JP2000189743A - 乾燥気体供給作動方法およびシステム - Google Patents

乾燥気体供給作動方法およびシステム

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JP2000189743A
JP2000189743A JP10369425A JP36942598A JP2000189743A JP 2000189743 A JP2000189743 A JP 2000189743A JP 10369425 A JP10369425 A JP 10369425A JP 36942598 A JP36942598 A JP 36942598A JP 2000189743 A JP2000189743 A JP 2000189743A
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hollow fiber
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dehumidifier
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Takuo Yamamoto
卓生 山本
Isamu Ikeda
勇 池田
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の中空糸膜を使用した除湿装置では、除湿
装置内で得られた乾燥空気の一部をそのままパージガス
として使用しており、除湿空気の収率を下げ、ロスとな
る。本発明は、中空糸膜型除湿装置で製造した除湿気体
を有効に使用し、従来の除湿装置のロスを除き、効率的
な除湿の方法およびそのシステムを提供することであ
る。 【解決手段】少なくとも、加圧気体供給源と、中空糸膜
の束からなる分離膜モジュールを内蔵する除湿装置と、
気体作動機器とで構成される乾燥気体供給作動システム
において、加圧気体を除湿装置の中空糸膜の内側へ供給
して該気体中の水分を選択的に該中空糸膜の外側へ透過
させて水分を除去すると共に、該中空糸膜の内側に乾燥
された気体を生成させて除湿装置から乾燥気体を取り出
し、この乾燥加圧気体を気体作動機器に供給して気体作
動機器を作動させ、さらに、気体作動機器で使用した乾
燥気体の全部または一部を上記除湿装置の中空糸膜の外
側に供給することを特徴とする乾燥気体供給作動方法、
およびその方法を使用するシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜型除湿装
置を効率的に使用する方法およびシステムに関するもの
である。さらに詳しくは、中空糸膜型除湿装置による乾
燥気体のロスを無くす方法およびそのシステムに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】現在使用されている中空糸膜型除湿装置
は、内部に多数の半透性中空糸膜が納められた構造をし
ており、除湿前の加圧空気は、中空糸内部に導入され、
水蒸気は半透性中空糸膜を透過して、中空糸膜の外側に
移動する。一方、水蒸気の透過した乾燥された空気は、
中空糸内部の他の出口より取出される。ただし、この取
出された乾燥空気の一部は、除湿装置の中空糸外側にパ
ージガスとして戻されている。パージガスは、除湿装置
の中空糸膜を透過した水蒸気を除去し、水蒸気圧を下
げ、除湿装置の水蒸気の除去能力を高めるために不可欠
であり、通常、中空糸から出てくる乾燥空気の20〜4
0%がパージガスとして使用されている。
【0003】このため、中空糸膜型除湿装置に関し、加
圧空気を有効に利用する方法がいくつか提案されてい
る。例えば、特開昭63−119834号公報には、圧
力タンク内の除湿空気の上・下限圧を検出してコンプレ
ッサを停止させたり、駆動制御する空気装置について開
示されている。また、特開平10−128036号公報
には、除湿空気を使用しない場合に、パージ気体の流通
を停止させるようにした除湿装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の方法においても、中空糸分離膜除湿装置を使用中は、
除湿装置内で得られた乾燥気体の一部をそのままパージ
ガスとして使用しており、除湿気体の収率を下げ、大き
なエネルギーのロスとなっている。
【0005】本発明は、中空糸膜型除湿装置で製造した
除湿気体を有効に活用し、かつ、除湿性能を上げ、除湿
装置のエネルギーおよび除湿気体のロスを大幅に改善す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
加圧気体供給源と、中空糸膜の束からなる分離膜モジュ
ールを内蔵する除湿装置と、気体作動機器とで構成され
る乾燥気体供給作動システムにおいて、加圧気体を除湿
装置の中空糸膜の内側へ供給して該気体中の水分を選択
