JP2013116235A - 空気清浄ユニットおよび冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気清浄装置と冷却装置とをまとめて効率向上を図ることが可能な空気清浄ユニットおよび冷却システムを提供する。
【解決手段】空気清浄ユニット２０は、施設７０内の空気が空気管路３７を介して外筒３２内に導入されると共に、導入された空気に対して水噴射部３３から水を噴射することによって空気中からガス状汚染物を除去する空気清浄装置３０と、空気清浄装置３０の水回収部３４で回収された水が供給される低温側配管５１を備えると共に、熱源を冷却する冷却装置６０に用いられる水が供給される高温側配管５２とを備え、この低温側配管５１内の水と高温側配管５２内の水との間で熱交換を行う熱交換器５０と、を具備し、外筒３２内では施設７０内から導入される空気によって水が冷却された後に水回収部３４によって水が回収され、その回収された水を熱交換器５０の低温側配管５１に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄ユニットおよび冷却システムに関する。

各種の研究施設や半導体工場、食品工場等といった施設内の空気には、臭い物質、製品に影響を与えるガス、あるいは人体や環境に影響を与えるガスが空気中に含まれる場合がある。そのようなガス状汚染物を、空気中から除去するために、たとえば特許文献１に示すような空気清浄装置が用いられている。

特開２００５−４６７０３号公報

上述の特許文献１に記載のような空気清浄装置においては、清浄処理された空気（処理済み空気）は、外部へ排出されている。一方、上述のような施設内には、空調設備が設置されるのが通常であり、施設内の温度は所定の温度に管理されることが多い。また、空調設備以外にも、各種の冷却設備が設置されることが多く、そのような冷却設備も所定の温度に管理されることが多い（以下、空調設備や冷却設備を総称して、冷却装置と称呼する）。このような冷却装置には、専用のクーリングタワーが設置され、そのクーリングタワーにて冷却水を冷却するようにしている。

これらの空気清浄装置と冷却装置とは、それぞれが独立で設置されるのが通常であり、それぞれ独立して省エネルギー化等の効率向上を図っている。しかしながら、それぞれが独立しての効率向上には限界がある。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、空気清浄装置と冷却装置とをまとめて効率向上を図ることが可能な空気清浄ユニットおよび冷却システムを提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の空気清浄ユニットの第１の側面は、施設内の空気が空気管路を介して外筒内に導入されると共に、導入された空気に対して水噴射部から水を噴射することによって空気中からガス状汚染物を除去する空気清浄装置と、空気清浄装置の水回収部で回収された水が供給される低温側配管を備えると共に、熱源を冷却する冷却装置に用いられる水が供給される高温側配管とを備え、この低温側配管内の水と高温側配管内の水との間で熱交換を行う熱交換器と、を具備し、外筒内では施設内から導入される空気によって水が冷却された後に水回収部によって水が回収され、その回収された水を熱交換器の低温側配管に供給する、ことを特徴とする。

また、本発明の空気清浄ユニットの他の側面は、上述の発明に加えて更に、空気清浄ユニットは制御手段を有すると共に、さらに、空気管路の中途部分には、施設内の空気を外筒内へ送り込むための第１のファンが設けられていて、空気管路の中途部分には、外気を導入するための外気管路が接続されていると共に、この外気管路の中途部分には、外気を空気管路内の空気と混合させて外筒に送り込むための第２のファンが設けられていて、制御手段は、第１のファンと第２のファンの作動を制御すると共に、その制御によって外気の外筒内への送り込みが制御される、ことが好ましい。

また、本発明の空気清浄ユニットの他の側面は、上述の発明に加えて更に、空気清浄装置には、水供給源から新たな水を供給するための給水管路が接続されていて、給水管路の中途部分には、制御手段での制御によって作動が制御される駆動源を有する開閉バルブが設けられていて、開閉バルブは、制御手段での駆動源の作動の制御によって開閉状態が制御される、ことが好ましい。

また、本発明の空気清浄ユニットの他の側面は、上述の発明に加えて更に、空気清浄装置は、サイクロン式スクラバである、ことが好ましい。

また、本発明の側面は、上述の各発明に係る空気清浄ユニットを有することを特徴とする冷却システムである、ことが好ましい。

本発明によると、空気清浄装置と、冷却装置とのトータルにおいて、効率向上を図ることが可能な空気清浄ユニットおよび冷却システムを提供可能となる。

本発明の一実施の形態に係る冷却システムの概略的な構成を示す図である。 空気清浄装置であるサイクロン式スクラバの構成を示す側面図である。 空気清浄装置であるサイクロン式スクラバの構成を示す側断面図である。 サイクロン式スクラバを用いた冷却システムの概略的な構成を示す図である。 サイクロン式スクラバを用いた冷却システムの概略的な構成を示す図であり、浸漬型の熱交換器５０が外筒内部に設置された構成を示す図である。 空気清浄装置であるエアワッシャの概略的な構成を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、空気清浄ユニット２０および冷却システム１０について、図面に基づいて説明する。

