JP7539142B2 - 不飽和ガス発生装置および吸放湿性試験設備 - Google Patents

Description

本発明は、不飽和ガス発生装置および吸放湿性試験設備に関する。

乾燥したガスを加湿することで所望する湿度のガス（不飽和ガスとも言う）を発生するガス発生装置が知られている（例えば、特許文献１，２）。

特許文献１には、飽和湿潤ガスと乾燥ガスとを混合することにより、予め設定された水分量および流量の加湿ガスを発生するガス発生装置が開示されている。特許文献１に開示されているガス発生装置は、飽和湿潤ガスの圧力および温度を測定し、測定した圧力および温度に基づいて算出した飽和湿潤ガスの水分量と、予め設定された加湿ガスの水分量および流量とから、飽和湿潤ガスの流量および乾燥ガスの流量をそれぞれ設定するように構成されている。

特許文献２には、ガスが流通する加湿室と水を貯留する加湿源室とが水蒸気透過膜により区画された加湿器、加湿室から流出するガスの湿度を検出する湿度検出器、加湿源室の水位を調整する水位調整機構、および、湿度検出器による検出湿度に基づいて該検出湿度が設定露点となるように水位調整機構を制御する露点制御器を備えたガス発生装置が開示されている。特許文献２に開示されているガス発生装置は、加湿室から流出するガスの湿度に基づいて加湿源室の水位を調整し、水蒸気透過膜と水との接触面積を調整することにより、所望する湿度のガスを発生するように構成されている。

特開２００８－２７５１８５号公報 特開２００５－３３７６４０号公報

特許文献１では、飽和湿潤ガスの圧力および温度を測定するための測定装置と、飽和湿潤ガスの水分量を算出するための演算装置等が必要であり、装置全体のコストが高くなるという課題がある。また、特許文献２についても、湿度検出器、水位調整機構、および露点制御器等が必要であり、高コストである。

一方で、互いに湿度が異なる不飽和ガスや大流量の不飽和ガスを使用したいという要請がある。しかしながら、特許文献１，２のような各種の装置を必要とする場合は、装置全体が大型化するという問題があり、互いに湿度が異なる不飽和ガスや大流量の不飽和ガスを発生させることが難しい。

本発明は、互いに湿度が異なる不飽和ガスを大流量かつ低コストで発生させることができる不飽和ガス発生装置および吸放湿性試験設備を提供することを目的とする。

本発明に係る不飽和ガス発生装置は、複数の第１中空糸膜により構成されている第１中空糸膜ユニットと、前記第１中空糸膜よりも長い複数の第２中空糸膜により構成されている第２中空糸膜ユニットと、前記第１中空糸膜の内部と前記第２中空糸膜の内部とに被加湿ガスを供給する被加湿ガス供給部と、前記第１中空糸膜の外部と前記第２中空糸膜の外部とに前記被加湿ガスよりも高湿の高湿流体を供給する高湿流体供給部とを備え、前記第１中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる水分子を前記第１中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、第１不飽和ガスを発生させ、前記第２中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる前記水分子を前記第２中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、前記第１不飽和ガスよりも高湿の第２不飽和ガスを発生させる。

本発明に係る別の不飽和ガス発生装置は、複数の第１中空糸膜により構成され、前記第１中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第１中空糸膜ユニットと、各々の前記第１中空糸膜ユニットの両端部に配置された複数の第１切替バルブと、複数の前記第１切替バルブの切り替えを行う第１バルブ制御部とを有する第１中空糸膜モジュールと、前記第１中空糸膜よりも長い複数の第２中空糸膜により構成され、前記第２中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第２中空糸膜ユニットと、各々の前記第２中空糸膜ユニットの両端部に配置された複数の第２切替バルブと、複数の前記第２切替バルブの切り替えを行う第２バルブ制御部とを有する第２中空糸膜モジュールと、前記第１中空糸膜の内部と前記第２中空糸膜の内部とに被加湿ガスを供給する被加湿ガス供給部と、前記第１中空糸膜の外部と前記第２中空糸膜の外部とに前記被加湿ガスよりも高湿の高湿流体を供給する高湿流体供給部とを備え、各々の前記第１中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる水分子を前記第１中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、第１不飽和ガスを発生させ、各々の前記第２中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる前記水分子を前記第２中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、前記第１不飽和ガスよりも高湿の第２不飽和ガスを発生させる。

本発明に係る吸放湿性試験設備は、上記の不飽和ガス発生装置と、前記不飽和ガス発生装置と接続し、前記第１不飽和ガスを受け入れる第１チャンバーと、前記不飽和ガス発生装置と接続し、前記第２不飽和ガスを受け入れる第２チャンバーと、試験片を収容し、前記第１チャンバーの内部と前記第２チャンバーの内部との間を移動する試験片収容部とを備える。

本発明に係る不飽和ガス発生装置および吸放湿性試験設備は、複数の第１中空糸膜により構成されている第１中空糸膜ユニットと、第１中空糸膜よりも長い第２中空糸膜により構成されている第２中空糸膜ユニットとを備えることにより、互いに湿度が異なる不飽和ガスを大流量かつ低コストで発生させることができる。

第１実施形態の不飽和ガス発生装置および吸放湿性試験設備の概略図である。 第１中空糸膜ユニットの構成を説明する説明図である。 第２中空糸膜ユニットの構成を説明する説明図である。 中空糸膜の長さと被加湿ガスの流量と不飽和ガスの相対湿度との関係を示すグラフである。 第２実施形態の不飽和ガス発生装置の概略図である。 第１シール部の構成を説明する説明図である。 第２シール部の構成を説明する説明図である。 シール部の効果を確認するための実験の結果を示すグラフである。 第３実施形態の不飽和ガス発生装置の概略図である。 第４実施形態の不飽和ガス発生装置の概略図である。 第１中空糸膜モジュールの構成を説明する説明図である。 第２中空糸膜モジュールの構成を説明する説明図である。 調整後の第１，第２不飽和ガスの相対湿度とバルブの開閉状態との関係を説明する説明図である。

［第１実施形態］
図１において、不飽和ガス発生装置１０は、互いに湿度が異なる第１不飽和ガス３１と第２不飽和ガス３２とを発生する。不飽和ガス発生装置１０は、繊維の吸放湿性試験を行う吸放湿性試験設備４０に用いる。まず不飽和ガス発生装置１０の説明を行い、次に吸放湿性試験設備４０の説明を行う。なお、各図において、白抜きの矢印は、配管の内部を流通するガスを示している。

不飽和ガス発生装置１０は、第１中空糸膜ユニット１１と、第２中空糸膜ユニット１２と、被加湿ガス供給部１３と、高湿流体供給部１４とを備える。

第１中空糸膜ユニット１１は、後述する第１被加湿ガス２０Ａを加湿して第１不飽和ガス３１を発生する。第２中空糸膜ユニット１２は、後述する第２被加湿ガス２０Ｂを加湿して第２不飽和ガス３２を発生する。

図２Ａと図２Ｂを用いて、第１中空糸膜ユニット１１と第２中空糸膜ユニット１２について、詳細に説明する。

図２Ａに示すように、第１中空糸膜ユニット１１は、複数の第１中空糸膜１６により構成されている。第１中空糸膜ユニット１１は、複数の第１中空糸膜１６を束ね、各第１中空糸膜１６の両端が開口している状態でポッティング材によりポッティングされている。ポッティング材としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。第１中空糸膜ユニット１１の一端部には継手部１７Ａが設けられ、第１中空糸膜ユニット１１の他端部には継手部１７Ｂが設けられている。後述する被加湿ガス２０の流れる方向に対し、上流側に第１中空糸膜ユニット１１の一端部が配され、下流側に第１中空糸膜ユニット１１の他端部が配される。

