JP3061610B2 - 圧縮ガス乾燥システムに使用されるガス乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮空気供給シス
テムに組み込まれる新しい改良型の空気乾燥装置に関す
る。特に、本発明は、圧縮空気清浄／乾燥装置内に用い
られる乾燥剤を収容する乾燥塔内に組み込まれるパージ
管及びフラッパ弁を備えた新しい独特の乾燥剤収容カー
トリッジに関する。パージ管及びフラッパ弁は、浄化空
気の流入を含水率が最も高い場所に集中するように制御
することによって、いわゆる浄化作動モード中の乾燥剤
からの水分除去を最大にすることができる。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人であるウエスチングハウス・
エヤー・ブレーキ・コンパニーのＣ−１空気乾燥機は、
鉄道列車、輸送車両等に用いられ、必要に応じて空気ブ
レーキ装置及び空気弁を作動させるために、圧縮空気系
統に使用される圧縮空気から水分を除去するように構成
されていることが理解されるであろう。本願出願人の所
有する米国特許第５，４２３，１２９号は、乾燥剤を収
容している再生装置に圧縮空気を流すことにより、水分
を吸収し粒状物質を濾過することができる、圧縮空気を
清浄し乾燥させる装置を開示している。乾燥剤は、その
乾燥剤を通して少量の乾燥空気を逆流させ、この乾燥空
気が乾燥剤に回収された水分の少なくとも一部を吸収し
てから排出されることによって、再生される。

【０００３】次に、作用を説明すると、上記の従来型空
気乾燥装置（ここでは「単塔式」装置と称す）は、通常
の空気圧縮機から圧縮空気を受け取るが、この供給源に
は、一般的に容認できないほどの大量の水分及び他の粒
状物質が浮遊状態で含まれている。この未浄化の圧縮空
気は、一般的に多孔質乾燥剤を収容している多孔カート
リッジの形状をした乾燥剤内を上方に流れる。圧縮空気
が乾燥剤内を上方に流れる時、乾燥剤は水分を吸収し、
様々な粒状物質（例えば埃、ゴミ等）を捕らえるので、
乾燥剤は、単塔式空気乾燥装置において重要な役割を果
たしている。水分及び粒状物質が空気流から取り出され
た後、清浄な乾燥圧縮空気は、乾燥剤から塔の上部付近
に配置された浄化チェック弁を通って流れ続ける。この
清浄圧縮空気は、次に側部室を通り、その一部が最終的
に浄化部に達する。

【０００４】空気圧縮機が運転を停止した時、空気乾燥
装置は、浄化モードで作動する。浄化モードでは、浄化
部内に収容されている清浄圧縮空気が浄化チェック弁内
のチョークをゆっくり逆方向に流れてから、乾燥剤内を
逆流する。乾燥空気のこの低速流は、乾燥剤内に先に回
収されていた水分の一部分を再吸収する。乾燥空気のこ
の通過流内に蒸発した後、蒸発水分は、最終的に水受け
部から大気へ排出される。乾燥空気が空気乾燥装置内を
逆流して徐々に浄化することによって、乾燥剤を乾燥さ
せて若返らせる、すなわち再生することができる。空気
圧縮機が運転を再開すると、単塔式空気乾燥装置は、乾
燥モードでの作動を再開し、乾燥剤が再びそれを通る未
浄化圧縮空気流から水分を除去する。

【０００５】最近では、１対の乾燥剤収容室または塔を
設けて、各々を乾燥モード及びリサイクルモードで交互
に作動させる二塔式装置が提案され、開発されている。
従って、いずれの作動時点でも、一方の塔が空気乾燥サ
イクルで作動しているのに対して、他方がリサイクルモ
ード、すなわち浄化サイクルで作動している。これらの
流れ方向を逆転させるように流れを自動的に切り換える
ために、１対の制御弁を設けることによって、所定時間
後にサイクルが逆転して、各塔が交互に乾燥モードで作
動して水分を乾燥剤に回収する間、他方の塔がリサイク
ルモードで乾燥剤から回収水分を除去することによっ
て、実質的に連続作動が達成される。この独特の装置
は、当然ながら水分除去能力が高いと共に、蓄積した水
分を乾燥剤から除去するために未浄化空気源の運転を停
止させる必要が回避され、それによって、圧縮機を止め
ている間に空気圧系統への清浄な乾燥圧縮空気の定常供
給を一時的に停止する必要がなくなる。

【０００６】上記利点に加えて、２つの乾燥アセンブリ
を乾燥及び浄化モード間で交互に切り換えることによっ
て、二塔式空気乾燥装置は、従来の単塔式空気乾燥装置
よりも効果的に空気流を乾燥させることができる。空気
乾燥装置に１つではなく２つの乾燥塔を用いて、一方が
水分を吸収している間、他方がその水分を除去してい
る。２つの乾燥アセンブリを乾燥及び浄化モード間で交
互に切り換えることによって、二塔式空気乾燥装置から
継続的に水分を除去することができる。このため、さら
に十分に除湿された空気が空気圧系統へ供給される。乾
燥剤の量、密度及び全体表面積も、様々な要求に合わせ
て選択することができる。

