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JP2000051639A - Membrane type gas drier - Google Patents

Membrane type gas drier

Info

Publication number
JP2000051639A
JP2000051639A JP10227101A JP22710198A JP2000051639A JP 2000051639 A JP2000051639 A JP 2000051639A JP 10227101 A JP10227101 A JP 10227101A JP 22710198 A JP22710198 A JP 22710198A JP 2000051639 A JP2000051639 A JP 2000051639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
membrane module
gas
dehumidified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10227101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3372212B2 (en
Inventor
Masaki Kobayashi
正樹 小林
Hideo Tamai
秀男 玉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orion Machinery Co Ltd
Original Assignee
Orion Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orion Machinery Co Ltd filed Critical Orion Machinery Co Ltd
Priority to JP22710198A priority Critical patent/JP3372212B2/en
Publication of JP2000051639A publication Critical patent/JP2000051639A/en
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Publication of JP3372212B2 publication Critical patent/JP3372212B2/en
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane type gas drier which can support a hollow fiber membrane module easily in a casing body and absorb the expansion/ contracti on of the module easily. SOLUTION: In a membrane type gas drier which makes air mixed with water vapor and dehumidified purging air flow through hollow fiber membranes 14 comprising water vapor permeable membranes and discharges the dehumidified air obtained by separating the water vapor in the air mixed with water vapor selectively to the dehumidified purging air side, a hollow fiber membrane module 12 in which the membranes 14 are packed in a cylinder 16 so that each of the opening ends of the membranes 14 faces the end surface of the cylinder 16 and a casing body 10 into which the module 12 is inserted so that the air mixed with water vapor is supplied from one end surface and the dehumidified air is discharged from the other end surface are provided as constituents, and the other end part of the module 12 in which one of the end parts is fixed to the casing body 10 or a side surface close to it is supported by a support part 36 extended from the casing body 10 so that the expansion/ contraction in the long shaft direction of the module 12 is allowed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は膜式気体ドライヤ、
更に詳細には水蒸気透過膜から成る中空糸膜を介して水
蒸気混合気体と除湿パージ気体とを流し、水蒸気混合気
体中の水蒸気を選択的に除湿パージ気体側に分離して得
られた除湿気体を吐出する膜式気体ドライヤに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a membrane gas dryer,
More specifically, a steam mixture gas and a dehumidifying purge gas are flowed through a hollow fiber membrane composed of a steam permeable membrane, and the dehumidified gas obtained by selectively separating water vapor in the steam mixed gas to the dehumidifying purge gas side is obtained. The present invention relates to a film type gas dryer for discharging.

【0002】[0002]

【従来の技術】水蒸気混合気体から水蒸気を除去して除
湿気体を吐出するドライヤとしては、水蒸気混合気体中
から水蒸気を選択的に除去する水蒸気透過膜を用いた膜
式気体ドライヤがある。かかる膜式気体ドライヤは、水
蒸気透過膜から成る中空糸膜の内側に水蒸気混合気体を
流すと共に、中空糸膜の外側に除湿パージ気体を流し、
両気体の水蒸気分圧差に因り水蒸気混合気体側から除湿
パージ気体側に水蒸気を移動することによって除湿す
る。この様な中空糸膜を用いた膜式気体ドライヤとし
て、例えば実開平3−83617号公報には、図4に示
す膜式気体ドライヤが提案されている。かかる膜式気体
ドライヤにおいて、ケーシング本体100の上部102
に、水蒸気混合気体が供給される供給口104、除湿さ
れた除湿気体が吐出される吐出口106、及び除湿パー
ジ気体の排出口108が設けられている。このケーシン
グ本体100には、水蒸気透過膜から成る多数本の中空
糸膜110が筒体112に充填されて成る中空糸膜モジ
ュールMが、その一端部が固定されて垂下されている。
この中空糸膜モジュールMの下部には、オリフィス11
4が設けられており、除湿気体の一部が除湿パージ気体
として、中空糸膜モジュールM内に取り込まれる。
2. Description of the Related Art As a dryer that removes water vapor from a steam mixture gas and discharges a dehumidified gas, there is a membrane gas dryer that uses a water vapor permeable membrane that selectively removes water vapor from the steam mixture gas. Such a membrane gas dryer flows a steam mixture gas inside a hollow fiber membrane formed of a water vapor permeable membrane, and flows a dehumidifying purge gas outside the hollow fiber membrane,
Dehumidification is performed by moving steam from the steam mixed gas side to the dehumidifying purge gas side due to the difference in steam partial pressure between the two gases. As a membrane gas dryer using such a hollow fiber membrane, for example, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 3-83617 discloses a membrane gas dryer shown in FIG. In such a film-type gas dryer, the upper portion 102 of the casing body 100
In addition, a supply port 104 for supplying a water vapor mixed gas, a discharge port 106 for discharging dehumidified dehumidified gas, and a discharge port 108 for dehumidified purge gas are provided. A hollow fiber membrane module M in which a large number of hollow fiber membranes 110 made of a water vapor permeable membrane are filled in a tubular body 112 is suspended from the casing body 100 with one end thereof fixed.
An orifice 11 is provided below the hollow fiber membrane module M.
4 is provided, and a part of the dehumidifying gas is taken into the hollow fiber membrane module M as a dehumidifying purge gas.

