DE19812960C1

DE19812960C1 - Membrane drying system for compressed air

Info

Publication number: DE19812960C1
Application number: DE19812960A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Uhde; Robert Baisch
Original assignee: KOMPRESSOREN und DRUCKLUFT TEC
Current assignee: KOMPRESSOREN und DRUCKLUFT TEC
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2018-03-25

Abstract

The membrane gas dryer has a hollow fiber membrane (10) and a coaxial arranged purge tube (20) enclosing an annular purge chamber (52) around the tubular membrane, a user air inlet (33,41) and outlet (35,42), a three-way valve (43) able to connect the dryer product outlet with either a user dry-air distribution system (45) or with a purge air system (51), a purge air outlet (34,53), and a vacuum-producing device (70). A membrane gas dryer has a hollow fiber membrane (10) and a coaxial arranged purge tube (20) enclosing an annular purge chamber (52) around the tubular membrane, a user air inlet (33,41) and outlet (35,42), a three-way valve (43) able to connect the dryer product outlet with either a user dry-air distribution system (45) or with a purge air system (51), a purge air outlet (34,53), and a vacuum-producing device (70). The vacuum-producing device may be connected to the purge air outlet, or alternatively into the purge line (46,51) from the three-way valve. In the last installed position the ejector uses the purge airflow as the motive force to pull in additional purge air from atmosphere. An Independent claim is included for a combination of a refrigerative dryer and a membrane dryer in series.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft einen Membrantrockner gemäß An spruch 1, ein System aus Membrantrocknern gemäß Anspruch 8 und eine Kombination eines Membrantrockners mit einem Käl tetrockner gemäß Anspruch 13.The invention relates to a membrane dryer according to An claim 1, a system of membrane dryers according to claim 8 and a combination of a membrane dryer with a calf tet dryer according to claim 13.

Derartige Membrantrockner bzw. Membrantrocknersysteme werden vor allem in großtechnischen Anwendungen, wie bei spielsweise in pneumatischen Maschinen oder Steuerungen, eingesetzt, sie sind aber auch in anderen Technologiegebie ten anwendbar, bei denen eine gezielte Trocknung von Luft bzw. Druckluft erforderlich ist, wie beispielsweise in der Halbleiterfertigung, in der Dental- oder Klimatechnik.Such membrane dryers or membrane dryer systems are mainly used in large-scale applications, such as for example in pneumatic machines or controls, used, but they are also in other technology areas Applicable, where a targeted drying of air or compressed air is required, such as in the Semiconductor manufacturing, in dental or air conditioning technology.

State of the art

Aufgrund des Kompressionsprozesses enthält Druckluft immer Feuchtigkeit. Diese kann beispielsweise in chemischen Anwendungen eine gewünschte Reaktion ungünstig beeinflus sen, sie führt aber auch zu Schäden an pneumatischen Werk zeugen. Des weiteren führt Feuchtigkeit gerade in einem weitverzweigten Druckluftrohrleitungsnetz, das teilweise auch Freiluftleitungssysteme beinhaltet, besonders in kal ten Wintermonaten durch eingefrorenes Kondensat zu Störun gen. Anlagenstillstände oder Qualitätseinbrüche innerhalb der Produktion und erhebliche Folgekosten sind dann die un angenehmen und teuren Auswirkungen, die es zu vermeiden gilt.Due to the compression process, it contains compressed air always moisture. This can, for example, in chemical Applications adversely affect a desired reaction sen, but it also leads to damage to pneumatic work testify. Furthermore, moisture leads in one widely ramified compressed air piping network that partially also includes outdoor piping systems, especially in cal frozen winter condensation to disturbances Plant downtimes or quality drops within the production and significant follow-up costs are then the un pleasant and expensive effects to avoid it applies.

Aus diesem Grund werden für viele pneumatische Anwen dung, für die ein Drucktaupunkt von ca. 2°C ausreichend ist, Kältetrockner eingesetzt. Sind für bestimmte Anwendun gen jedoch Drucktaupunkte unter 0°C erforderlich, so ist im Stand der Technik die gängige Praxis, wärmeregenerierende Adsorptionstrockner einzusetzen. Aus dem Deutschen Ge brauchsmuster 92 01 713.4 ist eine Variante der oben er wähnten Trockner, nämliche eine Kombination aus einem Käl tetrockner und einem wärmeregenerierenden Adsorptionstrock ner, bekannt.For this reason, many pneumatic applications dung for which a pressure dew point of approx. 2 ° C is sufficient is used, refrigeration dryer. Are for certain applications However, pressure dew points below 0 ° C are required State of the art common practice, heat regenerating Use adsorption dryer. From the German Ge Pattern 92 01 713.4 is a variant of the above thought dryer, a combination of a cold tet dryer and a heat-regenerating adsorption dryer ner, known.

Ein großer Nachteil von Adsorptionstrocknern besteht jedoch darin, daß das verwendete Trockenmittel im Laufe der Betriebszeit altert, wodurch seine Adsorptionsfähigkeit vermindert wird. Die Alterung erfolgt beispielsweise durch mechanische Einflüsse, wie Druckstöße, oder durch Verunrei nigungen mit Öl, das die nutzbare Adsorptionsfläche ver kleinert. Des weiteren sind die hohen Anschaffungs- und Be triebskosten, sowie ein großer Platzbedarf ungünstig.There is a major disadvantage of adsorption dryers however, that the desiccant used over the course of Operating time ages, reducing its adsorbability is reduced. The aging takes place, for example, through mechanical influences, such as pressure surges, or due to impurities with oil, which reduces the usable adsorption area diminishes. Furthermore, the high purchase and Be drive costs, as well as a large space requirement unfavorable.

Zur Abhilfe dieser Probleme wird in dem Informationsma terial der BEKO KONDENSAT-TECHNIK GMHB (Stand: 9.97) ein Druckluft-Trockner beschrieben, der im Vergleich zu den be kannte Trocknern nach einem unterschiedlichen Prinzip funk tioniert, nämlich ein Membrantrockner. Dieser besteht, wie es in Fig. 1 zu sehen ist, aus einer ein erstes 11 und ein zweites 12 Ende aufweisenden zylindrischen Hohlfasermembran 10, einem ein erstes 21 und ein zweites 22 Ende aufweisen den Spülrohr 20, das koaxial zu der Hohlfasermembran 10 derart angeordnet ist, daß zwischen der Hohlfasermembran 10 und dem Spülrohr 20 ein Spülraum 52 ausgebildet ist, und ersten 31 und zweiten 32 Endabschnitten, die jeweils an den ersten 11, 21 und zweiten 12, 22 Enden der Hohlfasermembran 10 und dem Spülrohr 20 derart angeordnet sind, daß sie den Spülraum 52 abschließen, wobei die Endabschnitte 31, 32 je weils eine erste Öffnung 33, 35 aufweisen, die in die Hohlfasermembran 10 mündet, und eine zweite Öffnung 34, 36, die in den Spülraum 52 mündet. Ferner weist der Membran trockner ein Leitungssystem bestehend aus zwei Teilkreisen auf, nämlich einem Nutzkreis mit einer Eingangsleitung 41, die über die erste Öffnung 33 des ersten Endabschnitts 31 mit der Hohlfasermembran 10 verbunden ist, der Hohlfa sermembran 10, einer Ausgangsleitung 42, die über die erste Öffnung 35 des zweiten Endabschnitts 32 mit der Hohlfa sermembran 10 verbunden ist, einem ersten Ventil 43, dessen Eingang 47 mit der Ausgangsleitung 42 verbunden ist, und einer Nutzleitung 45, die mit einem ersten Ausgang 44 des ersten Ventils 43 verbunden ist, sowie einem Spülkreis mit einer Spüleingangsleitung 51, die einen zweiten Ausgang 46 des ersten Ventils 43 mit der zweiten Öffnung 36 des zwei ten Endabschnitts 32 verbindet, dem Spülraum 52 und einer Spülausgangsleitung 53, die mit der zweiten Öffnung 34 des ersten Endabschnitts 31 verbunden ist. Während des Trocknungsprozesses durchströmt zuvor gefilterte feuchte Druckluft, die über die Eingangsleitung 41 in den Membran trockner 1 eingebracht wird, die hochselektive Hohlfa sermembran. Nur Wasserdampfmoleküle, nicht aber Sauerstoff- oder Stickstoffmoleküle sind in der Lage, die Membran 10 zu durchdringen, weshalb sie nach außen in den Spülraum 52 diffundieren. Die an der Ausgangsleitung 42 austretende ge trocknete Luft wird dann mittels des ersten Ventils 43 größtenteils in die Nutzleitung 45 abgegeben, jedoch zu ei nem kleinen Teil unter Expansion auch in den Spülkreis ge leitet. Die trockene Spülluft wird dann im Spülraum 52 über die Außenseite der Hohlfaser 10 geführt, wobei der Unter schied in der Wasserdampfkonzentration so eine ständige Wanderung der Wassermoleküle aus der Druckluft in die Spül luft bewirkt. Je nach Drucktaupunkt (DTP)-Absenkung liegt der prozentuale Spülluftverbrauch bei ungefähr 11% (DTP- Absenkung: ungefähr 20 K) bis 24% (DTP-Absenkung: ungefähr 55 K).To remedy these problems, a compressed air dryer is described in the information material of BEKO KONDENSAT-TECHNIK GMHB (status: 9.97), which works according to a different principle compared to known dryers, namely a membrane dryer. As can be seen in FIG. 1, this consists of a cylindrical hollow fiber membrane 10 having a first 11 and a second 12 end, a first 21 and a second 22 end have the rinsing tube 20 , which is arranged coaxially to the hollow fiber membrane 10 in this way is that a rinsing space 52 is formed between the hollow fiber membrane 10 and the rinsing tube 20 , and first 31 and second 32 end sections, which are respectively arranged on the first 11 , 21 and second 12 , 22 ends of the hollow fiber membrane 10 and the rinsing tube 20 , that they close the washing compartment 52 , the end portions 31 , 32 each having a first opening 33 , 35 which opens into the hollow fiber membrane 10 , and a second opening 34 , 36 which opens into the washing compartment 52 . Furthermore, the membrane dryer has a line system consisting of two partial circles, namely a useful circuit with an input line 41 , which is connected via the first opening 33 of the first end section 31 to the hollow fiber membrane 10 , the hollow fiber membrane 10 , an output line 42 , which via the first opening 35 of the second end section 32 is connected to the hollow fiber membrane 10 , a first valve 43 , the inlet 47 of which is connected to the outlet line 42 , and a useful line 45 , which is connected to a first outlet 44 of the first valve 43 , and one Flushing circuit with a flushing inlet line 51 , which connects a second outlet 46 of the first valve 43 to the second opening 36 of the second end section 32 , the flushing chamber 52 and a flushing outlet line 53 , which is connected to the second opening 34 of the first end section 31 . During the drying process, previously filtered moist compressed air, which is introduced into the membrane dryer 1 via the inlet line 41, flows through the highly selective hollow fiber membrane. Only water vapor molecules, but not oxygen or nitrogen molecules, are able to penetrate the membrane 10 , which is why they diffuse outward into the washing chamber 52 . The exiting at the output line 42 ge dried air is then largely released into the useful line 45 by means of the first valve 43 , but also leads to a small part with expansion into the flushing circuit. The dry purge air is then conducted in the wash chamber 52 over the outside of the hollow fiber 10 , the difference in the water vapor concentration causing a constant migration of the water molecules from the compressed air into the purge air. Depending on the pressure dew point (DTP) reduction, the percentage of purge air consumption is approximately 11% (DTP reduction: approximately 20 K) to 24% (DTP reduction: approximately 55 K).

