JPH10128036A - 中空糸膜型除湿装置 - Google Patents

中空糸膜型除湿装置

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JPH10128036A
JPH10128036A JP8307503A JP30750396A JPH10128036A JP H10128036 A JPH10128036 A JP H10128036A JP 8307503 A JP8307503 A JP 8307503A JP 30750396 A JP30750396 A JP 30750396A JP H10128036 A JPH10128036 A JP H10128036A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
dehumidifier
valve
air
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JP8307503A
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English (en)
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Keita Toizumi
桂太 樋泉
Sakae Yamazaki
栄 山崎
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Kitz Corp
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Kitz Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 揮発性液体を除去するためにパージ空気を使
用しているが、構造的に圧力が加わるとパージ空気が出
るようになっているため、空気を使用していない場合に
パージ空気の消費をなくすようにした中空糸膜型除湿装
置を提供すること。 【解決手段】 中空糸膜外側に流れるパージ気体で中空
糸膜の内側から外側に排出した水蒸気を除去する中空糸
膜除湿器1を設けた中空糸膜型除湿装置において、除湿
気体が所定の上限圧になると中空糸膜除湿器1内のパー
ジ気体の流通を停止させ、また、所定の下限圧になると
パージ気体の流通を再開させて除湿を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜型除湿装
置に関し、主にコンプレッサー等により製造された圧縮
空気中の水蒸気を効果的に圧縮空気中から取り除くため
の中空糸膜型除湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在製造されている中空糸膜型除湿器
は、半透過性中空糸膜の外側を乾燥状態に保つため、使
用中には常時パージ空気を消費し、半透過性中空糸膜の
外側を乾燥状態にしている。
【0003】そして、半透過性中空糸膜の内部を通過す
る湿潤圧縮空気中の揮発性液体は、半透過性中空糸膜を
通過して、半透過性中空糸膜の外部へ移動し、パージ空
気と共に外部へ放出され、二次側に通過した空気は乾燥
して出てくる。揮発性液体を除去するために、半透過性
中空糸膜の外側は、揮発性液体が常時少ない状態を維持
している必要があり、従って、パージ空気は除去性能に
大きく影響する。このパージ空気を利用することによ
り、除湿等に電気を必要とせず、手軽に使用できるメリ
ットがあるため、この種の中空糸膜除湿器が用いられて
いる。また、特開昭63−119834号公報には、圧
力タンク内の除湿空気の上・下限圧を検出してコンプレ
ッサを停止させたり、駆動制御する空気除湿装置につい
て開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、現在製造され
ている中空糸膜型除湿器は、揮発性液体を除去するため
にパージ空気を使用しているが、構造的に圧力が加わる
とパージ空気が出るようになっている。そのために、装
置等による空気の使用の有無にかかわらず、常時パージ
