JPWO2009004799A1 - 中空糸膜除湿装置 - Google Patents

Abstract

中空糸膜除湿装置の小型化を実現し、中空糸膜モジュールの組立性、取扱性、シール性及び除湿性能の向上を図る。中空糸膜除湿装置は、排ガス入口部６３が設けられた下部胴３８、排ガス出口部５８が設けられた上部胴３７及び本体胴３３を含む除湿容器６７と、本体胴３３内に排ガス入口室３９を構築する下部管板３５と、本体胴３３内に排ガス出口室４２を構築する上部管板３４と、本体胴３３内を排ガス処理室４０とパージガス室４１とに仕切る仕切板３６と、上部管板３４、仕切板３６及び下部管板３５の各貫通孔に複数本挿入された中空糸膜モジュール４４と、中空糸膜モジュール４４に形成されたシール溝に保持されて上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０と上部管板３４、仕切板３６及び下部管板３５との間をシールするシール材と、を有する。

Description

本発明は、原子力発電プラントにおいて発生する放射性気体廃棄物（以下、排ガスという。）等に含まれる水分を中空糸膜モジュールを用いて除去する中空糸膜除湿装置に関する。

従来、湿潤空気から水分を選択的に分離除去し乾燥空気を得る装置として、除湿中空糸膜を内蔵する中空糸膜除湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

一般に除湿中空糸膜は、外径が約０．３ｍｍ程度で、水蒸気透過性能の高い中空糸膜に加工したものであり、この中空糸膜を多数本束ねた状態で端部を樹脂、接着剤等により固定して中空糸膜モジュールが形成される。

この中空糸膜モジュールは、中空糸膜除湿装置内に多数装填され、中空糸膜の膜内と膜外の圧力差及び膜外にパージ用の乾燥ガスを流すことによる膜内外のモル分率の差によって、被処理ガスが中空糸膜の内面を通過するときに、水蒸気分が中空糸膜の内壁から溶解、拡散、放散の過程を順次経て膜外に透過し、除去され、除湿処理される。

従来の中空糸膜除湿装置の構造について、図１０、図１１を用いて説明する。

図１０は、従来の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図であり、図１１は、図１０に示す中空糸膜モジュールの取付け構造を示す部分拡大図である。

図１０に示すように、本体胴６は、上部管板３、下部管板４、仕切板５により、軸方向に、排ガス入口室７、排ガス処理室８、パージガス室９、排ガス出口室１０に区切られている。この排ガス処理室８の中に、複数本の中空糸膜モジュール１が設置されている。

図１１に示すように、中空糸膜モジュール１の上部ヘッド１１にＯリング等からなる第１シール材１２、第２シール材１３が取り付けられている。上部ヘッド１１のパージガス入口１４とキャップ１５の穴が一致するようにキャップ１５が被せられている。リング１６をボルト１７により押え付けることにより第１シール材１２、第２シール材１３を固定している。また、キャップ１５に第３シール材１８、第４シール材１９を取り付け、これらが脱落しないように注意しながら中空糸膜モジュール１を上部管板３、仕切板５の貫通孔に挿入する。

このとき、下部管板４の貫通孔にも中空糸膜モジュール１は挿入されるために、下方より下部管板４に中空糸膜モジュール１の下部ヘッド２０が挿入されることを確認する必要がある。この中空糸膜モジュール１が挿入された後に、ボルト２１により、キャップ１５を仮止めする。下部管板４の下方より、Ｏリング等からなる第５シール材２２を挿入し、下部管板４の貫通孔、中空糸膜モジュール１及び第５シール材２２が同一円状に位置するように調整する。次に、キャップ１５をボルト２１により固定し、また下部管板４にリング２３をボルト２４により固定することにより、中空糸膜モジュール１は上部管板３、仕切板５、下部管板４に対して固定される。

