(57)【要約】【課題】分離ガス性状等の性能異常が発生した場合、複数ある中空糸膜モジュールのいずれに異常が生じたのかを特定することにより、予備系に常用系と同一台数の中空糸膜モジュールを設けずに連続して所定性能の１００％の必要分離ガス量を供給する。【解決手段】入口側配管１１および出口側配管１４との間に並列に設けられた複数台の中空糸膜モジュール５で構成された常用系と、前記入口側配管および出口側配管との間に常用系と並列に設けられた中空糸膜モジュールで構成された予備系と、常用系の各中空糸膜モジュールの入口側配管および出口側配管に設けられ通常時は開状態にあり、異常検出により閉状態に切替えられる常用系隔離弁２０ａ，２０ｂと、予備系の中空糸膜モジュールの入口側配管に設けられ通常時は閉状態にあり、異常検出により開状態に切替えられる予備系隔離弁２０ｃと、前記出口側配管に設けられ出口気体の状態を監視し異常状態を検出する気体異常検出手段１８，１９から構成される。【選択図】  図１
2004267845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側配管から供給された入口気体から特定の成分を除去した後出口側配管から出口気体を放出する中空糸膜モジュールを備えた気体分離装置において、
前記入口側配管および出口側配管との間に並列に設けられた複数台の中空糸膜モジュールで構成された常用系と、
前記入口側配管および出口側配管との間に常用系と並列に設けられた中空糸膜モジュールで構成された予備系と、
常用系の各中空糸膜モジュールの入口側配管および出口側配管に設けられ通常時は開状態にあり、異常検出により閉状態に切替えられる常用系隔離弁と、
予備系の中空糸膜モジュールの入口側配管に設けられ通常時は閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられる予備系隔離弁と、
前記出口側配管に設けられ出口気体の状態を監視し前記常用系の異常状態を検出する気体異常検出手段と、
この気体異常検出手段の動作により前記常用系隔離弁および予備系隔離弁をそれぞれ切替え制御して異常が検出された常用系の中空糸膜モジュールを隔離するとともに、健全な常用系の中空糸膜モジュールと予備系の中空糸膜モジュールとを運転することを特徴とする気体分離装置。
【請求項２】
入口側配管から供給された入口気体から特定の成分を除去した後出口側配管から出口気体を放出する中空糸膜モジュールを備えた気体分離装置において、
前記入口側配管および出口側配管との間に並列に設けられた複数台の中空糸膜モジュールで構成された常用系と、
前記入口側配管および出口側配管との間に常用系と並列に設けられた中空糸膜モジュールで構成された予備系と、
常用系の各中空糸膜モジュールの入口側配管および出口側配管に設けられ通常時は開状態にあり、異常検出により閉状態に切替えられる常用系隔離弁と、
予備系の中空糸膜モジュールの入口側配管に設けられ通常時は閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられる予備系隔離弁と、
予備系の中空糸膜モジュールの出口側配管から分岐したパージ空気配管に設けられ通常時閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられるパージ空気止弁と、
前記出口側配管に設けられ出口気体の状態を監視し前記常用系の異常状態を検出する気体気体異常検出手段と、
この気体異常検出手段の検出信号により前記常用系隔離弁、予備系隔離弁およびパージ空気止弁の開度をそれぞれ切替え制御して異常が検出された常用系中空糸膜モジュールを隔離するとともに、健全な常用系の中空糸膜モジュールと予備系の中空糸膜モジュールとを運転することを特徴とする気体分離装置。
【請求項３】
前記気体異常検出手段は、前記常用系の中空糸膜モジュール毎に出口気体の圧力異常を検出する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の気体分離装置。
【請求項４】
