JPH08155245A - 空気乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気中の水蒸気を除去して乾燥した空気を形
成し得る空気乾燥装置を提供する。 【構成】 ハウジング４内のガス分離室１ａには非多孔
質中空糸ガス分離膜７が複数本配置されており、それぞ
れのガス分離膜７は一端部がヘッダー５により、そして
他端部がヘッダー６によりハウジング４内に支持されて
いる。ヘッダー５の外側はパージガス排出室８となって
おり、ヘッダー６の外側はパージガス流入室９となって
いる。ガス分離室１ａに導通させてハウジング４には原
料空気をガス分離室１ａに供給する原料空気供給ポート
１１が形成され、ガス分離室１ａに導通させてハウジン
グ４には乾燥空気を流出する乾燥空気流出ポート１２が
形成されている。パージガス流入室９を介してガス分離
室１ａ内の乾燥空気がガス分離膜７内に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気中の水蒸気を分離し
て乾燥空気を得る空気乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧機器を有する空気圧回路にあって
は、回路内を流れる圧縮空気の中に水蒸気が含まれてい
ると、空気圧機器や配管が腐食するおそれがあるので、
圧縮空気中の水蒸気を除去して空気を乾燥することが必
要となる。また、空気圧回路内を流れる圧縮空気の中に
塵埃、スケール、水滴、油滴などの固形粒子が含まれて
いると、制御弁等の作動不良が発生するおそれがあるの
で、空気圧回路には固形粒子を含まない清浄な空気を流
すことが必要となる。

【０００３】このように、所定の乾燥度を有する清浄乾
燥空気を必要とする場合および固形粒子を含まずに所定
の清浄度を有する清浄空気を必要とする場合としては、
空気圧回路を有する精密機械や自動制御装置のみなら
ず、精密測定器ないし分析機器や医療機器の分野など種
々の分野がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧縮空気中の水蒸気を
除去するためのエアドライヤとしては、たとえば、「油
空圧便覧」（株式会社オーム社、1989年２月25日発行）
の第 513頁〜第 517頁に記載されるように、冷凍式エア
ドライヤと吸着式エアドライヤとが知られている。冷凍
式エアドライヤは冷凍サイクルを用いて圧縮空気を冷却
して水分の凝縮分離を行うものであり、冷媒としてフロ
ンが使用されているので、環境破壊のおそれがあるのみ
ならず、圧縮機やファンなどを駆動する必要があり、消
費電力が大きくなるという問題点がある。

【０００５】一方、吸着式エアドライヤはシリカゲル、
活性アルミナ、合成ゼオライトなどの固体吸着剤に水分
を吸着させて乾燥するものであり、吸着剤が微粉化する
とダストが発生することがあり、さらに吸着剤を交換す
る作業が必要になるという問題点がある。

【０００６】空気中に含まれる塵埃、水滴、油滴などの
固形粒子を除去するために従来使用されているエアフィ
ルタとしては、焼結金属、焼結樹脂、あるいは金網など
からなるフィルタエレメントを有するものが使用されて
いるが、焼結金属などのエアフィルタエレメントでは細
孔の内径を小さくすることに限度があり、除去できる固
形粒子は５μｍ程度であって、それよりも径の小さい固
形粒子を確実に除去することが困難である。そして、固
形粒子の中でも、遊離水分などの水滴は、ルーバーなど
による遠心力を利用した分離であるため流量の変化によ
り分離率が変化し、安定した水分分離が困難であった。

【０００７】本発明の目的は、空気中の水蒸気が除去さ
れて乾燥した空気を形成し得る小型の空気乾燥装置を提
供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、空気中の固形
粒子を除去するとともに水蒸気が除去された清浄であり
かつ乾燥した空気を得る小型の空気乾燥装置を提供する
ことにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明の空気乾燥装置は、ガス
分離室を有するハウジング本体を有し、この中には複数
本の非多孔質中空糸ガス分離膜が配置されており、原料
空気はハウジングに設けられた原料空気供給ポートから
ガス分離室内に供給され、パージガスはガス分離室内か
らパージガス流入室から非多孔質中空糸ガス分離膜内に
流入し、この中を通ってパージガス排出室内に流れる。
そして、原料空気の中の水蒸気は非多孔質中空糸ガス分
離膜の外側から内部に透過される。

【００１２】また、本発明の空気乾燥装置は、ガス分離
清浄室が形成された主筒状部とガス分離室が形成された
分岐筒状部とを有するハウジング本体を有しており、主
筒状部の一端と分岐筒状部の先端とに非多孔質中空糸ガ
ス分離膜が支持されており、それぞれはパージガス流入
室とパージガス排出室に開口されている。主筒状部に設
けられた原料空気供給ポートに一端が開口する複数の多
孔質中空糸濾過膜の他端部は、主筒状部の他端部に設け
られたヘッダーに支持されており、これにより区画され
るドレン室に開口されている。

