(57)【要約】【課題】  半導体クリーンルーム等の所要の空間に設置できるようにユニット化された、しかも床占有面積が小さく且つ空気浄化性能のすぐれた空気浄化装置を提供すること。【解決手段】  気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔をもつ多孔膜の集合体に前記各多孔膜をはさんでその一面側に空気の流通路が形成され、他の一面側に前記多数の微小孔を通して前記空気中に含まれる水溶性汚染ガスを吸収する水の流通路が形成されるようにした多孔膜エレメント、を空気入口と空気出口をもつケーシング内において空気の流通方向に直列に且つ上下方向に階層的に配置する。  ケーシング内には、各階層の多孔膜エレメントの各水流通路に水を循環させるための水循環ユニットを設置する。  多数の多孔膜エレメントに供給する水の水量に差をつけて、より多い水が供給される多孔膜エレメントの方が空気流の上流側となるようにして送風する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔（１００ａ）をもつ多孔膜（１０１）の集合体に前記各多孔膜（１０１）をはさんでその一面側に空気（１０１Ａ）の流通路（１０１Ｓ）が形成され、他の一面側に前記多数の微小孔（１００ａ）を通して前記空気中に含まれる水溶性汚染ガス（１０１Ｂ）を吸収する水の流通路（１０２Ｓ）が形成されるようにした複数の多孔膜エレメント（１Ａ），（１Ｂ）・・・を、空気入口（１１）と空気出口（１２）をもつケーシング（１０）内において空気の流通方向に直列に且つ上下方向に階層的に配置するとともに、前記ケーシング（１０）内に前記各多孔膜エレメント（１Ａ），（１Ｂ）・・・の各水流通路（１０１Ｓ）に水を循環させるための水循環ユニット（２）を設置したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項２】
気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔（１００ａ）をもつ多孔膜（１０１）の集合体に前記各多孔膜（１０１）をはさんでその一面側に空気（１０１Ａ）の流通路（１０１Ｓ）が形成され、他の一面側に前記多数の微小孔（１００ａ）を通して前記空気中に含まれる水溶性汚染ガス（１０１Ｂ）を吸収する水の流通路（１０２Ｓ）が形成されるようにした複数の多孔膜エレメント（１Ａ），（１Ｂ）・・・を、空気入口（１１）と空気出口（１２）をもつケーシング（１０）内において下方から上方へ向けて送風する空気の流通方向に直列に且つ上下方向に階層的に配置するとともに、前記ケーシング（１０）内に前記各多孔膜エレメント（１）の各水流通路（１０１Ｓ）に水を循環させるための水循環ユニット（２）を設置したことを特徴とする空気浄化装置。
【請求項３】
各階層の多孔膜エレメント（１Ａ），（１Ｂ）・・・の水流通路（１０１Ｓ）に対して均等に水圧がかかるようにして水を供給するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気浄化装置。
【請求項４】
下層側の多孔膜エレメントの水流通路に供給される水の水量が上層側の多孔膜エレメントの水流通路に供給される水の水量よりも大きくなるようにされていることを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
【請求項５】
下層側の多孔膜エレメントの水流通路に供給される水の水圧が上層側の多孔膜エレメントの水流通路に供給される水の水圧よりも大きくなるようにされていることを特徴とする請求項２記載の空気浄化装置。
【請求項６】
半導体クリーンルーム等の清浄空間設置用であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、空気浄化装置に関するものであり、さらに詳しくは、気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔をもつ多孔膜の集合体に前記各多孔膜をはさんでその一面側に空気の流通路が形成され、他の一面側に前記多数の微小孔を通して前記空気中に含まれる水溶性汚染ガスを吸収する空気浄化用の水の流通路が形成されるようにした多孔膜エレメントを使用した空気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような、気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔をもつ多孔膜は、たとえば特開２０００−５１６４７（特許文献１）によって公知になっているが、同特許文献１では、同多孔膜を半導体クリーンルーム等の清浄空間のための空気浄化装置に応用する場合の具体的な構成については特に示唆するところがない。半導体クリーンルームは特に精密機器を高密度で設置して構成されるため、そこに設置される空気浄化装置も可及的に床占有面積が小さく且つ高い空気浄化性能をもつものが要求される。
【０００３】
空気浄化性能を高めるためには、各種空気浄化エレメントを多段化し、また床占有面積を小さくするためには、それらの各種空気浄化エレメントを縦方向（上下方向）に配列することが考えられ、そのような見地から空気浄化エレメントを縦方向に多段に配列した例が特開平１０−３４０８５１（特許文献２）に示されている。しかし、この特許文献２の従来例では、空気浄化エレメントとして噴霧式エレメントを使用しているため、同文献の図５にもみられるように、噴霧ノズル、分散マット、ドレインパン、空気通過孔とキャップ・・・・等と部品点数が多く構造が複雑である。空気浄化エレメントを多段配列する他の従来例としては、このほか特開２００３−２０２１９１（特許文献３）、特許３２２７３６７（特許文献４）等がある。しかし、前記特許文献３では、滴下式での多段使用の例が述べられているが、滴下式は原理的に水平通風タイプにしか使えないので、多段にすると床占有面積が増えてしまう、という問題があり、また特許文献４の例では、管式多孔膜エレメント２個の中間に、ＨＥＰＡフィルターをはさんで微粒子状汚染物質の除去も狙う構成となっているが、同文献４の図１に記載のものは、多孔膜ユニット（符号２ａ，２ｂ）とクリーンルーム（符号９）とが一体化されたもので、空気浄化装置としてのみの単独構成（ユニット構成）ではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５１６４７
