WO2015005435A1

WO2015005435A1 - ドレンセパレータ、圧縮空気除湿システム及び粉粒体の搬送方法

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Publication number: WO2015005435A1
Application number: PCT/JP2014/068454
Authority: WO
Inventors: 貴光室川; 伊藤　和幸; 三島　俊一; 慎也伊藤; 八田　建次; 寺島　勲; 康二奥山
Original assignee: 電気化学工業株式会社
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2015-01-15
Also published as: JP2016163848A

Abstract

　エアドライヤーを用いることなく、粉粒体を搬送するために必要な除湿を行うことができるドレンセパレータを提供する。　下方側壁にエア入口を、底部にドレン排出口を、頂部にエア出口を備えた外容器内に、エア入口とドレン排出口との間を遮って、２枚の金属多孔体を互いに平行に且つ所定の距離を介して配置し、前記２枚の金属多孔体の間に非吸水性の球状物質を充填して、エア入口から導入した圧縮空気を球状物質の隙間を通過させることにより、該圧縮空気に含まれるドレンを排出させる。

Description

ドレンセパレータ、圧縮空気除湿システム及び粉粒体の搬送方法

　本発明は、例えば、土木工事において粉粒体を搬送する際に用いられる圧縮空気除湿システムと該システムに用いられるドレンセパレータに関する。

　一般に、トンネル、法面、地下構造物等において地山崩落を防ぐ目的でコンクリート吹付けを行う場合、吹付けコンクリートを早期に硬化させて強度を発現させるために、急結剤を使用することが知られている。急結剤の添加量は吹付けたコンクリートのリバウンド量や付着具合等といった現場状況から設定される。急結剤は吹付けコンクリート供給系に接続された急結剤供給装置によって定量的に供給することが望ましい。

　定量的な供給を行うために、特許文献１の排出方法が提案されている。特許文献１は、タンク内の粉粒体を、タンク底部の排出部に接続された次段の装置へ落下排出する粉粒体の排出方法において、タンク底部の排出部と次段の装置との接続部に、上下から弾性接続体で挟んだ支持板を介在させ、この支持板を振動させることにより、接続部の内側で支持板に立設された振動板を振動させつつ粉粒体を落下排出することを特徴とする粉粒体の排出方法である。特許文献１は、ブロアまたはコンプレッサー等の圧縮装置が、通常、ドライヤーを備えていることを記載している。

　粉粒体としてはセメント材料や急結剤が挙げられる。セメント材料や急結剤は水と接触すると、水和により硬化、供給装置内で固まってしまい、施工性が低下する場合がある。そこで、圧縮空気は水分を含んでいないことが前提であり、ドライヤーの使用は必須となっている。ドライヤーとは、一般的に、圧縮空気を露点以下に冷却し、圧縮空気中の水分を結露させて乾燥空気を作る装置であり、結露した水は自動的に排出される。

　ドライヤーとしては、電気式と電気不要式の２タイプが挙げられる。電気式は送られた圧縮空気を冷却して水を除去する第一室と、排出口を設けた第二室とからなるが、緊急的に電気が停止した場合や、吹付け機の振動で停止した場合や、吹付け作業により発生する粉じんにより機能が低下した場合等に、圧縮空気が冷却されず、不要な水が除去できずに、第二室へ空気と水がまわり、供給機へ送られる場合がある。電気不要式は、遠心分離により、水と空気を除去するシステムを採用しているが、通常の粉粒体に使用するのに十分な圧縮空気量を得にくい場合や、振動により故障しやすい場合がある。ドライヤーは一般的に工場等定置した状態で使用する場合が多く、振動、粉じん、天候、気温塔の影響でトラブルが起きた場合、復旧が難しく、土木分野への適用が難しい場合があった。従って、ドライヤー並みの除湿能力を有し、構造的に振動、天候、気温等の影響を受けにくく、使用方法や普及方法が簡便であり、土木工事における粉粒体搬送に使用できる除湿装置が求められていた。

　圧縮空気用ドレンセパレータとして、特許文献２が提案されている。特許文献２は、送気管の途中に組込むセパレータの内部に、該本体に固定となり通過する圧縮空気に回転遠心力を与える螺旋翼と、前記螺旋翼の下流側に回転遠心力の附与された流体の衝突によりドレンを強制発生させる多孔性の仕切板と、前記仕切板の下流側に仕切板を通過した後の流体中から汚染物質を除去するフィルターと、仕切板の下流側下部にドレンや汚染物を外部に排出するドレン排出口とを配備したことを特徴とする圧縮空気用ドレンセパレータである。

