JPH0659379B2 - 圧縮空気乾燥方法および圧縮空気源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧縮された空気を再生可能な吸着剤で乾燥
し、この乾燥した圧縮空気の一部を使用して該吸着剤を
再生とする圧縮空気乾燥方法と該方法を利用した圧縮空
気源装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の圧縮空気乾燥方法を利用する圧縮空気源装置と
しては、従来、実公昭５７−５３６１５号公報に記載さ
れたものがある。

この装置は、例えば、車両のエアーブレーキ系統におい
て用いられるが、空気圧縮装置から吐出される圧縮空気
をそのままブレーキ系統内の各機器に供給すると、該圧
縮空気に含まれる水分がこれらの機器に悪影響を及ぼす
ので、空気圧縮装置と圧縮空気貯槽（主貯槽）とを結ぶ
空気圧系統内に、再生可能な吸着剤を収納して上記圧縮
空気が含む水分を除去するための乾燥装置（圧縮空気乾
燥装置）と、上記吸着剤を再生するための再生用貯槽
と、空気圧縮装置内の圧力が第１の設定圧力まで上昇す
ると該空気圧縮装置に対してアンロード信号となる空気
圧信号を送出するガバナ装置とを備えており、上記空気
圧信号により乾燥装置の排気口にある排出弁を開弁して
吸着剤再生動作を行わせるようにしている。

即ち、空気圧縮装置が吐出する圧縮空気は乾燥装置内の
吸着剤で乾燥され、乾燥された圧縮空気は再生用貯槽を
チヤージして主貯槽に貯溜される。主貯槽内の圧力が上
昇して上記第１の設定圧力に達すると、空気圧縮装置は
その吐出動作を停止する。他方、乾燥装置では上記排出
弁が開弁するので、その内部が外部に連通し、再生用貯
槽から乾燥した圧縮空気が逆流し始める。再生用貯槽か
ら乾燥装置内に逆流した圧縮空気は吸着剤を乾燥して上
記排出口から外気に流出する。主貯槽内の圧縮空気が負
荷であるブレーキ系統の各機器で消費されて該貯槽内圧
力が第２の設定圧力まで低下するとカバナ装置からの空
気圧信号が消滅するので、乾燥装置の上記排出弁は閉弁
し、空気圧縮装置は吐出動作を開始する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

周知のように、空気圧縮装置が吐出する圧縮空気の湿度
は一定ではなく、第４図に示す如く、稼働（ロード）開
始後しばらくの間は低湿度であるが、稼働時間（ロード
時間）が長くなると、あるレベルまで急増する。従つ
て、再生用貯槽に貯溜され圧縮空気は、最初は低湿度で
あるが、ロード時間が長くなると、第４図に符号Ａで示
すような比較的高い湿度を有する圧縮空気となる。

従来の装置では、再生動作時、再生動作開始直前に再生
用タンクに貯溜された圧縮空気で吸着剤を再生する構成
となつているため、再生動作は、乾燥装置の除湿中の乾
燥度（除湿程度）が最も低下した時に再生用貯槽に流入
した圧縮空気で行われることになり、再生効率が良くな
り、圧縮空気の乾燥度を維持るするためには、再生動作
を頻繁に行わなければならなくなるいという問題があつ
た。

この発明は上記従来の問題を解消するためになされたも
ので、従来に比して吸着剤の再生効率を高めることがで
きる圧縮空気乾燥方法及び圧縮空気源装置を得ることを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、圧縮された空気を
再生可能な吸着剤により水分を吸着した後、乾燥空気の
圧力が所定圧力に達すると乾燥空気を前記吸着剤中を逆
流させてこの吸着剤を再生させることを一周期としてこ
れを繰り換し行なう圧縮空気の乾燥方法であつて、前記
一周期のうち初期に乾燥した乾燥空気を吸着剤の再生用
空気として利用する構成としたものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面を参照して説明する。

