JP6592538B2

JP6592538B2 - 圧縮空気の気液分離システム

Info

Publication number: JP6592538B2
Application number: JP2018006113A
Authority: JP
Inventors: 博康川真田
Original assignee: 日本エアードライヤー販売株式会社
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2038-01-18
Also published as: JP2019122932A

Description

本発明は、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適で、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるようにした圧縮空気の気液分離システムに関する。

エアーコンプレッサから吐出された圧縮空気には水や油分が混在し、この圧縮空気をエアードライバーやインパクトレンチ、塗装ガン等のエアーツールへ供給すると、空気導管の内部が錆たり、エアーツール内部の構成部品が錆びて機能が低下し故障を起こす惧れがあるため、圧縮空気の吐出管路にエアードライヤである気液分離器を取付けて水分を除去し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給するようにしている。

前記気液分離器は、例えば中空円筒体の上部に上カバーを取付け、これらを締め付けリングで連結し、前記上カバーの両側の入口通路と出口通路に圧縮空気の導入管と排出管をねじ込み、その下部周面に円管状の上部周面をねじ込むとともに、上カバーの内側中央にネジ孔を形成し、このネジ孔にエア−案内子の上端部をねじ込み、その下部周面のネジ部に仕切管の上端部をねじ込んで取付けている。
前記仕切管の内側に略円筒状の複数の仕切り構造を上下に積み重ね、これを長尺のボルトを介してエアー案内子に連結している。前記仕切り構造は下部に凹部空間を形成し、上部に円錐形の凸部を突設し、この凸部に凹部空間に連通する透孔を形成し、該透孔を上下の仕切り構造間で左右に離間して配置している。

そして、前記入口通路から圧縮空気を導入し、これを中空円筒体とエアー案内子との間に導入し、エア−案内子の下方から最下位置の仕切り構造に導入し、その凹部空間から透孔へ移動して直上の仕切り構造へ導入し、その移動時に圧縮空気を移動壁面に衝突させて水分を凝結し、その水滴を凝集して水分を除去し、以降、前記動作を繰り返して上カバーから出口通路へ移動し、圧縮空気中の水分を分離するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

しかし、前記気液分離器は中空円筒体が長尺で、その内側の仕切管に複数の異形の仕切り構造を積み重ねて配置しているため、大形で部品点数が多く構成が複雑で高価になり、また圧縮空気の移動経路が複雑で移動速度が減速され、壁面に対する衝突力が低下して水分の凝結が低下し、気液分離作用が概して低いという問題があった。
しかも、エアードライヤをエアーツールの空気通路の適宜位置に配置しているため、気液分離効率が悪く、圧縮空気中の水分を十分に取り切れないままエアーツールへ供給せざるを得なかった。

上記問題を解決するものとして、空気入口と空気出口を設けたヘッダーに中空円筒状のケーシングを接続し、該ケーシングの中央に管状の円筒体を接続し、該円筒体の上部に変向器を接続し、その内部にテーパ孔状の拡幅部と、該拡幅部に連通する通路を形成し、前記円筒体の中間部周面に多数の空気孔を形成し、空気入口に導入した圧縮空気を変向器の受圧面に衝突させて水分を凝結し、その水滴を凝集して気液を分離するようにした圧縮空気除湿装置がある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、前記圧縮空気除湿装置は、ケーシングの内側に円筒体を配置し、その上部に変向器を配置し、中間部に多数の空気孔を形成し、全体的にコンパクトに構成しているが部品点数が多く、高価になる等の問題があった。

また、他のエアードライヤとして、圧縮空気の吸入口と排風口を備えた蓋体に締付けリングを介して容器本体を接続し、該容器本体の内側に円管状の筒状仕切体を配置し、その内側に筒状の気液分離手段をねじ止め、該分離手段の上端部を蓋体の中央に接続し、前記気液分離手段は周面に複数の鍔部を突設し、その一の鍔部に内側の負圧中空室に連通する小孔を形成し、吸入口から導入した圧縮空気を容器本体と筒状仕切体との間に導き、筒状仕切体の内面と気液分離手段の鍔部に衝突させて圧縮空気中の水分を凝結し、その水滴を凝集して除去後、筒状仕切体の内側へ移動して小孔から負圧中空室へ導き、排風口から移動するようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

