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JP3644122B2 - Air drying cooling device - Google Patents

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JP3644122B2
JP3644122B2 JP08051196A JP8051196A JP3644122B2 JP 3644122 B2 JP3644122 B2 JP 3644122B2 JP 08051196 A JP08051196 A JP 08051196A JP 8051196 A JP8051196 A JP 8051196A JP 3644122 B2 JP3644122 B2 JP 3644122B2
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JP
Japan
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ethylene glycol
compressed air
air
overflow plate
heat exchanger
Prior art date
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JP08051196A
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Japanese (ja)
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JPH09239230A (en
Inventor
宏之 保坂
Original Assignee
石川島播磨重工業株式会社
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Publication date
Application filed by 石川島播磨重工業株式会社 filed Critical 石川島播磨重工業株式会社
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  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は大気を徐々に冷却し最終段で氷点下に冷却して取り出す冷却装置において、最終段で空気中の水分が氷結することがないようにする大気乾燥冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧縮された高温の大気を乾燥冷却する大容量の冷却装置としては、種々の冷媒を用いた多段の熱交換器を組み込んで、圧縮空気を徐々に冷却し、更に、出口側に設けた最終の熱交換器としての伝熱管内の冷媒と熱交換させてから0℃以下の低温空気として取り出すようにすることが、大気を氷点下レベルまで冷却するのに有利であるとされ、そのため、従来では、図5に一例を示す如く、横型とした胴体1の内部に、一端の入口2側から他端の出口3側に、冷媒として、比較的高温のエチレングリコール水溶液5を用いた熱交換器4と、冷媒として冷却水7を用いた熱交換器6と、冷媒として比較的低温のエチレングリコール水溶液9を用いた熱交換器8とを多段に配設し、更に、出口3側に最終段の熱交換器としての伝熱管10を配設して、該伝熱管10の前側位置に、エチレングリコール12を伝熱管10に向けて噴き付けるスプレー装置11を配設した構成の大気乾燥冷却装置が採用されている。13は圧縮機である。
【0003】
上記従来の大気乾燥冷却装置では、圧縮機13で圧縮された高温の圧縮空気Aが入口2から取り入れられると、先ず、1段目の熱交換器4を通過するときに冷却され、次いで、2段目の熱交換器6を通過するときに冷却された後、3段目の熱交換器8を通過するときに0℃〜10℃位まで冷却され、更に、伝熱管10を通過するときの熱交換で−30℃という氷点下レベルまで冷却されて、出口3より取り出されるようにしてある。
【0004】
上記多段の熱交換器4,6,8を経て冷却された空気が伝熱管10と接触して氷点下レベルまで冷却されるとき、空気中の水分が氷結して伝熱管10の表面に付着することにより伝熱管10の表面に着氷が生じ、伝熱管同士の間隔が狭くなり流路が塞がると共に伝熱性能が悪くなるという事態が発生する。
【0005】
そのため、従来の大気乾燥冷却装置では、伝熱管10の前に、伝熱管10に対しスプレー装置11よりエチレングリコール12を噴射することにより伝熱管10に接触する空気を乾燥させるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の大気乾燥冷却装置は、横型で且つ出口側の伝熱管10の前にエチレングリコールを噴射するスプレー装置11を設置しているものであるため、スプレー装置11から噴射されたエチレングリコール12が胴体1内で行き届かない場所が生じて、空気とエチレングリコールとを充分に接触させることができずに有効に除湿できず、伝熱管10の表面に着氷するおそれがあり、又、横型のため広い設置スペースを必要としていた。
【0007】
そこで、本発明は、伝熱管の部分で熱交換されて冷却される前の段階で空気を効果的に除湿乾燥させて伝熱管に着氷を生じさせることを防止し、且つ設置スペースを小さくできるような大気乾燥冷却装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、下端に圧縮空気の入口を有し且つ上端に出口を有する竪型の胴体内の下部に、上記圧縮空気入口から供給した高温の圧縮空気を順次熱交換して冷却するための熱交換器を多段に配設し、更に、胴体内の上端の出口側に、上記圧縮空気を氷点下に冷却する最終段の熱交換器としての伝熱管を設け、且つ上記圧縮空気を氷点下レベルに冷却する伝熱管の前に、空気を除湿するためのエチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を設けてなり胴体内下部の上記多段の熱交換器にて熱交換された圧縮空気を除湿し乾燥させてから上記最終段の熱交換器としての伝熱管へ導くようにした構成とする。
【0009】
これにより最終段階で氷点下レベルまで冷却する伝熱管の前の段階で圧縮空気は除湿器にてエチレングリコールと充分に接触させられて効果的に除湿されるため、伝熱管の部分で氷点下に冷却される空気は乾燥されていて伝熱管に着氷することがなくなる。