従来の中空糸膜除湿装置２における排ガスは、矢印７０のように流れる。つまり、排ガス入口部２５から入った排ガス（湿潤ガス）は、排ガス入口室７に入り中空糸膜モジュール１内の中空糸２６の中を通り、排ガス出口室１０に達する。中空糸膜モジュール１内の中空糸２６の内側を通過し除湿された排ガスは、排ガス出口部２７から排出される。

パージガスは、矢印７１に示すように、パージガス入口部２８よりパージガス室９を経由して、パージガス入口１４に導入される。この導入されたパージガスは、中空糸膜モジュール１を構成する中空糸２６の外側を通りながら、中空糸２６の膜厚を透過した排ガスの湿分を運搬し、パージガス出口２９を経由して排ガス処理室８に排出され、パージガス流出部３０から中空糸膜除湿装置２の外部に排出される。

この湿分を含んだ排ガスと乾燥したパージガスとは、互いに混入するのを避け、除湿性能を引き上げるために分離しなければならない。この湿分を含んだ排ガスと乾燥したパージガスとを分離するのに、Ｏリング等からなる第５シール材２２が、排ガス入口室７と排ガス処理室８との間に設けられている。また、第２シール材１３と第４シール材１９は、排ガス処理室８とパージガス室９との間に設けられている。また、第１シール材１２と第３シール材１８は、パージガス室９と排ガス出口室１０との間に設けられている。これらの第５シール材２２、第２シール材１３、第４シール材１９、第１シール材１２及び第３シール材１８を配置することにより、排ガス（湿潤空気）とパージガス（乾燥空気）とが分離されている。
特開２００３−１５９５０９号公報

従来の中空糸膜除湿装置２は、１本の中空糸膜モジュール１に対して、Ｏリング等からなるシール材によるシール部分が、第５シール材２２、第２シール材１３、第４シール材１９、第１シール材１２及び第３シール材１８が示すように５箇所あった。

このため、本体胴６内に中空糸膜モジュール１を挿入するときは、中空糸膜モジュール１に対して固定されていない第３シール材１８や第４シール材１９が脱落しないよう挿入するのが困難であり、また中空糸膜モジュール１の抜取りや交換するときに本体胴６内に脱落する恐れがある、という課題があった。

また、５箇所あるＯリング等からなるシール材からの排ガスの漏洩を防ぐためには、微妙な中空糸膜モジュール１の位置調整や、シール材の取付け方を調整しなければならず、組立性、シール性において不都合が多かった。また、中空糸膜モジュール１を上部管板３、仕切板５に固定するためにキャップ１５を取付けている。このキャップ１５の外径により１本の中空糸膜モジュール１が占有する面積が大きくなり、本体胴６が大きくなるという課題があった。

また、中空糸膜モジュール１は縦方向に長い構造となっているために、従来の保持方法では、上部ヘッド１１、下部ヘッド２０に取付けた第３シール材１８、第４シール材１９、第５シール材２２を同心円上に配置するのが非常に困難であるという課題があった。

さらに、中空糸膜モジュール１は、本体胴６内に複数本配置されている。このように、排ガス入口室７、排ガス処理室８、パージガス室９、排ガス出口室１０が一つの部屋で構成されているために、排ガスの流量によっては中空糸膜モジュール１に流れる排ガス又はパージガスに不均一な流れが生じ、除湿性能が低下するという課題があった。

