JP2007136349A - 多孔膜式空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平筒状素子よりなる多孔膜エレメントを用いた水循環式の空気浄化装置では、水循環ポンプの吸入圧又は吐出圧の作用で、多孔膜部分が変形し、浄化性能を悪化させる。これを解決する。
【解決手段】扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・よりなる多孔膜エレメント１の上方側と下方側の両方に水タンク２，３を配置し、上方部側水タンク２の水面位を一定に保って、必要なヘッド高Ｈと多孔膜エレメント１内および前後配管系の流路抵抗（通路隙間／壁面強度）に応じた一定の流量で水を流す。
そして、多孔膜エレメント１から流れ出た水は下方側の水タンク３で受け留め、これを水循環ポンプ９で上部側タンク２に戻して連続的に循環させる。
このようにすると、水循環ポンプ９の吸入圧、吐出圧が直接多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・の多孔膜部分に作用しなくなり、高性能で安定した運転状態を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、多孔膜を使用した多孔膜式空気浄化装置に関するものである。

気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔をもつ疎水性の多孔膜を使用し、該多孔膜を介して一面側に空気の流通路を形成するとともに、他の一面側に水の流通路を形成し、それらを上記多孔膜を介した気液接触状態で流通させることにより、多数の微小孔を通して空気中に含まれる所望のガス成分のみを水側に吸収させるようにした空気浄化装置がある（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−５１６４７号公報（明細書１−２９頁、図１−８１参照）。

ところで、このような多孔膜を水循環ポンプを備えた水循環系路中に組み込み、水流通路側に連続的に水を循環させるようにした場合、上記多孔膜部分をチューブ構造の円筒状素子にした場合には問題ないが、例えば図９に示すように、断面コ字形の合成樹脂製の枠体４０の内側に所定の間隔をおいて多数の微小孔４１ａ，４１ａ・・・を有する疎水性多孔膜４１，４１を張り、それらの間の水流通路に純水を流す平膜構造の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・とし、同平膜構造の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・の外周に汚染ガスを含む汚染空気を流すようにした場合、次のような問題が生じる。

例えば同扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・よりなる多孔膜エレメント１の上流側上方に水タンクを設ける一方、同多孔膜エレメント１と水タンクとの間に水循環ポンプを設けて同多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内に純水を循環させる構成とした場合（例えば特願２００４−９８３６５号参照）、同多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内に水循環ポンプの吸入圧（負圧）が作用し、例えば図１０のように多孔膜４１，４１部分が内側にくぼむ凹変形を生じる。

一方、これとは逆に同多孔膜エレメント１の上流側上方に水循環ポンプを介して水タンクを設けて、同多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内に純水を循環させる構成とした場合（例えば特願２００４−１３３６６３号参照）、同多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内に水循環ポンプの吐出圧（高正圧）が作用し、例えば図１１のように疎水性多孔膜４１，４１部分が外側に膨む凸変形を生じる。

図９のように、平膜式の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・よりなる多孔膜エレメント１では、それぞれ図示しない上下のヘッダで連結された多数の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・中を純水が流れて汚染空気中の水溶性ガスが疎水性の多孔膜４１，４１を介して同純水の中に溶け込むメカニズムとなっている。

このような多孔膜エレメント１の性能向上は、扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・部分の厚みａと配置間隔ｄを共に小さくして、可及的にユニット内の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・の数を増やし、気液接触面積を大きくすることで達成される。

扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・の多孔膜４１，４１、４１，４１・・・部分が凸に変形すると実質のｄ寸法が小さくなるため各素子１ａ，１ａ・・・間の流速が大きくなって、エレメント通過圧損が増え、除去率も低下する。他方、凹に変形すると水側通路が狭くなって死水域が増え、有効な気液接触面積が減って除去率が低下する。一方、エレメント通過圧損は変わらない。

この現象は上記寸法ａ，ｂを小さくするにつれて大きくなり、除去率低下の結果として現れ、当初の浄化性能を阻害する問題がある。

本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、扁平筒状素子よりなる多孔膜エレメントの上方側と下方側の両方に大気側に開放された水タンクを設け、これら各水タンクを介して水循環系を構成することにより、上記多孔膜エレメントの扁平筒状素子内に水循環ポンプの吸入圧および吐出圧が直接作用して多孔膜部分の変形が生じないようにした多孔膜式の空気浄化装置を提供することを目的とするものである。

