JP4256535B2 - 気体の除湿装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着剤が収容された吸着筒に気体を流してその気体に含まれた湿気を取り除く除湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、気体の除湿装置においては、除湿された空気(気体)を連続して供給するため、活性アルミナ、シリカゲル、合成ゼオライトあるいは塩化リチウムなどの吸着剤を充填した吸着筒が2基用意される。
【0003】
一方の吸着筒に湿った圧縮空気を導いて吸着乾燥を行い、所定の供給先に供給する。同時に、得られた乾燥空気の一部を他方の吸着筒に導き、前段階で吸湿して吸湿能力の低下した吸着剤から湿分を除去し、さらにこの湿分を吸着筒からパージする再生をなす。この再生工程では、最大で得られた乾燥空気の約20%もの量を使用し、大気に放出していた。
【0004】
そして、一方の吸着筒における圧縮空気の除湿と、他方の吸着筒における吸着剤の再生は同時に並行して行われるとともに、所定時間経過後に両吸着筒間に設けられた切換え弁を切換え、各吸着筒における除湿と再生とを変換することで、連続的に乾燥空気を供給できるようにしている。
【0005】
前段階で吸湿して吸湿能力の低下した吸着剤を再生する場合、乾燥空気の使用圧力によって再生のために使用する乾燥空気(パージ空気)量も異なってくる。つまり、乾燥空気の使用圧力が低いときには、高い場合に比べてたくさんの乾燥空気を吸着剤を再生する吸着筒に流さなければならなくなる。
【0006】
そのため、使用する乾燥空気の圧力に応じて吸着剤を再生するための乾燥空気の供給量を調整しなければならないということがある。再生する吸着筒に流す再生用の乾燥空気量の調整が確実に行えず、その空気量が少ない場合には、吸着剤の再生を所定時間内で確実に行うことができないということがあり、逆に乾燥空気量が多過ぎると、その分が無駄となるから、ランニングコストの増大を招くことになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来、二基の吸着筒は、使用する乾燥空気を供給するための供給流路で連通されると共に、その乾燥空気の一部を再生用として利用するための再生流路で連通されている。この再生流路の中途部にはここを流れる再生用の乾燥空気の流量を調整するニードル弁を設け、このニードル弁によって乾燥空気の使用圧力に応じて再生用の乾燥空気の流量を調整していた。
【0008】
つまり、除湿装置を客先に納入してこの除湿装置を使用できる状態にした後、上記再生流路に再生用の乾燥空気を流し、その乾燥空気の流量をニードル弁によって調整するようにしていた。
【0009】
ニードル弁によって再生用の乾燥空気の流量を調整する場合、ニードル弁に設けられた目盛りだけでは正確な流量調整ができないから、上記再生流路に流量計を接続し、実際の流量を測定しながらニードル弁を調整するということを行わなければならなかった。
【0010】
そのため、流量調整に多大な手間が掛かったり、その調整に熟練を要するなどのことがある。さらには、調整後に不用意にニードル弁に手を触れて流量が変化してしまうことがあり、そのような場合にはなかなか気づかないから、再生用の空気量が少なくなった場合には吸着剤の再生が確実に行えなかったり、必要以上に多くなった場合には無駄が生じるなどのことがある。
【0011】
本発明は、吸着剤を再生するための乾燥気体の流量を、使用する乾燥気体の圧力に応じて簡単かつ確実に設定できるようにした気体の除湿装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、吸着剤が収容された一対の吸着筒を有し、一方の吸着筒で気体の除湿を行い、除湿された気体の一部を他方の吸着筒に流してこの他方の吸着筒の吸着剤の再生を行う気体の除湿装置において、
架台と、
この架台上に設けられ上記一対の吸着筒の下端を支持するインレットヘッドと、
