(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス浄化装置であって、当該ガス浄化装置は：
ガス流の通路と；
ガス流に対して透過性を示す親水性キャリアであって、該親水性キャリアの少なくとも一部が、前記ガス流の通路内に位置付けされており、且つ前記ガス流の通路でガスに接触する試薬を収容するように構成されている、親水性キャリアと；
前記キャリアに液体を分配するための分配装置と；
前記分配装置に関連付けられた制御装置であって、該制御装置は：
前記分配装置を制御して、溶解試薬の水溶液を前記キャリアに分配し；その後、
前記キャリアに流入するガスの湿度が第１の湿度閾値を下回る場合に、前記分配装置を制御して液体を分配し、前記キャリアに流入するガスの湿度が第２の湿度閾値を上回る場合に、液体を分配するのを停止するように構成されている、制御装置と；を備えており、
前記試薬は、該試薬が水に溶解したときに、特定のガス状標的汚染物質に対して吸収特性を示し且つガスの相対湿度によって浄化効率が変化する試薬である、
ガス浄化装置。
【請求項２】
前記通路を通るガス流を活性化させるための活性化装置をさらに備える、
請求項１に記載のガス浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置に関連付けされた湿度センサをさらに備えており、該湿度センサは、前記ガス流の通路内に少なくとも部分的に配置される、
請求項１又は２に記載のガス浄化装置。
【請求項４】
前記湿度センサは、前記通路を通るガス流が前記キャリアに流入する箇所である、前記キャリアの上流側に位置付けされる、
請求項３に記載のガス浄化装置。
【請求項５】
前記湿度センサは、前記キャリアに流入するガスの相対湿度を測定しており、第１及び第２の湿度閾値は、４０％〜６０％の間の相対湿度において選択される値である、
請求項４に記載のガス浄化装置。
【請求項６】
前記制御装置に関連付けられたタイマーをさらに備えており、
前記制御装置は、前記溶解試薬の水溶液の最後の分配から一定期間が経過した後に、前記分配装置をトリガして、所定期間に亘って前記溶解試薬の水溶液の分配を再開させるように構成されている、
請求項１又は２に記載のガス浄化装置。
【請求項７】
前記分配装置の前記溶解試薬の水溶液の分配速度は、前記キャリア上での液体の蒸発速度未満ではない、
請求項６に記載のガス浄化装置。
【請求項８】
前記分配装置は：
前記水溶液を収容するための容器と；
該容器と液体連通するマニホールドであって、該マニホールドの少なくとも一部は前記キャリアの上方に位置付けされており、前記マニホールドは、該マニホールドから前記キャリア上に前記水溶液を分配するのを可能にする少なくとも１つの開口を含む、マニホールドと；を備える、
請求項１に記載のガス浄化装置。
【請求項９】
前記分配装置は、前記キャリアの下方に位置付けされており、且つ前記容器と液体連通する捕集器をさらに有する。
請求項８に記載のガス浄化装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、ガスの湿度が第１の湿度閾値を下回る場合に、前記分配装置を制御して、分配水又は前記溶解試薬の水溶液を維持する、
請求項１に記載のガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス浄化の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
人々の健康や福祉に影響を与える室内空気汚染が知られており、この室内空気汚染は、永続的な問題である。特定の問題は、ホルムアルデヒドガスを含む室内空気汚染である。例えば、多くの場所での室内空気は、尿素ホルムアルデヒド樹脂を含む低コストの建築材料及び装飾材料の広範な無秩序な使用に起因するホルムアルデヒド汚染に悩まされている。室外空気との適切な換気が、ホルムアルデヒド汚染を排除するための良い是正策である。しかしながら、フィルタ処理及び温度調整された室外空気の機械的換気は、自然換気に殆ど依存している集合住宅やアパートではめったに見かけない。自然換気は、外気が汚染されている場合にはあまり望ましくない。さらに、人々は、屋外の温度が不快である場合には、とにかく自然換気量を最小化する傾向がある。
