JP2003159509A - 除湿器 - Google Patents

除湿器

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JP2003159509A
JP2003159509A JP2001360503A JP2001360503A JP2003159509A JP 2003159509 A JP2003159509 A JP 2003159509A JP 2001360503 A JP2001360503 A JP 2001360503A JP 2001360503 A JP2001360503 A JP 2001360503A JP 2003159509 A JP2003159509 A JP 2003159509A
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cartridge
dehumidifier
hollow fiber
fiber membrane
membrane filter
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Kenichi Kawabe
健一 川辺
Atsushi Chiba
篤志 千葉
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】多数本の中空糸膜フィルタエレメントを装填す
る除湿器において、その中空糸膜フィルタエレメントの
取付け、取外し作業を簡略化して短時間のうちに済ま
せ、部品交換の納期が短くして、作業コストの低減化を
図る。また、原子力発電設備のオフガス処理系におい
て、使用済みの中空糸膜フィルタエレメントを交換する
に際しては、作業時間の短縮化により、作業者に対する
被爆量の低減化を図る。 【解決手段】複数の中空糸膜フィルタエレメント1を装
填した除湿器において、前記複数の中空糸膜フィルタエ
レメント1を一体構造のカートリッジ2として、このカ
ートリッジ2を除湿器内に装填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は除湿器、特に原子力
発電設備のオフガス処理系あるいは計装用圧縮空気系に
用いて好適な除湿器に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電設備のオフガス処理系および
計装用圧縮空気系は、従来、脱湿材を使用して空気中の
水分を除去していた。
【0003】しかし、この方式は、脱湿材が飽和した際
の運転切替えと脱湿材の加熱再生、および加熱再生のた
めの付帯設備も必要となることから、最近は特開平11
−202091号および特開平11−264894号公
報に記載されるように、除湿膜を使用して空気中の水分
を連続的に除去できるようにした除湿方式が提案されて
いる。
【0004】また、この除湿膜を使用した除湿器の構造
は、例えば特開平9−61589号、特開平10−31
092号および特開平11−47542号公報等に記載
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在市販されている中
空糸膜フィルタエレメントは比較的小型のものであり、
大容量の空気を除湿処理できる大型のものはないため、
原子力発電設備のオフガス処理系または計装用圧縮空気
系のように、大容量のオフガスまたは空気の除湿が要求
される系統に除湿膜を使用した除湿器を設ける場合に
は、多数本の中空糸膜フィルタエレメントを並列に組み
込んで使用する必要がある。
【0006】しかしながら、従来、原子力発電設備のオ
フガス処理系または計装用圧縮空気系の系統ラインの一
部を構成する除湿器において、多数本の中空糸膜フィル
タエレメントは、その一本、一本を個々に装填したり引
き抜くようにしているため、その取付け、取外しに多く
の時間を必要として、作業コストも嵩み、特に原子力発
電設備のオフガス処理系において、使用済みの中空糸膜
フィルタエレメントを交換するに際しては、作業者に対
する被爆の問題を十分考慮しなければならない。
【0007】本発明の目的は、多数本の中空糸膜フィル
タエレメントを装填する除湿器において、その中空糸膜
フィルタエレメントの取付け、取外し作業を簡略化して
短時間のうちに済ませることのできる、新しい構造の除
湿器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題は、複数の中空
糸膜フィルタエレメントを装填した除湿器において、前
記複数の中空糸膜フィルタエレメントを一体構造のカー
トリッジとして、このカートリッジを内部に装填するこ
とによって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。
【0010】図1に本発明の除湿器の第1の実施例を示
す。
【0011】カートリッジ2は、カートリッジ胴体1
2、カートリッジ底板13、カートリッジ管板14、カ
ートリッジ上ふた板15、カートリッジ下ふた板16、
および中空糸膜フィルタエレメント1から構成されてお
り、各々溶接により一体構造となっている。
【0012】中空糸膜フィルタエレメント1を組み込ん
