JPH06134244A - 膜式気体ドライヤ - Google Patents
膜式気体ドライヤInfo
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- JPH06134244A JPH06134244A JP4306370A JP30637092A JPH06134244A JP H06134244 A JPH06134244 A JP H06134244A JP 4306370 A JP4306370 A JP 4306370A JP 30637092 A JP30637092 A JP 30637092A JP H06134244 A JPH06134244 A JP H06134244A
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- Japan
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- air
- membrane
- purge gas
- gas
- hollow fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入気とパージ気体とを熱交換させ効率的な除
湿作用をなす。 【構成】 密封容器１０内に高分子分離膜からなる中空
糸膜２０を収容し、中空糸膜の内側に除湿前の入気を通
流させ、中空糸膜の外側にパージ気体を通流させること
によって、中空糸膜の出口側で除湿気体を得るととも
に、該除湿気体の一部を前記パージ気体として還流して
利用する膜式気体ドライヤにおいて、前記除湿気体を減
圧してパージ気体とした後、前記入気が中空糸膜２０に
流入する前段階に、前記パージ気体と入気とを熱交換し
て入気を冷却するとともにパージ気体を暖める熱交換部
１８、３８を設けたことを特徴とする。
湿作用をなす。 【構成】 密封容器１０内に高分子分離膜からなる中空
糸膜２０を収容し、中空糸膜の内側に除湿前の入気を通
流させ、中空糸膜の外側にパージ気体を通流させること
によって、中空糸膜の出口側で除湿気体を得るととも
に、該除湿気体の一部を前記パージ気体として還流して
利用する膜式気体ドライヤにおいて、前記除湿気体を減
圧してパージ気体とした後、前記入気が中空糸膜２０に
流入する前段階に、前記パージ気体と入気とを熱交換し
て入気を冷却するとともにパージ気体を暖める熱交換部
１８、３８を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高分子分離膜を利用した
膜式気体ドライヤに関する。
膜式気体ドライヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】高分子分離膜を使用したガス分離技術
は、冷凍法や吸着法にくらべて分離操作が容易でかつ省
エネルギー化が可能であることから近年注目されてい
る。膜式気体ドライヤもこの高分子分離膜を利用する装
置で、水蒸気を選択的に透過させる機能を有する高分子
分離膜を利用して除湿するものである。高分子分離膜を
利用して除湿する方法としては、平膜を使用するプレー
トアンドフレーム型、スパイラル型、中空糸膜を使用す
るホロファイバー型が知られている。本出願に係る膜式
気体ドライヤは中空糸膜を使用するタイプの装置であ
る。
は、冷凍法や吸着法にくらべて分離操作が容易でかつ省
エネルギー化が可能であることから近年注目されてい
る。膜式気体ドライヤもこの高分子分離膜を利用する装
置で、水蒸気を選択的に透過させる機能を有する高分子
分離膜を利用して除湿するものである。高分子分離膜を
利用して除湿する方法としては、平膜を使用するプレー
トアンドフレーム型、スパイラル型、中空糸膜を使用す
るホロファイバー型が知られている。本出願に係る膜式
気体ドライヤは中空糸膜を使用するタイプの装置であ
る。
【０００３】高分子分離膜の中空糸膜を使用して除湿す
る装置は、実開平3-83617 号公報、実開平2-70717 号公
報、実開平3-186315号公報等に開示されている。図６は
中空糸膜を使用したエアドライヤの一構成例を示す。こ
の装置では密封容器５内に多数本の中空糸膜６を束状に
収納し、Ａ側から除湿するエアを密封容器５内に導入し
Ｂ側から乾燥したエアを排気するように構成している。
Ａ側から中空糸膜６の一端側に導入されたエアは中空糸
膜６の他端側まで通流する間に中空糸膜６の作用により
水蒸気が排出されて除湿される。なお、中空糸膜６によ
る除湿作用は中空糸膜６の内外で水蒸気分圧差があるこ
とにより中空糸膜６の内側から外側へ水分の移動がおき
ることによって生じる。したがって、中空糸膜６内に除
湿するエアを通流させると同時に、中空糸膜６の外側に
は水蒸気分圧の低いパージエアを通流させる必要があ
る。
る装置は、実開平3-83617 号公報、実開平2-70717 号公
報、実開平3-186315号公報等に開示されている。図６は
中空糸膜を使用したエアドライヤの一構成例を示す。こ
の装置では密封容器５内に多数本の中空糸膜６を束状に
収納し、Ａ側から除湿するエアを密封容器５内に導入し
Ｂ側から乾燥したエアを排気するように構成している。
Ａ側から中空糸膜６の一端側に導入されたエアは中空糸