空気は消費されている。特に、歯科医院等で使用する装
置は、使用頻度は多いものの使用時間は短く、常時パー
ジ空気を消費していることは非常に無駄であり、これら
の課題解決が望まれていた。本発明は、上述した従来の
課題点を解決するために、空気等の気体を使用していな
い場合にパージ気体の消費をなくすようにした中空糸膜
型除湿装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、中空糸膜外側に流れるパージ気体で中空
糸膜の内側から外側に排出して水蒸気を除去する中空糸
膜除湿器を設けた中空糸膜型除湿装置において、除湿気
体が所定の上限圧になると中空糸膜除湿器内のパージ気
体の流通を停止させ、また、所定の下限圧になるとパー
ジ気体の流通を再開させて除湿を行うようにした。
【0006】この場合、中空糸膜除湿器の一次側に開閉
弁を設け、かつ、二次側に開閉弁(又は逆止弁であって
も良い)を設け、上限圧になると一方又は双方の開閉弁
を閉じて圧縮気体(湿潤気体)の流れを停止させ、下限
圧になると一方又は双方の開閉弁を開いて圧縮気体の流
通を再開させる。また、中空糸膜除湿器に設けたパージ
気体の排出通路に開閉弁を設け、かつ、中空糸膜除湿器
の二次側に開閉弁又は逆止弁を設ける。上記の開閉弁
は、電磁弁が好適であり、また、中空糸膜除湿器の二次
側に設けた開閉弁(この開閉弁の代わりに逆止弁を設け
ても良い)の流出側に上限圧力測定用センサと下限圧力
測定用センサを有する加圧タンクを設け、この加圧タン
クに所定の露点に維持されて加圧された除湿空気が貯蔵
される。
【0007】また、この加圧タンクには、湿度を感知す
るセンサを装着し、加圧タンク内の湿度を常時管理して
所定の露点を保持している。更に、下限圧力測定用セン
サにより中空糸膜除湿器の一次側と二次側の電磁弁を開
状態にする時に、二次側の電磁弁が一次側の電磁弁より
一定時間遅れて開状態にすることにより、半透過性中空
糸膜の外側をより乾燥できるようにした。更に、中空糸
膜型除湿器の一次側の圧縮気体の温度を下げるために放
熱フィンやクーラー等の放熱機構を設けたり、圧縮気体
中の水滴を除去するためにエアーフィルタを設けるのが
好ましい。
【0008】この加圧タンク内が上限圧力に達すると、
センサが感知して電磁弁に信号を送り電磁弁を閉じる。
また、本装置の二次側で空気が消費され、加圧タンク内
の圧力が下限圧力より低くなった場合には、センサが感
知し電磁弁に信号を送り、電磁弁を開く。このように、
空気を消費していない時には、加圧タンク内に空気が導
入され、圧力は上限に達すると、センサにより電磁弁の
弁が閉じ、中空糸膜除湿器には、圧力がかからずパージ
空気は消費されない。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を説
明する。図4における中空糸膜除湿器1は、半透過性の
中空糸膜フィルタ2,2の結束両端をシールしてシール
部3を設け、この結束開口一端の入口3aから他端の出
口3bへ気体を移動させる過程において、気体中の揮発
性液体を半透過性の中空糸膜フィルタ2の内側から外側
へ透過させる方式であり、中空糸膜除湿器1の一次側に
電磁弁11を設け、二次側に電磁弁12を設ける。この
電磁弁12の代わりに逆止弁を設けても良く、この場合
は装置が簡素化される。
【0010】更に、二次側の電磁弁12の流出側に上限
圧力測定用センサ18と下限圧力測定用センサ19を装
着した加圧タンク17を設け、加圧タンク17内を設定
範囲の圧力に維持できるようにセンサ18,19により
感知して電磁弁11,12に信号を送り、電磁弁11,
12の開閉を行う。空気を消費していない時には、電磁
弁11,12の弁が閉じ、中空糸膜除湿器1によるパー
ジ空気の消費をなくして無駄を省き経済的効果を図って
いる。
【0011】また、加圧タンク17に湿度を感知するセ
ンサ20を装着し、タンク17内の湿度を管理するよう
にしてタンク17内への除湿空気の収率効果を良好にし
ている。センサ18により電磁弁11,12を開状態に
する時に、電磁弁12が電磁弁11より一定時間遅れて
開状態にすることにより、半透過性の中空糸膜フィルタ
