特許 5896429 再生型圧縮空気乾燥装置及び除湿再生ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5896429

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年3月30日

(54)【発明の名称】再生型圧縮空気乾燥装置及び除湿再生ユニット

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20160317BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/26 231

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-93662(P2014-93662)

(22)【出願日】2014年4月30日

(65)【公開番号】特開2015-100793(P2015-100793A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2014年5月1日

(31)【優先権主張番号】102142220

(32)【優先日】2013年11月20日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(72)【発明者】

【氏名】洪 敏郎

(72)【発明者】

【氏名】曾 鵬樟

(72)【発明者】

【氏名】康 育豪

(72)【発明者】

【氏名】陳 幸▲ティン▼

(72)【発明者】

【氏名】彭 及青

【審査官】 金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０７−０２１１２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２０７６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５９７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７４１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４４２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１４９１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２１４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３１５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１６２０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０７７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４４−０２６２７２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開昭４９−１１８６２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−２５６８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２１３３４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／２６−５３／２８

Ｆ１６Ｋ ５／００− ５／２２

Ｆ１６Ｋ １１／００−１１／２４

Ｆ１６Ｋ ７／００−７／２０

Ｆ１６Ｋ １３／００−１３／１０

Ｆ１６Ｋ ２５／００−２５／０４

Ｆ１６Ｋ ２９／００−２９／０２

Ｆ１６Ｋ ３３／００

Ｆ１６Ｋ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの除湿再生素子を有し、前記２つの除湿再生素子の除湿と再生を交互に行う除湿再生ユニットと、
高圧高湿空気を導入する高圧高湿空気管と、
再生空気を導入する再生空気管と、
前記２つの除湿再生素子のうちの１つの除湿再生素子に接続され、第一除湿管路と第一再生管路とを有する第一管路セットと、
前記２つの除湿再生素子のうちの他の除湿再生素子に接続され、第二除湿管路と第二再生管路とを有する第二管路セットと、
前記高圧高湿空気を前記第一除湿管路に案内し、前記再生空気を前記第二再生管路に案内する、または前記高圧高湿空気を前記第二除湿管路に案内し、前記再生空気を前記第一再生管路に案内する分流回転子を有する気体分流ユニットと、を備え、
前記分流回転子は、
前記第１管路セットに対応する前方案内溝と前記第２管路セットに対応する後方案内溝とを有し、
前記前方案内溝と前記後方案内溝は、前記分流回転子の回転軸に平行な方向において異なる位置に位置し、
前記前方案内溝と前記後方案内溝は、前記高圧高湿空気と前記再生空気を、対応する除湿管路または再生管路に案内するように用いられ、前記前方案内溝が前記高圧高湿空気を対応する除湿管路に案内する時に、前記後方案内溝は前記再生空気を対応する再生管路に案内し、前記後方案内溝が前記高圧高湿空気を対応する除湿管路に案内する時に、前記前方案内溝は前記再生空気を対応する再生管路に案内し、
前記第一除湿管路と前記第二除湿管路は、除湿機能を実行できるように前記高圧高湿空気を前記除湿再生ユニットに導入し、前記第一再生管路と前記第二再生管路は再生機能を実行できるように再生空気を前記除湿再生ユニットに導入する
ことを特徴とする再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項2】

前記２つの除湿再生素子はそれぞれ少なくとも１つの空洞を有し、各前記空洞内にはそれぞれ除湿モジュールが設けられ、
前記除湿モジュールは、
前記高圧高湿空気の水分の吸着及び飽和水分吸着後の再生脱着を行う吸脱着材料と、
電極コネクタとしてのねじと導電板とを有する電熱部材と、
を有し、
前記ねじは、前記吸脱着材料が熱を生成して再生脱着を実行できるように、電源に接続される請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項3】

前記吸脱着材料は∪字になるように折り畳んで設けられ、前記折り目近傍に隙間板が設けられることで前記吸脱着材料が隔離される請求項２に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項4】

前記２つの除湿再生素子のうちの１つの除湿再生素子に接続されており、第一除湿排気管路と第一再生排気管路とを有する第三管路セットと、前記２つの除湿再生素子のうちの他の除湿再生素子に接続されており、第二除湿排気管路と第二再生排気管路とを有する第四管路セットと、をさらに備える請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項5】

前記第三管路セットと前記第四管路セットはそれぞれ一方向弁を有する請求項４に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項6】