しかし、前記エアードライヤは、長尺の容器本体を要する上に、筒状仕切体と異形の気液分離手段を要し、それらの構成が複雑で部品点数が多く、高価になるとともに、概して十分な気液分離作用が得られず、また圧縮空気中の水分や油分を除去することが難しかった。

前記問題を解決するものとして、入口と出口を備えた基部材に中空円筒状の第１および第２容器を対向して配置し、第１容器にオイルセパレ−タを配置し、第２容器に乾燥剤を収容し、前記オイルセパレータによって圧縮空気中の油滴や水滴を除去し、また前記乾燥剤によって圧縮空気中の水分を吸着し、更に第２容器に設けた乾燥器の内部にフィルタ装置を設け、オイルセパレータによって除去しきれないオイルミストや塵埃等の細かい粒子を除去するようにした圧縮空気乾燥装置がある（例えば、特許文献４参照）。

しかし、前記圧縮空気乾燥装置は、圧縮空気中の水分や油分を吸着し、オイルミストや塵埃等の細かい粒子を除去し得るが、大形かつ大重量で構造が複雑なため、高価で一般生産工場での設置や使用に馴染まない等の問題があった。

このような問題を解決する別の手段として、エアーコンプレッサ室と末端エアー機器を使用する工場を分離して配置し、エアーコンプレッサ室に配管した空気配管に、エアーコンプレッサとエアータンクと圧縮空気を乾燥するエアードライヤと、圧縮空気の異物を除去するエアーフィルタを介挿し、また前記工場にエアーコンプレッサ室の空気配管に連通する空気配管を配管し、該空気配管の上下流に分岐管を接続し、これらの分岐管にエアードライヤと末端エアー機器を接続し、末端エア−機器の直前にエアードライヤを配置し、エアードライヤを経由し長い空気配管を通過する間に温度変化の激しいことがあっても、また末端エアー機器周辺の室温がかなり低くても、エアードライヤにより一定の温度を確保することによって、末端エアー機器でのドレン水の発生を少なくするようにした圧縮空気の製造装置がある（例えば、特許文献５参照）。

しかし、前記製造装置は、末端エアー機器を使用する工場において、末端エアー機器でのドレン水の発生を少なくするために、空気配管に接続した分岐管に接続する末端エアー機器の直前にエアードライヤの配置を要するため、多数のエアードライヤの配置を要し、部品点数が増加するとともに構成が複雑化して高価になり、画一的な性能のエアードライヤや、単一のエアードライヤによる除湿作用には限界があり、乾燥した清浄な圧縮空気の供給に応じられない等の問題があった。

更に、前記問題を解決するものとして、エアーコンプレッサの下流にエアードライヤを配置し、該エアードライヤの下流に除塵装置と中空糸エアードライヤとを配置し、中空糸エアードライヤによって圧縮空気を精密に乾燥し、これをエアーツールへ供給するようにした圧縮空気の製造装置がある（例えば、特許文献６参照）。

しかし、前記製造装置は、単一のエアードライヤによって圧縮空気の水分を除去しているため、水分を十分に除去することができず、これを下流の除塵装置や中空糸エアードライヤへ移動すると、除塵装置や中空糸エアードライヤの機能が低下ないし劣化し、それらの寿命を低下させるとともに、使用によって機能が低下ないし劣化した場合、それらの位置が区々なため、そのメンテナンスに手間が掛かる等の問題があった。

このような点に鑑み出願人は、エアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮可能な凝結器を配置し、圧縮空気中の水分を効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥する、圧縮空気の気液分離装置を開発し、これを既に提案している。

この既に提案した気液分離装置のエアードライヤと凝結器の空気流量ないし処理能力は、１〜３００ｌ／ｍｉｎの比較的小能力であるため、例えば大量の圧縮空気を使用する工場等ではエアードライヤないし凝結器の処理能力がエアーツールの需要に追い付かず、圧縮空気を十分に除湿ないし乾燥することができないという問題があった。

特許第４７８９９６３号号公報特開平６−１７８９１０号公報特許第５４６７１８０号号公報実開昭６１−６４３２４号公報特開２００７−１３０６１８号公報特許第３３９０９６７号号公報

