专利名称：增压器配管中的除湿系统及除湿方法
技术领域：
本发明涉及将在压缩空气的增压器中用于增压的使用完的低压低 湿的排出空气作为膜式干燥器的净化空气利用的增压器配管中的除湿 系统及除湿方法。
背景技术：
使压缩空气向增压器的驱动室及增压室流入、将由驱动室的压力 在增压室内进行了增压的压缩空气向流体压力设备供给的增压器，已
由日本实开昭61-32801号公报公开。在此增压器中，向外部排出在驱 动室中用于将增压室内的压缩空气增压的使用完的低压的排出空气。
另外，已知如下的各种的膜式干燥器(膜式干燥器)(作为一例， 参照日本实开平02-70718号公报)在使高压的应除湿的压缩空气在 空心丝膜的内部流路中流动的同时，使低压低湿的净化空气在该空心 丝膜的外侧的净化流路中流动，与空心丝膜的内外两侧的水蒸气分压 相应地使应除湿的压缩空气中的水分透过进行除湿，将进行了除湿的 压缩空气向流体压力设备供给，同时，将进行了除湿的压缩空气的一 部分作为上述净化空气使用。
上述增压器是以必须向大气中释放用于增压的使用完的空气的方 式构成的，另外，因为上述膜式干燥器是以将已被除湿的压缩空气的 一部分作为净化空气利用的方式构成的，故在将在上述膜式干燥器中 进行了除湿的压缩空气在增压器中增压使用的情况下，在一次已压缩 的空气中，向大气中释放的量变多，从节能化的观点看存在着问题。 此问题在将膜式干燥器和增压器在同一管线中使用的情况下是理所当 然的，但是在配置在不同的管线上，膜式干燥器和增压器的位置接近 的情况下也是同样的。
发明内容
本发明的技术的课题在于，在将由膜式干燥器进行了除湿的压缩 空气由增压器增压而使用的情况下等，使得在一次已压缩的空气中， 从膜式干燥器及增压器释放到大气中的空气量减少，有效地谋求节能 化。
为了解决上述课题，本发明的增压器配管中的除湿系统包括膜 式千燥器，其具有多个通向空心丝膜的内部流路的两端的入口端口及 出口端口、,成在上述空心丝膜的外侧的净化流路、位于此净化流路
的两端部的净化流路入口部及净化流路出口部、与上述净化流路入口 部连通的外来净化入口端口；增压器，其具有导入压缩空气的入口、 来自该入口的压缩空气流入的驱动室及增压室、排出由驱动室的压力 在增压室中进行了增压的压缩空气的出口、排出已用于在上述驱动室
中增压的使用完的低压的排出空气的排气口；第一配管，其使从上述 膜式干燥器的出口端口排出的进行了除湿的压缩空气流向上述增压器 的入口；第二配管，其使从上述增压器的排气口排出的用于增压的上 述排出空气流向膜式干燥器的净化流路。
在本发明的除湿系统中，希望上述膜式千燥器的出口端口和净化 流路入口部由具有节流孔的连通路连接着。
在此情况下，上述净化流路设在弯曲地收容了上述空心丝膜的U 字状的流路壳体的内部，该流路壳体的两端连结在具有上述入口端口 及出口端口的膜式干燥器的主体机身上，上述节流孔设在该主体机身 的内侧，或者，上述净化流路被设置在收容了上述空心丝膜的笔直的 空心筒状的流路壳体的内侧。
进而，在上述本发明的除湿系统中，可以在第二配管中设置油分 离过滤器。
另外，本发明的除湿方法，使应除湿的高压的压缩空气流向膜式 干燥器的多个空心丝膜的内部流路进行除湿，使进行了除湿的压缩空 气流入到增压器的驱动室及增压室，将由驱动室的压力在增压室中进行了增压的压缩空气向流体压力设备供给，同时，使已用于在驱动室 中增压的使用完的低压的排出空气流向设置在上述膜式干燥器的空心 丝膜的外侧的净化流路。
在上述除湿方法中，可以使由上述膜式干燥器进行了除湿的压缩 空气的一部分减压而流向上述净化流路。