【０００３】
ホルムアルデヒドは、化学物質含浸フィルタを使用して空気から除去することができる。これらのフィルタには、空気からホルムアルデヒドを除去するために、ホルムアルデヒド等のガス状標的汚染物質と特定の化学的又は物理的相互作用を示すような特定の含浸試薬が含まれている。酸性ガス（例えば、ＨＮＯｘ、ＳＯ２、有機酸）又はアルカリ性ガス（例えば、ＮＨ３、アミン）等の他のガス状標的汚染物質を考慮すると、対応するアルカリ性又は酸性試薬が、それぞれ、空気からそれら汚染物質を除去するために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
含浸試薬による空気浄化解決策の欠点は、相対湿度ＲＨが４０〜５０％を下回る場合に、浄化効率が著しく低下され、相対湿度ＲＨが３０％となった場合に、浄化効率がほぼゼロになることである。室内湿度ＲＨ３０％〜４０％は、冬場では珍しいことではない。相対湿度ＲＨが減少すると空気浄化効率が減少する理由としては、空気からの結合水和水の量は、相対湿度ＲＨが減少とともに減少するが、試薬の吸収活性及び／又は化学活性は、特定の最小量の結合水和水を含む試薬を必要とするということが挙げられる。
【０００５】
この問題を解決するために、加湿器を使用して、室内の相対湿度ＲＨを高めることができる。これによって、試薬によって吸収される水の量が増加し、こうして、空気中の特定のガス状汚染物質と吸収及び／又は反応するそれら試薬の能力を増加させることもできる。試薬は、試薬が水に溶解した場合に、特定のガス状標的汚染物質に対して高い吸収効率を示し、水性試薬液が、汚染された空気と接触するようになる。ガス状標的汚染物質が純水への高い溶解度を示す場合に、この吸収は、特に効果的である。加湿器は、噴霧器又は蒸発器によって通常実装されている。
【０００６】
しかしながら、噴霧器の使用によって、部屋全体に細かい白いほこりの堆積が生じ、また湿潤されたウィック(wick)又はパッドを有する蒸発器の使用によって、ウィック／パッドに及び上のスケール形成によって蒸発が妨げられ、その効果を直ぐに低下させ、最終的に殆ど無効化されてしまう。さらに、空気加湿のために使用される水の微生物種の望ましくない成長は、特別なケア及び／又は衛生状態を守るための殺生薬剤の適用を必要とする繰り返し発生する問題である。単一のリサイクル式室内空気処理装置内での空気浄化及び空気加湿の組み合わせは、例えばYADU、Venta、及びシャープ等の企業から販売されているいくつかの空気処理製品で試みられている。この装置を通る１００ｍ／時以上の気流において、それら製品の性能は、ワンパス加湿効率、及びホルムアルデヒド等のガスに向けてのそれらのワンパス空気浄化効率の両方に関して、比較的乏しい。その理由は、これらの装置の非常に実用的な構造体と、それら装置中の不利なプロセス条件によるものである。これらの装置の別の欠点は、空気の相対湿度が４０〜６０％を超えるようなもはや望ましくなくなった場合にも、空気浄化中に空気に水分を常に追加することである。
【０００７】
未だに、効果的な空気浄化を可能にする、すなわち、広範な湿度範囲、例えば相対湿度ＲＨ０％〜１００％の全範囲に亘ってホルムアルデヒドに関して、２００〜３００ｍ／時までの空気流で８０％以上のワンパス効率を達成する、ような小型空気処理装置は、存在していない。また、随意に、相対湿度が低い場合に、空気を同時に加湿することができ、相対湿度が高い場合に、空気の相対湿度のさらなる上昇を誘発させない、ような小型空気処理装置は、存在していない。
当技術分野において上述した欠点を考える場合に、本発明の小型空気処理装置は、ガスの湿度に拘わらず、効率的なガス浄化を達成するために有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、ガス浄化装置が提供され、当該ガス浄化装置は：
ガス流の通路（１０）と；
ガス流に対して透過性を示す親水性キャリア（１２）であって、この親水性キャリア（１２）の少なくとも一部が、ガス流の通路内に位置付けされており、且つガス流の通路でガスに接触する試薬を収容するように構成されている、親水性キャリアと；
