TW200918832A - Moisture control air system for pneumatically driven device - Google Patents
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Description
200918832 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於,通過空氣壓管線將來自壓縮空氣源之 供應空氣調整濕度後供應給空氣壓驅動機器之空氣壓驅動 機器用調整濕度系統。 【先前技術】 藉由來自壓縮空氣源之供應空氣來驅動汽缸等的空氣 壓驅動機器之空氣系統中,通過切換閥之來自壓縮空氣源 之供應空氣,在朝向上述空氣壓驅動機器供應或從該空氣 壓驅動機器排出的情形,由於該空氣會在配管內和空氣壓 驅動機器內進行隔熱膨脹,造成其溫度降低,該空氣中的 水分會冷凝成霧狀的霧氣。該霧氣,在反覆進行空氣之供 排氣中會逐漸成長而造成結露,如此會導致空氣壓驅動機 器生鏽、潤滑劑變質,而阻礙該空氣壓驅動機器之順利運 作。 爲了防止該結露,以往已知的對策,係使用具有水分 選擇透過性之多數絲狀的高分子滲透膜(一般稱爲中空絲 膜)所構成之除濕裝置,藉由該除濕裝置來對供應給空氣 壓驅動機器之供應空氣進行除濕,而以乾空氣的狀態供應 給空氣壓驅動機器。上述除濕裝置,通常是在殼體的內部 ,以並列的方式收容中空絲膜模組(將多數個中空絲膜並 列而成),又爲了將分離至中空絲膜的周圍之水分排出而 使清除空氣流過。 -4- 200918832 爲了防止因隔熱膨脹造成溫度降低而發生結露,設置 該除濕裝置雖是有效的對策,但由於必須在壓縮空氣源和 空氣壓驅動機器之間的空氣壓管線設置該除濕裝置,不僅 必須花費設置該除濕裝置的費用,且必須考慮該除濕裝置 之設置空間,因此會造成設備的成本增高。 另一方面,在半導體廠等,設有持續供應低露點空氣 (超乾燥空氣)之空氣壓管線,爲了實施上述結露防止對 策,有些案例是使該低露點空氣流過空氣壓管線(和空氣 壓驅動機器連接)。 然而,上述設置除濕裝置的情形也包含在內,當充分 除濕後的低露點空氣供應給空氣壓驅動機器時,該空氣壓 驅動機器中之互相滑動或旋轉的部分所使用之潤滑油變得 容易蒸發,而導致該空氣壓驅動機器之壽命縮短。 【發明內容】 本發明之技術課題係爲了提供一種空氣壓驅動機器用 調整濕度空氣系統,可避免對空氣壓驅動機器供應經除濕 之低露點空氣而造成該空氣壓驅動機器之壽命縮短,並能 抑制供應空氣中之霧氣或露水的產生。 具體而言,本發明之技術課題,係爲了提供一種空氣 壓驅動機器用調整濕度空氣系統,在往空氣壓驅動機器之 供應空氣經充分除濕的情形進行加濕處理,又在供應空氣 中會發生霧氣或露水、亦即水蒸氣分壓變高的情形,則讓 其水分蒸散至外部。 -5- 200918832 本發明之另一技術課題,係爲了提供一種空氣壓驅動 機器用調整濕度空氣系統,不須在空氣壓管線配設前述之 除濕裝置等,而僅將構成空氣壓管線的全部或一部分之調 整濕度管採用特殊材質,利用該手段來進行期望的調整濕 度。 爲了解決上述課題,本發明之空氣壓驅動機器用調整 濕度空氣系統,係將來自壓縮空氣源之供應空氣通過空氣 壓管線供應給空氣壓驅動機器之調整濕度系統,其特徵在 於:上述壓縮空氣源和空氣壓驅動機器之間的空氣壓管線 之全部或一部分是使用調整濕度管;該調整濕度管,係由 按照其內外的水蒸氣分壓而具有內外雙方向的水分選擇透 過性之高分子材料所構成;該調整濕度管,係至少具有當 作汎用的空氣壓系統之配管用的直徑,藉由上述調整濕度 管之上述內外雙方向的水分選擇透過性,來對通過該調整 濕度管內而供應給空氣壓驅動機器之供應空氣進行除濕或 加濕。 