JP2674717B2 - ガス供給装置及びガス除湿方法 - Google Patents

ガス供給装置及びガス除湿方法

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JP2674717B2 JP2268288A JP26828890A JP2674717B2 JP 2674717 B2 JP2674717 B2 JP 2674717B2 JP 2268288 A JP2268288 A JP 2268288A JP 26828890 A JP26828890 A JP 26828890A JP 2674717 B2 JP2674717 B2 JP 2674717B2
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般に除湿器に関し、より詳細には空気ある
いは他のガスを除湿するためのメンブレン・カートリッ
ジを用いる除湿器に関する。
［従来技術およびその問題点］ 除湿装置は種々様々な用途に供される。例えば、除湿
装置は、夏季期間において快適な作業環境を維持するた
めのオフィスの除湿から歯科用器具に乾燥空気を提供す
るための除湿までの、広い用途に供される。用途に応じ
て要求される湿度のレベルは様々である。家庭あるいは
オフィスにおいては約40％から60％の湿度レベルが快適
であるのに対して、ある種の実験室の環境においては10
％よりも低い湿度レベルが必要とされる。また、通信シ
ステムにおいてはしばしば更に低い湿度レベルが望まれ
る。
通信システムにおいて一般に用いられる信号伝送媒体
には、導波管、同軸ケーブル、マルチワイヤ電話ケーブ
ル及び光ファイバケーブルがある。環境条件の変化はこ
れらいずれの媒体を用いるシステムに対してもその全体
的な性能に影響を与える。例えば、導波管あるいは他の
伝送媒体の中の空気の温度が露点よりも低くなると伝送
ラインの中に凝縮が起こる。凝縮は導波管及び同軸ケー
ブルのシステムの効率を低下させるが、その理由の１つ
は、水の誘電率が空気の誘電率よりも大きいことであ
り、また別の理由の１つは、凝縮により導波管あるいは
同軸ケーブルのインピーダンスが変化して信号の変動あ
るいは損失が生ずることである。マルチワイヤ・ケーブ
ルにおいては、凝縮により絶縁抵抗が低下し望ましくな
い漏れ通路をもたらす。
そのようなシステムの中に湿気がたまるのを防止する
ために、通常は、通信ラインはシールされると共に、い
かなる小さな隙間を介する湿気の侵入をも防止するため
に加圧されている。システムの中における凝縮を防止す
るために、上記加圧は除湿器あるいは脱水器からの乾燥
空気によって行われる。一般的にはコンプレッサあるい
はポンプが圧縮空気を供給するが、除湿装置は上記圧縮
空気がシステムの中に注入される前にこの圧縮空気から
湿気を除去する。空気の湿度が低いことにより露点は低
下し、従って極めて低い温度以外では凝縮が起こらな
い。更に、注入される空気の中に存在する湿気の量が少
ないために、異常に低い温度においてもほんの少量の凝
縮がおこるだけである。
除湿器の１つのタイプは一般に乾燥剤ドライヤと呼ば
れている。通常は乾燥剤容器の中にシリカゲル、酸化カ
ルシウムあるいは硫酸等の吸湿剤が収容され、空気等の
ガスがこの容器を通して圧送される。乾燥剤は水に対し
て大きな親和力を有しているため、空気の中の湿気は乾
燥剤に引き付けられる。従って、容器を出たガスは湿気
を殆ど含有しない。しかしながら、吸湿材はいつかは飽
和して効力を失うのでこれを再生あるいは交換する必要
がある。この欠点のために、１つの乾燥剤容器を用いた
場合には連続的な運転が不可能である。更に、硫酸のよ
うに多くの吸湿材は有害でありかつ高価である。
除湿器の他のタイプは冷凍乾燥機と一般に呼ばれてい
る。冷凍乾燥機は圧縮ガスを大気温度以下に冷却して圧
縮ガスの中の湿気を冷凍コイル上に凝縮させる。乾燥剤
ドライヤとは対照的に、冷凍乾燥機はガスから湿気を連
続的に除去することができるという利点を有している。
しかしながら、冷凍乾燥機は大量のエネルギを必要と
し、ガスを低い湿度レベルまで除湿することは困難であ
る。
除湿器の他のタイプは一般に自動圧力検知式再生型ド
ヤイヤと呼称されており、このドライヤは分子ふるい材
料を保有する２つの円筒形のタワーを用いている。２つ
のタワーは交互に使用され、一方のチャンバがこれを通
過するガスを乾燥している間に、他方のチャンバの中に
溜まった水分が追い出される。これら２つのタワーはタ
イミングモータにより作動されるソレノイド弁を介して
