JP3724827B2 - 膜式気体ドライヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は膜式気体ドライヤに関し、より詳細にはパージ気体の効率利用を可能にする膜式気体ドライヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜式気体ドライヤは水蒸気を選択的に分離する気体分離膜を使用した気体の除湿装置である。中空糸膜を使用した膜式気体ドライヤは容器内に多数本の中空糸膜を束状にして収容し、中空糸膜の内側に除湿しようとする気体を通流させるとともに、中空糸膜の外側にパージ気体を通流させて除湿する。気体の除湿は中空糸膜（気体分離膜）の内側と外側の水蒸気分圧差によってなされるから、パージ気体には水蒸気分圧の低い気体を使用する必要があり、膜式気体ドライヤでは中空糸膜を通過して除湿した後の気体を一部分パージ気体として取り込み、これを還流させて使用する。
【０００３】
従来の膜式気体ドライヤでは、中空糸膜を通過した除湿気体を流量調節弁を介して戻し流路からパージ気体として中空糸膜の外側に通流させるようにする構成が一般的である。パージ気体は中空糸膜内の気体の流れ方向とは逆向きに進み、水蒸気を取り込みながら中空糸膜の外側を通過して外部に排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の膜式気体ドライヤは除湿後の気体を部分的にパージ気体として使用するから、パージ気体として使用する分だけ除湿効率が低下することが避けられない。従来の装置では常時パージ気体を流して使用しており、パージ気体に使用する分量は除湿後の気体のうち１０〜２０％程度にもなる。したがって、パージ気体の有効活用を図り、パージ気体の削減を図ることができれば装置の効率を効果的に向上させることが可能になる。
【０００５】
このように、ドライヤの効率は除湿気体を常時使用する場合はもちろん、間欠的に作動させるエア装置に使用するような場合にはとくにパージ気体が無駄になり、装置の効率が低下するという問題があった。
本発明は、これらも問題点を解消すべくなされたものであり、膜式気体ドライヤでパージ気体の効率的な利用を図ることにより、除湿効率を高めることのできる膜式気体ドライヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、容器内に多数本の中空糸膜を収容し、これら中空糸膜内に除湿しようとする気体を流入させるとともに、中空糸膜を通過して除湿された気体をパージ気体として一部分前記中空糸膜の外側に還流させて除湿する膜式気体ドライヤにおいて、前記除湿後の気体をパージ気体として還流させる際に、パージ気体の流れを時間的に変動させて波状的に流す流量制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体の時間当たりの流入量を周期的あるいは間欠的に変動させるべく制御するものであることを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路を周期的あるいは間欠的に開閉制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路の開閉量を周期的あるいは間欠的に制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
中空糸膜の一端側から中空糸膜内に導入された気体は中空糸膜内を通過する際に除湿され中空糸膜の他端側から除湿気体として排気される。この除湿気体の一部はパージ気体として還流されて使用されるが、流量調節手段はこの除湿気体をパージ気体として還流させる際に、パージ気体の流量をたとえばパルス的に変動させることにより総流量をしぼって流入させる。流量調節手段によってパージ気体は流量が変動して波状的に流入し、これによって中空糸膜とパージ気体との接触性が向上し、パージ気体の流量を削減してかつ、除湿効果を減退させずに除湿することを可能にする。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る膜式気体ドライヤの一実施例の構成を示す説明図である。本実施例の膜式気体ドライヤは多数本の中空糸膜１０を束状にまとめ、Ｕ字状に曲げてケース１２内に収納したものである。
ケース１２の上部には除湿しようとする気体の導入部１４と除湿後の気体の排気部１６を開口部を外向きにして配置する。導入部１４には中空糸膜１０の一端側を接続し、排気部１６には中空糸膜１０の他端側を接続する。
【０００９】
なお、束状にまとめた中空糸膜１０を密封するためＵ字管状に形成したブーツ１８内に中空糸膜１０を収納し、ブーツ１８の両端を各々導入部１４と排気部１６に気密に連結する。これによって、導入部１４から導入された気体は中空糸膜１０の内側に流入し、中空糸膜１０内を通過して除湿され排気部１６から排気される。なお、図１では中空糸膜１０の内外での気体の通流をわかりやすく示すため１本の中空糸膜１０の取り付け状態と中空糸膜１０の内外の気体の流れ方向を示している。
【００１０】
排気部１６の内壁面にはパージ気体取り入れ口２０を設け、ブーツ１８内に連通する戻し流路２２とパージ気体取り入れ口２０とを連通し、パージ気体取り入れ口２０からパージ気体を戻し流路２２に取り入れてパージ気体の排気口２４から排気するよう構成する。パージ気体の排気口２４は気体の導入部１４に近い側に配置する。パージ気体は戻し流路２２からブーツ１８内に流入し、中空糸膜１０の外側を通流して中空糸膜１０内を通過する気体を除湿しながらパージ気体の排気口２４から排出される。
【００１１】