【0003】図4に示す膜式気体ドライヤでは、供給口
104から中空糸膜モジュールMの一端面に供給された
水蒸気混合気体は、中空糸膜110の一端から他端の方
向に中空糸膜110内を流れつつ、中空糸膜110外を
流れる除湿パージ気体側に水蒸気が選択的に移動して除
湿される。除湿された除湿気体は、中空糸膜モジュール
Mの他端面からケーシング本体112の底部側に吐出さ
れる。ケーシング本体112の底部側に吐出された除湿
気体は、その大部分がケーシング本体100の上部10
2に形成された吐出口106から吐出され、その一部が
中空糸膜モジュールMの下部に形成されたオリフィス1
14から中空糸膜モジュールM内に取り込まれる。中空
糸膜モジュールM内に取り込まれた除湿気体は、中空糸
膜110の外側を流れる除湿パージ気体となり、ケーシ
ング本体100の上部102に形成された除湿パージ気
体の排出口108から排出される。排出口108から排
出される除湿パージ気体中には、中空糸膜110の内側
を流れる水蒸気混合気体中から移動した水蒸気が含まれ
る。
[0003] In the membrane gas dryer shown in FIG. 4, the steam mixed gas supplied from the supply port 104 to one end face of the hollow fiber membrane module M is supplied from one end of the hollow fiber membrane 110 to the other end. While flowing inside, the water vapor selectively moves to the dehumidification purge gas side flowing outside the hollow fiber membrane 110 to be dehumidified. The dehumidified dehumidified gas is discharged from the other end surface of the hollow fiber membrane module M to the bottom side of the casing body 112. Most of the dehumidified gas discharged to the bottom side of the casing body 112 is
The orifice 1 is discharged from a discharge port 106 formed in the hollow fiber membrane module M and a part thereof is formed in a lower portion of the hollow fiber membrane module M.
From 14 is taken into the hollow fiber membrane module M. The dehumidified gas taken into the hollow fiber membrane module M becomes a dehumidified purge gas flowing outside the hollow fiber membrane 110, and is discharged from a dehumidified purge gas outlet 108 formed in the upper portion 102 of the casing body 100. The dehumidified purge gas discharged from the discharge port 108 contains water vapor moved from the water vapor mixture gas flowing inside the hollow fiber membrane 110.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図4に示す膜式気体ド
ライヤを構成する中空糸膜モジュールMは、両端部11
6、116の各々が樹脂で固着されて収束された多数本
の中空糸膜110が筒体112内に充填されて形成され
ているものであり、その一端部はケーシング本体100
に固定されて垂下されている。従って、中空糸膜モジュ
ールMの他端部は自由端であり、周囲温度の変化に伴う
水蒸気混合気体の温度変化等に因る中空糸膜モジュール
Mの伸縮を無理なく吸収できる。しかし、中空糸膜モジ
ュールMの他端部にはオリフィス114等も設けられて
おり、かかる中空糸膜モジュールMを一端部で片持支持
する場合は、中空糸膜モジュールMの一端部とケーシン
グ本体100との強度を向上し且つ強固に固定すること
が必要である。このため、中空糸膜モジュールMやケー
シング本体100を形成する材料の板厚が厚くなって膜
式気体ドライヤの重量が増加する等の懸念が発生する。
The hollow fiber membrane module M constituting the membrane type gas dryer shown in FIG.
A large number of hollow fiber membranes 110, each of which is fixed with a resin and converged, are filled in a cylindrical body 112, and one end thereof is formed in a casing body 100.
It is fixed and hanging. Therefore, the other end of the hollow fiber membrane module M is a free end, and can easily absorb expansion and contraction of the hollow fiber membrane module M due to a change in the temperature of the steam mixed gas due to a change in the ambient temperature. However, an orifice 114 or the like is also provided at the other end of the hollow fiber membrane module M. When such a hollow fiber membrane module M is cantilevered at one end, the one end of the hollow fiber membrane module M and the casing body It is necessary to improve the strength with 100 and firmly fix it. For this reason, there is a concern that the thickness of the material forming the hollow fiber membrane module M and the casing main body 100 is increased and the weight of the membrane gas dryer is increased.

