JPS621761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧縮空気を冷却し、低温にするための
圧縮空気の冷却装置に関する。

一般に低温圧縮空気は樹脂ブロー成形の冷却、
樹脂加工等に利用され、かかる用途の圧縮空気は
低温である程望ましいが、圧縮空気を０℃以下、
例えばマイナス数10℃に冷却すると、圧縮空気中
の水蒸気が冷却器内部で霜になり、この霜が多く
なると、冷却器内の圧縮空気の流れを妨げ、圧縮
空気が流れにくくなつて圧力損失が大きくなり、
さらには閉塞状態となり、実用上使用不可能な状
態となる。

これを防止するため、従来は圧縮空気が冷却装
置に入る前段階で乾燥剤等による除湿装置で圧縮
空気を乾燥させ、乾燥した圧縮空気を冷却する手
段がとられていた。

しかしこの従来手段では装置全体が大きくなる
欠点があり、かつ乾燥剤を再生するためのエネル
ギーロスが多く、また乾燥剤の耐久性、装置のメ
ンテナンス等で多くの問題があつた。

本発明の目的は乾燥剤等を使用することなく、
連続的に圧縮空気を０℃以下の所要温度に冷却で
きる圧縮空気の冷却装置を提供することにある。

本願発明による圧縮空気の冷却装置は、断熱密
閉された容器内に該容器内の上部を二つの室に仕
切る仕切り板を設けて該仕切り板の下端には該仕
切り板により仕切られた両室を連通する連通管を
取付け、該容器内には冷却液を充填するとともに
該連通管よりも下側に該冷却液を冷却する冷却液
用冷却器を設け、該両室内には空気を冷却する空
気用冷却器をそれぞれ設けて該両空気用冷却器を
該容器の外部に設けられた水分分離器を介して直
列に接続し、該空気用冷却器を切換弁に接続して
該切換弁を介して空気入口または空気出口と択一
的に連通可能にし、該仕切り板により仕切られた
両室の上部を液面制御用切換弁を介して空気圧供
給源に接続して該液面制御用切換弁を介して該室
内に空気圧を択一的に導入して該室内の冷却液の
液面を該連通管の位置まで降下できるように構成
されている。

以下本発明につき、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す
もので、断熱密閉された容器１内のほぼ中央に液
面レベルを制御するための仕切り板２が設けら
れ、容器１内の上半部は前記仕切り板２によつて
二つの室３，４に区画され、その下部には両室
３，４に連通する冷却液室５が形成されている。

前記室３，４にはそれぞれ空気冷却用の冷却器
６，７が設けられ、冷却液室５には冷却液用の冷
却器９と空気の連通管１４とが設けられている。

前記冷却液用の冷却器９は容器１の外部に設置
された冷却装置８に連結されている。該冷却装置
８は冷媒コンプレツサ１０、放熱器１１、該放熱
器１１に送風するためのモータフアン１２、膨張
弁１３とを備え、第１図に矢印ａで示される方向
に冷媒を循環させ、冷却器９により容器１の冷却
液室５内の冷却液Ｃを０℃以下の任意の温度に冷
却しうるように構成されている。

前記空気の連通管１４は周壁に多数のオリフイ
ス１５を有して前記室３，４間に設けられてお
り、室３，４中の一方の室内の空気をオリフイス
１５を介して冷却液Ｃ中に放出させ、気泡を発生
させうるようになつている。

なお、冷却液Ｃには０℃以下の温度でも凍結し
ない不凍液等が用いられる。

前記空気冷却用の冷却器６，７は配管１８，１
９を介して圧縮空気の流れを制御する切換弁１７
に接続されている。該切換弁１７は容器１の外部
に設けられ、この切換弁１７には空気入口１６が
連結され、かつ配管２０を介して空気出口２１が
連結されている。

また前記冷却器６，７間には配管２２，２３を
通じて水分分離器２４が設けられている。該水分
分離器２４は、第２図に示されるように、本体２
５、中央仕切り板２６、これに多段に取り付けら
れたじやま板２７、本体２５の内周壁に多段に設
けられた環状じやま板２８、ドレン自動排出器２
９とを備えており、配管２２または２３を通じて
冷却器６または７から導入される圧縮空気中の水
滴Ｗを分離し、除去しうるように構成されてい
る。

前記室３，４間には配管３１，３２を介して冷
却液Ｃの液面制御用の切換弁３０が設けられてい
る。この切換弁３０は容器１の外部に設置されて
おり、また切換弁３０には空気流量調整弁３３お
よび排気口３４が連続されている。そして前記空
気流量調整弁３３は前記配管２０に連結されてい
て空気出口２１に連通されている。

前記切換弁１７は空気入口１６と配管１８また
は１９連通に交互に切り換えられ、他の仕切弁３
０は空気流量調整弁３３と配管３１または３２連
通に交互に切り換えられるようになつており、両
切換弁１７，３０はある時間間隔、すなわち設定
時間間隔で同期的に切り換えられるように構成さ
れている。

前述構成の圧縮空気の冷却装置にはエアコンプ
レツサ等から空気入口１６に常温の圧縮空気が供
給されている。

そして前記圧縮空気は、切換弁１７，３０が第
１図に示されるように切り換えられている状態で
は切換弁１７、配管１８を経て容器１の室３内に
設けられた冷却器６に入り、この圧縮空気の熱に
より冷却器６の内部に付着している霜が溶かされ
ると同時に、圧縮空気が冷却器６の熱によりある
程度冷却される。

なお圧縮空気には通常水滴が混入している。前
記水滴を含みかつ冷却器６によりある程度冷却さ
れた前記圧縮空気は配管２２を通つて水分分離器
２４に入り、水滴が分離され、除去され、ついで
配管２３を経て容器１の室４内に設けられた冷却
器７に入る。

