JP3683287B2 - 脱湿システムのための装置及び方法 - Google Patents

脱湿システムのための装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3683287B2
JP3683287B2 JP29319193A JP29319193A JP3683287B2 JP 3683287 B2 JP3683287 B2 JP 3683287B2 JP 29319193 A JP29319193 A JP 29319193A JP 29319193 A JP29319193 A JP 29319193A JP 3683287 B2 JP3683287 B2 JP 3683287B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
pressurized air
membrane cartridge
pressure
flow rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29319193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06218220A (ja
Inventor
カースタン・ジー・ハーマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commscope Technologies LLC
Original Assignee
Andrew LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrew LLC filed Critical Andrew LLC
Publication of JPH06218220A publication Critical patent/JPH06218220A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3683287B2 publication Critical patent/JP3683287B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/08Humidity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、広くは、膜カートリッジを用いて気体の脱湿を行なう脱湿システムに関する。より詳しくは、本発明は、大気圧の大きさと無関係に気体の露点温度を然るべき温度に維持する脱湿システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
脱湿システムは実に様々な用途に用いられている。例えば、空気脱湿システムであれば、夏期にオフィス空間の除湿をして快適な仕事環境を維持するというものから、歯科医用の治療機器に乾燥空気を供給するというものまで、幅広い用途がある。また、用途が異なれば、一般的に、要求される湿度の程度も異なる。家庭やオフィスの環境としては、約40%〜60%の湿度が快適であり、一方、ある種の研究室環境においては、10%以下の湿度が必要とされることもある。通信システムにおいては、それより更に低い湿度が望まれることすらある。
【0003】
通信システムにおいて広く用いられている信号伝送媒体には、導波管、同軸ケーブル、電話用多線ケーブル、光ファイバ・ケーブル等がある。これら信号伝送媒体のいずれを使用している通信システムでも、環境条件が変化すると、その通信システムの全体としての性能がそのことによって影響を受ける。例えば、導波管等の信号伝送媒体の内部の空気の温度がその空気の露点温度以下にまで低下すると、その伝送路の内部に結露が生じる。導波管システムや同軸ケーブル・システムは、結露によってそのシステムの効率が低下するが、その原因は、部分的には、空気の誘電率よりも水の誘電率の方が大きいということにあり、また、部分的には、結露によってその導波管ないし同軸ケーブルのインピーダンスが変化して信号の変動や強度低下が発生し得ることにある。多線ケーブルに関しては、結露は絶縁抵抗を低下させて不都合な漏電経路を発生させるおそれがある。
【0004】
これらの通信システムの内部に湿気が蓄積するのを防ぐために、通常は、その伝送路を密閉した上でその内部を加圧状態に維持するようにしており、それによって、たとえ小さな隙間があっても、その隙間から湿気が入り込まないようにしている。そして、そのシステムの内部で結露が発生しないようにするために、脱湿システムないし脱水システムから供給される乾燥空気によって加圧をするようにしている。典型的な例としては、コンプレッサ即ちポンプから加圧空気を供給し、脱湿器でその加圧空気から水分を除去した後に、その水分除去済の空気をシステムの中へ注入するようにしている。注入された空気は、水分含有率が低いために露点温度が低く、それゆえ、極端に低い低温でない限り結露が生じることはない。更に、この注入された空気の中には僅かな量の水分しか含まれていないため、通常あり得ないような極端な低温において結露が生じたとしても、その結露の量は僅かなものでしかない。
【0005】
公知の様々な脱湿システムのうちに、膜カートリッジを使用し、この膜カートリッジの中を通過して流れる気体から、ある種の流体を除去するようにしたシステムがある。膜カートリッジは多数の膜を含んでおり、湿気と、乾燥させようとしている気体の一部とが、それら膜を透過して大気中へ発散したり、回収システムに回収されるようにしている。一般的に、それら膜としては中空糸膜が使用されており、この場合、気体が中空糸膜の中を通過して行く一方で、その気体から分離除去された湿気が中空糸膜の外部で回収される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
膜カートリッジを使用した現在の脱湿システムは、一般的に、コンプレッサを用いてその膜カートリッジへ加圧空気を供給するようにしている。この種の脱湿システムの典型的なものにおいては、脱湿済気体の露点温度を所望の温度にするために、膜カートリッジを通過して流れる気体の流量を一定に維持し、且つ、その圧力を一定に維持するようにしている。そのような脱湿システムでは、標高の高い場所、即ち、比較的大気圧の低い場所においてもその脱湿システムの中の流量と圧力とを一定に維持できるようにするために、比較的大型のコンプレッサが必要とされている。
【0007】
