任意溼度發生裝置的製作方法

2023-06-28 20:43:46

專利名稱：任意溼度發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使乾燥空氣和加溼空氣混合從而產生具有任意溼度的空氣的任意溼度產生裝置。
圖3表示產生具有按照各種需要的任意溼度的空氣的現有的任意溼度產生裝置(日本油空壓學會發行，「平成9年春季油空壓講演會論文集」的「用反饋控制的任意溼度發生系統的開發」參照93～96頁)。用空氣乾燥機11使從空氣壓源(壓縮機)10送來的空氣變成乾燥空氣，通過壓力控制閥(電空調節器)12控制乾燥空氣的壓力，然後分成二條線路(管路)流動。在第1條線路(一方的管路)流動的乾燥空氣由空氣加溼裝置(使乾燥空氣通過水槽的水中的裝置)15加溼，加溼空氣用第1流量控制閥14控制流量並流向流出管。在第2條線路(另外的管路)流動的乾燥空氣用第2流量控制閥(電空比例流量閥)16控制流量並流向流出管。
由於兩方管路的出口端與流出管的入口端連通，所以在流出管內乾燥空氣和加溼空氣混合。該混合比由第1流量控制閥14和第2流量控制閥16的打開度決定，使混合比按各式各樣比例變化，所以能產生具有任意溼度的空氣(混合空氣)。混合空氣通過流量傳感器17，用第1第1空氣罐19內的溼度傳感器21測定溼度，通過第2氣罐20、流出口38流出。這時，將希望的溼度輸入計算機22，使溼度傳感器21的測量值反饋，控制流量控制閥14、16的打開度，以便得到目標值。將第1空氣罐19內的壓力傳感器的測量值輸入計算機22，控制壓力控制閥12以便在各式各樣的壓力下測量溼度，從而能任意改變第1空氣罐19內的壓力。
現有的任意溼度產生裝置用反饋控制，改變第1流量控制閥14和第2流量控制閥16的打開度，控制在兩方的管路中流動的空氣流量，得到目標溼度。為了決定混合比使用2個流量控制閥，所以，裝置複雜，成本高，控制方法也複雜。由於加溼裝置15使乾燥空氣通過水中，所以不能得到高的溼度，有混入水滴的缺點。
本發明的第1課題是在任意溼度產生裝置中設置1個決定混合比的流量控制閥，從而使裝置的結構和控制方法簡單化；第2個課題是使加溼空氣中的溼度控制範圍寬，加溼空氣中的水分變少。
本發明的第1構成是在使2個管路的前端與乾燥空氣供給源連通，在一方的管路中插入空氣加溼裝置，兩方的管路的後端與流出管的前端連通，在流出管內使乾燥空氣和加溼空氣混合從而產生具有任意溼度的空氣的任意溼度發生裝置，僅在2個管路中另一方的管路中插入並設置流量控制閥。這裡，插入並設置空氣加溼裝置的一方管路(第1管路30A～30C)的最大有效橫剖面積與乾燥空氣流過的另外一方管路(第2管路31A～31C)的最大橫剖面積相比小很多。
本發明的第2構成是在第1構成中，使用使水與水的分子易透過但空氣難以透過的高分子透過膜的一面接觸水而使空氣與上述高分子透過膜的另一面接觸的空氣加溼裝置，使上述高分子透過膜一側的水分子透過上述高分子透過膜，被在上述高分子透過膜另一側流動的空氣吸收從而被加溼。
本發明第3構成是在第1第2構成中，在空氣加溼裝置與一方的管路出口端之間插入並設置霧分離器。


圖1是表示本發明的任意溼度產生裝置的實施例的迴路圖。
圖2是由本發明實施例的實驗所得到的流量控制閥的輸入電壓與露點溼度的關係圖。
圖3是表示現有的任意溼度產生裝置的迴路圖。
圖1表示本發明任意溼度發生裝置的實施例，對於是圖1中的構件且與圖3中的構件相同的構件，附加與圖3相同的符號。