前記気体分流ユニットは、前記高圧高湿空気管に連通される２つの高圧高湿空気進入口と、前記第一除湿管路と前記第二除湿管路とに連通される２つの除湿空気排気口とをさらに有する請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項7】

前記気体分流ユニットは、前記再生空気管に連通される２つの再生空気進入口と、前記第一再生管路と前記第二再生管路に連通される２つの再生空気排気口とをさらに有する請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項8】

前記分流回転子は、モーターまたはその他の伝動機構に接続するシャフトヘッドをさらに有する請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項9】

前記第一除湿管路、前記第一再生管路、前記第二除湿管路及び前記第二再生管路は、それぞれ一方向弁を有する請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項10】

前記除湿再生素子が再生を行う際の空気は、常圧空気または圧縮空気の再生を行う請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項11】

前記除湿再生ユニットは入口蓋と出口蓋とをさらに有する請求項１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項12】

前記入口蓋と前記出口蓋との間及び前記２つの除湿再生素子の間に分離板が設けられる請求項１１に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項13】

前記入口蓋、前記出口蓋、前記２つの除湿再生素子及び前記分離板によって通気道が形成される請求項１２に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項14】

前記気体分流ユニットは気密板をさらに有する請求項８に記載の再生型圧縮空気乾燥装置。

【請求項15】

２つの除湿再生素子を有し、前記２つの除湿再生素子の除湿と再生を交互に行う除湿再生ユニットと、
交互に除湿と再生の機能を実行することができるように、少なくとも２つ管路セットを介して高圧高湿空気と再生空気をそれぞれ前記２つの除湿再生素子に案内する分流回転子を有する気体分流ユニットと、
を備え、
前記分流回転子は、
前記２つ管路セットのそれぞれに対応する前方案内溝と後方案内溝とを有し、前記前方案内溝と前記後方案内溝は、前記分流回転子の回転軸に平行な方向において異なる位置に位置し、
前記前方案内溝と前記後方案内溝は、前記高圧高湿空気と前記再生空気を、対応する除湿管路または再生管路に案内するように用いられ、前記前方案内溝が前記高圧高湿空気を対応する除湿管路に案内する時に、前記後方案内溝は前記再生空気を対応する再生管路に案内し、前記後方案内溝が前記高圧高湿空気を対応する除湿管路に案内する時に、前記前方案内溝は前記再生空気を対応する再生管路に案内する
ことを特徴とする再生型圧縮空気乾燥装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮空気の除湿乾燥技術、より詳しくは、通電による熱の直接伝達方式を用いて除湿基材の再生を行う再生型圧縮空気乾燥装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工業製造プロセスの自動化及び精密化に伴い、使用する圧縮空気の品質に対する要求も高まっており、これにより製造プロセスの効率を確保している。例えば、圧縮空気の湿度は種々の製造プロセスにとって非常に重要であるため、各メーカーは圧縮空気の除湿乾燥の研究に力を入れている。

【0003】

従来、圧縮空気に用いられる除湿方法においては、吸着除湿と脱着再生能力を有する再生吸着材料がよく採用されている。再生方法は、間接熱脱着法、プラズマ脱着法、マイクロ波脱着法及び低消費電力脱着法等に分けることができる。間接熱脱着法は空気対流熱交換方式を介して行うが、熱損失が比較的大きい。プラズマ脱着法は材料特性によって再生が不完全になったり、アークが生じることがある。マイクロ波脱着法ではマイクロ波を用いて加熱して除湿するが、マイクロ波は除湿構造本体によって隔絶されやすく、再生効率が低下する。低エネルギー消耗脱着法は通電を介して水分子に電子遷移を生じさせるが、被吸着物の導電性と電流生成のアンバランスによって再生効果が低下する。したがって、脱着再生に関わるエネルギー効率の向上が求められている。

【0004】

除湿装置には様々な設計がある。例えば、ロータ回転式除湿装置は、除湿エリアと、再生エリアと、除湿エリアと再生エリアとにおいて回転循環する除湿ロータとを備え、高湿圧縮空気が除湿エリアに案内され、除湿処理が行われる。処理後の乾燥圧縮空気は気体保存室に案内されて保存される。吸着飽和後の除湿ロータは再生エリアまで回転し、高温気体を介して除湿ロータに対して脱着再生作業を行う。再生を完了した除湿ロータは再び除湿エリアまで回転し、次の除湿作業に備える。除湿作業と脱着作業を絶えず循環して行うことにより、乾燥装置の連続除湿と再生の機能を実現する。しかしながら、再生空気の加熱作業は、電熱器で再生空気に対して行うものであるため、このような放射線と対流熱の熱伝導によって、エネルギーの損失が生じやすいことで効率が低下する問題があった。

