JP5819325B2 - 回転継手を含む膜ガスドライヤー - Google Patents
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Description
以下の本文は、本発明の多数の異なる実施形態の広い説明を述べる。説明は、単に例示として解釈されるべきであり、不可能でないとしても全ての可能な実施形態を説明するのは現実的ではないため、すべての可能な実施形態を説明せず、そして、本明細書中に記載されたあらゆる機能、特性、構成要素、組成物、成分、製品、工程又は方法は、削除されることができ、本明細書中に記載された他のあらゆる機能、特性、構成要素、組成物、成分、製品、工程又は方法の全て又は一部と組み合わされることができ、あるいはその全て又は一部と入れ替えることができることを理解されるであろう。多くの代替的な実施形態は、本発明の特許請求の範囲内にある現在の技術またはこの特許の出願日以降に開発された技術のいずれかを使用して、実行されることができる。
本発明の実施形態は、継手本体と流体密封シールを維持しながら、継手本体を中心にして回転する流体処理構成要素を有する膜ガスドライヤーに関する。本開示に係る膜ガスドライヤーは、サンプルガスが上流継手から水透過膜の内部を通じて下流継手まで流れるのを許容する。パージガスは、パージチューブの中で水透過膜の周りを流れる。サンプルガス及びパージガスは、それぞれ、サンプルガス及びパージガスが互いに混合しないように流体密封流路を流れる。膜ガスドライヤーの回転構成要素は、そこを通じてパージエアが膜ガスドライヤーの中に導入される継手が、サンプルガス及びパージガスの双方に対して流れの流体密封通路を維持しながら継手本体を中心にして回転するのを許容する。
本明細書中に使用される“上流”及び“下流”は、サンプルガスが膜ガスドライヤーを流れる方向を指す。膜ガスドライヤーの中に導入されるパージガスは、サンプルガスと同じ方向に流れる(すなわち、並行流)又はパージガスは、サンプルガスとは反対の方向に流れる(すなわち、逆流)。
図1に示されるように、膜ガスドライヤー90は、上流継手アッセンブリ100a、下流継手アッセンブリ100b及びパージチューブ110を含む。上流継手アッセンブリ100a及び下流継手アッセンブリ100bは、パージチューブ110の両端に配置され、サンプル要素(図示せず)は、上流継手アッセンブリ100aから下流継手アッセンブリ100bまでパージチューブ110を通過する。膜ガスドライヤー90の一実施形態では、上流継手アッセンブリ100a及び下流継手アッセンブリ100bは、上流継手アッセンブリ100a及び下流継手アッセンブリ100bが交換可能であるように同じサブ構成要素を含む。
図3に示されるように、上流継手アッセンブリ100aは、上流継手本体130aと、上流継手本体130aの周りに配置された上流シールインターフェース131aと、上流継手本体130aの一部分を囲む上流バリヤースリーブ140aとを含む。上流継手本体130aは、上流継手本体130aの中心がその長さに沿って開口するように上流継手本体130aの中心軸線に沿って延びる上流軸方向通路134aを含む。上流カウンタボア132aが上流軸方向通路134aの一端から延びる。上流カウンタボア132aは、上流軸方向通路134aよりも大きい。上流継手本体130aは、さらに、上流継手本体130aの周りで円周方向に配置された上流全方向性チャンネル133aを含む。
上流バリヤースリーブ140aは、上流全方向性チャンネル133aに対応する軸方向の位置で上流継手本体130aの周りに配置される。上流バリヤースリーブ140a及び上流継手本体130aの上流全方向性チャンネル133aは、上流軸方向通路134aと流体連通する上流パージプレナム145aを形成する。図4に示され、図5の大きな詳細で示されるように、複数の上流パージベント穴136aが、上流全方向性チャンネル133a内に配置され、上流継手本体130aを貫通し、上流全方向性チャンネル133a従って上流パージプレナム145aは上流軸方向通路134aと流体連通する。
