特開 2025-5473 圧縮空気除湿装置システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005473

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】圧縮空気除湿装置システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/26 20060101AFI20250109BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B01D53/26 100

F25B1/00 303

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105618

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000103921

【氏名又は名称】オリオン機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128794

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 庸悟

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 航太

(72)【発明者】

【氏名】竹内 則久

(72)【発明者】

【氏名】竹前 昭宏

【テーマコード（参考）】

4D052

【Ｆターム（参考）】

4D052AA01

4D052AA05

4D052BA02

4D052BA04

4D052BB02

4D052FA05

(57)【要約】

【課題】圧縮空気除湿装置から排出されるドレンの冷熱をより簡易且つ効果的に活用し、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を向上できる圧縮空気除湿装置システムを提供する。
【解決手段】空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機１０と、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３及び蒸発器２４を備える冷凍サイクル装置２０と、空気圧縮機１０から導入した圧縮空気を除湿して排出する除湿装置筐体３１の内部に冷凍サイクル装置２０の蒸発器２４が設置され、除湿装置筐体３１の内部で生じた結露の集合体であるドレン水を排出する通路として外部に延長されたドレン排出管４０が設けられた圧縮空気除湿装置３０とを備え、凝縮器２２の凝縮器用熱交換部２２ａの上部側を冷却するように、凝縮器用熱交換部２２ａの上部側に接して、ドレン排出管の延長部４１が配されることで構成される凝縮器用冷却器６０が設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機と、
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備える冷凍サイクル装置と、
前記空気圧縮機から導入される圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させることで除湿するように前記冷凍サイクル装置の前記蒸発器が内部に設置された除湿装置筐体、及び該除湿装置筐体の内部で生じた結露の集合体であるドレン水を排出する通路として外部に延長されたドレン排出管が設けられた圧縮空気除湿装置とを備える圧縮空気除湿装置システムにおいて、
前記冷凍サイクル装置の前記凝縮器が、前記圧縮機から圧送される冷媒を全体として上から下へ流すように冷媒用配管を巡らせて設けられた形態の凝縮器用熱交換部と、該凝縮器用熱交換部を冷却するための冷却空気流を発生させるように配された凝縮器用冷却ファンとを備え、
前記凝縮器用熱交換部の上部側を冷却するように、該凝縮器用熱交換部の上部側に接して、前記ドレン排出管の延長部が配されることで構成される凝縮器用冷却器が設けられていることを特徴とする圧縮空気除湿装置システム。

【請求項2】

前記凝縮器用冷却器において、前記ドレン排出管の延長部に、熱交換用フィンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項3】

前記凝縮器用熱交換部の前記冷媒用配管に放熱フィンが設けられ、前記ドレン排出管の延長部が、前記放熱フィンを前記熱交換用フィンとして共用するように組み込まれることで、前記凝縮器用冷却器が前記凝縮器と一体的に設けられていることを特徴とする請求項２記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項4】

前記ドレン排出管の延長部は、前記凝縮器用冷却器の一部又は全部をバイパスするようにバイパス流路を分岐して備え、該バイパス流路の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項5】

前記空気圧縮機に吸入される空気を冷却するように、前記空気圧縮機用の吸気口へ流入する空気の流路に、前記ドレン排出管の延長部が配されることで形成される吸気部用冷却器が設けられ、該吸気部用冷却器における前記ドレン排出管の延長部が、前記凝縮器用冷却器の前記ドレン排出管の延長部に連続してドレン水の流れの下流側となる部分によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項6】

前記吸気部用冷却器において、前記ドレン排出管の延長部に、熱交換用フィンが設けられていることを特徴とする請求項５記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項7】

前記圧縮空気除湿装置の前記除湿装置筐体の下側に前記凝縮器用冷却器が配置され、該凝縮器用冷却器の下側に前記吸気部用冷却器が配置されていることを特徴とする請求項５記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項8】

前記ドレン排出管の延長部は、前記吸気部用冷却器を一部又は全部をバイパスするバイパス流路を分岐して備え、該バイパス流路の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とする請求項５記載の圧縮空気除湿装置システム。