本発明の主要な目的は、膜式乾燥器を用いて気体から流体を分離除去するようにしてあり、しかも、その膜式乾燥器の中の気体の流量及び圧力の変動を許容しつつ、その膜式乾燥器によって脱湿された気体の露点温度を所望の温度に維持することのできる、脱湿システムを提供することにある。
【0008】
本発明の更なる目的は、膜カートリッジを使用した在来の脱湿システムと比較して、必要な加圧空気供給源を小型化することができ、また部品点数を低減することのできる脱湿システムを提供することにある。
【0009】
本発明の更なる目的は、自己調節機能によって、流量と圧力との組合せを許容可能な組合せに維持することのできる脱湿システムを提供することにある。
【0010】
本発明のその他の目的並びに利点は、以下の詳細な説明並びに添付図面を参照することによって明らかとなる。
【0011】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、空気の脱湿を行なうと共に脱湿済空気の露点温度を然るべき温度に維持するための装置に関するものである。空気の露点温度とは、その空気中の水分が凝縮する温度である。脱湿システムの主たる機能は結露を防止することにあるため、脱湿済空気の露点温度が、その脱湿済空気を注入する空間が実際に取り得ると予想される最低温度よりも更に低いことが重要である。尚、露点温度は、その空気の水分含有率と圧力とによって決まる。
【0012】
本発明は膜カートリッジを使用する。この膜カートリッジは、この膜カートリッジの中を通過する空気から水蒸気を除去する。空気が膜カートリッジの中を通過する時間が長いほど、より多くの水分がその空気から除去される。そして、その空気が「より乾燥する」ほど、その空気の露点温度が低下する。本発明は、流量の変動並びにシステム圧力の変動を許容するが、それにもかかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供給し続ける。圧力の低下並びに流量の減少は一般的に大気圧の状態やシステムの損耗によって引き起こされる。本発明が提供するシステムでは、流量が減少するに従って空気が膜カートリッジの中を通過する時間が長くなる。その結果、脱湿済空気の露点温度が安定した温度に維持され、なぜならば、その通過時間が長くなると空気から除去される水分量が増加し、そのことが脱湿済空気の露点温度を低下させるように作用するからである。
【0013】
本発明の好適実施例では、コンプレッサが、システムへ加圧空気を供給している。コンプレッサの吐出部に接続した制流装置であるオリフィスが過剰の空気流量を大気中へ放出することによって、個々のコンプレッサごとの特性の相違に対応できるようにしている。この加圧空気は濾過装置を通過し、この濾過装置は、通過する加圧空気から液体状態の水分を除去する。濾過装置の中に溜った液体状態の水分は、自動フロート式弁、定量流出オリフィス、或いはその他の適当なドレイン方法を用いて濾過装置から排出する。この濾過装置は、コンプレッサから供給される空気の流れの方向を変えずに済む構成としてある。濾過された空気は続いて膜カートリッジの中を通過し、このとき、その空気から水蒸気等の流体が除去される。空気から除去された水蒸気は流体流出口から膜カートリッジの外へ流出し、一方、脱湿済の乾燥空気は、所望の露点を有するものとなっており、脱湿済空気流出口から膜カートリッジの外へ流出する。
【0014】
制流手段が、必要なシステム圧力を作り出すと共に、圧力と流量とを相関させるようにしており、この相関は、システム圧力が低下したならば流量が減少し、逆にシステム圧力が上昇したならば流量が増加するという相関である。本発明の脱湿システムは、圧力と流量との組合せが常に、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生させるような組合せとなるように、圧力と流量とを相関させることを要件としている。夫々が適当な大きさの、制流手段と、コンプレッサと、膜カートリッジとを選択することによって、この脱湿システムは自己調節性を備えたものとなる。なぜならば、それによって、流量が変化したならば、その変化に対して適切な割合で圧力が変化するようになり、その結果として生じる圧力と流量との組合せが、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生させるような組合せとなるからである。この脱湿システムは、流量と圧力との組合せを適切な組合せに維持するため、標高の高い場所に設置された場合であっても、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生することができる。
【0015】
標高が高くなると大気の密度が減少するため、コンプレッサは吐出流量が減少し、吐出圧力が低下する。これによってシステム圧力が低下することから、膜カートリッジの動作効率も低下するが、しかしながら流量の減少によって空気が膜カートリッジの中を通過する時間が長くなるために、その流量の減少の影響がシステム圧力の低下の影響を補償してなお余りある効果をもたらす。即ち膜カートリッジを通過する時間が長くなることによって、空気から除去される水分量が増大し、そのことが脱湿済空気の露点温度を低下させるように作用する。従って、標高が高くなり、大気の密度が低下して行くにつれ、空気が膜カートリッジを通過する時間が長くなり、そのことが、脱湿済空気の露点温度を低下させるように作用するのである。
【0016】
従来の様々な脱湿システムは、標高が高くなっても一定の圧力と流量とを維持するようにしていたため、大型のコンプレッサを必要としていた。それら従来の脱湿システムは、圧力を一定にしていたため、乾燥空気の露点温度を調節したければ、流量を変化させることによってそれが可能であった。これに対して本発明の動作では、システム圧力と流量とを一定に維持する必要がないため、コンプレッサをより小型のものとすることができ、部品点数も削減することができる。本発明のシステムは更に、濾過のプロセスにおいて必要以上の空気を大気へ放出することもない。
【0017】
【実施例】
図1について説明すると、同図は脱湿システムを示しており、この脱湿システムは、その全体に対して引用符号10を付してある。以下にこの脱湿システムについて説明して行くが、ここでは特に、空気の脱湿を行なうという具体的な用途に即して説明することにする。ただし、容易に理解されるように、この脱湿システムは、空気以外の気体ないし気体混合物の脱湿を行なうという用途にも広く適用可能なものである。適用可能な気体の具体的な例を挙げるならば、例えば、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化物、アンモニア、それに、炭素原子を1個ないし5個含んでいる炭化水素(メタン、エタン、プロパン等)を挙げることができる。