上記インレットヘッドに設けられ切換え動作によってこのインレットヘッドに形成された流路から流入する除湿されていない気体を一対の吸着筒のどちらか一方に選択的に供給して除湿すると共に他方の吸着筒の吸着剤を再生した気体を排出可能とする切換え弁と、
上記一対の吸着筒の上端に設けられどちらか一方の吸着筒で除湿された気体を流出する給出路が形成されたアウトレットヘッドと、
上記アウトレットヘッドに着脱自在に設けられどちらか一方の吸着筒で除湿された気体の一部の流量を制御して他方の吸着筒に導くオリフィス部材を具備し、
上記アウトレットヘッドには、一方の吸着筒に連通する第1の取付孔と、他方の吸着筒に連通する第2の取付孔とが形成され、各取付孔には2つで対をなす継手の一端部がそれぞれ着脱可能に取り付けられ、これら一対の継手の他端部に上記オリフィス部材の一端部と他端部とがそれぞれ着脱可能に設けられていることを特徴とする気体の除湿装置にある。
【0015】
このような課題を解決するための手段を採用することにより、乾燥気体の使用圧力に応じ、その使用圧力に適した再生用の乾燥気体を流すオリフィス部材を設ければよいから、再生用気体の流量を容易かつ確実に設定することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図1乃至図6はこの発明の第1の実施の形態で、図1に、圧縮気体の除湿装置の外観を斜視図として示す。
この除湿装置は、下部側の架台1と、この架台1の一側部上に取付けられる電気部品箱2と、架台1の他側部上に取付けられる一対の吸着筒(説明の都合上、以下、図の左側吸着筒をA筒と呼び、図の右側吸着筒をB筒と呼ぶ)3,4と、これらA,B筒3,4の上端部に亘って載設されるアウトレットヘッド5、およびA,B筒下端部に亘って取付けられるここでは図示しないインレットヘッドとから構成される。
【0017】
このアウトレットヘッド5は、複数本の支柱ボルト6…とナット7…を介して架台1に取付け固定され、よってA,B両筒3,4の架台1に着脱可能に固定保持されている。上記インレットヘッドは、上記架台1に取付けられる蓋板8によって遮蔽されている。
【0018】
上記アウトレットヘッド5の一側面には、装置内で吸着乾燥した気体を所定の供給先に給出案内するための給出口9が設けられ、かつ架台1の一側面には湿った圧縮気体を装置内へ導入案内するための導入口10が開口される。
【0019】
また、アウトレットヘッド5の中央部には湿度インジケータ11が設けられていて、吸着乾燥した気体と接触し、この気体が所定の相対湿度を越えた状態で変色する部材が収容されている。すなわち、湿度インジケータ11はA,B両筒3,4内に収容される吸着剤の劣化の程度を検出するものである。
【0020】
さらに、アウトレットヘッド5にはA,B両筒3,4上端部と互いに連通するパージ用のオリフィス部材12が後述するごとく着脱自在に設けられている。
【0021】
図2と、図3は、同じ吸着装置の断面を概略的に示しており、互いに作用が異なる状態である。
上記A,B両筒3,4は、上下端面が開口する筒体からなっていて、上端開口部はアウトレットヘッド5下面に設けられた凹部5aに挿嵌され、下端開口部は先に述べたインレットヘッド15上面に設けられた凹部15aに挿嵌される。
【0022】
そして、各A,B筒3,4の上端開口と下端開口からそれぞれ軸方向内方へ所定間隔を存した位置に保持部材16が設けられていて、これら保持部材16間に吸着剤17が充填される。吸着剤17として、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトなどが用いられる。
【0023】
上記アウトレットヘッド5における各A,B筒3,4の中央部と対向する位置に逆止弁18A,18Bを収容する弁室19が形成される。これら逆止弁18A,18Bは、下部側である筒3,4内から上方への気体の流れを許容し、上部から筒3,4内への気体の流れを阻止するものである。
【0024】
さらに、アウトレットヘッド5には、上記給出口9と、各弁室19とを連通する供給流路となる給出路20が設けられていて、逆止弁18A,18Bを開放して弁室19を出た気体を給出口9へ導くようになっている。なお、この給出路20には上記湿度インジケータ11と連通する分岐路21が分岐して設けられている。
