JPH0866616A - 除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸透過膜を用いた除湿装置における除湿
効率を向上させる。 【構成】 ケーシング６は一端に空気流入口２が形成さ
れ、他端に空気流出口４が形成されており、このケーシ
ング６内のガス分離室７に位置させて複数本の中空糸透
過膜８が設けられている。それぞれの中空糸透過膜８は
一端が空気流入口２に開口し、他端が空気流出口４に開
口している。空気流出口４に至った乾燥空気は、ガス分
離室７内に中空糸透過膜８に混在して設けられた多孔質
中空糸濾過膜２１に形成された細孔からガス分離室７内
に供給され、パージガス排出口２５から外部に排出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気中に含まれる水蒸気
を除去して空気を乾燥するために使用する除湿装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】大気圧以上に加圧された圧縮空気を作動
流体としてこれをエアシリンダに供給することによって
エアシリンダにより被作動部材の駆動がなされている。

【０００３】このような圧縮空気を作動流体としてエア
シリンダなどの種々のアクチュエータを作動させる場合
に、作動流体である空気の中に水蒸気が含まれている
と、空気を案内するための配管やアクチュエータなどの
腐食が発生したり、水滴化による制御弁やアクチュエー
タの作動不良を発生させることになるので、空気の中の
水蒸気を除去することが必要となる。

【０００４】所定の乾燥度を有する乾燥空気つまりドラ
イエアの使用が必要となる場合としては、空気を作動流
体とする制御装置、精密機械そして自動制御装置のみな
らず、精密測定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。

【０００５】空気の湿度を除去するためのエアドライヤ
としては、例えば、油空圧便覧（株式会社オーム社、19
89年２月25日発行) の第５１３頁〜第５１７頁に記載さ
れているように、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、
環境破壊の恐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、消費電力が大きいという問題点
がある。

【０００６】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を水分
に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、さらには吸着剤を交換
する作業が必要になるという問題点がある。

【０００７】ところで、本発明者は、空気中の水蒸気を
選択的に透過させる中空糸透過膜つまりガス分離膜を使
用したエアドライヤを用いた圧縮空気清浄除湿装置を開
発した（特願平６−２５５７５号）。このエアドライヤ
は空気流入口と空気流出口とを有するケーシング内に複
数本の中空糸透過膜をそれぞれの一端側の開口を空気流
入口に配置する一方、それぞれの他端側の開口を空気流
出口に配置して設けている。これにより、中空糸透過膜
の内外面における水蒸気分圧の差によって、中空糸透過
膜内を流れる空気の中から水蒸気が分離される。

【０００８】中空糸透過膜の内外における水蒸気分圧の
差を生じさせるために、透過膜により乾燥された空気を
空気流出口からケーシング内にパージガスとして供給し
てケーシング内にパージガスを流すようにしている。パ
ージガスがケーシング内に充分にいきわたるように、パ
ージガスをハウジングの空気流出口側から流入口側に向
けて流すことにより、透過膜内の空気の流れに対して逆
方向としてパージガスを透過膜に対して向流接触させる
ようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにしてパージガスを供給するようにしても、パージガ
スがケーシング内に全体に均一に分散して供給されず
に、透過膜の位置によっては水蒸気分圧の差が充分に発
生せず、水蒸気の分離が充分になされなくなる。

【００１０】そのために、従来では、除湿効率を向上さ
せて露点を下げるためにパージガスの流量を増加させる
か、パージガスの水蒸気分圧を減圧以外の何らかの別の
方法で下げなければならなかった。また、透過膜の外面
に沿ってパージガスを効率良く向流接触させるには、ケ
ーシング内に設けられる透過膜の本数つまり充填率を下
げなければならず、処理空気の流量を低下させざるを得
なかった。

【００１１】本発明の目的は、中空糸透過膜を用いた除
湿装置における除湿効率を向上させることにある。

【００１２】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。

【００１３】

【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。

【００１４】すなわち、本発明の除湿装置は、内部にガ
ス分離室を有するケーシングの一端には空気流入口が形
成され他端には空気流出口が形成されており、ガス分離
室には複数の中空糸透過膜が設けられている。この中空
糸透過膜に混在させてガス分離室内には、パージガス供
給部材が設けられており、中空糸透過膜により乾燥され
たガスがパージガス供給部材によりガス分離室内に供給
される。ガス分離室内のガスはパージガス排出口から外
部に排出される。