本發明著眼於，插入並設置空氣加溼裝置15一方的管路(第1管路30)的最大有效剖面積與乾燥空氣流過的另一方管路(第2管路31)的最大有效剖面積相比小很多，其特徵是去掉現有的任意溼度產生裝置一方的管路的第1流量控制閥14，僅用另一方管路的流量控制閥控制溼度。
在圖1中，空氣壓源10用導入管29A與空氣乾燥機11的入口連通，空氣乾燥機11的出口用導入管29B與第1壓力控制閥(精密調節器)26的入口連通。第1壓力控制閥26的出口與導入管29C的前端連接，導入管29C的後端與第1管路30A的前端和第2管路31A的前端連接。該連接部分也可以用分支管，也可以用管接頭之類。第1管路30A的後端與空氣加溼裝置15的入口連接，用第1管路30B連通空氣加溼裝置15的出口和霧分離器25的入口，霧分離器25的出口連接第1管路30C的前端。第2管路31A的後端與流量控制閥(電空比例流量閥)24的入口連接，流量控制閥24的出口與第2管路31B的前端連接。
第1管路30C的後端和第2管路31B的後端與流出管32A的前端連接，該連接部分可以用合流管，也可以用管接頭之類。流出管32A的後端與第2壓力控制閥(精密調節器)27的入口連接，第2壓力控制閥27的出口與第1空氣罐19的入口用流出管32B連通。第1空氣罐19的出口和第2空氣罐20的入口用流出管32C連通，第2空氣罐20的出口和流量傳感器34的入口用流出管32D連通。流量傳感器34的出口和可變節流閥35的入口用流出管32E連通，可變節流閥35的出口和流出口38用流出管32F連通。
第1空氣罐19內的溫度和溼度由溫溼度傳感器46測量，溫溼度傳感器46的測量輸出通過布線40在A/D變換器36變換成數位訊號，通過布線42輸入到計算機22。同樣，第1空氣罐19內的壓力由壓力傳感器47測量，壓力傳感器47的測量輸出通過布線41在A/D變換器36變換成數位訊號，再通過布線42輸入到計算機22。計算機22的控制輸出通過布線43在D/A變換器37變換成模擬信號，再通過布線44輸入到流量控制閥24的螺線管。
如上所述，插入並設置了空氣加溼裝置15和霧分離器25的第1管路30(一方的管路)的最大有效剖面積與乾燥空氣流動的第2管路32(另一方管路)的最大有效剖面積相比小很多。因此，在第2管路插入並設置流量控制閥24，通過控制流量控制閥24，能大幅度改變乾燥空氣和加溼空氣的混合比，通過這些的混合能產生任意溼度的空氣。
空氣加溼裝置15的基本點在於，使用水分子易透過但空氣難以透過的高分子滲透膜，該高分子滲透膜的一面與水接觸，另一面與空氣接觸。圖1所示的空氣加溼裝置15使高分子滲透膜制的多根管(中空系)的前端與空氣加溼裝置15的入口連通，使該管的後端與空氣加溼裝置15的出口連通，將該管浸在水槽的水中。在使空氣流過該管時，高分子滲透膜一側(外側)的水分子透過滲透膜，被在高分子滲透膜另一側(內側)流動的空氣吸收並加溼。由於高分子滲透膜的滲透孔極小，被空氣吸收的水分子很細小，故可製造出均質的加溼空氣。通過增加管的根數、或並排連接空氣加溼裝置，能製造溼度非常高的加溼空氣。
下面，對本發明實施例的作用進行說明。從空氣壓源10通過導入管29A在空氣乾燥機11流動的空氣由空氣乾燥機11變為乾燥空氣。該乾燥空氣通過導入管29B流向第1壓力控制閥26，由第1壓力控制閥26控制成規定壓力。被控制了壓力的乾燥空氣從導入管29C分流到第1管路30A和第2管路31A，分流到第1管路30A的乾燥空氣通過空氣加溼裝置15被加溼。加溼空氣從第1管路30B流入霧分離器25，由霧分離器25除去露狀的水分(在透過高分子滲透膜後水分子集合了)。