親水性キャリアに液体を分配するための分配装置（１４）と；
分配装置に関連付けられた制御装置（１６）であって、この制御装置は：
分配装置を制御して、溶解試薬の水溶液をキャリアに分配し；その後、
キャリアに流入するガスの湿度が第１の湿度閾値を下回る場合に、分配装置を制御して液体を分配し、キャリアに流入するガスの湿度が第２の湿度閾値を上回る場合に、液体を分配するのを停止するように構成されている、制御装置と；を有する。
【０００９】
この態様では、ガス浄化装置は、ガスからガス状標的汚染物質を吸収することができるような特定の化学試薬の水溶液をキャリアに分配し、それによってガスからガス状標的汚染物質が除去され、こうしてガスが浄化される。低湿度のガスに関して、装置は、キャリアに液体を分配し、こうして水分を含んだガスが提供され、それによってガスの湿度を上げるとともに、良好な効率でガス状標的汚染物質からのガスを同時に浄化することができる。高湿度のガスに関して、ガスへのより多くの水分の追加は、液体の分配が停止され且つキャリア内の全ての残留水が蒸発した後に、停止される。しかしながら、ガスからガス状標的汚染物質を吸収可能な吸湿性試薬がキャリア内に残る場合であって、試薬に吸湿結合していないような、キャリア内の全ての残留水が蒸発した後であっても、ガス浄化は依然として高い効率で行うことが可能である。この態様では、ガス浄化装置は、ガスの低湿度及び高湿度の両方の条件下で良好な浄化効率を実現する一方、低湿度のガスの条件下でのみガスをさらに加湿することが可能になる。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、ガス浄化装置には、ユーザが第１及び／又は第２の湿度閾値を手動で設定できるようなユーザインタフェース（ＵＩ）が設けられている。
一実施形態によれば、ガス浄化装置は、通路を通るガス流を活性化させる活性化装置をさらに有する。
この実施形態では、ガス浄化装置を通る体積ガス流量が増加し、こうしてガス浄化速度が改善される。
【００１１】
一実施形態では、ガス浄化装置は、制御装置に関連付けられた湿度センサをさらに有しており、この湿度センサは、ガス流の通路内に少なくとも部分的に位置付けされている。一実施形態では、湿度センサは、通路を通るガス流がキャリアに流入する箇所である、キャリアの上流側に位置付けされている。
【００１２】
この実施形態では、キャリアに流入するガスの湿度を正確に測定することができ、キャリアに流入するガスの測定された湿度に応じて、液体を分配するか否かを正確に決定することができる。この決定は、追加的又は代替的に、キャリアの上流側と下流側のそれぞれのガス中のホルムアルデヒド等のガス状汚染物質の濃度の比較に基づくことができる。つまり、これらの濃度間の差が極わずかな場合には、キャリア上の試薬は、液体（例えば、試薬溶液）を再び分配することによって新しい状態にする必要がある。
【００１３】
一実施形態では、湿度センサは、キャリアに流入するガスの相対湿度を測定しており、第１及び第２の湿度閾値は、４０％〜６０％の間の相対湿度において選択される値である。
この実施形態では、第１及び第２の相対湿度閾値の範囲が与えられており、この範囲によって、キャリアに流入するガスの湿度が高くなり過ぎないように保証される。
【００１４】
一実施形態では、ガス浄化装置は：
制御装置に関連付けられたタイマー；を有しており、
この制御装置は、溶解試薬の水溶液の最後の分配から一定期間が経過した後に、分配装置をトリガして、所定期間に亘って溶解試薬の水溶液の分配を再開させるように構成されている。
この構成により、キャリア内の試薬が定期的に洗い流され、且つガスの湿度が高い条件下でも、新たな試薬に交換されることが保証される。これによって、キャリアのガス浄化機能が再生され、キャリア内の試薬が段階的に不活性となることに起因するガス浄化効率の段階的な低下が防止される。
【００１５】
一実施形態では、分配装置の溶解試薬の水溶液の分配速度は、キャリア上の液体の蒸発速度未満ではない。
この実施形態では、通路に位置付けされたキャリアは、残った液体で湿ったままであり、それによってキャリアからの連続的な液体の排出が可能になり、こうしてキャリア内の試薬の連続的な洗浄及び再生が可能になり、それによってガス浄化効率が改善することが保証される。
