JPH01184014A

JPH01184014A - 湿式空気清浄装置

Info

Publication number: JPH01184014A
Application number: JP63008244A
Authority: JP
Inventors: Shiyouji Oono; 大野　昭自; Kunihiko Miyamoto; 宮本　国彦; Kozo Shinba; 榛葉　浩三; Yukio Ozaki; 尾崎　征雄; Minoru Suzuki; 稔鈴木
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1989-07-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は湿式空気清浄装置に関するもので、更に詳細
には、例えばバイオテクノロジ、食品、薬品関係におけ
る無菌等のクリーンルーム又は精密機器、半導体等の大
工場用のクリーンルームあるいは病院等の室内の空気中
の塵埃を液滴流動域を利用して除去する湿式空気清浄装
置に関するものである。

［従来の技術］従来のこの種の空気清浄装置としては、第１６図に示す
ように、下部に空気流入口５を有し、上部に空気流出口
６を有する塔体本体１内に、径３〜８ｊＩｌの多数の開
口３を開口率が２５〜６０％となるごとくに穿孔した棚
板２をほぼ水平に設け、この棚板２の上方に周囲が垂直
の隔壁で囲まれ上面及び下面が開口した多数の短筒体を
ハニカム状に一体に形成した形状を有する隔壁体４を棚
板２と間隙を設けてほぼ水平に設置することによって、
棚板２とハニカム状隔壁体４との間に気液接触室９を形
成させ、更に塔本体１の棚板２上方に液供給ロア及び塔
本体１の底部に液排出口８をそれぞれ配設して成る気液
接触装置が知られている（特公昭５１−１８９０２号公
報参照）。この気液接触装置は、出願人が先に開発した
もので、大気中の気体を効率よく液体と接触させて工場
等から排出する大量の気体又は工場内の微量の有害成分
やダスト等を含む空気等を液滴流動域を利用して清浄化
することを目的とするものである。すなわち、液供給ロ
アから液体を散布して棚板２の上に供給するとき、棚板
２の開口３．３・・・群から噴出する気体によって液滴
粒を形成し、そして、気液接触室９内に形成される液滴
と気泡が混合する液滴流動域によって気液接触を行わせ
て気体中の塵埃等を除去するようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来のこの種の空気清浄装置においては
、棚板２の全面に多数の開口３．３・・・を穿孔して開
口率を２５〜６０％としているため、比較的大きい粒子
の塵埃等は捕集することができるが、サブミクロン粒子
（１μｍ未満）の塵埃を完全に捕集することはできず、
棚板２及び隔壁体４を通過する塵埃も多く存在すること
となり、その集塵効率は約１０〜２０％程度であった。

この問題を解決するためには、複数の多孔板を多段に配
設することも考えられるが、このように複数枚の多孔板
を多段に配設して所望の集塵効率を得ようとするために
は装置全体が大型化となるばかりか空気圧損失をきたし
、そのため、空気圧送用ファンの動力を必要以上に大き
くしたり、その他の稼働設備を大きくしなければならな
いという問題がある。

このため、現状では装置全体を小型化にしだ集塵効率の
高い湿式空気清浄装置の改良が望まれている。

［課題を解決するための手段］この発明は上記事情に鑑みなされたもので、上記技術的
課題を解決するために、第１の発明は、空気流入口と空
気流出口を有する空気清浄装置本体内に配設される捕集
部を可及的に少ない枚数の多孔板にて形成すると共に、
所定の開口率に形成して装置の小型化及び集塵効率の向
上を図れるようにしたことを特徴とし、また、第２の発
明は、上記第１の発明に加えて、更に、空気流入口の上
流側に空気中の塵埃に電荷を与える静電式荷電部を形成
したことを特徴とする湿式空気清浄装置を提供しようと
するものである。