【００１３】さらに、本発明の空気乾燥装置は、筒状の
ハウジング本体内に形成されたガス分離清浄室内に複数
の非多孔質中空糸ガス分離膜と、複数の多孔質中空糸濾
過膜とが混在して配置されており、それぞれの非多孔質
中空糸ガス分離膜の一端はパージガス流入室に開口さ
れ、他端はパージガス排出室に開口されている。そし
て、多孔質中空糸濾過膜の一端は空気流入室に開口さ
れ、他端はドレン室に開口されている。

【００１４】

【作用】前記空気乾燥装置にあっては、原料空気はそれ
ぞれの非多孔質中空糸ガス分離膜の外側に流れ込み、そ
れぞれの外側から中空孔の中に水蒸気が透過されるの
で、装置を小型化しても原料空気と非多孔質中空糸ガス
分離膜との接触面積を充分に確保することができ、水蒸
気の透過効率を向上させることが可能となる。

【００１５】また、前記空気乾燥装置にあっては、原料
空気を多孔質中空糸濾過膜の中にまず案内して、原料空
気の中に含まれる塵埃などの固形粒子と水滴とを除去し
てドレン室に排出することにより、ガス分離清浄室内に
は固形粒子が除去されて清浄化された空気が流入する。
次いで、清浄化された空気は非多孔質中空糸ガス分離膜
に主筒状部の中のガス分離清浄室および分岐筒状部の中
のガス分離室において外側からさらされることになり、
その空気の中に含まれる水蒸気が非多孔質中空糸ガス分
離膜の中に透過される。これにより、原料空気の中の固
形粒子を除去した後に非多孔質中空糸ガス分離膜に対し
て接触面積を充分に確保して、水蒸気の透過効率を向上
させることができる。

【００１６】さらに、前記空気乾燥装置にあっては、複
数の非多孔質中空糸ガス分離膜と複数の多孔質中空糸濾
過膜とを混在させた状態でハウジングに設け、このハウ
ジング内に空気流入室とドレン室とパージガス排出室と
パージガス流入室とを形成したことから、原料空気の中
の固形粒子の除去と水蒸気の除去とを達成し得るより小
型化された空気乾燥装置が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明の一実施例であ
る空気乾燥装置を示す縦断面図であり、この装置は横断
面が円形となり真直ぐに延びた筒状のハウジング本体１
を有しており、これの一端部にはハウジング本体１に嵌
合される大径筒体２ａとこれに一体となった閉塞部２ｂ
とからなる断面カップ状のキャップ部２が取り付けら
れ、他端部にはハウジング本体１に嵌合される大径筒体
３ａとこれと一体となった閉塞部３ｂとからなる断面カ
ップ状のキャップ部３が取り付けられている。ハウジン
グ本体１と２つのキャップ部２，３とにより装置のハウ
ジング４が形成されており、ハウジング本体１の内部は
ガス分離室１ａとなっている。

【００１９】ハウジング本体１内には複数本の非多孔質
中空糸ガス分離膜（以下、単にガス分離膜と言う）７が
配置されており、それぞれの両端部はヘッダー５，６に
より支持され、それぞれのガス分離膜７は両方のヘッダ
ー５，６を貫通しこれらの間を真直ぐに延びている。ま
た、ガス分離膜７の一端側の開口部は、第１ヘッダーと
してのヘッダー５とキャップ部２とにより形成されるパ
ージガス排出室８に開口しており、ガス分離膜７の他端
側の開口部は、第２ヘッダーとしてのヘッダー６とキャ
ップ部３とにより形成されるパージガス流入室９に開口
している。

【００２０】これらのヘッダー５，６は、接着性を有す
る樹脂により形成されており、予めガス分離膜７の両端
部に接着してこれを固定した状態として、それぞれのヘ
ッダー５，６をハウジング本体１の両端部内に接着する
ことによりハウジング本体１に固定される。ヘッダー５
によりハウジング４内にパージガス排出室８が区画形成
され、ヘッダー６によりハウジング４内にパージガス流
入室９が区画形成される。

【００２１】ハウジング４には、ヘッダー５，６の間の
ガス分離室１ａ内に原料空気を供給するための原料空気
供給ポート１１と、乾燥された空気を外部に排出するた
めの乾燥空気流出ポート１２とが形成されており、それ
ぞれのポート１１，１２には図示しない管路が接続され
る。原料空気供給ポート１１はヘッダー５側に位置し、
乾燥空気流出ポート１２は他方のヘッダー６側に位置し
ているので、ガス分離室１ａ内に流入した原料空気は、
このガス分離室１ａ内の一端側から他端側に向けて流れ
ながら乾燥される。ただし、原料空気供給ポート１１と
乾燥空気流出ポート１２とを相互に逆の位置としても良
い。

【００２２】ガス分離膜７は、図２（Ａ）に示すよう
に、中空孔７ａを有し、フッソ系やポリイミド系樹脂な
どにより形成されており、内径は0.５〜0.６ｍｍ程度と
なっている。原料空気供給ポート１１から供給される空
気の中に含まれる水蒸気は、ガス分離膜７の内外面に存
在する水蒸気分圧の差を駆動力として、水蒸気分圧の高
い外面側から水蒸気分圧が低い内面側へ破線の矢印で示
すように透過することになり、ハウジング本体１内のガ
ス分離室１ａ内を乾燥空気流出ポート１２に向けて流れ
る空気は、水蒸気が徐々に除去されて乾燥空気となる。