【0005】

さらに、もう１種類の吸着式圧縮空気乾燥装置は、２つの吸着塔を備え、吸着塔には、吸着除湿と脱着再生を行うことができる吸着剤が充填され、水分含有量の多い圧縮空気はまず１つの吸着塔に案内されて吸着除湿処理が行われ、処理完了後の乾燥圧縮空気は気体保存室に案内されて保存される。この時、もう１つの吸着塔は水分を吸着して飽和しているものであり、その内部の吸着剤が加熱装置の使用により熱が提供され、水分が脱着され排出される。この熱が放射、対流及び固体熱伝導等の方式で伝導されることで、吸着剤の再生作業が完了し、次の吸着除湿に備える。すなわち、２つの吸着塔のうち、１つが除湿を行い、もう１つが再生を行う。熱は対流方式で吸着剤に伝えられるため、エネルギーの消耗が起きやすく、装置の運転の際には圧縮空気の流れを制御するために相当な数量の制御バルブが必要となることから、このような装置は製造コストが増大する問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、従来の圧縮空気の除湿乾燥技術と設備にはなお改善の余地があり、特に低エネルギー消費と良好な乾燥の効果を奏しつつ設備コストを削減することは、当業者にとって解決が待たれる重要な技術課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、通電による熱の直接伝達方式の再生脱着原理を用いた除湿乾燥装置を利用した再生型圧縮空気乾燥装置及び除湿再生ユニットを提供することを課題とする。当該除湿乾燥装置には、高圧高湿空気と再生空気の分流を行うことができる気体分流ユニットが組み合わされる。

【0008】

本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置及び除湿再生ユニットのうち、本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置は主に、除湿再生に用いられる除湿再生ユニットと、空気の分流に用いられる気体分流ユニットとを備え、さらに高圧高湿空気管と、再生空気管と、第一管路セットと、第二管路セットとを備える。また、除湿再生ユニットは除湿再生素子を２つ備え、２つの除湿再生素子の除湿と再生を交互に行う。高圧高湿空気管は高圧高湿空気の導入に用いられ、再生空気管は再生空気の導入に用いられる。第一管路セットは２つの除湿再生素子の一方に接続され、第一除湿管路と第一再生管路とを備え、第二管路セットは２つの除湿再生素子の他方に接続され、第二除湿管路と第二再生管路とを備える。気体分流ユニットは分流回転子を備え、分流回転子は、高圧高湿空気を第一除湿管路に、再生空気を第二再生管路にそれぞれ案内し、または高圧高湿空気を第二除湿管路に、再生空気を第一再生管路に案内する。第一除湿管路と第二除湿管路は、除湿機能を実行できるように高圧高湿空気を除湿再生ユニットに導入し、第一再生管路と第二再生管路は、再生機能を実行できるように再生空気を除湿再生ユニットに導入する。

【0009】

一つの実施例において、各除湿再生素子はそれぞれ通気道を形成し、通気道は少なくとも一つの空洞を備え、各空洞の中に除湿モジュールが設けられ、除湿モジュールは吸脱着材料と電熱部材とを有する。吸脱着材料は、高圧高湿空気の水分の吸着及び水分飽和後の再生脱着に用いられる。電熱部材は、電極コネクタとしてのねじと導電板とを備える。当該ねじは、吸脱着材料が熱を生成して再生脱着を実行できるように、電源に接続される。さらに、吸脱着材料は∪字型になるように折り畳んで設けられ、また、吸脱着材料を隔離するように、吸脱着材料の折り目近傍に隙間板が設けられる。

【0010】

他の実施例において、分流回転子はさらに前方案内溝と後方案内溝とを備え、前方案内溝及び後方案内溝は高圧高湿空気と再生空気を対応する除湿管路または再生管路に案内するのに用いられる。

【0011】

本発明に係る除湿再生ユニットは、入口蓋と、出口蓋と、２つの除湿再生素子とを備える。２つの除湿再生素子の両端面はそれぞれ入口蓋及び出口蓋と密着固定される。入口蓋、出口蓋及び２つの除湿再生素子によって分離板を介して２つの通気道が形成される。除湿再生素子内には少なくとも１つの空洞が設けられ、各空洞内にはそれぞれ除湿モジュールが設けられる。