前記気体異常検出手段は、前記常用系の中空糸膜モジュール毎に出口気体の気体性状の異常を検出する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の気体分離装置。
【請求項５】
前記出口側配管と前記気体異常検出手段とを検出管により連通させたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の気体分離装置。
【請求項６】
前記検出管の途中に検出弁を設けるとともに前記気体異常検出手段の検出信号に基づいて動作するタイマー制御装置を設け、このタイマー制御装置によって各検出弁を順次開閉制御し、異常な常用系中空糸膜モジュールを特定することを特徴とする請求項５記載の気体分離装置。
【請求項７】
前記常用系を構成する複数台の中空糸膜モジュールを予備系の中空糸膜モジュールの台数単位で複数組に分割し、かつこの複数組毎に専用の気体異常検出手段を設置したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の気体分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の中空糸膜モジュールで構成した気体分離装置に係わり、特に何れかの中空糸膜モジュールに異常が発生した場合でも、装置全体を停止せずに連続運転することのできる気体分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、膜分離技術が急速に発展しており、高分子の薄い中空糸状の膜で空気中の酸素や水蒸気の気体を分離抽出する技術が開発されており、例えば圧縮空気を中空糸膜の内側に供給するだけで空気中の酸素ガスを中空糸膜外側へ透過排出し空気中の窒素ガスのみを得ることができる窒素ガス発生装置や、圧縮空気を中空糸膜の内側に供給するだけで空気中の水蒸気を中空糸膜外側へ透過排出し、乾燥空気を得ることができる除湿装置が提供されており、何れの装置もその発生原理において電源の必要がなく非常に簡素でコンパクトな特徴を有している。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された中空糸膜による除湿の原理を示す図であり、特に（ａ）は中空糸膜の動作原理を、また（ｂ）は中空糸膜モジュールの基本構成を示す図である。図３（ａ）において、中空糸膜１は空気圧縮機等で圧縮された気体２を入力してその湿潤空気２中に含まれる水分３を水蒸気分圧差により生じる浸透力によって中空糸膜１の内側から膜の孔を透過させて排出し、出口で乾燥空気４を得るようにしたものである。
【０００４】
この中空糸膜１を数百ないし数千本束ねて一つの筒状容器６に収納して構成したものが中空糸膜モジュールと称するもので、図３（ｂ）に符号５として示している。図３（ｂ）において、中空糸膜モジュール５は出口気体である乾燥空気４の一部をパージ空気配管７を介して筒状容器６に戻し、中空糸膜１の外側に排出することによって膜を隔てた内側と外側とでの水蒸気分圧を大きくし、透過した水蒸気３を膜透過ガス出口８から大気中に連続放出するように構成されている。
【０００５】
図４は図３の中空糸膜モジュール５およびその関連部品で構成した従来の気体分離装置９を示す図であり、２台の中空糸膜モジュール５ａ、５ｂを並列に設置して常用系によって必要とする乾燥空気量が得られるように構成されている。この気体分離装置９は、常用系の故障時にも連続して必要とする乾燥空気量を１００％供給できるように予備系として同一構成の中空糸膜モジュールを２台並列設置している。
【０００６】
図４の気体分離装置９において、湿潤空気２は入口母管１１に設けた常用系隔離弁としての入口弁１０１を介して入口配管１２ａおよび１２ｂより２台の中空糸膜モジュール５ａ、５ｂへ供給される。これら常用系側の中空糸膜モジュール５ａおよび５ｂの出口気体である乾燥空気は、膜モジュール出口配管１３ａ、１３ｂから出口母管１４１、装置隔離弁としての出口弁１５１および共通出口母管１６を経由して乾燥空気使用部へ供給される。
【０００７】