＜１．概要＞
（１）全体の構成について
［１］本発明の大枠について
図１は本発明の概要に関する空気清浄ユニット２０を有する冷却システム１０を示す図である。図１に示すように、本発明の冷却システム１０は、空気清浄ユニット２０と、冷却装置６０と、を有していて、これらの間を各種配管が結ぶ構成となっている。

空気清浄ユニット２０は、空気清浄装置３０と、熱交換器５０とを有している。これらのうち、空気清浄装置３０は、ガス状汚染物を含む空気を処理本体部３１の内部に導入して、そのガス状汚染物を空気から除去するものである。このような空気清浄ユニット２０としては、後述するようなサイクロン式スクラバ、エアワッシャ等が挙げられる。

空気清浄装置３０について、より詳細に述べると、空気清浄装置３０は、処理本体部３１と、水回収部３４と、排気口部３５と、制御盤３６とを主要な構成要素として有している。また、処理本体部３１には、外筒３２と、水噴射部３３とが設けられていて、外筒３２には空気管路３７の一端側が接続されていて、その空気管路３７の一端側は、施設７０内に設置されている開口部７１に接続されている。ここでいう施設７０とは、たとえば研究用ドラフトチャンバや動物実験施設を含む各種の研究施設、半導体工場や食品工場等を含む各種の工場、病院等といった施設である。

また、空気管路３７の中途部分には、ファン３８が設けられている。ファン３８は、それが作動することによって施設７０内の空気を開口部７１から吸い込み、外筒３２内に吹き出す。すなわち、ファン３８が作動すると、施設７０内の空気を開口部７１から吸い込むための負圧が空気管路３７の施設７０側に与えられると共に、吸い込んだ空気を外筒３２内に吹き出すための正圧が空気管路３７の外筒３２側に与えられる。それによって、外筒３２の内部に、施設７０内からの空気が送り込まれる。なお、ファン３８は、請求項でいう第１のファンに対応している。

また、図１に示すように、空気管路３７のうち、ファン３８よりも下流側（外筒３２側）の部位に、外気管路３９の一端側を接続するようにしても良い。この外気管路３９は、外気を取り入れて外筒３２に導入するための管路であり、その他端側は外部に開放している。この外気管路３９を介して取り入れられた外気は、空気管路３７中の空気と混入し、外筒３２に導入される。なお、外気管路３９を介して外気を外筒３２内に導入するために、外気管路３９の中途部分には、ファン４０が設けられている。このファン４０も制御盤３６に電気的に接続されていて、この制御盤３６での制御によってファン４０の作動が制御される。なお、ファン４０は、請求項でいう第２のファンに対応している。

図１に示すように、外筒３２の内部には、水噴射部３３が設けられている。水噴射部３３は、揚水管路３３ａと、その揚水管路３３ａに接続されている噴射ノズル３３ｂとを有している。揚水管路３３ａには、後述する循環管路４１を介して水が供給され、その水は噴射ノズル３３ｂから噴射される。噴射ノズル３３ｂは、揚水管路３３ａに多数設けられている。具体的には、たとえば外筒３２の周方向において所定の間隔で、噴射ノズル３３ｂが複数設けられて、外筒３２の内壁面に向かって水を周方向で均等に吹き付けるように構成されている。

噴射ノズル３３ｂから噴射された水は、微細なミスト状の水滴となり、外筒３２内に導入された空気と気液接触を行う。そして、この気液接触により、空気中に含まれているガス状汚染物が水滴に吸着され、空気中からガス状汚染物が除去される。また、上述の気液接触により、噴射ノズル３３ｂから噴射された水（熱交換器５０を経て温度上昇している水）は、空気の温度と同等となる程度に冷やされる。たとえば、施設７０から外筒３２内へと導入される空気の温度が２３度の場合には、気液接触によって水の温度は２３度程度に冷やされる。ここでの施設７０とは、その施設７０内がたとえば２３度のような一定温度となるように、温度管理がされているものを指すが、温度管理がされていなくても、外気よりも施設７０内の温度が低いものを含めるようにしても良い。

ところで、外筒３２内を飛散している水滴の大部分は、外筒３２の内壁への付着、水滴の成長による重力落下その他の要因によって、水回収部３４によって回収される。ここでいう水回収部３４は、たとえば外筒３２内に設置されている上方側が開放したタンク等である。そして、この水回収部３４によって回収された水は、循環管路４１によって熱交換器５０に導入される。なお、循環管路４１の中途部分には、ポンプ４２が設けられている。ポンプ４２は、それが作動することによって水回収部３４内の水を循環管路４１を介して吸い込み、熱交換器５０内へ送り込む。

また、水回収部３４には、一定量の水が蓄えられる。そして、この水回収部３４には、給水管路３４１の一端側が接続されている。この給水管路３４１の他端側は、水供給源３４２に接続されている。それにより、水供給源３４２に存在する新たな水（補給水）を、給水管路３４１を介して一定量ずつ水回収部３４に供給可能となっている。ただし、給水管路３４１は、水回収部３４ではなく循環管路４１に接続される等、水回収部３４以外に新たな水を供給する構成を採用しても良い。