【0005】一方、図4に示す膜式気体ドライヤにおい
て、中空糸膜モジュールMの両端部をケーシング本体1
00に固定することによって、中空糸膜モジュールMを
容易に支承することができ、中空糸膜モジュールMやケ
ーシング本体100を形成する材料の板厚を厚くするこ
とに因る膜式気体ドライヤの重量増加等の懸念を防止で
きる。しかしながら、中空糸膜モジュールMの両端部を
ケーシング本体100に固定すると、周囲温度の変化に
伴う水蒸気混合気体の温度変化等に因る中空糸膜モジュ
ールMの伸縮によって、中空糸膜モジュールMとケーシ
ング本体100とのシールが不完全となって除湿性能が
低下したり、中空糸膜モジュールMに破損が生じる等の
おそれがある。また、中空糸膜モジュールM及びケーシ
ング本体100の加工精度も問題となることもある。そ
こで、本発明の課題は、ケーシング本体内に中空糸膜モ
ジュールを容易に支承することができ、且つ中空糸膜モ
ジュールの伸縮を容易に吸収し得る膜式気体ドライヤを
提供することにある。
On the other hand, in the membrane gas dryer shown in FIG. 4, both ends of the hollow fiber membrane module M are connected to the casing body 1.
00, the hollow fiber membrane module M can be easily supported, and the weight of the membrane gas dryer caused by increasing the thickness of the material forming the hollow fiber membrane module M and the casing body 100 Concerns such as increase can be prevented. However, when both ends of the hollow fiber membrane module M are fixed to the casing main body 100, the hollow fiber membrane module M and the casing are expanded and contracted due to a temperature change of the water vapor mixed gas accompanying a change in the ambient temperature. There is a possibility that the seal with the main body 100 may be incomplete and the dehumidification performance may be reduced, or the hollow fiber membrane module M may be damaged. Further, the processing accuracy of the hollow fiber membrane module M and the casing body 100 may also be a problem. Therefore, an object of the present invention is to provide a membrane gas dryer that can easily support a hollow fiber membrane module in a casing body and can easily absorb expansion and contraction of the hollow fiber membrane module.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するには、中空糸膜モジュールの一端部をケーシ
ング本体に固定して支承し、且つ中空糸膜モジュールの
伸縮を許容し得るように、中空糸膜モジュールの他端部
を支承することが有効と考え検討した結果、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、水蒸気透過膜から成る中
空糸膜を介して水蒸気混合気体と除湿パージ気体とを流
し、水蒸気混合気体中の水蒸気を選択的に除湿パージ気
体側に分離して得られた除湿気体を吐出する膜式気体ド
ライヤにおいて、該中空糸膜の開口端の各々が筒体の端
面に臨むように、前記筒体内に複数本の中空糸膜が充填
されて成る中空糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュ
ールの一方の端面から水蒸気混合気体が供給され且つ前
記中空糸膜モジュールの他方の端面から除湿気体が排出
されるように、前記中空糸膜モジュールが挿入されてい
るケーシング本体とから成り、且つ前記ケーシング本体
に端部の一方が固定されている前記中空糸膜モジュール
の他端部又はその近傍の側面が、前記中空糸膜モジュー
ルの長軸方向への伸縮が許容されるように、前記ケーシ
ング本体から延びた支承部によって支承されていること
を特徴とする膜式気体ドライヤにある。
In order to solve the above problems, the present inventors fixed and supported one end of a hollow fiber membrane module to a casing body, and allowed expansion and contraction of the hollow fiber membrane module. As a result, it was considered that it is effective to support the other end of the hollow fiber membrane module. That is, the present invention provides a dehumidification method obtained by flowing a steam mixture gas and a dehumidifying purge gas through a hollow fiber membrane composed of a steam permeable membrane, and selectively separating water vapor in the steam mixture gas to a dehumidifying purge gas side. In a membrane gas dryer that discharges a gas, a hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber membranes are filled in the cylinder so that each open end of the hollow fiber membrane faces an end surface of the cylinder, From the casing body into which the hollow fiber membrane module is inserted, so that a steam mixture gas is supplied from one end face of the hollow fiber membrane module and dehumidified gas is discharged from the other end face of the hollow fiber membrane module. The other end of the hollow fiber membrane module having one end fixed to the casing main body or a side surface near the other end is allowed to expand and contract in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane module. As it is, in film type gas dryer which is characterized in that it is supported by the support portion extending from the casing body.

【0007】かかる本発明において、中空糸膜モジュー
ルの軸方向の位置を規制するストッパを、ケーシング本
体に設けることによって、中空糸膜モジュールの過大な
伸長による弊害、例えば水蒸気を含むパージ空気が排出
される中空糸膜モジュールの排出孔を閉塞するような事
態を防止できる。更に、水蒸気混合気体が、その流れ方
向が反転してから中空糸膜モジュールに供給されるよう
に、前記中空糸膜モジュールをケーシング本体内に挿入
していること、或いはケーシング本体の内壁面と中空糸
膜モジュールの外壁面との間に、水蒸気混合気体が流れ
る流路を設け、前記流路内に水蒸気混合気体に含まれる
水滴を分離する水滴分離手段を設けることによって、水
滴が中空糸膜モジュールに入る事態を防止できる。ま
た、除湿気体の一部を除湿パージ気体として供給する膜
式気体ドライヤであって、水蒸気混合気体の供給口、前
記除湿気体の吐出口、及び前記除湿パージ気体の供給量
を調整する調整手段の各々を、ケーシング本体の一端部
側に設けることにより、吐出口から吐出される除湿気体
の露点を容易に調整できる。
In the present invention, by providing a stopper for regulating the axial position of the hollow fiber membrane module in the casing body, adverse effects due to excessive extension of the hollow fiber membrane module, for example, purge air containing water vapor is discharged. Can be prevented from closing the discharge hole of the hollow fiber membrane module. Further, the hollow fiber membrane module is inserted into the casing main body so that the flow direction of the steam mixed gas is reversed and then supplied to the hollow fiber membrane module, or the inner wall surface of the casing main body is hollow. By providing a flow path through which the water vapor mixture gas flows between the outer wall surface of the fiber membrane module and water droplet separation means for separating water droplets contained in the water vapor mixture gas in the flow path, water droplets are removed from the hollow fiber membrane module. Can be prevented. Also, a film-type gas dryer for supplying a part of the dehumidifying gas as a dehumidifying purge gas, comprising a supply port for a water vapor mixture gas, a discharge port for the dehumidifying gas, and an adjusting means for adjusting a supply amount of the dehumidifying purge gas. By providing each of them at one end of the casing body, the dew point of the dehumidified gas discharged from the discharge port can be easily adjusted.