また、従来の中空糸膜除湿装置２においては、中空糸膜モジュール１のパージガス入口１４やパージガス出口２９の方向は、パージガス入口部２８やパージガス流出部３０との方向に対して任意に決められており、中空糸膜モジュール１内を流れる排ガス、パージガスに不均一が生じ除湿性能が低下するという課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本体胴の小型化を実現し、中空糸膜モジュールの組立性、取扱性、シール性及び除湿性能の向上を図れる中空糸膜除湿装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の中空糸膜除湿装置においては、排ガス入口部が設けられた下部胴、排ガス出口部が設けられた上部胴及び本体胴を含む除湿容器と、前記本体胴の下部に設けられ前記下部胴側に排ガス入口室を構築する下部管板と、前記本体胴の上部に設けられ前記上部胴側に排ガス出口室を構築する上部管板と、前記本体胴内に設けられこの本体胴内をパージガス流出部を含む排ガス処理室とパージガス入口部を含むパージガス室とに仕切る仕切板と、前記上部管板、前記仕切板及び前記下部管板のそれぞれの貫通孔を介して複数本挿入された中空糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュールの上部ヘッド及び下部ヘッドに設けられたシール溝に保持されこの上部ヘッド及び下部ヘッドと前記上部管板、前記仕切板及び前記下部管板との間をそれぞれシールするシール材と、前記中空糸膜モジュールを上方から前記上部管板に押え付ける押え板と、を有することを特徴とするものである。

本発明の中空糸膜除湿装置によれば、中空糸膜モジュールの上部ヘッド及び下部ヘッドに形成されたシール溝に保持されこの上部ヘッド及び下部ヘッドと上部管板、仕切板及び下部管板との間をそれぞれシールするシール材を介して、中空糸膜モジュールの組立性や取扱性を向上させ、組立時間や分解時間を大幅に短縮することができる。

本発明の実施の形態の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図。 図１に示す中空糸膜モジュールの取付け構造を示す部分拡大図。 図１の中空糸膜除湿装置を示す説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその（ａ）のＢ‐Ｂ矢視方向を切断して示す断面図。 図１の中空糸膜除湿装置の除湿性能を示す特性図。 中空糸膜モジュールの下部ヘッドのシール部を示す説明図で、（ａ）はその第１の例の断面図、（ｂ）はその第２の例の断面図、（ｃ）はその第３の例の断面図。 本発明の他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の横置設置状態の構造を示す概略縦断面図。 本発明のさらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の仕切構造を示す説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその上面図。 本発明のさらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の中空糸膜モジュールを２段重ねた構造を示す概略縦断面図。 本発明のさらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図。 従来の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図。 図１０に示す中空糸膜モジュールの取付け構造を示す部分拡大図。

符号の説明

１：中空糸膜モジュール、２：中空糸膜除湿装置、３：上部管板、４：下部管板、５：仕切板、６：本体胴、７：排ガス入口室、８：排ガス処理室、９：パージガス室、１０：排ガス出口室、１１：上部ヘッド、１２：第１シール材、１３：第２シール材、１４：パージガス入口、１５：キャップ、１６：リング、１７：ボルト、１８：第３シール材、１９：第４シール材、２０：下部ヘッド、２１：ボルト、２２：第５シール材、２３：リング、２４：ボルト、２５：排ガス入口部、２６：中空糸、２７：排ガス出口部、２８：パージガス入口部、２９：パージガス出口、３０：パージガス流出部、３１：中空糸膜除湿装置、３２：脚、３３：本体胴、３４：上部管板（第１管板）、３４ａ：貫通孔、３５：下部管板（第２管板）、３５ａ：貫通孔、３６：仕切板、３６ａ：貫通孔、３７：上部胴（第１胴）、３８：下部胴（第２胴）、３９：排ガス入口室、４０：排ガス処理室、４１：パージガス室、４２：排ガス出口室、４３：分割板、４４：中空糸膜モジュール、４５：第１のＯリング、４６：分割板、４７：中空糸、４８：パージガス出口、４９：パージガス流出部、５０：下部ヘッド（第２ヘッド）、５１：第２のＯリング、５２：分割板、５３：パージガス入口部、５４：上部ヘッド（第１ヘッド）、５５：パージガス入口、５６：第３のＯリング、５７：分割板、５８：排ガス出口部、５９：押え板、５９ａ：貫通孔、６０：ボルト、６１：座、６２：ガイド、６３：排ガス入口部、６４：Ｏリング溝、６５：Ｏリング溝、６６,６６ａ：Ｏリング溝、６６ｂ：面取り部、６７：除湿容器、６８：円筒形分割板。

