JP6054655B2

JP6054655B2 - 液体フィルターユニット、乾燥機及び空気調和機

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Publication number: JP6054655B2
Application number: JP2012148368A
Authority: JP
Inventors: 雄太相馬; 憲次浅田; 幹光梅原; 政宏日吉; 高橋　謙治; 謙治高橋; 祐太丹羽; 美和子藤田; 直樹大幸; 和夫飯塚; 芳樹小川; 和茂井上; 寛江川
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc; Tosei Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Chubu Electric Power Co Inc; Tosei Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: JP2014008485A

Description

本発明は、気体中から被除去物をフィルター液とのスクラビングによって除去する液体フィルターユニット、当該フィルターユニットを有する乾燥機及び空気調和機に関する。

従来の空気中の塵埃の除去は、メッシュ型フィルターによる濾過や、重力、慣性力及び遠心力を利用した方法、及び水等の液体を分離材として用いる方法により実現されている。液体を用いたものとしては、例えば、ポンプの動力によって貯留空間から汲み上げられた洗浄液を、筐体の上部から噴霧することで、タールや炭化物を捕集するスクラバ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９６１５２号公報

しかしながら、上記したスクラバ装置では、筐体の上部まで洗浄液を汲み上げるためのポンプが必要であり、構造が複雑になりがちである。また、貯留空間に貯留された洗浄液が攪拌されない。このため、捕集（除去）したタールや炭化物が洗浄液の汲み上げ流路に滞留してしまうことがあり、滞留が発生すると、スクラビングに十分な洗浄液を汲み上げられなくなり、除去性能が低下する。さらに、気体と接触する洗浄液とそれ以外の部分の洗浄液に温度ムラが発生し、洗浄液をヒートポンプの熱源として利用するには、不向きである。

本発明は上記した事情に鑑み提案されたものであり、その目的は、被除去物の除去性能の低下を抑制可能な液体フィルターユニット、乾燥機及び空気調和機を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、気体中から被除去物をフィルター液とのスクラビングによって除去する液体フィルターユニットであって、
前記フィルター液が貯留される液貯留槽と、
該液貯留槽に連通して、前記気体を前記フィルター液に接触させながら通過させるスクラビング部と、を備え、
該スクラビング部は、互いに向かい合うスクラビング部上部板とスクラビング部下部板とによって構成され、
該スクラビング部上部板およびスクラビング部下部板は、前記気体の流れ方向の下流側に位置する端部を終端部とする一方、上流側に位置する端部を始端部とし、前記終端部を前記始端部よりも上方であり、且つ前記始端部から水平方向にずれた位置に配置し、
前記スクラビング部下部板の終端部よりも前記気体の流れ方向の下流側には、前記スクラビング部を通過したフィルター液を液貯留槽へ戻す液回収口を開設し、
該液回収口のうち液貯留槽内のフィルター液の液面の上方には、上面が前記気体の流れ方向の下流側に向かって下り傾斜した液流下部を備え、前記スクラビング部を通過した前記気体がフィルター液を含んだ状態で前記液回収口に流入すると、該気体が液流下部の上面に沿って流れ、気体に含まれたフィルター液が液流下部の上面に落下し、この液流下部の上面を流下して液貯留槽へ戻るように構成し、
前記液流下部の傾斜上端側の下方には、前記液貯留槽内のフィルター液をオーバーフローさせるオーバーフロー開口を、該オーバーフロー開口の下縁部が前記液流下部の上面の傾斜下端よりも低くなる状態で開設したことを特徴とする。
なお、スクラビングとは、気体を液体に潜らせることで気体中の物質を除去することを意味する。

請求項２に記載のものは、前記スクラビング部上部板および前記スクラビング部下部板は、互いに向かい合う内面を前記始端部と前記終端部との間の部分が前記スクラビング部の外方へ向けて膨出する状態に形成し、
前記スクラビング部上部板の終端部は、水平方向の位置を前記スクラビング部下部板の終端部よりも前記気体の流れ方向の下流側にずらしたことを特徴とする請求項１に記載の液体フィルターユニットである。

請求項３に記載のものは、前記スクラビング部上部板は、前記始端部から前記終端部に近づくに従って漸次、前記内面のカーブがきつくなる弧状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液体フィルターユニットである。

請求項４に記載のものは、前記液貯留槽内に冷却手段を設置し、前記液貯留槽内のフィルター液の温度を前記気体の露点温度以下まで冷却することにより該気体を除湿することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の液体フィルターユニットである。

請求項５に記載のものは、前記冷却手段が、ヒートポンプの蒸発器であることを特徴とする請求項４に記載の液体フィルターユニットである。

請求項６に記載のものは、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の液体フィルターユニットを有することを特徴とする乾燥機である。

請求項７に記載のものは、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の液体フィルターユニットを有することを特徴とする空気調和機である。