上述調整濕度管,可安裝於壓縮空氣源和空氣壓驅動 機器之間的空氣壓管線之空氣壓驅動機器側端之供排氣系 統,具體而言,可安裝於供排氣口或和其連接之管接頭等 等。 本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統中,可 按照空氣壓驅動機器的容量而在上述空氣壓管線將複數個 上述調整濕度管並列配置。 本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統之較佳 -6- 200918832 實施形態,當來自上述壓縮空氣源之供應空氣爲低露點空 氣的情形,將上述水分選擇透過性之高分子材料所構成之 調整濕度管置於大氣或加濕的氣氛中,藉此將供應空氣加 濕;此外,當來自上述壓縮空氣源之供應空氣爲高露點空 氣或中露點空氣的情形,將上述水分選擇透過性之高分子 材料所構成之調整濕度管連接於空氣壓管線之空氣壓驅動 機器側之一部分,並將其置於大氣或除濕氣氛中,藉此將 供應空氣除濕。 上述本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統中 ,上述調整濕度管雖僅用於進行供應空氣之加濕或除濕的 態樣,基本上其作用爲:可按照該調整濕度管之內外的水 蒸氣分壓,而使水分從高處往低處移動,以自動避免導入 空氣壓驅動機器之供應空氣含有過多的水分,或過度乾燥 的空氣供應至空氣壓驅動機器。 依據上述本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系 統,可避免對空氣壓驅動機器供應經除濕之低露點空氣而 造成該空氣壓驅動機器之壽命縮短,並能抑制供應空氣中 之霧氣或露水的產生;具體而言,在往空氣壓驅動機器之 供應空氣經充分除濕的情形進行加濕處理,又在供應空氣 中會發生霧氣或露水、亦即水蒸氣分壓變高的情形,則讓 其水分蒸散至外部。 再者,依據本發明,不須在空氣壓管線配設前述之除 濕裝置等,而僅將構成空氣壓管線的全部或一部分之調整 濕度管採用特殊材質,利用該手段即可進行期望的調整濕 200918832
【實施方式】 第1圖及第2圖係顯示本發明的空氣壓驅動機器用調 整濕度空氣系統之一實施形態的槪要。 該空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統,基本上,係 將來自壓縮空氣源1之供應空氣通過空氣壓管線2供應給 空氣壓驅動機器3,用該供應空氣來驅動空氣壓驅動機器 3,在上述空氣壓管線2,係設有用來控制空氣壓驅動機器 3的驅動之常用的電磁驅動5 口切換閥4。 圖中,作爲空氣壓驅動機器3,是以汽缸爲代表,該 汽缸具有:滑動於汽缸管5內部之活塞6、從該活塞6延 伸出之桿件7,在上述活塞6的兩側,分別形成設有口 9 a 之頭側壓力室8a和設有口 9b之桿側壓力室8b。藉由上述 切換閥4之切換,對一方壓力室導入來自壓縮空氣源1之 供應空氣,同時將導入另方壓力室之供應空氣排出,並對 兩壓力室交互反覆進行此動作,而使活塞6進退。 圖示之活塞不過只是空氣壓驅動機器的一例,本發明 之調整濕度空氣系統不僅適用於汽缸。上述5 口切換閥4 ,只要是能控制空氣壓驅動機器3的驅動者即可,不限於 圖不的例子。 在上述壓縮空氣源1和空氣壓驅動機器3之間之空氣 壓管線2的一部分,連接著具有水分選擇透過性之高分子 材料所構成之調整濕度管l〇a、1 Ob。上述調整濕度管,係 -8- 200918832 由中空絲膜用材料之氟樹脂系聚合物等所構成,這種高分 子材料,不讓空氣透過,但能使該空氣中的水分按照該管 之內外的水蒸氣分壓而朝內外雙方向透過,亦即具有水分 選擇透過性。 