【００１６】
一実施形態では、分配装置は：
水溶液を収容するための容器と；
この容器と液体連通するマニホールドであって、このマニホールドの少なくとも一部はキャリアの上方に位置付けされており、マニホールドは、このマニホールドからキャリア上に水溶液が分配されるのを可能にする少なくとも１つの開口を含む、マニホールドと；を有する。
この実施形態は、溶解試薬の水溶液を分配するための分配装置の１つの特有の構造を提案する。
【００１７】
一実施形態では、液体の分配装置は：
キャリアの下方に位置付けされており、容器と液体連通する捕集器をさらに有する。
この実施形態では、溶解試薬の余剰液が、キャリアから捕集器内に排出され、この捕集器からコンテナに搬送される。これによって、溶解試薬の水溶液の連続的なリサイクルが可能になり、こうして加湿速度及びガス浄化効率を最大化することができる。
【００１８】
一実施形態では、制御装置は、ガスの湿度が第１の湿度閾値を下回った場合に、分配装置を制御して、分配水又は溶解試薬の水溶液を維持する。キャリアに流入するガスが第１の湿度閾値を下回る相対湿度ＲＨを有する場合に、分配装置は、ガス流の通路に位置付けされたキャリアが実質的に湿潤されたままであることを保証するように制御され、それによって湿潤されたキャリア内のガスを、キャリア内及び上の水溶液に接触させることにより、ガス浄化を可能にする。
【００１９】
一実施形態では、キャリアは：
交互に積層された波形層及び平坦層であって、隣接して積層された波形層及び平坦層によって、ガス流が発生する複数のチャネルの形成が引き起こされ、チャネルは、キャリアを通じて水平方向に延びており、チャネル直径が、０．５ミリメートル（ｍｍ）〜２ｍｍの間である、ようなガス透過性の波形構造を有することを特徴とする。
この実施形態は、キャリアの１つの特有な構造を提案する。波形層及び平坦層によって形成されたチャネルは、キャリア内のガスと、チャネル壁内及び上の試薬との間に大きな接触領域を形成し、こうして高いガス浄化効率が可能になる。
【００２０】
一実施形態によれば、波形層及び／又は平坦層は、親水性繊維シート材料で構成されており、この親水性繊維シート材料の重量は、２０〜１００グラム（ｇ）／ｍ２の範囲である。
この実施形態は、キャリアのより有利な構造を提案しており、溶解試薬又は沈殿試薬が、ここで毛管力によりキャリア内に保持される。
【００２１】
一実施形態では、キャリアは、垂直方向に位置付けされた支持プレートによって様々な区分に区画される。これは、キャリアのある部品での（収縮等の）湿潤又は乾燥によって誘発される寸法変化を、キャリアの他の部品での同様の寸法変化から隔てるのに有用であり、それによって殆ど或いは全くガス浄化が起こらないようなガス用の大きなバイパスとして作用するような、キャリア内のランダムな位置における追加のガス通路の形成が回避される。
【００２２】
一実施形態では、隣接する支持プレート間の水平方向の間隔は、４０ｍｍ〜８０ｍｍの間の範囲にある。
この実施形態では、支持プレートにより区切られたキャリアの一部の幅を制限することにより、親水性繊維シート材料の乾燥によって誘発された収縮により形成された開口部の大きさが、制限されたままである。従って、高い浄化効率は保証されたままである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態におけるガス浄化装置の概略図を示す。
【図２】ガス浄化装置に用いられるキャリアの実施形態の層構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴を、実施形態の説明において詳細に説明する。
本発明の特徴、態様及び利点は、添付の図面を用いて、非限定的な実施形態である以下の詳細な説明を理解することにより明らかになるであろう。
同一又は同様の参照符号は、同一又は類似の構成要素を指す。
【００２５】
本発明は、ガス浄化装置を提案するものであり、当該ガス浄化装置は：
ガス流の通路と；