本発明はこのような問題を解決し、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適で、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるようにした、圧縮空気の気液分離システムを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、圧縮空気の供給管路にエアードライヤを収納したドライボックスを配置し、前記エアードライヤは、前記供給管路に連通しインレットとアウトレットを備えたヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の除湿シリンダと、該除湿シリンダ内の上部に配置した複数の集気シリンダと、該集気シリンダ内に形成し前記アウトレットに連通可能に形成した小孔状の通孔とを備え、該通孔から圧縮空気を噴出して断熱膨張し、圧縮空気中の水分を凝縮可能にし、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給可能にした圧縮空気の気液分離システムにおいて、前記ドライボックス内のエアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、前記供給管路に連通するヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、筒状容器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突して圧縮空気中の水分を凝縮可能に設け、圧縮空気中の多量の水分を圧縮空気の供給管路の上流側で効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給し、エアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、凝結器をドライボックス内のエアードライヤより上流側に近接配置して、エアードライヤによる除湿・乾燥動作の負担を軽減するとともに、凝結器からエアードライヤ間における圧縮空気の凝縮を抑制し、また凝結器の下半部を中空に構成して、凝結器における筒状容器への圧縮空気の導入と、凝結器における筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図るようにしている。

請求項２の発明は、凝結器とエアードライヤは外径が同一の円筒体に形成し、それらの外側の筒状容器の長さを同一に形成し、凝結器とエアードライヤの構成の簡潔化と、その製作の合理化を図るようにしている。
請求項３の発明は、ドライボックスの下端部周面に基枠を囲繞して取付け、該基枠の両側に形成した屈曲片を設置面に固定し、ドライボックスを簡便に設置し得るようにしている。

請求項１の発明は、ドライボックス内のエアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、前記供給管路に連通するヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、筒状容器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突して圧縮空気中の水分を凝縮可能に設けたから、圧縮空気中の多量の水分を圧縮空気の供給管路の上流側で効率良く凝縮かつ凝結して除湿ないし乾燥し、乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給し、エアーツールの故障や機能低下を防止するとともに、凝結器をドライボックス内のエアードライヤより上流側に近接配置して、エアードライヤによる除湿・乾燥動作の負担を軽減するとともに、凝結器からエアードライヤ間における圧縮空気の凝縮を抑制し、また凝結器の下半部を中空に構成して、凝結器における筒状容器への圧縮空気の導入と、凝結器における筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図ることができる。

請求項２の発明は、凝結器とエアードライヤは外径が同一の円筒体に形成し、それらの外側の筒状容器の長さを同一に形成したから、凝結器とエアードライヤの構成の簡潔化と、その製作の合理化を図ることができる。
請求項３の発明は、ドライボックスの下端部周面に基枠を囲繞して取付け、該基枠の両側に形成した屈曲片を設置面に固定したから、ドライボックスを簡便に設置することができる。

（ａ）本発明の第１の実施形態を示す正面図で、ドライボックス内部を破断して示している。（ｂ）ドライボックスの下端の設置状況を拡大して示す断面図である。図１のドライボックスの右側面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１のドライボックスの平面図である。

本発明に適用した凝結器を示す正面図である。図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。本発明に適用したエアードライヤを示す正面図である。図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。図８のＥ−Ｅ線に沿う断面図で、若干拡大して示している。

図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。図１１のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。本発明の第１の応用形態を示す正面図で、ドライボックス内に一組の凝結器とエアードライヤとを３組並列に配置している。本発明の第２の応用形態を示す正面図で、ドライボックスの下流側に第２のドライボックスを配置し、その内部に二つのエアードライヤを隣接して配置している。本発明の第３の応用形態を示す正面図で、ドライボックスの上流側に空冷の冷却装置を配置している。

以下、本発明を生成した高温高圧の圧縮空気を除湿ないし乾燥し、生産工場において多くのエアーツールへ供給する図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１２において１は生産工場に設置されたエアーコンプレッサで、生成した高温高圧の圧縮空気を空圧管２からエアータンク３へ導入して貯留し、該エアータンク３から空気導管４，５を介して、遠隔のエアーツール６へ供給可能にしている。

