(57)【要約】【課題】  高圧領域及び低圧領域間のシール構造を簡単化することで、装置を小型化し生産性を向上させることのできる除湿装置を提供する。【解決手段】  除湿装置１００の外部から高圧高湿の被除湿気体が流入されると、中空糸膜１１０の内側を流通して内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１に流出される。隙間１２１に流出した除湿後の被除湿気体は、隙間１２５に至って除湿装置１００の外部に流出される。一方、隙間１２１に流出した除湿後の被除湿気体の一部は、パージ気体として減圧されつつ内ケース１０１内に還流される。内ケース１０１内のパージ気体は隙間１２３に流出されてパージ排出口１５９を経由して除湿装置１００の外部に排出される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子浸透膜からなる多数本の中空糸膜を備え、該中空糸膜内側を被除湿気体が流通される高圧領域とするとともに、該中空糸膜外側をパージ気体が流通される低圧領域とした除湿装置において、
外部から前記被除湿気体を前記中空糸膜内側に流入する被除湿気体流入部と、
前記中空糸膜及び前記低圧領域を収容する内ケースと、
該内ケースとの間に前記中空糸膜を流通した後の被除湿気体が通される隙間が形成された外ケースと、
前記隙間に通された被除湿気体を外部に吐出する被除湿気体流出部と、
前記低圧領域と前記隙間を連絡するパージ流路入口と、
該パージ流路入口に配設され、前記高圧領域からの被除湿気体を減圧し前記パージ気体とする減圧機構と、
該パージ気体を外部に排出するパージ排出部とを備えたことを特徴とする除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は除湿装置に係わり、特に、高圧領域及び低圧領域間のシール構造を簡単化することで、装置を小型化し生産性を向上させることのできる除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、中空糸膜の内側に高圧高湿の被除湿気体を流通させ、中空糸膜の外側に低圧低湿のパージ気体を流通させることで、中空糸膜内外の水蒸気分圧差を利用して高圧高湿の被除湿気体を除湿する除湿装置が知られている。このような除湿装置としては、中空糸膜を多数本束ねたものをそのまま筒状の状態で収納した筒型の除湿装置が存在する。
【０００３】
そして、この筒型の除湿装置としては特許文献１に記載の除湿装置が知られている。特許文献１の除湿装置は、筒型のハウジングの中央部にパイプ状のロッドを備え、このロッドの外周側に多数本の中空糸膜が環状に束ねられて構成されている。このとき、中空糸膜は、その両端部がハウジング内を高圧領域（主に被除湿気体が流通される領域）と低圧領域（主にパージ気体が流通される領域）とに仕切る樹脂リングにより固結支持されている。そして、除湿装置のヘッドカバー側から流入された高圧の被除湿気体は、中空糸膜の内側を流通して除湿装置のエンドカバー側から流出されるが、上記のパイプ状のロッド内を経由することで除湿装置のヘッドカバー側から除湿装置の外部に流出されるようになっている。そのため、除湿装置への被除湿気体の流入と除湿装置からの被除湿気体の流出を略同位置で行えるので、除湿装置を容易に設置可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０８２１８３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の除湿装置は、ハウジングの中央部にパイプ状のロッドが備えられるため、中空糸膜とロッドとの間において高圧領域及び低圧領域間のシールを行わなければならなかった。そして、ロッドを樹脂製とした場合には、ロッドには高圧の気体が流通されることからロッドの肉厚を増加させる必要があり、除湿装置が大型化するおそれがあった。一方、ロッドを金属製とした場合には、金属と樹脂との密着性が悪く中空糸膜固結樹脂とロッド間のシールが複雑となるため、除湿装置の生産性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、高圧領域及び低圧領域間のシール構造を簡単化することで、装置を小型化し生産性を向上させることのできる除湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため本発明の除湿装置は、高分子浸透膜からなる多数本の中空糸膜を備え、該中空糸膜内側を被除湿気体が流通される高圧領域とするとともに、該中空糸膜外側をパージ気体が流通される低圧領域とした除湿装置において、外部から前記被除湿気体を前記中空糸膜内側に流入する被除湿気体流入部と、前記中空糸膜及び前記低圧領域を収容する内ケースと、該内ケースとの間に前記中空糸膜を流通した後の被除湿気体が通される隙間が形成された外ケースと、前記隙間に通された被除湿気体を外部に吐出する被除湿気体流出部と、前記低圧領域と前記隙間を連絡するパージ流路入口と、該パージ流路入口に配設され、前記高圧領域からの被除湿気体を減圧し前記パージ気体とする減圧機構と、該パージ気体を外部に排出するパージ排出部とを備えて構成した。