膜６の他端側まで通流する間に中空糸膜６の作用により
水蒸気が排出されて除湿される。なお、中空糸膜６によ
る除湿作用は中空糸膜６の内外で水蒸気分圧差があるこ
とにより中空糸膜６の内側から外側へ水分の移動がおき
ることによって生じる。したがって、中空糸膜６内に除
湿するエアを通流させると同時に、中空糸膜６の外側に
は水蒸気分圧の低いパージエアを通流させる必要があ
る。
【０００４】上記装置では中空糸膜６の外側にパージエ
アを流す方法として、中空糸膜６を通過して除湿された
エアを戻し流路７から一部取り込んで利用するようにし
ている。戻し流路７に設けた流量調節弁８はパージエア
量を調節するとともに減圧して中空糸膜６側に戻すため
のものである。このように、除湿後のエアを一部パージ
エアとして利用する方法は中空糸膜を使用した気体ドラ
イヤでふつうになされている方法である。こうして、中
空糸膜の内部に除湿するエアを高圧で導入し、除湿後の
エアを一部パージエアとして利用することによって、図
６のＡ側から導入した除湿エアを、Ｂ側から乾燥エアと
して得ることができる。
アを流す方法として、中空糸膜６を通過して除湿された
エアを戻し流路７から一部取り込んで利用するようにし
ている。戻し流路７に設けた流量調節弁８はパージエア
量を調節するとともに減圧して中空糸膜６側に戻すため
のものである。このように、除湿後のエアを一部パージ
エアとして利用する方法は中空糸膜を使用した気体ドラ
イヤでふつうになされている方法である。こうして、中
空糸膜の内部に除湿するエアを高圧で導入し、除湿後の
エアを一部パージエアとして利用することによって、図
６のＡ側から導入した除湿エアを、Ｂ側から乾燥エアと
して得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に中空糸膜を使用したエアドライヤではパージエアが通
流する中空糸膜の外部は大気に連通して大気圧になって
おり、除湿後のエアをパージエアとして使用する際にエ
アは大気圧まで減圧される。この減圧によりパージエア
が断熱膨張しエア温度が低下することが生じる。中空糸
膜の除湿作用は前述したように中空糸膜の内外の水蒸気
分圧差が大きいほど有効に作用するから、パージエアの
水蒸気分圧は低いほど効率的である。上記のようにパー
ジエアを減圧させることは水蒸気分圧を低下させる作用
があるから、減圧作用はその意味において効果がある
が、エア温度が低下することは相対的に水蒸気分圧を上
げるから除湿作用の効果を減退させるという問題点が生
じる。
に中空糸膜を使用したエアドライヤではパージエアが通
流する中空糸膜の外部は大気に連通して大気圧になって
おり、除湿後のエアをパージエアとして使用する際にエ
アは大気圧まで減圧される。この減圧によりパージエア
が断熱膨張しエア温度が低下することが生じる。中空糸
膜の除湿作用は前述したように中空糸膜の内外の水蒸気
分圧差が大きいほど有効に作用するから、パージエアの
水蒸気分圧は低いほど効率的である。上記のようにパー
ジエアを減圧させることは水蒸気分圧を低下させる作用
があるから、減圧作用はその意味において効果がある
が、エア温度が低下することは相対的に水蒸気分圧を上
げるから除湿作用の効果を減退させるという問題点が生
じる。
【０００６】本発明は上記のように中空糸膜を使用した
エアドライヤで、除湿後のエアをパージエアとして利用
する際にエア温度が低下することにより、パージエアの
水蒸気分圧が相対的に上がることによって除湿作用が低
下することを防止することを目的とし、より除湿効率の
高い気体ドライヤを提供しようとするものである。
エアドライヤで、除湿後のエアをパージエアとして利用
する際にエア温度が低下することにより、パージエアの
水蒸気分圧が相対的に上がることによって除湿作用が低
下することを防止することを目的とし、より除湿効率の
高い気体ドライヤを提供しようとするものである。
【０００７】
【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、密封容器内に高
分子分離膜からなる中空糸膜を収容し、中空糸膜の内側
に除湿前の入気を通流させ、中空糸膜の外側にパージ気
体を通流させることによって、中空糸膜の出口側で除湿
気体を得るとともに、該除湿気体の一部を前記パージ気
体として還流して利用する膜式気体ドライヤにおいて、
前記除湿気体を減圧してパージ気体とした後、前記入気
が中空糸膜に流入する前段階に、前記パージ気体と入気
とを熱交換して入気を冷却するとともにパージ気体を暖
める熱交換部を設けたことを特徴とする。また、前記中
空糸膜を収容する密封容器内に除湿前の入気を導入する
入気導入パイプを設置し、該入気導入パイプの外側に、
パージ気体を通流させて入気とパージ気体とを熱交換さ
せる内側流路を設けたことを特徴とする。また、前記入
気導入パイプ内での入気の流れ方向とパージ気体の内側
流路内での流れ方向とを反対向きにしたことを特徴とす
る。また、前記入気導入パイプ内に入気を乱流化するリ
ボンスクリュー羽根等の乱流手段を設けたことを特徴と
する。
するため次の構成を備える。すなわち、密封容器内に高
分子分離膜からなる中空糸膜を収容し、中空糸膜の内側
に除湿前の入気を通流させ、中空糸膜の外側にパージ気