【０００７】二塔式空気乾燥装置は、様々な空気圧系統
に適用することができる。二塔式空気乾燥装置を適用で
きる空気圧系統の一般的な例として、旅客及び貨物鉄道
列車、地下鉄及び様々な他の鉄道関連輸送システムの空
気圧ブレーキ系統が含まれる。さらなる例として、様々
なトラック輸送車両の空気圧ブレーキ系統がある。二塔
式空気乾燥装置を適用できる他の形式の空気圧系統は、
輸送分野以外にも見つけることができるであろう。

【０００８】単塔式空気乾燥装置の他の問題点として、
それは浄化モード中に、一定の限定量の水分しか除去で
きないということである。乾燥するために空気乾燥装置
に流入する未浄化空気の量が、乾燥剤の浄化に使用され
る浄化空気の量より遙かに多いため、単塔式空気乾燥装
置の作動中において、乾燥剤は、決して十分に乾燥され
ない。実際に、乾燥剤が十分に乾燥するのは、空気乾燥
装置がそれを達成することができる十分に長い時間に亙
って空気乾燥装置を停止させた後だけである。二塔式空
気乾燥装置は、乾燥サイクルと乾燥剤浄化サイクルとの
両方の連続作動が可能であることにより、水分除去能力
が非常に向上しているが、現在の二塔式空気乾燥装置
は、浄化サイクル中に乾燥剤から吸収水分を完全に除去
することができない。特に、湿った空気が乾燥剤内を上
方に浸み上がる時、底入口端部付近に水分が集中する傾
向があるため、一定時間後には、乾燥剤の下１／３の部
分において水分が非常に高濃度になることが知られてい
る。次に、乾燥剤を逆方向の流れで、すなわち上部から
下方に向かう流れで浄化する際に、水分除去が乾燥剤の
上部で開始されるため、水分が最も高濃度である領域か
らの水分除去は、ほとんど、またはまったく行われない
であろう。このため、乾燥剤の下１／３が乾燥モード中
に回収した水分のほとんどを保っているという継続的な
傾向がある。この傾向は、乾燥剤の上１／３部分内の水
分が中間部分内へ流れ落ち、また中間部分内の水分が下
１／３部分内へ流れ落ちるようにする重力によって強く
なる。最終的な結果として、いずれのそのような浄化サ
イクル中でも、水分は、主に乾燥剤の上２／３部分から
除去され、下１／３部分からの水分除去は、極わずかで
あるか、まったく行われない。従って、数回の作動サイ
クルで、乾燥剤の下１／３部分は、実質的に水分で飽和
した状態になり、そして飽和状態のままであるため、空
気乾燥サイクル中には、乾燥剤の上部分だけが意図した
通りに水分を除去することができるだけであり、もちろ
ん、水で飽和した状態の乾燥剤が順次増加するのに伴っ
て、乾燥剤の水分除去能力が順次低下する。

【０００９】

【発明の概要】本発明は、乾燥剤から水分を除去するの
により効果的であって、実際に乾燥剤全体の含水率を低
下させることができる乾燥剤の下１／３部分に、乾燥浄
化空気またはガスの流入を集中させ、それによって乾燥
剤の下１／３部分が飽和して長時間に亙って飽和状態に
留まる傾向を回避することができるように、乾燥剤を通
る乾燥浄化空気またはガスの流入を制御するように構成
されている、パージ管及びそれと組み合わせたばね付勢
式フラッパ弁を含む新しい改良型の乾燥剤収容室の着想
及び開発に基づいている。最終的な結果として、装置全
体は、乾燥剤浄化サイクル中に、非常に効果的に水分を
除去することができる。

【００１０】従って、要約すると、本発明の独特の新規
な装置は、１対の向き合った多孔壁部材を備え且つ乾燥
剤を収容している乾燥剤収容室または乾燥剤収容カート
リッジを含み、従来技術の実際に従って、乾燥剤収容室
または乾燥剤収容カートリッジは、第１に、湿った空気
またはガスが多孔壁部材の第１のものを通って流入して
乾燥剤を通過することによって、水分の少なくとも一部
が該空気またはガスから除去され、この水分が除去され
た乾燥した空気またはガスは、多孔壁部材の第２のもの
を通って流出できるようにするガス乾燥サイクルで機能
することができる。また、乾燥剤収容室または乾燥剤収
容カートリッジは、第２に、乾燥空気またはガスの一部
が乾燥剤内を逆流して乾燥剤から水分を吸収することに
より、乾燥剤を少なくとも部分的に再生できるようにす
る乾燥剤浄化サイクルで機能することができる。本発明
の発明的特徴は、乾燥剤内に部分的に延在し、第１端部
即ち上端部が前記第２の多孔壁部材に近接し、第２端部
即ち下端部が前記第１の多孔壁部材から上方に、乾燥剤
の高さの約１／３の距離だけ離れた位置にあるパージ管
を含み、一方弁手段（チェック弁）がパージ管の上端部
の上方に設けられ、空気またはガスが空気またはガス乾
燥サイクルで流れている時、閉弁して前記パージ管を通
る空気またはガスの流れを制限すると共に、空気または
ガスが乾燥剤浄化サイクルで流れている時、開弁してパ
ージ管を通るガスの流れを促進することができる。パー
ジ管の下端部付近においてパージ管の壁に複数の孔が貫
設されているのが好ましい。一方弁手段、すなわちチェ
ック弁は、パージ管の上端部及び第２の多孔壁部材の上
方の平坦なゴムフラッパ弁であるのが好ましく、空気が
空気乾燥サイクルで流れている時、パージ管を通る空気
の流れを制限すると共に、空気が乾燥剤浄化サイクルで
流れている時、第２の多孔壁部材の上に重なってそれを
閉塞し、空気をパージ管に流入するようにそらせること
によって、浄化サイクル中は、乾燥空気またはガスの少
なくとも大部分が前記パージ管を通ってそれるようにす
ることができる。

