(57)【要約】【課題】被加湿気体に対する加湿の度合いを容易かつ微細に調節することが可能な気体加湿装置を実現する。【解決手段】被加湿気体が通過する中空糸透過膜１と、内部気体、および、中空糸透過膜１に接触する水分子含有液体５を所定の液位１１に保持しつつ、密閉された保持容器４と、中空糸透過膜１内に流れる被加湿気体、および、保持容器４内の内部気体それぞれの圧力、および、流量を調節可能な、中空糸透過膜の流入部８、および、保持容器４のそれぞれに接続されたポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）、および、それぞれのポンプに接続されたバルブ（Ｖ１，Ｖ２）で構成されることを特徴とする気体加湿装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加湿気体が通過する中空糸透過膜と、
内部気体、および、前記中空糸透過膜に接触する水分子含有液体を所定の液位に保持する密閉された保持容器と、
前記中空糸透過膜内に流れる前記被加湿気体、および、前記保持容器内の前記内部気体それぞれの圧力、および、流量を調節可能なそれぞれの内圧／流量調節手段とを備えることを特徴とする気体加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体加湿装置であって、
前記それぞれの内圧／流量調節手段は、前記中空糸透過膜の流入部、および、前記保持容器のそれぞれに接続されたポンプと、および前記それぞれのポンプに接続されたバルブとで構成されることを特徴とする気体加湿装置。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２に記載の気体加湿装置であって、
前記中空糸透過膜を被覆する外筒部を有し、該外筒部に開口部を設け、前期被加湿気体の圧力は、前記内部気圧の圧力よりも大きいか等しく加圧されることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の気体加湿装置であって、
前記外筒部は、可撓性を有することを特徴とする気体加湿装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の気体加湿装置であって、
前記水分子含有液体は、電解水であることを特徴とする気体加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、被加湿気体に加湿を行う気体加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  空気や窒素等の被加湿気体に加湿を行う気体加湿装置として、パーフルオロ系イオン交換膜等の中空糸透過膜を用いたものが存在する。そのような先行技術文献として下記特許文献１がある。【０００３】
【特許文献１】  特開平８−２７６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記特許文献１では、“該酸素ガスを所望の値の相対湿度（例えば約９５〜１００％）に加湿することができる”、“加湿の度合いを相対湿度６０％乃至約１００％の範囲でほぼ所望の湿度（好ましくは約９５〜１００％）に調整することができる”との記載がある。【０００５】  しかし、実際のところ、上記特許文献１に記載の技術にて加湿の具合の調節を行う場合、中空糸透過膜を収める受容器が気密状態にあるため、補給水容器からの水量を調節するしかない。ところが、“受容器５は気密になっているので、加湿のために消耗した水と同量の水が補給水容器２２から補給される”に過ぎず、受容器内に一定の水量が常時、供給されるだけである。そのため、被加湿気体への加湿の度合いを微細に調節することは困難である。【０００６】  この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、被加湿気体に対する加湿の度合いを容易かつ微細に調節することが可能な気体加湿装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の気体加湿装置によれば、被加湿気体が通過する中空糸透過膜と、
内部気体、および、中空糸透過膜に接触する水分子含有液体を所定の液位に保持する密閉された保持容器と、中空糸透過膜内に流れる被加湿気体、および、保持容器内の内部気体それぞれの圧力、および、流量を調節可能なそれぞれの内圧／流量調節手段とを備えることが好ましい。【０００８】  また、本発明の気体加湿装置によれば、