体を通流させることによって、中空糸膜の出口側で除湿
気体を得るとともに、該除湿気体の一部を前記パージ気
体として還流して利用する膜式気体ドライヤにおいて、
前記除湿気体を減圧してパージ気体とした後、前記入気
が中空糸膜に流入する前段階に、前記パージ気体と入気
とを熱交換して入気を冷却するとともにパージ気体を暖
める熱交換部を設けたことを特徴とする。また、前記中
空糸膜を収容する密封容器内に除湿前の入気を導入する
入気導入パイプを設置し、該入気導入パイプの外側に、
パージ気体を通流させて入気とパージ気体とを熱交換さ
せる内側流路を設けたことを特徴とする。また、前記入
気導入パイプ内での入気の流れ方向とパージ気体の内側
流路内での流れ方向とを反対向きにしたことを特徴とす
る。また、前記入気導入パイプ内に入気を乱流化するリ
ボンスクリュー羽根等の乱流手段を設けたことを特徴と
する。
【０００８】
【作用】除湿気体の一部がパージ気体として減圧されて
還流された後、熱交換部で入気と熱交換して暖められ、
パージ気体の相対湿度が低下する一方、入気に対しては
冷却作用により相対湿度が上昇し、飽和状態に達した場
合に水分の一部が水滴となって除去される。これによっ
て中空糸膜の内外における水蒸気分圧差が大きくなり効
率的な除湿作用をなす。入気導入パイプの外側にパージ
気体を通流させる内側流路を設けることによって、コン
パクトでかつ入気とパージ気体との熱交換を効率的にで
きる装置として得ることが可能になる。入気とパージ気
体との通流方向を反対方向にしたり、入気導入パイプ内
に乱流手段を設けることによって熱交換作用をさらに効
率的に行うことができる。
還流された後、熱交換部で入気と熱交換して暖められ、
パージ気体の相対湿度が低下する一方、入気に対しては
冷却作用により相対湿度が上昇し、飽和状態に達した場
合に水分の一部が水滴となって除去される。これによっ
て中空糸膜の内外における水蒸気分圧差が大きくなり効
率的な除湿作用をなす。入気導入パイプの外側にパージ
気体を通流させる内側流路を設けることによって、コン
パクトでかつ入気とパージ気体との熱交換を効率的にで
きる装置として得ることが可能になる。入気とパージ気
体との通流方向を反対方向にしたり、入気導入パイプ内
に乱流手段を設けることによって熱交換作用をさらに効
率的に行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に従
って詳細に説明する。図１は本発明に係る膜式気体ドラ
イヤの一実施例の内部構造を示す説明図、図２は実施例
の外観図を示す。実施例の膜式気体ドライヤは上部に入
排気部を設けた縦型の装置で、中空糸膜を収容する密封
容器として円筒状のハウジング１０を使用し、ハウジン
グ１０の上端面と下端面にそれぞれ入排気ポート１２と
ドレイン受けポート１４を取り付けている。
って詳細に説明する。図１は本発明に係る膜式気体ドラ
イヤの一実施例の内部構造を示す説明図、図２は実施例
の外観図を示す。実施例の膜式気体ドライヤは上部に入
排気部を設けた縦型の装置で、中空糸膜を収容する密封
容器として円筒状のハウジング１０を使用し、ハウジン
グ１０の上端面と下端面にそれぞれ入排気ポート１２と
ドレイン受けポート１４を取り付けている。
【００１０】入排気ポート１２の外側面には図１に示す
ように除湿前の気体を導入する導入口１６と除湿後の気
体を排気する排気口１７をそれぞれ反対面側に設け、入
排気ポート１２の下面の中央位置には導入口１６に連通
し、ハウジング１０の下端に取り付けるドレイン受けポ
ート１４まで延びる入気導入パイプ１８を固定する。入
気導入パイプ１８は入排気ポート１２とドレイン受けポ
ート１４とを連結して入気をハウジング１０内に導入す
るとともに、ハウジング１０に入排気ポート１２および
ドレイン受けポート１４を気密に取り付ける支持体とし
て作用する。実施例では入気導入パイプ１８として金属
パイプを使用した。
ように除湿前の気体を導入する導入口１６と除湿後の気
体を排気する排気口１７をそれぞれ反対面側に設け、入
排気ポート１２の下面の中央位置には導入口１６に連通
し、ハウジング１０の下端に取り付けるドレイン受けポ
ート１４まで延びる入気導入パイプ１８を固定する。入
気導入パイプ１８は入排気ポート１２とドレイン受けポ
ート１４とを連結して入気をハウジング１０内に導入す
るとともに、ハウジング１０に入排気ポート１２および
ドレイン受けポート１４を気密に取り付ける支持体とし
て作用する。実施例では入気導入パイプ１８として金属
パイプを使用した。
【００１１】ドレイン受けポート１４はハウジング１０
の端面を受けるキャップ状に形成した受け部１４ａと、
入気導入パイプ１８の端部に螺合して受け部１４ａをハ
ウジング１０に取り付ける締付けキャップ１４ｂを有す
る。締付けキャップ１４ｂは入気導入パイプ１８を連結
支持体としてハウジング１０、入排気ポート１２、受け
部１４ａを一体に固定する。入気導入パイプ１８の下端
は開口するが、締付けキャップ１４ｂを取り付けること
によって端面が閉止される。受け部１４ａとハウジング
１０との間、ハウジング１０と入排気ポート１２との間
の気密シールはＯリングによる。入気導入パイプ１８の
下端部にはドレイン受けポート１４内で開口する通気穴