大気に通気される。このタイプのドライヤは本質的に騒
音を発生すると共に、システムの信頼性を減ずる非常に
多くの電気機械的な部品を必要とする。
また、ガスを多数のメンブレンを保有するメンブレン
カートリッジを通過させることにより乾燥させることが
できることも知られている。そのようなメンブレンは、
乾燥されるガスは通過することはできないが、湿気はこ
のメンブレンを透過して大気あるいは収集装置に逃げる
ことができるようなものである。そのようなカートリッ
ジの中の商業的に入手可能なメンブレンは、一般に中空
の繊維の形態であり、ガスはこの繊維の内部を通過する
ことができるが、ガスから除去された湿気は繊維の外部
から収集される。
しかしながら、これらのメンブレンカートリッジの問
題点は、メンブレンが湿気を吸収し、コンプレッサある
いは他の圧縮空気源が停止するとその効力を失うところ
にある。例えば、加圧された導波管システムにおいて
は、通常コンプレッサは運転される時間よりもはるかに
長い時間停止している。その理由は、コンプレッサは密
封された系に対して圧縮景気を供給するからである。こ
のようなシステムにメンブレンカートリッジを用いた場
合には、コンプレッサが運転される度にメンブレンを乾
燥させてその効力を回復させなければならず、またこの
回復に要する時間は一般に20分あるいはそれ以上と非常
に長く、加圧−除湿システムの効率は大きく低下する。
本発明においては１又はそれ以上の上述の問題点を解
消することを意図している。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の基本的な目的は、メンブレンカートリッジ
と、間欠的に運転することのできる圧縮空気源とを用
い、この圧縮空気源が停止している期間中に何ら重大な
除湿メンブレンの劣化を生ずることのない、改善された
ガス加圧−除湿装置を提供することである。
本発明の他の重要な目的は、装置の全体的な運転効率
を低下することなく、メンブレンカートリッジを湿気の
除去に用いることができるようにする上述の如き改善さ
れたガス加圧除湿装置を提供することである。
本発明の他の目的は比較的小さなエネルギを用いる上
述の如き改善されたガス加圧除湿装置を提供することで
ある。
本発明の更に他の目的は、装置のいかなる部分の再生
あるいは交換を必要としない上述の如きガス加圧除湿装
置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、経済的に製造することがで
きると共に効率的に運転することのできる上述の如き改
善されたガス加圧除湿装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、加圧されかつ除湿された空
気を導波管装置等の密封された装置へ供給するのに特に
適した装置を提供することである。
本発明の他の目的および効果は以下の詳細な説明およ
び図面を参照することにより明らかとなろう。
［課題を解決するための手段、作用及び効果］ 本発明によれば、上述の目的は、加圧ガスを供給する
ための一次ガス源と、上記一次ガス源から加圧ガスを受
け取るための入口及び除湿された加圧ガスを所定のスペ
ースに供給するための出口を有するメンブレンカートリ
ッジであって、貫流するガスの中に含まれる水蒸気を除
去するメンブレンおよび該カートリッジから水蒸気を排
出するための第２の出口をそなえた上記メンブレンカー
トリッジと、上記一次ガス源を繰り返し起動および停止
して加圧ガスを間欠的に上記所定のスペースに供給され
るようにする制御手段と、上記一次ガス源が停止すると
上記メンブレンカートリッジにガスを供給して上記一次
ガス源の停止期間中における上記メンブレンの効力を維
持するための第２のガス源と、を備えて成るガス加圧−
除湿装置を提供することによって達成される。
好ましい実施例においては、上記一次ガス源はコンプ
レッサであり、このコンプレッサはエネルギを節約する
ために運転および停止の状態に間欠的に切り換えられ
る。乾燥ガス装置の中の圧力レベルに応じてコンプレッ
サを周期的に運転することにより更にエネルギの節約を
行うことができる。除湿されたガスは、装置の中の圧力
レベルが第１の所定の設定点を越えて上昇するまで、乾
燥ガス装置に送られる。次にコンプレッサは停止され
る。ガスは、装置の中のガスがカートリッジの中へ漏れ
て戻るかあるいは小さなポンプあるいはコンプレッサを
用いてガスをカートリッジに導くことによってメンブレ
ンを通って逆流する。装置の中の圧力レベルが所定の第
２の設定点を下回るとコンプレッサが再び起動し、除湿