【0018】
エア・コンプレッサ即ちポンプ11は、大気中の空気を吸入して加圧するものであり、その空気は、吸入口21からコンプレッサ11の中へ流入する。コンプレッサ11から供給される加圧空気は、制流装置12を接続した部分を通過し、逆止弁13の中を通過し、ドレイン15を備えた濾過装置14の中を通過して、膜カートリッジ17の中へ流入する。膜カートリッジ17は、流入してきた加圧空気から湿気を除去した上で、その脱湿済空気を、制流装置20を介して乾燥空気システム22の流入口へ供給する。
【0019】
膜カートリッジ17は、多数の中空糸膜18を用いて空気から水蒸気を分離するようにしたものであり、分離された水蒸気は、その水蒸気の形態のまま、この膜カートリッジ17から流出して行く。中空糸膜18は、ある種の気体については、膜壁を透過させて中空糸膜の外へ逃がすが、その他の種類の気体は中空糸膜の外へ逃げられず、中空糸膜の中空部分の中をいつまでも流れて行く。多数の中空糸膜18は、それらの一端が膜カートリッジの流入口16に連通しており、他端が膜カートリッジの流出口26に連通している。そのため、中空糸膜18の中空部分の中を流れてきた空気だけが、乾燥空気システム22の中へ導入される空気となる。中空糸膜の膜壁を透過する水蒸気等の気体は、放散口19から、この膜カートリッジ17の外へ流出して行く。
【0020】
好適な膜カートリッジの具体例を挙げるならば、米国、ペンシルベニア州、モールバーン(Malvern )に所在のパーミア社(Permea Inc. )が「プリズム・カクタス(Prism Cactus)」という商標で市販している膜カートリッジを挙げることができる。本発明の好適実施例は「パーミア膜カートリッジ PPC21型(Permea membrane cartridge Model PPC21 )」を使用している。この型式の膜カートリッジを使用した場合には、水蒸気、水素、ヘリウム、それに二酸化炭素等の気体は中空糸膜を速やかに透過し、一方、一酸化炭素、窒素、それにメタン等の気体は中空糸膜をゆっくりと透過する。従って、空気が膜カートリッジ17の中をより長い時間をかけて通過するほど、その空気から濾過して除去される気体の種類と量とが多くなる。こうして、空気が膜カートリッジ17の中をより長い時間をかけて通過するほど、その空気の脱湿度が高まり、その空気の露点温度が低下する。本発明は、標高が高くなったときには、流量の減少とシステム圧力の低下とを許容するが、それにもかかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供給し続ける。空気の流量が減少することによって、空気が膜カートリッジを通過する時間が長くなり、その結果、空気はより乾燥したものとなり、その脱湿済空気の露点温度が低下する。
【0021】
コンプレッサ11から送り出された加圧空気は、制流装置12を接続部分を通過して流れ、この制流装置12は図示例ではオリフィスであって、コンプレッサ11から送られてくる空気のうちの過剰な空気を大気中へ放出する。このオリフィス12は、使用する個々のコンプレッサの特性に合わせて脱湿システムの組立時に手作業で調節するようにしても良い。流量が過剰であると、空気が膜カートリッジに中に入ってから出るまでの時間が短くなるため、脱湿済空気の露点温度が上昇してしまう。逆止弁13は、空気がコンプレッサ11から膜カートリッジ17へは流れることができるが、それとは逆方向の、膜カートリッジ17からコンプレッサ11へは流れないようにして、脱湿済空気の損失が発生するのを防止している。加圧空気はこの逆止弁13から濾過装置14へ流入し、濾過装置14はその加圧空気の中から水滴を除去する。ここで、その空気から水滴を除去する理由は、膜カートリッジ17の中の中空糸膜18に液体状態の水分が付着したならば、中空糸膜18がその液体水分によって飽和してしまうおそれがあるので、それを防止するためである。飽和した中空糸膜は、空気から水蒸気を濾過して除去することができないため、ここで液体状態の水分を除去することは、膜カートリッジ17が効率的に機能し得る実効寿命を延長するのに役立つ。濾過装置14で空気から除去された水滴は容器24の中へ滴下し、ドレイン15を介してこの容器24から抜き取られる。このドレイン15は、自動フロート式弁を備えたものとして、濾過装置14からの水の抜き取りが行なわれている間だけこのドレイン15が開いているようにしておくことが好ましい。そのような構成とすれば、この脱湿システムが加圧空気の不要な損失を生じないようにできるため、より小型のコンプレッサ11を使用することができる。
【0022】
制流装置20は、図示例ではオリフィスであり、このオリフィス20は脱湿済空気流出口26に接続されており、システム圧力と流量とを関連付け、即ち相関させる機能を果たしている。この相関のさせ方は、流量と圧力との組合せが、所望の露点を有する脱湿済空気を発生させることのできる組合せとなるようにするものである。脱湿システム10を、夫々が適切な大きさの、制流装置20と、コンプレッサ11と、膜カートリッジ17とを備えたものとして構成することによって、この脱湿システム10は自己調節性を備えたものとなる。なぜならば、それによって、流量が変化したならば、その変化に対して適切な割合で圧力が変化するようになり、その結果として生じる圧力と流量との組合せが、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生させるような組合せとなるからである。下の表1には、0.014インチ(約0.35mm)のオリフィスを用いてシステム圧力と流量とを相関させたときの効果を示した。本発明の好適実施例は、0.014インチのオリフィスを使用している。
【表1】
Figure 0003683287
【0023】