特開平１１－２０８７７０号公報実開昭５２－１０８０７７号公報

　本発明の目的は、より簡易な圧縮空気用ドレンセパレータを提供することにあり、本発明のドレンセパレータを通過させることで、エアドライヤーを用いなくても、粉粒体の搬送エアとして適正な除湿が行えるドレンセパレータを提供することにある。また、該ドレンセパレータを用いた圧縮空気除湿システム、さらには該圧縮空気除湿システムを利用した粉粒体の搬送方法を提供する。

　本発明の第１は、下方側壁にエア入口を、底部にドレン排出口を、頂部にエア出口を備えた外容器を有するドレンセパレータであって、
　前記外容器内に、前記エア入口とエア出口との間を遮って、２枚の金属多孔体が互いに平行に且つ所定の距離を介して配置され、前記２枚の金属多孔体の間に非吸水性の球状物質が充填されていることを特徴とする。

　本発明の第２は、前記本発明の第１のドレンセパレータを使用することを特徴とする圧縮空気除湿システムである。

　本発明の第３は、前記本発明の第２の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気により粉粒体を搬送することを特徴とする粉粒体の搬送方法である。

　本発明を採用することにより、エアドライヤーを用いることなく、粉粒体を搬送するために必要な除湿を行うことができる。また、本発明のドレンセパレータは、ドライヤーのように複雑な構造ではなく、土木工事等で想定される振動、粉じん、天候、気温等の影響を受けにくいことから、さまざまな土木工事箇所への適用が可能となる。

本発明に係るドレンセパレータの一例を示す断面図である。本発明に係るセパレータの一例を示す断面図である。本発明に係るセパレータに用いられるフィルターの一例を示す断面図である。本発明に係るセパレータに用いられるフィルターの一例を示す外観図である。本発明の実施例におけるシステム（５）の各種装置フローである。本発明の実施例におけるシステム（１）の各種装置フローである。本発明の実施例におけるシステム（２）の各種装置フローである。本発明の実施例におけるシステム（３）の各種装置フローである。本発明の実施例におけるシステム（４）の各種装置フローである。

　図に基づいて本発明の一例を例示し、説明する。部、％は、特記しない限り、単位は質量部とする。

　図１は、本発明のドレンセパレータの一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。本発明のドレンセパレータは、エア入口１、ドレン排出口２、２枚の金属多孔体３Ａ，３Ｂ、球状物質４ａからなる充填層４、外容器５、エア出口６から構成される。本例において、外容器５は円筒形の側壁を備えた円柱状のタンクであり、上下端が外側に突出する曲面状の壁部によって塞がれている。図１は、外容器５の側壁の中心軸Ｐを含む断面図である。

　エア入口１は、外容器５の下方側壁に設置され、ドレン排出口２は、外容器５の底部に設置され、エア出口６は頂部に設置されている。尚、図１では、ドレン排出口２及びエア出口６は円筒形の側壁の中心軸Ｐに一致する位置に設置されているが、本発明においては係る位置に限定されない。例えば、中心軸Ｐよりも側壁に近い位置であって良い。但し、エア出口６からの圧縮空気の排出効率及びドレン排出口２からのドレンの排出効率から鑑みて、エア出口６は上方の壁部の最も高い位置に、ドレン排出口２は下方の壁部の最も低い位置に設けられることが望ましい。

　２枚の金属多孔体３Ａ，３Ｂは、外容器５内において、エア入口１とエア出口６との間を遮って、互いに平行に且つ所定の距離をおいて配置され、その間隙に非吸水性の球状物質４ａが充填されて、球状物質４ａからなる充填層４が形成されている。

　さらに本例のドレンセパレータにおいては、外容器５の外部において、ドレン排出口２にオートドレントラップ７、圧抜きバルブ９が接続されている。

　図１において、エアコンプレッサーから生じた圧縮空気はエア入口１よりドレンセパレータ内に入り、金属多孔体３Ａの孔部、充填層４中の球状物質４ａ間の隙間、金属多孔体３Ｂの孔部の順に通過する。エア入口１の開口面積は外容器５の側壁に直交する水平方向の断面積よりも狭く、外容器５内に入った圧縮空気の圧力は一時的に低下する。しかしながら、金属多孔体３Ａ，３Ｂとこれらに挟まれた充填層４においては、上記断面積における開口面積が大幅に低下するため、上記金属多孔体３Ａ，３Ｂと充填層４とを通過する際に再び圧縮空気の圧力が上昇し、その結果、圧縮空気に含まれていた水分がドレンとなって球状物質４ａに付着する。また、圧縮空気に含まれる鉄粉、ゴム粉、油かす等の不純物も金属多孔体３Ａ，３Ｂと充填層４に阻まれて圧縮空気より除去される。