請求項１に記載の発明によれば、フィルター液が貯留される液貯留槽と、液貯留槽に連通して、気体をフィルター液に接触させながら通過させるスクラビング部と、を備え、スクラビング部は、互いに向かい合うスクラビング部上部板とスクラビング部下部板とによって構成され、スクラビング部上部板およびスクラビング部下部板は、気体の流れ方向の下流側に位置する端部を終端部とする一方、上流側に位置する端部を始端部とし、終端部を始端部よりも上方であり、且つ始端部から水平方向にずれた位置に配置し、スクラビング部下部板の終端部よりも気体の流れ方向の下流側には、スクラビング部を通過したフィルター液を液貯留槽へ戻す液回収口を開設したので、スクラビング時に被除去物を捕捉したフィルター液を、気体と共に移動させて液回収口から再び液貯留槽に戻す、つまり強制的にフィルター液を循環させることができる。このため、スクラビング時に捕捉した被除去物がスクラビング部内に滞留する不都合、ひいては気体とフィルター液との十分な接触が滞留状態の被除去物によって阻害される不都合を抑制でき、液体フィルターユニットにおける被除去物の除去性能が低下することを抑制することができる。
さらに、液回収口のうち液貯留槽内のフィルター液の液面の上方には、上面が気体の流れ方向の下流側に向かって下り傾斜した液流下部を備え、スクラビング部を通過した気体がフィルター液を含んだ状態で液回収口に流入すると、該気体が液流下部の上面に沿って流れ、気体に含まれたフィルター液が液流下部の上面に落下し、この液流下部の上面を流下して液貯留槽へ戻るように構成したので、スクラビング後の気体に含まれたフィルター液を気体の流れから分離して回収し易くすることができる。また、液貯留槽に回収されるフィルター液が液貯留槽内の液面に強く叩きつけられずに済み、回収されたフィルター液の液面から不用意にフィルター液の飛沫が発生する不都合、ひいては液貯留槽内で発生した飛沫が気体により噴き上げられて液体フィルターユニットの外方に排出されてしまう不都合を避けることができる。
そして、液流下部の傾斜上端側の下方には、液貯留槽内のフィルター液をオーバーフローさせるオーバーフロー開口を、該オーバーフロー開口の下縁部が液流下部の上面の傾斜下端よりも低くなる状態で開設したので、気体中に含まれた湿気が凝結して液貯留槽内に溜まるなどしてフィルター液の液面が上昇したとしても、液流下部がフィルター液内に没することがない。したがって、液流下部上でフィルター液が激しく波立つ不都合、ひいては気体が液流下部上のフィルター液を噴き上げて液体フィルターユニットの外方へ排出してしまう不都合を阻止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、スクラビング部上部板およびスクラビング部下部板は、互いに向かい合う内面を始端部と終端部との間の部分がスクラビング部の外方へ向けて膨出する状態に形成し、スクラビング部上部板の終端部は、水平方向の位置をスクラビング部下部板の終端部よりも気体の流れ方向の下流側にずらしたので、スクラビング時にスクラビング部下部板から巻き上げられたフィルター液をスクラビング部上部板に衝突させた後に、液貯留槽に落下させることができる。これにより、気体と共に外部に排出されるフィルター液の液量を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、スクラビング部上部板は、始端部から終端部に近づくに従って漸次、内面のカーブがきつくなる弧状に形成されたので、スクラビング時にスクラビング部下部板から巻き上げられたフィルター液を液貯留槽に落下させ易くすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、液貯留槽内に冷却手段を設置し、液貯留槽内のフィルター液の温度を気体の露点温度以下まで冷却することにより該気体を除湿するので、フィルター液が気体の除塵に加え、気体を冷却して除湿する機能を備えることができる。これにより、気体を除湿する機構を被除去物除去手段（除塵手段）とは別個に設ける必要がないことに加え、別個に設置した場合に比べて大幅な小型化が可能となる。また、気体を大気に放出する場合には、放出先の周辺環境を加湿することがない。さらに、フィルター液を蓄冷剤としても機能させることができ、フィルター液と気体との温度差が高い場合でも、フィルター液の急激な温度変化を抑えることができる。これにより、フィルター液による気体の冷却能力、ひいては気体の除湿能力を安定させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、冷却手段が、ヒートポンプの蒸発器であるので、蒸発器がフィルター液から奪った熱をヒートポンプによって有効利用することができ、熱の再利用による省エネルギーを実現することができる。

請求項６および請求項７に記載の発明によれば、請求項１から請求項７に記載の液体フィルターユニットを有する乾燥機および空気調和機により、被除去物の高い除去性能と該性能低下の抑制、装置の小型化、該気体の除湿、省エネルギーを実現することができる。

液体フィルターユニットの内部構成を示す断面図である。湿り空気線図である。回転式乾燥機の内部構成を示す概略図である。一般的な空気調和機の内部構成を示す概略図である。液体フィルターユニットを備えた空気調和機の概略図である。第２実施形態における液体フィルターユニットの内部構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

