JPH0829215B2 - 空気調節装置 - Google Patents

空気調節装置

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JPH0829215B2
JPH0829215B2 JP62049079A JP4907987A JPH0829215B2 JP H0829215 B2 JPH0829215 B2 JP H0829215B2 JP 62049079 A JP62049079 A JP 62049079A JP 4907987 A JP4907987 A JP 4907987A JP H0829215 B2 JPH0829215 B2 JP H0829215B2
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幹育 中西
敬司 市村
五郎 水谷
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NITSUSHO IWAI KK
Suzuki Sogyo Co Ltd
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NITSUSHO IWAI KK
Suzuki Sogyo Co Ltd
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/60Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by adding oxygen

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は主として居住用の部屋に用いる空気調節装置
に関するものである。
<従来の技術> 従来の此種装置としては、例えば特公昭53−12904号
公報に開示されている如く、ガス分離膜即ちガスフィル
ターを用いて、これにより除去すべきガスの種類に応じ
て透過ガス又は非透過ガスを部屋内空間に供給するもの
があり、この装置においては、有毒ガスを除去する事が
出来るから、確実に室内の浄化が行える利益がある。
<発明が解決しようとする問題点> この様な従来装置では、有毒ガスをガスフィルターで
遮断するのみであるから、室内の湿度調整や酸素冨化効
果は期待する事が出来ず、従って複数の異なった空気調
節効果を選択的い得る事が出来なかった。
<問題点を解決するための手段> 本発明装置では、部屋10内空間は第1図の如く、ガス
分離部50と3本の管系20,30,40で連結されている。
上記ガス分離部50は、透過速度H2O>CO2>O2>N2の特
性を有するガス分離膜51を用いて構成されており、ガス
分離部50に供給される被処理ガス、即ち空気はガス分離
膜51を透過する事によつて分離富化される。
上記3本の管系20,30,40は、上記部屋10内空間とガス
分離部50の被処理ガス供給側との間に設けられたガス供
給管系20及び非透過ガス取出管系30と、上記部屋内空間
とガス分離部のガス透過側との間に設けられた透過ガス
取出管系40とに分けられており、各管系には夫々弁装置
21,31,41が設けられている。
上記弁装置21,31,41の内非透過ガス取出管系30と透過
ガス取出管系40との弁装置31,41は切換弁に構成されて
おり、これによつてこの2管系30,40は上記ガス分離部
を上記部屋内空間と外気雰囲気中に択一的に連通せしめ
る様に構成されると共に、上記透過ガス取出管系40と非
透過ガス取出管系30とは交番的に外気中に開口する様に
設定される。
上記ガス供給管系と透過ガス取出管系との一方又は双
方には被処理ガスに透過ガス圧を付与するためのガス圧
付与手段が設けてあり、これによつて被処理ガスの1部
はガス分離膜を透過する。
而して本発明装置において、第1モードとして、第2
図に示す如く、上記ガス供給管系20の弁装置21と、上記
非透過ガス取出管系30の弁装置31を外気に開く一方、上
記透過ガス取出管系40の弁装置41を部屋10に開いて上記
ガス分離部50に上記ガス供給管系20から小さな圧力差で
外気を供給する、H2O増加、CO2及びN2除去のモードが設
定され、又第2のモードとして、第3図に示す如く、上
記ガス供給管系20と上記非透過ガス取出管系30との弁装
置21,31を外気に対して閉じ、これにより部屋10とガス
供給管系20、ガス分離部50及び非透過ガス閉出管系30と
で閉回路を作ると共に部屋10の空気を中程度の圧力差で
ガス分離部50に供給する、H2O、CO2除去、O2冨化モード
が設定され、更に又第3モードとして第4図の如く、上
記ガス供給管系20の弁装置21を、部屋10と外気に対して
開いて、部屋10の空気と外気との混合空気がガス分離部
50に供給される様にする一方、上記非透過ガス取出管系
30の弁装置31を外気に開き、上記ガス分離部50には上記
混合空気を大きな圧力差で供給するN2除去モードが設定
される。
上記弁装置21,31,41の切換動作や、上記圧力差の設定
は制御回路60により容易に行う事が出来、上記第1乃至
第3モードは、此等モードを択一的に選択した時点で自
動的に動作可能に準備する事が出来る。
<作用> 本発明装置はこの様なものであるから、第1モード選
択的には、透過圧力差が小さいため、H2Oのみがガス分