だカートリッジ2は、除湿器の胴体3の内部に充填さ
れ、上ふた4により閉じられる。胴体3と上ふた4はフ
ランジ5により締め付けられ、その間にガスケット17
とカートリッジ管板14を挟み込みシール性を確保する
構造となっている。これにより中空糸膜フィルタエレメ
ント1が耐圧バウンダリを構成することがなくなり、原
子力発電設備の圧力容器として使用することが可能とな
る。
【0013】排ガスは、排ガス入口ノズル6から胴体3
の内部に入り、バッフル10によって分散し、カートリ
ッジ2に組み込まれた中空糸膜フィルタエレメント1の
内部を通過し、排ガス出口ノズル7から出る。
【0014】排ガスよりも低い圧力に制御されたパージ
ガスは、カートリッジ管板14に設けられたパージガス
入口ノズル8から入り、カートリッジ2に組み込まれた
中空糸膜フィルタエレメント1を通り、排ガスとパージ
ガスの圧力勾配により、排ガス中の水分がパージガス側
に移行してパージガス出口ノズル9から出て行き、した
がって前記排ガス出口ノズル7から出るガスは乾燥した
状態のガスとなっている。
【0015】なお、本実施例では排ガスの流れを上昇流
としたが、上部から入り、下部から出る下降流でもよ
い。この場合、パージガスの流れも逆となる。
【0016】中空糸膜フィルタエレメント1を交換する
場合には、フランジ5を開放し、カートリッジ2を交換
する。
【0017】図2は、カートリッジの中空糸膜フィルタ
エレメントを溶接ではなくねじ込み一体構造とした実施
例である。
【0018】カートリッジ底板13および中空糸膜フィ
ルタエレメント1の下部にねじ加工がされており、中空
糸膜フィルタエレメント1は、カートリッジ管板14側
から挿入され、カートリッジ底板13に設けられたねじ
穴によりカートリッジ2に固定される。
【0019】空気およびパージガスの流れは、前述の図
1と同じである。
【0020】なお、本実施例では空気の流れを上昇流と
したが、上部から入り、下部から出る下降流でもよい。
この場合、パージガスの流れも逆となる。
【0021】本実施例では、中空糸膜フィルタエレメン
ト1の単品での交換も可能となり、特に傷んだ中空糸膜
フィルタエレメントのみを交換し、他の中空糸膜フィル
タエレメントを継続して使用することが可能となる。中
空糸膜フィルタエレメント1を交換する場合には、フラ
ンジ5を開放し、カートリッジ2から中空糸膜フィルタ
エレメント1を取り出して交換を行う。
【0022】図3は、図2の一部詳細図である。
【0023】中空糸膜フィルタエレメント1の下部には
ねじ26が加工されており、中空糸膜フィルタエレメン
ト1は、カートリッジ上ふた15に加工された挿入穴2
7およびカートリッジ下ふた16に加工された挿入穴2
8を通して挿入され、カートリッジ底板13に設けられ
たねじ穴26によりカートリッジ2に固定される。
【0024】中空糸膜フィルタエレメント1の下部のリ
ングガスケット18は、カートリッジ底板13と接する
ことによりシール性を確保し、中空糸膜フィルタエレメ
ント1の上部のリングガスケット19および20は、カ
ートリッジ上ふた板15およびカートリッジ下ふた板1
6と接することによりシール性を確保する。
【0025】排ガスは排ガス入口21から中空糸膜フィ
ルタエレメント1に入り、排ガス出口22から出る。排
ガスよりも低い圧力に制御されたパージガスは、パージ
ガス入口23から中空糸膜フィルタエレメント1に入
り、排ガスとパージガスの圧力勾配により、排ガス中の
水分がパージガス側に移行してパージガス出口24から
出て行き、したがって前記排ガス出口22から出るガス
は乾燥した状態のガスとなっている。
【0026】図4は、除湿器のカートリッジをフランジ
に挟む構造ではなく、胴体内部に組み込む構造とした実
施例の説明図である。
【0027】カートリッジ2は、胴体3の内部に設けら
れたサポート29の上にカートリッジ管板14を介して
ボルト等により固定される。パージガス入口ノズル8お
よびパージガス出口ノズル9は胴体3の側面上部に設け
られており、パージガス入口ノズル8の一端は、カート
リッジ上ふた板15を貫通し、カートリッジ上ふた板1
5、カートリッジ下ふた板16およびカートリッジ管板
14にて囲まれたカートリッジ上部空間内に接続されて
いる。一方、パージガス出口ノズル9の一端は、カート
リッジ上ふた板15およびカートリッジ下ふた板16を
貫通し、カートリッジ胴体12、カートリッジ下ふた板
16およびカートリッジ底板13にて囲まれたカートリ
ッジ下部空間内に接続されている。
【0028】また、パージガス入口ノズル8およびパー
ジガス出口ノズル9の胴体内部配管には各々2個所のフ
ランジが設けられており、カートリッジ2を胴体内部か
ら切り離すことが可能な構造となっている。
【0029】胴体3と上ふた4はフランジ5により締め
付けられ、その間にガスケット17を挟み込みシール性
を確保する構造となっており、図1および図2の実施例
の三枚締めフランジに比べてフランジ部のシール性が向
上している。
【0030】パージガス供給管31はカートリッジ上ふ
た板15に取り付けられ、パージガス排出管35は、カ
ートリッジ上ふた板15、カートリッジ下ふた板16に
取り付けられる。パージガス供給管33およびパージガ