予備系側も同様に、入口母管１１に設けた予備系入口弁１０２を介して入口配管１２ｃおよび１２ｄより２台の中空糸膜モジュール５ｃ、５ｄへ供給される。これら予備系側中空糸膜モジュール５ｃおよび５ｄの出口気体は、膜モジュール出口配管１３ｃ、１３ｄから出口母管１４２、装置出口弁１５２を経たのち前記共通出口母管１６を介して乾燥空気使用部へ供給される。
【０００８】
なお、前記共通出口母管１６の途中から各種検出器に出口気体を導くための装置出口検出配管１７を分岐させ、この検出配管１７を介して圧力検出器１８および露点検出器１９の検出素子に出口気体を接触させるように構成している。圧力検出器１８は常用系の中空糸膜モジュール５ａ、５ｂの何れかの中空糸膜モジュールの膜破損による脱圧や膜の詰まりによる性能低下等の異常を検出し、一方露点検出器１９は乾燥空気性状を検出する。そして、これら圧力検出器１８または露点検出器１９からの検出信号により、前記装置入口弁１０１および装置出口弁１５１を閉じ、逆に装置入口弁１０２および装置出口弁１５２を開することにより常用系側から予備系側へ切替えるようになっている。
【０００９】
通常運転時は、常用系側の装置入口弁１０１および装置出口弁１５１を開状態にし、予備系側の装置入口弁１０２および装置出口弁１５２を閉状態におかれている。図中、弁のシンボルを塗りつぶしているのは閉状態を意味する。
【００１０】
このように構成された従来の気体分離装置９において、通常運転中圧力検出器１８または露点検出器１９が、中空糸膜モジュール５ａ、５ｂの出口気体の異常を検出すると、その検出信号によっていままで運転していた常用系側の装置入口弁１０１、装置出口弁１５１を開から閉に切替え、同時に予備系側の装置入口弁１０２および装置出口弁１５２を閉から開に切替える。これら装置入口弁および装置出口弁の切替えの結果、常用系の中空糸膜モジュールに異常が発生しても、乾燥空気使用部に対して連続して同じ容量の乾燥空気を供給することができるようになっている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−３３４２５３号公報（第３頁、図３−図５）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の気体分離装置では共通出口母管で出口気体の状態を検出しているため、出口気体の異常が検出できても複数ある中空糸膜モジュールの何れに異常が生じたかを特定することができなかった。
【００１３】
このため、乾燥空気使用部で必要とする分離ガス量を連続して供給するためは上述のように、常用系の他にこの常用系と同一容量すなわち同一台数の中空糸膜モジュールで構成された予備系を備える必要があった。このように同一容量の常用系、予備系を設置するということは、設備費が嵩む上に広い設置場所も確保しなければならないという課題があった。
【００１４】
本発明は上記従来技術の課題を除去するために鑑みなされたもので、分離ガス性状等の性能異常が発生した場合、複数台ある中空糸膜モジュールのいずれに異常が生じたのかを特定できるようにすることによって、常用系に必要な中空糸膜モジュールの台数よりも予備系の中空糸膜モジュールの台数を少なくし、必要な分離ガス量を連続して供給できるようにした気体分離装置を得ることを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る気体分離装置の発明は、入口側配管から供給された入口気体から特定の成分を除去した後出口側配管から出口気体を放出する中空糸膜モジュールを備えた気体分離装置において、前記入口側配管および出口側配管との間に並列に設けられた複数台の中空糸膜モジュールで構成された常用系と、前記入口側配管および出口側配管との間に常用系と並列に設けられた中空糸膜モジュールで構成された予備系と、常用系の各中空糸膜モジュールの入口側配管および出口側配管に設けられ通常時は開状態にあり、異常検出により閉状態に切替えられる常用系隔離弁と、予備系の中空糸膜モジュールの入口側配管に設けられ通常時は閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられる予備系隔離弁と、前記出口側配管に設けられ出口気体の状態を監視し前記常用系の