上述調整濕度管l〇a、l〇b分別連接於:上述切換閥4 的一方輸出口 4a和構成空氣壓驅動機器3的汽缸之一方 口 9a之間、以及切換閥4的另方輸出口 4b和構成空氣壓 驅動機器3的汽缸之另方口 9 b之間的各一部分,亦即, 分別連接於空氣壓管線2上之和空氣壓驅動機器3之各口 連接之流路的一部分。 該調整濕度管,可連接於空氣壓管線2的全部,具體 而言,係連接於:上述切換閥4的一方輸出口 4a和汽缸 之一方口 9a之間、以及該切換閥4的另方輸出口 4b和汽 缸之另方口 9b之間,也能進一步連接至壓縮空氣源1和 切換閥4的輸入口 4p之間;但也能像上述連接態樣或其 他連接態樣那樣,使用於空氣壓管線2的一部分。 上述調整濕度空氣系統所使用之調整濕度管l〇a、l〇b ’基本上’係取代一般之將空氣壓驅動機器連接至壓縮空 氣源之配管用管,因此,必須和該配管用管一樣具備壓縮 空氣之送進功能。具體而言,該調整濕度管,至少具有配 管用的直徑(流過其中一根的供應空氣量可驅動小型的汎 用空氣壓驅動機器),又並不是像中空絲膜那樣使用細徑 的多數根(爲了提昇全體的水分選擇透過性而犧牲流量) ,宜使用具有既定內徑及長度(流過其兩端間之供應空氣 -9 - 200918832 的壓力損失可忽視)者。 例如,依JIS規格,關於空氣壓系統之配管用聚氨酯 ,係規定:最小徑之公稱直徑2爲〔外徑X內徑〕=2χ 1 .2 ,最大徑之公稱直徑1 2爲〔外徑X內徑〕=1 2 X 8,在決定 調整濕度管的直徑時宜參考該規定。 在製造上述調整濕度管時,製造出多數個公稱直徑的 規格並非上策,這時,可按照所連接之空氣壓驅動機器3 的容量而在空氣壓管線2將複數個調整濕度管並列配置, 如此即可避免製造出多數個公稱直徑之調整濕度管。 在具有上述構造之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系 統,在對空氣壓驅動機器3供應之供應空氣、或從空氣壓 驅動機器3排出之空氣中,當水蒸氣分壓高達會發生霧氣 或露水的程度時,具體而言,當供應空氣爲非除濕之高露 點空氣、或屬於除濕空氣但尙未達低露點空氣之中露點空 氣的情形,如第1圖所示,在空氣壓管線2之調整濕度管 1 0a或1 Ob,水分會透過而排放至外部以進行自然蒸發, 藉此可將空氣除濕。上述中露點空氣是指,雖有進行除濕 ,但因排氣時等的隔熱膨脹而使溫度降低時,可能會發生 霧氣或露水的空氣。又對空氣壓驅動機器3供應之空氣爲 經由冷凍式空氣乾燥機等予以充分除濕之低露點空氣的情 形,由於調整濕度管外側之水蒸氣分壓較高,如第2圖所 示,係對其供應空氣進行加濕。 前述之除濕及加濕,僅藉由將構成空氣壓管線2的全 部或一部分之調整濕度管採用上述特殊材質之手段即可, -10- 200918832 不須從外部進行任何操作,利用水蒸氣分壓的差即可自動 進行除濕及加濕。又不須像習知般在空氣壓管線配設除濕 裝置等等。 如此般,在上述空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統 ,可避免對上述空氣壓驅動機器3供應經除濕之低露點空 氣而造成該空氣壓驅動機器3之壽命縮短,並能抑制供應 空氣中之霧氣或露水的產生。 上述空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統,當來自上 述壓縮空氣源1之供應空氣爲經除濕之低露點空氣的情形 ,如第2圖所示,藉由將上述調整濕度管10a、10b置於 大氣中,由於調整濕度管1 0 a、1 0 b之外側氣氛的水蒸氣 分壓比供應空氣之水蒸氣分壓更高,當供應空氣要導入汽 缸口 9a、9b之任一方時,在調整濕度管10a、10b能將該 供應空氣予以加濕。或是,因來自壓縮空氣源1之供應空 氣所含的水分,而使供應空氣之水蒸氣分壓上昇至伴隨調 整濕度管l〇a、10b內等之隔熱膨脹而發生霧氣的程度時 ,由於該調整濕度管內之水蒸氣分壓比管外的大氣之水蒸 氣分壓更高,通過調整濕度管能使該水分滲透、蒸散至外 部。 