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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Entfeuchtungssystem und
ein Entfeuchtungsverfahren in einer Druckerhöhungsleitung,
wobei die verbrauchte, abgelassene Luft mit niedrigem Druck und niedriger
Feuchtigkeit, die für die Druckerhöhung von Druckluft
in einem Druckerverstärker eingesetzt wird, genutzt wird,
um als Spülluft für einen Membrantrockner zu dienen.
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Aus
der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterveröffentlichung
JP 61-32801 ist eine Druckerhöhungseinrichtung
bekannt, bei der Druckluft in eine Antriebskammer und eine Druckerhöhungskammer
eines Druckverstärkers eingebracht wird, wobei die Druckluft,
deren Druck in der Druckerhöhungskammer durch Druck der
Antriebskammer erhöht wird, einer Fluiddruckvorrichtung
zugeführt wird. Bei diesem Druckverstärker wird
die Ablassluft der Antriebskammer mit niedrigem Druck, die zur Druckerhöhung
der Druckluft in der Druckerhöhungskammer verwendet wird,
nach außen abgeführt.
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Außerdem
sind verschiedene Membrantrockner (Membran-Entfeuchtungseinrichtungen)
bekannt, bei denen die zu entfeuchtende Luft mit hohem Druck durch
einen inneren Strömungsweg einer hohlen Strangmembran geführt
wird und bei denen Spülluft mit niedrigem Druck und niedriger
Feuchtigkeit durch einen Spülströmungsweg außerhalb
der hohlen Strangmembran geführt wird und Feuchtigkeit in
der zu entfeuchtenden Druckluft dadurch entfeuchtet wird, dass die
Druckluft entsprechend dem Dampfpartialdruck auf der Innen- und
Außenseite der hohlen Strangmembran durch die hohle Strangmembran übertritt
und dass die entfeuchtete Druckluft der Fluiddruckvorrichtung zugeführt
wird. Außerdem wird ein Teil der entfeuchteten Druckluft
dazu verwendet, als die oben beschriebene Spülluft zu dienen
(vergleiche bspw. die japanische ungeprüfte Gebrauchtmusterveröffentlichung
JP 02-70718 ).
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Da
der oben genannte Druckverstärker so aufgebaut ist, dass
die verbrauchte Luft, die zur Erhöhung des Luftdrucks eingesetzt
wird, bei Bedarf an die Umgebung abgegeben wird und da der oben
genannte Membrantrockner so aufgebaut ist, dass er einen Teil der
entfeuchteten Druckluft als Spülluft nutzt, wird in einem
Fall, in dem die Druckluft, die mit Hilfe des oben genannte Membrantrockners
entfeuchtet wurde, bei der Erhöhung des Luftdrucks mit
Hilfe des Druckverstärkers eingesetzt wird, eine große
Menge der einmal komprimierten Luft an die Umgebung abgegeben. Dies
verschwendet Energie. Dieses Problem tritt selbstverständlich
auch bei einem Fall auf, bei dem der Membrantrockner und der Druckverstärker
in der gleichen Leitung verwendet werden, oder in einem Fall, bei
dem die jeweiligen Positionen des Membrantrockners und des Druckverstärkers,
die an unterschiedlichen Leitungen vorgesehen sind, nahe beieinander
angeordnet sind.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effiziente Energieeinsparung
zu ermöglichen, indem die Luftmenge, die von dem Membrantrockner und
dem Druckverstärker an die Umgebung abgegeben wird, auch
in einem Fall, bei dem die Druckluft, die mit Hilfe des Membrantrockners
entfeuchtet wurde, bei der Erhöhung des Luftdruckes mit
Hilfe des Druckverstärkers verwendet wird, verringert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst ein Entfeuchtungssystem in einer
Druckerhöhungsleitung gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Membrantrockner mit einem Einlassanschluss und einem
Auslassanschluss, die mit den jeweiligen Enden eines inneren Strömungsweges
einer Mehrzahl hohler Strangmembranen verbunden sind, einen Spülströmungsweg,
der an einer Außenseite der hohlen Strangmembran ausgebildet
ist, wobei ein Spülströmungswegeinlassabschnitt
und ein Spülströmungswegauslassabschnitt an den
beiden Endabschnitten des Spülströmungsweges angeordnet sind,
und einen weiteren Spüleinlassanschluss, der mit dem Spülströmungswegeinlassabschnitt
in Verbindung treten kann, einen Druckverstärker mit einem
Einlass für die Zufuhr von Druckluft, einer Antriebskammer
und einer Druckerhöhungskammer, in welche die Druckluft
von dem Einlass strömt, einem Auslass, vom welchem die
Druckluft, deren Druck in der Druckerhöhungskammer mit
Hilfe des Drucks der Antriebskammer erhöht wurde, abgeführt
wird, und einen Abfuhrauslass, aus dem die verbrauchte Ablassluft,
die zur Druckerhöhung in der Antriebskammer verwendet wird,
abgeführt wird, eine erste Leitung, über welche
die entfeuchtete Druckluft, die von dem Auslassanschluss des Membrantrockners
abgeführt wird, zu dem Einlass des Druckverstärkers
geführt wird, und eine zweite Leitung, über welche
die Ablassluft, die für eine Druckerhöhung eingesetzt und
von dem Abfuhrauslass des Druckverstärkers abgeführt
wird, zu dem Spülströmungsweg des Membrantrockners
geführt wird.
