JP2001029731A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より除湿効果が高く、水滴の排出されることの
ない空気圧縮機を提供しようとするものである。 【解決手段】圧縮機１より出た高温・高圧空気の一部を
冷却器２を介して除湿ロータ１４の吸着ゾーン９へ供給
し、高温・高圧空気の残りを除湿ロータ１４の脱着ゾー
ン１０へ供給するようにし、除湿ロータ１４は吸着剤と
してシリカゲルを主成分とするシリカゲル層１５とゼオ
ライトを主成分とするゼオライト層１６を有し、吸着ゾ
ーン９の流入側にシリカゲル層１５を位置させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば吹き付け
塗装や被搬送物の圧送等の多くの工場等に用いられる空
気圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気圧縮機は工場等においては多
くの用途で用いられている。空気圧縮機によって空気を
圧縮すると圧縮熱によって温度が上昇するとともに相対
湿度が下降する。そして、圧縮された空気がタンク等に
蓄えられたり、配管を介して移送されると、圧縮された
空気の温度は常温に近づく。すると温度の低下とともに
相対湿度は上昇し、相対湿度が１００％を超えた時点で
結露を生じる。

【０００３】このようにして、タンク内や配管内に結露
水が溜まり、高圧空気を使用する時に水滴が飛び出すと
いう問題があった。このため、圧縮された空気より湿気
を取り除くように除湿機能を有する空気圧縮装置が開発
された。

【０００４】このような装置の一つに圧縮された空気を
冷却装置によって冷却し積極的に結露を生じさせて除湿
するものがある。これは構造が簡単であるが、除湿効果
が十分ではないという問題があった。このため、特許出
願公告平成５年第８１８３１号公報に記載のような除湿
ロータに圧縮空気を通し、圧縮空気中の湿気を除去する
というものが開発された。

【０００５】従来の空気圧縮機のうち、除湿ロータに圧
縮空気を通し、圧縮空気中の湿気を除去するものについ
て図３に沿って説明する。１は圧縮機であり、大気を例
えば１０気圧まで圧縮するものである。

【０００６】２は冷却器であり、圧縮機１で圧縮された
高温・高圧空気の一部が通されるものである。冷却器２
の構造は一般的な熱交換器であり、外周に多数のフィン
を有する熱交換管３に冷媒を通し、その廻りに高温・高
圧空気を通すように構成されている。冷媒として例えば
井戸水やクーリングタワーで冷却された水が用いられ
る。

【０００７】４はドレンパンで、熱交換管３の表面に結
露した水を受けるものであり、底部にドレン管１７が設
けられている。ドレン管１７にはバルブ（図示せず）が
設けられ、ドレンパン４に結露水が溜まった時にバルブ
を開けて結露水を外部へ排出する。冷却器２を出た空気
はエジェクター５を通って除湿ロータ６へと入る。エジ
ェクター５はベンチュリー７とジェット８より構成さ
れ、ベンチュリー７内の空気の流れによってジェット８
が負圧になる。

【０００８】除湿ロータ６はギヤドモータ（図示せず）
によって回転駆動され、また吸着ゾーン９と脱着ゾーン
１０とに分割されている。除湿ロータ６の吸着ゾーン９
に入った空気は除湿され製品空気として供給される。

【０００９】圧縮機１で圧縮された高温・高圧空気の残
りは除湿ロータ６の脱着ゾーン１０へと送られる。つま
りこの空気の温度が高いため、除湿ロータ６に吸着され
た水分は脱着ゾーン１０で脱着され、高湿空気となって
脱着ゾーン１０を出る。

【００１０】脱着ゾーン１０を出た高湿空気は冷却器１
１へ入る。冷却器１１も冷却器２と同様、外周に多数の
フィンを有する熱交換管１２に冷媒を通し、その廻りに
高湿空気を通すように構成されている。冷媒として同じ
く例えば井戸水やクーリングタワーで冷却された水が用
いられる。また熱交換管１２の表面に結露した水を受け
るドレンパン１３及び結露水を排出するドレン管１８が
設けられている。そして冷却器１１の出口はエジェクタ
ー５のジェット８に接続されている。

【００１１】従来の空気圧縮機は以上のように構成さ
れ、次のように動作する。先ず、圧縮機１が動作すると
圧縮機１から高温・高圧空気が供給される。この高温・
高圧空気の一部は冷却器２に入り、熱交換管３によって
冷却され空気中の湿分が結露してドレンパン４に溜ま
り、ドレン管１７より排出される。

【００１２】冷却器２を出た高圧空気は低温になり、エ
ジェクター５を通過し、除湿ロータ６の吸着ゾーン９へ
入る。ここで高圧空気は除湿され、製品空気として供給
される。除湿ロータ６は回転しているため、連続的に除
湿を行うことができる。