在具有上述结构的本发明的除湿系统及除湿方法中，由于使用膜 式干燥器和增压器，使从增压器的驱动室排出的低压低湿的使用完的 排出空气流向膜式干燥器的空心丝膜的外侧的净化流路，所以，其流 量作为净化空气是十分充分的，而且，由于上述排出空气预先被除湿， 所以也可以不将由膜式干燥器进行了除湿的压缩空气的一部分直接作 为净化空气使用，能够减少排出空气量。
但是，例如，在连接在增压器的2次侧的空气压设备中不消耗压 缩空气等增压器的非工作过程中，由于没有作为增压器的排出空气的 净化空气，所以，能够将由膜式干燥器进行了除湿的少量的压缩空气 作为净化空气使用，预先使其小流量地流动，或经阀等与需要相应地 流动，只要能够使净化流路的水蒸气分压通常降低地准备好，则在压 缩空气开始流向空心丝膜内增压器开始工作时，也能够有效地进行除 湿。
在需要抑制增压器内的油分、润滑脂等进入净化流路内的情况下， 可以设置上述的油分离过滤器，由此，能够抑制空心丝膜的性能下降。
根据上述的本发明的除湿系统及除湿方法，在由增压器增压而使 用由膜式干燥器进行了除湿的压缩空气的情况下，在一次进行了压缩 的空气中，从膜式干燥器及增压器向大气中放出的压缩空气量减少， 能够有效地实现节能。
图l是截断本发明的实施例1的主要部分表示的构成图。 图2是截断本发明的实施例2的主要部分表示的构成图。 图3是模式化地表示使用本发明的实施例1及实施例2的增压器
6的构成图。
具体实施例方式
基于图l及图3对本发明的增压器配管中的除湿系统的第一实施 例进行说明。
在此第 一 实施例的除湿系统中，在从未图示的压力空气源通往任 意的流体压力设备的空气压管线上设置了膜式干燥器(membrane drier) 1、和在图1中由象征标志表示的增压器3，上述膜式干燥器1 及增压器3由第一配管7和第二配管8连接着。上述第一配管7是用 于使由上述膜式干燥器1进行了除湿的压缩空气流向上述增压器3的 入口 31的部件，上述第二配管8是用于将在上述增压器3中用于增压 后从排气口 45排出的使用完的排出空气导向上述膜式干燥器1的净化 流路16的部件。
上述膜式干燥器1具有主体机身10，该主体机身10由具有连接 在上述空气压管线上的入口端口 lla及出口端口 lib的主机身11、和 连接在该主机身11上形成净化流路入口部16a、净化流路出口部16b 等的流路机身12构成。在上述入口端口 lla及出口端口 llb，弯曲成 U字状的蛇身状的流路壳体13的两端经上述流路机身12连结着，在 此流路壳体13的内部，由多个空心丝膜15a组成的膜模块15被收容 在使上述空心丝膜15a的内部流路的两端部与上述入口端口 lla及出 口端口 llb连通的状态下，在上述主体机身IO上安装了具有筒形或者 箱形的保护罩14，以便覆盖上述流路壳体13。另外，上述流路壳体 13内的空心丝膜15a的外侧被作为净化流路16，此净化流路16的上 述出口端口 lib侧的端部被作为上述净化流路入口部16a，上述净化 流路16的入口端口 lla侧的端部被作为上述净化流路出口部16b，在 上述净化流路入口部16a，设置了与上述增压器3的排气口 45连接的 外来净化入口端口 16c，上述净化流路出口部16b,由通孔16d在上述 保护罩14内开口。
若对上述结构进一步具体地说明，则上述膜式干燥器1的主体机身IO是通过将上述主机身11和上述流路机身12连接成一体形成的， 上述入口端口 lla及出口端口 llb是在上述主机身11中以相互反向地 开口的方式形成的。上述保护罩14的上方的开口端嵌合在上述流路机 身12的周壁的外部，并由多个螺钉17固定着它们的嵌合部。另外， 上述膜模块15是通过将由水蒸气透过膜组成的多个空心丝膜15a的束 的两端由固定连接密封部件15b， 15c固定构成的，上述固定连接密封 部件15b、 15c，以上述空心丝膜15a的内部流路的两端部在与上述入 口端口 lla及出口端口 llb连通的连通用开口部11c、lld开口的方式， 气密地嵌合固定在与该连通用开口部llc、 lld连通的上述主机身11 的流路机身12的开口内。
