JPH0742071Y2 - 低温空気発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、空気を液体窒素等の低温液化ガスで冷却し、
低温空気として供給する低温空気発生装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

リウマチ，肩痛，腰痛等の低温治療法あるいは低温美容
法として、又は機械加工の切削刃，切断刃などの冷却用
として低温空気が使用されているのは周知である。これ
らの用途に使用される低温空気は、その冷却効果を得る
ため極めて低い温度のものが要求される。

このようなことから、一般に用いられる機械式冷凍機に
よって作り出される冷気では不充分で、液体酸素，液体
窒素等の低温液化ガスの利用が望まれ、低温治療法，低
温美容法に使用される冷気は通常低温液化ガスが使用さ
れる。

従来、低温液化ガスを利用して低温空気を得る方法とし
ては、液化装置によって得られた液体空気を気化する
方法、液体酸素と液体窒素を空気組成になるよう混合
して液体空気を作り、これを気化する方法、あるいは
液体窒素等の低温液化ガスによって空気を冷却し、低温
空気とする方法等が提案されている。

このうち、上記，の液体空気を作って気化する方法
は、物性上、空気組成を保持するのが困難で危険を伴な
う。このため、通常は上記の低温液化ガスの寒冷を利
用して空気を冷却し、供給する方法が使用されている。

即ち、空気を所望の圧力まで圧縮した後、含有する水分
等低温下で固化する不純物を除去した上、熱交換器で低
温液化ガスによって冷却するものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記したように、低温空気、殊に低温治療法や低温美容
法のために供給される低温空気は、空気を低温液化ガス
によって冷却する方法によって得ているが、その装置構
成は、空気を圧縮機又はブロワーにより圧縮又は送気す
る手段、含有水分を除去して乾燥空気とする手段、熱交
換器において、該乾燥空気と低温液化ガスとを熱交換せ
しめる冷却手段、得られた低温空気を消費するための供
給手段よりなっている。

ここで低温治療法や低温美容法に供される低温空気は、
大容量のものを必要とせず20〜30m³/h程度である。この
ため需要の増加には、同程度の容量をもつ装置を増設す
るか、もしくは大容量の装置により得られた低温空気を
分岐して供給し消費するのが通常である。

しかし乍ら、比較的小容量の装置を多数設置すること
は、当然設備費の増加をもたらすばかりでなく、低温液
化ガスの消費量が相対的に多くなる。又、大容量の装置
を付設して低温空気を分岐して供給する場合は、設備費
が相対的に軽減される利益があるが、供給される低温空
気の温度上昇をもたらす差の不都合が生ずる。

即ち、前記した如きこの種の用途では、通常独立した各
個室（治療あるいは美容等を施す個室）に分岐，供給さ
れるからそのための供給系路が当然長くなり、充分な断
熱配管によっても温度上昇は免れないし、高価な配管設
備が必要になる。しかも需要変動に容易に対応できない
ため、低温液化ガスの低減化につながらない不都合が生
ずる。

本考案は以上の如く、殊に低温治療，低温美容法を実施
するに際しての不満足を解消し、相対的に安価な設備
で、かつ低温液化ガスの消費量が少なくて済むと共に、
需要変動にも容易に対応できる低温空気発生装置を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の低温空気発生装置は、空気を所望圧力に圧縮す
る圧縮機と、圧縮空気中の水分等を除去する乾燥装置と
を有する圧縮乾燥空気供給手段と、該圧縮乾燥空気供給
手段に連設された分岐管に、それぞれ弁，流量計とを備
えた複数の乾燥空気分配手段と、前記複数の乾燥空気分
配手段にそれぞれ連設され、供給乾燥空気を低温液化ガ
スに冷却するための熱交換器を有する低温空気発生手段
と、低温液化ガスの貯蔵容器および該貯蔵容器内の低温
液化ガスを分岐して前記各低温空気発生手段へ供給する
低温液化ガス供給手段とを備えたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下に本考案の低温空気発生装置に関する一実施例を図
面に基づいて説明する。

