JPH0541768Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両等に装着される圧縮空気を利用
する空圧機器のためのエアードライア装置に関す
るものである。

（従来の技術） 従来こういつたものの１つとして、例えば特開
昭59−66326号公報に示されているように、入口
と出口とを設けた容器に収納される再生可能な乾
燥剤と、前記入口を空気圧縮機に連絡する入口側
通路と、前記出口をエアータンクに連絡する出口
側通路と、この出口側通路に設けられ前記乾燥剤
の再生用圧縮空気を貯えるパージタンク部と、前
記乾燥剤の前記入口側を外部からの指令に応じて
大気に連通可能なドレン弁とを備え、前記パージ
タンク部を、外面が大気に露呈するカバーと前記
容器との間に空間を区画することにより形成し、
これによつて、空気圧縮機から吐出された圧縮空
気中の水分を乾燥剤に吸着させて、乾燥圧縮空気
をパージタンク部に貯えつつエアータンクに送出
する乾燥行程と、ドレン弁を開いて乾燥圧縮空気
をパージタンク部から逆流させて、乾燥剤に吸着
させた水分を逆流する空気に含ませて乾燥剤を再
生する再生行程とを、逐次繰返すようにしたもの
がある。

ところが、こうした従来のものでは、パージタ
ンク部を形成するカバー外面が大気に接し、車両
等の走行時に走行風を受けて冷やされるために、
乾燥剤を再生させる効率が悪くなるという欠点が
ある。

すなわち、乾燥された圧縮空気は、パージタン
ク部に貯えられている間に、走行風を受けて冷や
されるカバーを介して大気により熱を奪われ、そ
の温度が乾燥剤を通過したときに比べて低下す
る。周知ように、単位体積あたりの空気が含み得
る最大の水蒸気量（所謂、飽和水蒸気量）は、空
気の温度の高低に応じて増減するため、前述のよ
うに乾燥された圧縮空気に温度低下を生ずると、
その飽和水蒸気量は乾燥行程時乾燥剤を通過した
ときに比べて減少する。従つて、再生行程におい
て乾燥圧縮空気が逆流する際に、乾燥剤に吸着さ
れた水分を含有できる量も少なくなつてしまい。
その結果、乾燥剤が十分に再生されない、あるい
は、多量の乾燥圧縮空気を用いなければならない
といつたことが起こり、再生効率が悪くなる。

こうした欠点を解消するにあたつては、乾燥圧
縮空気が大気によつて冷やされないようにすれば
よいのであるが、そのために、パージタンク部に
電熱ヒーターを設けるのでは、ヒーターを作動さ
せる電気が必要となり、外部の余計なエネルギー
を用いなければならない。

（本考案の技術的課題） 本考案の技術的課題は、余計なエネルギーを用
いることなく乾燥剤の再生効率を向上することで
ある。

（課題達成のための手段） 本考案は、上記課題を達成するために、前記入
口側通路には、前記空間内を通つて前記入口に連
絡される湾曲した管状通路を設け、この管状通路
が前記パージタンク部とともに、当該管状通路に
流入する圧縮空気と前記空間内の圧縮空気との間
で熱交換させる熱交換器を構成して成るものであ
る。

（作用） こうすることにより、空気圧縮機から入口側通
路に流入し管状通路を通過する圧縮空気の熱が、
パージタンク部内に貯えられる乾燥圧縮空気に伝
導されて、乾燥圧縮空気の温度が、乾燥行程で乾
燥剤を通過する圧縮空気の温度に近づき、その両
者間の温度差が小となる。従つて、再生行程にお
いて逆流する乾燥圧縮空気の飽和水蒸気量が従来
のように減少さることが抑制され、乾燥剤に吸着
させた水分をより多く乾燥圧縮空気に含ませて大
気に排出することが可能となる。

