JPH06218220A - 脱湿システムのための装置及び方法 - Google Patents
脱湿システムのための装置及び方法Info
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- JPH06218220A JPH06218220A JP5293191A JP29319193A JPH06218220A JP H06218220 A JPH06218220 A JP H06218220A JP 5293191 A JP5293191 A JP 5293191A JP 29319193 A JP29319193 A JP 29319193A JP H06218220 A JPH06218220 A JP H06218220A
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- membrane cartridge
- flow rate
- pressurized air
- pressure
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects
- F26B21/30—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
- F26B21/33—Humidity
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 脱湿用の膜カートリッジ内の圧力及び流量を
一定に保つ必要なく露点温度を所望温度に維持できる脱
湿装置を提供する。 【構成】 脱湿済空気を発生し脱湿済空気の露点温度を
維持する装置１０は、流入口１６を有する膜カートリッ
ジ１７を備える。膜カートリッジは空気から水蒸気等の
流体を除去する膜１８を含み、脱湿済空気を脱湿済空気
流出口２６から、水蒸気等の流体を流体流出口１９から
流出させる。膜カートリッジの流入口に接続したコンプ
レッサ１１が、大気圧に応じて変動する流量で膜カート
リッジへ加圧空気を供給する。コンプレッサと膜カート
リッジの脱湿済空気流出口とに直列に接続した制流手段
１２、２０が、圧力の変動と流量の変動とが所望の関係
で相関するようにしてそれらの変動を許容し、それらの
変動の如何にかかわらず脱湿済空気の露点温度を所望温
度に維持できるような圧力と流量との適切な組合せが得
られるようにしている。
一定に保つ必要なく露点温度を所望温度に維持できる脱
湿装置を提供する。 【構成】 脱湿済空気を発生し脱湿済空気の露点温度を
維持する装置１０は、流入口１６を有する膜カートリッ
ジ１７を備える。膜カートリッジは空気から水蒸気等の
流体を除去する膜１８を含み、脱湿済空気を脱湿済空気
流出口２６から、水蒸気等の流体を流体流出口１９から
流出させる。膜カートリッジの流入口に接続したコンプ
レッサ１１が、大気圧に応じて変動する流量で膜カート
リッジへ加圧空気を供給する。コンプレッサと膜カート
リッジの脱湿済空気流出口とに直列に接続した制流手段
１２、２０が、圧力の変動と流量の変動とが所望の関係
で相関するようにしてそれらの変動を許容し、それらの
変動の如何にかかわらず脱湿済空気の露点温度を所望温
度に維持できるような圧力と流量との適切な組合せが得
られるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広くは、膜カートリッ
ジを用いて気体の脱湿を行なう脱湿システムに関する。
より詳しくは、本発明は、大気圧の大きさと無関係に気
体の露点温度を然るべき温度に維持する脱湿システムに
関する。
ジを用いて気体の脱湿を行なう脱湿システムに関する。
より詳しくは、本発明は、大気圧の大きさと無関係に気
体の露点温度を然るべき温度に維持する脱湿システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】脱湿システムは実に様々な用途に用いら
れている。例えば、空気脱湿システムであれば、夏期に
オフィス空間の除湿をして快適な仕事環境を維持すると
いうものから、歯科医用の治療機器に乾燥空気を供給す
るというものまで、幅広い用途がある。また、用途が異
なれば、一般的に、要求される湿度の程度も異なる。家
庭やオフィスの環境としては、約４０％〜６０％の湿度
が快適であり、一方、ある種の研究室環境においては、
１０％以下の湿度が必要とされることもある。通信シス
テムにおいては、それより更に低い湿度が望まれること
すらある。
れている。例えば、空気脱湿システムであれば、夏期に
オフィス空間の除湿をして快適な仕事環境を維持すると
いうものから、歯科医用の治療機器に乾燥空気を供給す
るというものまで、幅広い用途がある。また、用途が異
なれば、一般的に、要求される湿度の程度も異なる。家
庭やオフィスの環境としては、約４０％〜６０％の湿度
が快適であり、一方、ある種の研究室環境においては、
１０％以下の湿度が必要とされることもある。通信シス
テムにおいては、それより更に低い湿度が望まれること
すらある。
【０００３】通信システムにおいて広く用いられている
信号伝送媒体には、導波管、同軸ケーブル、電話用多線
ケーブル、光ファイバ・ケーブル等がある。これら信号
伝送媒体のいずれを使用している通信システムでも、環
境条件が変化すると、その通信システムの全体としての
性能がそのことによって影響を受ける。例えば、導波管
等の信号伝送媒体の内部の空気の温度がその空気の露点
温度以下にまで低下すると、その伝送路の内部に結露が
生じる。導波管システムや同軸ケーブル・システムは、
結露によってそのシステムの効率が低下するが、その原
因は、部分的には、空気の誘電率よりも水の誘電率の方
が大きいということにあり、また、部分的には、結露に
よってその導波管ないし同軸ケーブルのインピーダンス
が変化して信号の変動や強度低下が発生し得ることにあ
る。多線ケーブルに関しては、結露は絶縁抵抗を低下さ
せて不都合な漏電経路を発生させるおそれがある。
信号伝送媒体には、導波管、同軸ケーブル、電話用多線
ケーブル、光ファイバ・ケーブル等がある。これら信号
伝送媒体のいずれを使用している通信システムでも、環
境条件が変化すると、その通信システムの全体としての
性能がそのことによって影響を受ける。例えば、導波管
等の信号伝送媒体の内部の空気の温度がその空気の露点
温度以下にまで低下すると、その伝送路の内部に結露が
生じる。導波管システムや同軸ケーブル・システムは、
結露によってそのシステムの効率が低下するが、その原
因は、部分的には、空気の誘電率よりも水の誘電率の方
が大きいということにあり、また、部分的には、結露に
よってその導波管ないし同軸ケーブルのインピーダンス
が変化して信号の変動や強度低下が発生し得ることにあ
る。多線ケーブルに関しては、結露は絶縁抵抗を低下さ
せて不都合な漏電経路を発生させるおそれがある。
【０００４】これらの通信システムの内部に湿気が蓄積
するのを防ぐために、通常は、その伝送路を密閉した上
でその内部を加圧状態に維持するようにしており、それ
によって、たとえ小さな隙間があっても、その隙間から
湿気が入り込まないようにしている。そして、そのシス
テムの内部で結露が発生しないようにするために、脱湿
システムないし脱水システムから供給される乾燥空気に
よって加圧をするようにしている。典型的な例として
は、コンプレッサ即ちポンプから加圧空気を供給し、脱
湿器でその加圧空気から水分を除去した後に、その水分
除去済の空気をシステムの中へ注入するようにしてい
る。注入された空気は、水分含有率が低いために露点温