ガス流に対して透過性を示す親水性キャリアであって、この親水性キャリアの少なくとも一部が、ガス流の通路内に位置付けされており、且つガス流の通路でガスに接触する試薬を収容するように構成されている、親水性キャリアと；
このキャリアに液体を分配するため分配装置と；
分配装置に関連付けられた制御装置であって、この制御装置は：
分配装置を制御して、溶解試薬の水溶液をキャリアに分配し；その後
ガスの湿度が第１の湿度閾値を下回る場合に、分配装置を制御して液体を分配し、ガスの湿度が第２の湿度閾値を上回る場合に、液体を分配するのを停止するように構成されている、制御装置と；を有する。
【００２６】
図１には、本発明の実施形態におけるガス浄化装置の概略図が示されている。これは、ガス浄化装置の断面図であり、このガス浄化装置は：
ガス流の通路１０と；
ガス流に対して透過性を示す親水性キャリア１２であって、このキャリア１２は、通路１０内に位置付けされており、且つ通路１０でガスに接触する試薬を収容するように構成されている、親水性キャリア１２と；
キャリア１２に液体を分配するための分配装置１４と；
通路１０を通るガス流を活性化させるための活性化装置１８と；を有する。
ここで、分配装置１４は、溶解試薬の水溶液をキャリア１２に分配するように制御される。好ましくは、試薬溶液をリサイクルするために、図１に示されるように、分配装置１４は、試薬溶液を収容するための容器１４０と；この容器１４０と液体連通するマニホールド１４２であって、マニホールド１４２の少なくとも一部は、キャリア１２の上方に位置付けされており、且つマニホールド１４２からキャリア１２上に水溶液が分配されるのを可能にする少なくとも１つの開口部を有する、マニホールドと；キャリア１２の下方に位置付けされており、且つ容器１４０と液体連通する捕集器１４４と；を有する。さらに好ましくは、容器１４０及びマニホールド１４２は、ポンプ１４６及び逆止弁１４８によって液体連通するように接続されている。
また、活性化装置１８は、好ましくは、図１に示されるように、ファンブレードと、このブレードを回転駆動させるモータとによって実装されている。ファンブレードは、通路１０内に垂直方向に位置付けされている。
【００２７】
ガス浄化装置は、分配装置１４に関連付けられており、且つこの分配装置１４を制御することが可能な制御装置１６と；この制御装置１６に関連付けられており、且つガス流の通路内に少なくとも部分的に配置された湿度センサ２０と；を有する。図１には、これら二つの構成要素は表示されていない。
【００２８】
次に、ガス浄化装置の操作手順を、説明する。
最初に、制御装置１６は、分配装置１４を制御して、溶解試薬の水溶液をキャリア１２に分配する。
具体的には、溶液中の酸（クエン酸、亜リン酸、リン酸等）等の溶解試薬が、特に、酸−塩基相互作用を介してＮＨ３や有機アミン等のアルカリ性ガス状汚染物質と結合する。同様に、溶液中の炭酸塩及び／又は重炭酸塩種（Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３）等の溶解試薬が、特に、酸−塩基相互作用を介してＳＯ２、ＨＮＯｘ等の酸性ガス状汚染物質や、有機酸と結合する。トリス−ヒドロキシメチル−アミノメタン(tris-hydroxymethyl-aminomethane)、尿素及びアルカノールアミン(alkanolamines)等の溶解試薬種は、化学的縮合反応を介してホルムアルデヒド等の低分子量アルデヒドガスを吸収する。こうして、ガスから除去すべきガス状汚染物質の種類に応じて、適切な試薬が選択される。あるいまたは、試薬は、酸性ガス状汚染物質、アルカリ性ガス状汚染物質及びガス状アルデヒド汚染物質用のそれぞれの試薬の混合物であり得る。ホルムアルデヒド及び酸性ガスからガスを浄化するための試薬溶液の一つの組成物は、アルカノールアミン、アルカリ剤及び保湿剤（湿潤剤）の混合物である。ここで：
アルカノールアミンは、トリス−ヒドロキシメチル−アミノメタンである。
アルカリ剤は、Ｋ２ＣＯ３及びＫＨＣＯ３の混合物である。
保湿剤は、カリウムギ酸（ＫＨＣＯ２）である。
【００２９】