１８ａを設ける。実施例では入気導入パイプ１８の外面
に等間隔で４つの通気穴１８ａを設けた。
の端面を受けるキャップ状に形成した受け部１４ａと、
入気導入パイプ１８の端部に螺合して受け部１４ａをハ
ウジング１０に取り付ける締付けキャップ１４ｂを有す
る。締付けキャップ１４ｂは入気導入パイプ１８を連結
支持体としてハウジング１０、入排気ポート１２、受け
部１４ａを一体に固定する。入気導入パイプ１８の下端
は開口するが、締付けキャップ１４ｂを取り付けること
によって端面が閉止される。受け部１４ａとハウジング
１０との間、ハウジング１０と入排気ポート１２との間
の気密シールはＯリングによる。入気導入パイプ１８の
下端部にはドレイン受けポート１４内で開口する通気穴
１８ａを設ける。実施例では入気導入パイプ１８の外面
に等間隔で４つの通気穴１８ａを設けた。
【００１２】ハウジング１０内にはハウジング１０の上
端から下端にかけて多数本の中空糸膜２０を収容して膜
モジュールを形成する。実施例ではハウジング１０の外
筒１０ａの内側に２重に内筒を設け、内筒と外筒との間
に中空糸膜２０を収容するように構成した。２２は入気
導入パイプ１８の外側に配置した第１の内筒、２４は第
１の内筒２２のさらに外側に配置した第２の内筒であ
る。入気導入パイプ１８の外面と第１の内筒２２との
間、および第１の内筒２２と第２の内筒２４との間は気
体を通流させる流路であり、第２の内筒２４と外筒１０
ａとの間は中空糸膜２０を収納するスペース部分であ
る。
端から下端にかけて多数本の中空糸膜２０を収容して膜
モジュールを形成する。実施例ではハウジング１０の外
筒１０ａの内側に２重に内筒を設け、内筒と外筒との間
に中空糸膜２０を収容するように構成した。２２は入気
導入パイプ１８の外側に配置した第１の内筒、２４は第
１の内筒２２のさらに外側に配置した第２の内筒であ
る。入気導入パイプ１８の外面と第１の内筒２２との
間、および第１の内筒２２と第２の内筒２４との間は気
体を通流させる流路であり、第２の内筒２４と外筒１０
ａとの間は中空糸膜２０を収納するスペース部分であ
る。
【００１３】中空糸膜２０は外筒１０ａと第２の内筒２
４の両端のシール部２６、２６で端面をそれぞれ入排気
ポート１２とドレイン受けポート１４内で開口させると
ともに、中空糸膜２０の外面間を相互に気密にシールし
て取り付ける。すなわち、中空糸膜２０の内側流路が入
排気ポート１２、ドレイン受けポート１４内の空間に連
通する。ドレイン受けポート１４内では通気穴１８ａが
開口するから、中空糸膜２０の内部流路と入気とが通気
穴１８ａを介して入気導入パイプ１８に連通する。一
方、入排気ポート１２内で開口した中空糸膜２０の開口
端は排気口１７に通じる出口流路２８に連通する。
４の両端のシール部２６、２６で端面をそれぞれ入排気
ポート１２とドレイン受けポート１４内で開口させると
ともに、中空糸膜２０の外面間を相互に気密にシールし
て取り付ける。すなわち、中空糸膜２０の内側流路が入
排気ポート１２、ドレイン受けポート１４内の空間に連
通する。ドレイン受けポート１４内では通気穴１８ａが
開口するから、中空糸膜２０の内部流路と入気とが通気
穴１８ａを介して入気導入パイプ１８に連通する。一
方、入排気ポート１２内で開口した中空糸膜２０の開口
端は排気口１７に通じる出口流路２８に連通する。
【００１４】３０はパージ気体の流量を調節する流量調
節弁で、出口流路２８に連通させて設けた戻し流路３２
の中途に設ける。戻し流路３２は出口流路２８に排出さ
れてきた除湿後の気体をパージ気体として中空糸膜２０
の外側を通流させるように導くための流路で、第１の内
筒２２と第２の内筒２４との間に形成される外側流路３
６と連通穴３４で連絡し、入気導入パイプ１８と第１の
内筒２２との間に形成される内側流路３８とは連通穴４
０を介して連通する。連通穴３４はハウジング１０内の
上部側に、連通穴４０は下部側に設けられ、内側流路３
８はさらにハウジング１０内の上部側に設けた連通穴４
２を介して中空糸膜２０を収容した第２の内筒２４と外
筒１０ａとの間に連通する。４４は外筒１０ａの下部位
置に設けたパージ気体排気ポートである。
節弁で、出口流路２８に連通させて設けた戻し流路３２
の中途に設ける。戻し流路３２は出口流路２８に排出さ
れてきた除湿後の気体をパージ気体として中空糸膜２０
の外側を通流させるように導くための流路で、第１の内
筒２２と第２の内筒２４との間に形成される外側流路３
６と連通穴３４で連絡し、入気導入パイプ１８と第１の
内筒２２との間に形成される内側流路３８とは連通穴４
０を介して連通する。連通穴３４はハウジング１０内の
上部側に、連通穴４０は下部側に設けられ、内側流路３
８はさらにハウジング１０内の上部側に設けた連通穴４
２を介して中空糸膜２０を収容した第２の内筒２４と外
筒１０ａとの間に連通する。４４は外筒１０ａの下部位
置に設けたパージ気体排気ポートである。
【００１５】本実施例の膜式気体ドライヤは、上記のよ
うにハウジング１０内に収容した中空糸膜２０の作用に
よって除湿するものであるが、以下に実施例装置の作用
について説明する。除湿しようとする気体はまず導入口
１６から入気導入パイプ１８内に導入する。気体は入気