Ein Nachteil derartiger Membrantrockner ist jedoch, wie aus obiger Darstellung hervorgeht, der relativ hohe Ver brauch an Spülluft und die somit geringere Nutzluftausbeu te, vor allem bei großen DTP-Absenkungen, wodurch gerade bei großtechnischen Anwendungen der Einsatz von Membran trocknern in Frage gestellt ist.A disadvantage of such membrane dryers, however, is how from the above illustration, the relatively high ver need for purge air and therefore less useful air te, especially with large DTP reductions, which just the use of membranes in industrial applications drying is questioned.

Aus der DE 38 32 416 A1 ist eine Vorrichtung zur Tren nung von Lösungen und Gasgemischen bekannt, die ein mit seitlich gerichteten Ein- und/oder Ausführstutzen versehe nen, an seinen beiden Enden offenes Gehäuse besitzt, in der ein in die offenen Enden des Gehäuses dicht verschließende Harzeinfassungen eingebettetes geordnetes Kapillarmembran bündel angeordnet ist. Die Vorrichtung ist dabei derart ausgestaltet, daß die Harzeinfassungen aus einer die Enden der Kapillarmembranen in ein geordnetes Bündel fassenden Befestigungseinfassung und einer um die Befestigungseinfas sung herum am Ende des Gehäuses gestalteten Schließeinfas sung bestehen, wobei die Schließeinfassung mit der Innen wand des Gehäuses formschlüssig, gleichzeitig zum Gehäuse in Axialrichtung beweglich angebracht ist, und der dichte Abschluß zwischen der Schließeinfassung und der Innenwand des Gehäuses durch einen in die in die Innenwand des Gehäu ses eingearbeitete Rille gesetzten Dichtungsring gewährlei stet wird. Zum Trennen von Komponenten von Lösungen oder Gasgemischen werden die in dem abgeschlossenen Gehäuse an geordneten Kapillarmembranen verwendet, die zweckmäßig auf Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse, Gasdiffusion oder reverser Osmose basieren. Während des Durchströmens der Kapillarmembran können die sich aus der Lösung oder dem Gasgemisch abtrennenden Komponenten aus dem Gehäuse durch den seitwärts gerichteten Ausführstutzen entfernt werden.DE 38 32 416 A1 describes a device for doors of solutions and gas mixtures known, the one with provide side inlet and / or outlet connection NEN, has open housing at both ends, in the one that closes tightly into the open ends of the housing Resin embedded embedded capillary membrane bundle is arranged. The device is such designed that the resin bezels from one the ends the capillary membranes in an ordered bundle Mounting bezel and one around the mounting bezel around the end of the housing Solution exist, the closing border with the inside wall of the housing form-fitting, at the same time to the housing is movably mounted in the axial direction, and the tight Termination between the closing edging and the inner wall of the housing through one into the inside wall of the housing Ensure that the sealing ring is inserted into the groove is steady. For separating components from solutions or Gas mixtures are used in the sealed housing ordered capillary membranes used that are appropriate on Ultrafiltration, microfiltration, dialysis, gas diffusion or reverse osmosis. During the flow the capillary membrane can result from the solution or the Components separating the gas mixture from the housing the side-facing discharge nozzle are removed.

Das Dokument DE 34 03 635 A1 betrifft ein Verfahren zur Entwässerung eines Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gases unter Anwendung wenigstens eines Permeationsapparates, in dem ein Zuführungsabteil und ein Durchlaßabteil durch eine Membran mit selektiver Permeabilität voneinander getrennt sind; die Membran aus einer Mehrzahl von auf der Grundlage von Polymeren hergestellten Hohlfasern mit einer aktiven Schicht und einem Träger besteht; die an den Längsenden of fenen Hohlfasern sich mit ihrer Außenseite im Zuführungsab teil befinden, während ihre Innenseiten das Durchlaßabteil bilden; das zu entwässernde Gas mit Druck dem Zuführungsab teil zugeführt, der Druck im Durchlaßabteil auf einen nied rigeren Wert als der Druck im Zuführungsabteil eingestellt, ein mit Wasserdampf angereichertes Gas aus dem Durchlaßab teil abgezogen und ein an Wasserdampf verarmtes Gas aus dem Zuführungsabteil gewonnen wird.Document DE 34 03 635 A1 relates to a method for Dehydration of a gas containing hydrocarbons using at least one permeation apparatus, in which a feed compartment and a passage compartment through a Separate membrane with selective permeability are; the membrane is based on a plurality of hollow fibers produced by polymers with an active Layer and a support; at the longitudinal ends of hollow fibers with their outside in the feed section are located while the inside of the passage compartment form; the gas to be dewatered to the supply pressure supplied part, the pressure in the passage compartment to a low set higher than the pressure in the feed compartment, a gas enriched with water vapor from the passage partially withdrawn and a gas depleted of water vapor from the Feeding compartment is obtained.

Aus der EP 0709 123 A1 ist ein Gasseparationsmodul mit Membran bekannt, das einen Gegenstromdurchlauf von die Mem bran nicht durchdringendem bzw. durch diffundierendem Gas aufweist, der im Inneren des Moduls vorgesehen ist. Das Mo dul weist ein längliches Gehäuse auf, das einen Zuführga seingang und einen Produktausgang an im wesentlichen gegen überliegenden Enden, sowie einen zweckmäßig angeordneten Durchdringungsausgang hat. Das Gehäuse umfaßt Hohlfasermem branen, die derart angeordnet sind, daß sie sich von einem ersten Rohrboden in der Nähe des Zuführgaseingangs zu einem zweiten Rohrboden in der Nähe des Produktausgangs erstrec ken, wobei die Enden der Hohlfasern am Rohrboden enden und dabei diesen durchstoßen. Das Modul weist ferner zumindest eine Öffnung in dem zweiten Rohrboden auf, um die Membranen nicht durchdringendes Gas zu einer Durchdringungsseite der Fasern zu leiten, und um dadurch einen Gegenstromdurchlauf zu erzeugen.From EP 0709 123 A1 a gas separation module is included Membrane known that a countercurrent flow through the mem non-penetrating or diffusing gas has, which is provided in the interior of the module. Mon dul has an elongated housing that a feed input and a product output at essentially counter overlying ends, as well as a suitably arranged Penetration output. The housing includes hollow fiber membrane branches that are arranged so that they differ from one first tube sheet near the feed gas inlet to one second tube plate near the product outlet ken, the ends of the hollow fibers ending on the tube sheet and pierce it. The module also has at least an opening in the second tube sheet to the membranes non-penetrating gas to a penetration side of the To conduct fibers, and thereby a countercurrent flow to create.