管接头18以贯通上述保护罩14的侧部、前端到达上述流路机身 12的外来净化入口端口 16c的方式被固定。此管接头18是用于连接 上述第二配管8的部件，该第二配管8连结增压器3的排气口 45和膜 式干燥器1的上述外来净化入口端口 16c。而且，如果从上述排气口 45排出的排出空气作为净化空气由此第二配管8从上述外来净化入口 端口 16c导入到净化流路入口部16a，则该净化空气带着在净化流路 16内由空心丝膜15a进行了分离的水分，经由净化流路出口部16b及 通孔16d流入到保护罩14内，从设在该保护罩14底部的排出孔14a 向外部排出。
在上述膜式干燥器1中作为需要的净化空气，用从增压器3供给 的使用完的排出空气是足够的，但在与增压器3的2次侧连接着的流 体压力设备不消耗被进行了增压的压缩空气的阶段中，来自增压器3 的排气流量为零，净化空气不流动。但是，在膜式干燥器l中，希望 通常使少量的净化空气流向净化流路16，使空心丝膜15a的外侧面保 持在干燥状态，当增压器3再开始动作，压缩空气流向空心丝膜15a 的内部流路时，能够立刻使得其露点容易下降地准备好。若考虑这样 的情况，则希望使已被进行了除湿的压缩空气的一部分与增压器3无 关地提前流向净化流路16。
考虑到这一点，在上述膜式干燥器1中，在上述主机身11和流路机身12内设置了使与出口端口 llb连通着的连通用开口部lld和净化 流路入口部16a连通的连通路20，在该连通路20中配置了节流孔21， 由具有该节流孔21的流路连接着出口端口 lib和净化流路入口部 16a。通常，此节流孔21的流量是以进行了除湿的压缩空气中的必要 最小量流向上述流路，并由节流孔21减压而流向净化流路入口部16a 的方式设定的。另外，图示的节流孔21是固定节流孔，但可以作成从 膜式干燥器1的外部调节节流量的可变节流孔。
另外，在上述净化流路16中是导入来自增压器3的排出空气，但 因为增压器3内的油分、润滑脂等有可能进入该排出空气中，所以在 为了维持空心丝膜15a的性能需要除去它们的情况下，可以在从增压 器3到排出空气的第二配管8中设置油分离过滤器23。
在具有上述结构的膜式干燥器1中，如果从入口端口 lla供给应 被除湿的压缩空气，则该压缩空气从主机身11的连通用开口部llc经 由空心丝膜15a内被除湿，作为干燥压缩空气到达出口端口 llb。另 外，透过空心丝膜15a排向净化流路16的水分，由从净化流路入口部 16a流入而在净化流路16中流向净化流路出口部16b的低湿的净化空 气输出到外部。
作为上述除湿系统的构成要素的增压器3,概括地说是用于对从 上述膜式干燥器1的出口端口 llb输出的干燥压缩空气进行增压的， 是如图3所示的那样地构成的。即，此增压器3在增压器本体30上具 有 一对增压室40a、 40b;使上述干燥压缩空气经入口单向阀31a、 31a向该增压室40a、 40b流入的入口 31;为了向各种流体压力i殳备供 给已被进行了增压的压缩空气经出口单向阀32a、 32b输出的出口 32; 对流入到上述增压室40a、 40b的压缩空气进行增压的增压机构33。 上述增压机构33是通过将向上述入口 31供给的压缩空气自身的压力 作为压缩空气的增压来使用而向驱动室41a、 41b进行给排，使流入到 上述增压室40a、 40b的压缩空气逐次增压，将用于增压作用的使用完 的压缩空气向外部排出的设备。