給水管路３４１の中途部分には、開閉バルブ３４３が設けられている。開閉バルブ３４３は、例えばモータまたはソレノイドといった駆動源３４３ａを有していて、この駆動源３４３ａは制御盤３６に電気的に接続されている。そのため、この制御盤３６で駆動源３４３ａの作動を制御することによって、開閉バルブ３４３の開閉状態が制御され、給水管路３４１の内部を流通する水の流量を制御可能となる。

また、水回収部３４には、排出管路３４４の一端側が接続されている。この排出管路３４４により、水回収部３４に蓄えられている水が規定量に達した場合には、蓄えられている水が、順次外部に排出されてゆく。ここでは、たとえばオーバーフロー方式により、水回収部３４内に蓄えられている水が順次外部に排出されていき、水の入れ替えが行われる。なお、この排出管路３４４の中途部分にも、上述した開閉バルブ３４３と同様の開閉バルブ３４５が設けられている。そして、この開閉バルブ３４５の駆動源３４５ａも、制御盤３６に電気的に接続されていて、制御盤３６で駆動源３４５ａの作動を制御することによって、開閉バルブ３４５の開閉状態が制御され、排出管路３４４の内部を流通する水の流量を制御可能となる。

なお、水回収部３４から排出される水には、除去されたガス状汚染物等が含まれている。そのため、水回収部３４から排出される水が、環境基準値に達する場合には、排出管路３４４の他端側に廃液回収タンク３４６を接続し、この廃液回収タンク３４６にて排出される水を蓄えるようにしても良い。ただし、水回収部３４から排出される水が、環境基準値に到達しない場合には、廃液回収タンク３４６を設けずに、下水管等に直接水を排出するようにしても良い。

また、排気口部３５は、ガス状汚染物が除去された空気（清浄空気とする）を、外部に向かって排出するための部分である。

また、制御盤３６は、ファン３８，４０、ポンプ４２、熱交換器５０等の作動を制御する部分である。ただし、制御盤３６は、これらの構成要素以外のもの（たとえばポンプ６３等）を制御するようにしても良い。なお、制御盤３６は、請求項でいう制御手段に対応している。また、制御盤３６は、外気または外気管路３９内の温度を計測する温度センサ（図示省略）での温度計測、施設７０内または空気管路３７内の空気の温度を計測する温度センサ（図示省略）での温度計測に基づいて、外気の温度が、施設７０内または空気管路３７内の空気の温度よりも低い場合には、ファン３８およびファン４０を作動させるように制御する。一方、制御盤３６は、外気の温度が、施設７０内または空気管路３７内の空気の温度よりも低い場合には、ファン４０を作動させずにファン３８を作動させるように制御する。

また、熱交換器５０は、循環管路４１を介して水回収部３４から供給された水と、冷却装置６０に接続される配管６１から供給される水との間で熱交換を行う部分である。具体的には、熱交換器５０の内部の低温側配管５１には、循環管路４１からの水が供給される。循環管路４１から供給される水は、空気との気液接触によって冷やされている。また、熱交換器５０の内部の高温側配管５２には、冷却装置６０に接続されている配管６１からの水が供給されている。この配管６１からの水は、冷却装置６０へ導入された後に配管６１を介して熱交換器５０に導入されているため、低温側配管５１に存在する水よりも温度が高くなっている。

そして、熱交換器５０の内部では、低温側配管５１内の水と、高温側配管５２内の水との間で熱交換が行われる。それによって、低温側配管５１内の水は温度上昇し、高温側配管５２内の水は温度低下する。たとえば循環管路４１内の水の温度が２３度程度であり、配管６１内の水の温度が３７度程度の場合には、熱交換器５０を経た後には、たとえば循環管路４１内の水の温度が２７度程度になり、配管６１内の水の温度が３２度程度になる。

また、図１に示す冷却装置６０には、送風配管６２の一端側が接続され、さらに送風配管６２の他端側が施設７０に接続されている。また、配管６１内に水を流すための圧力を与えるために、配管６１の中途部分には、ポンプ６３が設けられている。

本発明の空気清浄ユニット２０を有する冷却システム１０は、以上のような構成を概略としている。

（２）作用（動作）について
次に、上述の構成の空気清浄ユニット２０を有する冷却システム１０の作用（動作）について説明する。空気清浄ユニット２０および冷却システム１０が作動すると、ファン３８も作動する。すると、そのファン３８の作動により、施設７０内のガス状汚染物を含む空気が開口部７１および空気管路３７を介して、外筒３２内に導入される。このとき、施設７０内では、冷却装置６０の作動その他の設備の作動によって、空気の温度はたとえば２３度等のように、ある程度低い所定の温度に維持されている。