【0008】本発明において、一端部がケーシング本体
に固定されて支承された中空糸膜モジュールの他端部又
はその近傍の側面は、中空糸膜モジュールの伸縮を許容
するように、ケーシング本体から延びた支承部によって
支承されている。この様に、中空糸膜モジュールを両持
支持することによって、中空糸膜モジュールを片持支持
する場合に比較して、中空糸膜モジュール及びケーシン
グ本体を形成する材料の板厚等を厚くすることを要しな
い。しかも、中空糸膜モジュールの他端部又はその近傍
の側面は、中空糸膜モジュールの伸縮を許容するよう
に、ケーシング本体から延びた支承部によって支承され
ているため、周囲温度の変化に伴う水蒸気混合気体の温
度変化に因る中空糸膜モジュールの伸縮を容易に吸収で
き、中空糸膜モジュールの伸縮によって発生する中空糸
膜モジュール自身の破損等を防止できる。
In the present invention, the other end of the hollow fiber membrane module whose one end is fixed to and supported by the casing main body or a side surface near the other end extends from the casing main body so as to allow the hollow fiber membrane module to expand and contract. It is supported by a bearing. As described above, by supporting the hollow fiber membrane module at both ends, the thickness of the material forming the hollow fiber membrane module and the casing main body is increased as compared with the case of supporting the hollow fiber membrane module at one end. Does not require In addition, the other end of the hollow fiber membrane module or a side surface in the vicinity thereof is supported by a support extending from the casing body so as to allow the hollow fiber module to expand and contract. The expansion and contraction of the hollow fiber membrane module due to the change in temperature of the mixed gas can be easily absorbed, and damage to the hollow fiber membrane module itself caused by expansion and contraction of the hollow fiber membrane module can be prevented.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1に本発明に係る膜式気体ドラ
イヤの一例を示す。図1に示す膜式気体ドライヤは、縦
型の膜式空気ドライヤであって、ケーシング本体10に
中空糸膜モジュール12の一端部が固定されている。こ
の中空糸膜モジュール12は、両端部の各々が樹脂2
4、24で固着されて収束された多数本の中空糸膜14
が筒体16内に充填されて形成されているものである。
この中空糸膜14は、その開口端の各々が筒体16の端
面に臨むように充填されている。かかる中空糸膜モジュ
ール12の中心部には、上端開口部から除湿パージ空気
が導入されるパイプ18が設けられている。このパイプ
18には、その下端開口部に栓部材26が挿入されてい
ると共に、パイプ18の側面を取り巻くように充填され
ている中空糸膜14の外側に除湿パージ空気を供給する
供給孔20が、パイプ18の上端部近傍の側面に開口さ
れている。尚、筒体16の下端部近傍の側面には、供給
孔20から供給された除湿パージ空気が中空糸膜14の
外側を流れて水蒸気を含有するパージ空気を排出する排
出孔22が開口されている。
FIG. 1 shows an example of a film-type gas dryer according to the present invention. The membrane-type gas dryer shown in FIG. 1 is a vertical membrane-type air dryer, and one end of a hollow fiber membrane module 12 is fixed to a casing body 10. The hollow fiber membrane module 12 has a resin 2 at each end.
Many hollow fiber membranes 14 fixed and converged at 4, 24
Are formed by filling the inside of the cylindrical body 16.
The hollow fiber membrane 14 is filled so that each of its open ends faces the end face of the cylindrical body 16. At the center of the hollow fiber membrane module 12, a pipe 18 into which dehumidified purge air is introduced from the upper end opening is provided. The pipe 18 has a plug member 26 inserted into a lower end opening thereof, and a supply hole 20 for supplying dehumidified purge air to the outside of the hollow fiber membrane 14 filled so as to surround the side surface of the pipe 18. The pipe 18 is opened on the side surface near the upper end. A discharge hole 22 is formed in the side surface near the lower end of the cylindrical body 16 for discharging dehumidified purge air supplied from the supply hole 20 outside the hollow fiber membrane 14 and discharging purge air containing water vapor. I have.

【0010】この中空糸膜モジュール12の一端部が固
定されているケーシング本体10には、その上部28に
水蒸気混合空気の供給口30、除湿空気の吐出口32、
及び除湿パージ空気の供給量を調整する調整手段として
の流量調整弁34が設けられている。この流量調節弁3
4は、中空糸膜モジュール12から除湿空気が吐出され
る吐出室33に一端が開口され且つ他端がパイプ18の
上端開口部内に挿入された除湿パージ空気供給口48
に、その先端部が挿入されている。このため、流量調節
弁34の先端部の除湿パージ空気供給口48内への挿入
量によって、除湿パージ空気の供給量を調整できる。か
かる除湿パージ空気の供給量の調整は、ケーシング本体
10の上部28の表面に突出する突出部分を回動するこ
とによって行うことができる。また、吐出室33の内壁
面には、吐出口32の一端が開口されている。かかるケ
ーシング本体10の下部側の内壁面から延出された支承
部36には、図2に示す様に、中空糸膜モジュール12
の下端部が挿入される貫通孔40が形成されている。こ
の貫通孔40の上部内壁面及び下部内壁面に形成された
溝部42、42には、O−リング38、38(図1)が
挿入されて、貫通孔40内に挿入された中空糸膜モジュ
ール12の下端部近傍の側面との間がシールされる。更
に、貫通孔40の中部内壁面に形成された溝部44は、
筒体16の排出孔22から排出されたパージ空気をケー
シング本体10の下部側の側面に開口されているパージ
空気排出孔46から排出されるパージ空気の排出通路を
形成する。
In the casing body 10 to which one end of the hollow fiber membrane module 12 is fixed, a supply port 30 for mixed water vapor, a discharge port 32 for dehumidified air,
A flow control valve 34 is provided as an adjusting means for adjusting the supply amount of the dehumidifying purge air. This flow control valve 3
4 is a dehumidified purge air supply port 48 having one end opened to the discharge chamber 33 from which the dehumidified air is discharged from the hollow fiber membrane module 12 and the other end inserted into the upper end opening of the pipe 18.
, The tip is inserted. For this reason, the supply amount of the dehumidifying purge air can be adjusted by the insertion amount of the distal end portion of the flow control valve 34 into the dehumidifying purge air supply port 48. The adjustment of the supply amount of the dehumidifying purge air can be performed by rotating a protruding portion protruding from the surface of the upper portion 28 of the casing body 10. One end of the discharge port 32 is opened on the inner wall surface of the discharge chamber 33. As shown in FIG. 2, the hollow fiber membrane module 12 has a support portion 36 extending from the inner wall surface on the lower side of the casing body 10.
Is formed with a through-hole 40 into which the lower end portion is inserted. The O-rings 38, 38 (FIG. 1) are inserted into the grooves 42, 42 formed on the upper inner wall surface and the lower inner wall surface of the through hole 40, and the hollow fiber membrane module inserted into the through hole 40. The space between the lower end and the side surface near the lower end is sealed. Furthermore, the groove 44 formed on the inner wall surface of the middle part of the through hole 40 is
The purge air discharged from the discharge hole 22 of the cylindrical body 16 forms a discharge passage for purge air discharged from the purge air discharge hole 46 opened on the lower side surface of the casing body 10.

