JP2996955B1 - 空気浄化装置 - Google Patents
空気浄化装置Info
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Abstract
発揮して有害ガスを効果的に除去することができる空気
浄化装置を提供する。 【解決手段】 空気の流路に沿って順番に、加熱手段1
と、加熱加湿手段2と、冷却加湿手段3と、冷却手段4
と、再加熱手段6とを設け、加熱および冷却用の冷温水
はヒートポンプ8の蓄熱槽7から供給する。
Description
し、特にクリーンルームの外気処理用空気浄化装置に関
するものである。
においては、粒子状の汚染物質とともにSOXやNOXあ
るいはアンモニアその他のガス状の有害物質を除去しな
ければならない。このような有害ガスを除去するために
活性炭などの吸着剤を含んだケミカルフィルターが用い
られている。しかしながら、ケミカルフィルターは高価
であり、また除去効果に寿命があり交換時期の判定や作
業が面倒である。
別に、核凝縮による有害ガス浄化法が知られている。こ
の核凝縮法においては、まず微粒子を含む過飽和の水蒸
気雰囲気を生成することにより、水蒸気分子が熱運動に
より微粒子表面に衝突付着し、微粒子を核としてその表
面に薄い液膜が形成される。さらに水蒸気分子が核表面
に付着して拡散凝縮し、微粒子径が数μmまで成長す
る。この過程は有核凝縮あるいは不均一相核生成と呼ば
れる。この凝縮成長過程において、水溶性の有害ガスが
水蒸気分子とともに微粒子表面に吸着し、凝縮水に吸収
される。このように有害ガスを吸収した凝縮水を含む空
気を例えばエリミネータに衝突させる等の慣性集塵によ
り、凝縮水がドレンとして分離され空気が清浄化され
る。
エアワッシャを組込むことにより得られる。従来、この
ような有害ガス除去を目的としたエアワッシャにおいて
は、常温の水をノズルにより噴霧して微細な水滴を形成
し、この水滴に有害ガス成分を吸着させてこれをエリミ
ネータにより凝縮水として分離して清浄空気を得てい
た。
常温の水を噴霧するエアワッシャは、水滴と有害ガスと
の接触により有害ガスを吸着させて除去するものであ
り、前述の核凝縮の原理が充分に生かされず、核凝縮作
用による有害ガス除去効果が充分に発揮されなかった。
て、核凝縮の原理に基づくガス吸着作用を充分に発揮し
て有害ガスを効果的に除去することができる空気浄化装
置の提供を目的とする。
め、本発明では、空気の流路に沿って順番に、加熱手段
と、加熱加湿手段と、冷却加湿手段と、冷却手段と、再
加熱手段とを設けたことを特徴とする空気浄化装置を提
供する。
熱され、加熱された状態で加湿されるため、絶対湿度を
高めることができ、過飽和状態にしたときに空気中に含
まれる水蒸気分子の量を多くすることができる。したが
って、核凝縮成長過程におけるガス吸着が促進され有害
ガス除去効率が高められる。また、加熱状態とすること
により、水蒸気分子の熱運動が活発になり、微粒子表面
への衝突による凝縮成長作用が促進され有害ガスをさら
に効率よく吸着することができる。
く充分に吸着した微粒子を含む過飽和状態の空気を低温
で加湿することにより、断熱冷却により有害ガスを吸着
した水蒸気が凝縮して液滴として除去されるとともに、
加湿によりさらに低温の過飽和状態の空気となる。この
過飽和状態の空気をさらに冷却することにより、核凝縮
が促進されるとともに再び断熱冷却により水蒸気が凝縮
して液滴として除去される。このように2度の過飽和状
態をつくり、2段階の冷却作用を施してそれぞれ断熱冷
却により水蒸気を凝縮させることにより、有害ガスをよ
り効率よく吸着するとともに、凝縮量が多くなるため有
害ガスを吸着した凝縮水をドレンとして充分に排出する
ことができる。
露点温度制御が可能となって、空気状態線図上で飽和曲
線に沿った空気状態が得られ、冷却量に対応して露点温
度が容易に調整でき、これを再加熱することにより所望
の空気状態が容易に精度よく得られる。