度が低く、それゆえ、極端に低い低温でない限り結露が
生じることはない。更に、この注入された空気の中には
僅かな量の水分しか含まれていないため、通常あり得な
いような極端な低温において結露が生じたとしても、そ
の結露の量は僅かなものでしかない。
するのを防ぐために、通常は、その伝送路を密閉した上
でその内部を加圧状態に維持するようにしており、それ
によって、たとえ小さな隙間があっても、その隙間から
湿気が入り込まないようにしている。そして、そのシス
テムの内部で結露が発生しないようにするために、脱湿
システムないし脱水システムから供給される乾燥空気に
よって加圧をするようにしている。典型的な例として
は、コンプレッサ即ちポンプから加圧空気を供給し、脱
湿器でその加圧空気から水分を除去した後に、その水分
除去済の空気をシステムの中へ注入するようにしてい
る。注入された空気は、水分含有率が低いために露点温
度が低く、それゆえ、極端に低い低温でない限り結露が
生じることはない。更に、この注入された空気の中には
僅かな量の水分しか含まれていないため、通常あり得な
いような極端な低温において結露が生じたとしても、そ
の結露の量は僅かなものでしかない。
【０００５】公知の様々な脱湿システムのうちに、膜カ
ートリッジを使用し、この膜カートリッジの中を通過し
て流れる気体から、ある種の流体を除去するようにした
システムがある。膜カートリッジは多数の膜を含んでお
り、湿気と、乾燥させようとしている気体の一部とが、
それら膜を透過して大気中へ発散したり、回収システム
に回収されるようにしている。一般的に、それら膜とし
ては中空糸膜が使用されており、この場合、気体が中空
糸膜の中を通過して行く一方で、その気体から分離除去
された湿気が中空糸膜の外部で回収される。
ートリッジを使用し、この膜カートリッジの中を通過し
て流れる気体から、ある種の流体を除去するようにした
システムがある。膜カートリッジは多数の膜を含んでお
り、湿気と、乾燥させようとしている気体の一部とが、
それら膜を透過して大気中へ発散したり、回収システム
に回収されるようにしている。一般的に、それら膜とし
ては中空糸膜が使用されており、この場合、気体が中空
糸膜の中を通過して行く一方で、その気体から分離除去
された湿気が中空糸膜の外部で回収される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】膜カートリッジを使用
した現在の脱湿システムは、一般的に、コンプレッサを
用いてその膜カートリッジへ加圧空気を供給するように
している。この種の脱湿システムの典型的なものにおい
ては、脱湿済気体の露点温度を所望の温度にするため
に、膜カートリッジを通過して流れる気体の流量を一定
に維持し、且つ、その圧力を一定に維持するようにして
いる。そのような脱湿システムでは、標高の高い場所、
即ち、比較的大気圧の低い場所においてもその脱湿シス
テムの中の流量と圧力とを一定に維持できるようにする
ために、比較的大型のコンプレッサが必要とされてい
る。
した現在の脱湿システムは、一般的に、コンプレッサを
用いてその膜カートリッジへ加圧空気を供給するように
している。この種の脱湿システムの典型的なものにおい
ては、脱湿済気体の露点温度を所望の温度にするため
に、膜カートリッジを通過して流れる気体の流量を一定
に維持し、且つ、その圧力を一定に維持するようにして
いる。そのような脱湿システムでは、標高の高い場所、
即ち、比較的大気圧の低い場所においてもその脱湿シス
テムの中の流量と圧力とを一定に維持できるようにする
ために、比較的大型のコンプレッサが必要とされてい
る。
【０００７】本発明の主要な目的は、膜式乾燥器を用い
て気体から流体を分離除去するようにしてあり、しか
も、その膜式乾燥器の中の気体の流量及び圧力の変動を
許容しつつ、その膜式乾燥器によって脱湿された気体の
露点温度を所望の温度に維持することのできる、脱湿シ
ステムを提供することにある。
て気体から流体を分離除去するようにしてあり、しか
も、その膜式乾燥器の中の気体の流量及び圧力の変動を
許容しつつ、その膜式乾燥器によって脱湿された気体の
露点温度を所望の温度に維持することのできる、脱湿シ
ステムを提供することにある。
【０００８】本発明の更なる目的は、膜カートリッジを
使用した在来の脱湿システムと比較して、必要な加圧空
気供給源を小型化することができ、また部品点数を低減
することのできる脱湿システムを提供することにある。
使用した在来の脱湿システムと比較して、必要な加圧空
気供給源を小型化することができ、また部品点数を低減
することのできる脱湿システムを提供することにある。
【０００９】本発明の更なる目的は、自己調節機能によ
って、流量と圧力との組合せを許容可能な組合せに維持
することのできる脱湿システムを提供することにある。
って、流量と圧力との組合せを許容可能な組合せに維持
することのできる脱湿システムを提供することにある。
【００１０】本発明のその他の目的並びに利点は、以下
の詳細な説明並びに添付図面を参照することによって明
らかとなる。
の詳細な説明並びに添付図面を参照することによって明
らかとなる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、空気の
脱湿を行なうと共に脱湿済空気の露点温度を然るべき温
度に維持するための装置に関するものである。空気の露
点温度とは、その空気中の水分が凝縮する温度である。
脱湿システムの主たる機能は結露を防止することにある
ため、脱湿済空気の露点温度が、その脱湿済空気を注入
する空間が実際に取り得ると予想される最低温度よりも
更に低いことが重要である。尚、露点温度は、その空気
の水分含有率と圧力とによって決まる。
脱湿を行なうと共に脱湿済空気の露点温度を然るべき温
度に維持するための装置に関するものである。空気の露
点温度とは、その空気中の水分が凝縮する温度である。
脱湿システムの主たる機能は結露を防止することにある
ため、脱湿済空気の露点温度が、その脱湿済空気を注入
する空間が実際に取り得ると予想される最低温度よりも
更に低いことが重要である。尚、露点温度は、その空気
の水分含有率と圧力とによって決まる。
【００１２】本発明は膜カートリッジを使用する。この
膜カートリッジは、この膜カートリッジの中を通過する
空気から水蒸気を除去する。空気が膜カートリッジの中
を通過する時間が長いほど、より多くの水分がその空気
から除去される。そして、その空気が「より乾燥する」
ほど、その空気の露点温度が低下する。本発明は、流量
の変動並びにシステム圧力の変動を許容するが、それに
もかかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供
給し続ける。圧力の低下並びに流量の減少は一般的に大
気圧の状態やシステムの損耗によって引き起こされる。
本発明が提供するシステムでは、流量が減少するに従っ
て空気が膜カートリッジの中を通過する時間が長くな
る。その結果、脱湿済空気の露点温度が安定した温度に
維持され、なぜならば、その通過時間が長くなると空気
から除去される水分量が増加し、そのことが脱湿済空気
の露点温度を低下させるように作用するからである。
膜カートリッジは、この膜カートリッジの中を通過する
空気から水蒸気を除去する。空気が膜カートリッジの中
を通過する時間が長いほど、より多くの水分がその空気
から除去される。そして、その空気が「より乾燥する」
ほど、その空気の露点温度が低下する。本発明は、流量
の変動並びにシステム圧力の変動を許容するが、それに
もかかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供
給し続ける。圧力の低下並びに流量の減少は一般的に大
気圧の状態やシステムの損耗によって引き起こされる。
本発明が提供するシステムでは、流量が減少するに従っ
て空気が膜カートリッジの中を通過する時間が長くな
る。その結果、脱湿済空気の露点温度が安定した温度に
維持され、なぜならば、その通過時間が長くなると空気
から除去される水分量が増加し、そのことが脱湿済空気
の露点温度を低下させるように作用するからである。
【００１３】本発明の好適実施例では、コンプレッサ
が、システムへ加圧空気を供給している。コンプレッサ
の吐出部に接続した制流装置であるオリフィスが過剰の
空気流量を大気中へ放出することによって、個々のコン
プレッサごとの特性の相違に対応できるようにしてい
る。この加圧空気は濾過装置を通過し、この濾過装置
は、通過する加圧空気から液体状態の水分を除去する。
濾過装置の中に溜った液体状態の水分は、自動フロート
式弁、定量流出オリフィス、或いはその他の適当なドレ
イン方法を用いて濾過装置から排出する。この濾過装置
は、コンプレッサから供給される空気の流れの方向を変
えずに済む構成としてある。濾過された空気は続いて膜
カートリッジの中を通過し、このとき、その空気から水
蒸気等の流体が除去される。空気から除去された水蒸気
は流体流出口から膜カートリッジの外へ流出し、一方、
脱湿済の乾燥空気は、所望の露点を有するものとなって
おり、脱湿済空気流出口から膜カートリッジの外へ流出
する。
が、システムへ加圧空気を供給している。コンプレッサ
の吐出部に接続した制流装置であるオリフィスが過剰の
空気流量を大気中へ放出することによって、個々のコン
プレッサごとの特性の相違に対応できるようにしてい
る。この加圧空気は濾過装置を通過し、この濾過装置
は、通過する加圧空気から液体状態の水分を除去する。
濾過装置の中に溜った液体状態の水分は、自動フロート
式弁、定量流出オリフィス、或いはその他の適当なドレ
イン方法を用いて濾過装置から排出する。この濾過装置
は、コンプレッサから供給される空気の流れの方向を変
えずに済む構成としてある。濾過された空気は続いて膜
カートリッジの中を通過し、このとき、その空気から水
蒸気等の流体が除去される。空気から除去された水蒸気
は流体流出口から膜カートリッジの外へ流出し、一方、
脱湿済の乾燥空気は、所望の露点を有するものとなって
おり、脱湿済空気流出口から膜カートリッジの外へ流出
する。
【００１４】制流手段が、必要なシステム圧力を作り出
すと共に、圧力と流量とを相関させるようにしており、
この相関は、システム圧力が低下したならば流量が減少
し、逆にシステム圧力が上昇したならば流量が増加する
という相関である。本発明の脱湿システムは、圧力と流
量との組合せが常に、所望の露点温度を有する脱湿済空
気を発生させるような組合せとなるように、圧力と流量
とを相関させることを要件としている。夫々が適当な大
きさの、制流手段と、コンプレッサと、膜カートリッジ
とを選択することによって、この脱湿システムは自己調
節性を備えたものとなる。なぜならば、それによって、
流量が変化したならば、その変化に対して適切な割合で
圧力が変化するようになり、その結果として生じる圧力
と流量との組合せが、所望の露点温度を有する脱湿済空
気を発生させるような組合せとなるからである。この脱
湿システムは、流量と圧力との組合せを適切な組合せに
維持するため、標高の高い場所に設置された場合であっ
ても、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生するこ
とができる。
すと共に、圧力と流量とを相関させるようにしており、
この相関は、システム圧力が低下したならば流量が減少
し、逆にシステム圧力が上昇したならば流量が増加する
という相関である。本発明の脱湿システムは、圧力と流
量との組合せが常に、所望の露点温度を有する脱湿済空
気を発生させるような組合せとなるように、圧力と流量
とを相関させることを要件としている。夫々が適当な大
きさの、制流手段と、コンプレッサと、膜カートリッジ
とを選択することによって、この脱湿システムは自己調
節性を備えたものとなる。なぜならば、それによって、
流量が変化したならば、その変化に対して適切な割合で
圧力が変化するようになり、その結果として生じる圧力
と流量との組合せが、所望の露点温度を有する脱湿済空
気を発生させるような組合せとなるからである。この脱
湿システムは、流量と圧力との組合せを適切な組合せに
維持するため、標高の高い場所に設置された場合であっ
ても、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生するこ
とができる。
【００１５】標高が高くなると大気の密度が減少するた
め、コンプレッサは吐出流量が減少し、吐出圧力が低下
する。これによってシステム圧力が低下することから、
膜カートリッジの動作効率も低下するが、しかしながら
流量の減少によって空気が膜カートリッジの中を通過す
る時間が長くなるために、その流量の減少の影響がシス
テム圧力の低下の影響を補償してなお余りある効果をも
たらす。即ち膜カートリッジを通過する時間が長くなる
ことによって、空気から除去される水分量が増大し、そ
のことが脱湿済空気の露点温度を低下させるように作用
する。従って、標高が高くなり、大気の密度が低下して
行くにつれ、空気が膜カートリッジを通過する時間が長
くなり、そのことが、脱湿済空気の露点温度を低下させ
るように作用するのである。
め、コンプレッサは吐出流量が減少し、吐出圧力が低下
する。これによってシステム圧力が低下することから、
膜カートリッジの動作効率も低下するが、しかしながら
流量の減少によって空気が膜カートリッジの中を通過す
る時間が長くなるために、その流量の減少の影響がシス
テム圧力の低下の影響を補償してなお余りある効果をも
たらす。即ち膜カートリッジを通過する時間が長くなる
ことによって、空気から除去される水分量が増大し、そ
のことが脱湿済空気の露点温度を低下させるように作用
する。従って、標高が高くなり、大気の密度が低下して
行くにつれ、空気が膜カートリッジを通過する時間が長
くなり、そのことが、脱湿済空気の露点温度を低下させ
るように作用するのである。
【００１６】従来の様々な脱湿システムは、標高が高く
なっても一定の圧力と流量とを維持するようにしていた
ため、大型のコンプレッサを必要としていた。それら従
来の脱湿システムは、圧力を一定にしていたため、乾燥
空気の露点温度を調節したければ、流量を変化させるこ
とによってそれが可能であった。これに対して本発明の
動作では、システム圧力と流量とを一定に維持する必要
がないため、コンプレッサをより小型のものとすること
ができ、部品点数も削減することができる。本発明のシ
ステムは更に、濾過のプロセスにおいて必要以上の空気
を大気へ放出することもない。
なっても一定の圧力と流量とを維持するようにしていた
ため、大型のコンプレッサを必要としていた。それら従
来の脱湿システムは、圧力を一定にしていたため、乾燥
空気の露点温度を調節したければ、流量を変化させるこ
とによってそれが可能であった。これに対して本発明の
動作では、システム圧力と流量とを一定に維持する必要
がないため、コンプレッサをより小型のものとすること
ができ、部品点数も削減することができる。本発明のシ
ステムは更に、濾過のプロセスにおいて必要以上の空気
を大気へ放出することもない。
【００１７】