水フィルターユニット１について図１に基づいて詳述する。水フィルターユニット１は、フィルター液としてのフィルター水２が貯留される液貯留槽としての水槽３と、当該水槽３に連通して、排気（被除去物を含む気体としての空気）をフィルター水２に接触させて被除去物を除去しながら通過させるスクラビング部４と、を備えている。

水槽３は、箱状に形成されており、その天井面５には、吸気口６と排気口７と、が開設されている。また、水槽３の一側面８（図１では左側）には、給水弁（図示せず）が介設された給水口９が設けられ、水槽３の底面１０のうち他側面１１（図１では右側の側面）寄りには、排水弁（図示せず）が介設された排水管（図示せず）と接続された排水口１２が設けられており、排水弁を開くと、水槽３に貯留されたフィルター水２を排水管から排水することができるように構成されている。

スクラビング部４は、互いに向き合い水平方向（図１の紙厚方向）に長尺なスクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４によって構成されており、天井面５側にスクラビング部上部板１３を配置し、底面１０側にスクラビング部下部板１４を配置している。以下、スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４は、排気の流れ方向の上流側に位置する端部を始端部１３ａ，１４ａとし、排気の流れ方向の下流側に位置する端部を終端部１３ｂ，１４ｂとして説明する。

スクラビング部上部板１３は、始端部１３ａと終端部１３ｂとの間の部分がスクラビング部４の外方（スクラビング部下部板１４から離れる上方向）へ向けて膨出する断面弧状に形成されている。より詳しくは、スクラビング部上部板１３は、始端部１３ａから終端部１３ｂに近づくに従って漸次、内面のカーブがきつくなるように形成されている。即ち、スクラビング部上部板１３は、スクラビング部下部板１４に向かい合う内面を始端部１３ａと終端部１３ｂとの間の部分がスクラビング部４の外方（上方）へ向けて凸となるように湾曲している。スクラビング部上部板１３には、始端部１３ａから水槽３の天井面５まで起立延設された隔壁１５と、終端部１３ｂから水槽３の天井面５まで起立延設された隔壁１６とが接合されている。そして、これらのスクラビング部上部板１３と隔壁１５と隔壁１６とに囲まれることによって、水槽３内における天井面５寄りの上部空間が区画されている。

一方、スクラビング部下部板１４は、始端部１４ａと終端部１４ｂとの間の部分がスクラビング部４の外方（スクラビング部上部板１３から離れる下方向）へ向けて膨出する弧状に形成されている。より詳しくは、スクラビング部下部板１４の内面は、スクラビング部上部板１３の内面よりも緩やかにカーブするように形成されている。即ち、スクラビング部下部板１４は、スクラビング部上部板１３に向かい合う内面を始端部１４ａと終端部１４ｂとの間の部分がスクラビング部４の外方（下方）へ向けて凸となるように湾曲している。このスクラビング部下部板１４には、始端部１４ａから水槽３の底面１０の手前まで延設された隔壁１７が接合されている。なお、隔壁１７の始端部１４ａとは反対側の端部と底面１０との間には、水槽３内に貯留されたフィルター水２が通過できる程度の間隙が設けられている。そして、これらのスクラビング部下部板１４と隔壁１７とによって、水槽３内における底面１０寄りの下部空間が区画されている。

これらのスクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４は、それぞれの終端部１３ｂ，１４ｂがそれぞれの始端部１３ａ，１４ａよりも上方であり、且つ始端部１３ａ，１４ａから水平方向（フィルター水の液面に沿う方向）にずれた位置に配置されている。より詳しくは、スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４の終端部１３ｂ，１４ｂが、それぞれの始端部１３ａ，１４ａよりも鉛直方向（フィルター水の液面に直交する方向）において天井面５寄りであって、水平方向において他側面１１寄りに配置されている。また、スクラビング部上部板１３の終端部１３ｂは、水平方向の位置がスクラビング部下部板１４の終端部１４ｂよりも排気の流れ方向の下流側にずらして配置されている。そして、スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４は、当該スクラビング部下部板１４の内面に沿った終端部１４ｂの延長上に、スクラビング部上部板１３の終端部１３ｂ寄りの内面が臨む状態で配置されている。また、スクラビング部下部板１４は、始端部１４ａがフィルター水２の水位より低く、下流側の後半部分が水中から次第に上昇した傾斜面を形成し、終端部１４ｂ近傍は水中から空中に斜めに突出した状態を維持するように設置されている。

また、本発明においては、スクラビング部下部板１４の終端部１４ｂよりも排気の流れ方向の下流側には、液回収口１８が開設されている。液回収口１８は、スクラビング部上部板１３の終端部１３ｂに下流側から臨む位置でスクラビング部下部板１４の終端部１４ｂと水槽３の他側面１１との間に設けられており、スクラビング部４を通過したフィルター水２を水槽３へ戻すように構成されている。

