JP3544836B2

JP3544836B2 - Air washer

Info

Publication number: JP3544836B2
Application number: JP26470697A
Authority: JP
Inventors: 允和山形; 州三秋田; 次明上村
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Kubota Corp; Kubota Air Conditioner Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Kubota Corp; Kubota Air Conditioner Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH11104428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場等における空気調和装置に係り、空気中の塵埃や有害ガスを除去するとともに、飽和効率の高い加湿を行なうエアワッシャに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアワッシャとしては、例えば特開平７−９６１２２号公報に開示するものがあり、その概要を図１０に示す。図１０において、エアワッシャｌは、空気が上流側から下流側に向けて通過する水噴霧室２を備え、水噴霧室２のほぼ中央に空気の流れ方向（図中に矢印で示す）に延びる仕切板３を設け、仕切板３に対向して水噴霧装置４のノズル４ａを配置している。
【０００３】
このエアワッシャ１において、仕切板３に衝突するように、水噴霧装置４のノズル４ａから清浄水を噴霧水として噴霧すると、水噴霧室２を通過する空気中の塵埃が噴霧水に衝突し、塵埃は噴霧水とともに仕切板３に達して仕切板３の表面に形成する水膜に補えられて、水膜の落下とともに仕切板３に沿って流下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したエアワッシャ１は、空気中の塵埃の除去を目的としたものであり、このエアワッシャｌで空気を飽和状態付近まで加湿するには、水噴霧室２における空気の流量に対する噴霧水量の割合を、塵埃を除去するための通常の割合より高く設定する必要があり、水噴霧装置４のノズル４ａに清浄水を圧送するためのポンプに大きな出力のものを要することになり、空気に効率よく加湿することができなかった。
【０００５】
ところで、水噴霧室２を通過する空気中の有害ガス成分を噴霧水によって吸収除去しようとする場合には、有害ガスの除去性能を維持するために、噴霧水の清浄度を所定値以上に保つ必要があり、噴霧水を循環利用する場合には、噴霧水に取り込んだ有害ガス成分の濃度が所定値以下を保つように、新たに清浄水を補給する必要がある。
【０００６】
しかし、系内を循環する循環水に対して清浄水を供給するに際し、循環水を一時的に貯留する水槽へ清浄水を供給する場合には、水槽内に滞留する循環水中の有害ガス成分の濃度を希釈することになり、言い換えると補給水として供給する清浄水が水槽中の有害ガス成分によって汚濁されるので、補給する清浄水の清浄性を十分に活用することができなかった。しかも、補給水の全量に純水を使用する場合には多量の純水を要し、純水製造装置に容量の大きなものが必要となり、コストが高くなる問題があった。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、空気中の塵埃や有害ガスを確実に除去するとともに、清浄水として使用する純水の供給量を低減し、かつ飽和効率の高い加湿を行なうエアワッシャを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の請求項１に係るエアワッシャは、空気入口と空気出口とを有し、空気入口から空気出口に向かって空気流が生じる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に配置する第１ワッシャメディアと、水噴霧室内に空気流を横切って配置する第２ワッシャメディアと、水噴霧室の空気出口に配置する第３ワッシャメディアと、水噴霧室内の第１ワッシャメディアより下流側に位置し、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディアに達する噴霧水を噴霧する第１段ノズルと、水噴霧室内の第２ワッシャメディアより下流側に位置し、空気流とは逆方向に向けて、もしくは順方向に向けて噴霧水を噴霧する第２段ノズルと、水噴霧室内に位置して流下する噴霧水を受け止める貯水槽と、貯水槽内の循環水を第１段ノズルに循環供給する循環水供給系と、補給水を第２段ノズルに供給する補給水供給系とを備え、第２段ノズルに補給水を供給する補給水供給系は、補給水として清浄水もしくは純水を供給するものである。
【０００９】
上記した構成により、請求項１に係るエアワッシャにおいて、水噴霧室の空気入口から第１ワッシャメディアを通して流入する空気流に対し、その流れに対向するように貯水槽からの水を第１段ノズルから噴霧すると、噴霧水が空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第１ワッシャメディアに達し、第１ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【００１０】
第１ワッシャメディアに達した噴霧水は、第１ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００１１】
第ｌワッシャメディアに衝突しなかった噴霧水は、一部が水噴霧室の天井面、壁面または貯水面に衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動し、その過程において蒸発して空気を加湿するとともに、空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第２ワッシャメディアに達し、第２ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【００１２】