【請求項9】

前記圧縮空気除湿装置は、前記空気圧縮機から導入される一次側の圧縮空気について熱交換によって除湿を行い、除湿された二次側の圧縮空気を排出するように前記除湿装置筐体が設けられ、該除湿装置筐体の内部に熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられ、前記第１の熱交換器部が、一次側の圧縮空気の予冷を行うと共に二次側の圧縮空気の再熱を行うように、一次側の圧縮空気に係る予冷用の流路と二次側の圧縮空気に係る再熱用の流路とが交錯するように配されることによって設けられ、前記第２の熱交換器部が、前記第１の熱交換器部で予冷された圧縮空気を前記蒸発器で冷却することで結露を生じさせて除湿するように設けられていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の圧縮空気除湿装置システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機と、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備える冷凍サイクル装置と、前記空気圧縮機から導入される一次側の圧縮空気について熱交換によって除湿を行い、除湿された二次側の圧縮空気を排出するように除湿装置筐体が設けられ、圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させることで除湿するように、前記除湿装置筐体の内部に前記冷凍サイクル装置の前記蒸発器が設置され、前記除湿装置筐体の内部で生じた結露の集合体であるドレン水を排出する通路として外部に延長されたドレン排出管が設けられた圧縮空気除湿装置とを備える圧縮空気除湿装置システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の圧縮空気除湿装置としては、空気圧縮機から吐出された高温高圧空気を冷凍サイクルの冷却器により冷却除湿して冷却除湿圧縮空気としたのち、再加熱して装置外に供給する圧縮空気除湿装置において、高温圧縮空気と冷却除湿圧縮空気とが熱交換するアフタークーラーと、該アフタークーラーにおいて予冷された高温圧縮空気と冷却除湿圧縮空気とが熱交換する一次熱交換器と、冷凍サイクルの高温吐出ガス冷媒と冷却除湿圧縮空気とが熱交換する二次熱交換器とを備え、冷却除湿圧縮空気が、一次熱交換器、二次熱交換器、アフタークーラーにおいて、それぞれ再加熱されたのち供給されるように構成した（特許文献１参照）ものが、本出願人によって提案されている。

【0003】

また、従来の圧縮空気除湿装置システムとしては、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を有する冷凍サイクルと、蒸発器が配設されると共に除湿対象の圧縮空気および蒸発器内の冷媒を相互に熱交換させて圧縮空気を冷却する二次冷却部とを備えて圧縮空気中の水分を除湿可能に構成され、冷凍サイクル内において冷媒が循環する冷媒流路における圧縮機の冷媒排出口から冷媒流路における膨張弁までの間の予め規定された位置（この例では、凝縮器の位置）に配設されると共に、圧縮空気除湿システムを含んで構成された圧縮空気供給システム内において生じたドレン水と冷凍サイクル内の冷媒とを相互に熱交換させて冷媒を冷却する第２熱交換部（冷却器および凝縮器）と、この第２熱交換部においてドレン水を断熱膨張させる膨張弁とを備えている（特許文献２参照）ものが、本出願人によって提案されている。これによれば、冷凍サイクルの負担を軽減しつつ、熱交換器における圧縮空気の冷却効率を向上させることができる。

【0004】

また、従来の縦置きの圧縮空気除湿装置としては、熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部の二段階に設けられ、その二つの熱交換器部が、隣り合わせに縦長に配され、外壁筒状本体に内蔵されて設けられ、二つの熱交換器部の下方に位置して第２の熱交換器部の空気出口が開口すると共に再熱用の流路の入口が開口する小室であって下端部にドレン部が設けられた第１の小室と、二つの熱交換器部の上方に位置して排出される直前の圧縮空気を滞留させる第２の小室と、第２の熱交換器部の空気出口が再熱用の流路の入口よりも下方に位置するように下方へ延設された延長通気路部と、その延長通気路部内の下端部に配設されて圧縮空気が通過されるデミスターとを具備する（特許文献３参照）ものが、本出願人によって提案されている。

【0005】

また、圧縮空気除湿装置のドレン排出口に接続されるドレン排出装置の一部であって、ドレン排出回路装置として、ドレン受け槽の底部に設けられたドレン出口（ドレン排出口）に連通してドレン液を下方へ誘導して排出させるドレン排出流路と、ドレン排出流路を開閉させるドレン排出開閉弁と、ドレン受け槽の気体空間部とドレン排出流路の圧気体溜り部との間を連通して圧気体溜り部の圧気体を抜くように、気体空間部に一端口が配され、圧気体溜り部に他端口が配される圧気体抜き管路とを備え、ドレン排出流路のドレン排出開閉弁までの中途部であって、圧気体抜き管路の他端口よりもドレン排出開閉弁の側にドレン液を溜めることができるように、流路を拡大させる部位としてのドレンタンクが接続されている（特許文献４参照）ものが、本出願人によって提案されている。なお、このドレン排出回路装置には、例えば、気液分離槽と吸着処理槽（油水分離器）とを備えるドレン処理機が接続される。そのドレン処理機では、例えば圧縮空気除湿装置で発生して圧縮空気と共に圧送されるドレン液（ドレン水）が、前記ドレン排出回路装置を介して被処理水として導入され、その被処理水に含まれる油が油水分離器で吸着されて浄化処理がなされる。