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Bei
dem Entfeuchtungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung wird es bevorzugt, dass der Auslassanschluss und der Spülströmungswegeinlassabschnitt
des oben genannten Membrantrockners mit Hilfe eines Verbindungsdurchgangs
verbunden werden, der eine Öffnung aufweist.
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In
diesem Fall kann der Spülströmungsdurchgang im
Inneren eines U-förmigen Strömungsdurchgangsgehäuse
vorgesehen sein, welches die hohle Strangmembran unter Krümmung
derselben aufnimmt, wobei beide Enden des Strömungsweggehäuses
mit dem Gehäusegrundkörper des Membrantrockners
verbunden sind, an dem der Einlassanschluss und der Auslassanschluss
vorgesehen sind. Die oben genannte Öffnung kann innerhalb
des Gehäusegrundkörpers vorgesehen sein. Alternativ
kann der Spülströmungsweg in dem Strömungsweggehäuse
vorgesehen sein, das die Form eines geraden hohlen Zylinder aufweist,
welcher die hohle Strangmembran aufnimmt.
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Bei
dem oben beschriebenen Entfeuchtungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung kann außerdem ein Ölabscheidefilter
in der Leitung vorgesehen sein, welche die Ablassluft von dem Ablassauslass
des Druckverstärkers zu dem Spülströmungsweg
des Membrantrockners führt.
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Andererseits
ist das Entfeuchtungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft mit hohem Druck,
die entfeuchtet werden soll, dadurch entfeuchtet wird, dass sie
in einem Strömungsweg einer Mehrzahl von hohlen Strangmembranen
des Membrantrockners eingebracht wird, und dass die entfeuchtete
komprimierte Luft in eine Antriebskammer und eine Druckerhöhungskammer
eines Druckverstärkers geführt wird, und dass
die komprimierte Luft, deren Druck in der Druckerhöhungskammer
mit Hilfe des Drucks in der Antriebskammer erhöht wird,
einer Fluiddruckvorrichtung zugeführt wird, und dass die
verbrauchte Ablassluft mit niedrigem Druck, die für die
Druckverstärkung in der Antriebskammer verwendet wird,
einem Spülströmungsweg zugeführt wird,
der an der Außenseite der hohlen Strangmembran des Membrantrockners
vorgesehen ist.
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Bei
dem oben beschriebenen Entfeuchtungsverfahren kann ein Teil der
komprimierten Luft, die mittels des Membrantrockners entfeuchtet
wurde, bei der Druckentlastung durch den Spülströmungsweg
geführt werden.
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Da
bei dem Entfeuchtungssystem und dem Entfeuchtungsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, der Membrantrockner
und der Druckverstärker verwendet werden und da die verbrauchte
Ablassluft mit geringem Druck und geringer Feuchtigkeit, die von
der Antriebskammer des Druckverstärkers abgeführt
wird, durch den Spülströmungsweg an der Außenseite
der hohlen Strangmembran des Membrantrockners strömt, reicht
die Strömungsmenge für die Spülluft aus.
Da die oben genannte Ablassluft vorab entfeuchtet wurde, besteht
außerdem kein Bedarf, den Teil der komprimierten Luft,
der durch den Membrantrockner entfeuchtet wurde, als Spülluft
zu verwenden. Dadurch kann die Menge der Ablassluft verringert werden.
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Obwohl
die Spülluft, die als die Ablassluft des Druckverstärkers
dient, in der Zeit in welcher der Druckverstärker nicht
in Betrieb ist, verloren geht, beispielsweise dann, wenn kein Verbrauch
der komprimierten Luft in der Luftdruckvorrichtung, die mit der Sekundärseite
des Druckverstärkers verbunden ist, oder dergleichen erfolgt,
kann dennoch eine wirksame Entfeuchtung durchgeführt werden,
auch wenn die komprimierte Luft beginnt, in die hohle Strangmembran
zu fließen und der Druckverstärkungsvorgang beginnt.
Dies wird dadurch erreicht, dass eine geringe Strömungsmenge
der komprimierten Luft, die mit Hilfe des Membrantrockners entfeuchtet
wurde, so geführt wird, dass eine kleine Menge der komprimierte
Luft als Spülluft einsetzbar wird. Alternativ kann die
kleine Strömungsmenge nach Bedarf durch ein Ventil oder
dergleichen geführt werden, so dass der Dampfpartialdruck
des Spülströmungsweges konstant abgesenkt werden
kann.
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In
einem Fall, in dem verhindert werden soll, dass Öl, Schmierfett
oder dergleichen aus dem Druckverstärker in den Spülströmungsweg übertragen
wird, reicht es aus, den oben beschriebenen Ölabscheidefilter
vorzusehen. Dadurch kann eine Absenkung der Kapazität der
hohlen Strangmembran verhindert werden.