一方容器１の冷却液室５内の冷却液Ｃは冷却装
置８に連結された冷却器９により常時０℃以下の
温度に冷却されている。また前記冷却液Ｃの室３
側は、該室３内に導入される冷却された圧縮空気
の一部により仕切り板の下端部のレベルまで押し
下げられ、その圧力で冷却液Ｃの室４側は冷却器
７の上面より高いレベルまで押し上げられてい
る。

その結果室４内の冷却器７は前記冷却液Ｃ中に
浸漬され、０℃以下の温度に冷却される。

前記水分分離器２４から配管２３を経て室４内
の冷却器７内に流入した圧縮空気は、該冷却器７
で０℃以下温度に冷却され、配管１９、切換弁１
７、配管２０を経てその殆んどが空気出口２１に
流れ、空気出口２１から取り出されて樹脂ブロー
成形の冷却樹脂加工等の用途に使用される。

前記切換弁１７から配管２０を通つて空気出口
２１に流れる冷却された圧縮空気の一部が空気流
量調整弁３３、切換弁３０に入り、切換弁３０の
選択に従い、第１図の状態では配管３１を通つて
室３内に流れ、前述の如く冷却液室５内の室３側
の冷却液Ｃを加圧し、仕切り板２の下端部のレベ
ルに押し下げると同時に、連通管１４のオリフイ
ス１５を通つて反対の室４側の冷却液Ｃ中に放出
される。

その結果冷却液Ｃ中に気泡が発生し、その気泡
によつて室４内の冷却液Ｃが撹拌され、冷却液Ｃ
の温度分布が均一化されるとともに、室４内の冷
却器７の冷却効率が高められる。

なお、冷却液Ｃを通過した気泡は室４の上部か
ら配管３２、切換弁３０を通つて排気口３４から
大気へ放出される。かかる大気に放出される空気
量は空気流量調整弁３３によつて調整される。

前記室４内の冷却器７の内部には通過する残存
水分が凝縮し、霜が徐々に蓄積される。該霜が成
長し、冷却効率を妨げることがないよう、設定時
間経過後、切換弁３０，１７が第１図の状態から
同期的に切り換えられる。

前記切換弁３０が切り換えられることによつて
空気出口２１に向う冷却された圧縮空気の一部が
空気流量調整弁３３、切換弁３０、配管３２を通
つて室４に入り、この室４側の冷却液Ｃが加圧さ
れて仕切り板２の下端部のレベルに押し下げら
れ、反対の室３側の冷却液Ｃが押し上げられてこ
の室３内の冷却器６が冷却液Ｃに浸漬され、冷却
される。

また前記切換弁１７が切り換えられることによ
つて冷却すべき圧縮空気は空気入口１６、切換弁
１７、配管１９を通つて室４内の冷却器７に入
り、該冷却器７内の霜を溶解し、ついで配管２
３、水分分離器２４に流れ、水分が除去されたの
ち、配管２２を経て室３内の冷却器６に入り、こ
の冷却器６で０℃以下の温度に冷却される。

その間、室４側に流れる圧縮空気が連通管１４
のオリフイス１５を通つて室３側の冷却液Ｃ中に
放出され、気泡が発生せしめられ、室３内の冷却
液Ｃが撹拌される。

前記冷却器６で冷却された圧縮空気は配管１
８、切換弁１７、配管２０を通つて空気出口２１
に導かれ、使用される。

なお圧縮空気の各冷却器６，７の前段に予備冷
却器を接続すれば、低露点（超乾燥）の圧縮空気
を得ることができる。

本発明は以上説明した構成、作用のもので、本
発明によれば乾燥剤等による除湿装置が不要なる
ため、大幅なコストダウンを図りうる効果があ
り、乾燥剤による耐久性の劣化、メンテナンス上
の問題をすべて解消しうる効果があり、冷却する
ためのエネルギー源は冷凍機等のあらゆるものを
使用できるもので、応用範囲を拡大しうる効果を
有する。

また本発明は二つの切換弁を設定時間毎に交互
に切り換え、圧縮空気の冷却と冷却器の霜とりと
を行ない、圧縮空気を連続的に０℃以下に冷却で
きるので、冷却能率を向上しうる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は
水分分離器部分の拡大断面図である。 １：断熱密閉容器、２：仕切り板、３，４：
室、５：冷却液室、６，７：空気用の冷却器、
９：冷却液用の冷却器、１７：圧縮空気の流れを
制御する切換弁、１６：空気入口、２１：空気出
口、２４：水分分離器、３３：空気流量制御弁、
３０：冷却液の液面制御用の切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断熱密閉された容器内に該容器内の上部を二
   つの室に仕切る仕切り板を設けて該仕切り板の下
   端には該仕切り板により仕切られた両室を連通す
   る連通管を取付け、該容器内には冷却液を充填す
   るとともに該連通管よりも下側に該冷却液を冷却
   する冷却液用冷却器を設け、該両室内には空気を
   冷却する空気用冷却器をそれぞれ設けて該両空気
   用冷却器を該容器の外部に設けられた水分分離器
   を介して直列に接続し、該空気用冷却器を切換弁
   に接続して該切換弁を介して空気入口または空気
   出口と択一的に連通可能にし、該仕切り板により
   仕切られた両室の上部を液面制御用切換弁を介し
   て空気圧供給源に接続して該液面制御用切換弁を
   介して該室内に空気圧を択一的に導入して該室内
   の冷却液の液面を該連通管の位置まで降下できる
   ように構成したことを特徴とする圧縮空気の冷却
   装置。