第１図において、１は空気圧縮装置、２は乾燥装置、３
は再生用貯槽、４は圧縮空気貯槽（主貯槽）であつて、
再生用貯槽３と主貯槽４とは別々の管路に設けられてい
る。５は切換装置である外部パイロツト方式の切換弁で
あつて、再生用貯槽３が設けられている管路と主貯槽４
が設けられている管路を乾燥装置２の出口に切換え接続
する。６は第１のガバナ装置であつて、主貯槽４内の圧
力を監視して該圧力が第１の設定圧力Ｐｕまで上昇する
と空気圧信号をアンロード信号として空気圧縮装置１に
供給する。７は第２のガバナ装置であつて、再生用貯槽
３内の圧力を監視して該圧力が第１の設定圧力Ｐｕまで
上昇すると空気圧信号を発生する。この空気圧信号は補
助弁８を介して切換弁５に切換信号として供給される。
補助弁８にはガバナ装置６が送出する上記空気圧信号が
バイロツト圧として導入され該空気圧信号を受けると再
生用貯槽３と切換弁５とを遮断し、切換弁５へのパイロ
ット圧を排気する。なお、乾燥装置２は従来から知られ
ているものであつて、内部に再生可能な吸着剤を吸収
し、排気口には排出弁を内蔵しており、上記ガバナ装置
６の空気圧信号を、該排出弁を制御するための制御ピス
トンの室に導入するためのコントロールポートを有して
いる。

次に、この装置の動作について説明する。

今、再生用貯槽３および主貯槽４内は無圧状態にあると
する。この時、切換弁５は再生用貯槽３を乾燥装置２に
連絡し、乾燥装置２と空気圧縮装置４との連絡を遮断し
ている。

この状態で、空気圧縮装置１が吐出動作を開始すると該
空気圧縮装置１が吐出する圧縮空気は乾燥装置２内の吸
着剤で乾燥され、乾燥された圧縮空気は切替弁５を通つ
て再生用貯槽３に流入し該再生用貯槽３がチヤージして
貯溜される。再生用貯槽３内の圧力が上昇して第１の設
定圧力Ｐｕまで上昇すると、ガバナ装置７が空気圧信号
を発生するので、該空気圧信号が補助弁８を通して切換
弁５に供給される。これにより切換弁５が切換え動作を
行うので、再生用貯槽３と乾燥装置２との連絡が遮断さ
れ、代わりに、主貯槽４が乾燥装置２の出口に連絡さ
れ、以後は、乾燥装置２で乾燥された圧縮空気は主貯槽
４に供給されここにチヤージされる。主貯槽４内の圧力
が上昇して第１の設定圧力Ｐｕに達すると、ガバナ装置
６が空気圧信号を送出するので、空気圧縮装置１はこの
空気圧信号を受けてその吐出動作を停止する。他方、補
助弁８がガバナ装置６が送出する空気圧信号を受けて切
換え動作を行い、ガバナ装置７から切換弁５に供給され
ている空気圧信号を遮断し切換弁５へのパイロツト圧を
排気するので、切換弁５が切換わり、乾燥装置２と主貯
槽４間の連絡を遮断するとともに再生用貯槽３を乾燥装
置２の出口に連絡する。また、ガバナ装置６の上記空気
圧信号は乾燥装置２のコントロールポートに供給される
ので、排気口にある排気弁が開弁し圧縮空気乾燥装置２
の内部が外気に連通する。

従つて、再生用貯槽３の乾燥した圧縮空気はゆつくりと
乾燥装置２内に逆流して吸着剤の層中を排気口に向かつ
て通過し、上記吸着剤を乾燥したのち上記排気口から外
気中に流出する。主貯槽４内の内縮空気が負荷であるブ
レーキ系統の各機器で消費されて該貯槽内圧力が第２の
設定圧力Ｐｄ（＜Ｐｕ）まで低下すると、ガバナ装置６
からの空気圧信号が消滅するので、空気圧縮装置１が吐
出動作を開始するともに、乾燥装置２の上記排出弁は閉
弁し、同時に、補助弁８は元の状態に復帰する。この
時、再生用貯槽３内の圧力がすでに第２の設定圧力Ｐｄ
まで低下していると、ガバナ装置７からの空気圧信号は
消滅しているので、切換弁５は再生用貯槽３を乾燥装置
２の出口に連絡したままとなり、吐出動作を開始した空
気圧縮装置１からの圧縮空気は乾燥装置２を通して再生
用貯槽３に供給される。また、再生用貯槽３内の圧力が
第２の設定圧力Ｐｄまで低下していない場合すなわち再
生時間が短い場合は、補助弁８が上記元の状態に復帰す
ると、ガバナ装置７からの空気圧信号が切換弁５に供給
されるので、該切換弁５は切換え動作を行い、乾燥装置
２は主貯槽４に連絡され、空気圧縮装置１が吐出する圧
縮空気は乾燥装置２を通して圧縮空気貯槽４に供給され
る。