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Bei
dem oben beschriebenen Entfeuchtungssystem und dem Entfeuchtungsverfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem
Fall, bei welchem die komprimierte Luft, die mit Hilfe des Membrantrockners
entfeuchtet wurde, bei der Druckerhöhung mit Hilfe des
Druckverstärkers verwendet wird, die Menge an Druckluft,
die von dem Membrantrockner und dem Druckverstärker an
die Umgebung abgegeben wird, verringert. Dadurch kann erhebliche
Energie eingespart werden.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den
Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung
in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 ist
eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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3 zeigt
den Aufbau eines Druckverstärkers, der bei den ersten und
zweiten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt
wird.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
erste Ausführungsform eines Entfeuchtungssystems in einer
Druckerhöhungsleitung gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 1 und 3 erläutert.
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Bei
dem Entfeuchtungssystem gemäß der ersten Ausführungsform
sind ein Membrantrockner (Membran-Entfeuchtungsvorrichtung) 1 und
ein Druckverstärker 3, der in 1 durch
ein Symbol gekennzeichnet ist, in einer Druckluftleitung vorgesehen,
die von einer nicht dargestellten Druckluftquelle zu einer beliebigen
Fluiddruckvorrichtung führt. Der Membrantrockner 1 und
der Druckverstärker 3 werden über eine
erste Leitung 7 und eine zweite Leitung 8 verbunden.
Die erste Leitung 7 ist vorgesehen, um Druckluft, die mit
Hilfe des Membrantrockners 1 entfeuchtet wurde, zu einem
Einlass 31 des Druckverstärkers 3 zu
führen. Die zweite Leitung 8 ist vorgesehen, um
verbrauchte Ablassluft, die von einer Ablassöffnung 45 abgelassen
wird, nachdem sie für die Druckerhöhung in dem
Druckverstärker 3 eingesetzt wurde, zu einem Spülströmungsweg 16 des
Membrantrockners 1 zu führen.
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Der
Membrantrockner 1 umfasst ein Gehäuse 10,
wobei das Gehäuse 10 einen Grundkörper 11 mit
einer Einlassöffnung 11a und einer Auslassöffnung 11b aufweist,
die mit der oben genannten Druckluftleitung verbunden sind, und
einen Strömungswegkörper 12, der einen
Spülströmungswegeinlassbereich 16a, einen
Spülströmungswegauslassbereich 16b und
dergleichen bildet, indem er mit dem Grundkörper 11 verbunden
wird. Die Enden eines balg-förmigen Strömungsweggehäuses 13,
das U-förmig gekrümmt ist, sind mit dem Einlassanschluss 11a beziehungsweise
dem Auslassanschluss 11b über den oben genannten
Strömungswegkörper 12 verbunden. Im Inneren
des Strömungsweggehäuses 13 ist ein Membranmodul 15, das
aus einer Mehrzahl von hohlen Strangmembranen 15a besteht,
in einem Zustand aufgenommen, in dem die Endabschnitte eines inneren
Strömungsweges der oben genannten hohlen Strangmembran 15a mit
dem oben genannten Einlassanschluss 11a bzw. dem Auslassanschluss 11b in
Verbindung stehen. Eine Schutzabdeckung 14, die eine rohrförmige
oder eine kastenförmige Gestalt aufweist, um das oben genannte
Strömungsweggehäuse 13 abzudecken, ist
an dem Gehäuse 10 angebracht. Eine Außenseite der
hohlen Strangmembran 15a in dem Strömungsweggehäuse 13 bildet
einen Spülströmungsweg 16. Ein Endabschnitt
des Spülströmungsweges 16 an der Seite
des Auslassanschlusses 11b bildet den oben genannten Spülströmungswegeinlassabschnitt 16a,
während ein Endabschnitt des Spülströmungsweges 16 an
der Seite des Einlassanschlusses 11a den oben genannten
Spülströmungswegauslassabschnitt 16b bildet.
Ein zusätzlicher Spüleinlassanschluss 16c,
der mit dem Ablassauslass 45 des Druckverstärkers 3 verbunden
ist, ist an dem Spülströmungswegeinlassabschnitt 16a vorgesehen.
Der Spülströmungswegauslassabschnitt 16b öffnet
sich über eine Durchgangsöffnung 16d in
die Schutzabdeckung 14.
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Das
Gehäuse 10 des Membrantrockners 1 wird
durch integrale Verbindung des Grundkörpers 11 und
des Strömungswegkörpers 12 gebildet.