第２ワッシャメディアに達した噴霧水は、第２ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流下する過程において蒸発して空気を加湿する。貯水槽に滞留する循環水は、循環水供給系を通って循環し、再び第１段ノズルから噴霧する。
【００１３】
このように、第１段ノズルから噴霧水を空気流に対向するように噴射し、折り返すように空気を加湿するので、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低く設定しても、第ｌおよび第２ワッシャメディアによって空気中の塵埃や有害ガスを十分に除去するとともに効率よく空気を加湿でき、循環水供給系におけるポンプ等のアクチュエータの出力を低減することができる。
【００１４】
第２ワッシャメディアを通過した空気流に対し、清浄な補給水を第２段ノズルから噴霧すると、清浄な水の噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第３ワッシャメディアに達し、第３ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【００１５】
第３ワッシャメディアに達した噴霧水は、第３ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００１６】
このように、第２段ノズルから噴霧する清浄な水は、初期清浄度を保った状態で噴霧水となるので、第１ワッシャメディアおよび第２ワッシャメディアを通過した有害ガスに対して、その清浄性を有効に活かして高い除去性能を発揮することができる。貯水槽へ流入した清浄な水は補給水として循環水に合流し、循環水供給系を通って第１段ノズルから循環水として噴霧する。第３ワッシャメディアを通過した空気は、浄化して十分に加湿した清浄な空気として空気出口から流出する。
【００１７】
補給水は、空気の加湿に伴って減少する循環水の減少量を補うとともに、循環水中の有害ガス濃度を一定値以下に維持するために必要な量を第２段ノズルと貯水槽へ供給し、貯水槽の水位を保つ位置に設けるオーバーフロー管から余分となる水を排出する。
【００１８】
エアワッシャは、第２段ノズルに補給水を供給する補給水供給系が、補給水として純水を供給することにより、純水のより清浄性を活かした有害ガスの除去を行ないつつ、全ての補給水を純水にしなくてもよいので、純水の使用量を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、エアワッシャ１０は、矩形の流路断面を有する本体ケーシング１１の内部に、所定長さの水噴霧室１２を有している。水噴霧室１２は、その一端に形成した空気入口１２ａにおいてダクト（図示せず）に接続しており、このダクトから流入する空気Ａが水噴霧室１２の流路を通って他端に形成した空気出口１２ｂから流出する。
【００２０】
水噴霧室１２には、空気入口１２ａに位置して第１ワッシャメディア１３を配置し、水噴霧室１２の流路の途中に位置して第２ワッシャメディア１４を配置し、空気出口１２ｂに位置して第３ワッシャメディア１５を配置しており、第１ワッシャメディア１３と第２ワッシャメディア１４の間を第１段エアワッシャ部１２ｃとし、第２ワッシャメディア１４と第３ワッシャメディア１５の間を第２段エアワッシャ部１２ｄとしている。各ワッシャメディア１３、１４、１５は、噴霧水を補足する線材からなるマット状のもので、空気流の流路断面とほぼ等しい形状を有し、ポリ塩化ビニルデン系繊維やステンレスの線材等からなり、たとえば２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の厚みを有するマット状のものである。
【００２１】
水噴霧室１２の内部には、後述する循環水供給系に連通する複数の第１段ノズル１６を第１ワッシャメディア１３より下流側に位置して配置するとともに、後述する補給水供給系に連通する複数の第２段ノズル１７を第２ワッシャメディア１４より下流側に位置して配置している。第１段ノズル１６は、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディア１３に達する噴霧水を噴霧するものであり、第２段ノズル１７は、空気流とは逆方向に向けて第２ワッシャメディア１４に達しない噴霧水を噴霧するものである。
【００２２】
第１段ノズル１６からの噴霧水の圧力は、水噴霧室１２内に所定流量の空気を流しているときに噴霧水の一部１／３程度）が第１ワッシャメディア１３に衝突する程度に設定する。また、残りの水の一部（１／３程度、全水量の２／９）が、水噴霧室１２内において天井面、壁面等に衝突し、その残りの水（全水量の５／９）が空気の流れに乗って移動し、第２ワッシャメディア１４に衝突するように設定する。
【００２３】
第２段ノズル１７からの噴霧水の圧力は、水噴霧室１２内に所定流量の空気を流しているときに、噴霧水が第２ワッシャメディア１４に衝突する前に、空気の流れに乗って移動して第３ワッシャメディア１５に衝突するように設定する。
【００２４】
水噴霧室１２の下部には、流下する噴霧水を受け止める貯水槽１８が設けてあり、貯水槽１８に滞留する循環水を第１段ノズル１６第１段ノズルに循環供給する循環水供給系１９が水噴霧室１２の下部に連通して設けてある。
【００２５】
循環水供給系１９は、貯水槽１８の下部に開口する吸込管２０と、吸込管２０に接続した循環ポンプ２１と、循環ポンプ２１を駆動するモータ２２と、循環ポンプ２１の吐出口に接続して水噴霧室１２の上方に配置した第１段吐出管２３と、第１段吐出管２３から分岐して水噴霧室１２の第１段エアワッシャ部１２ｃに垂直方向に配設した複数の第１段分岐管２４とからなり、各第１段分岐管２４に前述した複数の第１段ノズル１６を設けている。
【００２６】
第２段ノズルに補給水を供給する補給水供給系２５は、清浄水供給装置（図示せず）もしくは純水供給装置（図示せず）に接続して水噴霧室１２の上方に配置した第２段吐出管２６と、第２段吐出管２６から分岐して水噴霧室１２の第２段エアワッシャ部１２ｄに垂直方向に配設した複数の第２段分岐管２７とからなり、各第２段分岐管２７に前述した複数の第２段ノズル１７を設けている。
