JP2000189742A - 気体溶解モジュ―ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水室に被処理水を、気体室に被処理水に溶解さ
せる気体を供給する気体溶解モジュールにおいて、手動
操作によるメンテナンスを必要とすることなく、長期間
にわたって安定した濃度の気体溶解水を製造することが
できる気体溶解モジュールを提供する。 【解決手段】気体透過膜によって水室と気体室とに区画
し、水室に被処理水を、気体室に被処理水に溶解させる
気体を供給する気体溶解モジュールにおいて、気体室に
連通する凝縮水排出装置を有することを特徴とする気体
溶解モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体溶解モジュー
ルに関する。さらに詳しくは、本発明は、水室に被処理
水を、気体室に被処理水に溶解させる気体を供給する気
体溶解モジュールにおいて、手動操作によるメンテナン
スを必要とすることなく、長期間にわたって安定した濃
度の気体溶解水を製造することができる気体溶解モジュ
ールに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子材料のウェット洗浄工程では、従来
は、濃度が数％の濃厚な高純度薬液を用いるＲＣＡ洗浄
などが行われていた。これに対して、本発明者らは、特
定の気体を超純水に溶解した、薬品をほとんど使用しな
い優れた洗浄効果を有する機能性洗浄水を開発した。こ
の機能性洗浄水は、省資源性と環境保全性が高く評価さ
れ、高濃度薬液に代わって使用されるようになった。機
能性洗浄水に用いられる気体としては、水素ガス、酸素
ガス、オゾン、希ガス、炭酸ガスなどがある。これらの
特定の気体を効率よく水に溶解するために、気体のみを
透過させる性質を有する気体透過膜を内蔵した気体溶解
モジュールが活用されている。気体溶解モジュールを用
いると、気泡を含まない特定の気体溶解水を容易に製造
することができる。水などの液体を通さないことが気体
透過膜の特性であるが、水蒸気は気体透過膜を透過す
る。このために、気体透過膜を介して水室から気体室へ
の水蒸気の透過が起こる。気体溶解モジュールを取りま
く気温の変化や、気体溶解モジュールに流入する水温の
変化があると、気体室に移動した水蒸気がそこで結露を
起こし、凝縮水として溜まる。凝縮水が少量であれば、
気体溶解モジュールの性能に及ぼす影響は軽微である
が、凝縮水の量が増すと、気体室の底部から次第に上方
へ溜まっていき、気体の溶解に寄与する気体透過膜の有
効面積が減少し、気体溶解モジュールの性能が低下し
て、機能性洗浄水中に含まれる気体濃度が減少する。気
体透過膜を用いる装置として、気体溶解モジュールのほ
かに、水中の溶存気体を除去する脱気モジュールが知ら
れている。脱気モジュールでは、気体透過膜を通して水
中に溶解している気体が減圧に保たれた気体室側に移行
するとともに、気体透過膜を通してかなりの量の水蒸気
も移行する。このため、気体室に移行した水蒸気の除去
は必須であり、適当な除去手段が講じられている。しか
し、気体溶解モジュールの場合は、気体室に溶解すべき
気体を送り込み、気体成分を膜を通して水室へ移行させ
るのであり、通常、膜を通して逆方向への気体の移行は
ほとんど考慮されず、凝縮水の対策は検討されていなか
った。気体室に凝縮水が溜まった場合は、従来は気体溶
解モジュールの運転を中断し、溜まった凝縮水を排出す
る作業を行う必要があった。気体室における凝縮水の発
生を防ぐためには、結露を起こさないように、気体室を
常時温める方法も考えられるが、これはエネルギー的に
不利な方法であり、製造される気体溶解水の温度にも影
響を与え、さらに水温が上昇すると一般に気体の溶解度
は低下するので好ましくない。このために、長期間にわ
たって自動運転することができ、安定して一定濃度の気
体を溶解した機能性洗浄水を製造することができる気体
溶解モジュールが求められていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水室に被処
理水を、気体室に被処理水に溶解させる気体を供給する
気体溶解モジュールにおいて、手動操作によるメンテナ
ンスを必要とすることなく、長期間にわたって安定した
濃度の気体溶解水を製造することができる気体溶解モジ
ュールを提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、気体透過膜を備
えた気体溶解モジュールに、気体室に連通する凝縮水排
出装置を設けることにより、気体室に溜まる水を排出し
て、長期間にわたって安定した濃度の気体溶解水を製造
することが可能となることを見いだし、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
（１）気体透過膜によって水室と気体室とに区画し、水
室に被処理水を、気体室に被処理水に溶解させる気体を
供給する気体溶解モジュールにおいて、気体室に連通す
る凝縮水排出装置を有することを特徴とする気体溶解モ
ジュール、を提供するものである。さらに、本発明の好
ましい態様として、（２）所定量の凝縮水の溜まりを検
知する装置及び所定量の凝縮水の溜まりを検知したとき
溜まった凝縮水を系外に排出する装置を有する第(１)項
記載の気体溶解モジュール、（３）所定量の凝縮水の溜
まりを検知する装置が、液面計である第(２)項記載の気
体溶解モジュール、（４）凝縮水を系外に排出する装置
が、凝縮水の溜まりを検知する装置から送られる信号に
より作動する凝縮水排出自動弁である第(２)項記載の気
体溶解モジュール、（５）所定量の凝縮水の溜まりが検
知されたとき、凝縮水の溜まりを検知する装置から信号
を送って、気体室と凝縮水の溜まり部の連通を遮断する
と同時に、又は、遮断したのちに、凝縮水の溜まり部を
大気開放し、凝縮水排出自動弁を開き、溜まった凝縮水
を系外に排出する第(２)項記載の気体溶解モジュール、
（６）所定量の凝縮水の溜まりが検知されたとき、凝縮
水の溜まりを検知する装置から信号を送って、気体室の
内圧を高め、凝縮水排出自動弁を開き、気体室の内圧に
より溜まった凝縮水を系外に排出する第(２)項記載の気
体溶解モジュール、（７）所定量の凝縮水の溜まりが検
知されたとき、凝縮水の溜まりを検知する装置から信号
を送って凝縮水排出自動弁を開き、溜まった凝縮水を減
圧によって吸引することにより系外に排出する第(２)項
記載の気体溶解モジュール、及び、（８）減圧による凝
縮水の吸引を、水封式ポンプ又は凝縮水排出機能を具備
した真空ポンプの吸引ラインにより行う第(７)項記載の
気体溶解モジュール、及び、（９）溶解させる気体が、
水素ガス、酸素ガス、オゾン、希ガス若しくは炭酸ガ
ス、これらの気体の混合気体、又は、これらの気体と他
の気体との混合気体である第(１)項記載の気体溶解モジ
ュール、を挙げることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の気体溶解モジュールは、
気体透過膜によって水室と気体室とに区画し、水室に被
処理水を、気体室に被処理水に溶解させる気体を供給す
る気体溶解モジュールにおいて、気体室に連通する凝縮
水排出装置を有するものである。本発明の気体溶解モジ
ュールを用いて溶解する気体に特に制限はなく、例え
ば、水素ガス、酸素ガス、オゾン、希ガス、炭酸ガスな
どや、これらの気体の混合気体、これらの気体と他の気
体との混合気体などを挙げることができる。本発明の気
体溶解モジュールは、超純水にこれらの気体を溶解した
電子材料用洗浄水の製造に好適に使用することができ
る。本発明の気体溶解モジュールにおいて、凝縮水の溜
まりを検知する装置に特に制限はなく、例えば、溜まっ
た凝縮水の重量を測定する装置、溜まった凝縮水の液面
を検知する液面計などを挙げることができる。これらの
中で、液面計は構造が簡単で正確に検知することができ
るので、好適に使用することができる。使用する液面計
の液面検知機構に特に制限はなく、例えば、光、超音
波、静電容量などを利用する液面計を挙げることができ
る。本発明の気体溶解モジュールは、所定量の凝縮水の
溜まりを検知する装置から送られる信号により作動する
凝縮水排出自動弁により、凝縮水を排出する機構とする
ことができる。凝縮水のドレンラインに、通常閉の凝縮
水排出自動弁を設け、検知装置からの信号を受けて凝縮
水排出自動弁を開くことにより、凝縮水を排出すること
ができる。