【実施例】図１について説明すると、同図は脱湿システ
ムを示しており、この脱湿システムは、その全体に対し
て引用符号１０を付してある。以下にこの脱湿システム
について説明して行くが、ここでは特に、空気の脱湿を
行なうという具体的な用途に即して説明することにす
る。ただし、容易に理解されるように、この脱湿システ
ムは、空気以外の気体ないし気体混合物の脱湿を行なう
という用途にも広く適用可能なものである。適用可能な
気体の具体的な例を挙げるならば、例えば、水素、二酸
化炭素、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴ
ン、硫化水素、窒素酸化物、アンモニア、それに、炭素
原子を１個ないし５個含んでいる炭化水素（メタン、エ
タン、プロパン等）を挙げることができる。
ムを示しており、この脱湿システムは、その全体に対し
て引用符号１０を付してある。以下にこの脱湿システム
について説明して行くが、ここでは特に、空気の脱湿を
行なうという具体的な用途に即して説明することにす
る。ただし、容易に理解されるように、この脱湿システ
ムは、空気以外の気体ないし気体混合物の脱湿を行なう
という用途にも広く適用可能なものである。適用可能な
気体の具体的な例を挙げるならば、例えば、水素、二酸
化炭素、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴ
ン、硫化水素、窒素酸化物、アンモニア、それに、炭素
原子を１個ないし５個含んでいる炭化水素（メタン、エ
タン、プロパン等）を挙げることができる。
【００１８】エア・コンプレッサ即ちポンプ１１は、大
気中の空気を吸入して加圧するものであり、その空気
は、吸入口２１からコンプレッサ１１の中へ流入する。
コンプレッサ１１から供給される加圧空気は、制流装置
１２を接続した部分を通過し、逆止弁１３の中を通過
し、ドレイン１５を備えた濾過装置１４の中を通過し
て、膜カートリッジ１７の中へ流入する。膜カートリッ
ジ１７は、流入してきた加圧空気から湿気を除去した上
で、その脱湿済空気を、制流装置２０を介して乾燥空気
システム２２の流入口へ供給する。
気中の空気を吸入して加圧するものであり、その空気
は、吸入口２１からコンプレッサ１１の中へ流入する。
コンプレッサ１１から供給される加圧空気は、制流装置
１２を接続した部分を通過し、逆止弁１３の中を通過
し、ドレイン１５を備えた濾過装置１４の中を通過し
て、膜カートリッジ１７の中へ流入する。膜カートリッ
ジ１７は、流入してきた加圧空気から湿気を除去した上
で、その脱湿済空気を、制流装置２０を介して乾燥空気
システム２２の流入口へ供給する。
【００１９】膜カートリッジ１７は、多数の中空糸膜１
８を用いて空気から水蒸気を分離するようにしたもので
あり、分離された水蒸気は、その水蒸気の形態のまま、
この膜カートリッジ１７から流出して行く。中空糸膜１
８は、ある種の気体については、膜壁を透過させて中空
糸膜の外へ逃がすが、その他の種類の気体は中空糸膜の
外へ逃げられず、中空糸膜の中空部分の中をいつまでも
流れて行く。多数の中空糸膜１８は、それらの一端が膜
カートリッジの流入口１６に連通しており、他端が膜カ
ートリッジの流出口２６に連通している。そのため、中
空糸膜１８の中空部分の中を流れてきた空気だけが、乾
燥空気システム２２の中へ導入される空気となる。中空
糸膜の膜壁を透過する水蒸気等の気体は、放散口１９か
ら、この膜カートリッジ１７の外へ流出して行く。
８を用いて空気から水蒸気を分離するようにしたもので
あり、分離された水蒸気は、その水蒸気の形態のまま、
この膜カートリッジ１７から流出して行く。中空糸膜１
８は、ある種の気体については、膜壁を透過させて中空
糸膜の外へ逃がすが、その他の種類の気体は中空糸膜の
外へ逃げられず、中空糸膜の中空部分の中をいつまでも
流れて行く。多数の中空糸膜１８は、それらの一端が膜
カートリッジの流入口１６に連通しており、他端が膜カ
ートリッジの流出口２６に連通している。そのため、中
空糸膜１８の中空部分の中を流れてきた空気だけが、乾
燥空気システム２２の中へ導入される空気となる。中空
糸膜の膜壁を透過する水蒸気等の気体は、放散口１９か
ら、この膜カートリッジ１７の外へ流出して行く。
【００２０】好適な膜カートリッジの具体例を挙げるな
らば、米国、ペンシルベニア州、モールバーン（Malver
n ）に所在のパーミア社（Permea Inc. ）が「プリズム
・カクタス（Prism Cactus）」という商標で市販してい
る膜カートリッジを挙げることができる。本発明の好適
実施例は「パーミア膜カートリッジ PPC21型（Permeame
mbrane cartridge Model PPC21 ）」を使用している。
この型式の膜カートリッジを使用した場合には、水蒸
気、水素、ヘリウム、それに二酸化炭素等の気体は中空
糸膜を速やかに透過し、一方、一酸化炭素、窒素、それ
にメタン等の気体は中空糸膜をゆっくりと透過する。従
って、空気が膜カートリッジ１７の中をより長い時間を
かけて通過するほど、その空気から濾過して除去される
気体の種類と量とが多くなる。こうして、空気が膜カー
トリッジ１７の中をより長い時間をかけて通過するほ
ど、その空気の脱湿度が高まり、その空気の露点温度が
低下する。本発明は、標高が高くなったときには、流量
の減少とシステム圧力の低下とを許容するが、それにも
かかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供給
し続ける。空気の流量が減少することによって、空気が
膜カートリッジを通過する時間が長くなり、その結果、
空気はより乾燥したものとなり、その脱湿済空気の露点
温度が低下する。
らば、米国、ペンシルベニア州、モールバーン（Malver
n ）に所在のパーミア社（Permea Inc. ）が「プリズム
・カクタス（Prism Cactus）」という商標で市販してい
る膜カートリッジを挙げることができる。本発明の好適
実施例は「パーミア膜カートリッジ PPC21型（Permeame
mbrane cartridge Model PPC21 ）」を使用している。
この型式の膜カートリッジを使用した場合には、水蒸
気、水素、ヘリウム、それに二酸化炭素等の気体は中空
糸膜を速やかに透過し、一方、一酸化炭素、窒素、それ
にメタン等の気体は中空糸膜をゆっくりと透過する。従
って、空気が膜カートリッジ１７の中をより長い時間を
かけて通過するほど、その空気から濾過して除去される
気体の種類と量とが多くなる。こうして、空気が膜カー
トリッジ１７の中をより長い時間をかけて通過するほ
ど、その空気の脱湿度が高まり、その空気の露点温度が
低下する。本発明は、標高が高くなったときには、流量
の減少とシステム圧力の低下とを許容するが、それにも
かかわらず、所望の露点温度を有する脱湿済空気を供給
し続ける。空気の流量が減少することによって、空気が
膜カートリッジを通過する時間が長くなり、その結果、
空気はより乾燥したものとなり、その脱湿済空気の露点
温度が低下する。
【００２１】コンプレッサ１１から送り出された加圧空
気は、制流装置１２を接続部分を通過して流れ、この制
流装置１２は図示例ではオリフィスであって、コンプレ
ッサ１１から送られてくる空気のうちの過剰な空気を大
気中へ放出する。このオリフィス１２は、使用する個々
のコンプレッサの特性に合わせて脱湿システムの組立時
に手作業で調節するようにしても良い。流量が過剰であ
ると、空気が膜カートリッジに中に入ってから出るまで