以下、本発明に係る中空糸膜除湿装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施の形態の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図であり、図２は、図１に示す中空糸膜モジュールの取付け構造を示す部分拡大図であり、図３は、図１の中空糸膜除湿装置を示す説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその（ａ）のＢ‐Ｂ矢視方向を切断して示す断面図である。

まず、一例として、原子力発電所の排ガスの除湿に適用される中空糸膜除湿装置３１の基本構成について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、中空糸膜除湿装置３１の主要部をなす除湿容器６７は、脚３２により支持されている。この除湿容器６７は、筒状の本体胴３３と、この本体胴３３の下部に設けられ、排ガス入口部６３を付属している下部胴（第２胴）３８とを備えている。本体胴３３の上部には、排ガス出口部５８を付属している上部胴（第１胴）３７が設けられている。本体胴３３の下部には下部管板（第２管板）３５が設けられ、この下部管板３５と下部胴３８との間には排ガス入口室３９が形成されている。また、本体胴３３の上部には上部管板（第１管板）３４が設けられ、この上部管板３４と上部胴３７との間には排ガス出口室４２が形成されている。

本体胴３３内の上部には仕切板３６が設けられている。この仕切板３６を設置することにより、この本体胴３３内はパージガス流出部４９を含む排ガス処理室４０とパージガス入口部５３を含むパージガス室４１とに仕切られている。

なお、図３に示すように、排ガス入口室３９は、十字型をした分割板４３を設けることにより、一例として、４つの部屋に区分されている。この区分された排ガス入口室３９のそれぞれの部屋には図１に示す排ガス入口部６３が設けられている。また、排ガス出口室４２は、十字型をした分割板５７を設けることにより、一例として、４つの部屋に区分されている。この区分された排ガス出口室４２のそれぞれの部屋には排ガス出口部５８が設けられている。

図２に示すように、この中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０の外側面には、シール溝であるＯリング溝６６が形成されている。このＯリング溝６６には、シール材として第１のＯリング４５を取り付けることにより、排ガス入口室３９と排ガス処理室４０とに区切り、排ガス（湿潤ガス）とパージガス（乾燥ガス）とが分離される。

中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４の下部外側面には、シール溝であるＯリング溝６５が形成されている。このＯリング溝６５には、シール材として第２のＯリング５１が取り付けられ、この上部ヘッド５４の外側面と仕切板３６の貫通孔３６ａの内側面とをシールしている。

中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４の上部外側面には、シール溝であるＯリング溝６４が形成されている。このＯリング溝６４には、シール材として第３のＯリング５６が取り付けられ、この上部ヘッド５４の外側面と上部管板３４の貫通孔３４ａの内側面とをシールしている。

中空糸膜モジュール４４は、同心状に配置された上部管板３４、下部管板３５及び仕切板３６に形成されたそれぞれの貫通孔３４ａ、３５ａ、３６ａに挿入されているので、中空糸膜モジュール４４を鉛直に保持することができる。

なお、中空糸膜モジュール４４を上方から挿入した後に、この中空糸膜モジュール４４は、押え板５９により上部管板３４に押え付けられる。この押え板５９にも、中空糸膜モジュール４４からの排ガスを流出するための貫通孔５９ａが開口されている。

また、排ガス処理室４０は、図３に示すように、一例として、十字型をした分割板４６により４つの部屋に区分され、それぞれの部屋には中空糸膜モジュール４４が複数本配置されている。