また、スクラビング部４の排気の流れ方向の上流側には、吸気側バッフル板１９が配設されている。この吸気側バッフル板１９は、水槽３の一側面８のうち給水口９よりも天井面５寄りからスクラビング部４における流入口（スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４の始端部１３ａ，１４ａ間）まで、スクラビング部下部板１４に向かって下向きに傾斜した状態で設けられている。そして、吸気側バッフル板１９の先端は、スクラビング部下部板１４との間に、フィルター水２が通過できる程度の間隙が設けられている。このように形成された吸気側バッフル板１９は、吸気口６から水槽３内に流入する吸気を整流する。

一方、スクラビング部４の排気の流れ方向の下流側には、排気側バッフル板２０が配設されている。この排気側バッフル板２０は、水槽３の他側面１１のうち天井面５寄りから隔壁１６の手前まで底面１０に向かって下向きに傾斜した状態で設けられている。そして、排気側バッフル板２０の先端は、隔壁１６との間に、スクラビング部４を通過して被除去物が除去された空気が通過できる程度の間隙が設けられている。このように形成された排気側バッフル板２０は、スクラビング部４を通過した空気に含まれる浮遊粒子状の水分を叩き落して下流側に流されることを抑制し、温度上昇を防止している。

さらに、水槽３の他側面１１には、水槽３内のフィルター水２の液面レベルを検出する液面レベルセンサーとしての水位センサー２１が設けられている。この水位センサー２１は、水槽３内に貯留されたフィルター水２の液面レベルを検出して、検出された液面レベルを制御装置に送信する。そして、制御装置は、検出された液面レベルに応じて、給水口９に介設された給水弁と排水口１２に介設された排水弁とを制御することで、水槽３内のフィルター水２の液面レベルが、スクラビング部下部板１４の始端部１４ａよりも高く、且つスクラビング部下部板１４の終端部１４ｂおよびスクラビング部上部板１３の始端部１３ａよりも低くなるように設定し、液面とスクラビング部上部板１３の始端部１３ａとの間に空気が通過できるように構成されている。

また、水槽３の一側面８には、フィルター水２の温度を検出する水温センサー２２が設けられている。そして、水温センサー２２が、水槽３内のフィルター水２の水温を検出すると、検出された水温が制御装置に送信される。そして、制御装置は、水温センサー２２が検出した水温に応じて、後述する冷却手段２３の運転を制御して、フィルター水２が排気の露点温度以下になるように設定されている。

水槽３内でフィルター水に浸漬されるように冷却手段２３が配設されており、この冷却手段２３で冷却されるフィルター水２の水温は、排気の露点温度まで低下される。ここで、排気の露点温度に基づいてフィルター水２の水温を設定する方法について説明する。本発明における水フィルターユニット１では、被除去物を除去される空気（以下、ここでは処理空気とする）の温度に対してフィルター水２の水温を制御する必要がある。一般的に処理空気の露点温度は、JIS-Z-8806に記載されている飽和水蒸気圧表や湿り空気線図（図２）を用いて求めることができる。例えば、図２に示された湿り空気ｈ−ｘ線図は、垂直に延びた線が乾球温度ｔ[℃]であり、放射状に延びた線のうち下側の線が相対湿度φ[％]であり、水平方向に延びた線が絶対湿度ｘ[kg/kg(DA)]であり、斜めに延びた線が比エンタルピーｈ［kJ/kg(DA)］であって、相対湿度φが１００[％]となる飽和線（放射状に延びた線のうち上側の線）に到達するような露点温度ｔ"[℃]を求めることによって、処理空気の露点温度に対するフィルター水２の水温を設定することができる。

また、処理空気の露点温度は、計算から処理空気の露点温度を求めることができるが、その計算式には様々なものがある。ここではSonntagの式を用いた露点温度計算方法を以下に一例として示す。処理空気の状態として（絶対温度：Ｔ_ｉｎ[℃]）（相対湿度：Ｕ_ｉｎ[％RH]）とし、求める処理空気の露点温度を（露点温度：ｔｄ[k]）する。まず、処理空気の飽和水蒸気圧（ｅｗ_ｉｎ[Pa]）を、Sonntagの式(下記の式(１))より求める。