離膜51を透過し、CO2,O2,N2は排気される事になり、従
って部屋10内の湿度を上昇させると共に、CO2,N2を除去
出来る。
又第2モード選択時には、透過圧力差が中程度である
ため、H2OとCO2とがガス分離膜51を透過して排気され、
又部屋10にはO2冨化空気が還流されて同時に部屋内は除
湿されると共にCO2が排除される。
次に第3モード選択時には、H2O,O2がガス分離膜51を
透過して部屋内に供給される一方Nは排気されるから、
部屋内は加湿及び酸素冨化される。
<実 施 例> 第1図は本発明装置の構成を示す略解図で、空調を必
要とする部屋10に設けた3本の管系20,30,40と、この管
系によつて部屋10の内部空間と連通せしめられたガス分
離部50とが示されている。
上記ガス分離部50は、透過速度H2O>CO2>O2>N2の特
性を有するガス分離膜51、例えば旭硝子株式会社の製造
に係るハイセップ(登録商標)を用いて作られており、
このガス分離膜51の被処理ガス、即ち空気の供給側には
ガス供給管系20と非透過ガス取出管系30とが配置され、
又透過側には透過ガス取出管系40が配設されている。
実施例では、上記ガス分離部50は中空箱状の外装体52
内にガス分離膜51を展張して、これによつて区分される
一方内室から他方内室に向け分離ガスが透過する様に構
成されているが、ガス分離膜は積層型の平膜モジュール
やスパイラルモジュール、或は又中空糸モジュール等に
構成される事もあるから、実施例に示す構成は単に説明
を容易にするためのものものにすぎないと理解されるべ
きである。
上記各管系20,30,40には夫々弁装置21,31,41が設けて
あり、この弁装置21,31,41によつて各管系は随時外気中
に開口する事が出来る。
このために各弁装置21,31,41は外気中に開口する管口
211,311,411を有していて、外気中に排気したり或は又
外気を吸気したりする事が出来る。
上記ガス供給管系20は上記弁装置21によつて部屋10内
の空気と外気とを択一的又は同時にガス分離部50のガス
供給側に送る様に構成され、この弁装置21はセンサー61
で動作する制御回路60等の制御手段で駆動される。
上記非透過ガス取出管系30の弁装置31と透過ガス取出
管系40の弁装置41とは切換弁に構成されており、この弁
装置31,41によつて管系30,40は部屋10に連通されたり、
或は又排ガスのために外気中に開口せしめられる。
この非透過ガス取出管系30の弁装置31と透過ガス取出
管系40の弁装置41とは交番的に管系を外気中に開口せし
める様に連動駆動されており、この切換動作は上記制御
回路60で駆動制御されている。
上記ガス供給管系20と透過ガス取出管系40の一方又は
双方には被処理ガスに透過ガス圧を付与するためのガス
圧付与手段が設けてあり、このガス圧付与手段は、実施
例においてはガス供給管系20に設けられた送風ファン22
と、透過ガス取出管系40に設けられた真空ポンプ42とで
構成されている。
上記被処理ガスはガス分離膜51の供給側と透過側との
圧力差によつて分離されると共に、この圧力差の値によ
つて分離ガスの富化内容が異なるため、圧力差設定手
段、例えば上記制御回路60からの信号で上記送風ファン
22と上記真空ポンプ42とを駆動制御する様な駆動回路62
を設けておく事が望ましい。
尚上記ガス供給管系20には、送風ファン22の手前にフ
ィルタ23を設けておく事が望ましく、かくすれば、ガス
分離部50へ塵埃が侵入するのを防止出来る。
本発明装置はこの様なものであるから、例えば下記の
如くして部屋内空調を行なう事が出来る。
まず部屋10内を加湿して同時に炭酸ガスを除ガスする
場合には、第2図に示す如く、ガス供給管系20の弁装置
21を開いて、外気と部屋10内の空気とを、小さな圧力差
でガス分離部50に送給すると共に、透過ガス取出管系40
の弁装置41を部屋10に開口せしめて透過ガスを部屋10内
に送り、一方非透過管系30を外気中に開口せしめて非透
過ガスを排気すれば良い。
この場合には、透過圧力差が小さいため、供給された
ガス中のH2Oのみがガス分離膜51を透過しCO2,O2,N2は排
気される事になるから、部屋10内の湿度を上昇させると
同時にCO2,N2等を除く事が出来る。
次いで部屋10内を除湿して同時に炭酸ガスを除ガスす
る場合には、第3図の如く、ガス供給管系20を閉じて、
主として部屋10内の空気のみを、中程度の圧力差でガス
分離部50に供給すると共に、非透過ガスを部屋10内に還
流し、透過ガスを外気に放散すれば良い。
この場合には、透過圧力差が中程度であるから、供給
ガス中のH2OとCO2とがガス分離膜51を透過して排気され
る一方、部屋内には酸素富化空気が還流せしめられる事
になり、従つて部屋内は除湿されると同時に炭酸ガスを
除ガスされる。続いて、部屋10内を加湿すると同時に酸
素富化したい場合には、第4図の如く、ガス供給管系20
で外気と部屋内空気とを合せて、大きな圧力差でガス分
離部50に供給すると共に、透過ガスを室内に還流し、非
透過ガスを排気すれば良い。この場合には、透過圧力差
が大であるから、H2O,O2がガス分離膜51を透過して部屋
内に供給される一方、N2が排気され、部屋内は加湿及び
酸素富化される。
更に又所望により、部屋10内を除湿したい場合には、