標高が高くなったために流量が減少したときには、制流装置20が流量とシステム圧力とを相関させているために、システム圧力が低下する。このシステム圧力の低下は膜カートリッジ17の動作効率を低下させるように作用するが、しかしながら流量の減少は、空気が膜カートリッジを通過する時間を長くするように作用する。そして、空気が膜カートリッジを通過する時間が長くなるために、脱湿済空気の露点温度が低下して、膜カートリッジの効率の低下が補償され、それによって、脱湿済空気の露点温度に悪影響が及ぶことが防止される。ただし本発明を構成する際には、脱湿システムが適切な露点温度を有する空気を一貫して発生し続けるように、システム圧力と流量とを適切に相関させることができるように構成する必要がある。例えば、もし流量の減少が僅かであるにもかかわらずシステム圧力の低下が甚だしかったならば、空気が膜カートリッジの中を通過する時間が多少長くなっても、それによって、圧力の低下による膜カートリッジの効率低下を補償することはできず、脱湿済空気の露点温度が上昇してしまう。
【0024】
空気供給源としてコンプレッサを使用している脱湿システムでは、標高が高くなるにつれて、そのコンプレッサの吐出流量が減少して行くことが経験される。例えば、典型的な往復形オイルレス式コンプレッサは、海抜0メートルの標高ではその定格吐出流量を発生するが、海抜1万フィート(約3千メートル)の標高では、所与の圧力に対して定格吐出流量の半分の吐出流量しか発生することができない。このように流量が減少することから、一定の流量で動作するように構成されていた従来の脱湿システムでは、同じ脱湿システムが海抜1万フィートの標高でも満足に動作し得るようにするために、海抜0メートルで必要とされる流量の約2倍の流量を発生し得る能力を備えたコンプレッサを必要としていた。これに対して本発明では、より吐出流量の小さな、より小型のコンプレッサを使用することができ、なぜならば、本発明の脱湿システムは圧力及び流量を一定とする必要がないからである。より小型のコンプレッサを使用することにより、コストを引き下げることができるばかりでなく、信頼性を高めることもでき、更には、よりコンパクトで軽量な脱湿システムを提供することが可能となる。尚、本発明の好適実施例は「トーマス・コンプレッサ #607 型(Thomas compressor Model # 607 )」を使用している。
【0025】
下の表2は、標高が高くなるにつれて、コンプレッサの吐出流量が減少し、システム圧力が低下し、膜カートリッジの流出口における露点温度が低下することを示している。既に述べたように、本発明は自己調節性を備えているため、システム圧力が低下して流量が減少してはいるが、脱湿済空気の露点温度はそのことによって悪影響を受けてはいない。
【表2】
Figure 0003683287
【0026】
更に加えて、本発明では一定の圧力を得るための定圧制御と一定の流量を得るための定流量制御とのいずれも必要としていないため、本発明の脱湿システムは必要な構成部品の点数も少ない。そして、部品点数が少ないことから、組立に要するコストも低減されており、信頼性も向上している。実際に、本発明の脱湿システムは、自己調節性を備えていることによってシステムの信頼性が向上している。これは、漏出の発生やコンプレッサの摩損等の、脱湿システムの吐出流量の低下をもたらす軽度の故障が生じても、その故障が本発明の動作に悪影響を及ぼすことがないからである。もし本発明の脱湿システムに、漏出の発生等の脱湿システムの破損のために予期せぬ小さな吐出流量の減少が発生しても、本発明は、乾燥空気システム22へ導入する脱湿済空気の露点温度を許容可能な温度に維持することができ、なぜならば、空気の流量が減少することによって、空気が膜カートリッジ17を通過する時間が長くなるからである。
【0027】
一般的には、膜カートリッジへの供給圧力と、膜カートリッジ内の流量と、膜カートリッジの大きさとは、特定の乾燥空気システム22へ必要な露点温度を有する脱湿済空気を供給するのに適した、圧力、流量、及び大きさとなるように選定する。ただし本発明は、その流量の減少並びにそのシステム圧力の低下を許容することができ、それらが減少及び低下した場合でも、乾燥空気システム22にとって適当な露点温度を有する脱湿済空気を提供し続けることができる。
【0028】
乾燥空気システム22は、例えば導波管システム(或いは、その他の信号伝達媒体)等であるが、このシステム22は、密閉システムとして構成し、加圧した脱湿済空気を導入することによって、そのシステム22を加圧状態にしておくことが好ましい。システム22を加圧状態にしておけば、湿気を含んだ大気中の空気がシステム22内へ徐々に侵入するのを防止することができ、従ってシステム22内の空気の湿度を、低湿度に保つことができる。また、システム22を密閉システムにしておけば、脱湿済空気がそのシステム22から外へ急速に逃げて行くことがないため、コンプレッサ11を連続運転しなくとも、そのシステム22内の空気を効果的に脱湿状態に維持することができる。それゆえその場合には、脱湿システム10の効率を最適化するための手段として、コンプレッサ11を間欠運転するようにすれば良い。この間欠運転は、周期的なものとしても良く、そうする場合には、一定の時間間隔でコンプレッサ11のオン・オフの切換を自動的に行なう簡単な制御装置を使用すれば良い。また、それとは別の方法として、乾燥空気システム22の内部に圧力センサを装備して、この圧力センサがコンプレッサ11のオン・オフの切換をトリガするようにしておいても良い。
【0029】
以上、本発明を、特に空気の露点温度を制御するという具体的な事例に即して説明したが、本発明はこれ以外の気体ないし気体混合物にも適用可能なものであり、例えば水素、二酸化炭素、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化物、アンモニア、それに、炭素原子が1個ないし5個の炭化水素(メタン、エタン、プロパン等)にも適用し得るものである。それら気体のうちのあるものについては、膜カートリッジ17がその気体に適応するように、異なった種類の中空糸膜18を備えたものとしたり、或いは、それに何らかの処理を施したり、更には、それら両方を行なうことが必要な場合もある。この点については、例えば、米国特許第4230463号、同第4472175号、同第4486202号、同第4575385号、同第4597777号、同第4614524号、同第4654055号、及び同第4728345号等の、米国特許明細書に記載されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る脱湿システムの模式図である。
【符号の説明】
10 脱湿システム
11 コンプレッサ
12 制流装置(オリフィス)
13 逆止弁
14 濾過装置
15 ドレイン
16 流入口
17 膜カートリッジ
18 中空糸膜
19 放散口
20 制流装置(オリフィス)
22 乾燥空気システム
26 脱湿済空気流出口