次に、処理空気の水蒸気圧（ｅ_ｉｎ[Pa]）を下記の式（２）より求める。

ここで、下記の式（３）〜（５）により、水蒸気圧（ｅ_ｉｎ）から露点温度（ｔｄ[℃]）を算出する。

ｙ≧０の時

ｙ＜０の時

よって、フィルター水２の水温Ｔ[℃]は、下記の式（６）に制御されることにより、処理空気の除湿が可能となる。

なお、下記の式（７）に制御すれば、処理空気の加湿が可能となる。

図３は水フィルターユニット１とヒートポンプ２５を備えた回転式乾燥機２４の概略構成図である。ヒートポンプ２５は、膨張弁２６と、冷却手段２３としての蒸発器と、アキュムレーター２７と、圧縮機２８と、凝縮器又はガスクーラー２９と、を備えており、冷媒としてフロン系冷媒（ＨＦＣ１３４ａ等）又はＣＯ_２を封入して構成されている。封入された冷媒がフロン系の場合には凝縮熱を利用するので凝縮器、ＣＯ_２の場合には顕熱のみを利用するのでガスクーラーを使用する。そして、冷却手段２３としての蒸発器によりフィルター水２を冷却するように構成されている。具体的には、蒸発器内で、冷媒を蒸発させる際に蒸発器周辺のフィルター水２から吸熱してフィルター水２を冷却するように構成されている。また、本実施形態においては、凝縮器又はガスクーラー２９を乾燥室３０へ温風を供給する供給側通気路３１の途中に設け、凝縮器又はガスクーラー２９内で冷媒の熱が放出され、この熱により供給側通気路３１の空気を乾燥室３０内に導入される前に加熱するように構成されている。なお、凝縮器又はガスクーラー２９の冷媒の入口の温度（例えば、１１０℃）と蒸発器の蒸発温度（例えば、０℃）との温度差は、少なくとも９０℃以上であることが望ましい。これにより、凝縮器又はガスクーラー２９の入口と出口の空気の温度差も９０℃以上とすることができる。そうすると現行の他熱源（都市ガス等）の乾燥機（取り込み空気が約２０℃で乾燥室３０への投入空気温度が１１０℃以上）に近い乾燥時間を実現することができる。

この様な構成から成る回転式乾燥機２４において、フィルター水２が給水口９を介して水槽３内に貯留される。そして、被乾燥物Ｗ（図３の場合では洗濯物等）を乾燥する場合には、回転ドラム３２が回転するとともにファン３３が作動して、供給側通気路３１を介して凝縮器又はガスクーラー２９によって加熱された空気（温風）が乾燥室３０内に供給され、この温風により被乾燥物Ｗが乾燥される。そして、被乾燥物Ｗから蒸発した湿気を含んだ排気は、乾燥室３０から排出されて水フィルターユニット１で除湿された後に、凝縮器又はガスクーラー２９で加熱されて再び乾燥室３０に戻される。その際に、乾燥中に被乾燥物Ｗから離脱した被除去物（例えば、リントやゴミなど）は、乾燥室３０から排気される気流に乗って途中の水フィルターユニット１により捕捉される。

なお、図３は水フィルターユニット１を回転式乾燥機２４に適用し洗濯物等の被乾燥物Ｗを乾燥する実施例であるが、乾燥室３０の被乾燥物は洗濯物等に限定されるものではなく食品乾燥、化学品等の乾燥にも適用することができる。

また、図３では水フィルターユニット１とヒートポンプ２５を備えた回転式乾燥機２４を示しているが、乾燥室３０は回転式ではなく静置式等でも適用することが可能である。さらに乾燥機（回転式、静置式とも）はヒートポンプ２５を備えていなくても、水フィルターユニット１を備えていれば高い被除去物の除去性能と、除去物の滞留防止による被除去物の除去性能の低下を抑制することができる。

図４は工場やビルなどで従来から一般的に使用されている空気調和機３４の概略図である。この一般的な空気調和機３４は外気の導入方向から乾式フィルター３５、冷却コイル３６、加熱コイル３７、加湿蒸気コイル３８、給気ファン３９の順に設置されており、外気を所定の温度および湿度に調整した後、室内に給気として取り込むことができる。

これに対して図５は水フィルターユニット１付き空気調和機４０の概略図である。一般的な空気調和機３４に比べて乾式フィルター３５および冷却コイル３６が水フィルターユニット１で代替されるため、従来よりも小型化が可能となる。また乾式フィルターに比べてメンテナンス頻度が少なくなるので省力化となり、かつ水フィルターユニット１のフィルター水２を加熱コイル３７の加熱用ヒートポンプの熱源として利用することができるので、この空気調和機４０は、従来の一般的な空気調和機３４よりもシステム全体を簡略化することができる。

