JP4121165B2

JP4121165B2 - 分離モジュール

Info

Publication number: JP4121165B2
Application number: JP35264495A
Authority: JP
Inventors: 都孝溝部; 正平加藤
Original assignee: 株式会社九州山光社
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: CA2241527C; GB2324746A; JPH09173761A; CA2241527A1; DE19681709B4; US6059862A; WO1997024171A1; DE19681709T1; GB9813548D0; GB2324746B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透湿可能な貫通微細孔を有する防水膜のガス分離性を利用した除湿装置や加湿装置等を含む分離モジュールに関し、更に詳しくはより小型化できる分離モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者等は、長期間屋外に晒される電気機器やコンテナ類がほとんど内部湿度の調整手段としての分離モジュールを有さず、それによる性能低下や破損があることに起因し透湿可能な貫通微細孔を有する防水膜を利用した除湿装置や加湿装置を提案してきた。
前記装置は無動力を目的とし、防湿・防滴構造の函体の壁部に取付けられ該函体の内・外部を連通する通気路を形成する筒状体と、透湿可能な貫通微細孔を有する単層からなる防水膜を前記筒状体内部に間隔を設けて複数枚配置し通気路内に形成した複数の小室と、前記防水膜に近接して配置された大地に対し接地され導電性多孔体とを備えた構成としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
既に提案してきた除湿装置ならびに加湿装置の超小型化（分離モジュール）を設計する場合において、移動対象ガス（水蒸気）の防水膜または小室壁などの通過時もしくは、据え付け函体に設置される電気機器などから影響を受けることにより発生する移動対象ガス（水蒸気）の帯電現象は、該被分離ガス（水蒸気）の分離過程を効率的に行う上では、小型化に伴う小室壁面積の膜面積に対する著しい減少により特に問題となる。
【０００４】
また、本装置の小型化設計に於いて温度勾配発生に伴うクヌードセン（Ｋｕｎｕｄｓｅｎ）拡散係数の傾斜または空孔率傾斜を意図する上では、温度勾配の安定を図らなければならない。
しかし、小室壁面積の減少は小室温度の勾配または変動速度の安定化にとっては不利な要素である。
【０００５】
すなわち本装置の小型化設計に於いて温度勾配発生に伴うクヌードセン（Ｋｕｎｕｄｓｅｎ）拡散係数の傾斜または空孔率傾斜を意図する上では、温度勾配がより発生しにくくなる小室腔における小室壁面積の減少を伴うために、小室壁による温度影響を通過気体が受けにくくなることと、また、該小室壁の静電気的影響も受けにくくなることとが相乗的に分離行程の制御手段の種類ならびに制御可能な物理的制限が発生することになり、効率阻害または効果減弱を生起させてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は無動力を目的とし、透湿可能な貫通微細孔を有する防水膜を利用し小型化を可能とした分離モジュールを提供することにある。
【０００７】
また、本発明は導電性多孔体として高磁束密度性高導電性多孔体または高導電性多孔体の設計もしくは逆極性の導電物質の配置方法もしくはそれらの設計、ならびに装置全体の静電容量勾配の設定手段ならびに方法および静電容量勾配における分離過程の制御手段および装置、除湿装置、加湿装置、（分離モジュール）を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明請求項１記載の分離モジュールにあっては
防湿・防滴構造の函体の壁部に取付けられ該函体の内・外部を連通する通気路を形成する筒状体と、透湿可能な貫通微細孔を有する単層からなる防水膜を前記筒状体内部に間隔を設けて複数枚配置し通気路内に形成した複数の小室と、前記防水膜に近接して配置された導電性多孔体とを備えた分離モジュールにおいて、前記導電性多孔体の孔まわりにおける充実部における縦断面形状が、長手方向の一端部が尖鋭角に形成されると共に他端部が丸状面に形成された略卵形状に形成され、かつ該導電性多孔体は接地回路に接続されると共に前記卵形状の縦断面形状における尖鋭角側が防水膜側に向けて配置されている構成とした。
なお、本発明における導電性多孔体は導電性を有するメッシュ板であり、従って、導電性多孔体には網目状の孔と、その孔の周囲を囲繞する肉部分が形成され、この網目状の孔の周囲を囲繞する肉部分を本発明では「充実部」という。
【０００９】
本発明請求項２記載の分離モジュールにあっては、請求項１記載の分離モジュールにおいて、前記防水膜と導電性多孔体との対向面同士の距離が前記孔の直径と同一である構成とした。
【００１０】
本発明請求項３記載の分離モジュールにあっては、請求項１又は２記載の分離モジュールにおいて、前記導電性多孔体が接地回路の接続と防水膜の電界強化手段を有している構成とした。
【００１１】
本発明請求項４記載の分離モジュールにあっては、請求項１又は２又は３記載の分離モジュールにおいて、膜および小室内気体の振動手段を有し小室内壁に隆起部を周設しオリフィスを形成している構成とした。
【００１２】
本発明請求項５記載の分離モジュールにあっては、請求項１又は２又は３又は４記載の分離モジュールにおいて、熱拡散による拡散速度差を利用した温度勾配の設定手段を設けている構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、図面について概略を説明する。
図１は導電性多孔体を設定しないで函体内１００％外気側湿度６０％にて各部温湿度、表面電位をまとめた測定結果の表図である。
図２は図１の表図をグラフ化した説明図である。
図３は図１の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図４は水を構成する電気陰性度による分子内電荷の模式図であり、（イ）は電界環境下における配向性を示す模式図、（ロ）は電子雲を示す模式図である。
図５は分離モジュールの小室壁と防水膜と導電性多孔体と水分子の荷電の模式図である。
図６は図１と同じく導電性多孔体を設定しないで外気側湿度７０数％にて各温湿度、表面電位の測定結果をまとめて示す表図である。
図７は図６の表図をグラフ化した説明図である。
図８は図６の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図９は帯電列表（他人書館静電ハンドブック第１１版Ｐ７２より抜粋）を示す表図である。
図１０は導電性多孔体なしに函体内を９３％より開始し外気側湿度を約７３％に集束せしめた場合の各部の温湿度、表面電位を示す表図である。
図１１は図１０の表図をグラフ化した説明図である。
図１２は図１０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図１３は各グラフにおけるグラフ素列の凡例を示す表図である。
図１４は実施の形態、実施例で用いた膜を示す断面図である。
図１５は実施の形態、実施例で用いた膜の物性を示す表図である。
図１６は分離モジュールを示す説明図である。
図１７は導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
図１８は図１７の表図をグラフ化した説明図である。
図１９は図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図２０は導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
図２１は図１７の表図をグラフ化した説明図である。
図２２は図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図２３は導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
図２４は図１７の表図をグラフ化した説明図である。