若对图3例示的增压器3及其增压机构33进一步具体说明就是，上述增压器本体30具有由其内部中央的间壁35隔开的一对缸36a、 36b。在该缸36a、 36b内分别配设了活塞37a、 37b，这些活塞37a、 37b由气密地贯通上述间壁35的杆38相互连结着。而且，上述缸36a、 36b中的位于上述活塞37a、 37b的内面侧即间壁35侧的一对压力室 被作为增压室40a、 40b;位于上述活塞37a、 37b的外面侧的一对压 力室被作为驱动室41a、 41b。另外，上述增压室和驱动室也可以反过 来，在此情况下，在以下进行说明的增压机构也必须与其适合。
如前上述，上述增压室40a、 40b与使应被增压的干燥压缩空气经 单向阀31a、 31a流入的入口 31连通着，同时，为了向各种流体压力 设备供给已被进行了增压的压缩空气，经单向阀32a、 32b与出口 32 连通着。上述入口单向阀31a、 31b容许入口 31的压缩空气流入到增 压室40a、 40b，但阻止其逆流，另外，出口单向阀32a、 32b容许在 增压室40a、 40b中通过压缩进行了增压的空气向出口 32流出，但阻 止其逆流。
另一方面，上述驱动室41a、 41b，通过切换阀43的切换动作能 够与该切换阀43的供给口 44和排气口 45交替地连接。该切换阀43 的上述供给口 44与通向上述增压器本体30的入口 31的压缩空气的上 述流路7连通，上述排气口 45与上述第二配管8连通，使来自上述驱 动室41a、 41b的使用完的压缩空气从该第二配管8通过上述管接头 18流到膜式干燥器1的外来净化入口端口 16c。
上述切换阀43，如图3中由象征标志所示的那样，是设在增压器 本体30的间壁35内的，切换流路的阀体在其两端具有向上述缸36a、 36b内突出的推杆43a、 43b，该推杆43a、 43b由活塞37a、 37b推压， 由此上述阀体位移，对流路进行切换。即，是交替反复以下动作如 果向一方的驱动室41a或41b供给压缩空气，则上述活塞37a、 37b 位移，增压室40a或40b内的压缩空气被增压，同时，已被增压的压 缩空气从上述增压室40a或40b输出，如果该输出结束，则上述活塞 37a或37b推压推杆43a或43b，切换该切换阀43，与该切换阀43的 供给口 44连通着的驱动室41a或41b与排气口 45连通，同时，与该切换阀43的排气口 45连通着的驱动室41b或41a与供给口 44连通。 另外，压力调整阀47连接在通往切换阀43的供给口 44的流路上， 出口 32的压力被反馈给该压力调整阀47，由此，能以出口32的压力 一定的方式调整向上述驱动室41a、 41b供给的压力。
在具有上述结构的增压器3中，如图3所示，若在向驱动室41a 及增压室40b供给压缩空气的同时排出驱动室41b内的压缩空气，则 两活塞37a、 37b向左侧移动，依靠由上述驱动室41a及增压室40b 内的压缩空气的作用产生在两活塞37a、 37b上的力将上述增压室40a 的压缩空气压缩增压，同时，被进行了增压的压缩空气从该增压室40a 输出。图3表示在增压室40a内被进行了增压的压缩空气的输出结束 的状态。因为如果增压器3切换成此状态，则活塞37a推压推杆43a 而使切换阀43切换，所以，如该图所示，通过上述切换，该切换阀 43的供给口 44能够与驱动室41b连通，排气口 45能够与驱动室41a 连通。其结果，由于在与向驱动室41b供给来自供给口 44的压缩空气 的同时，驱动室41a内的压缩空气通过排气口 45被排出到外部，所以， 依靠由流入到驱动室41b的压缩空气和增压室40a内的压缩空气的作 用产生在活塞37a、 37b上发生的力，两活塞向右侧移动，增压室40b 的压缩空气被增压，此已增压的压缩空气经出口单向阀32b从出口 32 送出。
