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JP3756370B2 - Membrane air dryer that automatically adjusts the purge air flow rate - Google Patents
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JP3756370B2 - Membrane air dryer that automatically adjusts the purge air flow rate - Google Patents

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JP3756370B2 JP2000046449A JP2000046449A JP3756370B2 JP 3756370 B2 JP3756370 B2 JP 3756370B2 JP 2000046449 A JP2000046449 A JP 2000046449A JP 2000046449 A JP2000046449 A JP 2000046449A JP 3756370 B2 JP3756370 B2 JP 3756370B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空糸膜を使用した膜式エアドライヤに関するものであり、更に具体的には、出口空気流量に応じてパージ空気流量を自動調整する機能を備えた膜式エアドライヤに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本体ケース内に多数の中空糸膜を束ねて収容し、これらの中空糸膜に高湿の空気を供給してその除湿を行うと共に、除湿した空気の一部を、分離した水分を排出するパージ空気として中空糸膜の間に流すようにした膜式エアドライヤでは、その除湿の原理上、乾燥空気の一部をパージ空気として大気に放出することになる。通常、このパージ空気は、本体ケースの出口側に内蔵している固定オリフィスを介して中空糸膜間に導出しているため、圧力に対応して一定であり、それを出口の空気流量に対応させて所定の露点性能が得られるようにしている。
【0003】
しかしながら、用途によっては出口の空気流量を複数段に変更したいという要求があり、その場合に、上述の固定オリフィスを持つものでは、例えば出口空気を全く流していない場合でも、圧力がかかっていれば常時ほぼ一定流量のパージ空気を排出することになる。そのため、少なくとも出口空気の流量に変動がある場合にはパージ空気の一部が無駄になる。
【0004】
これを更に具体的に説明すると、膜式エアドライヤは、性能的には、出口空気流量が少なければパージ空気流量を少なくしても所定の露点性能を得ることができ、そのため、出口空気流量が一定でなく、例えば入口空気圧力が0.7MPaで、フル稼働時における最大出口空気流量1000L/min(ANR)に対して、パージ空気流量として190L/min(ANR)が必要とされる場合に、部分稼働時における最小出口空気流量300L/min(ANR)に対しては、パージ空気量として50L/min(ANR)程度を流せばよい。そのため、出口空気流量に応じてパージ空気流量を複数段に切換えできるようにすることが望まれる。
【0005】
このような問題に対処し、出口側に設けた複数の固定オリフィス(穴)を手動の回転式コックで選択することによりパージ空気流量を可変にしたものが、特開平6−238119号公報に開示されているが、手動操作で流量を設定するものであるため、出口の空気流量を監視してその設定を行う必要があり、パージ空気の無駄をなくすことができても、操作に手数がかかるため、自動的に調整可能にすることが望まれる。
【0006】
また、このパージ空気流量を自動的に可変にしたものも、特開平9−57043号公報や特開平11−33338号公報によって提案されている。これらは、乾燥空気の流量に応じて変位する受圧板を用い、乾燥空気の流量に応じて変化する中空糸膜での圧力降下の変化を利用して、空気流量を調整可能にしたものである。しかしながら、中空糸膜での圧力降下は小さく、また中空糸膜内径のばらつきによっても圧力降下が変化するので、乾燥空気の流量変化を受圧板変位量にそのまま変換して利用すると、動作が非常に不安定になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、膜式エアドライヤのパージ空気流量を、出口空気流量に応じて自動的且つ安定的に変化させるようにし、不必要にパージ空気を消費しないようにした膜式エアドライヤを提供することにある。
本発明のさらに具体的な技術的課題は、フロースイッチなどのセンサを用いることなく、異なる出口空気流量時における除湿空気の圧力降下の差異を利用し、簡単な手段でその圧力降下を増幅させたうえで、確実な作動で除湿空気流量に応じたパージ空気流量が得られるようにした膜式エアドライヤを提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、異なる出口空気流量時おける圧力降下の違いによってオン−オフするプロセスバルブを用い、それにより、第2のパージ空気流路の流れをオン−オフ制御して、所要のパージ空気流量を得るようにした膜式エアドライヤを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の膜式エアドライヤは、本体ケース内に多数の中空糸膜を束ねて収容し、これらの中空糸膜に高圧の空気を供給してその除湿を行うと共に、上記除湿した空気の一部を、中空糸膜で分離した水分を排出するためのパージ空気として中空糸膜の低圧側に流す膜式エアドライヤにおいて、上記除湿した空気の一部を中空糸膜の低圧側に送る第1のパージ空気流路に第1のオリフィスを設けると共に、除湿した空気の一部を中空糸膜の低圧側に送る第2のパージ空気流路に、除湿した空気の流路に設けた圧力降下増幅用絞りの下流側と中空糸膜へ空気を供給する高圧側との間の差圧に基づいて動作するプロセスバルブ及び第2のオリフィスを設けたことを特徴とするものである。