すなわち、この発明は、第１に、下部に空気流入口を開
口すると共に上部には空気流出口を開口する筒状の空気
清浄装置本体と、上記空気清浄装置本体内の上記空気流
入口と空気流出口の中間部に配設される液体供給部と、
上記液体供給部の下方上流側に水平状に配設される気液
接触式の捕集部とで構成され、上記捕集部を互いに平行
な複数の多孔板にて形成し、これら多孔板のうちの少な
くとも最上部の多孔板に閉塞面を形成すると共に、この
多孔板の開口率を３０％以下に形２成して成ることを特
徴とする湿式空気清浄装置を提供し、また、この発明の
第２は、上記湿式空気清浄装置において、空気流入口の
上流側に静電式荷電部を形成して成ることを特徴とする
湿式空気清浄装置を提供しようとするものである。

この発明において、上記多孔板は複数枚のうちの少なく
とも最上部に位置する多孔板の開口率が３０％以下であ
ればよいが、好ましくは開口率が１９〜２５％である方
がよい。

また、多孔板はその一部に閉塞面を有するものであれば
平板状の任意の形態のものでよく、例えば周辺に閉塞面
を設けたもの、あるいは、中央部に閉塞面を設けたもの
のいずれであってもよい。

この場合、多孔板は平板状のものが一般的ではあるが、
必要に応じて任意の形態とすることもでき、例えば多孔
板の周辺に閉塞面を設けたものにおいては中央部の開口
部側を凹状に形成してもよく、また、中央部に閉塞面を
設けたものにおいては中央部を上方に向って凸状に形成
してもよい。

加えて、各多孔板の間隔は装置のコンパクト化の面にお
いては可及的に狭い方が好ましいが、液体供給部から散
布される液体の流量と清浄化される空気の流速・流量等
の関係による捕集効率を考慮して設定する必要がある。

また、第２の発明において、上記荷電部は室内の吸込口
から送られた空気中の塵埃を帯電させるものであれば任
意のものであってもよいが、好ましくは複数の透孔を穿
設する放電対極と、この放電対極の各透孔の中心に位置
する複数の先尖状放電針を突設する放電極とで構成する
方がよい。この場合、捕集部は液体供給部から散布され
る液体と多孔板を通過する空気流との間によって形成さ
れる液滴流動域による気液接触のみの作用を行うもので
あってもよいが、好ましくは荷電部との電位差によって
帯電された塵埃を捕集する方がよく、更に好ましくは荷
電部と反対極の電極に導電されるものである方がよい。

［作　用］上記技術的手段は次のように作用する。

本願の第１の発明によれば、空気流入口から空気清浄装
置本体内に送られる空気が捕集部を通過する際、液体供
給部から散布されて捕集部の多孔板上に供給される液体
と接触して流下する液体と上昇する空気とが同時に多孔
板の開口部を通過することになる。したがって、空気は
多孔板の開口部を通過する時、多孔板の開口部に張った
液膜を激しく破りながら、微細な液滴と微細な気泡を生
成する。その結果、多孔板上には粉体の流動層に酷似し
た濃密な液滴流動域が空気圧損と均衡して適当な厚みで
形成され、この液滴流動域を通過する空気中の塵埃が衝
突作用、沈降作用及び拡散作用によって空気側から液体
側へ移動して除塵される。

また、本願の第２の発明によれば、空気清浄装置本体内
に送られる空気中の塵埃が予め帯電されるので、上記捕
集部における液滴流動域における気液接触と相俟って荷
電部と捕集部との電位差による電気的集塵機能により、
空気中の塵埃が捕集部に捕集される。

［実施例１以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

◎第１の発明第１図は本願の第１の発明に係る湿式空気清浄装置の概
略断面図、第２図はその要部である捕集部の拡大断面図
を示している。

この発明の湿式空気清浄装置は、下部に空気流入口１２
を開口すると共に上部には空気流出口１４を開口する筒
状の空気清浄装置本体１０と、空気清浄装置本体１０内
の空気流入口１２と空気流出口１４の中間部に配設され
る液体供給部２０と、液体供給部２０の下方上流側に水
平状に配設される気液接触式の捕集部３０とで主要部が
構成されており、そして、空気流入口１２の上流側に送
風ファン５２を介して室５０の吸込口５４が接続され、
また、空気流出口１４は室５０の吹出口５６に接続され
ている。