【0011】この様な支承部36の貫通孔40内に、下
端部近傍が挿入された中空糸膜モジュール12は、その
下端部近傍の側面が貫通孔40の内壁面に部分的に摺接
すると共に、凹溝42、42に挿入されたO−リング3
8、38に接触する。このため、中空糸膜モジュール1
2の下端部近傍は、その側面が支承部36に固定される
ことなく支承されている。従って、一端部がケーシング
本体10に固定されている中空糸膜モジュール12が伸
縮したとき、中空糸膜モジュール12は、その下端部近
傍の側面が支承部36によって支承されつつ伸縮でき、
中空糸膜モジュール12の破損等を防止できる。かかる
中空糸膜モジュール12が伸縮しても、筒体16に形成
された排出孔22が貫通孔40の中部内壁面に形成され
た溝部44の幅内であれば、排出孔22が貫通孔40の
内壁面等によって閉塞されることはない。但し、中空糸
膜モジュール12が過大に伸縮し、筒体16の排出孔2
2が溝部44の幅から外れる場合は、排出孔22が貫通
孔40の内壁面等によって閉塞されるおそれがある。
The hollow fiber membrane module 12 having the vicinity of the lower end inserted into the through hole 40 of the support portion 36 has the side surface near the lower end partially slidingly contacting the inner wall surface of the through hole 40. O-ring 3 inserted in the concave grooves 42, 42
8, 38 are contacted. For this reason, the hollow fiber membrane module 1
The vicinity of the lower end of 2 is supported without its side surface being fixed to the support portion 36. Therefore, when the hollow fiber membrane module 12 whose one end is fixed to the casing body 10 expands and contracts, the hollow fiber membrane module 12 can expand and contract while the side surface near the lower end is supported by the support portion 36,
Breakage of the hollow fiber membrane module 12 can be prevented. Even if the hollow fiber membrane module 12 expands and contracts, if the discharge hole 22 formed in the cylindrical body 16 is within the width of the groove portion 44 formed on the inner wall surface of the middle part of the through hole 40, the discharge hole 22 becomes It is not blocked by the inner wall surface or the like. However, the hollow fiber membrane module 12 expands and contracts excessively, and the discharge hole 2
If 2 deviates from the width of the groove portion 44, the discharge hole 22 may be closed by the inner wall surface of the through hole 40 or the like.

【0012】この点、図1に示す膜式空気ドライヤは、
中空糸膜モジュール12の下端面よりも下方のケーシン
グ本体10の底部に、板状のストッパ50が放射状に形
成されており、中空糸膜モジュール12が過大に伸長す
ることによる排出孔22の閉塞等を防止できる。更に、
供給口30に水蒸気混合空気の供給が停止されて中空糸
膜モジューツ12の吐出室33の方向への圧力が低減し
たとき、吐出室33に加えられる除湿空気の圧力によっ
て中空糸膜モジュール12が下方に押し出される場合が
ある。この様な場合にも、ストッパ50により、中空糸
膜モジュール12の軸方向の位置を所定位置に規制でき
る。また、図1に示す膜式空気ドライヤには、ケーシン
グ本体10の内壁面と中空糸膜モジュール12の外壁面
とに間に、水蒸気混合空気が通過する流路52が形成さ
れており、ケーシング本体10の底面部にドレンを抜き
出すドレン抜出孔54が設けられている。このドレン抜
出孔54には、ドレンを貯留するドレンタンクを連結し
てもよく、ドレン抜きバルブ等を装着して人手でバルブ
を開閉してケーシング本体10の底部に溜まっているド
レンを抜き出してもよい。
In this respect, the membrane air dryer shown in FIG.
A plate-like stopper 50 is formed radially at the bottom of the casing body 10 below the lower end surface of the hollow fiber membrane module 12, and the discharge hole 22 is closed due to the hollow fiber membrane module 12 extending excessively, etc. Can be prevented. Furthermore,
When the supply of the steam mixed air to the supply port 30 is stopped and the pressure of the hollow fiber membrane module 12 in the direction of the discharge chamber 33 is reduced, the hollow fiber membrane module 12 is moved downward by the pressure of the dehumidified air applied to the discharge chamber 33. May be extruded. Even in such a case, the axial position of the hollow fiber membrane module 12 can be regulated to a predetermined position by the stopper 50. In the membrane air dryer shown in FIG. 1, a flow path 52 through which steam-mixed air passes is formed between the inner wall surface of the casing body 10 and the outer wall surface of the hollow fiber membrane module 12, and the casing body A drain extraction hole 54 for extracting drain is provided on the bottom surface of the base 10. A drain tank for storing drain may be connected to the drain extraction hole 54. A drain drain valve is attached to the drain outlet hole 54, and the valve is manually opened and closed to drain the drain accumulated at the bottom of the casing body 10. Is also good.

