JP3082183U - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧領域内へ浸透分離される水分を掃気除去
するパージ通路の断面積を十分に確保しながら、樹脂リ
ングに対して高圧領域側から低圧領域側に向けて作用す
る流体圧の受圧面積を小さくした構造簡単な除湿装置を
提供する。 【解決手段】 ハウジング１内に、円環状に束ねた多数
本の中空糸膜１０の両端に樹脂リング１１，１２を固結
して収容し、該中空糸膜の内部を高圧領域、その外側領
域を低圧領域とし、ハウジング１の一方の側から上記高
圧領域へ除湿前の圧縮エアを供給し、中空糸膜１０を通
ってハウジングの他方の側に流出してくる除湿エアを取
り出し、その一部を中空糸膜の外側のパージ通路に沿っ
て流し、除湿する。上記両樹脂リングには、その周囲に
スペーサリング１４，１５を外嵌させ、それをハウジン
グ内に気密に固定することにより、パージ通路の横断面
積を両樹脂リングの横断面積よりも大きく形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、中空糸膜を使用して湿潤圧縮エア中の水分を除去する除湿装置に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

多数本の中空糸膜を使用する除湿装置は、種々の構成を有するものが知られて いるが、その基本的な構成は、外筒内に多数本の中空糸膜を円環状に束ねた中空 糸膜束の両端を気密に取付け、これらの中空糸膜の内側に高圧高湿の被除湿気体 を流通させるとともに、これらの中空糸膜の外側に低圧低湿のパージエアを流通 させ、中空糸膜の内外面の水蒸気分圧差を利用して上記被除湿気体を除湿してい る（例えば、特開昭５３−９７２４６号公報等参照）。 上記パージ気体を中空糸膜の外側の低圧領域に流通させる手段としては、通常 、中空糸膜の内側を流れて除湿された高圧の被除湿気体の一部を、除湿器の内部 または外部に設けた流量調整弁や固定絞り弁により減圧して分流させ、この気体 を除湿器の内部または外部に設けた通路によって低圧領域に流通させている（例 えば、実公平６−４１６２９号公報等参照）。

【０００３】 この種の中空糸膜を用いた除湿装置は、連続除湿が可能で、浸透膜の長寿命性 に基づいて耐用期間が長く、騒音、振動のない無可動構成である点で有利なもの であるが、低圧領域内へ浸透分離される水分を掃気除去するためのパージエアの 流路を十分に確保し、各中空糸膜の周囲に十分に除湿エアを行き渡らせないと、 除湿性能が阻害されることになる。

【０００４】 また、上記除湿性能を高め、あるいは除湿装置を大型化するために、パージエ アの流路である低圧領域の流路断面積を大きくすると、中空糸膜の両端を固結す る樹脂リングも大きくなり、それによって、該樹脂リングは高圧領域における高 圧の被除湿気体が作用する受圧面積が大きくなるので、その耐圧強度を高める必 要が生じ、構造が複雑になると同時に大型化し、コストも高くなるという問題が ある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の課題は、パージ通路における中空糸膜の収容領域を拡大し、低圧領域 内へ浸透分離される水分を掃気除去するためのパージ通路の断面積を十分に確保 しながら、ハウジング内を高圧領域と低圧領域に仕切る樹脂リングに対して高圧 領域側から低圧領域側に向けて作用する流体圧の受圧面積を小さくし、それによ って全体的な構造が簡単で、小型、軽量化できるようにした除湿装置を提供する ことにある。 本考案の他の課題は、浸透膜方式の除湿装置における除湿性能を向上させ、あ るいは除湿性能についての選択の自由度を向上させた除湿装置を提供することに ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案は、ハウジング内に高分子浸透膜からなる多 数本の中空糸膜を円環状に束ねて収容し、該中空糸膜の内部を高圧領域とすると 共に、中空糸膜の外側領域を低圧領域とし、ハウジング内において、該低圧領域 に中空糸膜の外面に沿って高圧領域内の除湿エアの一部を送るためのパージ通路 を形成し、上記中空糸膜において除湿した除湿エアをハウジングから外部に導出 するようにした除湿装置において、多数本の中空糸膜は、ハウジング内を高圧領 域と低圧領域に仕切る樹脂リングにその両端部をそれぞれ固結支持させ、上記両 樹脂リングには、その中央に設けた貫通孔にロッドの両端を気密に挿入固定する と共に、該両樹脂リングの周囲にスペーサリングを外嵌させて、ハウジングを構 成する筒体内に気密に固定することにより、パージ通路の横断面積を両樹脂リン グの横断面積よりも大きく形成し、上記ハウジングにおける一方の樹脂リングの 外側に、上記高圧領域へ除湿前の圧縮エアを供給する供給口を設けると共に、中 空糸膜を通ってハウジングの他方の側の樹脂リング外に流出してくる除湿エアの 一部を低圧領域のパージ通路に送る複数の通孔を、該流出側の樹脂リングまたは その周囲のスペーサリングに設け、供給口側の樹脂リング付近におけるハウジン グの筒体に、パージ通路を通過したエアを排出する排出口を備えたことを特徴と するものである。