【0010】
エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、中央部の開口よりエチレングリコールをオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第1オーバーフロープレートと、該第1オーバーフロープレートから流下されたエチレングリコールを受けて周辺部よりオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第2オーバーフロープレートと、該第2オーバーフロープレートから流下したエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とすることにより、第1オーバーフロープレートからオーバーフローするエチレングリコールと、第2オーバーフロープレートからオーバーフローするエチレングリコールを、上昇する圧縮空気が蛇行しながら通過することから、空気の除湿が充分に行われる。
【0011】
又、除湿器における第1オーバーフロープレートと第2オーバーフロープレートのいずれか一方又は双方に、円周方向へ延びるスリットを設けた構成とすることにより、エチレングリコールと空気との接触を増やして除湿効果をより高めることができる。
【0012】
更に、エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、周辺部を多孔板とし且つ中央部分のエチレングリコールの受け部に円周方向に延びる複数のスリットを設けてなるプレートを用いたものと、該受け部から流下するエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とすることにより、構造簡単で且つエチレングリコールと空気との接触効率を高めることができることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0014】
図1及び図2は本発明の実施の一形態を示すもので、胴体1を、一端を下、他端を上となるよう竪型に配置して、下端を入口2、上端を出口3とし、上記胴体1内に、入口2から出口3側の方向に、図5に示す従来の冷却装置の場合と同様に、冷媒としてエチレングリコール水溶液又はプロピレングリコール水溶液5を用い且つCaCl2 溶液、NaCl溶液をブラインとして搬送されるようにした熱交換器4と、冷媒として冷却水7を用いた熱交換器6と、冷媒としてエチレングリコール水溶液9を用い且つCaCl2 溶液、NaCl溶液をブラインとする熱交換器8の順に多段に設置し、且つ出口3側に最終段の熱交換器として多数本の伝熱管10を配設して、伝熱管10内を流れる冷媒により熱交換できるようにしてある構成において、上記伝熱管10と熱交換器8との間に、冷却される圧縮空気中の水分を除去して圧縮空気を乾燥させるための除湿器14を設ける。
【0015】
除湿器14は、種々の構成とすることができるが、図1及び図2はその一形態を示すもので、エチレングリコール注入管15より注入されるエチレングリコール12を受けて中央部より均一にオーバーフローさせるようにするため、中央部の開口17周辺に堰18を設けてなる第1オーバーフロープレート16を、胴体1の内側面に接合させると共に、該第1オーバーフロープレート16の下方位置に、第1オーバーフロープレート16の中央部よりオーバーフローしてカーテン状に流下するエチレングリコール12を受けて周辺部より均一にオーバーフローさせるため周辺部に堰20を設けてなる第2オーバーフロープレート19を、胴体1の内側面に支持材21にて固定して、周囲を空気Aが上昇できるようにし、更に、上記第2オーバーフロープレート19の下方位置に、該第2オーバーフロープレート19からオーバーフローして流下するエチレングリコール12を受けて回収管23より回収できるようにする受皿22を胴体1の内側面に固定した構成としてある。
【0016】
圧縮機13により圧縮された高温の圧縮空気Aが入口2より胴体1内に供給されると、破線矢印の如く出口3側へ向けて上昇させられるが、この間に先ず、第1段目のエチレングリコール水溶液5を冷媒とする熱交換器4を通過するときに冷却され、次いで、冷却水7を冷媒とする第2段目の熱交換器6を通過するときに冷却され、続いてエチレングリコール水溶液9を冷媒とする第3段目の熱交換器8で更に冷却される。因に、入口2から供給される高温の圧縮空気の温度が180℃位とすると、第1段目の熱交換器4で約50〜100℃位まで冷却され、第2段目の熱交換器6で約30〜50℃位まで冷却され、第3段目の熱交換器8で0〜10℃位にまで冷却される。
【0017】
上記第3段目の熱交換器8で0〜10℃位まで冷却された空気は、第4段目の熱交換器として機能する伝熱管10の位置に達し、該伝熱管10内を流れる冷媒との熱交換により氷点下レベルまで冷却される。かかる最終段階の熱交換器としての伝熱管10の部分で空気が氷点下まで冷却されると、空気中の水分が氷結して伝熱管10の表面に付着する事態が生じるので、これを防止するため、0℃レベルで熱交換を行う伝熱管10の前段階で除湿して乾燥させるようにする。
【0018】
本発明の冷却装置における除湿器14は、第1オーバーフロープレート16と第2オーバーフロープレート19と受皿22とを3段構造とした構成としてあるので、除湿剤としてのエチレングリコール12を、第1オーバーフロープレート16の中央部の開口17よりオーバーフローさせて流下させることにより筒状にエチレングリコール12のカーテン12aを作ることができ、更に、第2オーバーフロープレート19の周辺部からオーバーフローさせることにより筒状にエチレングリコール12のカーテン12aを作ることができる。したがって、図2に示すように、破線矢印の如く上昇する圧縮空気Aは、受皿22の中央部を通り上昇した後、第2オーバーフロープレート19からオーバーフローするエチレングリコール12のカーテン12aを必ず通過しなければ上昇できないことから、確実に除湿され、更に、上方の第1オーバーフロープレート16の中央部開口17から流下するエチレングリコール12のカーテン12aを通過することにより除湿される。これにより伝熱管10に達する0℃レベルの圧縮空気A中の水分は、エチレングリコール12との効果的な接触によって除去され、伝熱管10での熱交換において氷結することがなくなり、伝熱管10の表面に着氷が生じることを防止することができる。