【００１３】また、圧縮機１から供給された高温・高圧
空気の他の部分は除湿ロータ６の脱着ゾーン１０へ入
る。この空気は温度が高いために除湿ロータ６に吸着さ
れた湿気を脱着する作用を発揮する。

【００１４】脱着ゾーン１０を出た空気は高湿になり、
冷却器１１に入り、熱交換管１２によって冷却され空気
中の湿分が結露してドレンパン１３に溜まり、ドレン管
１８より排出される。

【００１５】冷却器１１を出た空気はエジェクター５の
ジェット８へ吸い込まれ、冷却器２を出た空気と混合さ
れて、除湿ロータ６の吸着ゾーン９へ入る。このように
して高圧の供給空気は乾燥した空気となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の空気圧縮機は以
上のように構成され、圧縮された空気は除湿されるた
め、通常の使用状態では圧縮空気に水滴が含まれること
はないのであるが、極端に高温多湿の環境で使用された
場合や冷却水温が高い場合には、依然として圧縮空気に
水滴がふくまれるという問題がある。

【００１７】本発明はより除湿効果が高く、水滴の排出
されることのない空気圧縮機を提供しようとするもので
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本件発明は以上のような
課題を解決するため、圧縮機より出た高温・高圧空気の
一部を冷却器を介して除湿ロータの吸着ゾーンへ供給
し、高温・高圧空気の残りを除湿ロータの脱着ゾーンへ
供給するようにし、除湿ロータは吸着剤としてシリカゲ
ルを主成分とする部分とゼオライトを主成分とする部分
との多層構造にし、吸着ゾーンの流入側にシリカゲルを
主成分とする層を位置させた。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、圧縮機の出口を２分配し、その一方を冷却器を介し
て除湿ロータの吸着ゾーンへ供給し、圧縮機の分配され
た出口の他方を除湿ロータの脱着ゾーンへ供給するよう
にし、除湿ロータは吸着剤としてシリカゲルを主成分と
する部分とゼオライトを主成分とする部分との多層構造
であるとともに、吸着ゾーンの流入側にシリカゲルを主
成分とする層を位置させたものであり、除湿ロータによ
ってより乾燥度の高い空気を作ることができるという作
用を有する。

【００２０】

【実施例】以下本発明の空気圧縮機の実施例について図
に沿って詳細に説明する。図１は本発明の空気圧縮機の
空気路図であり、図３の従来のものと共通の構成部分に
ついては同じ番号を付与する。

【００２１】１は圧縮機であり、大気を例えば１０気圧
まで圧縮するものである。２は冷却器であり、圧縮機１
で圧縮された高温・高圧空気の一部が通されるものであ
る。冷却器２の構造は一般的な熱交換器であり、外周に
多数のフィンを有する熱交換管３に冷媒を通し、その廻
りに高温・高圧空気を通すように構成されている。冷媒
として例えば井戸水やクーリングタワーで冷却された水
が用いられる。

【００２２】４はドレンパンで、熱交換管３の表面に結
露した水を受けるものであり、底部にドレン管１７が設
けられている。冷却器２を出た空気はエジェクター５を
通って除湿ロータ１４へと入る。エジェクター５はベン
チュリー７とジェット８より構成され、ベンチュリー７
内の空気の流れによってジェット８が負圧になる。

【００２３】除湿ロータ１４はギヤドモータ（図示せ
ず）によって回転駆動され、また吸着ゾーン９と脱着ゾ
ーン１０とに分割されている。除湿ロータ１４の吸着ゾ
ーン９に入った空気は除湿され製品空気として供給され
る。

【００２４】圧縮機１で圧縮された高温・高圧空気の残
りは除湿ロータ１４の脱着ゾーン１０へと送られる。つ
まりこの空気の温度が高いため、除湿ロータ１４に吸着
された水分は脱着ゾーン１０で脱着され、高湿空気とな
って脱着ゾーン１０を出る。

【００２５】脱着ゾーン１０を出た高湿空気は冷却器１
１へ入る。冷却器１１も冷却器２と同様、外周に多数の
フィンを有する熱交換管１２に冷媒を通し、その廻りに
高湿空気を通すように構成されている。冷媒として同じ
く例えば井戸水やクーリングタワーで冷却された水が用
いられる。また熱交換管１２の表面に結露した水を受け
るドレンパン１３が設けられ、結露水を排出するドレン
管１８が設けられている。そして冷却器１１の出口はエ
ジェクター５のジェット８に接続されている。