異常状態を検出する気体異常検出手段と、この気体異常検出手段の動作により前記常用系隔離弁および予備系隔離弁をそれぞれ切替え制御して異常が検出された常用系の中空糸膜モジュールを隔離するとともに、健全な常用系の中空糸膜モジュールと予備系の中空糸膜モジュールとを運転することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に係わる気体分離装置の発明は、入口側配管から供給された入口気体から特定の成分を除去した後出口側配管から出口気体を放出する中空糸膜モジュールを備えた気体分離装置において、前記入口側配管および出口側配管との間に並列に設けられた複数台の中空糸膜モジュールで構成された常用系と、前記入口側配管および出口側配管との間に常用系と並列に設けられた中空糸膜モジュールで構成された予備系と、常用系の各中空糸膜モジュールの入口側配管および出口側配管に設けられ通常時は開状態にあり、異常検出により閉状態に切替えられる常用系隔離弁と、予備系の中空糸膜モジュールの入口側配管に設けられ通常時は閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられる予備系隔離弁と、予備系の中空糸膜モジュールの出口側配管から分岐したパージ空気配管に設けられ通常時閉状態にあり、前記常用系の異常検出により開状態に切替えられるパージ空気止弁と、前記出口側配管に設けられ出口気体の状態を監視し前記常用系の異常状態を検出する気体気体異常検出手段と、この気体異常検出手段の検出信号により前記常用系隔離弁、予備系隔離弁およびパージ空気止弁の開度をそれぞれ切替え制御して異常が検出された常用系中空糸膜モジュールを隔離するとともに、健全な常用系の中空糸膜モジュールと予備系の中空糸膜モジュールとを運転することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通な部分については同一符号もしくは関連符号をつけ、重複する説明を避けるものとする。なお、本発明は各種のガス分離装置に適用できるものであるが、以下の実施の形態は除湿装置に適用した例を説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る気体分離装置の構成図である。図１において、９０は除湿装置として用いる気体分離装置であり、入口側配管の一部を構成する入口母管１１から入口気体として湿潤空気を取り入れて水蒸気成分を除去した後、出口側配管の一部を構成する出口母管１４から出口気体としての乾燥空気を取り出すように構成されている。
【００１９】
本実施の形態は、乾燥空気の必要供給量を２台の中空糸膜モジュールからの放出量で賄うことができるように、通常運転時に使用される２台の中空糸膜モジュール（以下、常用系中空糸膜モジュールという）５ａおよび５ｂと、この常用系中空糸膜モジュール５ａおよび５ｂのいずれか一方に異常が検出された場合に切替えて使用される予備の１台の中空糸膜モジュール（以下、予備系中空糸膜モジュールという）５ｃを設置している。
【００２０】
そして、これら常用系中空糸膜モジュール５ａ、５ｂおよび予備系中空糸膜モジュール５ｃの入口側は、それぞれ入口側配管の一部を構成するモジュール入口配管１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを介して前記入口母管１１に接続され、また出口側は出口側配管の一部を構成するモジュール出口配管１３ａ、１３ｂおよび１３ｃを介して前記出口母管１４にそれぞれ接続するように構成されている。なお、モジュール入口配管１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは中間部にモジュール入口隔離弁（以下モジュール入口弁という）２０ａ、２０ｂおよび２０ｃを備え、またモジュール出口配管１３ａおよび１３ｂは中間部にモジュール出口隔離弁（以下、モジュール出口逆止弁という）２１ａ、２１ｂを備えている。
【００２１】