排ガス入口室３９から中空糸膜モジュール４４内の中空糸４７の内側を流れる排ガスの一部はパージガスとなる。このパージガスは、パージガス室４１よりパージガス入口５５を経由して中空糸４７の外側を流れる。水蒸気分圧差により排ガスの湿分を引寄せ吸収したパージガスは、パージガス出口４８を経由してパージガス流出部４９から排出される。上述のように、排ガス処理室４０には、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０が配置されており、この下部ヘッド５０に開口されたパージガス出口４８は、パージガス流出部４９とは同一方向に配置されている。

また、排ガス処理室４０とパージガス室４１を区切っている仕切板３６には、パージガス（乾燥ガス）と排ガスから湿分を吸収したパージガスとを分離し、中空糸膜モジュール４４を保持するための第２のＯリング５１が設けられている。

また、図３に示すように、パージガス室４１は、十字型をした分割板５２により４つの部屋に区分されており、それぞれの部屋には、排ガス出口室４２から排出された排ガスの一部をパージガスとして中空糸膜モジュール４４に戻すためのパージガス入口部５３が設けられている。このパージガス室４１には、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４が配置されている。上部ヘッド５４に開口されたパージガス入口５５は、パージガス入口部５３とは同一方向に配置されている。

また、パージガス室４１と排ガス出口室４２を区切っている上部管板３４には、排ガスとパージガスを分離し、中空糸膜モジュール４４を保持するための第３のＯリング５６が設けられている。また、図３に示すように、この排ガス出口室４２は、十字型をした分割板５７により４つの部屋に区分されており、それぞれの部屋には排ガス出口部５８が設けられている。

上記本体胴３３内に配置された中空糸膜モジュール４４は、全ての中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４を上方から押えつける押え板５９及びこの押え板５９を上部管板３４に対して固定するボルト６０により固定されている。

上述のように、３箇所の第１のＯリング４５、第２のＯリング５１、第３のＯリング５６により、複数の中空糸膜モジュール４４は下部管板３５、仕切板３６、上部管板３４のそれぞれの貫通孔３５ａ、３６ａ、３４ａに挿入され固定されている。

このように構成された本実施の形態において、ＯＧ系統（Ｏｆｆ Ｇａｓ Ｓｙｓｔｅｍ：放射性気体廃棄処理系）の排ガスは、最大８０Ｎｍ^３／ｈ、最小１２Ｎｍ^３／ｈの流量があり、それぞれの条件下でも除湿効率が変動しないように対応する必要がある。このために、最大流量時（８０Ｎｍ^３／ｈ）には全部の部屋に存在する中空糸膜モジュール４４を使用することとし、最小流量時（１２Ｎｍ^３／ｈ）には、４つに分けられた排ガス入口室３９の内の１つの部屋に存在する中空糸膜モジュール４４を使用することによりこの対策を講じている。

ここで、最大流量（８０Ｎｍ^３／ｈ）の排ガスが流れるときの例について説明する。

排ガス入口部６３を経由して導入された排ガス（湿潤ガス）は、４つに区分された排ガス入口室３９のそれぞれに２０Ｎｍ^３／ｈずつに分流され、それぞれの排ガスの流れは均等に中空糸膜モジュール４４内に導入される。水蒸気を含む排ガスは中空糸膜モジュール４４内の中空糸４７の内側を流れる間に、中空糸４７によりこの排ガスに含まれる水蒸気が吸収される。この吸収された水蒸気は、中空糸４７の膜厚を拡散し外表面に至る。中空糸膜モジュール４４を通過した排ガスの一部は、排ガス出口室４２、排ガス出口部５８及びパージガス入口部５３を経由してパージガス室４１に至る。

このパージガス室４１は分割板５２により４分割されており、また、各中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４に開口されたパージガス入口５５はそれぞれパージガス入口部５３の方向を向いているために、パージガスは均等に各中空糸膜モジュール４４内に導入される。

この導入された乾燥状態にあるパージガスにより乾燥させることにより、排ガス中の水蒸気がパージガス中に移行する。このとき、下部管板３５、仕切板３６、上部管板３４に設置された第１のＯリング４５、第２のＯリング５１、第３のＯリング５６により、排ガス（湿潤ガス）とパージガス（乾燥ガス）との混入を抑制することができ、除湿性能が確保される。

