JP7057929B2 - 粉塵除去装置及び粉塵除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、気体中に含まれる火山灰、鉄粉、オイルミスト、花粉、ウイルス等の粉塵を除去する技術に関するものである。

従来から、粉塵を含んだ気体を、水又は水溶液中に導入して、水等に接触させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式の集塵装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
上記特許文献１に開示された装置の場合、排気口側に送風機が設けられており、該送風機の駆動によりタンク内に負圧を発生させ、気体を液中に導入するものである。このような湿式集塵装置は、フィルタを使用しなくても粉塵を除去できるため、低コストでの利用が可能であるという利点がある。
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、液中に挿し込むパイプが１本のみであることから、大量の空気を浄化するためには、パイプを太く設ける必要があるが、パイプを太くすると、液中に発生する気泡が大きなものとなり、十分に粉塵を吸着できないという問題がある。

大量の空気を浄化する技術としては、多数の排ガス分散管を液中に挿し込む不純物の除去方法が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。かかる技術によれば、個々の気泡の大きさを大きくすることなく、大量の空気を浄化することが可能である。
しかしながら、上記特許文献２に開示された技術では、粉塵を含んだ空気を直接タンク内に送り込むため、吸収液の吸収性能が低下しやすいという問題がある。

また、湿式の集塵装置において、さらに重力式の粉塵除去装置を設けることで、湿式の集塵装置に用いる液体の性能劣化を防止する装置が知られている（特許文献３を参照）。
上記特許文献３に開示された装置は、液中に気体を送り込む前段階に重力式の粉塵除去装置を設けるものであり、これによれば、予め比較的大きな粉塵を取り除いた上で、液中に気体を送り込むことが可能である。
上記特許文献３に開示された装置では、流速緩和槽を用いて通過する空気の流速を低下させ、重力により所定の大きさ以上の粉塵を捕集するものである。しかしながら、流速緩和槽を通過する空気は、槽内を水平方向に移動するに過ぎないため、重力による粉塵の捕集が十分に行われないという問題がある。

そこで、湿式の集塵装置の前に、流速緩和槽ではなく、遠心分離室を設けて、遠心分離及び重力により粉塵を除去する装置が知られている（特許文献４を参照）。
しかしながら、遠心分離による粉塵の除去は、必ずしも十分に粉塵を除去できないという問題がある。また、遠心分離室自体は１つ設けられるに過ぎないため、かかる点においても、十分な粉塵の除去は困難である。

重力を用いて集塵する技術としては、筐体内に複数の隔壁が配設され、隣接する隔壁の通気口の位置が異なるエアポンプの集塵機構が知られている（特許文献５を参照）。これは例えば、筐体内において、粉塵を含んだ気体が上下に蛇行するように隔壁が配設されるものである。これによれば、上下の蛇行を複数回行うことで効果的に粉塵を除去することが可能である。
しかしながら、上記特許文献５に開示された集塵機構は、蛇行した経路を気体が通過する際に発生する乱流により粉塵を落下させるに過ぎず、必ずしも十分に粉塵を除去できないという問題がある。また、特許文献５に開示された集塵機構は、湿式の集塵装置の前段階に用いるものではない。

特開２００４－２２３５０１号公報 特開２０１６－１９３４０９号公報 特開昭４８－７９３６４号公報 特開平８－１８２９０８号公報 特開２００８－８２２８５号公報

かかる状況に鑑みて、本発明は、粉塵除去性能を長期間維持でき、メンテナンスが容易で、かつ低コストでの利用が可能な粉塵除去装置及び粉塵除去方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の粉塵除去装置は、粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵手段と、重力式集塵手段により粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵手段と、湿式集塵手段の排気側に設けられた吸気手段又は湿式集塵手段の吸気側に設けられた圧縮手段を備える。
ここで、重力式集塵手段は、少なくとも２つの重力式集塵機構で構成され、かかる重力式集塵機構は、上方から下方へ気体を誘導して気体中の粉塵を落下させて捕集し、粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する流路を有し、かつ、上方から下方へ気体を誘導する流路は、上方から下方に向けて狭小に形成され、下方側の狭小部から高圧状態で気体を更に下方に向けて噴出し得るように形成される構成を好適に用いることができる。
重力式集塵手段の後に湿式集塵手段を設けることにより、重力式集塵手段で予め比較的大きな粉塵を除去することが可能となり、後に設置される湿式集塵手段に設けられた液体の性能劣化を低減できる。粉塵除去装置の稼動は、湿式集塵手段の排気側に設けられた吸気手段による吸い込みにより行う。
重力式集塵手段において、上方から下方へ気体を誘導する流路が、上方から下方に向けて狭小に形成されることにより、下方側の狭小部から高圧状態で気体を更に下方に向けて噴出することができ、効果的に粉塵を落下させることが可能となる。
なお、本明細書において粉塵とは、火山灰、鉄粉などの狭義の意味の粉塵だけではなく、オイルミスト、花粉、ウイルス等も含む広義の意味の粉塵をいう。