前記モジュール入口弁２０ａ、２０ｂおよび２０ｃは後述するようにモジュール出口気体である乾燥空気の圧力や露点等に異常が検出されたとき、開状態を閉状態に、あるいは閉状態を開状態に切替え制御されるようになっている。また、前記モジュール出口配管１３ａおよび１３ｂは、前記モジュール出口逆止弁２１ａ、２１ｂよりも上流側の分岐点にそれぞれモジュール出口検出配管２２ａおよび２２ｂの一端を接続している。このモジュール出口検出配管２２ａおよび２２ｂはそれぞれ途中にモジュール出口検出弁２３ａおよび２３ｂを備えており、他端に設けた圧力検出器１８および露点検出器１９にモジュール出口検出母管２４の出口気体が触れるように構成されている。
【００２２】
そして、前記予備系中空糸膜モジュール５ｃのパージ空気配管７ｃにのみパージ空気止弁２５を設けている。このパージ空気止弁２５も乾燥空気の圧力や露点等に異常が検出されたとき、閉状態から開状態に切替え制御されるようになっている。
【００２３】
さらに、前記出口母管１４には装置出口検出弁２６を備えた装置出口検出配管２７の一端を分岐接続しており、この装置出口検出配管２７の他端を前記膜モジュール出口検出母管２４に接続している。
【００２４】
２８はタイマー制御装置であり、前記圧力検出器１８あるいは露点検出器１９の検出信号を入力すると、所定時間の間隔で前記膜モジュール出口検出弁２３ａ、２３ｂのうちの一方づつ交互に開状態となるように制御する。
【００２５】
次に、以上のように構成された気体分離装置の動作について説明する。
気体分離装置の通常運転時は、２台の常用系中空糸膜モジュール５ａ、５ｂの入口に設けた膜モジュール入口弁２０ａ、２０ｂは開状態、膜モジュール出口検出配管２２ａ、２２ｂに設けた膜モジュール出口検出弁２３ａ、２３ｂは閉状態に維持されている。また、予備系中空糸膜モジュール５ｃの膜モジュール入口弁２０ｃおよびパージ空気止弁２５は閉状態にあり、装置出口検出管２７に設けた装置出口検出弁２６は開状態に維持されている。
【００２６】
通常運転時は２台の常用系中空糸膜モジュール５ａおよび５ｂにより乾燥空気使用部に向けて乾燥空気を供給しており、このとき圧力検出器１８および露点検出器１９は装置出口検出配管２７の装置出口検出弁２６を通して供給されている乾燥空気の圧力や露点性能の異常兆候もしくは異常が発生しているか否かを監視している。
【００２７】
なお、予備系中空糸膜モジュール５ｃはその膜モジュール出口配管１３ｃを介して圧縮された乾燥空気が中空糸膜１内側に供給されることで圧力保持およびある程度の乾燥保持が成されており、常用系から予備系への切替え時に速やかに所定の性能が得られるように準備してある。また通常運転時はパージ空気止弁２５を閉状態に保持して乾燥空気が不要に膜透過ガス出口８ｃから大気放出されるのを防止している。
【００２８】
このような運転状態において、中空糸膜モジュール５ａ、５ｂから出力される乾燥空気の出口圧力あるいは露点性能の異常兆候もしくは異常状態が圧力検出器１８あるいは露点検出器１９のいずれかまたは双方によって検出されると、その検出信号により、まず装置出口検出弁２７を開状態から閉状態に切替え、タイマー制御装置２８を起動させる。装置出口検出弁２７の切替えにより一旦圧力検出器１８および露点検出器１９に乾燥空気が触れるのを中断させる。
【００２９】
タイマー制御装置２８は所定時間後動作すると、所定時間間隔で２台の常用系中空糸膜モジュール５ａおよび５ｂの膜モジュール出口検出弁２３ａおよび２３ｂを順次開閉する。例えば、始めに膜モジュール出口検出弁２３ａに開指令を与えて開にし、出口検出母管２４から膜モジュール出口検出弁２３ａを通して常用系中空糸膜モジュール５ａからの乾燥空気を圧力検出器１８および露点検出器１９に供給する。
このとき、圧力検出器１８および露点検出器１９のいずれもが動作しなければ、常用系中空糸膜モジュール５ａは正常と判断される。
【００３０】
そしてタイマー制御装置２８は所定時間後に出口検出弁２３ａを開状態から閉状態に切替え制御し、出口検出弁２３ｂを閉状態から開状態に切替え制御し、出口検出母管２４から膜モジュール出口検出弁２３ｂを通して常用系中空糸膜モジュール５ｂからの乾燥空気を圧力検出器１８および露点検出器１９に供給する。この状態で圧力検出器１８あるいは露点検出器１９のいずれか一方または双方が動作した場合、常用系中空糸膜モジュール５ｂに異常があるものと判断される。