【０００７】 上記除湿装置においては、除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路に送る通孔 を、スペーサリングに設けて、該通孔に、パージエアが多数本の中空糸膜の外周 部に吹き付けられるような角度の噴出口を設け、あるいは、樹脂リングに固結支 持させている中空糸膜間に混入した微多孔質中空管や、樹脂リングに固結支持さ せた先端開放の短寸法中空糸膜等により構成することができる。

【０００８】 また、本考案の除湿装置の好ましい実施形態においては、ハウジングを、両端 が開放した円筒状の筒体と、該筒体の一端に固定されたヘッドカバーと、該筒体 の他端に固定されたエンドカバーとにより構成し、上記ヘッドカバーには、除湿 前の圧縮エアを樹脂リング端に開口する中空糸膜の内部に供給する供給口と、除 湿エアを外部に排出する排出口とを設け、上記ロッドをパイプにより形成して、 その内部を、エンドカバー内の除湿エアをヘッドカバーの上記排出口に導く流路 として使用される。

【０００９】 上記構成を有する除湿装置においては、上記ハウジングの一方の側から高圧領 域へ除湿前の圧縮エアを供給すると、中空糸膜内において、該圧縮エア内の水分 が中空糸膜を通して低圧領域である中空糸膜の外側に浸透分離し、それによって 除湿されたエアがハウジングの他方のエンドカバー側に流出する。そして、この 除湿エアの一部が中空糸膜の端部を固結している樹脂リングまたはその周囲のス ペーサリングに設けた通孔を通して、低圧領域にパージエアとして導入され、そ れにより中空糸膜で分離した水分が掃気されるので、中空糸膜において効率的に 水分の分離が行われ、除湿エアが排出口から連続的に送出される。

【００１０】 また、上記除湿装置では、多数本の中空糸膜の両端部を、高圧領域と低圧領域 に仕切る樹脂リングに固結支持させ、それらの樹脂リングを、その周囲にスペー サリングを外嵌させてハウジングを構成する筒体内に固定し、それによってパー ジ通路の横断面積を両樹脂リングの横断面積よりもスペーサリングの分だけ大き く形成しているので、中空糸膜をその大きい断面積のパージ通路に収容して、低 圧領域内へ浸透分離される水分を掃気除去するためのパージエアの流路を十分に 確保し、各中空糸膜の周囲に十分に除湿エアを行き渡らせ、除湿性能を高めるこ とができる。特に、中空糸膜としてフッ素樹脂系等の水分で膨潤する素材からな るものを用いる場合には、上記パージ通路の拡大は水分の掃気除去のために非常 に有効なものとなる。但し、上記パージエアの流路を拡大し過ぎると、パージエ アの吹き抜けが生じるので、除湿が効率的に行われる範囲で適切に拡大すること が必要である。

