JPH0494712A

JPH0494712A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JPH0494712A
Application number: JP2210318A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sonoda; 圭介園田; Shigeto Matsuo; 栄人松尾; Tetsuo Yoshida; 哲夫吉田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2862353B2

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〕本発明は、半導体製造産業、食品製造産業、医薬品製造
産業等で使用されるクリーンエア製造装置や、大気汚染
の原因となる工業排出物、バイオ関連排出物、原子力関
連排出物の除去装置等に用いられる空気清浄装置に関す
る。

［従来の技術］従来のクリーンエア製造装置には、除塵を目的とした静
電式電気集塵装置やろ過式集塵装置があり、脱臭、脱ガ
スに対しては洗浄法等が用いられている。また、大気汚
染の原因となる工業排出物等の除去に関しても前記の装
置が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置においては、除去可能な塵埃の大きさに下限
があり、いずれの場合も０．１μｍ（サブミクロン）以
下の塵埃（微粒子）の除去は非常に難しかった。

本発明は、サブミクロン以下の空気中塵埃を取り除（と
同時に、脱臭と脱ガスをも行なうことのできる空気清浄
装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の空気清浄装置は、塵埃を含む原料空気を圧縮す
るコンプレッサ、圧縮した原料空気を加湿し相対湿度を
上げる加湿装置、加湿した原料空気を断熱膨張させ水蒸
気の滴状凝縮を発生させる膨張タービン、同膨張タービ
ンの回転軸に接続され膨張タービンを出る原料空気が供
給される強制式遠心分離器、及び同強制式遠心分離器を
通過した空気中から更に液滴を分離する静電式集塵器か
ら構成されている。

１作用）本発明では、塵埃を含む原料空気をコンブレジ→ノ゛で
圧縮したのち、加湿装置で、望ましくは相対湿度が６０
〜９０％程度となるように加湿する。このよ・うに加湿
された原料空気は、膨張タービンにおいて断熱膨張され
て冷却され、塵埃等の微粒子を凝縮核として原料空気に
含まれる蒸気を滴状に凝縮させる。その後、強制式遠心
分離器で、さらに電気集塵器で、原料空気から液滴を分
離する。

原料空気に含まれている塵埃等の微細粒子は、凝縮核と
して液滴中に取込まれ、大気中から分離される。このよ
うな場合の水蒸気の不均一な凝縮では、水蒸気の過飽和
度に応じて直径が数ｎｍ以上の微粒子（ダスト）が凝縮
核として作用するので、空気中に含まれる直径ｎｍない
しサブミクロン程度の微粒子も十分取り除くことかでき
る。すなわち、水蒸気の凝縮で微粒子（ダスト）が捕獲
される。

また、原料空気中に含まれるにおい分子、水溶性ガス等
も前記の微粒子と同様凝縮核として作用して液滴を発生
させ、また発生した液滴に吸収されるために、本発明は
脱臭作用及び脱ガス作用を奏することもできる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第１図によって説明する。

２はモータ２ａで駆動され塵埃を含む原料空気を加圧す
るコンプレッサであり、同コンプレッザ２の吐出側は加
湿装置３に接続されている。４はラジアルタービンホイ
ール５をもつ膨張タービンで、同膨張タービン４の出口
には、強制式遠心分離器６が連接され、その回転内筒６
ａはラジアルタービンホイール５に同軸をなして連結さ
れている。また、同ホイール５は発電機１８に連結され
、前記加湿装置３の出口側は膨張タービン５に接続され
ている。７は前記強制式遠心分離器６の下方に連接され
た凝縮水槽で、同槽７内には前記回転内筒６と同軸に強
制式遠心分離器の内筒８が配置され、同内筒８は静電式
集塵器１０へ接続され、また静電式集塵器１０は除湿機
能付き温度調節器１１へ接続されている。１３は前記発
電機１８から前記静電式集塵器１０及び前記温度調節器
１１への送電ケーブルであり、１４は前記発電機１Ｂか
ら前記加湿装Ｗ３への送電ケーブルである。また１５は
、膨張タービンのラジアルタービンホイール５と回転内
筒６の軸受、１６は回転内筒６の出口に設けられたラビ
リンスパツキンである。

以上のように構成された本実施例では、塵埃を含む原料
空気１はコンプレッサ２で加圧、加温され、加湿装置３
へ送られる。ここで原料空気は相対湿度が６０〜９０％
程度乙こ加湿され、膨張タービン４へ流入する。膨張タ
ービン４内では、原料空気が急激に断熱膨張し冷却する
ため、含まれる塵埃等の微細な粒子を凝縮核として水蒸
気の滴状凝縮が発生し、液滴が形成される。