の時間が短くなるため、脱湿済空気の露点温度が上昇し
てしまう。逆止弁１３は、空気がコンプレッサ１１から
膜カートリッジ１７へは流れることができるが、それと
は逆方向の、膜カートリッジ１７からコンプレッサ１１
へは流れないようにして、脱湿済空気の損失が発生する
のを防止している。加圧空気はこの逆止弁１３から濾過
装置１４へ流入し、濾過装置１４はその加圧空気の中か
ら水滴を除去する。ここで、その空気から水滴を除去す
る理由は、膜カートリッジ１７の中の中空糸膜１８に液
体状態の水分が付着したならば、中空糸膜１８がその液
体水分によって飽和してしまうおそれがあるので、それ
を防止するためである。飽和した中空糸膜は、空気から
水蒸気を濾過して除去することができないため、ここで
液体状態の水分を除去することは、膜カートリッジ１７
が効率的に機能し得る実効寿命を延長するのに役立つ。
濾過装置１４で空気から除去された水滴は容器２４の中
へ滴下し、ドレイン１５を介してこの容器２４から抜き
取られる。このドレイン１５は、自動フロート式弁を備
えたものとして、濾過装置１４からの水の抜き取りが行
なわれている間だけこのドレイン１５が開いているよう
にしておくことが好ましい。そのような構成とすれば、
この脱湿システムが加圧空気の不要な損失を生じないよ
うにできるため、より小型のコンプレッサ１１を使用す
ることができる。
気は、制流装置１２を接続部分を通過して流れ、この制
流装置１２は図示例ではオリフィスであって、コンプレ
ッサ１１から送られてくる空気のうちの過剰な空気を大
気中へ放出する。このオリフィス１２は、使用する個々
のコンプレッサの特性に合わせて脱湿システムの組立時
に手作業で調節するようにしても良い。流量が過剰であ
ると、空気が膜カートリッジに中に入ってから出るまで
の時間が短くなるため、脱湿済空気の露点温度が上昇し
てしまう。逆止弁１３は、空気がコンプレッサ１１から
膜カートリッジ１７へは流れることができるが、それと
は逆方向の、膜カートリッジ１７からコンプレッサ１１
へは流れないようにして、脱湿済空気の損失が発生する
のを防止している。加圧空気はこの逆止弁１３から濾過
装置１４へ流入し、濾過装置１４はその加圧空気の中か
ら水滴を除去する。ここで、その空気から水滴を除去す
る理由は、膜カートリッジ１７の中の中空糸膜１８に液
体状態の水分が付着したならば、中空糸膜１８がその液
体水分によって飽和してしまうおそれがあるので、それ
を防止するためである。飽和した中空糸膜は、空気から
水蒸気を濾過して除去することができないため、ここで
液体状態の水分を除去することは、膜カートリッジ１７
が効率的に機能し得る実効寿命を延長するのに役立つ。
濾過装置１４で空気から除去された水滴は容器２４の中
へ滴下し、ドレイン１５を介してこの容器２４から抜き
取られる。このドレイン１５は、自動フロート式弁を備
えたものとして、濾過装置１４からの水の抜き取りが行
なわれている間だけこのドレイン１５が開いているよう
にしておくことが好ましい。そのような構成とすれば、
この脱湿システムが加圧空気の不要な損失を生じないよ
うにできるため、より小型のコンプレッサ１１を使用す
ることができる。
【００２２】制流装置２０は、図示例ではオリフィスで
あり、このオリフィス２０は脱湿済空気流出口２６に接
続されており、システム圧力と流量とを関連付け、即ち
相関させる機能を果たしている。この相関のさせ方は、
流量と圧力との組合せが、所望の露点を有する脱湿済空
気を発生させることのできる組合せとなるようにするも
のである。脱湿システム１０を、夫々が適切な大きさ
の、制流装置２０と、コンプレッサ１１と、膜カートリ
ッジ１７とを備えたものとして構成することによって、
この脱湿システム１０は自己調節性を備えたものとな
る。なぜならば、それによって、流量が変化したなら
ば、その変化に対して適切な割合で圧力が変化するよう
になり、その結果として生じる圧力と流量との組合せ
が、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生させるよ
うな組合せとなるからである。下の表１には、０．０１
４インチ（約０．３５mm）のオリフィスを用いてシステ
ム圧力と流量とを相関させたときの効果を示した。本発
明の好適実施例は、０．０１４インチのオリフィスを使
用している。
あり、このオリフィス２０は脱湿済空気流出口２６に接
続されており、システム圧力と流量とを関連付け、即ち
相関させる機能を果たしている。この相関のさせ方は、
流量と圧力との組合せが、所望の露点を有する脱湿済空
気を発生させることのできる組合せとなるようにするも
のである。脱湿システム１０を、夫々が適切な大きさ
の、制流装置２０と、コンプレッサ１１と、膜カートリ
ッジ１７とを備えたものとして構成することによって、
この脱湿システム１０は自己調節性を備えたものとな
る。なぜならば、それによって、流量が変化したなら
ば、その変化に対して適切な割合で圧力が変化するよう
になり、その結果として生じる圧力と流量との組合せ
が、所望の露点温度を有する脱湿済空気を発生させるよ
うな組合せとなるからである。下の表１には、０．０１
４インチ（約０．３５mm）のオリフィスを用いてシステ
ム圧力と流量とを相関させたときの効果を示した。本発
明の好適実施例は、０．０１４インチのオリフィスを使
用している。
【表１】
【００２３】標高が高くなったために流量が減少したと
きには、制流装置２０が流量とシステム圧力とを相関さ
せているために、システム圧力が低下する。このシステ
ム圧力の低下は膜カートリッジ１７の動作効率を低下さ
せるように作用するが、しかしながら流量の減少は、空
気が膜カートリッジを通過する時間を長くするように作
用する。そして、空気が膜カートリッジを通過する時間
が長くなるために、脱湿済空気の露点温度が低下して、
膜カートリッジの効率の低下が補償され、それによっ
て、脱湿済空気の露点温度に悪影響が及ぶことが防止さ
れる。ただし本発明を構成する際には、脱湿システムが
適切な露点温度を有する空気を一貫して発生し続けるよ
うに、システム圧力と流量とを適切に相関させることが
できるように構成する必要がある。例えば、もし流量の
減少が僅かであるにもかかわらずシステム圧力の低下が
甚だしかったならば、空気が膜カートリッジの中を通過
する時間が多少長くなっても、それによって、圧力の低
下による膜カートリッジの効率低下を補償することはで
きず、脱湿済空気の露点温度が上昇してしまう。
きには、制流装置２０が流量とシステム圧力とを相関さ
せているために、システム圧力が低下する。このシステ
ム圧力の低下は膜カートリッジ１７の動作効率を低下さ
せるように作用するが、しかしながら流量の減少は、空
気が膜カートリッジを通過する時間を長くするように作
用する。そして、空気が膜カートリッジを通過する時間
が長くなるために、脱湿済空気の露点温度が低下して、
膜カートリッジの効率の低下が補償され、それによっ
て、脱湿済空気の露点温度に悪影響が及ぶことが防止さ
れる。ただし本発明を構成する際には、脱湿システムが
適切な露点温度を有する空気を一貫して発生し続けるよ
うに、システム圧力と流量とを適切に相関させることが
できるように構成する必要がある。例えば、もし流量の
減少が僅かであるにもかかわらずシステム圧力の低下が
甚だしかったならば、空気が膜カートリッジの中を通過
する時間が多少長くなっても、それによって、圧力の低
下による膜カートリッジの効率低下を補償することはで
きず、脱湿済空気の露点温度が上昇してしまう。
【００２４】空気供給源としてコンプレッサを使用して