ス排出管36は胴体3に取り付けられる。パージガス供
給管32は、供給管31,33にフランジ部で着脱自在
に取り付ける。パージガス排出管35は、排出管34,
36にフランジ部で着脱自在に取り付ける。
【0031】カートリッジ2の取外し時は、上ふた4を
外した後、パージガス供給管32、パージガス排出管3
5を取り外し、カートリッジ管板14とサポート29の
結合を外してカートリッジ2を持ち上げる。新しいカー
トリッジを取り付けるときは前記と逆の手順となる。
【0032】パージガスはパージガス入口ノズル8から
入り、カートリッジ上部空間、中空糸膜フィルタエレメ
ント1、カートリッジ下部空間を通り、パージガス出口
ノズル9から出る。空気の流れは、前述の図1と同じで
ある。なお本実施例では空気の流れを上昇流としたが、
上部から入り、下部から出る下降流でもよい。この場
合、パージガスの流れも逆となる。
【0033】図5は、原子力発電設備のオフガス処理系
の系統ラインを示す図である。
【0034】排ガス中の水素および酸素は、除湿器の前
処理装置である排ガス再結合器により水蒸気の状態に再
結合される。その後、排ガス復水器36内で熱交換によ
り約50℃の飽和湿り空気状態となり、除湿器37に導
かれる。排ガス中の水分は除湿器内に通気されたパージ
ガスにより除去され、排ガスは乾燥空気となって、希ガ
スホールドアップ塔38を通過し、排気筒から排出され
る。
【0035】パージガスは希ガスホールドアップ塔38
の入口側から分岐され、除湿器37に導かれ、排ガス中
の水分を除去した後、オフガス処理系の上流に設置され
ている空気抽出器の入口側に戻される。
【0036】なお、本発明の除湿器は、図6に示す原子
力発電設備の計装用圧縮空気系においても適用が可能で
ある。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、多数本の中空糸膜フィ
ルタエレメントを装填する除湿器において、その中空糸
膜フィルタエレメントの取付け、取外し作業を簡略化し
て短時間のうちに済ませることができ、部品交換の納期
が短くて済み、作業コストの低減化を図ることができ
る。
【0038】また、原子力発電設備のオフガス処理系に
おいて、使用済みの中空糸膜フィルタエレメントを交換
するに際しては、作業時間の短縮化により、作業者に対
する被爆量の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す除湿器の構成説明
図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す除湿器の構成説明
図である。
【図3】図2の一部詳細図である。
【図4】本発明の第3の実施例を示す除湿器の構成説明
図である。
【図5】原子力発電設備のオフガス処理系の系統ライン
を示す図である。
【図6】原子力発電設備の計装用圧縮空気系の系統ライ
ンを示す図である。
【符号の説明】
1…中空糸膜フィルタエレメント、2…カートリッジ、
3…胴体、6…排気ガス入口ノズル、7…排気ガス出口
ノズル、8…パージガス入口ノズル、9…パージガス出
口ノズル12…カートリッジ胴体、36…排ガス復水
器、37…除湿器、38…希ガスホールドアップ塔、3
9…フィルタ、40…空気貯槽。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA41 HA02 HA91 JA03A JA06A JA22A JB11 KA64 KA67 MA01 PC72 4D052 AA02 EA02 EA03 FA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の中空糸膜フィルタエレメントを装
    填した除湿器において、前記複数の中空糸膜フィルタエ
    レメントを一体構造のカートリッジとして、このカート
    リッジを内部に装填したことを特徴とする除湿器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、複数の中空糸膜フィ
    ルタエレメントを溶接一体構造のカートリッジとして、
    このカートリッジを内部に装填した除湿器。
  3. 【請求項3】 請求項1において、複数の中空糸膜フィ
    ルタエレメントをねじ込み一体構造のカートリッジとし
    て、このカートリッジを内部に装填した除湿器。
  4. 【請求項4】 空気抽出器からの排ガスを排ガス復水
    器、除湿器、希ガスホールドアップ塔へと順次供給し、
    排気筒から排出する原子力発電設備のオフガス処理系に
    おいて、前記除湿器として、請求項1〜3のいずれか1
    項に記載の除湿器を設置した原子力発電設備のオフガス
    処理系。
  5. 【請求項5】 計装用空気圧縮機からの計装用空気をフ
    ィルタ、除湿器、空気貯槽へと順次供給し、負荷に供給
    する原子力発電設備の計装用圧縮空気系において、前記
    除湿器として、請求項1〜3のいずれか1項に記載の除
    湿器を設置した原子力発電設備の計装用圧縮空気系。
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