Claims (13)

  1. 脱湿済空気を発生すると共に該脱湿済空気の露点温度を乾燥空気システムにとって好適な露点温度に維持する装置であって、
    膜カートリッジと、加圧空気供給源と、オリフィスと、制流装置とを具備し、
    前記膜カートリッジは、その内部に空気を流入させる空気流入口と、該空気流入口を介して内部に流入した空気から水蒸気等の流体を除去する膜と、水蒸気等の流体が除去された脱湿済空気を該膜カートリッジの外部に流出する空気流出口と、該水蒸気等の流体を該膜カートリッジの外部に排出する流体流出口とを有し、
    前記加圧空気供給源は、前記膜カートリッジの前記空気流入口に接続されると共に加圧空気を、装置周辺の圧力に応じて変動する流量でもって前記空気流入口に供給し、
    前記オリフィスは、前記加圧空気供給源と前記膜カートリッジの前記空気流入口との間に設けられると共に、前記加圧空気が余剰の時は、前記膜カートリッジの前記空気流入口に流入する前にその余剰分を装置の外部に放出し、
    前記制流装置は、前記膜カートリッジの前記空気流出口に接続されると共に、システムの圧力が変化すると、その圧力変化に応じて加圧空気の流量が変化するように双方を連携させ、もって、該システムの圧力と該加圧空気の流量の適切な組み合わせにより、装置周辺の圧力が変化しても、その変化に関係なく前記脱湿済空気の露点温度が所定の温度以下に維持されることを特徴とする装置。
  2. 前記加圧空気供給源はコンプレッサである請求項1に記載の装置。
  3. 前記制流装置はオリフィスである請求項1又は2に記載の装置。
  4. 前記加圧空気供給源に接続されると共に、前記加圧空気が前記膜カートリッジに流入する前に該加圧空気を濾過処理して該加圧空気中の流体を除去する濾過装置を更に含み、該濾過装置は濾過処理中に装置内に溜まった水を排出するドレインを有し、該水はシステムの圧力変化に関係なく該濾過装置から排出される請求項1〜3の何れかに記載の装置。
  5. 前記濾過装置は、前記加圧空気供給源から供給される加圧空気を必要量しか使用しない請求項4に記載の装置。
  6. 前記ドレインは自動フロート弁を含み、該自動フロート弁は、前記濾過装置に水が溜まった時に限り前記ドレインを開ける請求項4又は5に記載の装置。
  7. 前記加圧空気供給源と前記膜カートリッジの前記空気流入口との間に配置された弁手段を更に含み、該弁手段は脱湿済空気が前記加圧空気供給源側へ逆流するのを阻止する請求項1〜6の何れかに記載の装置。
  8. 脱湿済空気を発生すると共に該脱湿済空気の露点温度を乾燥空気システムにとって好適な露点温度に維持する方法であって、
    脱湿すべき加圧空気を供給し、
    該加圧空気を膜カートリッジの空気流入口から該膜カートリッジの内部に流入させ且つ通過させて該加圧空気から水蒸気等の流体を除去し、水蒸気等の流体が除去された脱湿済空気を前記膜カートリッジの空気流出口から送出する一方、該水蒸気等の流体を流体流出口から排出し、
    前記加圧空気が余剰の場合は、前記膜カートリッジの前記空気流入口に接続したオリフィスによって、その余剰分を除去し、
    システムの圧力が変化すると、その圧力変化に応じて加圧空気の流量が変化するように双方を連携させ、もって、該システムの圧力と該加圧空気の流量を適切に組み合わせて、装置周辺の圧力が変化しても、その変化に関係なく前記脱湿済空気の露点温度を所定の温度以下に維持するようにしたことを特徴とする方法。
  9. 前記加圧空気はコンプレッサを使って供給する請求項8に記載の方法。
  10. 前記膜カートリッジの前記空気流出口に接続した制流装置によって、前記加圧空気の圧力と流量を適切な関係に保持して前記脱湿済空気の露点を所望の温度以下にする請求項8又は9に記載の方法。
  11. 前記膜カートリッジの通過前に前記加圧空気を濾過処理する請求項8〜10の何れかに記載の方法。
  12. 前記加圧空気の濾過処理中に溜まった流体を排出する請求項11に記載の方法。
  13. 前記流体の排出は自動フロート弁によって行う請求項12に記載の方法。
JP29319193A 1992-11-25 1993-11-24 脱湿システムのための装置及び方法 Expired - Lifetime JP3683287B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US981191 1992-11-25
US07/981,191 US5762690A (en) 1992-11-25 1992-11-25 Dehumidifier for supplying air using variable flow rate and variable pressure in a membrane dryer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06218220A JPH06218220A (ja) 1994-08-09
JP3683287B2 true JP3683287B2 (ja) 2005-08-17