されるガスが乾燥空気装置の中へ導かれる。
［実施例］ 本発明に種々の変更を加えたりあるいは他の種々の形
態にすることができるが、本発明の例示として特定の実
施例を図面に示しかつこれを詳細に説明する。しかしな
がら、本発明をここに開示する特定の形態に限定する意
図はなく、本発明が、上記請求の範囲に記載の本発明の
技術的範囲に属する総ての変更、均等物あるいは他の変
形をもその範囲に含むことは理解されなければならな
い。
最初に第１図を参照すると、除湿装置がその全体を符
号10により示されている。この装置はここでは特に空気
の除湿に関して説明されるが、本装置が、水素、炭酸ガ
ス、一酸化炭素、ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、硫
化水素、窒素酸化物あるいはアンモニア、又はメタン、
エタンおよびプロパン等の１乃至５の炭素原子を有する
炭化水素等の、他のガスあるいは混合ガスの除湿に広く
適用可能なことは理解されよう。
エアコンプレッサあるいはポンプ12が、大気から入口
15を介してこのコンプレッサ12に入る空気を圧縮する。
加圧された空気はチェック弁すなわち逆止弁14を介して
メンブレンカートリッジ16に導入される。メンブレンカ
ートリッジ16は圧縮空気から湿気を除去し、この除湿さ
れた空気を流量調整弁18を介して乾燥空気装置20の入口
へ導く。
メンブレンカートリッジ16は中空の繊維メンブレン17
を用いており、このメンブレンは空気から水蒸気を分離
しこの水蒸気をカートリッジから水蒸気の状態で排出す
る。中空の繊維メンブレン17は、ある種のガスがこの繊
維を透過して逃げることを許容するが、別のガスは繊維
の中空の部分の中を継続して進行する。中空の繊維メン
ブレンはカートリッジの入口24からカートリッジの出口
26まで伸びており、これにより繊維17の中空部の中を移
動する空気のみが乾燥空気装置20の中に導入される。水
蒸気のような繊維を透過するガスは漏れ穴22を介してカ
ートリッジ16から出る。
好ましいメンブレンカートリッジは“Prism Cactus"
の商品名でペンシルベニア（19355）州Malvern,Box 39
6,Malvern Industrial Park所在のPermea Inc.により商
業的に販売されている。このタイプのメンブレンカート
リッジを用いると、水蒸気、水素、ヘリウムおよび炭酸
ガス等のガスは繊維メンブレンを迅速に透過が、一酸化
炭素、窒素、およびメタンは繊維メンブレンを緩やかに
透過する。従って、メンブレンを透過する流速を、不要
なガス（この場合は水蒸気）が濾過されて除かれるよう
な速度に調節される。勿論、この流速はメンブレンカー
トリッジのサイズおよび長さにも依存する。所定の流速
において、より短いメンブレンカートリッジを通過する
空気よりも、より長いメンブレンカートリッジを通過す
る空気の方が、より多くのガスが除去されるが、その理
由は長いカートリッジの中にはより長い時間にわたって
ガスが滞留するからである。
装置20は、除湿された圧縮空気を導入することにより
この装置20を加圧することができるような、導波管装置
（あるいは他の信号伝送媒体）の如き密封された装置で
あることが好ましい。加圧された装置は湿った外気がこ
の装置の中へ浸透するのを防止し、従って該装置の中の
空気を低い湿度レベルに維持する。除湿された空気は密
封された装置20から迅速には逃散することができないの
で、この装置の中に保有された空気を効果的に除湿する
ためにコンプレッサ12を連続的に運転する必要はない。
従って、除湿装置10の効率を最適化するために、コン
プレッサ12は間欠的に運転される。この間欠的な運転
は、規則的な時間間隔でコンプレッサ12の運転／停止を
自動的に切り換える簡単な制御を用いて、周期的に行う
ことができる。また、装置20の中の圧力センサ25を用い
てコントローラ27を介してコンプレッサの運転／停止を
切り換えることもできる。装置20の中の圧力レベルが所
定の設定点を下回ると、コントローラ27がコンプレッサ
12に運転信号を与え、これにより除湿された空気が装置
20に供給される。圧力レベルが許容できるレベルに達す
ると、コントローラ27はコンプレッサ12に停止信号を与
える。従って装置10により使用されるエネルギが節約さ
れる。装置20が導波管装置である場合には、コンプレッ
サ12は一般的に導波管内の圧力が約0.56Kg/cm2を超すと
停止し、導波管内の圧力が約0.21Kg/cm2を下回ると再起
動される。下方の設定点0.21Kg/cm2は、極端な環境状態