如果由于活塞37b的向右移动，活塞37b推压推杆43b，切换阀 43被进行切换，则在供给空气从切换阀43流入到驱动室41a的同时， 驱动室41b内的压缩空气从切换阀43的排气口 45排出，由此驱动室 41a的压缩空气和增压室40b内的压缩空气推压活塞37a向左移动， 使增压室40a的空气增压，此已增压的空气经出口单向阀32a从出口 32送出。以后，反复进行此动作。
上述增压器3中的增压机构33是这样的机构对由杆38相互连 结的活塞37a、 37b，由切换阀43的作用向一方的驱动室41a或41b 供给压缩空气，使该空气压作用于上述活塞37a、 37b，同时，使流入 到增压室40b或40a内的压缩空气的空气压作用于上述活塞37a、37b，
ii并使之产生驱动力，由此驱动力使增压室40a或40b的压缩空气增压， 将用于增压的驱动室的压缩空气向外部排出，若以具有为了增压而使 用这样被进行了增压的压缩空气自身的一部分的功能为前提，则可以 自由地变更其结构。
而且，在上述驱动室41a、 41b中，为了增压而使用的使用完的压 缩空气，由于预先在膜式干燥器1中作为低湿的压缩空气，所以通过 从排气口 45经过第二配管8及外来净化入口孔16c向膜式干燥器1 的净化流路供给，能够作为低湿的净化空气有效地利用。
图2表示本发明的实施例2。另外，因为此实施例2的增压器3 与由图3说明的实施例1的相同，所以省略该增压才几3的说明。
图2所示的实施例2的除湿系统具有膜式干燥器5及增压器3， 该膜式干燥器5及增压器3由第一配管7和第二配管8连接着，该第 一配管7用于使由上述膜式干燥器5进行了除湿的压缩空气流向上述 增压器3的入口 31，第二配管8用于使从该增压器3的排气口 45排 出的用于增压的使用完的排出空气导向上述膜式干燥器5的净化流路 56。由此，从上述膜式干燥器5供给到增压器3的压缩空气，与实施 例1同样被增压而供给到任意的流体压力设备，用于增压的使用完的 低湿的排出空气通过上述第二配管8向膜式干燥器5的净化流路56 供给，作为净化空气利用。
上述膜式千燥器5包括入口侧主体机身50，其具有与通向任意 流体压力设备的空气压管线连接的入口端口 50a;出口侧主体机身51， 其具有与上述增压器3的入口 31连接的出口端口 51a;笔直的空心筒 状的流路壳体53,其两端被连结在入口侧主体机身50及出口侧主体 机身51上；膜模块55，其被收容在该流路壳体53内，由内部流路的 两端部与上述入口侧主体机身50的入口端口 50a及出口侧主体机身 51的出口端口 51a连通的多个空心丝膜55a组成。由水蒸气透过膜组 成的上述空心丝膜55a，通过将多个扎成束的两端部由固定连接密封 部件55b、 55c固定，形成了上述膜模块55，通过将该固定连接密封 部件55b、 55c分别气密嵌合固定在流路壳体53的出口侧及入口侧，
12上述空心丝膜55a的内部流路与出口侧主体才几身51的出口端口 51a 及入口侧主体机身50的入口端口 50a连通。
另夕卜，在上述流路壳体53的内部，在空心丝膜55a的外侧形成了 净化流路56，该净化流路56的上述出口侧主体机身51侧的端部被作 为净化流路入口部56a,同时，上述入口侧主体机身50侧的端部被作 为净化流路出口部56b，在上述流路壳体53的上述净化流路入口部56a 侧设有与上述增压器3的排气口 45连接的外来净化入口端口 56c，在 上述流路壳体53的上述净化流路出口部56b侧设有净化排出口 56d。