図２５は図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図２６は導電性多孔体の断面モデルであって（イ）は四角形、（ロ）は円形、（ハ）は楕円形、（ニ）は卵形状であって導電性多孔体が膜の孔部とずれた位置に該多孔体の後部が位置した場合を示す説明図である。
図２７（イ）は気体の粘度を、（ロ）は液体の粘度をグラフで示す説明図である。
図２８は小室壁の絞り構造（螺旋雛皺形態）を示し（イ）外観図、（ロ）は水平断面図である。
図２９は可動性導電性多孔体の接点確保方式を示す説明図である。
図３０（イ），（ロ）は膜と導電性多孔体との近傍における垂直断面を示す模式図である。
図３１は腐食電位列を示す表図である。
図３２は小室壁と膜との関係を表わす説明図である。
図３３は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３４は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３５は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３６は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３７は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３８は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図３９は固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
図４０は導電性多孔体の設定を第１膜内側小室側、第２膜外側小室、第３膜外側小室側に行った場合における全ての導電性多孔体を接地した場合の函体内部湿度約２０％外気湿度９５％以上より開始した変化を示す各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
図４１は図４０の表図をグラフ化した説明図である。
図４２は図４０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図４３は図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１、２を接地し、防水膜３を非接地とした函体内部湿度２０％外気湿度約９５％にて開始した変化を示す各部温湿度並びに表面電位をまとめた表図である。
図４４は図４３の表図をグラフ化した説明図である。
図４５は図４３の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図４６は図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２，３を非接地とし、図４０と同等の開始条件にて各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
図４７は図４０の表図をグラフ化した説明図である。
図４８は図４０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図４９は図４０と同様の導電性多孔体配置において導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２を防水膜３に接続した場合の図４０と同等の開始条件各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
図５０は図４９の表図をグラフ化した説明図である。
図５１は図４９の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図５２は図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１、２を接地し、防水膜３を非接地とし、開始条件として函体内部を１００％外気を約６０％とした場合の各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
図５３は図５２の表図をグラフ化した説明図である。
図５４は図５２の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図５５は図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２と防水膜３を非接地とし、図５２と同等の開始条件とした場合の各部温湿度表面電位をまとめた表図である。
図５６は図５５の表図をグラフ化した説明図である。
図５７は図５５の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図５８は図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２を防水膜３に接続し、図５２と同等の開始条件とした場合の各部温湿度表面電位をまとめた表図である。
図５９は図５８の表図をグラフ化した説明図である。
図６０は図５８の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
図６１は熱拡散比の実測値を示す表図である。
図６２は重水と水の物理的性質を示す表図である。
図６３は音圧による均等な膜部の振動並びに小室壁部拡大のためのオリフィスを示す説明図である。
図６４は反射音響の伝播を（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に示す模式図である。
次に、防水膜の表面電位および電界について説明する。
１）膜部における表面電位分布状態を均質化するために、また同膜部における静電気電界を強化し、円滑に分離行程を促進するためには、電気的に低抵抗性の導体を膜に接近させる必要がある。この電界の強度の増加は、電荷の増加として派生するものではない。
このとき、メッシュ構成は２次元的設計事項に加え（線分比）、その高導電性多孔体における孔の直径以下に接近距離を設定しなければならない。
すなわち、メッシュ断面同士が一定以上離れると平板と同等とみなされる等電位線が求められるが、一方、メッシュの直径と同一距離になったときに、強い電界が形成されるという距離的関係における規則が発生する。
この接近により、接近すればするほど通過気体のよどみとなる空間は減少することになるし、また接近すればするほど導電性多孔体の熱力学的特性による影響を接近される側の膜が強い影響をうけることになる。
逆に、導電性多孔体と膜表面との距離が該導電性多孔体のメッシュ直径を越える場合、メッシュ直径の距離を限度として次第に電界強度は低下する。
【００１４】
２）膜部における電界分布の状況は、以下の列記表図、図１、図６、図１０、図１７、図２０、図２３、図４０、図４３、図４６、図４９、図５２、図５５、図５８に認められるように、同膜部の乾燥状態では、正極、負極、と函体側より外気側に配列している。このことから、当然、同膜部近傍への高導電性多孔体の配置は、放電電極としての作用を同多孔体にもたらす。
上記した列記表図から判るように、ｎはｏに対して、より正極の絶対値が大きいので正極に分布している。逆に、ｏはｎに対して、より負極の絶対値が大きいので負極に分布している。
ここで、上記した列記表図の列項目見出しは次の通りである。
ａは時間量、ｂは函体内部温度、ｃは函体内部湿度ＲＨ、ｄは内側小室内部温度、ｅは内側小室内部湿度ＲＨ、ｆは内側小室支持保温腔内部温度、ｇは内側小室支持保温腔内部湿度ＲＨ、ｈは外側小室内部温度、ｉは外側小室内部湿度ＲＨ、ｊは外側小室支持保温腔内部温度、ｋは外側小室支持保温腔内部湿度ＲＨ、ｌは外側温度、ｍは外側湿度ＲＨ、ｎは第１膜の函体側の表面電位、ｏは第１膜の内側小室側表面電位、ｐは第２膜の内側小室側表面電位、ｑは第２膜の外側小室側表面電位、ｒは第３膜の外側小室側表面電位、ｓは第３膜の外気側表面電位である。
尚、電気的な理想論としては、放電電極としてもっとも効率的な、針電極が好ましいことになるが、対向して配列する部は、膜であってこのような鋭端を有する構造物の膜体との並列は、通過気体の圧力変動や、物理的振動などにおいて、該膜部の損傷の発生原因となり、つまりは損傷が発生することは、同膜の分離機能面及び膜構造を損傷することになるために、膜への近接設定では採用することはできない。