【0019】
次に、図3(イ)(ロ)は本発明の他の実施の形態を示すもので、図2に示した除湿器14と同様な構成において、第1オーバーフロープレート16に、周方向に不連続のスリット24を設け、該各スリット24からもカーテン状にエチレングリコール12が流下して第2オーバーフロープレート19に受けられるようにしたものである。図中、図2と同一のものには同一符号が付してある。
【0020】
かかる構成にすると、第1オーバーフロープレート16から流下するエチレングリコール12のカーテン12aが半径方向に部分的に二重になるので、この二重に流下するエチレングリコール12を圧縮空気Aが通過することになって、より効果的に除湿が行われることになる。
【0021】
なお、第2オーバーフロープレート19の外周部に同様のスリットを設ければ、第2オーバーフロープレート19から流下するエチレングリコール12を部分的に二重にできて更に空気との接触効率を高められて有利であり、この場合に第1オーバーフロープレート16と第2オーバーフロープレート19のいずれか一方のみに上記スリット24を設けるようにしてもよい。
【0022】
図4(イ)(ロ)は本発明の更に他の実施の形態を示すもので、除湿器14として、図2、図3に示した第1オーバーフロープレート16と第2オーバーフロープレート19を2段に設けたことに代えて、周辺部に多数の小孔26を設け且つ中央部にエチレングリコール12の受け部27を設け、該受け部27に複数のスリット28を円周方向に設けたプレート25を用い、注入管15より注入されるエチレングリコール12が各スリット28からカーテン状に流下するようにして受皿22にて受けられるようにし、一方、圧縮空気Aは破線矢印の如く流下するエチレングリコール12を通過して周辺部の多数の小孔26を通って上昇するようにしたものである。
【0023】
この実施の形態によっても、圧縮空気Aとエチレングリコール12との接触が充分に行われて、圧縮空気A中の水分を除去できて効果的に除湿することができる。
【0024】
なお、上記実施の形態では、熱交換器4,6,8を3段に設置した場合を例示したが、3段以外でもよいこと、又、除湿器14へ注入するエチレングリコール12は、エチレングリコール濃縮ユニットより供給し、除湿器14から回収されたエチレングリコール12は回収タンクに一旦貯えた後、ポンプでエチレングリコール濃縮ユニットへ戻して循環させるようにしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【0025】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の大気乾燥冷却装置によれば、次の如き優れた効果を奏し得る。
(1)下端に圧縮空気の入口を有し且つ上端に出口を有する竪型の胴体内の下部に、上記圧縮空気入口から供給した高温の圧縮空気を、順次熱交換して冷却するための熱交換器を多段に配設し、更に、胴体内の上端の出口側に、上記圧縮空気を氷点下に冷却する最終段の熱交換器としての伝熱管を設け、且つ上記圧縮空気を氷点下レベルに冷却する伝熱管の前に、空気を除湿するためのエチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を設けてなり、胴体内下部の上記多段の熱交換器にて熱交換された圧縮空気を除湿し乾燥させてから上記最終段の熱交換器としての伝熱管へ導くようにした構成としてあるので、多段の熱交換器を通過して0℃位まで冷却された空気を、カーテン状に流下するエチレングリコールと効果的に接触させることができて確実に除湿させることができ、これにより最終段で空気中の水分が氷結することがなくなって、伝熱管の表面に着氷を生じさせることを防止できる。又、竪型としたことから、上記のように除湿用のエチレングリコールをカーテン状に流下させることができる除湿器を設置することが可能になるばかりでなく、設置スペースを従来の横型に比して大幅に節約することができる。
(2)更に、エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、中央部の開口よりエチレングリコールをオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第1オーバーフロープレートと、該第1オーバーフロープレートから流下されたエチレングリコールを受けて周辺部よりオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第2オーバーフロープレートと、該第2オーバーフロープレートから流下したエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とすることにより圧縮空気がエチレングリコールと2段階に接触できて除湿効果を高めることができる。
(3)又、除湿器における第1オーバーフロープレートと第2オーバーフロープレートのいずれか一方又は双方に、円周方向へ延びるスリットを設けた構成とすることにより、オーバーフローするエチレングリコールのほかにスリットからもカーテン状にエチレングリコールを流下させることができて、エチレングリコールのカーテンを同じ高さ位置で二重にもすることができ、空気との接触効率をより高め得られて除湿効果を高めることができる。
(4)エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、周辺部を多孔板とし且つ中央部分のエチレングリコールの受け部に円周方向に延びる複数のスリットを設けてなるプレートを用いたものと、該受け部から流下するエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とすることにより、圧縮空気とエチレングリコールとの接触が充分に行われて圧縮空気中の水分を除去できて、効果的に除湿することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の大気乾燥冷却装置の実施の一形態の概略を示す側面図である。
【図2】図1の除湿器の拡大断面図である。
【図3】除湿器の他の形態を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は(イ)のB−B断面図である。
【図4】除湿器の更に他の形態を示すもので、(イ)は切断側面図、(ロ)は(イ)のC−C断面図である。