【００１５】本発明の除湿装置のパージガス供給部材を
多孔中空細管または多孔質中空糸膜により形成するよう
にしても良い。また、ケーシングをＵ字形状に折り曲げ
たパイプにより形成して空気流入口と空気流出口とを相
互に隣接して設けるようにしても良い。

【００１６】

【作用】ケーシング内に中空糸透過膜内に被処理空気を
流すことにより、この空気の中に含まれる水蒸気は中空
糸透過膜を透過してガス分離室内に分離される。一方、
ケーシングの空気流出口に達して乾燥された被処理空気
は、その一部がパージガス供給部材に案内されて、それ
に形成された孔からガス分離室内に均一に分散して供給
される。したがって、ガス分離室内の水蒸気分圧は全体
的に均一となり、少ないパージガス供給量によって確実
に被処理空気の中の水蒸気を分離することができ、除湿
効果を向上させることができる。また、中空糸透過膜の
密度を高めてガス分離室内に配置することができ、多量
の被処理空気を除湿することができる。

【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。 （実施例１）図１は本発明の一実施例である除湿装置を
示す中央縦断面図であり、図２は図１の横断面図であ
り、図３（Ａ）は図１におけるＡ部の拡大断面図であ
り、図３（Ｂ）は図１におけるＢ部の拡大断面図であ
る。

【００１８】図１に示すように、除湿装置は断面円形の
真っ直ぐなパイプ１を有し、この一端部には、空気流入
口２を有する流入側キャップ３が取り付けられ、空気流
出口４を有する流出側キャップ５がパイプ１の他端部に
取り付けられて除湿装置のケーシング６が形成されてお
り、このケーシング６の内部にガス分離室７が設けられ
ている。

【００１９】ガス分離室７内には多数本の中空糸透過膜
８が収容されており、それぞれの中空糸透過膜８は一端
が空気流入口２に開口し、他端が空気流出口４に開口し
ており、それぞれの中空糸透過膜８の両端部は固定部材
１１，１２によりパイプ１の両端部に固定されている。
これにより、空気流入口２から流入した空気は、それぞ
れの中空糸透過膜８内に貫通して形成された中空孔１３
内に流入してそれぞれの一端から他端に向けて中空孔１
３内を流れながら、空気中の水蒸気が選択的に透過分離
されて乾燥された空気は空気流出口４から流出する。中
空糸透過膜８により透過分離された水蒸気は中空糸透過
膜８を透過してガス分離室７内に流入する。

【００２０】中空糸透過膜８としては、フッ素系水蒸気
透過膜やポリイミド樹脂系ガス分離膜などのように、膜
の内外面に存在する水蒸気分圧の差により水蒸気を選択
的に透過分離し、再生サイクルなしで露点温度を下げる
ことができるような水蒸気の透過性に優れた非多孔質の
中空糸分離膜つまりガス分離膜が使用されている。

【００２１】ケーシング６の流出側キャップ５には空気
流出口４に連通させてパージガス供給孔１４が形成さ
れ、ケーシング６を構成するパイプ１に形成されたパー
ジガス流入口１５は、パージガス案内路１６によりパー
ジガス供給孔１４に連通されている。 ガス分離室７内
には、多孔質中空糸濾過膜２１が中空糸透過膜８に混在
しても設けられており、多孔質中空糸濾過膜２１は図３
（Ｂ）に示すように、内部に中空孔２２が一端から他端
に貫通して形成され、この中空孔２２を外面に連通させ
る多数の細孔２３が形成されている。

【００２２】図示する場合には、複数本の多孔質中空糸
濾過膜２１はそれぞれ両端がパージガス流入口１５に開
口するように２つ折りに折り曲げられており、それぞれ
の開口端は接着剤からなる固定部材３１によりパイプ１
に固定されている。したがって、パージガス案内路１６
により案内された乾燥空気はそれぞれの多孔質中空糸濾
過膜２１の中空孔２２内に流入し、それぞれの多孔質中
空糸濾過膜２１に形成された細孔２３からガス分離室７
内に流入する。この多孔質中空糸濾過膜２１の細孔２３
は0.１μｍ程度の径を有しており、その径よりも大きい
異物を濾過する機能を有している。