前記空気導管４，５の間にドライボックス７が介挿され、その下端部を基枠８を介してコンクリート、地面等の設置面９に設置している。
前記ドライボックス７は薄厚の鋼板を折り曲げて縦長の略直方体に形成され、その横断面は背面または前面を開口した略Ｕ字形の筐体１０を備え、その背面または前面に矩形のカバーパネル１１をビス止め等で着脱可能に取付け、内部に収容した後述のエア−ドライヤと凝結器のメンテナンスを実行可能にしている。
実施形態のドライボックス７は、縦３００ｍｍ、横３２０ｍｍ、高さ約１０００ｍｍ、重量約２７ｋｇに構成され、後述する把手によって持ち運び可能にされている。

前記基枠８は鋼板を逆Ｕ字形断面に折り曲げて矩形台状に形成され、その中央に矩形の挿入孔１２を形成し、該挿入孔１２の内側に折曲片１２ａを額縁状に形成している。
そして、前記折曲片１２ａの内側にドライボックス７の下端部を挿入し、該下端部と折曲片１２ａとを複数のボルト・ナット１３を介して連結している。
前記基枠８の前後部に略Ｌ字形断面の屈曲片１４，１４が形成され、該屈曲片１４，１４の水平面に形成したボルト挿通孔１５，１５に基礎ボルト（図示略）を挿入し、これをコンクリート等の設置面９にねじ込んで不動に固定している。

前記ドライボックス７の前面上端部に前下がりのテーパ面７ａが形成され、該テーパ面７ａに二つの圧力計１６が設けられ、該圧力計１６によって前記凝結器またはエアードライヤに対する圧縮空気の導入圧力と流出圧力を計測可能にしている。
この場合、前記圧力計１６の他に圧縮空気の温度を計測可能な温度計を設け、圧縮空気の湿度を監視可能にすることが望ましい。
図中、１７はドライボックス７の中間部両側面に設けたＵ字形状の把手で、ドライボックス７を持ち運び可能にしている。この場合、より小形軽量のドライボックス７に対しては、その上端面に一の把手１７を設けることも可能である。

前記ドライボックス７内の上部に空気導管４，５に連通する中継導管１８が配管され、該導管１８に上流側から凝結器１９とエアードライヤ２０が配置されている。
前記凝結器１９とエアードライヤ２０は略同径の円筒体で構成され、それらの処理能力ないし空気流量は４０００ｌ／ｍｉｍで、従来の約１３〜１４倍に倍増され、それらの直下にオートドレン２１，２２を接続している。
図中、２１ａ，２２ａはオートドレン２１，２２の上端部に突設した連結パイプで、凝結器１９とエアードライヤ２０の後述の筒状容器のネジパイプにねじ込み可能にしている

実施形態の凝結器１９は、外径９０ｍｍ（従来の１.２倍）、長さ約４３０ｍｍ（従来の２．３倍）の中空円筒体で構成され、その下半部は中空に構成されていて、後述する筒状容器への圧縮空気の導入と、筒状容器から凝結シリンダへの圧縮空気の導入の円滑化を図っている。
図中、２３，２４はオートドレン２１，２２に接続したドレンチューブで、それらの端部をドライボックス７の下端部に配管し、ドレン水を外部へ排出可能にしている。

前記凝結器１９は、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器２５と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー２６と、該ヘッドカバー２６に上端部を連結し、かつ筒状容器２５の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の凝結シリンダ２７と、から構成されている。

前記筒状容器２５は、外径９０ｍｍ、長さ４３０ｍｍの円管状に構成され、その上端部にネジ部２８が形成され、このネジ部２８にヘッドカバー２６の下端部内面に形成したネジ部２９が螺着されている。
前記筒状容器２５の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔３０にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ３１が接続され、前記容器２５の底部に貯留したドレン水を前記オートドレン２１へ移動可能にしている。

前記ヘッドカバー２６の周面の対向位置に、インレット３２とアウトレット３３を形成し、それらのネジ孔３４，３５に中継導管１８と空気導管４を接続している。
前記インレット３２とアウトレット３３は仕切壁３６で区画され、インレット３２の奥部に筒状容器２５に連通する通路３７が形成され、またアウトレット３３の奥部に出口通路３８が形成され、該通路３８の奥部にネジ孔３９が形成され、該ネジ孔３９に、凝結シリンダ２７の上端部に突設した連結管４０のネジ部４１がねじ込まれている。