【００１１】 しかも、上記スペーサリングを設けることにより、中空糸膜の両端を固結する 両樹脂リングにおいて、高圧領域に面して高圧のエアが作用する受圧面積を比較 的小径にできるので、該樹脂リングをハウジング内に取付けるに際して耐圧強度 を高める必要がなく、除湿装置の構造が簡単になると同時に小型化することが可 能になり、コストも低減できる。 また、上記高圧領域から低圧領域にパージエアを送るための通孔は、樹脂リン グに設けることもできるが、上記スペーサリングをその通路の設置に利用するこ ともでき、上記通孔をそれらに選択的に設置することにより中空糸膜の除湿性能 を向上させ、あるいは除湿性能についての選択の自由度を向上させることができ る。

【００１２】 上記樹脂リングの中央の貫通孔に挿入固定したロッドは、金属その他の材料か らなる棒材やパイプにより形成することができ、それをパイプにより形成した場 合には、該ロッド内を通してエンドカバー側から除湿エアをヘッドカバー側に導 くことができ、それによってハウジングの同じ側から除湿前の圧縮エアの供給及 び除湿エアの排出を行うことができる。

【００１３】

【考案の実施の形態】 図１は本考案に係る除湿装置の第１実施例を示す縦断面図である。 この除湿装置は、主として、両端が開放された円筒状の筒体３と、該筒体３の 両端に結合されるヘッドカバー５と、該筒体３の他端に結合されるエンドカバー ６とにより構成されたハウジング１を備え、このハウジング１内に、高分子浸透 膜からなる多数本の中空糸膜１０を円環状に束ねて収容している。該多数本の中 空糸膜１０は、樹脂リング１１，１２によりその両端部がそれぞれ固結支持され ている。上記樹脂リング１１，１２は、中央にパイプ状のロッド９が挿入される 貫通孔１１ａ，１２ａを有し、その周囲において、多数本の中空糸膜１０の両端 が塞がれないようにして、それらを円環状に束ねた形状になるように固結するも のである。従って、該樹脂リング１１，１２は、多数本の中空糸膜１０の両端部 と一体化して、一つの部品として取り扱うことができ、また、ハウジング１内を 高圧領域と低圧領域に仕切るシール部材としての機能を有するものである。

【００１４】 上記ヘッドカバー５は、外部アダプター７を介して筒体３の一端に固定される もので、供給口５ａからの除湿前の圧縮エアを上記外部アダプター７とその内側 の内部アダプター８との間を通して中空糸膜１０の内部に供給する流路と、排出 口５ｂを通して除湿エアを外部に排出する流路とを備えている。上記内部アダプ ター８は、その内部に該排出口５ｂと上記パイプ状のロッド９内とを気密に接続 する流路を形成するものである。なお、上記ハウジング１を構成する円筒状の筒 体３、ヘッドカバー５、外部アダプター７、エンドカバー６、内部アダプター８ 及びロッド９は、通常、金属製であるが、それに限るものではない。

【００１５】 上記円筒状の筒体３は、外部アダプター７との接合部に近い位置の外周に環状 溝が設けられ、該環状溝内に後述の低圧領域を通過したパージエアを排出するた めの複数の排出孔３ａが設けられている。また、上記エンドカバー６は、筒体３ の下端に固定され、中空糸膜１０内を通過した除湿エアをパイプ状のロッド９内 に導く機能を有している。

【００１６】 上記樹脂リング１１，１２は、多数本の中空糸膜１０の両端部を固結支持する ものであるが、その部分の周囲に、合成樹脂製のスペーサリング１４，１５がそ れぞれ嵌着、固定され、該スペーサリング１４，１５の外周面と上記筒体３の内 周面間は、Ｏリング等のシール部材を装着することにより、気密且つ着脱自在に 固定されている。