【０００６】図１は、本発明の気体溶解モジュールの一
態様の説明図である。本態様の気体溶解モジュールは、
気体透過膜１により水室２と気体室３に区画され、被処
理水がモジュール下部の入口室４から水室に送られ、水
室を流れる間に気体透過膜を介して気体を溶解して気体
溶解水となり、出口室５を経由して排出される。本態様
のモジュールにおいては、凝縮水貯留槽６と気体室３の
下部が、水相連通自動弁７を有する配管で連通され、凝
縮水貯留槽には、所定量の凝縮水の溜まりを検知する装
置として、液面計８が設けられている。また、凝縮水貯
留槽の上部には大気開放自動弁９が設けられ、凝縮水貯
留槽の下部には、凝縮水を系外に排出する装置として、
凝縮水排出自動弁１０が設けられている。本態様の気体
溶解モジュールにおいて、水相連通自動弁７を開の状態
として被処理水への気体の溶解を行い、気体室において
凝縮水が発生すると、凝縮水は水相連通自動弁を経由し
て凝縮水貯留槽６に流れ込み、気体室中の凝縮水の水面
と凝縮水貯留槽中の凝縮水の水面は同一平面となる。し
たがって、凝縮水貯留槽中の凝縮水の水位から凝縮水の
溜まりを検知することができる。所定量の凝縮水の溜ま
りを液面計を用いて検知し、水相連通自動弁７に信号を
送って開→閉と作動させ、気体室と凝縮水貯留槽の連通
を遮断すると同時に、又は、遮断したのちに、大気開放
自動弁９及び凝縮水排出自動弁１０に信号を送って閉→
開と作動させ、凝縮水貯留槽中の凝縮水を自重でドレン
ラインに排出させる。凝縮水貯留槽中の凝縮水の排出を
終わったとき、大気開放自動弁及び凝縮水排出自動弁は
開→閉と作動させ、水相連通自動弁は閉→開と作動させ
て、気体室において発生する凝縮水の貯留を再開する。
本態様の気体溶解モジュールにおいては、液面計から信
号を送って、水相連通自動弁を作動させ、気体室と凝縮
水貯留槽の連通を遮断し、次いで大気開放自動弁を作動
させ、凝縮水貯留槽の大気開放を行ったのちに、凝縮水
排出自動弁を作動させることが好ましい。気体室と凝縮
水貯留槽の連通を遮断し、凝縮水貯留槽の大気開放を行
ったのちに、凝縮水排出自動弁を作動させることによ
り、凝縮水貯留槽に溜まった凝縮水の排出がスムーズに
進行するのみならず、気体室の内圧が大気圧より高い場
合の被処理水に溶解させる気体の不用意な排出と、気体
室の内圧が大気圧より低い場合の気体又は液体の逆流を
確実に防止することができる。