2の外側をより乾燥することが可能となる。また、中空
糸膜除湿器1の一次側に入気する気体の温度を下げるこ
とを目的として、放熱フィンやクーラー等の放熱機構1
4を装着したり、中空糸膜除湿器1の一次側に入気する
気体中の水滴の除去を目的としてエアーフィルタ15を
装着している。
【0012】
【実施例】以下に、本発明における中空糸膜型除湿装置
の各実施例を図面に従って詳述する。 (実施例1)図1は、本発明における湿潤気体から除湿
する中空糸膜型除湿装置の実施例1を示す。図1におい
て、一点鎖線の部分が中空糸膜型除湿装置であり、中空
糸膜除湿器1の流入口6には、コンプレッサ(圧縮器)
13より湿潤空気を供給する管路21が設けられ、この
管路21には、湿潤気体(圧縮気体)の温度を下げるた
めの放熱フィンやクーラー等の放熱機構14と開閉弁で
ある電磁弁11と湿潤気体中の水滴を除去するためのエ
アーフィルタ15を設ける。また、中空糸膜除湿器1の
流出口7には、除湿気体を消費する側の管路22であ
り、この管路22には開閉弁である電磁弁12を設け、
更に、消費側には上限圧力測定用センサ18及び下限圧
力測定用センサ19とバルブ23を設けている。この電
磁弁12の代わりに逆止弁を設けても良く、この場合に
は、装置を安価にすることができる。
【0013】次に、上記装置の動作について説明する。
まず、運転時において、電磁弁11,12及びバルブ2
3が開制御されると共に、コンプレッサ13が起動制御
されると、コンプレッサ13によって加圧された高温の
湿潤空気が管路21を通じて供給され、放熱機構14で
減温される。そして、湿潤空気は、電磁弁11を介して
エアーフィルタ15に流入し、ここで、その水分が水滴
として除去された後、中空糸膜除湿器1内の中空糸膜フ
ィルタ2を通過することで除湿される。尚、中空糸膜除
湿器1の具体的構成については後述する。除湿後の空気
は電磁弁12を通り、管路22の出力端にあるバルブ2
3を介して出力される。
【0014】停止時において、バルブ23が閉制御され
ると、管路22の空気圧力が上昇し、センサ18が上限
圧(3.5kgf/cm2)を感知すると、電磁弁11,12に
信号を送り、電磁弁11,12が閉止する。すると、管
路21の空気圧力が上昇するので、コンプレッサ13は
図示しない内部の圧力センサが感知し、コンプレッサ1
3はこれを受けて停止する。
【0015】運転再開時には、バルブ23が開き、セン
サ19が下限圧(3kgf/cm2)を感知することで、電磁
弁11,12が開き、コンプレッサ13内の圧力センサ
が電磁弁11が開いたことによる空気圧を感知するの
で、コンプレッサ13が起動して高温の湿潤空気が管路
21を流れる。この時、放熱機構14には、前回の装置
の停止時に流入して一定量蓄積された湿潤空気が冷却さ
れており、新しく流入した湿潤空気と混合することで中
空糸膜除湿器1には、減温された空気が流入することに
なる。
【0016】中空糸膜除湿器1には、中空糸膜フィルタ
2をモジュールに接合するための接着剤が使用されてい
るので、高温に対して劣化特性があり、中空糸膜フィル
タ2の剥離を招いていたが、本発明によれば、停止時に
放熱機構14に湿潤空気が蓄積される構成としたために
高温の湿潤空気に対しても良好な除湿機能を維持でき
る。
【0017】(実施例2)図2は、本発明における湿潤
気体から除湿する中空糸膜型除湿装置の実施例2を示
す。図1と同一部分は同一符号で示す。図2において、
図1の開閉弁11の代わりに、電磁弁等の開閉弁16を
中空糸膜除湿器1の排出口10の管路に設けている。
【0018】(実施例3)図3は、本発明における湿潤
気体から除湿する中空糸膜型除湿装置の実施例3を示
す。図1と同一部分は同一符号で示す。図3において、
中空糸膜除湿器1の両端に電磁弁11,12を設け、更
に、二次側の電磁弁12の流出側に上限圧力測定用セン
サ18と下限圧力測定用センサ19を装着した加圧タン
ク17を設ける。この加圧タンク17内を設定範囲の圧
力に維持できるようにセンサ18,19により感知して
電磁弁11,12に信号を送り、電磁弁11,12の開
閉を行う。この加圧タンク17に装着したセンサ18