第１中空糸膜１６は、中空のチューブである。第１中空糸膜１６の外径は、例えば１．０ｍｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第１中空糸膜１６の壁部の厚み（膜厚）は、例えば０．１１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第１中空糸膜１６としては、例えばナフィオン（登録商標）、フレミオン（登録商標）等が用いられる。第１中空糸膜１６の内部と外部とにそれぞれ水分含量の異なる流体が供給された場合、水分含量の多い流体中の水分子が第１中空糸膜１６の壁部を透過して水分含量の少ない流体へ移動する。例えば第１中空糸膜１６の内部と外部とにそれぞれ水分含量の異なる水蒸気が供給された場合、水分子の移動速度は、第１中空糸膜１６の内部の水蒸気分圧と外部の水蒸気分圧との分圧差に比例し、分圧差が大きいほど速くなる。また、例えば第１中空糸膜１６の内部に乾燥した空気が供給され、第１中空糸膜１６の外部に液体としてのイオン交換水が供給された場合、イオン交換水の水分子は、第１中空糸膜１６の壁部を透過し、乾燥した空気へ移動する。このように、第１中空糸膜１６は、水分含量の多い流体中の水分子を水分含量の少ない流体へ移動させる性質を有する。第１中空糸膜１６の長さＬ１は、継手部１７Ａと継手部１７Ｂとの間の長さである。

図２Ｂに示すように、第２中空糸膜ユニット１２は、第１中空糸膜１６よりも長い複数の第２中空糸膜１８により構成されている。第２中空糸膜ユニット１２は、複数の第２中空糸膜１８を束ね、各第２中空糸膜１８の両端が開口している状態でポッティング材によりポッティングされている。ポッティング材としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。第２中空糸膜ユニット１２の一端部には継手部１９Ａが設けられ、第２中空糸膜ユニット１２の他端部には継手部１９Ｂが設けられている。後述する被加湿ガス２０の流れる方向に対し、上流側に第２中空糸膜ユニット１２の一端部が配され、下流側に第２中空糸膜ユニット１２の他端部が配される。

第２中空糸膜１８は、中空のチューブである。第２中空糸膜１８の外径は、例えば１．０ｍｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第２中空糸膜１８の壁部の厚み（膜厚）は、例えば０．１１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。第２中空糸膜１８としては、例えばナフィオン（登録商標）、フレミオン（登録商標）等が用いられる。第２中空糸膜１８は、第１中空糸膜１６と同様に、内部と外部とにそれぞれ水分含量の異なる流体が供給された場合に、水分含量の多い流体中の水分子を水分含量の少ない流体へ移動させる性質を有する。第２中空糸膜１８の長さＬ２は、継手部１９Ａと継手部１９Ｂとの間の長さである。第１中空糸膜１６の長さＬ１と第２中空糸膜１８の長さＬ２との間にはＬ１＜Ｌ２の関係が成り立つ。

被加湿ガス供給部１３は、第１中空糸膜１６の内部と第２中空糸膜１８の内部とに被加湿ガス２０を供給するように構成されている（図１参照）。本実施形態では、第１中空糸膜１６の内部に供給する被加湿ガス２０と、第２中空糸膜１８の内部に供給する被加湿ガス２０とは、同じガスである。各被加湿ガス２０を区別する場合は、第１中空糸膜１６の内部に供給する被加湿ガス２０を第１被加湿ガス２０Ａと示し、第２中空糸膜１８の内部に供給する被加湿ガス２０を第２被加湿ガス２０Ｂと示す。被加湿ガス２０は乾燥した状態（相対湿度０％近辺）の空気が好ましい。以下の説明では、相対湿度を「湿度」と言う場合もある。被加湿ガス２０としては、例えば相対湿度０．００２％の限りなく乾燥した空気が用いられる。

本実施形態では、被加湿ガス供給部１３は、被加湿ガス２０を貯留するガス源２１と、ガス源２１と接続する原料ガス経路２２と、原料ガス経路２２に設けられた流量計２３と、原料ガス経路２２と第１中空糸膜ユニット１１とを接続する第１分岐経路２４と、原料ガス経路２２と第２中空糸膜ユニット１２とを接続する第２分岐経路２５とを有する。原料ガス経路２２、第１分岐経路２４、および第２分岐経路２５は、配管により構成されている。第１分岐経路２４と第２分岐経路２５とは、原料ガス経路２２から分岐した構成を有している。原料ガス経路２２と第１分岐経路２４との接続部分、および原料ガス経路２２と第２分岐経路２５との接続部分には、図示しない流量調整バルブがそれぞれ設けられている。被加湿ガス２０は、ガス源２１から原料ガス経路２２へ流入する。原料ガス経路２２の被加湿ガス２０は、第１分岐経路２４を介して第１中空糸膜ユニット１１の内部に供給され、かつ、第２分岐経路２５介して第２中空糸膜ユニット１２の内部に供給される。

流量計２３は、原料ガス経路２２を流通する被加湿ガス２０の流量を検出する。本実施形態では、被加湿ガス２０が１０～１００Ｌ／ｍｉｎの範囲内の特定の流量に維持されている。被加湿ガス２０の流量は、例えば流量調整バルブ等により制御される。被加湿ガス２０としての第１被加湿ガス２０Ａの流量と、被加湿ガス２０としての第２被加湿ガス２０Ｂの流量とは、本実施形態では同じ数値である。

高湿流体供給部１４は、第１中空糸膜１６の外部と第２中空糸膜１８の外部とに被加湿ガス２０よりも高湿の高湿流体２６を供給するように構成されている。高湿流体２６は、気体または液体である。気体としては、例えば水蒸気等が用いられる。液体としては、例えばイオン交換水等が用いられる。高湿流体２６はイオン交換水が好ましい。

高湿流体供給部１４は、本実施形態では、高湿流体２６を収容し、高湿流体２６の温度を調整するように構成されている恒温槽である。恒温槽としての高湿流体供給部１４は、高湿流体２６を収容する槽本体２７と、槽本体２７の内部に設けられたヒータ２８と、槽本体２７に収容された高湿流体２６の温度を検出する温度計２９と、温度計２９と電気的に接続し、温度計２９が検出した温度に基づき、ヒータ２８の温度を制御する温度制御部３０とを有する。槽本体２７に収容された高湿流体２６は、所定の温度（例えば２６℃）に保たれる。

高湿流体２６を収容した槽本体２７の内部に、第１中空糸膜ユニット１１の複数の第１中空糸膜１６と第２中空糸膜ユニット１２の複数の第２中空糸膜１８とが配される。例えば高湿流体２６がイオン交換水である場合は、槽本体２７に収容されたイオン交換水の中に複数の第１中空糸膜１６と複数の第２中空糸膜１８とが浸漬される。

第１中空糸膜ユニット１１は、高湿流体２６に含まれる水分子を第１中空糸膜１６の内部を流通する被加湿ガス２０（第１被加湿ガス２０Ａ）に移動させ、第１不飽和ガス３１を発生させる。第１不飽和ガス３１は、第１中空糸膜１６の内部を流通する第１被加湿ガス２０Ａが高湿流体２６に含まれる水分子により加湿され、第１中空糸膜１６の内部から出た不飽和状態のガスである。本実施形態において、不飽和状態のガスとは、相対湿度が１００％未満の状態のガスのことを言うものとする。第１不飽和ガス３１の相対湿度は、第１中空糸膜１６の長さＬ１と第１被加湿ガス２０Ａの流量との少なくともいずれかに基づき定められる。本実施形態では第１被加湿ガス２０Ａが特定の流量に維持されるので、第１不飽和ガス３１の相対湿度は、第１中空糸膜１６の長さＬ１を変更することにより、容易に調整できる。