上記の中空糸膜１０を用いる除湿作用および、中空糸膜１０の配置、パージ気体の取り入れ方法等は従来の装置と基本的な構成は同様であるが、本実施例の気体ドライヤはブーツ１８内を通流させるパージ気体の流量調節手段を設けたことを特徴とする。
すなわち、実施例ではパージ気体の流量調節手段はパージ気体取り入れ口２０と戻し流路２２との中途に制御弁３０を設け、制御弁３０によって戻し流路２２の流路の開閉を制御してパージ気体の流量を調節するように構成した。
【００１２】
制御弁３０は駆動ロッド端に弁体を設けた電磁弁を用い、電磁弁を電気的に制御することによって流路を開閉する。
電磁弁の制御方法は電気制御によって任意に設定することが可能であり、図２は一例としてパルス的に制御した例である。すなわち、従来の気体ドライヤではパージ気体を常時一定量ずつ流していたのに対して、図２に示すように電磁弁をパルス制御してパルス的にパージ気体を流すように制御する。
【００１３】
表１は従来方法（比較例）と制御弁３０を上記のようにパルス制御してパージ気体をパルス的に流して除湿した結果を示す。ただし、圧縮空気圧力は７Ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、露点は大気圧下での値である。
【表１】
【００１４】
上記の試験結果は、パージ気体をパルス的に流した場合でも、常時パージ気体を流した場合と同等の除湿作用が得られることを示す。パージ気体をパルス的に流して除湿する方法によると、従来のパージ気体の流量にくらべて２０〜４０％程度流量を減らすことができ、これによって効果的に除湿効率を高めることができる。
【００１５】
上記のようにパージ気体をパルス制御して流すことにより、パージ気体の総流量を減らしても除湿効果が減退しないのは、短い周期でパージ気体を波状的に流すことによって中空糸膜１０とパージ気体との接触性を向上させることができ、単にパージ気体を流す場合よりもパージ気体による除湿作用を高めることができること、また、中空糸膜１０自体がかなりの水分を蓄える能力を有し、一種のバッファ作用を有することから除湿作用を平準化させる作用があることによるためと考えられる。
【００１６】
制御弁３０による流量調整手段としては、上記のように弁体で流路を開閉操作する他、制御弁３０で周期的あるいは間欠的に流路をしぼるように制御することにより、常時は僅かずつパージ気体を流し、周期的あるいは間欠的に流量を増大させて波状的にパージ気体を流すようにすることも可能である。
また、ブーツ１８内に流入させるパージ気体の流速を周期的にあるいは時間的に変動させることによって中空糸膜１０とパージ気体との接触性を向上させるようにすることも好適である。
【００１７】
なお、実施例は膜式気体ドライヤの一つの構成例を示すものである。膜式気体ドライヤには中空糸膜の配置や導入口、排気口の配置等について種々タイプの製品があるが、上記のようにパージ気体の流量調節手段を設けることによって除湿効果を損なわずにパージ気体の流量を削減する方法は、他の種々タイプの気体ドライヤにも同様に適用することが可能である。そして、これにより、パージ気体の流量を削減して、より効率的に気体ドライヤを作動させることが可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る膜式気体ドライヤによれば、上述したように、パージ気体の流量を削減してかつ除湿効果を減退させることなく気体を除湿することが可能になる。これによって、常時相当量のパージ気体を流して除湿している従来装置にくらべて、ドライヤの効率を大幅に向上させることが可能になるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】膜式気体ドライヤの一実施例の構成を示す説明図である。
【図２】制御弁の制御例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 中空糸膜
１２ ケース
１４ 導入部
１６ 排気部
１８ ブーツ
２０ パージ気体の取り入れ口
２２ 戻し流路
２４ パージ気体の排気口
３０ 制御弁
【産業上の利用分野】
本発明は膜式気体ドライヤに関し、より詳細にはパージ気体の効率利用を可能にする膜式気体ドライヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜式気体ドライヤは水蒸気を選択的に分離する気体分離膜を使用した気体の除湿装置である。中空糸膜を使用した膜式気体ドライヤは容器内に多数本の中空糸膜を束状にして収容し、中空糸膜の内側に除湿しようとする気体を通流させるとともに、中空糸膜の外側にパージ気体を通流させて除湿する。気体の除湿は中空糸膜（気体分離膜）の内側と外側の水蒸気分圧差によってなされるから、パージ気体には水蒸気分圧の低い気体を使用する必要があり、膜式気体ドライヤでは中空糸膜を通過して除湿した後の気体を一部分パージ気体として取り込み、これを還流させて使用する。
【０００３】
従来の膜式気体ドライヤでは、中空糸膜を通過した除湿気体を流量調節弁を介して戻し流路からパージ気体として中空糸膜の外側に通流させるようにする構成が一般的である。パージ気体は中空糸膜内の気体の流れ方向とは逆向きに進み、水蒸気を取り込みながら中空糸膜の外側を通過して外部に排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の膜式気体ドライヤは除湿後の気体を部分的にパージ気体として使用するから、パージ気体として使用する分だけ除湿効率が低下することが避けられない。従来の装置では常時パージ気体を流して使用しており、パージ気体に使用する分量は除湿後の気体のうち１０〜２０％程度にもなる。したがって、パージ気体の有効活用を図り、パージ気体の削減を図ることができれば装置の効率を効果的に向上させることが可能になる。
【０００５】