【００２３】キャップ部３には、ハウジング本体１内の
ガス分離室１ａに連通する連通孔１３と、パージガス流
入室９に連通する連通孔１４とが形成され、これらはパ
ージガス案内路１５によりバイパスさせて接続されてい
る。このパージガス案内路１５を流れるパージガスの流
量を制御するためのハウジング４には、パージガス流量
制御弁１６が設けられている。このパージガス流量制御
弁１６を設けることなく、固定式の絞りを設けるように
しても良い。

【００２４】このパージガス流量制御弁１６は、開度調
整用のニードル軸１７が設けられたねじキャップ１８を
有しており、このねじキャップ１８を回転するとパージ
ガス案内路１５の開度が調整されパージガスの流量を制
御することができる。このパージガス流量制御弁１６に
より制御された流量のパージガスが、パージガス流入室
９からガス分離膜７内に流入し、パージガス排出室８に
至る。このパージガス排出室８内にまで流出したガスを
外部に排出するためにパージガス排出ポート１９がキャ
ップ２に形成されている。

【００２５】このように、ハウジング本体１内のガス分
離室１ａ内には、その一端部側の原料空気供給ポート１
１からの原料空気が流入するようになっており、ガス分
離膜７の外側の雰囲気の水蒸気分圧は、ガス分離膜７の
中空孔７ａ内に比較して高くなっており、水蒸気分圧の
低い中空孔７ａ内に向けて空気中の水蒸気のみが透過す
る。ガス分離室１ａ内において乾燥された空気は、ガス
分離室１ａの他端部に開口された乾燥空気流出ポート１
２から外部に排出される。さらに、ガス分離室１ａ内に
おいて乾燥された空気は、連通孔１３、パージガス案内
流路１５、パージガス流入室９を介してパージガス排出
ポート１９から外部に排出される。このように、ガス分
離膜７の中空孔７ａ内にパージガスを供給することによ
り、中空孔７ａ内には乾燥空気が補給されることにな
り、この中の水蒸気分圧が低下してガス分離膜７により
所定の水蒸気分離機能が常に維持される。

【００２６】図示するように、ガス分離膜７にはその外
側から中空孔７ａ内に水蒸気が透過するようになってお
り、原料空気をガス分離膜７の中空孔７ａ内に案内する
場合に比して、原料空気がガス分離膜７に接触する面積
は大きくなり、除湿効率を高めることができる。この空
気乾燥装置は図示するように水平に設置するようにして
も良く、上下方向に設置するようにしても良い。

【００２７】図２（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ図１に示す
空気乾燥装置の変形例を示す図であり、それぞれ図１に
示された空気乾燥装置における一端部に相当する部分の
みが示されている。

【００２８】図２（Ｂ）に示す空気乾燥装置にあって
は、原料空気供給ポート１１に空気分散チューブ２１が
径方向に延びてガス分離室１ａ内に取り付けられてお
り、この空気分散チューブ２１には複数の空気排出口２
２が形成されている。この場合には、それぞれの空気排
出口２２から原料空気がガス分離室１ａ内に流出される
ので、より除湿効率を高めることができる。

【００２９】図２（Ｃ）は図２（Ｂ）の変形例を示す図
であり、この空気分散チューブ２１ａは、ハウジング本
体１の中央部分に原料空気を流出する空気排出口２２ａ
が設けられている。この場合には、ハウジング本体１の
中央部分から径方向に広がるようにして原料空気が流れ
ることになる。

【００３０】（実施例２）図３は本発明の他の実施例で
ある空気乾燥装置を示す図であり、ハウジング本体１
は、図１に示されたものと相違して縦断面がＵ字形状に
折り曲げられており、そのハウジング本体１の両端部に
はキャップ部２３が取り付けられている。図３に示す装
置にあっては、図１に示された装置の構成部位と共通す
る部位には、同一の符号が付されている。

【００３１】図３に示すように、キャップ部２３は図１
に示された２つのキャップ部２，３を一体とした構造と
なっており、このキャップ部２３には、ハウジング本体
１の一端部には原料空気供給ポート１１が設けられ、他
端部には乾燥空気流出ポート１２が設けられている。さ
らに、キャップ部２３には、パージガス流量制御弁１６
とパージガス排出ポート１９とが設けられている。

【００３２】このタイプの空気乾燥装置は、ハウジング
本体１がＵ字形状に折り曲げられていることから、上下
方向に設置する場合には高さ寸法を短くすることが可能
となり、水平方向に設置する場合には水平方向の寸法を
短くすることができ、それぞれの寸法が限られた場所に
この空気乾燥装置を設置することができる。