第２中空糸膜ユニット１２は、高湿流体２６に含まれる水分子を第２中空糸膜１８の内部を流通する被加湿ガス２０（第２被加湿ガス２０Ｂ）に移動させ、第１不飽和ガス３１よりも高湿の第２不飽和ガス３２を発生させる。第２不飽和ガス３２は、第２中空糸膜１８の内部を流通する第２被加湿ガス２０Ｂが高湿流体２６に含まれる水分子により加湿され、第２中空糸膜１８の内部から出た不飽和状態のガスである。第２不飽和ガス３２の相対湿度は、第２中空糸膜１８の長さＬ２と第２被加湿ガス２０Ｂの流量に基づき定められる。本実施形態では第２被加湿ガス２０Ｂが特定の流量に維持されるので、第２不飽和ガス３２の相対湿度は、第２中空糸膜１８の長さＬ２を変更することにより、容易に調整できる。

第１中空糸膜ユニット１１の他端部に設けられた継手部１７Ｂには、第１不飽和ガス３１が流通する第１不飽和ガス流通経路３５が接続している。第２中空糸膜ユニット１２の他端部に設けられた継手部１９Ｂには、第２不飽和ガス３２が流通する第２不飽和ガス流通経路３６が接続している。第１不飽和ガス流通経路３５および第２不飽和ガス流通経路３６は、配管により構成されている。

以上のように、不飽和ガス発生装置１０は、複数の第１中空糸膜１６の内部と複数の第２中空糸膜１８の内部とに被加湿ガス２０を供給し、複数の第１中空糸膜１６の外部と複数の第２中空糸膜１８の外部とに高湿流体２６を供給するように構成されている。高湿流体２６に含まれる水分子は、第１中空糸膜１６の壁部を透過して被加湿ガス２０としての第１被加湿ガス２０Ａへ移動し、かつ、第２中空糸膜１８の壁部を透過して被加湿ガス２０としての第２被加湿ガス２０Ｂへ移動する。高湿流体２６に含まれる水分子により加湿された第１被加湿ガス２０Ａは、第１不飽和ガス３１として第１中空糸膜１６の内部から出る。高湿流体２６に含まれる水分子により加湿された第２被加湿ガス２０Ｂは、第１不飽和ガス３１よりも高湿の第２不飽和ガス３２として第２中空糸膜１８の内部から出る。このように、不飽和ガス発生装置１０は、互いに湿度が異なる第１不飽和ガス３１と第２不飽和ガス３２とを大流量かつ低コストで発生させることができる。

互いに長さが異なる２種の中空糸膜を用いて、中空糸膜の長さと被加湿ガスの流量と不飽和ガスの相対湿度との関係を検証するための実験を行った。実験では、被加湿ガスとして２６℃の空気を用い、高湿流体として２６℃のイオン交換水を用い、被加湿ガスの流量を１０～１００Ｌ／ｍｉｎの範囲内で変更した。

本実験を行う前に、被加湿ガスの流量を最大の１００Ｌ／ｍｉｎとした場合でも飽和状態（相対湿度が１００％の状態）のガスが発生するような中空糸膜の長さを調べた。この結果、長さ３２０ｍｍの中空糸膜では、被加湿ガスの流量を最大の１００Ｌ／ｍｉｎとしても、飽和状態のガスが発生することがわかった。このため、本実験では、中空糸膜の長さを３２０ｍｍよりも短くし、かつ、被加湿ガスの流量を１０～１００Ｌ／ｍｉｎの範囲内で変更することで、不飽和ガスの相対湿度の変化を調べた。実験では、長さ１１０ｍｍの中空糸膜を実施例１とし、長さ２２０ｍｍの中空糸膜を実施例２として用いた。

本実験の結果を図３に示す。図３では、被加湿ガスの流量を横軸に示し、不飽和ガスの相対湿度を縦軸に示している。「〇」のマーカーで示すグラフは、長さ１１０ｍｍの中空糸膜である実施例１の実験結果である。「△」のマーカーで示すグラフは、長さ２２０ｍｍの中空糸膜である実施例２の実験結果である。図３より、長さ１１０ｍｍの中空糸膜である実施例１は、長さ２２０ｍｍの中空糸膜である実施例２よりも、不飽和ガスの相対湿度が低いことが確認できた。中空糸膜が短いほど不飽和ガスの相対湿度が低くなることがわかる。中空糸膜の長さを変更することにより、不飽和ガスの相対湿度を容易に変更できる。

次に、繊維の吸放湿性試験を行う吸放湿性試験設備４０について説明する（図１参照）。

吸放湿性試験設備４０は、不飽和ガス発生装置１０と、第１チャンバー４１と、第２チャンバー４２と、試験片収容部４４とを備える。

第１チャンバー４１は、不飽和ガス発生装置１０の第１不飽和ガス流通経路３５と接続し、第１不飽和ガス３１を受け入れるように構成されている。第１チャンバー４１には、例えば、温度２５℃、相対湿度３０％の第１不飽和ガス３１が導入される。

第２チャンバー４２は、不飽和ガス発生装置１０の第２不飽和ガス流通経路３６と接続し、第２不飽和ガス３２を受け入れるように構成されている。第２チャンバー４２には、例えば、温度２５℃、相対湿度８０％の第２不飽和ガス３２が導入される。

試験片収容部４４は、試験片４３を収容し、第１チャンバー４１の内部と第２チャンバー４２の内部との間を移動するように構成されている。試験片４３は、例えば、吸湿性と放湿性とを有する繊維等である。試験片４３は、例えばホルダーにより試験片収容部４４に固定されている。

本実施形態では、吸放湿性試験設備４０は、試験片４３の質量を検出する質量計４５と、質量計４５が検出した質量に基づき、第１チャンバー４１と第２チャンバー４２と間で試験片収容部４４を移動させる制御部４６とを更に備える。質量計４５としては、例えば電子天秤が用いられる。

制御部４６は、質量計４５と電気的に接続しており、質量計４５が検出した試験片４３の質量を取得する。本実施形態では、制御部４６は、所定の時間が経過するごとに、質量計４５から試験片４３の質量を取得する。

試験片収容部４４が第１チャンバー４１の内部に配置されている場合、制御部４６は、試験片４３が放湿恒量となったときに、試験片収容部４４を第２チャンバー４２の内部へ移動させる。また、試験片収容部４４が第２チャンバー４２の内部に配置されている場合、制御部４６は、試験片４３が吸湿恒量となったときに、試験片収容部４４を第１チャンバー４１の内部へ移動させる。