コイルからなり、前記加熱加湿手段は温水を噴霧する温
水ノズルからなり、前記冷却加湿手段は冷水を噴霧する
冷水ノズルからなり、前記冷却手段は冷水コイルからな
り、前記再加熱手段は温水コイルからなり、蓄熱槽を有
するヒートポンプシステムを備え、前記各温水コイルお
よび温水ノズルの入口側は前記蓄熱槽の高温側に接続さ
れ、前記各冷水コイルおよび冷水ノズルの入口側は前記
蓄熱槽の低温側に接続されたことを特徴としている。
て、前述の核凝縮法により高効率で有害ガスを除去する
浄化装置を実現することができるとともに、ヒートポン
プの特性と蓄熱槽の特性を有効に利用してエネルギーの
節約を図りコストの低減を図ることができる。
コイルの後流側にエリミネータを設けたことを特徴とし
ている。
コイルを通して2段階の冷却作用により生成される凝縮
水を排出することによって有害ガスを吸着した液滴が除
去された後、さらにエリミネータによる慣性集塵作用を
施して有害ガスをより確実に除去することができる。
は、槽内を温度的に複数段階の槽に分割されたことを特
徴としている。
槽、中温槽および低温槽の3槽に分割し、高温槽および
低温槽から温水および冷水を各ノズルおよびコイルに供
給し、各温水および冷水ノズルおよびコイルからの還り
の温水および冷水を中温槽に戻すことにより、槽内の温
度分布を保ったまま、効率的に蓄熱槽の冷温水を利用
し、槽内の高温側と低温側の混合による熱損失を防ぎ、
ヒートポンプによる熱回収や省エネルギーによる効率運
転の効果を十分に得ることができる。
る空気浄化装置の構成図である。クリーンルームに外気
を供給する外調機(図示しない)内の空気流路Fに沿っ
て、温水コイルからなる加熱器1と、温水を噴霧する温
水ノズルからなる加湿器2と、冷水を噴霧する冷水ノズ
ルからなるワッシャー3と、冷水コイルからなる冷却器
4と、エリミネータ5と、温水コイルからなる再加熱器
6が設けられる。このクリーンルームあるいはその他の
建物室内を空調するために蓄熱槽7を有するヒートポン
プ8が備わる。蓄熱槽7は槽内を、高温槽7a、中温槽
7bおよび低温槽7cの3槽に分割され、各槽間は2重
隔壁からなる連通部7dおよび7eにより連通してい
る。高温槽7aの温水および低温槽7cの冷水は、それ
ぞれヒートポンプ8の凝縮器および蒸発器を介して循環
し、凝縮器で暖められた温水は高温槽7aの高温側の堰
部7fに戻され、蒸発器で冷やされた冷水は低温槽7c
の低温側のもぐり堰部7gに戻される。
により冷熱や温熱が蓄えられ、高温槽7aには40〜4
5℃程度の温水が蓄えられ、低温槽7cには5〜7℃程
度の冷水が蓄えられる。蓄熱槽7は図の例のように槽内
を3槽に分割した構成に限らず、槽内を高温側と低温側
の2槽に分割した構成や高温槽と低温槽の槽自体を完全
に分離して別体の槽とした構成あるいは槽内を分割しな
いで高温側から低温側に温度勾配を形成した温度成層型
の構成等としてもよい。また、低温槽側の蓄熱体は水に
限らず、氷蓄熱方式であってもよい。
8を備えた外調機において、前述の加熱器1、加湿器2
および再加熱器6には、蓄熱槽7の高温槽7aの温水が
高温側堰部7fから供給される。加熱器1および再加熱
器6を通過した温水は、中温槽7bの高温側連通部7d
に戻され、加湿器(温水ワッシャ)2で噴射された温水
はドレンとして排水される。ワッシャ3および冷却器4
には低温槽7cの冷水が低温側のもぐり堰部7gから供
給され、それぞれ中温槽7bの低温側連通部7eに戻さ
れる。また、冷却部4およびエリミネータ5のドレン水
は温水ワッシャのドレン水とともに排水される。
により、浄化すべき空気流路Fを流れる外気温度が上昇
し、水蒸気成分を多く含ませて絶対湿度を高めることが
可能な状態となる。この加熱器1の後流側に設けた温水
噴霧による加湿器2により、過飽和状態の空気が得られ
る。この過飽和状態の空気中で、核凝縮作用により水蒸
気分子が凝縮成長するとともに有害ガスが、凝縮した水
蒸気分子に吸着される。