【００１１】従って、本発明の主たる目的は、圧縮空気
などの圧縮ガスから水分を除去するための新しい改良型
装置を提供することである。

【００１２】本発明の別の目的は、再循環乾燥剤浄化サ
イクル中に、乾燥剤から水分を乾燥させるという優れた
仕事をする、単塔または二塔式空気乾燥装置のいずれか
の乾燥剤収容塔形式の空気清浄／乾燥装置に使用される
新しい改良型乾燥剤収容室または乾燥剤収容カートリッ
ジを提供することである。

【００１３】本発明のさらに別の目的は、含水率が最も
高い乾燥剤の場所に再循環乾燥空気を流入させるパージ
管が設けられており、該パージ管に、空気が空気乾燥サ
イクルで流れている時、閉弁してパージ管を通る空気の
流れを制限すると共に、空気が乾燥剤浄化サイクルで流
れている時、開弁してパージ管を通る空気の流れを促進
することができる一方弁手段を設けている、単塔または
二塔式空気乾燥装置のいずれかの乾燥剤収容塔形式の空
気清浄／乾燥装置に使用される新しい改良型乾燥剤室ま
たは乾燥剤収容カートリッジを提供することである。

【００１４】本発明のさらなる目的は、含水率が最も高
い乾燥剤の場所に、すなわち乾燥剤の底部から上方に約
１／３の高さで再循環乾燥空気を乾燥剤に流入させるよ
うにした、単塔または二塔式空気乾燥装置のいずれかの
乾燥剤収容塔形式の空気清浄／乾燥装置に使用される新
しい改良型乾燥剤室または乾燥剤収容カートリッジを提
供することである。

【００１５】本発明の空気乾燥装置の上記目的及び利点
に加えて、当該及び関連技術の専門家であれば、特に添
付の図面及び請求項と組み合わせて考えた時、以下の本
発明のさらに詳細な説明から本発明の他の様々な目的及
び利点が容易に明らかになるであろう。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する前に、明
確にして理解し易くするために、添付図面の各々におい
て同一機能を有する同一部材には、各図面を通して同一
の参照番号を付していることを記しておく。

【００１７】図１を参照すると、本発明の乾燥剤収容室
１０の現時点で好適な実施例が示されており、上記二塔
式空気乾燥装置では一般的であるように、２つの乾燥剤
収容室１０が横に並んだ状態で図示されている。図示の
ように、乾燥剤収容室１０は、円筒形で、ほぼ同一であ
り、鋳造されたハウジング部材１２内部に横に並べられ
ている。各乾燥剤収容室１０には、その底部付近の円形
突出フランジ１６に載ったスクリーン等の円形の多孔支
持部材１４が設けられており、それによって多孔支持部
材１４の下側において、乾燥剤収容室１０の下部分に入
口室１８が形成されている。各入口室１８の底部の入口
ポート２０は、制御弁（図示せず）に連結されており、
この制御弁によって、遠心分離器（図示せず）から送ら
れた圧縮空気を一方の入口ポート２０を介して乾燥剤収
容室１０の底部へ、さらにそこに連通した入口室１８へ
流入させることができる。遠心分離器（図示せず）から
出た圧縮空気は、２つの制御弁（図示せず）を通過して
流れるが、各々一方の制御弁は、開いて圧縮空気を対応
の乾燥剤収容室１０へ流入させることができるのに対し
て、他方の制御弁は閉じており、他方の乾燥剤収容室１
０は、乾燥剤浄化サイクルになるであろう。

