JPH09500822A - 煙霧粒子を分離する機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、送り込まれた凝集剤の存在下で粒子が凝集される円筒状超音波室（３５）と、凝集粒子を保留するフィルタ（１４）とを用いる、煙霧粒子を分離する機械に関する。本発明は、凝集剤として働く蒸気物質が煙霧粒子の流れに送り込まれてミストを形成する混合区域（２５）が超音波室の上流にあり、サイクロンセパレータ（１２，３６）が超音波室（３５）から来る流れを受け、分離した重い粒子を保留し、煙霧の一部をフィルタ（１４）に送り且つ残りの煙霧を混合区域（２５）に戻すことを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 煙霧粒子を分離する機械 本発明は、内部において送り込まれた凝集開始剤の存在下で粒子が凝集される 円筒状超音波部材と、凝集粒子を保留するフィルタとを包含する、煙霧粒子を分 離する機械に関する。 この機械は、例えば特に密閉した室内での放射性火災事故、通常の火災事故、 化学火災事故あるいは制御不能な化学反応から生じ得る有害煙霧をガス雰囲気か ら抽出するのに用いることができる。従来の高効率微粒子エアフィルタ装置は、 実際には、煤煙又は水蒸気に混ざっている多量の有害煙霧を分離するための限ら れた使用だけのものである。適用される他の分野はガス流れから産業上貴重な粒 子を回収することに関する。 電流の遮断、煤煙及び火災排ガスの生成に伴い、密閉した室内での事故の後に は非常に複雑な状態が存在し、この状態は、消防隊にとっては一体式空気調和装 置、非常照明装置等をもった十分安全なオーバーオールを必要とし、あるいは有 害ガス、排ガス及び全くの暗やみのため消防隊によるこの室への侵入を全く不可 能にする。 密閉した室内では、酸素欠乏のため火は消える。この理由のため、火災排ガス の抽出のための開口部を設 けることによって灰化粒子及び火災排ガスを抽出することは、酸素の流入及び新 たな火災の生起を伴う結果となるので、不可能である。 従って、このような又は類似の場合には、まず第１に、有害な煙霧を多分含ん でいる排ガスは、害された室内に新しい酸素を入り込ませることなくこの室から 排除されなければならない。 特許ＥＳ−４５９５２３Ａ１から、請求項１の前文に従い超音波手段によって 排ガスを浄化するための方法及び装置が知られている。この装置によると、固定 音場が円筒状超音波室内に生起され、この室内には排ガスが接線方向に送り込ま れる。排ガスは室の前方一側部から他側部へ螺旋経路に沿って動き、凝集を改善 するための凝集開始剤と混合され、この開始剤は数箇所の地点で室内に送り込ま れる。 このような装置の作動は、元来分離されるべき煙霧粒子が非常に小さい（０． １μｍよりも小さい）場合には不十分である。事実、この場合には、粒子の質量 慣性は、粒子が隣接する粒子と衝突するように超音波音場によって振動されるこ とがない程小さい。この場合、超音波室を通る煙霧粒子の螺旋経路は、高い確率 で他の粒子との衝突を与えるには短すぎる。凝集効果は、分離されるべき煙霧で 満たされたガスに液体を噴霧したり水滴を注入することによって実質的に増すこ とはできない。従って、環境保護の要求は、例えば有 害な工業プロセスからのプルトニウム粒子又はダストのような非常に有害な材料 が関係するガスからできる限り完全に抽出されるような改善した浄化処理を課し ている。 従って、本発明の目的は、修理目的のために汚染された室に即座に近づくこと ができるように有害煙霧を確実に分離できる機械を提供することにある。 この目的は、本発明によると請求項１に限定した機械によって達成される。本 発明の好適な実施例に関する限りでは、従属的な請求項が参照される。 以下、本発明を好適な実施例及び図面によって詳細に説明する。単一の図は本 発明による機械を概略的に示している。 ガス環境から有害煙霧を抽出する機械は、有害煙霧で満たされたガス雰囲気を 吸込格子１を通して吸込むラジアルファン２を包含する。