このように、ドライヤの効率は除湿気体を常時使用する場合はもちろん、間欠的に作動させるエア装置に使用するような場合にはとくにパージ気体が無駄になり、装置の効率が低下するという問題があった。
本発明は、これらも問題点を解消すべくなされたものであり、膜式気体ドライヤでパージ気体の効率的な利用を図ることにより、除湿効率を高めることのできる膜式気体ドライヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、容器内に多数本の中空糸膜を収容し、これら中空糸膜内に除湿しようとする気体を流入させるとともに、中空糸膜を通過して除湿された気体をパージ気体として一部分前記中空糸膜の外側に還流させて除湿する膜式気体ドライヤにおいて、前記除湿後の気体をパージ気体として還流させる際に、パージ気体の流れを時間的に変動させて波状的に流す流量制御手段を設けたことを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体の時間当たりの流入量を周期的あるいは間欠的に変動させるべく制御するものであることを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路を周期的あるいは間欠的に開閉制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする。
また、前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路の開閉量を周期的あるいは間欠的に制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
中空糸膜の一端側から中空糸膜内に導入された気体は中空糸膜内を通過する際に除湿され中空糸膜の他端側から除湿気体として排気される。この除湿気体の一部はパージ気体として還流されて使用されるが、流量調節手段はこの除湿気体をパージ気体として還流させる際に、パージ気体の流量をたとえばパルス的に変動させることにより総流量をしぼって流入させる。流量調節手段によってパージ気体は流量が変動して波状的に流入し、これによって中空糸膜とパージ気体との接触性が向上し、パージ気体の流量を削減してかつ、除湿効果を減退させずに除湿することを可能にする。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る膜式気体ドライヤの一実施例の構成を示す説明図である。本実施例の膜式気体ドライヤは多数本の中空糸膜１０を束状にまとめ、Ｕ字状に曲げてケース１２内に収納したものである。
ケース１２の上部には除湿しようとする気体の導入部１４と除湿後の気体の排気部１６を開口部を外向きにして配置する。導入部１４には中空糸膜１０の一端側を接続し、排気部１６には中空糸膜１０の他端側を接続する。
【０００９】
なお、束状にまとめた中空糸膜１０を密封するためＵ字管状に形成したブーツ１８内に中空糸膜１０を収納し、ブーツ１８の両端を各々導入部１４と排気部１６に気密に連結する。これによって、導入部１４から導入された気体は中空糸膜１０の内側に流入し、中空糸膜１０内を通過して除湿され排気部１６から排気される。なお、図１では中空糸膜１０の内外での気体の通流をわかりやすく示すため１本の中空糸膜１０の取り付け状態と中空糸膜１０の内外の気体の流れ方向を示している。
【００１０】
排気部１６の内壁面にはパージ気体取り入れ口２０を設け、ブーツ１８内に連通する戻し流路２２とパージ気体取り入れ口２０とを連通し、パージ気体取り入れ口２０からパージ気体を戻し流路２２に取り入れてパージ気体の排気口２４から排気するよう構成する。パージ気体の排気口２４は気体の導入部１４に近い側に配置する。パージ気体は戻し流路２２からブーツ１８内に流入し、中空糸膜１０の外側を通流して中空糸膜１０内を通過する気体を除湿しながらパージ気体の排気口２４から排出される。
【００１１】
上記の中空糸膜１０を用いる除湿作用および、中空糸膜１０の配置、パージ気体の取り入れ方法等は従来の装置と基本的な構成は同様であるが、本実施例の気体ドライヤはブーツ１８内を通流させるパージ気体の流量調節手段を設けたことを特徴とする。
すなわち、実施例ではパージ気体の流量調節手段はパージ気体取り入れ口２０と戻し流路２２との中途に制御弁３０を設け、制御弁３０によって戻し流路２２の流路の開閉を制御してパージ気体の流量を調節するように構成した。
【００１２】
制御弁３０は駆動ロッド端に弁体を設けた電磁弁を用い、電磁弁を電気的に制御することによって流路を開閉する。
電磁弁の制御方法は電気制御によって任意に設定することが可能であり、図２は一例としてパルス的に制御した例である。すなわち、従来の気体ドライヤではパージ気体を常時一定量ずつ流していたのに対して、図２に示すように電磁弁をパルス制御してパルス的にパージ気体を流すように制御する。
【００１３】
表１は従来方法（比較例）と制御弁３０を上記のようにパルス制御してパージ気体をパルス的に流して除湿した結果を示す。ただし、圧縮空気圧力は７Ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、露点は大気圧下での値である。
【表１】
上記の試験結果は、パージ気体をパルス的に流した場合でも、常時パージ気体を流した場合と同等の除湿作用が得られることを示す。パージ気体をパルス的に流して除湿する方法によると、従来のパージ気体の流量にくらべて２０〜４０％程度流量を減らすことができ、これによって効果的に除湿効率を高めることができる。
【００１５】