【図5】従来の大気乾燥冷却装置の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
1 胴体
2 入口
3 出口
4 熱交換器
6 熱交換器
8 熱交換器
10 伝熱管
12 エチレングリコール
13 圧縮機
14 除湿器
15 注入管
16 第1オーバーフロープレート
17 開口
19 第2オーバーフロープレート
22 受皿
23 回収管
24 スリット
25 プレート
26 小孔
27 受け部
28 スリット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air drying and cooling device that gradually cools the atmosphere and cools it to below the freezing point in the final stage to prevent moisture in the air from freezing in the final stage.
[0002]
[Prior art]
As a large-capacity cooling device for drying and cooling the compressed high-temperature air, a multi-stage heat exchanger using various refrigerants is incorporated, the compressed air is gradually cooled, and the final installed on the outlet side Heat exchange with the refrigerant in the heat transfer tube as a heat exchanger and taking out as low-temperature air of 0 ° C. or less is considered advantageous for cooling the atmosphere to a sub-freezing level. As shown in an example in FIG. 5, a heat exchanger 4 using a relatively high-temperature ethylene glycol aqueous solution 5 as a refrigerant is provided inside a horizontal body 1 from the inlet 2 side at one end to the outlet 3 side at the other end. The heat exchanger 6 using the cooling water 7 as the refrigerant and the heat exchanger 8 using the relatively low-temperature ethylene glycol aqueous solution 9 as the refrigerant are arranged in multiple stages, and further, the final stage heat is provided on the outlet 3 side. Heat exchanger tube 10 as an exchanger is disposed The front position of the heat transfer tube 10, air drying cooling apparatus in which is disposed a spray device 11 for spraying toward ethylene glycol 12 to the heat transfer tube 10 is employed. 13 is a compressor.
[0003]
In the conventional air drying cooling apparatus, when the high-temperature compressed air A compressed by the compressor 13 is taken in from the inlet 2, it is first cooled when passing through the first stage heat exchanger 4, and then 2 After being cooled when passing through the heat exchanger 6 at the stage, it is cooled to about 0 ° C. to 10 ° C. when passing through the heat exchanger 8 at the third stage, and further when passing through the heat transfer tube 10. It is cooled to a sub-freezing level of −30 ° C. by heat exchange and taken out from the outlet 3.
[0004]
When the air cooled through the multi-stage heat exchangers 4, 6, 8 is brought into contact with the heat transfer tube 10 and cooled to a sub-freezing level, moisture in the air freezes and adheres to the surface of the heat transfer tube 10. As a result, icing occurs on the surface of the heat transfer tube 10, the interval between the heat transfer tubes becomes narrow, the flow path is blocked, and the heat transfer performance deteriorates.