【００２６】また除湿ロータ１４は図２に示すように吸
着剤としてシリカゲルを主成分としたシリカゲル層１５
とゼオライトを主成分としたゼオライト層１６よりな
る。つまり、シリカゲル層１５はセラミック紙をコルゲ
ート加工し平面状のセラミック紙と重ねて巻くことによ
ってハニカム体を構成し、これを骨材としてシリカゲル
を合成したものである。

【００２７】ゼオライト層は、上記と同様に作られたハ
ニカム体をゼオライトを分散したバインダー液に浸漬し
乾燥して作られたものである。

【００２８】本発明の空気圧縮機は以上のように構成さ
れ、以下その動作について説明する。先ず、圧縮機１が
動作すると圧縮機１から高温・高圧空気が供給される。
この高温・高圧空気の一部は冷却器２に入り、熱交換管
３によって冷却され空気中の湿分が結露してドレンパン
４に溜まり、ドレン管１７より排出される。

【００２９】冷却器２を出た高圧空気は低温になり、エ
ジェクター５を通過し、除湿ロータ１４の吸着ゾーン９
へ入る。ここで高圧空気は除湿され、製品空気として供
給される。除湿ロータ１４は回転しているため、連続的
に除湿を行うことができる。

【００３０】また、圧縮機１から供給された高温・高圧
空気の他の部分は除湿ロータ１４の脱着ゾーン１０へ入
る。この空気は温度が高いために除湿ロータ１４に吸着
された湿気を脱着する作用を発揮する。

【００３１】脱着ゾーン１０を出た空気は高湿になり、
冷却器１１に入り、熱交換管１２によって冷却され空気
中の湿分が結露してドレンパン１３に溜まり、ドレン管
１８より排出される。

【００３２】冷却器１１を出た空気はエジェクター５の
ジェット８へ吸い込まれ、冷却器２を出た空気と混合さ
れて、除湿ロータ１４の吸着ゾーン９へ入る。このよう
にして高圧の空気は乾燥した供給空気となる。

【００３３】ここで、除湿ロータ１４はシリカゲル層１
５とゼオライト層１６よりなり、シリカゲル層１５は多
湿空気の吸着に適し、多量の湿分を吸着する。冷却器２
を出た空気は相対湿度が１００％近くの高い値を示して
いるが、シリカゲル層１５によって多くの湿分が吸着さ
れる。

【００３４】一方ゼオライト層１６は低湿の空気からさ
らに湿分を吸着する能力に優れ、シリカゲル層１５で取
りきれなかった湿分はゼオライト層１６で吸着される。
このようにして除湿ロータ１４で効果的に湿分の吸着が
行われる。

【００３５】またゼオライトは耐熱性が高く、圧縮機１
から供給された空気が少々高温であっても問題がない。
よって圧縮機１から供給された空気は脱着ゾーン１０に
おいて先ずゼオライト層１６を脱着し、温度が下がって
シリカゲル層１５を脱着する。このため、より高温の空
気を除湿ロータ１４に供給することができ、脱着が効果
的に行われる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の空気圧縮機は上記の如く構成し
たので、シリカゲル層１５によって多くの湿分が吸着さ
れ、シリカゲル層１５で取りきれなかった湿分はゼオラ
イト層１６で吸着されるため極めて効果的に湿分を吸着
除去することができるものである。

【００３７】さらに本発明の空気圧縮機は、圧縮機１か
ら供給された空気は脱着ゾーン１０において先ずゼオラ
イト層１６を脱着し、温度が下がってシリカゲル層１５
を脱着し、このためより高温の空気を除湿ロータ１４に
供給することができ、脱着が効果的に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気圧縮機の実施例を示す空気路図で
ある。

【図２】本発明に用いられる除湿ロータの一例を示す斜
視図である。

【図３】従来の空気圧縮機を示す空気路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 冷却器 ３ 熱交換管 ４ ドレンパン ５ エジェクター ７ ベンチュリー ８ ジェット ９ 吸着ゾーン １０ 脱着ゾーン １１ 冷却器 １２ 熱交換管 １３ ドレンパン １４ 除湿ロータ １５ シリカゲル層 １６ ゼオライト層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機の出口を２分配し、その一方を冷却
   器を介して除湿ロータの吸着ゾーンへ供給し、前記圧縮
   機の分配された出口の他方を前記除湿ロータの脱着ゾー
   ンへ供給するようにし、前記除湿ロータは吸着剤として
   シリカゲルを主成分とする部分とゼオライトを主成分と
   する部分との多層構造であるとともに、前記吸着ゾーン
   の流入側にシリカゲルを主成分とする層を位置させたこ
   とを特徴とする空気圧縮機。
2. 【請求項２】吸着ゾーンを流れる空気の方向と脱着ゾー
   ンを流れる空気の方向が互いに逆である請求項１記載の
   空気圧縮機。