【０００８】
中空糸膜を内ケースに収容し、この内ケース及び外ケース間に設けられた隙間を経由して中空糸膜を流通した後の被除湿気体を除湿装置の外部に流出するようにしたので、従来のように装置の中央部にロッド等を設ける必要がない。そのため、中空糸膜及びロッド間のシールが複雑化する問題を解消できる。
また、内ケース及び外ケース間の隙間を除湿後の高圧の被除湿気体が流通する通路としたので、従来の除湿装置よりも小型化が可能である。そのため、小型化した分だけ、例えば内ケースを肉厚化させ内ケースを樹脂製とすることができる。このことにより、高圧領域及び低圧領域間のシールを簡素化でき、除湿装置の生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、中空糸膜及び低圧領域を収容する内ケースと、内ケースとの間に中空糸膜を流通した後の被除湿気体が流出される隙間が形成された外ケースと、隙間に流出された被除湿気体を外部に流出する被除湿気体流出部とを備えて構成したので、シール構造を簡単化することができ、除湿装置を小型化し、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態である除湿装置の上面図を図１に、図１中のＡ−Ａ矢視線縦断面図を図２に、図１中のＢ−Ｂ矢視線縦断面図を図３に示す。
図１〜図３において、除湿装置１００は、上端部１０１ａ及び下端部１０１ｂが開放された円筒状の内ケース１０１と、この内ケース１０１の外周面１０１ｃ及び下端部１０１ｂとの間に隙間１２１を空けつつ内ケース１０１を収容する円筒状の外ケース１０３とを有している。
【００１１】
外ケース１０３は底部１０３ｂを有し、上端部１０３ａが開放されている。
また、内ケース１０１には、高分子浸透膜からなる中空糸膜１１０が多数本束ねられた状態で収容されている。この中空糸膜１１０の上端部１１０ａ及び下端部１１０ｂは、内ケース１０１の上端部１０１ａ付近及び下端部１０１ｂ付近のそれぞれの内周面１０１ｄ側に固結樹脂１１２、１１３により固着結束されて支持されている。
【００１２】
また、内ケース１０１の下端部１０１ｂ側で固結樹脂１１３の取り付け位置よりも上方側には、内ケース１０１の外周面１０１ｃ及び内周面１０１ｄ間を貫通するパージ流路入口１１４が形成されている。除湿性能は、中空糸膜１１０内外の湿度の差及び有効な中空糸膜１１０の表面積により影響を受ける。そのため、パージ気体に滞留部があると、この部分の中空糸膜１１０の外側には除湿されていない空気が滞留することになり、中空糸膜１１０内外の湿度差が低下して、除湿効率が低下するおそれを生ずる。従って、パージ気体の流路は、パージ気体の滞留部が少なくなるように設計することが望ましく、この観点からパージ流路入口１１４は可能な限り内ケース１０１の下端部１０１ｂ側に近い位置に設けることが望ましい。
【００１３】
すなわち、パージ流路入口１１４の具体的な開口位置としては、内ケース１０１内の中空糸膜１１０の下端部１１０ｂからみて、中空糸膜１１０の有効長の１／５以内の高さに設けることが望ましく、１／１０以内であることがさらに望ましい。なお、固結樹脂１１３を貫通させる形でパージ流路入口１１４を設けても良い。
【００１４】
さらに、パージ流路入口１１４の数とその配置については、上記のようにパージ気体の滞留部を生じ難くする観点から、複数のパージ流路入口１１４を周状かつ多方向に設置するのが望ましい。また、パージ流路入口１１４の孔径については、パージ気体の流量の設定値に伴い大流量であれば大きな孔を開け、小流量であれば小さな孔を開ければ良い。さらに、中空糸膜１１０の本数が多い場合には、パージ流路入口１１４の孔径を小さくして、中空糸膜１１０の内側までパージ気体を届かせるように設計しても良い。
【００１５】
一般的な膜式除湿装置の規模である乾燥気体取出流量（標準状態）０．０１〜３０００Ｌ／ｍｉｎの範囲においては、０．１〜５ｍｍ程度の孔径のパージ流路入口１１４を１〜８個程度、必要な流量に応じて選定している。
【００１６】
さらに、パージ流路入口１１４には、内ケース１０１内に流入するパージ気体を減圧するためのオリフィス１１６が取り付けられている。なお、このオリフィス１１６には、除湿装置１００の外部からその減圧量を調節できるような絞り機構（図示略）を設けても良い。
【００１７】