【0025】
各逆支弁18A,18Bは、筒3,4内から上方へ流れる気体の圧力によって開放する。そのため、上記給出路20を経て給出口9へ流れる気体の圧力(乾燥空気の使用圧力)は上記逆支弁18A,18Bの開放圧力によって設定されることになる。
【0026】
各弁室19の周囲でA,B両筒3,4が挿嵌される範囲内は凹陥形成されていて、先に説明したオリフィス部材(ここではアウトレットヘッド5に設けられるよう描いている)12と連通するパージ室22となっている。換言すれば、互いのパージ室22,22は再生流路を形成するオリフィス部材12によって後述するごとく連通される。
【0027】
上記給出路20における給出口9とは反対側の端部は閉塞されていて、センサ23が貫通して取付けられている。図2のみに示すように、上記電気部品箱2内に制御装置25が収容されていて、上記センサ23と電気的に接続される。このセンサ23は、給出路20における乾燥空気の温度と湿度を検知して、その検知信号を上記制御装置25へ送るようになっている。制御装置25は、センサ23からの検知信号によって乾燥空気の露点を算出するようになっている。
【0028】
なお、センサ23としてこの実施の形態では、温度検出部と湿度検出部とが1つのシース内に設けられた一体型のものを示しているが、温度センサと湿度センサとが別体のものであってもよい。
【0029】
上記インレットヘッド15の下面には切換え手段である切換え弁26が取付けられている。インレットヘッド15の一側部には上記導入口10が設けられ、他側部にはパージ弁27とサイレンサ28が直列に接続される。
【0030】
上記切換え弁26には、図の左側から右側へ第1のポートa,第2のポートb,第3のポートc,第4のポートd,第5のポートeが順次設けられていて、弁体fが移動することにより各ポートa〜e相互の連通切換えがなされる。
【0031】
すなわち、図2に示す弁体f位置では、第1のポートaと第2のポートbとを連通するとともに、第3のポートcと第4のポートdとを連通する。また、図3に示す弁体f位置では、第2のポートbと第3のポートcを連通するとともに、第4のポートdと第5のポートeとを連通する。
【0032】
上記弁体fはソレノイド26Sによって駆動される。このソレノイド26Sは上記制御装置25と電気的に接続されていて、後述するように駆動制御されるようになっている。
【0033】
上記インレットヘッド15には、導入口10と切換え弁26の第3のポートcとを連通する導入路30と、A筒3の下部開口端と第2のポートbとを連通するA筒連通路31と、B筒4の下部開口端と第4のポートdとを連通するB筒連通路32と、第1のポートaと第5のポートeとを連通する逆U字状のポート連通路33および、このポート連通路33の中途部から分岐して上記パージ弁27に連通するパージ分岐路34が設けられている。
【0034】
上記パージ弁27は、通常構成の電磁開閉弁であって、上記制御装置25と電気的に接続される。パージ弁27は、制御装置25からの制御信号、つまり乾燥空気の露点温度に応じて開閉し、パージ分岐路34から導かれるパージ気体の排出もしくは遮断をなす。ここから導出されるパージ気体はサイレンサ28に導かれて消音されたあと、外部へ放出されるようになっている。
【0035】
上記オリフィス部材12は、図4に示すように上記アウトレットヘッド5に取り付けられている。つまり、アウトレットヘッド5には一対のパージ室22に連通する取付孔としての一対のねじ孔41が穿設されている。各ねじ孔41にはそれぞれ継手42が着脱自在にねじ込まれている。
【0036】
上記継手42は、図5に示すように下端面が開放し上端面が閉塞された中空状の接続ねじ43を有する。この接続ねじ43の中途部外周面には鍔44が形成され、この鍔44の下端側の外周面にはおねじ45が形成されている。さらに、上端面には六角形状の頭部46が形成され、この頭部46に図示しないスパナを係合させることで、接続ねじ43を上記ねじ孔41にねじ込むことができるようになっている。
【0037】
