JP2537800B2 - 酸素富化膜ユニツト - Google Patents

酸素富化膜ユニツト

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JP2537800B2
JP2537800B2 JP61126043A JP12604386A JP2537800B2 JP 2537800 B2 JP2537800 B2 JP 2537800B2 JP 61126043 A JP61126043 A JP 61126043A JP 12604386 A JP12604386 A JP 12604386A JP 2537800 B2 JP2537800 B2 JP 2537800B2
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JP
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oxygen
filter
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enriched
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茂樹 畠中
高則 杉本
貴樹 小林
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、窒素より大きい速度で酸素を透過させる酸
素富化膜モジュールを利用することにより空気中の酸素
を富化して供給することができる酸素富化膜ユニットに
関するものである。
従来の技術 近年酸素富化ガスは、燃焼用,医療用などに広く利用
されているが、これらの気体を得る方法としては、深冷
分離による酸素ボンベが一般であり、他の代表的方法と
してゼオライト等があるが、簡単に酸素富化ガスを作り
出し、省エネルギー機器として利用する目的で、高分子
の膜を利用した酸素富化膜ユニットの開発が盛んに行な
われている。
気体透過膜を利用した分離技術としては、例えば特願
昭60−223028号に示される様に酸素富化ユニットがあ
る。
以下図面を参照しながら、上述したような気体分離手
段の一つである、従来の酸素富化膜ユニットについて説
明する。
第5図は、従来のフィルターの断面斜視図を示すもの
である。第5図において、20は空気中の粗大の塵埃を除
去する粗塵用フィルター、21は空気中の微小の塵埃を除
去する微塵用フィルター、22は粗塵用フィルター20の粗
塵用濾材、23は微塵用フィルター21の微塵用濾材、24は
粗塵用濾材22と微塵用濾材23を押さえるための平ラス、
25は粗塵用濾材22と微塵用濾材23を酸素富化膜ユニット
に固定するためのアルミケースである。
第6図は、従来の酸素富化膜ユニットの一部を破断し
て示す斜視図である。第6図において、30は空気から選
択的に酸素を富化する酸素富化膜モジュール、31は酸素
富化空気を集合させるヘッダー、32は前記酸素富化膜モ
ジュール30と前記ヘッダー31を接続するチューブ、33は
前記酸素富化膜モジュール30に常に新しい空気を供給す
るための通風スペース、34は前記酸素富化膜モジュール
30に常に新しい空気を供給するファン、35は上記部品を
収納するケースである。
第4図は、フィルターとファンの関係を示すものであ
る。第4図において、横軸は、風速、縦軸は、圧力損失
であり微塵用フィルターと粗塵用フィルターの特性を示
す。
以上の様に構成された酸素富化膜ユニットについて以
下その動作について説明する。
第6図に示す様に、酸素富化膜モジジュール30は、窒
素よりも大きな速度で酸素を透過させるものであり、ヘ
ッダー31のフランジに真空ポンプを接続して、減圧吸引
を行なうと、真空ポンプの排出側から酸素富化空気が得
られる。またチューブ32は、酸素富化膜モジュール30と
ヘッダー31を接続して酸素富化膜モジュール30に減圧度
を伝えるものである。又ファン34は、粗塵用フィルター
20と微塵用フィルター21を介して、通風スペース33を通
り酸素富化膜モジュール30に常に新しい空気を供給する
ものであり、粗塵用フィルター20と微塵用フィルター21
は、酸素富化膜モジュールへ供給される空気より塵埃を
除去するものである。
次に第4図,第5図を使用して、粗塵用フィルター20
と微塵用フィルター21の詳細な動作説明を行なう。粗塵
用フィルターの濾材22、例えばA3/305(日本バイリーン
社製商品名)は、風速0.5(m/s)、塵埃の大きさ5μ以
上で捕集効率90%以上のものを使用し、微塵用フィルタ
ーの濾材23、例えばFM−98(日本バイリーン社製商品
名)は、風速0.5(m/s)、塵埃の大きさ1μ以上で捕集
効率95%以上のものを使用する。又、第4図から理解で
きる様に粗塵用フィルターの濾材22の圧力損失は、風速
0.5(m/s)で6.6(mmAq)で、微塵用フィルターの濾材2
3の圧力損失は、風速0.5(m/s)で26.6(mmAq)のもの
を使用している。つまりファン34の酸素富化膜モジュー
ル30に供給する風速は、微塵用フィルター21の濾材の圧
力損失26.6(mmAq)で決定され、0.5(m/s)である。こ
の様に圧力損失の大きい微塵フィルター21を使用するの
は酸素富化膜モジュール30に張り付けてある酸素富化膜
がポリプロピレン多孔質体(セラニーズ社製の商品名ジ
ュラガード)に0.1μの膜をコーティングされているも
のであるために、微小の塵埃でも破損するからである。