【００２７】
貯水槽１８には、オバーフロー管２８と、補給水として清浄水を供給する第２補給水供給管２９が連通し、供給管２９は清浄水供給装置（図示せず）に連通している。
【００２８】
水噴霧室１２の下流側には、水噴霧室１２を通過した空気に含まれる水滴等を除去するエリミネータ３０が配置してあり、水噴霧室１２の空気出口１２ｂには、水噴霧室１２と同様の流路断面形状を有する所定長さの冷却室３１が接続してある。冷却室３１の内部には冷却器として冷却コイル３２が設けてあり、冷却室３１の下方にはドレンパン３３が形成したある。このドレンパン３３の凹みには冷却室３１の外部へ通じるドレンパイプ３４が接続してある。水噴霧室１２の下流側には送風機（図示せず）が配置してあり、この送風機を作動することによって水噴霧室１２の流路に空気を導く。
【００２９】
本実施の形態においては、第２段ノズル１７は、空気流とは逆方向に向けて第２ワッシャメディア１４に達しない噴霧水を噴霧するものであるが、図６から図７に示すように、第２段ノズル１７は、空気流と順方向に向けて噴霧水を噴霧するものであっても良い。
【００３０】
上記した構成における作用を説明する。空気Ａは空気入口１２ａから第１ワッシャメディア１３を通して水噴霧室１２の第１段エアワッシャ部１２ｃに流入する。この空気流に対し、その流れに対向するように貯水槽１８からの循環水を第１段ノズル１６から噴霧する。噴霧水は空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第１ワッシャメディア１３に達し、第１ワッシャメディア１３が塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第１ワッシャメディア１３では、噴霧水が第１ワッシャメディア１３に付着した塵埃を洗い流して流下するとともに、有害ガスを取り込んで貯水槽１８へ流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００３１】
第ｌワッシャメディア１３に衝突しなかった噴霧水は、一部が水噴霧室１２の天井面、壁面または貯水面に衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動し、その過程において蒸発して空気を加湿するとともに、空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第２ワッシャメディア１４に達し、第２ワッシャメディア１４が塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第２ワッシャメディア１４では、噴霧水が第２ワッシャメディア１４に付着した塵埃を洗い流して流下するとともに、有害ガスを取り込んで貯水槽１８へ流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気を加湿する。貯水槽１８に滞留する循環水は、循環水供給系１９を通って循環し、再び第１段ノズル１６から噴霧する。
【００３２】
第２ワッシャメディア１４を通過した空気流は、水噴霧室１２の第２段エアワッシャ部１２ｄに流入する。この空気流に対して、清浄水もしくは純水を第２段ノズル１７から噴霧すると、清浄水もしくは純水の噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第３ワッシャメディア１５に達し、第３ワッシャメディア１５が塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【００３３】
第３ワッシャメディア１５では、噴霧水が第３ワッシャメディア１５に付着した塵埃を洗い流して流下するとともに、有害ガスを取り込んで貯水槽１８へ流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００３４】
貯水槽へ流入した清浄水もしくは純水は、補給水として循環水に合流し、循環水供給系１９を通って第１段ノズル１６から循環水として噴霧する。
第３ワッシャメディア１５を通過した空気は、浄化して十分に加湿した清浄な空気として空気出口からエリミネータ３０に流入し、エリミネータ３０において空気中の水滴を除去する。エリミネータ３０から流出する空気は冷却室３１に導き、冷却コイル３２によって冷却する。
【００３５】
上述した過程において、循環水は空気の加湿に伴って減少するので、この循環水の減少量を補うとともに、循環水中の有害ガス濃度を一定値以下に維持するために必要な必要補給水量の補給水を循環水の循環系に補給する。第２段エアワッシャ部１２ｄにおいて清浄水もしくは純水が貯水槽１８へ補給水として流入するので、この水量を必要補給水量から減じ、その量を補給水として第２補給水供給管２９から貯水槽１８に供給する。第２補給水供給管２９から供給する補給水は、純水でなく、適度に浄化した水道水等の清浄水（塩素を除去したもの）を使用する。
【００３６】
図５に示す湿り空気線図は、図４に示すエアワッシャの各位置における空気の状態変化を示しており、図４および図５において、▲１▼〜▲５▼は互いに対応している。すなわち、▲１▼は第１ワッシャメディア１３の直前の状態、▲２▼は第１ワッシャメディア１３を通過直後の状態、▲３▼は第２ワッシャメディア１４を通過直後の状態、▲４▼はエリミネータ２２を通過直後の状態、▲５▼は冷却コイル３２を通過直後の状態を示す。
【００３７】
第１段ノズル１６からの噴霧水は加熱・冷却しないので、▲１▼から▲４▼までの過程において空気は断熱変化し、湿球温度一定の線上をその相対湿度を高めるように変位する。その後、▲４▼から▲５▼までの過程では、冷却コイル３２によって要求する絶対湿度まで飽和線に沿うように冷却する。ここで、▲１▼から▲４▼までの区間Ｂにおける乾球温度（横軸）の温度差と、▲１▼から▲１▼−▲４▼線と飽和線との交点（飽和点Ｃ）までの区間Ａにおける乾球温度（横軸）の温度差との割合がエアワッシャの効率である。
（実施例１）
以下に、アンモニアガスを除去対象ガスとする場合の必要補給水量について説明する。
【００３８】