本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

（１） 請求項１の発明
この発明の課題解決手段は、扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・よりなる多孔膜エレメント１の上方側と下方側の各々に大気側に開放された水タンク２，３を設け、これら各水タンク２，３を介して水循環ポンプ９を有する水循環系を構成することにより、上記多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内に水循環ポンプ９の吸入圧および吐出圧が作用して多孔膜部分の変形が生じないようにしたことを特徴としている。

このように、扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・よりなる多孔膜エレメント１の上方側と下方側の両方に水タンク２，３を配置し、大気側に開放した上方側の水タンク２の液面を一定の水位に保って必要なヘッド高Ｈを確保し、多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・内と前後の配管系の流路抵抗（通路隙間／壁面強度）に応じた一定の流量で水を流すようにする。

そして、その後、多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・から流れ出た水を同じく大気に開放した下方側の水タンク３で受け留め、これを水循環ポンプ９で上部側水タンク２に戻して連続的に循環させる。

このようにすると、水循環ポンプ９の吸入圧は第２の水タンク３部分で、吐出圧は第１の水タンク２部分でそれぞれ遮断され、直接多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・の多孔膜４１，４１部分に作用しなくなり、従来のような多孔膜４１，４１部分の変形を防止して高性能で安定した運転状態を実現することができる。

（２） 請求項２の発明
この発明では、上記請求項１の発明において、上記上下２つの水タンク２，３の各々には、それぞれ大気側に開放された大気連通管２ａ，３ａが設けられ、これら各大気連通管２ａ，３ａを介して大気側に開放されていることを特徴としている。

このように、上下２つの水タンク２，３の各々が、それぞれ大気側に開放された大気連通管２ａ，３ａを介して大気側に開放されていると、上部側第１の水タンク２のヘッドおよび下部側第２の水タンク３のポンプ吸込圧を共に大気基準とすることができる。

（３） 請求項３の発明
この発明では、上記請求項２記載の発明において、上記下方側水タンク３の大気連通管３ａは、上方側水タンク２の最大水面位よりも上方まで伸ばして設けられていることを特徴としている。

このようにすると、運転停止時に大気連通管３ａから系外に水が漏出するのを防ぐことができる。

（４） 請求項４の発明
この発明では、上記請求項１，２又は３記載の発明において、上記上下各水タンク２，３間には、相互の間を連通させるオーバーフロー管１０が設けられており、上方側水タンク２内の水位が所定レベル以上に高くなると、上方側水タンク２内の水を下方側水タンク３側にバイパスさせるようになっていることを特徴としている。

このようにすると、水循環ポンプ９で上部側水タンク２に戻す水の量を多孔膜エレメント１から流れ出る水の量よりも少し多くし、残りを上方側水タンク２部分でオーバーフロー管１０から下方側水タンク３にバイパスさせるだけの極めて簡単な方法で、上記第２の水タンク３内の最適な水面位を保つことができる。

（５） 請求項５の発明
この発明では、上記請求項１，２，３又は４記載の発明において、上記多孔膜エレメント１の入口側には、第１の水量調整弁Ｖ₁を設け、供給水圧と循環量（通過水量）を最適に調整するようになっていることを特徴としている。

このような構成にすると、多孔膜エレメント１に対する供給水圧と循環量（通過水量）を、必要な流路圧を得るためのヘッド高Ｈと多孔膜エレメント１上流側の第１の水量調整弁Ｖ₁によって最適に調整することができるようになる。

（６） 請求項６の発明
この発明では、上記請求項１，２，３，４又は５記載の発明において、上記多孔膜エレメント１の出口側には、第２の水量調整弁Ｖ₂を設け、供給水圧と循環量（通過水量）を最適に調整するようになっていることを特徴としている。

このような構成にすると、多孔膜エレメント１に対する水圧と循環量（通過水量）を、必要な流路圧を得るためのヘッド高Ｈと多孔膜エレメント１下流側の第２の水量調整弁Ｖ₂によって最適に調整することができるようになる。

