JPH0146172B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、主にインスルメントエアー（機器作
動用圧縮空気）など、工場動力源としての空圧機
器用圧縮空気の除湿を図る空圧機器用エアーの大
容量除湿方法に関する。

（従来の技術） 従来より、工場動力源として使用される空圧機
器は、空圧機器内に送られる圧縮空気の水分等に
より生ずる故障（以下、ドレントラブルと言う）
が極めて多いものであつた。そこで、インスルメ
ントエアー等を除湿してドレントラブルを防止す
るために、化学薬品を用いる方法やシリカゲル等
の吸湿剤を用いる方法、或いは、冷凍機を用いる
方法等によつて圧縮空気を除湿しており、特に、
コストや操作性等の面から冷凍機を用いる方法が
主流となつている。ところが、他の方法に比べて
有利とはいつても、その冷凍機運転のための電力
使用及び冷凍機のメンテナンスに莫大な費用がか
かるものであつた。例えば、製鉄所等のインスツ
ルメントエアー（機器作動用圧縮空気）の除湿の
ための冷凍機電力使用料は、その規模にもよるが
金額にして年間500〜1500万円ぐらいかかつてい
るのが現状である。特に、圧縮空気を一年中同じ
温度に冷却除湿するタイプの除湿装置では、夏期
のように圧縮空気の絶対温度、露点温度が高い時
期の冷却費や除湿費等の費用が、冬期の費用に比
べて極めて膨大なものとなる。そこで当発明者
は、夏期の冷却費を削減すべく特開昭55−15632
号公報に示される如き除湿装置を発明している。
この除湿装置は、圧縮空気を冷却する夏期の冷却
水循系と冬期の冷却水循系とを並列的に別個形成
し、季節に応じてこれらの水循系を使い分けるも
のである。特に、夏期の冷却水循系にはチラー水
や井戸水を使用し、これらの冷却水を外気温より
も約５度低く設定することで当所の目的を達成し
た。しかしながら、このように複数の冷却水循系
を設けて四季の外気温に適応させるようにする
と、冷却費等は節減できても、各水循系に用する
配管設備等の冷却設備自体が複雑化して設備費が
嵩む欠点があつた。更に、使用中の冷却水循系と
共に、不使用時の冷却水循系のメンテナンスにも
かなりの費用を払わなければならず、また、装置
全体の保守点検作業も繁雑になる不都合が生じ
た。ところが、当発明者はその後の研究によつ
て、圧縮空気の絶対湿度や露点温度が高い時期で
も、圧縮空気の圧力下露点が使用機器の外気乾球
温度以下でさえあれば、一般空気圧縮器や計装機
器等でもドレンによるトラブルの発生はなく、特
別の用途を除いたインスルメントエアーでは、こ
れまで必要とされてきた低露点は全く必要がない
事実を明らかにした。

一方、これまでの常識では、クーリングタワー
で冷却できる水温の限度は、外気の湿球温度より
数度高いところまでであり、たとえば、真夏の東
京地方で乾球温度32℃までが限界とされるのが常
識であつた。

したがつて、従来、クーリングタワーのみの冷
却除湿で使用し得る圧縮空気といえば、空気ライ
ンの一部の経費節減をその効果とする高炉送風用
空気の如く、空気ラインの最終まで除湿空気を維
持する必要がないもの（実公昭56−14344号公報）
等に限られていた。ところが、ドレントラブルが
促、操業停止などの危険を伴なうインスルメント
エアー等の冷却除湿にあつては、空気ラインの最
後まで乾燥状態を維持しなければならない。そこ
で、ドレントラブルを確実に防止するために、ク
ーリングタワーのみの冷却では全く不可能とされ
る低露点が必要とされていた。したがつて、ドレ
ントラブルを防止すべく従来では、この低露点を
得る為に、圧縮空気のアクタークーラーとしてク
ーリングタワーを利用し、ここで冷された圧縮空
気を更に他の冷却装置で冷却除湿するなどの方法
がとられていた。

しかし、当発明者は鋭利研究の末、クーリング
タワーの容量を増大させ、その蒸発面積と風量、
水量を増すことにより、クーリングタワーの循環
冷水を外気乾球温度以下に冷却し得ること、ま
た、インスルメントエアーのドレントラブルを確
実に防止するには、外気の湿球温度以上であつて
も、この外気乾球温度以下の冷却除湿でさえあれ
ば可能なことを認めるに至つた。

そこで、本発明は、上述のこれまでにない新た
な観点に立脚し、インスルメントエアー等のドレ
ントラブルを確実に防止し、メンテナンスフリー
で、ランニングコストも大幅に削減でき、最も効
率の良い除湿を行なえる空圧機器用エアーの大容
量除湿方法の提供を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく本発明は、ドレントラ
ブルを防止する空圧機器用エアーの除湿方法にお
いて、クーリングタワーを大型にしてクーリング
タワーの循環冷却水を外気湿球温度に近接する外
気乾球温度以下に冷却し、この循環冷却水を、密
閉された冷却除湿塔内に配設した冷却部に循環さ
せ、冷却除湿塔内に送られる空圧縮器用圧縮空気
を外気の乾球温度以下に冷却して除湿し、この除
湿した圧縮空気を所定の空圧機器内に送ることを
問題解決の手段とする。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