Family

ID=25528189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29319193A Expired - Lifetime JP3683287B2 (ja) 1992-11-25 1993-11-24 脱湿システムのための装置及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US5762690A (ja)
EP (1) EP0599149B1 (ja)
JP (1) JP3683287B2 (ja)
AU (1) AU664776B2 (ja)
CA (1) CA2102393C (ja)
DE (1) DE69319069T2 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPM592694A0 (en) * 1994-05-30 1994-06-23 F F Seeley Nominees Pty Ltd Vacuum dewatering of desiccant brines
CA2335424A1 (en) * 1998-06-17 1999-12-23 Kunitaka Mizobe Method of and apparatus for testing airtightness of closed space provided with steam movement control device
US6126724A (en) * 1999-02-19 2000-10-03 Hansen Inc. Locomotive air processing apparatus
NL1011626C2 (nl) * 1999-03-22 2000-09-27 Kema Nv Bereiding van water uit rookgassen.
JP2001070739A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Nabco Ltd 圧縮空気の除湿器及び除湿装置とそれらの改装システム
US6491739B1 (en) * 1999-11-09 2002-12-10 Litton Systems, Inc. Air separation module using a fast start valve for fast warm up of a permeable membrane air separation module
US6705092B1 (en) * 2001-11-14 2004-03-16 Honeywell International Inc. Vapor membrane dehumidification for air cycle environment control system
US6719825B2 (en) * 2002-05-07 2004-04-13 Graham-White Manufacturing Company Air drying apparatus and method
US6764529B2 (en) * 2002-07-01 2004-07-20 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane gas dehydrating apparatus for gas controlled and powered systems
US6881245B2 (en) * 2002-10-18 2005-04-19 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane air dryer and method of mounting a membrane dryer to a vehicle
US6923845B2 (en) * 2002-10-18 2005-08-02 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Membrane air dryer for vehicle air brake system
FR2862129A1 (fr) * 2003-11-07 2005-05-13 Olivier Kaelbel Procede de sechage de materiaux stockes en vrac ainsi qu'une installation de sechage de tels materiaux
DE102004022312B4 (de) * 2004-05-04 2009-04-16 Daimler Ag Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen Hohlfasermembranen
US20110077605A1 (en) * 2005-07-14 2011-03-31 Boehringer Technologies, L.P. Pump system for negative pressure wound therapy
US7481869B2 (en) * 2005-08-17 2009-01-27 Andrew Llc Dry gas production systems for pressurizing a space and methods of operating such systems to produce a dry gas stream
US7678177B2 (en) * 2006-09-12 2010-03-16 New York Air Brake Corporation Membrane air dryer and sweep valve
JP5668269B2 (ja) * 2007-01-30 2015-02-12 Smc株式会社 除湿式エアシステム
JP5982876B2 (ja) * 2012-02-29 2016-08-31 宇部興産株式会社 ガス分離システム
JP2014091766A (ja) * 2012-11-01 2014-05-19 Ube Ind Ltd バイオガス利用システムおよびバイオガス除湿方法
US10144036B2 (en) 2015-01-30 2018-12-04 At&T Intellectual Property I, L.P. Method and apparatus for mitigating interference affecting a propagation of electromagnetic waves guided by a transmission medium
US11619405B1 (en) 2022-01-27 2023-04-04 Greg Drenik Airflow moisture reduction system