従って、防風フィン様の形態構成要素が均等な膜部への電界強化においては、有利であるものと考えられる。このとき直径は可及的に電界強度の均等化という効率目的からして小さく、かつ分布状態は均等であり、また平板状の電界を派生するような形態である必要があるために、高導電性多孔体の孔は膜の孔に対して、理想的には一対一対応の数量比が好ましいことになる。
これは、孔の数量比が単位面積上満足することと、通気路の通過方向における抵抗要素の低減という観点から要求される位置的な対応関係を満足することの両者の条件を理想的には満足するならば、分離過程における膜および該高導電性多孔体との間に形成される放電空間の乱流を抑制し、円滑な移動が達成されることになるからである。
また、通過方向における流体の粘性を考慮する上では、通過気体の通気方向への抵抗要素を抑制し、円滑な伝達をはかるためには、前記多孔体の膜面における垂直的構造関係は、通気方向における通気流束の表面接触面積が可及的に抑制される構造が好ましいことになる。
従って、圧縮もしくは気化の現象にとって阻害的に作用しないような、通気通過経路方向における断面において、圧縮において矛盾することのない膜面に対する方向性を満足する複次曲線を有する卵型の断面を用いることが有用である。
【００１５】
３）一方、電界を強くする目的にて、高導電性多孔体を膜表面に接近させることにおいて、該多孔体の膜への接近という構造が装置の通気方向においてその両端にて複数段形成されることは、小室の帯電、小室壁の帯電、取付装置との位置的な関係要素としての電磁界影響などを含めて、電気的には、本装置の通気双方向性において分極することは、複数段における総のべ帯電量が、分離要所であるところの膜部および高導電性多孔体における一分離過程の電界強度を上回ることになる。このことは、総合的に双方向に物質が移動する上では、電界強度の変動に帯電傾斜の状況に追随してその変動可能な荷電状態の変動をとげなければならないことになるために、このような変動過程における移動物質の相互影響が移動抵抗量として影響することになり、また、移動速度の抑制に繋がる。
しかし、このとき、該多孔体の接地を行う場合、電気的な中性点となるために膜表面への電界が発生することになる。
この電界関係を模式的に図式すると、図４（イ），（ロ）のようになるものと考えられる。ただし小室壁の小室腔側帯電が陽極に帯電しているものとして図示する。
この図４（イ），（ロ）では電界環境下における水滴の荷電傾向電界に相対する関係にて荷電する水滴の状態を示す。
また、分子レベルにおける荷電の模式図を図４（イ）にて示す（ＡＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷａｒｍＦｏｇＤｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｂｙＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｎｈａｎｃｅｄＣａｌｅｓｃｅｎｃｅ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌ．１６．７．６８３−６９６参照）。
図５（ロ）では、一過性の酸素水素原子配向性変化と荷電状態の変動を示す。この電界は、負の電界であり上記点線で示す矢印の方向に電界は発生することになる。従って、電界を強くするときには、接地された高導電性多孔体を配置する場合は、その電界の方向性に注意する必要もあり、温度勾配の配列方向に加えてこの配慮が必要になる。
【００１６】
このことを図２で示すグラフ化した説明図にて説明すると、試験において取付函体側の膜電位が陽極に、外気側が陰極側に傾斜した状態になっている。また、傾斜方向の角度は、それぞれ一定した傾斜を維持している傾向がみとめられる。これらの分離経過における効果における考察では、函体内部湿度が１００％より降下する過程において、初期の降下状態にもまして、その変動状態は微弱ながら持続的に上記のような通気経路における影響要素として作用していることを示している（図９で示す帯電列表（地人書館第１１刷静電気ハンドブックＰ７２参照）。
【００１７】
次に、本発明で用いた分離モジュールモデルの種類および配列、センサー配列について説明する（図１６で示す分離モジュール参照）。
第１膜１はＢＲＥＡＴＨＲＯＮ１１０８ーＮ４０Ｃ第２膜２はＢＲＥＡＴＨＲＯＮ１１００ーＣ４０Ａ第３膜３はＢＲＥＡＴＨＲＯＮ１０５０ーＰ２０Ｂを用い、それぞれの断面構造は図１４（日東電工株式会社カタログより）となっており、その物性は図１５（日東電工株式会社カタログより）の通りである。ただし、図１５においてＢＲＮとはＢＲＥＡＴＨＲＯＮを略したものである。
この場合、函体４より外気側９（外側）への配列は第１膜第２膜第３膜と配列し、それぞれの膜により函体側の内側小室５と外気側の外側小室６の通気路である２小室が形成され、それぞれの小室壁を囲む保温腔７が各１個ずつ形成され、内側小室支持保温腔７、外側小室支持保温腔８とする。
また、温湿度センサーは、それぞれの空間腔、すなわち、函体・内側小室・内側小室支持保温腔・外側小室・外側小室支持保温腔・外側・に配置した。表面電位は函体側から、それぞれ全３膜の膜について上下の関係において、函体側、すなわち上方に位置する不織布側と下方に位置する撥水側のそれぞれの表面電位を測定した結果である。
その小室は円筒形で直径９２ｍｍ高さは両面共５０ｍｍ、函体は３００×３００×４００ｍｍ内腔を有する直方体である。図１６において、１０は筒状体、１１は仕切り板、１２は小室形成用壁、１３は導電性多孔体としてのメッシュである。
又、図１６に示すように、導電性多孔体としてのメッシュ１３は、孔１３ａまわりにおける充実部１３ｂの縦断面形状が、長手方向の一端部が尖鋭角１３ｃに形成されると共に他端部が丸状面１３ｄに形成された略卵形状に形成されている。
【００１８】
また、逆極性の導電物質を配置した場合には、また、電界の強度は強められ得るので、ナイロンメッシュにて防水膜を把持した場合の電界もまた、強められ得るが、この場合には、導電体の設定とは逆極性の電界の変化となるものと考えられる。
前述の通り撥水側と不織布側との配列方向が、このような関係に配置されているために、絶縁性が、両面において異なる状態が発生することになり、また、水蒸気は液滴の摩擦により帯電するために、多孔質膜の孔通過に伴う膜との摩擦現象や、水蒸気同士の摩擦現象等が、著しくその両面の表面電位に影響している（埃の付着がなかった記録の説明がこのことによりつけられる）。
また、抵抗の接地経路への設定は、静電気では静電容量勾配の設定には不適であるが、乾燥速度調整には有効と考えられる。従って、静電容量勾配の付与には接地を行う小室と設定しない小室空間との両者の勾配形成が有効であり、この手段では電界が強くなることは静電容量増加と同じことになるので、ある小室に高導電性多孔体を配置し、その枚数または導体容積を増加させることは、静電容量つまり電界は強くなることになる。
従って、温度勾配配列において、この規則を供用すると、最も有効な小型化が図れるとともに、安定した機能向上が達成されることになる。温度変動が、理想的には通気路の圧縮方向にて温度が下降し易い環境があれば容易に毛管凝縮減少は促進され、あるいは通気路の減圧方向にて温度が上昇し易い環境があれば露点下降が抑制されるので毛管凝縮現象は抑制されることが推定される。
【００１９】
前記は、図１１、図１８、図２１、図２４、図４１、図４４で示すグラフ化した説明図により、温度変動が継続的に発生した場合において、小室間の温度勾配がこれらの毛管凝縮現象の発生点を越えない状態が継続し得た場合において、継続的な水蒸気移動が発生し易くなり、一方、理想的な温度勾配とは逆の勾配になった場合には、孔の封鎖が発生してしまうために同孔を封鎖した水滴の自然拡散に依存した通気路等の小室空間への水蒸気移動が発生することを象徴的に表した結果と考えられる。
【００２０】
また、導電性多孔体の接地により、気化熱による同多孔体の温度下降が発生するために、温度勾配が発生し易いということと、そもそも該多孔体の熱伝導速度が膜よりも速いために温度放散も速いことになり、結果として温度勾配が明瞭につく結果となっている。
【００２１】