【0012】

本発明は、他の再生型圧縮空気乾燥装置を提供する。本発明に係る他の再生型圧縮空気乾燥装置は、除湿再生ユニットと、気体分流ユニットとを備える。除湿再生ユニットは、２つの除湿再生素子を有し、２つの除湿再生素子の除湿と再生を交互に行う。気体分流ユニットは、分流回転子を有する。当該分流回転子は、除湿と再生の機能を交互に実行することができるように、少なくとも２つの管路セットを介して高圧高湿空気と再生空気をそれぞれ２つの除湿再生素子に案内する。

【発明の効果】

【0013】

従来技術に比べ、本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気の除湿機能及び内部の吸脱着材料の再生を提供することができる。通電による熱の直接伝達方式によれば、従来技術において、熱が消耗しやすく、熱を十分に利用できない欠点を低減することができる。また、本発明はさらに高圧高湿空気と再生空気を案内する気体分流ユニットを提供する。従って本発明は、従来技術のようなロータ回転方式を介して除湿と再生を切り替えるものではなく、気体分流ユニットの分流回転子を用いて気体の分流を行う。そのため、制御バルブなどを用いて回転を制御する必要がなく、設備コストの削減に有利となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置を示す図である。

【図2】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の除湿再生ユニット内部を示す図である。

【図3】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の除湿モジュールを示す断面図である。

【図4】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の気体入口の管路を示す図である。

【図5A】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流ユニットを示す図である。

【図5B】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流ユニットを示す図である。

【図6】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流回転子を示す図である。

【図7A】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流回転子の動作を示す図である。

【図7B】本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流回転子の動作を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、特定の具体的な実施例を用いて本発明の技術内容を説明する。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本明細書の開示内容により、容易に本発明の利点及び効果を理解することができる。また、本発明は他の具体的な実施例によって実行または応用することもできる。

【0016】

図１は本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置を説明する図である。図１に示す通り、通電による熱の直接伝達方式を用いて圧縮空気の吸着除湿と除湿再生素子の再生脱着を行う。すなわち、２つの除湿再生素子のうち、１つを用いて高圧高湿空気の除湿を行い、もう１つを用いて除湿再生素子の再生を行うことにより、全体構造を簡素化すると共に製造コストを削減する。

【0017】

まず、本発明は通電による熱の直接伝達の再生方式を用いて除湿と再生を行う。具体的には、熱の直接伝達方式による再生方式における除湿モジュールでは、中間構造は、鉄−クロム−アルミ系の金属発熱体であってもよく、金属発熱体の一側面には耐熱フィルム層を貼着し、他の側面には吸脱着材料を貼着してもよい。そして、２つの金属発熱体の耐熱フィルム層を貼り合わせることにより、除湿モジュールの両側が吸脱着材料である構造にする。

【0018】

図１に示す通り、再生型圧縮空気乾燥装置１は主に、除湿再生ユニット１１と、高圧高湿空気管１２と、再生空気管１３と、第一管路セット１４と、第二管路セット１５と、気体分流ユニット１６とを備える。

【0019】

再生型圧縮空気乾燥装置１において、除湿再生ユニット１１と気体分流ユニット１６は第一管路セット１４と第二管路セット１５を介して互いに連通し、除湿再生ユニット１１の通電による熱の直接伝達方式の除湿と再生を経て、除湿または再生後の気体を排出し、後続の装置による保存または凝結処理に供する。

【0020】

除湿再生ユニット１１は内部に２つの除湿再生素子を有し、除湿再生ユニット１１は２つの除湿再生素子の除湿と再生を交互に行う。すなわち、一方の除湿再生素子が除湿機能を実行する時に、他方の除湿再生素子は再生機能を実行することができる。その後、前者の除湿が完了し、かつ後者の再生が完了した後に、気体分流ユニット１６を介して案内されてくる空気の種類を交換し、除湿機能を実行していた除湿再生素子は再生機能を、再生機能を実行していた除湿再生素子は除湿機能を実行するようにすることができる。

【0021】

高圧高湿空気管１２は高圧高湿空気を導入し、再生空気管１３は再生空気を導入する。高圧高湿空気と再生空気が気体分流ユニット１６に入った後、気体分流ユニット１６内部での案内を経て適切な管路によって排出されることができる。