Der Einlassanschluss 11a und der Auslassanschluss 11b sind
in dem Grundkörper 11 so ausgebildet, dass sie sich
in einander entgegengesetzten Richtungen öffnen. Ein offenes
Ende an einem oberen Teil der Schutzabdeckung 14 ist in
eine Außenseite einer Umfangswand des Strömungswegkörpers 12 eingesetzt,
wobei ein Einsetzabschnitt über eine Mehrzahl von Schrauben 17 fixiert
wird. Das oben genannten Membranmodul 15 wird hergestellt,
indem beide Enden eines Bündels einer Mehrzahl von hohlen Strangmembranen 15a,
die durch dampfdurchlässige Membranen gebildet werden,
mit fest befestigenden Dichtelementen 15b und 15c befestigt
werden. Die Dichtelemente 15b und 15c werden luftdicht
in eine Öffnung des Strömungswegkörpers 12 eingesetzt
und dort befestigt, wobei die Öffnung mit Verbindungsöffnungsabschnitten 11c und 11d des
Grundkörpers 11 derart in Verbindung steht, dass
beide Endbereiche des inneren Strömungsweges der hohlen
Strangmembran 15a sich zu den Verbindungsöffnungsbereichen 11c und 11d öffnen,
so dass diese mit dem Einlassanschluss 11a und dem Auslassanschluss 11b in
Verbindung treten können.
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Ein
Rohrverbinder 18 tritt in einen Seitenbereich der Schutzabdeckung 14 ein
und ist dort derart befestigt, dass ein vorderes Ende des Rohrverbinders 18 mit
dem zusätzlichen Spüleinlassanschluss 16c des
Strömungswegkörpers 12 verbunden wird. Der
Rohrverbinder 18 ist vorgesehen, um die zweite Leitung 8,
welche den Ablassausschluss 45 des Druckverstärkers 3 mit
den oben genannten zusätzlichen Spüleinlassanschluss 16c des
Membrantrockners 1 verbindet, anzuschließen. Wenn
die Ablassluft, die von dem oben genannten Ablassauslass 45 abgeführt
wird, von dem zusätzlichen Spüleinlassanschluss 16c in
den Spülströmungswegeinlassbereich 16a eingeführt
wird, um als Spülluft zu dienen, ist die Spülluft
so gestaltet, dass sie die Feuchtigkeit aufnehmen kann, die in dem
Spülströmungsweg 16 mit Hilfe der hohlen
Strangmembran 15a abgeschieden wird. Die Luft fließt
durch den Spülströmungswegauslassbereich 16b und
die Durchgangsöffnung 16d in die Schutzabdeckung 14 und
wird von einer Ablassöffnung 14a, die in einem
Bodenbereicht der Schutzabdeckung 14 vorgesehen ist, nach
außen abgeführt.
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Obwohl
die verbrauchte Ablassluft, die von dem Druckverstärker 3 zugeführt
wird, als Spülluft ausreicht, die der Membrantrockner 1 benötigt, strömt
in einem Zustand, in dem die Fluiddruckvorrichtung, die mit der
Sekundärseite des Druckverstärkers 3 verbunden
ist, keine druckverstärkte Druckluft verbraucht, keine
Ablassluft von dem Druckverstärker 3, und es fließt
keine Spülluft. Vorzugsweise wird in dem Membrantrockner 1 eine
Außenfläche der hohlen Strangmembran 15a in
einem getrockneten Zustand gehalten, indem immer eine kleine Menge der
Spülluft durch den Spülströmungsweg 16 geführt wird,
so dass ein Taupunkt der Druckluft leicht und schnell abgesenkt
wird, wenn die Druckluft beim Neustart des Druckverstärkers 3 durch
einen inneren Strömungsweg der hohlen Strangmembran 15a fließt.
Daher wird vorzugsweise ein Teil der entfeuchteten Druckluft unabhängig
von dem Druckverstärker durch den Spülströmungsweg 16 geführt.
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Unter
Berücksichtung der obigen Überlegungen ist in
dem Membrantrockner 1 ein Verbindungsströmungsweg 20 in
dem Grundkörper 11 und dem Strömungswegkörper 12 vorgesehen,
der eine Verbindung zwischen dem Öffnungsbereich 11d,
welcher mit dem Auslassanschluss 11b in Verbindung steht,
und dem Spülströmungswegeinlassbereich 16a herstellt.
Eine Drosselblende 21 ist in dem Verbindungsweg 20 vorgesehen.
Der Auslassanschluss 11b und der Spülströmungswegeinlassbereich 16a werden
durch einen Strömungsweg, in dem die Blende 21 vorgesehen
ist, verbunden. Im Allgemeinen wird die Strömungsmenge
der Luft, die durch die Blende 21 fließt, derart
eingestellt, dass eine minimale Menge der Druckluft in der entfeuchteten
Druckluft durch den oben genannten Strömungsweg und durch den
Spülströmungswegeinlassbereich 16a fließt,
wobei der Druck mit Hilfe der Blende 21 abgesenkt wird. Obwohl
die dargestellte Blende 21 eine feste Drossel darstellt,
kann diese auch als variable Drossel ausgebildet sein, wobei die
Drosselmenge von außerhalb des Membrantrockners 1 eingestellt
wird.