上記液体供給部２０は、装置本体１０の最下端部に形成
された水槽１６に循環ポンプ１１を介して接続されて、
水槽１６中の水が循環供給されるようになっている。こ
の液体供給部２０は、水Ｍｇ１６に接続する管路１３に
接続する供給管２２に下向きに開口する噴水管２４を有
する散水器にて形成されている。

上記捕集部３０は、第１図及び第２図に示すように、互
いに適宜間隔をおいて水平に配設される複数枚（図面で
は３枚の場合を示す）の多孔板３２゜３２、３２にて構
成されている。この場合、多孔板３２は、第４図及び第
５図に示すように、周辺に閉塞面３３を有すると共に、
中央部に多数の小孔３４．３４・・・を有する開口部３
５が形成されており、かつ、少なくとも最上部の多孔板
３２の開口率が３０％以下好ましくは１９〜２５％の開
口率に形成されている。

なお、多孔板３２の閉塞面３３と開口部３５は１枚の板
材に形成してもよく、あるいは、第６図に示すように全
面に多数の小孔３４．３４・・・を穿設した多孔板本体
３２ａの周辺部に閉塞面板３２ｂを積層した構造として
開口率を３０％以下好ましくは１９〜２５％にしてもよ
い。また、捕集部３０は必ずしも複数の多孔板３２．３
２．３２のみにて形成する必要はなく、例えば第３図に
示すように、多孔板３２の下面側にハニカムコア３６を
積層して空気と液体の流れに整流性をもたせることもで
きる。

上記のように構成される捕集部３０に向って下方から空
気を送込むと、空気流は第７図に破線■で示すような曲
線状の流速分布を描くが、上方より液体供給部２０から
液体（水）が散布されると第７図に綱線■で示すように
下方に押し戻され、液体（水）と空気は激しく混り合い
ながら、この細線■の形状の気液接触層すなわち液滴流
動域を形成する。空気は液滴流動域を通過する時除塵さ
れ、液体（水）は空気清浄装置本体１０の壁周辺に近い
部分を下側に一点鎖線■のように流れ落ち、閉塞面部に
滞留域を形成しつつ多孔板中央部に液体（水）を供給す
る。このようにして、汚染された空気Ａが捕集部３０を
通過する際、液体供給部２０から散布されて捕集部３０
の多孔板３２．３２．３２上に供給される液体と接触し
て流下する液体と上昇する空気Ａとが同時に多孔板３２
の開口部３５の小孔３４゜３４・・・を通過することに
なる。したがって、空気Ａは多孔板３２の小孔３４．３
４・・・を通過する時、多孔板３２のｎ口部３５に張っ
た液膜を激しく破りながら、微細な液滴と微細な気泡を
生成する。その結果、多孔板３２上には粉体の流動層に
酷似した濃密な液滴流動域３１が空気圧損と均衡して適
当な厚みで形成され、この液滴流動域３１を通過する空
気中の塵埃は、空気流と液体の散布流に関する相対速度
による衝突作用、ｍ埃の自重に基づく沈降作用及び塵埃
の拡散作用によって空気側から液体側へ移動して除塵さ
れる。なおこの場合、第８図に示すように中央部の開口
部３５を凹状３１に形成することにより水の流動性をよ
くして気液接触層の厚みを更に均一にして除塵の均一化
を図ることができる。

なお、上記説明では捕集部３０が複数の多孔板３２゜３
２、３２にのみ形成される場合について説明したが、必
ずしもこの構造に限定されるものではなく、例えば第３
図に示すように、各多孔板３２の下方上流側にハニカム
コア３６を併設して、更に空気の整流性を持たせること
もできる。