【００３３】（実施例３）図４は本発明のさらに他の実
施例である空気乾燥装置を示す図であり、この場合に
は、原料空気の中に含まれる塵埃、スケール、水滴およ
び油滴などの固形物をも除去して原料空気の清浄化をも
行いつつ乾燥するようにしている。

【００３４】図示するように、この空気乾燥装置は上下
方向に設置される真っ直ぐな主筒状部２４と、これに対
して連通された分岐筒状部２５とを有するほぼＵ字形状
となったハウジング本体１を有している。主筒状部２４
の一端部と分岐筒状部２５の先端部とに取り付けられた
キャップ部２３に設けられた原料空気供給ポート１１に
連通させてキャップ部２３にはポケット２６が形成さ
れ、このポケット２６内には断面Ｕ字形状のプレフィル
タ２７が配置されている。このプレフィルタ２７は流入
した原料空気の中の比較的大きな塵埃を除去するための
ものであり、焼結樹脂や焼結金属により形成されてお
り、分画特性は５μｍ程度となっている。

【００３５】原料空気供給ポート１１にプレフィルタ２
７を介して一端部を開口させ、他端部が第３ヘッダーと
してのヘッダー２０に支持されて主筒状部２４内には、
複数本の疎水性中空糸濾過膜（以下、単に濾過膜と言
う）２８が配置されている。濾過膜２８は疎水性の樹脂
により形成されており、図５（Ａ）に示すように、中空
孔２８ａの内面２９と濾過膜２８の外面３０とを連通さ
せる多数の細孔３１を有している。この濾過膜２８の外
径は0.３８ｍｍ程度であり、細孔３１の平均内径つまり
分画特性は、0.１μｍ程度となっている。なお、濾過膜
２８自体を疎水性の材料で製造することなく、内面２９
に疎水性の処理を施したり、コーティング処理を施すよ
うにしても良い。

【００３６】このように、原料空気供給ポート１１から
濾過膜２８の一端部に流入した原料空気は、その中に水
滴が含有している場合、その水滴が濾過膜２８の内面に
接触しても、濾過膜２８の内面の疎水性により水滴との
接触角が大きくなり、水滴は表面張力で半球状、あるい
は球状になる。つまり、疎水性の濾過膜２８は、その素
材の持つ臨界表面張力が水の表面に対して小さく、水の
分子間引力により表面積が最小となるように凝集して丸
くなる。したがって、水滴は濾過膜２８の細孔３１内に
入り込むことなく、空気のみが細孔３１内に流入して、
水滴はほぼ１００％分離される。

【００３７】主筒状部２４の下端部に取り付けられたキ
ャップ部３２には、濾過膜２８の下端部が連通するドレ
ン室３３が形成され、このドレン室３３と外部とを連通
するドレン排出ポート３４が形成されている。このドレ
ン排出ポート３４の開度を調整するためのドレン排出空
気量制御弁３５がキャップ部３２に取り付けられてお
り、このドレン排出空気量制御弁３５はニードル弁３６
を有するねじキャップ３７を有している。

【００３８】したがって、図４に示す空気乾燥装置にあ
っては、原料空気供給ポート１１から流入した原料空気
は、まずそれぞれの濾過膜２８内に一端の開口部から流
入する。この濾過膜２８内では水滴や油滴などの液体は
濾過膜２８の疎水・撥水作用により分離・除去される。
そして塵埃などの固形物は、濾過膜２８の分画特性が
０．１μｍとなっていることから分離・除去されること
になる。分離・除去された水滴や油滴などの液体、およ
び塵埃などの固形異物は、ドレン排出ポート３４より常
に排出されている少量の空気により、ドレン室３３およ
びドレン排出ポート３４を経て外部に排出される。

【００３９】一方、濾過膜２８の細孔３１を通過して清
浄化された空気は、主筒状部２４内のガス分離清浄室２
４ａ内に流出する。この流出した空気は、主筒状部２４
内から分岐筒状部２５内のガス分離室２５ａに向けて流
れて、乾燥空気流出ポート１２から排出される。この過
程で、主筒状部２４および分岐筒状部２５内に設けられ
たガス分離膜７内にその外部から水蒸気が透過すること
になり、乾燥空気流出ポート１２からは水蒸気が除去さ
れた空気が排出される。

【００４０】それぞれの濾過膜７内にバイパスさせてパ
ージガスを案内するために、パージガス流入室９に開口
して形成された連通孔１４とガス分離室２５ａに開口し
て形成された連通孔１３とを結ぶパージガス案内路１５
がキャップ部２３に設けられ、この案内路１５の開度を
調整するためにキャップ部２３にはパージガス流量制御
弁１６が設けられている。一方、パージガス排出室８に
連通させて、キャップ部２３にはパージガス排出ポート
１９が形成されている。したがって、パージガスは分岐
筒状部２５の上端部側から濾過膜７内に流入して、原料
ガスの流れとは逆の方向となって濾過膜７内を主筒状部
２４の上端部側に向けて流れるようになっており、透過
膜７内を貫通した水蒸気はパージガス排出ポート１９か
ら外部に排出される。