にあるときに導波管装置が外気から湿った空気を引き込
むことになる負圧を示さないことを保証する。
しかしながら、間欠的に運転する除湿装置にメンブレ
ンカートリッジ16を用いることによる問題は存在する。
メンブレンカートリッジを比較的短い時間にわたって不
活性な（反応しない）状態におくために、空気から水蒸
気を抽出するメンブレンの能力が大きく減少する。例え
ば、上述の“Prism Cactus"カートリッジを１時間不活
性な状態におくと、空気から水蒸気を瞬間的に抽出する
このカートリッジの能力は15％乃至20％低下する。コン
プレッサを再起動すると、メンブレンカートリッジの効
力は徐々に回復するが、不活性となったメンブレンカー
トリッジをその最適な性能まで回復させるためには20分
あるいはそれ以上の時間を要する。この効率の低下はメ
ンブレンの繊維が周囲から湿気を吸着することに起因す
ると考えられる。繊維を十分に乾燥させて最適な性能を
発揮するように活性化した状態に維持するためには頻繁
に加圧する必要がある。コンプレッサの作動はメンブレ
ンカートリッジを通りかつ装置へ向かう空気の前進流を
もたらす。従って、コンプレッサ12が作動している時に
はメンブレンカートリッジ16は活性化した状態を維持す
る。
コンプレッサ12が停止している間にメンブレンカート
リッジ16を活性化しておくために、流量調整弁あるいは
オリフィス18により乾燥空気装置20の中の圧縮空気をメ
ンブレンカートリッジ16へ逆流させる。チェック弁14が
メンブレンカートリッジ16からコンプレッサ12への空気
の流れを防止するため、出口26へ流れる導波管装置20か
らの空気は中空の繊維メンブレンを通過して漏れ穴22に
流入する。この連続的な空気の流れがメンブレンカート
リッジ16を活性状態に維持し、コンプレッサ12の間欠的
な周期の間に最適な効率での作動を維持する。更に、メ
ンブレンカートリッジ16を逆流する装置の中の空気はメ
ンブレンカートリッジ16により更に除湿される。
第１図の装置の変更例が第２図に示されている。第１
図の装置10は、乾燥空気装置20からの除湿された空気を
用いて、メンブレンカートリッジ16を活性化した状態に
維持するため、装置20には除湿された空気を頻繁に補給
しなければならない。空気乾燥装置20からメンブレンカ
ートリッジ16へ移動する除湿された空気の量を減少する
ために、バイパスライン33により除湿された空気を流量
調整弁あるいはオリフィス18を迂回させる。バイパスラ
イン33は流量調整弁あるいはオリフィス34を有してお
り、この流量調整弁は流量調整弁あるいはオリフィス18
よりも小さな流量を提供する。バイパスライン33はまた
チェック弁36を有しており、このチェック弁は流量調整
弁あるいはオリフィス34とメンブレンカートリッジ16と
の間に設けられる。チェック弁36は除湿された空気が乾
燥空気装置20からメンブレンカートリッジ16へ流れるこ
とは許容するが、その反対方向への流れは阻止する。同
様にして、チェック弁32が流量調整弁あるいはオリフィ
ス18と乾燥空気装置20との間に設けられ、このチェック
弁は除湿された空気の乾燥空気装置20への流入は許容す
るが、除湿された空気が乾燥空気装置20から流量調整弁
あるいはオリフィス18を通って流れるのを阻止する。
従って、コンプレッサ12が運転している時は、メンブ
レンカートリッジ16からの除湿された空気は、第１の流
速で流量調整弁あるいはオリフィス18とチェック弁32と
を通って乾燥空気装置20に流入する。コンプレッサ12が
停止している時には、乾燥空気装置20からの除湿された
空気は流量調整弁あるいはオリフィス34及びチェック弁
36を通って上記第１の流速よりも小さな第２の流速でメ
ンブレンカートリッジ16に流入する。適正な流量調整弁
あるいはオリフィス34を選定することによって、除湿さ
れた空気を浪費することなくメンブレンカートリッジの
最適な効率を維持するように、第２の流速を調整するこ
とが好ましい。流量調整弁あるいはオリフィス34から排
出される望ましい空気の流量はメンブレンカートリッジ
の寸法に大きく依存する。勿論、小さな乾燥空気装置は
より大きな乾燥空気装置よりもより小さなメンブレンカ
ートリッジを必要とするため、メンブレンカートリッジ
を活性化した状態に維持するのに必要とされる流量は除
湿装置の処理量によって変わる。
乾燥空気装置20からメンブレンカートリッジ16への除
湿された空気の流れは第３図に示す変更された装置によ
っても制御することができる。図示のように、第１図の