一施形態では、容器１４０は、試薬の水溶液を収容する。試薬溶液を準備するときに、使用者は、容器１４０に汲んだ水道水に固体試薬を混合させ、それによって試薬を水道水に溶解させ、試薬の水溶液を形成することが可能になる。この手順では、水中での試薬によるイオンは、水道水の特定のイオンと反応し、例えば、ＨＣＯ３−と硬水のイオンＣａ２＋及びＭｇ２＋との反応によって生成される不溶性の種を生成する。これらの不溶性種は、マニホールド１４２内やキャリア１２上の代わりに、容器１４０内部に沈殿され、この容器１４０を洗浄することにより、容器１４０から容易に沈殿物を洗い流すことができる。容器１４０の流出口におけるフィルタをマニホールド１４２に設けることにより、沈殿した種が、水流と一緒にマニホールド１４２及びキャリア１２に到達するのが防止される。こうして、マニホールド１４２及びキャリア１２は、その後沈殿種によって汚染されなくなり、装置の永続的な性能及び浄化効率が保証される。
【００３０】
図１に示される実施形態では、溶液をキャリアに提供する間に、ポンプ１４６は、容器１４０内の溶液を逆止弁１４４を介してマニホールド１４２に圧送することができる。次に、マニホールド１４２の試薬溶液は、小さな開口部等の開口を通じて排出され、キャリア１２上に落下し、それによってキャリアに試薬溶液が分配される。
【００３１】
試薬溶液が分配される間に又は分配された後に、活性化装置１８によって、通路１０を通るガス流が活性化される。図１に示される実施形態では、モータは、ファンブレードを回転させて、水平方向ガス流を形成する、すなわち文書ページの平面に対して垂直な方向にガス流を形成する。ガス流の向きは限定されるものではなく、垂直方向も可能であることに留意されたい。また、自然換気や外部換気も使用して、通路１０を通るガス流を形成することもでき、この場合には、ガス浄化装置は、必ずしも活性化装置１８を含んでいない。
【００３２】
湿度センサ２０は、通路１０を通じて流れるガスの湿度を測定し、この測定値を制御装置１６に配信する。一実施形態では、湿度センサ２０は、ガスがキャリア１２に流入するような、キャリア１２の上流側に位置付けされており、浄化前のガスの湿度を正確に測定することができる。別の実施形態では、湿度センサ２０は、この環境中のガスの湿度を測定するために、ガス浄化装置の外部ハウジング上に位置付けすることもできる。ガス浄化装置は、必ずしも湿度センサ２０を含んでいないことに留意されたい。その代わりに、ガス浄化装置は、外部湿度センサから例えばインタフェースを介して湿度測定値を受け取ることができる。
【００３３】
次に、制御装置１６は、ガスの湿度を湿度閾値と比較する。好ましくは、湿度は、ガスの相対湿度であり、湿度閾値は、４０％〜６０％の間の相対湿度値で選択される。より具体的には、湿度閾値は、ガス中のガス状標的汚染物質と効率的に反応することが可能になるような試薬に必要な、最小相対湿度に応じて選択することもできる。
【００３４】
キャリアに流入するガスの湿度が第１の湿度閾値を下回ることを制御装置１６が判定する場合に、制御装置１６は、分配装置１４を活性化させて、液体をキャリア１２に分配する。液体は、次にキャリア１２上に注がれ、それによって重力及び／又は毛管力によって液体がキャリア内に引き入れられ、以前に分配された試薬と一緒にキャリア１２全体を最終的に湿潤させる。この操作モードは、「湿式モード」と呼ばれ、好ましくは、以下の２つの実施形態で実装することができる。
【００３５】
実施形態Ｉ：
分配装置１４によってキャリア１２に供給される液体は、ガス状標的汚染物質と物理的又は化学的な反応を示すような試薬の水溶液とすることができ、この溶媒は水である。湿度の低いガスが、試薬溶液によって湿潤されたキャリア１２を通過するときに、ガスは、湿ったキャリア表面からの水の蒸発を介して加湿される。水に可溶性であるガス状汚染物質は、キャリア内に及び上に含まれる試薬溶液中に少なくとも部分的に溶解する。溶解されたガス状汚染物質は、溶液中の試薬によって化学反応又は物理的相互作用を介して強く結合され、それによりガスからそのガス状汚染物質の除去を可能にすることができる。
【００３６】
実施形態ＩＩ：
分配装置１４には、水道水の流入口が設けられており、制御装置１６によってキャリア１２に水を分配するように制御される。水は、試薬の以前に分配された溶液内に加えられる。湿度の低いガスがキャリアに流入するときに、ガスは水溶液によって加湿される。水に可溶性であるガス状汚染物質は、キャリア中に収容される水溶性試薬溶液に少なくとも部分的に溶解する。それによってガス状汚染物質は、水溶性試薬溶液中の試薬と反応することにより、ガスから除去される。
