(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液中の溶存ガス除去用及び液中へのガス給気用の中空糸膜モジュールと、除去対象溶存ガスの種類を選択可能に液中からガス脱気するガス脱気経路と、１種類以上のガスを液中に給気するガス給気経路と、該ガス脱気経路と該ガス給気経路とを切換える切換え機構と、を有してなる脱気給気装置。
【請求項２】
前記ガス脱気経路に脱気ポンプを有し、前記ガス給気経路に給気ポンプを有してなる請求項１記載の脱気給気装置。
【請求項３】
前記切換え機構と前記中空糸膜モジュールとの間に、脱気給気ポンプを有してなる請求項１記載の脱気給気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液中の溶存ガス除去と液中へガス給気を行う脱気給気装置に関し、それに要するモジュール、溶存ガスの除去脱気用真空ポンプを、溶存ガス除去物資の種類によらず共用することを可能にした上、脱気経路及び給気経路切換え機構を備えることにより、液中へ選択したガス給気を行うこともできる脱気給気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液中の溶存ガスを除去する装置については、既に種々の方式が実現されており、水のうまさの要素の１つである溶存酸素を除去することなく総トリハロメタン類を除去するタイプの飲料水向けの装置や、鉄製水道管の赤錆防止を目的とした、水道水の溶存酸素を除去するタイプのビルメンテナンスフリー対策の装置などが提案されている。
【０００３】
また、液中へガス給気を行う給気装置についても、湯冷め防止を目的とし、浴槽への給湯に炭酸ガスを添加するため、水道水中の炭酸ガス濃度を上昇させるタイプの風呂用給気装置などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の脱気装置では、溶存ガス除去物質の種類により別々の装置を用意する必要があり、溶存酸素を除去することなく総トリハロメタン類を除去するタイプの飲料水向けの装置と、水道水の溶存酸素を除去するタイプのボイラ赤錆防止向けの装置を必要とする場合など、システムが大型化し、高価格で且つ納期が長い等の問題点が指摘されていた。
【０００５】
更に、同時に液中へガス給気を行う給気装置を必要とする場合は、いっそう上記の問題点が顕著になり、装置の導入を断念せざる得ないことも間々あった。
したがって、本発明の目的は、上記問題点を極力回避し、省スペース、低コスト、短納期で製作することが可能なガス脱気給気装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の発明により達成される。
（１）液中の溶存ガス除去用及び液中へのガス給気用の中空糸膜モジュールと、除去対象溶存ガスの種類を選択可能に液中からガス脱気するガス脱気経路と、１種類以上のガスを液中に給気するガス給気経路と、該ガス脱気経路と該ガス給気経路とを切換える切換え機構と、を有してなる脱気給気装置。
【０００７】
（２）前記ガス脱気経路に脱気ポンプを有し、前記ガス給気経路に給気ポンプを有してなる上記（１）記載の脱気給気装置。
【０００８】
（３）前記切換え機構と前記中空糸膜モジュールとの間に、脱気給気ポンプを有してなる上記（１）記載の脱気給気装置。
【０００９】
【実施例】
以下、図面により本発明を具体的に説明する。
図１は、本発明の脱気給気装置の好ましい実施例を示すものであり、具体的には家庭用脱気給気式浄水装置で、溶存酸素を除去することなく総トリハロメタン類を除去するタイプの飲料水を作成する機能と、水道水の溶存酸素を除去するタイプの無農薬栽培用散布水を作成する機能と、天然石からのミネラルを促進するため炭酸ガス給気水を作成する機能を兼ね備えた装置のブロック図である。
【００１０】
脱気給気装置は、ケーシングの中に納められており、水道水である原水を装置内部に流入させ、二方弁、リレー等で構成した脱気経路及び給気経路切換え機構と溶存ガス除去及びガス給気モジュールにて、原水中の総トリハロメタン類又は溶存酸素を除去し、或いは、炭酸ガスを給気して脱気給気装置の外へ放流するものであり、その詳細は下記の通りである。
【００１１】
まず、本発明の実施例を構成する要素について記述する。
１は、脱気給気装置を格納するケーシング、１０は、脱気動作時原水中の総トリハロメタンに代表される有機ハロンの除去又は溶存酸素の除去を行い、また、給気動作時原水中に炭酸ガスを給気する、溶存ガス除去及びガス給気モジュールで、８μｍ以下の膜厚の均質膜（Ａ）及び補強機能を受け持つ多孔質膜（Ｂ）からなる多層複合中空糸膜であって、均質膜（Ａ）と多孔質膜（Ｂ）は交互に積層され、該多層複合中空糸膜の水溶液と接する側の層が均質膜（Ａ）あるいは多孔質膜（Ｂ）であり、水溶液と接しない側の層が多孔質膜（Ｂ）である構造を有する中空糸膜を使用している。