又、第5図の様に粗塵用フィルターの濾材22と微塵用
フィルターの濾材23は、平ラス24によってはさみ込まれ
アルミケース25によって酸素富化膜ユニットに固定され
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第3図で示す様に、ファン34に酸素富
化膜モジュール30に供給する風速が0.5(m/s)の場合、
酸素富化膜ユニットの酸素富化空気を得る酸素濃度が低
い、つまり酸素富化膜モジュール30に供給する風速が遅
いため、得られる酸素富化空気の酸素濃度が低いという
問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み、粗塵用フィルターの濾
材,微塵用フィルターの濾材及びファンを変更せず、酸
素富化膜モジュールに供給する風速を速くして、得られ
る酸素富化空気の酸素濃度を上げた酸素富化膜ユニット
を提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の酸素富化膜ユニッ
トは、酸素の透過速度が窒素の透過速度の2倍以上であ
る酸素富化膜を有し、大気あるいは混合気体を選択的に
分離する酸素富化膜モジュールと、前記大気あるいは混
合気体を供給するファンと、選択的に分離された気体を
集合するヘッダーと、風速1.1m/sで5μm以上の塵埃前
記大気あるいは混合気体より90%以上除去する粗塵用フ
ィルターと、風速1.1m/sで1μm以上の塵埃を前記大気
あるいは混合気体より90%以上除去する微塵用フィルタ
ーと、 一側面に前記粗塵用フィルターを、この側面に対向す
る側面に前記ファンを、内部に前記酸素富化膜モジュー
ルと前記ヘッダーと前記微塵用フィルターとをそれぞれ
収納するとともに略直方体の構造をしたケースとで構成
され、前記微塵用フィルターの濾材は、前記酸素富化膜
モジュールが配置された位置での前記ケースの外に対す
る圧力損失が、前記粗塵用フィルター前後の圧力損失と
同等となる有効面積を有するとともに、波形形状として
前記粗塵用フィルターの開口面内に収まるように前記ケ
ース内の前記粗塵用フィルターと前記酸素富化膜モジュ
ールとの間に配置したものである。
作 用 まず、全体の圧力損失は、微塵用フィルターの圧力損
失と粗塵用フィルターの圧力損失の合計ではなく、微塵
用フィルターの圧力損失と粗塵用フィルターの圧力損失
の大きい方の値になる。
本願発明は、特に微塵用フィルターの濾材の有効面積
を、前記酸素富化膜モジュールが配置された位置での前
記ケースの外に対する圧力損失が、前記粗塵用フィルタ
ー前後の圧力損失と同等となるようにすることにより、
微塵用フィルターの濾材の交換時間を長くし、しかも全
体の圧力損失には影響を及ぼさず、酸素富化膜モジュー
ルに供給される風速を速くすることができる。また、波
形形状として前記粗塵用フィルターの開口面内に収まる
ように配置することにより、ケースを略直方体の構造と
することができ、例えば、複数のユニットを積み重ねる
ことも可能になる。
実 施 例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
第1図は、本発明の一実施例による酸素富化膜ユニッ
トのフィルターの一部を破断して示す斜視図、第2図
は、同酸素富化膜ユニットの一部を破断して示す斜視
図、第3図は、同酸素富化膜ユニットの酸素富化膜モジ
ュールに供給する風速と酸素富化空気の酸素濃度の関係
を示す特性図、第4図は、同酸素富化膜ユニットのファ
ンとフィルターの関係を示す特性図である。
第1図において、1は空気中の粗大の塵埃を除去する
粗塵用フィルター、2は空気中の微小の塵埃を除去する
微塵用フィルター、3は粗塵用フィルター1の粗塵用濾
材、4は微塵用フィルターの微塵用濾材、5は粗塵用濾
材3を押さえるための平ラス、6は微塵用濾材4を固定
するVバンク状樹脂、7は粗塵用濾材3と微塵用濾材4
を酸素富化膜ユニットに固定するためのアルミケースで
ある。
第2図において、8は空気から選択的に酸素を富化す
る酸素富化膜モジュール、9は酸素富化空気を集合させ
るヘッダー、10は前記酸素富化膜モジュール8と前記ヘ
ッダー9を接続するチューブ、11は前記酸素富化膜モジ
ュール8に常に新しい空気を供給するための通風スペー
ス、12は前記酸素富化膜モジュール8に常に新しい空気
を供給するファン、13は上記部品を収納するケースであ
る。
以上の様に構成された酸素富化膜ユニットについて以
下その動作について説明する。
第2図において、酸素富化膜モジュール8は、窒素よ
りも大きな速度で酸素を透過させるものであり、ヘッダ
ー9のフランジに真空ポンプを接続して、減圧吸引を行
なうと、真空ポンプの排出側から酸素富化空気が得られ
る。
またチューブ10は、酸素富化膜モジュール8とヘッダ
ー9を接続して酸素富化膜モジュール8に減圧度を伝え
るものである。又、ファン12は、粗塵用フィルター1と
微塵用フィルター2を介して、通風スペース11を通り酸
素富化膜モジュール8に常に新しい空気を供給するもの
であり、粗塵用フィルター1と微塵用フィルター2は、
酸素富化膜モジュール8へ供給される空気より塵埃を除
去するものである。
次に第1図,第3図,第4図を使用して詳細に粗塵用
フィルター1と微塵用フィルター2の動作について説明
する。
第3図に示す様に、従来の酸素富化膜ユニットの酸素
富化膜モジュール8に供給する風速が速くなると、酸素