本発明の粉塵除去装置は、吸気手段が粉塵除去装置から分離可能であり、湿式集塵手段の排気口と外部の吸気手段の吸気口を接続し得る接続手段を備えたことでもよい。
或いは、圧縮手段が粉塵除去装置から分離可能であり、湿式集塵手段の吸気口と外部の圧縮手段の排気口を接続し得る接続手段を備えたことでもよい。ここで、圧縮手段は、エアーコンプレッサなどの圧縮機を用いて、加圧した気体を粉塵除去装置の重力式集塵手段に送り込む。
吸気手段又は圧縮手段が分離可能であり、かつ、湿式集塵手段の吸気口と外部の吸気手段の吸気口を接続し得る接続手段、もしくは、湿式集塵手段の吸気口と外部の圧縮手段の排気口を接続し得る接続手段を備えることにより、例えば、非常用の電源車と接続し、電源車のディーゼルエンジンの駆動を利用して吸気を行うことが可能となる。したがって、本発明の粉塵除去装置には、車輪付きの台車等の上に設置され、移動可能とされることが好ましい。移動可能な構成とされることにより、装置自体をあらゆる場所に移動させて、外部の吸気手段と容易に接続することが可能となる。

本発明の粉塵除去装置の湿式集塵手段において、重力式集塵手段から気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が液体中に浸かるように液面が調整されたことが好ましい。
湿式集塵手段において、複数の気体導入管の先端が液体中に浸かるように液面が調整されることにより、同時に多数の気泡を発生させることができ大量の気体を短時間で浄化することが可能となる。

本発明の粉塵除去装置の湿式集塵手段において、液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路に、飛沫除去用の複数の細管が設けられたことが好ましい。
複数の気体導入管の先端から液体中に放出された気体は、多数の気泡となり、液体の液面で気泡が弾けて上方に移動する。この時、移動する気体には、多数の飛沫が含まれるため、その後の流路を形成する内壁面に液滴が付着する。そこで、液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路に複数の細管を設けることにより、飛沫を除去することが可能である。すなわち、液面から出てくる気体を取り込む流路の開口部は、大きな開口にするのではなく、複数の細管によりノズル状に小分けして取り込むことで、飛沫が細管の出口側の流路に出るのを防いでいる。複数の細管の長手方向が上下方向であり、液面から出てくる飛沫を細管内壁に衝突させて、液滴化させ、液中に落ちるようにする。
また、細管の出口から出てくる気体を取り込む流路は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状にすることにより、流路の内壁面で飛沫を衝突させ易くするのがよい。

本発明の粉塵除去装置は、湿式集塵手段の後段に、粉塵が除去された気体中に含まれる液体を気体から分離する気液分離手段が、更に設けられたことが好ましい。
湿式集塵手段よる粉塵除去が行われた気体には、僅かに水分が含まれているため、気液分離手段が設けられることにより、気体中の水分を取り除くことが可能となる。気液分離手段としては、気体を上下に蛇行させて気体中の水分を取り除く機構を有することが好ましいが、遠心分離により気体と液体を分離する機構を有することでもよい。また、取り除かれた水分については、再度、湿式集塵手段内に収容された液体中に戻されることが好ましい。

本発明の粉塵除去装置において、湿式集塵手段に設けられる液体は、不凍液であり、かつ、粘度を高めるための界面活性剤が添加されたことが好ましい。
湿式集塵手段に設けられる液体が不凍液とされることにより、例えば、寒冷地での使用も可能となる。不凍液の主成分としては、塩化ナトリウムや塩化カルシウムなどの塩化物や、エチレングリコールやグリセリン等が用いられるが、揮発性でない塩化ナトリウムや塩化カルシウムなどが長時間の利用に適しており好ましい。また、気体を液体中に通過させる際に発生する気泡は、大き過ぎると液体による粉塵の捕集が十分になされないことから、気泡の大きさをある程度小さくする必要がある。そこで、液体に粘度を高めるための界面活性剤が添加されることにより、粉塵捕集性能を向上させることができる。界面活性剤の種類としては、イオン性界面活性剤又は非イオン性界面活性剤のいずれも使用することができるが、イオン性界面活性剤であることが好ましく、より好ましくは、泡立ちの良いカルボン酸塩、スルホン酸塩及び硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、又は、両性界面活性剤である。

本発明の粉塵除去装置における湿式集塵手段に設けられる液体は、放射性物質を含む有害物質を除去し得る吸着材を含有することが好ましい。液体が、有害物質を除去し得る吸着材を含有することにより、液体中を通過した気体が浄化されるだけではなく、湿式集塵手段に設けられる液体の排水処理を容易にできる。ここで、有害物質とは、セシウムなどの放射性物質だけではなく、窒素化合物、硫黄化合物や煤煙など、大気汚染防止法で規制されている大気汚染物質を広く含む。また、吸着材とは、上記の有害物質を吸着し得る吸着剤を備えたものを広く含み、例えば、ゼオライトやプルシアンブルー類縁体を担持した布状の吸着材などが挙げられる。

本発明の粉塵除去装置における湿式集塵手段に設けられる液体は、ウイルス除菌剤を含有することが好ましい。ウイルス除菌剤とは、例えば、次亜塩素酸を主成分とする水溶液やアルコールなどが挙げられる。