上述のように外筒３２内に導入された空気には、噴射ノズル３３ｂを介して水が噴射される。それにより、水と空気とが気液接触し、空気中のガス状汚染物が水に溶け込んで、空気中からガス状汚染物を除去することが可能となる。また、空気へ噴射される水は、熱交換器５０を経たものであり、熱交換器５０に供給する前の水よりも温度が上昇した状態となっている。そのため、水を空気へ噴射し、水と空気との間で気液接触を行うことにより、水は空気によって冷却される。また、ガス状汚染物が除去された空気は、水との間の気液接触により水の温度を低下させた後に、排気口部３５を経て外部へ排出される。

また、噴射された水は、外筒３２内の空中を飛散しつつ落下した後、または外筒３２の内壁他に沿って落下した後に、水回収部３４で回収される。そして、水回収部３４で回収された水は、循環管路４１を介して熱交換器５０の低温側配管５１へと送り込まれる。

ここで、熱交換器５０には高温側配管５２も存在し、その高温側配管５２には、配管６１を介して冷却装置６０からの水が送り込まれる。かかる高温側配管５２内の水は、冷却装置６０の冷却用として用いられており、温度が上昇した状態となっている。それにより、低温側配管５１内の水と、高温側配管５２内の水との間では温度差が生じており、それらの間で熱交換が行われる。それにより、高温側配管５２内の水は冷却され、その冷却された水は、配管６１を介して冷却装置６０に供給される。また、低温側配管５１内の水は温度上昇させられ、その温度上昇した水は循環管路４１を介して再び外筒３２内へと導入される。

（３）効果について
以上のような空気清浄ユニット２０および冷却システム１０によると、空気清浄装置３０と冷却装置６０とを１まとめとすることで、それぞれが独立している場合よりも効率向上を図ることが可能となる。すなわち、従来の構成では、空気清浄装置３０と冷却装置６０とは、それぞれが独立で設置されるのが通常であり、それぞれ独立して省エネルギー化等の効率向上を図っているが、その効率向上には限界がある。しかしながら、本発明によれば、空気清浄装置３０と冷却装置６０とをまとめて１つのシステムとすることにより、効率向上を図ることが可能となっている。

また、本発明では、冷却装置６０がクーリングタワーを用いる場合と比較して、当該クーリングタワーを設置せずに済み、設置スペースを省スペース化できるメリットがある。加えて、冷却水の冷却性能を向上させることが可能となる。しかも、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却のために投入するエネルギーを低減することも可能となる。

この点について詳述すると、従来の構成においては、空気清浄ユニット２０は熱交換器５０を有しておらず、また水冷式の冷却装置６０は、熱源を冷却するために、クーリングタワー等の専用の設備を有している。特に、クーリングタワーは、大型であり、建物の屋上に設置されることが一般的である。これに対して、本発明の冷却システム１０では、水冷式の冷却装置６０は、クーリングタワーを有しておらず、そのクーリングタワーの代わりに熱交換器５０が設けられている。そのため、大型のクーリングタワーを設置せずに済み、設置スペースを省スペース化できるメリットがある。

加えて、従来のクーリングタワーの場合、冷却水の冷却効率は、さほど高くない状態となっている。たとえば、クーリングタワーの出口水温と冷却空気の入口湿球温度（外気の温度）との差であるアプローチは、通常は５度程度であり、クーリングタワーに導入口側の冷却水と出口側の冷却水との温度差であるクーリングレンジも通常は５度程度である。そのため、たとえば夏の暑い日を例にとると、外気の温度が３７度の場合、３２度程度の冷却水を冷却装置６０に供給する状態となっている。ここで、クーリングタワーでは、冷却水の冷却性能は、冷却するための空気の温度（たとえば温度が３７度の外気）に依存するため、夏の暑い日等においては、冷却性能は悪化してしまう。

しかしながら、本発明では、冷却装置６０の作動その他の設備の作動によって施設７０内の空気の温度が、ある程度低い所定の温度に維持されているため、低温側配管５１内の水の温度は、施設７０内から導入される空気の温度と同じか近い温度となっている。

その例としては、上述のように、施設７０から外筒３２内へと導入される空気の温度が２３度の場合には、気液接触によって水の温度は２３度程度に冷やされる。そして、熱交換器５０では、低温側配管５１内の水と高温側配管５２内の水との間での熱交換により、低温側配管５１内の入口側では２３度程度であった水の温度は、たとえば２７度程度に上昇するものの、高温側配管５２内の水の温度は低下する。また、たとえば高温側配管５２に３７度の温度の水が供給され、外気がたとえば３７度であり、低温側配管５１内に２３度の水が供給される場合、従来のように温度が３７度の外気により、上述したアプローチ程度に水を冷却するのではなく、低温側配管５１内を流れるたとえば２３度の水にて高温側配管５２内の水の冷却が行われる。そのため、高温側配管５２内の水は、クーリングタワーを用いる場合よりも温度が低くなるように冷却させられる。たとえば、上述のように高温側配管５２に３７度の温度の水が供給される場合では、高温側配管５２の出口側の水の温度は２７度程度に冷却可能となる場合もある。