【００１７】 上記樹脂リング１１，１２は、ヘッドカバー５の供給口５ａから供給される除 湿前の圧縮エアの圧力が端面に作用するため、その圧力に耐えるに十分な耐圧強 度をもたせる必要があり、そのため、ロッド９に対して強固に固定するか、上記 スペーサリング１４，１５を介して筒体３に強固に固定される。この第１実施例 では、ロッド９に対しても強固に固定しているが、スペーサリング１４，１５を も筒体３の段部３ｂに対向させ、樹脂リング１１，１２の受圧面積を小さくして 高圧領域のエアにより作用する力を小さくすると同時に、樹脂リング１１，１２ をスペーサリング１４，１５に強固に固定しているので、高圧の圧縮エアあるい は圧力変動の大きい圧縮エアの除湿も可能となり、用途範囲が広くなる。

【００１８】 上記樹脂リング１１，１２とロッド９の固定及びスペーサリング１４，１５と 筒体３の固定は、相互に合成樹脂と金属の接合であるため、熱膨張率等の差異に 起因して長期にわたり安定的に接着等による固定を行うのが困難であるが、共に 合成樹脂である樹脂リングとスペーサリングの接着等による固定は、物性的に両 者が近似しているため、比較的安定的に行うことができる。

【００１９】 また、上記樹脂リング１１，１２の端面は、中空糸膜１０内への圧縮エアの供 給及び排出のために、それを他物で覆うことができず、そのため、ヘッドカバー ５と連結された外部アダプター７には、上記樹脂リング１１の端面は覆わないが スペーサリング１４の端面を気密に覆う段部７ａを設けている。なお、エンドカ バー６においても同様にスペーサリング１５の端面を覆う段部を設けることがで きる。これにより、高圧領域のエアによりスペーサリング１５が受ける力を軽減 することができる。

【００２０】 このように、上記樹脂リング１１，１２の周囲にスペーサリング１４，１５を 外嵌させ、それを筒体３内に気密に固定すると、該筒体内において多数の中空糸 膜１０を収容したパージ通路の横断面積が、両樹脂リング１１，１２の横断面積 よりも大きくなり、そのため、中空糸膜１０をその大きい断面積のパージ通路に 収容して、各中空糸膜の周囲に十分に除湿エアを行き渡らせ、除湿性能を高める ことが可能となり、特に、中空糸膜１０としてフッ素樹脂系等の水分で膨潤する 素材からなるものを用いる場合には、上記パージ通路の拡大は水分の掃気除去の ために非常に有効なものとなる。但し、上記パージエアの流路を拡大し過ぎると 、パージエアの吹き抜けが生じるので、除湿が効率的に行われる範囲で適切に拡 大し、あるいは中空糸膜１０を分散配置することなどが必要である。

【００２１】 上記筒体３内の中空糸膜１０の外面に沿って除湿エアを流すため、中空糸膜内 を通った除湿エアが流出する側の樹脂リング１２の周囲のスペーサリング１５に 、流出してくる除湿エアの一部を筒体３内における中空糸膜１０の周囲（低圧領 域）に送り込むための複数の通孔２０を設けている。上記通孔２０は、パージエ アが上記多数本の中空糸膜１０の外周部に吹き付けられるように、適度な内向き の角度を有する噴出口２０ａを有するものである。このような噴出口２０ａを設 けると、中空糸膜の外面近傍に浸透分離された水分をパージエアにより効率的に パージすることができる。

【００２２】 更に、該通孔２０には、除湿エアの導入口にパージエア流量を調整するオリフ ィス２１を設けることができる。このオリフィスは、適宜内径のものを選択的に 装着可能とすることにより、中空糸膜の周囲に流すパージエアの流量を調整する ことが可能になる。 また、他方の樹脂リング１１側における筒体３の周壁に、中空糸膜１０の周り の水分を掃気によって排出する前記複数の排出孔３ａを設けている。