本発明の粉塵除去装置の湿式集塵手段において、気体導入管の少なくとも先端部の周囲には、加熱手段が設けられたことでもよい。気体導入管に加熱手段が設けられることにより、気体導入管の先端部が浸けられる液体の凍結を防止することができる。

本発明の粉塵除去装置において、重力式集塵手段と湿式集塵手段の対が、複数並列に設けられたことでもよい。排気側から吸引する場合には、湿式集塵手段の出口が共通化され、一方、吸気側から加圧する場合には、重力式集塵手段の入口側が共通化され、並列配置される。同一容積中とした場合に、全体の処理量を高めるために並列に設置する。重力式集塵手段と湿式集塵手段の対が、複数並列に設けられることにより、圧損を減らし、集塵効率を高めることができる。ここで、複数並列は、湿式集塵手段のユニットが上下に積層配置されることで配置スペースを効率良く利用できる。

本発明の粉塵除去方法は、下記１）～３）のステップを備える。
１）粉塵を含んだ気体を吸い込む吸気ステップ、或いは、粉塵を含んだ気体を圧縮して送り込む圧縮ステップ、
２）粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵ステップ、
３）重力式集塵ステップにより粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵ステップ。

本発明の粉塵除去方法において、上記２）のステップは、気体中の粉塵を落下させて捕集する、少なくとも２つの捕集ステップで構成され、捕集ステップは下記２－ａ）～２－ｃ）のステップから成る。
２－ａ）上方から下方へ気体を誘導する下方誘導ステップ、
２－ｂ）上方から下方に向けて狭小に形成された流路の下方側の狭小部から高圧状態で気体を更に下方に向けて噴出する下方噴出ステップ、
２－ｃ）粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する上方誘導ステップ。

本発明の粉塵除去方法において、湿式集塵ステップは、粉塵含有量が低減された気体が、複数に分岐された状態で、液体中を通過することが好ましい。

本発明の粉塵除去方法において、湿式集塵ステップの後に、４）粉塵が除去された気体中に含まれる液体を気体から分離する気液分離ステップが、更に設けられたことが好ましい。

本発明の粉塵除去装置及び粉塵除去方法によれば、粉塵除去性能を長期間維持でき、メンテナンスが容易で、かつ低コストでの利用が可能であるといった効果がある。

粉塵除去装置の機能ブロック図 実施例１の粉塵除去装置の概略イメージ図 重力式集塵装置の説明図 管群型スクラバの底面図 湿式集塵装置の説明図 実施例１の粉塵除去方法のフロー図 実施例１の重力式集塵ステップのフロー図 実施例２の粉塵除去装置の概略イメージ図 実施例３の粉塵除去装置の概略イメージ図 その他の実施例の粉塵除去装置の概略イメージ図 湿式集塵装置の他の実施形態の説明図 重力式集塵装置と湿式集塵装置の２対を積層配置した概略図

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、粉塵除去装置の機能ブロック図を示している。図１に示すように、粉塵除去装置１００は、重力式集塵手段１０２、湿式集塵手段１０３、気液分離手段１０４及び吸気手段１０５から成る。
粉塵除去装置１００の稼動は、吸気手段１０５による吸引により、重力式集塵手段１０２、湿式集塵手段１０３及び気液分離手段１０４に負圧が発生することにより行われる。
粉塵除去手段としては、重力式集塵手段１０２及び湿式集塵手段１０３が設けられており、重力式集塵手段１０２において気体中に含まれる粉塵の内、９０％以上の粉塵を除去した上で、気体を湿式集塵手段１０３へ送り、湿式集塵手段１０３において更に粉塵を除去する。湿式集塵手段１０３において粉塵が除去された気体には、僅かに水分が含まれるため、気液分離手段１０４において、気体と液体を分離させる構造である。

図２は、実施例１の粉塵除去装置の概略イメージ図を示している。図２に示すように、粉塵除去装置１は、重力式集塵装置２、湿式集塵装置３、気液分離機４、送風機５及び台車部６から成り、重力式集塵装置２、湿式集塵装置３、気液分離機４及び送風機５は、台車部６上に設置されている。台車部６には、車輪（６ａ，６ｂ）が設けられており、移動可能な構造となっている。
粉塵除去装置１は、送風機５の作動により、吸気口７１から外部の空気を吸引し、粉塵を除去した上で、排気口７２から空気を排出する。粉塵の除去は、重力式集塵装置２及び湿式集塵装置３を用いて行う。
重力式集塵装置２は、第１の重力式集塵室２１及び第２の重力式集塵室２２から成り、いずれも室内の上方から流入した気体を下方へと誘導し、重力により粉塵を落下させた後、室内の下方から上方へと気体を誘導することで、気体の浄化を行う構造である。順序としては、吸気口７１から吸い込んだ気体８ａに含まれる粉塵を第１の重力式集塵室２１で捕集し、粉塵が低減した気体８ｂをさらに第２の重力式集塵室２２で浄化する構造である。第２の重力式集塵室２２で浄化された気体８ｃは、湿式集塵装置３へと送られる。なお、落下した粉塵は、開閉式の粉塵取出し口２５から取出される。