【００１８】各乾燥剤収容室１０内には、乾燥剤収容カ
ートリッジ（カートリッジ）２２が配置されており、多
孔支持部材１４の上部で支持されている。各乾燥剤収容
室１０の上部には、乾燥剤収容カートリッジ２２の上表
面の上方に出口室２４が設けられている。出口室２４の
一部は、２つの乾燥剤収容室１０の上方に取り付けられ
たカバー部材２６の下表面で形成されており、カバー部
材２６は、さらに、乾燥剤収容室１０（空気乾燥サイク
ルで作動中のもの）から出た乾燥圧縮空気をさらに利用
する装置へ送ることができるシャトル弁機構２８を含
む。同時に、シャトル弁機構２８は、少量の乾燥圧縮空
気を他方の乾燥剤収容室１０の上部へ出口室２４を介し
て送り込むことができ、この限定量の乾燥圧縮空気は、
該他方の乾燥剤収容室１０及びその内部の乾燥剤内を下
方へ移動して、該他方の乾燥剤収容室１０内で乾燥剤浄
化サイクルを実施することができる。従って、遠心分離
器（図示せず）から出た空気は、一方の乾燥剤収容室１
０内で空気清浄／乾燥サイクルを実施できるように開い
ている方の制御弁（図示せず）を介して、該一方の乾燥
剤収容室１０内を上方へ流れる。同時に、シャトル弁機
構２８は、該一方の乾燥剤収容室１０から出た乾燥空気
の一部を他方の乾燥剤収容室１０の上部へ送り乾燥剤浄
化サイクルを実施できるようにすることにより、乾燥空
気は、他方の乾燥剤収容室内を下方へ流れ、内部の乾燥
剤から水分を除去することができる。２つの制御弁の他
方の制御弁は、再吸収水分を含む再循環空気を大気へ排
出することができる。２つのサイクルを周期的間隔で逆
にすることができるように、２つの制御弁（図示せず）
を周期的に変化させるために、タイマー（図示せず）が
設けられている。

【００１９】各乾燥剤収容カートリッジ２２は、粒状乾
燥剤２３を収容しており、２つの乾燥剤収容室１０内に
挿入され、各々、下側の多孔支持部材（第１の多孔支持
部材）１４の上に載置され、必要に応じて乾燥剤収容カ
ートリッジ２２の上方で乾燥剤収容室１０内に出口室２
４を形成する。従って、各乾燥剤収容室１０は、空気乾
燥サイクルで作動することができるので、乾燥すべき空
気は、入口室１８へ流入し、乾燥剤２３を通って上方へ
流れて、出口室２４から出る。本発明によれば、パージ
管３０が乾燥剤２３内に、乾燥剤を通る空気の流れ方向
に整合するように配置されており、パージ管３０の上端
部（第１端部）が乾燥剤２３の上表面と同じ高さであ
り、従って出口室２４に開いている。パージ管３０の下
端部（第２端部）は、乾燥剤２３の上表面から下方へ乾
燥剤の長さの約２／３だけ離れた位置にあり、乾燥剤の
底部は、支持部材１４から上方へ離れている。従って、
パージ管３０は、好ましくは、乾燥剤２３の上２／３部
分に亙って垂直に延在しており、その上端部が出口室２
４に開き、その下端部は、乾燥剤の残りの１／３の長さ
分だけ底部または多孔支持部材１４から上方に離れた位
置で乾燥剤２３内に開いている。好ましくは、パージ管
３０には、その開放下端部からわずかに上方に離れた位
置において、円筒壁の周囲に等間隔に配置された複数の
孔３２（６個が図示されている）が設けられている。

【００２０】乾燥剤収容カートリッジ２２は、様々な形
状にすることができるが、それの好適な実施例は、図６
に示されているように、パージ管３０をぴったり収容で
きる大きさ及び形状を有する小さい円筒形の窪み部２２
ｂを布袋２２ａの上表面の軸線位置に設けた多孔性の円
筒形布袋２２ａである。当然ながら、粒状の乾燥剤２３
が布袋２２ａに収容されている。理想的には、空気が乾
燥剤２３を通過しないで通り抜けることができる開放空
間をなくすために、布袋２２ａは、乾燥剤収容室１０に
ぴったり嵌まる大きさ及び形状で、乾燥剤２３がそれを
完全に満たすようにする。同様に、空気が乾燥剤２３か
パージ管３０のいずれかを迂回することができる開放空
間をなくすため、パージ管３０は、窪み部２２ｂの開口
内にぴったり嵌まる必要がある。従って、入口室１８か
出口室２４のいずれかを介して乾燥剤収容室１０に流入
する圧縮空気は、流れ方向に応じて、乾燥剤２３内、並
びにパージ管２０内を上方か下方のいずれかへ自在に流
れるであろう。