【００３７】
試薬と反応させる以外にも、ガス状汚染物質は、この水溶液中に少なくとも部分的に溶解され、これはガス浄化に寄与する。
これらの実施形態では、ガス浄化装置はガスを浄化するだけでなく、ガスを加湿する。
【００３８】
キャリアに流入するガスの湿度が第２の湿度閾値を上回ることを制御装置１６が判定する場合に、制御装置１６は、分配装置１４をトリガして、液体をキャリア１２に分配するのを停止する。透過性キャリア１２を通って流れたままの湿度の低いガスは、この流動ガス内の水の蒸発によってキャリア１２を迅速に乾燥させる。最初に分配され水中に溶解された試薬は、乾燥工程中にキャリア表面上に及び内に沈殿し、それによってキャリアに保持される。キャリアを通過するガスが第２の湿度閾値を上回るような十分に高い湿度を有しているので、キャリアに保持された試薬は、ガス中のガス状標的汚染物質と特に反応するように十分に水和されたままである。試薬とガス状標的汚染物質との間の反応によって、ガス浄化がもたらされる。液体がキャリア１２に全く分配されないが、キャリア内の滞留時間の間にガスが依然として浄化されるようなこの動作モードは、「乾式モード動作」と呼ばれる。
【００３９】
一般的に、利用可能な活性を示す試薬は、所定量のガス状汚染物質と反応した後で部分的に消費される。これによって、分配装置１４の全体的なガス浄化効率の段階的な低下がもたらされる。上述した実施形態Ｉの「湿式モード」では、分配装置１４は、キャリア上に試薬溶液を連続的に分配し、こうして、活性を示すフレッシュな試薬が、キャリア１２上で常に利用可能となる。実施形態ＩＩの「湿式モード」及び「乾式モード」では、しかしながら、分配装置１４は、試薬溶液の分配を停止しているので、キャリア１２上の試薬は、最終的にはその反応性を失い、浄化効率は減少する。
【００４０】
この問題を解決するために、一実施形態では、ガス浄化装置は、制御装置１６に関連付けされるタイマー２２をさらに有する。制御装置１６は、溶解試薬の水溶液の最後の分配が停止されてから一定期間が経過した後に、分配装置１４をトリガして、キャリア１２に試薬溶液を分配するように構成されている。この一定期間は、試薬がその活性をどの位長く維持するかを判定する実験を事前に実施することによって決定することができる。
【００４１】
キャリアへの液体試薬溶液の分配から所定期間が経過した後で、制御装置１６は、分配装置１４をトリガして、試薬溶液を分配するのを停止する。キャリアに分配される液体試薬の有限の期間、すなわち液体試薬でキャリアを一時的に洗い流す動作は、活性を示すフレッシュな液体試薬でキャリアを完全に洗い流すのにどの位時間がかかるかを判定する実験を事前に実施することによって決定することができる。
【００４２】
好ましくは、上述した「湿式モード」では、又は「乾式モード」の上述した洗い流し動作では、分配装置１４の試薬溶液の分配速度は、キャリア１２からの液体の蒸発速度を超える。これによって、キャリア内に残る液体試薬の存在が保証され、それによってキャリア１２からの連続的な液体の排出が保証され、こうしてキャリア１２上で及び内で試薬の連続的な交換が保証される。
【００４３】
捕集器１４４は、活性が低下した状態の排出された液体試薬をキャリア１２から収集し、この試薬をリサイクルするために、捕集した試薬を容器１４０に戻すことができる。
使用者は、定期的に、又は試薬溶液がその活性の殆ど又は全てを失ったことを示すインジケータからの指示のいずれかで、容器１４０内の試薬溶液を最終的に破棄することができる。容器１４０から使用済み試薬溶液を廃棄した後に、容器１４０をフレッシュな試薬溶液で再充填することができる。キャリア１２は、交換する必要がなく、使用者にとって非常に便利である。
【００４４】