　水分や夾雑物が除去された圧縮空気はエア出口６よりドレンセパレータの外に排出される。また、圧縮空気から除去されたドレンは球状物質４ａの表面を伝って金属多孔体３Ａに達する。本例においては、金属多孔体３Ａ，３Ｂが水平方向に対して傾斜して配置されているため、金属多孔体３Ａに達したドレンは速やかに金属多孔体３Ａを伝って外容器５の側壁内面に達し、該側壁内面を伝って底部に設けられたドレン排出口２より排出される。

　本例では、ドレン排出口２の排出側にオートドレントラップ７が接続されているため、ドレンは該オートドレントラップ７より排出される。尚、オートドレントラップとは、水を自動的に排出する機器をいう。また、圧縮空気から除去された鉄粉、ゴム粉、油かす等といった不純物は、オートドレントラップ７の反対方向に位置し、ドレン排出口２に接続された圧抜きバルブ９より、エア抜きすることで排出される。

　上記したように、本発明においては、金属多孔体３Ａ，３Ｂを水平方向に対して傾斜して配置することによりドレンの排出が容易に行われるが、傾斜する方向については、金属多孔体３Ａがエア入口１に近い側で最も高く、遠い側で最も低くなるようにすることにより、ドレンがエア入口１から遠い側の側壁内面に向かって金属多孔体３Ａを伝うため、トドレンがエア入口１側に伝わらず、エア入口１より導入される圧縮空気へのドレンの混入が防止される。

　充填層４上に取り付けられる金属多孔体３Ｂは、金属多孔体３Ａを傾斜させた場合であっても、充填層４の高さが外容器５内において均一になるように、充填層４の上面を傾斜させた状態を維持する。本発明においては、外容器５内に傾斜させて取り付けた金属多孔体３Ａ上に球状物質４ａを入れ、充填層４の上面が金属多孔体３Ａに平行になるように球状物質４ａを傾斜させて積み、傾斜面が崩れないように金属多孔体３Ｂを最上層の球状物質４ａに密着させて外容器５に取り付ければよい。

　金属多孔体３Ａ，３Ｂの傾斜角度８は、外容器５の側壁内側の垂直方向に対する最小角度である。本発明では、係る傾斜角度８は、１５～８５°が好ましく、２５～７５°がより好ましく、４５～６５°が最も好ましく、６０°が尚更好ましい。１５°未満だと、ドレンや不純物等の除去が難しく、除湿効果が小さい場合がある。８５°を超えると、除湿効果は頭打ちになる。

　金属多孔体３Ａ，３Ｂとしては、パンチングメタル、エキスパンドメタル、発泡状金属多孔体等が挙げられる。これらの中では、パンチングメタルが好ましい。パンチングメタルとは、金属板に複数本のピンで構成された組金型（クラスタ－金型）を使用して、専用パンチプレス機で打ち抜かれた多孔板のことである。

　本発明で用いられるパンチングメタルの厚みは、０．２～６ｍｍが好ましく、２～４ｍｍがより好ましい。パンチングメタルの材質としては、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼（市販品ではＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６）、チタン、白金等が挙げられる。また、パンチングメタルの孔部（開口部）の直径は、０．５～１５ｍｍが好ましく、５～１０ｍｍがより好ましい。パンチングメタルの孔部の中心ピッチ（孔部の中心と孔部の中心との間の距離、即ち隣接する開口部の中心間の距離）は、１～２０ｍｍが好ましく、５～１５ｍｍがより好ましい。孔部の形状としては、円形（丸孔や円孔）、正方形、矩形、楕円形等が挙げられる。本発明は、例えば、厚み３ｍｍで、材質がＳＵＳ３０４、孔部のサイズが直径８ｍｍ、孔部の中心ピッチが１０ｍｍであり、孔部の形状が丸孔であるパンチングメタルが好ましく用いられる。

　本発明で用いられる球状物質４ａは、非吸水性であり、自身がドレンを内部に取り込むことがない。そのため、経時的にドレン排出効率が低下することがなく、頻繁に交換する必要もない。球状物質４ａとしては、球状ガラスが好ましく用いられ、具体的には、ビー玉等が挙げられ、工業用ビー玉が好ましい。球状ガラスの寸法は、金属多孔体３Ａ，３Ｂの孔部より大きく、球状物質４ａの直径（φ）は３０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましく、１７ｍｍ以下が最も好ましい。３０ｍｍを超えると、除湿効果が得られにくい場合がある。また、球状ガラスの直径は５ｍｍ以上が好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、１５ｍｍ以上が最も好ましい。

　本発明において、上方の金属多孔体３Ｂは、下方の金属多孔体３Ａと平行で且つ充填層４との間に余分な空間が生じないように取り付けられる。よって、本発明において、充填層４の高さは金属多孔体３Ａと３Ｂとの距離であり、外容器５内において均一である。