制御部４６は、試験片４３の質量を測定しながら試験片収容部４４を第１チャンバー４１と第２チャンバー４２との間で移動させ、測定した試験片４３の質量に基づき、試験片４３の吸湿量、吸湿率、吸湿速度を算出する。具体的には、まず、制御部４６は、第１チャンバー４１の内部に試験片収容部４４を移動させ、試験片４３が放湿恒量となるまで放湿させる。制御部４６は、試験片４３が放湿恒量となったときに、試験片４３の質量の測定を開始し、試験片収容部４４を第１チャンバー４１の内部から第２チャンバー４２の内部へ移動させ、試験片４３が吸湿恒量となるまで吸湿させる。制御部４６は、試験片４３が吸湿恒量となったときに、試験片収容部４４を第２チャンバー４２の内部から第１チャンバー４１の内部へ移動させ、試験片４３が放湿恒量となるまで放湿させる。制御部４６は、試験片４３が放湿恒量となったときに、試験片４３の質量の測定を終了する。制御部４６は、測定した試験片４３の質量に基づき、試験片４３の吸湿量、吸湿率、吸湿速度を算出する。制御部４６が算出した試験片４３の吸湿量、吸湿率、吸湿速度に基づき、試験片４３の吸放湿性を評価することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、第１中空糸膜１６の長さＬ１と第２中空糸膜１８の長さＬ２とを変更することにより、第１不飽和ガス３１の相対湿度と第２不飽和ガス３２の相対湿度とを調整している。第２実施形態では、被加湿ガス２０を供給する第１中空糸膜１６の本数と、被加湿ガス２０を供給する第２中空糸膜１８の本数とを変更することにより、第１不飽和ガス３１の相対湿度と第２不飽和ガス３２の相対湿度とを調整する。

図４に示すように、第２実施形態の不飽和ガス発生装置５０は、第１中空糸膜ユニット１１、第２中空糸膜ユニット１２、被加湿ガス供給部１３、および高湿流体供給部１４に加え、第１中空糸膜ユニット１１の両端部に設けられた第１シール部５１Ａ，５１Ｂと、第２中空糸膜ユニット１２の両端部に設けられた第２シール部５２Ａ，５２Ｂとを更に備える。上記第１実施形態の不飽和ガス発生装置１０と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

第１シール部５１Ａは、第１中空糸膜ユニット１１の一端部に設けられた継手部１７Ａに固定されている。第１シール部５１Ｂは、第１中空糸膜ユニット１１の他端部に設けられた継手部１７Ｂに固定されている。第１シール部５１Ａと第１シール部５１Ｂとは、互いに同じ構成を有している。したがって、第１シール部５１Ａのみ図面を用いて説明し、第１シール部５１Ｂは図面を省略する。

図５Ａに示すように、第１シール部５１Ａは、環状に形成されている。第１シール部５１Ａは、カバー部５３と貫通穴５４とを有する。図示していないが、第１シール部５１Ｂもカバー部５３と貫通穴５４とを有する。カバー部５３は、複数の第１中空糸膜１６のうち、一部の第１中空糸膜１６の開口を塞ぐように設けられている。貫通穴５４は、複数の第１中空糸膜１６のうち、カバー部５３が設けられていない残りの一部の第１中空糸膜１６の開口を露出させるように設けられている。第１シール部５１Ａの場合、カバー部５３は第１中空糸膜１６の上流側の開口としての入口を塞ぎ、貫通穴５４は第１中空糸膜１６の上流側の開口としての入口を露出させる。第１シール部５１Ｂの場合、カバー部５３は第１中空糸膜１６の下流側の開口としての出口を塞ぎ、貫通穴５４は第１中空糸膜１６の下流側の開口としての出口を露出させる。第１シール部５１Ａ，５１Ｂの各カバー部５３は、本発明の「第１カバー部」に対応し、第１シール部５１Ａ，５１Ｂの各貫通穴５４は、本発明の「第１貫通穴」に対応する。また、説明の便宜上、カバー部５３により開口の全部が塞がれている第１中空糸膜１６を第１中空糸膜１６Ａとし、貫通穴５４から開口の全部または一部が露出している第１中空糸膜１６を第１中空糸膜１６Ｂとする。

第１シール部５１Ａは、第１中空糸膜１６Ａの入口への第１被加湿ガス２０Ａの流入を防止し、かつ、第１中空糸膜１６Ｂの入口への第１被加湿ガス２０Ａの流入を許容する。第１中空糸膜ユニット１１の一端部に第１シール部５１Ａを設けることにより、第１被加湿ガス２０Ａが供給される第１中空糸膜１６の本数が少なくなるので、第１不飽和ガス３１の相対湿度が低下する。

第１シール部５１Ｂは、第１中空糸膜１６Ｂの出口からの第１不飽和ガス３１の流出を許容し、かつ、第１中空糸膜１６Ｂの出口から流出した第１不飽和ガス３１の、第１中空糸膜１６Ａの出口への流入を防止する。すなわち、第１シール部５１Ｂは、第１中空糸膜１６Ｂの出口から出た第１不飽和ガス３１が、別の１中空糸膜１６Ａの出口へ巻き込まれて入ることを防止する機能を有する。

この例では第１中空糸膜ユニット１１の一端部に第１シール部５１Ａを設け、更に第１中空糸膜ユニット１１の他端部に第１シール部５１Ｂを設けているが、仮に第１中空糸膜ユニット１１の他端部に第１シール部５１Ｂを設けない場合は、第１不飽和ガス３１が第１中空糸膜１６Ａの出口から入ることがある。第１不飽和ガス３１が第１中空糸膜１６Ａの出口から入った場合、第１中空糸膜１６Ａへ入った第１不飽和ガス３１は、第１中空糸膜１６Ａの外部に供給されている高湿流体２６に含まれる水分子により加湿される。加湿された第１不飽和ガス３１は、第１中空糸膜１６Ａの出口から出ることにより、第１中空糸膜１６Ｂの出口から出た第１不飽和ガス３１と混合する。このため、第１不飽和ガス３１が第１中空糸膜１６Ａの出口から入った場合、第１中空糸膜ユニット１１から出る最終的な第１不飽和ガス３１の相対湿度は、第１中空糸膜１６Ｂの出口から出た時点での第１不飽和ガス３１の相対湿度よりも高くなる。また、第１中空糸膜１６Ａの出口に入る第１不飽和ガス３１の流量の調整が難しいため、第１中空糸膜ユニット１１から出る最終的な第１不飽和ガス３１の相対湿度を高精度に調整することが難しくなる。第２実施形態では、第１中空糸膜ユニット１１の一端部に第１シール部５１Ａを設け、更に第１中空糸膜ユニット１１の他端部に第１シール部５１Ｂを設けていることにより、相対湿度が高精度に調節された第１不飽和ガス３１を発生することができる。

第２シール部５２Ａは、第２中空糸膜ユニット１２の一端部に設けられた継手部１９Ａに固定されている。第２シール部５２Ｂは、第２中空糸膜ユニット１２の他端部に設けられた継手部１９Ｂに固定されている。第２シール部５２Ａと第２シール部５２Ｂとは、互いに同じ構成を有している。したがって、第２シール部５２Ａのみ図面を用いて説明し、第２シール部５２Ｂは図面を省略する。

図５Ｂに示すように、第２シール部５２Ａは、環状に形成されている。第２シール部５２Ａは、カバー部５５と貫通穴５６とを有する。図示していないが、第２シール部５２Ｂもカバー部５５と貫通穴５６とを有する。カバー部５５は、複数の第２中空糸膜１８のうち、一部の第２中空糸膜１８の開口を塞ぐように設けられている。貫通穴５６は、複数の第２中空糸膜１８のうち、カバー部５５が設けられていない残りの一部の第２中空糸膜１８の開口を露出させるように設けられている。第２シール部５２Ａの場合、カバー部５５は第２中空糸膜１８の上流側の開口としての入口を塞ぎ、貫通穴５６は第２中空糸膜１８の上流側の開口としての入口を露出させる。第２シール部５２Ｂの場合、カバー部５５は第２中空糸膜１８の下流側の開口としての出口を塞ぎ、貫通穴５６は第２中空糸膜１８の下流側の開口としての出口を露出させる。第２シール部５２Ａ，５２Ｂの各カバー部５５は、本発明の「第２カバー部」に対応し、第２シール部５２Ａ，５２Ｂの各貫通穴５６は、本発明の「第２貫通穴」に対応する。また、説明の便宜上、カバー部５５により開口の全部が塞がれている第２中空糸膜１８を第２中空糸膜１８Ａとし、貫通穴５６から開口の全部または一部が露出している第２中空糸膜１８を第２中空糸膜１８Ｂとする。