このファン２の吐出側 からは、ガスが分配器３４を入口に設けたミキサー室２５内に加圧状態且つ高速 で吹き込まれる。充填され加熱できる圧力容器４からは、分配器３４がグリコー ルを十分含んだ蒸気を例えば３００℃で供給され、この蒸気は有害煙霧で満たさ れたガス雰囲気に導入される。冷たい有害ガス雰囲気は回転ミキサー３によって 熱い飽和グリコール蒸気と強く混合され、それからミキサー室２５に向けて吹き 出され、この室内では大きい管路容積及び低下した流速のため混合物は緩速流動 するミストを生成する。有害煙霧とガスとのミスト混合物は入口５を通過し、そ れから略等しい量の２つの流れに分けられ、これらの流れは板８によって互いに 隔離され、それから２つの円筒状固定偏向グリッド９を介し接線方向回転運動に 沿って円筒状処理受容体３５へ送られる。グリッド９の固定ブレードの位置は、 受容体３５の相当増大した流通断面積のため充填されたガスが図に示したような 螺旋経路に沿って上方に緩速流動するように選定されている。 次に、有害ガス−ミスト混合物は円形振動板１０によって約２０ＫＨｚ且つ例 えば１５５ｄＢのパワーレベルの超音波音場に供給される。ガスと煙霧との混合 物は、冷たい媒体内で凝縮するグリコールミストの特殊の物理的凝集特性と超音 波粒子振動の同時作用とにより、有害煙霧粒子をその小さな寸法（＜１μｍ）に かかわりなく凝集させて、約５μｍ〜２０ｐｍの大きな粒子にさせる。 その後、煙霧−ガス混合物はなおも緩速回転しながら処理受容体３５の螺旋形 状拡大部の端部で円形振動板１０と円形共鳴板１１との間を通り、それにより超 音波周波数で振動する円形振動板１０と円形共鳴板１１とによって非常に強い凝 集を与えられ、円形板１０はねじ２０によって共鳴距離に調整でき、共鳴板１１ は調整ねじ１９によって位置決めできる。 固定ブレードグリッド９と板８を含む処理受容体３５ は、調整可能な固定グリッドブレードを介する接線方向の螺旋状誘導のためガス が全体的に均一の回転流れとして吹き出されるように構成されている。旋回数は ファン（容量、圧力）により、また流れの方向を変更できる固定ブレードの調整 によって調整することができる。ガス流量は弁６及び７によって調整され、ゲー ジ２７及び２８によって測定される。 反射体として作用する板８と超音波振動板１０との間でのガス流れの複数回の 緩速回転及び超音波振動板１０の背面とその背後の更なる反射体１１との間で発 せられる超音波エネルギーの作用は、超音波音場によって煙霧粒子が処理される 時間を相当増大させる結果となる。その後、ガス流れ及び凝集粒子はサイクロン セパレータ１２，３６内で処理され、大きい凝集粒子がフィルタ１４によって保 留されるのに対し、小さい粒子は吸込管路１３，２６を介してファン２にフィー ドバックされる。管路１３及び２６と弁２１，２２及び３９を介するこのフィー ドバックのため、大きい粒子になるまで凝集されていない粒子は、必要とする度 ごとに再循環される。浄化ガスは吐出管路１６及びディフューザ１７によってフ ィルタ及び機械を出る。 このようにして、有害煙霧ガスによって汚染されている室内の有害雰囲気を比 較的短い時間後に浄化することが可能である。 セパレータから出た小さい粒子を再循環させるため の所望の容量率及び要求される吸込圧力の値は、測定ゲージ２３及び２４と弁２ １，２２及び３９を介して調整される。 ファン２、容器４内の気化加熱及び超音波発生器３７のための電気供給及び高 電圧エネルギーは別個の電気装置２９によって供給される。 新しい材料の供給、使用した材料の処分及び検査はフラップ１５，１８，３２ ，３３及び３８を介して確実になされる。 機械はコンパクトな構成をなし、ハンドル３０及び回転可能な車輪３１によっ て汚染された室へ移動される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月２８日 【補正内容】 するミストを生成する。有害煙霧とガスとのミスト混合物は入口５を通過し、そ れから略等しい量の２つの流れに分けられ、これらの流れは板８によって互いに 隔離され、それから２つの円筒状固定偏向グリッド９を介し接線方向回転運動に 沿って円筒状処理受容体３５へ送られる。