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779173A (en) * 1955-04-25 1957-01-29 Gen Motors Corp Dehumidifier having unitary evaporator-condenser plate
NL271831A (ja) * 1960-11-29
US3499062A (en) * 1965-12-22 1970-03-03 Du Pont Method of repairing leaks in fluid separation apparatus
US3536611A (en) * 1967-02-06 1970-10-27 Abcor Inc Membrane device and method
US3511031A (en) * 1968-03-19 1970-05-12 Little Inc A Apparatus for removing water vapor from gases
US3556305A (en) * 1968-03-28 1971-01-19 Amicon Corp Composite membrane and process for making same
US3615024A (en) * 1968-08-26 1971-10-26 Amicon Corp High flow membrane
DE1919290B2 (de) * 1969-04-16 1980-06-19 Schantz, Hugo, Dipl.-Ing., 7064 Remshalden Luftentfeuchtungsanlage
US3556992A (en) * 1969-07-22 1971-01-19 Amicon Corp Anisotropic ultrafiltration membrane having adhering coating and methods of forming and using this membrane
US3580841A (en) * 1969-07-31 1971-05-25 Us Interior Ultrathin semipermeable membrane
US3657113A (en) * 1970-02-03 1972-04-18 Mobil Oil Corp Separating fluids with selective membranes
US3616607A (en) * 1970-04-06 1971-11-02 Northern Natural Gas Co Separation of nitrogen and methane containing gas mixtures
US3676203A (en) * 1970-08-07 1972-07-11 Us Interior Semipermeable membranes
US3735558A (en) * 1971-06-29 1973-05-29 Perma Pure Process Inc Process for separating fluids and apparatus
US3775303A (en) * 1971-12-08 1973-11-27 Gulf Research Development Co Production of low sulfur asphaltic fuel oil
US3735559A (en) * 1972-02-02 1973-05-29 Gen Electric Sulfonated polyxylylene oxide as a permselective membrane for water vapor transport
US3822202A (en) * 1972-07-20 1974-07-02 Du Pont Heat treatment of membranes of selected polyimides,polyesters and polyamides
US3892665A (en) * 1973-10-15 1975-07-01 Standard Oil Co Membrane method and product
US3922149A (en) * 1974-01-30 1975-11-25 Garrett Corp Oxygen air enrichment method
US4142966A (en) * 1974-04-01 1979-03-06 Monsanto Company Membrane separation of water from aqueous mixtures
US3874986A (en) * 1974-05-20 1975-04-01 Gen Electric Laminated porous/non-porous membranes
US3930814A (en) * 1974-11-27 1976-01-06 General Electric Company Process for producing oxygen-enriched gas
US4311594A (en) * 1975-12-01 1982-01-19 Monsanto Company Membrane separation of organics from aqueous solutions
US4108765A (en) * 1975-12-01 1978-08-22 Monsanto Company Membrane separation of methanol from formaldehyde aqueous mixtures
US4230463A (en) * 1977-09-13 1980-10-28 Monsanto Company Multicomponent membranes for gas separations
FR2403819A1 (fr) * 1977-09-27 1979-04-20 Ravier Philippe Procede et installation de separation des gaz par diffusion gazeuse
US4157960A (en) * 1977-11-30 1979-06-12 Monsanto Company Method for enhancing membrane separation
JPS5687417A (en) * 1979-12-14 1981-07-16 H Ii I:Kk Exchanger for heat and/or humidity
US4397661A (en) * 1980-06-27 1983-08-09 Monsanto Company Gas permeation apparatus having permeate rate controlled valving
BR8107040A (pt) * 1980-11-03 1982-07-20 Monsanto Co Processo para separar em gas de uma mistura dito gas e pelo menos um outro gas e processo para recuperacao de hidrogenio de uma corrente de gas
US4421529A (en) * 1982-07-02 1983-12-20 The Dow Chemical Company Membrane system for intermittent gas separation
FR2540396B1 (fr) * 1983-02-04 1988-09-23 Petroles Cie Francaise Procede de deshydratation de gaz
US4597777A (en) * 1983-02-15 1986-07-01 Monsanto Company Membrane gas separation processes
US4486202A (en) * 1983-06-30 1984-12-04 Monsanto Company Asymmetric gas separation membranes
US4654055A (en) * 1983-06-30 1987-03-31 Monsanto Company Asymmetric gas separation membranes
US4472175A (en) * 1983-06-30 1984-09-18 Monsanto Company Asymmetric gas separation membranes
US4575385A (en) * 1983-06-30 1986-03-11 Monsanto Company Permeation modified gas separation membranes
JPS6099328A (ja) * 1983-11-04 1985-06-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 凝縮性ガス分離装置
SU1271522A1 (ru) * 1983-11-09 1986-11-23 Саратовский Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Медицинский Институт Способ дифференциальной диагностики туберкулеза и неспецифических заболеваний легких
US4728345A (en) * 1983-12-28 1988-03-01 Monsanto Company Multicomponent gas separation membranes having polyphosphazene coatings
JPS60238119A (ja) * 1984-05-10 1985-11-27 Takuma Sogo Kenkyusho:Kk 空気の除湿装置
US4549888A (en) * 1984-11-07 1985-10-29 Allied Corporation Automatic control for an external air supply
JPH0114780Y2 (ja) * 1984-11-20 1989-04-28
US4614524A (en) * 1984-12-31 1986-09-30 Monsanto Company Water-free hydrocarbon separation membrane and process
EP0192143B1 (en) * 1985-02-09 1996-01-10 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Permeable polymer membrane for desiccation of gas
JPS6242723A (ja) * 1985-08-20 1987-02-24 Ube Ind Ltd 混合ガスの除湿方法
US4687578A (en) * 1985-12-12 1987-08-18 Monsanto Company Fluid separation membranes
JPS62191404A (ja) * 1986-02-19 1987-08-21 Hitachi Ltd 空気分離装置
JPH07110330B2 (ja) * 1986-05-20 1995-11-29 旭化成工業株式会社 ガスの除湿方法
EP0263212B1 (en) * 1986-10-08 1990-12-27 Ube Industries, Ltd. Method for removing water vapor from water vapor-containing gas
JPS63123421A (ja) * 1986-11-10 1988-05-27 Kuraray Co Ltd 除湿空気供給装置
JPS63123422A (ja) * 1986-11-11 1988-05-27 Kuraray Co Ltd 除湿空気の供給装置
JPH0762550B2 (ja) * 1986-12-26 1995-07-05 株式会社東芝 空気調和機
JPS63236517A (ja) * 1987-03-24 1988-10-03 Ube Ind Ltd 混合ガスの除湿方法
JPS63296819A (ja) * 1987-05-28 1988-12-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 室への気体富化方法
US4806132A (en) * 1987-06-23 1989-02-21 Union Carbide Corporation Turndown control method for membrane separation systems
US4783201A (en) * 1987-12-28 1988-11-08 Rice Arthur W Gas dehydration membrane apparatus
US4857082A (en) * 1988-09-15 1989-08-15 Air Products And Chemicals, Inc. Membrane unit turn-down control system
US4863492A (en) * 1988-11-28 1989-09-05 Uop Integrated membrane/PSA process and system
GB8916510D0 (en) * 1989-07-19 1989-09-06 Boc Group Plc Separation of gas mixtures
US5108464A (en) * 1989-09-19 1992-04-28 Bend Research, Inc. Countercurrent dehydration by hollow fibers
US5118327A (en) * 1989-10-05 1992-06-02 Andrew Corporation Dehumidifier for supplying gas having controlled dew point
US4944776A (en) * 1989-10-05 1990-07-31 Andrew Corporation Dehumidifier for waveguide system
US5030251A (en) * 1989-10-30 1991-07-09 Permea, Inc. System and method for separating a portion of a gas from a mixture of gases
US5053058A (en) * 1989-12-29 1991-10-01 Uop Control process and apparatus for membrane separation systems
US5129924A (en) * 1989-12-29 1992-07-14 Jerald Schultz Supplemental oxygen ventilator
US5131929A (en) * 1991-05-06 1992-07-21 Permea, Inc. Pressure control for improved gas dehydration in systems which employ membrane dryers in intermittent service
US5281253A (en) * 1993-01-06 1994-01-25 Praxair Technology, Inc. Multistage membrane control system and process
DE4435702C2 (de) * 1994-10-06 1998-11-26 Druckluft Dannoehl Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Stickstoff
US5681368A (en) * 1995-07-05 1997-10-28 Andrew Corporation Dehumidifier system using membrane cartridge