は、3.5kgf/cm2に達すると電磁弁11,12に信号を
送り、電磁弁11,12を閉める。また、センサ19
は、加圧タンク17が3kgf/cm2より圧力が低下すると
電磁弁11,12に信号を送り、電磁弁11,12を開
く。
【0019】図4は、中空糸膜除湿器1の詳細断面図で
あり、図中2は親水化樹脂等で成形した中空糸膜フィル
タであり、このフィルタ2の両端部を結束シールしたシ
ール部3であり、3aはフィルタ2の入口、3bはフィ
ルタ2の出口である。4はボデイ、5は連通孔5aを有
するフィルタサポート、8はパージ孔、9はパージ用の
連通口、10は湿潤気体の排出口である。
【0020】図3において、中空糸膜型除湿装置にコン
プレッサ13を取り付け、中空糸膜型除湿装置に湿潤気
体(圧縮空気)を導入し、間欠運転を行う。運転条件と
しては、タンク17に設けた消費側のバルブ23を閉じ
て、加圧タンク17内に気体、例えば空気を入れる。こ
の時、加圧タンク17内が3.5kgf/cm2に達するとセン
サ18により電磁弁11,12が閉じる。次に、バルブ
23を開け、流量30リットル/minに調整して30分間
連続運転を行い、次の30分間はバルブ23を閉じる。
この操作を3回繰り返し、排出する空気の露点を調べた
(図5及び図6参照)。
【0021】同図によると、上記運転で二次側に取り出
された空気の露点と中空糸膜除湿器1を通過する空気の
流量と消費されたパージ空気量の関係を調べた。間欠運
転を行った場合に、二次側の空気消費がない時には、電
磁弁11,12が閉じてパージ空気の消費をなくし良好
な結果を得た。図6に示すように、露点においても、装
置の立ち上がり時に露点は下がらないものの、間欠運転
時の途中では、図7に示す従来例の除湿器単体で使用し
た場合、より露点を下げることができた。
【0022】これは、以下の理由による。即ち、中空糸
膜型除湿装置が起動すると、装置から除湿空気が出力さ
れるので、この時点では加圧タンク17の残留空気が存
在しているため、中空糸膜除湿器1によって起動以後、
充分に除湿された空気が出力されてくるまでには、図6
に示すように時間aを要する。
【0023】一方、使用の中断で、上記装置が停止する
と、これに応動してバルブ23が閉じられるものの、中
空糸膜除湿器1には、上限圧力測定用センサ18が上限
圧(3.5kgf/cm2)を感知するまで、図5におけるbに
示すように空気が漸時減少しながら通過して加圧タンク
17に蓄積される。この時、空気の流速は、装置の定常
運転時より遅くなっているため、中空糸膜除湿器1内の
中空糸膜への接触時間が長く、より除湿された空気とな
って加圧タンク17内に蓄積される。
【0024】従って、再び装置を起動させた時には、図
6に示すように一定期間cは、露点の下がった除湿空気
が出力されることになる。このように、加圧タンク17
を設けることで、装置を断続運転するような場合には、
2回目以降の立ち上がり時には、露点を極めて低い除湿
空気を得られ、立ち上がり特性が良くなる。更に、断続
運転のインターバルを短くすればする程、立ち上がり特
性は良くなるので、例えば歯科医院等で用いるのに好適
である。
【0025】図8及び図9は、本実施例との比較例とし
て図7における中空糸膜除湿器1だけを使用した場合の
露点と中空糸膜式除湿器を通過する空気の流量とパージ
空気の関係を示したものである。
【0026】また、特開昭63−119834号公報に
開示された技術によれば、加圧タンク内の下限圧の感知
に応動してコンプレッサを停止することで、中空糸膜除
湿器内の空気圧は、大気圧まで下がってしまい、再起動
時には、所定の圧力を得るまで時間を要する。その上、
空気差圧の違いで露点が変化するのを防止するため、流
量調整弁等によりパージ空気量を調節する機構を設ける
必要があった。
【0027】一方、本発明によれば、中空糸膜除湿器1
の流入側にある電磁弁11がコンプレッサ13の停止に
先だって閉まるまで、コンプレッサ13から中空糸膜除
湿器1間の空気圧は一定(上限圧)に保たれるため、簡
単な機構で装置の立ち上がりを早くすることができるの
みならず、露点の変化の少ない良好な除湿装置を得られ
る。