従って、温度変動は、この水蒸気付着または離散による温度変動速度が、総合的に膜温度変動速度を上回り、しかも膜と導電性多孔体とにより形成される空間の水蒸気移動状態下における、温度変動速度が同部の水蒸気付着または離散などの諸現象による気化熱などの影響を常に受け、この結果として温度が低い状態が保たれるものとすれば、おのずとその導電性多孔体の必要な質量または表面積が計画されることになる。
つまりは、面積及び容積の積において、単位質量当たりの温度変動速度を伝導速度より算出し、この温度変動が膜部温度変動速度を必ず上回るようにすることが必要になる。
一方、該導電性多孔体における凝集現象または、結露現象を抑制する上では、導電性多孔体の質量は、必要以上に大きくすることは温度変動速度の抑制に繋がるし、また、結露現象を促進してしまうことになるために、円滑な水蒸気または分離気体の通過を抑制することになる。
【００２２】
この関係を模式すると下記のように考えられる。
（移動せしめる気体の（導電性多孔体表面に膜表面への凝集温度）＞おける凝集温度）
（移動通過する気体の＞ｏｒ＜（導電性多孔体の孔部膜孔部濃度）における濃度）
（膜の温度変動速度）＜（導電性多孔体の温度変動速度）
【００２３】
このような関係は、実際には小室空間内部の対流効果、小室壁の温度または放射熱による影響、電界による気体移動の影響、通過気体の流速ならびに体積などが、微妙に影響しあう環境において成立する必要がある。従って、前述したような通気方向への断面が卵型の多孔体が優位であるものと考えられる。
【００２４】
次に図２６（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は、導電性多孔体１４の通気路方向への配置における一断面を示す。
図中波線は想定流束線１５を示し、図２６（イ）は乱流も流速も乱されやすい形態を示し、図２６（ハ）は面積が大きすぎると乱流により流束が乱され流速が抑制されるのを示し、図２６（ニ）は圧縮が発生しかつ乱流が生じにくい形態を示している。
【００２５】
このような、流束の乱れをなくすることは、各膜部に応じた通気性および透湿度の積にしたがった粘性、および通気速度（容積比）による流速の推定により流体力学的曲線として規定される。
例えば流速が早い場合、粘性は無視され乱流が問題となるが、一方、流速が極めて遅い場合、粘性が重視され乱流も問題となることになる。特に、水蒸気粒子が小さい状態で発生する場合は、特に粘性が高くなり、一方で、比較的大きな場合は、この傾向は小さくなるものと考えられる。図２７（イ），（ロ）で示す気体の粘度および液体の粘度参照（産業図書輸送現象第８刷Ｐ３１６参照）。
従って、たとえば透湿度の低い膜部においては、しかも同部の水蒸気濃度が高い場合においては、粘性を重視し、通気通過方向における全長を可及的に短くする必要があり、また一方、透湿度の高い膜部においては、しかも同部の水蒸気濃度が高い場合においては、透湿度の低い膜部よりもさらに全長を短くする必要がある。また、孔の稠密性は、前者が密で、後者が粗となるものと考えられる。また、非ニュートン流体において、粘性、流速に従って熱拡散傾斜を設定するために逆に前者が粗で後者が密となるように配列してもよい。
【００２６】
原則として、温度勾配の傾斜を意図的に形成する目的が該多孔体における主目的であるが、結果的には乱流を発生させる原因ともなり得るので、撹拌効果も得られることになる。
従って、温度傾斜に優位になるように配置した任意に上記のような形状の流体力学的特性を応用した接地された導電性多孔体の設定は、極めて有効な手段であり、特に、前述したような小室壁部の小室腔面積が極端に減少する場合においては有効な手段となる。
従って、この手段は、濃度勾配の背圧防止または意図的な逆濃度勾配の設定において極めて有効であり、膜の透湿度及び通気度による水蒸気移動量の傾斜において逆傾斜を設定することによる最低値の増加もしくは、最大値の減少などの矛盾を解決する手段として極めて有効である。
【００２７】
なぜならば、流速が早い場合において、乱流が発生し難い形状を前記形状から選択することにより速やかな流速が確保され、一方では、流速が遅い場合においては、乱流の発生が著明に発生する構造を選択する場合には、逆濃度勾配が同空間（多孔体どうしの空間）において形成され、外気側の濃度減少にともなう自然拡散は同多孔体が接地されることにより速やかに行なわれ、しかも温度勾配は前述したように同多孔体からの気化熱などにより安定して設定されることになり、同小室の濃度降下にとっては過剰な配列を行わない限りにおいて優位に作用することになる。
また、同一の多孔体において、小室壁および膜の位置関係と小室容積、流量、流速に従って稠密部と粗の部分を主流速に従って温度傾斜の安定化を上昇せしめるように配置してもよい。例えば、円筒型輪切り配置の場合同心円状、またはリング状に、多重円筒型の場合は帯状で円筒状にしてもよい。
【００２８】
また、このような設定に加えて、第２膜部の移動に伴い、螺旋雛皺（すうび）形態の接触延長上に接点を有する接地系への接続を設定すれば、たとえば、気化熱の損失程度を自然な移動量に従って、調整しうる系が完成する。つまりは、一定以上の近接により、接触抵抗値の低減ついで完全な全面積における接触が確保されることになる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図２８（イ）、（ロ）はねじる運動に従い小室容積の減少と流体乱流の発生し易い小室壁構造が得られ、また接地系接続が、徐々に低抵抗になる構造を示している。
図中１７は小室壁、１８は導体、１９は非連続部である。折り曲げ部２０には、導体１８は位置しないので、剛性は弱い状態が確保される。また、内側および角部位置にて変動量に従い適宜位置変更してもよい。
即ち、図２８に示すように、小室壁１７を連続した螺旋雛皺で形成することにより、これを螺旋状に絞ることで螺旋の皺同士が接触し、単位面積当りの導通抵抗を小さくすることができる。
【００３０】
図２９は防水膜１側を可動にしたものである。移動して接触することにより接地系統との接続が達成される簡便な手法を示している。
図中２１は可動支持部である。要は、温度勾配に矛盾しない、また電界位置に矛盾しない位置にあることである。
【００３１】
膜振動手段においては、それぞれの膜部の振動係数が振動源からの距離および小室腔容積および膜孔部構造などにより影響をうけるが、膜部変形は膜自体の振動影響による変形による孔形状変動により、不安定な特性を発揮する原因となりうるために、本構造を採用する。この場合、物理的振動量に依存して、膜孔部における目詰まりが移動し易い側に傾斜することになるために、必然的に撥水面側に孔内部水粒子は移動し易いことになる。
また、移動結果として、移動後の撥水面による撥水現象により同部に停滞しにくいことになり、非撥水面にくらべて小室への移動が発生しやすいことになるが、急激な撥水量の減少が水蒸気容積、水の量が同膜面に停滞することによる低電位化に伴って派生することがあるために、振動源から順次撥水性が高く通気性に優れ、外気側に従って透湿度が低下する構造が考えられるが、振動源は、すなわち熱源であるコイル部と多孔体との熱伝達系を構成する場合において、実施例と逆の配列をおこなわなければならない。
【００３２】
点音源から距離ｒの位置における音圧レベルＳＰＬは音響パワーレベルＰＷＬとの間にＳＰＬ＝ＰＷＬ−２０ｌｏｇ_１０ｒ−ｋとして表現され、その減衰量は、音源からの距離ｒにより影響され、自由空間、半自由空間など音場の形状に関係なく同一とみなされる。
音響パワーレベルＰＷＬと音響出力Ｐ（Ｗ）との関係は、ＰＷＬ＝１０ｌｏｇ_１０Ｐ／Ｐ_０Ｐ_０＝１０^−１２Ｗであって、音の強さＩは、Ｉ＝Ｐ／４пｒ^２（Ｗ／ｍ^２）である。
音響出力と音響パワーレベルとの関係は、Ｉ／１０^−１２＝（Ｐ／１０^−１２）（１／４пｒ^２）で表され、音源からの距離に影響され、また、自由空間、半自由空間などの音場の形状に影響される。
原則として、温度勾配は持続的な強力な推進力となるので、この勾配関係に矛盾する配列は移動方向に対して非効率的な結果を発生する結果となるためである。温度が高い方から低い方向への自然拡散を行う場合において、特に、電界を考慮した特定ガスの分離に応用する場合には、凝集点と逆行性の強制移動を行うことにより、限外分離に近似した現象が派生する。
【００３３】
ここで、乱流発生を考慮して高導電性多孔体の通気方向への設計を行う。