湿式集塵装置３は、重力式集塵装置２により、比較的大きな粉塵が除去された気体８ｃにつき、さらに微細な粉塵を除去するために用いられる。湿式集塵室３１の室内には、不凍液３２が収容されている。不凍液３２の液体中には、管群型スクラバ３３の気体導入管３４が挿し込まれている。配管７ａを通って、管群型スクラバ３３へと送られた気体８ｃは、気体導入管３４の下端から噴出して気泡となり、不凍液３２に触れることで微細な粉塵が除去される仕組みである。
不凍液３２による粉塵除去が行われた気体８ｄは、配管７ｂを通って気液分離機４へと送られ、ここで気体８ｅと液体に分離されて、気体８ｅのみが配管７ｄを通って排気口７２から排出される。

湿式集塵装置３は、微細な粉塵を捕集することができるが、補修された粉塵が溜まり、捕集効率が低下すると、捕集効率を高めるためには、不凍液３２自体を交換する必要があり、コストや手間がかかる。これに対して、重力式集塵装置２の場合には、補修された粉塵が溜まった場合には、粉塵取出し口２５から溜まった粉塵を取出すだけでよく、比較的コストや手間がかからないというメリットがある。そのため、湿式集塵装置３の前に重力式集塵装置２を設けることで、大方の粉塵を重力式集塵装置２で捕集し、その後、微細な粉塵についてのみ湿式集塵装置３で捕集することができ、低コストでメンテナンスを行うことを可能としている。
そこで次に、比較的大きな粉塵の除去を行う重力式集塵装置の構造について説明する。

図３は、重力式集塵装置の説明図を示している。図３に示すように、重力式集塵装置２は、第１の重力式集塵室２１及び第２の重力式集塵室２２から成り、第１の重力式集塵室２１と第２の重力式集塵室２２は、隔壁２３ｂにより隔てられている。隔壁２３ｂは、第１の重力式集塵室２１及び第２の重力式集塵室２２の下端部においては、隙間なく接着されているが、第１の重力式集塵室２１及び第２の重力式集塵室２２の上端部とは接着されず、気体の流路となる間隙が設けられている。

第１の重力式集塵室２１における気体の誘導は、隔壁（２３ａ，２３ｂ）及び傾斜板２４ａにより行う。図３に示すように、隔壁２３ａは、隔壁２３ｂとは逆に、第１の重力式集塵室２１の上端部においては、隙間なく接着されているが、第１の重力式集塵室２１の下端部とは接着されず、気体の流路となる間隙が設けられている。傾斜板２４ａの上端は、第１の重力式集塵室２１の左側壁に接着され、下端は、上端から下端に向けて隔壁２３ａとの間隔が狭くなるように角度を付けて設けられている。したがって、吸気口７１から吸い込まれた気体８ａは、第１の重力式集塵室２１において上方から下方へと誘導される際に、気体８ａの流路が次第に狭くなり、気体８ａの圧力が高められることとなる。これにより、狭小部２６ａから下方に向けて高圧で気体８ａを噴出することができ、効果的に粉塵を落下させることが可能である。
狭小部２６ａから下方に向けて噴出された気体８ａは、粉塵が低減された気体８ｂとなり、さらに下方から上方へと誘導され、隔壁２３ｂにより形成された間隙を通り、第２の重力式集塵室２２へと流入することになる。

第２の重力式集塵室２２における気体の誘導は、隔壁２３ｂ及び傾斜板２４ｂにより行う。図３に示すように、傾斜板２４ｂの上端は、第２の重力式集塵室２２の上端部に接着され、下端は、上端から下端に向けて隔壁２３ｂとの間隔が狭くなるように角度を付けて設けられている。したがって、第２の重力式集塵室２２に流入した気体８ｂは、第２の重力式集塵室２２において上方から下方へと誘導される際に、気体８ｂの流路が次第に狭くなり、気体８ｂの圧力が高められることとなる。これにより、狭小部２６ｂから下方に向けて高圧で気体を噴出することができ、効果的に粉塵を落下させることが可能である。
狭小部２６ｂから下方に向けて噴出された気体８ｂは、粉塵がより低減された気体８ｃとなり、さらに下方から上方へと誘導され、配管７ａを通り、湿式集塵装置３へ送られることになる。
第１の重力式集塵室２１において捕集された粉塵は、開閉式の粉塵取出し口２５から取出すことが可能である。また、第２の重力式集塵室２２において捕集された粉塵については、ここでは図示しないが、別途設けられる粉塵取出し口から取出すことが可能である。

次に、湿式集塵装置の構造について説明する。図２で示したように、湿式集塵装置３は、湿式集塵室３１、湿式集塵室３１内に収容された不凍液３２及び配管７ａに接続された管群型スクラバ３３から成り、管群型スクラバ３３には、複数の気体導入管３４が設けられている。
図４は、管群型スクラバの底面図を示している。図４に示すように、管群型スクラバ３３の底面形状は、幅Ｗが２００ｍｍ、奥行きＤが１００ｍｍであり、縦５本×横１１本の計５５本の気体導入管３４が設けられている。気体導入管３４の外径φは１２ｍｍであり、気体導入管３４同士の縦横の間隔Ｐはいずれも５ｍｍとなっている。