導入パイプ１８内をとおって下側の通気穴１８ａからド
レイン受けポート１４内に入り、中空糸膜２０内を上向
きに通流して入排気ポート１２の出口流路２８内に排気
される。中空糸膜２０の外面にはパージ気体が常時通流
しており、中空糸膜２０を通過する間に水蒸気が中空糸
膜２０の外部に浸出し、パージ気体によって外部に排出
される。
うにハウジング１０内に収容した中空糸膜２０の作用に
よって除湿するものであるが、以下に実施例装置の作用
について説明する。除湿しようとする気体はまず導入口
１６から入気導入パイプ１８内に導入する。気体は入気
導入パイプ１８内をとおって下側の通気穴１８ａからド
レイン受けポート１４内に入り、中空糸膜２０内を上向
きに通流して入排気ポート１２の出口流路２８内に排気
される。中空糸膜２０の外面にはパージ気体が常時通流
しており、中空糸膜２０を通過する間に水蒸気が中空糸
膜２０の外部に浸出し、パージ気体によって外部に排出
される。
【００１６】中空糸膜２０を通過して除湿された気体の
一部分は流量調節弁３０によって流量を調節して出口流
路２８から戻し流路３２に取り込まれる。ここで取り込
む気体量は除湿後の気体の10〜20% 程度である。戻し流
路３２から取り込んだ気体は外側流路３６を下向きに通
流した後、内側流路３８を上向きに通流する。内側流路
３８内を通流する際にパージ気体は入気との間で熱交換
する。パージ気体は流量調節弁３０から戻し流路３２に
流入する際に減圧されることによって若干温度が下がる
が内側流路３８を通流する際に入気と熱交換することに
よってパージ気体が温められ、逆に、入気はパージ気体
によって冷却される。この熱交換作用はパージ気体を温
めることによってパージ気体の相対湿度を下げるという
効果がある一方、入気を冷却することによって入気の相
対的湿度を上げるという作用をなす。
一部分は流量調節弁３０によって流量を調節して出口流
路２８から戻し流路３２に取り込まれる。ここで取り込
む気体量は除湿後の気体の10〜20% 程度である。戻し流
路３２から取り込んだ気体は外側流路３６を下向きに通
流した後、内側流路３８を上向きに通流する。内側流路
３８内を通流する際にパージ気体は入気との間で熱交換
する。パージ気体は流量調節弁３０から戻し流路３２に
流入する際に減圧されることによって若干温度が下がる
が内側流路３８を通流する際に入気と熱交換することに
よってパージ気体が温められ、逆に、入気はパージ気体
によって冷却される。この熱交換作用はパージ気体を温
めることによってパージ気体の相対湿度を下げるという
効果がある一方、入気を冷却することによって入気の相
対的湿度を上げるという作用をなす。
【００１７】パージ気体は内側流路３８を経過した後、
連通穴４２から中空糸膜２０の膜外を通流してパージ作
用をなす。前述したように除湿作用はパージ気体と入気
との水蒸気分圧差が大きいほど有効に作用するから、パ
ージ気体の相対的湿度が低く、入気の相対的湿度が高い
ほど効率的な除湿が可能になる。本実施例の気体ドライ
ヤは入気導入パイプ１８のほぼ全長にわたってパージ気
体と入気とが熱交換できるよう内側流路３８を入気導入
パイプ１８のほぼ全長にわたって設けた。また、実施例
では入気の流れ方向と内側流路３８でのパージ気体の流
れ方向を反対向きにして相互間の熱交換が有効になされ
るようにした。なお、入気とパージ気体との熱交換によ
り入気の水分が一部分ドレインとして除去される。実施
例ではドレインを入気導入パイプ１８の下方に集め、締
付けキャップ１４ｂを随時外してドレインを除去できる
ようにした。
連通穴４２から中空糸膜２０の膜外を通流してパージ作
用をなす。前述したように除湿作用はパージ気体と入気
との水蒸気分圧差が大きいほど有効に作用するから、パ
ージ気体の相対的湿度が低く、入気の相対的湿度が高い
ほど効率的な除湿が可能になる。本実施例の気体ドライ
ヤは入気導入パイプ１８のほぼ全長にわたってパージ気
体と入気とが熱交換できるよう内側流路３８を入気導入
パイプ１８のほぼ全長にわたって設けた。また、実施例
では入気の流れ方向と内側流路３８でのパージ気体の流
れ方向を反対向きにして相互間の熱交換が有効になされ
るようにした。なお、入気とパージ気体との熱交換によ
り入気の水分が一部分ドレインとして除去される。実施
例ではドレインを入気導入パイプ１８の下方に集め、締
付けキャップ１４ｂを随時外してドレインを除去できる
ようにした。
【００１８】上記実施例の膜式気体ドライヤは、上述し
たように、パージ気体が中空糸膜２０部分でパージ作用
をなす以前の段階で入気と熱交換する部分を設けたこと
によりパージ気体に対しては相対的湿度を下げ、入気に
対しては相対的湿度を上げ、これによって有効な除湿作
用を可能にしたものである。また、入気導入パイプ１８
をハウジング１０内の中央部に配置し、パージ気体の流
路等を工夫することによって装置全体をコンパクトに形
成できるという特徴を有する。
たように、パージ気体が中空糸膜２０部分でパージ作用
をなす以前の段階で入気と熱交換する部分を設けたこと
によりパージ気体に対しては相対的湿度を下げ、入気に
対しては相対的湿度を上げ、これによって有効な除湿作
用を可能にしたものである。また、入気導入パイプ１８
をハウジング１０内の中央部に配置し、パージ気体の流