すなわち、上部管板３４、仕切板３６及び下部管板３５のそれぞれに同心状に開口された貫通孔３４ａ、３６ａ、３５ａを介して、中空糸膜モジュール４４は挿入される。この中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０に取り付けられた第１のＯリング４５、第２のＯリング５１及び第３のＯリング５６により、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０の外側面と、上部管板３４、仕切板３６及び下部管板３５のそれぞれに同心状に開口された貫通孔３４ａ、３６ａ、３５ａの内側面との間隔が一定に維持され、シール性能が確保される。

また、下部管板３５に開口された貫通孔３５ａには、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０を案内するために面取りしたガイド６２が形成され、下部ヘッド５０を保持するための座６１が形成されている。すなわち、下部管板３５には、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０を保持するための座６１と、円滑に挿入可能な約４５度に面取りしたガイド６２が形成されているので、多数本の中空糸膜モジュール４４を挿入するときの作業性の向上を図ることができる。

また、このガイド６２を形成することにより、中空糸膜モジュール４４は、上部管板３４、仕切板３６、下部管板３５に開口された貫通孔３４ａ、３６ａ、３５ａに対して同心上に挿入されるために、中空糸膜モジュール４４に設置された第１のＯリング４５、第２のＯリング５１及び第３のＯリング５６と上部管板３４、仕切板３６及び下部管板３５の貫通孔３４ａ、３６ａ、３５ａの内壁との間が一定に維持でき、シール性能が確保される。

また、中空糸膜モジュール４４には、第１のＯリング４５、第２のＯリング５１及び第３のＯリング５６を保持するための溝６６、６５、６４が加工してあり、この溝６６、６５、６４に第１のＯリング４５、第２のＯリング５１、第３のＯリング５６が保持されている。このために、第１のＯリング４５、第２のＯリング５１及び第３のＯリング５６を中空糸膜モジュール４４から脱落することなく、中空糸膜モジュール４４を挿入又は引抜きをすることができ、中空糸膜モジュール４４の組立性や取扱性を向上させることができる。

さらに、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０の外側面に第１のＯリング４５、第２のＯリング５１、第３のＯリング５６のためのＯリング溝６６、６５、６４を形成することにより、中空糸膜モジュール４４の外径の大きさを押えることができ、これに伴って本体胴３３の大きさを軽減することが可能である。また、中空糸膜モジュール４４同士の間隔を、中空糸膜モジュール４４の径の１．２倍以上とすることにより、最適な除湿性能を得ることができる。この除湿性能については、後述する。

本実施の形態によれば、中空糸膜除湿装置は、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０の外側面にＯリング溝６６、６５、６４の加工し、このＯリング溝６６、６５、６４に第１のＯリング４５、第２のＯリング５１、第３のＯリング５６を取り付けることにより、中空糸膜モジュールの組立性や取扱性を向上させ、組立てや分解に要する時間を従来のシステムに比較して１／２程度に短縮することができる。

また、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４及び下部ヘッド５０の外側面にＯリング溝６６、６５、６４を加工することにより、中空糸膜除湿装置の大きさを直径で１／２程度に減少することができ、コストを３／５程度に低減でき、設置スペースを１／４程度削減することができる。

ここで、中空糸膜モジュール４４の除湿性能について図４を用いて説明する。

図４は、図１の中空糸膜除湿装置の除湿性能を示す特性図である。

上述のように、挿入された中空糸膜モジュール４４同士間の距離は、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４の直径の１．２倍以上になるように配置されている。この中空糸膜モジュール４４同士間の距離は、この中空糸膜モジュール４４が挿入される上部管板３４の貫通孔３４ａ及び仕切板３６の貫通孔３６ａにより決定され、中空糸膜モジュール４４の上部ヘッド５４の直径を超過すればよい。このために、中空糸膜モジュール４４間の距離は、実用的には上部ヘッドの直径の１．２倍以上の範囲が好ましい。