１−１乱流発生が著明に認められる場合には、同部近傍の流れが不安定となりやすく、本装置の場合の静的状態において、特に、函体内部温度と、外気側温度との温度格差が小さい場合において発生するような緩やかな流速の場合には、膜近傍に設定する多孔体の流体力学的影響は無視できないが、この場合には、通過気体の移動方向への該多孔体の孔部通過時における気化熱の影響を考慮した孔部形態設計が必要であり、孔部の圧縮または減圧形態を静圧時の流速に一致させる事は有効な手段である。
【００３４】
１−２さらに、動的な移動相の場合、つまり、函体内部温度と外気側温度との温度格差が大きい場合においては、流体力学的な影響を強く受けることが予測され、圧縮または減圧形態は乱流の発生の少ない形態を期待して設計する必要がある。
【００３５】
１−３乱流の発生を無視する場合、該多孔体の表面積による影響を考慮しなければならない。すなわち、多孔体の最小狭小部を境界として、意図する通過方向にすなわち除湿を意図する場合と、加湿もしくは保湿を意図する場合の通過方向において、同多孔体自体の温度による影響を考慮した位置に配置しなければならないが、この場合、たとえば、熱伝導性の高い高導電性多孔体を配置する場合において、気体進行方向への通過時における乱流の発生とその淀みによる気体粒子（水蒸気）の付着および離散時における熱エネルギーのやりとりが、該多孔体と通過気体（水蒸気）の間で行われる。
このとき、該多孔体の孔最小部を境界として通過後の温度変動挙動と、通過前の温度変動挙動とは異なる環境におかれているものと考えなければならない。すなわち、該多孔体の孔最小部による境界よりも小室側においては気化熱としての影響が強いつまり熱容量の損失が発生し易い環境にあり、反対側の膜方向における環境は膜と該多孔体との間に淀みを形成するために熱容量の保存が行われ易い環境にある。
【００３６】
従って、該多孔体の孔最小部を境界として該多孔体の小室側を考察する場合においては、該多孔体の孔最小部による境界よりも小室側においては気化熱としての影響が強いつまり熱容量の損失が発生し易い環境にあるので、該多孔体の保温特性を安定化させる手段としては、該多孔体の孔最小部を境界として小室側における表面積を最小にするために該多孔体の孔最小部を境界としての小室側の断面を円型もしくは円形に類似した形態とし、一方、該多孔体の自然冷却特性を安定化させる手段としては、該多孔体の孔最小部を境界として小室側における表面積を大きく確保すればよいことになる。
【００３７】
また、反対側の該多孔体と膜との空間を膜側と称するならば、膜と該多孔体の孔最小部を境界として該多孔体の膜側を考察する場合においては、膜方向における環境は膜と該多孔体との間に淀みを形成するために熱容量の保存が行われ易い環境にあるために、該多孔体の孔最小部を境界として、該導電性多孔体の温度特性が該多孔体と膜との間の空間に反映されやすいようにするためには、同空間方向における該多孔体の孔最小部を境界とした表面積を大きく確保し、一方、該多孔体による影響が該多孔体と膜との間の空間に反映されにくいようにするためには、該多孔体の孔最小部を境界としての膜側の断面を円型もしくは円形に類似した形態としなければならない。
【００３８】
すなわち、前記のごとく表面積による気化熱の損失を大きくする場合には、表面積の拡大を図り、逆に、表面積による気化熱の損失を小さくする場合には、表面積の縮小を図ることになる。
このような関係を図示にて説明すると図３０（イ），（ロ）に示すようになる。
図３０において膜側では、流束の淀みにより、気体粒子（水蒸気粒子）が淀み易い状態が発生するので、この側に気体粒子が付着する確立も高くなる。一方、小室側では、このような制約が無いために対流などの流束により移送されやすいために、気体粒子が付着する確立は、膜側に比較すると少ない。このような関係は、流束と露点との関係に依存するが、露点（凝集温度）は、当該部位の温度および気圧に影響を受けるので、この場合流速が高くなる場合においては、圧縮のかかる形状である場合には、孔部通過後には減圧が発生し、この部における凝集が発生し得る流速においては温度変動を該多孔体に起こす原因となる。
【００３９】
このような、変動因子を考慮するならば、多孔体の膜側と小室側においても膜と同等の表面処理を行うことにより、しかも、電界の発生影響を考慮して膜面の電界の安定化を目的とした配置を行うならば、効率良くよどみおよび電界分布の調整が可能となり、分離過程における電気化学的反応を抑制し、効率良い移動が期待できる。
多孔体の電界の表面処理を行ない撥水面における気化熱の損失と同じ現象を励起するように設計する手法として、膜撥水面に使用されているような樹脂製撥水材は、断熱効果が高く、気化熱の多孔体充実部への伝達能力に劣る事が予測されるために、主として、金属酸化膜を多孔体熱損失を目的とする側に使用することが多孔体の熱変動を期待する上では、有利である。
前記のような表面処理技術としては、熱電導率の速いアルミニウムにより、多孔体を製作する一例としては、ロストワックス法、打ち出し成形などの処理のあとに、アルミナ表面処理を一側のみに施す手法がある。また、銅は、遮蔽効果にもすぐれた金属であって、表にあげるような金属処理をおこなうと良い。
【００４０】
さらに、腐食電位列（株式会社コロナ社発行「改訂腐食科学と防食技術」１９９０年発行版８８頁参照）に従えば、図３１の海水中での腐食電位列表で示す金属のごとく、アルミは電食の影響を極めて受け易い為にアルミナ表面処理を使用しなければ膜面の機能阻害に繋がる表面汚損の原因物質の発生源となる。
特徴的な、金属製導電性多孔体の為害性を防止する目的にて、導電樹脂または、炭素繊維による高熱伝導体を用いる場合には、蒸着もしくは、メッキ、もしくは、メッキ後の片面削除などの処理（例えばサンドブラスト処理）などにより、熱伝導性の高い面と熱伝導性の低い面とを形成することが可能である。本法の応用により、膜そのものの、高熱伝導性防水膜の製造が可能となるものと考えられる。
【００４１】
また、多孔体の充実部物質において、電気的伝導性にすぐれる多孔体の熱伝導性の高いものを選択すれば、冷却効果が期待され、逆に、電気的伝導性に劣る熱伝導性の低いものを選択すれば、保温効果が期待される。この中間的特性として、前記のように高熱伝導性物質がコアとして存在し、冷却面に不動態化膜処理面が露出し、保温を意図する面において、一般的に熱伝導性に劣る絶縁性物質が表面に存在する構成や、もしくは、コア部と表面処理関係がこの反対の関係にある保温性重視の多孔体を設計することが可能である。
【００４２】
現行において、中空糸が安価に製造されうるようになってきたので、このようなコア部において、保温性を重視する場合には非常に適している。しかし、小室空間および該多孔体と膜との空間との温度変動は、小室空間においては膜および該多孔体に加えて小室壁にも依存し、該多孔体と膜との空間との温度変動は膜および該多孔体に依存する傾向が強い。さらに、実際には、気化熱、すなわち移動気体の拡散に伴う熱容量の損失、および移動気体の濃縮もしくは凝集時における熱容量の蓄積などが、これらに影響している。膜、小室壁、多孔体などのいずれの影響因子においても、最も影響の高いものは質量および密度および熱伝導率である。
【００４３】
これらの膜、小室壁、多孔体、小室部気体の構成要素において、最も影響の高い構成要素となりやすいものは、質量において最も大きなものとなりやすいものとして推定すれば、小室壁である。ここで、この小室壁面積と小室３０を形成する膜面積との関係を図３２に基づいて考察する。
膜面積Ｓｍ＝пｒ^２小室腔面膜面積Ｓｍｔ＝２Ｓｍ＝２пｒ^２膜外周Ｌ＝２пｒ小室腔小室壁面積Ｓｃ＝２пｒ×Ｈ＝２пｒＨ全小室腔面面積Ｓｔ＝２Ｓｍ＋Ｓｃ＝２пｒ^２＋２пｒＨ（１）＝２пｒ（ｒ＋Ｈ）
小室腔容積Ｖ＝Ｓｍ×Ｈ＝пｒ^２Ｈ膜面積＞小室腔小室壁面積のときＳｍｔ＝２пｒ^２＞Ｓｃ＝２пｒ×Ｈ＝２пｒＨ膜面積＝小室腔小室壁面積のときＳｍｔ＝２пｒ^２＝Ｓｃ＝２пｒ×Ｈ＝２пｒＨ（２）
膜面積＜小室腔小室壁面積のときＳｍｔ＝２пｒ^２＜Ｓｃ＝２пｒ×Ｈ＝２пｒＨＳｍｔ＝２пｒ^２＝Ｓｃ＝２пｒ×Ｈ＝２пｒＨ（２）
２пｒ^２＝２пｒＨ両辺を２пｒで割るとｒ＝Ｈのとき全小室腔膜面積と小室腔小室壁面積が等しくなる。
全小室腔膜面積と小室腔小室壁面積が等しくなるときはｒ＝Ｈなので、（１）式に代入すると全小室腔面面積Ｓｔ＝２Ｓｍ＋Ｓｃ＝２пｒ^２＋２пｒＨ＝２пｒ（ｒ＋Ｈ）＝２пｒ（ｒ＋ｒ）＝２пｒ×２ｒ＝４пｒ^３＝２пＨ（Ｈ＋Ｈ）＝２пＨ×２Ｈ＝４пＨ^３となる。