以上の結果、本願発明によると、多孔膜式の空気浄化装置（ケミカル除去ユニット）において、高性能で安定した運転状態を実現することができる。

図１〜図８は、本願発明の最良の実施の形態に係る多孔膜式空気浄化装置の全体および要部の構成を示している。

（基本構成）
先ず図１は、同空気浄化装置の運転時における基本的な構成を示している。

図１中、符号１は、前述した合成樹脂製の枠体４０および多数の微小孔４１ａ，４１ａ・・・を有する疎水性多孔膜４１，４１により形成された扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）よりなる多孔膜エレメントである。

この多孔膜エレメント１の上方には手動調整可能な第１の水量調整弁Ｖ₁を有する第１の水供給通路４を介して第１の水タンク２が、また下方には同じく手動調整可能な第２の水量調整弁Ｖ₂を有する第２の水供給通路５を介して第２の水タンク３が、それぞれ設けられている。

そして、上方側第１の水タンク２には第１の給水弁ｖ₁（ソレノイドバルブＳＯＬ₁）を有する第１の給水ライン６を介して一定の水位まで純水が供給されるようになっているとともに、下方側第２の水タンク３には第２の給水弁ｖ₂（ソレノイドバルブＳＯＬ₂）を有する第２の水供給ライン７を介して一定の水位まで純水が供給されるようになっている。

また、上記下方側第２、上方側第１の水タンク３，２には、それぞれ所定の上下両高さ位置に水位センサＡ，Ｂおよび水位センサＤ，Ｃが設けられており、これら各水位センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって当該第２，第１の水タンク３，２の実際の水位の変動を検出するようになっている。

一方、上記下方側第２の水タンク３と上方側第１の水タンク２とは、水循環ポンプ９を有する水循環通路８を介して連通されており、上記下方側第２の水タンク３側に供給された純水を上記上方側第１の水タンク２に戻し、上記上方側第１の水タンク２内の一定水位の純水を多孔膜エレメント１、下方側第２の水タンク３を介して連続的に循環させて使用するようになっている。

そして、上記水循環通路８の水循環ポンプ９の吐出側には、循環される水の劣化を防ぐために、手動調整又は電気的に制御可能な排水量調整弁Ｖ₃を介して系内を循環される水の一部を連続的に、または間欠的に排出する排水通路１２が設けられている。

さらに、上記第１，第２の水タンク２，３には、それぞれ所定の長さの大気連通管２ａ，３ａが上方に伸びて設けられており、両タンク２，３内を大気側に開放することによって大気圧に保つようになっている。また上方側第１の水タンク２の大気連通管２ａおよび下方側第２の水タンク３の大気連通管３ａは、その何れも第１の水タンク２の天井部よりも上方まで伸ばして、図２の運転停止時に系外に水が漏出するのを防ぐようになっている。

以上のように、この実施の形態の空気浄化装置の構成では、扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）よりなる多孔膜エレメント１の上下両方に水タンク２，３を配置し、上方側第１の水タンク２の水位面を常時一定に保って所定のヘッド高Ｈを確保し、同ヘッド高Ｈと多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）および前後の配管系の流路抵抗（通路隙間／壁面強度）に応じた最適な流量で水をを流す。そして、それにより多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）から流れ出た水を下方側第２の水タンク３で受け留め、これを水循環ポンプ９で上方側第１の水タンク２に戻すことによって、多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）部分に水を循環させる。

上記第１の水タンク２の必要なヘッド高Ｈを一定に保つ方法は、制御ではなく、上記水循環ポンプ９で下方側第２の水タンク３内に戻す水の量を多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）から流れ出る水の量よりも多くし、残りを上方側第１の水タンク２のオーバーフロー管１０（流入口部１０ａ）からバイパスさせる簡単な方法として構成を簡単にしている。

そして、上記第１，第２の上下水タンク２，３には、それぞれ大気連通管２ａ，３ａを設け、両タンク２，３内を大気圧に保つようにしている。このように、上下２つの水タンク２，３の各々が、それぞれ大気側に開放された大気連通管２ａ，３ａを介して大気側に開放されていると、上部側第１の水タンク２のヘッドおよび下部側第２の水タンク３のポンプ吸込圧を共に大気基準とすることができる。