富化空気の酸素濃度が高くなる、つまり風速1.1(m/s)
以上であれば、酸素富化空気の酸素濃度は30%となる。
第4図に示す様に、従来の酸素富化膜ユニットは、微
塵用フィルターの特性とファンの特性の交点(風速0.5
(m/s)で圧力損失26.6(mmAq))が、酸素富化膜モジ
ュール8に供給する風速となっていた。
そこで供給する粗塵用濾材3と微塵用濾材4とファン
12を変更せずに風速1.1(m/s)以上にするには、微塵用
フィルター2の微塵用濾材4の有効面積を増やす、つま
り第1図の様に、微塵用濾材4を波形に折り曲げて、上
下をVバンク状樹脂にて固定することにより有効面積を
増やす。実際には、微塵用濾材4の有効面積は、単位面
積あたり、風速0.45(m/s)で圧力損失20(mmAq)とな
る様にする。なお粗塵用フィルター2は、ファン12の特
性と粗塵用濾材4の特性の交点(風速1.1(m/s)で圧力
損失20(mmAq))であるため、有効面積を増やす必要は
ない。
上記表の様に従来例では、酸素濃度29.3(%)であっ
たのに対して、実施例では、酸素濃度30.0(%)であ
る。
以上の様に本実施例によれば、微塵用フィルターの微
塵用濾材を波形に折り曲げて、有効面積を増やし上下を
Vバンク状樹脂で固定することにより酸素富化膜モジュ
ールに供給する風速を速くし、得られる酸素富化空気の
酸素濃度を高くして選択性を上げることができる。
発明の効果 以上の様に本発明は、微塵用フィルターの微塵用濾材
の有効面積を増やし、酸素富化膜モジュールに供給する
空気を供給する風速を速くすることにより、得られる酸
素富化空気の酸素濃度を高めることができ、その実用的
効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による酸素富化膜ユニットの
フィルターの一部を破断して示す斜視図、第2図は同酸
素富化膜ユニットの一部を破断して示す斜視図、第3図
は同酸素富化膜ユニットの酸素富化膜に供給する風速と
酸素富化空気の酸素濃度の関係を示す特性図、第4図は
同酸素富化膜ユニットのファンとフィルターの関係を示
す特性図、第5図は従来のフィルターの断面斜視図、第
6図は従来の酸素富化膜ユニットの一部を破断して示す
斜視図である。 1……粗塵用フィルター、2……微塵用フィルター、4
……微塵用濾材、6……Vバンク状樹脂、8……酸素富
化膜モジュール、9……ヘッダー、10……チューブ、11
……通風スペース、12……ファン、13……ケース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 貴樹 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−101405(JP,A) 特開 昭56−91802(JP,A) 実開 昭60−161419(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸素の透過速度が窒素の透過速度の2倍以
    上である酸素富化膜を有し、大気あるいは混合気体を選
    択的に分離する酸素富化膜モジュールと、 前記大気あるいは混合気体を供給するファンと、 選択的に分離された気体を集合するヘッダーと、 風速1.1m/sで5μm以上の塵埃を前記大気あるいは混合
    気体より90%以上除去する粗塵用フィルターと、 風速1.1m/sで1μm以上の塵埃を前記大気あるいは混合
    気体より90%以上除去する微塵用フィルターと、 一側面に前記粗塵用フィルターを、この側面に対向する
    側面に前記ファンを、内部に前記酸素富化膜モジュール
    と前記ヘッダーと前記微塵用フィルターとをそれぞれ収
    納するとともに略直方体の構造をしたケースとで構成さ
    れ、 前記微塵用フィルターの濾材は、前記酸素富化膜モジュ
    ールが配置された位置での前記ケースの外に対する圧力
    損失が、前記粗塵用フィルター前後の圧力損失と同等と
    なる有効面積を有するとともに、波形形状として前記粗
    塵用フィルターの開口面内に収まるように前記ケース内
    の前記粗塵用フィルターと前記酸素富化膜モジュールと
    の間に配置したことを特徴とする酸素富化膜ユニット。
JP61126043A 1986-05-30 1986-05-30 酸素富化膜ユニツト Expired - Lifetime JP2537800B2 (ja)

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JPS62283801A JPS62283801A (ja) 1987-12-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7509003B2 (en) 2006-06-09 2009-03-24 Fujitsu Limited Optical waveguide, optical device, and manufacturing method of the optical waveguide

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JPS60161419U (ja) * 1984-04-02 1985-10-26 日本無機株式会社 エアフイルタ
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