Das Dokument EP 0 312 347 offenbart eine Vorrichtung zum Abtrennen z. B. von Wasser aus einem Wasser- und Kohlen wasserstoffgemisch, die Membranen aus im wesentlichen po renfreien Hohlfasern aus Kupferoxidammoniak-Zellulose auf weist. Die Membranen umfassen innere und äußere Oberflächen und einen Kanal zum Leiten des Stroms des Gemisches aus Kohlenwasserstoff und Wasser, wobei das Gemisch mit den Membranen in Kontakt tritt. Die Membranen nehmen dabei Was ser aus dem Strom auf, und bewirken, daß dieses zur anderen Seite der Membran diffundiert, wo dort das Wasser dann ent fernt wird.Document EP 0 312 347 discloses an apparatus to separate z. B. of water from a water and coal hydrogen mixture, the membranes from essentially po Renefree hollow fibers made of copper oxide ammonia cellulose points. The membranes include inner and outer surfaces and a channel for directing the flow of the mixture Hydrocarbon and water, the mixture with the Membranes come into contact. The membranes take something water out of the stream, and cause this to the other Diffuses side of the membrane, where the water then ent is removed.

Aus der US-PS 49 00 448 ist ein System zum Entfeuchten von Luft durch mikroporöse organische Hohlfasern bekannt, die eine hygroskopische Flüssigkeit in ihren Poren aufwei sen, um einen ausreichenden Konzentrationsgradienten vorzu sehen, um dadurch einen kontinuierlichen Wasserentfernungs mechanismus zu schaffen. From US-PS 49 00 448 is a system for dehumidifying known from air through microporous organic hollow fibers, which has a hygroscopic liquid in its pores to ensure a sufficient concentration gradient to see a continuous water removal mechanism to create.

Presentation of the invention

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, her kömmliche Membrantrockner derart weiterzubilden, daß ein hoher Betrag nutzbarer Druckluft bereitgestellt werden kann.It is therefore an object of the present invention develop conventional membrane dryer such that a high amount of usable compressed air can be provided can.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Membrantrockners gemäß Anspruch 1, hinsichtlich des Systems aus Membran trocknern gemäß Anspruch 8 und hinsichtlich der Kombination eines Membrantrockners mit einem Kältetrockner gemäß An spruch 13 gelöst.This task is done with regard to the membrane dryer according to claim 1, with respect to the membrane system dry according to claim 8 and in combination a membrane dryer with a refrigeration dryer according to An saying 13 solved.

Wird in dem Spülkreis eines herkömmlichen Membrantrock ners eine Unterdruckerzeugungseinrichtung integriert, so kann dadurch der Spülluftverbrauch um ungefähr 50% gesenkt werden.Is in the rinsing circuit of a conventional membrane skirt ners integrated a vacuum generating device, so this can reduce the purge air consumption by approximately 50% become.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein zweites Ventil in der Spüleingangsleitung inte griert. Ein erster Eingang dieses Ventils ist dabei mit dem zweiten Ausgang des ersten Ventils, ein zweiter Eingang mit der Umgebung und ein Ausgang mit der zweiten Öffnung des zweiten Endabschnitts verbunden. Dadurch ist es möglich, auch Umgebungsluft in den Spülkreis einzubringen und diese somit als Spülluft zu verwenden.According to an advantageous embodiment of the invention a second valve is integrated in the sink inlet pipe freezes. A first input of this valve is with the second output of the first valve, a second input with the environment and an exit with the second opening of the connected second end section. This makes it possible also bring ambient air into the purge circuit and this to use as purge air.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Unterdruckerzeugungseinrichtung als Teil der Spülausgangsleitung ausgebildet. Der so in dem Spülraum aufgebaute Unterdruck bewirkt eine verbesserte Aufnahme der Wassermoleküle in die Spülluft, es wird durch die vergröß terte Druckdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite der Hohlfasermembran aber auch der Grad der Diffusion gestei gert. Durch diese Maßnahme wird also die Diffusions- bzw. Spüleffizienz erhöht, was bedeutet, daß weniger Spülluft als in herkömmlichen Membrantrocknern bei gleicher DTP- Absenkung verbraucht wird.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the vacuum generating device as part the flushing outlet line. The one in the washroom built up negative pressure causes an improved absorption of the Water molecules in the purge air, it is enlarged by the tter pressure difference between the inside and outside of the Hollow fiber membrane but also the degree of diffusion increased device. With this measure, the diffusion or Purge efficiency increases, which means less purge air than in conventional membrane dryers with the same DTP Lowering is consumed.

Zur Ausnutzung eigener Ressourcen kann die Unterdruc kerzeugungseinrichtung eine Ejektordüse sein, die einen Treibstrahlabschnitt, der ein Teil der Eingangsleitung ist, und einen Saugabschnitt, der mit der Spülausgangsleitung verbunden ist, aufweist. Stromabwärts betrachtet weist die Spülausgangsleitung zusätzlich einen Kühler und einen Fil ter bzw. Abscheider auf. Je nach Bedarf kann dabei ein Luftkühler, ein Wasserkühler oder eine Kältemaschine als Kühler verwendet werden. Durch diesen Einbau einer Ejektor düse wird zum einen die Spülluft ohne eine externe Vorrich tung angesaugt und steht zudem dem Nutzkreis dann wieder zur Verfügung.The Unterdruc generating device be an ejector, the one Driving beam section, which is part of the input line, and a suction section connected to the purge outlet pipe is connected. Looking downstream, the Rinse outlet line additionally a cooler and a fil ter or separator. Depending on your needs, a Air cooler, a water cooler or a chiller as Cooler can be used. By installing an ejector On the one hand, the purge air becomes a nozzle without an external device tion is sucked in and is then also available to the user group to disposal.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Unterdruckerzeugungseinrichtung in der Spüleingangsleitung integriert. Um auch in diesem Fall wie der eigene Ressourcen auszunutzen, ist es vorteilhaft die Unterdruckerzeugungseinrichtung in Form einer Injektordüse auszubilden. Ein Treibstrahlabschnitt dieser Düse ist ein Teil der Spüleingangsleitung, wohingegen ein Saugabschnitt mit der Umgebung verbunden ist. Diese Anordnung ermöglicht somit, daß zusätzlich Luft aus der Außenumgebung und somit weniger trockene Spülluft zum Spülen verwendet wird. Des weiteren beschränkt sich der zusätzliche vorrichtungstech nische Aufwand in dieser Ausgestaltung nur auf die Injek tordüse, wodurch eine einfache und kostengünstige Verbesse rung erreicht wird, die auch in bestehenden Trocknersyste men nachgerüstet werden kann.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the vacuum generating device in the Integrated sink inlet line. To like in this case too of own resources, it is advantageous to Vacuum generating device in the form of an injector nozzle to train. A driving jet section of this nozzle is a Part of the sink inlet pipe, whereas a suction section is connected to the environment. This arrangement enables hence that additional air from the outside environment and thus less dry purge air is used for purging. Des further, the additional device tech is limited African effort in this embodiment only on the Injek Gate nozzle, which makes simple and inexpensive improvements tion is also achieved in existing dryer systems men can be retrofitted.

Eine weitere Ausgestaltung zur Verbesserung der Nutz luftausbeute ist die Schaffung eines Systems aus Membran trocknern wobei die jeweiligen Eingangsleitungen eines er sten und zumindest eines zweiten Membrantrockners mit einer gemeinsamen Systemeingangsleitung und die jeweiligen Nutz leitungen der Membrantrockner mit einer gemeinsamen System nutzleitung derart verbunden sind, daß die Nutzkreise je weils die gleiche Länge aufweisen. Das so angeordnete Sy stem ermöglicht den Einsatz von Membrantrocknern auch in großtechnischen Anwendungen, wie beispielsweise in der Bau industrie, in der Druckluftkapazitäten erforderlich sind, die die Kapazität eines einzelnen Membrantrockners bei wei tem übersteigen. Dabei erweist sich der Einbau von Membran trocknern in deren Spülkreis eine Unterdruckerzeugungsvor richtung integriert ist, als besonders vorteilhaft, da durch den Wegfall großer Spülverluste unter Umständen eine oder mehrere Membrantrocknereinheiten eingespart werden können.Another configuration to improve the utility Air yield is the creation of a membrane system dry with the respective input lines of an er and at least one second membrane dryer with one common system input line and the respective benefit lines of membrane dryers with a common system utility line are connected such that the user groups each because they are the same length. The Sy so arranged stem enables the use of membrane dryers also in large-scale applications, such as in construction industry where compressed air capacity is required which the capacity of a single membrane dryer with white exceed the tem. The installation of the membrane proves to be the case dry a vacuum generation in their rinsing circuit direction is integrated, as particularly advantageous because due to the elimination of large flushing losses under certain circumstances or several membrane dryer units can be saved can.