【0013】かかる膜式空気ドライヤの供給口30に、
空気圧縮機からアフタークーラで冷却された圧縮空気
(水蒸気混合空気)が供給されると、水蒸気混合空気は
流路52を流下してケーシング本体10の下部で反転し
て中空糸膜モジュール12の下端面から中空糸膜14内
に供給される。この様に、水蒸気混合空気の流れ方向が
反転することによって、アフタークーラで冷却等されて
発生して水蒸気混合空気中に含有されることがある水滴
を分離できる。かかる水滴が水蒸気混合空気に伴って中
空糸膜14内に供給されると、中空糸膜14の水蒸気透
過能が低下することがある。中空糸膜モジュール12の
下端面から中空糸膜14内に供給された水蒸気混合空気
は、中空糸膜モジュール12の上端面方向に流動しつ
つ、中空糸膜14の外側を水蒸気混合空気の流動方向に
対して向流方向に流動する除湿パージ空気に水蒸気を選
択的に移動されて除湿される。除湿された除湿空気は、
中空糸膜モジュール12の上端面から吐出室33に吐出
される。
In the supply port 30 of the membrane type air dryer,
When compressed air (steam-mixed air) cooled by an aftercooler is supplied from the air compressor, the steam-mixed air flows down the flow path 52 and is inverted at the lower portion of the casing body 10 to be below the hollow fiber membrane module 12. It is supplied into the hollow fiber membrane 14 from the end face. In this way, by reversing the flow direction of the steam-mixed air, it is possible to separate water droplets that are generated by being cooled by the after cooler and may be contained in the steam-mixed air. When such water droplets are supplied into the hollow fiber membrane 14 along with the steam-mixed air, the water vapor permeability of the hollow fiber membrane 14 may decrease. The steam-mixed air supplied into the hollow fiber membrane 14 from the lower end face of the hollow fiber membrane module 12 flows toward the upper end face of the hollow fiber membrane module 12 and flows outside the hollow fiber membrane 14 in the flow direction of the steam mixed air. The water vapor is selectively moved to the dehumidifying purge air flowing in the countercurrent direction to dehumidify the air. The dehumidified dehumidified air is
It is discharged into the discharge chamber 33 from the upper end surface of the hollow fiber membrane module 12.

【0014】吐出室33に吐出された除湿空気は、その
一部が流量調節弁34によって供給量が調整されて除湿
パージ空気供給口48からパイプ18内に供給される。
パイプ18内に供給された除湿パージ空気は、パイプ1
8の上端部に形成された供給孔20から中空糸膜14の
外側に供給される。この除湿パージ空気は、中空糸膜1
4の外側を中空糸膜14の下端側方向に移動しつつ、中
空糸膜14内を流動する水蒸気混合空気中の水蒸気を含
有するパージ空気となる。パージ空気は筒体16の排出
孔22からケーシング本体16に形成されたパージ空気
排出孔46から系外に排出される。一方、吐出室33に
吐出された除湿空気の大部分は、吐出口32から吐出さ
れて各種ユーザに供給される。ここで、除湿空気の露点
が所定温度ではない場合、例えば除湿空気の露点が所定
温度よりも高いときは、除湿パージ空気量を増加する方
向に流量調節弁34を調整し、除湿空気の露点が所定温
度よりも低いときは、除湿パージ空気量を絞る方向に流
量調節弁34を調整する。
A part of the dehumidified air discharged into the discharge chamber 33 is supplied to the pipe 18 from the dehumidified purge air supply port 48 with the supply amount being adjusted by the flow control valve 34.
The dehumidified purge air supplied into the pipe 18 is supplied to the pipe 1
8 is supplied to the outside of the hollow fiber membrane 14 from a supply hole 20 formed at the upper end. The dehumidified purge air is supplied to the hollow fiber membrane 1
4 moves toward the lower end side of the hollow fiber membrane 14 and becomes purge air containing steam in the steam-mixed air flowing in the hollow fiber membrane 14. The purge air is discharged from the discharge hole 22 of the cylindrical body 16 to the outside of the system through a purge air discharge hole 46 formed in the casing body 16. On the other hand, most of the dehumidified air discharged to the discharge chamber 33 is discharged from the discharge port 32 and supplied to various users. Here, when the dew point of the dehumidified air is not at the predetermined temperature, for example, when the dew point of the dehumidified air is higher than the predetermined temperature, the dew point of the dehumidified air is adjusted by adjusting the flow control valve 34 in a direction to increase the amount of dehumidified purge air. When the temperature is lower than the predetermined temperature, the flow control valve 34 is adjusted in a direction to reduce the amount of dehumidified purge air.

【0015】図1に示す膜式空気ドライヤにおいては、
空気圧縮機からアフタークーラで冷却された水蒸気混合
空気の温度は、季節変動等の影響を受けて変化する。か
かる水蒸気混合空気の温度変化に伴い、水蒸気混合空気
が供給される中空糸膜モジュール12は伸縮する。この
中空糸膜モジュール12の伸縮は、支承部36で側面が
支承されている中空糸膜モジュール12の下端部が伸縮
して吸収できる。このため、中空糸膜モジュール12自
身に又は中空糸膜モジュール12をシールしているシー
ル部材に無理な力が作用することがなく、シール部材の
破損等に因るシール不良に因る除湿性能の低下や、中空
糸膜モジュール12に破損が生じる事態を防止できる。
In the membrane air dryer shown in FIG.
The temperature of the steam-mixed air cooled from the air compressor by the aftercooler changes under the influence of seasonal fluctuations and the like. The hollow fiber membrane module 12 to which the steam-mixed air is supplied expands and contracts with the temperature change of the steam-mixed air. The expansion and contraction of the hollow fiber membrane module 12 can be absorbed by the lower end of the hollow fiber membrane module 12 whose side surface is supported by the support portion 36. For this reason, an excessive force does not act on the hollow fiber membrane module 12 itself or on the sealing member sealing the hollow fiber membrane module 12, and the dehumidifying performance due to the sealing failure due to breakage of the sealing member or the like is eliminated. It is possible to prevent the drop and the situation where the hollow fiber membrane module 12 is damaged.