また、第９図及び第１０図はこの発明における捕集部３
０の多孔板３２の別の形態を示す使用状態の断面図及び
平面図で、多孔板３２の中央部にｍ基面３３を形成する
と共に、多孔板３２の周辺部に複数の小孔３４．３４・
・・を穿設した開口部３５を形成した場合である。この
場合、捕集部３０に向って下方から空気を送込むと、空
気流は第９図に破線■で示すような曲線状の流速分布を
描くが、上方より液体供給部２０から液体（水）が散布
されると第９図に細線■で示すように下方に押し戻され
、液体（水）と空気は激しく混り合いながら、この細線
■の形状の気液接触層すなわち液滴流動域を形成する。

空気は液滴流動域を通過する時除塵され、液体（水）は
空気清浄装置本体１０の中央部に沿って下側に一点鎖線
■のように流れ落ち、閉塞面部に滞留域を形成しつつ多
孔板部に液体（水）を供給する。したがって、上記第７
図に示す場合と同様に気液接触により空気中の塵埃が除
去される。なおこの場合、第１１図に示すように、多孔
板３２の中央部のｌＷｊ塞面３３を上方に向って膨隆さ
せた凸状３８に形成することにより気液接触層に水を補
給し易くして除塵の均一化を図ることができる。

なお、第１図において、符号６０は上記水槽１６の上方
又は水槽１６中に配設される冷却コイル等の温度調整手
段を示し、符号６２は液体供給部２０の上方下流側に配
設される再熱コイル等の再熱手段を示すものである。

上記のように構成される第１の発明に係る湿式空気清浄
装置において、送風ファン５２を駆動して室５０内の汚
染された空気Ａを装置本体１０の空気流入口１２から装
置本体１０内に送込むと共に、循環ポンプ１１を駆動し
て液体供給部２０から液体（水）を捕集部３０に向って
散布すると、空気Ａが捕集部３０を通過する際、液体供
給部２０から散布される液体と接触して流下する液体と
上昇する空気Ａとが同時に多孔板３２の開口部を通過す
ることになる。したがって、空気Ａは多孔板３２の開口
部３５を通過する時、多孔板３２の開口部３５に張った
液膜を激しく破りながら、微細な液滴と微細な気泡を生
成する。

その結果、多孔板３２上には粉体の流動層に酷似した濃
密な液滴流動域３１が空気圧損と均衡して適当な厚みで
形成され、この液滴流動域３１を通過する空気中の塵埃
が衝突作用、沈降作用及び拡散作用によって空気側から
液体側へ移動して除塵され、除塵された清浄空気Ｂは再
熱コイル６２にて所定の温度（例えば約２５℃）に加熱
されると共に調湿された後、装置本体１０の空気流出口
１４から取出されて室５０の吸込口５４から室５０内に
供給され、室５０内の清浄化に供されるのである。

上記のようにして汚染空気Ａの除塵を行った清浄空気Ｂ
の集塵効率計測した結果、約５０〜６０％の集塵効率が
得られた。

◎第２の発明第１２図は本願の第２の発明に係る湿式空気清浄装置の
概略断面図で、この発明の空気清浄装置は、上記第１の
発明に係る空気清浄装置に静電式荷電部を付加した場合
である。すなわち、上記空気清浄装置本体１０の空気流
入口１２の上流側に静電式荷電部４０を形成した場合で
ある。

上記荷電部４０は、第１３図に示すように、複数の透孔
４１．４１・・・を穿設する放電対極４２と、この放電
対極４２の各透孔４１の中心に位置する複数の先尖状放
電針４３．４３・・・を突設する放電極４４とで構成さ
れている。この場合、放電対極４２はアルミニウム合金
等の金属又は少なくとも透孔４１を含む表面に導電製金
属を被覆した樹脂基板にて形成される。