【０００７】図２は、本発明の気体溶解モジュールの他
の態様の説明図である。本態様の気体溶解モジュール
は、図１に示す態様の気体溶解モジュールの液面計８に
より検知する凝縮水排出基準面より上方に、気体室と凝
縮水貯留槽を連通する気相連通自動弁１１を設けてなる
ものである。所定量の凝縮水の溜まりを液面計を用いて
検知し、水相連通自動弁７と気相連通自動弁１１に信号
を送って開→閉と作動させ、気体室と凝縮水貯留槽の連
通を遮断すると同時に、又は、遮断したのちに、大気開
放自動弁９及び凝縮水排出自動弁１０に信号を送って閉
→開と作動させ、凝縮水貯留槽中の凝縮水を自重でドレ
ンラインに排出させる。凝縮水貯留槽中の凝縮水の排出
を終わったとき、大気開放自動弁及び凝縮水排出自動弁
は開→閉と作動させ、水相連通自動弁と気相連通自動弁
は閉→開と作動させて、気体室において発生する凝縮水
の貯留を再開する。本態様の気体溶解モジュールは、気
体室と凝縮水貯留槽上部の気相を連通することができる
ので、気体室が減圧状態又は加圧状態に保たれている場
合でも、気体室から凝縮水貯留槽へ凝縮水をスムーズに
流入させることができる。本態様の気体溶解モジュール
においては、液面計から信号を送って、水相連通自動弁
と気相連通自動弁を作動させ、気体室と凝縮水貯留槽の
連通を遮断し、次いで大気開放自動弁を作動させ、凝縮
水貯留槽の大気開放を行ったのちに、凝縮水排出自動弁
を作動させることが好ましい。気体室と凝縮水貯留槽の
連通を遮断し、凝縮水貯留槽の大気開放を行ったのち
に、凝縮水排出自動弁を作動させることにより、凝縮水
貯留槽に溜まった凝縮水の排出がスムーズに進行するの
みならず、気体室の内圧が大気圧より高い場合の被処理
水に溶解させる気体の不用意な排出と、気体室の内圧が
大気圧より低い場合の気体又は液体の逆流を確実に防止
することができる。