上記のようにパージ気体をパルス制御して流すことにより、パージ気体の総流量を減らしても除湿効果が減退しないのは、短い周期でパージ気体を波状的に流すことによって中空糸膜１０とパージ気体との接触性を向上させることができ、単にパージ気体を流す場合よりもパージ気体による除湿作用を高めることができること、また、中空糸膜１０自体がかなりの水分を蓄える能力を有し、一種のバッファ作用を有することから除湿作用を平準化させる作用があることによるためと考えられる。
【００１６】
制御弁３０による流量調整手段としては、上記のように弁体で流路を開閉操作する他、制御弁３０で周期的あるいは間欠的に流路をしぼるように制御することにより、常時は僅かずつパージ気体を流し、周期的あるいは間欠的に流量を増大させて波状的にパージ気体を流すようにすることも可能である。
また、ブーツ１８内に流入させるパージ気体の流速を周期的にあるいは時間的に変動させることによって中空糸膜１０とパージ気体との接触性を向上させるようにすることも好適である。
【００１７】
なお、実施例は膜式気体ドライヤの一つの構成例を示すものである。膜式気体ドライヤには中空糸膜の配置や導入口、排気口の配置等について種々タイプの製品があるが、上記のようにパージ気体の流量調節手段を設けることによって除湿効果を損なわずにパージ気体の流量を削減する方法は、他の種々タイプの気体ドライヤにも同様に適用することが可能である。そして、これにより、パージ気体の流量を削減して、より効率的に気体ドライヤを作動させることが可能になる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る膜式気体ドライヤによれば、上述したように、パージ気体の流量を削減してかつ除湿効果を減退させることなく気体を除湿することが可能になる。これによって、常時相当量のパージ気体を流して除湿している従来装置にくらべて、ドライヤの効率を大幅に向上させることが可能になるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】膜式気体ドライヤの一実施例の構成を示す説明図である。
【図２】制御弁の制御例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 中空糸膜
１２ ケース
１４ 導入部
１６ 排気部
１８ ブーツ
２０ パージ気体の取り入れ口
２２ 戻し流路
２４ パージ気体の排気口
３０ 制御弁
Claims (4)
- 容器内に多数本の中空糸膜を収容し、これら中空糸膜内に除湿しようとする気体を流入させるとともに、中空糸膜を通過して除湿された気体をパージ気体として一部分前記中空糸膜の外側に還流させて除湿する膜式気体ドライヤにおいて、
前記除湿後の気体をパージ気体として還流させる際に、パージ気体の流れを時間的に変動させて波状的に流す流量制御手段を設けたことを特徴とする膜式気体ドライヤ。 - 前記流量制御手段が、パージ気体の時間当たりの流入量を周期的あるいは間欠的に変動させるべく制御するものであることを特徴とする請求項１記載の膜式気体ドライヤ。
- 前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路を周期的あるいは間欠的に開閉制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の膜式気体ドライヤ。
- 前記流量制御手段が、パージ気体を中空糸膜に向けて流入させる戻し流路の開閉量を周期的あるいは間欠的に制御してパージ気体の流量を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の膜式気体ドライヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30053994A JP3724827B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 膜式気体ドライヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30053994A JP3724827B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 膜式気体ドライヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155244A JPH08155244A (ja) | 1996-06-18 |
| JP3724827B2 true JP3724827B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=17886049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30053994A Expired - Fee Related JP3724827B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 膜式気体ドライヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3724827B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107405566A (zh) * | 2015-03-20 | 2017-11-28 | 纳博特斯克有限公司 | 除湿装置 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP30053994A patent/JP3724827B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08155244A (ja) | 1996-06-18 |
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