（本考案の効果） 本考案は、前記手段を採択したことによつて、
上述のようにして余計なエネルギーを用いること
なく乾燥剤の再生効率を向上することができるの
みならず、圧縮空気の乾燥効率をも向上すること
ができる。すなわち、空気圧縮機から入口側通路
へ流入する圧縮空気は熱を奪われてその露点が降
下することにより、圧縮空気が乾燥剤によつて乾
燥される前の段階において、圧縮空気の包含し得
なくなつた水分が除去されるので、圧縮空気の乾
燥効率をも向上できるという効果を奏する。しか
もまた、管状通路がカバーで区画される空間内を
通り、管状通路内とパージタンク部側との圧力差
は小さくなるため、管状通路のパージタンク部に
対する隔壁を薄肉にすることができ、熱交換器を
設けるにしても、相互の熱伝導性を高めつつ装置
のコンパクト化、軽量化を図ることができるとい
う効果も奏する。

（実施例） 以下図示した実施例に基き、本考案について詳
説する。

図は、本考案の一実施例を示す断面図である。

図において、エアードライア装置１の本体は、
鉛直方向に大径の通路６を形成した厚肉の基板２
と、上端が閉塞され下端に開口を有するコツプ状
のカバー３とで構成されており、カバー３は、そ
の下端に設けた顎部を基板２の上面外周に接合さ
せ、シールリング４を介してボルト５によつて基
板２の上部に気密に取付けられている。

基板２の上部には、通路６の上部開口の周囲に
上方に向けて突出するボス部７が一体的に形成さ
れている。また基板２には、通路６を中心として
一方の側に、水平方向に延び通路６と連通する孔
８、及び、この孔８と連通して鉛直方向に延びボ
ス部７とカバー３内壁との間で基板２上面に開口
する孔９が穿設され、他方の側に、水平方向に延
びる有底の孔１０、及び、この孔１０と連通して
鉛直方向に延びボス部７とカバー３内壁との間で
基板２上面に開口する孔１１が穿設されている。
孔１０の開口端側には、ねじ部が形成され、配管
を介してエアータンク（いずれも図示しない）に
接続される送出口１２が設けられている。なお、
孔８の開口は盲栓１３を螺着することによつて閉
塞されている。

１４は、カバー３よりも小径で、上端が閉塞さ
れ下端に開口を有するコツプ状の合成樹脂製の容
器であつて、この容器１４は、カバー３に対して
同心状に、カバー３と基板２とによつて形成され
る内部空間内に配置されている。容器１４は、そ
の下端部をボス部７内側に形成した取付孔１５に
シールリング１６を介して気密に嵌合するととも
に、容器１４外周に設けたフランジ部１７をボス
部７の段部１８とボス部７内側に嵌着した抜止め
リング１９とによつて挟持させて、基板２の上部
に取付けられている。また、フランジ部１７に
は、基板２上面に接合しカバー３内壁に向けて延
びる延出部２０が形成してあり、この延出部２０
をボス部７に形成した切欠に嵌合して、容器１４
の回り止めが施してある。

容器１４の内部には、乾燥剤３４を収容するた
めの空所２１が形成されており、空所２１の下方
で開口する容器１４の入口２２には、第１のオイ
ルフイルタ２３が設けられている。第１のオイル
フイルタ２３は、中心から偏つた位置に孔２４を
形成し外周側が下方に傾斜した３枚の板部材２５
と、各板部材２５を所定量離間させて保持可能な
スペーサ２６とから成り、各板部材２５の孔２４
を重なり合う板部材２５の板部に対向させて、板
部材２５とスペーサとを交互に重ね合せたもので
ある。この第１のオイルフイルタ２３は、下段の
板部材２５の外周縁を通路６の内壁に、上，中段
の板部材２５の外周縁を容器１４の内壁にそれぞ
れ当接させて、容器１４を貫通する支持ボルト２
７の下端に取付けられている。

こうした第１のオイルフイルタ２３の上には、
さらに第２のオイルフイルタ２８が設けられてい
る。第２のオイルフイルタ２８は、中央部にボル
ト貫通孔２９と上下部に多数の小孔３０とを形成
した環状容器３１を有し、この環状容器３１内に
セラミツク材料製のフイルタエレメント３２を装
着したものである。