【００２３】それぞれの多孔質中空糸濾過膜２１を２つ
折りにすることなく、先端部が閉塞された多孔質中空糸
濾過膜２１を用いてそれの基端部側の開口部をパージガ
ス流入口１５に開口させるようにしても良い。また、多
孔質中空糸濾過膜２１を複数本用いることなく、１本と
し、それを両方の固定部材１１，１２の間で蛇行させる
ことにより、多孔質中空糸濾過膜２１を中空糸透過膜８
に混在させるようにしてガス分離室７内に配置するよう
にしても良い。

【００２４】ケーシング６には多孔質中空糸濾過膜２１
の細孔２３からガス分離室７内に供給されたパージガス
を外部に排出するために、パージガス排出口２５が形成
されている。図示する場合には、パージガス流入口１５
はケーシング６の流出側キャップ５に形成され、パージ
ガス排出口２５は流入側キャップ３に形成されている。

【００２５】パージガス供給孔１４の開度を調整してパ
ージガス案内路１６内を流れる乾燥空気の量を調整する
ために、流入側キャップ３に形成されたねじ部２６とね
じ結合されるねじキャップ２７には、弁棒２８が設けら
れている。したがって、ねじキャップ２７を回転するこ
とによって、パージガス供給孔１４の開度が調整され
る。なお、パージガス排出口２５に真空源を接続してガ
ス分離室７内を真空吸引するようにしても良い。

【００２６】上記構成を有する除湿装置は、圧縮機側の
配管を空気流入口２に接続し、アクチュエータ側の配管
を空気流出口４に接続した状態で使用される。この状態
で圧縮機が駆動されると、水蒸気を含有した空気が空気
流入口２から流入しても、空気は中空糸透過膜８内の中
空孔１３を通って空気流出口４に向かって流れながら、
空気中の水蒸気は中空糸透過膜８内外面における水蒸気
分圧の差によって選択的に透過分離されてガス分離室７
内に流入する。

【００２７】このガス分離室７内には、パージガス案内
路１６により乾燥された後の空気が多孔質中空糸濾過膜
２１内に流入した後、この多孔質中空糸濾過膜２１に形
成された細孔２３から流出する。パージガス供給部材と
しての多孔質中空糸濾過膜２１は中空糸透過膜８に混在
して設けられているので、ガス分離室７内には乾燥した
パージガスが均一に分散されて供給される。これによ
り、ガス分離室７内における水蒸気分圧を全体的に均一
化することができ、中空糸透過膜８内外面における水蒸
気分圧の差を中空糸透過膜８全体で均一化することがで
き、水蒸気分離性能を最大限に発揮させることができ
る。

【００２８】したがって、同一露点温度では、従来装置
に比して大幅にパージガスを低減させることができる。
また、同一のパージガス量を供給した場合には、到達露
点を向上させて、低露点化を達成することができ、除湿
効果の高い膜式ドライヤが得られる。さらに、中空糸透
過膜８の充填密度を最大限まで高めることができるの
で、同一形状としてガス分離室７の容積を増加させるこ
となく、被処理空気の流量を増加させることが可能とな
る。

【００２９】そして、多孔質中空糸濾過膜２１をパージ
ガス供給部材として使用したので、その濾過精度を0.１
μｍ程度に設定することができ、多孔質中空糸濾過膜２
１から異物がガス分離室７内に流出することを防止する
ことができ、中空糸透過膜８の外表面の汚れの発生を防
止することができる。これにより、中空糸透過膜８の性
能低下をも防止することができる。

【００３０】なお、図示する場合にはパージガス供給部
材として多孔質中空糸濾過膜２１が使用されているが、
図４に示すように、中空孔２２ａを有する細管２１ａに
多数の細孔２３ａを形成してなる部材を用いるようにし
ても良い。この細管２１ａとしては、金属や樹脂などの
種々の素材を用いることが可能であり、ドリルなどを用
いて細孔２３ａが形成される。