図に示される符号１は空気圧縮機であり、この
空気圧縮機１で所定圧力にまで圧縮された空気
は、冷却除湿塔２に送られる。冷却除湿塔２は、
密閉された塔内に冷却部３が配設されたものであ
る。この冷却部３内には、大型にしたクーリング
タワー４で、外気湿球温度に近接する外気乾球温
度以下に冷却した循環冷却水を、所定のポンプ５
にて循環させてある。大型のクーリングタワー４
は、蒸発面積、風量、水量等の容量を大容量に増
大させてあり、このクーリングタワー４で冷却さ
れる循環冷却水の水温は、外気の湿球温度より数
度高い温度であつても、外気の乾球温度よりも常
に数度低い温度となる。そして、この循環冷却水
を冷熱源とした冷却部３を有する冷却除湿塔２内
に圧縮空気を送り込み、圧縮空気の温度を外気の
乾球温度以下に冷却して圧縮空気のドレンを冷却
除湿させる。尚、除湿の効率を上げるため、クー
リングタワー４は、冷凍機等の冷却として通常使
用されるクーリングタワーの表面積に対しその表
面積を1.5〜2.0倍として外気の湿球温度＋２〜３
℃という冷却水を得ることができるようにしてあ
り、更に、循環冷却水の温度上昇を防ぎ目的の冷
却温度に近づけ維持すべく、大量の循環冷却水
（通常冷凍機等の冷却として使用される循環冷却
水循環量の1.5〜2.0倍程度）を通水するようにし
てある。図示例のものにあつては、クーリングタ
ワー４の処理能力は毎時125冷却トンのものを使
用し、また、ポンプ５はその吐出量を2000L／
minとして２台並設し、交互に使用するようにし
てある。

［発明の効果］ 本発明は上述の如く行なうことで、空圧機器の
ドレントラブルの発生を確実に防止すべく、圧縮
空気の除湿を、最も効率良く行なうことができ
る。

すなわち、ドレントラブルを防止する空圧機器
用エアーの除湿方法において、クーリングタワー
４を大型にしてクーリングタワー４の循環冷却水
を外気湿球温度に近接する外気乾球温度以下に冷
却し、この循環冷却水を、密閉された冷却除湿塔
２内に配設した冷却部３に循環させ、冷却除湿塔
２内に送られる空圧機器用圧縮空気を外気の乾球
温度以下に冷却して除湿し、この除湿した圧縮空
気を所定の空圧機器内に送ることにより、インス
ルメントエアー等のドレントラブルを確実に防止
できる。しかも、ミストが分離された圧縮空気
は、その後に圧力の変化や温度の低下がなければ
ドレンの発生はないから、本発明によつて、空圧
機器用エアーの全く新しい空気ラインが形成され
る。

つまり、大気放出状態でその含水分量が0.172
ｇ／m³とか1.0ｇ／m³とかいつたある一定量の含
水分量まで画一的に冷凍機により冷却を行なう従
来の除湿方法は、圧縮時に発生した凝水分が圧縮
空気利用機器中に含入しないように行う観点から
は全く非合理的なものであり、これに対し本発明
にあつては使用機器の周囲温度との相対的な関係
から除湿が行えて効率が良いものである。

次に、本発明の一実施例における露点測定デー
タを示す。空気圧縮機１はその処理量が19500
m³／Ｈで通常空気圧力7.5〜8.5Kg／cm²・Ｇのもの
を使用し、本発明による冷却除湿装置の所要循環
冷却水量を2000L／minとし、外気温度が乾球温
度14.0℃、湿球温度10.0℃、空気圧縮機１室温度
が乾球温度17.5℃、湿球温度12.0℃の環境下にお
いて、冷却除湿塔２の圧縮空気入口温度は34.0
℃、同出口温度は12.8℃であり、冷却除湿塔２の
冷却部３循環冷却水入口温度は11.5℃、同出口温
度は12.0℃と測定され、この場合の圧縮空気の温
度は、冷却除湿塔２通過直後に外気乾球温度14.0
℃に対して−1.2℃低くなつている。この圧縮空
気の冷却除湿塔通加後の露点温度測定データは次
のように算出される。尚、露点温度測定方法は冷
却除湿塔を通過した圧縮空気を常圧に解放し、そ
の空気の相対湿度をアスマン式湿度計にて測定
し、「湿り空気線図」及びＭ・ロビツチの「水の
飽和蒸気表」により算出することで行つた。

その結果は、乾球温度19.0℃、湿球温度6.5℃
から、相対湿度7.0％と計測され、乾球温度19.0
℃で相対湿度100％時の含有水分量は16.3ｇ／m³
であり相対湿度7.0％であるから、その含有水分
量は16.3×0.07＝1.14ｇ／m³となる。この値から、
水の飽和蒸気表によりその露点温度は−19.0℃と
なる。

以上説明したように本発明によれば、四季の温
度に対応させて循環冷却水循系を替えたり、冷凍
機によつて画一的に行つたりしていた従来のイン
スルメントエアーの除湿方法に比べて極めて効率
良く、しかも、圧縮空気使用機器中に含水分を結
露させることもなく、確実にドレントラブルを防
止できるものであり、また、メンテナンスフリー
でランニングコストを大幅に節減すると共に除湿
装置の構成を簡素にできるなどの優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の除湿方法を行なう一実施例で、
全体の概略図である。 １……空気圧縮機、２……冷却除湿塔、３……
冷却部、４……クーリングタワー、５……ポン
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドレントラブルを防止する空圧機器用エアー
   の除湿方法において、クーリングタワーを大型に
   してクーリングタワーの循環冷却水を外気湿球温
   度に近接する外気乾球温度以下に冷却し、この循
   環冷却水を、密閉された冷却除湿塔内に配設した
   冷却部に循環させ、冷却除湿塔内に送られる空圧
   機器用圧縮空気を外気の乾球温度以下に冷却して
   除湿し、この除湿した圧縮空気を所定の空圧機器
   内に送ることを特徴とする空圧機器用エアーの大
   容量除湿方法。