的に該中空糸膜の外側へ透過させて水分を除去すると共
に、該中空糸膜の内側に乾燥された気体を生成させて除
湿装置から乾燥気体を取り出し、この乾燥加圧気体を気
体作動機器に供給して気体作動機器を作動させ、さら
に、気体作動機器で使用した乾燥気体の全部または一部
を上記除湿装置の中空糸膜の外側に供給して、中空糸膜
を透過した水分を除去するパージガスとして使用するこ
とを特徴とする乾燥気体供給作動方法に関する。
【0007】さらに、本発明は、少なくとも、加圧気体
供給源と、中空糸膜の束からなる分離膜モジュールを内
蔵する除湿装置と、気体作動機器とで構成される乾燥気
体供給作動システムであり、加圧気体を除湿装置の中空
糸膜の内側へ供給する加圧気体供給路と、中空糸膜の内
側に通じる除湿装置の乾燥気体出口を気体作動機器に接
続する乾燥気体供給路と、気体作動機器から排出される
乾燥気体を除湿装置の中空糸膜の外側に接続するパージ
ガス供給路とからなることを特徴とする乾燥気体供給作
動システムに関する。
【0008】ここで、気体としては、空気が入手しやす
く扱い易いため、好適に使用される。
【0009】また、気体作動機器としては、エアーシリ
ンダ、エアーモータ、エアーベアリング、エアースピン
ドル、またはエアーブレーキが好適に使用される。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の乾燥気体供給作動方法お
よび乾燥気体供給作動システムについて、図面を参照し
て詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の乾燥気体供給作動システ
ムを表わす概略図である。
【0012】乾燥気体供給作動システムは、少なくと
も、加圧気体供給源1と、中空糸膜の束からなる分離膜
モジュールを内蔵する除湿装置2と、気体作動機器3と
で構成されており、さらに、加圧気体を除湿装置2の中
空糸膜の内側へ供給する加圧気体供給路11と、中空糸
膜の内側に通じる除湿装置の乾燥気体出口を気体作動機
器に接続する乾燥気体供給路12と、気体作動機器から
排出される乾燥気体を除湿装置の中空糸膜の外側に接続
するパージガス供給路13を有する。
【0013】加圧気体は、以下の方法で、システム内を
流れ、有効に使用される。加圧気体供給源から供給され
た加圧気体は、除湿装置の中空糸内部に導入され、水蒸
気が中空糸膜を透過して中空糸外部に除去され、残りの
乾燥気体は除湿装置の乾燥気体出口より取出される。乾
燥気体は、除湿装置のパージガスとして使用されること
はなく、全量、乾燥気体供給路を通じて、気体作動機器
に供給される。気体作動機器で使用された排ガスは、そ
の一部、または全部がパージガス供給路を通じて除湿装
置の中空糸外側にパージガスとして供給される。
【0014】気体としては、空気がもっとも一般的に使
用されるが、使用する目的に応じて、窒素、酸素、二酸
化炭素など分離膜で除湿できる気体であればよく、特に
限定されない。
【0015】加圧気体供給源としては、コンプレッサが
一般的であるが、ボンベなど特に限定されない。また、
コンプレッサの後に、フィルタや、タンクなど必要に応
じて使用される。
【0016】また中空糸膜型除湿装置は、水蒸気の透過
能を有する中空糸膜を有し、中空糸内部に気体を供給
し、中空糸膜を水蒸気が透過し、中空糸外部にパージガ
スを流す構成になっていれば、形状、大きさを問わな
い。図2に中空糸膜型除湿装置の一例を示す。
【0017】気体作動機器としては、エアーシリンダ、
エアーモータ、エアーベアリング、エアースピンドル、
またはエアーブレーキなどが挙げられるが、気体作動機
器の排出気体が加湿されない限り、特に限定されず、そ
の他の乾燥気体を使用する機器でも、本システムを構成
することができる。気体作動機器としては、他にも、エ
アーチャック、エアーロータリーアクチュエータ、エア
ーポンプ、エアースイッチ、エアータービン、エアーマ
イクロメータ、エアーダイアフラム弁、エアーバタフラ
イ弁なども挙げられる。
【0018】エアーシリンダ、エアーベアリング、エア
ースピンドルは、計装用、工作機器一般に、また、エア
ーモータは、例えば、歯科医療機器用などに、また、エ
アーブレーキは車両積載用に利用することができる。
【0019】気体作動機器の気体排出口と除湿装置のパ
ージガス入り口との間に、排出ガスの脈動を少なくする
目的で、タンクを備えてもよい。また、気体作動機器の
排出気体がミストなど分離膜を汚染するものを含む場合
は、この間にフィルターなどを設置してもよい。
【0020】除湿装置のパージガス出口には、使用しな
い時に外部の湿った気体が入らないように、逆止弁を付
けておくと、除湿装置を停止後再運転する時に、すぐに
除湿できるので好ましい。また、逆止弁の代わりに、気
体作動機器に連動させたバルブを使用しても良い。
【0021】また、加圧気体導入路にバルブを設け、気