図において、１は空気圧縮機、２は該空気圧縮機１に連
設されたドレンセパレーター、３は該ドレンセパレータ
ー２に連設された乾燥装置で、例えばゼオライト等の吸
着剤が充填された吸着器が用いられ、また、４は空気圧
縮機１とドレンセパレーター２の間に設けられた圧力計
であり、これらによって圧縮乾燥空気供給手段が構成さ
れる。

該圧縮乾燥空気供給手段には、複数組の乾燥空気分配手
段が分岐連設されている。本実施例では、２組の乾燥空
気分配手段が備えられ、ＡおよびＢの２系統に分岐され
る。上記乾燥空気分配手段は同一構成であって、その一
方は、前記乾燥装置３から分岐する分岐管5aと、該分岐
管5aに設けられた減圧弁6aおよび流量計7aとで構成さ
れ、他方は、同様に分岐管5bと、該分岐管5bに設けられ
た減圧弁6bおよび流量計7bとで構成される。

上記両乾燥空気分配手段には、それぞれ独立したＡおよ
びＢの２系統の低温空気発生手段が連設されている。上
記両低温空気発生手段は、後記する低温液化ガスと熱交
換して供給する圧縮乾燥空気を冷却するための熱交換器
を主要構成部とするもので、同一に構成されている。

即ち、低温空気発生手段の一方は、分岐管5aに電磁弁8
a,加熱器9aを介して接続される熱交換器10aにて構成さ
れ、分岐管5aを流れた乾燥空気は、電磁弁8a,加熱器9a
を経て熱交換器10aにて約−150℃に冷却される。また、
他方は、同様に分岐管5bに電磁弁8b,加熱器9bを介して
接続される熱交換器10bにて構成される。

ここで熱交換器10a,10bは外周が断熱されており、熱交
換方式は、フィン管によるもの、プレートフィン型式に
よるもの等任意でよい。なお、11a,11bは空気圧作動
弁、12a,12bは温度調節器、13a,13bは温度センサーであ
る。

また、熱交換器10a,10bにそれぞれ接続された断熱配管1
4a,14bは、操作パネル15a,15bの接続口にそれぞれ接続
され、該接続口には、フレキシブルなホース16a,16bが
それぞれ連結されている。尚、操作パネル15a,15bおよ
びホース16a,16bは、それぞれ断熱構成されている。

上記低温空気発生手段によって得られた約−150℃の低
温空気は、断熱配管14a,14bからフレキシブルなホース1
6a,16bにそれぞれ供給され、ホース16a,16bの先端部に
設けられたノズル17a,17bよりそれぞれ所望個所へ噴射
される。

次に、低温液化ガスを分岐して前記各低温空気発生手段
に供給する低温液化ガス供給手段は、低温液化ガスの貯
蔵容器18を主要構成部とし、弁19、圧力計20を有する断
熱配管21と、該断熱配管21から分岐して、前記各低温空
気発生手段に接続する分岐断熱配管22a,22bとで構成さ
れている。

低温液化ガスの貯蔵容器18には、例えば液体窒素23が貯
蔵されており、この液体窒素23は断熱配管21に導出さ
れ、弁19、圧力計20を経て前記分岐断熱配管22a,22bか
らそれぞれ前記空気圧作動弁11a,11bを通って熱交換器1
0a,10bに導入される。

この液体窒素の導入量は、温度調節器12a,12bが温度セ
ンサー13a,13bからの低温空気温度検知信号を受け、空
気圧作動弁11a,11bを調節することによって制御され
る。

このように、熱交換器10a,10bに導入された液体窒素
は、前記した如く乾燥空気と熱交換して乾燥空気を冷却
し、自らは気化し、かつ常温近くまで昇温した後、管24
a,24bに導出される。管24a,24bに導出された窒素ガス
は、大気へ放出されるが大気温より低い場合があり、環
境保全の問題から必要に応じて加温器25が設けられる。

上記の如く構成された低温空気発生装置の作用について
説明すると、空気圧縮機１にて約7kg/cm²Gに圧縮された
空気は、ドレンセパレーター２で含有水分の一部を除去
された後、乾燥装置３に導かれ、露点−40℃以下まで乾
燥される。

この乾燥圧縮空気は、それぞれの分岐管5a,5bに分岐さ
れ、減圧弁6a,6bにおいて、0.15kg/cm²G以下の圧力まで
減圧された後、電磁弁8a,8b、およびこのときは作動し
ていない加熱器9a,9bを経て熱交換器10a,10bに導され、
該熱交換器10a,10b内の空気流路を流れる。