【０００８】図３及び図４は、本発明の気体溶解モジュ
ールの他の態様の説明図である。本態様の気体溶解モジ
ュールは、気体透過膜１により水室２と気体室３に区画
され、被処理水がモジュール下部の入口室４から水室に
送られ、水室を流れる間に気体透過膜を介して気体を溶
解して気体溶解水となり、出口室５を経由して排出され
る。本態様のモジュールにおいては、凝縮水貯留槽６と
気体室３の下部が、三方自動弁１２を有する配管で連通
され、凝縮水貯留槽には、所定量の凝縮水の溜まりを検
知する装置として液面計８が設けられ、さらに、所定量
の凝縮水の排出を検出する装置として液面計１３が設け
られている。また、凝縮水貯留槽の下部には、凝縮水を
系外に排出する装置として、凝縮水排出自動弁１０が設
けられている。本態様の気体溶解モジュールにおいて、
三方自動弁１２を気体室３と凝縮水貯留槽６が連通する
図３に示す状態として被処理水への気体の溶解を行い、
気体室において凝縮水が発生すると、凝縮水は三方自動
弁を経由して凝縮水貯留槽に流れ込む。凝縮水貯留槽中
の凝縮水の水位から、液面計により所定量の凝縮水の溜
まりを検知し、三方自動弁に信号を送って図３に示す気
体室と凝縮水貯留槽を連通する状態から、図４に示す凝
縮水貯留槽を大気開放の状態にするように作動させると
同時に、又は、作動させたのちに、凝縮水排出自動弁１
０に信号を送って閉→開と作動させ、凝縮水貯留槽中の
凝縮水を自重でドレンラインに排出させる。凝縮水貯留
槽中の凝縮水の水面が所定の位置まで低下したことを液
面計１３により検知し、凝縮水排出自動弁及び三方自動
弁に信号を送って、凝縮水排出自動弁は開→閉と作動さ
せ、三方自動弁は図３に示す気体室と凝縮水貯留槽を連
通する状態に作動させて、気体室において発生する凝縮
水の貯留を再開する。本態様の気体溶解モジュールにお
いては、液面計から信号を送って、三方自動弁を作動さ
せ、気体室と凝縮水貯留槽の連通の遮断と、凝縮水貯留
槽の大気開放を行ったのちに、凝縮水排出自動弁を作動
させることが好ましい。気体室と凝縮水貯留槽の連通の
遮断と、凝縮水貯留槽の大気開放を行ったのちに、凝縮
水排出自動弁を作動させることにより、凝縮水貯留槽に
溜まった凝縮水の排出がスムーズに進行するのみなら
ず、気体室の内圧が大気圧より高い場合の被処理水に溶
解させる気体の不用意な排出と、気体室の内圧が大気圧
より低い場合の気体又は液体の逆流を確実に防止するこ
とができる。