【0028】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると、消費側で空気等の気体を使用していない場合
にパージ気体の消費を極力なくすようにして経済的効果
を発揮すると共に、コンパクトな装置で、効率的に除湿
された気体を供給することができる等の有用な効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における中空糸膜型除湿装置の一実施例
を示した回路図である。
【図2】本発明における中空糸膜型除湿装置の他の実施
例を示した回路図である。
【図3】本発明における中空糸膜型除湿装置の他の実施
例を示した回路図である。
【図4】図1から図3に示した中空糸膜除湿器の拡大断
面図である。
【図5】バルブを30分間隔で開閉した時の時間と流量
の関係を示した図表である。
【図6】バルブを30分間隔で開閉した時の時間と露点
の関係を示した図表である。
【図7】従来の比較例を示した回路図である。
【図8】図7における中空糸膜除湿器を単体で使用した
時の時間と流量の関係を示した図表である。
【図9】図7における中空糸膜除湿器を単体で使用した
時のバルブでの露点を示した図表である。
【符号の説明】
1 中空糸膜除湿器 2 半透過性の中空糸膜フィルタ 3 シール部 11 一次側電磁弁 12 二次側電磁弁 18 上限圧力測定用センサ 19 下限圧力測定用センサ 17 加圧タンク 23 バルブ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空糸膜外側に流れるパージ気体で中空
    糸膜の内側から外側に排出して水蒸気を除去する中空糸
    膜除湿器を設けた中空糸膜型除湿装置において、除湿気
    体が所定の上限圧になると中空糸膜除湿器内のパージ気
    体の流通を停止させ、また、所定の下限圧になるとパー
    ジ気体の流通を再開させて除湿を行うことを特徴とする
    中空糸膜型除湿装置。
  2. 【請求項2】 中空糸膜除湿器の一次側に開閉弁を設
    け、かつ、二次側に開閉弁又は逆止弁を設け、上限圧に
    なると一方又は双方の開閉弁を閉じて圧縮気体の流れを
    停止させ、下限圧になると一方又は双方の開閉弁を開い
    て圧縮気体の流通を再開させる請求項1記載の中空糸膜
    型除湿装置。
  3. 【請求項3】 中空糸膜除湿器に設けたパージ気体の排
    出通路に開閉弁を設け、かつ、中空糸膜除湿器の二次側
    に開閉弁又は逆止弁を設けた請求項1記載の中空糸膜型
    除湿装置。
  4. 【請求項4】 上記の開閉弁は電磁弁である請求項1乃
    至3の何れか1項に記載の中空糸膜型除湿装置。
  5. 【請求項5】 中空糸膜除湿器の二次側に設けた開閉弁
    又は逆止弁の流出側に加圧タンクを設け、この加圧タン
    クには、上限圧力測定用センサと下限圧力測定用センサ
    を設けた請求項1乃至4の何れか1項に記載の中空糸膜
    型除湿装置。
  6. 【請求項6】 上記加圧タンクに湿度を感知するセンサ
    を装着し、タンク内の湿度を管理するようにした請求項
    5記載の中空糸膜型除湿装置。
  7. 【請求項7】 下限圧力測定用センサにより中空糸膜除
    湿器の一次側と二次側の電磁弁を開状態にする時に、二
    次側の電磁弁を一次側の電磁弁より一定時間遅れて開状
    態にすることにより、半透過性中空糸膜の外側をより乾
    燥できるようにした請求項1乃至6の何れか1項に記載
    の中空糸膜型除湿装置。
  8. 【請求項8】 中空糸膜型除湿器の一次側の圧縮気体の
    温度を下げるために放熱フィンやクーラー等の放熱機構
    を設けた請求項1乃至7の何れか1項に記載の中空糸膜
    型除湿装置。
  9. 【請求項9】 中空糸膜型除湿器の一次側の圧縮気体中
    の水滴を除去するためにエアーフィルタを設けた請求項
    1乃至8の何れか1項に記載の中空糸膜型除湿装置。
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