第２のオイルフイルタ３２の上には、多数の小
孔を設けた仕切り板３３が設置してあり、その上
に、再生可能な粒状の乾燥剤３４が空所２１の上
端部の近くまで数多く充填されている。乾燥剤３
４の上には、布片３５を介して小孔を多数形成し
た仕切板３６が設置してあり、この仕切板３６と
容器１４上部の膨出部３９の孔４０にシールリン
グを介して嵌入されるばね受け部材３７との間
に、乾燥剤３４の揺動を防止するためのばね３８
が張設されている。なお、４１は、容器１４の外
側から孔４０にシールリングを介して嵌入される
ボルト受け部材である。

容器１４の膨出部３９には、孔４０の側方に空
所２１内と容器１４外部とを連通する段付形状の
出口孔４２が形成されている。出口孔４２内に
は、テーパ状の段部に形成した弁座４３と、この
弁座４３に着離可能に出口孔４２内に嵌装したボ
ール４４とによつて構成され、容器１４外方から
空所２１に向う空気移動を禁止する逆止弁４５が
設けられている。容器１４の上部には、出口孔４
２の開口と対向する位置にボール４４よりも小径
の孔を形成した板部材４６が支持ボルト２７によ
つて取付けられており、この板部材４６によりボ
ール４４が出口孔４２から抜出ることを防止され
ている。またさらに、出口孔４２の段部径外方に
は、逆止弁４５をバイパスして空所２１内と容器
１４外部とを連通する絞り通路４７が穿設されて
いる。

以上のような容器１４の外壁とカバー３の内壁
との間に画成される空間は、乾燥剤３４の再生用
空気を貯蓄可能なパージタンク部４８であつて、
このパージタンク部４８は、一方では基板２の孔
１１，１０を介して送出口１２と連通し、他方で
は容器１４の出口孔４２を介して空所２１内と連
通可能になつている。このようにして、パージタ
ンク部４８、孔１１，１０及び送出口１２によつ
て、乾燥剤３４を収納した容器１４の出口孔４２
を図示しないエアータンク（空圧機器作動用の空
気を貯えるタンク）に連絡する出口側通路が形成
されている。

これに対して、カバー３の側壁には、配管を介
して空気圧縮機（いずれも図示しない）に接続さ
れる供給口４９が設けられており、この供給口４
９、後述する管状通路５０、基板２の孔９，８及
び通路６によつて、乾燥剤３４を収納した容器１
４の入口２２を図示しない空気圧縮機に連絡する
入口側通路が形成されている。

管状通路５０は、供給口４９と孔９とを連絡す
るべくパージタンク部４８内に配設されるもので
あつて、一端部を供給口４９内に開口させてカバ
ー３に溶接するとともに、他端部を容器１４の延
出部２０を貫通させてシールリングを介して孔９
に嵌入した薄肉のパイプ部材によつて形成されて
いる。この管状通路５０は、上述両端部間に、カ
バー３内壁と容器１４外壁との間に位置し、容器
１４の周囲を回りつつゆるやかな下り勾配で下方
に向うらせん状部５１を設けてあり、このらせん
状部５１によつて比較的長い流体通路が形成され
ている。

以上のような管状通路５０は、パージタンク部
４８とともに、図示しない空気圧縮機から管状通
路５０内に流入する空気と、パージタンク部４８
内に貯えられる空気とが熱交換可能な熱交換器５
２を構成している。

５３は、容器１４の入口２２側を大気に連通可
能なドレン弁であつて、このドレン弁５３は、プ
ラグ５４を基板２の通路６内に設けたハウジング
５５及び基板２下部に開口する孔６３に抜止めを
施して嵌装することによつて、基板２に取付けら
れている。プラグ５４には鉛直方向に延びる段付
孔５８が形成されており、その段付孔５８に弾性
材料製の弁体５６を設けた制御ピストン５７を摺
動可能に嵌合してある。またプラグ５４の下方に
は、下方に向つて漸次拡径し弁体５６が着離可能
なテーパ状の弁座５９と、この弁座５９の上方に
位置し弁体５９と弁体５７との隙間を介して通路
６を大気に連通可能な側孔６０とが各々設けられ
ている。制御ピストン５７は、ばね６１によつて
弁体５７を弁座５９に着座させるべく上方に向け
て付勢されるとともに、プレツシヤガバナから制
御口（いずれも図示しない）を介して制御ピスト
ン５７上方に導かれる信号圧力に応じて下方に移
動可能となつており、こうした制御ピストン５７
の上下動により、ドレン弁５３は開閉可能になつ
ている。なお、６２は、圧縮空気やドレンを外部
に導くために、ドレン弁５３の下方に設けられた
排出管である。