　本発明において、外容器５の側壁は筒形が好ましい。特に好ましくは円筒形で、内径が２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。本発明においては、外容器５の側壁が、内径が２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下の円筒形で、球状物質４ａの充填量が５００個以上１００００個以下であることが好ましく、より好ましくは１０００個以上６０００個以下、望ましくは２０００個以上４０００個以下である。５００個未満及び１００００個を超えるとドレン除去効果が低下する恐れがあり、好ましくない。

　本発明の圧縮空気除去システムは、上記した本発明のドレンセパレータを用いることを特徴とするが、本発明においては、ドレンセパレータの後段にアフタークーラーが接続されていることが好ましい。具体的には、ドレンセパレータのエア出口６よりゴム管や鉄管等の配管を介して、アフタークーラーを接続する。

　本発明で使用するアフタークーラーは圧縮空気の温度を下げ、露点を下げることにより、圧縮空気に含まれる水分をドレンとして除去するものである。アフタークーラーとしては、空冷式、水冷式等が挙げられるが、エアコンプレッサーから生じた圧縮空気の温度を５℃以上下げられるアフタークーラーが好ましい。

　本発明においては、さらに、上記アフタークーラーの後段にフィルターを用いたセパレータが接続されていることが好ましく、アフタークーラーとの接続は、ゴム管や鉄管等の配管を介して行われる。

　図２は本発明で用いられるセパレータの一例の構成を模式的に示す断面図である。図２に示されるように、本例のセパレータはエア入口１０、フィルター１１、ドレン排出口１２、エア出口１３、外容器１４から構成される。具体的には、エア入口１０は、外容器１４の上部に設けてフィルター１１と接続し、ドレン排出口１２は、外容器１４の下部に設け、エア出口１３は、外容器１４の上部に設ける。圧縮空気が、セパレータ内を、エア出口１０、フィルター１１、エア出口１３の順番で通過することにより、ドレンセパレータやアフタークーラーで除去できない圧縮空気中の水分や不純物がフィルター１１に捕集される。

　セパレータに用いられるフィルター１１は、外容器１４内に収納されている。フィルター１１は、例えば、図３に示す断面図のように、紙フィルター１６とスポンジフィルター１７の２種類で構成され、芯材として、円筒形のパンチングメタル１５を使用してもよい。パンチングメタル１５は、前記した金属多孔体３Ａ，３Ｂとして用いられるパンチングメタルが好ましく用いられ、その周囲を紙フィルター１６で被覆し、さらに紙フィルター１６の周囲をスポンジフィルター１７で被覆することにより構成される。フィルター１１は、下部に底板１８を設置し、フィルター１１の中空部を流れる圧縮空気をせき止めてもよい。このようにすることにより、フィルター１１の上部から送り込まれた圧縮空気が底板１８にぶつかり、紙フィルター１６とスポンジフィルター１７を通過する際に、圧縮空気中の水分と不純物が捕集される。

　図２のセパレータではフィルター１１に捕集された水は徐々に下方に伝わり、フィルター１１より排出されてドレン排出口１２より排出することができる。また、フィルター１１は捕集した水や不純物によって目詰まりを生じ、経時的に水や不純物の捕集効果が劣化するため、適宜交換される。

　フィルター１１の紙フィルター１６やスポンジフィルター１７としては、一般的なエアフィルター等が挙げられ、水や不純物を取り除く効果があれば、いずれのフィルターも使用可能である。フィルターの効果を高めるために、フィルター１１を図４に示すように円柱状にし、中空部を通る圧縮空気を放射状に円柱外周部へ放出する方法が、除湿効果が高い点で、好ましい。図３に示すように、少なくとも紙フィルター１６やスポンジフィルター１７を据え付けて一体型にしたフィルター１１は、フィルターが詰まった際に、一体型のフィルター１１を取り替えるだけで早く復旧できるため、好ましい。

　図２のセパレータのフィルター１１を通過し、水分と不純物が除去されて円柱外周部へ放出された圧縮空気は、外容器１４とフィルターとの間にある同心円状の空間を介してエア出口１３より排出される。

　本発明の圧縮空気除湿システムは、エアドライヤーを用いる必要がない。圧縮空気除湿システム中にエアドライヤーがあると、振動や粉じんに弱くなり、一度故障し、水が入ってしまうと、完全に分解し、修理が必要なためである。エアドライヤーは複雑な構造であるため、復旧に時間がかかってしまうことから、本発明はドライヤーを用いないことが望ましいが、本発明の趣旨を損なわない範囲で、エアドライヤーを用いてもよい。

　本発明の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気は粉粒体の搬送エアとして用いることができる。粉粒体とは、セメント、急結剤、ドライモルタル、ドライコンクリート等の粉粒体であれば、いずれのものも使用できる。減水剤、分散剤、消泡剤、急硬剤、膨張材、収縮低減剤、増粘剤、粉じん低減剤、フライアッシュ、シリカヒューム、高炉スラグ、汚泥乾燥物、石炭灰、石粉、炭酸カルシウム等の粉粒体も使用できる。油性分やアルコール分等を粉粒体に塗布し、粉体特性を改質した粉粒体の搬送も可能である。粉粒体のブレーン値は３０００ｃｍ²／ｇ以上が好ましく、５０００ｃｍ²／ｇ以上がより好ましい。