[0005]
Therefore, in the conventional air drying and cooling device, before the heat transfer tube 10, the air that contacts the heat transfer tube 10 is dried by spraying ethylene glycol 12 from the spray device 11 onto the heat transfer tube 10.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional air drying and cooling device is a horizontal type and has a spray device 11 for injecting ethylene glycol in front of the heat transfer tube 10 on the outlet side, the ethylene glycol injected from the spray device 11 is used. 12 may not reach within the body 1, and air and ethylene glycol cannot be sufficiently brought into contact with each other to effectively dehumidify, and there is a risk of icing on the surface of the heat transfer tube 10. Because it is a horizontal type, a large installation space was required.
[0007]
Therefore, the present invention prevents the air from being effectively dehumidified and dried to form icing on the heat transfer tube before it is cooled by heat exchange at the heat transfer tube portion, and the installation space can be reduced. It is an object of the present invention to provide such an air drying cooling device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to solve the above problems, in the lower part of the fuselage of the vertical having an outlet in and an upper end having an inlet for compressed air to the lower end, sequential compressed high temperature air was fed from the compressed air inlet Heat exchangers for heat exchange and cooling are arranged in multiple stages, and further, on the outlet side at the upper end in the fuselage, a heat transfer tube as a final stage heat exchanger for cooling the compressed air below freezing point is provided, In addition, before the heat transfer tube for cooling the compressed air to a sub-freezing level, ethylene glycol for dehumidifying the air is allowed to flow down in a curtain form and the rising compressed air is brought into contact through the ethylene glycol flowing down in a curtain form. A dehumidifier is provided , and the compressed air heat-exchanged by the multi-stage heat exchanger at the lower part of the fuselage is dehumidified and dried, and then guided to the heat transfer tube as the final-stage heat exchanger. Toss .
[0009]
As a result, the compressed air is brought into sufficient contact with ethylene glycol in the dehumidifier and effectively dehumidified in the previous stage of the heat transfer tube that cools to the sub-freezing level in the final stage. The air that is being dried is no longer icing on the heat transfer tubes.
[0010]
A dehumidifier configured to allow ethylene glycol to flow down in a curtain shape and to let the compressed air rising as it flows through the ethylene glycol flow down in the curtain shape to overflow the ethylene glycol from the opening in the center and flow down into the curtain shape. A first overflow plate; a second overflow plate that receives ethylene glycol flowing down from the first overflow plate and overflows from a peripheral portion to flow down in a curtain shape; and a tray that receives ethylene glycol flowing down from the second overflow plate With the configuration, the compressed air that rises up the ethylene glycol that overflows from the first overflow plate and the ethylene glycol that overflows from the second overflow plate From passing through with the line, dividing the air humidity is sufficiently performed.
[0011]
In addition, by providing a slit extending in the circumferential direction on one or both of the first overflow plate and the second overflow plate in the dehumidifier, the contact between ethylene glycol and air is increased and the dehumidifying effect is obtained. Can be increased.
[0012]
Further, a dehumidifier configured to allow ethylene glycol to flow down in a curtain shape and to let compressed air rising as it passes through the ethylene glycol flowing down in a curtain shape to have a peripheral portion as a perforated plate and a central portion of the ethylene glycol receiving portion. By using a plate comprising a plurality of slits extending in the circumferential direction and a receiving tray for receiving ethylene glycol flowing down from the receiving portion , the structure is simple and ethylene glycol and air Contact efficiency can be increased.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 show an embodiment of the present invention. The body 1 is arranged in a bowl shape so that one end is on the bottom and the other end is on the top, and the lower end is the inlet 2 and the upper end is the outlet 3. In the body 1, in the direction from the inlet 2 to the outlet 3, as in the case of the conventional cooling device shown in FIG. 5, an ethylene glycol aqueous solution or a propylene glycol aqueous solution 5 is used as a refrigerant, and a CaCl 2 solution and a NaCl solution are used. Heat exchanger 4 that is conveyed as brine, heat exchanger 6 that uses cooling water 7 as a refrigerant, ethylene glycol aqueous solution 9 as a refrigerant, and heat exchange that uses CaCl 2 solution and NaCl solution as brine In a configuration in which a plurality of heat transfer tubes 10 are arranged as a final stage heat exchanger on the outlet 3 side so that heat can be exchanged by the refrigerant flowing in the heat transfer tubes 10. , A dehumidifier 14 is provided between the heat transfer tube 10 and the heat exchanger 8 to remove moisture in the compressed air to be cooled and dry the compressed air.