【0006】

さらに、従来のプレート式熱交換器を備える圧縮空気除湿装置の例としては、空気導入口、空気排出口、排水口、冷媒導入口および冷媒排出口が設けられて、第１空間内の圧縮空気および第２空間内の冷媒の間で熱交換させることによって圧縮空気に含まれている水分を結露させて除湿するプレート式の熱交換器と、冷凍サイクルの動作を制御する制御部と、第２空間に滞留している潤滑油を冷媒配管に排出するための潤滑油排出用配管と、潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を調整する電磁弁とを備え、制御部が、予め規定された高負荷状態を検出したときに、電磁弁を制御して潤滑油排出用配管内を移動する流体の流量を増加させる「第１処理」を実行する（特許文献５参照）ものが、本出願人によって提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】実開昭６１－９５４２４号公報(第１頁)

【特許文献2】特開２０１２－１０１１６７号公報（第１頁）

【特許文献3】特開２０１７－１２７８０１号公報（第１頁）

【特許文献4】特開２０１９－５５３４７号公報（第１頁）

【特許文献5】特開２０１４－１２４５６５号公報（第１頁）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

圧縮空気除湿装置システムに関して解決しようとする問題点は、前記特許文献２に係る発明では、圧縮空気除湿装置から排出されるドレンの冷熱を、冷凍サイクル装置の凝縮器に係る冷却に利用する提案がされているが、より簡易且つ効果的に活用する形態が提案なされていないことにある。

【0009】

そこで本発明の目的は、圧縮空気除湿装置から排出されるドレンの冷熱をより簡易且つ効果的に活用し、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を高めることができる圧縮空気除湿装置システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機と、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を備える冷凍サイクル装置と、前記空気圧縮機から導入される圧縮空気を冷却して該圧縮空気中の水分を結露させることで除湿するように前記冷凍サイクル装置の前記蒸発器が内部に設置された除湿装置筐体、及び該除湿装置筐体の内部で生じた結露の集合体であるドレン水を排出する通路として外部に延長されたドレン排出管が設けられた圧縮空気除湿装置とを備える圧縮空気除湿装置システムにおいて、前記冷凍サイクル装置の前記凝縮器が、前記圧縮機から圧送される冷媒を全体として上から下へ流すように冷媒用配管を巡らせて設けられた形態の凝縮器用熱交換部と、該凝縮器用熱交換部を冷却するための冷却空気流を発生させるように配された凝縮器用冷却ファンとを備え、前記凝縮器用熱交換部の上部側を冷却するように、該凝縮器用熱交換部の上部側に接して、前記ドレン排出管の延長部が配されることで構成される凝縮器用冷却器が設けられている。

【0011】

また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記凝縮器用冷却器において、前記ドレン排出管の延長部に、熱交換用フィンが設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記凝縮器用熱交換部の前記冷媒用配管に放熱フィンが設けられ、前記ドレン排出管の延長部が、前記放熱フィンを前記熱交換用フィンとして共用するように組み込まれることで、前記凝縮器用冷却器が前記凝縮器と一体的に設けられていることを特徴とすることができる。
また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記ドレン排出管の延長部は、前記凝縮器用冷却器の一部又は全部をバイパスするようにバイパス流路を分岐して備え、該バイパス流路の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とすることができる。

【0012】

また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記空気圧縮機に吸入される空気を冷却するように、前記空気圧縮機用の吸気口へ流入する空気の流路に、前記ドレン排出管の延長部が配されることで形成される吸気部用冷却器が設けられ、該吸気部用冷却器における前記ドレン排出管の延長部が、前記凝縮器用冷却器の前記ドレン排出管の延長部に連続してドレン水の流れの下流側となる部分によって構成されていることを特徴とすることができる。
また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記吸気部用冷却器において、前記ドレン排出管の延長部に、熱交換用フィンが設けられていることを特徴とすることができる。

【0013】

また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記圧縮空気除湿装置の前記除湿装置筐体の下側に前記凝縮器用冷却器が配置され、該凝縮器用冷却器の下側に前記吸気部用冷却器が配置されていることを特徴とすることができる。
また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記ドレン排出管の延長部は、前記吸気部用冷却器を一部又は全部をバイパスするバイパス流路を分岐して備え、該バイパス流路の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とすることができる。