過することにより、過飽和状態の空気の一部が断熱冷却
されて有害ガスを吸着した凝縮水がドレンとして液化し
て排出される。このとき、冷水噴霧により、低温の過飽
和状態の空気が得られる。また、このワッシャー3は、
上記核凝縮作用による有害ガス除去機能とともに、水滴
と外気中の塵埃等の微粒子との接触により直接これらの
微粒子を除去する洗浄機能を有する。
4を通過することにより、断熱冷却により、核凝縮作用
により有害ガスを吸着した凝縮水がドレン水として液化
して排出される。この冷却器4を通過した外気は、さら
にエリミネータ5を通過することにより、上記ワッシャ
ー3および冷却器4で取り切れなかった核凝縮作用によ
り有害ガスを吸着した凝縮水を、このエリミネータ5と
の慣性衝突によりドレンとして液化して排出する。な
お、このエリミネータ5は、ワッシャー3および冷却器
4による凝縮水排出が充分に行われる場合には省略して
もよい。
による2段階の冷却作用を伴う凝縮水排出およびこれに
続くエリミネータ5による凝縮水排出により有害ガスが
除去された外気は、再加熱器6を通過することにより、
再加熱されクリーンルームに給気される。この場合、再
加熱前の空気は、空気状態線図において、飽和曲線に沿
って冷却されているため、露点温度制御によって、露点
温度が確実に把握され、この再加熱器6の加熱量を調整
することにより、クリーンルームに必要な所望の室内空
気状態が得られる。
は、清浄化すべき空気が加熱され、加熱された状態で加
湿されるため、絶対湿度を高めることができ、過飽和状
態にしたときに空気中に含まれる水蒸気分子の量を多く
することができる。したがって、核凝縮成長過程におけ
るガス吸着が促進され有害ガス除去効率が高められる。
また、加熱状態とすることにより、水蒸気分子の熱運動
が活発になり、微粒子表面への衝突による凝縮成長作用
が促進され有害ガスをさらに効率よく吸着することがで
きる。
蓄熱槽の高温側および低温側から温水および冷水をそれ
ぞれ供給することにより、ヒートポンプが製造する冷温
水を有効に利用してエネルギーの節約を図りコストの低
減を図って、省エネルギーの空気浄化装置を実現するこ
とができる。
成図。
器、5:エリミネータ、6:再加熱器、7:蓄熱槽、
8:ヒートポンプ。
Claims (4)
- 【請求項1】空気の流路に沿って順番に、加熱手段と、
加熱加湿手段と、冷却加湿手段と、冷却手段と、再加熱
手段とを設けることにより2段階の核凝縮浄化構造を形
成したことを特徴とする空気浄化装置。 - 【請求項2】前記加熱手段は温水コイルからなり、前記
加熱加湿手段は温水を噴霧する温水ノズルからなり、前
記冷却加湿手段は冷水を噴霧する冷水ノズルからなり、
前記冷却手段は冷水コイルからなり、前記再加熱手段は
温水コイルからなり、 蓄熱槽を有するヒートポンプシステムを備え、 前記各温水コイルおよび温水ノズルの入口側は前記蓄熱
槽の高温側に接続され、 前記各冷水コイルおよび冷水ノズルの入口側は前記蓄熱
槽の低温側に接続されたことを特徴とする請求項1に記
載の空気浄化装置。 - 【請求項3】前記冷水コイルの後流側にエリミネータを
設けたことを特徴とする請求項2に記載の空気浄化装
置。 - 【請求項4】前記蓄熱槽は、槽内を温度的に複数段階の
槽に分割されたことを特徴とする請求項2または3に記
載の空気浄化装置。
Priority Applications (1)
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Cited By (3)
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1998
- 1998-08-03 JP JP10218937A patent/JP2996955B1/ja not_active Expired - Lifetime
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