【００２３】 上記構成を有する除湿装置は、図１の矢印Ａで示すように、ヘッドカバー５の 供給口５ａから除湿前の圧縮エアが供給されると、該圧縮エアが外部アダプター ７と内部アダプター８の間、及び樹脂リング１１に固結支持されている中空糸膜 １０の開口を通って、中空糸膜１０の内部に供給され、中空糸膜１０を通る間に 除湿されて除湿エアとなり、樹脂リング１２に固結支持されている中空糸膜１０ の端の開口を通って、樹脂リング１２とエンドカバー６に囲まれた空間に流出し 、その除湿エアは、矢印Ｂ，Ｃで示すように、ロッド９内を通ってヘッドカバー ５の排出口５ｂに至り、外部に取り出される。 そして、筒体３内の中空糸膜１０の周囲のパージ通路には、通孔２０を経て、 高圧領域内の除湿エアの一部がパージエアとして減圧供給され、該パージ通路に おいては、そのパージエアにより中空糸膜１０において浸透分離された水分が掃 気、除去され、排出孔３ａから排出される。

【００２４】 従って、樹脂リング１１と外部アダプター７に囲まれた空間、中空糸膜１０の 内部、及び樹脂リング１２とエンドカバー６に囲まれた空間は、除湿前の圧縮エ アまたは除湿された高圧の圧縮エアが供給されている高圧領域になる。一方、筒 体３と樹脂リング１１，１２で囲まれた空間内の中空糸膜１０の外側領域は、通 孔２０を通って減圧されたパージエアが流れるので、低圧領域になる。

【００２５】 上記除湿装置は、ハウジング１の一方の側のヘッドカバー５から高圧領域へ除 湿前の圧縮エアが供給されると共に、中空糸膜１０を通ってハウジングの他方の 側に流出してくる除湿エアがパイプ状のロッド９内を通して上記ヘッドカバー５ 側から取り出されるものであるが、エンドカバー６から直接的に除湿エアを取出 すことにより、ハウジング１の両端側から圧縮エアの供給、排出を行うことがで きる。

【００２６】 上記除湿エアの一部をパージ通路に送る複数の通孔２０は、上記第１実施例の ように、スペーサリング１５に設けることもできるが、該スペーサリング１５ま たは樹脂リング１２のいずれかに設けることができ、あるいは、その両者に設け ることもできる。

【００２７】 図２は、上記除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路に送る通孔として、第１ 実施例の樹脂リング１２に固結支持させている中空糸膜１０間に樹脂製の微多孔 質中空管３０の複数を混入させた第２実施例の構成を示している。この場合、該 微多孔質中空糸膜３０は、円環状に束ねられた中空糸膜１０の全域に均一に分散 配設するとか、円環状に束ねられた中空糸膜１０の内側近傍区域に配設するとか 、あるいは、パージエアが行き渡りにくい区域に分散配設するとか、その配置を 適宜選定することにより、低圧領域に均一、かつ効率的にパージエアを流すこと ができる。また、上記微多孔質中空糸膜３０は、その先端を他方の樹脂リング１ １により固結することもできるが、必ずしもその必要はない。

【００２８】 また、図３に示す第３実施例の除湿装置では、除湿エアの一部をパージ通路に 送る通孔を、第１実施例の樹脂リング１２に固結支持させた先端開放の短寸法中 空糸膜４０により構成している。この中空糸膜４０は、前記中空糸膜１０と同質 または異質のものを用いることができ、その長さを変えることによりパージエア の均等または効率的な流れを得ることができる。

【００２９】 これらの各実施例の通孔２０，３０，４０は、その数や内径、長さを調整する ことにより、パージエア流量を容易に変更することができ、また、それらを適宜 併用することもできる。 なお、上記第２及び第３実施例のその他の構成及び作用は、第１実施例と実質 的に変わるところがないので、図中の主要部に第１実施例と同一の符号を付して それらの説明を省略する。