第２シール部５２Ａは、第２中空糸膜１８Ａの入口への第２被加湿ガス２０Ｂの流入を防止し、第２中空糸膜１８Ｂの入口への第２被加湿ガス２０Ｂの流入を許容する。第２中空糸膜ユニット１２の一端部に第２シール部５２Ａを設けることにより、第２被加湿ガス２０Ｂが供給される第２中空糸膜１８の本数が少なくなるので、第２不飽和ガス３２の相対湿度が低下する。

第２シール部５２Ｂは、第２中空糸膜１８Ｂの出口からの第２不飽和ガス３２の流出を許容し、かつ、第２中空糸膜１８Ｂの出口から流出した第２不飽和ガス３２の、第２中空糸膜１８Ａの出口への流入を防止する。第２シール部５２Ｂは、第１シール部５１Ｂと同様の機能を有する。すなわち、第２シール部５２Ｂは、第２中空糸膜１８Ｂの出口から出た第２不飽和ガス３２が、別の第２中空糸膜１８Ａの出口へ巻き込まれて入ることを防止する機能を有する。

この例では第２中空糸膜ユニット１２の一端部に第２シール部５２Ａを設け、更に第２中空糸膜ユニット１２の他端部に第２シール部５２Ｂを設けているが、仮に第２中空糸膜ユニット１２の他端部に第２シール部５２Ｂを設けない場合は、第２不飽和ガス３２が第２中空糸膜１８Ａの出口から入ることがある。第２不飽和ガス３２が第２中空糸膜１８Ａの出口から入った場合、第２中空糸膜ユニット１２から出る最終的な第２不飽和ガス３２の相対湿度は、第２中空糸膜１８Ｂの出口から出た時点での第２不飽和ガス３２の相対湿度よりも高くなる。また、第２中空糸膜１８Ａの出口に入る第２不飽和ガス３２の流量の調整が難しいため、第２中空糸膜ユニット１２から出る最終的な第２不飽和ガス３２の相対湿度を高精度に調整することが難しくなる。第２実施形態では、第２中空糸膜ユニット１２の一端部に第２シール部５２Ａを設け、更に第２中空糸膜ユニット１２の他端部に第２シール部５２Ｂを設けていることにより、相対湿度が高精度に調節された第２不飽和ガス３２を発生することができる。

以上のように、不飽和ガス発生装置５０は、互いに湿度が異なる第１不飽和ガス３１と第２不飽和ガス３２とを大流量かつ低コストで発生させることができる。不飽和ガス発生装置５０は、上記第１実施形態の不飽和ガス発生装置１０の代わりに、吸放湿性試験設備４０（図１参照）に用いても良い。

シール部の効果を確認するための実験を行った。実験は、両端部にシール部を設けた中空糸膜を実施例３とし、被加湿ガスが流入する上流側の一端部にのみシール部を設けた中空糸膜を実施例４とし、両端部にシール部を設けていない中空糸膜を実施例５とした。被加湿ガスとして２６℃の空気、高湿流体として２６℃のイオン交換水を用い、被加湿ガスの流量を５～５０Ｌ／ｍｉｎの範囲内で変更した。本実験に用いた各中空糸膜の長さは、１１０ｍｍとした。本実験の結果を図６に示す。図６では、被加湿ガスの流量を横軸に示し、不飽和ガスの相対湿度を縦軸に示している。「●」のマーカーで示すグラフは、両端部にシール部を設けた中空糸膜である実施例３の実験結果である。「△」のマーカーで示すグラフは、被加湿ガスが流入する上流側の一端部にのみシール部を設けた中空糸膜である実施例４の実験結果である。「×」のマーカーで示すグラフは、両端部にシール部を設けていない中空糸膜である実施例５の実験結果である。図６より、実施例３，４と実施例５とを比べると、シール部を設けた実施例３，４は、シール部を設けていない実施例５よりも、不飽和ガスの相対湿度が低いことが確認できた。また、実施例３と実施例４とを比べると、両端部にシール部を設けた実施例３は、一端部にのみシール部を設けた実施例４よりも、不飽和ガスの相対湿度が低いことが確認できた。この結果より、両端部にシール部を設けた実施例３では、他端部に設けたシール部により、中空糸膜の出口から出た不飽和ガスが、別の中空糸膜の出口へ巻き込まれて入ることが防止されていることがわかった。

［第３実施形態］
第３実施形態では、第１中空糸膜ユニット１１が発生する第１不飽和ガス３１に被加湿ガス２０を混合し、第２中空糸膜ユニット１２が発生する第２不飽和ガス３２に被加湿ガス２０を混合することにより、第１不飽和ガス３１の湿度と第２不飽和ガス３２の湿度とを補正する。

図７に示すように、第３実施形態の不飽和ガス発生装置６０は、第１中空糸膜ユニット１１、第２中空糸膜ユニット１２、被加湿ガス供給部１３、および高湿流体供給部１４に加え、第１不飽和ガス３１の湿度を補正する第１湿度補正部６１と、第２不飽和ガス３２の湿度を補正する第２湿度補正部６２とを更に備える。

第１湿度補正部６１は、第１分岐経路２４と第１不飽和ガス流通経路３５とに接続し、被加湿ガス２０（第１被加湿ガス２０Ａ）を第１不飽和ガス３１に混合する第１補正用経路６３と、第１補正用経路６３に設けられた流量計６４とを有する。第１補正用経路６３は、配管により構成されている。第１補正用経路６３には第１被加湿ガス２０Ａが流入する。流量計６４は、第１補正用経路６３を流通する第１被加湿ガス２０Ａの流量を検出する。図示していないが、第１分岐経路２４と第１補正用経路６３との接続部分には流量調整バルブが設けられ、第１中空糸膜ユニット１１の下流には湿度計が設けられている。当該湿度計が検出した湿度と流量計６４が検出した流量とに基づき、流量調整バルブの開度を調整し、第１補正用経路６３に対し所定の流量の第１被加湿ガス２０Ａを流入させることができる。第１中空糸膜１６の出口から流出した第１不飽和ガス３１に対し、第１補正用経路６３を流通する第１被加湿ガス２０Ａが混合することにより、湿度を補正した補正後の第１不飽和ガス７１が生成される。

第２湿度補正部６２は、第２分岐経路２５と第２不飽和ガス流通経路３６とに接続し、被加湿ガス２０（第２被加湿ガス２０Ｂ）を第２不飽和ガス３２に混合する第２補正用経路６６と、第２補正用経路６６に設けられた流量計６７とを有する。第２補正用経路６６は、配管により構成されている。第２補正用経路６６には第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。流量計６７は、第２補正用経路６６を流通する第２被加湿ガス２０Ｂの流量を検出する。図示していないが、第２分岐経路２５と第２補正用経路６６との接続部分には流量調整バルブが設けられ、第２中空糸膜ユニット１２の下流には湿度計が設けられている。当該湿度計が検出した湿度と流量計６７が検出した流量とに基づき、流量調整バルブの開度を調整し、第２補正用経路６６に対し所定の流量の第２被加湿ガス２０Ｂを流入させることができる。第２中空糸膜１８Ｂの出口から流出した第２不飽和ガス３２に対し、第２補正用経路６６を流通する第２被加湿ガス２０Ｂが混合することにより、湿度を補正した補正後の第２不飽和ガス７２が生成される。