[0015]
Although the dehumidifier 14 can have various configurations, FIGS. 1 and 2 show one form thereof, and the ethylene glycol 12 injected from the ethylene glycol injection pipe 15 receives the ethylene glycol 12 and overflows uniformly from the central portion. For this purpose, a first overflow plate 16 having a weir 18 provided around the central opening 17 is joined to the inner surface of the fuselage 1, and the first overflow plate 16 is positioned below the first overflow plate 16. A second overflow plate 19 provided with a weir 20 in the peripheral portion for receiving the ethylene glycol 12 overflowing from the central portion of the plate 16 and flowing down in a curtain shape to uniformly overflow from the peripheral portion is provided on the inner surface of the body 1. It is fixed by the support material 21 so that the air A can rise around it, and the second over The lower position of the flow plate 19, from the second overflow plate 19 as configured with a fixed pan 22 to allow the recovery from the recovery pipe 23 receives the ethylene glycol 12 flowing down overflow the inner surface of the body 1.
[0016]
When the high-temperature compressed air A compressed by the compressor 13 is supplied into the body 1 from the inlet 2, it is raised toward the outlet 3 as indicated by the broken line arrow. Cooled when passing through the heat exchanger 4 using the aqueous glycol solution 5 as a refrigerant, then cooled when passing through the second-stage heat exchanger 6 using the cooling water 7 as a refrigerant, and then the aqueous ethylene glycol solution Further cooling is performed by a third-stage heat exchanger 8 using 9 as a refrigerant. Incidentally, if the temperature of the high-temperature compressed air supplied from the inlet 2 is about 180 ° C., it is cooled to about 50 to 100 ° C. by the first stage heat exchanger 4, and the second stage heat exchanger 6 is cooled to about 30 to 50 ° C., and is cooled to about 0 to 10 ° C. in the third stage heat exchanger 8.
[0017]
The air cooled to about 0 to 10 ° C. by the third-stage heat exchanger 8 reaches the position of the heat transfer tube 10 that functions as the fourth-stage heat exchanger, and flows through the heat transfer tube 10. It is cooled to below freezing point by heat exchange. In order to prevent this, when the air is cooled to below the freezing point in the portion of the heat transfer tube 10 as the heat exchanger in the final stage, moisture in the air freezes and adheres to the surface of the heat transfer tube 10. In the previous stage of the heat transfer tube 10 that performs heat exchange at the 0 ° C. level, it is dehumidified and dried.
[0018]
Since the dehumidifier 14 in the cooling device of the present invention has a structure in which the first overflow plate 16, the second overflow plate 19 and the receiving tray 22 have a three-stage structure, ethylene glycol 12 as a dehumidifying agent is used as the first overflow plate. The curtain 12a of ethylene glycol 12 can be made into a cylindrical shape by overflowing and flowing down from the opening 17 in the center of the 16 and further, the ethylene glycol can be made into a cylindrical shape by overflowing from the peripheral portion of the second overflow plate 19 Twelve curtains 12a can be made. Therefore, as shown in FIG. 2, the compressed air A that rises as indicated by the broken-line arrow must pass through the curtain 12 a of ethylene glycol 12 that rises through the central portion of the tray 22 and then overflows from the second overflow plate 19. Therefore, the moisture is surely dehumidified and further dehumidified by passing through the curtain 12a of ethylene glycol 12 flowing down from the central opening 17 of the upper first overflow plate 16. As a result, the moisture in the compressed air A at the 0 ° C. level reaching the heat transfer tube 10 is removed by effective contact with the ethylene glycol 12 and is not frozen in heat exchange in the heat transfer tube 10. It is possible to prevent icing from occurring on the surface.
[0019]
Next, FIGS. 3A and 3B show another embodiment of the present invention. In the same configuration as the dehumidifier 14 shown in FIG. A continuous slit 24 is provided, and the ethylene glycol 12 flows in a curtain shape from each slit 24 so as to be received by the second overflow plate 19. In the figure, the same components as those in FIG.
[0020]
With such a configuration, the curtain 12a of ethylene glycol 12 flowing down from the first overflow plate 16 is partially doubled in the radial direction, so that the compressed air A passes through the ethylene glycol 12 flowing down in double. Thus, dehumidification is performed more effectively.