いる脱湿システムでは、標高が高くなるにつれて、その
コンプレッサの吐出流量が減少して行くことが経験され
る。例えば、典型的な往復形オイルレス式コンプレッサ
は、海抜０メートルの標高ではその定格吐出流量を発生
するが、海抜１万フィート（約３千メートル）の標高で
は、所与の圧力に対して定格吐出流量の半分の吐出流量
しか発生することができない。このように流量が減少す
ることから、一定の流量で動作するように構成されてい
た従来の脱湿システムでは、同じ脱湿システムが海抜１
万フィートの標高でも満足に動作し得るようにするため
に、海抜０メートルで必要とされる流量の約２倍の流量
を発生し得る能力を備えたコンプレッサを必要としてい
た。これに対して本発明では、より吐出流量の小さな、
より小型のコンプレッサを使用することができ、なぜな
らば、本発明の脱湿システムは圧力及び流量を一定とす
る必要がないからである。より小型のコンプレッサを使
用することにより、コストを引き下げることができるば
かりでなく、信頼性を高めることもでき、更には、より
コンパクトで軽量な脱湿システムを提供することが可能
となる。尚、本発明の好適実施例は「トーマス・コンプ
レッサ #607 型（Thomas compressor Model# 607 ）」
を使用している。
いる脱湿システムでは、標高が高くなるにつれて、その
コンプレッサの吐出流量が減少して行くことが経験され
る。例えば、典型的な往復形オイルレス式コンプレッサ
は、海抜０メートルの標高ではその定格吐出流量を発生
するが、海抜１万フィート（約３千メートル）の標高で
は、所与の圧力に対して定格吐出流量の半分の吐出流量
しか発生することができない。このように流量が減少す
ることから、一定の流量で動作するように構成されてい
た従来の脱湿システムでは、同じ脱湿システムが海抜１
万フィートの標高でも満足に動作し得るようにするため
に、海抜０メートルで必要とされる流量の約２倍の流量
を発生し得る能力を備えたコンプレッサを必要としてい
た。これに対して本発明では、より吐出流量の小さな、
より小型のコンプレッサを使用することができ、なぜな
らば、本発明の脱湿システムは圧力及び流量を一定とす
る必要がないからである。より小型のコンプレッサを使
用することにより、コストを引き下げることができるば
かりでなく、信頼性を高めることもでき、更には、より
コンパクトで軽量な脱湿システムを提供することが可能
となる。尚、本発明の好適実施例は「トーマス・コンプ
レッサ #607 型（Thomas compressor Model# 607 ）」
を使用している。
【００２５】下の表２は、標高が高くなるにつれて、コ
ンプレッサの吐出流量が減少し、システム圧力が低下
し、膜カートリッジの流出口における露点温度が低下す
ることを示している。既に述べたように、本発明は自己
調節性を備えているため、システム圧力が低下して流量
が減少してはいるが、脱湿済空気の露点温度はそのこと
によって悪影響を受けてはいない。
ンプレッサの吐出流量が減少し、システム圧力が低下
し、膜カートリッジの流出口における露点温度が低下す
ることを示している。既に述べたように、本発明は自己
調節性を備えているため、システム圧力が低下して流量
が減少してはいるが、脱湿済空気の露点温度はそのこと
によって悪影響を受けてはいない。
【表２】
【００２６】更に加えて、本発明では一定の圧力を得る
ための定圧制御と一定の流量を得るための定流量制御と
のいずれも必要としていないため、本発明の脱湿システ
ムは必要な構成部品の点数も少ない。そして、部品点数
が少ないことから、組立に要するコストも低減されてお
り、信頼性も向上している。実際に、本発明の脱湿シス
テムは、自己調節性を備えていることによってシステム
の信頼性が向上している。これは、漏出の発生やコンプ
レッサの摩損等の、脱湿システムの吐出流量の低下をも
たらす軽度の故障が生じても、その故障が本発明の動作
に悪影響を及ぼすことがないからである。もし本発明の
脱湿システムに、漏出の発生等の脱湿システムの破損の
ために予期せぬ小さな吐出流量の減少が発生しても、本
発明は、乾燥空気システム２２へ導入する脱湿済空気の
露点温度を許容可能な温度に維持することができ、なぜ
ならば、空気の流量が減少することによって、空気が膜
カートリッジ１７を通過する時間が長くなるからであ
る。
ための定圧制御と一定の流量を得るための定流量制御と
のいずれも必要としていないため、本発明の脱湿システ
ムは必要な構成部品の点数も少ない。そして、部品点数
が少ないことから、組立に要するコストも低減されてお
り、信頼性も向上している。実際に、本発明の脱湿シス
テムは、自己調節性を備えていることによってシステム
の信頼性が向上している。これは、漏出の発生やコンプ
レッサの摩損等の、脱湿システムの吐出流量の低下をも
たらす軽度の故障が生じても、その故障が本発明の動作
に悪影響を及ぼすことがないからである。もし本発明の
脱湿システムに、漏出の発生等の脱湿システムの破損の
ために予期せぬ小さな吐出流量の減少が発生しても、本
発明は、乾燥空気システム２２へ導入する脱湿済空気の
露点温度を許容可能な温度に維持することができ、なぜ
ならば、空気の流量が減少することによって、空気が膜
カートリッジ１７を通過する時間が長くなるからであ
る。
【００２７】一般的には、膜カートリッジへの供給圧力
と、膜カートリッジ内の流量と、膜カートリッジの大き
さとは、特定の乾燥空気システム２２へ必要な露点温度
を有する脱湿済空気を供給するのに適した、圧力、流
量、及び大きさとなるように選定する。ただし本発明
は、その流量の減少並びにそのシステム圧力の低下を許
容することができ、それらが減少及び低下した場合で
も、乾燥空気システム２２にとって適当な露点温度を有
する脱湿済空気を提供し続けることができる。
と、膜カートリッジ内の流量と、膜カートリッジの大き
さとは、特定の乾燥空気システム２２へ必要な露点温度
を有する脱湿済空気を供給するのに適した、圧力、流
量、及び大きさとなるように選定する。ただし本発明
は、その流量の減少並びにそのシステム圧力の低下を許
容することができ、それらが減少及び低下した場合で
も、乾燥空気システム２２にとって適当な露点温度を有
する脱湿済空気を提供し続けることができる。
【００２８】乾燥空気システム２２は、例えば導波管シ
ステム（或いは、その他の信号伝達媒体）等であるが、
このシステム２２は、密閉システムとして構成し、加圧
した脱湿済空気を導入することによって、そのシステム
２２を加圧状態にしておくことが好ましい。システム２
２を加圧状態にしておけば、湿気を含んだ大気中の空気
がシステム２２内へ徐々に侵入するのを防止することが
でき、従ってシステム２２内の空気の湿度を、低湿度に
保つことができる。また、システム２２を密閉システム
にしておけば、脱湿済空気がそのシステム２２から外へ
急速に逃げて行くことがないため、コンプレッサ１１を
連続運転しなくとも、そのシステム２２内の空気を効果
的に脱湿状態に維持することができる。それゆえその場
合には、脱湿システム１０の効率を最適化するための手
段として、コンプレッサ１１を間欠運転するようにすれ
ば良い。この間欠運転は、周期的なものとしても良く、
そうする場合には、一定の時間間隔でコンプレッサ１１
のオン・オフの切換を自動的に行なう簡単な制御装置を
使用すれば良い。また、それとは別の方法として、乾燥
空気システム２２の内部に圧力センサを装備して、この
圧力センサがコンプレッサ１１のオン・オフの切換をト
リガするようにしておいても良い。