前記凝結シリンダ２７は筒状容器２５の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器２５の略１／２に形成され、その下端部を筒状容器２５の中間位置に配置し、凝結シリンダ２７と筒状容器２５との間に環状の通気路４２を形成している。
そして、インレット３２から導入した圧縮空気を通気路４２へ導き、その下端部から凝結シリンダ２７へ導入し、該凝結シリンダ２７の上部から連結管４０を経て出口通路３８へ移動し、アウトレット３３から空気導管１８へ導出可能にしている。

前記エアードライヤ２０は外観上、凝結器１９と同様に構成され、このエアードライヤ２０はアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器４３と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー４４と、該ヘッドカバー４４に上端部を連結し、かつ筒状容器４３の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の除湿シリンダ４５と、から構成されている。

前記筒状容器４３は、外径９０ｍｍ（従来の１.２倍）、長さ４３０ｍｍ（従来の２.３倍）の円管状に構成され、その上端部周面にネジ部４６が形成され、このネジ部４６にヘッドカバー４４の下端部内面に形成したネジ部４７が螺着されている。
前記筒状容器４３の下端部は漏斗状に形成され、その中央の通孔４８にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ４９が接続され、前記容器４３の底部に貯留したドレン水を前記オートドレン２２へ移動可能にしている。

前記ヘッドカバー４４の周面の対向位置に、インレット５０とアウトレット５１を形成し、それらのネジ孔５２，５３に前記中継導管１８と空気導管５を接続している。
前記インレット５０とアウトレット５１は仕切壁５４で区画され、インレット５０の奥部に筒状容器４３に連通する通路５５が形成され、またアウトレット５１の奥部に出口通路５６が形成され、該通路５６の奥部にネジ孔５７が形成され、該ネジ孔５７に、除湿シリンダ４５の上端部に突設した連結管５８のネジ部５９がねじ込まれている。

前記除湿シリンダ４５は筒状容器４３の内径よりも小径の中空筒状に形成され、その長さは筒状容器４３の略１／２に形成され、その下端部を筒状容器４３の中間位置に配置し、除湿シリンダ４５と筒状容器４３との間に環状の通気路６０を形成している。
そして、インレット５０から導入した圧縮空気を通路５５へ導き、その下端部から除湿シリンダ４５導入し、該除湿シリンダ４５の上部から連結管５８を経て出口通路５６へ移動し、アウトレット５１から空気導管５へ移動可能にしている。

前記除湿シリンダ４５内の上端部に、連結シリンダ６１を介して円板状の基板６２が設けられ、該基板６２の下面に６個の集気シリンダ６３が等角度位置に突設されている。
前記集気シリンダ６３の下端部に凹孔６４が形成され、該凹孔６４に通孔６５の下端が開口され、該通孔６５の上端が連結シリンダ６１内に開口され、通孔６５を移動した圧縮空気を連結シリンダ６１内に断熱膨張状態で噴出可能にしている。

このように構成した本発明の圧縮空気の気液分離システムは、エアータンク３とエアーツール６との間の空気導管４，５の間にドライボックス７を設置し、該ドライボックス７内に前記導管４，５の端部に直結して、凝結器１９とエアードライヤ２０を収容している
したがって、ドライボックス７によって凝結器１９とエアードライヤ２０を保護し得るとともに、圧縮空気の供給路に分岐線ないし支線の配管を要せず、またその最上流部にエアードライヤを配置することなく設置できる。

そして、凝結器１９の配置によって、その下流側における水分の凝縮を抑制し、凝縮水の除去を回避できるから、エアードライヤの負担を軽減し、その機能低下を抑制するとともに、圧縮空気の配管およびその作業並びにそれらのメンテナンスを簡潔かつコンパクトに行なえ、これを安価かつ合理的に行なえる。
しかも、凝結器１９をエアータンク３からの離隔距離を問わずに設置して、所期の効果を得られるから、設置位置や設置環境を拘束されずに済み、設置の自由度を得られる。

前記ドライボックス７の製作は、薄厚の鋼板を折り曲げて縦長の略直方体に形成し、その横断面を前部または背部に開口した略Ｕ字形の筐体１０に形成し、その開口部に矩形のカバ−パネル１１をビス止めして着脱可能に取付け、内部に収容した凝結器１９とエアードライヤ２０とのメンテナンスを実行可能にしている。
実施形態のドライボックス７は、縦３００ｍｍ、横３２０ｍｍ、高さ約１０００ｍｍ、重量約２７ｋｇに構成され、把手１７，１７によって持ち運び可能にされている。