【0009】
上記膜式エアドライヤにおいては、第1のオリフィスを、最少の除湿空気流量に対応する流量のパージ空気を第1のパージ空気流路に流すものとし、第2のオリフィスを、前記第1のオリフィスを通して流すパージ空気との合流により、最多の除湿空気流量に対応するパージ空気の流量が得られるものとするのが一般的であるが、諸条件に応じてパージ空気流量を増減することができる。
また、本発明に係る上記膜式エアドライヤは、本体ケースに第1及び第2のオリフィスを組込み、圧力降下増幅用絞り及びプロセスバルブを本体ケースとは別体に形成したものとし、或いは、本体ケースに、第1及び第2のオリフィス、圧力降下増幅用絞り並びにプロセスバルブを組込んだものとすることができる。
【0010】
上記構成を有する膜式エアドライヤにおいては、本体ケースの入口から供給された高湿の空気が多数の中空糸膜内を流れ、そこを流れる間に水分が膜を通して外側の低圧側に浸透分離され、その水分が中空糸膜間を流れるパージ空気によって外部に搬出される。一方、除湿された圧縮空気は本体ケースの出口から所要の流体機器に供給される。
この場合に、上記パージ空気は、本体ケースの出口の除湿空気流量に変動があったとき、その空気流量に応じて、少なくとも所定の露点性能を得ることができる流量に自動調整され、不必要にパージ空気が消費されることはない。
【0011】
即ち、上記本体ケースの出口の除湿空気は、その一部がパージ空気として、該出口から直接的に第1のパージ空気流路における第1のオリフィスを通して中空糸膜の周囲の低圧側に流れるが、この第1のオリフィスは、最少の除湿空気流量に対応する流量のパージ空気を流すように設定されたものである。そして、除湿空気流量が少ない場合には、この第1パージ空気流路を通じて送られる除湿空気のみにより、中空糸膜の低圧側水分のパージが行われる。
【0012】
一方、第2のパージ空気流路における第2のオリフィスは、それを通じてパージ空気が流れたときに、第1のオリフィスを通して常に流されるパージ空気との合流により、本体ケースの除湿空気流量が最多になった場合に対応するパージ空気流量が得られるように設定されたものであり、この第2のパージ空気流路は、本体ケースの出口に設けた除湿空気流量に応じて自動的に開閉するプロセスバルブによって通断される。
【0013】
上記プロセスバルブは、中空糸膜における圧力降下を利用して動作させるものであるが、その圧力降下は一般的に比較的小さくて不安定なものであるため、本体ケースの出口側における除湿した空気の流路に圧力降下増幅用絞りを設け、この圧力降下増幅用絞りの下流側と中空糸膜へ空気を供給する高圧側との間の差圧に基づいて、プロセスバルブを安定的に動作させる。
従って、上記プロセスバルブの確実で安定的な動作に基づき、第2のパージ空気流路における第2のオリフィスを通して、本体ケースの出口における除湿空気の流路に応じたパージ空気を中空糸膜の低圧側に送ることが可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るパージ空気流量を自動調整可能にした膜式エアドライヤの全体的な構成(回路構成)を概念的に示している。
この膜式エアドライヤは、本体ケース2内に多数の中空糸膜3(図2及び図3参照)を束ねて収容したドライヤ本体部1を備え、その中空糸膜3内に本体ケース2の圧縮空気入口4から高圧で高湿の空気(圧力P、流量Q)を供給し、多数の中空糸膜3内を流れる間に膜を通して水分を外側の低圧側に浸透分離してその除湿を行い、除湿した空気(圧力P、流量Q)をドライヤ本体部1の出口5を通して所要の流体機器に供給するように接続されるものである。
【0015】
また、上記高湿空気の除湿を行うに際し、中空糸膜3によって分離された水分を外部に排出するため、除湿された空気の一部を、出口5の除湿空気流量に応じた流量で、中空糸膜3の周囲(低圧側)にパージ空気として流すように構成している。その構成の概要は、上記出口5における除湿した空気の一部を中空糸膜3の周囲(低圧側)に送る第1のパージ空気流路10に、第1のオリフィス11を設けると共に、除湿した空気の一部を上記出口5から中空糸膜3側に送る第2のパージ空気流路20の導入部20aに、エアオペレート型のプロセスバルブ21を、更に、該バルブ21から中空糸膜3に至る第2のパージ空気流路20の連通部20bに、第2のオリフィス22を設けたものであり、上記プロセスバルブ21は、除湿した空気の流路に設けた圧力降下増幅用絞り23の下流側から連通路25を通して導入される圧力PB と、中空糸膜3へ空気を供給する入口4の高圧側から連通路24を通して導入される圧力PA との間の差圧に基づいて、動作させるようにしたものである。
【0016】
即ち、本体ケース2における入口4の空気流量がQ1 、出口空気流量がQ0 であって、その出口空気流量Q0 が最少である場合には、第1のオリフィス11を通過するパージ空気(流量Q2 )のみが中空糸膜3の水分のパージに供され、空気流量の関係は、Q1 =Q0 +Q2 (Q4 =Q2 )となる。
一方、出口空気流量Q0 が最多の場合には、プロセスバルブ21が開くため、第1のオリフィス11を通過するパージ空気(流量Q2 )及び第2のオリフィス22を通過するパージ空気(流量Q3 )が中空糸膜3の水分のパージに供され、空気流量の関係は、Q1 =Q0 +Q2 +Q3 (Q4 =Q2 +Q3 )となる。
【0017】