膨張タービン４内へ流入する原料空気によって回転する
ラジアルタービンホイール５と、同ホイール５と共に回
転する回転内筒６によって、前記の液滴を含む原料空気
に強い旋回流が与えられ、液滴は、膨張タービン４内及
び膨張タービン４の出口に連接された強制式遠心分離器
６内で空気中から分離される。分離された液滴９は、凝
縮水槽７に貯えられ凝縮水１７として定期的に取り出さ
れる。

一方、液滴を遠心分離された空気は、内筒８を通り静電
式集塵器１０へ送られ、更にここで液滴が除去される。

塵埃を除去された空気は更に除湿機能付きの温度調節器
１１へ送られ、ここで温湿度が所定の値に調節された上
でクリーンエア１２として放出される。

また、前記の膨張タービン４内における塵埃等による液
滴の発生時には、原料空気中に含まれるにおい分子、水
溶性ガス等も凝縮核として作用して液滴を発生させ、ま
た発生した液滴に吸収されるために、脱臭及び脱ガスを
行なうことができる。

−また更に、膨張タービン４のラジアルタービンホイー
ル５によって発電機１８が駆動されるために、力１１圧
された原料空気のエネルギーを有効に回収することがで
きる。

第２図は、本実施例におＬＪる水蒸気の状態変化の模式
図である。図中の点ａは原料空気の大気圧状態（室温状
態）であり、コンプレッサ２により点すまで加圧、加温
される。原料空気は加湿装置３内で加湿されることによ
り点すから点Ｃへ至り、相対湿度が増加するとともに温
度と圧力が低下する。

点Ｃの状態が膨張タービン４の入口状態であり、原料空
気は同タービン内てｃ　−ｄに沿って急激に断熱膨張し
冷却される（膨張過程において、飽和蒸気圧線通過後は
、蒸気状態は過飽和状態となる。）。

膨張過程の点ｄに至り、原料空気中の塵埃を凝縮核とし
て水蒸気の滴状凝縮が発生ずる。

点ｄにおいて液滴が発生ずると、液滴の成長に伴い過飽
和状態ばｄ　−ｅに沿って点ｅの飽和状態へ移行する。

点ｄ　−ｅ間において、原料空気は強制式遠心分離器６
と静電式集塵器１０を通過し、同時に液滴が分離される
。点ｅが静電式集塵器１０の出口に相当し、点ｅ　−ｆ
間の変化は温度調節器１１内の変化であり、放出される
クリーンエア１２の状態は点ｆであり、所定の温度・湿
度に調節されたクリーンエア１２を得ることができる。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明では、加圧、加湿した原料
空気を膨張タービンで象、激に断熱膨張させて冷却し、
原料空気中に含まれる塵埃等の微細粒子、におい分子、
水溶性ガス等を凝縮核として蒸気を液滴に凝縮させると
共にこの液滴ににおい分子、水溶性ガスを吸収させ、そ
の上で液滴と空気を分離することによって、従来の技術
では除去が難しかった直径がザブミクロン以下の空気中
塵埃を取り除くことができ、同時に脱臭と脱ガスをも行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は同実施例
における水蒸気の状態変化の模式図である。１・・・原料空気、　　　　２・・・コンプレッサ。３・・・加湿装置、　　　　４・・・膨張タービン。５・・・ラジアルタービンホイール６・・・強制式遠心分離器６ａ・・・強制式遠心分離器の回転内筒。７・・凝縮水槽８・・・強制式遠心分離器の内筒。９・・・遠心分離された凝縮液滴１０・・・静電式集塵器、１１・・・温度調節器１２・
・・クリーンエア、１７・・・凝縮水１８・・・発電機

Claims

【特許請求の範囲】

塵埃を含む原料空気を圧縮するコンプレッサ、圧縮した
原料空気を加湿し相対湿度を上げる加湿装置、加湿した
原料空気を断熱膨張させ水蒸気の滴状凝縮を発生させる
膨張タービン、同膨張タービンの回転軸に接続され膨張
タービンを出る原料空気が供給される強制式遠心分離器
、及び同強制式遠心分離器を通過した空気中から更に液
滴を分離する静電式集塵器から構成されていることを特
徴とする空気清浄装置。