一方、隣接する中空糸膜モジュール４４同士の間隔は、この間隔が広くなると除湿容器６７が大きくなり、また単位面積当たりの中空糸膜モジュール４４の本数が減るので除湿性能は落ちる。図４に示すように、中空糸膜モジュール４４同士間のピッチがｐ＝１.２のときは要求性能（露点−３０℃）までの到達時間がｔ＝２５分であり、ピッチがｐ＝１.２５のときは到達時間がｔ＝２０分であり、ピッチがｐ＝１.３のときは到達時間がｔ＝２８分であり、ピッチがｐ＝１.３５のときは到達時間がｔ＝３８分であり、ピッチがｐ＝１.４のときは到達時間がｔ＝４４分である。このことから、中空糸膜モジュール４４同士間のピッチがｐ＝１.２５のときが要求性能（露点−３０℃）までの到達時間が最低のｔ＝２０分である。つまり、この中空糸膜モジュール４４同士の間隔を中空糸膜モジュールの上部ヘッド５４の直径の１．２倍から１．３倍とすることがより好ましいといえる。

図５は、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０のシール部を示す説明図で、（ａ）はその第１の例の断面図、（ｂ）はその第２の例の断面図、（ｃ）はその第３の例の断面図である。

この中空糸膜モジュール４４の組立性、取扱性及びシール性を改善するために、上述したように、すなわち、図５（ａ）、に示すように、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０の外側面にＯリング溝６６を形成し、このＯリング溝６６に第１のＯリング４５を保持することができる。また、図５（ｂ）に示すように、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０の下面にＯリング溝６６を形成し、このＯリング溝６６に第１のＯリング４５を保持してもよい。さらに、図５（ｃ）に示すように、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０の角部に面取り部６６ｂを形成し、この面取り部６６ｂに第１のＯリング４５を保持してもよい。

本実施の形態によれば、中空糸膜除湿装置は、中空糸膜モジュール４４の下部ヘッド５０の外側面、下面又は角部にＯリング溝等６６、６６ａ、６６ｂを加工し、このＯリング溝等６６、６６ａ、６６ｂに第１のＯリング４５を保持することにより、中空糸膜モジュールの組立性や取扱性を向上させ、組立てや分解に要する時間を大幅に短縮することができる。

図６は、本発明の他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の横置設置状態の構造を示す概略縦断面図である。

本図に示すように、下部管板３５に中空糸膜モジュール４４を支える座６１を形成し、中空糸膜モジュール４４を固定すると共に、中空糸膜モジュール４４を横形に設置して使用してもよい。

本実施の形態によれば、中空糸膜除湿装置は、中空糸膜モジュール４４を横形に設置して使用することにより、中空糸膜除湿装置を設置する建屋の高さを軽減することができる。

図７は、さらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の仕切構造を示す説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその上面図である。

上述のように、除湿性能を向上させるために、流量に応じて使用する中空糸膜モジュール４４の本数を変えるために、図３に示す例では、排ガス入口室３９、排ガス出口室４２、排ガス処理室４０やパージガス室４１を仕切るために十字形の分割板４３、４６、５２、５７が設けられている。

図７に示す例においては、十字形の分割板４３、４６、５２、５７の代わりに、円筒形分割板６８を設けることにより、排ガス処理室４０を複数の部屋に仕切り、各々の部屋には目的に応じて入口部および出口部（ノズル）を設けている。

本実施の形態によれば、中空糸膜除湿装置は、円筒形分割板６８を設けることにより、排ガス及びパージガスが効率良く流れ、除湿効果を向上させることができる。

図８は、本発明のさらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の中空糸膜モジュール４４を２段重ねた構造を示す概略縦断面図である。