分流到第2管路31A的乾燥空氣由流量控制閥24控制流量，通過第2管路31B流到流出管32A，加溼空氣通過第1管路30C流到流出管32A，乾燥空氣和加溼空氣在流出管32A中混合。在流出管32A中部分地混合的混合空氣通過第2壓力控制閥27、流出管32B，在這期間第2壓力控制閥27控制壓力到規定值，在充分混合後流入第1空氣罐19。混合空氣從第1空氣罐19通過流出管32C流向第2空氣罐20，由第2空氣罐貯藏。貯藏後的混合空氣通過流出管32D、流量傳感器34、流出管32E、可變節流閥35、流出管32F、流出口38，送到需要的某場所。
通過控制流量控制閥24決定乾燥空氣和加溼空氣的混合比，能製得任意溼度的空氣(混合空氣)。由溫溼度傳感器46檢測第1空氣罐19內混合空氣的溫度和溼度，由計算機22計算露點溫度，通過流量控制閥24能控制加壓下空氣的露點。圖2表示流量Q不同時的流量控制閥24的輸入電壓和露點溫度的關係的實驗結果。從圖2可知，用發明者的實驗裝置能控制露點的範圍是露點從-6℃到+17℃。由於將第1空氣罐19內的壓力傳感器47的測量值輸入給計算機22，所以能控制第1壓力控制閥26來任意地改變第1空氣罐19內的壓力。
在本發明第1方面的發明中，通過僅在2個管路中另一方管路插入並設置的流量控制閥，能決定(控制)在一方管路中流動的加溼空氣和在另一方管路流動的乾燥空氣的混合比。因此，能使任意溼度產生裝置的構成和控制方法簡化。
在本發明第2方面的發明中，一側的水分子被在高分子滲透膜的另一側流動的空氣吸收、加溼，使加溼空氣中的水分變細小。通過改變高分子滲透膜的面積，使加溼空氣中溼度的控制範圍變寬。
在本發明第3方面的發明中，能除去透過空氣加溼裝置的高分子滲透膜後集合的霧狀水分。
權利要求
1.一種任意溼度發生裝置，該裝置的2個管路的前端與乾燥空氣供給源連通，將空氣加溼裝置插入並設置在一方的管路上，兩方管路的後端連通流出管的前端，在流出管內乾燥空氣和加溼空氣混合，能產生具有任意溼度的空氣，其特徵在於，僅在2個管路中的另一方的管路中插入並設置流量控制閥。
2.如權利要求1所述的任意溼度發生裝置，其特徵在於，使用使水與水分子易透過但空氣難以透過的高分子滲透膜一方的面接觸且使空氣與上述高分子滲透膜的另一方的面接觸的空氣加溼裝置，上述高分子滲透膜一側的水分子透過上述高分子滲透膜，被在上述高分子滲透膜另一側流動的空氣吸收、加溼。
3.如權利要求1或2所述的任意溼度產生裝置，其特徵在於，在空氣加溼裝置和一方管路的出口端之間插入並設置霧分離器。
全文摘要
在任意溼度產生裝置中,使決定混合比的流量控制閥為1個並使裝置的構成和控制方法簡化作為第1課題。使2個管路30、31的前端連通乾燥空氣供給源10,在一方的管路30中插入並設置空氣加溼裝置15,使兩方的管路30、31的後端連通流出管32的前端,在流出管32內使乾燥空氣和加溼空氣混合,能產生任意溼度的空氣。這種任意溼度產生裝置僅在2個管路30、31中的另一方管路31上插入並設置流量控制閥,所以結構簡單。
文檔編號F24F11/02GK1321860SQ01110810
公開日2001年11月14日 申請日期2001年1月30日 優先權日2000年4月28日
發明者李軍, 妹尾滿, 張護平 申請人:Smc株式會社