除湿装置はこれに流量調整弁38を追加することによって
変形されており、この流量調整弁38は漏れ穴22を通る空
気の流れを制御する。流量調整弁38は、コンプレッサ12
が運転している間は、開いた状態に維持され、これによ
り水蒸気は漏れ穴22を介してメンブレンカートリッジ16
から容易に逃散することができる。しかしながら、コン
プレッサ12が停止している時には、流量調整弁38は、第
１図の装置に較べて、乾燥空気装置20からメンブレンカ
ートリッジ16を通って流れる除湿された空気の流れを減
少させる。従って、コントローラ27が流量調整弁38を調
節して乾燥空気装置20からメンブレンカートリッジ16を
通る空気の流れを最適化する。
種々の方法により弁38を制御することができる。弁38
のコントローラ27から出される電圧により制御される比
例制御弁とすることが好ましい。電圧レベルが弁38の開
度を調節し、従って弁38を通る流量を決定する。コンプ
レッサ12が作動すると、電圧レベルは、水蒸気がメンブ
レンカートリッジ16から容易に逃散することができるよ
うに、弁38を全開にする。コンプレッサ12が停止する
と、コントローラ27は弁38に電圧を与え、この電圧によ
り弁は、乾燥空気装置20から排出される除湿された空気
を浪費することなくメンブレンカートリッジ16を活性化
した状態に維持するのに必要とされる量にしたがって、
その流量を制限する。効率を最大限にするために、弁38
は、コンプレッサ12が停止したすぐ後に略閉止される
が、その理由はメンブレンカートリッジ16は直前まで活
性化していたからである。時間が経過すると、コントロ
ーラ27が弁38をゆっくりと開き、乾燥空気装置20からの
空気がメンブレンカートリッジ16を通って流れることを
許容する。コンプレッサ12が停止している間にメンブレ
ンカートリッジ16を活性化した状態に維持するのに必要
な最低流量が流れるのに十分な時間に限って弁38を開放
しておくのが効果的である。
また、弁38を開位置及び閉位置の間で電気的に作動す
ることのできるタイプのものとすることができる。コン
トローラ27はコンプレッサ12が運転している間に弁38を
開状態に維持する電圧を出す。コンプレッサ12が停止す
ると、コントローラ27は弁38に変負荷サイクルを有する
電圧信号を与え、この弁をシーケンス的に開閉する。負
荷サイクルは弁が開放している時間及び弁が閉止してい
る時間を決定し、従って弁38を介する平均流量を制御す
る。
乾燥空気によってはメンブレンカートリッジに適正な
逆流を行わせるに十分なだけの加圧が行えないものがあ
るため、メインコンプレッサが停止している時には補助
コンプレッサを用いてメンブレンカートリッジに空気を
流すことができる。第４図に示すように、第１図の除湿
装置は、流量調整弁あるいはオリフィス18と乾燥空気装
置20との間の流路に制御弁28を介挿することによって、
変形されている。コンプレッサ12よりも小さな補助コン
プレッサ30が制御弁28に接続されている。
コンプレッサ12が作動すると、制御弁28は除湿された
空気がメンブレンカートリッジ16から乾燥空気装置20へ
通過することを許容する。コンプレッサ12を停止する
と、コントローラ27から信号が出された補助コンプレッ
サ30を作動し、制御弁28が補助コンプレッサ30から排出
される圧縮空気をメンブレンカートリッジ16に導入す
る。制御弁28はまた補助コンプレッサ30から排出される
圧縮空気が乾燥空気装置20へ流入するのを阻止するが、
その理由はこの空気は除湿されていないからである。補
助コンプレッサ30により排出される空気はメンブレンカ
ートリッジ16の出口26あるいは入口24に流入し漏れ穴22
から出て、これによりメンブレンカートリッジ16を活性
化した状態に維持する。乾燥空気装置20の中の空気はメ
ンブレンカートリッジの活性化を維持するために用いら
れていないために、乾燥空気装置20の中の空気の湿度レ
ベルは維持される。
空気をメンブレンカートリッジ16を通して逆流するこ
とに加えて、第５図に示すようにメンブレンカートリッ
ジ16の回りに加熱コイル40を巻いて繊維メンブレン17を
更に乾燥させることができる。効果的な作動のために断
熱ブランケット42で加熱コイルを覆っている。加熱コイ
ル40は繊維メンブレン17の温度を上昇させ、これにより
メンブレンが圧力から解放されたりあるいはごく僅かの
空気流れに触れた時に、メンブレンに残っている凝縮物
を追い払う。加熱コイル40は上述のいずれの実施例にも
用いることができ、実際に、メンブレンカートリッジ16