【００４１】図５（Ｂ）は図４に示された主筒状部２４
の横断面を示す図であり、ガス分離清浄室２４ａ内に
は、相互に所定の隙間を隔ててガス分離膜７と濾過膜２
８とが混在するようにして配置されている。ただし、図
５（Ｂ）は作図の便宜上、それぞれのガス分離膜７と濾
過膜２８を少ない本数で示し、それぞれの径を誇張して
示している。

【００４２】図６は図４に示された空気乾燥装置の変形
例であり、この場合にはパージガス流入室９とパージガ
ス排出室８とが図４に示す場合と逆の位置となってい
る。したがって、この場合には、図４に示す装置ではパ
ージガスがガス分離膜７内を原料空気のガス分離室１ａ
内での流れ方向に対して対向する方向に流れる向流タイ
プとなっているのに対して、図６に示す場合には、パー
ジガスが原料ガスに対して平行な方向に案内されるよう
になっている。なお、図６は空気乾燥装置の上部のみを
示すが、下部は図４に示される構造と同様となってい
る。

【００４３】図６および図４に示すように、パージガス
排出室８とパージガス流入室９は、主筒状部２４のヘッ
ダー５と分岐筒状部２５のヘッダー６のいずれかの外側
に設けるようにしても良い。

【００４４】（実施例４）図７は本発明のさらに他の実
施例である空気乾燥装置を示す図であり、この空気乾燥
装置には圧力レギュレータつまり減圧弁が組み付けられ
ている。この空気乾燥装置自体の構造は、図４に示され
たものと同様に主筒状部２４と分岐筒状部２５とからな
るハウジング本体１を有しており、図４におけるキャッ
プ２３に代えて、弁ブロック４０がハウジング本体１の
上端部に取り付けられている。

【００４５】弁ブロック４０には空気乾燥装置の原料空
気供給ポート１１に連通する一次側ポート４１と、減圧
された二次側空気を排出する二次側ポート４２とが形成
されており、これらのポート４１，４２が直接的あるい
は間接的に導通される弁孔４３が弁ブロック４０に形成
されている。

【００４６】弁孔４３内には弁棒４４が装着され、この
弁棒４４の一端部には弁孔４３を開閉するための弁体４
５が設けられており、この弁体４５と止め具４６との間
に装着された圧縮コイルばね４７によって弁孔４３を閉
塞する方向のばね力が付勢されている。

【００４７】弁ブロック４０には図示しないねじ部材に
よりボンネット４９がねじ結合されており、このボンネ
ット４９にはダイヤフラム５１が設けられている。この
ダイヤフラム５１と弁ブロック４０との間には、ダイヤ
フラム室５２が形成され、このダイヤフラム室５２はパ
イロット孔５３を介して二次側ポート４２に連通されて
いる。そして、弁棒４４の他端部はダイヤフラム室５２
内に突出してダイヤフラム５１に当接している。

【００４８】ボンネット４９内には、ダイヤフラム５１
を介してダイヤフラム室５２の反対側にばね室５４が形
成されており、このばね室５４内に装着された圧縮コイ
ルばね５５によりダイヤフラム５１を介して弁棒４４に
は弁体４５に対して弁孔４３を開放する方向のばね力が
付勢されている。ダイヤフラム５１と圧縮コイルばね５
５との間には、ばね座５６が設けられている。

【００４９】圧縮コイルばね５５のばね力を調整するた
めに、ボンネット４９に回転自在に取り付けられた調整
ねじ５７にはリテーナ５８がねじ結合されており、この
調整ねじ５７を回転することにより圧縮コイルばね５５
の伸縮が調整されるようになっている。調整ねじ５７に
はハンドルガイド５９を介してハンドル６１が固定され
ており、このハンドル６１を用いて調整ねじ５７を回転
すると、二次側ポート４２から流出する乾燥空気の圧力
が、一次側ポート４１の圧力よりも低い減圧された所定
の圧力に設定される。

【００５０】ばね座５６はボンネット４９に形成された
ブリード孔６２によって外部と連通されており、二次側
ポート４２の圧力が所定値よりも高くなった場合には、
ダイヤフラム５１が弁棒４４から離れる方向に圧縮コイ
ルばね５５のばね力に抗して変位し、二次側ポート４２
内の空気は、ダイヤフラム５１に形成された孔６０とボ
ンネット４９のブリード孔６２とを通って外部に排出さ
れる。

【００５１】このように、ボンネット４９内に組み込ま
れた部材が弁体４５の開度を調整する減圧弁機構を構成
している。

【００５２】二次側ポート４２とパージガス流入室９は
固定絞り部６３を有する流路６４により接続されてい
る。ただし、図６に示されるパージガス流量制御弁１６
と同様な可変絞り弁により流路６４の開度を調整するよ
うにしても良い。

【００５３】この空気乾燥装置にあっては、一次側ポー
ト４１から流入した原料空気は固形物が除去されて清浄
化されかつ水蒸気が除去されて乾燥された後に、設定さ
れた圧力に減圧されて二次側ポート４２から排出され
る。