また、この場合下方側第２の水タンク３の大気連通管３ａは、上記上部側第１の水タンク２の大気連通管２ａと同様に同第１の水タンク２の上方まで伸ばして、図２のような運転停止時に系外に水が漏出するのを防ぐようにしている。

また、多孔膜エレメント１の入口側、出口側には、それぞれ第１，第２の水量調整弁Ｖ₁，Ｖ₂を設け、供給水圧と循環量（通過水量）を最適に調整するようにしている。

したがって、同構成では、第１の水タンク２および多孔膜エレメント１と第２の水タンク３および水循環ポンプ９、水循環通路８が第１の水タンク２、第２の水タンク３部分で各々大気側にオープンにされ、水循環ポンプ９の吸入圧および吐出圧の何れもが、扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）よりなる多孔膜エレメント１内には作用しない。

このような水循環系とすると、扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）よりなる多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）内の水圧は第２の水タンク３のヘッド高Ｈと前後（上下）の第１，第２の水量調整弁Ｖ₁，Ｖ₂によって決められる。したがって、同構成によれば、上記のように多孔膜エレメント１の扁平筒状素子１ａ（１ａ，１ａ・・・）の多孔膜部分に水循環ポンプ９の吸入圧、吐出圧が直接かかることを防ぐことができ、高性能で安定した運転状態を実現することができる。

（制御方法）
次に図３は、上記図１の多孔膜式空気浄化装置の液面制御装置の構成を示す制御回路図（リレー回路図）である。

以上の装置では、水質劣化防止のための水排出通路１２からの微量排水および加湿現象などにより、上記純水循環系内の総水量は所定量減ってくる。したがって、これを上記上下の水位センサＡ，Ｂで下方側第２の水タンク３の水面位変化として検知し、その水量の低下に応じて下方側第２の水タンク３内に給水して安定した運転を継続する必要がある。

また、図２のような上方側第１の水タンク２内が空の停止時からの起動時には上方側第１の水タンク２にも並行して給水することにより起動時間を短縮する必要がある。

図３の制御回路は、このような見地から構成されており、次に述べるように動作する。

同回路は、大きく分けて例えばＤＣ２４（Ｖ）で作動し、第１，第２の水量調整弁Ｖ₁，Ｖ₂を開閉制御するバルブ制御回路部分と、例えばＡＣ１００（Ｖ）で作動し、水循環ポンプ９を駆動又は停止制御するポンプ制御回路部分とから構成されている。

図３中、Ａ′，Ｂ′、Ｃ′，Ｄ′は上記図１および図２中の上下水位センサＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄの出力接点（Ａ′，Ｃ′，Ｄ′は常閉接点構成、Ｂ′は常開接点構成）である。

（１） 起動時の制御動作（第１，第２の水タンク２，３が共に空の状態からの運転開始動作）
先ず第１，第２のの水タンク２，３が共に空の状態では、第２の水タンク３の低位側水位センサＣの出力接点Ｃ′は閉じている。したがって、同状態で装置の電源がＯＮされ、例えばＤＣ２４（Ｖ）が印加されると、第１の給水弁ｖ₁制御用のリレーＲ₁が作動し、そのリレー接点Ｒ₁₁を閉じ、第１の給水弁ｖ₁を開いて、第１の水タンク２内に給水を始める。そして、同給水開始後、低位側水位センサＣが作動して出力接点Ｃ′を開にする水検知位置まで純水が留ると、今度は同水位センサＣの出力接点Ｃ′の開により、上記第１の給水弁ｖ₁を開作動させていた第１の給水弁ｖ₁制御用のリレーＲ₁がＯＦＦになって、第１の水タンク２への給水が停止される。