上記接続ねじ43には接続体47が接続されている。この接続体47は、上記接続ねじ43に外嵌されると共に鍔44によって位置決めされた筒部48と、上記オリフィス部材12の一端部が接続保持される接続部49とが合成樹脂によって一体成形されてなる。この接続部49は軸線を上記筒部48の軸線に対して直交させている。したがって、接続体47は外観形状がほぼL字状をなしている。
【0038】
上記接続ねじ43の外周面には、一対の周回溝51が形成され、これらの周回溝51には上記筒部48との気密を保持するOリング52が設けられている。さらに、接続ねじ43の外周面には突条53が全長にわたって形成され、上記筒部48の内周面には、この筒部48を接続ねじ43に圧入することで、上記突条53に係合する係合溝54が形成されている。
【0039】
したがって、上記接続体47と上記接続ねじ43とは相対的に回転可能かつ分離不能に連結されている。
上記接続体47の接続部49には、上記筒部48の内部に連通する小径孔55及びこの小径孔55に連通した大径孔56とが形成されている。この小径孔55は上記接続ねじ43の周壁に周方向に所定間隔で形成された複数の連通孔57を介して接続ねじ43の内部空間43aに連通する。なお、小径孔55の中途部には段部55aが形成されている。
【0040】
上記接続部49小径孔55と大径孔56との境界部にはリング状のパッキング60が設けられている。上記大径孔56の開放端側からはガイド筒58が圧入固定される。このガイド筒58にはブッシュ59が抜出不能に挿入されている。このブッシュ59の先端部にはコレットチャック61が設けられ、このコレットチャック61は上記パッキング60に当接している。
【0041】
上記ブッシュ59には上記オリフィス部材12の端部が挿入される。このオリフィス部材12は図6に示すように管状体からなり、その内部の中途部に形成された壁12aに所定径のオリフィス孔12bが穿設されている。
【0042】
上記ブッシュ59にオリフィス部材12の一端部を挿入すると、その一端部外周面に上記パッキング58が当接し、先端部が小径孔55内に位置する。それによって、オリフィス部材12の一端部は接続体47の接続部49に気密な状態で着脱自在に接続されることになる。
【0043】
オリフィス部材12は、オリフィス孔12bの寸法が異なる複数種のものが用意されている。そして、使用する乾燥空気の圧力に応じて所定径のオリフィス孔12bが形成されたオリフィス部材12が一対の継手42によって上記アウトレットヘッド5に取り付けられている。
【0044】
このように構成された吸着装置は、以下に述べるような作用をなす。なお、圧縮気体として圧縮空気を適用して説明する。
【0045】
切換え弁26の弁体fが図2に示す位置にあるとき、B筒4で乾燥工程をなし、A筒3で昇圧工程もしくは再生工程をなす。
すなわち、除湿装置へ供給される湿った圧縮空気は、インレットヘッド15の導入口10から導入路30を介して切換え弁26の第3のポートcに導かれ、さらに第4のポートdを介してB筒連通路32からB筒4内へ導かれる。
【0046】
湿った圧縮空気がB筒4内を下部から上部に亘って通過する間に、ここに充填される吸着剤17によって吸着除湿して乾燥化する、乾燥工程が行われる。そして、この上部に設けられた逆止弁18Bを押し上げてアウトレットヘッド5の給出路20に導かれ、さらに給出口9から所定の供給先に給出される。
【0047】
また、B筒4上端開口部から出た乾燥空気の一部はパージ室22に導かれ、さらにオリフィス部材12によって流量を絞られ、A筒3上部のパージ室22を介してA筒3内に案内される。そして、A筒3内に充填される吸着剤17を通過して、前段階の乾燥工程において吸着剤17が吸着した湿分を除去する。
【0048】
この湿分を除去した空気であるパージ空気は、A筒連通路31から第2のポートbを介して第1のポートaから導出され、ポート連通路33に導かれる。第5のポートeが閉塞状態にあるところから、パージ空気はポート連通路33からパージ分岐路34に導かれる。
【0049】
パージ弁27が閉成状態にあるとき、パージ空気はここで遮断され、したがってA筒3内が圧力上昇する昇圧工程となる。パージ弁27が開放状態にあるとき、パージ空気はパージ弁27を通過してサイレンサ28に導かれ、ここで消音されてから外部へ放出される再生工程となる。