由於大氣中的水蒸氣分壓不安定,調整濕度管l〇a、 1 〇b和供應空氣之水蒸氣分壓的差距可能縮小,而必須增 多加濕量,或者是,在半導體廠將持續供應之低露點空氣 (超乾燥空氣)等利用於空氣壓驅動機器3之驅動的情形 等,必須進行較多量的加濕的情形,可採用的對策包括: -11 - 200918832 將空氣壓管線2的調整濕度管10a、10b延長,或將該管 置於經加濕的氣氛中。 另一方面,當來自上述壓縮空氣源1之供應空氣爲非 除濕之高露點空氣且主要目的是對其進行除濕的情形,如 第1圖所示,大多的情形只要將上述調整濕度管1 〇a、1 Ob 連接於空氣壓管線2的空氣壓驅動機器3側的一部分即可 ,視情形可能數cm的長度就足夠,藉由將該管置於大氣 中,即可進行空氣壓管線2內之供應空氣的除濕。在進行 該供應空氣的除濕時,調整濕度管1 〇a、1 Ob內之空氣的 水蒸氣分壓比大氣中更高,因此只要在空氣壓管線2的一 部分設置調整濕度管即可達成除濕的目的,但爲了進一步 提昇除濕效果,空氣壓管線2的全部或大半部可由上述調 整濕度管構成,或也能將該等調整濕度管置於經除濕之氣 氛中。 又上述調整濕度管1 〇a、1 Ob,雖可能僅用於進行上述 供應空氣之加濕或除濕的態樣,但基本上其作用爲:可按 照該調整濕度管之內外的水蒸氣分壓,而使水分從高處往 低處移動,以自動避免導入空氣壓驅動機器之供應空氣含 有過多的水分,或過度乾燥的空氣供應至空氣壓驅動機器 。因此,應考慮其作用來設定空氣壓管線2之調整濕度管 10a、10b的直徑、長度或是連接位置。 上述調整濕度管1 〇a、1 Ob,可安裝於壓縮空氣源1和 空氣壓驅動機器3之間的空氣壓管線2之空氣壓驅動機器 3側端部之該驅動機器3的供排氣系統,具體而言,可安 -12- 200918832 裝於供排氣用的口 9a、9b的內外或和其連接之管接頭等 等。 第3圖係顯示,本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度 空氣系統之實施態樣,係在空氣壓驅動機器3之口 9a、9b 安裝具有調整濕度管l〇a、1 Ob之調整濕度單元11A、11B 而構成;該實施態樣之空氣壓驅動機器3之汽缸’係具有 :滑動於汽缸管5內部之活塞6、從該活塞6延伸出之桿 件7,在上述活塞6的兩側,分別形成設有口 9a之壓力室 8a和設有口 9b之壓力室8b。又空氣壓驅動機器3並不限 於汽缸。 在上述壓縮空氣源1和空氣壓驅動機器3之間之空氣 壓管線2的末端,亦即在上述口 9a、9b’連接著內設前述 調整濕度管l〇a、10b (由有水分選擇透過性之高分子材料 所構成)之調整濕度單元10A、10B。該調整濕度單元 10A、10B,係將兩端的連接構件12a、13a及12b、13b之 間分別用上述調整濕度管l〇a、l〇b連接’將該管l〇a、 1 0 b的周圍用透氣性的保護罩1 4 a、1 4 b包覆。上述調整濕 度管1 0a、10b和保護罩14a、14b的兩端,係藉由裝塡劑 (potting agent) 15而固定於連接構件12a、13a及12b、 13b之各凹槽內。 調整濕度單元11A、11B之空氣壓驅動機器3側之連 接構件1 3 a、1 3 b,係用螺絲固定於空氣壓驅動機器3之各 口 9a、9b的外側,但只要能將調整濕度管l〇a、10b保持 成和外氣或受管理的氣氛接觸的狀態,將其內設於空氣壓 -13- 200918832 驅動機器3中亦可。 第4圖係顯示,將上述調整濕度管安裝於空氣壓驅動 機器3之空氣供排口上所組裝的管接頭2〇之實施態樣。 該管接頭20,係將簡易接頭部2 1和調整濕度單元22相連 接而構成,並將該調整濕度單元22連接於空氣壓驅動機 器3之空氣供排用口。 