【0014】

また、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの一形態によれば、前記圧縮空気除湿装置は、前記空気圧縮機から導入される一次側の圧縮空気について熱交換によって除湿を行い、除湿された二次側の圧縮空気を排出するように前記除湿装置筐体が設けられ、該除湿装置筐体の内部に熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられ、前記第１の熱交換器部が、一次側の圧縮空気の予冷を行うと共に二次側の圧縮空気の再熱を行うように、一次側の圧縮空気に係る予冷用の流路と二次側の圧縮空気に係る再熱用の流路とが交錯するように配されることによって設けられ、前記第２の熱交換器部が、前記第１の熱交換器部で予冷された圧縮空気を前記蒸発器で冷却することで結露を生じさせて除湿するように設けられていることを特徴とすることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る圧縮空気除湿装置システムによれば、圧縮空気除湿装置から排出されるドレンの冷熱をより簡易且つ効果的に活用し、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を高めることができるという特別有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの形態例を模式的に示す側面模式図である。

【図2】図１の形態例の正面模式図である。

【図3】図１の形態例の冷媒用配管（冷媒循環流路）及びドレン排出管の延長部（ドレン流路）を示す模式図である。

【図4】図３の形態例のドレン流路（第１例）を簡略化して示した配管図である。

【図5】ドレン流路の第２例を示した配管図である。

【図6】ドレン流路の第３例を示した配管図である。

【図7】ドレン流路の第４例を示した配管図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムの形態例を添付図面（図１～７）に基づいて詳細に説明する。先ず、空気圧縮機の吸気口１１へ流入する空気を冷却する吸気部用冷却器５０に係る発明について説明する。

【0018】

本形態例の圧縮空気除湿装置システムは、図１～３に示すように、空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機１０と、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３及び蒸発器２４を備える冷凍サイクル装置２０と、圧縮空気除湿装置３０とを備える。そして、本形態例では、それらの構成がシステムとして一体的に配置されている。なお、空気圧縮機１０としては、その構造について特に限定されるものではないが、例えばロータリーポンプやクローポンプに係る圧縮方式のものを適宜に用いることができる。

【0019】

本形態例の圧縮空気除湿装置３０は、空気圧縮機１０から導入される一次側の圧縮空気について熱交換によって除湿を行い、除湿された二次側の圧縮空気を排出するように除湿装置筐体３１が設けられ、圧縮空気を冷却してその圧縮空気中の水分を結露させることで除湿するように、除湿装置筐体３１の内部に冷凍サイクル装置２０の蒸発器２４（図３参照）が設置され、除湿装置筐体３１の内部で生じた結露の集合体であるドレン水を排出する通路として外部に延長されたドレン排出管４０が設けられている。

【0020】

そして、本形態例の圧縮空気除湿装置システムでは、空気圧縮機１０に吸入される空気を冷却するように、空気圧縮機の吸気口１１へ流入する空気の流路１１ａ（図１参照）に、ドレン排出管の延長部４１（図３参照）が配されることで構成される吸気部用冷却器５０が設けられている。つまり、図３に示すように、延長されたドレン排出管４０の中途部が、吸気部用冷却器５０の構成要素となっている。なお、図２に示すように、１６は配電盤であり、図３に示すように、４２はドレン排出開閉弁である。

【0021】

この圧縮空気除湿装置システムによれば、圧縮空気除湿装置３０から排出されるドレンの冷熱を効果的に活用して、空気圧縮機１０に吸入される空気（吸気）を冷却でき、圧縮効率を向上できるため、空気圧縮に係るエネルギー効率を高めることができる。例えば、空気圧縮機１０に吸入される空気の温度（吸気温度）を５℃下げることで、空気圧縮機１０を駆動させる電動モータ１２ａの消費電力を１％程度削減することができる。

【0022】

また、本形態例では、吸気部用冷却器５０において、ドレン排出管の延長部４１に、熱交換用フィン４１ａが設けられている。これによれば、吸気部用冷却器５０の冷却性が高まり、空気圧縮機１０に吸入される空気を効率良く冷却することができる。

【0023】

また、本形態例では、圧縮空気除湿装置３０の除湿装置筐体３１の下側に吸気部用冷却器５０が配置されている。（なお、下側（下、下端、下部）とは、鉛直方向に沿う方向においての下側（下、下端、下部）を指す。同様に、後述する上側（上、上端、上部）とは、鉛直方向に沿う方向においての上側（上、上端、上部）を指す。）これによれば、ドレン水が滞留する除湿装置筐体３１の下端部に設けられたドレン排出口３９、そのドレン排出口３９から延びるドレン排出管４０、及びその延長部４１を、その順に上から下へ連続する形態とすることができ、ドレン水を重力に伴ってスムースに流すことができる。これにより、ドレン水が淀むことを防止できるため、そのドレン水が通過する吸気部用冷却器５０によって、空気圧縮機１０に吸入される空気を効率良く冷却することができる。