以下、水フィルターユニット１内の作用について図１を用いて詳述する。吸気口６から被除去物を含んだ空気が水槽３内に導入されると、吸気側バッフル板１９で整流された後に、露点温度まで冷却されたフィルター水２の水面上を流れながらスクラビング部４内に流入する（その際の排気の移動方向を矢印ａで示す）。フィルター水２の水面上を流れる排気は、水面を波立たせ、或いは波立ったフィルター水２を巻き込みながら、或いは攪拌されてフィルター水２と混合した混合流となり、このとき、被除去物がフィルター水２に捕捉される。さらに、排気が露点温度まで冷却され、排気中に含まれた湿気が凝結する。そして、この混合流が、さらにスクラビング部４内のフィルター水２を巻き上げながらスクラビング部下部板１４の上り傾斜面に沿って上昇し、スクラビング部下部板１４の終端部１４ｂを越えて空中に放たれる。すると、混合流は、スクラビング部４のスクラビング部上部板１３の終端部１３ｂ寄りの内面に打ちつけられるように衝突し、激しく攪拌されながら流出口（スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４の終端部１３ｂ，１４ｂ間）から流出する。この際に、混合流中のフィルター水２や湿気の凝結体が被除去物とともにスクラビング部上部板１３に衝突して、気体から分離し、自重により液回収口１８から落下して水槽３のうちフィルター水２が貯留される下部に戻る（この際のフィルター水の移動方向を矢印ｃで示す）。一方、フィルター水２や湿気の凝結体が分離した空気は、除塵および除湿された空気として、排気口７に向かって上昇する（その際の空気の移動方向を矢印ｂで示す）。さらに、フィルター水２と湿気の凝結体が残っている場合には、このフィルター水２と湿気の凝結体を排気側バッフル板２０によって分離した後に、排気口７から排気される。

また、水フィルターユニット１においては、スクラビング時に、スクラビング部下部板１４の終端部１４ｂを越えて排出されたフィルター水２は液回収口１８から再び水槽３に戻され、水槽３内でフィルター水２を隔壁１７の間隙を通して（矢印ｄ）スクラビング部下部板１４の始端部１４ａ側へ周回するように循環させている。これにより、水槽３内に貯留されたフィルター水２を攪拌させて水温の均一化を図ることができ、また、スクラビング時に捕捉した被除去物が水槽３内、例えばスクラビング部４内で滞留することを抑制でき、除去性能の低下を抑制することができる。また、スクラビング部４の流入口は、絞られた構造となっているので、スクラビング部４の流入口を通過する空気の流速を増大させてフィルター水２を巻き上げる効果（エゼクター効果）を得ることができ、これによりフィルター水２を十分に攪拌することができる。

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、図６に示す第２実施形態の水フィルターユニット１′は、基本的には上記第１実施形態と同じ構成であるが、スクラビング部４′の構成、液回収口１８の内側の構成が異なる。具体的に説明すると、第２実施形態における水フィルターユニット１′は、水槽３の天井面５のうち吸気口６と排気口７との間の箇所に２つの屈曲板（吸気口６側に位置する第１上部屈曲板５１、および排気口７側に位置する第２上部屈曲板５２）を互いに離間した状態であり、且つ下方の底面１０側へ向けて延出した状態で装着し、第１上部屈曲板５１から連続する天井面５の一部（２つの屈曲板５１，５２の間に位置する部分）、およびこの天井部５から連続する第２上部屈曲板５２に至る一連の面がスクラビング部４′のスクラビング部上部板５３を構成している。そして、第１上部屈曲板５１の下端部をスクラビング部上部板５３の始端部５３ａとするとともに、第２上部屈曲板５２の下端部をスクラビング部上部板５３の終端部５３ｂとし、スクラビング部上部板５３の内面を、始端部５３ａと終端部５３ｂとの間の部分がスクラビング部４′の外方（スクラビング部下部板５４から離れる上方向）に向けて膨出する状態に形成している。

また、水槽３内の底面１０側（言い換えるとスクラビング部上部板５３の下方）には、屈曲板で構成されたスクラビング部下部板５４を配置し、該スクラビング部下部板５４の他側面１１側（排気の流れ方向の下流側）に位置する部分を起立させて起立端部を終端部５４ｂとし、スクラビング部下部板５４の屈曲部から一側面８側（排気の流れ方向の上流側）に位置する部分を一側面８側に向けて下り傾斜させて傾斜下端部を始端部５４ａとし、この始端部５４ａから途中の屈曲部を経て終端部５４ｂに至る一連の面がスクラビング部下部板５４となっている。さらに、スクラビング部下部板５４の内面を、始端部５４ａと終端部５４ｂとの間に位置する屈曲部分がスクラビング部４′の外方（第１上部屈曲板５１側から第２上部屈曲板５２の下方に向かう方向）に向けて膨出する状態に形成している。

このような構成の第２実施形態のスクラビング部４′においても、スクラビング部上部板５３およびスクラビング部下部板５４は、それぞれの終端部５３ｂ，５４ｂがそれぞれの始端部５３ａ，５４ａよりも上方であり、且つ始端部５３ａ，５４ａから水平方向（フィルター水２の液面に沿う方向）にずれた位置に配置されている。より詳しくは、スクラビング部上部板５３およびスクラビング部下部板５４の終端部５３ｂ，５４ｂが、それぞれの始端部５３ａ，５４ａよりも鉛直方向（フィルター水２の液面に直交する方向）において天井面５寄りであって、水平方向において他側面１１寄りに配置されている。また、スクラビング部上部板５３の終端部５３ｂは、水平方向の位置がスクラビング部下部板５４の終端部５４ｂよりも排気の流れ方向の下流側にずらして配置されている。そして、スクラビング部上部板５３およびスクラビング部下部板５４は、スクラビング部下部板５４の内面に沿った終端部５４ｂの延長上に、スクラビング部上部板５３の一部として機能する天井面５が臨む状態で配置されている。また、スクラビング部下部板５４は、スクラビング部４′の入口側に貯留されているフィルター水２の水位が始端部５４ａよりも高く、屈曲部分よりも低くなるように構成されている。