このように、本発明によると、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却性能を向上させることが可能となる。しかも、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却のために投入するエネルギーを低減することも可能となる。

また、図１に示すように、空気管路３７の中途部分には外気管路３９を接続し、その外気管路３９の中途部分に、制御盤３６での制御により作動が制御されるファン４０を設ける構成としても良い。このような構成とする場合、制御盤３６は、外気または外気管路３９内の温度を計測する温度センサ（図示省略）での温度計測、施設７０内または空気管路３７内の空気の温度を計測する温度センサ（図示省略）での温度計測に基づいて、外気の温度が、施設７０内または空気管路３７内の空気の温度よりも低い場合には、ファン３８およびファン４０を作動させるように制御する。そのため、たとえば比較的外気の温度が低い場合には、施設７０内の空気よりも温度の低い外気を外筒３２内に取り込ませることが可能となり、冷却水の冷却性能を一層向上させることが可能となる。しかも、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却のために投入するエネルギーを一層低減することも可能となる。

なお、比較的外気の温度が低い場合としては、日本の温帯湿潤気候の地域では、冬期が代表的であるが、春期や秋期にもそのような時期がある。また、たとえば標高の高い地域、緯度の高い地域のように平均気温が上記よりも低い地域においては、それ以外の季節にもそのような時期がある。また、一日の中でも、たとえば昼夜の温度差等を始めとする温度差により、上記のような外気の温度が低い場合が存在する。

また、図１に示すように、水供給源３４２から給水管路３４１を介して、新しい水を供給可能な構成としても良い。このように構成する場合、給水管路３４１を介して供給される水の温度が外筒３２内に既にある水の温度（水回収部３４内の水の温度）よりも低い場合には、給水管路３４１を介して新しい水を順次供給することによって、循環管路４１を介して熱交換器５０に供給する水の温度を一層低下させることが可能となる。

＜２．空気清浄装置３０について＞
図１における空気清浄装置３０としては、以下に説明するものとしても良い。以下、空気清浄装置３０の具体的な構成について述べる。

（２−１）空気清浄装置３０がサイクロン式スクラバ３０Ａである場合について
図１における空気清浄装置３０は、図２〜図４に示すようなサイクロン式スクラバ３０Ａであっても良い。以下に、サイクロン式スクラバ３０Ａについて説明する。

このサイクロン式スクラバ３０Ａは、スクラバ本体部３１Ａ（処理本体部に対応）と、水回収部３４と、排気口部３５と、エリミネータ部４３と、制御盤３６とを主要な構成要素として有している。これらのうち、スクラバ本体部３１Ａは、そのスクラバ本体部３１Ａの全体を覆う筒状の外筒３２Ａを有している。

外筒３２Ａの上方側には、当該外筒３２Ａの内壁面の接線方向に向かうように、ガス取入口３２１が設けられている。ガス取入口３２１には、空気管路３７の一端側が取り付けられる。なお、空気管路３７の中途部分にファン３８が設けられていて、このファン３８が制御盤３６での制御によってファン３８の作動が制御される。また、空気管路３７の他端側は、施設７０内に設置されている開口部７１に接続されている。

また、空気管路３７、ファン３８、外気管路３９、ファン４０についても、上述の図１に基づいて説明したのと同様の構成となっている。

また、図３に示すように、外筒３２Ａの内部には、該外筒３２Ａよりも径の小さな内筒３２２が、図示されない支持手段によって支持された状態で設けられている。内筒３２２の内部側は、空気が導通する導通路３２２ａとなっている。内筒３２２の上方には、空気をさらに上方に案内するための円錐状の拡径案内部３２２ｂが設けられている。ここで、拡径案内部３２２ｂは、以下の機能も有している。すなわち、外筒３２Ａの内部に空気が導入された場合には、その空気の中には上方側に向かうものもある。そこで、図３に示す拡径案内部３２２ｂのように、中心から外径側に向かうにつれて徐々に上方に向かいつつ拡がる拡径案内部３２２ｂを設けることにより、外筒３２Ａ内に導入された空気は、渦巻状に回転しながら下方へ進行する。

内筒３２２の外面には、揚水管路３３ａの一部が、上方に向かって延伸するように取り付けられている。すなわち、内筒３２２は、空気の導通路３２２ａとしての機能の他に、揚水管路３３ａを支持する機能をも備えている。かかる内筒３２２により支持される揚水管路３３ａには、外筒３２Ａの内壁面に向かうように噴射ノズル３３ｂが取り付けられている。噴射ノズル３３ｂは、１つの揚水管路３３ａに対して、所定の間隔で多数設けられている。また、揚水管路３３ａは、内筒３２２の周方向において、所定の間隔で、複数取り付けられている。それにより、水は、外筒３２Ａの内壁面に向かって、その全周に亘って均等に吹き付けられる構成となっている。