【００３１】（実施例２）図５は本発明の他の実施例で
ある除湿装置を示す図であり、図５においては図１に示
す前記実施例の除湿装置における部材と共通する部材に
は同一の符号が付されている。

【００３２】この場合には、パイプ１は図示するように
Ｕ字形状に折り曲げられており、流入側キャップ３ａと
流出側キャップ５ａとが一体となったキャップ９がパイ
プ１の両端部に取り付けられている。ケーシング６をこ
のような形状に形成することによって、空気圧制御回路
の構成に応じて除湿装置の接続をより容易に行うことが
できる。図５におけるＡ部は前記実施例における図３
（Ａ）と同様な断面となり、Ｂ部は図３（Ｂ）と同様な
断面となる。

【００３３】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。

【００３４】たとえば、図示するそれぞれの実施例にあ
っては、キャップ５，９に形成されたパージガス案内路
１６によりパージガス供給部材に乾燥空気を供給するよ
うにしているが、空気流出口４に連通させて外部回路に
よりパージガス案内路を設け、この外部回路によってパ
ージガスを減圧しかつ流量制御して、パージガス供給部
材に供給するようにしても良い。

【００３５】

【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。

【００３６】(1).中空糸透過膜が配置されたガス分離室
内全体にパージガスを均一に分散させて供給するように
したので、ガス分離室内の水蒸気分圧が全体的に均一と
なり、少ないパージガスの量で露点を下げることによ
り、除湿効果を向上させることができる。

【００３７】(2).中空糸透過膜の密度を高めることがで
き、ガス分離室の容量を増加させることなく、中空糸透
過膜に流す被処理空気の量を増加させることができる。

【００３８】(3).パージガス供給部材として多孔質中空
糸濾過膜を使用すると、乾燥された空気の中の異物がガ
ス分離室内に吐出されることが防止され、中空糸透過膜
の性能低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である除湿装置を示す中央縦
断断面図である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】（Ａ）は図１におけるＡ部拡大断面図であり、
（Ｂ）は図１におけるＢ部拡大断面図である。

【図４】パージガス供給部材の変形例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例である除湿装置を示す中央
縦断面図である。

【符号の説明】

１ パイプ ２ 空気流入口 ３，３ａ 流入側キャップ ４ 空気流出口 ５，５ａ 流出側キャップ ６ ケーシング ７ ガス分離室 ８ 中空糸透過膜 ９ キャップ １１，１２ 固定部材 １３ 中空孔 １４ パージガス供給孔 １５ パージガス流入口 １６ パージガス案内路 ２１ 多孔質中空糸濾過膜 ２１ａ 細管 ２２，２２ａ 中空孔 ２３，２３ａ 細孔 ２５ パージガス排出口 ２６ ねじ部 ２７ ねじキャップ ２８ 弁棒 ３１ 固定部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に空気流入口を有し他端に空気流出
   口を有するとともに、内部にガス分離室が設けられたケ
   ーシングと、 一端が前記空気流入口に開口し他端が前記空気流出口に
   開口して前記ガス分離室にそれぞれ収容され、前記一端
   から前記他端に向けて流れる空気の中の水蒸気を選択的
   に透過分離する複数本の中空糸透過膜と、 前記ケーシングに形成されたパージガス流入口と前記空
   気流出口とを連結して前記空気流出口に流出した乾燥空
   気の一部を前記パージガス流入口に案内するパージガス
   案内路と、 前記パージガス流入口に開口する中空孔を有し、この中
   空孔と外面とを連通させる孔が形成され、前記ガス分離
   室内に前記中空糸透過膜に混在して設けられたパージガ
   ス供給部材とを有し、 前記パージガス供給部材から前記ガス分離室内に分散し
   て供給されたパージガスを排出するパージガス排出口を
   前記ケーシングに形成したことを特徴とする除湿装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の除湿装置であって、前記
   パージガス供給部材は多孔中空細管または多孔質中空糸
   膜であることを特徴とする除湿装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の除湿装置であっ
   て、前記ケーシングをＵ字形状に折り曲げたパイプによ
   り形成し、前記空気流入口と前記空気流出口とを相互に
   隣接して設けたことを特徴とする除湿装置。