上記プロセスバルブ21の動作は、本体ケース2の入口4における高圧空気の圧力PA が一定であるとした場合、出口空気流量の最多及び最少の場合における圧力降下の違いがわずかであるため、前記圧力降下増幅用絞り23を設けることにより圧力降下の違いを増幅させるが、それによりプロセスバルブ21に導入される入口空気圧力PA と出口空気圧力PB の差が増幅されるので、該バルブ21のオン−オフが安定的に切換えられ、それが開位置にあるときに前記パージ空気流量Q3 が流される。
なお、図1において、符号6は圧力空気源、7は圧力降下増幅用絞り23による圧力降下を補償する圧力調整弁である。
【0018】
図2ないし図4は、上記図1の構成を、本体ケース2に上記第1及び第2のオリフィス11,22を組込み、圧力降下増幅用絞り23及びプロセスバルブ21を本体ケースとは別体に形成して本体ケース上に搭載した第1実施例の具体的構成を示し、また、図5及び図6は、本体ケース2に、第1及び第2のオリフィス11,22、圧力降下増幅用絞り23並びにプロセスバルブ21を組込んだ第2実施例の具体的構成を示している。以下にこれらの実施例の構成及び作用について説明する。
【0019】
図2ないし図4に示す第1実施例において、本体ケース2は、除湿すべき高圧空気の入口4及び除湿した空気の出口5を設けたキャップ31と、それに一体的に連結した筒状ケース32とを備え、上記入口4は、キャップ31内の中央の嵌着壁33内の空間に連通させ、上記出口5は嵌着壁33の外側の空間に連通させている。そして、上記本体ケース2内には、高分子浸透膜からなる多数本の中空糸膜3を筒状に束ねて収容し、これらの中空糸膜3の両端においては、束ねた中空糸膜3の相互間をシール部材35,36の充填によって気密に固結し、中空糸膜3の束及び上記シール部材35,36の中心部分に遮蔽円筒37を挿入すると共に、周囲にも導気円筒38を嵌着し、それらの遮蔽円筒37及び導気円筒38の両端をシール部材35,36に気密に取付けている。
【0020】
上記中空糸膜3は、遮蔽円筒37の上部シール部材35側端を上記嵌着壁33に気密に外嵌させると共に、導気円筒38をキャップ31内に気密に嵌入し、また、導気円筒38の下部シール部材36側端を筒状ケース32の内周に気密に嵌着することによって、本体ケース2内に固定したもので、筒状ケース32の下端は、シール部材36との間に空間39を介在させて、端蓋40により閉鎖している。
従って、キャップ31の空気入口4を通して供給される多湿の空気は、上記遮蔽円筒37内を通して中空糸膜3の他端の空間39に導びかれ、そこから中空糸膜3内を通して嵌着壁33の周囲に至り、その間に水分を浸透分離させて除湿され、出口5から所要の流体機器に送られる。
【0021】
一方、上記キャップ31には、導気円筒38の外側に開口するパージ空気の流通路45を設けている。また、上記導気円筒38と筒状ケース32との間の中間部分には、両者間の空間を遮断するシール部材46を介装すると共に、導気円筒38における該シール部材46の流通路45側とその反対側に、それぞれ複数の通気孔38a,38bを開設し、更に、筒状ケース32の下部にも外部に通じる通気孔32aを開設している。
従って、キャップ31の流通路45から筒状ケース32と導気円筒38との間に流入したパージ空気は、導気円筒38の通気孔38aから、該導気円筒38と遮蔽円筒37との間における中空糸膜3間に流入し、浸透分離された水分を保持して導気円筒38の通気孔38bから筒状ケース32内に流入し、該筒状ケース32の通気孔32aから外部に排出される。
【0022】
本体ケース2の一部を構成する上記キャップ31には、第1のオリフィス11及び第2のオリフィス22を組み込んだオリフィス組立体47を装着している。上記第1のオリフィス11は、嵌着壁33の外側の空間から流通路45を経て中空糸膜3の周囲に至る第1のパージ空気流路10に配設され、上記第2のオリフィス22は、プロセスバルブ21の出力口から流通路45に至るパージ空気通路20の連通部20bに配設されるものである。また、嵌着壁33の外側の空間を出口5に連通させる流路に圧力降下増幅用絞り23を設けている。
【0023】
プロセスバルブ21は、そのバルブボディ内にバネ51で閉弁方向に付勢されたピストン52と軸により一体化されている弁体50を備え、ピストン52におけるバネ51を収容した側の圧力室に連通路25を通して出口5側の除湿空気圧力PB を、ピストン52の反対側の圧力室に連通路24を通して入口4側の空気圧力PA を導入するように配管している。また、弁体50によって開閉される弁座54を備えた弁室の入力口にはパージ空気流路20の導入部20aを、同出力口には前記オリフィス組立体47に通じるパージ空気流路20の連通部20bを連結している。
【0024】
従って、上記プロセスバルブ21は、圧力降下増幅用絞り23の下流側から連通路25を通して導入される圧力P とバネ51の付勢力が、入口4側から連通路24を通して導入される圧力P による付勢力よりも小さくなったときに開弁し、第2のオリフィス22を通してパージ空気が流通路45に導入される。
具体的には、出口空気流量が最少の場合、中空糸膜3及び圧力降下増幅用絞り23による圧力降下が小さくなり、圧力P が大きな値になるので、その圧力とバネ51の付勢力で弁体50が閉じ、逆に、出口空気流量が最多の場合には、上記圧力降下が大きくなるために圧力P は小さな値になり、圧力P による付勢力で弁体50が開くことになる。
【0025】
このようにして、本体ケース2の出口5側の除湿空気の一部で、該出口5における最少の除湿空気流量に対応する流量のパージ空気が第1のオリフィス11を通して中空糸膜3の周囲の低圧側に流れ、そして上記除湿空気流量が少ない場合には、この第1パージ空気流路10を通じて送られる除湿空気のみにより、中空糸膜の低圧側水分のパージが行われる。