【0050】
切換え弁26の弁体fが図3に示す位置にあるとき、A筒3で乾燥工程をなし、B筒4で昇圧工程もしくは再生工程をなす。
すなわち、除湿装置へ供給される湿った圧縮空気は、インレットヘッド15の導入口10から導入路30を介して切換え弁26の第3のポートcに導かれ、さらに第2のポートbを介してA筒連通路31からA筒3内へ導かれる。
【0051】
湿った圧縮空気がA筒3内を下部から上部に亘って通過する間に、ここに充填された吸着剤17によって吸着除湿され乾燥化する乾燥工程となる。そして、上部に設けられる逆止弁18Aを押し上げてアウトレットヘッド5の給出路20に導かれ、さらに給出口9から所定の供給先に給出される。
【0052】
また、A筒3上端開口部から導出される乾燥空気の一部はパージ室22に導かれ、オリフィス部材12によって流量を絞られて、B筒4上部のパージ室22を介してB筒4内に案内される。
【0053】
この乾燥空気はB筒4内に充填される吸着剤17を通過して、前段階の乾燥工程において吸着剤17が吸着した湿分を除去する。この湿分を除去した空気であるパージ空気は、B筒連通路32から第4のポートdを介して第5のポートeから導出され、さらにポート連通路33に導かれる。
【0054】
第1のポートaが閉塞状態にあるところから、パージ空気はポート連通路33からパージ分岐路34に導かれる。パージ弁27が閉成状態にあるとき、パージ空気はここで遮断され、B筒4内が圧力上昇する昇圧工程となす。パージ弁27が開放状態にあるとき、パージ空気はパージ弁27を通過してサイレンサ28に導かれ、ここで消音されてから外部へ放出される再生工程となす。
【0055】
吸着剤17を再生するためのパージ空気の流量を制御するオリフィス部材12は、一対の継手42によって両端部が着脱自在に保持されており、この継手42はアウトレットヘッド5に形成されたねじ孔41に着脱自在に取り付けられている。
【0056】
そのため、パージ空気量を、乾燥空気の使用圧力に応じて調整する場合には、一対の継手42をアウトレットヘッド5から取り外した状態で、所定径のオリフィス孔12bが形成されたオリフィス部材12の一端部と他端部とを一対の継手42の接続部49に挿入し、これらを一体化する。
【0057】
一体化された状態で、継手42の接続ねじ43をアウトレッドヘッド5のねじ孔41にねじ込めば、乾燥空気の使用圧力に応じたオリフィス部材12を組み付けることができる。
【0058】
つまり、除湿装置を出荷する際、予め設定された使用条件、つまり乾燥空気の使用圧力に応じたオリフィス部材12を組み込んでおけば、従来のように納入先でパージ空気量を調整する作業を行わずにすむ。
【0059】
しかも、オリフィス部材12は継手42を介してアウトレットヘッド5に着脱自在に取り付けられる構造である。そのため、オリフィス孔12bの大きさが異なる複数のオリフィス部材12を用意しておくことで、使用圧力に応じたオリフィス部材12に交換することができる。
【0060】
図7と図8はオリフィス部材の変形例を示す。図7に示す第2の実施の形態のオリフィス部材12Aは、管状体の中途部を縮径することで所定径のオリフィス孔12bを形成すると共に、両端部には管状体を拡径してフレアナット61を回転自在かつ脱落不能に取り付ける。
【0061】
そして、上記フレアナット61を継手42Aの接続体47Aに形成されたおねじ部62に螺合することで、上記オリフィス部材12Aを継手42Aに対して着脱自在に設けるようにした。
【0062】
なお、継手42Aは、上記第1の実施の形態と同様、アウトレッドヘッド5に着脱自在に設けるようにしてもよいが、着脱自在に設けられていなくとも、フレアナット61をおねじ62から外すことで、一対の継手42Aからオリフィス部材12Aを取り外すことができる。
【0063】
図8に示す第3の実施の形態は、オリフィス部材12Cを一対の管体63A,63Bに分割し、これら管体をユニオン継手64で分解可能に連結した。ユニオン継手64は、一方の管体63Aの端部に鍔65を形成し、この端部にユニオンナット66を回転自在に設けると共に、他方の管体63Bの端部に上記ユニオンナット66が螺合するおねじ67を形成した。