进而，在上述膜式干燥器5上，设置了从上述出口侧主体机身51 的出口端口 51a或连接在其上的第一配管7分支，使该出口端口 51a 侧的进行了除湿的压缩空气的一部分流向净化流路入口部56a的连通 路60,在此连通路60中配置了节流孔61。通常，此节流孔61的流量 是以被进行了除湿的压缩空气中的所需要的最小量能够流到净化流路 入口部56a的方式i殳定的。
在上述膜式干燥器5中，从与入口侧主体机身50的入口端口 50a 连接着的配管供给的高压的被除湿空气，在通过空心丝膜55a的内侧 流路流向出口孔51a的过程中，由与在空心丝膜55a的外侧的净化流 路56中流动的净化空气之间的水蒸气分压的差进行除湿，进行了除湿 的压缩空气通过出口侧本体机身51的出口端口 51a被送到增压器3 的入口 31。另一方面，在上述净化流路56中湿度上升的净化空气通 过净化流路出口部56b及净化排出口 56d向大气中排出。上述净化空 气是来自增压器3的驱动室41a、 41b的使用完的低湿的排出空气，此 净化空气通过排气口 45、第二配管8及外来净化入口端口 56c被导入 到净化流路入口部56a。
另外，上述实施例2的其它的结构及作用，因为与实施例l一样， 所以在此省略说明。
权利要求
1. 增压器配管中的除湿系统，其特征在于，包括膜式干燥器，其具有多个通向空心丝膜的内部流路的两端的入口端口及出口端口、形成在上述空心丝膜的外侧的净化流路、位于此净化流路的两端部的净化流路入口部及净化流路出口部、与上述净化流路入口部连通的外来净化入口端口；增压器，其具有导入压缩空气的入口、来自该入口的压缩空气流入的驱动室及增压室、排出由驱动室的压力在增压室中进行了增压的压缩空气的出口、排出已用于在上述驱动室中增压的使用完的低压的排出空气的排气口；第一配管，其使从上述膜式干燥器的出口端口排出的进行了除湿的压缩空气流向上述增压器的入口；第二配管，其使从上述增压器的排气口排出的用于增压的上述排出空气流向膜式干燥器的净化流路。
2. 如权利要求1所述的除湿系统，其特征在于，上述膜式干燥器的出口端口和净化流路入口部由具有节流孔的连通路连接着。
3. 如权利要求2所述的除湿系统，其特征在于，上述净化流路设在弯曲地收容了上述空心丝膜的U字状的流路壳体的内部，该流路壳体的两端连结在具有上述入口端口及出口端口的膜式干燥器的主体机身上，上述节流孔设在该主体机身的内侧。
4. 如权利要求1或2所述的除湿系统，其特征在于，上述净化流路被设置在收容了上述空心丝膜的笔直的空心筒状的流路壳体的内侧。
5. 如权利要求1至3中的任一项所述的除湿系统，其特征在于，在笫二配管中设置了油分离过滤器。
6. 增压器配管中的除湿方法，其特征在于，使应除湿的高压的压缩空气流向膜式干燥器的多个空心丝膜的内部流路进行除湿，使进行了除湿的压缩空气流入到增压器的驱动室及增压室，将由驱动室的压力在增压室中进行了增压的压缩空气向流体压力设备供给，同时，使已用于在驱动室中增压的使用完的低压的排出空气流向设置在上述膜 式干燥器的空心丝膜的外侧的净化流路。
7.如权利要求6所述的除湿方法，其特征在于，使由上述膜式干 燥器进行了除湿的压缩空气的一部分减压而流向上述净化流路。
全文摘要
增压器配管中的除湿系统及除湿方法。将高压的压缩空气在膜式干燥器的空心丝膜中除湿后，使该压缩空气向增压器供给，将该压缩空气的一部分作为增压用来使用，由此，在由该增压器增压上述压缩空气的同时，使用于增压用的使用过的排出空气流向形成于上述膜式干燥器的空心丝膜的外侧的净化流路，将该排出空气作为净化空气利用。
文档编号B01D53/22GK101468279SQ20081018521
公开日2009年7月1日 申请日期2008年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者铃木敏弘 申请人:Smc株式会社