また、上記放電極４４は例えば板厚が０．１〜３゜０好
ましくは０．２〜１．０ａｌｌのステンレス鋼あるいは
普通鋼、銅、真鍮、アルミニウム等の強度を有する導電
性金属板にて形成されている。このように構成される荷
電部４０において、放電極４４が電源４５の陰極に、ま
た、放電対極４２が電源４５の陽極に接続されており、
これら放電極４４と放電対極４２に電圧が印加されると
、両者間に置いてコロナ放電が生じるようになっている
。なおこの場合、放電極４４と放電対極４２とを逆極性
にして正極放電を行うようにしてもよい。かかるコロナ
放電は一般の交流電源（１００Ｖ〜２００Ｖ）を変圧し
、かつ、整流することで得られる直流電圧−４，ＯＫＶ
〜−５ＫＶ、−針当りの放電流２〜２０μＡの直流電流
で行うことができる。なお、荷電部４０にも上記液体供
給部２０からの水滴がかかり得るが、荷電部４０と空気
流入口１２との接続部分に塩化ビニル等の絶縁部材を介
在・被覆しておけばショートを防止することができる。

また、上記捕集部３０は、水平に配設されると共にその
一部に閉塞面３３と開口部３５とを有する複数の多孔板
３２．３２・・・にて形成してもよく、あるいは、第１
４図に示すように、多孔板３２とこの多孔板３２の下面
にハニカムコア３６を併設したものにて形成してもよい
。このように構成される捕集部３０は荷電部４０にて帯
電された塵埃を含む空気Ａが通過する際、荷電部４０と
の電位差による静電誘導作用によって塵埃を捕集するも
の、例えば装置本体１０にアースするものであるが、こ
の場合、荷電部４０の放電極４４と反対極に導電するこ
とも可能で、例えば、第１４図に示すように、荷電部４
０の放電極４４に負極性の電圧を印加する電源４５の陽
極側に接続することにより、更に効率良く塵埃の捕集を
行うことができる。

なお、第２の発明に係る空気清浄装置において、そく他
の部分は上記第１の発明と同一であるので、同一部分に
は同一符号を付してその説明は省略する。

上記のように構成されるこの発明の空気清浄装置におい
て、送風ファン５２を駆動して室５０内の汚染された空
気Ａを装置本体１０内に送込むと、空気中の塵埃はまず
荷電部４０により帯電された後、空気流入口１２から装
置本体１０内の捕集部３Ｇを通過する。このとき、空気
中の塵埃の一部は捕集部３０（多孔板３２、ハニカムコ
ア３６）に捕集され、ハニカムコア３６、多孔板３２を
通過した空気Ａは多孔板３２の開口部３５の小孔３４．
３４・・・を通過するが、この際、上記第１の発明と同
様に液体供給部２０から散布されて多孔板３２上に形成
された気液接触層を激しく破りながら微細な液滴と微細
な気泡を生成する。その結果、第１５図に示すように、
多孔板３２上には粉体の流動層に酷似した濃密な液滴流
動域３１が空気圧損と均衡して適当な厚みで形成される
。

したがって、空気中の塵埃は多孔板３２の小孔３４゜３
４・・・に張られた液膜を破るとき、及び多孔板３２上
に形成されだ液滴流動域３１を通過する際に、塵埃粒子
の液滴への衝突作用、沈降作用及び拡散作用を受けると
共に、静ＭＨ導作用によって効果的に気液接触が行われ
、塵埃は十分濃側に移行する。

この際、汚染空気Ａが多孔板３２上で跳上げだ液滴のう
ち細かい液滴は上方の多孔板３２側に運ばれてハニカム
コア３６の孔部の内壁を濡らしながら下降し、大きな液
滴となって再び下段の多孔板３２上に戻る。したがって
、汚染空気中の塵埃は、ハニカムコア３６の孔部内壁で
も上記物理的、静Ｍ誘導的接触が行われて除去されて清
浄化され、従来の湿式集塵方式では国難とされていた０
、５〜０．１μｍの微細塵埃を捕集することができる。

