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公開番号2025016838
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023119564
出願日2023-07-24
発明の名称圧縮空気除湿装置及びその制御方法
出願人オリオン機械株式会社
代理人個人
主分類B01D 53/26 20060101AFI20250129BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】運転負荷状態に合わせたより最適な運転状態へ切り替える制御ができる圧縮空気除湿装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】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30が設けられ、除湿装置筐体30の内部に冷却用媒体を流通させる流路(例えば蒸発器14)が配置され、除湿装置筐体30の一次側の圧縮空気が導入される圧縮空気入口31に、空気流量センサ38と空気圧力センサ39が配設され、空気流量センサ38と空気圧力センサ39によって検出された前記一次側の圧縮空気に係る流量と圧力の検出情報に基づいて冷却用媒体を流通させる装置(例えば冷凍サイクル装置10)の負荷状態を判定し、負荷状態に応じて前記冷却用媒体を流通させる装置の運転の制御を行う制御装置60を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
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冷却用媒体を流通させる流路が配置されている圧縮空気除湿装置において、
前記除湿装置筐体の一次側の圧縮空気が導入される圧縮空気入口に、空気流量センサと空気圧力センサが配設され、
前記空気流量センサと空気圧力センサによって検出された前記一次側の圧縮空気に係る流量と圧力の検出情報に基づいて冷却用媒体を流通させる装置の負荷状態を判定し、負荷状態に応じて前記冷却用媒体を流通させる装置の運転の制御を行う制御装置を備えることを特徴とする圧縮空気除湿装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
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が併設されると共に、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ている圧縮空気除湿装置において、
前記除湿装置筐体の一次側の圧縮空気が導入される圧縮空気入口に、空気流量センサと空気圧力センサが配設され、
前記空気流量センサと空気圧力センサによって検出された前記一次側の圧縮空気に係る流量と圧力の検出情報に基づいて冷凍サイクル装置の負荷状態を判定し、負荷状態に応じて、前記圧縮機の運転の制御や、前記凝縮器の構成要素である凝縮器用冷却ファンの運転の制御を行う制御装置を備えることを特徴とする圧縮空気除湿装置。
【請求項３】
前記運転の制御が、インバータ制御によるものであることを特徴とする請求項２記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項４】
前記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３記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項５】
前記蒸発器がプレート式の熱交換器になっていることを特徴とする請求項４記載の圧縮空気除湿装置。
【請求項６】
請求項１～５のいずれかに記載の圧縮空気除湿装置を用い、導入される一次側の圧縮空気の流量と圧力の変化に応じて運転モードを切り替える制御方法であって、
流量が定格負荷の一定割合以下で且つ圧力が一定以下を維持しているか否かを判断する第１の判定ステップと、
第１の判定ステップで肯定的な判断がされた場合には無負荷或いは低負荷と判断して低負荷時モードへ運転を切り替える第１の切替ステップと、
第１の判定ステップで否定的な判断がされた場合において、流量が定格負荷以上で且つ圧力が一定以下を維持しているか否かを判断する第２の判定ステップと、
第２の判定ステップで肯定的な判断がされた場合には低圧増風負荷と判断して水分の結露の集合体であるドレン水の発生を低減させるモードである巻き上がり防止モードへ運転を切り替える第２の切替ステップと、
第２の判定ステップで否定的な判断がされた場合には通常運転を維持する運転維持ステップとを含むことを特徴とする圧縮空気除湿装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、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冷却用媒体を流通させる流路が配置されている圧縮空気除湿装置及びその制御方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍サイクル装置の電動モータが一定速回転で駆動する圧縮機が搭載されたドライヤー（圧縮空気除湿装置）では、負荷状態が変動しても回転数制御ができないため、常に一定の電力且つ１００％の能力で運転し、低温環境での無負荷時や低負荷時に凍結の可能性があった。また、低圧増風時の状況下でも、常に１００％の能力で運転していたため、ドレン水が多量に発生し、流速が速い条件時にはそのドレン水の持ち出しが発生し易くなっていた。
【０００３】
これに対して、従来の圧縮空気除湿装置の例としては、気体導入口から導入された圧縮空気を冷凍サイクルにおける蒸発器で冷却して圧縮空気内の水分を結露させることによって除湿して気体排出口から排出する熱交換器と、蒸発器を冷却するための冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と、除湿対象の圧縮空気についての除湿負荷を測定する除湿負荷測定手段（温度センサおよび制御部）と、除湿負荷測定手段の測定結果に基づいて冷媒圧縮機の動作状態を制御する制御部とを備え、制御部は、除湿負荷測定手段の測定結果が所定の負荷量を下回っているときに、少なくとも所定時間の間だけ冷媒圧縮機を間欠動作および動作停止のいずれかに制御する（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。
【０００４】
また、従来のプレート式の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２参照）ものが、本出願人によって提案されている。
【０００５】
また、従来の縦置き筒型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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－２４６３３６号公報（第１頁）
特開２０１４－１２４５６５号公報（第１頁）
特開２０１７－１２７８０１号公報（第１頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧縮空気除湿装置及びその制御方法に関して解決しようとする問題点は、従来は特許文献１にあるように、除湿負荷測定手段として温度センサが主体的に設けられたものが開示されているが、他のセンサの組み合わせで圧縮空気除湿装置の運転負荷状態を把握し、その運転負荷状態に合わせたより最適な運転状態へ切り替える制御ができる圧縮空気除湿装置及びその制御方法に関する提案がなされていないことにある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、運転負荷状態に合わせたより最適な運転状態へ切り替える制御ができる圧縮空気除湿装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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の一形態によれば、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冷却用媒体を流通させる流路が配置されている圧縮空気除湿装置において、前記除湿装置筐体の一次側の圧縮空気が導入される圧縮空気入口に、空気流量センサと空気圧力センサが配設され、前記空気流量センサと空気圧力センサによって検出された前記一次側の圧縮空気に係る流量と圧力の検出情報に基づいて冷却用媒体を流通させる装置の負荷状態を判定し、負荷状態に応じて前記冷却用媒体を流通させる装置の運転の制御を行う制御装置を備える。
【００１０】
また、本発明に係る圧縮空気除湿装置の一形態によれば、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が併設されると共に、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ている圧縮空気除湿装置において、前記除湿装置筐体の一次側の圧縮空気が導入される圧縮空気入口に、空気流量センサと空気圧力センサが配設され、前記空気流量センサと空気圧力センサによって検出された前記一次側の圧縮空気に係る流量と圧力の検出情報に基づいて冷凍サイクル装置の負荷状態を判定し、負荷状態に応じて、前記圧縮機の運転の制御や、前記凝縮器の構成要素である凝縮器用冷却ファンの運転の制御を行う制御装置を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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