ここで、ガス除去率η、必要補給水量Ｑ_F（ｍ³／ｓ）、風量Ｑ_G（ｍ³／ｓ）、蒸発（加湿）水量Ｑ_B（ｍ³／ｓ）、噴霧水中のガス濃度Ｃ_W（ｍｏｌ／ｍ³）、第１段エアワッシャ部１２ｃの入口空気のガス濃度Ｃ_G1（ｍｏｌ／ｍ³）、第２段エアッシャ部１２ｄの入口空気のガス濃度Ｃ_G2（ｍｏｌ／ｍ³）とすると、循環水噴霧の場合の必要補給水量Ｑ_F（ｍ³／ｓ）＝Ｑ_G・η・Ｃ_Gin／１００Ｃ_W＋Ｑ_Bとなる。
【００３９】
また、水・空気比＝噴霧水量（ｋｇ／ｈ）／空気量（ｋｇ／ｈ）、空気量（ｋｇ／ｈ）＝風量（ｍ³／ｈ）×１．２（標準空気の密度ｋｇ／ｍ³）である。
今、風量Ｑ_G＝９０００ｍ³／ｈ（２．５ｍ³／ｓ，１０８００ｋｇ／ｈ）、入口空気のガス濃度Ｃ_G1＝５．０×１０^-6ｍｏｌ／ｍ³、乾球温度２０℃、相対湿度４５％とすると、蒸発（加湿）水量Ｑ_B＝０．８×１０^-5ｍ³／ｓとなる。循環水噴霧量１０８リッター／分（１．８×１０^-3ｍ³ｓ）とすると、水・空気比０．６となる。図８は、水・空気比０．６におけるアンモニアガスのＣ_W／Ｃ_G1とガス除去率η₁の関係を示すものである。第１段エアワッシャ部１２ｃでの目標ガス除去率η₁を８５％とした場合に、必要補給水量Ｑ_F＝２．２１×１０^-4ｍ³／ｓ（１３．３リッター／分）となる。これは、水・空気比０．０７４に相当する。
【００４０】
図９は、純水噴霧の場合における水・空気比とアンモニアガスのガス除去率η₂の関係を示すものであり、第２段エアワッシャ部１２ｄにおける噴霧水量（純水）を７リッター／分とすると、ガス除去率η₂は４０パーセントとなり、水・空気比０．０４に相当する。
【００４１】
よって、総合ガス除去率η_T＝η₁＋（１００−η₁）・η₂／１００は９１パーセントとなり、補給水供給管２９による補給水量は、１３．４−７．０＝６．４リッター／分（全補給水の４８％）となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、第１段ノズルから噴霧水を空気流に対向するように噴射し、折り返すように空気を加湿するので、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低く設定しても、第ｌおよび第２ワッシャメディアによって空気中の塵埃を十分に除去するとともに効率よく空気を加湿でき、循環水供給系におけるポンプ等のアクチュエータの出力を低減することができる。
【００４３】
第２段ノズルから噴霧する清浄水もしくは純水は、初期清浄度を保った状態で噴霧水となるので、第１ワッシャメディアおよび第２ワッシャメディアを通過した有害ガスに対して、その清浄性を有効に活かして高い除去性能を発揮することができる。
【００４４】
第２段ノズルへの補給水を純水とし、貯水槽への補給水を清浄水とすることにより、純水のより清浄性を活かした有害ガスの除去を行ないつつ、全ての補給水を純水にしなくてもよいので、純水の使用量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図２】同エアワッシャの縦断面図である。
【図３】同エアワッシャの横断面図である。
【図４】同エアワッシャにおける噴霧水の流れを示す模式図である。
【図５】同エアワッシャにおける空気の状態変化を示す湿り空気線図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図７】同エアワッシャにおける噴霧水の流れを示す模式図である。
【図８】同エアワッシャの水・空気比０．６におけるアンモニアガスのＣ_W／Ｃ_G1とガス除去率η₁の関係を示すグラフ図である。
【図９】同エアワッシャの純水噴霧における水・空気比とアンモニアガスのガス除去率η₂の関係を示すグラフ図である。
【図１０】従来のエアワッシャの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０エアワッシャ
１１本体ケーシング
１２水噴霧室
１２ａ空気入口
１２ｂ空気出口
１２ｃ第１段エアワッシャ部
１２ｄ第２段エアワッシャ部
１３第１ワッシャメディア
１４第２ワッシャメディア
１５第３ワッシャメディア
１６第１段ノズル
１７第２段ノズル
１８貯水槽
１９循環水供給系
２０吸込管
２１循環ポンプ
２２モータ
２３第１段吐出管
２４第１段分岐管
２５補給水供給系
２６第２段吐出管
２７各第２段分岐管
２８オバーフロー管
２９第２補給水供給管
３０エリミネータ
３１冷却室
３２冷却コイル
３３ドレンパン
３４ドレンパイプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner in a semiconductor factory or the like, and relates to an air washer that removes dust and harmful gas from air and performs humidification with high saturation efficiency.
[0002]
[Prior art]
A conventional air washer is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-96122, and its outline is shown in FIG. In FIG. 10, the air washer 1 includes a water spray chamber 2 through which air passes from the upstream side to the downstream side, and extends in substantially the center of the water spray chamber 2 in the air flow direction (indicated by an arrow in the figure). The partition plate 3 is provided, and the nozzle 4a of the water spraying device 4 is arranged to face the partition plate 3.