一方、低温液化ガスの貯蔵容器18内の液体窒素23は、弁
19により約8kg/cm²Gの圧力で断熱配管21に導出された
後、分岐断熱配管22a,22bより空気圧作動弁11a,11bを介
して熱交換器10a,10bに導入される。該熱交換器10a,10b
に導入された液体窒素23は、熱交換器10a,10b内の液体
窒素流路を流れ、上記空気流路を流れる空気と熱交換し
て該空気を冷却し、自らは気化昇温した後、管24a,24b
より大気へ放出される。

熱交換器10a,10bにおいて、液体窒素により約−150℃に
冷却された低温空気は、例えば真空断熱された断熱配管
14a,14bに導出され、操作パネル15a,15bを操作すること
により、フレキシブルな断熱配管16a,16bを介してノズ
ル17a,17bより噴射される。

このとき低温空気温度は、ほぼ所望する一定温度に保持
されることが望ましく、これは温度センサー13a,13bが
低温空気温度を検知し、この信号により温度調節器12a,
12bを介して、空気圧作動弁11a,11bが液体窒素の供給量
を制御することによって保たれる。

なお、作業の終了時により装置を停止するときは、液体
窒素の供給を止めた後、加熱器9a,9bを稼働して乾燥昇
温空気を熱交換器10a,10bに供給する。これは、乾燥装
置３で除去しきれず、熱交換器10a,10b内等にトラップ
された微量の水分等を系外に排出するために行なわれ
る。

次に需要により、例えば、Ｂ系統の低温空気発生を停止
し、Ａ系統のみを稼働する場合は、電磁弁8b及び空気圧
作動弁11bを閉じ、Ｂ系統への空気および液体空気の供
給を遮断すればよい。

これにより、当然風量が１ユニット分不要になるが、上
記装置により空気圧縮機１の吸入量が自動的に低下する
よう構成される。また、電磁弁8a,空気圧作動弁11aおよ
び電磁弁8b,空気圧作動弁11bを閉じ、両系統の低温空気
発生を一時的に停止させることもできる。

〔考案の効果〕

本考案に係る低温空気発生装置は、以上の如く、１組の
圧縮乾燥空気供給手段と低温液化ガス供給手段および複
数組の乾燥空気分配手段と、これに連設される低温空気
発生手段とを有機的に組合せて構成してなるから、従来
装置にない効果をもたらす。例えば、低温治療あるいは
低温美容等の用途では通常複数組の低温空気発生手段が
必要であるが、低温空気発生装置そのものを増設せずに
対応できるので、設備費が安価でよい利点がある。又、
所望個所それぞれに低温空気発生手段を設置すれば、圧
縮乾燥空気供給手段より、該各発生手段までの配管が常
温のものでよいので、隔りのある場所でも容易に施工で
きる。しかも作業場所に低温空気発生手段があるので、
使用時の温度上昇等の不都合はない。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る低温空気発生装置の一実施例を示す系
統図である。 １…空気圧縮機、２…ドレンセパレーター、３…乾燥装
置、5a,5b…分岐管、6a,6b…減圧弁、10a,10b…熱交換
器、14a,14b…断熱配管、18…低温液化ガスの貯蔵容
器、19…弁、21…断熱配管、22a,22b…分岐断熱配管、2
3…液体窒素

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を所望圧力に圧縮する圧縮機と、圧縮
   空気中の水分等を除去する乾燥装置とを有する圧縮乾燥
   空気供給手段と、該圧縮乾燥空気供給手段に連設された
   分岐管に、それぞれ弁，流量計とを備えた複数の乾燥空
   気分配手段と、前記複数の乾燥空気分配手段にそれぞれ
   連設され、供給乾燥空気を低温液化ガスに冷却するため
   の熱交換器を有する低温空気発生手段と、低温液化ガス
   の貯蔵容器および該貯蔵容器内の低温液化ガスを分岐し
   て前記各低温空気発生手段へ供給する低温液化ガス供給
   手段とを備えたことを特徴とする低温空気発生装置。