【００３０】

【考案の効果】

以上に詳述したように、本考案によれば、パージ通路における中空糸膜の収容 領域を拡大し、低圧領域内へ浸透分離される水分を掃気除去するためのパージ通 路の断面積を十分に確保しながら、ハウジング内を高圧領域と低圧領域に仕切る 樹脂リングに対して高圧領域側から低圧領域側に向けて作用する流体圧の受圧面 積を小さくし、それによって全体的な構造が簡単で、小型、軽量化できるように した除湿装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る除湿装置の第１実施例を示す縦断
面図である。

【図２】本考案に係る除湿装置の第２実施例を示す縦断
面図である。

【図３】本考案に係る除湿装置の第３実施例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ３ 筒体 ５ ヘッドカバー ６ エンドカバー ７ 外部アダプター ９ ロッド １０ 中空糸膜 １１，１２ 樹脂リング １４，１５ スペーサリング ２０，３０，４０ 通孔

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に高分子浸透膜からなる多数
   本の中空糸膜を円環状に束ねて収容し、該中空糸膜の内
   部を高圧領域とすると共に、中空糸膜の外側領域を低圧
   領域とし、ハウジング内において、該低圧領域に中空糸
   膜の外面に沿って高圧領域内の除湿エアの一部を送るた
   めのパージ通路を形成し、上記中空糸膜において除湿し
   た除湿エアをハウジングから外部に導出するようにした
   除湿装置において、 多数本の中空糸膜は、ハウジング内を高圧領域と低圧領
   域に仕切る樹脂リングにその両端部をそれぞれ固結支持
   させ、 上記両樹脂リングには、その中央に設けた貫通孔にロッ
   ドの両端を気密に挿入固定すると共に、該両樹脂リング
   の周囲にスペーサリングを外嵌させて、ハウジングを構
   成する筒体内に気密に固定することにより、パージ通路
   の横断面積を両樹脂リングの横断面積よりも大きく形成
   し、 上記ハウジングにおける一方の樹脂リングの外側に、上
   記高圧領域へ除湿前の圧縮エアを供給する供給口を設け
   ると共に、 中空糸膜を通ってハウジングの他方の側の樹脂リング外
   に流出してくる除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路
   に送る複数の通孔を、該流出側の樹脂リングまたはその
   周囲のスペーサリングに設け、 供給口側の樹脂リング付近におけるハウジングの筒体
   に、パージ通路を通過したエアを排出する排出口を備え
   た、ことを特徴とする除湿装置。
2. 【請求項２】除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路に
   送る通孔をスペーサリングに設け、該通孔に、パージエ
   アが多数本の中空糸膜の外周部に吹き付けられるような
   角度の噴出口を設けた、ことを特徴とする請求項１に記
   載の除湿装置。
3. 【請求項３】除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路に
   送る通孔を、樹脂リングに固結支持させている中空糸膜
   間に混入した微多孔質中空管により構成した、ことを特
   徴とする請求項１に記載の除湿装置。
4. 【請求項４】除湿エアの一部を低圧領域のパージ通路に
   送る通孔を、樹脂リングに固結支持させた先端開放の短
   寸法中空糸膜により構成した、ことを特徴とする請求項
   １に記載の除湿装置。
5. 【請求項５】ハウジングを、両端が開放した円筒状の筒
   体と、該筒体の一端に固定されたヘッドカバーと、該筒
   体の他端に固定されたエンドカバーとにより構成し、 上記ヘッドカバーには、除湿前の圧縮エアを樹脂リング
   端に開口する中空糸膜の内部に供給する供給口と、除湿
   エアを外部に排出する排出口とを設け、上記ロッドをパ
   イプにより形成して、その内部を、エンドカバー内の除
   湿エアをヘッドカバーの上記排出口に導く流路とした、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除湿
   装置。