を活性化した状態に維持するために必要とされる空気の
最小必要量を減少させる。
上述のいずれの実施例における流量調整弁あるいはオ
リフィス18も、第６図に示すようなライン46を介してコ
ンプレッサ12の入口15に連通する流量制御／バイパス弁
44により置き換えることができる。弁44は、所定の湿度
レベルよりも低い湿度を有する空気だけを、この弁に介
して乾燥空気装置20に流入させる。十分に乾燥していな
い空気は乾燥空気装置20に流入せずに、ライン46を介し
てコンプレッサ12の入口15に還流される。次にコンプレ
ッサ12がメンブレンカートリッジ16の中に上記還流され
た空気を再び吹き込み、ここにおいて空気は更に乾燥さ
れて再度流量制御／バイパス弁44に向けて送り出され
る。
以上特に空気の露点を制御することに関して本発明を
説明したが、本発明は、水素、炭酸ガス、一酸化炭素、
ヘリウム、窒素、酸素、アルゴン、硫化水素、窒素酸化
物あるいはアンモニア、又はメタン、エタンおよびプロ
パンの如き１乃至５の炭素原子を有する炭化水素等、他
のガスあるいはガス混合物に適用可能である。カートリ
ッジ22には、例えば、米国特許第4,230,463号、4,472,1
75号、4,486,202号、4,575,385号、4,597,777号、4,61
4,524号、4,654,055号及び4,728,345号の各号明細書に
記載されるように、異なったメンブレンを設け、また上
記ガスの中の特定のものに対する処理を施さなければな
らない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の除湿器を図解的に示す図； 第２図は、補助流路を有する本発明の除湿器を図解的に
示す図； 第３図は、２次流量制御装置を有する本発明の除湿器を
図解的に示す図； 第４図は、２次コンプレッサを有する本発明の除湿器を
図解的に示す図； 第５図は、加熱されたメンブレンフィルタを有する本発
明の除湿器を図解的に示す図；及び 第６図は、流れバイパス回路を有する本発明の除湿器を
図解的に示す図である。 ［主要符号の説明］ 10:除湿装置、 12:コンプレッサ、 14:チェック弁、 15:入口、 16:メンブレンカートリッジ、 17:メンブレン、 20:乾燥ガス装置、 22,26:出口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デービッド・シー・ソーントン アメリカ合衆国テキサス州76051，グレ ープベイン，ハーモン・ドライブ 2716 (56)参考文献 特開 平１−207114（ＪＰ，Ａ)

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加圧されかつ除湿されたガスを所定のスペ
    ースへ供給するためのガス供給装置であって、 加圧ガスを供給するための一次ガス源と、 前記一次ガス源から前記加圧ガスを受け取るための入口
    及び除湿された加圧ガスを前記所定のスペースに供給す
    るための出口を有するメンブレンカートリッジであっ
    て、貫流する前記ガスの中に含まれる水蒸気を濾過する
    メンブレンおよび該カートリッジから水蒸気を排出する
    ための第２の出口をそなえた前記メンブレンカートリッ
    ジと、 前記一次ガス源を繰り返し起動および停止して前記加圧
    ガスが間欠的に前記所定のスペースに供給されるように
    する制御手段と、 前記一次ガス源が停止すると前記メンブレンカートリッ
    ジにガスを供給して前記一次ガス源の停止期間中におけ
    る前記メンブレンの効力を維持するための二次ガス源
    と、を備えて成るガス供給装置。
  2. 【請求項２】請求項１のガス供給装置において、前記選
    択されたスペースが密封されたスペースであり、また前
    記二次ガス源が該選択されたスペースの中の加圧ガスで
    あることを特徴とするガス供給装置。
  3. 【請求項３】請求項１のガス供給装置において、前記一
    次ガス源はその運転の際に前記二次ガス源よりも十分に
    大きなエネルギを消費することを特徴とするガス供給装
    置。
  4. 【請求項４】請求項１のガス供給装置において、前記選
    択されたスペースが導波管装置の内部であることを特徴
    とするガス供給装置。
  5. 【請求項５】請求項１のガス供給装置において、前記選
    択されたスペースの中の圧力を測定する手段を備え、ま
    た前記制御手段が該圧力測定手段に応答することを特徴
    とするガス供給装置。