路等を工夫することによって装置全体をコンパクトに形
成できるという特徴を有する。
【００１９】図３は膜式気体ドライヤを使用して除湿す
る場合の各工程での水蒸気分圧を示す。膜式気体ドライ
ヤを使用する場合は原料空気をコンプレッサーで昇圧さ
せ、冷却して飽和状態にした後に加圧状態で膜式気体ド
ライヤを通過させて除湿するのが効果的である。図で原
料空気は20℃、60%Hであり、これをコンプレッサで 7kg
/cm2まで昇圧させ、クーラーで30℃の飽和状態まで冷却
した後、膜式気体ドライヤに流入させて除湿する様子を
示す。膜式気体ドライヤでは加圧状態で除湿され、入口
Ｐから出口Ｑへ進む間に徐々に水蒸気分圧が低下してい
く。実施例の膜式気体ドライヤを使用して実際に運転し
た例として、流量7.5Nm3／H 、圧力7.1kg/cm2 、温度30
℃、湿度30℃飽和の条件でエアを流入させ、排出エアと
して流量6Nm3／H 、圧力7kg/cm2 、温度30℃、湿度-17
℃( 大気圧下の露点) の乾燥エアを得た。なお、この場
合のパージエア流量は1.5Nm3／H であった。
る場合の各工程での水蒸気分圧を示す。膜式気体ドライ
ヤを使用する場合は原料空気をコンプレッサーで昇圧さ
せ、冷却して飽和状態にした後に加圧状態で膜式気体ド
ライヤを通過させて除湿するのが効果的である。図で原
料空気は20℃、60%Hであり、これをコンプレッサで 7kg
/cm2まで昇圧させ、クーラーで30℃の飽和状態まで冷却
した後、膜式気体ドライヤに流入させて除湿する様子を
示す。膜式気体ドライヤでは加圧状態で除湿され、入口
Ｐから出口Ｑへ進む間に徐々に水蒸気分圧が低下してい
く。実施例の膜式気体ドライヤを使用して実際に運転し
た例として、流量7.5Nm3／H 、圧力7.1kg/cm2 、温度30
℃、湿度30℃飽和の条件でエアを流入させ、排出エアと
して流量6Nm3／H 、圧力7kg/cm2 、温度30℃、湿度-17
℃( 大気圧下の露点) の乾燥エアを得た。なお、この場
合のパージエア流量は1.5Nm3／H であった。
【００２０】図４は膜式気体ドライヤの他の実施例を示
す。この実施例では入気導入パイプ１８内の入気の流れ
方向と内側流路３８内のパージ気体の流れ方向が同方向
である点が上記実施例と異なり、その他の入気導入パイ
プ１８および中空糸膜２０の配置等の基本構成は上記実
施例と同様である。すなわち、本実施例では流量調節弁
３０を介して戻し流路３２に流入したパージ気体はその
まま内側流路３８に導入されるよう構成され、パージ気
体は内側流路３８を通流した後、外側流路３６を通流し
て中空糸膜２０の収納部へ流入する。
す。この実施例では入気導入パイプ１８内の入気の流れ
方向と内側流路３８内のパージ気体の流れ方向が同方向
である点が上記実施例と異なり、その他の入気導入パイ
プ１８および中空糸膜２０の配置等の基本構成は上記実
施例と同様である。すなわち、本実施例では流量調節弁
３０を介して戻し流路３２に流入したパージ気体はその
まま内側流路３８に導入されるよう構成され、パージ気
体は内側流路３８を通流した後、外側流路３６を通流し
て中空糸膜２０の収納部へ流入する。
【００２１】本実施例の場合も戻し流路３２へ流入した
パージ気体がまず入気導入パイプ１８を介して入気と熱
交換することによって、入気から水分を除去してドレイ
ン化し、同時にパージ気体をあたため、入気を冷却して
中空糸膜２０内外の水蒸気分圧差による除湿効果を高め
て効果的に除湿させることができる。本実施例の装置の
場合には上記実施例にくらべて内側流路３８、外側流路
３６の流路形成が容易になるという利点がある。
パージ気体がまず入気導入パイプ１８を介して入気と熱
交換することによって、入気から水分を除去してドレイ
ン化し、同時にパージ気体をあたため、入気を冷却して
中空糸膜２０内外の水蒸気分圧差による除湿効果を高め
て効果的に除湿させることができる。本実施例の装置の
場合には上記実施例にくらべて内側流路３８、外側流路
３６の流路形成が容易になるという利点がある。
【００２２】なお、本実施例では入気導入パイプ１８内
に入気を乱流化して通流させるためのリボンスクリュー
羽根５０を設置した。リボンスクリュー羽根５０は入気
の進行方向に向かってスクリュー山部が左旋回するよう
形成された左回りのスクリュー羽根と、スクリュー山部
が右旋回するよう形成された右回りのスクリュー羽根と
が交互に連続するよう設けられており、旋回方向を逆転
する位置にスクリュー羽根の一部を打ち抜いて開口部が
設けられたものである。リボンスクリュー羽根５０を設
置することによって入気が乱流化され、これによって入
気導入パイプ１８内を入気が通過する際の熱授受を効率
的に行うことが可能になる。もちろん、実施例のリボン
スクリュー羽根に限らず入気を乱流化できる乱流手段で
あれば同様の効果が得られる。
に入気を乱流化して通流させるためのリボンスクリュー
羽根５０を設置した。リボンスクリュー羽根５０は入気
の進行方向に向かってスクリュー山部が左旋回するよう
形成された左回りのスクリュー羽根と、スクリュー山部
が右旋回するよう形成された右回りのスクリュー羽根と
が交互に連続するよう設けられており、旋回方向を逆転
する位置にスクリュー羽根の一部を打ち抜いて開口部が