さらに、内ケース１０１の上端部１０１ａ側で、かつ固結樹脂１１２の取り付け位置よりも下方側には、内ケース１０１の外周面１０１ｃ及び内周面１０１ｄ間を貫通するパージ流路出口１１９が形成されている。このパージ流路出口１１９は、内周面１０１ｄ側から外周面１０１ｃ側に向けて拡開された形状を有しており、内ケース１０１に２箇所形成されている。
【００１８】
内ケース１０１及び外ケース１０３の上端部１０１ａ、１０３ａ側には、六角柱状の蓋部１５１が設けられている。この蓋部１５１の一の側面（図中左方の側面）には外部から高圧高湿の被除湿気体を流入するための被除湿気体入口１５３が開口されている。また、被除湿気体入口１５３が開口された側面と対向する面（図中右方の側面）には除湿後の被除湿気体を外部に流出するための被除湿気体出口１５５が開口されている。
【００１９】
さらに、蓋部１５１の底面１５１ｂには、その中央部に円筒状の凹部１５７が下方に向けて形成されている。この凹部１５７は、側面に開口された被除湿気体入口１５３と連絡されるようになっている。そして、蓋部１５１の底面１５１ｂには、円筒状の凹部１５７と同心状となるように、内ケース１０１の上端部１０１ａ及び外ケース１０３の上端部１０３ａが当接されるようになっている。
【００２０】
このとき、外ケース１０３に対しては、その上端部１０３ａ付近を外嵌するように、蓋部１５１の底面１５１ｂから円環状に突出された円環状突出部１６１が形成されている。この円環状突出部１６１の突端部１６１ａにはＯリング１６２が取り付けられており、内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１と除湿装置１００の外部との間を密封するようになっている。
【００２１】
一方、内ケース１０１に対しては、底面１５１ｂ側の当接部分にＯリング１６４が取り付けられている。そのため、このＯリング１６４により凹部１５７と後述する隙間１２３との間が密封されるようになっている。
【００２２】
さらに、この内ケース１０１に対しても、その上端部１０１ａ付近を外嵌するように、蓋部１５１の底面１５１ｂから円環状に突出された円環状突出部１６５が形成されている。円環状突出部１６５は、その断面形状が内ケース１０１側に折れたＬ字状を有しており、その底部１６５ａにＯリング１６６が取り付けられている。そして、この底部１６５ａは、内ケース１０１の外周面１０１ｃに接触され、側壁部１６５ｂ及び内ケース１０１の外周面１０１ｃ間に隙間１２３が形成されている。
【００２３】
そのため、この隙間１２３は、内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１の一部に張り出して形成されており、両隙間１２１、１２３間がＯリング１６６により密封されるようになっている。隙間１２３は、上述した内ケース１０１の上端部１０１ａ側に形成されたパージ流路出口１１９と連絡されるようになっている。
【００２４】
また、円環状突出部１６５は、外ケース１０３の内周面１０３ｄとの間に隙間１２５を残すように形成され、この隙間１２５により内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１と蓋部１５１の被除湿気体出口１５５との間が連絡されるようになっている。
【００２５】
さらに、蓋部１５１には、上面１５１ａ及び底面１５１ｂ間を貫通するパージ排出口１５９が形成されている。このパージ排出口１５９は、上記の円環状突出部１６５及び内ケース１０１の外周面１０１ｃ間の隙間１２３と連絡され、蓋部１５１に２箇所形成されている。
【００２６】
かかる構成において、除湿装置１００の外部から蓋部１５１の被除湿気体入口１５３に高圧高湿の被除湿気体が流入されると、被除湿気体は蓋部１５１の凹部１５７を経由して中空糸膜１１０の上端部１１０ａに至る（図２及び図３中矢印Ｃで示す）。この中空糸膜１１０の上端部１１０ａに至った被除湿気体は、中空糸膜１１０の内側を流通して下端部１１０ｂに至り、この下端部１１０ｂから内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１に流出される（同図中矢印Ｄで示す）。
【００２７】
その後、隙間１２１に流出した除湿後の被除湿気体は、この隙間１２１を上方に向かって流通し円環状突出部１６５及び外ケース１０３の内周面１０３ｄ間の隙間１２５に至る（図中矢印Ｅで示す）。この結果、除湿後の被除湿気体は、蓋部１５１の被除湿気体出口１５５から除湿装置１００の外部に流出される（同図中矢印Ｆで示す）。
【００２８】
一方、隙間１２１に流出した除湿後の被除湿気体の一部は、内ケース１０１の下端部１０１ｂ側に形成されたパージ流路入口１１４から内ケース１０１内に還流される（同図中矢印Ｇで示す）。このとき、この被除湿気体は、オリフィス１１６を経由して内ケース１０１内に流入されることで減圧される。そのため、低圧低湿のパージ気体により中空糸膜１１０で浸透分離された水分が掃気、除去される。