【0024】

さらに、本発明に係るドレン排出管の延長部４１の形態例としては、吸気部用冷却器５０の一部又は全部をバイパスするようにバイパス流路５１を分岐して備え、そのバイパス流路５１の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁５２が設けられている構成とすることができる。なお、図３又は４に示す形態例の切替弁５２は三方弁である。また、図３又は４に示す形態例のバイパス流路５１では、吸気部用冷却器５０の一部をバイパスするように、その分岐されたバイパス流路５１が吸気部用冷却器５０内におけるドレン排出管の延長部４１の下流側に再び合流するように配管されている。これによれば、冬季のように空気圧縮機１０によって吸入される空気が低温であって冷却することを要しない場合などでは、バイパス流路５１を用いて適切にドレン水を排出させることができる。

【0025】

そして、本発明に係る圧縮空気除湿装置３０の形態例としては、除湿装置筐体３１の内部に熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられ、前記第１の熱交換器部が、一次側の圧縮空気の予冷を行うと共に二次側の圧縮空気の再熱を行うように、一次側の圧縮空気に係る予冷用の流路と二次側の圧縮空気に係る再熱用の流路とが交錯するように配されることによって設けられ、前記第２の熱交換器部が、前記第１の熱交換器部で予冷された圧縮空気を蒸発器２４で冷却することで結露を生じさせて除湿するように設けられている。

【0026】

これによれば、本発明に係る圧縮空気除湿装置システムについて、熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられている圧縮空気除湿装置３０を、好適に適用できる。なお、この二段階に熱交換器が設けられている圧縮空気除湿装置３０の例としては、前記特許文献１～３に記載されたような筒型の除湿装置や、前記特許文献５に記載されたようなプレート式の除湿装置を挙げることができる。

【0027】

次に、冷凍サイクル装置２０の凝縮器２２を冷却する凝縮器用冷却器６０に係る発明について説明する。なお、この発明の基礎構成として、前述した空気圧縮機１０と冷凍サイクル装置２０と圧縮空気除湿装置３０が備えられている。

【0028】

本形態例の圧縮空気除湿装置システムでは、図１～３に示すように、冷凍サイクル装置２０の凝縮器２２が、圧縮機２１から圧送される冷媒を全体として上から下へ流すように冷媒用配管２５を巡らせて設けられた形態の凝縮器用熱交換部２２ａと、その凝縮器用熱交換部２２ａを冷却するための冷却空気流を発生させるように配された凝縮器用冷却ファン２２ｂとを備え、凝縮器用熱交換部２２ａの上部側を冷却するように、凝縮器用熱交換部２２ａの上部側に接して、ドレン排出管の延長部４１が配されることで構成される凝縮器用冷却器６０が設けられている。なお、本形態例の凝縮器用熱交換部２２ａは、回転軸が水平に配された軸流ファンである凝縮器用冷却ファン２２ｂによって生じる水平に流れる冷却風(冷却空気流)で熱交換が効率よくなされるように、冷却空気流が通過する間口の大きさに比べてその冷却空気流の流れ方向について薄く設けられ、立てられた形態に設置されている。

【0029】

この圧縮空気除湿装置システムによれば、圧縮空気除湿装置３０から排出されるドレンの冷熱をより効果的に活用し、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を高めることができる。すなわち、これによれば、凝縮器用熱交換部２２ａを構成する冷媒用配管２５によって設けられる冷媒の流路において、その流路の上流側の部分に、凝縮器用冷却器６０が設けられていることになる。このため、その上流側の部分は、より高温高圧の冷媒が通過する部分であり、ドレン排出管の延長部４１を通過するドレン水との温度差が大きくなる。従って、冷媒とドレン水の熱交換が効果的になされ、冷媒用配管２５を流れる冷媒を効果的に冷却することができ、凝縮効率を向上できる。これにより、冷凍サイクル装置２０に係る消費エネルギーを低減でき、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を高めることができる。また、凝縮器２２が十分に冷却されない場合、エアードライヤー（圧縮空気除湿装置３０）が凝縮温度(圧力)の上昇により圧縮機保護を目的にシステム停止することがあるが、この発明によれば、これを可及的に回避でき、連続運転ができる。