なお、揚水管路３３ａへ水を供給する循環管路４１、熱交換器５０の構成、ポンプ４２等の構成は、既に述べた通りである。また、水回収部３４、給水管路３４１、水供給源３４２、開閉バルブ３４３（駆動源３４３ａを含む）、排出管路３４４、開閉バルブ３４５（駆動源３４５ａを含む）、廃液回収タンク３４６等の構成も、既に図１の空気清浄装置３０において説明した通りである。

図３および図４に示すように、スクラバ本体部３１Ａの上部には、エリミネータ部４３が設けられている。エリミネータ部４３は、不図示の除滴用フィルタを有している。図示は省略するが、この除滴用フィルタは、微細な処理用の空気の流通路が縫うように形成されているものである。そして、処理用の空気が、この除滴用フィルタを通過することにより、空気中に含まれることとなった水滴が除去される。

なお、エリミネータ部４３の上部には、図４に示すような活性炭チャンバ部４４を設けるようにしても良い。この場合の活性炭チャンバ部４４には、水滴除去用のプレフィルタが下方に設けられ、さらには活性炭フィルタが上方側に設けられている。ただし、エリミネータ部４３での水滴除去が十分に為される場合には、プレフィルタを設けない構成としても良い。また、プレフィルタを流路方向に並置することで、複数設ける構成としても良い。

活性炭フィルタは、活性炭チャンバ部４４に複数設けられ、それによって活性炭フィルタユニットが構成される。この活性炭フィルタユニットは、合戦端チャンバ部の内部に、設置面に対して平行に設置されている、金網状の載置部材（図示省略）の上部に設置される。活性炭フィルタユニットは、複数の小ユニットより構成されているが、活性炭フィルタユニットは、このように構成せず、活性炭チャンバ部４４の内部において、どのような配置であっても良い。

各活性炭フィルタは、ハニカム状活性炭から構成される。ハニカム状活性炭は、空気を導通させるセル（開口部）の周囲を、吸着性能を有するリブが囲む構成となっている。すなわち、多数のセルの存在により、活性炭フィルタでは、空気が通り易くなっていて、粒状の活性炭と比較して圧力損失が低下し、またガスの接触面積が広くなっている。

また、図２〜図４に示すように、エリミネータ部４３の上部（活性炭チャンバ部４４が設けられる場合には活性炭チャンバ部４４の上部）には、排気口部３５が設けられている。排気口部３５は、少なくともエリミネータ部４３を通過して、清浄化された空気を外部に排気するための部分である。なお、本実施の形態における排気口部３５は、サイクロン式スクラバ３０Ａの中心軸線から外れた側方側から清浄化された空気を外部に排出するように設けられていて、中心軸線側の上方は屋根で覆われている構成となっている。

また、図４に示すように、スクラバ本体部３１Ａの外方には、サイクロン式スクラバ３０Ａの全体の作動を制御するための制御盤３６が設けられている。制御盤３６は、例えばファン３８，４０、ポンプ４２、開閉バルブ３４３，３４５、熱交換器５０の駆動部分（圧縮機、ポンプ等）等の作動を制御するものである。なお、制御盤３６は、これらの構成要素以外のもの（たとえばポンプ６３等）を制御するようにしても良い。また、制御盤３６には、入力部（コントロールスイッチ等）が設けられていて、その入力部からの制御に関する指令の入力に基づいて、制御盤３６は、各制御対象の作動を制御する。その他、制御盤３６には、サイクロン式スクラバ３０Ａの全体の電源をオン／オフ操作するための電源スイッチ（不図示）が設けられている。また、例えば外気温、湿度、汚染状況等の各条件に応じて、このサイクロン式スクラバ３０Ａの全体を適切な処理能力で自動的に作動させるための、自動作動スイッチ（不図示）を設けるようにしても良い。

また、これらの他に、サイクロン式スクラバ３０Ａの内部を流れている処理用の空気や清浄済み空気の風速、流量、水タンク部の内部の水量、給水管路による水の供給量、水温、噴射ノズルからの水の噴射量、外気温、湿度、ポンプやファンの負荷状況といった各値を検出するための検出計を設けるようにしても良い。

また、図２〜図４に示す構成では、熱交換器５０は外筒３２の外部に設置されている。しかしながら、図５に示すように、熱交換器５０を外筒３２の内部に設置する構成としても良い。なお、図５には、水に浸漬させることが可能な浸漬型の熱交換器５０が水回収部３４に設置されている構成が示されている。

このような構成のサイクロン式スクラバ３０Ａにおいても、施設７０から空気管路３７を介して送り込まれる空気と、噴射ノズル３３ｂから噴射される水との間の気液接触により、水を冷却可能となる。そして、冷却された水を熱交換器５０の低温側配管５１に送り込んで、高温側配管５２内の水を冷却することが可能となり、その水を冷却装置６０の冷却用に用いることが可能となる。