設けられたものである。リボンスクリュー羽根５０を設
置することによって入気が乱流化され、これによって入
気導入パイプ１８内を入気が通過する際の熱授受を効率
的に行うことが可能になる。もちろん、実施例のリボン
スクリュー羽根に限らず入気を乱流化できる乱流手段で
あれば同様の効果が得られる。
【００２３】図５は膜式気体ドライヤのさらに他の実施
例を示す。この実施例の装置も密封容器６０の上部に入
排気ポート１２を取り付けた縦型の装置で、入排気ポー
ト１２の導入口１６から入気を導入し排気口１７から除
湿後の気体を送出する。本実施例の装置では密封容器６
０の内部に中空糸膜２０を束状に収納する収納筒６２を
設け、収納筒６２の外面と密封容器６０との間を入気導
入流路６４としている。
例を示す。この実施例の装置も密封容器６０の上部に入
排気ポート１２を取り付けた縦型の装置で、入排気ポー
ト１２の導入口１６から入気を導入し排気口１７から除
湿後の気体を送出する。本実施例の装置では密封容器６
０の内部に中空糸膜２０を束状に収納する収納筒６２を
設け、収納筒６２の外面と密封容器６０との間を入気導
入流路６４としている。
【００２４】導入口１６から導入された入気は入気導入
流路６４を通って収納筒６２の下部側から中空糸膜２０
内に入り、除湿されて出口流路２８内に排気される。除
湿後の気体は排気口１７から送出されるが、気体の一部
は流量調節弁３０を介してパージ気体として取り込まれ
戻し流路３２へ還流される。戻し流路３２へ取り込まれ
たパージ気体は、中空糸膜２０の上端側へ導かれ、中空
糸膜２０の外側を通流して入気を除湿し、パージ気体排
気ポート６６から排気される。
流路６４を通って収納筒６２の下部側から中空糸膜２０
内に入り、除湿されて出口流路２８内に排気される。除
湿後の気体は排気口１７から送出されるが、気体の一部
は流量調節弁３０を介してパージ気体として取り込まれ
戻し流路３２へ還流される。戻し流路３２へ取り込まれ
たパージ気体は、中空糸膜２０の上端側へ導かれ、中空
糸膜２０の外側を通流して入気を除湿し、パージ気体排
気ポート６６から排気される。
【００２５】この実施例では入気とパージ気体との熱交
換部６８として、戻し流路３２に取り込まれたパージ気
体を中空糸膜２０へ導く前段にパージ気体をいったん滞
留させる滞留部を設けた。滞留部は収納筒６２の外側に
入気導入流路６４内に延出させるよう筒状に設け、外面
を凹凸面に形成して入気とパージ気体が効果的に熱交換
できるようにした。本実施例の場合も、パージ気体が中
空糸膜２０に流入する前に入気とパージ気体を熱交換さ
せることによって中空糸膜２０で効果的な除湿作用を行
わせることが可能になる。なお、図５で６９はドレイン
排出用のポートである。
換部６８として、戻し流路３２に取り込まれたパージ気
体を中空糸膜２０へ導く前段にパージ気体をいったん滞
留させる滞留部を設けた。滞留部は収納筒６２の外側に
入気導入流路６４内に延出させるよう筒状に設け、外面
を凹凸面に形成して入気とパージ気体が効果的に熱交換
できるようにした。本実施例の場合も、パージ気体が中
空糸膜２０に流入する前に入気とパージ気体を熱交換さ
せることによって中空糸膜２０で効果的な除湿作用を行
わせることが可能になる。なお、図５で６９はドレイン
排出用のポートである。
【００２６】以上、高分子分離膜を使用した気体ドライ
ヤについて入気とパージ気体とを熱交換する熱交換部を
設けた実施例について説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく中空糸膜を使用した種々タイ
プの気体ドライヤに対して同様に適用することが可能で
ある。たとえば横置きタイプの装置に対しても本発明と
同様な熱交換部を設けることが可能である。また、本発
明に係る膜式気体ドライヤはエアの除湿に限らず、窒素
ガス、フロンガス等の種々の気体の除湿に適用すること
ができるものである。
ヤについて入気とパージ気体とを熱交換する熱交換部を
設けた実施例について説明したが、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく中空糸膜を使用した種々タイ
プの気体ドライヤに対して同様に適用することが可能で
ある。たとえば横置きタイプの装置に対しても本発明と
同様な熱交換部を設けることが可能である。また、本発
明に係る膜式気体ドライヤはエアの除湿に限らず、窒素
ガス、フロンガス等の種々の気体の除湿に適用すること
ができるものである。
【００２７】
【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、パージ気体と入気との熱交換部を
設けたことによって減圧後のパージ気体の相対湿度を下
げると同時に入気に対しては冷却効果によって水分を除
去する効果と入気の相対湿度を上げる作用をなすことに
より、効率的な除湿を行うことができる。また、除湿作
用が効率的になされることでパージ気体の流量を少なく
することができ、除湿気体をより効率的に得ることがで
きる。また、入気導入パイプを密封容器内に設置する配
置とすることによって装置をコンパクトに形成して効率
的な除湿を行うことができる。また、熱交換部で入気と