【０００５】
【特許文献２】特開平１０−３４０８５１
【特許文献３】特開２００３−２０２１９１
【特許文献４】特許３２２７３６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明は、たとえば半導体クリーンルーム等の所要の空間に設置できるようにユニット化された、しかも床占有面積が小さく且つ空気浄化性能のすぐれた空気浄化装置を提供することを目的としてなされたもので、次のような手段により構成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の空気浄化装置は、いわゆる「多孔膜エレメント」、すなわち、気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔をもつ多孔膜の集合体に前記各多孔膜をはさんでその一面側に空気の流通路が形成され、他の一面側に前記多数の微小孔を通して前記空気中に含まれる水溶性汚染ガスを吸収する空気浄化用の水の流通路が形成されるようにした多孔膜エレメント、を空気入口と空気出口をもつケーシング内において空気の流通方向に直列に且つ上下方向に階層的に配置することを基本的思想とする。そして、ケーシング内には、各階層の多孔膜エレメントの各水流通路に水を循環させるための水循環ユニットを設置する。
【０００８】
その場合、多孔膜エレメントは、過度の水圧がかかると破損や水漏れが発生するおそれがあるので、それぞれの多孔膜エレメントに最適な能力を発揮させるためには、それぞれの多孔膜エレメントに許容水圧以下でかつ劣化を防止するのに必要な水量の水を供給するとよい。一方、多段の多孔膜エレメントからなる空気浄化装置では、空気流の上流側に位置する多孔膜エレメントにもっとも大きな空気浄化負荷がかかるため、その上流側に位置する多孔膜エレメントにもっとも多量の水が供給されると好都合である。この場合、下層側の多孔膜エレメントに上層側の多孔膜エレメントよりも多くの水量を供給する手段としては、水量調節バルブ等により直接的に水量差をもたせる方法だけでなく、各層の多孔膜エレメントに対する水圧をかえることにより、下層側の多孔膜エレメントにより多量の水が供給されるようにすることもできる。その意味からいえば、多数の多孔膜エレメントに供給する水の水圧に許容圧の範囲内で差をつけて、より多い水が供給される多孔膜エレメントの方が空気流の上流側となるようにして送風することが簡単な装置構成で有利な実施形態となる場合がある。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明の空気浄化装置は、上記のように、高度な空気浄化性能をもつ多孔膜エレメントを多段に設置しているので、空気浄化能力が高く、しかも、それらの多孔膜エレメントを縦方向に階層的に配置しているので、床占有面積も小さいという効果がある。また、本願発明の空気浄化装置は、ケーシング内に多段に設けた多孔膜エレメントと、各多孔膜エレメントに水を供給する水循環ユニットとを一体的に収容しているので、高度な空気浄化を要求される場所、たとえば半導体クリーンルーム等にそのまま据え付けすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に図１ないし図４を参照して本願発明の好適な実施例を説明すると、本願発明では図１に例示するような多孔膜１００の集合体からなる多孔膜エレメントを使用する。多孔膜１００はポリテトラフルオロエチレン等の薄膜に、気体の通過は許容するが液体の流通は許容しない多数の微小孔１００ａ，１００ａ・・・を形成したもので、本願発明の空気浄化装置では、これらの多孔膜１００，１００を積層体としたり、チューブ状に形成したりして、多孔膜１００の一面側に気体（空気）１０１の流通路１０１Ｓ、他の一面側に水（純水）１０２の流通路１０２Ｓが形成されるようにした多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，・・・（図２）を使用する。このような多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，・・・を使用して、気体流通路１０１Ｓに気体（空気）を流通させ、液体流通路１０２Ｓに液体（純水）を流通させると、空気中に含まれているアンモニア等の水溶性汚染ガス１０１Ｂは微小孔１００ａ，１００ａ・・・を通って水１０２側に溶解されて空気１０１Ａが浄化される（水１０２側は汚染される）。
【００１１】
この実施例では、この多孔膜１００の集合体からなる多孔膜エレメントを図２において符号１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄで示すように、下方に空気入口１１、上方に空気出口１２を形成したケーシング内において空気の流通方向に直列に且つ上下方向に階層的に配置する。
【００１２】
各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの液体流通路１０２Ｓは、水循環ユニット２に接続されており、空気浄化用の水（純水）の供給をうけるようにされている。最上層の多孔膜エレメント１Ｄの上方に設けたファン３が運転されると、汚染空気Ａ′が下方の空気入口１１から上方の空気出口１２へ向けて流動し、その間、各層の多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによって浄化されて清浄な空気Ａとなって空気出口１２から吹き出される（空気中のアンモニア等の汚染ガスが除去される）。空気入口１１及び空気出口１２には微小粒状物質捕集用の高性能フィルタ（ＰＲＥフィルタ６及びＨＥＰＡフィルタ４等）を設けることができる。各段の多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの高さはそれぞれ１００ｍｍ程度、相互間の隙間の高さは８０ｍｍ程度とし、装置全体の高さは１５００ｍｍ程度とし、そのなかで必要な水圧がとれるように水循環ユニットの設計をするとよい。図２において符号５は電装品ボックスである。
【００１３】