　水和反応後の硬化時間が長い水硬性物質（セメント等）を搬送する場合、本発明の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気をそのまま用いて、水硬性物質を搬送できる。しかし、急結剤のように水和反応後の硬化時間が短い水硬性物質を搬送する場合には、更に除湿効果を高めるために、更にミストセパレータや第２のドレンセパレータを経由させた圧縮空気を使用することが好ましい。

　本発明の圧縮空気除湿システムにおいて、エアコンプレッサーから生じた圧縮空気は、例えば、ゴム管や鉄管等の配管を介し、ドレンセパレータ、アフタークーラー、セパレータへ送られる。本発明の圧縮空気除湿システムは、捕集水率が１００％以上である。捕集水とは、ゴム管や鉄管内に生じた露や配管の取り外し等により、配管内に入った水を指す。捕集水率が１００％未満だと、粉粒体搬送中に閉塞を起こす場合がある。

　本発明の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気は大気圧下で湿度を２０％未満にすることが好ましく、湿度を１９％以下にすることが好ましく、湿度を１５％以下にすることが最も好ましい。湿度が２０％以上だと、温度や圧力条件の影響で、配管内外に結露が生じる可能性が高く、粉粒体搬送中に配管が閉塞する場合がある。

　本発明の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気は大気圧下で露点を１０℃以下にすることが好ましく、露点を０℃以下にすることがより好ましい。露点が１０℃を超えると、温度や圧力条件の影響で、配管内外に露が生じる可能性が高く、粉粒体搬送中に配管が閉塞する場合がある。

　本発明の圧縮空気除湿システムを露点０℃以下に設定すると、著しく水和反応が早く、搬送中に固結が生じやすい急結剤の搬送にも適用できる。急結剤としては、カルシウムアルミネートが７０％含有する急結剤等が挙げられる。本発明の圧縮空気除湿システムを用いることにより、今まで急結剤に求められていた、固結しづらい急結剤材料設計を行う必要がなく、用途に応じてカルシウムアルミネート単味の材料も搬送できる。

　エアコンプレッサーから生じる圧縮空気は、通常０．７ＭＰａ以下の圧力で、圧縮空気除湿システムに送られるため、圧縮空気除湿システム中の各種装置は該圧力に耐えられるように、設計することが好ましい。０．７ＭＰａを超える圧力で使用する場合、圧力の上昇により、圧力下露点が著しく高まり、配管内で結露が生じやすくなり、除湿できない場合がある。

　本発明の圧縮空気除湿システムは、エアコンプレッサーから各種装置を介して、粉粒体を搬送するために使用される。各種装置を介する手段としては、配管が挙げられる。配管の材質としては、プラスチック、塩化ビニール、鉄、ゴム、ステンレス、真鍮、チタン、その他金属、合金等、ＪＩＳ配管により規定されているもので、圧縮空気の圧力に耐えられる設計の材質であれば、いずれの材質を用いてもよい。配管の内径は一般的なインチ（ｉｎｃｈ）で標記すると、１／８～２ｉｎｃｈが好ましい。本発明の圧縮空気除湿システムは２ｉｎｃｈを超えるような配管での粉粒体搬送に用いないことが好ましい。

　本発明の圧縮空気除湿システム内の各種装置の入口と出口は、上記配管と同様に、１／８～２ｉｎｃｈが好ましい。

　本発明の圧縮空気除湿システムは、土木工事向けの粉粒体搬送に使用することが好ましい。粉粒体搬送装置としては、急結剤搬送装置等が挙げられる。本発明は、ドライヤーが用いられないような振動、粉じん、天候、温度条件での粉粒体搬送用に使用できることを特徴としているためである。製造等の工業用途においては、粉じん、振動、天候、温度条件を考慮する必要がないため、一般的なドライヤーを用いる。しかしながら、製造等の工業用途でも、ドライヤーの代わりに本発明の圧縮空気除湿システムを用いることができる。

　本発明の圧縮空気除湿システムに用いられるエアコンプレッサーとしては、粉粒体搬送のために適正な圧力、流量が得られれば、空冷式や水冷式等、いずれのものも使用できる。エアコンプレッサーとしては、ドライヤー、セパレータ、ドレン、アフタークーラーを内蔵したタイプもあるが、エアコンプレッサーから粉粒体搬送装置までの搬送距離が長い場合、水や不純物が発生しやすく、好ましくない場合がある。