  6. 【請求項６】請求項５のガス供給装置において、前記選
    択されたスペースの中の圧力レベルが第１の所定の設定
    点を越えて上昇するまで、前記メンブレンカートリッジ
    の前記入口にガスを供給する手段を備えることを特徴と
    するガス供給装置。
  7. 【請求項７】請求項５のガス供給装置において、前記所
    定のスペースの中の圧力レベルが第２の所定の設定点よ
    りも低くなるまで、前記メンブレンカートリッジの前記
    入口にガスを供給する手段を備えることを特徴とするガ
    ス供給装置。
  8. 【請求項８】請求項１のガス供給装置において、前記二
    次ガス源が前記選択されたスペースを含み、また該二次
    ガス源が前記選択されたスペースから前記第１の出口を
    介して前記メンブレンカートリッジにガスを戻す手段を
    備えることを特徴とするガス供給装置。
  9. 【請求項９】請求項１のガス供給装置において、前記二
    次ガス源がコンプレッサから前記第１の出口あるいは前
    記入口を介して前記メンブレンカートリッジにガスを戻
    す手段を備えることを特徴とするガス供給装置。
  10. 【請求項１０】請求項８のガス供給装置において、前記
    メンブレンカートリッジを通って戻るガスの流れを制御
    する弁手段を備えることを特徴とするガス供給装置。
  11. 【請求項１１】請求項10のガス供給装置において、前記
    弁手段が開位置及び閉位置の間で比例制御されることを
    特徴とするガス供給装置。
  12. 【請求項１２】請求項10のガス供給装置において、前記
    弁手段が繰り返し開放および閉止されることを特徴とす
    るガス供給装置。
  13. 【請求項１３】請求項10のガス供給装置において、前記
    弁手段が前記メンブレンカートリッジの前記第１の出口
    と前記選択されたスペースとの間に設けられることを特
    徴とするガス供給装置。
  14. 【請求項１４】請求項１のガス供給装置において、前記
    メンブレンカートリッジを加熱する手段を備えることを
    特徴とするガス供給装置。
  15. 【請求項１５】請求項１のガス供給装置において、前記
    除湿されたガスの湿度を検出する手段と、前記除湿され
    たガスの湿度が所定の設定点よりも大きい時に該ガス供
    給装置のガスを前記メンブレンカートリッジを通して還
    流する手段とを備えることを特徴とするガス供給装置。
  16. 【請求項１６】ガスを除湿するための方法であって、 前記ガスを、第１の時間間隔にわたってメンブレンカー
    トリッジを通過させる段階であって、前記メンブレンカ
    ートリッジには、貫流する前記ガスの中に含まれる水蒸
    気を濾過するメンブレンと、前記カートッリッジから除
    湿されたガスを排出するための第１の出口と、前記カー
    トリッジから水蒸気を排出するための第２の出口とを設
    けてある前記ガス通過段階と； 前記除湿されたガスをメンブレンカートリッジの前記第
    １の出口から乾燥ガス装置へ導入する導入段階と； 前記第１の時間間隔の後の第２の時間間隔にわたって、
    前記第１の出口を介して前記メンブレンカートリッジの
    中へ、ガスを逆流させる逆流段階と；を備えて成るガス
    除湿方法。
  17. 【請求項１７】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    ガスを、前記メンブレンカートリッジに通される前に、
    圧縮する段階を含むことを特徴とするガス除湿方法。
  18. 【請求項１８】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    乾燥ガス装置が、前記除湿されたガスを該乾燥ガス装置
    に導入することによって加圧されることを特徴とするガ
    ス除湿方法。
  19. 【請求項１９】請求項18のガス除湿方法であって、前記
    第１及び第２の時間間隔が、前記乾燥ガス装置の中の圧
    力レベルを測定することによって決定されることを特徴
    とするガス除湿方法。
  20. 【請求項２０】請求項19のガス除湿方法であって、前記
    ガス通過段階が、前記乾燥ガス装置の中の圧力レベルが
    所定の第１の設定点を越えて上昇するまで継続されるこ
    とを特徴とするガス除湿方法。
  21. 【請求項２１】請求項20のガス除湿方法であって、前記