他方、起動時間を短かくする見地から、上記第１の水タンク２内への給水と同時に第２の水タンク３内への給水が行われる。

すなわち、上記第２の水タンク３内が空の状態では、その上下水位センサＡ，Ｂの出力接点Ａ′，Ｂ′の内、Ａ′は閉、Ｂ′は開であり、装置の電源ＯＮによりバルブ制御回路に例えばＤＣ２４（Ｖ）が印加されると、第２の給水弁ｖ₂制御用のリレーＲ₃が作動して、その自己保持接点Ｒ₃₁およびリレー接点Ｒ₃₂を閉じる。その結果、第２の給水弁ｖ₂が開いて第２の水タンク３内への純水の給水が開始される。

この下方側第２の水タンク３内への純水の供給は、上記のように低位側水位センサＡの出力接点Ａ′に第２の給水弁ｖ₂制御用のリレーＲ₃の自己保持接点Ｒ₃₁が並列に設けられていることから、そのまま給水が継続され、第２の水タンク３内の水が上位側の水位センサＢの検知位置に達して、その出力接点Ｂ′が閉じ、それによってリレーＲ₂が作動して、その第１のリレー接点（常閉接点）Ｒ₂₁を開いた時に初めてリレー接点Ｒ₃₂がＯＦＦになり、第２の給水弁ｖ₂が閉じられて給水が停止される。

一方、それに対応して上記リレーＲ₂の作動により、その第２のリレー接点（常開接点）Ｒ₂₂がＯＮになり、ポンプ制御用のリレーＲ₄が作動する。その結果、同ポンプ制御用のリレーＲ₄の自己保持接点Ｒ₄₁およびリレー接点₄₂がＯＮになるので、水循環ポンプ９が駆動され、前述のような水の循環が開始される。

（２） 通常運転時の制御動作
先ず第１の水タンク２の場合、水位センサＣは常時作動の位置に設置されているので、その出力接点Ｃ′はＯＦＦのままであり、給水は行われない。

しかし、さらに水量が増えて水位センサＤがＯＦＦ作動すると、そのままでは第１の水タンク２内の水が溢れるので水循環ポンプ９の駆動は停止される。

他方、下方側第２の水タンク３の場合、水位センサＡの出力接点Ａ′がＯＦＦになると給水を開始する一方、水位センサＢの出力接点Ｂ′がＯＮになると給水を停止し、水循環ポンプ９は、そのまま駆動する。

（３） 再起動時の制御（通常運転の途中で一旦運転を停止し、その後再び起動する場合）
図１の通常運転状態から運転を停止すると、図２のような水位状態で停止する。

したがって、この状態から運転を再開する場合、下方側第２の水タンク３内は水が満杯となっているために、低位側水位センサＡの出力接点Ａ′は開、高位側水位センサＢの出力接点Ｂ′は閉となっている。

このため、同状態において、装置の電源がＯＮされ、ポンプ制御回路に例えばＡＣ１００（Ｖ）およびバルブ制御回路に例えばＤＣ２４（Ｖ）が各々印加されると、上記通常運転時と同様に水循環ポンプ９が駆動されて水が循環される。

上方側第１の水タンク２は、水位センサＣの出力接点Ｃ′が閉となるまで水位が低下している場合には、第１の給水弁ｖ制御用のリレーＲ₁が作動してリレー接点Ｒ₁₁が閉じ、第１の給水弁ｖ₁が開かれて同水位センサＣの出力接点Ｃ′が開となる水位レベルまで給水が行われる。

この結果、水質劣化防止のための微量排水や加湿現象により上記水循環系内の給水量が減ってきても、これを下方側第２の水タンク３側の２つの水位センサＡ，Ｂで同下方側第２の水タンク３の液面変化として検知し、同下方側第２の水タンク３内に給水補充して運転を継続することができる。

また、第１，第２の水タンク２，３が空の状態からの起動時には、上述のごとく上方側第１の水タンク２にも並行して給水することにより、実質的な起動時間を短縮することができる。

（多孔膜エレメントを多段構成にした場合における水タンクと水循環ポンプとの組合せについて）
図１および図２では、説明を分りやすくするために、多孔膜エレメント１の扁平筒状素子が１つの場合について示したが、実際には同多孔膜エレメント１の扁平筒状素子は空気浄化能力増大のために、空気の流通方向に多段構造にして用いられる。