グリッド９の固定ブレードの位置は、 受容体３５の相当増大した流通断面積のため充填されたガスが図に示したような 螺旋経路に沿って上方に緩速流動するように選定されている。 次に、有害ガス−ミスト混合物は円形振動板１０によって約２０ＫＨｚ且つ例 えば１５５ｄＢのパワーレベルの超音波音場に供給される。ガスと煙霧との混合 物は、冷たい媒体内で凝縮するグリコールミストの特殊の物理的凝集特性と超音 波粒子振動の同時作用とにより、有害煙霧粒子をその小さな寸法（＜１μｍ）に かかわりなく凝集させて、約５μｍ〜２０μｍの大きな粒子にさせる。 その後、煙霧−ガス混合物はなおも緩速回転しながら処理受容体３５の螺旋形 状拡大部の端部で円形振動板１０と円形共鳴板１１との間を通り、それにより超 音波周波数で振動する円形振動板１０と調整ねじ１９によって位置決めできる円 形共鳴板１１とによって非常に強い凝集を与えられる。 固定ブレードグリッド９と板８を含む処理受容体３５は、調整可能な固定グリ ッドブレードを介する接線方 向の螺旋状誘導のためガスが全体的に均一の回転流れとして吹き出されるように 構成されている。旋回数はファン（容量、圧力）により、また流れの方向を変更 できる固定ブレードの調整によって調整することができる。ガス流量は弁６及び ７によって調整され、ゲージ２７及び２８によって測定される。 反射体として作用する板８と超音波振動板１０との間でのガス流れの複数回の 緩速回転及び超音波振動板１０の背面とその背後の更なる反射体１１との間で発 せられる超音波エネルギーの作用は、超音波音場によって煙霧粒子が処理される 時間を相当増大させる結果となる。その後、ガス流れ及び凝集粒子はサイクロン セパレータ１２，３６内で処理され、大きい凝集粒子がフィルタ１４によって保 留されるのに対し、小さい粒子は吸込管路１３，２６を介してファン２にフィー ドバックされる。管路１３及び２６と弁２１，２２及び３９を介するこのフィー ドバックのため、大きい粒子になるまで凝集されていない粒子は、必要とする度 ごとに再循環される。浄化ガスは吐出管路１６及びディフューザ１７によってフ ィルタ及び機械を出る。 このようにして、有害煙霧ガスによって汚染されている室内の有害雰囲気を比 較的短い時間後に浄化することが可能である。 セパレータから出た小さい粒子を再循環させるため

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部において送り込まれた凝集開始剤の存在下で粒子が凝集される円筒状超 音波室（３５）と、凝集粒子を保留するフィルタ（１４）とを包含する、煙霧粒 子を分離する機械において、超音波室の上流側には、凝集開始剤として働く蒸気 が煙霧粒子の流れに送り込まれてミストを生成する混合区域（２５）が設けられ 、サイクロンセパレータ（１２，３６）が超音波室（３５）からの流れを受け、 凝集した重い粒子を分離し、フィルタ（１４）内の煙霧の一部を解放し且つ残り の煙霧を混合区域（２５）に向けて再循環させることを特徴とする機械。 ２ 請求項１記載の機械において、超音波室（３５）が共通の超音波反射板（８ ）を介して並置されている同一機能の２つの部分室から成り、超音波反射板（８ ）から離れた超音波室（３５）の各正面には振動板（１０）が設けられ、反射板 （８）の両側での室内へのガスの送り込みが接線方向に行われ、室からの出口が それぞれの振動板（１０）の周縁部に位置されていることを特徴とする機械。 ３ 請求項１及び２のいずれか１項に記載の機械において、弁（２１，２２，６ ，７，３９）が煙霧経路に設けられ、これらの弁が、超音波音場内での煙霧の滞 留時間と同様に混合区域（２５）に向かう残りの煙霧の再循環が最適化できるよ うに圧力ゲージ（２３，２４， ２７，２８）によって制御されることを特徴とする機械。 ４ 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の機械を作動させる方法において、 凝集開始剤の材料が、飽和蒸気として混合区域に送り込まれるグリコールである ことを特徴とする方法。