[0003]
In the air washer 1, when clean water is sprayed as spray water from the nozzle 4a of the water spray device 4 so as to collide with the partition plate 3, dust in the air passing through the water spray chamber 2 collides with the spray water, The dust reaches the partition plate 3 together with the spray water and is supplemented by a water film formed on the surface of the partition plate 3 and flows down along the partition plate 3 as the water film falls.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned air washer 1 is intended to remove dust in the air. To humidify the air with the air washer 1 to near the saturated state, the ratio of the amount of spray water to the flow rate of air in the water spray chamber 2 Must be set higher than the normal ratio for removing dust, and a pump for pumping clean water to the nozzle 4a of the water spraying device 4 needs to have a large output, so that air can be efficiently discharged. Could not humidify.
[0005]
By the way, when the harmful gas component in the air passing through the water spray chamber 2 is to be absorbed and removed by the spray water, the cleanliness of the spray water is maintained at a predetermined value or more in order to maintain the performance of removing the harmful gas. When the spray water is circulated and used, it is necessary to newly supply clean water so that the concentration of the harmful gas component taken into the spray water is maintained at a predetermined value or less.
[0006]
However, when supplying clean water to the circulating water circulating in the system and supplying the clean water to the water tank that temporarily stores the circulating water, the harmful gas components in the circulating water that stays in the water tank are Since the concentration is diluted, that is, the clean water supplied as make-up water is polluted by the harmful gas components in the water tank, the cleanliness of the replenished clean water cannot be fully utilized. In addition, when pure water is used for the entire amount of make-up water, a large amount of pure water is required, and a large-capacity pure water production apparatus is required, resulting in an increase in cost.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and reliably removes dust and harmful gas from the air, reduces the supply amount of pure water used as clean water, and performs humidification with high saturation efficiency. The purpose is to provide washers.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, an air washer according to claim 1 of the present invention has an air inlet and an air outlet, and a water spray chamber in which an air flow is generated from the air inlet toward the air outlet; A first washer media located at the air inlet of the chamber, a second washer media located across the airflow within the water spray chamber, a third washer media located at the air outlet of the water spray chamber, and a third washer media located at the air outlet of the water spray chamber. A first stage nozzle for spraying spray water reaching the first washer media in a direction opposite to the air flow, the first stage nozzle being located downstream of the first washer media, and being located downstream of the second washer media in the water spray chamber; , A second-stage nozzle for spraying the spray water in a direction opposite to or forward from the air flow, a water storage tank located in the water spray chamber for receiving the spray water flowing down, and circulation in the water storage tank First water And circularly supplying circulation water supply system in Le, Bei example a makeup water to the second stage makeup water supply system for supplying to the nozzle, makeup water supply system for supplying makeup water to the second stage nozzles, clean the makeup water It supplies water or pure water .
[0009]
According to the above configuration, in the air washer according to claim 1, with respect to an air flow flowing from the air inlet of the water spray chamber through the first washer media, water from the water storage tank is opposed to the air flow in the first stage nozzle. When sprayed from, the spray water collides with dust and harmful gas in the air, and the dust and harmful gas in the colliding air reach the first washer media together with the spray water, and the first washer media is accompanied by dust and harmful gas. Capture spray water.
[0010]
The spray water that has reached the first washer medium is washed off dust adhering to the first washer medium, flows down, takes in harmful gas, flows into the water storage tank, evaporates in the course of flowing down, and humidifies the air.
[0011]
Part of the spray water that has not collided with the first washer medium collides with the ceiling surface, wall surface or water storage surface of the water spray chamber, but otherwise moves along with the air flow, evaporating in the process and evaporating air. While humidifying the air and taking in dust and harmful gas from the air to reach the second washer media, which catches spray water with dust and harmful gas.
[0012]
The spray water that has reached the second washer medium rinses away dust adhering to the second washer medium, flows down, takes in harmful gas, flows into the water storage tank, evaporates in the process of flowing down, and humidifies the air. The circulating water staying in the water storage tank circulates through the circulating water supply system and is sprayed again from the first stage nozzle.
[0013]
As described above, since the spray water is injected from the first-stage nozzle so as to be opposed to the air flow and the air is humidified so as to be turned back, even if the ratio of the spray water amount to the air flow rate is set low, In addition, dust and harmful gas in the air can be sufficiently removed by the second washer media, and the air can be efficiently humidified, so that the output of an actuator such as a pump in the circulating water supply system can be reduced.
[0014]
When clean replenishing water is sprayed from the second stage nozzle against the air flow that has passed through the second washer media, the spray water of clean water collides with dust and harmful gas remaining in the air, and collides with the dust and harmful gas. The gas reaches the third washer media together with the spray water, and the third washer media captures the spray water with dust and harmful gas.
[0015]
The spray water that has reached the third washer medium is washed off dust adhering to the third washer medium, flows down, takes in harmful gas, flows into the water storage tank, and evaporates in the process of flowing down to humidify the air.