一方、第2のオリフィス22は、プロセスバルブ21を通じてパージ空気が流れたときに、第1のオリフィス11を通して常に流される上記パージ空気との合流により、除湿空気流量が最多になった場合に対応するパージ空気流量を流すものであり、この第2のオリフィス22を通じて流れるパージ空気は、上記プロセスバルブ21により本体ケースの出口5の除湿空気流量によって自動的に制御される。
【0026】
上記第1実施例では、プロセスバルブ21を本体ケース2のキャップ31上に搭載し、プロセスバルブ21と本体ケース2との間を必要な配管によって接続しているが、図5及び図6に示す第2実施例では、本体ケース2内に、第1及び第2のオリフィス11,22、圧力降下増幅用絞り23並びにプロセスバルブ21を組込んでいる。従って、プロセスバルブ21と各部とを配管によって接続する必要はなく、本体ケース2内にその配管に対応する通孔を穿設し、また、その通行を設ける関係で第2のオリフィス22をプロセスバルブ21の出力口に設けているが、その他の構成及び作用は、上記第1実施例の場合と実質的に変わるところがない。
従って、図中の第1実施例と同一または相当部分に同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【0027】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の膜式エアドライヤによれば、パージ空気流量を、出口空気流量に応じて自動的且つ安定的に変化させるようにし、不必要なパージ空気の消費を抑制することができ、特に、フロースイッチなどのセンサを用いることなく、異なる出口空気流量時における除湿空気の圧力降下の差異を利用し、簡単な手段でその圧力降下を増幅させて、確実な作動で除湿空気流量に応じたパージ空気流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るパージ空気流量を自動調整可能にした膜式エアドライヤの全体的な構成(回路構成)を概念的に示している。
【図2】図1の構成を具体化した第1実施例の断面図である。
【図3】図2におけるA−A位置での部分拡大断面図である。
【図4】第1実施例の平面図である。
【図5】図1の構成を具体化した第2実施例の断面図である。
【図6】図5におけるB−B位置での部分拡大断面図である。
【符号の説明】
2 本体ケース
3 中空糸膜
10 第1のパージ空気流路
11 第1のオリフィス
20 第2のパージ空気流路
23 圧力降下増幅用絞り
21 プロセスバルブ
22 第2のオリフィス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a membrane air dryer using a hollow fiber membrane, and more specifically to a membrane air dryer having a function of automatically adjusting a purge air flow rate according to an outlet air flow rate.
[0002]
[Prior art]
A large number of hollow fiber membranes are bundled and stored in the main body case, and high-humidity air is supplied to these hollow fiber membranes to dehumidify them, and a part of the dehumidified air is purged to discharge the separated moisture. In the membrane type air dryer configured to flow as air between the hollow fiber membranes, a part of the dry air is discharged as purge air to the atmosphere on the principle of dehumidification. Normally, this purge air is led out between the hollow fiber membranes through a fixed orifice built in the outlet side of the main body case, so it is constant corresponding to the pressure and corresponds to the air flow rate at the outlet. Thus, a predetermined dew point performance is obtained.
[0003]
However, depending on the application, there is a requirement to change the air flow rate at the outlet to multiple stages. In that case, if the above-mentioned fixed orifice is used, for example, even if no outlet air is flowing at all, pressure is applied. The purge air with a substantially constant flow rate is always discharged. Therefore, at least when the flow rate of the outlet air varies, a part of the purge air is wasted.