Zur Verringerung des vorrichtungstechnischen Aufwands bzw. zur leichteren Handhabung der Systemkomponenten sind verschiedene weitere vorteilhafte Ausgestaltungen möglich.To reduce the expenditure on device technology or for easier handling of the system components Various other advantageous configurations are possible.

Eine Möglichkeit besteht darin, ein zweites Ventil in der Spüleingangsleitung zumindest des ersten Membrantrock ners derart zu integrieren, daß ein erster Eingang des zweiten Ventils mit dem zweiten Ausgang des ersten Ventils, ein zweiter Eingang des zweiten Ventils mit der Umgebung und ein Ausgang des zweiten Ventils mit der zweiten Öffnung des zweiten Endabschnitts verbunden ist.One way is to put a second valve in the sink inlet line of at least the first membrane skirt ners to integrate such that a first input of the second valve with the second outlet of the first valve, a second inlet of the second valve with the environment and an outlet of the second valve with the second opening of the second end section is connected.

Desweiteren können die Spülkreise des ersten und zwei ten Membrantrockners derart ausgebildet sein, daß der Spül kreis des zweiten Membrantrockners von der Spüleingangslei tung des ersten Membrantrockners gespeist wird. Durch eine ent sprechende Einstellung des ersten Ventils des zweiten Mem brantrockners kann die gesamte trockene Luft als Nutzluft verwendet werden, wobei die Spülluft nur über den Spülkreis des ersten Membrantrockners geregelt zu werden braucht. Furthermore, the flushing circuits of the first and two ten membrane dryer be designed such that the rinsing circle of the second membrane dryer from the sink inlet tion of the first membrane dryer is fed. By an ent speaking setting of the first valve of the second mem brantrockners can use all of the dry air as useful air are used, the purge air only via the purge circuit of the first membrane dryer needs to be regulated.

Zur gemeinsamen Ableitung der Spülluft des ersten und zweiten Membrantrockners können die entsprechenden Spülaus gangsleitungen mit einer Systemspülausgangsleitung verbun den werden. Dies hat den Vorteil, daß bei Verwendung einer in die Spüleingangsleitung integrierten Ejektordüse als Un terdruckerzeugungseinrichtung nur ein Kühler und ein Filter bzw. Abscheider, stromabwärts betrachtet, in die Sy stemspülausgangsleitung integriert zu werden braucht.To collect the purge air of the first and second membrane dryer can use the appropriate rinsing connected to a system flushing outlet line that will. This has the advantage that when using a ejector integrated into the sink inlet pipe as Un terdruckgenerierungseinrichtung only a cooler and a filter or separator, viewed downstream, into the Sy stem flushing outlet line needs to be integrated.

Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Nutzluftaus beute stellt das Vorschalten eines Kältetrockners vor einen Membrantrockner bzw. ein Membrantrocknersystem dar. Durch Vortrocknung der Eingangsluft ist weniger Spülluft und da mit mehr Nutzluft verfügbar. Ferner erweist sich der Einbau von Membrantrocknern bzw. Membrantrocknersystemem, in deren Spülkreis eine Unterdruckerzeugungsvorrichtung integriert ist, als besonders vorteilhaft, da durch den Wegfall großer Spülverluste unter Umständen eine oder mehrere Membran trocknereinheiten eingespart werden können. Durch einen Bypass kann in dieser Trocknerkombination je nach Bedarf und entsprechend der Jahreszeit bzw. der Temperatur der Membrantrockner umfahren und somit stillgelegt werden. Es ergibt sich somit eine umweltschonende und vor allem sehr wirtschaftliche Trocknungsanlage, die nur wenige, einem normalen Verschleiß unterliegende Einzelkomponenten auf weist.Another measure to improve the useful air booty puts a refrigeration dryer in front of you Membrane dryer or a membrane dryer system. By Predrying the inlet air means less purge air and there available with more useful air. Furthermore, the installation proves of membrane dryers or membrane dryer systems, in their Flushing circuit integrated a vacuum generating device is particularly advantageous because it is large due to the elimination Loss of flushing may involve one or more membranes dryer units can be saved. Through a Bypass can be used in this dryer combination as required and according to the season or the temperature of the Drive around the membrane dryer and thus shut it down. It this results in an environmentally friendly and above all very economical drying system that only a few, one individual components subject to normal wear points.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevor zugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.Further details, features and advantages of the Erfin dung emerge from the description below Zugter embodiments with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines herkömm lichen Membrantrockners, Fig. 1 is a schematic representation of a membrane dryer herkömm union,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is a schematic representation of a first exemplary embodiment of the invention,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of the invention,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 is a schematic representation of a third exemplary embodiment of the invention,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer vierten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 is a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of the invention,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer fünften beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 is a schematic representation of a fifth exemplary embodiment of the invention,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 is a schematic representation of a sixth exemplary embodiment of the invention,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer siebten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Fig. 8 is a schematic representation of a seventh exemplary embodiment of the invention.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Mem brantrockner 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Hier, wie auch in den folgenden Figuren, bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Teile wie in Fig. 1. Fig. 2 shows a schematic view illustrating a membrane dryer 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention. Here, as in the following figures, the same reference signs denote the same parts as in FIG. 1.

Die zu trocknende Druckluft strömt zunächst in einen in die Spüleingangsleitung 41 integrierten Mikrofilter 40, in dem die Druckluft von freiem Kondensat, Feststoffpartikeln und einem in der Luft befindlichen Ölnebel gereinigt wird. Das Kondensat kann aus dem Mikrofilter 40 mittels eines Schwimmerableiters (nicht gezeigt) innerhalb des Mikrofil ters 40 oder durch einen niveaugesteuerten Kondensatablei ter (nicht gezeigt) durch eine Kondensatleitung 48 aus dem System entfernt werden. Diese Vorreinigung ist zum Schutz der Hohlfasermembran 10 unbedingt erforderlich. Zusätzlich dazu kann beispielsweise durch den Einsatz eines Aktivkoh lefilters die Standzeit der Hohlfasermembran 10 weiter ver bessert werden.The compressed air to be dried first flows into a microfilter 40 integrated in the sink inlet line 41 , in which the compressed air is cleaned of free condensate, solid particles and an oil mist in the air. The condensate can be removed from the microfilter 40 by means of a float drain (not shown) within the microfilter 40 or by a level controlled condensate drain (not shown) through a condensate line 48 from the system. This pre-cleaning is absolutely necessary to protect the hollow fiber membrane 10 . In addition to this, the service life of the hollow fiber membrane 10 can be further improved, for example, by using an activated carbon filter.

Die gereinigte Druckluft strömt dann von der Eingangs leitung 41 über den ersten Endabschnitt 31 in die Hohlfa sermembran 10, in der in der Druckluft befindliche Wasser moleküle bei Kontakt mit den Poren (nicht gezeigt) an der Innenseite der Hohlfasermembran 10 nach außen in den Spül raum 52 diffundieren. Die so entfeuchtete Druckluft strömt über den zweiten Endabschnitt 32 in die Spülausgangsleitung 42 und wird von hier mittels eines ersten Ventils 43 zum einen in die Nutzleitung 45 und zum anderen in die Spülein gangsleitung 51 aufgeteilt. Die an der Nutzleitung austre tende Druckluft kann direkt im vorgesehenen Endgerät ver wendet werden, wohingegen die unter Expansion in die Spü leingangsleitung 51 eintretende Luft zur Aufnahme der in den Spülraum diffundierten Wassermoleküle dient. Die so wieder befeuchtete Spülluft wird dann von der Unterdrucker zeugungseinrichtung 70, wie beispielsweise einem Vakuumge bläse, angesaugt und von dort entweder in die Umgebungsluft abgegeben oder der Kondensatleitung 48 zugeführt (hier nicht gezeigt). Wie oben bereits erwähnt worden ist, wird durch die Integration der Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 in die Spülausgangsleitung die Diffusions- bzw. Spülef fizienz erhöht, was zu einem geringeren Spülluftverbrauch und somit zu einer größeren Nutzluftausbeute führt.The cleaned compressed air then flows from the input line 41 via the first end section 31 into the hollow fiber membrane 10 , in which water molecules in the compressed air, upon contact with the pores (not shown), on the inside of the hollow fiber membrane 10 to the outside in the washing chamber 52 diffuse. The dehumidified compressed air flows via the second end section 32 into the flushing outlet line 42 and is divided from here by means of a first valve 43 into the useful line 45 and into the flushing line 51 . The compressed air escaping from the useful line can be used directly in the terminal provided, whereas the air entering the flushing inlet line 51 under expansion serves to receive the water molecules diffused into the wash cabinet. The rinsed air thus moistened is then sucked by the vacuum generating device 70 , such as a vacuum blower, and from there either released into the ambient air or fed to the condensate line 48 (not shown here). As has already been mentioned above, the integration of the vacuum generating device 70 into the purge outlet line increases the diffusion or purge efficiency, which leads to a lower purge air consumption and thus to a greater useful air yield.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Mem brantrockner 1 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 3 shows a schematic view illustrating a membrane dryer 1 according to a second exemplary embodiment of the present invention.