[0016]
As described above, the clean water sprayed from the second-stage nozzle becomes sprayed water while maintaining the initial cleanliness, so that the harmful gas that has passed through the first washer media and the second washer media is cleaned. High removal performance can be exhibited by effectively utilizing the properties. The clean water that has flowed into the water storage tank joins the circulating water as makeup water, and is sprayed as circulating water from the first stage nozzle through the circulating water supply system. The air that has passed through the third washer medium flows out of the air outlet as clean air that is purified and sufficiently humidified.
[0017]
Make-up water supplements the amount of circulating water that decreases with humidification of the air, and supplies the necessary amount of harmful gas in the circulating water to the second-stage nozzle and the water tank to maintain the concentration of harmful gas below a certain value. Then, excess water is discharged from an overflow pipe provided at a position for maintaining the water level in the water storage tank.
[0018]
In the air washer, the makeup water supply system that supplies makeup water to the second stage nozzle supplies pure water as makeup water, thereby removing all harmful gases utilizing the cleanliness of pure water. Since the make-up water does not have to be pure water, the amount of pure water used can be reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the air washer 10 has a water spray chamber 12 having a predetermined length inside a main body casing 11 having a rectangular flow path cross section. The water spray chamber 12 is connected to a duct (not shown) at an air inlet 12a formed at one end thereof, and air A flowing from this duct is formed at the other end through the flow path of the water spray chamber 12. It flows out from the air outlet 12b.
[0020]
In the water spray chamber 12, a first washer medium 13 is arranged at an air inlet 12a, and a second washer medium 14 is arranged in the middle of a flow path of the water spray chamber 12, and is located at an air outlet 12b. A third washer medium 15 is disposed, a space between the first washer medium 13 and the second washer medium 14 is defined as a first-stage air washer portion 12c, and a space between the second washer medium 14 and the third washer medium 15 is formed. The second-stage air washer portion 12d is used. Each of the washer media 13, 14, and 15 is a mat-shaped member made of a wire that supplements the spray water , has a shape substantially equal to the cross section of the flow path of the air flow, and is made of a polyvinyl chloride fiber or a stainless steel wire or the like. For example, it is a mat shape having a thickness of about 25 mm to 50 mm.
[0021]
Inside the water spray chamber 12, a plurality of first-stage nozzles 16 communicating with a circulating water supply system described later are arranged at a position downstream of the first washer media 13, and communicate with a makeup water supply system described later. A plurality of second-stage nozzles 17 are disposed downstream of the second washer media 14. The first stage nozzle 16 sprays the spray water reaching the first washer media 13 in the direction opposite to the air flow, and the second stage nozzle 17 sprays the second water in the direction opposite to the air flow. The spray water that does not reach the washer media 14 is sprayed.
[0022]
The pressure of the spray water from the first stage nozzle 16 is such that when a predetermined amount of air is flowing into the water spray chamber 12, a part of the spray water (about a third) collides with the first washer media 13. Set. Further, a part of the remaining water (about 1/3, 2/9 of the total water amount) collides with the ceiling surface, the wall surface, etc. in the water spray chamber 12, and the remaining water (5/9 of the total water amount). Is set to move along with the flow of air and collide with the second washer media 14.
[0023]
The pressure of the spray water from the second stage nozzle 17 is determined by the flow of air before the spray water collides with the second washer media 14 when a predetermined flow rate of air is flowing into the water spray chamber 12. It is set to move and collide with the third washer medium 15.
[0024]
At the lower part of the water spray chamber 12, there is provided a water storage tank 18 for receiving the spray water flowing down, and a circulating water supply system 19 for circulating the circulating water retained in the water storage tank 18 to the first stage nozzle 16 and the first stage nozzle. Is provided in communication with the lower part of the water spray chamber 12.
[0025]
The circulating water supply system 19 is connected to a suction pipe 20 opening at a lower part of the water storage tank 18, a circulation pump 21 connected to the suction pipe 20, a motor 22 for driving the circulation pump 21, and a discharge port of the circulation pump 21. A first-stage discharge pipe 23 disposed above the water spray chamber 12 and a plurality of second-stage discharge pipes branched from the first-stage discharge pipe 23 and disposed vertically in the first-stage air washer portion 12c of the water spray chamber 12. The first-stage branch pipes 24 are provided with a plurality of the first-stage nozzles 16 described above.
[0026]
The makeup water supply system 25 that supplies makeup water to the second stage nozzle is connected to a clean water supply device (not shown) or a pure water supply device (not shown) and is disposed above the water spray chamber 12. Each of the second-stage discharge pipes 26 and a plurality of second-stage branch pipes 27 branching from the second-stage discharge pipe 26 and vertically arranged in the second-stage air washer portion 12 d of the water spray chamber 12. The two-stage branch pipe 27 is provided with the plurality of second-stage nozzles 17 described above.
[0027]
An overflow pipe 28 and a second makeup water supply pipe 29 for supplying clean water as makeup water communicate with the water storage tank 18, and the supply pipe 29 communicates with a clean water supply device (not shown).