[0004]
More specifically, the membrane air dryer can obtain a predetermined dew point performance even if the purge air flow rate is reduced if the outlet air flow rate is small. Therefore, the outlet air flow rate is constant. For example, when the inlet air pressure is 0.7 MPa and the maximum outlet air flow rate is 1000 L / min (ANR) during full operation, 190 L / min (ANR) is required as the purge air flow rate. For the minimum outlet air flow rate of 300 L / min (ANR) during operation, a purge air amount of about 50 L / min (ANR) may be flowed. Therefore, it is desired that the purge air flow rate can be switched to a plurality of stages according to the outlet air flow rate.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-238119 discloses a system in which the purge air flow rate is made variable by selecting a plurality of fixed orifices (holes) provided on the outlet side with a manual rotary cock. However, since the flow rate is set manually, it is necessary to monitor and set the air flow rate at the outlet. Even if the waste of purge air can be eliminated, the operation is troublesome. For this reason, it is desirable to enable automatic adjustment.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-57043 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-33338 also propose a method in which the purge air flow rate is automatically changed. These use a pressure-receiving plate that is displaced according to the flow rate of dry air, and the air flow rate can be adjusted by utilizing the change in pressure drop in the hollow fiber membrane that changes according to the flow rate of dry air. . However, since the pressure drop in the hollow fiber membrane is small, and the pressure drop also changes due to variations in the hollow fiber membrane inner diameter, if the change in the flow rate of the dry air is converted into the pressure plate displacement as it is, the operation is very It becomes unstable.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The technical problem of the present invention is to provide a membrane air dryer in which the purge air flow rate of the membrane air dryer is automatically and stably changed in accordance with the outlet air flow rate so that the purge air is not consumed unnecessarily. There is to do.
A more specific technical problem of the present invention is that the difference in pressure drop of dehumidified air at different outlet air flow rates is utilized without using a sensor such as a flow switch, and the pressure drop is amplified by simple means. Another object of the present invention is to provide a membrane air dryer which can obtain a purge air flow rate corresponding to a dehumidified air flow rate with a reliable operation.
Another technical problem of the present invention, on the difference in pressure drop definitive during different outlet air flow - using a process valve to turn off, thereby a flow of second purge air passage on - off control Another object of the present invention is to provide a membrane air dryer which can obtain a required purge air flow rate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the membrane-type air dryer of the present invention bundles and accommodates a large number of hollow fiber membranes in the main body case, supplies high-pressure air to these hollow fiber membranes, dehumidifies them, and In a membrane type air dryer in which a part of the dehumidified air is flowed to the low pressure side of the hollow fiber membrane as purge air for discharging moisture separated by the hollow fiber membrane, the part of the dehumidified air is sent to the low pressure side of the hollow fiber membrane A first orifice is provided in the first purge air flow path to be sent to the first purge air flow path, and a second purge air flow path for sending a part of the dehumidified air to the low pressure side of the hollow fiber membrane is provided in the dehumidified air flow path. In addition, a process valve and a second orifice that operate based on a differential pressure between a downstream side of the pressure drop amplification throttle and a high pressure side that supplies air to the hollow fiber membrane are provided.
[0009]
In the membrane air dryer, purge air having a flow rate corresponding to the minimum dehumidified air flow rate is flowed to the first purge air flow path through the first orifice, and the second orifice is passed through the first orifice. In general, the flow rate of purge air corresponding to the maximum dehumidified air flow rate is obtained by merging with the purge air to flow, but the purge air flow rate can be increased or decreased according to various conditions.
In the membrane air dryer according to the present invention, the first and second orifices are incorporated in the main body case, and the pressure drop amplification throttle and the process valve are formed separately from the main body case. In addition, the first and second orifices, the pressure drop amplifying restriction, and the process valve may be incorporated.
[0010]
In the membrane-type air dryer having the above configuration, high-humidity air supplied from the inlet of the main body case flows through a number of hollow fiber membranes, and while flowing therethrough, moisture is permeated and separated through the membrane to the outside low-pressure side, The moisture is carried out to the outside by purge air flowing between the hollow fiber membranes. On the other hand, the dehumidified compressed air is supplied to a required fluid device from the outlet of the main body case.
In this case, when the dehumidified air flow rate at the outlet of the main body case is fluctuated, the purge air is automatically adjusted to a flow rate at which at least a predetermined dew point performance can be obtained, and is unnecessary. Purge air is not consumed.
[0011]
That is, the dehumidified air at the outlet of the main body case is partly purged air and flows from the outlet directly to the low pressure side around the hollow fiber membrane through the first orifice in the first purge air flow path. The first orifice is set to flow purge air having a flow rate corresponding to the minimum dehumidified air flow rate. When the dehumidified air flow rate is small, the low-pressure side moisture of the hollow fiber membrane is purged only with the dehumidified air sent through the first purge air flow path.
[0012]
On the other hand, the second orifice in the second purge air flow path has the highest dehumidified air flow rate in the main body case by merging with the purge air that always flows through the first orifice when the purge air flows therethrough. The second purge air flow path is automatically opened / closed according to the dehumidified air flow rate provided at the outlet of the main body case. Cut off by a valve.
[0013]
The above process valve is operated by utilizing the pressure drop in the hollow fiber membrane, but since the pressure drop is generally relatively small and unstable, dehumidified air at the outlet side of the main body case. A pressure drop amplification throttle is provided in the flow path, and the process valve is operated stably based on the differential pressure between the downstream side of the pressure drop amplification throttle and the high pressure side supplying air to the hollow fiber membrane. .