また、上述の図１の構成と同様に、クーリングタワーを設置せずに済むため、設置スペースの省スペース化が可能となる。加えて、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却性能を向上させることが可能となる。しかも、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却のために投入するエネルギーを低減することも可能となる。

また、特にサイクロン式スクラバ３０Ａにおいては、導入された空気に対して、噴射ノズル３３ｂから噴射された水や外筒３２の内壁面に衝突した後の水がミストとなり、そのミストが空気と気液接触する。それにより、ガス状汚染物は、空気から良好に除去することが可能となる。加えて、サイクロン式スクラバ３０Ａにおいては、外筒３２内に空気が接線方向に導入されるため、外筒３２内で空気の旋回流を生じさせることが可能となる。それにより、空気に遠心力を作用させることが可能となり、その遠心力を利用して空気中に含まれている塵埃を、空気中から良好に除去することが可能となる。

また、図５に示すように、水に浸漬させることが可能な浸漬型の熱交換器５０が水回収部３４に設置されている場合、熱交換効率を一層高めることが可能となる。特に、外筒３２内では、空気の旋回流が発生するため、その旋回流を利用して熱交換器５０を冷却することが可能となり、熱交換効率を一層高めることが可能となる。また、熱交換器５０が水回収部３４に直接設置されている場合には、その水回収部３４内の水を利用して熱交換器５０を冷却させることも可能となり、熱交換効率を一層高めることが可能となる。

（２−２）空気清浄ユニットがエアワッシャである場合について
図１における空気清浄装置３０は、図６に示すようなエアワッシャ３０Ｂであっても良い。以下に、エアワッシャ３０Ｂについて説明する。

図６に示すように、エアワッシャ３０Ｂは、処理室３２Ｂを有し、その処理室３２Ｂの下方には、水を回収するための水回収部３４が設けられている。また、処理室３２Ｂには、水噴射部３３が設けられていて、その水噴射部３３は、揚水管路３３ａと、その揚水管路３３ａに多数設けられている噴射ノズル３３ｂとを有している。また、揚水管路３３ａは、循環管路４１に接続されていて、この循環管路４１は、熱交換器５０に接続されている。そして、この熱交換器５０の低温側配管５１に、水回収部３４で回収された水が循環管路４１を介して流れる。

また、処理室３２Ｂ内には、ファン３８の駆動により、空気管路３７を介して施設７０の空気が送り込まれる。そして、処理室３２Ｂ内でガス状汚染物が除去された空気は、エリミネータ部４３を通過した後に、排気口部３５から外部へ排出される。

また、熱交換器５０の高温側配管５２には、冷却装置６０に接続されている配管６１からの水が供給されている。それにより、これら低温側配管５１と高温側配管５２との間で熱交換を行い、その後に配管６１を介して冷却された水を冷却装置６０側に供給可能となる。

このように、空気清浄装置３０を、上述のようなエアワッシャ３０Ｂとした場合にも、施設７０から空気管路３７を介して送り込まれる空気と、噴射ノズル３３ｂから噴射される水との間の気液接触により、水を冷却可能となる。そして、冷却された水を熱交換器５０の低温側配管５１に送り込んで、高温側配管５２内の水を冷却することが可能となり、その水を冷却装置６０の冷却用に用いることが可能となる。

また、上述の図１の構成と同様に、クーリングタワーを設置せずに済むため、設置スペースの省スペース化が可能となる。加えて、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却性能を向上させることが可能となる。しかも、クーリングタワーを用いる場合よりも、冷却水の冷却のために投入するエネルギーを低減することも可能となる。

＜３．冷却装置６０について＞
冷却装置６０の代表例としては、水冷式の空調装置が挙げられる。しかしながら、冷却装置６０は、水冷式の空調装置に限られるものではなく、熱源を水冷式の冷却方式にて冷却するものであれば、どのようなものであっても良い。

そのような水冷式の冷却装置６０としては、水冷式の空調装置以外に、たとえば水冷式の金型装置、水冷式のプレス装置、水冷式の工作機械、対象物を熱によって溶融させたり熱変形させたりする水冷式の加熱装置、水冷式の半導体製造関連装置、回路等の発熱部位を水冷式にて冷却する水冷式のコンピュータ関連装置、その他水冷式コンプレッサを用いた各種機械、水冷式モータを用いた各種機械、水冷式ポンプを用いた各種機械等がある。なお、冷却装置６０は、個別の機械等を冷却する場合のみならず、たとえば１つのまたは複数の生産ラインを冷却するタイプのものであっても良い。

＜４．変形例について＞
以上、本発明の一実施の形態に係る、空気清浄ユニット２０および冷却システム１０について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、１台の空気清浄ユニット２０と１台の冷却装置６０とから構成される冷却システム１０について説明している。しかしながら、冷却システム１０を構成する空気清浄ユニット２０および冷却装置６０の台数は、それぞれ１台に限られるものではない。すなわち、空気清浄ユニット２０を複数台設けるようにしても良く、冷却装置６０を複数台設けるようにしても良く、さらに空気清浄ユニット２０を複数台設けると共に冷却装置６０を複数台設けるようにしても良い。ここで、空気清浄ユニット２０と冷却装置６０とは同じ台数である必要はなく、空気清浄ユニット２０の台数と冷却装置６０の台数とが異なっていても良い。

