヘツダ内に高温高圧状態で貯
留される。適宜コンプレツサを運転しながらこの
ような状態を維持し、三方弁９及び２０の操作に
よつて、以下の３つの工程が行われる。 (1) 乾燥工程：三方弁９，２０を操作して第１の
ヘツダ７と乾燥器１３の第１の導出入口１３ａ
との間、及び第２の導出入口１３ｂと第２の集
合ヘツダ２２との間を開路状態にする。これに
より、第１のヘツダ７内の冷却高圧気体は、乾
燥器１３内を通過して水分が除去され、第２の
集合ヘツダ２２内部に貯留される。この工程
は、乾燥器１３内部に充填された乾燥剤の吸湿
容量等により定められる所定の時間行われる。 (2) 再生工程：三方弁９，２０を操作して第１の
集合ヘツダ１１と第１の導出入口１３ａとの
間、及び第２のヘツダ２４と第２の導出入口１
３ｂとの間を開路状態にする。これにより、第
２のヘツダ２４内の高温高圧気体を乾燥器１３
内に導入して、乾燥剤を加熱、再生し、再生に
使用された気体を第１の集合ヘツダ１１内に捕
集する。第１の集合ヘツダ１１内部では、気体
がクーラ１４によつて冷却され、これにより含
有される水分の一部が凝結される。 (3) 冷却工程：三方弁９，２０を操作して第１の
集合ヘツダ１１と第１の導出入口１３ａとの
間、及び第２の集合ヘツダ２２と第２の導出入
口１３ｂとの間を開路状態にする。これにより
第２の集合ヘツダ２２内の乾燥気体の一部が乾
燥器１３内に導かれ、再生工程によつて加熱さ
れた乾燥剤を吸湿可能な温度にまで冷却し、さ
らに、この冷却用気体は、第１の集合ヘツダ１
１内に捕集される。この場合、乾燥剤は乾燥気
体によつて冷却されるために再生効率は著しく
高い。この気体の乾燥装置では、上記の３工程が順次
繰返されて各々所定の時間行われ、第２の集合ヘ
ツダ２２内に乾燥気体が貯留される。そして、こ
の乾燥気体が種々の使用に供されるのである。また、上記３工程の繰返しの際に、第１の集合
ヘツダ１１内に捕集され、クーラ１４によつて冷
却された気体は、ドレンセパレータ１６において
凝結した水分と分離される。そして、コンプレツ
サＡから送られた高圧気体が、流路の絞られたエ
ジエクタ５内で射出される際に生じる吸引力によ
り、上記ドレンセパレータ１６内の気体は吸引さ
れて高圧気体と共に第１のヘツダ７内に送られ
る。このようにして、本発明による気体の乾燥装
置は閉回路を構成するので気体を損失することな
く、連続して使用することができる。次に、本発明による気体の乾燥装置の第２の実
施例を第２図を参照して説明する。この図におい
て、第１図と同一の構成要素には同一符号を付し
て、その説明は省略する。この図に示す気体の乾燥装置には、乾燥器１
３，１３…が10個、各々の間に断熱部材２８，２
８…を介装して集層されている。そして各乾燥器
１３，１３…は、それぞれ三方弁９，９…２０，
２０…を介在して第１のヘツダ７、第１の集合ヘ
ツダ１１、及び第２のヘツダ２４、第２の集合ヘ
ツダ２２に連結されている。この場合、三方弁
９，９…２０，２０…は、電磁弁を用いたもので
あり、各個独立して信号S₁，S₂により切換え得る
ようになつている。信号S₁，S₂は、マイクロ・コ
ンピユータを内蔵した制御装置（図示しない）に
入力される嵌挿気体の使用量（流量）、第２の集
合ヘツダ２２内の乾燥気体の圧力、露点等の検出
信号に基づいて出力されるものであり、この信号
S₁，S₂によつて三方弁９，９…２０，２０…の各
開路方向が設定されて、上記乾燥器１３，１３…
の各々に前記した乾燥工程、再生工程、冷却工程
が割り振られる。このような気体の乾燥装置の運転例を次表に示
す。次表中、(イ)〜(ヌ)は、各々の乾燥器１３，１３