【００１２】
１１は、給気ボンベ（Ａ）で、原水に給気するための圧縮した炭酸ガスを格納しており、また、１１′は、給気ボンベ（Ｂ）で、原水に給気するための圧縮した香料を格納している。なお、給気ボンベ（Ｂ）１１′は、原水に香りを付加するため装着しているもので、使用者の趣向により取り外したり他種のガスボンベに変更することが可能である。
【００１３】
１２は、エアフィルタで、有機ハロン除去のための脱気動作時に、ケーシング１の外から取り入れる空気の浮遊物の除去のため設けているものである。２１は、三方弁で、原水に給気ボンベ（Ａ）１１のガスを給気する時と、給気ボンベ（Ｂ）１１′のガスを給気する時の、給気ガスの流入方向を切り替えるようガス流路に接続される。２２は、三方弁で、脱気動作時と給気動作時の、脱気、給気を切り替えるよう気体流路に接続される。上記三方弁は、二方弁の組合せにより置き換えてもよい。
【００１４】
２３は、脱気ポンプで、原水中の総トリハロメタンに代表される有機ハロンの除去又は溶存酸素の除去のため脱気する時、それぞれ脱気運転又は真空引き運転する。２５〜２７，３３はリレーで、それぞれ三方弁２１、三方弁２２、脱気ポンプ２３、二方弁３２を、脱気動作、給気動作にあわせてＯＮ／ＯＦＦするものである。
【００１５】
２９は、１チップマイコン構成のＣＰＵで、三方弁２１、三方弁２２、脱気ポンプ２３、二方弁３２を脱気動作、給気動作にあわせて制御する。勿論、ＣＰＵ２９は、プログラマブルコントローラ、パーソナルコンピュータで置き換えることも可能である。３０は、ＡＣ／ＤＣ変換電源で、装置外部から取り入れたＡＣ電源を降圧するとともにＤＣに変換するもので、ここではスイッチング電源を使用しているが、ドロッパー電源等同様の機能を持つ他の電源でもかまわない。
【００１６】
３１は、水流ポンプで、装置仕様下限流入水圧に比較して原水水圧が低下しているとき、水流を昇圧するためのものであり、本実施例では自給式渦巻ポンプを使用している。３２は、二方弁で、有機ハロンの除去の脱気動作時のみ、エアフィルタ１２を通過した外気を溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０に取り入れるよう動作し、気体流路に接続される。
【００１７】
次に、本発明の脱気給気装置の、液中の溶存ガス除去物質の種類選択脱気動作について記述する。
溶存酸素を除去することなく総トリハロメタン類を除去するタイプの飲料水を作成する時は、脱気ポンプ２３と溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０が開状態になるよう、三方弁２２を動作させる。二方弁３２を開状態にした後脱気ポンプ２３を運転し、更に装置通水路に通水する。すると、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０の空気接触側膜表面にて、空気中の総トリハロメタン類農度に比較して水中の総トリハロメタン類濃度が大きい場合、水中の総トリハロメタン類が気化して空気中に拡散し、水中の総トリハロメタン類の濃度は低下する。
なお、総トリハロメタン類の１つであるクロロホルム濃度は、夏期において首都圏、近畿圏の水道水中で１００ppb 近くに達することがあるが、空気中のクロロホルム濃度はその１／５０以下である。
【００１８】
ここで、空気中の酸素濃度に比較して通水路中の水の溶存酸素濃度が大きい場合を除き、水中の溶存酸素が脱気されることはなく、水のうまさの１つである水中の溶存酸素は、一定レベル以上に保たれる。
【００１９】
溶存酸素を除去するタイプの無農薬栽培用散布水を作成する時は、脱気ポンプ２３と溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０が開状態になるよう、三方弁２２を動作させ、二方弁３２を閉状態にした後脱気ポンプ２３を運転し、更に装置通水路に通水する。すると、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０の空気接触側膜表面は真空状態になり、水中の溶存酸素が気化して空気中に拡散するようになる。更に、脱気ポンプ２３の排気速度、到達真空度が共に大きい能力を有するものを採用し、雰囲気温度中の飽和水蒸気圧以下まで真空引きすると、水中の溶存酸素と同時に水中の総トリハロメタンも脱気できる。
【００２０】