このように、本実施例では、空気圧縮装置１が吐出動作
を開始する時に、再生用貯槽３の圧力が第２の設定圧力
Ｐｄ以上の圧力に達していない場合、即ち、再生用貯槽
３内の圧縮空気の量が所定量以下であると、乾燥装置２
に再生用貯槽３が連絡され、空気圧縮装置１の吐出動作
開始直後の圧縮空気が乾燥装置２を経て必ず再生用貯槽
３に供給される。

従つて、再生用貯槽３内の圧力を第１の設定圧力Ｐｕま
で高めるに要する空気圧縮装置１の吐出時間（再生要貯
槽チヤージ時間）を再生直後集中して再生用貯槽３に給
気することにより短くし、空気圧縮装置１が吐出する圧
縮空気が低湿度である期間（第４図に符号Ｂで示す期
間）内に再生用貯槽３がチヤージされるようにしておけ
ば、再生時、吸着剤が低湿度の空気で再生されるので該
吸着剤の再生効率を高めることができる。

従来の装置では、空気圧縮装置のロード時間が主貯槽の
チヤージ時間であると同時に再生用貯槽のちチヤージ時
間であるが、上記実施例では、空気圧縮装置のロード時
間は、再生用貯槽３のチヤージ時間＋主貯槽４のチヤー
ジ時間となり、再生用貯槽３は主貯槽４と別の管路にあ
つて連絡されないので、再生用貯槽３のみへのチヤージ
時間は従来の場合に比して大幅に短縮される。なお、圧
縮空気の消費量を同じとした場合、空気圧縮装置１のロ
ード時間およびアンロード時間は従来のものとほぼ同じ
である。

従つて、上記実施例によれば、空気圧縮装置１のロード
時間が長くなつて、これが吐出する圧縮空気の湿度が吐
出動作開始初期のレベルより高くなつた場合にも、再生
用貯槽３内には主貯槽４内の圧縮空気の湿度よりも低い
温度の圧縮空気が貯溜されているので、吸着剤の再生効
率を大幅に高めることができる。

第２図は、この発明の他の実施例を示したものであり、
前記第１図の切換弁５に代えて電磁切換弁２０を使用
し、空気圧縮装置１および乾燥装置２に供給する空気圧
信号として主貯槽４の圧力を電磁切換弁２１を介して導
出するようにしている。再生用貯槽３と主貯槽４内の圧
力は圧力スイツチ２２と２３でそれぞれ監視されてい
る。圧力スイツチ２３の第１接点ａは電磁切換弁２１の
ソレノイドに接続されており、第２接点ｂは圧力スイツ
チ２２に接続されている、圧力スイツチ２２の出力接点
ａは電磁切換弁２０のソレノイドに接続されている。Ｅ
は直流電源である。他の構成は第１図のものと同じであ
るので同一符号を付し説明は省略する。