【００５４】（実施例５）図８は本発明の他の実施例で
ある空気乾燥装置を示す図であり、内部にガス分離清浄
室１ｂが形成された筒状のハウジング本体１と、これの
上下両端部に取り付けられたキャップ部２，３とにより
ハウジング４が形成されている。ハウジング４の上端部
にはキャップ部２に設けられた原料空気供給ポート１１
が連通する空気流入室６５が形成され、下端部にはキャ
ップ部３に設けられたドレン排出ポート３４に連通する
ドレン室３３が形成されている。

【００５５】ハウジング本体１内には複数の濾過膜２８
が配置されており、これらの濾過膜２８の両端部は、ヘ
ッダー５，６によりハウジング本体１に支持されてい
る。空気流入室６５はヘッダー５の上側に設けられてお
り、この空気流入室６５には焼結樹脂や焼結金属からな
り断面がカップ形状となったプレフィルタ２７が配置さ
れている。

【００５６】したがって、原料空気供給ポート１１から
ハウジング４内の空気流入室６５に流入した空気は、ま
ずプレフィルタ２７により比較的大きな塵埃などが除去
された後に、それぞれの濾過膜２８内に流入する。これ
により、プレフィルタ２７によって除去されなかった比
較的小さな塵埃や水滴は濾過膜２８内に流入した後に、
濾過膜２８に形成された細孔３１を貫通することなく、
ドレン室３３内に排出されてドレン排出ポート３４から
外部に排出される。

【００５７】ハウジング本体１内には濾過膜２８に対し
て平行となって複数本のガス分離膜７が配置されてお
り、それぞれのガス分離膜７はヘッダー５に対して所定
の隙間を隔ててその内側に設けられた第３ヘッダーとし
てのヘッダー６６と、ヘッダー６に対して所定の隙間を
隔ててその内側に設けられた第４ヘッダーとしてのヘッ
ダー６７とにより支持されている。ハウジング本体１内
のうちヘッダー６６，６７相互の間の部分がガス分離清
浄室１ｂとなっている。

【００５８】ガス分離清浄室１ｂ内の空気を外部に排出
するために、ハウジング４には連通孔１３が形成され、
この連通孔１３は通路６９を介して乾燥空気流出ポート
１２に接続されている。ヘッダー５，６６相互の間に形
成された隙間はパージガス流入室９となっており、この
パージガス流入室９は通路６９に連通している。したが
って、通路６９は乾燥空気流出ポート１２に乾燥空気を
案内する通路と、パージガス案内路とを兼ねている。

【００５９】また、ヘッダー６，６７相互間に形成され
た隙間はパージガス排出室８となっており、このパージ
ガス排出室８に連通させてパージガス排出ポート１９が
ハウジング４に形成されている。

【００６０】したがって、濾過膜２８内に流入した後に
この濾過膜２８の細孔３１を通ってガス分離清浄室１ｂ
内に流入した空気は、それぞれのガス分離膜７に沿って
連通孔１３に向けて流れながら、その空気の中の水蒸気
がガス分離膜７の中に外側から入り込むことになる。ガ
ス分離膜７内に水蒸気が流入することにより、乾燥され
た空気は連通孔１３およびパージガス流入室９を介して
ガス分離膜７の中に入り込んで、内部の水蒸気ととも
に、パージガス排出ポート１９から外部に排出される。

【００６１】図９（Ａ）は図８における９Ａ部を拡大し
て示す図であり、図９（Ｂ）は図８の横断面を示す図で
ある。図９（Ａ）に示すように、濾過膜２８のうちパー
ジガス流入室９に対応する部分の外面３０には、細孔３
１を閉塞するための被覆層７０がコーティングされ、封
孔処理がなされている。この封孔処理をヘッダー５，６
６に対応する部分をも含めて濾過膜７の内面に施すよう
にしても良い。

【００６２】図９（Ｂ）に示すように、ガス分離清浄室
１ｂ内には、相互に隙間を介して濾過膜２８とガス分離
膜７とが分散配置されている。なお、図９（Ｂ）は図５
（Ｂ）と同様に、ガス分離膜７と濾過膜２８の径を誇張
して示している。

【００６３】図８に示す空気乾燥装置にあっては、濾過
膜２８の方をガス分離膜７よりも長い寸法としている
が、相互の寸法を逆にしても良い。その場合には、ガス
分離膜７の両端部をヘッダー５，６により支持すること
になり、濾過膜２８の両端部をヘッダー６６，６７によ
り支持することになる。そして、図８に示す空気流入室
６５をパージガス流入室とし、ドレン室３３をパージガ
ス排出室とし、パージガス排出室８をドレン室とし、パ
ージガス流入室９を空気流入室とする。

【００６４】さらには、ガス分離膜７の一端部をヘッダ
ー５により支持するようにし、他端部を図示するように
ヘッダー６７により支持するようにし、濾過膜２８の一
端部をヘッダー６６により支持するようにし、他端部を
図示するようにヘッダー６により支持するようにしても
良い。その場合には、それぞれのヘッダーにより空気流
入室６５、パージガス流入室９などが形成される。