本図に示すように、排ガスやパージガスの流量の増加により中空糸膜モジュール４４の本数が増えることにより、図１に示す除湿容器６７の径方向を大きくすることには限界がある。このために、中空糸膜モジュール４４を複数段、ここでは、２段重ねて使用可能な構造としている。

本実施の形態によれば、中空糸膜除湿装置は、中空糸膜モジュール４４の複数段を設置して使用することにより、中空糸膜除湿装置の除湿容器６７の外径を軽減し、中空糸膜除湿装置の小型化を図ることができる。

図９は、本発明のさらに他の実施の形態の中空糸膜除湿装置の構造を示す概略縦断面図である。この実施の形態は、図１乃至図３に示した実施の形態の下部管板３５をなくして、本体胴３３と下部胴３８を一体化したものである。ここではその一体化したものを下部胴３８と呼ぶ。この実施の形態では、各中空糸膜モジュール４４のパージガス出口４８（図２参照）が、下部胴３８外に連絡するパージガス流出部４９に直接接続されている。

この実施の形態で、排ガスは、排ガス入口部６３から下部胴３８内に流入し、さらに中空糸膜モジュール４４内の中空糸４７内を通って上昇し、排ガス出口室４２を通って排ガス出口部５８を通って中空糸膜除湿装置３１の外へ流出する。

一方パージガスは、パージガス入口部５３から下部胴３８内のパージガス室４１内に流入し、さらに中空糸膜モジュール４４内の中空糸４７外側を下降し、中空糸膜モジュール４４の下端近くからパージガス流出部４９を通って中空糸膜除湿装置３１の外へ流出する。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各実施の形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

Claims (9)

1. 排ガス出口部が設けられた第１胴、排ガス入口部が設けられた第２胴を含む除湿容器と、
   前記第１胴側に排ガス出口室を構築する第１管板と、
   前記除湿容器内に設けられこの除湿容器内を、パージガス流出部を含む排ガス処理室とパージガス入口部を含むパージガス室とに仕切る仕切板と、
   前記第１管板及び前記仕切板のそれぞれの複数の貫通孔を通して複数本挿入された中空糸膜モジュールと、
   前記中空糸膜モジュールの前記第１胴部側の第１ヘッドに設けられたシール溝に保持されこの第１ヘッドと前記第１管板及び前記仕切板との間をそれぞれシールするシール材と、
   前記中空糸膜モジュールを前記第１胴部側の端部方向から前記第１管板に押え付ける押え板と、
   を有することを特徴とする中空糸膜除湿装置。
2. 前記第２胴の端部側に設けられて排ガス入口室を構築する第２管板をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の中空糸膜除湿装置。
3. 前記第１胴と第２胴の間に配置された本体胴をさらに有し、前記第２管板が前記本体胴と第２胴の間に挟まれていることを特徴とする請求項２に記載の中空糸膜除湿装置。
4. 前記第２管板はその貫通孔の周囲に、前記中空糸膜モジュールの第２ヘッドを支持する座を具備してなること、を特徴とする請求項２または３記載の中空糸膜除湿装置。
5. 前記排ガス入口室及び排ガス出口室を、ガス入口部又は排ガス出口部をそれぞれ含む少なくとも二以上の部屋に分割する分割板をさらに有すること、を特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載の中空糸膜除湿装置。
6. 前記排ガス処理室及びパージガス室をパージガス流出部又はパージガス入口部をそれぞれ含む少なくとも二以上の部屋に分割する分割板をさらに有すること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の中空糸膜除湿装置。
7. 前記パージガス流出部とパージガス入口部とが同一方向に配置されてなること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の中空糸膜除湿装置。
8. 前記第１胴が第２胴よりも上方になるように配置されていること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の中空糸膜除湿装置。
9. 前記第１胴と第２胴が水平に並ぶように配置されていること、を特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の中空糸膜除湿装置。

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