【０００９】図５は、本発明の気体溶解モジュールの他
の態様の説明図である。本態様の気体溶解モジュール
は、図３及び図４に示す態様の気体溶解モジュールの三
方自動弁１２に代えて、大気開放自動弁９及び水面連通
自動弁１４を設けてなるものである。本態様の気体溶解
モジュールにおいて、大気開放自動弁９と凝縮水排出自
動弁１０を閉の状態とし、水面連通自動弁１４を開の状
態として被処理水への気体の溶解を行い、気体室におい
て凝縮水が発生すると、凝縮水は水面連通自動弁を経由
して凝縮水貯留槽に流入する。凝縮水貯留槽中の凝縮水
の水位から、液面計により所定量の凝縮水の溜まりを検
知し、水面連通自動弁に信号を送って開→閉と作動さ
せ、気体室と凝縮水貯留槽の連通を遮断すると同時に、
又は、遮断したのちに、大気開放自動弁及び凝縮水排出
自動弁に信号を送って閉→開と作動させ、凝縮水貯留槽
中の凝縮水を自重でドレンラインに排出させる。凝縮水
貯留槽中の凝縮水の水面が所定の位置まで低下したこと
を液面計１３により検知し、凝縮水排出自動弁、大気開
放自動弁及び水面連通自動弁に信号を送って、凝縮水排
出自動弁及び大気開放自動弁は開→閉と作動させ、水面
連通自動弁は閉→開と作動させて、気体室において発生
する凝縮水の貯留を再開する。本態様の気体溶解モジュ
ールにおいては、液面計から信号を送って、水面連通自
動弁を作動させ、気体室と凝縮水貯留槽の連通を遮断
し、次いで大気開放自動弁を作動させ、凝縮水貯留槽の
大気開放を行ったのちに、凝縮水排出自動弁を作動させ
ることが好ましい。気体室と凝縮水貯留槽の連通を遮断
し、凝縮水貯留槽の大気開放を行ったのちに、凝縮水排
出自動弁を作動させることにより、凝縮水貯留槽に溜ま
った凝縮水の排出がスムーズに進行するのみならず、気
体室の内圧が大気圧より高い場合の被処理水に溶解させ
る気体の不用意な排出と、気体室の内圧が大気圧より低
い場合の気体の逆流を確実に防止することができる。

【００１０】本発明の気体溶解モジュールにおいては、
所定量の凝縮水の溜まりが検知されたとき、凝縮水の溜
まりを検知する装置から信号を送って、気体室の内圧を
高め、凝縮水排出自動弁を開き、気体室の内圧により溜
まった凝縮水を系外に排出することができる。気体室の
内圧を高める方法に特に制限はなく、例えば、気体室の
内圧が常に大気圧以上である運転の場合は、単に凝縮水
排出自動弁の作動のみにより凝縮水を排出することがで
き、気体室の内圧が大気圧未満である場合には、一時的
な気体供給量の増加又は不活性気体の供給により気体室
の内圧を高めることができる。一時的な気体供給量の増
加や不活性気体の供給は、気体供給系に設けた自動弁の
作動などにより容易に行うことができる。例えば、通常
は定流量弁やマスフローコントローラーなどを用いて一
定流量の気体を供給し、一時的に流量を増加させるとき
には、これらの流量コントロール部のバイパスラインの
自動弁を閉→開と作動させるような装置などを挙げるこ
とができる。被処理水に溶解させる気体が不燃性であ
り、毒性を有しない場合には、気体室の内圧を上昇させ
る装置を好適に用いることができる。また、一時的な気
体供給量の増加により、製造される気体溶解水の気体濃
度も一時的に上昇するが、多少の気体濃度の変動が許容
される場合には、気体室の内圧を上昇させる装置を好適
に用いることができる。凝縮水の排出に続いて気体まで
排出されることのないように、凝縮水が所定量まで排出
されたとき、凝縮水排出自動弁を閉に戻す機構を備える
ことが好ましい。