【００６５】（実施例６）図１０は本発明のさらに他の
実施例である空気乾燥装置を示す図であり、この装置は
図８に示す空気乾燥装置に対して減圧弁を組み付けた構
造となっている。減圧弁の基本構造は、図７に示された
ものと同様の構造となっており、図１０においてそれぞ
れの前記実施例における部位と共通する部位には同一の
符号が付されている。

【００６６】ハウジング本体１の上端部に取り付けれた
弁ブロック４０に形成された一次側ポート４１は、弁孔
４３に接続されており、この弁孔４３は弁体４５を介し
て空気流入室６５に接続されている。一方、二次側ポー
ト４２は連通孔１３に対して通路６９および乾燥空気流
出ポート１２を介して接続されている。

【００６７】したがって、この場合には一次側ポート４
１に流入した原料空気は、まず、減圧弁の作用により所
定の圧力にまで減圧された後に、ハウジング本体１内の
ガス分離清浄室１ｂ内で、固形粒子の除去と水蒸気の除
去とがなされて、二次側ポート４２から排出される。

【００６８】なお、図１０に示す場合には、一次側ポー
ト４１から流入した原料空気を、空気流入室６５に案内
するための原料空気供給ポート１１が止め具４６に形成
されている。

【００６９】図１１は図９に示された空気乾燥装置の変
形例であり、この場合には原料空気の中の固形分の除去
と水蒸気の除去とを行った後に、空気の圧力を減圧する
ようにしている。この場合には、一次側ポート４１に直
接原料空気供給ポート１１が接続されており、これを介
して一次側ポート４１は空気流入室６５に接続されてい
る。また、乾燥空気流出ポート１２は止め具４６と弁体
４５とにより形成される空間を介して弁孔４３に接続さ
れ、この弁孔４３を介して二次側ポート４２に接続され
ている。

【００７０】このように、一次側ポート４１は空気流入
室６５に直接接続されており、清浄化されかつ乾燥され
た空気を吐出する乾燥空気流出ポート１２は、弁孔４３
を介して二次側ポート４２に接続されている。

【００７１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００７２】たとえば、図１および図３に示すように、
原料空気の乾燥のみを行う場合にも、減圧弁を組み付け
るようにすることが可能であり、図８〜図１１に示すよ
うに、ハウジング本体１内にガス分離清浄室１ｂのみを
形成する場合にも、ハウジング本体１を断面Ｕ字形状に
折り曲げるようにすることも可能である。

【００７３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００７４】(1).ガス分離膜の外側に原料空気を供給す
るようにし、ガス分離膜の外側から内部に水蒸気を透過
させるようにしたので、原料空気の中の水蒸気の透過効
率を向上させることができる。

【００７５】(2).ガス分離膜に加えて濾過膜を用いるこ
とにより、水滴や塵埃などの固形物を濾過膜により除去
することによって、原料空気の清浄化と乾燥とをともに
行うことができる。

【００７６】(3).減圧弁機構を組み付けることにより、
減圧弁の二次側ポートから排出される空気を乾燥させつ
つ所定の圧力に減圧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である空気乾燥装置を示す縦
断面図である。

【図２】（Ａ）はガス分離膜の一部を拡大して示す断面
図であり、（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ図１に示す空気乾
燥装置の変形例の要部を示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施例である空気乾燥装置を示す
縦断面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例である空気乾燥装置
を示す縦断面図である。