…を示し、Ｄは、乾燥工程、Ｃは冷却工程、Ｈは
再生工程が行なわれていることを示す。

【表】上の表に示す〜の各状態が→→…→
→→…のように漸次制御装置から出力される
信号S₁，S₂によつて各乾燥器への経路を設定する
ことにより設定され気体の連続乾燥が行なわれ
る。この場合、各状態間の切換え時間は、前記し
た乾燥気体の使用量等の負荷に応じて制御され
る。このように、上記の気体乾燥装置は、閉回路
を形成して気体を乾燥するものであり、気体を損
失することがない。また乾燥気体の使用による負
荷変動に対して各乾燥器における乾燥、再生等の
時間を最適に制御できるので均質な乾燥気体を連
続して供給できる。更に再生用の高温気体を発生
するための熱源を必要としないものである。ま
た、複数の乾燥器１３，１３…を備えた多段式で
あるため、乾燥器１３１個当たりについて乾燥剤
の充填量を少なくして熱容量を小さく設定でき
る。従つて、乾燥剤の再生に際して昇温に要する
熱量を小さくできるため、再生用の高温気体の使
用量が少なく、また再生に要する短時間となる。
更には、冷却工程から乾燥工程への切り換え後
に、万が一、乾燥剤の冷却が不十分であつても複
数の乾燥器を通過せしめて気体の乾燥を行なうの
で得られる乾燥気体に対する悪影響を極力小さく
抑えることができる。また、本実施例の装置は、乾燥剤の再生・冷却
に供した気体を被燥気体の流路へ循環返送するの
に、流路を絞つて減圧状態を発生させるエジエク
タ５等の気体の導入手段を用いたので、再生・冷
却に供した気体の循環に全くエネルギを必要とし
ない。さらに、一時的に絞られ減圧状態とされた被乾
燥気体の圧力は、広い流路６及び第１のヘツダ７
で再び回復されるから、被乾燥気体のの圧損が少
なく、被乾燥気体を圧送するコンプレツサＡへの
負荷も少ない。また、循環返送のために設けたエジエクタ５
は、回転等の運動をする部分がないので、故障が
少なく、また、耐熱性を有するものを安価に入手
できる。従つて、装置を安価でしかも、運転効率
の高いものとすることができる。なお、上記２つの実施例においは、各ヘツダ
７，２４及び集合ヘツダ１１，２２と乾燥器との
間を三方弁９，９…２０，２０を介して連結した
が、これら三方弁に代えて二方弁を用いることも
できる。また、ドレンセパレータ１６から気体を引き出
して第１のヘツダ７へ導入する手段としてエジエ
クタ５を用いたが、これに代えてエジエクタ５と
同様に流路を絞つて減圧状態を発生させるFIC
（Flow Indicate and Control）等を用いること
もできる。また、アフタ・クーラ２は、第１のヘツダ７内
に内蔵してもよく、クーラ１４は第１の集合ヘツ
ダの前段または後段に設けてもよい。更に、第２のヘツダ２４内に補助熱源を設ける
こともできる。また、第２の実施例における乾燥器１３，１３
…の個数は、実施例の個数に限定されるものでは
なく、また各工程への乾燥器１３，１３…の配分
個数も使用条件等を考慮して設定するものであ
り、更にこの配分個数を可変とすることもでき
る。また、更に三方弁９，９…２０，２０…は、
電磁弁に限るものではなくパイロツト弁を用い、
これをエアによつて制御してもよい。以上、説明したように、本発明による気体の乾
燥装置は、内部に乾燥剤を充填した乾燥器の２つ
の導出入口に、それぞれヘツダと集合ヘツダの対
を各々弁を介在させて連結し、第１のヘツダには
冷却高圧気体を、第２のヘツダには高温高圧気体
をコンプレツサにより導入して貯留し、前記各弁
の操作によつて気体の乾燥工程、再生工程、冷却
工程の３工程を順次行なわせるようにし、前記乾
燥工程においては、第１のヘツダから乾燥器への