上述簡易接頭部21,如圖所示,在內插於其本體24 之解除襯套25內,將構成空氣壓管線2之配管用管29深 深插入時,該管29周圍會被密封構件26密封,且卡止爪 27會卡止於該管29外周面以阻止其脫離,又藉由將上述 解除襯套25向本體24內推壓,可解除上述卡止爪27對 管29外周面之卡止,很容易就能使管29脫離簡易接頭部 2 1,又此構造屬公知。 另一方面,上述調整濕度單元22,係將前述調整濕度 管10 (由有水分選擇透過性之高分子材料所構成)及包覆 其周圍之透氣性保護罩14的兩端,用連接構件31、32連 接而構成,上述調整濕度管10和保護罩14的兩端,係藉 由裝塡劑15固定於連接構件31、32之各凹槽內。在該調 整濕度單元22之連接構件31,設置用來和空氣壓驅動機 器3的口連接之連接用螺紋3 1 a,另方的連接構件3 2,能 以氣密狀態內插於上述簡易接頭部2 1之本體24之連接筒 部24a,而進行適當的接合。 如上述般,上述調整濕度管,可安裝於空氣壓驅動機 器之供排氣用口之內外,至少在上述空氣壓驅動機器之供 -14- 200918832 排氣用口的內側安裝調整濕度管的情形,本說明書之空氣 壓管線,係包含空氣壓驅動機器內之到達驅動用壓力室爲 止之供排氣系統。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系 統之示意構造圖,係顯示空氣壓管線之供應空氣的除濕態 樣。 第2圖係本發明之空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系 統之示意構造圖,係顯示對空氣壓管線之供應空氣進行加 濕的態樣。 第3圖係顯示,在空氣壓驅動機器安裝調整濕度管而 構成本發明的空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統之態樣 之截面圖。 第4圖係顯示,將上述調整濕度管安裝於空氣壓驅動 機器之空氣供排氣口上所組裝之管接頭之態樣的截面圖。 【主要元件符號說明】 1 :壓縮空氣源 2 :空氣壓管線 3 :空氣壓驅動機器 10、10a、10b:調整濕度管 -15-
Claims (1)
- 200918832 十、申請專利範圍 1. 一種空氣壓驅動機器用調整濕度空氣系統,係將 來自壓縮空氣源之供應空氣通過空氣壓管線供應給空氣壓 驅動機器之調整濕度空氣系統,其特徵在於: 在上述壓縮空氣源和空氣壓驅動機器之間的空氣壓管 線之全部或一部分連接調整濕度管;該調整濕度管,係由 按照其內外的水蒸氣分壓而具有內外雙方向的水分選擇透 過性之高分子材料所構成; 該調整濕度管,係至少具有當作汎用的空氣壓系統之 配管用的直徑, 藉由上述調整濕度管之上述內外雙方向的水分選擇透 過性,來對通過該調整濕度管內而供應給空氣壓驅動機器 之供應空氣進行除濕或加濕。 2-如申請專利範圍第1項記載之空氣壓驅動機器用 調整濕度空氣系統,其中,上述調整濕度管,係按照空氣 壓驅動機器的容量而在上述空氣壓管線並列配置複數個。 3. 如申請專利範圍第1或2項記載之空氣壓驅動機 器用調整濕度空氣系統,其中,當來自上述壓縮空氣源之 供應空氣爲低露點空氣,將上述調整濕度管置於大氣或加 濕的氣氛中。 4. 如申請專利範圍第1或2項記載之空氣壓驅動機 器用調整濕度空氣系統,其中,當來自上述壓縮空氣源之 供應空氣爲高露點空氣或中露點空氣,將上述調整濕度管 連接於空氣壓管線之空氣壓驅動機器側之一部分,並將其 -16- 200918832 置於大氣或除濕氣氛中。 5 .如申請專利範圍第1項記載之空氣壓驅動機器用 調整濕度空氣系統,其中,上述調整濕度管,係安裝於空 氣壓驅動機器之供排氣系統。 -17-
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