【００４４】
この関係は、また、体積が一定な直円柱の表面積が最小になる場合の条件でもあり、体積が一定値пａ３とすれば、直円柱の底面の半径をｘ，高さをｙ表面積をＳとするとＳ＝２пｘ^２＋２пｘｙ（３）
またпｘ^２ｙ＝пａ^３より、ｙ＝ａ^３／ｘ^２を（３）式に代入するとＳ＝２п（２ｘ−ａ^３／ｘ^２）＝４п／ｘ^２（ｘ−ａ／２）
つまり、ｙ＝４^−３ａ＝２／２^−３×ａよって、底面の直径と高さが等しいとき表面積が最小となる。
【００４５】
表面における熱伝達が、小室内部空間における物質と行われる効率が等しい場合には、この面積による比率を考慮した関係が成立するが、実際には、膜部では、蒸発もしくは凝集現象が発生し、温度変動が著しく発生しているために、このような比較はそれぞれの面積値に定数を乗じなければならない。
また、この場合において、１小室を形成する２枚の膜において、等しい温度関係が成立しない構造としているために、膜面においては、単純な比較がおこない難いが、一般的な構造用材料の平均比熱容量に従った配列と、熱伝導速度による配列との順番を考慮しなければならない。
すなわち、そのおかれるべき小室温度構成に従い、これら平均比熱容量と熱伝導度との関係を満足して、温度傾斜を安定化させる必要がある（図３３〜図３８参照（産業図書輸送現象第８刷ｐｐ．３１７〜３２３参照）。
この場合、断面部温度変動を行ない、この温度変動値の格差をもって表面部の流体の温度による変動の指標とする方法としては、赤外線カメラによる直接的観察を行う手法がとられ、性能確認の最終的設計資料を裏付けるものとなる。
【００４６】
電界調整手段について一連の、Ｇｔｅｓｔ（接地試験）による結果により、ｏｕｔｅｒｃｈａｍｂｅｒの湿度調整が、たとえば除湿装置における除湿効果もしくは外気側から函体側への逆流現象を抑制する手段として最も重要であることが判明した。
また、接地された導電性多孔体における作用効果において、主として、接地された導電性多孔体は乾燥し易く、しかも導電性多孔体として銅製メッシュを使用した場合には、金属製であり、熱伝導性に優れるために同一膜面に近接して設定した場合において、同被近接膜面の温度の均質化をもたらし易いことから、同一膜面における拡散方向の均質化作用をもたらすことは既に判明している。
【００４７】
以下に列記した表図、図１、図６、図１０、図１７、図２０、図２３、図４０、図４３、図４６、図４９、図５２、図５５、図５８参照。
一連のＧｔｅｓｔの結果は、本願発明において既述した除湿作用効果の安定化をもたらすということを裏付ける結果となった。また、この一連の試験の結果、電界の発生による作用が、微弱な電界効果ではあるが、しかし実効性のある事実が示唆された。
つまり、外側小室の湿度調整が、本装置において重要な効果決定因子の一つであることが判明し、また、外側小室の最外側の小室を形成するところの膜構造自体における表面電位測定結果が最も変動量が著しいことも判明した。
これらの膜表面電位は、撥水面を必ず外気側に向けた配列をとっているために相対的に同一膜の函体側並びに外気側においてそれぞれ陽極陰極となっており、さらにこの表面電位関係は、実施例における３枚の膜において共通した配列方向となっている。
【００４８】
ここで、最外側膜面における膜の表面電位関係は、外気側の方向に撥水面が存在し、外側小室側に非撥水面が存在するために、外気側の表面電位は比較的安定した表面電位をとりやすいはずであるが、外気湿度が１００％に達した場合、つまり霧につつまれたような状況において、湿潤した状態に変異する結果を同表面電位測定結果は示している。これは、撥水面における温度降下現象が関与しているものと考えられるが、前述の文献に記載されている通りに、水蒸気の帯電傾斜は、陰陽どちらにも帯電し得るものであり、その状況に応じて、帯電状態が変動し得るものであって、また水滴に変化する場合にもこのような結果が推測されるものと述べられている。
したがって、撥水面における微弱な表面電位による電界の影響により、一定以上のス水蒸気または通過気体が帯電の影響を受け、膜の表面より離脱しようとする力を発揮し得ることのできる絶対量にも限界があり、このために、表面に逆電界傾斜を励起する結果となる水粒子による導通性の発揮が、ある露点近傍の温度環境の発生ならびに、水滴の付着による温度下降などの現象も加わり、さらに助長する結果となり、この結果として、同面における凝集現象が加速するものと考えられる。
このような関係は、最外側膜の撥水面のみならず全ての膜面において発生し得る現象である。また、このような撥水面における湿潤状況の場合において、反対側の電界も、逆極性にその絶対値の現象が測定されている。
【００４９】
したがって、ＧＴＥＳＴにおいて函体側から、それぞれの第１膜の内側小室側、第２膜の外側小室側、第３膜の外側小室側、における銅製の導電性多孔体を設定した場合において、全てを接地系に接続した場合には除湿降下速度も高いが、外気側から函体側への逆流現象もまた高いために、函体内部の低湿度維持にとっては不都合な場合も推定される。
また、それぞれ第１・２膜を接地系に接続し第３膜を接続しない場合、第１膜のみを接地系に接続し第２・３膜を接地系に接続しない場合を比較すると、それぞれ、各小室部における温度において著明な影響を及ぼしていることと、接地された導電性多孔体は乾燥し易いがために温度下降を励起し易いこと、ならびに、接地されていない導電性多孔体ではその実質熱容量のまたは、質量の限界を越えた場合において温度調整能力に劣り、この結果一定以上の湿度環境下では同導電性多孔体近傍が湿潤した環境になり易いことが裏付けられた。
【００５０】
従って、第１膜の内側小室側、第２膜の外側小室側、第３膜の外側小室側、における銅製の導電性多孔体を配置した場合、第３膜部の温度傾斜は、熱伝導速度の高い導電性多孔体が外側小室側に存在するために温度勾配の関係としては、逆配列になっているために外気側から函体側への逆流現象を励起し易いことを考慮する場合、接地されていない導電性多孔体ではその実質熱容量のまたは、質量の限界を越えた場合において温度調整能力に劣り、またこの結果一定以上の湿度環境下では同導電性多孔体近傍が湿潤した環境になりやすいことを活用する手段（電界調整手段）が得られる。
本分離系における熱容量の移動は、主として、移動速度の高い水蒸気により、その初期熱容量移動による変動が発生する。また、その後に次第に水蒸気に追随するように函体側または小室壁部の温度変動が追随する。
したがって、各部における温度変動の初期の段階における最も重要な熱容量の移動が安定して行なわれるように調整し、また、これらの追随にしたがって、分離装置構造物による熱伝導が適合または、近似した場合において、もっとも安定した温度勾配が得られるものと考えられる。
【００５１】
したがって、水蒸気移動速度の抑制を行おうとする場合、特に外気側から函体側への逆流現象を抑制するような場合には、本除湿装置における実施例においては、膜孔部の水による閉鎖を行うことにより水蒸気ガス体による逆流速度よりも遅い移動速度とすることが可能であることから、最外側部の膜孔部の閉鎖を効率良く行うことと、また除湿効果の喪失を防止しつつこれを促進する手段として、接地しない導電性多孔体が第３膜の外側小室側に位置し、さらにこの電界極性を第２膜に反映する電気的接続を第２膜外側小室側の導電性多孔体に接続することにより、第３膜部の変動状態を第２膜部に著明に反映することにより、つまりは、電界状態の相互調整が第３膜部電界強度により得られる構造であるために、外気側から函体側への逆流現象調整が効率的に達成可能であることが証明された。またこのとき除湿効果を期待することと、水蒸気ガス体の無用な帯電による移動現象の抑制を阻止するために接地系に接続された導電性多孔体が第１膜内側小室側に設定されている。
【００５２】
このような手段は、外界の電界変動に追随する自動調整手段として有用であるが、そもそも逆極性の物質を配置することにより、温度勾配に矛盾が発生しなければよいことにもなるために、本質的には、最外側第３膜外側小室側多孔体は、非導電性多孔体でしかも第１、２膜部ならびに内側小室側との温度勾配傾斜に矛盾を励起しない程度の保温特性に優れた多孔体であればよいことになる。
【００５３】
ここで、熱拡散によるモル流束は次式で与えられる。