【0022】

例えば、除湿再生ユニット１１内部の２つの除湿再生素子は、図１に示す除湿再生ユニット１１の上部と下部に位置し、第一管路セット１４はそのうちの１つの除湿再生素子（上部）に接続され、第一除湿管路１４１と第一再生管路１４２とを有する。第二管路セット１５はもう１つの除湿再生素子（下部）に接続され、第二除湿管路１５１と第二再生管路１５２とを有する。

【0023】

気体分流ユニット１６内には分流回転子（図示せず。以下に詳細に説明する）を有する。分流回転子は、高圧高湿空気を第一除湿管路１４１に案内し、再生空気を第二再生管路１５２に案内し、または高圧高湿空気を第二除湿管路１５１に案内し、再生空気を第一再生管路１４２に案内する。すなわち、高圧高湿空気と再生空気は、気体分流ユニット１６の分流回転子に分流されると共に案内された後、それぞれ除湿機能状態の除湿再生素子（例えば除湿再生ユニット１１上部に位置する）と再生機能状態の除湿再生素子（例えば除湿再生ユニット１１下部に位置する）に案内されることができる。

【0024】

さらに、再生型圧縮空気乾燥装置１は、１つの除湿再生素子に接続された第三管路セット１７と、他の除湿再生素子に接続された第四管路セット１８とを備える。第三管路セット１７は第一除湿排気管路１７１と第一再生排気管路１７２とを有し、第四管路セット１８は第二再生排気管路１８１と第二除湿排気管路１８２とを有する。これにより、除湿済みまたは再生済みの気体を排出し、後続の装置による使用に供する。

【0025】

図２は本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の除湿再生ユニット内部を説明する図である。前述の通り、除湿再生ユニット１１は２つの除湿再生素子１１１、１１２を備え、各除湿再生素子１１１、１１２によってそれぞれ通気道が形成され、２つの通気道内にはそれぞれ少なくとも１つの空洞を有し、図２に示す通り、除湿再生素子１１１は３つの空洞を有し、除湿再生素子１１２も３つの空洞を有する。さらに、除湿再生素子１１１の各空洞内にはそれぞれ除湿モジュール１１１１、１１１２、１１１３が設けられ、除湿再生素子１１２の各空洞内にはそれぞれ除湿モジュール１１２１、１１２２、１１２３が設けられる。

【0026】

除湿再生ユニット１１は、空気の入口側（気体分流ユニット１６側）に第一接続口１１３と、第二接続口１１４と、第三接続口１１５と、第四接続口１１６とを備え、第一接続口１１３と第二接続口１１４は、図１の第一管路セット１４の第一除湿管路１４１と第一再生管路１４２に接続され、第三接続口１１５と第四接続口１１６は図１の第二管路セット１５の第二除湿管路１５１と第二再生管路１５２とに接続される。すなわち、除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２が除湿または再生のいずれの機能を行うかによって、適切な気体（高圧高湿空気または再生空気）を提供し、除湿乾燥と再生還元などの反応を行うことができる。

【0027】

具体的には、除湿再生ユニット１１内には除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２とを備えることで、圧縮空気の除湿と内部除湿材料の再生を達成する。除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２の前後両側に入口蓋１２０と出口蓋１２１とを有すると共に、除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２の両者は、分離板１１９によって分離されることで、除湿と再生の２つの機能を交互に実施することができる通気道となり、互いに干渉されない。第一接続口１１３と、第二接続口１１４と、第三接続口１１５と、第四接続口１１６は入口蓋１２０に位置する。入口蓋１２０と分離板１１９の一端の分離板１１７により、２つの空間が形成される。同様に、分離板１１９の他端の分離板１１８と出口蓋１２１により、２つの空間が形成される。上述した分離板１１８と分離板１１７は共にそれぞれ分離板１１９という１つの分離板の一部である。分離板１１９は除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２との間に設けられ、入口蓋１２０と出口蓋１２１はそれぞれ除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２の両端面に密着固定され、２つの通気道を形成すると共に、互いに空気の案内を干渉しない。したがって、除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２とを介して、乾燥後の圧縮乾燥空気が気体保存室に案内されて保存され、後続の使用に供され、再生後の高温高湿空気が後続の処理装置に案内されることで、凝結または排出処理を行うことができる。

【0028】

さらに、除湿再生ユニット１１は空気の排出端近傍にも同様に４つの管路を有する。すなわち、４つの管路の接続口は出口蓋１２１に接続され、除湿再生素子１１１と除湿再生素子１１２によって処理された気体を排出することを目的とする。その原理については空気の導入と同じであるため、ここでは省略する。