それぞれの内圧／流量調節手段は、中空糸透過膜の流入部、および、保持容器のそれぞれに接続されたポンプと、および、それぞれのポンプに接続されたバルブとで構成されることが好ましい。【０００９】  また、本発明の気体加湿装置によれば、中空糸透過膜を被覆する外筒部を有し、外筒部に開口部を設け、被加湿気体の圧力は、内部気圧の圧力よりも大きいか等しく加圧されることが好ましい。【００１０】  また、本発明の気体加湿装置によれば、その外筒部は、可撓性を有することが好ましい。【００１１】  また、本発明の気体加湿装置によれば、前記水分子含有液体は、電解水であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の気体加湿装置によれば、被加湿気体が通過する中空糸透過膜と、
内部気体、および、中空糸透過膜に接触する水分子含有液体を所定の液位に設定することができる。また、密閉された保持容器と、中空糸透過膜内に流れる被加湿気体、および、保持容器内の内部気体それぞれの圧力、および、流量を調節可能なそれぞれの内圧／流量調節手段とを備えている。
このことで、被加湿気体に対する加湿の度合いを容易かつ微細に調節することが可能な気体加湿装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  ＜実施の形態＞
本実施の形態は、中空糸透過膜１と、保持容器４と、保持容器内の内部気体の圧力および流量を調節可能な内圧／流量調節手段とを備えた気体加湿装置である。特に、本実施の形態においては、内圧／流量調節手段をポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）と、ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）に接続するバルブ（Ｖ１，Ｖ２）とで構成している。【００１４】  図１は、本実施の形態にかかる気体加湿装置の一例を示す図である。図１に示すように、この気体加湿装置は、Ｕ字状に曲げられたパーフルオロ系イオン交換膜等の中空糸透過膜１と、中空糸透過膜１の両端が接続されたエポキシ樹脂性の受け口２と、受け口２が取り付けられたエポキシ樹脂性の蓋３と、エポキシ樹脂性の保持容器４と、中空糸透過膜１に接触する水分子含有液体たる電解水５と、中空糸透過膜１を被覆する上部に開口部１２を有する外筒部６と、保持容器４、および、流入口８のそれぞれに接続されたポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）、および、ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）のそれぞれに接続されたバルブ（Ｖ１，Ｖ２）とで構成されている。【００１５】  ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）は、それぞれ個別に複数個設けても良いし、単一であってもかまわない。ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）のそれぞれにバルブ（Ｖ１，Ｖ２）が接続されている。【００１６】  このことで、それぞれの圧力はポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）からの出力によってそれぞれ所定の圧力に調節され、流量はバルブ（Ｖ１，Ｖ２）によって、所定の流量に調整可能となる。【００１７】    なお保持容器４には電解水５を流入する図示しない電解水流入口を設け、液位が下がったときに保持容器４の所定の液位まで電解水５を補給する、また、保守点検時に電解水を排出するための図示しない排出口が設けられている。
保持容器４を透明の容器にすることで液位を目視で判断できる。または、図示しない液位センサーを設けることで液位を知ることができる。
それぞれの図示しない電解水流入口、および、排出口には電磁弁等を設けて、流入、排出を制御することもできる。【００１８】  中空糸透過膜１は例えば、糸状のイオン交換ポリマーを複数本束ねて構成された透過膜である。受け口２には、流入部８および流出部９が設けられ、流入部８および流出部９にそれぞれ、中空糸透過膜１の両端が接続されている。【００１９】  保持容器４は、電解水５と電解水５上の内部気体（例えば空気）とを保持し、蓋３により密閉されている。また、保持容器４にはポンプ１０に接続する接続部４ａが設けられている。【００２０】  外筒部６の下方には開口部７が設けられており、この開口部７より電解水５が外筒部６内に入り込む。これにより、中空糸透過膜１に対して電解水５が接触する。【００２１】  ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）は、保持容器４内の内部気体の調整可能な気体コンプレッサーであり、保持容器４内の内部気体の圧力を調節可能な内圧調節手段として機能する。