JPH02246989A - 環境維持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は環境維持装置に関し、特に密閉又は半密閉空間
において、人間の代謝等によって発生する二酸化炭素及
び水蒸気を処理する装置に関し、宇宙ステーション、航
空機、地下都市、劇場、大規模なビル、海中観光船、海
中基地等の内部環境維持に有利に適用しうる装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第４図に従来の環境維持技術の一態様を示す。

人間の代謝等により密閉空間１内で発生したＣＤ２ガス
は循環ファン２によりＣＤ□除去装置１０へ送られ、Ｃ
０２吸収剤あるいは吸収剤の働きにより、空気中より除
去される。一方、人間の代謝等により同様に発生する水
蒸気については、凝縮器１１で冷却凝縮された後、水と
空気の混合ガス１２は気水分離器１３により、分離空気
１４と凝縮水１５に分離される。これによって密閉空気
１で発生した水蒸気は分離除去され、適度の温度が維持
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように、密閉空気内で発生するＣＤ。

ガス及び水蒸気の処理技術として、従来はＣＤ□除去装
置１０と凝縮器１１が使用されてきた。

ＣＤ、除去装置１０の一つとして水酸化リチウム等のよ
うにＣＤ２を効率よく、吸収するが、再生ができない吸
収剤を使用する使い捨てタイプがあるが、定期的に交換
が必要であり、長期的には費用がかさむものであり、も
う一つの方式として、再生型のＣＯ２吸収液、あるいは
Ｃ０２吸収剤を使う方式があるが、吸収液あるいは吸収
剤の再生のために大きなエネルギーを必要とし、又、Ｃ
０２除去装置１０の運転プロセスも非常に複雑であると
いう問題点を有している。

水蒸気除去については、熱交換器で空気を冷却し、水蒸
気を凝縮分離する方式が通常、採用されるが、冷水が必
要であり、特に無重力下では、複雑な気液分離システム
が不可欠であるという問題点を有している。

さらに、Ｃ０２除去と水蒸気除去のために、各々、独立
した処理システムが必要であり、設備費、運転費共、高
いものになっている。

上記技術水準に鑑み、本発明はＣＯ２及び水蒸気を除去
することができる簡単な環境維持装置を提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はＣ０２ガス及び水蒸気を選択的に溶解・拡散す
る液を２枚のガス透過性薄膜の間に保持した液膜保持剤
により容器を２分割してなり、一方の区画にＣＯ２ガス
及び水蒸気含有空気を供給し、他方の区画を減圧状態に
維持するようにしてなることを特徴とする環境維持装置
である。

すなわち、本発明は空気中のＣＯ□ガスと水蒸気を除去
する装置として液膜システムを採用したものである。Ｃ
Ｏ２ガス及び水蒸気に対して溶解・拡散性の高い溶液（
例えば炭酸カリウム水溶液、炭酸セシウム水溶液）をガ
ス透過性の優れた２枚の薄膜（数１０−の膜厚のテフロ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロ
キサン、ポリ　（２，６−シメチルフエニレンオキシド
、ポリ　（４−メチルペンテン−１）など）の間に封入
して、薄膜の１次側と２次側に圧力差をつけることによ
り、１次側に供給した空気中に含まれるＣＯ□ガス及び
水蒸気を選択的に２次側に透過させるものである。

なお、［０２ガス及び水蒸気に対して溶解・拡散性の高
い溶液として、炭酸カリウム水溶液、炭酸セシウム水溶
液などの使用だけでも十分であるが、ＣＤ２吸収におけ
る触媒として作用するジェタノールアミン、ジェタノー
ルアミンとホウ酸カリウム、亜砒酸ナトリウム、グリシ
ンなどを該溶液に添加することも本発明の好ましい態様
である。

本発明装置によると、１次側と２次側に圧力差をつける
という非常に簡単な手法で、両成分の除去を同時に行う
ことができ、密閉空間の環境維持にきわめて有効な装置
である。