【0064】
そして、上記鍔65とおねじ67との接合面間に所定径のオリフィス孔68aが穿設されたオリフィス板68を設けるようにした。
【0065】
このような構成によれば、乾燥空気の使用圧力に応じてオリフィス孔68aの大きさが異なるオリフィス板68に交換することで、再生用の乾燥空気の流量を設定することができる。
【0066】
なお、この第3の実施の形態において、オリフィス部材12Cの各管体63A,63Bは、継手42を介してアウトレットヘッド5に着脱自在あるいは固定的に取り付けられるようになっている。
【0067】
なお、上記一実施の形態では一対の吸着筒として二基の吸着筒が設けられる場合について説明したが、この発明で一対とは吸着側と再生側となる吸着筒がそれぞれ1以上あればよく、たとえば吸着側となる吸着筒が2つ以上、同じく再生側となる吸着筒が2つ以上であってもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、乾燥気体の使用圧力に応じてこの乾燥気体の一部を吸着剤を再生する再生気体として流すようにした除湿装置において、再生気体の流路に、その流量を制御するオリフィス部材を着脱自在に設けるようにした。
【0069】
そのため、乾燥気体の使用圧力に応じて所定の流量が得られるオリフィス部材を設けることで、再生用の気体の流量を正確に設定することが可能であるから、その設定を容易に、しかも確実に行うことが可能となる。
【0070】
しかも、流量の異なるオリフィス部材を用意しておくことで、使用圧力が異なる場合にも迅速に対応することができ、さらにはニードル弁を用いた従来のように設定された流量が不用意に変更されるということもないなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、除湿装置の外観斜視図。
【図2】同実施の形態を示す、除湿装置の概略の断面図。
【図3】同実施の形態を示す、一対の吸着筒の除湿運転と再生運転とを切り替えた状態の除湿装置の概略の断面図。
【図4】同じくオリフィス部材の取付構造を示す側面図。
【図5】同じくオリフィス部材の端部を保持する継手の断面図。
【図6】同じくオリフィス部材の一部断面した側面図。
【図7】この発明の第2の実施の形態を示す、オリフィス部材の断面図。
【図8】この発明の第3の実施の形態を示す、オリフィス部材の断面図。
【符号の説明】
1…架台
5…アウトレットヘッド
12オリフィス部材
17…吸着剤
3…吸着筒(A筒)
4…吸着筒(B筒)
26…切換え弁(切換え手段)
41…ねじ孔(取付孔)
42…継手
Claims (1)
- 吸着剤が収容された一対の吸着筒を有し、一方の吸着筒で気体の除湿を行い、除湿された気体の一部を他方の吸着筒に流してこの他方の吸着筒の吸着剤の再生を行う気体の除湿装置において、
架台と、
この架台上に設けられ上記一対の吸着筒の下端を支持するインレットヘッドと、
上記インレットヘッドに設けられ切換え動作によってこのインレットヘッドに形成された流路から流入する除湿されていない気体を一対の吸着筒のどちらか一方に選択的に供給して除湿すると共に他方の吸着筒の吸着剤を再生した気体を排出可能とする切換え弁と、
上記一対の吸着筒の上端に設けられどちらか一方の吸着筒で除湿された気体を流出する給出路が形成されたアウトレットヘッドと、
上記アウトレットヘッドに着脱自在に設けられどちらか一方の吸着筒で除湿された気体の一部の流量を制御して他方の吸着筒に導くオリフィス部材を具備し、
上記アウトレットヘッドには、一方の吸着筒に連通する第1の取付孔と、他方の吸着筒に連通する第2の取付孔とが形成され、各取付孔には2つで対をなす継手の一端部がそれぞれ着脱可能に取り付けられ、これら一対の継手の他端部に上記オリフィス部材の一端部と他端部とがそれぞれ着脱可能に設けられていることを特徴とする気体の除湿装置。
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