なお、ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）は、保持容器４内の内部気体の調整可能なものであれば、気体圧縮ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプやロータリーポンプ等であってもよい。【００２２】  次に、本実施の形態にかかる気体加湿装置の動作について説明する。まず、受け口２の流入部８から、空気や窒素等の被加湿気体が導入される。導入された被加湿気体は、中空糸透過膜１を通過する。【００２３】  被加湿気体は、中空糸透過膜１のうち電解水５に接触した部分を通過する際に、十分に加湿される。そして、加湿された被加湿気体は、受け口２の流出部９から外部へと流出される。【００２４】  このとき、ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）を稼動させて内部気体を増圧させると、内部気体の圧力により電解水５が中空糸透過膜１に透過しやすくなる。その結果、中空糸透過膜１を通過する被加湿気体に含ませるべき、電解水５からの水分の量が増大する。【００２５】  一方、ポンプ１０を稼動させて内部気体を減圧させると、内部気体の圧力が減少し、電解水５が中空糸透過膜１に透過しにくくなる。その結果、中空糸透過膜１を通過する被加湿気体に含ませるべき、電解水５からの水分の量が減少する。【００２６】  また、このときに流入口８に接続されるポンプ１０（Ｐ１）の圧力はポンプ１０（Ｐ２）の圧力と同等か、大きく設定される必要がある。このことでポンプ１０（Ｐ１）により加圧されている液面１１上部の中空糸透過膜１よりポンプ１０（Ｐ２）方向への被加湿気体の流出を防ぐことができる。【００２７】  本発明の気体加湿装置によれば、流出部９から所定の湿度を得るためにポンプ１０（Ｐ１）の圧力、および、流量と、ポンプ１０（Ｐ２）の圧力、および、流量とは、それぞれ個別に調整することができる。【００２８】  さらに、電解水５の液面１１は、所定の湿度を得るために変更可能に調整され、所定の液位に設定される。つまり液面が高い場合には、中空糸透過膜１の接触面は大きく、加湿量は大きくなり、液面が低い場合には、中空糸透過膜１の接触面は小さく、加湿量は小さくなる。【００２９】  すなわち、このように上記の可変要素を組合せることで、本発明の気体加湿装置によれば、被加湿気体が通過する中空糸透過膜１と、内部気体、および、前記中空糸透過膜１に接触する水分子含有液体５を所定の液位１１に保持しつつ、密閉された保持容器４と、前記中空糸透過膜１内に流れる前記被加湿気体、および、保持容器４内の前記内部気体の圧力／流量を調節可能なそれぞれの内圧／流量調節手段とを備える。【００３０】  そのため、内圧／流量調節手段により保持容器４内の内部気体の圧力、および、流量、および、中空糸透過膜１を通過する被加湿気体の圧力、および、流量を調整し、さらに、電解水５の液面１１を調整することで、中空糸透過膜１を通過する被加湿気体に含ませるべき、水分子含有液体たる電解水５からの水分の量を微細に調節することができる。すなわち、被加湿気体に対する加湿の度合いを容易かつ微細に調節することが可能な気体加湿装置が得られる。【００３１】  また、本実施の形態にかかる気体加湿装置によれば、内圧／流量調節手段は、内部気体の調整が可能な、保持容器４に接続されたポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）、およびポンプそれぞれに接続されているバルブ（Ｖ１，Ｖ２）で構成される。よって、ポンプ１０（Ｐ１，Ｐ２）の出力を調節することで、容易に内圧を変更でき、かつ、バルブ（Ｖ１，Ｖ２）を調節することで所定の流量に調節できる。【００３２】  なお、本実施の形態においては、水分子含有液体として電解水５を採用した。電解水は殺菌性が高いため、被加湿気体にクリーンな加湿を行うことができる。【００３３】  また、実施例の形態においては、中空糸透過膜１は、Ｕ字形に中央部で折り曲げた形状を有するが、中空糸透過膜１の形状は、直線状であってもかまわない、この場合、本願発明の目的、効果を損なうことなく外筒部６、および、保持容器４は直線状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る気体加湿装置を示す図である。
【符号の説明】
１  中空糸透過膜
２  受け口
３  蓋
４  保持容器
４ａ  接続部
５  電解水
６  外筒部
７  開口部
８  流入部
９  流出部
１０  ポンプ  （Ｐ１，Ｐ２）
１１  液位
１２  開口部
Ｖ１、Ｖ２  バルブ１、バルブ２
【図１】
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