【0016】図1及び図2で説明した膜式空気ドライヤ
では、ケーシング本体10の内壁面と中空糸膜モジュー
ル12の外壁面とに間に形成された流路52を流下する
水蒸気混合空気をケーシング本体10の下部で反転して
中空糸膜モジュール12の下端面から中空糸膜14内に
供給することによって、水蒸気混合空気中に含まれる水
滴を分離しているが、水蒸気混合空気中に含まれる水滴
を更に一層分離せんとする場合は、図3に示す様に、流
路52内に水蒸気混合気体に含まれる水滴を分離する水
滴分離手段を設けることが好ましい。かかる水滴分離手
段としては、中空糸膜モジュール12の筒体16の外周
に、螺旋状羽根55を設けることによって、流路52内
を流下する水蒸気混合気体を旋回させて水滴を分離でき
る。更に、流路52の下部に、ステンレス繊維等の金属
繊維、無機繊維、或いは無機粉末焼結体等で形成した多
孔質又は編目構造体から成るデミスタ56を収納するこ
とにより、螺旋状羽根55によって分離できなかった微
細水滴も分離可能である。また、かかるデミスタ56を
流路52の下部に設置することによって、ケーシング本
体10の下部に溜まるドレンの巻き上げを防止できる効
果も奏する。尚、図3においては、流路52内に螺旋状
羽根55とデミスタ56とを直列に設置しているが、螺
旋状羽根55とデミスタ56との一方であってもよい。
In the membrane air dryer described with reference to FIGS. 1 and 2, steam-mixed air flowing down a flow path 52 formed between the inner wall surface of the casing body 10 and the outer wall surface of the hollow fiber membrane module 12 is supplied to the casing. The water droplets contained in the steam-mixed air are separated by being inverted at the lower part of the main body 10 and supplied into the hollow-fiber membrane 14 from the lower end surface of the hollow-fiber membrane module 12, but are contained in the steam-mixed air. In order to further separate the water droplets, it is preferable to provide a water droplet separating means for separating the water droplets contained in the steam mixed gas in the flow path 52 as shown in FIG. By providing the spiral blade 55 on the outer periphery of the cylindrical body 16 of the hollow fiber membrane module 12 as such a water droplet separation means, the water vapor mixture gas flowing down the flow path 52 can be swirled to separate water droplets. Further, by storing a demister 56 made of a porous or knitted structure formed of a metal fiber such as a stainless steel fiber, an inorganic fiber, or a sintered body of an inorganic powder in the lower portion of the flow path 52, the spiral blade 55 Fine water droplets that could not be separated can also be separated. In addition, by installing the demister 56 below the flow path 52, an effect of preventing the drain accumulated in the lower part of the casing main body 10 from being wound up can be obtained. In FIG. 3, the spiral blade 55 and the demister 56 are installed in series in the flow path 52, but may be one of the spiral blade 55 and the demister 56.

【0017】以上、説明してきた図1〜図3において
は、縦型の膜式空気ドライヤについて説明してきたが、
横型の膜式空気ドライヤであってもよい。また、除湿気
体として、空気のみならず他の気体、例えば窒素ガスや
酸素ガス等の除湿にも本発明に係る膜式気体ドライヤを
使用できる。但し、窒素ガスや酸素ガス等の空気以外の
気体の除湿に本発明に係る膜式気体ドライヤを使用する
場合には、安全性及び経済性の観点からパージ気体排出
孔46から排出されるパージ気体を回収して再使用する
ことが好ましい。
In FIGS. 1 to 3 described above, the vertical type membrane air dryer has been described.
A horizontal membrane air dryer may be used. As the dehumidifying gas, the film-type gas dryer according to the present invention can be used for dehumidifying not only air but also other gases such as nitrogen gas and oxygen gas. However, when the membrane gas dryer according to the present invention is used for dehumidifying a gas other than air such as nitrogen gas or oxygen gas, the purge gas discharged from the purge gas discharge hole 46 from the viewpoint of safety and economy. Is preferably recovered and reused.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明に係る膜式気体ドライヤでは、一
端部がケーシング本体に固定されて支承された中空糸膜
モジュールの他端部又はその近傍の側面は、中空糸膜モ
ジュールの伸縮を許容するように、ケーシング本体から
延びた支承部によって支承されている。このため、本発
明に係る膜式気体ドライヤは、中空糸膜モジュールを片
持支持する場合に比較して、中空糸膜モジュール及びケ
ーシング本体を形成する材料の板厚等を厚くすることを
要せず、軽量化を図ることができる。しかも、周囲温度
の変化に伴う水蒸気混合気体の温度変化に因る中空糸膜
モジュールの伸縮を容易に吸収でき、中空糸膜モジュー
ルの伸縮によって発生する中空糸膜モジュール自身の破
損や内部シールの不完全化等を防止でき、膜式気体ドラ
イヤに対する信頼性を向上できる。
In the membrane gas dryer according to the present invention, the other end of the hollow fiber membrane module whose one end is fixed to the casing main body and supported on the other end or a side surface near the other end allows the expansion and contraction of the hollow fiber membrane module. So that it is supported by a bearing extending from the casing body. For this reason, the membrane-type gas dryer according to the present invention needs to increase the thickness of the material forming the hollow fiber membrane module and the casing main body as compared with the case where the hollow fiber membrane module is cantilevered. Therefore, the weight can be reduced. Moreover, the expansion and contraction of the hollow fiber membrane module due to the change in the temperature of the water vapor mixture gas accompanying the change in the ambient temperature can be easily absorbed, and the hollow fiber membrane module itself is damaged due to the expansion and contraction of the hollow fiber membrane module and the internal seal is not damaged. Completeness and the like can be prevented, and the reliability of the film-type gas dryer can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る膜式気体ドライヤの一例を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a film-type gas dryer according to the present invention.