その場合、上記第１，第２の水タンク２，３と水循環ポンプ９との組み合わせについて、例えば次の５種類のパターンが考えられる。

（１） 複数の扁平筒状素子の各々に個別に第１，第２の水タンク２，３および水循環ポンプ９を設ける。

（２） 複数の扁平筒状素子の各々に個別に第１，第２の水タンク２，３を設けるが、水循環ポンプ９はそれら各扁平筒状素子に共通なものとする。

（３） 第１，第２の水タンク２，３を複数の扁平筒状素子の各々に共通なものとする一方、水循環ポンプ９を各扁平筒状素子の各々に対して個別に設ける。

（４） 第１，第２の水タンク２，３を複数の扁平筒状素子の各々に共通なものにするとともに、水循環ポンプ９も各扁平筒状素子の各々に共通なものとする。

（５） 上記（３），（４）のように第１，第２の水タンク２，３を各扁平筒状素子に共通に設ける場合のほか、第１の水タンク２又は第２の水タンク３の何れか一方のタンクのみを共通とし、他方側の水タンクを個別に設ける。

（多段構造の扁平筒状素子の段間接続について）
今、例えば上記上方側第１の水タンク２を複数の各扁平筒状素子１ａ〜１ｄに共通なものとした場合の各段間の接続パターンを考えると（下方側第２の水タンク３のことは考えないものとして）、（１）図４のような全ての扁平筒状素子１ａ〜１ｄの直列接続（相互に連続する接続通路４ａ〜４ｄ〜５）、（２）図５のような各扁平筒状素子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの並列接続（各扁平筒状素子１ａ〜１ｄに個別の並列な接続通路４ａ〜５ａ、４ｂ〜５ｂ、４ｃ〜５ｃ、４ｄ〜５ｄ、それら各接続通路毎の第１，第２の水量調整弁Ｖ₁₁〜Ｖ₁₄、Ｖ₂₁〜Ｖ₂₄）、（３）図６のような最上段〜第３段目までの扁平筒状素子１ａ〜１ｃの直列接続と第４段目の扁平筒状素子１ｄとの並列接続（相互に直列な接続通路４ａ〜４ｄ〜５ａ、同接続通路４ａ〜４ｄ〜５ａに並列な接続通路４ｄ〜５ｂ、それら２組の接続通路の各々に対応した２組の第１，第２の水量調整弁Ｖ₁₁，Ｖ₁₂、Ｖ₂₁，Ｖ₂₂）の３種類のものが考えられる。

（１）の図４のような完全な直列接続によると、各段の水循環量を確実に共通にすることができるメリットがある。

また（２）の図５のような並列接続によると、配管本数、水量調整弁の数は多くなるが、圧損が小さく、水循環量の個別制御が可能となる。もちろん、第１，第２の水量調整弁を共通のものに集約して分配、合流させるようにすれば、各段の水循環量を等しくすることもできる。

装置コストやメンテナンスを考えれば、なるべく上下の水タンク等を共通にして部品数を減らし、配管経路も簡略化したいが、対象ガスによってはそれらの共通化により前段の影響を受けた循環水が流入することがその段にとって良くない結果となることもあるので、除去対象ガスや装置の用途により、上記の組合せを適切に使い分けることになる。

また各段の水循環量は、基本的には扁平筒状素子１ａ〜１ｄの上下の第１，第２の水量調整弁で調節するが、これらの弁を各段毎に個別に設けるか、または集約して設けるか、さらには上下のうちの片側（循環量調節弁のみの場合が多い）とする等といった変形例も考えられる。

（水再生手段について）
図１および図２の構成では、循環水の劣化対策として、水循環ポンプ９の吐出側に排水量調整弁Ｖ₃を設けて系内の水を連続微量または間欠的に排出する方式を採用したが、その他の水再生手段として、例えばイオン交換樹脂、ＲＯ膜使用、ＵＶ照射などの手段との組合せも考えられる。また排水場所や再生装置の取り付け場所は、もちろん図１および図２の記載に限定されるものではない。

（装置形態について）
図４〜図６は縦型垂直通風ユニットとしたレイアウト例であるが、本願発明の水循環系は、例えば図７および図８のような水平通風タイプの空気浄化ユニット３０にもそのまま適用可能である。