〔作用〕

ＣＯ□ガス及び水蒸気に対して溶解・拡散性に優れた溶
液をガス透過性が高く、液は透過しない特性（撥水性）
をもつ前述したような薄膜の間に封入する。

１次側にＣ０２ガス及び水蒸気を含む空気を導入し、薄
膜の２次側を真空ポンプに接続し、減圧状態にすると、
１次側と２次側の分圧差（使用する材料によって異なる
が、例えば１次側７６０印Ｈｇ、２次側数１０闘Ｈｇが
必要）が物質移動の駆動力となり、１次側のＣＤ２ガス
及び水蒸気が薄膜を透過し、上記の溶液の中に溶解、拡
散する。拡散した成分は、２次側の隔壁である薄膜に到
達し、膜を透過して２次側に移動する。上記の溶液は、
ＣＯ２ガス及び水蒸気を選択的に透過するため、２次側
にはＣＯ□ガス及び水蒸気の割合が大きいガスが得られ
る。

結果として、１次側の空気中の００２及び水蒸気が除去
され、濃縮されたガスが２次側で得られ、真空ポンプの
吐出ラインから排出される。

〔実施例〕

Ｃ０２ガス除去及び除湿が必要な密閉空間としてはいろ
いろな対象が考えられるが、ここでは、地下部市を対象
にして、第１図及び第２図により実施例を説明する。

地下部市では、人間の代謝はもちろんのこと、その他に
も自動車、厨房、暖房等からＣＤ２ガス及び水蒸気が多
量に排出される。一般にこのような密閉空間では、調温
及びベンチュレーションを目的とした空調システムが装
備されているが、本発明の該実施例はこのベンチュレー
ション系統に組込んで、ＣＯ２除去及び除湿を行うこと
ができるものである。

第１図において、密閉空間ｌの循環空気３を膜モジュー
ル４の液膜５（第２図参照）で区切られた供給ガスセル
６に導入する。液膜５の２次側は透過ガスセルフに接し
ており、このセルは真空ポンプ８により、減圧下に保持
されている。

第２図は第１図の液膜５の説明図で、６は高圧側（こ＼
では７６０　ｍｍＨｇ）の供給ガスセル、７は低圧側（
こ＼では２５ｍｍＨｇ）の透過ガスセル、１６はガス透
過膜（膜厚５０−のポリプロピレン製膜）　　１７は溶
液（こ＼では濃度３０ｖｔ％、ｐＨＩＤの炭酸カリウム
水溶液）である。

供給ガスセル６に導入された循環空気３に含まれるＣ０
２ガス及び水蒸気は、液膜５の両側の圧力差を駆動力と
して、液膜５に選択的に溶解、拡散されながら、透過ガ
スセルフ側に透過した後、真空ポンプ８を経て、透過ガ
ス９として取出される。

透過ガス９は、ＣＤ、ガス及び水蒸気の成分割合の多い
ガスである。

地下都市の環境維持の方法の一つとして、大規模な完全
換気システムにより、地上と地下の間で、空気の換気を
行う方法が考えられるが、この方法は、大口径の換気ダ
クトを必要とし、換気に要するファン動力も膨大なもの
になる。

これに対して、本発明装置によれば濃縮された少量の透
過ガス９を地上へ返送・排出すればよく、地下の環境維
持が、非常に簡単になり、得られるメリットは大きい。

以上の実施例では液膜形式として２枚のガス透過膜の間
に溶液を保持固定した平膜形式のものを用いる装置につ
いて説明したが、第３図に示すように、溶液を循環させ
る液膜を使用することもできる。第３図の符号は第２図
と同じ意味を有する。また、ガス透過膜として、前述し
た材質のホローファイバを使用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明装置によれば、密閉空間の環境維持のだめの従来
技術と比較して、Ｃ０２処理及び除湿のための運転コス
トを３０％以上低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図はその液膜
部のガス透過原理を示す詳細図、第３図は本発明の他の
実施例の一部（液膜部）の概略図、第４図は従来のＣ０
２及び水蒸気除去システムの一態様の概略図である。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＣＯ＿２ガス及び水蒸気を選択的に溶解・拡散する液を
   ２枚のガス透過性薄膜の間に保持した液膜保持剤により
   容器を２分割してなり、一方の区画にＣＯ＿２ガス及び
   水蒸気含有空気を供給し、他方の区画を減圧状態に維持
   するようにしてなることを特徴とする環境維持装置。