図５は、湿式集塵装置の説明図を示している。図５に示すように、管群型スクラバ３３は、配管７ａから送られた気体８ｃを５５本の気体導入管３４に分岐する機構を有している。気体導入管３４の先端は不凍液３２の液中に挿し込まれているため、粉塵除去装置１が作動すると、湿式集塵室３１内は負圧となり、気体導入管３４の先端から不凍液３２の液中に気体８ｃが噴出する。噴出した気体８ｃは気泡８０となり、不凍液３２と接触することで、気泡８０中に含まれる微細な粉塵が不凍液３２に吸着されることとなる。不凍液３２の液面まで浮かび上がった気泡８０が弾けると、粉塵が除去された気体８ｄとなり、気液分離機４へと送られることになる。なお、気泡８０は、大き過ぎると不凍液３２による粉塵の捕集が十分になされないことから、気泡の大きさをある程度小さくする必要がある。そこで、不凍液３２には、粘度を高めるために界面活性剤が添加されている。

図２に示すように、不凍液３２による粉塵除去が行われた気体８ｄは、配管７ｂを通って気液分離機４へと送られる。不凍液３２中を通った気体８ｄには、僅かに水分が含まれているため、気液分離機４を用いて気体と液体が分離されることとなる。詳細には図示しないが、気液分離機４には、配管７ｂから流入した気体８ｄを旋回させ、その旋回により生ずる遠心力を利用して気体８ｄから液体を分離する機構が設けられている。気液分離機４により、気体８ｄから分離された液体は、配管７ｃを通って再度、湿式集塵室３１へと戻される構造である。
液体が分離された気体８ｅは、配管７ｄを通り、排気口７２から排出される。

図６は、実施例１の粉塵除去方法のフロー図を示している。図６に示すように、粉塵を含んだ気体を吸い込む（ステップＳ０１：吸気ステップ）。粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を捕集する（ステップＳ０２：重力式集塵ステップ）。液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する（ステップＳ０３：湿式集塵ステップ）。粉塵が除去された気体中に含まれる液体を、気体から分離する（ステップＳ０４：気液分離ステップ）。

ステップＳ０２の重力式集塵ステップについて、図７を参照しながら説明する。図７は、実施例１の重力式集塵ステップのフロー図を示している。図７に示すように、重力式集塵ステップは、第１の重力式集塵室において行う捕集ステップ（ステップＳ１１～１３）と、第２の重力式集塵室において行う捕集ステップ（ステップＳ１４～１６）から成る。具体的には、まず、第１の重力式集塵室において、上方から下方へ気体を誘導する（ステップＳ１１：下方誘導ステップ）。次に、流路の狭小部から高圧状態で気体を下方に向けて噴出する（ステップＳ１２：噴出ステップ）。粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する（ステップＳ１３：上方誘導ステップ）。同様に、第２の重力式集塵室においても、まず、上方から下方へ気体を誘導する（ステップＳ１４：下方誘導ステップ）。次に、流路の狭小部から高圧状態で気体を下方に向けて噴出する（ステップＳ１５：噴出ステップ）。粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する（ステップＳ１６：上方誘導ステップ）。このように２つの捕集ステップを経ることにより、より効果的に粉塵を除去することが可能となっている。

図８は、実施例２の粉塵除去装置の概略イメージ図を示している。図８に示すように、電源車１１の筐体１２には、ディーゼルエンジン（図示せず）を用いた発電装置１２が搭載され、該ディーゼルエンジンを駆動するための吸気口１４が設けられている。
粉塵除去装置１０は、排気口７２に接続機構５０が設けられた点以外は、実施例１の粉塵除去装置１と同様である。
ホース１５の一端は粉塵除去装置１０に設けられた接続機構５０に接続され、他端は電源車１１の筐体１２と接続されている。また、電源車１１の吸気口１４は閉じられた状態となっている。これにより、電源車１１のディーゼルエンジンが駆動すると、ホース１５を介して、粉塵除去装置１０内の気体の流路は負圧となり、吸気口７１から空気が取り込まれ、粉塵除去装置１０が作動する。

本実施例に示すように、粉塵除去装置１０では、独自の送風機を用いることなく、電源車の動力源を使用することができるため、地震等の災害の場合でも稼動することが可能であり、利便性が高いといえる。また、粉塵除去装置１０においても台車部６が設けられ移動可能であるため、電源車と共に必要な場所に移動させて使用することも可能である。