[0021]
In addition, if the same slit is provided in the outer peripheral part of the 2nd overflow plate 19, the ethylene glycol 12 which flows down from the 2nd overflow plate 19 can be made partially double, and the contact efficiency with air can be improved further, and it is advantageous. In this case, the slit 24 may be provided in only one of the first overflow plate 16 and the second overflow plate 19.
[0022]
FIGS. 4A and 4B show still another embodiment of the present invention. As the dehumidifier 14, the first overflow plate 16 and the second overflow plate 19 shown in FIGS. The plate 25 is provided with a plurality of small holes 26 in the peripheral portion and a receiving portion 27 of the ethylene glycol 12 in the central portion, and a plurality of slits 28 provided in the circumferential direction in the receiving portion 27. The ethylene glycol 12 injected from the injection tube 15 is received by the receiving tray 22 so as to flow down from the slits 28 in the form of curtains, while the compressed air A flows down as indicated by the broken arrow. Through the small holes 26 in the peripheral portion.
[0023]
Also in this embodiment, the compressed air A and the ethylene glycol 12 are sufficiently brought into contact with each other, so that moisture in the compressed air A can be removed and the moisture can be effectively dehumidified.
[0024]
In addition, in the said embodiment, although the case where the heat exchangers 4, 6, and 8 were installed in three steps was illustrated, it may be other than three steps, and the ethylene glycol 12 injected into the dehumidifier 14 is ethylene glycol. The ethylene glycol 12 supplied from the concentrating unit and recovered from the dehumidifier 14 may be temporarily stored in a recovery tank and then returned to the ethylene glycol concentrating unit with a pump for circulation. It goes without saying that various changes can be made within the range not to be performed.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the air drying and cooling apparatus of the present invention, the following excellent effects can be obtained.
(1) Heat for cooling by sequentially exchanging high-temperature compressed air supplied from the compressed air inlet at the lower part of a saddle-shaped body having an inlet for compressed air at the lower end and an outlet at the upper end The exchangers are arranged in multiple stages, and a heat transfer tube as a final stage heat exchanger for cooling the compressed air below the freezing point is provided on the outlet side at the upper end of the fuselage, and the compressed air is cooled to a sub-freezing level. In front of the heat transfer tube, a dehumidifier is provided in which ethylene glycol for dehumidifying the air flows down in a curtain and the rising compressed air is made to contact through the ethylene glycol flowing down in the form of a curtain. Since the compressed air heat-exchanged in the multi-stage heat exchanger at the inner and lower parts is dehumidified and dried and then guided to the heat transfer tube as the final-stage heat exchanger, the multi-stage heat exchanger The Then, the air cooled to about 0 ° C. can be effectively brought into contact with the ethylene glycol flowing down in the form of a curtain and can be reliably dehumidified, so that moisture in the air freezes in the final stage. it gone, Ru can be prevented to cause icing on the surface of the heat transfer tube. In addition, since it is a vertical type, it is possible not only to install a dehumidifier that can flow ethylene glycol for dehumidification in the form of a curtain as described above, but also to reduce the installation space compared to the conventional horizontal type. Ru can be significant savings Te.
(2) Further, a dehumidifier configured to allow ethylene glycol to flow down in a curtain shape and to let compressed air rising as it flows through the ethylene glycol flow down in a curtain shape to overflow the ethylene glycol from the opening in the center portion and to curtain A first overflow plate that flows down in a cylindrical shape, a second overflow plate that receives ethylene glycol that has flowed down from the first overflow plate, overflows from the periphery, and flows down in a curtain shape, and ethylene that flows down from the second overflow plate with the structure comprising a receiving tray for receiving a glycol, compressed air Ru can increase the dehumidification effect can contact the ethylene glycol and 2-step.
(3) In addition to the overflowing ethylene glycol, the slits extending in the circumferential direction are provided in either or both of the first overflow plate and the second overflow plate in the dehumidifier. The ethylene glycol can flow down in the form of a curtain, the ethylene glycol curtain can be doubled at the same height, and the contact efficiency with the air can be further improved, and the dehumidifying effect can be enhanced. The
(4) A dehumidifier configured to allow ethylene glycol to flow down in a curtain shape and to bring the compressed air that rises through the ethylene glycol flowing down into a curtain shape into contact with the periphery of the dehumidifier and to receive ethylene glycol in the central portion. By using a plate comprising a plate provided with a plurality of slits extending in the circumferential direction and a receiving tray for receiving ethylene glycol flowing down from the receiving portion, contact between compressed air and ethylene glycol is prevented. It is sufficiently performed to remove moisture in the compressed air, and can be effectively dehumidified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an outline of an embodiment of an air drying cooling apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the dehumidifier of FIG.