図７は、水平方向に延びる本体ケーシング３３の一方側開口部に第１，第２の送風ファン３１，３２を設ける一方、同本体ケーシング３３内の送風通路方向に複数枚の扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・を並設し、それら各扁平筒状素子１ａ，１ａ・・・に対して、図８のように上述の水循環系を組み付けて構成されている。

本願発明の最良の実施の形態に係る多孔膜式空気浄化装置の運転時の構成を示す図である。 同装置の運転停止時の構成を示す図である。 同装置の水循環制御装置部の制御回路図である。 同装置の多孔膜エレメントにおける複数の扁平筒状素子の各々を直列接続して水循環系を構成した場合の接続形態図である。 同装置の多孔膜エレメントにおける複数の扁平筒状素子の各々を相互に並列に接続して水循環系を構成した場合の接続形態図である。 同装置の多孔膜エレメントにおける複数の扁平筒状素子の上から第１段目〜第３段目を相互に直列に接続する一方、第４段目をそれらに並列に接続して水循環系を構成した場合の接続形態図である。 同装置の多孔膜エレメントにおける複数の扁平筒状素子を水平方向に並設して構成した水平通風タイプの空気浄化ユニットの構造を示す斜視図である。 同図７の構造における装置の多孔膜エレメントの扁平筒状素子に対する水循環形態を示す図である。 従来の扁平筒状素子よりなる平膜式多孔膜エレメントを用いた空気浄化装置の扁平筒状素子部分の空気浄化メカニズムを示す説明図である。 第１の従来例の構成における多孔膜エレメントの扁平筒状素子部分の問題点を示す説明図である。 第２の従来例の構成における多孔膜エレメントの扁平筒状素子部分の問題点を示す説明図である。

符号の説明

１は多孔膜エレメント、１ａ〜１ｄは扁平筒状素子、２は第１の水タンク、２ａは大気連通管、３は第２の水タンク、３ａは大気連通管、４は第１の水供給通路、５は第２の水供給通路、６は第１の給水ライン、７は第２の給水ライン、８は水循環通路、９は水循環ポンプ、１０はオーバーフロー管、４０は合成樹脂製の枠体、４１は疎水性多孔膜、４１ａは微小孔である。

Claims (6)

1. 扁平筒状素子（１ａ），（１ａ）・・・よりなる多孔膜エレメント（１）の上方側と下方側の各々に大気側に開放された水タンク（２），（３）を設け、これら各水タンク（２），（３）を介して水循環ポンプ（９）を有する水循環系を構成することにより、上記多孔膜エレメント（１）の扁平筒状素子（１ａ），（１ａ）・・・内に水循環ポンプ（９）の吸入圧および吐出圧が作用して多孔膜部分の変形が生じないようにしたことを特徴とする多孔膜式空気浄化装置。
2. 上下２つの水タンク（２），（３）の各々には、それぞれ大気側に開放された大気連通管（２ａ），（３ａ）が設けられ、これら各大気連通管（２ａ），（３ａ）を介して大気側に開放されていることを特徴とする請求項１記載の多孔膜式空気浄化装置。
3. 下方側水タンク（３）の大気連通管（３ａ）は、上方側水タンク（２）の最大水面位よりも上方まで伸ばして設けられていることを特徴とする請求項２記載の多孔膜式空気浄化装置。
4. 上下各水タンク（２），（３）間には、相互の間を連通させるオーバーフロー管（１０）が設けられており、上方側水タンク（２）内の水位が所定レベル以上に高くなると、上方側水タンク（２）内の水を下方側水タンク（３）側にバイパスさせるようになっていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の多孔膜式空気浄化装置。
5. 多孔膜エレメント（１）の入口側には、第１の水量調整弁（Ｖ₁）を設け、供給水圧と循環量（通過水量）を最適に調整するようになっていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の多孔膜式空気浄化装置。
6. 多孔膜エレメント（１）の出口側には、第２の水量調整弁（Ｖ₂）を設け、供給水圧と循環量（通過水量）を最適に調整するようになっていることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の多孔膜式空気浄化装置。

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