親水性キャリア１２は、様々な材料で作製され、多様な構造で製造することができる。本開示は、一例を与える。図２に示されるように、キャリア１２は、交互に積層された波形層Ａ及び平坦層Ｂを有しており、隣接して積層された波形層Ａ及び平坦層Ｂによって、ガス流が発生する複数のチャネルＣの形成が引き起こされる。キャリアの各部分の好ましいサイズが、図２に記載されており、単位はｍｍである。活性化装置１８によって活性化されたガス流が水平方向である場合に、チャネルＣは、キャリア１２を通じて水平方向に延びている。好ましくは、図２に示されるように、波形層Ａ及び平坦層Ｂは、垂直方向に向き合せされている。この場合に、マニホールド１４２からキャリア１２の上方に落下する液体は、重力及び毛管現象によって、波形層及び平坦層上に及びこれらの層を通じて自然に均等に拡がり、こうしてチャネルＣの全ての壁上に及びこれらの壁を通じて拡がる。
【００４５】
好ましくは、チャネル直径が、０．５ｍｍ〜２ｍｍの間にある。この範囲では、高い浄化効率、及びキャリア内のチャネルを通るガス流に付随して生じる低い圧力降下のみが存在することの両方が、保証される。
好ましくは、波形層Ａ及び／又は平坦層Ｂは、親水性繊維シート材料で構成されており、親水性繊維シート材料の重量は、２０〜１００ｇ／ｍ２の範囲にある。適当な親水性繊維シート材料の例としては、クレープ紙である。
【００４６】
最初に完全に湿潤された親水性繊維シート材料がガス流に曝露されたときであって、連続的な液体の分配が存在しないときに、乾燥が発生する。実施形態では、液体試薬が分配された後に、分配装置１４は、ガスの湿度が高い場合に、或いはキャリア中の試薬がフレッシュな試薬液でキャリアを定期的に洗い流すことによって再生された後に、液体試薬を分配するのを停止することができる。キャリア上及び内の水は、次に蒸発して、キャリア１２を乾燥させる。親水性繊維シート材料は、このシート材料が乾燥する場合に、具体的にはシート材料が限られた量の試薬のみを含む場合に、全ての方向に数％だけ収縮する傾向がある。この収縮によって、キャリア内のランダムな位置に必要以上の（大きな）開口の形成がもたらされ、この開口部を通じて、ガスがキャリア１２内の試薬に適切に曝露されることなく漏れ出る。この問題を克服するために、キャリア１２は、垂直方向に位置付けされた支持プレート１００によって区分に区画され、支持プレート１００は、キャリア１２のある位置に位置付られた部分の収縮を、キャリアキャリア１２の他の位置に位置付られた部分の収縮から隔てるために使用されており、それによって過度に大きい開口の形成が防止される。従って、全体の浄化効率が保証される。
【００４７】
さらに一実施形態では、隣接する支持プレート１００で区切られたキャリア１２の部分の横幅は、４０ｍｍ〜８０ｍｍの間の範囲にある。
この実施形態では、支持プレート１００によって区切られたキャリア１２の部分の幅を制限することにより、親水性繊維シート材料の収縮によって形成された開口の大きさは、制限されたままである。従って、浄化効率が保証される。
【００４８】
本開示を実施する観点から、制御装置１６は、ポンプ１４６に接続されたＭＣＵによって実現することができる。制御装置１６は、ポンプ１４６を制御し、且つ試薬溶液を圧送するか否かを決定し、こうして分配装置１４を制御して、試薬溶液をキャリア１２に分配する或いは停止する。
【００４９】
当業者は、詳細な説明、図面及び添付の特許請求の範囲の検討を通じて、開示された実施形態への変更を理解し且つ実現できるだろう。本発明の精神から逸脱するものではないこのような全ての変更は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。単語「備える、有する、含む(comprising)」は、特許請求の範囲又は詳細な説明に記載されていない要素又はステップの存在を排除するものではない。ある要素に先行する単語「１つの(a,  an)」は、複数のこのような要素の存在を除外するものではない。本発明の実施では、特許請求の範囲におけるいくつかの技術的特徴は、１つの構成要素によって具現化することができる。特許請求の範囲において、括弧内に配置された任意の参照符号は、請求項を制限するものとして解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
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