以上のように、不飽和ガス発生装置６０は、互いに湿度が異なる補正後の第１不飽和ガス７１と補正後の第２不飽和ガス７２とを大流量かつ低コストで発生させることができる。不飽和ガス発生装置６０は、上記第１実施形態の不飽和ガス発生装置１０の代わりに、吸放湿性試験設備４０（図１参照）に用いても良い。

［第４実施形態］
第４実施形態では、複数の第１中空糸膜ユニットを有する第１中空糸膜モジュールと、複数の第２中空糸膜ユニットを有する第２中空糸膜モジュールとを備え、被加湿ガスを供給する第１中空糸膜ユニットの組み合わせを変更することにより第１不飽和ガスの相対湿度を制御し、かつ、被加湿ガスを供給する第２中空糸膜ユニットの組み合わせを変更することにより第２不飽和ガスの相対湿度を制御する。

図８に示すように、第４実施形態の不飽和ガス発生装置８０は、第１中空糸膜モジュール８１と、第２中空糸膜モジュール８２と、被加湿ガス供給部１３と、高湿流体供給部１４とを備える。上記第１実施形態の不飽和ガス発生装置１０と同じ部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

第１中空糸膜モジュール８１は、第１分岐経路２４と第１不飽和ガス流通経路３５とを接続する。第２中空糸膜モジュール８２は、第２分岐経路２５と第２不飽和ガス流通経路３６とを接続する。

図９に示すように、第１中空糸膜モジュール８１は、４つの第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄを有する。第１中空糸膜ユニットは、この例では４つであるが、これに限られない。第１中空糸膜ユニット９１Ａは、複数の第１中空糸膜９６Ａにより構成されている。第１中空糸膜ユニット９１Ａは、複数の第１中空糸膜９６Ａを束ね、各第１中空糸膜９６Ａの両端が開口している状態でポッティング材によりポッティングされている。ポッティング材としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。第１中空糸膜ユニット９１Ａの一端部には継手部１７Ａが設けられ、第１中空糸膜ユニット９１Ａの他端部には継手部１７Ｂが設けられている。

第１中空糸膜ユニット９１Ｂ～９１Ｄは、第１中空糸膜の長さが異なること以外は第１中空糸膜ユニット９１Ａと同じ構成を有している。すなわち、第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄは、第１中空糸膜の長さが互いに異なる。第１中空糸膜ユニット９１Ｂは、第１中空糸膜９６Ａよりも短い第１中空糸膜９６Ｂにより構成されている。第１中空糸膜ユニット９１Ｃは、第１中空糸膜９６Ｂよりも短い第１中空糸膜９６Ｃにより構成されている。第１中空糸膜ユニット９１Ｄは、第１中空糸膜９６Ｃよりも短い第１中空糸膜９６Ｄにより構成されている。第１中空糸膜ユニット９１Ｂ～９１Ｄの各一端部には継手部１７Ａが設けられ、第１中空糸膜ユニット９１Ｂ～９１Ｄの各他端部には継手部１７Ｂが設けられている。被加湿ガス２０の流れる方向に対し、上流側に第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄの一端部が配され、下流側に第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄの他端部が配される。

第１中空糸膜モジュール８１は、第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄに加え、第１分岐経路２４と第１不飽和ガス流通経路３５とを接続する５つの接続経路１００～１０４と、接続経路１００に設けられた切替バルブＶ０と、接続経路１０１に設けられた切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂと、接続経路１０２に設けられた切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂと、接続経路１０３に設けられた切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂと、接続経路１０４に設けられた切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂとを更に有する。接続経路１００～１０４は、配管によりそれぞれ構成されている。第１中空糸膜モジュール８１の各切替バルブは、本発明の「第１切替バルブ」に対応する。第１中空糸膜ユニット９１Ａは、接続経路１０１に設けられている。第１中空糸膜ユニット９１Ｂは、接続経路１０２に設けられている。第１中空糸膜ユニット９１Ｃは、接続経路１０３に設けられている。第１中空糸膜ユニット９１Ｄは、接続経路１０４に設けられている。

第１中空糸膜モジュール８１は、切替バルブＶ０、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂ、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂ、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂ、および切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂの開状態と閉状態との切り替えを行う第１バルブ制御部１０６を更に有する。第１バルブ制御部１０６は、第１中空糸膜モジュール８１の各切替バルブと電気的に接続している。

切替バルブＶ０が開状態である場合は、接続経路１００から第１不飽和ガス流通経路３５へ第１被加湿ガス２０Ａが流入する。切替バルブＶ０が閉状態である場合は、接続経路１００から第１不飽和ガス流通経路３５へ第１被加湿ガス２０Ａが流入しない。

切替バルブＶ１Ａは、第１中空糸膜ユニット９１Ａの一端部に配置されている。切替バルブＶ１Ｂは、第１中空糸膜ユニット９１Ａの他端部に配置されている。切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが開状態である場合は、接続経路１０１から第１中空糸膜９６Ａの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入する。切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０１から第１中空糸膜９６Ａの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入しない。第１中空糸膜ユニット９１Ａは、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが開状態である場合に、第１不飽和ガス１１１Ａを発生する。第１不飽和ガス１１１Ａの相対湿度は、例えば略１００％である。

切替バルブＶ２Ａは、第１中空糸膜ユニット９１Ｂの一端部に配置されている。切替バルブＶ２Ｂは、第１中空糸膜ユニット９１Ｂの他端部に配置されている。切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが開状態である場合は、接続経路１０２から第１中空糸膜９６Ｂの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入する。切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０２から第１中空糸膜９６Ｂの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入しない。第１中空糸膜ユニット９１Ｂは、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが開状態である場合に、第１不飽和ガス１１１Ｂを発生する。第１不飽和ガス１１１Ｂの相対湿度は、例えば８０％である。

切替バルブＶ３Ａは、第１中空糸膜ユニット９１Ｃの一端部に配置されている。切替バルブＶ３Ｂは、第１中空糸膜ユニット９１Ｃの他端部に配置されている。切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが開状態である場合は、接続経路１０３から第１中空糸膜９６Ｃの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入する。切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０３から第１中空糸膜９６Ｃの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入しない。第１中空糸膜ユニット９１Ｃは、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが開状態である場合に、第１不飽和ガス１１１Ｃを発生する。第１不飽和ガス１１１Ｃの相対湿度は、例えば４０％である。

切替バルブＶ４Ａは、第１中空糸膜ユニット９１Ｄの一端部に配置されている。切替バルブＶ４Ｂは、第１中空糸膜ユニット９１Ｄの他端部に配置されている。切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが開状態である場合は、接続経路１０４から第１中空糸膜９６Ｄの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入する。切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０４から第１中空糸膜９６Ｄの内部へ第１被加湿ガス２０Ａが流入しない。第１中空糸膜ユニット９１Ｄは、切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが開状態である場合に、第１不飽和ガス１１１Ｄを発生する。第１不飽和ガス１１１Ｄの相対湿度は、例えば２０％である。