図９は、実施例３の粉塵除去装置の概略イメージ図を示している。図９に示すように、粉塵除去装置１７は、重力式集塵装置１８、湿式集塵装置３、気液分離機４０、送風機５及び台車部６から成り、重力式集塵装置１８、湿式集塵装置３、気液分離機４０及び送風機５は、台車部６上に設置されている。粉塵除去装置１７は、実施例１と同様に、送風機５の作動により、吸気口７１から外部の空気を吸引し、粉塵を除去した上で、排気口７２から空気を排出する。粉塵の除去は、重力式集塵装置１８及び湿式集塵装置３を用いて行う。
図９に示すように、気体誘導部１８ａにおいてブレード３５は、複数設けられ、いずれも左上から右下に向けて傾斜を設けて配置されている。ブレード３５が左上から右下に向けて傾斜を設けて配置されることにより、吸気口７１から流入した気体８ａは下方へと誘導される。
また、ブレード３５が複数設けられることにより、流入した気体８ａは、ブレード３５によって方向を変える気流に乗り切らず、自らの慣性によってブレード３５の左方の面に衝突する。その結果、気体８ａに含まれる粉塵が下方に落下しやすくなる。

下方へと誘導された気体８ａには、粉塵９が含まれており、粉塵９は慣性衝突及び重力により沈降するため、比較的大きな粉塵を含む気体８ｇは下方へと誘導され、粉塵回収部１８ｂにおいて、粉塵９が回収される。
これに対して、比較的小さな粉塵を含む気体８ｈは、ブレード３６と仕切り部１８ｃの間に形成された空間に誘導されて噴出し、ブレード３６の右端部から高速で噴出される。ブレード３６は、上方に吸引される気体８ｉの流れ方向をブレード３６の右端部において急激に変化させることで、粉塵９を遠心分離によりブレード３６の右方に分離させる。
すなわち、矢印で示す気体８ｈの根元辺りは、ブレード３６によって水平から斜め下方向に噴出する気体と気体に含まれる粒子の流れを表現しており、その後、送風機５の吸引によってブレード３６の右端部と遠心分離促進ブレード３７の間に形成された間隙を通って急激に上方に気体の方向が変わるが、粉塵９はそのまま水平から斜め下方向に進み、粉塵回収部１８ｂにおいて回収される。或は、粉塵９の内、水平から斜め上方に浮き上がるものは、遠心分離促進ブレード３７のブレード面に慣性衝突して粉塵回収部１８ｂに向かう方向に変化する。このように、粉塵９を含んだ気体８ｍは、粉塵回収部１８ｂに流入し、粉塵９が回収される。
なお、ブレード３６は、本実施例のように屈曲部が設けられた構成だけではなく、ブレードが分離された構成でもよい。回収された粉塵９は、図示しないが、開閉式の粉塵取出し口から取出される。

湿式集塵装置３は、重力式集塵装置１８により、粉塵が除去された気体８ｉにつき、さらに微細な粉塵を除去するために用いられる。湿式集塵装置３の具体的な構造については、実施例１と同様である。

図９に示すように、湿式集塵装置３による粉塵除去が行われた気体８ｊは、気液分離機４０へと送られる。不凍液３２中を通った気体８ｊには、僅かに水分が含まれているため、気液分離機４０を用いて気体と液体が分離されることとなる。
気液分離機４０は、第１の気液分離室４１及び第２の気液分離室４２から成る。気液分離機４０は、実施例１に示す気液分離機４とは異なり、第１の気液分離室４１及び第２の気液分離室４２のいずれも室内の上方から流入した気体を下方へと誘導し、重力及び遠心分離により気体と液体を分離する構造である。第１の気液分離室４１には傾斜板２４ｃが設けられ、第２の気液分離室４２には傾斜板２４ｄが設けられている。また、第１の気液分離室４１と第２の気液分離室４２は、隔壁２３ｃにより隔てられている。隔壁２３ｃは、第１の気液分離室４１及び第２の気液分離室４２の下端部においては、隙間なく接着されているが、第１の気液分離室４１及び第２の気液分離室４２の上端部とは接着されず、気体の流路となる間隙が設けられている。
第１の気液分離室４１に流入した気体８ｊは、下方へと誘導され、下端がＶ字に形成された傾斜板２４ｃにより気体と液体に遠心分離され、液体が分離された気体８ｋは、第２の気液分離室４２へと誘導される。
第２の気液分離室４２に流入した気体８ｋは、同様に、下方へと誘導され、下端がＶ字に形成された傾斜板２４ｄにより気体と液体に遠心分離され、液体が分離された気体８ｌは、配管７ｄを通って排気口７２から排出される。

（その他の実施例）
（１）図１０は、その他の実施例の粉塵除去装置の概略イメージ図を示している。図１０に示すように、粉塵除去装置１６は、重力式集塵装置２０、湿式集塵装置３、気液分離機４、送風機５及び台車部６から成り、重力式集塵装置２０、湿式集塵装置３、気液分離機４及び送風機５は、台車部６上に設置されている。すなわち、重力式集塵装置２０以外は、実施例１における粉塵除去装置１と同様の構成となっている。
重力式集塵装置２０は、実施例１における重力式集塵装置２とは異なり、第１の重力式集塵室２１、第２の重力式集塵室２２及び第３の重力式集塵室２７から成る。第２の重力式集塵室２２で浄化された気体８ｃは、さらに第３の重力式集塵室２７で浄化され、浄化後の気体８ｆとなり、湿式集塵装置３へと送られる。このように、重力式集塵室が３つ設けられることにより、より効果的に粉塵を除去することが可能である。ここでは、重力式集塵室が３つ設けられた構成を示しているが、４つ以上設けられる構成でもよい。