【0029】

図１及び図２に示すように、高圧高湿空気管１２と再生空気管１３に送られる高圧高湿空気と再生空気は気体分流ユニット１６に入った後、案内される。本実施例においては、第一除湿管路１４１と第一再生管路１４２とに接続された除湿再生素子１１１が除湿機能を実行することを例として挙げる。すなわち、高圧高湿空気は第一除湿管路１４１から除湿再生ユニット１１に入る。この時、第二除湿管路１５１と第二再生管路１５２に接続された除湿再生素子１１２は再生機能を実行する。すなわち、再生空気は第二再生管路１５２から除湿再生ユニット１１に入る。

【0030】

逆に、第一除湿管路１４１と第一再生管路１４２に接続された除湿再生素子１１１が再生機能を実行する時は、高圧高湿空気は第一再生管路１４２から除湿再生ユニット１１に入る。この時、第二除湿管路１５１と第二再生管路１５２に接続された除湿再生素子１１２は除湿機能を実行する。すなわち、再生空気は第二除湿管路１５１から除湿再生ユニット１１に入る。このように、気体分流ユニット１６の案内を経さえすれば、高圧高湿空気と再生空気は適切な除湿再生素子に案内される。例えば、除湿再生ユニットのうちの１つの除湿再生素子は、空気除湿を実行した後、再生空気を提供することによって内部除湿材料の再生を実行することができる。一方、もう１つの除湿再生素子は、除湿材料の再生を行った後、高圧高湿空気の除湿を実行するのに用いられる。したがって、２つの除湿再生素子は除湿と再生の機能を交互に実行することができる。

【0031】

図３は本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の除湿モジュールを説明する断面図である。ここで、さらに図２に示す除湿モジュール１１１１の内部構造（他の除湿モジュールも同じ）を説明する。除湿モジュール１１１１、１１１２、１１１３はそれぞれ空洞底板、空洞頂板及び空洞側板などの要素により各空洞を構成し、それぞれ前述した入口蓋１２０、出口蓋１２１及び分離板１１９とで、内部の吸脱着材料２を覆う通気道を形成する。吸脱着材料２は、高圧高湿空気の水分の吸着と飽和水分吸着後の再生脱着に用いられる。さらに、除湿モジュール１１１１、１１１２、１１１３は複数の空洞を有してもよく、各空洞は隔離板で隔離してもよく、隔離板の適切な位置に貫通穴が設けられることで、各空洞内の除湿モジュールが連通され、これにより圧縮空気の除湿機能と内部吸脱着材料の再生を交互に実施する。

【0032】

また、除湿モジュール１１１１はさらに電熱部材３を備える。電熱部材３は、電極コネクタとしてのねじ３１と導電板３２とを有する。ねじは電源に接続され、これにより吸脱着材料が熱を生成して再生脱着を行う。具体的には、よりよい気密性及び処理された高圧空気の漏れ防止を達成するために、空洞底板、空洞側板及び吸脱着材料２の間に耐熱発泡プラスチックを充填してもよい。好ましくは、空気の出入口にフィルタを設けることで、除湿モジュール１１１１への塵埃または異物の進入を防止するか、または、オイルシール溝を用いて除湿モジュール１１１１の気密性を向上させる。除湿モジュール１１１１の導電板３２は除湿モジュール１１１１の上蓋の上に固定してもよく、ねじ３１が上蓋の外に露出して電極コネクタを形成することにより、除湿モジュール１１１１が熱を生成して再生脱着を実行するための電源が接続されるようにする。

【0033】

さらに、吸脱着材料２による水分吸収の効率を向上させるために、吸脱着材料２は∪字型になるように折り畳んで設けられてもよい。吸脱着材料２と隙間板に固定用の貫通穴が設けられ、位置決め棒５で直列接続して固定し、吸脱着材料２の折り目において隙間板４で吸脱着材料を隔離することで、高圧空気がスムーズに隙間に流通し、吸着の効率を向上し、素子が押し潰されることを低減する。例えば、吸脱着材料２の間隙の距離が１〜１０ｍｍであれば好ましい効果が得られる。