【００２１】乾燥剤収容カートリッジ２０と同じ直径を
有する円形のディスク形フラッパ弁４０（図３参照）
は、各乾燥剤収容カートリッジ２２（または布袋２２
ａ）の上表面に載置されている。図３に示されているよ
うに、好ましくはゴムシート製のフラッパ弁４０は、乾
燥剤収容カートリッジ２２（布袋２２ａ）の環状の多孔
性上表面に重なり且つ覆うと共に、パージ管３０内に通
じる上開口を覆うことができる。フラッパ弁４０は、さ
らに、（図３に示されているように）円形の軸線位置で
交差する複数の直径方向スロットまたは切れ目４２を備
えており、フラッパ弁４０の複数の扇形部分４４の先端
が軸線位置で互いに向き合い、扇形部分４４の外端部が
フラッパ弁４０の円形外周部で互いに結合している。従
って、扇形部分４４は、フラッパ弁４０の軸線位置で内
向きまたは外向きに撓むことができる一方、フラッパ弁
４０の外周位置における扇形部分の基端部は撓まない。
フラッパ弁４０の上部には、円形のスクリーン部材４６
が配置されており、さらにそのスクリーン部材の上に、
円形の波形ばね４８（図４及び図５）が配置されてい
る。

【００２２】作用を説明すると、通常の圧縮機（図示せ
ず）から送られた圧縮空気が、まず遠心分離器１２を通
り、そこで大部分の水分が圧縮空気から除去される。遠
心分離器１２から出た圧縮空気は、まだ比較的湿ってお
り、２つの制御弁（図示せず）へ送られるが、その内の
一方の制御弁だけが開いているため、湿った圧縮空気
は、一方の入口ポート２０を通り、そこから対応の入口
室１８へ流入し、そして乾燥剤収容室１０の一方におい
て乾燥剤収容カートリッジ２２（または布袋２２ａ）内
の乾燥剤２３内を上方へ進むことができる。上方へ流れ
る力のため、フラッパ弁４０は、圧縮空気の流れを偏向
させようとするが、スクリーン部材４６が途中にあっ
て、扇形部分４４の大きな撓みを阻止するので、圧縮空
気の流れを偏向させることができない。従って、フラッ
パ弁４０の形状は、ほぼ平坦な状態のままであり、それ
によってパージ管３０を通って上昇する圧縮空気の流れ
を制限するため、大部分の圧縮空気は、乾燥剤収容カー
トリッジ２２内の乾燥剤２３を通ることになるので、乾
燥剤２３は、意図された通りに機能して、その乾燥剤か
ら水分を除去することができる。当然ながら、圧縮空気
の上昇流の圧力がフラッパ弁４０を持ち上げて、少なく
ともそのフラッパ弁を通過できる程度まで変形させるた
め、圧縮空気の上昇流は、出口室２４へ容易に流れ込む
ことができる。フラッパ弁４０には、パージ管３０を通
って上昇する圧縮空気の流れを阻止する機能はないが、
スクリーン部材４６によって比較的平坦な状態に維持さ
れていることによって、そうでなければ当然であるパー
ジ管３０を通るかかる上昇流が制限されるため、実質的
に大部分の圧縮空気は、乾燥剤２３を通って上方へ流れ
ることができる。波形ばね４８は、フラッパ弁４０を乾
燥剤収容カートリッジ２２の上表面に押し付けた状態に
維持し、フラッパ弁４０の平坦な形状の維持を助けるこ
とができる。

【００２３】しかし、いずれかの乾燥剤収容室１０が乾
燥剤浄化サイクルで作動している時、その乾燥剤収容室
を通る圧縮空気の流れは、逆方向であるため、浄化され
た乾燥空気は、出口室２４（この時には入口室になる）
に流入する。出口室から、乾燥空気は、乾燥剤２３内を
下向きに押し進められ、乾燥剤から水分を除去する。こ
の指向性の流れによって、出口室２４内の圧力が上昇す
るため、フラッパ弁４０は、乾燥剤収容カートリッジ２
２（または布袋２２ａ）の上表面において下向きに押し
付けられ、これによってその乾燥空気の多くが多孔性の
上表面を通って直接的に乾燥剤収容カートリッジ２２に
流入することができない。しかし、出口室２４内の圧縮
乾燥空気の下向きの流れは、フラッパ弁４０の扇形部分
４４をパージ管３０の開放上端部内へ撓ませるため、圧
縮乾燥空気の大部分は、多孔性上表面を通って乾燥剤収
容カートリッジ２２に流入する代わりに、パージ管３０
に流入し、そのパージ管内部を下方へ移動する。従っ
て、この圧縮乾燥空気は、乾燥剤２３の含水率が高濃度
であるパージ管３０の下端部から出る時を除いて、直接
的に乾燥剤２３内へ流入することはない。明らかなよう
に、圧縮乾燥空気は、スロット４２や外周縁部の周囲を
通ってフラッパ弁４０を迂回することができるので、フ
ラッパ弁４０は、圧縮乾燥空気の逆流に対する気密シー
ルを備えていない。しかしながら、フラッパ弁４０は、
逆流する乾燥空気のほぼ大部分が乾燥剤２３の上部分を
通るのではなく、パージ管３０内を下向きに流れること
ができるようにすることによって、含水率が高濃度であ
る乾燥剤２３の上表面から下方へ約２／３離れた位置で
の乾燥剤２３からの水分の除去を促進及び開始すること
ができる。他方、空気乾燥サイクル中、湿った圧縮空気
が、望ましくは乾燥剤２３内を上方へ移動して乾燥剤が
湿った圧縮空気から水分を抜き取る間、フラッパ弁４０
は、やはり気密シールを形成しないで、そのフラッパ弁
の比較的平坦な形状を維持することによって、パージ管
３０を通る圧縮空気の上方への流れを制限するため、そ
の圧縮空気の少なくとも大部分は、乾燥剤２３を通って
上方へ移動する。