図３および図４には、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに空気浄化用の純水を供給するための方式例が示されており、図３は各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに均等に水圧をかける方式、図４は、下層側の多孔膜エレメントほど多量の水が供給されることができるように、下層側の多孔膜エレメントの水通路に対して順次高い水圧がかかる（最下層の多孔膜エレメント１Ａにもっとも大きな水圧がかかる）ようにした方式を示している。
【００１４】
先ず、図３に示す実施例について説明すると、この実施例の空気浄化装置では、それぞれ多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに許容圧の範囲内で同じ水Ｗの水圧（ヘッドＨ）がかかるように、接続管（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ）を通して各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに接続する水タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄの高さを設定している。各タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、個別に設置しても、あるいは１つのタンク内で仕切壁によって分割して形成してもよい。このようにすると、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに均等に水を供給することができ、それぞれの多孔膜エレメントを許容される最大の水圧で（すなわち、最適の能力で）使用することができる。なお、図３の実施例では、各接続管２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄにそれぞれ流量調節バルブ（２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ）が設けられており、必要に応じて各多孔膜エレメントに対して供給する水量を調節する（たとえば、空気浄化負荷の大きい空気上流側にある下層側の多孔膜エレメントほど水量を多くする）こともできる。
【００１５】
この実施例では単一のポンプ２１で水を循環させるようになっており、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを出た水は共通の戻り管２５を通ってポンプ２１に戻される。
【００１６】
図３において符号２６は共通の送水管、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄはそれぞれ個別の水タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄに給水するための送水支管である。
【００１７】
次に図４に示す実施例について説明すると、この実施例の空気浄化装置では、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対して単一の水タンク２０から水Ｗを供給し、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに供給される水の水圧（ヘッドＨ1,Ｈ2,Ｈ3,Ｈ4）が下層側の多孔膜エレメントに対してより大きくなるようにしている。図４の空気浄化装置のように、下方から上方へ向けて送風されるようにしている場合は、下層側の多孔膜エレメントにおいてより空気浄化負荷が大きく、下層側の多孔膜エレメントにおいてより高度の空気浄化性能が求められるが、図４に示す空気浄化装置のように、下層側の多孔膜エレメントに対して許容圧の範囲内でより高い水圧（通常の場合で６００〜１０００ｍｍ水圧）がかかる、換言すれば供給水量が多くなるようにしておけば、簡単な装置構成で各多孔膜エレメントに求められる空気浄化能力と、それに対する水の供給量とを整合させることができ、好都合である。
【００１８】
なお、図４の空気浄化装置においては、水タンク２０に冷却コイル２３が設けられており、冷水供給管２２によって供給される冷却水によって水タンク２０内の水が冷却されるようになっている。また、水タンク２０に対しては、この冷水供給管２２から供給管２６を分岐させて水を供給するようにしている。
【００１９】
この実施例の空気浄化装置では、各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄから水タンク２０へ水を循環させるためにそれぞれ循環ポンプ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと循環用戻り管２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄを設けているが、これは、図３の実施例の場合と同様に、単一のポンプに集約してもよい。図４において、符号２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄは、必要がある場合に各多孔膜エレメント１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する水量を個別に調節するための水量調節用バルブである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の空気浄化装置で使用する多孔膜の作用説明図である。
【図２】本願発明の実施例にかかる空気浄化装置の内部構造図である。
【図３】図２に示す空気浄化装置のための水循環ユニットの一例を示す模式図である。
【図４】図２に示す空気浄化装置のための水循環ユニットの他の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは多孔膜エレメント、２は水循環ユニット、３は送風機、４はＨＥＰＡフィルタ、５は電装品ボックス、６はＰＲＥフィルタ、１０はケーシング、１１は空気入口、１２は空気出口、２０は水タンク、２１は水循環ポンプである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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