以上のように構成されるエアードライア装置１
の作用について以下に述べる。

空気圧縮機が負荷運転状態にあるとき、プレツ
シヤガバナから信号圧力は出力されず、ドレン弁
５３は、ばね６１の付勢力によつて弁体５６が弁
座５９に着座し、閉弁した状態となつている。空
気圧縮機から吐出された湿つた圧縮空気は、供給
口４９から管状通路５０、孔９，８及び通路６を
通じて容器１４の入口２２へと供給される。この
圧縮空気中には空気圧縮機の潤滑油等が油滴とな
つて含まれているが、このような油滴の一部は、
圧縮空気が管状通路５０のらせん状部５１を通過
していく間に、通路内壁に付着して除去される。

こうして入口２２に供給される圧縮空気は容器
１４の内部に流入していき、圧縮空気が第１のオ
イルフイルタ２３を通過する際に、その空気中に
残存する比較的大きな粒子の油滴が各板部材２５
の表面に付着して除去される。さらに、圧縮空気
が第２のオイルフイルタ２８を通過する際に、第
１のオイルフイルタ２３で除去されなかつた微粒
子の油滴がフイルタエレメント３２に吸着されて
取り除かれる。なお、管状通路５０の通路内壁に
付着した油滴は内壁面を伝つてドレン弁５３側に
下降し、また、第１のオイルフイルタ２３の板部
材２５に付着した油滴もドレン弁５３側に滴下す
る。

第２のオイルフイルタ２８を通過した湿つた圧
縮空気は、仕切板３３の小孔３０を介してさらに
容器１４の上方へと移動し、乾燥剤３４によつて
除湿されて乾燥した圧縮空気となる。この乾燥圧
縮空気は、ボール４４を押し上げて逆止弁４５を
開弁させつつ、出口孔４２を介して容器１４内部
からパージタンク部４８へ流出していく。こうし
てパージタンク部４８に流入した乾燥圧縮空気
は、その一部が乾燥材３４の再生用空気としてパ
ージタンク部４８内に貯えられるとともに、孔１
１，１０及び送出口１２を通つて図示しないエア
ータンクに送出される。

この乾燥行程において、空気圧縮機から供給口
４９に供給される圧縮空気の温度は大気に比して
かなり高く、また、パージタンク部４８内に貯え
られていく乾燥圧縮空気は、カバー３の外表面が
大気に接していることにより冷やされる傾向にあ
るが、熱交換器５２を設けているので、供給され
る圧縮空気と乾燥圧縮空気との間で熱の授受が起
こる。すなわち、高温の圧縮空気が管状通路５０
を通過する際にその熱がパージタンク部４８内の
乾燥圧縮空気に伝導されて、管状通路５０を経て
乾燥剤３４を通過する圧縮空気の温度と、除湿さ
れてパージタンク部４８内に貯えられていく圧縮
空気の温度とが等しくなるように、空気圧縮機か
ら供給される圧縮空気は冷やされ、パージタンク
部４８内の乾燥圧縮空気は温められる。これによ
つて乾燥圧縮空気は、カバー３を介した大気によ
つて温度低下を生ずることを抑制され、除湿時の
温度に近い温度に保たれて、パージタンク部４８
に貯えられる。

また、空気圧縮機から供給された圧縮空気は、
上述のように冷やされるため、その空気が包含し
得なくなつた水分は管状通路５０内で結露して水
滴となり、乾燥材３４によつて乾燥される前にお
いても除湿される。なお、水滴は前述の油滴と同
様にしてドレン弁５３側に下降する。