第5図の如く、部屋10内の空気を小さい圧力差でガス分
離部50に供給すると共に、透過ガスを外気中に排出し、
非透過ガスを部屋内に還流すれば良い。
この場合には、圧力差が小さいためガス分離膜51を透
過するのはH2Oだけとなり、従つて部屋10内は除湿され
る。
以上の処において、実施例では上記ガス分離部50のガ
ス分離膜51が1段のみであるが、これは第6図に示す如
く、複数段設置しても良い。
而して、この様にすれば複数段のガス分離膜51a,51b,
51cによつてガスを順次分離する事が出来るから、例え
ば前述の加湿と酸素富化とを同時に行なう様な場合にも
CO2ガスを除去する事が出来る。
即ち、この様な多段型ガス分離部50では、第1段ガス
分離膜51aでN2を非透過分離して排気し、第2段ガス分
離膜51bでO2を非透過分離して部屋10へ供給し、第3段
ガス分離膜51cでCO2を非透過分離して排気すると共にH2
Oを透過せしめる事が出来るから、H2Oを弁53によつて部
屋10内に供給したり或は又排気したりする事により、CO
2を除ガスした酸素富化空気を加湿又は除湿状態の部屋
内に送る事が出来る。
<発明の効果> 本発明装置はこの様なものであるから、換気手間を要
する事なく部屋内の酸素濃度を調整出来ると共に、各種
センサーを用いて弁装置やガス圧付与手段を自動制御す
る事が容易であるから、かくする事によつて部屋内の環
境条件を快適に設定する事が出来ると云う効果がある。
そして又本発明装置では、前述の如く、少なくとも3
種類のモードを択一的に選択して部屋10内の空気を所要
状態に調節出来るから、部屋内の状況に適した環境条件
を任意に設定出来ると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の構成を示す略解図、第2図乃至第
5図は夫々本発明装置の動作を説明する略解図、第6図
は本発明装置に使用するガス分離部の他の実施例を示す
略解説明図である。 図中10は部屋、20はガス供給管系、30は非透過ガス取出
管系、40は透過ガス取出管系、21,31,41は夫々弁装置、
22はガス圧付与手段としての送風ファン、42は同真空ポ
ンプ、50はガス分離部、51,51a,51b,51cは夫々ガス分離
膜を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 敬司 東京都千代田区丸の内2丁目1番2号 旭 硝子株式会社化学品事業本部ケミカルエン ジニアリング部 (72)発明者 水谷 五郎 東京都練馬区東大泉6の23の2 審査官 中野 孝一 (56)参考文献 特公 昭53−12904(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透過速度がH2O>CO2>O2>N2の特性を有す
    るガス分離膜を用いて作られたガス分離部と、このガス
    分離部の被処理ガス供給側と部屋内空間とを連通させる
    ガス供給管系と、上記ガス分離部の被処理ガス供給側と
    上記部屋内空間とを連通させる非透過ガス取出管系と、
    上記ガス分離部の透過側と上記部屋内空間とを連通させ
    る透過ガス取出管系とを備え、上記ガス供給管系には上
    記部屋内空気と外気とを同時又は別々に管系内に流す弁
    装置を設け、上記非透過ガス取出管系と上記透過ガス取
    出管系には夫々切換弁型の弁装置を設けて、これにより
    各管系に流れるガスを上記部屋内と外気中に択一的に排
    出する様に構成すると共に、上記非透過ガス取出管系と
    透過ガス取出管系の弁装置が上記ガス分離部と上記部屋
    内空間とを交番的に連通せしめる様に構成し、上記ガス
    供給管系と上記透過ガス取出管系との一方又は双方には
    上記ガス分離膜に供給する被処理ガスに透過ガス圧を付
    与する様なガス圧付与手段を設けた空気調節装置におい
    て、上記ガス圧付与手段と上記各管系の弁装置とによ
    り、少なくとも、上記ガス供給管系(20)の弁装置(2
    1)を外気に開き、上記透過ガス取出管系(40)の弁装
    置(41)を部屋(10)に開き、上記非透過ガス取出管系
    (30)の弁装置(31)を外気に開き、上記ガス分離部
    (50)に上記ガス供給管系(20)から小さな圧力差で外
    気を供給するH2O増加、CO2,N2除去の第1モードと、上
    記ガス供給管系(20)と上記非透過ガス取出管系(30)
    との弁装置(21)(31)を外気に対して閉じると共に部
    屋(10)の空気を中程度の圧力差でガス分離部(50)に
    供給するH2O,CO2除去、O2冨化の第2モードと、上記ガ
    ス供給管系(20)の弁装置(21)を部屋(10)と外気に
    対して開き、上記透過ガス取出管系(40)の弁装置(4
    1)を部屋(10)に開き、上記非透過ガス取出管系(3
    0)の弁装置(31)を外気に開くと共に、上記ガス供給
    管系(20)から、部屋内空気と外気との混合空気を大き
    な圧力差で上記ガス分離部(50)に供給するN2除去の第
    3モードとを択一的に選択出来る様に構成した事を特徴
    とする空気調節装置。
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