    逆流段階が、前記乾燥ガス装置の中の圧力レベルが所定
    の第２の設定点よりも低くなるまで継続されることを特
    徴とするガス除湿方法。
  22. 【請求項２２】請求項16とガス除湿方法であって、前記
    逆流段階において、前記乾燥ガス装置から前記第１の出
    口を介して前記メンブレンカートリッジへガスを逆流さ
    せることを特徴とするガス除湿方法。
  23. 【請求項２３】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    逆流段階において、コンプレッサからのガスを前記第１
    の出口あるいは前記入口を介して前記メンブレンカート
    リッジへ逆流させることを特徴とするガス除湿方法。
  24. 【請求項２４】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    ガス通過段階及び逆流段階が前記メンブレンカートリッ
    ジを通してガスを連続的に流すことを特徴とするガス除
    湿方法。
  25. 【請求項２５】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    第１の出口を介して前記メンブレンカートリッジに逆流
    されるガスが、前記第２の出口を通って前記メンブレン
    カートリッジから出ることを特徴とするガス除湿方法。
  26. 【請求項２６】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    メンブレンカートリッジに逆流するガスの流量が、前記
    メンブレンカートリッジをその最適効率に維持するに必
    要な最小量であることを特徴とするガス除湿方法。
  27. 【請求項２７】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    逆流段階が少なくとも１つの弁によって制御されること
    を特徴とするガス除湿方法。
  28. 【請求項２８】請求項27のガス除湿方法であって、前記
    弁の少なくとも１つが開位置及び閉位置の間で比例制御
    されることを特徴とするガス除湿方法。
  29. 【請求項２９】請求項28のガス除湿方法であって、前記
    少なくとも１つの弁を通る流量が前記メンブレンカート
    リッジをその最適効率に維持するに必要な最小量である
    ことを特徴とするガス除湿方法。
  30. 【請求項３０】請求項27のガス除湿方法であって、前記
    弁の少なくとも１つが反復して開放及び閉止されること
    を特徴とするガス除湿方法。
  31. 【請求項３１】請求項30のガス除湿方法であって、前記
    少なくとも１つの弁を通る平均流量が、前記メンブレン
    カートリッジをその最適効率に維持するに必要な最小量
    であることを特徴とするガス除湿方法。
  32. 【請求項３２】請求項27のガス除湿方法であって、前記
    少なくとも１つの弁が、前記メンブレンカートリッジの
    前記第１の出口と前記乾燥ガス装置との間の前記通路に
    作用的に設けられていることを特徴とするガス除湿方
    法。
  33. 【請求項３３】請求項27のガス除湿方法であって、前記
    少なくとも１つの弁が前記メンブレンカートリッジの前
    記第２の出口に作用的に設けられることを特徴とするガ
    ス除湿方法。
  34. 【請求項３４】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    乾燥ガス装置に導入されるガス及び前記メンブレンカー
    トリッジに逆流されるガスがそれぞれ別個の通路内を移
    動することを特徴とするガス除湿方法。
  35. 【請求項３５】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    メンブレンカートリッジを加熱する段階を含むことを特
    徴とするガス除湿方法。
  36. 【請求項３６】請求項16のガス除湿方法であって、前記
    導入段階が、 前記除湿されたガスの湿度を検出する段階と； 前記除湿されたガスの湿度が所定の設定点よりも高い場
    合に、前記除湿されたガスを前記メンブレンカートリッ
    ジを通して還流させることを特徴とするガス除湿方法。
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