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Obwohl
die Ablassluft von dem Druckverstärker 3 in den
oben genannten Spülströmungsweg 16 eingeführt
wird, ist es außerdem möglich, dass in der Abfuhrluft Öl,
Schmierfett oder dergleichen enthalten ist. Wenn Bedarf besteht,
diese Verunreinigungen zu entfernen, um die Funktionsfähigkeit
der hohlen Strangmembran 15a zu erhalten, reicht es aus, einen Ölabscheidefilter 23 in
der zweiten Leitung 8 für die Ablassluft von dem
Druckverstärker 3 vorzusehen.
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Wenn
bei dem Membrantrockner 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau
die zu entfeuchtende Druckluft von dem Einlassanschluss 11a zugeführt wird,
tritt die Druckluft von dem Verbindungsöffnungsbereich 11c des
Grundkörpers 11 in das Innere der hohlen Strangmembran 15a ein
und wird entfeuchtet. Schließlich erreicht sie den Auslassanschluss 11b als
getrocknete Druckluft. Die Feuchtigkeit, die in den Spülströmungsweg 16 gesickert
ist, während sie die hohle Strangmembran 15a durchtritt, wird
mit Hilfe der Spülluft mit geringer Feuchtigkeit nach außen
abgeführt. Die Spülluft wird hierbei dem Spülströmungswegauslassbereich 16b zugeführt, wobei
sie von dem Spülströmungswegeinlassbereich 16a in
den Spülströmungsweg 16 fließt
und diesen durchtritt.
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Der
Druckverstärker 3 dient als eine Komponente des
oben beschriebenen Entfeuchtungssystems und ist dazu ausgestaltet,
den Druck der getrockneten Druckluft zu verstärken, die
von dem Auslassanschluss 11b des Membrantrockners 1 ausgegeben
wird. Der Druckverstärker ist so aufgebaut, wie es in 3 dargestellt
ist. Im Einzelnen wird der Druckverstärker 3 dadurch
gebildet, dass ein Paar von Verstärkungskammern 40a und 40b,
ein Einlass 31, von dem die getrocknete Druckluft in die
Verstärkungskammern 40a und 40b durch
Einlasskontrollventile 31a und 31b fließt,
ein Auslass 32, welcher die Luft mit erhöhtem
Druck ausgibt, um sie verschiedenen Fluiddruckvorrichtungen durch
Auslasskontrollventile 32a und 32b zuzuführen,
und ein Verstärkungsmechanismus 33 zur Druckerhöhung
der Druckluft, die in die Druckerhöhungskammern 40a und 40b in
einem Druckverstärkergrundkörper 30 strömt,
vorgesehen werden. Der Druckverstärkungsmechanismus 33 ist
vorgesehen, um die verbrauchte Druckluft, die dazu verwendet wird,
den Druck der Druckluft zu verstärken, nach außen
abzuführen, nachdem der Druck der Druckluft, die in die
Druckerhöhungskammern 40a und 40b fließen
kann, allmählich durch Zufuhr/Abfuhr der Druckluft, die
dem Einlass 31 zugeführt wird, zu den Antriebskammern 41a und 41b erhöht
wurde.
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Der
Druckverstärker 3 und der Verstärkungsmechanismus 33,
die in 3 dargestellt sind, wird nachfolgend im Einzelnen
erläutert. Der Verstärkungsgrundkörper 30 umfasst
ein Paar von Zylindern 36a, 36b, die mit Hilfe
einer Trennwand 35 in der Mitte des Grundkörpers 30 abgetrennt
werden. Die Kolben 37a und 37b sind in dem Zylinder 36a beziehungsweise 36b abgeordnet.
Die Kolben 37a und 37b sind mit Hilfe einer Stange 38 gekoppelt,
welche die Trennwand 35 luftdicht abgedichtet durchtritt.
Außerdem dient ein Paar von Druckkammern, die an den nach
innen gewandten Seiten der Kolben 37a und 37b in
den Zylindern 36a und 36b, das heißt
an den der Trennwand 35 zugewandten Seiten, vorgesehen
sind, als Verstärkungskammern 40a und 40b. Ein
Paar von Druckkammern, die an Außenflächen der
Kolben 37a und 37b vorgesehen sind, dienen als Antriebskammern 41a und 41b.
Die Positionen der Verstärkungskammern und der Antriebskammern können
auch umgekehrt vorgesehen sein.
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Die
Verstärkungskammern 40a und 40b können
mit dem Einlass 31 in Verbindung stehen, in welchen die
getrocknete Druckluft, deren Druck erhöht werden soll, über
die Einlasskontrollventile 31a und 31b eingeführt
wird. Sie stehen mit dem Auslass 32 über die Auslasskontrollventile 32a und 32b in
Verbindung, um die druckerhöhte Druckluft den verschiedenen
Druckvorrichtungen zuzuführen. Obwohl die Druckluft in
dem Einlass 31 über die Einlasskontrollventile 31a und 31b in
die Verstärkungskammern 40a und 40b fließen
kann, wird eine entgegengesetzte Strömung der Druckluft
verhindert (Rückschlagventile). Auch wenn die Luft, deren
Druck durch Kompression in den Verstärkungskammern 40a und 40b erhöht
wurde, über die Auslasskontrollventile 32a und 32b zu
dem Auslass 32 abfließen kann, wird eine Strömung
in entgegengesetzter Richtung verhindert (Rückschlagventile).