また、上述の実施の形態では、１台の空気清浄装置３０と１台の熱交換器５０とから構成されている空気清浄ユニット２０について説明している。しかしながら、空気清浄ユニット２０を構成する空気清浄装置３０および熱交換器５０の台数は、それぞれ１台に限られるものではない。すなわち、空気清浄装置３０を複数台設けるようにしても良く、熱交換器５０を複数台設けるようにしても良く、さらに空気清浄装置３０を複数台設けると共に熱交換器５０を複数台設けるようにしても良い。ここで、空気清浄装置３０と熱交換器５０とは同じ台数である必要はなく、空気清浄装置３０の台数と熱交換器５０の台数とが異なっていても良い。

また、上述の実施の形態では、図１に示すように、空気管路３７のうちファン３８よりも下流側の部位に、外気管路３９が接続される構成について説明している。しかしながら、空気管路３７のうちファン３８よりも上流側の部位で、外気管路３９が空気管路３７に接続される構成を採用しても良い。ここで、図１に示すような外気管路３９の接続態様では、空気管路３７のうちファン３８よりも下流側の部位では、ファン３８の作動によって圧力が高くなる。そのため、図１に示すように、外気管路３９を介して外気を外筒３２Ａ内に導入するために、外気管路３９の中途部分にファン４０が設けられている。しかしながら、空気管路３７のうちファン３８よりも上流側の部位で、外気管路３９が空気管路３７に接続される構成とする場合には、空気管路３７のうちファン３８よりも上流側の部位では、圧力が低下する。そのため、施設７０および外気管路３９での適切な気流を維持するべく、外気管路３９の中途部におけるファン４０を省略するようにしても良く。また、外気管路３９に駆動源で開閉状態を制御可能な開閉バルブを設けるようにしても良い。

１０…冷却システム
２０…空気清浄ユニット
３０…空気清浄装置
３０Ａ…サイクロン式スクラバ
３０Ｂ…エアワッシャ
３１…処理本体部
３１Ａ…スクラバ本体部
３２，３２Ａ…外筒
３２Ｂ…処理室
３３…水噴射部
３３ａ…揚水管路
３３ｂ…噴射ノズル
３４…水回収部
３５…排気口部
３６…制御盤（制御手段に対応）
３７…空気管路
３８…ファン（第１のファンに対応）
３９…外気管路
４０…ファン（第２のファンに対応）
４２，６３…ポンプ
４１…循環管路
４３…エリミネータ部
４４…活性炭チャンバ部
５０…熱交換器
５１…低温側配管
５２…高温側配管
６０…冷却装置
６１…配管
６２…送風配管
７０…施設
７１…開口部
３２１…ガス取入口
３２２…内筒
３４３，３４５…開閉バルブ
３４３ａ，３４５ａ…駆動源

Claims (5)

1. 施設内の空気が空気管路を介して外筒内に導入されると共に、導入された空気に対して水噴射部から水を噴射することによって前記空気中からガス状汚染物を除去する空気清浄装置と、
   前記空気清浄装置の水回収部で回収された水が供給される低温側配管を備えると共に、熱源を冷却する冷却装置に用いられる水が供給される高温側配管とを備え、この低温側配管内の水と高温側配管内の水との間で熱交換を行う熱交換器と、
   を具備し、
   前記外筒内では前記施設内から導入される前記空気によって水が冷却された後に前記水回収部によって水が回収され、その回収された水を前記熱交換器の前記低温側配管に供給する、
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。
2. 請求項１記載の空気清浄ユニットであって、この空気清浄ユニットは制御手段を有すると共に、さらに、
   前記空気管路の中途部分には、前記施設内の空気を前記外筒内へ送り込むための第１のファンが設けられていて、
   前記空気管路の中途部分には、外気を導入するための外気管路が接続されていると共に、この外気管路の中途部分には、外気を前記空気管路内の空気と混合させて前記外筒に送り込むための第２のファンが設けられていて、
   前記制御手段は、前記第１のファンと前記第２のファンの作動を制御すると共に、その制御によって前記外気の前記外筒内への送り込みが制御される、
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。
3. 請求項２記載の空気清浄ユニットであって、
   前記空気清浄装置には、水供給源から新たな水を供給するための供給管路が接続されていて、
   前記供給管路の中途部分には、前記制御手段での制御によって作動が制御される駆動源を有する開閉バルブが設けられていて、
   前記開閉バルブは、前記制御手段での前記駆動源の作動の制御によって開閉状態が制御される、
   ことを特徴とする空気清浄ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の空気清浄ユニットであって、
   前記空気清浄装置は、サイクロン式スクラバであることを特徴とする空気清浄ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の空気清浄ユニットを有することを特徴とする冷却システム。
   
   

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