　本発明の圧縮空気除湿システムは、電気トラブルが起きた場合でも対応できるように、アフタークーラーを除き、電気を使用しないことが好ましい。アフタークーラーが故障した場合でも、本発明の圧縮空気除湿システムを使用することにより、ドライヤーが故障した場合よりも除湿効果を向上することができる。

　以下、実施例および比較例によって本発明をさらに説明する。

　（実験例１）
　図１の構成のドレンセパレータを作製した。金属多孔体３Ａ，３Ｂとしてはパンチングメタルを用い、球状物質４ａとして球状ガラスＡを２０００個充填した。エアコンプレッサーの吐出口からドレンセパレータのエア入口６までの間に配管を設け、その配管に１０００ｇ（１リットル）の水を注入した。エアコンプレッサーから他の各種装置へ経由するために、各種装置を接続すべく、各種配管を接続した。エアコンプレッサーより、圧力が０．６ＭＰａ、流量６ｍ³／ｍｉｎの圧縮空気（エア）を生じさせ、表１に示す圧縮空気除湿システム（以下、システムということもある）により、圧縮空気の除湿を行った。その時の、各種装置のドレン排出量と、各種装置を通過した後の圧縮空気の温度、湿度、大気圧下露点とを、測定した。気温３５℃、湿度５６％、露点２４℃の条件で実施した。また、比較例として、下記に示すシステムを使用し、圧縮空気について、ドレン排出量と温度、湿度、大気圧下露点を測定した。結果を表１に示した。

　＜使用装置＞
　エアコンプレッサー：北越工業社製「ＰＤＳ１７５Ｓ」、最大流量５ｍ³／ｍｉｎ、最大圧力０．６９ＭＰａ、エア出口の内径を１ｉｎｃｈに加工した。

　ドレンセパレータ：図１に示すドレンセパレータ。外容器５は、内径２６７．４ｍｍ、高さが６４０ｍｍ、タンク容量３６リットルの円柱状タンクである。エア入口１、ドレン出口２の内径を１ｉｎｃｈに加工した。金属多孔体３Ａ，３Ｂは、厚み３ｍｍで、材質がＳＵＳ３０４、孔部の直径８ｍｍ、孔部の中心ピッチが１０ｍｍであり、孔部の形状が丸孔であるパンチングメタルを使用した。パンチングメタルを外容器に取り付ける際の傾斜角度８は６０°とした。また、球状物質として球状ガラスＡ（φ１７ｍｍの工業用ビー玉（市販品））を用いた。

　オートドレントラップ：ＳＭＣ社製「ＡＤＨ４０００」、フロート式オートドレントラップ、耐圧力２．５ＭＰａ、最大ドレン排出量４００ｃｃ／ｍｉｎ（圧力０．７ＭＰａ、水の場合）

　アフタークーラー：ＳＭＣ社製「ＨＡＡ３７」、最大使用流量５．７ｍ³／ｍｉｎ、最大使用圧力０．０５～０．９７ＭＰａ、空冷式で、エア入口、エア出口の内径を１ｉｎｃｈに加工した。

　セパレータ：図２に示すセパレータ。図３に示す構成のフィルター１１を有する。容量３リットルで、エア入口１０及びエア出口１３の内径を１ｉｎｃｈに加工した。

　各種配管：内径１ｉｎｃｈとし、ゴム管や鉄管からなる。

　＜実験例で使用した圧縮空気除湿システム＞
システム（１）：図６に示すフロー（比較例）
ドライヤー（エアドライヤー）：冷凍式圧縮空気除湿装置、オリオン社製「ＲＡＸ－３７ＳＥ－Ｂ」、処理流量６．１ｍ³／ｍｉｎ、最大圧力０．６９ＭＰａで、エア入口、エア出口の内径を１ｉｎｃｈに加工した。図６に示すフローでは、エアドライヤーのドレン排出口にオートドレントラップを取り付けて、ドレン排出量を測定した。
システム（２）：図７に示すフロー（比較例）
図７に示すフローでは、エアコンプレッサーからアフタークーラーへ直接圧縮空気を送り、アフタークーラーから圧縮空気を排出した。アフタークーラーに設置したドレン排出口にオートドレントラップを取り付けて、ドレン排出量を測定した。
システム（３）：図８に示すフロー（比較例）
図８に示すフローでは、エアコンプレッサーからセパレータへ直接圧縮空気を送り、セパレータから圧縮空気を排出した。セパレータに設置したドレン排出口にオートドレントラップを取り付けて、ドレン排出量を測定した。
システム（４）：図９に示すフロー（比較例）
図９に示すフローでは、エアコンプレッサーから、アフタークーラー、セパレータの順で圧縮空気を送り、セパレータから圧縮空気を排出した。アフタークーラーとセパレータに設置したドレン排出口にオートドレントラップを取り付けて、ドレン排出量を測定した。
システム（５）：図５に示すフロー（実施例）。
システム（６）：エアコンプレッサーから排出した圧縮空気に水を入れずに吐出したこと以外は、図５に示すフローと同一である。排出した圧縮空気について、温度、湿度、大気圧露点を測定した。
システム（７）：図６に示すフローにおいて、エアドライヤーの電気稼働をやめて、そのまま圧縮空気を通過させた。