以上のような圧縮空気の乾燥行程は、図示しな
いエアータンク内に貯えられる圧縮空気の圧力が
所定の上限値に達するまで続き、エアータンク内
の圧力が上限値に達すると、次のようにして、乾
燥剤３４の再生行程が開始される。

プレツシヤガバナの作用により空気圧縮機が無
負荷運転状態となり、供給口４９への圧縮空気の
供給が停止されるとともに、プレツシヤガバナの
信号圧力が出力されて、ドレン弁５３の制御ピス
トン５７上部に作用する。これにより制御ピスト
ン５７は、ばね６１の付勢力に抗して押圧されて
下方に移動し、弁体５６を弁座５９から離座させ
る。こうしてドレン弁５３が開弁すると、容器１
４の入口２２側が、通路６、プラグ５４の側孔６
０及び弁体５６と弁座５９との間を介して大気に
連通される。

容器１４の入口２２側とパージタンク部４８側
との間に圧力差が生じることによつて、パージタ
ンク部４８内に貯えられた乾燥圧縮空気は、絞り
通路４７を通つて入口２２側に向つて逆流し、乾
燥剤３４に吸着された水分が、その逆流する乾燥
空気により奪取され、ドレン弁５３、排出管６２
を介して大気に放出される。また、このとき、ド
レン弁５３の側孔６０付近に溜つた水滴、油滴等
も外部に排出される。

このようにして、乾燥剤３４は水分を除去され
て再生されていくのであるが、前述した熱交換器
５２の作用により、パージタンク部４８内の乾燥
圧縮空気の温度と空気圧縮機から容器１４内へ流
入する圧縮空気の温度とをほぼ等しくしているの
で、乾燥剤３４の再生が効率よく行われる。すな
わち、パージタンク部４８に貯えられる乾燥圧縮
空気の温度が、圧縮空気が乾燥剤３４で除湿され
たときの温度に保たれて、乾燥圧縮空気の包含し
得る最大の水蒸気量（飽和水蒸気量）が、パージ
タンク部４８内に貯えられている間に減少するこ
とが抑制されるので、乾燥圧縮空気が乾燥剤３４
に吸着された水分を包含し得る量もほとんど減少
されない。従つて、従来と同量の乾燥圧縮空気を
逆流させても、乾燥剤３４に吸着された水分をよ
り多く大気に排出することができ、よつて、乾燥
剤３４の再生効率が向上する。

なお、乾燥圧縮空気は、絞り通路４７を介して
容器１４入口２２側に逆流するとき、膨張して熱
を奪われ幾分かの温度低下を生ずるが、この現象
は、熱交換器５２を設けていない従来のドライア
装置においても起こるので、本実施例と従来形式
のものとの乾燥剤の再生効率を比較する上では相
殺され、結局、熱交換器５２を設けることによつ
て、従来に比して乾燥剤の再生効率が向上される
ことになる。

上述のような乾燥剤３４の再生行程は、図示し
ないエアータンク内の圧力が所定の下限値に達す
るまで続き、エアータンク内の圧力がその下限値
に達すると、プレツシヤガバナの信号圧力の出力
が停止してドレン弁５３が閉弁されるとともに、
空気圧縮機が負荷運転されて前述の乾燥行程が再
び開始される。こうして、ドライア装置１におい
て、圧縮空気を除湿する乾燥行程と乾燥剤を再生
する再生行程とが逐次繰返して行われる。

以上詳述したエアードライア装置１において
は、供給口４９と乾燥剤３４を収納した容器１４
の入口２２とを連絡する管状通路５０を、カバー
３と容器１４外周との間に画成されるパージタン
ク部４８内に配置して、空気圧縮機から管状通路
５０を経て乾燥剤３４に向つて流入する圧縮空気
と、パージタンク部４８内に貯えられる乾燥圧縮
空気とを熱交換させる熱交換器５２を設けたこと
により、以下の如き効果を奏する。