Der Aufbau dieser zweiten Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Ausfüh rungsform, mit dem Unterschied, daß in der Spüleingangslei tung 51 ein zweites Ventil 60 integriert ist. Dabei ist ein erster Eingang 61 des zweiten Ventils 60 über einen Teil der Spüleingangsleitung 51 mit dem zweiten Ausgang 46 des ersten Ventils 43 verbunden, wobei ein Ausgang 62 des zwei ten Ventils 60 über den anderen Teil der Spüleingangslei tung 51 und der zweiten Öffnung 36 des zweiten Endab schnitts 32 mit dem Spülraum 52 verbunden ist. Wird das zweite Ventil 60 nun derart eingestellt, daß Luft aus der Umgebung über einen zweiten Eingang 63 in den Spülkreis eintreten kann, so wird diese Umgebungsluft aufgrund der Sogwirkung der Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 zusammen mit der im ersten Ventil 43 abgezweigten Spülluft in bzw. durch den Spülraum 52 zur Aufnahme von Wassermolekülen ge saugt. Es ist weiter denkbar das zweite Ventil 60 (und dem entsprechend auch das erste Ventil 43) derart einzustellen, daß nur Luft aus der Umgebung zum Spülen verwendet wird, was die Nutzluftausbeute weiter steigert.The structure of this second embodiment corresponds essentially to the structure of the embodiment shown in FIG. 2, with the difference that a second valve 60 is integrated in the sink input line 51 . A first input 61 of the second valve 60 is connected via a part of the sink inlet line 51 to the second outlet 46 of the first valve 43 , an outlet 62 of the second valve 60 via the other part of the sink inlet line 51 and the second opening 36 of the second Endab section 32 is connected to the wash cabinet 52 . If the second valve 60 is now set such that air from the surroundings can enter the flushing circuit via a second inlet 63 , then this ambient air becomes into or through the flushing space together with the flushing air branched off in the first valve 43 due to the suction effect of the vacuum generator 70 52 ge for absorbing water molecules. It is also conceivable to set the second valve 60 (and correspondingly also the first valve 43 ) in such a way that only air from the environment is used for purging, which further increases the useful air yield.

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Mem brantrockner 1 gemäß einer dritten beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 4 shows a schematic view illustrating a membrane dryer 1 according to a third exemplary embodiment of the present invention.

Der Aufbau dieser zweiten Ausführungsform entspricht auch hier im wesentlichen dem Aufbau der in Fig. 2 gezeig ten Ausführungsform, mit dem Unterschied, daß die als Teil der Spülausgangsleitung 53 ausgebildete zusätzliche Unter druckerzeugungseinrichtung 70 von einer Ejektordüse 70 ge bildet wird. Die nach einem ähnlichen Prinzip wie eine Was serstrahlpumpe funktionierende Düse 70, weist einen Treibstrahlabschnitt 71 auf, der mit der Eingangsleitung 41 verbunden bzw. als Teil von dieser ausgebildet ist. Durch eine besondere Ausgestaltung dieses Treibstrahlabschnitts 71 werden hohe Strömungsgeschwindigkeiten in diesem er reicht, wodurch ein Sogeffekt entsteht, mittels diesem Luft über einen Saugabschnitt 72 angesaugt werden kann. Der Saugabschnitt 72 ist mit der Spülausgangsleitung 53 verbun den, die zusätzlich, stromabwärts betrachtet, einen Kühler 54, wie beispielsweise einen Luftkühler, Wasserkühler oder eine Kältemaschine, und einen Spülfilter 55 aufweist. Diese Ausgestaltung der Spülausgangsleitung 53 ist deshalb not wendig, da ohne Zwischenschaltung der erwähnten Komponenten 54, 55 die gesamte vorher der Druckluft entnommene Feuch tigkeit wieder in den Nutzkreis eingespeist würde. Die im Kühler 54 durch Kühlen der Spülluft ausfallende Feuchtig keit bzw. das Kondensat, wird am Spülfilter 55 abgeschieden und über eine Spülkondensatleitung beispielsweise in die Kondensatleitung 48 abgeführt. Es wird somit durch den Ein bau der Ejektordüse 70 ein verbesserter Diffusions- bzw. Spüleffekt erreicht, ohne eine zum Membrantrockner 1 zu sätzliche Unterdruckerzeugungseinrichtung einführen zu müs sen.The construction of this second embodiment is also substantially the structure of the gezeig th in Fig. 2 embodiment, with the difference that as part of the Spülausgangsleitung 53 formed additional pressure generating device sub-ge 70 of a ejector nozzle 70 is formed. The nozzle 70 , which operates on a principle similar to that of a water jet pump, has a drive jet section 71 which is connected to the input line 41 or is formed as part of it. Due to a special configuration of this propulsion jet section 71 , high flow velocities in it are sufficient, which creates a suction effect by means of which air can be sucked in via a suction section 72 . The suction section 72 is connected to the purge outlet line 53 , which additionally, viewed downstream, has a cooler 54 , such as an air cooler, water cooler or a refrigerator, and a purge filter 55 . This configuration of the flushing outlet line 53 is therefore nimble, since without the interposition of the components 54 , 55 mentioned, the entire moisture previously extracted from the compressed air would be fed back into the useful circuit. The moisture or condensate precipitating in the cooler 54 by cooling the purge air is separated on the purge filter 55 and discharged via a purge condensate line, for example into the condensate line 48 . It is thus achieved by the construction of the ejector 70 an improved diffusion or rinsing effect without having to introduce an additional vacuum generating device for the membrane dryer 1 .

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht, die einen Mem brantrockner 1 gemäß einer vierten beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 5 shows a schematic view illustrating a membrane dryer 1 according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

Zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ei nes herkömmlichen Membrantrockners ist in dem in Fig. 5 ge zeigten Membrantrockner 1 eine Injektordüse 70 in der Spü leingangsleitung 51 integriert. Die wiederum nach einem ähnlichen Prinzip wie eine Wasserstrahlpumpe funktionieren de Düse 70, weist einen Treibstrahlabschnitt 71 auf, der mit der Spüleingangsleitung 51 verbunden bzw. als Teil von dieser ausgebildet ist. Über einen Saugabschnitt 72 hinge gen kann Luft aus der Umgebung in den Spülkreis eingebracht werden. Diese von außen eingebrachte Luft vermischt sich mit der trockenen Spülluft und nimmt beim Durchströmen des Spülraums 52 Wassermoleküle bzw. Feuchtigkeit auf, die schließlich über die Spülausgangsleitung 53 aus dem Mem brantrockner 1 ausgeschieden wird. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß zur Reduzierung der Spülverluste auch Umgebungsluft zum Spülen verwendet wird, wobei außer der Injektordüse 70 keine weitere Komponente benötigt wird. Außerdem ist kein zusätzlicher Energiebe darf, wie beispielsweise eine Zufuhr von elektrischem Strom, notwendig, wodurch die Betriebskosten gering gehal ten werden.In addition to the embodiment shown in FIG. 1 arrangement ei nes conventional membrane dryer is an injector nozzle 70 leingangsleitung in the shown in Fig. 5 ge membrane dryer 1 in the SPC integrated 51st The nozzle 70 , which in turn works according to a similar principle as a water jet pump, has a drive jet section 71 which is connected to the sink inlet line 51 or is formed as part of the latter. Air can be introduced into the flushing circuit from the environment via a suction section 72 . This air introduced from the outside mixes with the dry purge air and takes 52 water molecules or moisture when flowing through the wash cabinet, which is finally excreted via the rinse outlet line 53 from the membrane dryer 1 . The particular advantage of this embodiment lies in the fact that ambient air is also used for flushing in order to reduce the flushing losses, with no further component being required apart from the injector nozzle 70 . In addition, no additional energy, such as a supply of electrical power, is necessary, which keeps operating costs low.

Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht, die ein Mem brantrocknersystem 3 gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 6 shows a schematic view illustrating a membrane dryer system 3 according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

Diese Ausführungsform bezieht sich vor allem auf groß technische Anwendungen, in denen die Erzeugung von trocke ner Druckluft in einem Maße erforderlich ist, daß die Kapa zität eines einzelnen Membrantrockners überschritten wird. Die zu trocknende Druckluft strömt hierbei in einem System 3 aus Membrantrocknern nach Passieren eines Absperrventils 105 in einen in einer Systemeingangsleitung 101 integrier ten Filter 40, in dem die Druckluft von freiem Kondensat, Feststoffpartikeln und einem in der Luft befindlichen Ölne bel gereinigt wird. Wie oben bereits erwähnt, kann das Kon densat aus dem Mikrofilter 40 mittels eines Schwimmerablei ter (nicht gezeigt) innerhalb des Mikrofilters 40 oder durch einen niveaugesteuerten Kondensatableiter (nicht ge zeigt) durch eine Kondensatleitung 48 aus dem System ent fernt werden. Von dort aus wird die Druckluft über Ein gangsleitungen 41, 81, 81' auf mehrere Membrantrockner (hier drei: ein erster Membrantrockner 1 und zwei zweite Membran trockner 2, 2') verteilt, deren Anzahl durch die jeweils zu trocknende Volumenstrommenge und den zu erreichenden Druck taupunkt bzw. dessen Absenkung bestimmt werden. Die in den jeweiligen Membrantrocknern 1, 2, 2' mittels eines ersten Ventils (nicht gezeigt) abgezweigte Spülluft durchströmt die jeweiligen Spülräume (nicht gezeigt) und wird dann über Spülausgangsleitungen 53, 93, 93' in einer gemeinsamen Sy stemspülausgangsleitung 103 zusammengeführt. Ein wesentli cher Bestandteil der Systemspülausgangsleitung 103 ist eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 zur Verbesserung der Diffusions- bzw. Spüleffizienz, durch welche die feuchte Spülluft angesaugt und dann in die Kondensatleitung 48 einge leitet wird.This embodiment relates primarily to large-scale technical applications in which the generation of dry compressed air is required to an extent that the capacity of a single membrane dryer is exceeded. The compressed air to be dried flows here in a system 3 of membrane dryers after passing a shut-off valve 105 into a filter 40 integrated in a system input line 101 , in which the compressed air is cleaned of free condensate, solid particles and an oil oil in the air. As already mentioned above, the condensate from the microfilter 40 can be removed from the system by means of a float drain (not shown) within the microfilter 40 or by a level-controlled condensate drain (not shown) through a condensate line 48 . From there, the compressed air is distributed via an inlet line 41 , 81 , 81 'to several membrane dryers (here three: a first membrane dryer 1 and two second membrane dryers 2 , 2 '), the number of which depends on the volume flow volume to be dried and the volume to be reached Pressure dew point or its lowering can be determined. The rinsing air branched off in the respective membrane dryers 1 , 2 , 2 'by means of a first valve (not shown) flows through the respective rinsing spaces (not shown) and is then brought together via rinsing outlet lines 53 , 93 , 93 ' in a common system stem rinsing outlet line 103 . An essential part of the system flushing outlet line 103 is a vacuum generating device 70 for improving the diffusion or flushing efficiency, through which the moist flushing air is sucked in and then passed into the condensate line 48 .

Die trockene Nutzluft strömt ihrerseits über Nutzlei tungen 45, 85, 85', die in eine gemeinsame Systemnutzleitung 102 münden, durch einen Austrittsabschnitt mit einer Rück schlagklappe 106 und einem Strömungswächter 106 aus dem Sy stem 3 aus Membrantrocknern heraus.The dry useful air in turn flows over lines 45 , 85 , 85 ', which open into a common system utility line 102 , through an outlet section with a non-return flap 106 and a flow switch 106 out of the system 3 from membrane dryers.

Der gesamte Trocknungsvorgang läuft im Normalfall kon tinuierlich ab. Jedoch bei diskontinuierlicher Druckluftauf nahme oder, wenn gerade keine trockene Druckluft benötigt wird, steuert der Strömungswächter 106 das Absperrventil 105 so, daß keine Druckluft mehr in die Membrantrockner 1, 2, 2' gelangen kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß die angeschlossene Druckluftanlage (nicht gezeigt) im dis kontinuierlichen Betrieb oder im Stillstand nicht über die Spülausgangsleitungen 53, 93, 93' bzw. die Systemspülaus gangsleitung 103 entleert wird.The entire drying process is usually continuous. However, in the case of discontinuous compressed air intake or when no dry compressed air is required, the flow switch 106 controls the shut-off valve 105 so that compressed air can no longer get into the membrane dryer 1 , 2 , 2 '. In this way it is achieved that the connected compressed air system (not shown) in dis continuous operation or at a standstill is not emptied via the flushing outlet lines 53 , 93 , 93 'or the system flushing outlet line 103 .

Durch Integration aller Systemkomponenten in einem Ge häuse kann eine sehr platzsparende kompakte Trocknungsanla ge bereitgestellt werden, die auch für den mobilen Einsatz wie beispielsweise auf Baustellen verwendbar ist.By integrating all system components in one ge can be a very space-saving compact drying system ge are also provided for mobile use such as usable on construction sites.

Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Kombi nation eines Membrantrocknersystems 3 mit einem Kältetrock ner 200 gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 7 is a schematic view showing a combi nation a membrane dryer system 3 with a Kältetrock ner 200 according illustrating a sixth exemplary embodiment of the present invention.

Die durch den Drucklufteingang 201 in den Kältetrockner 200 mit einer Temperatur von +35°C eintretende feuchte Druckluft wird durch die im Gegenstrom durch einen Luft/Luft-Wärmeaustauscher 205 strömende trockene Druckluft mit einer Temperatur von +5 bis +10°C, die dann als Nutz luft durch den Druckluftausgang 202 aus dem Kältetrockner austritt, auf eine Temperatur von +15 bis +20°C vorgekühlt. The moist compressed air entering through the compressed air inlet 201 into the refrigeration dryer 200 with a temperature of + 35 ° C is replaced by the dry compressed air with a temperature of +5 to + 10 ° C which flows in countercurrent through an air / air heat exchanger 205 as useful air exits the refrigeration dryer through the compressed air outlet 202 , pre-cooled to a temperature of +15 to + 20 ° C.

Die Druckluft strömt dann in den eigentlichen Druckluftküh ler 203, einen Luft/Kältemittel-Wärmeaustauscher 203, und wird hier je nach Regelung und Anforderung auf eine Tempe ratur von +3 bis +5°C abgekühlt. Durch den nachgeschalteten Abscheider 204 kann eine fast hundertprozentige Abscheidung von Kondensat und feinsten Nebeltropfen erreicht werden. Auf diese Weise ist ein Drucktaupunkt realsierbar, der ei ner tiefsten Abkühltemperatur der Druckluft im Abscheider 204 von +3 bis +5°C entspricht.The compressed air then flows into the actual Druckluftküh ler 203 , an air / refrigerant heat exchanger 203 , and is cooled down to a temperature of +3 to + 5 ° C depending on the control and requirements. Almost 100 percent separation of condensate and the finest mist drops can be achieved by the downstream separator 204 . In this way, a pressure dew point can be realized which corresponds to a lowest cooling temperature of the compressed air in the separator 204 of +3 to + 5 ° C.

Die vorgetrocknete Druckluft strömt jetzt über eine er ste Übertragungsleitung 211 in einen Feinstfilter 40 des Systems 3 aus Membrantrocknern, der für die Gewährleistung der Ölfreiheit vorgeschaltet ist. Der Feinstfilter 40 weist dabei eine Kondensatleitung 48 auf, durch die frei geworde nes Kondensat oder Verunreinigungen abgeführt werden kön nen. Durch die tiefste Abkühltemperatur und den sich dabei einstellenden Dampfdruck der Ölanteile in der Druckluft kann unter Umständen auf einen Feinstfilter verzichtet wer den.The pre-dried compressed air now flows through a transmission line 211 into a fine filter 40 of the system 3 made of membrane dryers, which is connected upstream to ensure that it is oil-free. The ultra-fine filter 40 has a condensate line 48 through which condensate or contaminants that have become free can be removed. Due to the lowest cooling temperature and the resulting vapor pressure of the oil components in the compressed air, a fine filter may not be necessary.