Also Published As

Publication number Publication date
CA2102393A1 (en) 1994-05-26
EP0599149A3 (en) 1995-03-08
US5762690A (en) 1998-06-09
AU5059193A (en) 1994-06-09
EP0599149A2 (en) 1994-06-01
AU664776B2 (en) 1995-11-30
DE69319069D1 (de) 1998-07-16
US5885329A (en) 1999-03-23
CA2102393C (en) 2000-06-06
DE69319069T2 (de) 1998-10-08
EP0599149B1 (en) 1998-06-10
JPH06218220A (ja) 1994-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3683287B2 (ja) 脱湿システムのための装置及び方法
AU701196B2 (en) Dehumidifier system using membrane cartridge
US5118327A (en) Dehumidifier for supplying gas having controlled dew point
EP0421402B1 (en) Gas dehumidifier and gas dehumidification process
US5605564A (en) Membrane gas dehydrator
AU749819B2 (en) Membrane air dryer with scheme to reduce air lost as sweep air
CA2390474C (en) Compressed gas systems utilizing a variable pressure membrane air drier, and method of operation thereof
KR950007914B1 (ko) 간헐적 공급방식으로 막 건조기를 사용한 개선된 기체 탈수용 장치 및 방법
US6128825A (en) Combination main reservoir and gas drying apparatus
EP0354258A1 (en) Turndown control method for membrane separation systems
WO2009026005A1 (en) Energy management system for membrane separation device
CN211963674U (zh) 双路气体冷凝除湿系统
CN208519862U (zh) 净化恒湿系统
EP3574977B1 (en) Gas dehydration membrane module with integral filter
RU2233698C1 (ru) Способ и установка для разделения и/или осушки газовых смесей с помощью мембранных устройств
CN102282425B (zh) 基于膜的压缩空气呼吸系统
RU2056689C1 (ru) Установка для содержания газонаполненных кабелей под избыточным давлением
JPH0866616A (ja) 除湿装置
JP3372212B2 (ja) 膜式気体ドライヤ
JP2003090896A (ja) 沸騰水型原子力発電プラント
JPH07232024A (ja) 圧縮空気清浄除湿装置
JP2002306920A (ja) 分離膜式気体発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040702

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050131

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20050308

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090603

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100603

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100603

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110603

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120603

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120603

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130603

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term