[0028]
An eliminator 30 that removes water droplets and the like contained in the air that has passed through the water spray chamber 12 is disposed downstream of the water spray chamber 12. An air outlet 12 b of the water spray chamber 12 has A cooling chamber 31 of a predetermined length having a similar flow path cross-sectional shape is connected. A cooling coil 32 is provided inside the cooling chamber 31 as a cooler, and a drain pan 33 is formed below the cooling chamber 31. A drain pipe 34 communicating with the outside of the cooling chamber 31 is connected to the recess of the drain pan 33. A blower (not shown) is arranged downstream of the water spray chamber 12, and the blower is operated to guide air to the flow path of the water spray chamber 12.
[0029]
In the present embodiment, the second stage nozzle 17 sprays spray water that does not reach the second washer media 14 in the direction opposite to the air flow, but as shown in FIGS. 6 and 7. The second stage nozzle 17 may spray the spray water in the forward direction with the air flow.
[0030]
The operation of the above configuration will be described. The air A flows from the air inlet 12a through the first washer media 13 into the first-stage air washer portion 12c of the water spray chamber 12. With respect to this air flow, circulating water from a water storage tank 18 is sprayed from a first stage nozzle 16 so as to face the flow. The spray water collides with dust or harmful gas in the air, and the colliding dust or harmful gas in the air reaches the first washer media 13 together with the spray water, and the first washer media 13 sprays water with dust or harmful gas. To capture. In the first washer media 13, the spray water rinses away dust attached to the first washer media 13 and flows down, while taking in harmful gases and flowing into the water storage tank 18. The spray water evaporates in the process of flowing down to humidify the air.
[0031]
Part of the spray water that has not collided with the first washer medium 13 collides with the ceiling surface, wall surface, or water storage surface of the water spray chamber 12, but otherwise moves on the airflow and evaporates in the process. While humidifying the air, dust and harmful gas in the air are taken in and reach the second washer media 14, and the second washer media 14 catches the spray water accompanied by the dust and harmful gas. In the second washer media 14, the spray water rinses away dust attached to the second washer media 14 and flows down, while taking in harmful gases and flowing into the water storage tank 18. The spray water evaporates in the process of flowing down to humidify the air. The circulating water retained in the water storage tank 18 circulates through a circulating water supply system 19 and is sprayed again from the first stage nozzle 16.
[0032]
The air flow that has passed through the second washer media 14 flows into the second-stage air washer portion 12d of the water spray chamber 12. When clean water or pure water is sprayed from the second stage nozzle 17 on this air flow, the clean water or pure water spray water collides with dust and harmful gas remaining in the air, and the colliding dust and harmful gas Reaches the third washer media 15 together with the spray water, and the third washer media 15 captures the spray water accompanied by dust and harmful gas.
[0033]
In the third washer medium 15, the spray water rinses off dust attached to the third washer medium 15 and flows down, while taking in harmful gas and flowing into the water storage tank 18. The spray water evaporates in the process of flowing down to humidify the air.
[0034]
The clean water or pure water that has flowed into the water storage tank joins the circulating water as makeup water, and is sprayed as circulating water from the first stage nozzle 16 through the circulating water supply system 19.
The air that has passed through the third washer medium 15 flows into the eliminator 30 from the air outlet as purified and sufficiently humidified clean air, and the eliminator 30 removes water droplets in the air. The air flowing out of the eliminator 30 is guided to a cooling chamber 31 and is cooled by a cooling coil 32.
[0035]
In the above process, the circulating water decreases with the humidification of the air, so the amount of circulating water is compensated for, and the required amount of replenishing water required to maintain the concentration of harmful gas in the circulating water at a certain value or less is supplemented. Supply water to the circulating water circulation system. Since clean water or pure water flows into the water storage tank 18 as make-up water in the second-stage air washer section 12d, this water amount is subtracted from the necessary make-up water amount, and the amount is used as make-up water from the second make-up water supply pipe 29 to the water storage tank. 18. The makeup water supplied from the second makeup water supply pipe 29 is not pure water but purified water such as tap water which has been appropriately purified (with chlorine removed).
[0036]
The psychrometric chart shown in FIG. 5 shows a change in the state of air at each position of the air washer shown in FIG. 4. In FIGS. 4 and 5, (1) to (5) correspond to each other. That is, (1) is the state immediately before passing through the first washer medium 13, (2) is the state immediately after passing through the first washer medium 13, (3) is the state immediately after passing through the second washer medium 14, and (4) is the state immediately after passing through the second washer medium 14. The state immediately after passing through the eliminator 22, and the state (5) immediately after passing through the cooling coil 32.
[0037]
Since the spray water from the first stage nozzle 16 is not heated or cooled, the air undergoes adiabatic change in the process from (1) to (4), and is displaced on the line where the wet bulb temperature is constant so as to increase the relative humidity. Thereafter, in the process from (4) to (5), the cooling coil 32 cools down to the required absolute humidity along the saturation line. Here, the temperature difference of the dry bulb temperature (horizontal axis) in the section B from (1) to (4) and the intersection (saturation point C) between the (1) to (1)-(4) lines and the saturation line. The ratio of the dry-bulb temperature (horizontal axis) to the temperature difference in the section A up to the section A is the efficiency of the air washer.
(Example 1)
Hereinafter, the required amount of makeup water when ammonia gas is used as the removal target gas will be described.