　＜測定方法＞
　ドレン排出量：エアコンプレッサーを稼働させてから、１０分後に運転を終了するまでのドレン排出量を測定した。図５～９に示すフローの箇所より捕集したドレン排出量を測定した。

　温度、湿度、露点：神栄テクノロジー社製デジタル温湿度計「ＴＲＨ－ＣＡ」を用いて、図５～９に示すフローの箇所より採取した圧縮空気の温度、湿度、露点を測定した。フローから分岐した圧縮空気をビニール袋に充満させ、ビニール袋内の圧縮空気の温度、湿度、露点を測定した。露点は大気圧露点とした。

　表１に示す結果より、ドライヤーは稼働中、ドレン排出量が非常に大きく、温度、湿度ともに抑えられ、大気圧露点が低くなる。但し、実験Ｎｏ．１－７のように電気トラブル等で故障した場合、ドレン排出量が著しく低下し、温度、湿度が下がらず、大気圧露点が低くならない。一方、アフタークーラーやセパレータは単体もしくは、２台で稼働した際、ドレンはあまり捕集しきれず、ドレン排出量は小さい。また、温度、湿度もそこまで下がらず、大気圧露点の低下もあまり見られない。ドレンセパレータ、アフタークーラー、セパレータから構成する本発明を使用した場合、ドレン排出量が非常に大きく、温度、湿度ともにドライヤー稼働中と同様に抑えられ、大気圧露点も下がる。よって、本発明の圧縮空気除湿システムは、ドライヤー並みのドレン排出効果があり、温度、湿度、大気圧露点もドライヤー並の性能となった。

　（実験例２）
　ドレンセパレータ内の金属多孔体３Ａ、３Ｂの間に、表２に示す種類、形状、個数の球状ガラスを充填したこと以外は、実験例１の実験Ｎｏ．１－５と同様にエアコンプレッサーより圧縮空気を生じさせ、ドレン排出量と温度、湿度、大気圧露点を測定した。圧縮空気除湿システム出口に接続した配管（温度、湿度、大気圧露点の測定箇所）に圧力計を取り付けて、圧力を測定した。結果を表２に示した。

　＜使用装置＞
　球状ガラスＡ：φ１７ｍｍの工業用ビー玉（市販品）
　球状ガラスＢ：φ２５ｍｍの工業用ビー玉（市販品）
　球状ガラスＣ：φ３０ｍｍの工業用ビー玉（市販品）
　球状ガラスＤ：φ１５ｍｍの工業用ビー玉（市販品）
　圧力計：ＪＩＳ　Ｂ　７５０５－１に準拠したブルドン管圧力計（市販品）

　表２の結果より、球状ガラスの直径が大きいほど、ドレン排出量は少なく、湿度が高まり、大気圧露点が高まる。圧力は０．５７ＭＰａで頭打ちになり、圧力損失も見られない。一方、球状ガラスの直径が小さいほど、ドレン排出量が高まり、湿度が下がり、大気圧露点が下がる。但し、球状ガラスの直径が１５ｍｍになり、個数が増えると、湿度が下がり、大気圧露点も下がるが、圧力も損失し、効果がやや低下する傾向にある。球状ガラスがある程度小さく、個数が２０００個を超えた場合、ドレン排出量が頭打ちになる。

　（実験例３）
　表３に示す圧縮空気除湿システムを用い、粉粒体を搬送した。但し、エアコンプレッサーの吐出口とドレンセパレータの間に設置した配管に１０００ｇ（１リットル）の水を注入しなかった。エアコンプレッサーより、圧力が０．６ＭＰａ、流量６ｍ³／ｍｉｎで圧縮空気を生じさせ、圧縮空気除湿システムの排出口から１０ｍのゴムホースを介して、急結剤搬送装置「デンカＮＡＴＭクリート」に圧縮空気を供給し、表３に示す粉粒体を毎分４．０ｋｇ搬送するように設定し、３０分経過後の粉粒体搬送量を測定した。搬送量測定後、急結剤搬送装置の出口の閉塞状況を確認した。結果を表３に示した。