この構成では、空気圧力装置１が吐出動作を開始する
時、主貯槽４内の圧力は第２の設定圧力Ｐｄまで低下し
ているので、圧力スイツチ２３は第２接点ｂ側にある。
この時、再生用貯槽３内の圧力が第２の設定圧力Ｐｄ以
下であると、圧力スイツチ２２はアース接点ｂ側にあ
り、電磁切換弁２０を通して乾燥装置２と再生用貯槽３
とが連絡されるので、空気圧縮装置１が吐出動作を開始
すると、乾燥装置２で乾燥された低湿度の圧縮空気が再
生用貯槽３に供給され該再生用貯槽３内にチヤージされ
始める。再生用貯槽３内の圧力が第２の設定圧力以上で
あると圧力スイツチ２２は出力接点ａ側にあつて、直流
電源Ｅの電圧が圧力スイツチ２３の第２接点ｂ−圧力ス
イツチ２２の出力接点ａを通して電磁切換弁２０のソレ
ノイドに供給され、該電磁切換弁２０は切換え動作を行
う。これにより、乾燥装置２が主貯槽４に連絡され、主
貯槽４のチヤージが開始される。主貯槽４内の圧力が上
昇して第１の設定圧力Ｐｕに達すると圧力スイツチ２３
が切換わつて直流電源Ｅの電圧が第１接点ａを通して電
磁切換弁２１のソレノイドに供給され、該電磁切換弁２
１は主貯槽４の圧力を空気圧縮装置１のアンローダーポ
ートと乾燥装置２のコントロールポートに導入するの
で、空気圧縮装置１は吐出動作を停止し、乾燥装置２の
排出弁が開弁されてその内部が外気に連通する。同時
に、圧力スイツチ２２から電磁切換弁２０のソレノイド
に供給されいた電圧が消滅するので、電磁切換弁２０が
切換わつて再生用貯槽３が乾燥装置２の出口に連絡さ
れ、該再生用貯槽３内の圧縮空気が乾燥装置２内に逆流
し、再生動作が開始される。

第３図は、この発明の更に他の実施例を示すしたもので
ある。３０は切換装置であるバルブであつて、その本体
３１に内孔３２を有し、この内孔３２にピストン３３を
摺動自在に収納している。内孔３２は大径孔部３４と小
径孔部３５を有している。ピストン３３は一端側に鍔部
３６を有するとともに該鍔部３６から他端までの間の中
間部分に細径部３７を有し、鍔部３６を内孔３２の大径
孔部３４側にして該内孔３２内に収納されており、大径
孔部３４内の底（内孔３２の図において下底）と鍔部３
６との間に介装された戻しばね３８により図において上
方へ付勢され、内孔３２の上底との間に室３９を、ま
た、内孔３２の下底との間に室４０を画成し、更に、細
径部３７が内孔３２周面との間に室４１を画成してい
る。

バルブ３０の本体３１には、６個のポート４２、４３、
４４、４５、４６及び４７が形勢されている。ポート４
２は乾燥装置２の出口に連絡されており、ピストン３３
が図示の位置（第１位置とする）にある状態で室４１の
下部に連通する。ポート４３は逆止弁４８を介して主貯
槽４に連絡されており、上記第１位置において内孔３２
内の室４１に対して所定長さ下方にずれた位置に開口し
ている。ポート４４は再生用貯槽３に連絡されており、
ピストン３３の第１位置において、室４１の上部に連通
する。ポート４５はガバナ装置４９に連絡されており、
ピストン３３の上記第１位置において、室３９に連通し
ている。ポート４６はガバナ装置５０に連絡されてお
り、ピストン３３の上記第１位置において、室４０に連
通している。ポート４７は通気ポートである。ガバナ装
置４９は第１図のガバナ装置７と同じく再生用貯槽３の
内圧を監視して該圧力が第１の設定圧力Ｐｕに達すると
空気圧信号を送出し、第２の設定圧力Ｐｄに低下する空
気圧信号を排気する。また、ガバナ装置５０は第１図の
ガバナ装置６と同じく主貯槽４の内圧を監視して該圧力
が第１の設定圧力Ｐｕに達すると空気圧信号を送出し、
第２の設定圧力Ｐｄに低下すると空気圧信号を排気す
る。他の構成は第１図のものと同じである。