さらに、第２上部屈曲板５２の上部には、第１実施形態における隔壁１６に相当する誘導壁５６を他側面１１側に向かって下り傾斜した状態で延設し、該誘導壁５６の傾斜下端部を他側面１１に平行となる状態に屈曲するとともに、他側面１１からスクラビング部４′側（図６中、左側）へ離間させ、スクラビング部４′を通過して被除去物が除去された空気が誘導壁５６と他側面１１との間を通って排気口７へ誘導されるように構成されている。

そして、スクラビング部下部板５４の終端部５４ｂと水槽３の他側面１１との間に開設された液回収口１８には、平板で構成された液流下部５７が備えられている。液流下部５７は、液回収口１８のうち水槽３内のフィルター水２の液面の上方に位置しており、天井面５側を向いた上面をスクラビング部下部板５４側から他側面１１側に向かって下り傾斜（言い換えると、水フィルターユニット１′内の空気の流れ方向の下流側に向かって下り傾斜）させている。また、スクラビング部下部板５４のうち液回収口１８側を向いた面から他側面１１側に向かって延設されており、延設端（傾斜下端）を他側面１１から離間して水槽３内のフィルター水２の液面を臨ませ、フィルター水２が液流下部５７と他側面１１との間を通過して水槽３の下部へ流下するように構成されている。

さらに、第２実施形態においては、水槽３内のフィルター水２のレベルを検出する水位センサーを備えず、その代わりに、水槽３内のフィルター水２をオーバーフローさせるオーバーフロー開口５８を開設している。オーバーフロー開口５８は、当該オーバーフロー開口５８の下縁部が液流下部５７の上面の傾斜下端およびスクラビング部上部板５３の始端部５３ａよりも低く、且つスクラビング部下部板５４の始端部５４ａよりも高くなる状態で開設されている。なお、オーバーフロー開口５８には、オーバーフロー流路（図示せず）の上流部が接続されており、該オーバーフロー流路の途中には、オーバーフローしたフィルター水２が溜まってオーバーフロー流路を塞ぐ液封部（所謂トラップ）を設け、水フィルターユニット１′内を通過する空気がオーバーフロー開口５８およびオーバーフロー流路を通って外方に排出されたり、あるいは外気がオーバーフロー流路を通って水フィルターユニット１′内に侵入したりすることを阻止するように構成されている。

このような構成を備えた水フィルターユニット１′においては、スクラビング部４′を通過することにより被除去物が除去された空気がフィルター水２と混合した混合流状態（フィルター水２を含んだ状態）で液回収口１８に流入すると、空気とフィルター水２との混合流が液流下部５７の上面の傾斜上端側に打ちつけられるように衝突する。この結果、空気が液流下部５７の上面に沿って流れ、空気に含まれていたフィルター水２が液流下部５７の上面に落下する。液流下部５７に沿って流れる空気は、他側面１１まで到達した後に液回収口１８から上昇し、除塵および除湿された空気として排気口７から排気される。一方、液流下部５７上に落下したフィルター水２は、液流下部５７の上面をその下り傾斜方向に向かって流下し、液流下部５７の上面の傾斜下端から下方へ放出されて水槽３の下部（フィルター水２の貯留部）に戻る。したがって、液回収口１８に液流下部５７を設ければ、スクラビング後の空気に含まれたフィルター水２を空気の流れから分離して水槽３の下部に回収し易くすることができる。また、水槽３の下部に回収されるフィルター水２が貯留状態のフィルター水２の液面に強く叩きつけられずに済み、回収されたフィルター水２の液面から不用意にフィルター水２の飛沫が発生する不都合、ひいては水槽３内で発生した飛沫が空気により噴き上げられて水フィルターユニット１′の外方に排出されてしまう不都合を避けることができる。

さらに、水槽３には、該水槽３内のフィルター水２をオーバーフローさせるオーバーフロー開口５８を開設しているので、排気中に含まれた湿気が凝結して水槽３内に溜まるなどしてフィルター水２の液面が上昇したとしても、液流下部５７がフィルター水２内に没することがない。したがって、液流下部５７上でフィルター水２が激しく波立つ不都合、ひいては空気が液流下部５７上のフィルター水２を噴き上げて水フィルターユニット１′の外方へ排出してしまう不都合を阻止することができる。