【0030】

さらに、これによれば、外気温度が低く、製品空気としての圧縮空気の排出量（システムとしての出力）が低い場合など、ドレン排出管４０およびその延長部４１に係る凍結の可能性がある場合には、凝縮器２２（凝縮器用熱交換部２２ａの上部側）からの放熱によって、その凍結を防止できる。これによっても、圧縮空気除湿装置３０の適正な継続運転を可能にする。

【0031】

また、本形態例では、凝縮器用冷却器６０において、ドレン排出管の延長部４１に、熱交換用フィン４１ａが設けられている。これによれば、ドレン水の冷熱を、凝縮器２２（凝縮器用熱交換部２２ａの上部側）の冷媒用配管２５を通過する冷媒に伝達し易くなる。従って、冷媒とドレン水の熱交換がより効率的になされ、冷媒用配管２５を流れる冷媒をより効果的に冷却することができ、凝縮効率をより向上できる。これにより、冷凍サイクル装置２０に係る消費エネルギーを低減でき、圧縮空気除湿に係るエネルギー効率を高めることができる。

【0032】

また、本形態例では、凝縮器用熱交換部２２ａの冷媒用配管２５に放熱フィン２２ｃが設けられ、ドレン排出管の延長部４１が、放熱フィン２２ｃを熱交換用フィンとして共用するように組み込まれることで、凝縮器用冷却器６０が凝縮器２２と一体的に設けられている。これによれば、凝縮器用冷却器６０と凝縮器２２とをコンパクトに構成できると共に、熱交換の効率を高めることができ、冷凍サイクル装置２０に係る消費エネルギーを低減できる。なお、本発明はこの配置形態に限らず、例えば、凝縮器用冷却器６０と凝縮器用熱交換部２２ａとを冷却空気流の流れ方向に並べて配置すると共に、凝縮器用冷却器６０を凝縮器用熱交換部２２ａよりも冷却空気流の上流側に配置するようにしてもよい。これによっても、凝縮器用冷却器６０が凝縮器用熱交換部２２ａを冷却することができる。

【0033】

また、図５に示すように、ドレン排出管の延長部４１は、凝縮器用冷却器６０を一部又は全部をバイパスするバイパス流路６１を分岐して備え、そのバイパス流路６１の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁６２が設けられてもよい。なお、この形態例の切替弁６２は三方弁であり、この形態例のバイパス流路６１では、凝縮器用冷却器６０を全部バイパスするように配管されている。これによれば、冬季や低出力時のように凝縮器用熱交換部２２ａを冷却することを要しない場合などでは、バイパス流路６１を用いて適切にドレン水を排出させることができる。さらに、図５に示すように、凝縮器用冷却器６０のドレン排出管の延長部４１の更なる先の延長部４１は、吸気部用冷却器５０の一部又は全部をバイパスするようにバイパス流路５１を分岐して備え、該バイパス流路５１の分岐部には、ドレン水の流れを切り替える切替弁５２が設けられている。

【0034】

さらに、本形態例では、前述したように、吸気部用冷却器５０が設けられている。その吸気部用冷却器５０におけるドレン排出管の延長部４１が、凝縮器用冷却器６０のドレン排出管の延長部４１に連続してドレン水の流れの下流側となる部分によって構成されている。また、吸気部用冷却器５０において、ドレン排出管の延長部４１に、熱交換用フィン４１ａが設けられている。このように、吸気部用冷却器５０が設けられていることで、ドレン水の冷熱を好適に活用して、空気圧縮機１０に吸入される空気（吸気）についても、適切に冷却でき、前述した効果を奏することができる。

【0035】

また、本形態例では、圧縮空気除湿装置３０の除湿装置筐体３１の下側に凝縮器用冷却器６０が配置され、その凝縮器用冷却器６０の下側に吸気部用冷却器５０が配置されている。これによれば、ドレン水が滞留する除湿装置筐体３１の下端部に設けられたドレン排出口３９、そのドレン排出口３９から延びるドレン排出管４０、そのドレン排出管の延長部４１の上側であって凝縮器用冷却器６０を通る部分、及びそのドレン排出管の延長部４１の下側であって吸気部用冷却器５０を通る部分を、その順に上から下へ連続する形態とすることができ、ドレン水を重力に伴ってスムースに流すことができる。これによれば、ドレン水が淀むことを防止できるため、そのドレン水が通過する凝縮器用冷却器６０によって、凝縮器を効率良く冷却することができると共に、吸気部用冷却器５０によって、空気圧縮機１０に吸入される空気を効率良く冷却することができる。