【図５】（Ａ）は図４に示された濾過膜の一部を拡大し
て示す断面図であり、（Ｂ）は図４に示された主筒状部
の横断面図である。

【図６】本発明の他の実施例である空気乾燥装置を示す
縦断面図である。

【図７】本発明の他の実施例である空気乾燥装置の一部
を示す縦断面図である。

【図８】本発明の他の実施例である空気乾燥装置を示す
縦断面図である。

【図９】（Ａ）は図８における９Ａ部を拡大して示す断
面図であり、（Ｂ）は図８の横断面図である。

【図１０】本発明のさらに他の実施例である空気乾燥装
置の一部を示す縦断面図である。

【図１１】本発明の他の実施例である空気乾燥装置の一
部を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング本体 １ａ ガス分離室 ２，３ キャップ部 ４ ハウジング ５ ヘッダー（第１ヘッダー） ６ ヘッダー（第２ヘッダー） ７ 非多孔質中空糸ガス分離膜（ガス分離膜） ８ パージガス排出室 ９ パージガス流入室 １１ 原料空気供給ポート １２ 乾燥空気流出ポート １３，１４ 連通孔 １５ パージガス案内路 １６ パージガス流量制御弁 １７ ニードル軸 １８ ねじキャップ １９ パージガス排出ポート ２０ ヘッダー（第３ヘッダー） ２１，２１ａ 空気分散チューブ ２２，２２ａ 空気排出口 ２３ キャップ部 ２４ 主筒状部 ２５ 分岐筒状部 ２６ ポケット ２７ プレフィルタ ２８ 多孔質中空糸濾過膜（濾過膜） ２９ 内面 ３０ 外面 ３１ 細孔 ３２ キャップ部 ３３ ドレン室 ３４ ドレン排出ポート ３５ ドレン排出空気量制御弁 ３６ ニードル弁 ３７ ねじキャップ ４０ 弁ブロック ４１ 一次側ポート ４２ 二次側ポート ４３ 弁孔 ４４ 弁棒 ４５ 弁体 ４６ 止め具 ４７ ばね ４９ ボンネット ５１ ダイヤフラム ５２ ダイヤフラム室 ５３ パイロット孔 ５４ ばね室 ５５ ばね ５６ ばね座 ５７ 調整ねじ ５８ リテーナ ５９ ハンドルガイド ６０ 孔 ６１ ハンドル ６２ ブリード孔 ６３ 固定絞り部 ６４ 流路 ６５ 空気流入室 ６６ ヘッダー（第３ヘッダー） ６７ ヘッダー（第４ヘッダー） ６９ 通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス分離室とパージガス排出室とを区画
   する第１ヘッダー、および前記ガス分離室とパージガス
   流入室とを区画する第２ヘッダーがそれぞれ両端部に設
   けられたハウジングと、 前記第１ヘッダーに一端部が支持され開口部が前記パー
   ジガス排出室に臨むとともに、前記第２ヘッダーに他端
   部が支持され開口部が前記パージガス流入室に臨み、前
   記第１および第２ヘッダー間を延びて前記ガス分離室内
   に配置された複数本の非多孔質中空糸ガス分離膜と、 前記ガス分離室に導通させて前記ハウジングに設けら
   れ、原料空気を前記ガス分離室に供給する原料空気供給
   ポートと、 前記ガス分離室に導通させて前記ハウジングに設けら
   れ、前記非多孔質中空糸ガス分離膜により水蒸気が除去
   された乾燥空気を流出する乾燥空気流出ポートと、 前記ハウジングに設けられ、前記ガス分離室内の乾燥空
   気を前記バージガス流入室にバイパスさせるパージガス
   案内路とを有することを特徴とする空気乾燥装置。
2. 【請求項２】 ガス分離清浄室を有する主筒状部と前記
   ガス分離清浄室に連通するガス分離室を有し前記主筒状
   部から分岐する分岐筒状部とを有するハウジングと、 前記主筒状部の一端部に設けられた第１ヘッダーと、前
   記分岐筒状部の先端部に設けられた第２ヘッダーとに両
   端部が支持されてこれらの間を延びる複数本の非多孔質
   中空糸ガス分離膜と、 前記主筒状部に設けられた原料空気供給ポートに一端が
   開口し、前記主筒状部に設けられ前記ガス分離清浄室と
   ドレン室とを区画する第３ヘッダーに他端部が支持され
   て、これらの間を延びる複数本の多孔質中空糸濾過膜
   と、 前記ガス分離室に導通して前記分岐筒状部に設けられ、
   前記非多孔質中空糸ガス分離膜により水蒸気が除去され
   た乾燥空気を流出する乾燥空気流出ポートと、 前記ハウジングに設けられ、前記ガス分離室内の乾燥空
   気を前記第１ヘッダーと前記第２ヘッダーのいずれか一
   方の外側に形成されたパージガス流入室にバイパスさせ
   るパージガス案内路とを有することを特徴とする空気乾
   燥装置。
3. 【請求項３】 複数本の非多孔質中空糸ガス分離膜と複
   数本の多孔質中空糸濾過膜とが混在されて配置されるガ
   ス分離清浄室を有するハウジングと、 前記多孔質中空糸濾過膜の一端部を支持し前記ハウジン
   グ内に空気流入室を区画する第１ヘッダーと、 前記多孔質中空糸濾過膜の他端部を支持し前記ハウジン
   グ内にドレン室を区画する第２ヘッダーと、 前記非多孔質中空糸ガス分離膜の一端部を支持し前記ハ
   ウジング内にパージガス流入室を区画する第３ヘッダー
   と、 前記非多孔質中空糸ガス分離膜の他端部を支持し前記ハ
   ウジング内にパージガス排出室を区画する第４ヘッダー
   と、 前記ハウジングに設けられ空気流入室に連通する原料空
   気供給ポートと、 前記ハウジングに設けられ前記ドレン室に連通するドレ
   ン排出ポートと、 前記ハウジングに設けられ前記パージガス流入室と前記
   ガス分離清浄室とを連通させるパージガス案内路と、 前記ハウジングに設けられ前記パージガス排出室に連通
   するパージガス排出ポートとを有することを特徴とする
   空気乾燥装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の空気乾燥装置であっ
   て、弁体により開度が調整される弁孔を有する減圧弁機
   構が設けられた弁ブロックを有し、前記原料空気供給ポ
   ートまたは前記弁孔に連通される一次側ポートと、前記
   乾燥空気流出ポートまたは前記弁孔に連通される二次側
   ポートとを前記弁ブロックに形成したことを特徴とする
   空気乾燥装置。