Die Druckluft verteilt sich auf die je nach Druckluft volumenstrom unterschiedliche Anzahl von Membrantrocknern, in diesem Fall zwei, einem ersten Membrantrockner 1 und ei nem zweiten Membrantrockner 2. Wie oben bereits erwähnt worden ist, muß darauf geachtet werden, daß bei einer Par allelschaltung einer Vielzahl von Membrantrocknern gleiche Strömungswege der Nutzkreise und somit auch gleiche Druck verluste in den Strömungswegen für eine gleichmäßige Durch strömung der Membrantrockner 1, 2 gesorgt wird. Zur Verbes serung der Diffusions- bzw. Spüleigenschaften ist wiederum eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 in der Sy stemspülausgangsleitung 103 vorgesehen. Durch die im Käl tetrockner 200 getrocknete Druckluft, deren tiefste Abkühl temperatur mit +3 bis +5°C auch sehr konstant ist, können je nach Typ der verwendeten Membrantrockner 1, 2 dann Druck taupunkte von -10 bis -40°C erreicht werden. The compressed air is distributed over the number of membrane dryers, depending on the compressed air volume flow, in this case two, a first membrane dryer 1 and a second membrane dryer 2 . As has already been mentioned above, care must be taken to ensure that, in the case of a parallel circuit of a plurality of membrane dryers, the same flow paths of the useful circuits and therefore also the same pressure losses in the flow paths are provided for a uniform through-flow of the membrane dryers 1 , 2 . For verb provement of diffusion or rinsing is again a vacuum generating device 70 in the Sy stemspülausgangsleitung provided 103rd Due to the compressed air dried in the refrigeration dryer 200 , the lowest cooling temperature of which is also very constant at +3 to + 5 ° C, depending on the type of membrane dryer 1 , 2 used , pressure dew points of -10 to -40 ° C can be achieved.

Die getrocknete Druckluft strömt dann über eine zweite Übertragungsleitung 212 in den Luft/Luft-Wämmeaustauscher 202 des Kältetrockners 200 und wird hier durch die im Ge genstrom einströmende feuchte Druckluft im Austritt des Kältetrockners 200 auf eine Temperatur von 25°C erwärmt.The dried compressed air then flows via a second transmission line 212 into the air / air heat exchanger 202 of the refrigeration dryer 200 and is heated here to a temperature of 25 ° C. by the moist compressed air flowing in countercurrent in the outlet of the refrigeration dryer 200 .

Sind keine großen Drucktaupunkt-Absenkungen erforder lich, so kann das System 3 aus Membrantrocknern mittels ei nes Bypasses 250, der sich von der ersten 211 zur zweiten Übertragungsleitung 212 erstreckt, unter Schließen von Übertragungsleitungsventilen 251, 252 umfahren werden. Die Steuerung des Bypass-Systems, d. h. des Bypasses 250 und der Ventile 251, 252 kann dabei manuell oder automatisch erfol gen, wobei die Bypassleitung 250 bzw. die Ventile 251, 252 beispielsweise temperaturabhängig geöffnet bzw. geschlossen werden.If no large drops in pressure dew point are required, the system 3 of membrane dryers can be bypassed by closing the transmission line valves 251 , 252 by means of a bypass 250 , which extends from the first 211 to the second transmission line 212 . The control of the bypass system, ie the bypass 250 and the valves 251 , 252 can be done manually or automatically, the bypass line 250 or the valves 251 , 252 being opened or closed, for example, depending on the temperature.

Auf diese Weise wird die Standzeit des Systems 3 aus Membrantrocknern wesentlich erhöht, da die empfindlichen Hohlfasermembranen nur bei Bedarf verwendet werden. Somit ist diese Ausführungsform vor allem bei großtechnische An wendungen, in denen eine wirtschaftliche Erzeugung trocke ner Druckluft bei variablen Taupunkten erforderlich ist, geeignet.In this way, the service life of the system 3 made of membrane dryers is significantly increased, since the sensitive hollow fiber membranes are used only when needed. Thus, this embodiment is particularly suitable for large-scale applications, in which an economical generation of dry compressed air at variable dew points is required.

Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Kombi nation eines Membrantrocknersystems 3 mit einem Kältetrock ner 200 gemäß einer siebten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Fig. 8 shows a schematic view nation a combination ner with a Kältetrock 200 represents a membrane dryer system 3 according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.

Der Aufbau dieser siebten Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem Aufbau der in Fig. 7 gezeigten Ausfüh rungsform, mit dem Unterschied, daß in der zweiten Übertra gungsleitung 212 ein Kaltluftventil 254 integriert ist, dessen Eingang 256 über einen Teil der zweiten Übertra gungsleitung 212 mit der Systemnutzleitung 102 des Systems 3 aus Membrantrocknern und dessen erster Ausgang 257 mit dem anderen Teil der zweiten Übertragungsleitung 212 mit dem Luft/Luft-Wärmeaustauscher 205 verbunden ist. Über ei nen zweiten Kaltluftventilausgang 258 kann hier an einer Kaltluftleitung 255 direkt nach der Trocknung in dem System 3 aus Membrantrocknern kalte getrocknete Druckluft, die für bestimmte Anwendungen erforderlich ist, entnommen werden. Der nicht am Ventil abgegriffene Teil der getrockneten Druckluft strömt dann weiter in den Luft/Luft- Wärmeaustauscher 205, in dem er erwärmt und dann über den Druckluftausgang 202 abgegeben wird.The structure of this seventh embodiment corresponds essentially to the structure of the embodiment shown in FIG. 7, with the difference that a cold air valve 254 is integrated in the second transmission line 212 , the input 256 of which is connected to the system useful line via part of the second transmission line 212 102 of the system 3 of membrane dryers and the first output 257 of which is connected to the other part of the second transmission line 212 with the air / air heat exchanger 205 . Via a second cold air valve outlet 258 , cold dried compressed air, which is required for certain applications, can be taken from a membrane dryer at a cold air line 255 directly after drying in the system 3 . The portion of the dried compressed air that is not tapped off at the valve then flows further into the air / air heat exchanger 205 , in which it is heated and then discharged via the compressed air outlet 202 .

Wird die Trocknerkombination aus dem Membrantrocknersy stem 3 und Kältetrockner 200 nur in Anwendungen eingesetzt, in denen ausschließlich kalte Luft erforderlich ist, kann die gesamte zu nutzende Druckluft am Kaltluftventil 254 entnommen werden, was den Einbau eines die zu nutzende Druckluft erwärmenden Luft/Luft-Wärmeaustauscher 205 über flüssig macht.If the dryer combination of the Membrantrocknersy stem 3 and refrigeration dryer 200 is only used in applications in which only cold air is required, all of the compressed air to be used can be taken from the cold air valve 254 , which means the installation of an air / air heat exchanger to be used for the compressed air 205 makes liquid.

Offenbart ist ein Membrantrockner 1 bzw. ein System 3 derartiger Membrantrockner, bei dem eine Hohlfasermembran 10 als Teil eines Nutzkreises von zu trocknender Druckluft durchströmt wird, wobei die Feuchtigkeit durch Poren der Membran 20 nach außen in Richtung eines die Membran 10 um schließenden Spülraums 52 diffundiert. Der größte Teil der aus dem Membrantrockner 1 austretenden trockenen Druckluft wird als Nutzluft 45, ein kleiner Teil jedoch als Spülluft 51, die die Außenseite der Hohlfasermembran 10 umströmt, verwendet. Zur Verminderung der Spülluftverluste wird eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 70 in den Spülkreis inte griert. Derartige Membrantrockner 1 bzw. Systeme 3 aus Mem brantrocknern sind sowohl für den stationären wie auch mo bilen Einsatz bestimmt und können bei Bedarf in Trocknungs anlagen mit Kältetrocknern kombiniert werden. (Fig. 2) Disclosed is a membrane dryer 1 or a system 3 of such membrane dryers, in which a hollow fiber membrane 10 as part of a useful circuit is flowed through by compressed air to be dried, the moisture diffusing through pores of the membrane 20 towards the outside in the direction of a washing chamber 52 closing the membrane 10 . The largest part of the dry compressed air emerging from the membrane dryer 1 is used as useful air 45 , but a small part as purge air 51 , which flows around the outside of the hollow fiber membrane 10 . To reduce the purge air losses, a vacuum generator 70 is integrated into the purge circuit. Such membrane dryer 1 or systems 3 from Mem brane dryers are intended for both stationary and mo bile use and can be combined with refrigeration dryers in drying systems if required. ( Fig. 2)

Reference list

11

, ,

22nd

, ,

22nd

'erster, zweiter Membrantrockner
'' first, second membrane dryer

33rd

System aus Membrantrocknern
System made of membrane dryers

1010th

Hohlfasermembran
Hollow fiber membrane

1111

, ,

1212th

erstes, zweites Ende der Hohlfasermembran
first, second end of the hollow fiber membrane

2020th

Spülrohr
Flushing pipe

2121

, ,

2222

erstes, zweites Ende des Spülrohrs
first, second end of the flushing pipe

3131

, ,

3232

erster, zweiter Endabschnitt
first, second end section

3333

, ,

3434

erste, zweite Öffnung des ersten Endab schnitts
first, second opening of the first Endab section