本発明の脱気給気装置におけるガス給気動作については、図１中三方弁２１を動作させることでまず給気するガスを選択し、次に二方弁３２を閉じた後、給気ボンベ（Ａ）１１又は給気ボンベ（Ｂ）１１′と溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０が開状態になるよう、三方弁２２を動作させる。その後原水を装置内に流入させ、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０に通水する。こうして溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０内で原水中にガスを給気し、装置下部より外へ放流する。
【００２１】
上記実施例では、動作をわかりやすくするため、水流ポンプ３１の制御、駆動については、記述を省略している。
本発明の脱気給気装置では、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０の結露防止のための制御、外気を吸入するためのエアフィルタ１２の目詰まりを知らせるライフメータ、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０を熱水から保護する熱水ストッパ等については省略しているが、これらの機能を付加することはいっこうに差し支えない。
溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０は、中空糸膜の中空部に気体排気口を連通、中空コアの中空部は液入り口に連通する構造のモジュールを使用したが、中空糸膜の中空部に液入り口を連通、中空コアの中空部は気体排気口に連通する構造のモジュールでも同様の効果が得られれば、使用可能である。
【００２２】
図２は、本発明の脱気給気装置の別の実施例を示すものであり、図１の脱気給気装置における三方弁２１と三方弁２２との間のガス給気経路に、給気ポンプ２４を備えるようにしたものである。
【００２３】
この脱気給気装置では、そのガス給気動作時にリレー２８より送られる信号により給気ポンプ２４を作動させて、溶存ガス除去及びガス給気モジュール１０内のガス圧を高め、単位液体中へのガス給気時間を速め、また、ガス給気率を大とすることができる。
【００２４】
また、図３は、本発明の脱気給気装置のさらに別の実施例を示すものであり、こゝでは、図１の脱気給気装置における脱気ポンプ２３を、そのガス脱気動作時のみならずガス給気動作時にもリレー２８より制御される信号により動作させて、これを脱気兼給気ポンプ２３′として使用するようにしたものである。そのために、三方弁２２は、脱気給気ポンプ２３′より下方のガス脱気給気経路に配置する。
【００２５】
この脱気給気装置では、脱気給気経路に脱気給気ポンプ２３′を設けるようにしたため、前記図２のものに比べて、１台のポンプのみで溶存ガス除去及びガス給気モジュール内のガス圧を高め又は真空圧となすことができるので、その分付帯設備費も安くなり、しかも、図２のものと同様な効率アップも実現できる。
【００２６】
なお、前記の図２および図３の脱気給気装置における基本的なガス脱気操作並びにガス給気操作については、図１における脱気給気装置で説明したものと同じである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の脱気給気装置は、溶存ガス除去物質の種類、給気ガスの種類により別々の装置を用意する必要がなく、溶存酸素を除去することなく総トリハロメタン類を除去するタイプの装置、水道水の溶存酸素を除去するタイプの装置、更に、液中へ炭酸ガス給気を行うタイプの給気装置を必要とする場合など、省スペース、低コスト、短納期で製作することが可能になる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１請求項の脱気給気装置の一例を示したブロック図である。
【図２】本発明第２請求項の脱気給気装置の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明第３請求項の脱気給気装置の一例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１…ケーシング
１０…溶存ガス除去及びガス給気モジュール
１１…給気ボンベ（Ａ）
１１′…給気ボンベ（Ｂ）
１２…エアフィルタ
２１…三方弁
２２…三方弁
２３…脱気ポンプ
２３′…脱気給気ポンプ
２４…給気ポンプ
２５…リレー
２６…リレー
２７…リレー
２８…リレー
２９…ＣＰＵ
３０…ＡＣ／ＤＣ変換電源
３１…水流ポンプ
３２…二方弁
【図１】
0003814317.tif 000002
【図２】
0003814317.tif 000003
【図３】
0003814317.tif 000004