この構成においては、空気圧縮装置１が吐出動作を開始
する時、再生用貯槽３内の圧力が第２の設定圧力Ｐｄ以
下であると、ガバナ装置４９が空気圧信号を送出してお
らず、また、ガバナ装置５０も空気圧信号を送出してい
ないので、ピストン３３は戻しばね３８による付勢力だ
けを受けて上方に駆動された図示の第１位置にある。従
つて、空気圧縮装置１が吐出を開始すると、乾燥装置２
で乾燥された圧縮空気はポート４２室４２−ポート４４
を通して再生用貯槽３に供給され、低湿度の乾燥圧縮空
気が再生用貯槽３にチヤージされる。再生用貯槽３内の
圧力が上昇して第１の設定圧力Ｐｕに達すると、ガバナ
装置４９が空気圧信号を発生し該空気圧信号がポート４
５を通して室３９に供給されるので、ピストン３３は戻
しばね３８のばね力に抗して押下げられ、ポート４２が
室４１の上部に、ポート４３が室４１の下部に開口する
第２位置まで下降する。このため、再生用貯槽３と室４
１との連通は遮断され、主貯槽４がポート４３−室４１
−ポート４２を通して乾燥装置２と連通するので、乾燥
装置２で乾燥された圧縮空気は主貯槽４に供給される。
主貯槽４内の圧力が第１の設定圧力Ｐｕまで上昇する
と、ガバナ装置５０が空気圧信号を発生する。この空気
圧信号は空気圧縮装置１のアンローダーポート、乾燥装
置２のコントロールポートおよびバルブ３０のポート４
６に供給される。室４０内に流入した上記空気圧信号は
ピストン３３の鍔部３６に作用するが、該鍔部３６の面
積はガバナ装置４９の空気圧信号を受けているピストン
３３上端面の面積より大きいので、該ピストン３３は上
方に駆動され第１位置に復帰する。この結果、再生用貯
槽３が室４１を通して乾燥装置２に連絡されるので、再
生用貯槽３内の乾燥した空気が乾燥装置２内に逆流し、
吸着剤を乾燥して排気口から外気に流出し、再生動作が
開始される。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、初期に乾燥した圧縮空気
を吸着剤の再生に使用するので、該吸着剤の再生効率を
高めることができ、所要の再生回数を提低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の実施例を示すフロー図であ
る。第４図は空気圧縮装置が吐出する圧縮空気の湿度−
吐出時間特性図である。 １……空気圧縮装置、２……乾燥装置、３……再生用貯
槽、４……主貯槽、５……切換装置、６、７、４９、５
０……ガバナ装置、８……補助弁、２０、２１……電磁
切換弁、２２、２３……圧力スイツチ、３０……バル
ブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮された空気を再生可能な吸着剤により
   水分を吸着して乾燥した後、乾燥空気の圧力が所定圧力
   に達すると乾燥空気を前記吸着剤中を逆流させてこの吸
   着剤を再生させることを一周期としてこれを繰り返し行
   う圧縮空気の乾燥方法において、前記吸着剤を再生させ
   る乾燥空気は、前記一周期のうちの初期に乾燥した乾燥
   空気である圧縮空気乾燥方法。
2. 【請求項２】空気を圧縮する空気圧縮装置と、該空気圧
   縮装置からの圧縮空気を再生可能な吸着剤により乾燥す
   る乾燥装置と、該乾燥装置で乾燥された圧縮空気の一部
   を前記吸着剤の再生用空気として貯える再生用貯槽と、
   前記乾燥装置で乾燥された圧縮空気の残部を空圧回路用
   作動空気として貯える主貯槽と、該主貯槽内の圧力が比
   較的高い第１の設定圧力に達すると前記空気圧縮装置の
   作動を無効化し比較的低い第２の設定圧力に達すると作
   動を有効化するガバナ装置と、前記空気圧縮装置の作動
   が無効化のとき前記乾燥装置の内部を外気に連絡して前
   記再生用貯槽内の圧縮空気を前記吸着剤中を流通させて
   外気に放出する再生制御装置とを備え、前記空気圧縮装
   置が前記ガバナ装置により無効化され再び有効化される
   までを一周期としてこれを繰り返すようにした圧縮空気
   源装置において、前記再生用貯槽及び主貯槽を互いに分
   岐した管路に設けるとともに、前記一周期のうち前記空
   気圧縮装置が有効化されている間で、前記再生用貯槽内
   の圧力が所定圧力に達したとき前記主貯槽へ圧縮空気を
   供給するよう管路接続を切換える切換装置を設けたこと
   を特徴とする圧縮空気源装置。