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Andererseits
sind die Antriebskammern 41a und 41b jeweils so
gestaltet, dass sie abwechselnd entweder mit einem Zufuhreinlass 44 oder
dem Ablassauslass 45 des Schaltventils 43 durch
Umschalten mit Hilfe des Schaltventils 43 verbunden werden. Der
Zufuhreinlass 44 des Schaltventils 43 kann mit der
ersten Leitung 7 der Druckluft in Verbindung stehen, die
zu dem Einlass 31 des Druck verstärkergrundkörpers 30 führt.
Der Ablassauslass 45 kann mit der zweiten Leitung 8 in
Verbindung stehen und ist so gestaltet, dass er die verbrauchte
Druckluft von den Antriebskammern 41a und 41b zu
dem zusätzlichen Spüleinlassanschluss 16c des
Membrantrockners 1 führt, wobei die Luft durch
die zweite Leitung 8 zu dem Rohrverbinder 18 strömt.
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Das
Schaltventil 43, das in 3 durch
ein Symbol gekennzeichnet ist, ist in der Trennwand 35 des
Verstärkergrundkörpers 30 vorgesehen.
Ein Ventilkörper, der den Strömungsweg umschaltet,
weist Druckstangen 43a und 43b auf, die von beiden
Enden des Ventils 43 in die Zylinder 36a und 36b vorstehen.
Wenn die Druckstangen 43a und 43b mit Hilfe der
Kolben 37a und 37b gedrückt werden, wird
der Ventilkörper verschoben und der Strömungsweg
wird umgeschaltet. Wenn die Druckluft in die Antriebskammer 41a oder 41b eingeführt
wird, werden somit die Kolben 37a beziehungsweise 37b verschoben und
der Druck der Druckluft in der entsprechenden Verstärkungskammer 40a oder 40b wird
erhöht. Wenn die verstärkte Druckluft von der
Verstärkungskammer 40a oder 40b ausgegeben
wird und die Ausgabe abgeschlossen ist, presst der Kolben 37a oder 37b die
Druckstange 43a oder 43b und das Schaltventil 43 wird
umgeschaltet. Dadurch wird die Antriebskammer 41a oder 41b,
die zuvor mit dem Zufuhreinlass 44 des Schaltventils 43 verbunden
war, nun mit dem Ablassauslass 45 verbunden. Die Antriebskammer 41b oder 41a,
die zuvor mit dem Ablassauslass 45 des Schaltventils 43 verbunden
war, wird nun mit dem Zufuhreinlass 44 verbunden. Dieser Vorgang
wird abwechselnd wiederholt.
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Ein
Druckeinstellventil 47 wird mit dem Strömungsweg
verbunden, der zu dem Zufuhreinlass 44 des Schaltventils 43 führt.
Der Druck an dem Auslass 32 wird zu dem Druckeinstellventil 47 zurück
geführt. Dadurch kann der Druck, der den Antriebskammern 41a und 41b zugeführt
wird, so eingestellt werden, dass der Druck an dem Auslass 32 konstant
wird.
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Wenn
bei dem Druckverstärker 3 mit dem oben beschriebenen
Aufbau die Druckluft der Antriebskammer 41a und der Verstärkungskammer 40b zugeführt
wird und wenn die Druckluft in der Antriebskammer 41b abgeführt
wird, wie es in 3 dargestellt ist, werden beide
Kolben 37a und 37b nach links bewegt. Die Druckluft
in der Verstärkungskammer 40a wird durch die an
beiden Kolben 37a und 37b mit Hilfe der Druckluft
in den Antriebskammern 41a und der Verstärkerkammer 40b erzeugte
Kraft komprimiert und im Druck erhöht. Außerdem
wird die im Druck erhöhte Druckluft von der Verstärkungskammer 40a ausgegeben. 3 zeigt
einen Zustand, in dem die Ausgabe der Druckluft, deren Druck in
der Verstärkungskammer 40a erhöht wurde,
abgeschlossen ist. Wenn der Druckverstärker 3 in
diesen Zustand geschaltet ist, drückt der Kolben 37a gegen die
Druckstange 43a und schaltet das Schaltventil 43.
Als Folge hiervon wird durch den Schaltvorgang der Zufuhreinlass 44 des
Schaltventils 43 mit der Antriebskammer 41b in
Verbindung gebracht und der Ablassauslass 45 wird mit der
Antriebskammer 41a verbunden. Als Folge hiervon wird die
Druckluft von dem Zufuhreinlass 44 der Antriebskammer 41b zugeführt.
Zur gleichen Zeit wird die Druckluft in der Antriebskammer 41a nach
außen abgegeben, wobei sie durch den Ablassauslass 45 hindurch
tritt. Durch die an den Kolben 37a und 37b mit
Hilfe der Druckluft, die in die Antriebskammer 41b fließt,
und der Druckluft in der Verstärkungskammer 40a erzeugte
Kraft bewegen sich beide Kolben nach rechts, und der Druck der Druckluft
in der Verstärkungskammer 40b wird verstärkt.