体作動機器の作動スイッチ連動させることにより、気体
作動機器を使用しない時は、無駄な運転を防止できる。
【0022】なお、本発明のシステムは、広域に配置さ
れている加圧配管を利用して、気体作動機器の直前で除
湿して加圧気体を使用する場合に最適なシステムであ
る。
【0023】以上のようなシステムおよび方法を採用す
ることにより、製造された乾燥気体をすべて有効に利用
することができ、機器作動用に使用されない乾燥気体の
供給気体に対するロスは、従来の方法では、通常パージ
ガスとして使用されるため、20〜40%であったもの
を、ほぼ0%にすることができる。さらに、機器に使用
された乾燥気体を全量パージガスとして使用することも
可能なため、除湿効果を上げることが可能である。
【0024】
【実施例】実施例1 図1の構成に従って、膜厚100μm、外径500μm
及び長さ450mmの芳香族ポリイミドの非対称性中空
糸膜を束ねた中空糸モジュールからなる直径60mm、
長さ500mmの分離膜モジュールを使い、気体作動機
器としてエアーモータ(太陽鉄工社製TAM4-010)を作動
させ、以下の操作を行なった。
【0025】モジュールに入る原料空気の圧力を5kg
/cm2G、温度を25℃にし、気体作動機器から出て
くる排ガスの全量を除湿装置のパージガスとして使用
し、流量を変化させた時の除湿空気の露点および、物質
収支を表1に示した。
【0026】比較例1 除湿装置から出てくる乾燥空気の内40%を除湿装置の
パージガスとして使用し、気体作動機器から出てくる排
ガスを大気中に放出した以外は、実施例1と同様にした
時の結果を表1に示す。
【0027】このように、本発明のように、気体作動機
器から出てくる排ガスをパージガスとして使用すると、
中空糸の外側の水分除去が進むため、製造された乾燥気
体の水分除去が進み、露点を下げることができるととも
に、パージガスとして使用される除湿気体の20〜40
%のロスを無くすことができ、乾燥気体を有効に利用で
き、そのため、これに付随する装置やエネルギー等を節
約することができる。
【0028】
【表1】
【発明の効果】本発明の乾燥気体供給作動システムまた
は乾燥気体供給作動方法を使用することによって、中空
糸膜型除湿装置で製造した除湿気体をすべて、乾燥気体
作動機器に使用することができるようになり、従来の中
空糸を用いた除湿装置で、問題となっていたパージガス
として使用される除湿気体の20〜40%をのロスを無
くすことができ、さらに、気体の乾燥を十分に行なうこ
とができる。そのため、これに付随する装置やエネルギ
ー等を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の乾燥空気供給作動システムを表わす概
略図
【図2】中空糸膜型除湿装置の一例を示す概略図
【符号の説明】
1;加圧気体供給源 2;中空糸膜型除湿装置 3;気体作動機器 11;加圧気体供給路 12;乾燥気体供給路 13;パージガス供給路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、加圧気体供給源と、中空糸膜
    の束からなる分離膜モジュールを内蔵する除湿装置と、
    気体作動機器とで構成される乾燥気体供給作動システム
    において、加圧気体を除湿装置の中空糸膜の内側へ供給
    して該気体中の水分を選択的に該中空糸膜の外側へ透過
    させて水分を除去すると共に、該中空糸膜の内側に乾燥
    された気体を生成させて除湿装置から乾燥気体を取り出
    し、この乾燥加圧気体を気体作動機器に供給して気体作
    動機器を作動させ、さらに、気体作動機器で使用した乾
    燥気体の全部または一部を上記除湿装置の中空糸膜の外
    側に供給することを特徴とする乾燥気体供給作動方法。
  2. 【請求項2】少なくとも、加圧気体供給源と、中空糸膜
    の束からなる分離膜モジュールを内蔵する除湿装置と、
    気体作動機器とで構成される乾燥気体供給作動システム
    であり、加圧気体を除湿装置の中空糸膜の内側へ供給す
    る加圧気体供給路と、中空糸膜の内側に通じる除湿装置
    の乾燥気体出口を気体作動機器に接続する乾燥気体供給
    路と、気体作動機器から排出される乾燥気体を除湿装置
    の中空糸膜の外側に接続するパージガス供給路とからな
    ることを特徴とする乾燥気体供給作動システム。
  3. 【請求項3】気体が、空気であることを特徴とする請求
    項2記載の乾燥気体供給作動システム。
  4. 【請求項4】気体作動機器が、エアーシリンダ、エアー
    モータ、エアーベアリング、エアースピンドル、または
    エアーブレーキであることを特徴とする請求項2記載の
    乾燥気体供給作動システム。
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