FIGS. 3A and 3B show another embodiment of the dehumidifier, in which FIG. 3A is a cut side view, and FIG.
4A and 4B show still another embodiment of the dehumidifier, where FIG. 4A is a cut side view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 5 is a side view schematically showing a conventional air drying and cooling apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 2 Inlet 3 Outlet 4 Heat exchanger 6 Heat exchanger 8 Heat exchanger 10 Heat transfer pipe 12 Ethylene glycol 13 Compressor 14 Dehumidifier 15 Injection pipe 16 1st overflow plate
17 Opening 19 Second overflow plate 22 Receptacle 23 Recovery tube 24 Slit 25 Plate 26 Small hole
27 Receiving part 28 Slit

Claims (4)

下端に圧縮空気の入口を有し且つ上端に出口を有する竪型の胴体内の下部に、上記圧縮空気入口から供給した高温の圧縮空気を順次熱交換して冷却するための熱交換器を多段に配設し、更に、胴体内の上端の出口側に、上記圧縮空気を氷点下に冷却する最終段の熱交換器としての伝熱管を設け、且つ上記圧縮空気を氷点下レベルに冷却する伝熱管の前に、空気を除湿するためのエチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を設けてなり胴体内下部の上記多段の熱交換器にて熱交換された圧縮空気を除湿し乾燥させてから上記最終段の熱交換器としての伝熱管へ導くようにしたことを特徴とする大気乾燥冷却装置。 The lower part of the fuselage of the vertical having an outlet to and upper end has an inlet for compressed at a lower end air, a heat exchanger for cooling the compressed air of high temperature is supplied from the compressed air inlet to replace sequential heat A heat transfer tube that is arranged in multiple stages and further has a heat transfer tube as a final stage heat exchanger that cools the compressed air below the freezing point on the outlet side of the upper end in the fuselage , and that cools the compressed air to a sub-freezing level. of before, it becomes the ethylene glycol for dehumidifying the air to provide a dehumidifier that is the compressed air rises to be in contact throughout the glycol flowing down like a curtain causes to flow in a curtain shape, fuselage lower An air drying / cooling apparatus, wherein the compressed air heat-exchanged by the multi-stage heat exchanger is dehumidified and dried, and then guided to the heat transfer tube as the final-stage heat exchanger . エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、中央部の開口よりエチレングリコールをオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第1オーバーフロープレートと、該第1オーバーフロープレートから流下されたエチレングリコールを受けて周辺部よりオーバーフローさせてカーテン状に流下させる第2オーバーフロープレートと、該第2オーバーフロープレートから流下したエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とする請求項1記載の大気乾燥冷却装置。 A dehumidifier configured to allow ethylene glycol to flow down in a curtain shape and to let the compressed air rising as it flows through the ethylene glycol flow down in the curtain shape to overflow the ethylene glycol from the opening in the center and flow down into the curtain shape. A first overflow plate, a second overflow plate that receives ethylene glycol flowing down from the first overflow plate, overflows from the periphery, and flows in a curtain shape, and a tray that receives ethylene glycol flowing down from the second overflow plate The air drying / cooling device according to claim 1, wherein 除湿器における第1オーバーフロープレートと第2オーバーフロープレートのいずれか一方又は双方に、円周方向へ延びるスリットを設けた請求項2記載の大気乾燥冷却装置。The air drying / cooling device according to claim 2, wherein a slit extending in a circumferential direction is provided in one or both of the first overflow plate and the second overflow plate in the dehumidifier . エチレングリコールをカーテン状に流下させると共に上昇する圧縮空気をカーテン状に流下するエチレングリコール中を通して接触させるようにしてある除湿器を、周辺部を多孔板とし且つ中央部分のエチレングリコールの受け部に円周方向に延びる複数のスリットを設けてなるプレートを用いたものと、該受け部から流下するエチレングリコールを受ける受皿とからなる構成とする請求項1記載の大気乾燥冷却装置。 A dehumidifier that is made to contact ethylene glycol flowing down into the curtain shape and let the rising compressed air flow through the ethylene glycol flowing down into the curtain shape is made into a perforated plate at the periphery and a circle at the ethylene glycol receiving portion at the center. 2. An air drying and cooling apparatus according to claim 1, comprising a plate using a plate provided with a plurality of slits extending in the circumferential direction and a receiving tray for receiving ethylene glycol flowing down from the receiving portion .
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