　＜使用材料＞
粉粒体ａ：非晶質カルシウムアルミネート粉末、ブレーン値６０００ｃｍ²／ｇ、ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃（モル比が２．０）、水が粉粒体ａに対して水粉体比で５０％含む場合、５秒で硬化した。
粉粒体ｂ：結晶質カルシウムアルミネート粉末、ブレーン値８０００ｃｍ²／ｇ、ＣａＯ／Ａｌ₂Ｏ₃（モル比が２．７）、水が粉粒体ｃに対して水粉体比で５０％含む場合、１秒で硬化した。
粉粒体ｃ：普通ポルトランドセメント、市販品、ブレーン値３５００ｃｍ²／ｇ
粉粒体ｄ：市販品、カルシウムアルミネートと他の成分を含有する粉体急結剤、ブレーン値５０００ｃｍ²／ｇ、水が粉粒体ｄに対して水粉体比で５０％含む場合、１０秒で硬化した。

　＜使用装置＞
　急結剤搬送装置：電気化学工業社製「デンカＮＡＴＭクリート」を使用した。

　＜測定方法＞
搬送量測定：急結剤搬送装置において、粉粒体の入口と出口にロードセルを設置し、供給前と供給後の使用量から粉粒体の搬送量を測定した。
ブレーン値：ＪＩＳ　Ｒ５　２０１の７．１（比表面積試験）に準じて測定した。
硬化時間：ビニール袋に粉粒体と水を加え、５秒間混合し、粉粒体スラリーを調製した。水粉粒体比は５０％にした。粉粒体スラリーを調製してから、粉粒体スラリーの流動性がなくなるまでの時間を、硬化時間とした。
閉塞状況の確認：搬送量測定後に、急結剤の搬送装置出口の閉塞状況を目視により確認した。出口の穴が塞がっていない状況を○とし、塞がった状況を×とした。

　表３の結果より、圧縮空気除湿システムとして、電気稼働しているエアドライヤーを用いると、いずれの粉粒体においても、設定どおりの搬送量が得られた。しかし、エアドライヤーの電気稼働を止めると、いずれの粉粒体においても、搬送量が低下した。原因は搬送中、配管内に生じた露が、急結剤搬送装置中に入ってしまい、閉塞し、搬送量が低下したためである。本発明の圧縮空気除湿システムを用いない場合、いずれの粉粒体においても、閉塞し、搬送量は低下した。本発明の圧縮空気除湿システムにより供給する圧縮空気は、粉粒体供給のために使用する圧縮空気として適正であり、かつ、ドライヤーと同等の性能をもっていることが証明された。

　本発明の圧縮空気除湿システムにより、土木工事の粉粒体搬送装置に用いる圧縮空気の除湿効果が高くなる。本発明の圧縮空気除湿システムは、ドライヤーよりも構造的に単純な構造であるために、故障した際の対処が早く、復旧スピードが上がる。本発明の圧縮空気除湿システムにより、高い除湿効果が求められる粉粒体を搬送する圧縮空気が得られる。

　１：エア入口、２：ドレン排出口、３Ａ，３Ｂ：金属多孔体、４：充填層、４ａ：球状物質、５：外容器、６：エア出口、７：オートドレントラップ、８：金属多孔体の傾斜角度、９：圧抜きバルブ、１０：エア入口、１１：フィルター、１２：ドレン排出口、１３：エア出口、１４：外容器、１５：パンチングメタル、１６：紙フィルター、１７：スポンジフィルター、１８：底板

Claims

　下方側壁にエア入口を、底部にドレン排出口を、頂部にエア出口を備えた外容器を有するドレンセパレータであって、
　前記外容器内に、前記エア入口とエア出口との間を遮って、２枚の金属多孔体が互いに平行に且つ所定の距離を介して配置され、前記２枚の金属多孔体の間に非吸水性の球状物質が充填されていることを特徴とするドレンセパレータ。
　前記２枚の金属多孔体が、その前記外容器側壁への取り付け位置が、前記エア入口に近い側で最も高く、遠い側で最も低くなるように、水平方向に対して傾斜して取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドレンセパレータ。
　前記外容器の側壁が、内径が２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下の筒形であり、前記２枚の金属多孔体の間に、前記球状物質が５００個以上１００００個以下充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載のドレンセパレータ。
　前記球状物質が、直径が５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の球状ガラスであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のドレンセパレータ。
　前記ドレン排出口の排出側にオートドレントラップ及び圧抜きバルブが接続されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のドレンセパレータ。
　請求項１～５のいずれか１項に記載のドレンセパレータを使用することを特徴とする圧縮空気除湿システム。
　前記ドレンセパレータの後段にアフタークーラーが接続されていることを特徴とする請求項６記載の圧縮空気除湿システム。
　前記アフタークーラーの後段にフィルターを用いたセパレータが接続されていることを特徴とする請求項７に記載の圧縮空気除湿システム。
　請求項６～８のいずれか１項に記載の圧縮空気除湿システムを通過した圧縮空気により粉粒体を搬送することを特徴とする粉粒体の搬送方法。