【0036】

さらに、バイパス流路５１、６１及び切替弁５２、６２の設置の形態は、図３から５の形態例に限定されるものではなく、前述したように、例えば図６、７に示すようなドレン排出管の延長部４１を並列に配した形態とすることもできる。すなわち、図６の形態例では、ドレン排出管の延長部４１が、吸気部用冷却器５０を冷却するための配管部と、凝縮器用冷却器６０を冷却するための配管部とに分岐され、切替弁５２、６２は開閉弁や流量制御弁とすることができる。これによれば、例えば、切替弁５２を開いて切替弁６２を閉じれば、吸気部用冷却器５０をのみを冷却して凝縮器用冷却器６０をバイパスできる。また、切替弁５２を閉じて切替弁６２を開けば、吸気部用冷却器５０をバイパスして凝縮器用冷却器６０のみを冷却できことになる。また、図７の形態例では、ドレン排出管の延長部４１が、吸気部用冷却器５０を冷却するためのバイパス流路５１を備える配管部と、凝縮器用冷却器６０を冷却するためのバイパス流路６１を備える配管部とに分岐され、切替弁５２、６２は三方弁とすることができる。これによれば、切替弁５２や切替弁６２を操作することで、吸気部用冷却器５０や凝縮器用冷却器６０を適宜にバイパスできる。このように、ドレン排出管の延長部４１に係る流路については、様々なバリエーションがあり、適宜選択的に設定することで、使用条件に応じてドレン水の冷熱を適切に活用することができる。

【0037】

そして、この凝縮器用冷却器６０に係る発明の圧縮空気除湿装置システムについても、前述した熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられている圧縮空気除湿装置３０を適切に用いることができる。

【0038】

次に、圧縮空気除湿装置から排出される圧縮空気を加熱する簡易で合理的な構成に係る発明について説明する。なお、この発明の基礎構成として、空気圧縮機１０、及び圧縮空気除湿装置３０が備えられている。

【0039】

本形態例の空気圧縮機１０は、空気を吸入して圧縮空気を吐出する空気圧縮機１０であって、吐出される圧縮空気を冷却するために、空気圧縮機本体１２の圧縮空気吐出口１３に接続されたアフタークーラー１４及びそのアフタークーラー１４を冷却するために配されたアフタークーラー用冷却ファン１５が設けられている。

【0040】

本形態例の圧縮空気除湿装置３０は、空気圧縮機１０から圧縮空気が導入される圧縮空気入口３２並びに除湿された圧縮空気が排出される圧縮空気出口３４が設けられた除湿装置筐体３１の内部に、冷却用媒体を流通させて圧縮空気中の水分を結露させることで圧縮空気を除湿するように設けられている。本形態例では、圧縮空気がアフタークーラー１４から圧縮空気入口３２に接続された入口配管３３を通り、除湿装置筐体３１の内部へ導入されるようになっている。なお、本形態例のように、冷凍サイクル装置２０の蒸発器２４が除湿装置筐体３１の内部に配置されることで、圧縮空気を除湿することに限定されるものではなく、例えば冷却水源から導入される冷却水（冷却用媒体）によって圧縮空気を除湿することもできる。

【0041】

そして、本形態例の圧縮空気除湿装置システムによれば、圧縮空気除湿装置３０から排出される圧縮空気が空気圧縮機の排熱によって加熱されるように、圧縮空気出口３４から延長されて設けられた圧縮空気出口延長流路３５（出口配管）が、アフタークーラー用冷却ファン１５によって発生する排熱空気流（排風）の下流側に配されている。

【0042】

この圧縮空気除湿装置システムによれば、圧縮空気除湿装置３０から排出される圧縮空気を、より簡易な構成で効果的に加熱することができ、エネルギー効率を向上させることができるという特別有利な効果を奏する。すなわち、圧縮空気出口から延長されて設けられた圧縮空気出口延長流路に、アフタークーラー用冷却ファン１５による排風を当てることで、製品空気として空圧機器などへ排出される圧縮空気を加熱することができる。このように製品空気としての圧縮空気を加熱できるため、その圧縮空気の風量を増大させて相対湿度を低下させることができると共に、アフタークーラー用冷却ファン１５によってシステム外へ排気される排風の温度を低下させることができる。また、圧縮空気出口延長流路３５を、流路配管でより簡便に構成できる。なお、圧縮空気出口延長流路３５を流路配管で構成した場合、その流路配管の外部に熱交換用のフィンを設けることで、熱交換効率をより高め、エネルギー効率をより向上させることができる。