パージ気体の通流方向を反対方向とし、または入気導入
パイプ内に乱流手段を設けることによって熱交換作用を
促進させてさらに効果的な除湿作用を得ることができる
等の著効を奏する。
ば、上述したように、パージ気体と入気との熱交換部を
設けたことによって減圧後のパージ気体の相対湿度を下
げると同時に入気に対しては冷却効果によって水分を除
去する効果と入気の相対湿度を上げる作用をなすことに
より、効率的な除湿を行うことができる。また、除湿作
用が効率的になされることでパージ気体の流量を少なく
することができ、除湿気体をより効率的に得ることがで
きる。また、入気導入パイプを密封容器内に設置する配
置とすることによって装置をコンパクトに形成して効率
的な除湿を行うことができる。また、熱交換部で入気と
パージ気体の通流方向を反対方向とし、または入気導入
パイプ内に乱流手段を設けることによって熱交換作用を
促進させてさらに効果的な除湿作用を得ることができる
等の著効を奏する。
【図１】膜式気体ドライヤの一実施例の内部構造を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】膜式気体ドライヤの一実施例の外面図である。
【図３】膜式気体ドライヤを使用して除湿する場合の各
工程において水蒸気分圧が変動する様子を示すグラフで
ある。
工程において水蒸気分圧が変動する様子を示すグラフで
ある。
【図４】膜式気体ドライヤの他の実施例の内部構造を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】膜式気体ドライヤのさらに他の実施例の内部構
造を示す説明図である。
造を示す説明図である。
【図６】膜式気体ドライヤの従来例の構成を示す説明図
である。
である。
１０ ハウジング １０ａ 外筒 １２ 入排気ポート １４ ドレイン受けポート １４ｂ 締付けキャップ １８ 入気導入パイプ １８ａ 通気穴 ２０ 中空糸膜 ２２ 第１の内筒 ２４ 第２の内筒 ２６ シール部 ２８ 出口流路 ３０ 流量調節弁 ３４、４０、４２ 連通穴 ３６ 外側流路 ３８ 内側流路 ４４ 排気ポート ５０ リボンスクリュー羽根 ６０ 密封容器 ６２ 収納筒 ６４ 入気導入流路
Claims (4)
- 【請求項１】 密封容器内に高分子分離膜からなる中空
糸膜を収容し、中空糸膜の内側に除湿前の入気を通流さ
せ、中空糸膜の外側にパージ気体を通流させることによ
って、中空糸膜の出口側で除湿気体を得るとともに、該
除湿気体の一部を前記パージ気体として還流して利用す
る膜式気体ドライヤにおいて、 前記除湿気体を減圧してパージ気体とした後、前記入気
が中空糸膜に流入する前段階に、前記パージ気体と入気
とを熱交換して入気を冷却するとともにパージ気体を暖
める熱交換部を設けたことを特徴とする膜式気体ドライ
ヤ。 - 【請求項２】 中空糸膜を収容する密封容器内に除湿前
の入気を導入する入気導入パイプを設置し、 該入気導入パイプの外側に、パージ気体を通流させて入
気とパージ気体とを熱交換させる内側流路を設けたこと
を特徴とする請求項１記載の膜式気体ドライヤ。 - 【請求項３】 入気導入パイプ内での入気の流れ方向と
パージ気体の内側流路内での流れ方向とを反対向きにし
たことを特徴とする請求項２記載の膜式気体ドライヤ。 - 【請求項４】 入気導入パイプ内に入気を乱流化するリ
ボンスクリュー羽根等の乱流手段を設けたことを特徴と
する請求項２または３記載の膜式気体ドライヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4306370A JPH06134244A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 膜式気体ドライヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4306370A JPH06134244A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 膜式気体ドライヤ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06134244A true JPH06134244A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17956235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4306370A Pending JPH06134244A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 膜式気体ドライヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06134244A (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-10-20 JP JP4306370A patent/JPH06134244A/ja active Pending
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