【0034】

図４は本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の気体入口の管路を説明する図である。上述した構造である第一管路セット１４、第二管路セット１５及び気体分流ユニット１６は互いに連通される。高圧高湿空気管１２は圧縮機によって生成された高圧高湿空気を気体分流ユニット１６に案内し、再生空気管１３は再生空気を気体分流ユニット１６に案内する。第一管路セット１４は第一除湿管路１４１と第一再生管路１４２とを備え、第二管路セット１５は第二除湿管路１５１と第二再生管路１５２とを備え、気体分流ユニット１６の分流案内により、乾燥を要する高圧高湿空気または再生の実行に用いられる空気をそれぞれ適切な除湿再生素子に案内する（図２）。

【0035】

さらに、第一除湿管路１４１、第一再生管路１４２、第二除湿管路１５１及び第二再生管路１５２はそれぞれ一方向弁１９を有する。一方向弁１９は管路内の圧縮空気の逆流を防止するのに用いられる。同様に、気体排出の第三管路セット１７と第四管路セット１８（図１に示す）も一方向弁を介して管路内の圧縮空気の逆流を防止する。

【0036】

図５Ａと図５Ｂは本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流ユニットを示す図である。図５Ａに示す通り、気体分流ユニット１６はさらに２つの高圧高湿空気進入口１６１、１６１’及び２つの除湿空気排気口１６２、１６２’を備える。２つの高圧高湿空気進入口１６１、１６１’は高圧高湿空気管１２（図１）に連通される。２つの除湿空気排気口１６２、１６２’は第一除湿管路１４１と第二除湿管路１５１に連通される（図１）。

【0037】

具体的には、気体分流ユニット１６の適切な場所に２つの高圧高湿空気進入口１６１、１６１’が設けられると共に、高圧高湿空気管１２に連通されることで、圧縮機によって生成された高圧高湿空気を気体分流ユニット１６に案内する。気体分流ユニット１６を経由して、２つの除湿空気排気口１６２、１６２’より排出し、２つの除湿空気排気口１６２、１６２’はそれぞれ第一除湿管路１４１と第二除湿管路１５１に連通し、高圧高湿空気を、除湿再生ユニット１１において除湿を行う除湿再生素子に案内することで、高圧高湿空気の除湿処理を行う。

【0038】

また、気体分流ユニット１６の適切な場所に２つの再生空気進入口１６３、１６３’が設けられると共に、２つの再生空気進入口１６３、１６３’が再生空気管１３に連通されることで、再生空気を気体分流ユニット１６に案内する。気体分流ユニット１６の案内を経た後、２つの再生空気排気口１６４、１６４’から排出し、２つの再生空気排気口１６４、１６４’は第一再生管路１４２と第二再生管路１５２に連通する。言い換えると、再生空気は気体分流ユニット１６の案内を経た後、第一再生管路１４２または第二再生管路１５２に案内され、これにより再生空気を除湿再生ユニット１１に案内して、除湿再生素子、すなわち吸着剤（吸脱着材料）の再生処理を行う。

【0039】

図５Ｂに示す通り、気体分流ユニット１６は分流回転子１６５を備える。気体分流ユニット１６の両端のそれぞれには、気体分流ユニット１６の空洞内部の気体漏れを防止するための気密板１６８を有する。空洞は、高圧高湿空気と再生空気を装置内の適切な管路に分流して対応する処理機能を行うための分流回転子１６５を備える。

【0040】

分流回転子１６５の両端にはそれぞれベアリング１６９が設けられることで、気体分流ユニット１６の空洞内で回転を行って空気を分配することができるようにしてもよい。さらに、オイルシール部１６６によって各空洞間の空気対流を防止し、オイルシールストリップ１６７によって気体分流ユニット１６の空洞内から本体外への空気漏れを防止する。

【0041】

図６は本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流回転子を説明する図である。図６に示す通り、分流回転子１６５は、高圧高湿空気と再生空気を対応する除湿管路または再生管路に案内するための、前方案内溝１６５１と後方案内溝１６５２とをさらに備える。前方案内溝１６５１と後方案内溝１６５２の長さまたは角度は、除湿と再生の作動時間の割合に基づいて調整することができる。分流回転子１６５本体には、オイルシール部１６６を設けるための内オイルシール気密溝１６５３を有してもよく、それにより各空洞間の空気対流を防止する。さらに、外オイルシール気密溝１６５４はオイルシールストリップ１６７を設けるのに用いられ、分流の空洞内から本体外への空気漏れを防止する。

【0042】

分流回転子１６５は、モーターやその他の伝動機構との連結に用いられるシャフトヘッド１６５５をさらに備える。シャフトヘッド１６５５はモーターやその他関連する伝動機構に連結され、分流回転子１６５本体の回転を駆動する。以下、前方案内溝１６５１と後方案内溝１６５２の管路との連通原理についてさらに説明する。