[0038]
Here, the gas removal rate η, the required make-up water quantity Q _F (m ³ / s), the air quantity Q _G (m ³ / s), the evaporation (humidification) water quantity Q _B (m ³ / s), and the gas concentration C in the spray water _W (mol / m ³ ), gas concentration C _G1 (mol / m ³ ) of inlet air of the first-stage air washer unit 12c, gas concentration C _G2 (mol / m ³ ) of inlet air of the second-stage air washer unit 12d. when requires replenishment water amount Q _F in the case of circulating water spraying ^{(m 3 / s) = Q} G · η · C Gin / 100C W + Q B.
[0039]
Water / air ratio = spray water volume (kg / h) / air volume (kg / h), air volume (kg / h) = air volume (m ³ /h)×1.2 (standard air density kg / m) ³ ).
Now, the air volume _{^{^{Q G = 9000m 3 /h(2.5m 3 /}}} s, 10800kg / h), the gas concentration of the inlet air _{^{C G1 = 5.0 × 10 -6 mol}} / m 3, dry-bulb temperature of 20 ° C., relative Assuming a humidity of 45%, the amount of evaporating (humidifying) water Q _B = 0.8 × 10 ⁻⁵ m ³ / s. If the circulating water spray rate is 108 liters / min (1.8 × 10 ⁻³ m ³ s), the water / air ratio becomes 0.6. FIG. 8 shows the relationship between C _W / C _G1 of ammonia gas and the gas removal rate η _{1 at} a water / air ratio of 0.6. When the target gas removal rate eta ₁ at the first stage air washer portion 12c of 85% is required replenishment water amount _{^{Q F = 2.21 × 10 -4 m}} 3 /s(13.3 liters / min) . This corresponds to a water / air ratio of 0.074.
[0040]
FIG. 9 shows the relationship between the water / air ratio and the gas removal rate η ₂ of ammonia gas in the case of pure water spraying. The amount of sprayed water (pure water) in the second-stage air washer unit 12d is 7 liters / minute. Then, the gas removal rate η ₂ is 40%, which corresponds to a water / air ratio of 0.04.
[0041]
Thus, overall gas removal rate _{_{η T = η 1 + (100}} -η 1) · η 2/100 becomes 91%, supplementation water by make-up water supply pipe 29, 13.4-7.0 = 6.4 liters / Min (48% of total make-up water).
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the spray water is injected from the first-stage nozzle so as to face the air flow, and the air is humidified so as to be turned back. Even if it is set low, the dust in the air can be sufficiently removed by the first and second washer media and the air can be efficiently humidified, and the output of an actuator such as a pump in the circulating water supply system can be reduced.
[0043]
Since the clean water or pure water sprayed from the second stage nozzle becomes spray water while maintaining the initial cleanliness, the cleanliness of the harmful gas passing through the first washer media and the second washer media is improved. High removal performance can be exhibited by making effective use of it.
[0044]
Pure water is used as the make-up water for the second stage nozzle and clean water is used as the make-up water for the water storage tank. Since it is not necessary to use water, the amount of pure water used can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view of an air washer showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional view of the air washer.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the air washer.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a flow of spray water in the air washer.
FIG. 5 is a psychrometric chart showing a state change of air in the air washer.
FIG. 6 is a plan sectional view of an air washer showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a flow of spray water in the air washer.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between C _W / C _G1 of ammonia gas and a gas removal rate η ₁ of the air washer at a water / air ratio of 0.6.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a water / air ratio and a gas removal rate η ₂ of ammonia gas in the pure water spray of the air washer.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional air washer.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 air washer 11 main body casing 12 water spray chamber 12a air inlet 12b air outlet 12c first stage air washer unit 12d second stage air washer unit 13 first washer media 14 second washer media 15 third washer media 16 first stage nozzle 17 Second-stage nozzle 18 Water storage tank 19 Circulating water supply system 20 Suction pipe 21 Circulation pump 22 Motor 23 First-stage discharge pipe 24 First-stage branch pipe 25 Make-up water supply system 26 Second-stage discharge pipe 27 Each second-stage branch Pipe 28 Overflow pipe 29 Second makeup water supply pipe 30 Eliminator 31 Cooling chamber 32 Cooling coil 33 Drain pan 34 Drain pipe

Claims

A water spray chamber having an air inlet and an air outlet, wherein an air flow is generated from the air inlet toward the air outlet; a first washer media disposed at the air inlet of the water spray chamber; A second washer media disposed in the water spray chamber, a third washer media disposed in the air outlet of the water spray chamber, and a first washer media located downstream of the first washer media in the water spray chamber, the first washer medium being directed in the opposite direction to the air flow. A first-stage nozzle for spraying the spray water reaching the washer media, and a spray nozzle positioned downstream of the second washer media in the water spray chamber in a direction opposite to the air flow or in a forward direction. A second stage nozzle, a water storage tank located in the water spray chamber for receiving the spray water flowing down, a circulating water supply system for circulating the circulating water in the water storage tank to the first stage nozzle, and a second water supply system. Replenishing supply to the stage nozzle E Bei and supply system, makeup water supply system for supplying makeup water to the second stage nozzles, air washer, wherein the supplying clean water or pure water as makeup water.