Außerdem wird die Druckluft mit erhöhtem Druck über
den Auslass 32 abgeführt, wobei sie durch das
Auslasskontrollventil 32b hindurch tritt.
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Wenn
der Kolben 37b die Druckstange 43d durch die nach
rechts gerichtete Bewegung des Kolben 37b presst und das
Schaltventil 43 geschaltet wird, fließt Zufuhrluft
von dem Schaltventil 43 in die Antriebskammer 41a.
Zur gleichen Zeit wird die Druckluft in der Antriebskammer 41b von
dem Ablassauslass 45 des Schaltventils 43 abgeführt
und der Kolben 37a bewegt sich nach links, da er durch
die Druckluft in der Antriebskammer 41a und die Druckluft
in der Verstär kungskammer 40b gepresst wird. Dadurch
wird der Druck der Luft in der Verstärkungskammer 40a erhöht
und die Luft mit erhöhtem Druck wird über den
Auslass 32 angeführt, wobei sie durch das Auslasskontrollventil 32a hindurch
tritt. Anschließend wird dieser Vorgang wiederholt.
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Der
Verstärkungsmechanismus 33 in dem oben beschriebenen
Druckverstärker 3 liefert die Druckluft durch
Betätigung des Schaltventils 43 entweder an die
Antriebskammer 41a oder 41b und bringt den Luftdruck
auf die Kolben 37a und 37b auf, die miteinander
durch die Stange 48 gekoppelt sind. Durch Aufbringen des
Luftdrucks der Druckluft, die in die Verstärkungskammern 40b oder 40a fließt,
wird die Antriebskraft erzeugt. Außerdem erhöht
der Verstärkungsmechanismus 33 den Druck der Druckluft in
der Verstärkungskammer 40a oder 40b mit
Hilfe der Antriebskraft und führt die Druckluft aus der
Antriebskammer, die für die Druckverstärkung eingesetzt
wurde, nach außen ab. Außerdem kann der Aufbau
des Druckverstärkungsmechanismus 33 unter der
Maßgabe frei modifiziert werden, dass der Druckverstärkungsmechanismus 33 die
Funktion aufweist, das ein Teil der Druckluft, deren Druck erhöht
werden soll, selbst für die Druckverstärkung herangezogen
wird.
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Die
verwendete Druckluft, die für die Druckverstärkung
in den Antriebskammern 41a und 41b verwendet wurde,
wurde vorab mit Hilfe des Membrantrockners 1 so behandelt,
dass sie eine geringe Feuchtigkeit aufweist. Daher kann die verwendete Druckluft
effizient als Spülluft mit niedriger Feuchtigkeit eingesetzt
werden, indem sie dem Spülströmungsweg des Membrantrockners 1 von
dem Ablassauslass 45 zugeführt wird, wobei sie
durch die zweite Leitung 8 und den zusätzlichen
Spüleinlassanschluss 16c hindurch tritt.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Da der Druckverstärker 3 bei der zweiten Ausführungsform
der gleiche ist wie der bei der ersten Ausführungsform
mit Bezug auf 3 erläuterte, wird
auf eine erneute Erläuterung des Druckverstärkers 3 verzichtet.
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Ein
Entfeuchtungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform,
das in 2 dargestellt ist, weist einen Membrantrockner 5 und
den Druckverstärker 3 auf. Der Membrantrockner 5 und
der Druckverstärker 3 werden über die
erste Leitung 7 verbunden, welche die Druckluft, die durch
den oben genannten Membrantrockner 5 entfeuchtet wurde,
zu dem Einlass 31 des Druckverstärkers 3 führt,
und über die zweite Leitung 8, welche die verbrauchte
Ablassluft, die zur Druckverstärkung verwendet wurde und
von dem Ablassauslass 45 des Druckverstärkers 3 abgeführt
wurde, dem Spülströmungsweg 56 des Membrantrockners 5 zuführt.
Hierdurch wird die Druckluft, die dem Druckverstärker 3 von
dem Membrantrockner 5 zugeführt wurde, einer beliebigen
Fluiddruckvorrichtung zugeführt, wobei ihr Druck in der gleichen
Weise erhöht wird, wie es bei der ersten Ausführungsform
erläutert wurde. Die verbrauchte Ablassluft mit niedriger
Feuchtigkeit, die für die Druckverstärkung eingesetzt
wurde, wird dem Spülströmungsweg 56 des
Membrantrockners 5 zugeführt, wobei sie durch
die zweite Leitung 8 hindurch tritt, und als Spülluft
eingesetzt.