【0043】

また、本形態例では、アフタークーラー１４の上側にアフタークーラー用冷却ファン１５が配され、アフタークーラー用冷却ファン１５の上側に圧縮空気出口延長流路３５が配されている。これによれば、空気圧縮機本体１２で空気を圧縮することで加熱された圧縮空気の熱量が、アフタークーラー１４によって熱交換されて外気に伝達され、その加熱によって生じる外気の上昇気流と、アフタークーラー用冷却ファン１５によって発生する排熱空気流（送風）の方向が一致し、排風としてスムースに流れることになる。これによっても、熱交換がスムースになされ、エネルギー効率を向上させることができる。

【0044】

また、本形態例では、アフタークーラー１４の下側に圧縮空気を発生させる空気圧縮機本体１２が配されている。これによれば、空気圧縮機本体１２で空気を圧縮することで加熱される圧縮空気の熱量が、空気圧縮機本体１２から外気に伝達され、その加熱によって生じる外気の上昇気流の方向と、アフタークーラー用冷却ファン１５によって発生する排熱空気流（送風）の方向が一致し、合流した排風としてスムースに流れることになる。これによっても、熱交換がスムースになされ、エネルギー効率を向上させることができる。

【0045】

そして、本形態例では、前述したように圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３及び蒸発器２４を備える冷凍サイクル装置２０を備え、除湿装置筐体３１の内部に設置された冷凍サイクル装置２０の蒸発器２４によって冷却用媒体を介して圧縮空気を冷却するように設けられ、圧縮空気出口延長流路３５が、凝縮器２２の凝縮器用冷却ファン２２ｂによって発生する排熱空気流の下流側に配されている。これによれば、圧縮空気出口３４から延長されて設けられた圧縮空気出口延長流路３５に、凝縮器用冷却ファン２２ｂによる排風を、図１に点線の矢印で示したように当てることができる。その結果、製品空気である圧縮空気を凝縮器２２の排熱を利用して好適に加熱できるため、その圧縮空気の風量を増大させて相対湿度を低下させることができると共に、凝縮器用冷却ファン２２ｂによってシステム外へ排気される排風の温度を低下させることができる。これにより、システムとしてのエネルギー効率を向上させることができる。

【0046】

また、本形態例では、凝縮器用冷却ファン２２ｂの上側に圧縮空気出口延長流路３５が配されている。これによれば、凝縮器２２に導入される高温高圧の冷媒による加熱によって生じる外気の上昇気流の流れ方向と、凝縮器用冷却ファン２２ｂよる送風の流れ方向が、排風として合流し易くスムースに流れることになる。これによっても、熱交換がスムースになされ、エネルギー効率を向上させることができる。さらに、凝縮器用冷却ファン２２ｂは常時運転ではなく、また、凝縮器用冷却ファン２２ｂによる排熱空気流（図１の点線の矢印）の温度は、アフタークーラー用冷却ファン１５による排熱空気流の温度より低い。これによれば、圧縮空気出口延長流路３５には下流に向かうに従い高温排風を当てることができるため、熱交換効率よく加熱ができる。

【0047】

そして、圧縮空気除湿装置３０から排出される圧縮空気を加熱する発明に係る圧縮空気除湿装置システムについても、前述した熱交換器が第１の熱交換器部と第２の熱交換器部との二段階に設けられている圧縮空気除湿装置３０を適切に用いることができる。

【0048】

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

【符号の説明】

【0049】

１０ 空気圧縮機
１１ 吸気口
１１ａ 空気の流路
１２ 空気圧縮機本体
１２ａ 電動モータ
１３ 圧縮空気吐出口
１４ アフタークーラー
１５ アフタークーラー用冷却ファン
１６ 配電盤
２０ 冷凍サイクル装置
２１ 圧縮機
２２ 凝縮器
２２ａ 凝縮器用熱交換部
２２ｂ 凝縮器用冷却ファン
２２ｃ 放熱フィン
２３ 膨張弁
２４ 蒸発器
２５ 冷媒用配管
３０ 圧縮空気除湿装置
３１ 除湿装置筐体
３２ 圧縮空気入口
３３ 入口配管
３４ 圧縮空気出口
３５ 圧縮空気出口延長流路
３９ ドレン排出口
４０ ドレン排出管
４１ ドレン排出管の延長部
４１ａ 熱交換用フィン
４２ ドレン排出開閉弁
５０ 吸気部用冷却器
５１ バイパス流路
５２ 切替弁
６０ 凝縮器用冷却器
６１ バイパス流路
６２ 切替弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】