（２）図２、図５、図９又は図１０等で示した不凍液３２中に、例えば、プルシアンブルー類縁体を担持した布状の吸着材が設けられた構成としてもよい。放射性物質を吸着し得る吸着材が設けられることにより、気体（８ｃ，８ｆ，８ｉ）を浄化し得るだけではなく、湿式集塵装置３に設けられる不凍液３２の排水処理を容易にすることができる。
（３）気体導入管３４の先端部の周囲に加熱手段が設けられる構成としてもよい。気体導入管３４の周囲に加熱手段が設けられることにより、気体導入管３４の先端部が浸けられる液体の凍結を防止することができる。したがって、かかる場合には、必ずしも不凍液３２を用いる必要はなく、液体として水等を使用してもよい。

（４）図２、図５、図９又は図１０等で示した不凍液３２中に、例えば、次亜塩素酸水やアルコールを混合させ、気体中のウイルスを除菌することができる。
（５）本発明の粉塵除去装置は、図１の吸気手段１０５の替わりに、重力式集塵手段１０２の前段にエアーコンプレッサなどの圧縮手段を設けて、重力式集塵手段１０２に圧縮した気体を送り込むことでもよい。

（６）本発明の粉塵除去装置は、図１１に示すように、湿式集塵装置の後段に気液分離手段（気液分離機）を設けず、或いは、気液分離手段（気液分離機）を設けた状態で、不凍液３２中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路３９と細管３８によって飛沫を抑える構成としてもよい。流路３９は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状にすることにより、流路３９の内壁面で飛沫を含む気体を整流する（気流を整える）と共に、流路３９の内壁面に飛沫を衝突させて液滴に戻す。そして、流路３９の出口側に複数の細管３８を設け、細管３８により更に飛沫を除去する。複数の細管３８の長手方向が上下方向であり、液面から出てくる飛沫を細管３８の内壁に衝突させて液滴に戻す。水平方向の流れの中から細管３８によって垂直方向に抜けることによって、更に飛沫を抑えることができる。なお、飛沫が液滴化したものは、流路の端部の排液口（図示せず）に集められ、排液口から排出する。
（７）本発明の粉塵除去装置は、図１２に示すように、図９に示す重力式集塵装置１８と湿式集塵装置３の１対が２つ並列に、上下に積層配置される構成でもよい。ここで、積層配置でなく、並列に水平配置してもよく、また並列数は３以上でも構わない。また、図１２に示す構成とは異なり、湿式集塵装置の後段に気液分離機４０を設けないことにより、圧損を低減して集塵除去性能を向上できる。

本発明は、地震、火山の噴火等の災害時における非常用の粉塵除去装置として利用可能である。また、作業現場における鉄粉、オイルミスト等の除去装置としても利用可能である。

１，１０，１６，１７，１００，１１０ 粉塵除去装置
２，１８，２０ 重力式集塵装置
３ 湿式集塵装置
４，４０ 気液分離機
５ 送風機
６ 台車部
６ａ，６ｂ 車輪
７ａ～７ｄ 配管
８ａ～８ｌ 気体
９ 粉塵
１１ 電源車
１２ 筐体
１３ 発電装置
１４，７１ 吸気口
１５ ホース
１８ａ 気体誘導部
１８ｂ 粉塵回収部
１８ｃ 仕切り部
２１ 第１の重力式集塵室
２２ 第２の重力式集塵室
２３ａ～２３ｃ 隔壁
２４ａ～２４ｄ 傾斜板
２５ 粉塵取出し口
２６ａ，２６ｂ 狭小部
２７ 第３の重力式集塵室
３１ 湿式集塵室
３２ 不凍液
３３ 管群型スクラバ
３４ 気体導入管
３５，３６ ブレード
３７ 遠心分離促進ブレード
３８ 細管
３９ 流路
４１ 第１の気液分離室
４２ 第２の気液分離室
５０ 接続機構
７２ 排気口
８０ 気泡
１０２ 重力式集塵手段
１０３ 湿式集塵手段
１０４ 気液分離手段
１０５ 吸気手段
Ｄ 奥行き
Ｐ 間隔
Ｗ 幅

Claims (16)