前記ドライボックス７の設置に際しては基枠８の製作を要し、該基枠８は鋼板を逆Ｕ字形断面に折り曲げ、その中央に矩形の挿入孔１２を形成し、該挿入孔１２の内側に折曲片１２ａを額縁状に形成する。
また、基枠８の前後部に略Ｌ字形断面の屈曲片１４，１４を屈曲形成し、該屈曲片１４，１４の水平面にボルト挿通孔１５，１５を形成する。

こうして製作した基枠８を用いてドライボックス７を設置する場合は、ドライボックス７の下端部を基枠８の挿入孔１２に挿入し、その下端部と折曲片１２ａを複数のボルト・ナット１３で連結し、ドライボックス７の下端部に基枠８を連結する。
そして、基枠８の屈曲片１４，１４の水平面を設置面９に載置し、そのボルト挿通孔１５，１５に基礎ボルト（図示略）を挿入し、これをコンクリート等の設置面９にねじ込んで固定し、ドライボックス７を設置面９に不動に立設する。

このようにドライボックス７は小形軽量な箱体に構成され、把手１７，１７によって手軽に持ち運べるから、その設置や移動を容易に行なえる。
また、ドライボックス７の前部または背部にカバーパネル１１を着脱可能に取付けているから、内部に収納する凝結器１９とエアードライヤ２０の取付けやメンテナンスを簡便に行なえる。

しかも、ドライボックス７に、凝結器１９および／またはエアードライヤ２０に対する圧縮空気の導入および導出圧力を計測可能な圧力計１６や、凝結器１９またはエアードライヤ２０に対する圧縮空気の温度を計測可能な温度計を装備しているから、圧縮空気の導入および導出状態と湿度を確認かつ管理でき、圧縮空気の最適な供給状態を維持し得る。

前記ドライボックス７の設置後、その内側上部に空気導管４，５の端部を配管し、空気導管４の下流側端部に凝結器１９を接続し、空気導管５の上流側端部にエアードライヤ２０を接続し、凝結器１９とエアードライヤ２０とを中継導管１８で接続する。

一方、前記凝結器１９を、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器２５と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー２６と、該ヘッドカバー２６に上端部を連結し、かつ筒状容器２５の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の凝結シリンダ２７と、で構成する。

前記凝結器１９を組み立てる場合は、ヘッドカバー２６の下端中央のネジ孔３９に、凝結シリンダ２７の上端部に突設した連結管４０のネジ部４１をねじ込み、該凝結シリンダ２７の外側に筒状容器２５を配置し、その上端部のネジ部２９をヘッドカバー２６の下端部内面のネジ部２８にねじ込んで固定する。
前記筒状容器２５の下端部を漏斗状に形成し、その中央の通孔３０にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ３１を挿入し、その接合部を溶接若しくはロウ付けまたは接着して接続する。

また、前記エアードライヤ２０を、アルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の筒状容器４３と、その上端部に着脱可能に取付けたアルミダイカストまたは合成樹脂製のヘッドカバー４４と、該ヘッドカバー４４に上端部を連結し、かつ筒状容器４３の内側に配置した中空筒状のアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製の除湿シリンダ４５と、で構成する。

前記エアードライヤ２０を組み立てる場合は、ヘッドカバー４４の下端中央のネジ孔５７に、除湿シリンダ４５の上端部に突設した連結管５８のネジ部５９をねじ込み、該除湿シリンダ４５の外側に筒状容器４３を挿入して配置し、その上端部のネジ部４７をヘッドカバー４４の下端部内面のネジ部４６にねじ込んで固定する。
前記筒状容器４３の下端部を漏斗状に形成し、その中央の通孔４７にアルミニウム管若しくはステンレス鋼管または合成樹脂管製のネジパイプ４９を挿入し、その接合部を溶接若しくはロウ付けまたは接着して接続する。