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Der
Membrantrockner 5 weist einen einlassseitigen Grundkörper 50 mit
einem Einlassanschluss 50a, der mit einer Druckluftleitung
zu einer beliebigen Fluiddruckvorrichtung verbunden ist, einen auslassseitigen
Grundkörper 51 mit einem Auslassanschluss 51a,
der mit dem Einlass 31 des Druckverstärkers 3 verbunden
ist, ein Strömungsweggehäuse 53, das als
gerader Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen Enden mit dem einlassseitigen
Grundkörper 50a beziehungsweise dem auslassseitigen
Grundkörper 51b verbunden sind, und ein Membranmodul 55 auf,
das in dem Strömungsweggehäuse 53 aufgenommen
ist und durch eine Mehrzahl von hohlen Strangmembranen 55a gebildet
wird, wobei die Endbereiche des Strömungsweges mit dem
Einlassanschluss 50a des einlassseitigen Grundkörpers 50 beziehungsweise dem
Auslassanschluss 51a des auslassseitigen Grundkörpers 51 in
Verbindung stehen. Die hohle Strangmembran 55a, die aus
einer dampfdurchlässigen Membran besteht, bildet das Membranmodul 55, wobei
die Endbereiche eines Bündels von mehreren Strangmembranen über
Dichtelemente 55b und 55c fest befestigt werden.
Ein innerer Strömungsweg der hohlen Strangmembran 55a steht
mit dem Auslassanschluss 51a des auslassseitigen Grundkörpers 51 und
dem Einlassanschluss 50a des einlassseitigen Grundkörpers 50 durch
luftdichtes Einsetzen und Befestigen der Dichtelemente 55b und 55c an
der Auslassseite beziehungsweise der Einlassseite des Strömungsweggehäuses 53 in
Verbindung.
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Im
Inneren des Strömungsweggehäuses 53 ist
ein Spülströmungsweg 56 an der Außenseite
der hohlen Strangmembran 55a ausgebildet. Ein Endbereich
des Spülströmungsweges 56 an der Seite
des außenseitigen Grundkörpers 51 ist
als Spülströmungswegeinlassbereich 56a ausgebildet.
Ein Endbereich des Spülströmungsweges 56 an
der Seite des einlassseitigen Grundkörpers 50 ist
als ein Spülströmungswegauslassbereich 56b ausgebildet.
An der Seite des Spülströmungswegeinlassbereiches 56 des
Strömungsweggehäuses 53 ist ein zusätzlicher Spüleinlassanschluss 56c für
den Anschluss mit dem Ablassauslass 45 des Druckverstärkers 3 vorgesehen.
An der Seite des Spülströmungswegauslassbereiches 56b des
Strömungsweggehäuses 53 ist ein Spülablassauslass 56d vorgesehen.
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In
dem Membrantrockner 5 ist ein Verbindungsweg 60 vorgesehen,
der einen Teil der entfeuchteten Druckluft an der Seite des Auslassanschlusses 51a zu
dem Spülströmungswegeinlassbereich 56a führt,
wobei er von dem Auslassanschluss 51a des auslassseitigen
Grundkörpers 51 oder der damit verbundenen ersten
Leitung 7 abzweigt. Eine Drosselblende 61 ist
in dem Verbindungsweg 60 vorgesehen. Im Allgemeinen wird
eine Strömungsmenge der durch die Blende 61 fließenden
Luft derart eingestellt, dass eine minimale Menge der Druckluft in der
entfeuchteten Druckluft durch den Spülströmungswegeinlassbereich 56a fließt.
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Bei
dem Membrantrockner 5 wird die unter hohem Druck stehende
Luft, die entfeuchtet werden soll und von der mit dem Einlassanschluss 50a des einlassseitigen
Grundkörpers 50 verbundenen Leitung zugeführt
wird, mit Hilfe einer Differenz des Dampfpartialdrucks zwischen
der Hochdruckluft und der Spülluft, die durch den Spülströmungsweg 56 an einer
Außenseite der hohlen Strangmembran 55a fließt,
entfeuchtet, wobei sie durch den inneren Strömungsweg der
hohlen Strangmembran 55a zu dem Auslassanschluss 51a fließt.
Die entfeuchtete Druckluft wird dem Einlass 31 des Druckverstärkers 3 zugeführt,
wobei sie durch den Auslassanschluss 51a des auslassseitigen
Grundkörpers 51 hindurch tritt. Andererseits wird
die Spülluft, deren Feuchtigkeit in dem Spülströmungsweg 56 erhöht
wurde, durch den Spülströmungswegauslassbereich 56b und
den Spülablassauslass 56d an die Umgebung abgegeben.
Die Spülluft ist die verbrauchte Ablassluft mit niedriger
Feuchtigkeit von den Antriebskammern 41a und 41b des
Druckverstärkers 3. Die Spülluft wird durch
den Ablassauslass 45, die zweite Leitung 8 und
den zusätzlichen Spüleinlassanschluss 56c in den
Spülströmungswegeinlassbereich 56a eingeführt.
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Da
der übrige Aufbau und die Betriebsweise der oben beschriebnen
zweiten Ausführungsform die gleichen sind wie bei der ersten
Ausführungsform wird insoweit auf die obige Erläuterung
verwiesen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 61-32801 [0002]
- - JP 02-70718 [0003]