1. 粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵手段と、
   前記重力式集塵手段により粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵手段と、
   前記湿式集塵手段の排気側に設けられた吸気手段、
   を備え、
   前記湿式集塵手段において、前記重力式集塵手段から気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が前記液体中に浸かるように液面が調整され、前記液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状であり、前記流路の内壁面で飛沫を含む気体を整流すると共に内壁面に飛沫を衝突させて飛沫除去し、前記流路の出口側に飛沫除去用の複数の細管が設けられることを特徴とする粉塵除去装置。
2. 粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵手段と、
   前記重力式集塵手段により粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵手段と、
   前記湿式集塵手段の吸気側に設けられた圧縮手段、
   を備え、
   前記湿式集塵手段において、前記重力式集塵手段から気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が前記液体中に浸かるように液面が調整され、前記液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状であり、前記流路の内壁面で飛沫を含む気体を整流すると共に内壁面に飛沫を衝突させて飛沫除去し、前記流路の出口側に飛沫除去用の複数の細管が設けられることを特徴とする粉塵除去装置。
3. 前記重力式集塵手段は、少なくとも２つの重力式集塵機構で構成され、
   前記重力式集塵機構は、上方から下方へ気体を誘導して気体中の粉塵を落下させて捕集し、粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する流路を有し、かつ、上方から下方へ気体を誘導する流路は、上方から下方に向けて狭小に形成され、下方側の狭小部から高圧状態で気体を更に下方に向けて噴出し得るように形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉塵除去装置。
4. 前記湿式集塵手段に設けられる液体は、不凍液であり、かつ、粘度を高めるための界面活性剤が添加されたことを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の粉塵除去装置。
5. 前記湿式集塵手段に設けられる液体は、放射性物質を含む有害物質を除去し得る吸着材を含有することを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の粉塵除去装置。
6. 前記湿式集塵手段に設けられる液体は、ウイルス除菌剤を含有することを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の粉塵除去装置。
7. 粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵手段と、前記重力式集塵手段により粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵手段と、前記湿式集塵手段の排気側に設けられた吸気手段または前記湿式集塵手段の吸気側に設けられた圧縮手段、を備え、
   前記湿式集塵手段において、前記重力式集塵手段から気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が前記液体中に浸かるように液面が調整され、前記気体導入管の少なくとも先端部の周囲に、加熱手段が設けられたことを特徴とする粉塵除去装置。
8. 前記湿式集塵手段の後段に、粉塵が除去された気体中に含まれる液体を気体から分離する気液分離手段が、更に設けられたことを特徴とする請求項１～７の何れかに記載の粉塵除去装置。
9. 前記重力式集塵手段と前記湿式集塵手段の対が複数並列に設けられ、排気側から吸引する場合には、湿式集塵手段の出口が共通化され、吸気側から加圧する場合には、重力式集塵手段の入口側が共通化されたことを特徴とする請求項１～８の何れかに記載の粉塵除去装置。
10. 前記複数並列は、上下に積層配置されたことを特徴とする請求項９に記載の粉塵除去装置。
11. 前記吸気手段は、粉塵除去装置から分離可能であり、
    前記湿式集塵手段の排気口と外部の前記吸気手段の吸気口を接続し得る接続手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の粉塵除去装置。
12. 前記圧縮手段は、粉塵除去装置から分離可能であり、
    前記湿式集塵手段の吸気口と外部の前記圧縮手段の排気口を接続し得る接続手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の粉塵除去装置。
13. 粉塵を含んだ気体を吸い込む吸気ステップと、
    吸い込んだ粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵ステップと、
    前記重力式集塵ステップにより粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵ステップ、
    を備え、
    前記湿式集塵ステップにおいて、前記重力式集塵ステップから気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が前記液体中に浸かるように液面が調整され、粉塵含有量が低減された気体を、複数に分岐された状態で、前記液体中を通過させ、前記液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状であり、前記流路の内壁面で飛沫を含む気体を整流すると共に内壁面に飛沫を衝突させて飛沫除去し、前記流路の出口側に飛沫除去用の複数の細管が設けられ、飛沫を細管内壁に衝突させて液滴化させることを特徴とする粉塵除去方法。
14. 粉塵を含んだ気体を圧縮して送り込む圧縮ステップと、
    送り込んだ粉塵を含んだ気体から重力により粉塵を落下させる重力式集塵ステップと、
    前記重力式集塵ステップにより粉塵含有量が低減された気体を導入し、液体中に通過させることにより、気体中の粉塵を除去する湿式集塵ステップ、
    を備え、
    前記湿式集塵ステップにおいて、前記重力式集塵ステップから気体を導入する流路の先端部には、複数の気体導入管が形成され、複数の気体導入管の先端が前記液体中に浸かるように液面が調整され、粉塵含有量が低減された気体を、複数に分岐された状態で、前記液体中を通過させ、前記液体中を通過し液面から出てくる気体を誘導する流路は、水平方向に延びた後、上側にＵターンする形状であり、前記流路の内壁面で飛沫を含む気体を整流すると共に内壁面に飛沫を衝突させて飛沫除去し、前記流路の出口側に飛沫除去用の複数の細管が設けられ、飛沫を細管内壁に衝突させて液滴化させることを特徴とする粉塵除去方法。
15. 前記重力式集塵ステップは、気体中の粉塵を落下させて捕集する、少なくとも２つの捕集ステップで構成され、
    前記捕集ステップは、
    上方から下方へ気体を誘導する下方誘導ステップと、
    上方から下方に向けて狭小に形成された流路の下方側の狭小部から高圧状態で気体を更に下方に向けて噴出する下方噴出ステップと、
    粉塵捕集後の気体を下方から上方へ誘導する上方誘導ステップ、
    から成ることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の粉塵除去方法。
16. 前記湿式集塵ステップの後に、粉塵が除去された気体中に含まれる液体を気体から分離する気液分離ステップが、更に設けられたことを特徴とする請求項１３～１５の何れかに記載の粉塵除去方法。
    

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