第１中空糸膜モジュール８１は、上述したように、複数の第１中空糸膜により構成され、第１中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄと、各々の第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄの両端部に配置された複数の第１切替バルブとしての切替バルブＶ０、Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ、Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂ、Ｖ４Ａ，Ｖ４Ｂと、複数の切替バルブの切り替えを行う第１バルブ制御部１０６とを有する。第１中空糸膜モジュール８１は、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂ、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂ、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂ、および切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂの開状態と閉状態との切り替えを第１バルブ制御部１０６が行うことにより、被加湿ガス２０としての第１被加湿ガス２０Ａを供給する第１中空糸膜ユニット９１Ａ～９１Ｄの組み合わせを変更し、第１不飽和ガス１１１Ａ～１１１Ｄの少なくともいずれかを発生する。第１中空糸膜モジュール８１は、切替バルブＶ０を開状態とすることにより、第１不飽和ガス１１１Ａ～１１１Ｄに対し第１被加湿ガス２０Ａを混合することができる。第１中空糸膜モジュール８１は、互いに湿度が異なる第１不飽和ガス１１１Ａ～１１１Ｄと第１被加湿ガス２０Ａとを用いて、相対湿度を調整した調整後の第１不飽和ガス１２１を発生する。

図１０に示すように、第２中空糸膜モジュール８２は、４つの第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄを有する。第２中空糸膜ユニットは、この例では４つであるが、これに限られない。第２中空糸膜ユニット９２Ａは、複数の第２中空糸膜９８Ａにより構成されている。第２中空糸膜ユニット９２Ａは、複数の第２中空糸膜９８Ａを束ね、各第２中空糸膜９８Ａの両端が開口している状態でポッティング材によりポッティングされている。ポッティング材としては、例えばエポキシ樹脂が用いられる。第２中空糸膜ユニット９２Ａの一端部には継手部１９Ａが設けられ、第２中空糸膜ユニット９２Ａの他端部には継手部１９Ｂが設けられている。

第２中空糸膜ユニット９２Ｂ～９２Ｄは、第２中空糸膜の長さが異なること以外は第２中空糸膜ユニット９２Ａと同じ構成を有している。すなわち、第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄは、第２中空糸膜の長さが互いに異なる。第２中空糸膜ユニット９２Ｂは、第２中空糸膜９８Ａよりも短い第２中空糸膜９８Ｂにより構成されている。第２中空糸膜ユニット９２Ｃは、第２中空糸膜９８Ｂよりも短い第２中空糸膜９８Ｃにより構成されている。第２中空糸膜ユニット９２Ｄは、第２中空糸膜９８Ｃよりも短い第２中空糸膜９８Ｄにより構成されている。第２中空糸膜ユニット９２Ｂ～９２Ｄの各一端部には継手部１９Ａが設けられ、第２中空糸膜ユニット９２Ｂ～９２Ｄの各他端部には継手部１９Ｂが設けられている。被加湿ガス２０の流れる方向に対し、上流側に第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄの一端部が配され、下流側に第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄの他端部が配される。

第２中空糸膜モジュール８２は、第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄに加え、第１中空糸膜モジュール８１と同様に、接続経路１００～１０４と、切替バルブＶ０と、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂと、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂと、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂと、切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂとを更に有する。第２中空糸膜モジュール８２の各切替バルブは、本発明の「第２切替バルブ」に対応する。第２中空糸膜ユニット９２Ａは、接続経路１０１に設けられている。第２中空糸膜ユニット９２Ｂは、接続経路１０２に設けられている。第２中空糸膜ユニット９２Ｃは、接続経路１０３に設けられている。第２中空糸膜ユニット９２Ｄは、接続経路１０４に設けられている。

第２中空糸膜モジュール８２は、切替バルブＶ０、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂ、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂ、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂ、および切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂの開状態と閉状態との切り替えを行う第２バルブ制御部１０８を更に有する。第２バルブ制御部１０８は、第２中空糸膜モジュール８２の各切替バルブと電気的に接続している。

切替バルブＶ０が開状態である場合は、接続経路１００から第２不飽和ガス流通経路３６へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。切替バルブＶ０が閉状態である場合は、接続経路１００から第２不飽和ガス流通経路３６へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入しない。

切替バルブＶ１Ａは、第２中空糸膜ユニット９２Ａの一端部に配置されている。切替バルブＶ１Ｂは、第２中空糸膜ユニット９２Ａの他端部に配置されている。切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが開状態である場合は、接続経路１０１から第２中空糸膜９８Ａの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０１から第２中空糸膜９８Ａの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入しない。第２中空糸膜ユニット９２Ａは、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂが開状態である場合に、第２不飽和ガス１１２Ａを発生する。第２不飽和ガス１１２Ａの相対湿度は、例えば略１００％である。

切替バルブＶ２Ａは、第２中空糸膜ユニット９２Ｂの一端部に配置されている。切替バルブＶ２Ｂは、第２中空糸膜ユニット９２Ｂの他端部に配置されている。切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが開状態である場合は、接続経路１０２から第２中空糸膜９８Ｂの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０２から第２中空糸膜９８Ｂの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入しない。第２中空糸膜ユニット９２Ｂは、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂが開状態である場合に、第２不飽和ガス１１２Ｂを発生する。第２不飽和ガス１１２Ｂの相対湿度は、例えば８０％である。

切替バルブＶ３Ａは、第２中空糸膜ユニット９２Ｃの一端部に配置されている。切替バルブＶ３Ｂは、第２中空糸膜ユニット９２Ｃの他端部に配置されている。切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが開状態である場合は、接続経路１０３から第２中空糸膜９８Ｃの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０３から第２中空糸膜９８Ｃの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入しない。第２中空糸膜ユニット９２Ｃは、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂが開状態である場合に、第２不飽和ガス１１２Ｃを発生する。第２不飽和ガス１１２Ｃの相対湿度は、例えば４０％である。

切替バルブＶ４Ａは、第２中空糸膜ユニット９２Ｄの一端部に配置されている。切替バルブＶ４Ｂは、第２中空糸膜ユニット９２Ｄの他端部に配置されている。切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが開状態である場合は、接続経路１０４から第２中空糸膜９８Ｄの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入する。切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが閉状態である場合は、接続経路１０４から第２中空糸膜９８Ｄの内部へ第２被加湿ガス２０Ｂが流入しない。第２中空糸膜ユニット９２Ｄは、切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂが開状態である場合に、第２不飽和ガス１１２Ｄを発生する。第２不飽和ガス１１２Ｄの相対湿度は、例えば２０％である。

第２中空糸膜モジュール８２は、上述したように、複数の第２中空糸膜により構成され、第２中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄと、各々の第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄの両端部に配置された複数の第２切替バルブとしての切替バルブＶ０、Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ、Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂ、Ｖ４Ａ，Ｖ４Ｂと、複数の切替バルブの切り替えを行う第２バルブ制御部１０８とを有する。第２中空糸膜モジュール８２は、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂ、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂ、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂ、および切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂの開状態と閉状態との切り替えを第２バルブ制御部１０８が行うことにより、被加湿ガス２０としての第２被加湿ガス２０Ｂを供給する第２中空糸膜ユニット９２Ａ～９２Ｄの組み合わせを変更し、第２不飽和ガス１１２Ａ～１１２Ｄの少なくともいずれかを発生する。第２中空糸膜モジュール８２は、切替バルブＶ０を開状態とすることにより、第２不飽和ガス１１２Ａ～１１２Ｄに対し第２被加湿ガス２０Ｂを混合することができる。第２中空糸膜モジュール８２は、互いに湿度が異なる第２不飽和ガス１１２Ａ～１１２Ｄと第２被加湿ガス２０Ｂとを用いて、相対湿度を調整した調整後の第２不飽和ガス１２２を発生する。

図１１は、調整後の第１不飽和ガス１２１の相対湿度と、調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度と、切替バルブＶ０、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂ、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂ、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂ、および切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂの開閉状態との関係を説明する説明図である。図１１において、調整後の第１不飽和ガス１２１の相対湿度または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を「調整後の不飽和ガスの相対湿度」と示している。