サンプル要素120は、商品名ナフィオン(登録商標)で知られているスルホン化テトラフルオロエチレン系フッ素樹脂共重合から形成される水透過性の膜を含む。他の特性のうち、ナフィオン(登録商標)は、水に対して透過性であり、互いにガスを混合しないで水が水透過性の膜に隣接するガスのストリームと交換されることができる。サンプルガスが膜ガスドライヤー90の中に導入されると、サンプルガスがサンプル要素120を通って上流継手アッセンブリ100aから下流継手アッセンブリ100bの方に下流方向に流れ、乾燥パージガスは、上流パージプレナム145aと下流パージプレナム145bとの間で上流方向又は下流方向の一方方向にパージチューブ110を流れ、水分は、サンプルガスからサンプル要素120の水透過性膜を通ってパージガスの中に入る。
図3A及び図3Bを参照すると、パージチューブ110の上流部分は、上流継手本体130aの上流カウンタボア132a内に固定され、パージチューブ110の下流部分は、下流継手本体130bの下流カウンタボア132b内に固定される。図4に示されるように、パージチューブ110は、パージチューブ110の一部分に沿って延びる上流補強部材114aを含む。パージチューブ110は、上流継手本体130aの凹部137aと接合する上流押し込みタイプ継手116aによって軸方向に保持される。保持ねじ119は、パージチューブ110に抗して締結され、保持ねじ119は、パージチューブ110が上流継手本体130aに対して回転するのを防止する。上流補強部材114aは、保持ねじ119がパージチューブ110を壊すのを防止する。
図3Bに示されるように、同様の接続がパージチューブ110と下流継手本体130bとの間に使用され、下流継手本体130bの凹部137bと接合する下流押し込みタイプ継手116bを含む。保持ネジは、パージチューブ110に抗して締結され、保持ねじは、パージチューブ110が上流継手本体130aに対して回転するのを防止する。下流補強部材114bは、保持ねじがパージチューブ110を壊すのを防止する。
パージチューブ110の内部は、上流継手本体130aの中心軸線及び下流継手本体130bの中心軸線と整合され、パージチューブ110は、上流継手本体130aの上流軸方向通路134a及び下流継手本体130bの下流軸方向通路134bと流体連通する。
Claims (10)
- 上流継手アッセンブリと、下流継手アッセンブリと、パージチューブと、水透過性の膜とを備える膜ガスドライヤーであって、
上流継手アッセンブリは、上流継手本体と、上流シールインターフェースと、上流バリヤースリーブとを有し、
上流継手本体は、上流継手本体の中心軸線に沿って延びる上流軸方向通路と、上流軸方向通路の端部から延びる上流カウンタボアと、上流継手本体の周りで円周方向に配置された上流全方向性チャンネルとを有し、
上流バリヤースリーブと上流継手本体の上流全方向性チャンネルは、上流軸方向通路と流体連通する上流パージプレナムを形成し、
上流シールインターフェースは、上流バリヤースリーブが上流継手本体の中心軸線を中心にして回転するときに上流バリヤースリーブと上流継手本体との間に流体密封シールを維持し、
下流継手アッセンブリは、下流継手本体と、下流シールインターフェースと、下流バリヤースリーブとを有し、
下流継手本体は、下流継手本体の中心軸線に沿って延びる下流軸方向通路と、下流軸方向通路の端部から延びる下流カウンタボアと、下流継手本体の周りで円周方向に配置された下流全方向性チャンネルとを有し、
下流バリヤースリーブと下流継手本体の下流全方向性チャンネルは、下流軸方向通路と流体連通する下流パージプレナムを形成し、
下流シールインターフェースは、下流バリヤースリーブが下流継手本体の中心軸線を中心にして回転するときに下流バリヤースリーブと下流継手本体との間に流体密封シールを維持し、
パージチューブの上流部分は、上流継手本体の上流カウンタボア内に固定され、パージチューブの下流部分は、下流継手本体の下流カウンタボア内に固定され、パージチューブは、上流継手本体の上流軸方向通路及び下流継手本体の下流軸方向通路と流体連通し、