【００２９】
その後、この内ケース１０１内のパージ気体は、内ケース１０１の上端部１０１ａ側に形成されたパージ流路出口１１９から、円環状突出部１６５及び内ケース１０１の外周面１０１ｃ間の隙間１２３に流出される（同図中矢印Ｈで示す）。そして、パージ気体は、隙間１２３から蓋部１５１のパージ排出口１５９を経由して除湿装置１００の外部に排出される。
【００３０】
ここで、上記の矢印Ｃ〜Ｆで示した蓋部１５１の凹部１５７、中空糸膜１１０の内側、内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１、及び円環状突出部１６５及び外ケース１０３の内周面１０３ｄ間の隙間１２５は高圧の被除湿気体が流通する高圧の領域といえる。これに対して、上記の矢印Ｇ、Ｈで示した中空糸膜１１０の外側、円環状突出部１６５及び内ケース１０１の外周面１０１ｃ間の隙間１２３、及び蓋部１５１のパージ排出口１５９は低圧のパージ気体が流通する低圧の領域といえる。
【００３１】
そして、矢印Ｃ部分において、凹部１５７は高圧領域であるが、中空糸膜１１０の上端部１１０ａが固結樹脂１１２により固着結束されるため、高圧高湿の被除湿気体が低圧領域である中空糸膜１１０の外側に漏れることはない。また、蓋部１５１の底面１５１ｂ及び内ケース１０１の上端部１０１ａ間のＯリング１６４により、凹部１５７内の高圧の被除湿気体が低圧領域である隙間１２３に漏れることもない。
【００３２】
さらに、矢印Ｄ部分において、内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１も高圧領域であるが、中空糸膜１１０の下端部１１０ｂが固結樹脂１１３により固着結束されるため、高圧の被除湿気体が低圧領域である中空糸膜１１０の外側に漏れることはない。
【００３３】
また、矢印Ｅ部分において、隙間１２５も高圧領域であるが、円環状突出部１６５に設けられたＯリング１６６により、高圧の被除湿気体が低圧領域である隙間１２３に漏れることはない。さらに、円環状突出部１６１にもＯリング１６２が設けられるため、高圧の被除湿気体が除湿装置１００の外部に漏れることもない。
【００３４】
以上により、中空糸膜１１０を内ケース１０１内に束ね、除湿後の高圧の被除湿気体を内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１を経由して除湿装置１００の外部に流出するようにしたので、従来の特許文献１のように中央部にロッドを配設する如何にかかわらず除湿装置１００への被除湿気体の流入と除湿装置からの被除湿気体の流出を略同位置（蓋部１５１側）で行うことができる。そのため、従来のようにロッドが肉厚化したり、中空糸膜及びロッド間のシールが複雑化する問題を解消できる。
【００３５】
また、内ケース１０１及び外ケース１０３間の隙間１２１を除湿後の高圧の被除湿気体が流通する通路としたので、従来の特許文献１の除湿装置よりも小型化が可能である。そのため、小型化した分だけ内ケース１０１を肉厚化して内ケース１０１を樹脂製とすることができるので、内ケース１０１及び固結樹脂１１２、１１３間のシールを簡素化できる。
【００３６】
さらに、高圧領域である隙間１２１に対しては、円環状突出部１６５及び内ケース１０１の外周面１０１ｃ間にＯリング１６６を設けたり、円環状突出部１６１及び外ケース１０３の外周面１０３ｃ間にＯリング１６２を設けたりすることのみで高圧領域及び低圧領域間のシールを行うことができるので、シール構造を簡単化することができる。このため、除湿装置１００を小型化したり、その生産性を向上させることができる。
【００３７】
また、被除湿気体の流入及び流出だけでなく、パージ気体の排出も蓋部１５１側から行うため、内ケース１０１及び外ケース１０３の構造を簡単化できる。そのため、装置規模の変更や除湿能力の変更等に応じて、内ケース１０１部分及び外ケース１０３部分の交換のみを行うことができるため、設計変更等に対する生産の負担を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態である除湿装置の上面図
【図２】図１中のＡ−Ａ矢視線縦断面図
【図３】図１中のＢ−Ｂ矢視線縦断面図
【符号の説明】
【００３９】
１００  除湿装置
１０１  内ケース
１０３  外ケース
１１０  中空糸膜
１１４  パージ流路入口
１１６  オリフィス
１１９  パージ流路出口
１２１、１２３、１２５  隙間
１５３  被除湿気体入口
１５５  被除湿気体出口
【図１】
2005270699.tif 000003
【図２】
2005270699.tif 000004
【図３】
2005270699.tif 000005