Therefore, based on the reliable and stable operation of the process valve, the purge air corresponding to the flow path of the dehumidified air at the outlet of the main body case is passed through the second orifice in the second purge air flow path to the low pressure of the hollow fiber membrane. Can be sent to the side.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 conceptually shows the overall configuration (circuit configuration) of a membrane air dryer that can automatically adjust the purge air flow rate according to the present invention.
This membrane-type air dryer includes a dryer main body 1 in which a large number of hollow fiber membranes 3 (see FIGS . 2 and 3 ) are bundled and accommodated in a main body case 2, and the compressed air of the main body case 2 is contained in the hollow fiber membrane 3. High-pressure and high-humidity air (pressure P A , flow rate Q 1 ) is supplied from the inlet 4, and moisture is permeated and separated from the low-pressure side outside through the membrane while flowing through the numerous hollow fiber membranes 3 to dehumidify it. The dehumidified air (pressure P B , flow rate Q 0 ) is connected to the required fluid equipment through the outlet 5 of the dryer body 1.
[0015]
Further, when dehumidifying the high-humidity air, in order to discharge the moisture separated by the hollow fiber membrane 3, a part of the dehumidified air is hollowed out at a flow rate corresponding to the dehumidified air flow rate at the outlet 5. It is configured to flow as purge air around the yarn membrane 3 (low pressure side). The outline of the configuration is that a first orifice 11 is provided in the first purge air flow path 10 that sends a part of the dehumidified air at the outlet 5 to the periphery (low pressure side) of the hollow fiber membrane 3 and dehumidified. An air-operated process valve 21 is connected to the introduction portion 20a of the second purge air flow path 20 for sending a part of the air from the outlet 5 to the hollow fiber membrane 3 side, and further from the valve 21 to the hollow fiber membrane 3 The second orifice 22 is provided in the communicating portion 20b of the second purge air flow path 20 to reach the downstream side of the pressure drop amplification throttle 23 provided in the dehumidified air flow path. Based on the differential pressure between the pressure P B introduced from the side through the communication passage 25 and the pressure P A introduced through the communication passage 24 from the high pressure side of the inlet 4 for supplying air to the hollow fiber membrane 3 It is made to let you.
[0016]
That is, when the air flow rate at the inlet 4 in the main body case 2 is Q 1 and the outlet air flow rate is Q 0 , and the outlet air flow rate Q 0 is the minimum, the purge air that passes through the first orifice 11 ( Only the flow rate Q 2 ) is used for purging the moisture of the hollow fiber membrane 3, and the relationship of the air flow rate is Q 1 = Q 0 + Q 2 (Q 4 = Q 2 ).
On the other hand, when the outlet air flow rate Q 0 is the maximum, the process valve 21 is opened, so that purge air (flow rate Q 2 ) passing through the first orifice 11 and purge air passing through the second orifice 22 (flow rate Q 3 ) is used for purging moisture of the hollow fiber membrane 3, and the relationship of the air flow rate is Q 1 = Q 0 + Q 2 + Q 3 (Q 4 = Q 2 + Q 3 ).
[0017]
The operation of the process valve 21, when the pressure P A of the high pressure air at the inlet 4 of the body case 2 is constant, since the difference of pressure drop in the case of most and minimum outlet air flow rate is small, the By providing the pressure drop amplifying throttle 23, the difference in pressure drop is amplified. As a result, the difference between the inlet air pressure P A and the outlet air pressure P B introduced into the process valve 21 is amplified. Is switched on and off in a stable manner, and the purge air flow rate Q 3 is flowed when it is in the open position.
In FIG. 1, reference numeral 6 is a pressure air source, and 7 is a pressure adjusting valve that compensates for a pressure drop caused by the pressure drop amplification throttle 23.
[0018]
2 to FIG. 4, the first and second orifices 11 and 22 are incorporated in the main body case 2 in the configuration of FIG. 1, and the pressure drop amplification throttle 23 and the process valve 21 are separated from the main body case 2. FIG. 5 and FIG. 6 show the first and second orifices 11 and 22 in the main body case 2 for pressure drop amplification. A specific configuration of the second embodiment in which the throttle 23 and the process valve 21 are incorporated is shown. The configuration and operation of these embodiments will be described below.
[0019]
In the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the main body case 2 includes a cap 31 provided with an inlet 4 for high-pressure air to be dehumidified and an outlet 5 for dehumidified air, and a cylindrical case 32 integrally connected thereto. The inlet 4 communicates with a space in the center fitting wall 33 in the cap 31, and the outlet 5 communicates with a space outside the fitting wall 33. And in the said main body case 2, many hollow fiber membranes 3 which consist of a polymer permeable membrane are bundled and accommodated in the cylinder shape, and the hollow fiber membrane 3 bundled in the both ends of these hollow fiber membranes 3 is accommodated. The sealing members 35 and 36 are filled with each other in an airtight manner, and a shielding cylinder 37 is inserted into the bundle of the hollow fiber membranes 3 and the central portion of the sealing members 35 and 36, and an air guiding cylinder 38 is also provided around the periphery. The both ends of the shielding cylinder 37 and the air guide cylinder 38 are hermetically attached to the seal members 35 and 36.