水透過性の膜は、パージチューブの内部を通過し、上流継手本体から下流継手本体まで水透過性の膜を通じて下流方向に流れるサンプルガスの水分は、水透過性の膜を通って、上流パージプレナムと下流パージプレナムとの間で上流方向又は下流方向の一方向に流れるパージガスの中に入る、膜ガスドライヤー。 - 請求項1記載の膜ガスドライヤーにおいて、
上流継手アッセンブリの上流バリヤースリーブは、上流継手本体の上流シールインターフェースと接する上流円筒内部接合部を備える、膜ガスドライヤー。 - 請求項1記載の膜ガスドライヤーにおいて、
上流継手本体の上流シールインターフェースは、上流継手本体の中心軸線の周りの上流継手本体に形成された外側上流グランドに保持された外側上流パージシールと、上流継手本体の中心軸線の周りの上流継手本体に形成された内側上流グランドに保持された内側上流パージシールとを有する、膜ガスドライヤー。 - 請求項1記載の膜ガスドライヤーにおいて、
上流継手本体は、上流カウンタボアと反対にある上流軸方向通路の一端から延びる上流先細り穴をさらに備える、膜ガスドライヤー。 - 請求項4記載の膜ガスドライヤーにおいて、
水透過性の膜と、上流継手本体の上流軸方向通路の上流先細り穴との間に流体密封シールを形成する上流フランジシールをさらに備え、
上流フランジシールは、上流継手本体の上流先細り穴に対して設置された円錐台外面と、水透過性の膜に沿って延びる円筒スルー穴とを有する上流先細りシールを備える、
または、
上流フランジシールは、上流前O−リング及び上流後O−リングを備え、上流前O−リング及び上流後O−リングは、上流継手本体の上流先細り穴に取り付けられる、膜ガスドライヤー。 - 請求項4記載の膜ガスドライヤーにおいて、
膜ガスドライヤーは、
水透過性の膜と、上流継手本体の上流軸方向通路の上流先細り穴との間に流体密封シールを形成する上流フランジシールと、
上流継手本体に連結された上流エンドキャップと、をさらに備え、
上流フランジシールは、上流エンドキャップと上流継手本体の上流先細り穴との間に軸方向に配置され、
上流エンドキャップは、上流継手本体の上流シールインターフェースを超えて半径方向に延び、
膜ガスドライヤーは、
上流エンドキャップに連結されると共に水透過性の膜と流体連通する上流サンプル継手を更に備える、膜ガスドライヤー。 - 請求項1記載の膜ガスドライヤーにおいて、
上流継手アッセンブリの上流バリヤースリーブは、上流バリヤースリーブの上流壁を通過する上流パージポートを備え、上流継手アッセンブリは、上流バリヤースリーブの外面に沿って配置されると共に上流パージポートに連結された上流パージ継手を更に備える、膜ガスドライヤー。 - 請求項1記載の膜ガスドライヤーにおいて、
水透過性の膜は、上流内部補強管及び上流外部補強管を更に備える、膜ガスドライヤー。 - 継手本体と、シールインターフェースと、バリヤースリーブとを備える継手アッセンブリであって、
継手本体は、継手本体の中心軸線に沿って延びる軸方向通路と、軸方向通路の端部から延びるカウンタボアと、継手本体の周りで円周方向に配置された全方向性チャンネルとを有し、
バリヤースリーブと継手本体の全方向性チャンネルは、軸方向通路と流体連通するパージプレナムを形成し、
シールインターフェースは、バリヤースリーブが継手本体の中心軸線を中心にして回転するときにバリヤースリーブと継手本体との間に流体密封シールを維持し、
継手本体は、カウンタボアと反対にある軸方向通路の一端から延びる先細り穴をさらに備える、継手アッセンブリ。 - 請求項9記載の継手アッセンブリにおいて、
継手本体の軸方向通路の先細り穴と流体密封シールを形成するフランジシールをさらに備え、
フランジシールは、先細りシールを備え、先細りシールは、継手本体の先細り穴に対して設置された円錐台外面と、先細りシールを延びる円筒スルー穴とを有する、
または、
フランジシールは、前O−リング及び後O−リングを備え、前O−リング及び後O−リングは、継手本体の先細り穴に取り付けられる、継手アッセンブリ。
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