乾燥圧縮空気は、その温度と管状通路５０内
の圧縮空気の温度とが等しくなるように熱を与
えられるので、パージタンク部４８内に貯えら
れている間に大気による冷却作用によつて温度
低下を生ずることが抑制される。これに伴つて
乾燥圧縮空気の含み得る最大の水蒸気量が減少
されることも抑制されるので、乾燥剤３４に吸
着させた水分を従来に比して実質的により多く
乾燥空気に含ませて大気に排出することがで
き、乾燥剤３４の再生効率を向上することがで
きる。

管状通路５０内を通過する高温高湿の圧縮空
気は、パージタンク部４８内の乾燥圧縮空気に
よつて熱を奪われ冷やされるため、圧縮空気が
包含し得なくなつた水分は管状通路５０内で結
露し除去される。こうして湿つた圧縮空気は、
乾燥剤３４によつて除湿される前の段階におい
ても水分を除去されるので、除湿効率を向上す
ることができる。

熱交換器５２はカバー３内に収納されている
ので、熱交換器を設けたために装置の外形が大
きくなることはなく、再生・除湿効率のよいド
ライア装置をコンパクトな形状で得ることがで
きる。また、管状通路５０の内外壁に各々作用
する圧力の差は小さいので、管状通路５０を薄
肉のパイプ部材で形成し、相互の熱伝導性を高
めつつ装置の軽量化を図ることができる。

管状通路５０にゆるやかな下り勾配で下方に
向いつつ湾曲するらせん状部５１を形成してい
るため、管状通路５０を通過する圧縮空気中に
浮遊する油滴を通路内壁に付着させ、ドレン弁
５３を介して外部に排出できるので、各オイル
フイルタ２３，２８のオイル除去作用ととも
に、圧縮空気中のオイル分をより多く除去し
て、乾燥剤３４がオイルによつて汚されその水
分吸着能力が劣化することを一層防ぐことがで
きる。

以上、図示した実施例について説明したが、本
考案はこれに限定されるものではない。例えば、
管状通路５０をパイプ部材によつて形成すること
に代えて、断面凹形の帯状部材をその開口をカバ
ー３の壁面に対向させてカバー３に溶接して、上
記部材とカバー３とによつて供給口４９と容器１
４の入口２２とを連絡する湾曲した管状通路を設
けてもよく、あるいは、カバー３の内周側に筒体
を配置して、カバー３とこの筒体との間に同様の
湾曲した管状通路を形成するようにしてもよい。
また、カバーと容器とを直列に配置しパージタン
ク部を容器上方に設けるようにしてもよい。

以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、乾燥剤を収容した容器の入口を空気圧縮機に
連絡する入口側通路に、パージタンク部となる空
間を通る湾曲した管状通路を設け、この管状通路
とパージタンク部とにより熱交換器を構成させる
ようにしたことにより、余計なエネルギーを用い
ることなく乾燥剤の再生効率を向上させることが
できるのみならず、圧縮空気の乾燥効率をも向上
させ、しかも、熱伝導性の高い熱交換器をもつた
エアードライア装置をコンパクト化、軽量化を図
つて得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の一実施例を示す断面図である。 ２……カバー、３……基板、１２……送出口、
１４……容器、２２……入口、３４……乾燥剤、
４２……出口孔、４８……パージタンク部、４９
……供給口、５０……管状通路、５２……熱交換
器、５３……ドレン弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入口と出口とを設けた容器に収容される再生可
   能な乾燥剤と、前記入口を空気圧縮機に連絡する
   入口側通路と、前記出口をエアータンクに連絡す
   る出口側通路と、この出口側通路に設けられ前記
   乾燥剤の再生用圧縮空気を貯えるパージタンク部
   と、前記乾燥剤の前記入口側を外部からの指令に
   応じて大気に連通可能なドレン弁とを備え、前記
   パージタンク部を、外面が大気に露呈するカバー
   と前記容器との間に空間を区画することにより形
   成したエアードライア装置において、前記入口側
   通路には、前記空間内を通つて前記入口に連絡さ
   れる湾曲した管状通路を設け、この管状通路が前
   記パージタンク部とともに、当該管状通路に流入
   する圧縮空気と前記空間内の圧縮空気との間で熱
   交換させる熱交換器を構成して成るエアードライ
   ア装置。