[0020]
The hollow fiber membrane 3 is configured such that the end of the shielding cylinder 37 on the side of the upper seal member 35 is externally fitted to the fitting wall 33 and the air guide cylinder 38 is air-tightly inserted into the cap 31. 38 is fixed in the main body case 2 by airtightly fitting the end of the lower seal member 36 on the inner periphery of the cylindrical case 32, and the lower end of the cylindrical case 32 is between the seal member 36. It is closed by an end cover 40 with a space 39 interposed.
Therefore, the humid air supplied through the air inlet 4 of the cap 31 is guided to the space 39 at the other end of the hollow fiber membrane 3 through the shielding cylinder 37 and from there to the fitting wall 33 through the hollow fiber membrane 3. The water is permeated and separated during that time, and is dehumidified and sent from the outlet 5 to the required fluid equipment.
[0021]
On the other hand, the cap 31 is provided with a purge air flow passage 45 opened to the outside of the air guide cylinder 38. In addition, a seal member 46 that blocks the space between the air guide cylinder 38 and the cylindrical case 32 is interposed in the intermediate portion between the air guide cylinder 38 and the flow path 45 of the seal member 46 in the air guide cylinder 38. A plurality of ventilation holes 38 a and 38 b are formed on the side and the opposite side, respectively, and further, a ventilation hole 32 a that communicates with the outside is provided at the lower portion of the cylindrical case 32.
Accordingly, the purge air that flows between the cylindrical case 32 and the air guide cylinder 38 from the flow path 45 of the cap 31 passes through the air hole 38 a of the air guide cylinder 38 and between the air guide cylinder 38 and the shield cylinder 37. The water flowing between the hollow fiber membranes 3 is retained and the permeated and separated water is retained and flows into the cylindrical case 32 from the vent hole 38b of the air guide cylinder 38, and is discharged to the outside through the vent hole 32a of the cylindrical case 32. Is done.
[0022]
An orifice assembly 47 incorporating the first orifice 11 and the second orifice 22 is attached to the cap 31 constituting a part of the main body case 2. The first orifice 11 is disposed in the first purge air flow path 10 extending from the space outside the fitting wall 33 through the flow passage 45 to the periphery of the hollow fiber membrane 3, and the second orifice 22 is The purge valve 20 is disposed in the communication portion 20b of the purge air passage 20 extending from the output port of the process valve 21 to the flow passage 45. In addition, a pressure drop amplification throttle 23 is provided in the flow path that connects the space outside the fitting wall 33 to the outlet 5.
[0023]
The process valve 21 includes a valve body 50 integrated with a piston 52 urged in a valve closing direction by a spring 51 in the valve body by a shaft, and a pressure chamber on the side of the piston 52 that houses the spring 51. The dehumidified air pressure P B on the outlet 5 side is piped through the communication path 25, and the air pressure P A on the inlet 4 side is introduced into the pressure chamber on the opposite side of the piston 52 through the communication path 24. Further, the inlet 20a of the purge air channel 20 is provided at the input port of the valve chamber having the valve seat 54 opened and closed by the valve body 50, and the purge air channel 20 leading to the orifice assembly 47 is provided at the output port. The communication part 20b is connected.
[0024]
Thus, the process valve 21, the biasing force of the pressure P B and the spring 51 to be introduced through the communicating path 25 from the downstream side of the pressure drop amplification throttle 23, the pressure P A from the inlet 4 side is introduced through the communicating path 24 When the pressure is smaller than the urging force by the valve, the valve is opened, and purge air is introduced into the flow passage 45 through the second orifice 22.
Specifically, when the outlet air flow rate is minimum, the pressure drop due to the hollow fiber membrane 3 and the pressure drop amplifying throttle 23 becomes small, and the pressure P B becomes a large value. the valve body 50 is closed, on the contrary, when the outlet air flow rate is most the pressure P B for the pressure drop increases becomes a small value, to open the valve body 50 by the biasing force of the pressure P a Become.
[0025]
In this way, a part of the dehumidified air on the outlet 5 side of the main body case 2, purge air having a flow rate corresponding to the minimum dehumidified air flow rate at the outlet 5 passes through the first orifice 11 and around the hollow fiber membrane 3. When the dehumidified air flow rate is low and flows to the low pressure side, the low pressure side moisture of the hollow fiber membrane is purged only by the dehumidified air sent through the first purge air flow path 10.
On the other hand, the second orifice 22 corresponds to the case where the flow rate of the dehumidified air is maximized due to the merge with the purge air that always flows through the first orifice 11 when the purge air flows through the process valve 21. The purge air flow is caused to flow, and the purge air flowing through the second orifice 22 is automatically controlled by the process valve 21 according to the dehumidified air flow rate at the outlet 5 of the main body case.
[0026]
In the first embodiment, the process valve 21 is mounted on the cap 31 of the main body case 2 and the process valve 21 and the main body case 2 are connected by necessary piping. In the second embodiment, first and second orifices 11 and 22, a pressure drop amplification throttle 23 and a process valve 21 are incorporated in the main body case 2. Therefore, there is no need to connect the process valve 21 and each part by piping, and a through hole corresponding to the piping is formed in the main body case 2, and the second orifice 22 is connected to the process valve by providing such passage. However, the other configurations and functions are not substantially different from those of the first embodiment.