【００２４】以上に本発明の１つの実施例を開示してい
るが、発明の精神から逸脱しない様々な異なった実施例
及び変更を考えて組み込むことができることは明らかで
ある。例えば、パージ管を様々な形状にしたり、所望さ
れる場合には複数のパージ管を用いることができる。当
然ながら、フラッパ弁も、そのようなチェック弁が実質
的に、ガス乾燥サイクル中にパージ管３０を通る空気ま
たはガスの上昇流を制限すると共に、乾燥剤浄化サイク
ル中にパージ管３０を通るガスの下降流を促進するよう
に構成された一方弁であるならば、異なった形状にする
こともできる。例えば、円筒形のパージ管３０内の浮動
ボールを同様に機能するように構成してもよい。すなわ
ち、湿ったガスまたは空気の上昇流が浮動ボールを管の
上端部の円形シールに押し付けるのに対して、乾燥した
空気またはガスの下降流がボールを下方へ押し進めて、
乾燥空気または、ガスを流入させたい管の横孔を露出さ
せることによって、浄化サイクルを効果的に実施するこ
とができる。

【００２５】また、本発明は、添付の請求項だけでな
く、下記の項目に記載の概念も、その保護の対象とする
ことができる。 （１） 前記平坦なゴムフラッパ弁は、実質的に円形で
あって、該円形の軸線位置で交差する複数の直径方向切
れ目が貫設されると共に、前記ゴムフラッパ弁の外周部
分で結合した複数の扇形部分が形成されており、前記ガ
スが前記乾燥剤浄化サイクルで流れている時、該複数の
扇形部分は、前記パージ管内へ撓むようになっている請
求項４に記載のガス乾燥装置。 （２） さらに、前記平坦なゴムフラッパ弁の上方に配
置され、前記ガスが前記ガス乾燥サイクルで流れている
時、前記フラッパ弁の実質的に平坦な形状を維持し且つ
前記パージ管を通るガスの流れを制限するスクリーン部
材を含む上記（１）項に記載のガス乾燥装置。 （３） さらに、前記スクリーン部材の上方に配置さ
れ、前記フラッパ弁及び前記スクリーン部材を、前記第
２の多孔壁部材に押し付けた状態に実質的に維持する波
形ばねを含む上記（２）項に記載のガス乾燥装置。 （４） 前記乾燥剤浄化サイクル中、前記乾燥ガスは前
記パージ管の第２端部付近で前記乾燥剤内へ半径方向に
流入できるように、前記パージ管の前記第２端部付近に
おいて、前記パージ管の円筒壁に複数の孔が貫設されて
いる請求項６記載のガス乾燥装置。 （５） 前記フラッパ弁は、前記第２の多孔壁部材と前
記パージ管の前記第１端部との両方に重なることができ
る平坦な環状のゴムシートで形成されており、前記ガス
が前記乾燥剤浄化サイクルで流れている時、前記フラッ
パ弁は、前記第２の多孔壁部材を通って直接的に前記乾
燥剤に入るガスの流れを覆って塞ぎり、前記パージ管内
へそらせることによって、前記パージ管へのガスの流入
を促進するようにした請求項６記載のガス乾燥装置。 （６） さらに、前記平坦なゴムフラッパ弁の上方に配
置され、前記ガスが前記ガス乾燥サイクルで流れている
時、前記フラッパ弁の実質的に平坦な形状を維持し且つ
前記パージ管を通るガスの流れを制限するスクリーン部
材を含む上記（５）項に記載のガス乾燥装置。 （７） さらに、前記スクリーン部材の上方に配置さ
れ、前記フラッパ弁及び前記スクリーン部材を、前記第
２の多孔壁部材に押し付けた状態に実質的に維持する波
形ばねを含む上記（６）項に記載のガス乾燥装置。 （８） 圧縮空気乾燥システムに使用される空気清浄／
乾燥装置であって、（ａ） 各円筒形端部に多孔壁部材
を備え且つ粒状乾燥剤を収容しており、第１に、湿った
空気が前記多孔壁部材の下側のものを通って流入し前記
乾燥剤内を上方へ通過することによって、空気が濾過さ
れると共に水分の少なくとも一部が前記空気から除去さ
れ、該清浄な乾燥空気が前記多孔壁部材の上側のものを
通って流出できるようにする空気清浄／乾燥サイクルで
機能すると共に、第２に、前記乾燥空気の一部が前記乾
燥剤内を逆流し前記乾燥剤から水分を吸収することによ
り、前記乾燥剤を少なくとも部分的に再生できるように