なお、第２実施形態の水フィルターユニット１′に備えられた液流下部５７およびオーバーフロー開口５８は、スクラビング部上部板１３およびスクラビング部下部板１４が弧状に形成された第１実施形態の水フィルターユニット１に備えても良い。また、オーバーフロー開口５８を開設せず、その代わりに第１実施形態に設けられた水位センサー２１を備え、該水位センサー２１によりフィルター水２の液面レベルを監視し、制御装置によりフィルター水２の液面レベルの上昇を防ぐ制御を行っても良い。

ところで、フィルター水２は、スクラビングにおいてのみ使用されるスクラビング専用の液体であっても良い。つまり、少なくともスクラビングによって排気中から被除去物を捕捉することが可能な液体であれば、どのような液体を使用しても良い。

なお、前記した実施形態では、冷却手段２３としてヒートポンプの蒸発器を用いる構成を説明したが、例えば、回転式乾燥機２４や空気調和機４０外で冷却した冷水等を通水させる構成としても良い。要は、本発明においては、フィルター水２が冷却されていれば良い。

１，１′…水フィルターユニット、２…フィルター水、３…水槽，４，４′…スクラビング部、５…天井面、６…吸気口、７…排気口、８…一側面、９…給水口、１０…底面、１１…他側面、１２…排水口、１３…スクラビング部上部板、１３ａ…始端部、１３ｂ…終端部、１４…スクラビング部下部板、１４ａ…始端部、１４ｂ…終端部、１５…隔壁、１６…隔壁、１７…隔壁、１８…液回収口、１９…吸気側バッフル板、２０…排気側バッフル板、２１…水位センサー、２２…水温センサー、２３…冷却手段、２４…回転式乾燥機、２５…ヒートポンプ、２６…膨張弁、２７…アキュムレーター、２８…圧縮機、２９…凝縮器又はガスクーラー、３０…乾燥室、３１…供給側通気路、３２…回転ドラム、３３…ファン、３４…空気調和機、３５…乾式フィルター、３６…冷却コイル、３７…加熱コイル、３８加湿蒸気コイル、３９…給気ファン、４０…水フィルター付き空気調和機、５１…第１上部屈曲板、５２…第２上部屈曲板、５３…スクラビング部上部板、５３ａ…始端部、５３ｂ…終端部、５４…スクラビング部下部板、５４ａ…始端部、５４ｂ…終端部、５６…誘導壁、５７…液流下部、５８…オーバーフロー開口、Ｗ…被乾燥物

Claims

気体中から被除去物をフィルター液とのスクラビングによって除去する液体フィルターユニットであって、
前記フィルター液が貯留される液貯留槽と、
該液貯留槽に連通して、前記気体を前記フィルター液に接触させながら通過させるスクラビング部と、を備え、
該スクラビング部は、互いに向かい合うスクラビング部上部板とスクラビング部下部板とによって構成され、
該スクラビング部上部板およびスクラビング部下部板は、前記気体の流れ方向の下流側に位置する端部を終端部とする一方、上流側に位置する端部を始端部とし、前記終端部を前記始端部よりも上方であり、且つ前記始端部から水平方向にずれた位置に配置し、
前記スクラビング部下部板の終端部よりも前記気体の流れ方向の下流側には、前記スクラビング部を通過したフィルター液を液貯留槽へ戻す液回収口を開設し、
該液回収口のうち液貯留槽内のフィルター液の液面の上方には、上面が前記気体の流れ方向の下流側に向かって下り傾斜した液流下部を備え、前記スクラビング部を通過した前記気体がフィルター液を含んだ状態で前記液回収口に流入すると、該気体が液流下部の上面に沿って流れ、気体に含まれたフィルター液が液流下部の上面に落下し、この液流下部の上面を流下して液貯留槽へ戻るように構成し、
前記液流下部の傾斜上端側の下方には、前記液貯留槽内のフィルター液をオーバーフローさせるオーバーフロー開口を、該オーバーフロー開口の下縁部が前記液流下部の上面の傾斜下端よりも低くなる状態で開設したことを特徴とする液体フィルターユニット。
前記スクラビング部上部板および前記スクラビング部下部板は、互いに向かい合う内面を前記始端部と前記終端部との間の部分が前記スクラビング部の外方へ向けて膨出する状態に形成し、
前記スクラビング部上部板の終端部は、水平方向の位置を前記スクラビング部下部板の終端部よりも前記気体の流れ方向の下流側にずらしたことを特徴とする請求項１に記載の液体フィルターユニット。
前記スクラビング部上部板は、前記始端部から前記終端部に近づくに従って漸次、前記内面のカーブがきつくなる弧状に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液体フィルターユニット。
前記液貯留槽内に冷却手段を設置し、前記液貯留槽内のフィルター液の温度を前記気体の露点温度以下まで冷却することにより該気体を除湿することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の液体フィルターユニット。
前記冷却手段が、ヒートポンプの蒸発器であることを特徴とする請求項４に記載の液体フィルターユニット。
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の液体フィルターユニットを有することを特徴とする乾燥機。
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の液体フィルターユニットを有することを特徴とする空気調和機。