3535

, ,

3636

erste, zweite Öffnung des zweiten Endab schnitts
first, second opening of the second Endab section

4040

Filter
filter

4141

Eingangsleitung des ersten Membrantrockners
Inlet line of the first membrane dryer

4242

Ausgangsleitung des zweiten Membrantrockners
Output line of the second membrane dryer

4343

erstes Ventil
first valve

4444

erster Ausgang des ersten Ventils
first outlet of the first valve

4545

Nutzleitung
Utility line

4646

zweiter Ausgang des ersten Ventils
second outlet of the first valve

4747

Eingang des ersten Ventils
Input of the first valve

4848

Kondensatleitung
Condensate line

5151

Spüleingangsleitung des ersten Membrantrock ners
Rinse inlet pipe of the first membrane dryer

5252

Spülraum
Washroom

5353

Spülausgangsleitung des ersten Membrantrock ners
Rinse outlet line of the first membrane dryer

5454

Kühler
cooler

5555

Spülfilter
Rinsing filter

5656

Spülkondensatleitung
Flush condensate line

6060

zweites Ventil
second valve

6161

Eingang des zweiten Ventils
Second valve input

6262

erster Ausgang des zweiten Ventils
first outlet of the second valve

6363

zweiter Ausgang des zweiten Ventils
second outlet of the second valve

7070

Unterdruckerzeugungseinrichtung, Ejektordü se, Injektordüse
Vacuum generating device, ejector nozzle, injector nozzle

7171

Treibstrahlabschnitt der Ejektor- bzw. In jektordüse
Driving jet section of the ejector or injector nozzle

7272

Saugabschnitt der Ejektor- bzw. Injektordüse
Suction section of the ejector or injector nozzle

8181

, ,

8181

'Eingangsleitung der zweiten Membrantrockner
'' Inlet line of the second membrane dryer

8585

, ,

8585

'Ausgangsleitung der zweiten Membrantrockner
'' Output line of the second membrane dryer

9393

, ,

9393

'Spülausgangsleitungen der zweiten Membran trockner
'' Rinse outlet lines of the second membrane dryer

101101

Systemeingangsleitung
System input line

102102

Systemnutzleitung
System utility line

103103

Systemspülausgangsleitung
System flush outlet line

105105

Absperrventil
Shut-off valve

106106

Rückschlagklappe
Check valve

200200

Kältetrockner
Refrigeration dryer

201201

Drucklufteingang
Compressed air inlet

202202

Druckluftausgang
Compressed air outlet

203203

Luft/Kältemittel-Wärmeaustauscher
Air / refrigerant heat exchanger

204204

Abscheider
Separator

205205

Luft/Luft-Wärmeaustauscher
Air / air heat exchanger

211211

, ,

212212

erste, zweite Übergangsleitung
first, second transition line

250250

Bypass
bypass

251251

, ,

252252

erstes, zweites Übertragungsleitungsventil
first, second transmission line valve

254254

Kaltluftventil
Cold air valve

255255

Kaltluftleitung
Cold air line

256256

Kaltluftventileingang
Cold air valve inlet

257257

, ,

258258

erster, zweiter Kaltluftventilausgang
first, second cold air valve outlet

Claims

1. Membrane dryer with
a first ( 11 ) and a second ( 12 ) end facing cylindrical hollow fiber membrane ( 10 ),
a first ( 21 ) and a second ( 22 ) end pointing flushing pipe ( 20 ), which is arranged coaxially to the hollow fiber membrane ( 10 ) such that between the hollow fiber membrane ( 10 ) and the flushing pipe ( 20 ), a washing chamber ( 52 ) is formed,
first ( 31 ) and second ( 32 ) end sections, each because at the first ( 11 , 21 ) and second ( 12 , 22 ) ends of the hollow fiber membrane ( 10 ) and the flushing pipe ( 20 ) are arranged in such a way that they are the washing compartment Complete ( 52 ), the end sections ( 31 , 32 ) each having a first opening ( 33 , 35 ) which opens into the hollow fiber membrane ( 10 ) and a second opening ( 34 , 36 ) which opens into the washing compartment ( 52 ) leads to
a useful circuit with an input line ( 41 ), which is connected to the hollow fiber membrane ( 10 ) via the first opening ( 33 ) of the first end section ( 31 ), the hollow fiber membrane ( 10 ), an output line ( 42 ) which goes through the first opening ( 35 ) of the second end section ( 32 ) is connected to the hollow fiber membrane ( 10 ), a first valve ( 43 ), the input ( 47 ) of which is connected to the output line ( 42 ), and a useful line ( 45 ) connected to a he most output ( 44 ) of the first valve ( 43 ) is connected, and
a flushing circuit with a flushing inlet line ( 51 ) which connects a second outlet ( 46 ) of the first valve ( 43 ) to the second opening ( 36 ) of the second end section ( 32 ), the flushing chamber ( 52 ) and a flushing outlet line ( 53 ) which is connected to the second opening ( 34 ) of the first end section ( 31 ), characterized in that a vacuum generating device ( 70 ) is integrated in the flushing circuit.

2. Membrane dryer according to claim 1, characterized in that a second valve ( 60 ) is part of the sink inlet line ( 51 ), with a first inlet ( 61 ) of the second valve ( 60 ) with the second outlet ( 46 ) of the first Ven valve ( 43 ), a second inlet ( 62 ) of the second valve ( 60 ) with the environment and an outlet ( 63 ) of the second valve ( 60 ) with the second opening ( 36 ) of the second Endab section ( 32 ) is connected .

3. Membrane dryer according to one of claims 1 to 2, characterized in that the vacuum generating device ( 70 ) is part of the rinsing outlet line ( 53 ).

4. membrane dryer according to claim 3, characterized net gekennzeich that the vacuum generating device (70) is an ejector nozzle (70) having a propulsion jet portion (71), which is a part of the input line (41), and a suction portion (72) provided with the purge outlet line ( 53 ) is connected, the purge outlet line ( 53 ), viewed downstream, having a cooler ( 54 ) and a filter ( 55 ).

5. Membrane dryer according to claim 4, characterized in that the cooler ( 54 ) can be an air cooler ( 54 ) or a water cooler ( 54 ) or a refrigerator ( 54 ).

6. Membrane dryer according to claim 1, characterized in that the vacuum generating device ( 70 ) is part of the sink inlet line ( 51 ).

7. membrane dryer according to claim 6, characterized in that the vacuum generating device (70) is an in jektordüse (70) whose driving jet portion (71) is a part of the Spüleingangsleitung (51) and the suction portion (72) connected to the environment.

8. System of membrane dryers, in particular according to claim 1, with
a first membrane dryer ( 1 ) and
at least one second membrane dryer ( 2 )
The respective input lines ( 41 , 81 ) of the membrane dryer ( 1 , 2 ) with a common system input line ( 101 ) and the respective useful lines ( 45 , 85 , 85 ') of the membrane dryer ( 1 , 2 ) with a common system service line ( 102 ) are connected in such a way that the useful circles each have the same length.

9. System of membrane dryers according to claim 8, characterized in that a second valve ( 60 ) is part of the sink inlet line ( 51 ) at least the first membrane dryer ( 1 ), with a first input ( 61 ) of the second valve ( 60 ) the second outlet ( 46 ) of the first Ven valve ( 43 ), a second inlet ( 62 ) of the second valve ( 60 ) with the environment and an outlet ( 63 ) of the second valve ( 60 ) with the second opening ( 36 ) of the second Endab section ( 32 ) is connected.

10. System of membrane dryers according to claim 9, characterized in that the rinsing circuit of the second membrane rock ners ( 2 ) from the sink input line ( 51 ) of the first membrane dryer ( 1 ) is fed.

11. System of membrane dryers according to one of claims 8 to 10, characterized in that the rinsing outlet lines gene ( 53 , 93 ) mün in a system rinsing outlet line ( 103 ).

12. System of membrane dryers according to claim 11, characterized in that the system flush outlet line ( 103 ), viewed downstream, has a cooler ( 54 ) and a filter ( 55 ).

13. Combination of a membrane dryer with a cold tet dryer, in particular according to claim 1 or 8, characterized in that the membrane dryer ( 1 , 3 ) with the cold tet dryer ( 200 ) is connected in series.

14. Combination of a membrane dryer with a cold tet dryer according to claim 13, characterized in that the membrane dryer ( 1 , 3 ) by a bypass ( 250 ) can be bypassed and set aside.

15. Combination of a membrane dryer with a refrigeration dryer according to claim 14, characterized in that the bypass ( 250 ) is opened or closed depending on the temperature.

16. Combination of a membrane dryer with a Käl tet dryer according to one of claims 13 to 15, characterized in that compressed air via a cold air valve ( 254 ) directly from a with the useful line ( 45 , 102 ) of the membrane dryer ( 1 , 3 ) connected line ( 212 ) can be removed.