冷却気体を導入して除湿し、乾燥気体を第２の集
合ヘツダへ貯留し、また前記再生工程において
は、第２のヘツダ内の高温高圧気体を用いて乾燥
剤を再生すると共に、この再生気体を第１の集合
ヘツダに捕集し、冷却工程においては、第２の集
合ヘツダ内の乾燥気体の一部を用いて乾燥剤を冷
却すると共に、この気体を第１の集合ヘツダに捕
集する。そして第１の集合ヘツダ内の気体を冷却
する手段を設けると共に、この気体を第１のヘツ
ダへ導入する手段を設けて閉回路を形成した。更
に、上記の乾燥器及び弁の組を複数組用いて乾燥
装置を構成することもでき、この場合には、各弁
を系統的に操作することにより、各乾燥器に上記
の各工程を割り振つて順次行なわせ、連続乾燥を
させるものである。従つて本発明による気体の乾燥装置は、再生用
の高温気体を発生するためのエネルギーを節減す
ることが可能となるばかりか、装置の各工程を閉
回路によつて構成したから気体の損失がなく、高
圧ガス、爆発性ガス、高価なガス等、被乾燥気体
として使用できる対象の範囲が広いものであり、
また、乾燥気体により乾燥剤が冷却されるため再
生効率が著しく高い。しかも、乾燥器を１基用い
る場合にあつても各ヘツダの作用により、前述し
た効果が得られるばかりでなく、複数の乾燥器を
用いた場合には、各乾燥器をヘツダによりバラン
ス良く連結して、各乾燥器へかかる負荷を均一に
するとともに、装置の運転をマイクロコンピユー
タ等を用いて負荷変動に対して最適状態に制御で
きる。延いては、生成する乾燥気体の均質化をも
図り得る等、多くの利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による気体の乾燥装置におい
て、乾燥器を１個用いた場合の構成を示す概略構
成図、第２図は、同複数の乾燥器を用いた場合の
概略構成図である。１，３，６，８，１０，１２，１５，１７，１
９，２１，２３，２５……管、２……アフターク
ーラ、５……エジエクタ（気体の導入手段）、７
……第１のヘツダ、９，９…２０，２０……三方
弁（弁）、１１……第１の集合ヘツダ、１３……
乾燥器、１４……クーラ、１６……ドレンセパレ
ータ、２２……第２の集合ヘツダ、２４……第２
のヘツダ、Ａ……コンプレツサ（圧縮・送風手
段）。

Claims

【特許請求の範囲】１乾燥剤が充填された乾燥器の第１の導出入口
に、気体の圧縮・送風手段から送り出される被乾
燥気体を貯留する第１のヘツダと、前記乾燥器か
ら排出される乾燥剤再生用の気体を貯留する第１
の集合ヘツダとを弁を介在させて連設し、前記第
１のヘツダと圧縮・送風手段との間に被乾燥気体
を冷却するアフタークーラを設け、前記第１の集
合ヘツダに前記再生用の気体を冷却するクーラを
設けると共に、該クーラによつて凝結された液体
を前記再生用の気体から分離するドレンセパレー
タを設け、前記第１のヘツダの上流側に、前記ド
レンセパレータにおいて液体が分離された再生用
の気体を前記被乾燥気体と混合して第１のヘツダ
へ送り込む気体の導入手段を設け、かつ、前記乾
燥器の第２の導出入口に、乾燥器において乾燥処
理された乾燥気体を貯留する第２の集合ヘツダ
と、前記圧縮・送風手段から送り出される被乾燥
気体を冷却前において分流して貯留する第２のヘ
ツダとを弁を介在させて連設したことを特徴とす
る気体の乾燥装置。２前記乾燥器を複数並列的に設けるとともに、
それぞれの導出入口を、弁を介して第１のヘツダ
と第１の集合ヘツダ及び第２のヘツダと第２の集
合ヘツダへ連絡したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の気体の乾燥装置。