【００３１】
このようにして、出口検出弁２３ａおよび２３ｂを切替えて交互に常用系中空糸膜モジュールからの乾燥空気を監視することによって、一対の気体異常検出手段（圧力検出器１８および露点検出器１９）で２台の常用系中空糸膜モジュール５ａ、５ｂのいずれに異常が発生しているのかを特定することができる。
【００３２】
次に、圧力検出器１８あるいは露点検出器１９により、異常が検出された常用系中空糸膜モジュール側（上記説明では、常用系中空糸膜モジュール５ｂ側）の装置入口弁２０ｂを開状態から閉状態に切替え、これと同時に予備系の装置入口弁２０ｃ、パージ空気止弁２５および装置出口検出弁２６を閉状態から開状態に切替える。
【００３３】
この結果、健全な常用系中空糸膜モジュールおよび予備系中空糸膜モジュールの合計２台の中空糸膜モジュールにより連続して異常検出前と同様に所定性能の１００％の必要量の乾燥空気を供給することができる。なお、この中空糸膜モジュール５ａ、５ｃの組合わせ状態においても、圧力検出器１８あるいは露点検出器１９は装置出口検出管２７を介して膜モジュール出口の圧力および露点を監視することになる。
【００３４】
以上述べたように、第１の実施の形態によれば、常用系の中空糸膜モジュールの組毎に隔離用の入口弁、出口弁を設けるとともに、中空糸膜モジュール出口気体の圧力あるいは気体性状を検出する気体異常検出手段を設け、この気体異常検出手段により異常が発生した中空糸膜モジュールを隔離し、代わりに予備の中空糸膜モジュールを運転するようにしたので、従来のように１００％容量の予備装置を持つことなく所定の性能にて連続して必要量の乾燥空気を供給できる。この結果、予備系の設備費の抑制および設置スペースの縮小を図ることができる。
【００３５】
また、第１の実施の形態によれば、予備系の膜モジュール出口配管には逆止弁を設置せずに通常運転時に出力母管から中空糸膜モジュール内部に乾燥空気を供給するようにしたので、中空糸膜モジュール内部をある程度乾燥保持することができ、常用系／予備系の切替え時に即応させることができる。しかも、通常運転時はパージ空気配管に設けたパージ空気止弁２５を閉状態に保持して乾燥空気が膜透過ガス出口から不要に大気放出されるのを防止しているので、運転効率が低下することはない。なお、本実施形態は常用系の中空糸膜モジュールを２台並列の例を説明したが、その処理容量に応じて３台以上として良いことはもちろんである。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係る気体分離装置の構成図である。
この実施の形態による気体分離装置９０は、２台並列接続してなる一組の中空糸膜モジュールを２組並列設置して合計４台で常用系を構成し、一方２台並列接続してなる一組の中空糸膜モジュールで予備系を構成し、さらに常用系の２組の中空糸膜モジュールにそれぞれ専用の圧力検出器および露点検出器を設置するようにした例を示すものである。
【００３７】
まず、常用系の第１組は、中空糸膜モジュール５ａ１および５ａ２それぞれの入口に設けた膜モジュール入口配管１２ａ１および１２ａ２の共通接続点を、膜モジュール入口弁２０ａを有する入口配管２９ａを介して前記入口母管１１に接続し、また中空糸膜モジュール５ａ１および５ａ２それぞれの出口に設けた膜モジュール出口配管１３ａ１および１３ａ２を共通接続し、膜モジュール出口逆止弁２１ａを有する出口配管３０ａを介して前記出口母管１４に接続する。
【００３８】
また、前記膜モジュール出口逆止弁２１ａの上流側の分岐点に膜モジュール出口検出配管２２ａの一端を接続し、その他端に圧力検出器１８および露点検出器１９を設ける。なお、膜モジュール入口弁２０ａは圧力検出器１８ａまたは露点検出器１９ａからの検出信号により開閉動作するように制御されている。
【００３９】
常用系の第２組も同様に構成されているので、添字ａをｂに代えて詳細な説明は省略する。膜モジュール入口弁２０ｂは圧力検出器１８ｂまたは露点検出器１９ｂからの検出信号により開閉動作するように制御されている。