ステム（或いは、その他の信号伝達媒体）等であるが、
このシステム２２は、密閉システムとして構成し、加圧
した脱湿済空気を導入することによって、そのシステム
２２を加圧状態にしておくことが好ましい。システム２
２を加圧状態にしておけば、湿気を含んだ大気中の空気
がシステム２２内へ徐々に侵入するのを防止することが
でき、従ってシステム２２内の空気の湿度を、低湿度に
保つことができる。また、システム２２を密閉システム
にしておけば、脱湿済空気がそのシステム２２から外へ
急速に逃げて行くことがないため、コンプレッサ１１を
連続運転しなくとも、そのシステム２２内の空気を効果
的に脱湿状態に維持することができる。それゆえその場
合には、脱湿システム１０の効率を最適化するための手
段として、コンプレッサ１１を間欠運転するようにすれ
ば良い。この間欠運転は、周期的なものとしても良く、
そうする場合には、一定の時間間隔でコンプレッサ１１
のオン・オフの切換を自動的に行なう簡単な制御装置を
使用すれば良い。また、それとは別の方法として、乾燥
空気システム２２の内部に圧力センサを装備して、この
圧力センサがコンプレッサ１１のオン・オフの切換をト
リガするようにしておいても良い。
【００２９】以上、本発明を、特に空気の露点温度を制
御するという具体的な事例に即して説明したが、本発明
はこれ以外の気体ないし気体混合物にも適用可能なもの
であり、例えば水素、二酸化炭素、一酸化炭素、ヘリウ
ム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化物、ア
ンモニア、それに、炭素原子が１個ないし５個の炭化水
素（メタン、エタン、プロパン等）にも適用し得るもの
である。それら気体のうちのあるものについては、膜カ
ートリッジ１７がその気体に適応するように、異なった
種類の中空糸膜１８を備えたものとしたり、或いは、そ
れに何らかの処理を施したり、更には、それら両方を行
なうことが必要な場合もある。この点については、例え
ば、米国特許第４２３０４６３号、同第４４７２１７５
号、同第４４８６２０２号、同第４５７５３８５号、同
第４５９７７７７号、同第４６１４５２４号、同第４６
５４０５５号、及び同第４７２８３４５号等の、米国特
許明細書に記載されているとおりである。
御するという具体的な事例に即して説明したが、本発明
はこれ以外の気体ないし気体混合物にも適用可能なもの
であり、例えば水素、二酸化炭素、一酸化炭素、ヘリウ
ム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化物、ア
ンモニア、それに、炭素原子が１個ないし５個の炭化水
素（メタン、エタン、プロパン等）にも適用し得るもの
である。それら気体のうちのあるものについては、膜カ
ートリッジ１７がその気体に適応するように、異なった
種類の中空糸膜１８を備えたものとしたり、或いは、そ
れに何らかの処理を施したり、更には、それら両方を行
なうことが必要な場合もある。この点については、例え
ば、米国特許第４２３０４６３号、同第４４７２１７５
号、同第４４８６２０２号、同第４５７５３８５号、同
第４５９７７７７号、同第４６１４５２４号、同第４６
５４０５５号、及び同第４７２８３４５号等の、米国特
許明細書に記載されているとおりである。
【図１】本発明に係る脱湿システムの模式図である。
１０ 脱湿システム １１ コンプレッサ １２ 制流装置（オリフィス） １３ 逆止弁 １４ 濾過装置 １５ ドレイン １６ 流入口 １７ 膜カートリッジ １８ 中空糸膜 １９ 放散口 ２０ 制流装置（オリフィス） ２２ 乾燥空気システム ２６ 脱湿済空気流出口
Claims (30)
- 【請求項１】 脱湿済空気を発生すると共に該脱湿済空
気の露点温度を乾燥空気システムにとって好適な露点温
度に維持するための装置であって、その圧力対流量特性
が変動する装置において、 膜カートリッジを備えており、該膜カートリッジは空気
を該膜カートリッジの中へ流入させるための空気流入口
を有しており、該膜カートリッジは膜を含んでおり、該
膜は、前記空気流入口を介して該膜カートリッジの中へ
流入した空気から水蒸気等の流体を除去すると共に、脱
湿済空気が脱湿済空気流出口を通過するようにする膜で
あり、前記脱湿済空気流出口は、脱湿済空気を該膜カー
トリッジから外へ流出させるための流出口であり、該膜
カートリッジは更に、水蒸気等の流体を該膜カートリッ
ジから外へ流出させるための流体流出口を含んでおり、 加圧空気供給源を備えており、該加圧空気供給源は前記
膜カートリッジの前記空気流入口に接続しており、該加
圧空気供給源は、前記膜カートリッジの前記空気流入口
へ、大気圧の大きさに応じて変動する流量で加圧空気を
供給するものであり、 前記加圧空気供給源と前記膜カートリッジの前記脱湿済
空気流出口とに直列に接続した制流手段を備えており、
該制流手段は、この装置の前記変動する圧力対流量特性
を制御するための手段であり、該制流手段はその制御を
行なうために、前記圧力の変動と前記流量の変動とが所
望の関係で相関するようにしてそれらの変動を許容し、
それによって、それらの変動の如何にかかわらず前記脱
湿済空気の露点温度を予め選択してある温度以下に維持
できるような前記圧力と前記流量との適切な組合せが得
られるようにするものである、ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記加圧空気供給源がコンプレッサであ
ることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記制流手段が、この装置から過剰な加
圧空気を放出するための、前記膜カートリッジの前記空
気流入口に接続した二次制流装置を含んでいることを特
徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記二次制流装置がオリフィスを含んで
いることを特徴とする請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記制流手段が、前記脱湿済空気流出口
に接続した一次制流装置を含んでおり、該一次制流装置
は、前記圧力及び前記流量の変動にかかわらず前記脱湿
済空気の露点温度を所望の温度に維持できるような前記
圧力と前記流量との適切な組合せが得られるようにする
ものであることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記一次制流装置がオリフィスを含んで
いることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記制流手段が、この装置から過剰な加
圧空気を放出するための、前記膜カートリッジの前記空
気流入口に接続した二次制流装置を含んでいることを特
徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項８】 前記膜カートリッジの中へ前記加圧空気
が流入する前に該加圧空気から流体を濾過して除去する
ための、前記加圧空気供給源に接続した濾過装置を備え
たことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 前記濾過装置が、前記加圧空気供給源か
ら供給される空気流量を余分に費消することがないよう
にしてあることを特徴とする請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記濾過装置が、該濾過装置から溜っ
た流体を排出するための、自動フロート式ドレインを含
んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 前記濾過装置に溜った流体を排出する
ための定量流出オリフィスを更に備えたことを特徴とす
る請求項９記載の装置。 - 【請求項１２】 前記加圧空気供給源と前記膜カートリ
ッジの前記空気流入口との間に配設した、脱湿済空気が
前記加圧空気供給源へ逆流するのを防止するための弁手
段を備えたことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１３】 脱湿済空気を発生すると共に該脱湿済
空気の露点温度を乾燥空気システムにとって好適な露点
温度に維持するための装置であって、その圧力対流量特
性が変動する装置において、 膜カートリッジを備えており、該膜カートリッジは空気
を該膜カートリッジの中へ流入させるための空気流入口
を有しており、該膜カートリッジは膜を含んでおり、該
膜は、前記空気流入口を介して該膜カートリッジの中へ
流入した空気から水蒸気等の流体を除去すると共に、脱
湿済空気が脱湿済空気流出口を通過するようにする膜で
あり、前記脱湿済空気流出口は、脱湿済空気を該膜カー
トリッジから外へ流出させるための流出口であり、該膜
カートリッジは更に、水蒸気等の流体を該膜カートリッ
ジから外へ流出させるための流体流出口を含んでおり、 加圧空気供給源を備えており、該加圧空気供給源は前記
膜カートリッジの前記空気流入口に接続しており、該加
圧空気供給源は、前記膜カートリッジの前記空気流入口
へ、大気圧の大きさに応じて変動する流量で加圧空気を
供給するものであり、 この装置の前記変動する圧力対流量特性を制御するため
の制流手段を備えており、該制流手段はその制御を行な
うために、前記圧力の変動と前記流量の変動とが所望の
関係で相関するようにしてそれらの変動を許容し、それ
によって、前記脱湿済空気の露点温度を予め選択してあ
る温度以下に維持できるような前記圧力と前記流量との
適切な組合せが得られるようにし、更に、該制流手段
は、前記脱湿済空気流出口に接続した一次制流装置を含
んでおり、該一次制流装置は、前記圧力及び前記流量の
変動の如何にかかわらず所望の露点温度を維持できるよ
うな前記圧力と前記流量との適切な組合せが得られるよ
うにするものであり、更に、該制流手段は、この装置か
ら過剰な加圧空気を放出するための、前記加圧空気供給
源に接続した二次制流装置を含んでいる、ことを特徴と
する装置。 - 【請求項１４】 前記加圧空気供給源がコンプレッサで
あることを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 前記二次制流装置がオリフィスを含ん
でいることを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１６】 前記一次制流装置がオリフィスを含ん
でいることを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１７】 前記膜カートリッジの中へ前記加圧空
気が流入する前に該加圧空気から流体を濾過して除去す
るための、前記加圧空気供給源に接続した濾過装置を備
えたことを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項１８】 前記濾過装置が、前記加圧空気供給源
から供給される空気流量を余分に費消することがないよ
うにしてあることを特徴とする請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 前記濾過装置が、該濾過装置から溜っ
た流体を排出するための自動フロート式ドレインを含ん
でいることを特徴とする請求項１８記載の装置。 - 【請求項２０】 前記濾過装置に溜った流体を排出する
ための定量流出オリフィスを更に備えたことを特徴とす
る請求項１８記載の装置。 - 【請求項２１】 前記加圧空気供給源と前記膜カートリ
ッジの前記空気流入口との間に配設した、脱湿済空気が
前記加圧空気供給源へ逆流するのを防止するための弁手
段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の装置。 - 【請求項２２】 脱湿済空気を発生すると共に該脱湿済
空気の露点温度を乾燥空気システムにとって好適な露点
温度に維持する方法において、 脱湿すべき加圧空気を供給する、加圧空気供給ステップ
を含んでおり、 前記脱湿すべき加圧空気を膜カートリッジの中へ流入さ
せて通過させるステップを含んでおり、該膜カートリッ
ジは、空気流入口を介して該膜カートリッジの中へ流入
した空気から水蒸気等の流体を除去する膜を有してお
り、該膜カートリッジは、脱湿済空気を該膜カートリッ
ジから外へ流出させるための脱湿済空気流出口を有する
と共に、水蒸気等の流体を該膜カートリッジから外へ流
出させるための流体流出口を有しており、 前記膜カートリッジの中へ流入する前記加圧空気の、そ
の変動する流量対圧力特性を制御する、制御ステップを
含んでおり、該制御ステップは前記圧力の変動と前記流
量の変動とが所望の関係で相関するようにしてそれらの
変動を許容し、それによって、それらの変動の如何にか
かわらず前記脱湿済空気の露点温度を予め選択してある
温度以下に維持できるような前記圧力と前記流量との適
切な組合せが得られるように、その制御を行なうステッ
プである、ことを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 前記加圧空気供給ステップが、コンプ
レッサを用いるステップを含んでいることを特徴とする
請求項２２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記膜カートリッジの前記空気流入口
に接続した二次制流装置が過剰な加圧空気を放出するこ
とを特徴とする請求項２２記載の方法。 - 【請求項２５】 前記制御ステップが更に、前記所望の
露点温度を維持できるような前記圧力と前記流量との適
切な組合せが得られるようにする前記脱湿済空気流出口
に接続した一次制流装置を用いるステップを含んでいる
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。 - 【請求項２６】 変動する流量対圧力特性を制御する前
記制御ステップが更に、前記膜カートリッジの前記空気
流入口に接続した二次制流装置を用いて過剰な加圧空気
を放出するステップを含んでいることを特徴とする請求
項２５記載の方法。 - 【請求項２７】 前記加圧空気が前記膜カートリッジを
通過する前に該加圧空気から流体を濾過して除去する、
流体濾過ステップを含んでいることを特徴とする請求項
２２記載の方法。 - 【請求項２８】 前記流体濾過ステップによって前記加
圧空気から除去して集めた前記流体を排出する、流体排
出ステップを含んでいることを特徴とする請求項２７記
載の方法。 - 【請求項２９】 前記流体排出ステップが、自動フロー
ト式ドレインを用いるステップを含んでいることを特徴
とする請求項２８記載の方法。 - 【請求項３０】 前記流体排出ステップが、前記濾過装
置から流体を排出するための定量流出オリフィスを用い
るステップを含んでいることを特徴とする請求項２８記
載の方法。
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| JP3683287B2 (ja) | 2005-08-17 |
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