調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を９０％とする場合は、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂと切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を８０％とする場合は、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を７０％とする場合は、切替バルブＶ１Ａ，Ｖ１Ｂと切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を６０％とする場合は、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂと切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を５０％とする場合は、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂと切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を４０％とする場合は、切替バルブＶ２Ａ，Ｖ２Ｂと切替バルブＶ０のみを開状態とする。また、図１１には示していないが、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂのみを開状態とすることにより、相対湿度を４０％としても良い。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を３０％とする場合は、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂと切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂのみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を２０％とする場合は、切替バルブＶ３Ａ，Ｖ３Ｂと切替バルブＶ０のみを開状態とする。また、図１１には示していないが、切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂのみ開状態とすることにより、相対湿度を２０％としても良い。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を１０％とする場合は、切替バルブＶ４Ａ，Ｖ４Ｂと切替バルブＶ０のみを開状態とする。調整後の第１不飽和ガス１２１または調整後の第２不飽和ガス１２２の相対湿度を略０％とする場合は、切替バルブＶ０のみを開状態とする。

以上のように、不飽和ガス発生装置８０は、互いに湿度が異なる調整後の第１不飽和ガス１２１と調整後の第２不飽和ガス１２２とを大流量かつ低コストで発生させることができる。不飽和ガス発生装置８０は、上記第１実施形態の不飽和ガス発生装置１０の代わりに、吸放湿性試験設備４０（図１参照）に用いても良い。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記各実施形態では第１被加湿ガス２０Ａおよび第２被加湿ガス２０Ｂとして同じガスを用いているが、第１被加湿ガス２０Ａの経路と第２被加湿ガス２０Ｂの経路とを個別に設け、第１被加湿ガス２０Ａと第２被加湿ガス２０Ｂとを異なるガスとしても良い。

上記各実施形態では第１分岐経路２４を流通する第１被加湿ガス２０Ａの流量と第２分岐経路２５を流通する第２被加湿ガス２０Ｂの流量とが同じであるが、原料ガス経路２２と第１分岐経路２４と第２分岐経路２５との接続部分に流量調整バルブを設け、第１被加湿ガス２０Ａの流量と第２被加湿ガス２０Ｂの流量とを互いに異なる流量としても良い。

１０，５０，６０，８０ 不飽和ガス発生装置
１１，９１Ａ～９１Ｄ 第１中空糸膜ユニット
１２，９２Ａ～９２Ｄ 第２中空糸膜ユニット
１３ 被加湿ガス供給部
１４ 高湿流体供給部
１６，９６Ａ～９６Ｄ 第１中空糸膜
１８，９８Ａ～９８Ｄ 第２中空糸膜
２０ 被加湿ガス
２０Ａ 第１被加湿ガス
２０Ｂ 第２被加湿ガス
２６ 高湿流体
３１，１１１Ａ～１１１Ｄ 第１不飽和ガス
３２，１１２Ａ～１１２Ｄ 第２不飽和ガス
４０ 吸放湿性試験設備
４１ 第１チャンバー
４２ 第２チャンバー
４３ 試験片
４４ 試験片収容部
４５ 質量計
５１Ａ，５１Ｂ 第１シール部
５２Ａ，５２Ｂ 第２シール部
５３ カバー部（第１カバー部）
５４ 貫通穴（第１貫通穴）
５５ カバー部（第２カバー部）
５６ 貫通穴（第２貫通穴）
６１ 第１湿度補正部
６２ 第２湿度補正部
７１ 補正後の第１不飽和ガス
７２ 補正後の第２不飽和ガス
８１ 第１中空糸膜モジュール
８２ 第２中空糸膜モジュール
１２１ 調整後の第１不飽和ガス
１２２ 調整後の第２不飽和ガス
Ｖ０，Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ，Ｖ３Ａ，Ｖ３Ｂ，Ｖ４Ａ，Ｖ４Ｂ 切替バルブ

Claims (5)

1. 複数の第１中空糸膜により構成されている第１中空糸膜ユニットと、
   前記第１中空糸膜よりも長い複数の第２中空糸膜により構成されている第２中空糸膜ユニットと、
   前記第１中空糸膜の内部と前記第２中空糸膜の内部とに被加湿ガスを供給する被加湿ガス供給部と、
   前記第１中空糸膜の外部と前記第２中空糸膜の外部とに前記被加湿ガスよりも高湿の高湿流体を供給する高湿流体供給部とを備え、
   前記第１中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる水分子を前記第１中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、第１不飽和ガスを発生させ、
   前記第２中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる前記水分子を前記第２中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、前記第１不飽和ガスよりも高湿の第２不飽和ガスを発生させる不飽和ガス発生装置。
2. 前記第１中空糸膜ユニットの両端部に設けられた第１シール部と、
   前記第２中空糸膜ユニットの両端部に設けられた第２シール部とを更に備え、
   前記第１シール部は、複数の前記第１中空糸膜のうち、一部の前記第１中空糸膜の開口を塞ぐように設けられた第１カバー部と、前記第１カバー部が設けられていない残りの一部の前記第１中空糸膜の開口を露出させるように設けられた第１貫通穴とを有し、
   前記第２シール部は、複数の前記第２中空糸膜のうち、一部の前記第２中空糸膜の開口を塞ぐように設けられた第２カバー部と、前記第２カバー部が設けられていない残りの一部の前記第２中空糸膜の開口を露出させるように設けられた第２貫通穴とを有する請求項１に記載の不飽和ガス発生装置。
3. 前記被加湿ガスを前記第１不飽和ガスに混合し、前記第１不飽和ガスの湿度を補正する第１湿度補正部と、
   前記被加湿ガスを前記第２不飽和ガスに混合し、前記第２不飽和ガスの湿度を補正する第２湿度補正部とを更に備える請求項１または２に記載の不飽和ガス発生装置。
4. 複数の第１中空糸膜により構成され、前記第１中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第１中空糸膜ユニットと、各々の前記第１中空糸膜ユニットの両端部に配置された複数の第１切替バルブと、複数の前記第１切替バルブの切り替えを行う第１バルブ制御部とを有する第１中空糸膜モジュールと、
   前記第１中空糸膜よりも長い複数の第２中空糸膜により構成され、前記第２中空糸膜の長さが互いに異なる複数の第２中空糸膜ユニットと、各々の前記第２中空糸膜ユニットの両端部に配置された複数の第２切替バルブと、複数の前記第２切替バルブの切り替えを行う第２バルブ制御部とを有する第２中空糸膜モジュールと、
   前記第１中空糸膜の内部と前記第２中空糸膜の内部とに被加湿ガスを供給する被加湿ガス供給部と、
   前記第１中空糸膜の外部と前記第２中空糸膜の外部とに前記被加湿ガスよりも高湿の高湿流体を供給する高湿流体供給部とを備え、
   各々の前記第１中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる水分子を前記第１中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、第１不飽和ガスを発生させ、
   各々の前記第２中空糸膜ユニットは、前記高湿流体に含まれる前記水分子を前記第２中空糸膜の内部を流通する前記被加湿ガスに移動させ、前記第１不飽和ガスよりも高湿の第２不飽和ガスを発生させる不飽和ガス発生装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の不飽和ガス発生装置と、
   前記不飽和ガス発生装置と接続し、前記第１不飽和ガスを受け入れる第１チャンバーと、
   前記不飽和ガス発生装置と接続し、前記第２不飽和ガスを受け入れる第２チャンバーと、
   試験片を収容し、前記第１チャンバーの内部と前記第２チャンバーの内部との間を移動する試験片収容部とを備える吸放湿性試験設備。

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