こうしてドライボックス７に凝結器１９とエアードライヤ２０を組み付け後、それらの下端部のネジパイプ３０，４９に、連結パイプ２１ａ，２２ａをねじ込んでオートドレン２１，２２を取付け、その下端部に突設したドレンチュ−ブ２３，２４の一端をドライボックス７の下端部に位置付け、またドライボックス７の前面または背面の開口部にカバーパネル１１をビス止めして閉塞する。

このようにドライボックス７の内部に凝結器１９とエアードライヤ２０を近接して配置しているから、ドライボックス７の小形軽量化を図れるとともに、除湿した圧縮空気をエアードライヤ２０へ直ちに送り込めるから、除湿した圧縮空気の供給時における凝縮液の発生を抑制し、エアードライヤ２０の負担を軽減しその機能低下を防止し得る。

このように構成した圧縮空気の気液分離システムは、エアータンク３側から高温高圧（約５０〜８０℃、０.１〜１.５ＭＰａ）の圧縮空気がドライボックス７へ送り込まれ、該圧縮空気が空気導管４に導かれて凝結器１９のインレット３２に導入され、その奥部の通路３７から筒状容器２５内に流入し、該筒状容器２５と凝結シリンダ２７との間の通路４２を下方へ移動する。
この後、前記圧縮空気は凝結シリンダ２７の下方から反転して上動し、前記シリンダ２７内に導入されて上動し、連結管４０から出口通路３８を経てアウトレット３３へ送り出され、中継導管１８からエアードライヤ２０へ移動する。

その際、圧縮空気は筒状容器２５と凝結シリンダ２７との間の狭小で長尺な通路４２に押し込まれ、更に凝結シリンダ２７内の上面に勢い良く衝突して、圧縮空気中の水分が能率良く凝集して凝結し、その液滴が筒状容器２５の内面と凝結シリンダ２７の内外面を流下する。
したがって、圧縮空気中の水分が効率良く除去され、多量のドレン水が生成されて筒状容器２５の底部に流下し、通孔３０から流出してオートドレン２１に導かれて貯留し、その溢流がドレンチューブ２３に導かれてドライボックス７の外部に排出される。

こうして凝結器１９で水分を効率良く除去された圧縮空気は、中継導管１８に導かれてエアードライヤ２０のインレット５０へ移動し、その奥部の通路５５から筒状容器４３内に流入し、該筒状容器４３と除湿シリンダ４５との間の通路６０を下方へ移動する。
この後、前記圧縮空気は除湿シリンダ４５の下方から反転して上動し、該シリンダ４５内に導入されて上動し、その上端部の集気シリンダ６３の凹孔６４へ移動し、凹孔６４に開口した通孔６５に導かれて連結シリンダ６１内に噴出する。

前記噴出後、圧縮空気は連結シリンダ６１から連結管５８へ移動し、出口通路５６からアウトレット５１を経て空気導管５に送り出され、該空気導管５を移動してエアーツール６へ供給される。

このように、圧縮空気は筒状容器４３と除湿シリンダ４５との間の狭小で長尺な通路６０に押し込まれ、更に除湿シリンダ４５の上面に勢い良く衝突して、圧縮空気中の水分が能率良く凝集して凝結し、その液滴が筒状容器４３の内面と除湿シリンダ４５の内外面を流下する。
したがって、圧縮空気中の水分が効率良く除去され、多量のドレン水が生成されて筒状容器４３の底部に流下し、通孔４８から流出してオートドレン２２に導かれて貯留し、その溢流がドレンチューブ２４に導かれてドライボックス７の外部に排出される。
また、圧縮空気は通孔６５に導かれて連結シリンダ６１内に噴出する際、断熱膨張して降温するから、エアーツール６に対する供給空気の降温化を促す。

図１３乃至図１５は本発明の種々の応用形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を用いている。
このうち、図１３は本発明の第１の応用形態を示し、この応用形態ではドライボックス７内に、直列に接続した凝結器１９とエアードライヤ２０とを一組設ける代わりに、ドライボックス７内に直列に配置した凝結器１９とエアードライヤ２０とを複数組設け、かつ各組を並列に接続して、個々の凝結器１９とエアードライヤ２０の負担を軽減するとともに、圧縮空気の除湿ないし水分除去の量産化を図るようにしている。