Therefore, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as in the first embodiment in the drawing, and the detailed description thereof is omitted.
[0027]
【The invention's effect】
According to the membrane air dryer of the present invention described in detail above, the purge air flow rate can be automatically and stably changed according to the outlet air flow rate, and unnecessary consumption of purge air can be suppressed. In particular, without using a sensor such as a flow switch, the difference in pressure drop of the dehumidified air at different outlet air flow rates is utilized, and the pressure drop is amplified by simple means to achieve a dehumidified air flow rate with reliable operation. A corresponding purge air flow rate can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 conceptually shows the overall configuration (circuit configuration) of a membrane air dryer that can automatically adjust the flow rate of purge air according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a first embodiment that embodies the configuration of FIG. 1;
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is a plan view of the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second embodiment that embodies the configuration of FIG. 1;
6 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
2 Body Case 3 Hollow Fiber Membrane 10 First Purge Air Channel 11 First Orifice 20 Second Purge Air Channel 23 Pressure Drop Amplifying Throttle 21 Process Valve 22 Second Orifice

Claims (4)

本体ケース内に多数の中空糸膜を束ねて収容し、これらの中空糸膜に高圧の空気を供給してその除湿を行うと共に、除湿した空気の一部を、中空糸膜で分離した水分を排出するためのパージ空気として中空糸膜の低圧側に流す膜式エアドライヤにおいて、
上記除湿した空気の一部を中空糸膜の低圧側に送る第1のパージ空気流路に第1のオリフィスを設けると共に、
上記除湿した空気の一部を中空糸膜の低圧側に送る第2のパージ空気流路に、除湿した空気の流路に設けた圧力降下増幅用絞りの下流側と中空糸膜へ空気を供給する高圧側との間の差圧に基づいて動作するプロセスバルブ及び第2のオリフィスを設けた、
ことを特徴とするパージ空気流量を自動調整する膜式エアドライヤ。
A large number of hollow fiber membranes are bundled and accommodated in the main body case, and high-pressure air is supplied to these hollow fiber membranes to dehumidify them, and moisture separated from the dehumidified air by the hollow fiber membranes is removed. In the membrane air dryer that flows to the low pressure side of the hollow fiber membrane as purge air for discharging,
Providing a first orifice in the first purge air flow path for sending a part of the dehumidified air to the low pressure side of the hollow fiber membrane;
Air is supplied to the second purge air flow path for sending a part of the dehumidified air to the low pressure side of the hollow fiber membrane, to the downstream side of the pressure drop amplification throttle provided in the dehumidified air flow path and to the hollow fiber membrane. A process valve and a second orifice are provided that operate based on a differential pressure between the high pressure side and
A membrane air dryer that automatically adjusts the purge air flow rate.
第1のオリフィスを、最少の除湿空気流量に対応する流量のパージ空気を第1のパージ空気流路に流すものとし、
第2のオリフィスを、前記第1のオリフィスを通して流すパージ空気との合流により、最多の除湿空気流量に対応するパージ空気の流量が得られるものとした、
ことを特徴とする請求項1に記載のパージ空気流量を自動調整する膜式エアドライヤ。
The first orifice shall flow purge air at a flow rate corresponding to the minimum dehumidified air flow rate to the first purge air flow path,
The flow rate of purge air corresponding to the maximum dehumidified air flow rate is obtained by merging the second orifice with the purge air flowing through the first orifice.
The membrane air dryer for automatically adjusting the purge air flow rate according to claim 1.
本体ケースに第1及び第2のオリフィスを組込み、圧力降下増幅用絞り及びプロセスバルブを本体ケースとは別体に形成した、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパージ空気流量を自動調整する膜式エアドライヤ。
The first and second orifices were incorporated into the main body case, and the pressure drop amplification throttle and the process valve were formed separately from the main body case.
The membrane air dryer for automatically adjusting the purge air flow rate according to claim 1 or 2.
本体ケースに、第1及び第2のオリフィス、圧力降下増幅用絞り並びにプロセスバルブを組込んだ、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパージ空気流量を自動調整する膜式エアドライヤ。
The main body case incorporates first and second orifices, a pressure drop amplification throttle and a process valve.
The membrane air dryer for automatically adjusting the purge air flow rate according to claim 1 or 2.
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US7153341B2 (en) * 2003-04-04 2006-12-26 Parker-Hannifin Corporation Processes for controlling regenerative sweep air for membrane systems
WO2007074126A1 (en) * 2005-12-27 2007-07-05 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Gas separation apparatus
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KR101328447B1 (en) * 2012-06-21 2013-11-14 한국에너지기술연구원 Dehumidifying duct using hollow yarn membrane module
KR101389371B1 (en) * 2012-08-23 2014-04-28 한국에너지기술연구원 Cooling duct using Dehumidifying and humidifying
DE102015104154B4 (en) * 2015-03-19 2022-11-24 Beko Technologies Gmbh Pressure dew point controlled purge air control unit
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