【００１１】本発明の気体溶解モジュールにおいては、
所定量の凝縮水の溜まりが検知されたとき、凝縮水の溜
まりを検知する装置から信号を送って凝縮水排出自動弁
を開き、溜まった凝縮水を減圧によって吸引することに
より系外に排出することができる。減圧により凝縮水を
吸引する装置に特に制限はなく、例えば、水封式ポン
プ、凝縮水排出機能を具備した真空ポンプの吸引ライン
などを挙げることができる。気体室の圧力より低圧に保
たれた吸引ラインにドレンラインを接続することによ
り、大気開放自動弁又は大気開放自動弁と水相連通自動
弁の双方を設けることなく、凝縮水を排出することがで
きる。水相連通自動弁を設けない場合には、凝縮水の排
出に続いて被処理水に溶解させる気体まで排出されるこ
とのないように、凝縮水が所定量まで排出されたとき、
凝縮水排出自動弁を閉に戻す機構を備えることが好まし
い。本発明の気体溶解モジュールを使用して気体溶解水
を製造するとき、気体を溶解させる被処理水は、あらか
じめ脱気して飽和度を低下させ、水中の気体溶解キャパ
シティに空きを作ることが好ましい。脱気して飽和度を
低下させ、気体溶解キャパシティに空きを作ることによ
り、雰囲気と平衡状態にある水の溶存気体を置換しつつ
目的とする気体を溶解させる場合に比べて、迅速に目的
とする気体を溶解させて、気体溶解水を製造することが
できる。本発明の気体溶解モジュールによれば、気体室
に溜まる凝縮水を自動的に排出し、気体透過膜の有効面
積を一定に保つことができるので、人手に頼るメンテナ
ンスを行うことなく、長期間にわたって一定濃度の特定
の気体を溶解した気体溶解水を安定して製造することが
できる。