図１４は本発明の第２の応用形態を示し、この応用形態ではドライボックス７に接続した空気導管５の下流側で、エアーツール６の近接位置に、前述のドライボックス７と実質的に同一の第２ドライボックス６６を設置し、この第２ドライボックス６６の内部に２つのエアードライヤ２０，２０を隣接して取付け、圧縮空気中の水分を更に精密に除去して乾燥した空気をエアーツール６へ供給し、圧縮空気中の水分に由来するエアーツール６の故障や機能低下を防止するようにしている。
この場合、第２ドライボックス６６はドライボックス７と実質的に同一に構成されているから、それらの共用化を図れ、これを合理的かつ安価に製作し利用することができる。
また、第２ドライボックス６６は設置条件によって、一のエアードライヤ２０を取付けることも可能である。

図１５は本発明の第３の応用形態を示し、この応用形態ではエアータンク３とドライボックス７との間に圧縮空気の冷却装置６７を介挿し、凝結器１９に導入する圧縮空気を冷却して、凝結器１９とエアードライヤ２０の冷却・除湿作用の軽減を図り、より低温で乾燥した圧縮空気をエアーツール６へ供給するようにしている。
前記冷却装置６７は、空気導管４と同一の内外径を有するステンレス鋼管またはアルミニウム管製の冷却管６８コイル状に捲回し、これを設置面９に立設するとともに、その下端部から引き出し管６９を起立して空気導管４に連通している。
図中、７０は冷却装置６７の外側に配置した金網製の防護ネットで、冷却管６８と引き出し管６９を空気に接触させ、圧縮空気を空冷可能にしている。

このように本発明は、凝結器１９とエアードライヤ２０と駆使し、更に空冷手段の冷却装置６７を用いて、圧縮空気中の水分を除去し乾燥させるから、従来の冷凍乾燥機のような大量の電力消費を廃し、合理的かつ安価な圧縮空気の気液分離システムの製作と使用を実現し得るようにしたものである。

本発明の圧縮空気の気液分離システムは、圧縮空気中の水分を非電力かつ簡単な構成によって能率良く大量かつ安価に除去できるから、例えばエアーコンプレッサ等から供給される圧縮空気を工場等で多くのエアーツールへ供給する際に好適である。

４，５供給管路（空気導管）
６エアーツール
７ドライボックス
１１カバーパネル
１８供給管路（中継導管）
１９凝結器
２０エアードライヤ

２１，２２オートドレン
２５筒状容器
２６ヘッドカバー
２７凝結シリンダ
３２，５０インレット
３３，５１アウトレット
４３筒状容器

４４ヘッドカバー
４５除湿シリンダ
６３集気シリンダ
６５通孔
６６第２ドライボックス
６７冷却装置

Claims

圧縮空気の供給管路にエアードライヤを収納したドライボックスを配置し、前記エアードライヤは、前記供給管路に連通しインレットとアウトレットを備えたヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の除湿シリンダと、該除湿シリンダ内の上部に配置した複数の集気シリンダと、該集気シリンダ内に形成し前記アウトレットに連通可能に形成した小孔状の通孔とを備え、該通孔から圧縮空気を噴出して断熱膨張し、圧縮空気中の水分を凝縮可能にし、清浄で乾燥した圧縮空気をエアーツールへ供給可能にした圧縮空気の気液分離システムにおいて、前記ドライボックス内のエアードライヤより上流側に圧縮空気を凝縮し気液を分離可能な凝結器を近接配置し、該凝結器は、前記供給管路に連通するヘッドカバーと、該ヘッドカバーを上側開口部に装着した有底筒状の筒状容器と、該筒状容器内に配置し上部を前記ヘッドカバーに連通可能に連結した中空筒状の凝結シリンダとを備え、該凝結シリンダの長さを筒状容器の長さの略１／２に形成し、筒状容器の下半部を中空に構成するとともに、前記凝結シリンダ内の上面に圧縮空気を衝突して圧縮空気中の水分を凝縮可能に設けたことを特徴とする圧縮空気の気液分離システム。
前記凝結器とエアードライヤは外径が同一の円筒体に形成し、それらの外側の筒状容器の長さを同一に形成した請求項１記載の圧縮空気の気液分離システム。
前記ドライボックスの下端部周面に基枠を囲繞して取付け、該基枠の両側に形成した屈曲片を設置面に固定した請求項１記載の圧縮空気の気液分離システム。