JP2006255682A - 光触媒と流速変化を利用したノンフロン加圧空気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧空気の除湿・冷却・不純物除去・減菌工程を、単一の装置により処理し、小型化する技術開発である。
加圧空気の除湿冷却は水の蒸発潜熱を利用して処理する、更に、光触媒の親水性と浄化作用と、加圧空気の配管通路の断面積変化による流速変化がもたらす複合作用を利用して、従来の技術で出来なかった装置の単一化と小型化を解決させることである。その技術を確立して多用途への普及促進をし、省コスト、省電力、ノンフロンによる環境負荷の低減を可能とする。
【解決手段】加圧空気の流速を配管径の変更により目的の流速に制御する技術の利用。流速の早い所で壁面衝突を利用して不純物の除去をする▲２▼、更に流速の遅い所で加圧空気の除湿と冷却を▲５▼・▲６▼により水の蒸発潜熱を利用して▲７▼の効果をえる。
更に、装置の小型化に関しては２・３による反応促進により解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加圧空気に含まれる特定不純物の除去と、除湿・冷却を一工程で処理を可能とした大容量の加圧空気処理装置の技術にかんするものである。 また、本発明は加圧空気の処理に水の蒸発潜熱と、光触媒、触媒用照明、配管断面積変化による流速制御等の組み合わせにより、コンパクト設計で高効率のシステム構成の加圧空気処理装置である。更に、ノンフロンとなっているため環境負荷の低減と省エネルギーが実現できる装置となっている。

従来、加圧空気に含まれる特定不純物の除去と、除湿・冷却は加圧空気が大容量の場合、アフタークラー、ダストフィルター、オイルセパレータ、冷凍式エアードライヤー等の個別の機器を利用して処理をしていた。この場合、高額な初期設備のコストと、定期整備維持のコスト、更に、フロン冷媒漏れ事故による温室効果ガスの大気拡散などの問題をかかえていた。又、水の蒸発潜熱を利用した加圧空気除湿冷却装置として公開された技術があるが、大面積の蒸発面が必要なため装置が巨大化する。そのため屋外設置場所の確保や、屋内設置場所が確保出来ない問題があり普及に至っていない（例えば未審査請求・無効特許出願文献１参照）本発明はそれらの問題を解決させる技術である。

未審査請求・無効特許出願文献１

特許公開 平１０−１７４８３６ 公開日１９９８年６月３０日

本発明が解決しようとする課題は、加圧空気の除湿・冷却、更に、不純物除去と、装置の浄化と加圧空気の減菌を単一装置で処理する技術である。更に、除湿・冷却に水の蒸発潜熱を利用し環境負荷を削減し、更に、光触媒と、配管断面積の変更で得られる加圧空気の流速変化の相乗効果を利用した表面積の拡大効果による装置の小型化である。

（イ）冷却の方法は配管の外壁に水を噴霧し、水の蒸発潜熱により配管外壁を冷却する方法である。本発明は外壁に光触媒をコーティングし、従来の線上落下水流をその光触媒の親水性を利用して、外壁に水の連続薄膜落下水流を形成させ、蒸発効率の増大を図り、外壁の面積を削減する。（小型化技術）
（ロ）除湿の方法１は（イ）により得られた冷却熱を配管内壁へ伝達し、加圧空気に含まれる水分を結露させる方法であるが、光触媒のコーティングを内壁にも施し、配管内照明を照射して、従来の方法では粒状結露となる水分を、連続した面状結露として流下速度を増大させる。（小型化技術）
（ハ）除湿の方法２は（ロ）の光触媒のコーティング配管の断面積を増大させる方法により、加圧空気の流速を減速させ、滞留時間を長くして（ロ）の反応時間を増大させる。（小型化技術）
（ニ）不純物除去の方法は、小径配管より流速が増大した加圧空気を、大径配管の壁面に衝突させる方法による。瞬間的な膨張と、衝突により生じる瞬間流速ゼロによりこの問題が解決する。
（ホ）光触媒の浄化作用と減菌作用を利用するため、配管内部照射光源を設置する方法により、清潔な加圧空気とシステムの浄化の相乗効果を得る。

本発明の効果は、従来の冷凍式エアードライヤーを使用しないで、その能力以上の加圧下露点が得られ、更に、冷凍式エアードライヤーが冷媒として利用している特定フロン、ＣＦＣ・ＨＣＦＣ等の冷媒ガス漏れによる、温室効果ガスの大気放散がない事が、最大の効果である。それを普及させる為には、投資効果メリットと、装置の複合処理能力、更に小型化が不可欠である。本発明はそれらの問題を解決出来る、優れた装置で先進性を兼ね備えた発明である。

加圧空気は、あらゆる製造業になくてはならない動力源である、その加圧空気に含まれる水分がもたらす影響は、機械の性能と、機能の維持に重大な問題を与えるその問題解決には除湿する必要がある。更に加圧空気は外気を圧縮して製造するため、外気温度プラス４０℃から１５０℃の温度上昇が避けられない、その温度低下のための冷却装置と、種々の加圧空気処理機器が必要となっている。具体的な最良の形態はプレス産業で使用されているエアープレスの加圧空気の除湿・冷却、又は、造船所の船舶塗装前処理工程でのスケール除去に使用されているショットブラストの加圧空気の除湿・冷却、更に、製造自動化ラインの各種アクチェータの動力源である加圧空気の除湿・冷却が考えられる。

除湿冷却装置の断面図。 除湿冷却装置の処理工程模式図

符号の説明

１ 大面積の加圧配管の断面図
２ 外壁にコーティングした光触媒
３ 内壁にコーティングした光触媒
４ 小面積の加圧空気入り口の断面図
５ 小面積の加圧空気出口の断面図
６ 内部照明
７ 水の噴霧管の断面図
８ 外部照明（太陽光でも可）
９ 水の噴霧状況
▲１▼ 加圧空気入り口の状況（温度が高く、流速が早い）
▲２▼ 壁面衝突して反転した加圧空気流
▲３▼ 大面積配管内部の加圧空気流の状態（流速が遅い）
▲４▼ 加圧空気出口の状況（流速が早い）
▲５▼ 外壁噴霧水の流下状況
▲６▼ 流下水の蒸発状況
▲７▼ 内部結露水の流下状況
▲８▼ ▲１▼の加圧流の壁面衝突により発生する不純物の分離
▲９▼ 内部滞留水と不純物のドレインポート

Claims (3)

1. 自然冷媒を利用した加圧空気の除湿・冷却処理装置の壁面に光触媒をコーティングして、光触媒の親水性を利用して、装置の効率改善により小型化した、自然冷媒を利用した加圧空気の除湿・冷却処理装置。
2. 加圧空気配管の断面積を変化させ、空気の流速が変化する現象を利用して、加圧空気の壁面衝突と滞留時間を長くする構造を組み合わせた加圧空気の処理装置。
3. 加圧空気の減菌と処理装置の壁面汚れを、光触媒が持つ減菌作用と自浄作用を利用した、加圧空気処理装置。

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