【0043】

図７Ａと図７Ｂは本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置の分流回転子の動作を説明する図であり、図７Ａは除湿動作を示す図であり、図７Ｂは再生動作を示す図である。

【0044】

図７Ａに示す通り、高圧高湿空気が高圧高湿空気進入口１６１から気体分流ユニット１６に入った後、空気は分流回転子１６５の前方案内溝１６５１である空間に沿って、除湿空気排気口１６２から気体分流ユニット１６外へ流出し、第一除湿管路１４１を経由して、除湿を実行する除湿再生素子に案内される。この時、再生空気進入口１６３と再生空気排気口１６４との間では空気を流通させることができない。

【0045】

図７Ｂに示す通り、再生空気が再生空気進入口１６３’から気体分流ユニット１６に入った後、空気は分流回転子１６５の後方案内溝１６５２である空間に沿って、再生空気排気口１６４’から気体分流ユニット１６外へ流出し、第二再生管路１５２を経由して、再生を実行する除湿再生素子に案内される。この時、高圧高湿空気進入口１６１’と除湿空気排気口１６２’との間では空気を流通させることができない。

【0046】

分流回転子１６５の回転を利用すれば、前方案内溝１６５１と後方案内溝１６５２の位置が異なることで、異なる空気を案内管路に流通させることができる。これにより、除湿と再生の２種類の異なる空気の交換を行うことができ、連続運転の目的を達成することが可能となる。なお、分流回転子１６５の前方案内溝１６５１と後方案内溝１６５２の長さまたは角度の調整を利用することによって、空気が除湿エリアまたは再生エリアに入る時間を制御することができ、また、分流回転子１６５の回転速度を利用することによっても、空気が除湿エリアまたは再生エリアに入る時間を制御することができる。これにより、除湿エリアまたは再生エリアに必要な運転時間を達成することができる。

【0047】

従来技術と比べ、本発明に係る再生型圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気の除湿と装置内の除湿材料の再生を提供するが、その再生プロセスは通電による熱の直接伝達方式を利用して行うことから、従来技術における熱が消耗しやすい欠点を低減することが可能である。また、本発明に係る気体分流ユニットは、分流回転子を介して高圧高湿空気及び再生空気の案内を提供し、従来技術のロータ回転方式を介して除湿と再生を切り替えるものと比べ、構造上さらに制御バルブの必要性を低減し、設備コストの削減に有利である。

【0048】

上述した実施例は単に例示的に本発明の原理と効果を説明するものに過ぎず、本発明を制限するものではない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明の趣旨と範囲を逸脱しない限り、上述した実施例に対して修正または変更を行うことができる。したがって、本願の権利範囲は、後述する特許請求の範囲の通りである。

【符号の説明】

【0049】

１ 再生型圧縮空気乾燥装置
１１ 除湿再生ユニット
１１１、１１２ 除湿再生素子
１１１１、１１１２、１１１３、１１２１、１１２２、１１２３ 除湿モジュール
１１３ 第一接続口
１１４ 第二接続口
１１５ 第三接続口
１１６ 第四接続口
１１７ 分離板
１１８ 分離板
１１９ 分離板
１２０ 入口蓋
１２１ 出口蓋
１２ 高圧高湿空気管
１３ 再生空気管
１４ 第一管路セット
１４１ 第一除湿管路
１４２ 第一再生管路
１５ 第二管路セット
１５１ 第二除湿管路
１５２ 第二再生管路
１６ 気体分流ユニット
１６１、１６１’ 高圧高湿空気進入口
１６２、１６２’ 除湿空気排気口
１６３、１６３’ 再生空気進入口
１６４、１６４’ 再生空気排気口
１６５ 分流回転子
１６５１ 前方案内溝
１６５２ 後方案内溝
１６５３ 内オイルシール気密溝
１６５４ 外オイルシール気密溝
１６５５ シャフトヘッド
１６６ オイルシール部
１６７ オイルシールストリップ
１６８ 気密板
１６９ ベアリング
１７ 第三管路セット
１７１ 第一除湿排気管路
１７２ 第一再生排気管路
１８ 第四管路セット
１８１ 第二再生排気管路
１８２ 第二除湿排気管路
１９ 一方向弁
２ 吸脱着材料
３ 電熱部材
３１ ねじ
３２ 導電板
４ 隙間板
５ 位置決め棒

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】