する乾燥剤浄化サイクルで機能することができる垂直配
置された円筒形のカートリッジと、（ｂ） 前記乾燥剤
の軸線に沿って垂直に延在し、上端部が前記上側の多孔
壁部材に近接し、下端部が前記下側の多孔壁部材までの
距離の約２／３の位置にある円筒形のパージ管と、
（ｃ） 前記上側の多孔壁部材と前記パージ管の前記上
端部の上とに重なる円形のフラッパ弁であって、該フラ
ッパ弁は、前記空気が前記乾燥剤浄化サイクルで流れて
いる時、前記上側の多孔壁部材の上に重なって、前記上
側の多孔壁部材を通って直接的に前記乾燥剤に入る前記
空気の流れを制限することができ、該フラッパ弁には、
該フラッパ弁の軸線位置で交差する複数の直径方向切れ
目が貫設されると共に、外周部分で結合した複数の扇形
部分が形成されており、前記空気が前記乾燥剤浄化サイ
クルで流れている時、該複数の扇形部分は、前記パージ
管内へ撓んで前記パージ管を通る空気の流れを促進する
ことができるフラッパ弁と、（ｄ） 前記円形のフラッ
パ弁の上方に配置され、前記空気が前記空気清浄／乾燥
サイクルで流れている時、前記フラッパ弁のほぼ平坦な
形状を維持し且つ前記パージ管を通るガスの流れを制限
する円形のスクリーンと、（ｅ） 該円形スクリーンの
上方に配置され、前記フラッパ弁及び前記円形スクリー
ンを、前記上側の多孔壁部材に押し付けた状態に実質的
に維持する波形ばねとを含む空気清浄／乾燥装置。 （９） 前記パージ管の前記下端部付近において円筒形
の壁に複数の孔が貫設されている上記（８）項に記載の
空気清浄／乾燥装置。 （１０） 第１に、湿ったガスが乾燥剤内を上方へ通過
することによって、水分の少なくとも一部が前記ガスか
ら除去されるガス乾燥サイクルで機能すると共に、第２
に、前記乾燥ガスの一部が前記乾燥剤内を下向きに逆流
し前記乾燥剤から水分を吸収することにより、前記乾燥
剤を少なくとも部分的に再生できるようにする乾燥剤浄
化サイクルで機能することができる、ガス燥装置で使用
される乾燥剤収容カートリッジにおいて、前記乾燥剤浄
化サイクルを乾燥剤の底部に集中させる手段であって、
（ａ） 前記乾燥剤内に部分的に垂直方向に延在してい
るパージ管と、（ｂ） 該パージ管の上側端部付近に設
けられ、前記ガスが前記ガス乾燥サイクルで上方に流れ
ている時、閉弁して前記パージ管を通る前記ガスの流れ
を制限すると共に、前記ガスが前記乾燥剤浄化サイクル
で下方へ流れている時、開弁して前記パージ管を通るガ
スの流れを促進することができるフラッパ弁とを含む手
段を備える乾燥剤収容カートリッジ。 （１１） 前記パージ管は、前記乾燥剤の長さの実質的
に２／３に亙って延在している上記（１０）項に記載の
乾燥剤収容カートリッジ。 （１２） 前記パージ管の下端部付近において前記パー
ジ管の壁に複数の孔が貫設されている上記（１１）項に
記載の乾燥剤収容カートリッジ。 （１３） 前記フラッパ弁は、前記パージ管の上端部に
近接した位置に平坦なゴムフラッパ弁を含み、前記ガス
が前記ガス乾燥サイクルで流れている時、前記パージ管
を通るガスの流れを制限すると共に、前記ガスが前記乾
燥剤浄化サイクルで流れている時、前記乾燥剤の上に重
なり且つ乾燥剤への流入を阻止し、前記ガスの流れを前
記パージ管に流入するようにそらせることができる上記
（１０）項に記載の乾燥剤収容カートリッジ。 （１４） 前記平坦なゴムフラッパ弁は、実質的に円形
であって、該円形の軸線位置で交差する複数の直径方向
切れ目が貫設されると共に、前記ゴムフラッパ弁の外周
部分で結合した複数の扇形部分が形成されており、前記
ガスが前記乾燥剤浄化サイクルで流れている時、該複数
の扇形部分は、前記パージ管内へ撓むようになっている
上記（１３）項に記載の乾燥剤収容カートリッジ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現時点で好適な実施例に従ったパー
ジ管及びゴムフラッパ弁を各々有する１対の乾燥剤収容
室を組み込んだ二塔式空気乾燥装置の側部断面図であ
る。