【００１２】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ ポリ(４−メチルペンテン−１)膜を備えた脱気モジュー
ルの気体室を、水封式真空ポンプを用いて２０Torrに保
ち、超純水を毎時１ｍ³で供給して脱気を行った。次い
で、脱気した超純水を、図２に示す構造の凝縮水貯留槽
を接続し、ポリプロピレン膜を備えた気体溶解モジュー
ルの水室に送り、気体室に毎時１.２ｇ（２２４Ｎml／
分）の水素ガスを供給して、水素ガス溶解水を１カ月間
連続して製造した。凝縮水貯留槽中の凝縮水の量が５０
mlに達したとき、液面計より信号を送って、水相連通自
動弁と気相連通自動弁を閉じ、大気開放自動弁と凝縮水
排出自動弁を開いて、凝縮水を排出し、次いで、凝縮水
排出自動弁と大気開放自動弁を閉じ、水相連通自動弁と
気相連通自動弁を開いて、ふたたび凝縮水の貯留を開始
するように設定した。１カ月間の運転期間中を通じて、
気体室の圧力は０.９×１０⁵Paであり、水素ガス濃度
１.２mg／リットルの水素ガス溶解水を、毎時１ｍ³製造
することができた。凝縮水貯留槽からの凝縮水の排出
は、ほぼ３０〜１２０分に１回の頻度で自動的に行われ
た。 実施例２ 気体溶解モジュールの気体室に、図３に示す構造の凝縮
水貯留槽を接続し、三方自動弁を図３に示す状態に保っ
たまま、気体室の加圧により凝縮水を排出した以外は、
実施例１と同様にして、水素ガス溶解水の製造を行っ
た。凝縮水貯留槽内の凝縮水の量が７０mlに達したと
き、高水位側の液面計より信号を送って、水素ガスの供
給量を９００Ｎml／分に増加して気体室の内圧を高め、
凝縮水排出自動弁を開いて凝縮水を排出し、凝縮水５０
mlが排出されたとき、低水位側の液面計から信号を送っ
て、凝縮水排出自動弁を閉じ、水素ガスの供給量を２２
４Ｎml／分に戻すように設定した。１カ月間の運転期間
中を通じ、凝縮水の排出時を除いて、気体室の圧力は
０.９×１０⁵Paであり、水素ガス濃度１.２mg／リット
ルの水素ガス溶解水を、毎時１ｍ³製造することができ
た。ただし、凝縮水排出後の約３分間は、水素ガス溶解
水の水素ガス濃度は最高１.４mg／リットルまで上昇し
た。凝縮水貯留槽からの凝縮水の排出は、ほぼ３０〜１
２０分に１回の頻度で自動的に行われた。 実施例３ 気体溶解モジュールの気体室に、図３に示す構造の凝縮
水貯留槽を接続し、三方自動弁を図３に示す状態に保っ
たまま、ドレンラインの減圧により凝縮水を排出した以
外は、実施例１と同様にして、水素ガス溶解水の製造を
行った。凝縮水貯留槽内の凝縮水の量が７０mlに達した
とき、高水位側の液面計より信号を送り、脱気モジュー
ルの減圧に用いている水封式真空ポンプを利用して、凝
縮水排出ラインに減圧をかけ、凝縮水排出自動弁を開い
て凝縮水を排出し、凝縮水５０mlが排出されたとき、低
水位側の液面計から信号を送って、凝縮水排出自動弁を
閉じるとともに、凝縮水排出ラインを大気圧に開放し
た。１カ月間の運転期間中を通じて、気体室の圧力は
０.９×１０⁵Paであり、水素ガス濃度１.２mg／リット
ルの水素ガス溶解水を、毎時１ｍ³製造することができ
た。凝縮水貯留槽からの凝縮水の排出は、ほぼ３０〜１
２０分に１回の頻度で自動的に行われた。 比較例１ 凝縮水貯留槽を接続して凝縮水を排出することを行わな
かった以外は、実施例１と同様にして、１カ月間連続し
て水素ガス溶解水の製造を行った。運転開始４日目まで
は、水素ガス濃度１.２mg／リットルの水素ガス溶解水
を毎時１ｍ³製造することができた。しかし、運転開始
５日後からは、超純水の供給量を毎時１ｍ³、気体室の
圧力を０.９×１０⁵Paに保つと、気体室に供給し得る水
素ガスの量が徐々に減少するとともに、水素ガス溶解水
の水素ガス濃度が徐々に低下してきた。運転開始１カ月
後には、水素ガスの供給量は１６８Ｎml／分となり、水
素ガス溶解水の水素ガス濃度は０.９mg／リットルまで
低下した。運転を停止して、気体溶解モジュールを開く
と、気体室の下部約４分の１まで凝縮水が溜まってい
た。実施例１〜３の結果から、気体室に連通する凝縮水
排出装置を有する本発明の気体溶解モジュールを用いる
と、自動的に凝縮水の排出が行われ、長期間にわたって
人手に頼るメンテナンスを行うことなく、一定濃度の水
素ガス溶解水を安定して製造し得ることが分かる。これ
に対して、凝縮水排出装置を有しない気体溶解モジュー
ルを用いた比較例１においては、水素ガス溶解水の水素
ガス濃度は、１カ月で初期の濃度の４分の３にまで低下
してしまう。

【００１３】

【発明の効果】本発明の凝縮水排出装置を有する気体溶
解モジュールを用いることにより、特定の気体を溶解し
た一定濃度の気体溶解水を、手動操作によるメンテナン
スを行うことなく、長期間にわたって安定して製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の気体溶解モジュールの一態様
の説明図である。

【図２】図２は、本発明の気体溶解モジュールの他の態
様の説明図である。

【図３】図３は、本発明の気体溶解モジュールの他の態
様の説明図である。

【図４】図４は、図３に示す気体溶解モジュールの自動
弁を作動させた状態を示す説明図である。

【図５】図５は、本発明の気体溶解モジュールの他の態
様の説明図である。

【符号の説明】

１ 気体透過膜 ２ 水室 ３ 気体室 ４ 入口室 ５ 出口室 ６ 凝縮水貯留槽 ７ 水相連通自動弁 ８ 液面計 ９ 大気開放自動弁 １０ 凝縮水排出自動弁 １１ 気相連通自動弁 １２ 三方自動弁 １３ 液面計 １４ 水面連通自動弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気体透過膜によって水室と気体室とに区画
   し、水室に被処理水を、気体室に被処理水に溶解させる
   気体を供給する気体溶解モジュールにおいて、気体室に
   連通する凝縮水排出装置を有することを特徴とする気体
   溶解モジュール。