Ｊ_ＡＹ ^（Ｔ）＝−Ｊ_ＢＹ ^（Ｔ）＝−ｐ／_ＣＭ_ＡＭ_Ｂ×Ｄ_Ａ ^（Ｔ）ｄｌｎＴ／ｄｙ＝−_ＣＤ_ＡＢｋ_Ｔｄｌｎ／ｄｙＤ_Ａ ^（Ｔ）：成分Ａの熱拡散係数ｋ_Ｔ＝（ｐ／ｃ^２Ｍ_ＡＭ_Ｂ）（Ｄ_Ａ ^（Ｔ）／Ｄ_ＡＢ）：熱拡散比Ｍ_Ａ：成分Ａの分子量Ｍ_Ｂ：成分Ｂの分子量ｐ＝ｐ_Ａ＋ｐ_Ｂ：密度ｐ_Ａ：成分Ａの質量密度ｐ_Ｂ：成分Ｂの質量密度ｃ：モル濃度
【００５４】
従って、図６１（産業図書輸送現象第８刷２２４頁参照）にあげられる例にあるように、この関係を示す温度勾配関係にしたがった熱拡散比に従う分離が可能であり、これらの成分表に対置されている２成分において、それぞれ、親和性、非親和性物質により、防水膜表面を対置して、前記温度勾配関係に準拠した温度関係に保つことにより、高効率による分離精製が可能となる。
たとえば、希少ガスの分離、重水の分離などにおいて、極めて有効な高効率分離が可能となるが、重水分離においては例えばＨ_２Ｏ−ＨＤＯ−Ｄ_２Ｏ系においても分離可能であるものと推定される。触媒反応系をこの分離経過に配置することにより、反応温度を活用した温度勾配の形成が可能であり、各種の成分に対する親和性、非親和性物質の配置を防水膜両面に対置することによりまた、温度勾配関係に矛盾しない位置に配置することと、前記熱拡散比に都合のよい温度維持を分離モジュールにおいて保つことにより、分離精製効率を向上させることのできる手段である。放熱体とシート状発熱体とを小室壁部外周または小室壁内に備え、温度勾配の発生を促進するようにしてもよい。
【００５５】
従来、重水の分離は、カラム上方を高温に下方を低温にして、複数段にわけられたカラムにより、わずかづつの分離を行って居た歴史があり、本法は、同装置（ＣｌｕｓｉｕｓａｎｄＤｉｃｋｅｌｃｏｌｕｍｎ）において解決し得なかった熱拡散比による差を用いた差動性の防水膜部において、拡散分離後の再混入を効率的に徐々に分離することができ、小型化が可能である。
また前述の電位傾斜による帯電現象は、重水においては発生しにくいことが知られており、電気陰性度も異る。また重水の電解速度は、水の数分の一であることを利用して、前述の小室壁部並びに防水膜部の帯電現象を強化し、誘電率の差に影響を受けて移動速度が遅くなることを利用して、逆浸透現象に類似した複数段分離過程を小室および、膜部において比較的安価に達成することが可能である。
【００５６】
重水は、空気中の水分を吸収し易いために、微弱な発熱反応を伴って、ＨＤＯを生成する。
Ｈ_２Ｏ＋Ｄ_２Ｏ＝２ＨＤＯ＋０．０３６ｋｃａｌＨ_２Ｏ−Ｄ_２Ｏ系の混合物の物理的性質は重水含有量に比例して変化し、直線的関係が成立する（図６２参照：共立出版化学大辞典第４巻第２３刷参照）。
これらの中で、最大密度の温度に著しい差がみとめられるので、この特性を活用して、前述した熱拡散によるモル流束差を派生させ、至適重水最大密度を達成させる温度に分離モジュール膜部を複数段に調整することが必要であり、したがって、誘電率の低い重水の性質を活用すれば、濃縮側は、前述のモデルでは、函体側であり非撥水面側であり、しかも同函体側が冷たい方向関係であればよい。
【００５７】
蒸発熱においてもかなりの差がみとめられるが近接しているためにこのような系の分離は厳密な温度管理下におかれる必要があり、手法としては、モジュールの保温腔への水循環による管理、小室保温腔側の放射熱調整のための表面処理などに加えて、膜部における表面放射熱調整のための表面処理も必要になる。
またこの場合、非金属による表面処理では、酸化現象など電気化学的反応が発生し易いために、貴金属にて例えば金、白金などにより表面被覆処理を行う必要がある。この表面処理側は、実施例測定結果に認められるような位置関係に矛盾しない配置とすればよい。
重水は反応性に乏しいためにこの対象は、主として分離過程経過中における不純物混入防止策としては水が対象となる。
多孔体の形状は、水滴が付着しにくい防風フィンのような形状であるならば、水滴の停留を抑制する上で、また気化熱の効率的な伝達速度の観点からも極めて有用な手段である。
【００５８】
振動系において膜部の均質な上下動は物理的に完全に抑制することは不可能であるために、除湿方向への突出形態が膜部に付与されていることが必要となる。
この結果、図６３に示すような変形抑制効果が得られ、また、膜部３１の安定した機能保全が孔部形態保全の結果が得られる。
振動源３２としてはコイルを備えた振動体、発振子、機械的な振動、例えばモータ駆動等が適用できる。
この場合、下垂した部分球面３３形状は、振動時に膜の孔部形態に変形を生じ難くしかもガス体の移動方向においても重力を利用して一定の、方向圧を加え易い。
また、振動工学的な設計も、運動要素が安定しているために設計容易であるなどの利点がえられる。またこの場合、音波の伝搬形態に一致した形状に近いので、膜表面に対して均質な音圧が加わり易いという利点が得られる（図６４参照：コロナ社機械系の音響工学第１刷ｐ１２４参照）。
【００５９】
反響を考慮して、小室内壁に環状隆起部３４ａを周設し、その環状隆起部３４ａの中央部に穴状のオリフィス３４を形成することにより、反響による逆方向振動現象を抑制し、対流現象を安定化させ、小室壁部温度による小室内部気体の影響を表面積を増大せしめる結果ともなるために向上させることにより、分離経過における温度勾配の安定化にとって利点が得られる。
もちろん、この輪状オリフィスは、温度勾配に従って発生する温度傾斜に近似した形態にするべきであるし（流体力学的乱流を発生しにくい形態であること）、また、その取付部は、凹凸が少ない局面仕上げとすることにより、前述した防風ネットにおける水滴長期残留現象の防止策において用いた水滴などの液滴の残留防止形態を用いる必要がある。また、振動せしめる対象を小室構造物に求め、小室並びに膜が振動するようにしてもよい。
上述の模式図は、反射音における消音を達成し得る位置に流体の流れを阻害しにくい形態にて形成する。また次の膜への音圧の伝搬も均質となりやすい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載の帯電防止装置を備えた分離モジュールにあっては、前記構成としたため全体形状を小型化できるという効果が得られる。
【００６１】
また、請求項２記載の帯電防止装置を備えた分離モジュールにあっては、分離効率において、処理速度を維持し、総処理量を効率的に促進することができるし、また、このために小型化が可能となるという効果が得られる。
【００６２】
また、請求項３記載の帯電防止装置を備えた分離モジュールにあっては、分離効率において、非分離物の再混入を抑制する効果に優れ、このために小型化が可能となるという効果が得られる。
【００６３】
また、請求項４記載の帯電防止装置を備えた分離モジュールにあっては、膜表面に対して均質な音圧が加わり易く、また、小室内の対流現象の安定化、並びに小室腔表面積の増大が図れるために温度勾配の安定化、および音圧の低レベル化が達成される。また、このため小型化が可能となるなどの効果が得られる。
【００６４】
また、請求項４記載の帯電防止装置を備えた分離モジュールにあっては、分離過程において、非分離物質と分離物質（抽出物質）の熱拡散速度差を利用すると共に膜部の気化熱による膜孔空間内部におけるクヌードセン拡散方向を安定化させるために精製効率の向上が飛躍的に得られ、分離物質の純度を少ない処理過程で高能度の精製が可能であり、また、このため小型化が可能となるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性多孔体を設定しないで函体内１００％外気側湿度６０％にて各部温湿度、表面電位をまとめた測定結果の表図である。
【図２】図１の表図をグラフ化した説明図である。
【図３】図１の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図４】水を構成する電気陰性度による分子内電荷の模式図であり、（イ）は電界環境下における配向性を示す模式図、（ロ）は電子雲を示す模式図である。
【図５】分離モジュールの小室壁と防水膜と導電性多孔体と水分子の荷電の模式図である。
【図６】図１と同じく導電性多孔体を設定しないで外気側湿度７０数％にて各温湿度、表面電位の測定結果をまとめて示す表図である。
【図７】図６の表図をグラフ化した説明図である。
【図８】図６の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図９】帯電列表（他人書館静電ハンドブック第１１版Ｐ７２より抜粋）を示す表図である。