【図２】 図１に示されているパージ管の側面図であ
る。

【図３】 図１に示されているゴムフラッパ弁の平面図
である。

【図４】 図１に示されている波形ばねの平面図であ
る。

【図５】 図４に示されている波形ばねの側面図であ
る。

【図６】 本発明の乾燥剤収容カートリッジの好適な実
施例として機能することができる乾燥剤収容布袋の斜視
図である。

【符号の説明】

１０…乾燥剤収容室、１２…ハウジング部材、１４…多
孔支持部材（スクリーン）、１６…円形突出フランジ、
１８…入口室、２０…入口ポート、２２…乾燥剤収容カ
ートリッジ、２３…乾燥剤、２４…出口室、２６…カバ
ー部材、２８…シャトル弁機構、３０…パージ管、４０
…フラッパ弁、４２…スロット（切れ目）、４４…扇形
部分、４６…スクリーン部材、４８…波形ばね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ヴィ・カザキス アメリカ合衆国、サウスカロライナ州、 シンプソンヴィル、ホーリークレスト・ サークル 222 (56)参考文献 特開 平９−206544（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206545（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−206546（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−270922（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/26 101 B01D 53/02 - 53/053

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮ガス乾燥システムに使用されるガス
   乾燥装置であって、 （ａ） １対の対向する多孔壁部材を備え且つ乾燥剤を
   収容しており、第１に、湿ったガスが前記多孔壁部材の
   第１のものを通って流入し前記乾燥剤を通過することに
   よって、水分の少なくとも一部が前記ガスから除去さ
   れ、水分が除去された乾燥ガスが前記多孔壁部材の第２
   のものを通って流出できるようにするガス乾燥サイクル
   で機能すると共に、第２に、前記乾燥ガスの一部が前記
   乾燥剤内を逆流し前記乾燥剤から水分を吸収することに
   より、前記乾燥剤を少なくとも部分的に再生できるよう
   にする乾燥剤浄化サイクルで機能することができるカー
   トリッジと、 （ｂ） 前記乾燥剤内に部分的に延在し、第１端部が前
   記第２の多孔壁部材に近接し、第２端部が前記第１の多
   孔壁部材から離れた位置にあるパージ管と、 （ｃ） 前記パージ管の前記第１端部付近に設けられ、
   前記ガスが前記ガス乾燥サイクルで流れている時、閉弁
   して前記パージ管を通るガスの流れを制限すると共に、
   前記ガスが前記乾燥剤浄化サイクルで流れている時、開
   弁して前記パージ管を通るガスの流れを促進する一方弁
   手段とを含むガス乾燥装置。
2. 【請求項２】 前記パージ管は、前記乾燥剤の長さの実
   質的に２／３に亙って延在している請求項１記載のガス
   乾燥装置。
3. 【請求項３】 前記パージ管の前記第２端部付近におい
   て前記パージ管の壁に複数の孔が貫設されている請求項
   ２記載のガス乾燥装置。
4. 【請求項４】 前記一方弁手段は、前記パージ管の前記
   第１端部及び前記第２の多孔壁部材に近接した位置に平
   坦なゴムフラッパ弁を含み、前記ガスが前記ガス乾燥サ
   イクルで流れている時、前記パージ管を通るガスの流れ
   を制限すると共に、前記ガスが前記乾燥剤浄化サイクル
   で流れている時、前記第２多孔壁部材の上に重なり且つ
   閉塞し、前記ガスの流れを前記パージ管に流入するよう
   に偏向させることによって、前記乾燥浄化サイクル中
   は、前記乾燥ガスの少なくとも大部分が前記パージ管を
   通ってそれるようにした請求項１記載のガス乾燥装置。
5. 【請求項５】 圧縮ガス乾燥システムに使用されるガス
   乾燥装置であって、 （ａ） 各円筒形端部に多孔壁部材を備え且つ粒状乾燥
   剤を収容しており、第１に、湿ったガスが前記多孔壁部
   材の第１のものを通って流入し前記乾燥剤内を上方に浸
   み上がることによって、水分の少なくとも一部が前記ガ
   スから除去され、水分が除去された乾燥ガスが前記多孔
   壁部材の第２のものを通って流出できるようにするガス
   乾燥サイクルで機能すると共に、第２に、前記乾燥ガス
   の一部が前記乾燥剤内を浸み下りて前記乾燥剤から水分
   を吸収することにより、前記乾燥剤を少なくとも部分的
   に再生できるようにする浄化サイクルで機能することが
   できる円筒形カートリッジと、 （ｂ） 前記乾燥剤内に部分的に延在し、第１端部が前
   記第２の多孔壁部材に近接し、第２端部が前記第１の多
   孔壁部材から離れた位置にあるパージ管と、 （ｃ） 前記上側の多孔壁部材付近に設けられて、前記
   ガスが前記ガス乾燥サイクルで流れている時、前記パー
   ジ管を通る前記ガスの流れを制限すると共に、前記ガス
   が前記乾燥剤浄化サイクルで流れている時、前記第２の
   多孔壁部材の上に重なって前記パージ管内へ開弁するこ
   とによって、前記乾燥剤浄化サイクル中は、前記乾燥ガ
   スの少なくとも大部分が前記パージ管を通ってそれるよ
   うにするゴムフラッパ弁を含むガス乾燥装置。
6. 【請求項６】 前記パージ管は、円筒形であって、前記
   円筒形カートリッジの軸方向中心に配置されている請求
   項５記載のガス乾燥装置。