【００４０】
予備系についてもほぼ同様であるが、膜モジュール出口検出配管および検出器を省く代わりに、パージ空気止弁２５を設けるようにした点で異なる。なお、この予備系の膜モジュール入口弁２０ｃおよびパージ空気止弁２５は、圧力検出器１８ａ，１８ｂ、露点検出器１９ａ、１９ｂのいずれかの検出信号により開閉動作するように制御されている。
【００４１】
このように構成された第２の実施の形態では、通常時は中空糸膜モジュール５ａ１および５ａ２で構成する常用系第１組および中空糸膜モジュール５ｂ１および５ｂ２で構成する常用系第２組を並列運転することにより、出口母管１４からは常用系第１組および常用系第２組の乾燥空気を合流して乾燥空気使用部に供給する。
【００４２】
なお、この状態では予備系を構成する中空糸膜モジュール５ｃ１および５ｃ２は出口配管２９ｃを介して乾燥空気によって中空糸膜の内側はある程度乾燥した状態に保持されている。
【００４３】
ところで、通常運転中に常用系第１組の中空糸膜モジュールを監視する圧力検出器１８ａあるいは露点検出器１９ａの少なくとも一方が動作した場合、膜モジュール入口弁２０ａを開状態から閉状態切替えるとともに、予備系の膜モジュール入口弁２０ｃを閉状態から開状態に切替え、同時にパージ空気止弁２５を閉状態から開状態に切替える。
【００４４】
これにより本実施の形態による気体分離装置は、常用系第１組の中空糸膜モジュールが異常になっても、健全な第２組の常用系中空糸膜モジュールと予備系の中空糸膜モジュールとの並列運転により、合計４台の中空糸膜モジュールで通常時と同様に連続して１００％の必要乾燥空気量を供給することができる。
【００４５】
この第２の実施の形態は、中空糸膜モジュールから連続して所定性能の１００％の必要乾燥空気量を供給できることについては第１の実施の形態の場合と同様であるが、各組毎に専用の圧力検出器および露点検出器を設けることにより、第１の実施の形態のようにタイマー装置で中空糸膜モジュールに順次切替えることなく直ちに異常の発生した組を特定して切離して、予備系を接続することができるという長所を備えている。
【００４６】
なお、以上説明した各実施の形態では、圧力検出器１８を設置するようにしたが、これに代えて中空糸膜モジュールの入口と出口の差圧を検出するようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、単一または複数台の中空糸膜モジュールで構成した常用系の組毎に隔離用の入口弁、出口弁を設けるとともに、中空糸膜モジュール出口気体の圧力あるいは気体性状を検出する検出計器を設け、異常が発生した単一または複数の中空糸膜モジュール組を隔離し、代わりに予備の中空糸膜モジュールを運転するようにしたので、従来のように常用系と同じ容量の予備装置を持つことなく連続して必要分離ガス量を供給できるため、予備設備費の抑制および設置場所の縮小を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る気体分離装置の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る気体分離装置の構成図。
【図３】（ａ）は中空糸膜の動作原理図、（ｂ）は中空糸膜モジュールの基本構成図。
【図４】従来の気体分離装置の構成図。
【符号の説明】
１…中空糸幕、５…中空糸膜モジュール、６…筒状容器、７…パージ空気配管、９、９０…気体分離装置、１１…入口母管、１２…モジュール入口配管、１３…モジュール出口配管、１４…出口母管、１８…圧力検出器、１９…露点検出器、２０…膜モジュール入口弁、２１…逆止弁、２２…膜モジュール検出管、２３…膜モジュール出口検出弁、２４…膜モジュール出口検出母管、２５…パージ空気弁、２６…装置出口検出弁、２７…装置出口検出配管管、２８…タイマー制御装置、２９…入口配管、３０…出口配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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