【図１０】導電性多孔体なしに函体内を９３％より開始し外気側湿度を約７３％に集束せしめた場合の各部の温湿度、表面電位を示す表図である。
【図１１】図１０の表図をグラフ化した説明図である。
【図１２】図１０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図１３】各グラフにおけるグラフ素列の凡例を示す表図である。
【図１４】実施の形態、実施例で用いた膜を示す断面図である。
【図１５】実施の形態、実施例で用いた膜の物性を示す表図である。
【図１６】分離モジュールを示す説明図である。
【図１７】導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
【図１８】図１７の表図をグラフ化した説明図である。
【図１９】図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図２０】導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
【図２１】図１７の表図をグラフ化した説明図である。
【図２２】図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図２３】導電性多孔体を３枚共接地した函体側温度１００％外側湿度６０数％より開始した各部温湿度、表面電位を示す表図である。
【図２４】図１７の表図をグラフ化した説明図である。
【図２５】図１７の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図２６】導電性多孔体の断面モデルであって（イ）は四角形、（ロ）は円形、（ハ）は楕円形、（ニ）は卵形状であって導電性多孔体が膜の孔部とずれた位置に該多孔体の後部が位置した場合を示す説明図である。
【図２７】（イ）は気体の粘度を、（ロ）は液体の粘度をグラフで示す説明図である。
【図２８】小室壁の絞り構造（螺旋雛皺形態）を示し（イ）は外観図、（ロ）は水平断面図である。
【図２９】可動性導電性多孔体の接点確保方式を示す説明図である。
【図３０】（イ），（ロ）は膜と導電性多孔体との近傍における垂直断面を示す模式図である。
【図３１】腐食電位列を示す表図である。
【図３２】小室壁と膜との関係を表わす説明図である。
【図３３】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３４】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３５】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３６】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３７】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３８】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図３９】固体および液体、気体の熱度伝導度を示す表図である。
【図４０】導電性多孔体の設定を第１膜内側小室側、第２膜外側小室、第３膜外側小室側に行った場合における全ての導電性多孔体を接地した場合の函体内部湿度約２０％外気湿度９５％以上より開始した変化を示す各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
【図４１】図４０の表図をグラフ化した説明図である。
【図４２】図４０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図４３】図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１、２を接地し、防水膜３を非接地とした函体内部湿度２０％外気湿度約９５％にて開始した変化を示す各部温湿度並びに表面電位をまとめた表図である。
【図４４】図４３の表図をグラフ化した説明図である。
【図４５】図４３の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図４６】図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２，３を非接地とし、図４０と同等の開始条件にて各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
【図４７】図４０の表図をグラフ化した説明図である。
【図４８】図４０の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図４９】図４０と同様の導電性多孔体配置において導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２を防水膜３に接続した場合の図４０と同等の開始条件各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
【図５０】図４９の表図をグラフ化した説明図である。
【図５１】図４９の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図５２】図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１、２を接地し、防水膜３を非接地とし、開始条件として函体内部を１００％外気を約６０％とした場合の各部温湿度、表面電位をまとめた表図である。
【図５３】図５２の表図をグラフ化した説明図である。
【図５４】図５２の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図５５】図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２と防水膜３を非接地とし、図５２と同等の開始条件とした場合の各部温湿度表面電位をまとめた表図である。
【図５６】図５５の表図をグラフ化した説明図である。
【図５７】図５５の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図５８】図４０と同様の導電性多孔体配置において、導電性多孔体と防水膜１を接地し、防水膜２を防水膜３に接続し、図５２と同等の開始条件とした場合の各部温湿度表面電位をまとめた表図である。
【図５９】図５８の表図をグラフ化した説明図である。
【図６０】図５８の表図の温度変化の拡大グラフ図である。
【図６１】熱拡散比の実測値を示す表図である。
【図６２】重水と水の物理的性質を示す表図である。
【図６３】音圧による均等な膜部の振動並びに小室壁部拡大のためのオリフィスを示す説明図である。
【図６４】反射音響の伝播を（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に示す模式図である。
【符号の説明】
１，２，３防水膜
４函体
５内側小室
６外側小室
７，８保温腔
９外気
１０筒状体
１３導電性多孔体

Claims

防湿・防滴構造の函体の壁部に取付けられ該函体の内・外部を連通する通気路を形成する筒状体と、透湿可能な貫通微細孔を有する単層からなる防水膜を前記筒状体内部に間隔を設けて複数枚配置し通気路内に形成した複数の小室と、前記防水膜に近接して配置された導電性多孔体とを備えた分離モジュールにおいて、前記導電性多孔体の孔まわりにおける充実部における縦断面形状が、長手方向の一端部が尖鋭角に形成されると共に他端部が丸状面に形成された略卵形状に形成され、かつ該導電性多孔体は接地回路に接続されると共に前記卵形状の縦断面形状における尖鋭角側が防水膜側に向けて配置されていることを特徴とする分離モジュール。
請求項１記載の分離モジュールにおいて、前記防水膜と導電性多孔体との対向面同士の距離が前記孔の直径と同一である分離モジュール。
請求項１又は２記載の分離モジュールにおいて、前記導電性多孔体が接地回路の接続と防水膜の電界強化手段を有している分離モジュール。
請求項１又は２又は３記載の分離モジュールにおいて、膜および小室内気体の振動手段を有し小室内壁に隆起部を周設しオリフィスを形成している分離モジュール。
請求項１又は２又は３又は４記載の分離モジュールにおいて、熱拡散による拡散速度差を利用した温度勾配の設定手段を設けている分離モジュール。