【図2】図1に示す膜式気体ドライヤの中空糸膜モジュ
ールを使用する支承部の構造を示す部分縦断面図であ
る。
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view showing a structure of a support portion using the hollow fiber membrane module of the membrane type gas dryer shown in FIG.

【図3】本発明に係る膜式気体ドライヤの他の例を示す
縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another example of the film-type gas dryer according to the present invention.

【図4】従来の膜式気体ドライヤを示す縦断面図であ
る。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional membrane gas dryer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ケーシング本体 12 中空糸膜モジュール 14 中空糸膜 16 筒体 30 供給口 32 吐出口 34 流量調整弁 36 支承部 50 ストッパ 52 流路 55 螺旋状羽根 56 デミスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Casing main body 12 Hollow fiber membrane module 14 Hollow fiber membrane 16 Cylindrical body 30 Supply port 32 Discharge port 34 Flow control valve 36 Bearing 50 Stopper 52 Flow path 55 Spiral blade 56 Demister

フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA41 HA01 JA18A JA22A JA25B JB04 KE01Q KE13P KE22Q MA01 MB04 PB65 PC72 4D052 AA01 AA02 EA02 FA01 FA03 GA01 GB01 GB03 GB08 Continued on front page F-term (reference) 4D006 GA41 HA01 JA18A JA22A JA25B JB04 KE01Q KE13P KE22Q MA01 MB04 PB65 PC72 4D052 AA01 AA02 EA02 FA01 FA03 GA01 GB01 GB03 GB08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水蒸気透過膜から成る中空糸膜を介して
水蒸気混合気体と除湿パージ気体とを流し、水蒸気混合
気体中の水蒸気を選択的に除湿パージ気体側に分離して
得られた除湿気体を吐出する膜式気体ドライヤにおい
て、 該中空糸膜の開口端の各々が筒体の端面に臨むように、
前記筒体内に複数本の中空糸膜が充填されて成る中空糸
膜モジュールと、 前記中空糸膜モジュールの一端面から水蒸気混合気体が
供給され且つ前記中空糸膜モジュールの他端面から除湿
気体が排出されるように、前記中空糸膜モジュールが挿
入されているケーシング本体とから成り、 且つ前記ケーシング本体に一端部が固定されている前記
中空糸膜モジュールの他端部又はその近傍の側面が、前
記中空糸膜モジュールの長軸方向への伸縮が許容される
ように、前記ケーシング本体から延びた支承部によって
支承されていることを特徴とする膜式気体ドライヤ。
1. A dehumidifying gas obtained by flowing a steam mixed gas and a dehumidifying purge gas through a hollow fiber membrane comprising a steam permeable membrane and selectively separating water vapor in the steam mixed gas to a dehumidifying purge gas side. In the membrane-type gas dryer that discharges, the opening end of the hollow fiber membrane faces the end face of the cylindrical body,
A hollow fiber membrane module in which the hollow body is filled with a plurality of hollow fiber membranes; a steam mixed gas is supplied from one end face of the hollow fiber membrane module, and a dehumidified gas is discharged from the other end face of the hollow fiber membrane module. The hollow fiber membrane module comprises a casing body into which the hollow fiber membrane module is inserted, and the other end of the hollow fiber membrane module having one end fixed to the casing body or a side surface near the other end thereof, A membrane-type gas dryer characterized in that the hollow fiber membrane module is supported by a support extending from the casing body so that expansion and contraction in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane module is permitted.
【請求項2】 中空糸膜モジュールの軸方向への位置を
規制するストッパが、ケーシング本体に設けられている
請求項1記載の膜式気体ドライヤ。
2. The membrane gas dryer according to claim 1, wherein a stopper for regulating the axial position of the hollow fiber membrane module is provided on the casing body.
【請求項3】 水蒸気混合気体が、その流れ方向が反転
してから中空糸膜モジュールに供給されるように、前記
中空糸膜モジュールがケーシング本体内に挿入されてい
る請求項1又は請求項2記載の膜式気体ドライヤ。
3. The hollow fiber membrane module is inserted into the casing body so that the flow direction of the steam mixed gas is reversed before being supplied to the hollow fiber membrane module. The described membrane gas dryer.
【請求項4】 除湿気体の一部を除湿パージ気体として
供給する膜式気体ドライヤであって、水蒸気混合気体の
供給口、前記除湿気体の吐出口、及び前記除湿パージ気
体の供給量を調整する調整手段の各々が、ケーシング本
体の一端部側に設けられている請求項1〜3のいずれか
一項記載の膜式気体ドライヤ。
4. A film-type gas dryer for supplying a part of a dehumidified gas as a dehumidified purge gas, wherein a supply port of a steam mixture gas, a discharge port of the dehumidified gas, and a supply amount of the dehumidified purge gas are adjusted. The membrane gas dryer according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the adjusting means is provided on one end side of the casing main body.
【請求項5】 ケーシング本体の内壁面と中空糸膜モジ
ュールの外壁面との間に、水蒸気混合気体が流れる流路
が設けられ、前記流路内に水蒸気混合気体に含まれる水
滴を分離する水滴分離手段が設けられている請求項1〜
4のいずれか一項記載の膜式気体ドライヤ。
5. A flow path through which a water vapor mixed gas flows is provided between the inner wall surface of the casing main body and the outer wall surface of the hollow fiber membrane module, and water droplets separating water droplets contained in the water vapor mixed gas in the flow path. Claim 1 wherein separation means is provided.
5. The film-type gas dryer according to any one of 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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