そして、清浄化された空気Ｂは再熱コイル６２にて所定
の温度（例えば約２５℃）に加熱されると共に調湿さ−
れた後、’１５Ｇの吹出口５４に送られる。

［発明の効果Ｊ以上に説明したように、この発明の空気清浄装置によれ
ば、空気流入口と空気流出口を開口する筒状の空気清浄
装置本体内の空気流入口と空気流出口の中間部に液体供
給部を配設すると共に、液体供給部の下方上流側に気液
接触式の捕集部を水平状に配設し、捕集部を互いに平行
な複数の多孔板にて形成し、かつ、これら多孔板のうち
の少なくとも最上部の多孔板に閉塞面を形成すると共に
、この多孔板の開口率を３０％以下に形成するため、以
下のような効果が得られる。

１）多孔板に閉塞面を形成すると共に、開口率を３０％
以下にするので、従来の全開口孔方式のものに比較して
集塵効率の向上が図れる。

２）上記１）により多孔板の段数を減らすことができる
ので、空気圧損を減らすことができると共に、ファン等
の動力の省エネルギー化が図れる。

３）上記２）により捕集部のコンパクト化ひいては装置
全体のコンパクト化が図れると共に、設備費及び運転費
の削減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明に係る空気清浄装置の概略断面図、
第２図はこの発明における捕集部の拡大断面図、第３図
は別の捕集部の拡大断面図、第４図及び第５図は捕集部
を構成する多孔板の平面図、第６図は多孔板の別の形態
の断面図、第７図は捕集部の作用状態を示す新面図、第
８図は第７図における多孔板の別の形態を示す断面図、
第９図は捕集部の別の形態を示す断面図、第１０因は第
９図における多孔板の平面図、第１１図は第９図におけ
る多孔板の別の形態を示す断面図、第１２図は第２の発
゛明に係る空気清浄装置の概略断面図、第１３図は第２
の発明における荷電部の断面斜視図、第１４図は荷電部
及び捕集部を示す拡大断面図、第１５図は捕集部の作用
状態を示す断面図、第１６図は従来の空気清浄装置の断
面斜視図である。符号説明（１０）・・・空気清浄装置本体（１２）・・・空気流入口（１４）・・・空気流出口（２０）・・・液体供給部（３０）・・・捕集部（３１）・・・液滴流動域（３２）・・・多孔板（３３）・・・閉塞面（３４）・・・小孔（３５）・・・開口部（３６）・・・ハニカムコア（４０）・・・荷電部（４１）・・・透孔（４２）・・・放電対極（４３）・・・先尖状放電針（４４）・・・放電極特　許　出　願　人　日本軽金属株式会社代　　理　　
人　　弁理士　　中　　村　　智　　廣　（外２名）第
２図第４図第６図第７図第８図第９図　　　　３１：液滴… 第１０図　　　　　　　第１１図第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下部に空気流入口を開口すると共に上部には空気
流出口を開口する筒状の空気清浄装置本体と、上記空気
清浄装置本体内の上記空気流入口と空気流出口の中間部
に配設される液体供給部と、上記液体供給部の下方上流
側に水平状に配設される気液接触式の捕集部とで構成さ
れ、上記捕集部を互いに平行な複数の多孔板にて形成し
、これら多孔板のうちの少なくとも最上部の多孔板に閉
塞面を形成すると共に、この多孔板の開口率を３０％以
下に形成して成ることを特徴とする湿式空気清浄装置。
（２）下部に空気流入口を開口すると共に上部には空気
流出口を開口する筒状の空気清浄装置本体と、上記空気
清浄装置本体内の上記空気流入口と空気流出口の中間部
に配設される液体供給部と、上記液体供給部の下方上流
側に水平状に配設される気液接触式の捕集部とで構成さ
れ、上記捕集部を互いに平行な複数の多孔板にて形成し
、これら多孔板のうちの少なくとも最上部の多孔板に閉
塞面を形成すると共に、この多孔板の開口率を３０％以
下に形成し、上記空気流入口の上流側に静電式荷電部を
形成して成ることを特徴とする湿式空気清浄装置。