JPH11104428A - エアワッシャ - Google Patents

エアワッシャ

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JPH11104428A
JPH11104428A JP9264706A JP26470697A JPH11104428A JP H11104428 A JPH11104428 A JP H11104428A JP 9264706 A JP9264706 A JP 9264706A JP 26470697 A JP26470697 A JP 26470697A JP H11104428 A JPH11104428 A JP H11104428A
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air
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dust
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Mitsukazu Yamagata
允和 山形
Shuzo Akita
州三 秋田
Tsugiaki Kamimura
次明 上村
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Sanki Engineering Co Ltd
Kubota Corp
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Sanki Engineering Co Ltd
Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気中の塵埃や有害ガスを確実に除去し、清
浄水として使用する純水の供給量を低減し、かつ飽和効
率の高い加湿を行なうエアワッシャを提供する。 【解決手段】 空気入口から空気出口に向かって空気流
が生じる水噴霧室12と空気入口に配置する第1ワッシ
ャメディア13と、空気流を横切って配置する第2ワッ
シャメディア14と、空気出口に配置する第3ワッシャ
メディア15と、空気流とは逆方向に向けて第1ワッシ
ャメディアに達する噴霧水を噴霧する第1段ノズル16
と、水噴霧室内の第2ワッシャメディアより下流側に位
置し、空気流とは逆方向に向けて、もしくは順方向に向
けて噴霧水を噴霧する第2段ノズル17と、流下する噴
霧水を受け止める貯水槽18と、貯水槽内の循環水を第
1段ノズルに循環供給する循環水供給系19と、補給水
を第2段ノズルに供給する補給水供給系25とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工場等にお
ける空気調和装置に係り、空気中の塵埃や有害ガスを除
去するとともに、飽和効率の高い加湿を行なうエアワッ
シャに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のエアワッシャとしては、例えば特
開平7−96122号公報に開示するものがあり、その
概要を図10に示す。図10において、エアワッシャl
は、空気が上流側から下流側に向けて通過する水噴霧室
2を備え、水噴霧室2のほぼ中央に空気の流れ方向(図
中に矢印で示す)に延びる仕切板3を設け、仕切板3に
対向して水噴霧装置4のノズル4aを配置している。
【0003】このエアワッシャ1において、仕切板3に
衝突するように、水噴霧装置4のノズル4aから清浄水
を噴霧水として噴霧すると、水噴霧室2を通過する空気
中の塵埃が噴霧水に衝突し、塵埃は噴霧水とともに仕切
板3に達して仕切板3の表面に形成する水膜に補えられ
て、水膜の落下とともに仕切板3に沿って流下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したエアワッシャ
1は、空気中の塵埃の除去を目的としたものであり、こ
のエアワッシャlで空気を飽和状態付近まで加湿するに
は、水噴霧室2における空気の流量に対する噴霧水量の
割合を、塵埃を除去するための通常の割合より高く設定
する必要があり、水噴霧装置4のノズル4aに清浄水を
圧送するためのポンプに大きな出力のものを要すること
になり、空気に効率よく加湿することができなかった。
【0005】ところで、水噴霧室2を通過する空気中の
有害ガス成分を噴霧水によって吸収除去しようとする場
合には、有害ガスの除去性能を維持するために、噴霧水
の清浄度を所定値以上に保つ必要があり、噴霧水を循環
利用する場合には、噴霧水に取り込んだ有害ガス成分の
濃度が所定値以下を保つように、新たに清浄水を補給す
る必要がある。
【0006】しかし、系内を循環する循環水に対して清
浄水を供給するに際し、循環水を一時的に貯留する水槽
へ清浄水を供給する場合には、水槽内に滞留する循環水
中の有害ガス成分の濃度を希釈することになり、言い換
えると補給水として供給する清浄水が水槽中の有害ガス
成分によって汚濁されるので、補給する清浄水の清浄性
を十分に活用することができなかった。しかも、補給水
の全量に純水を使用する場合には多量の純水を要し、純
水製造装置に容量の大きなものが必要となり、コストが
高くなる問題があった。
【0007】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、空気中の塵埃や有害ガスを確実に除去するととも
に、清浄水として使用する純水の供給量を低減し、かつ
飽和効率の高い加湿を行なうエアワッシャを提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の請求項1に係るエアワッシャは、空気
入口と空気出口とを有し、空気入口から空気出口に向か
って空気流が生じる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に
配置する第1ワッシャメディアと、水噴霧室内に空気流
を横切って配置する第2ワッシャメディアと、水噴霧室
の空気出口に配置する第3ワッシャメディアと、水噴霧
室内の第1ワッシャメディアより下流側に位置し、空気
流とは逆方向に向けて第1ワッシャメディアに達する噴
霧水を噴霧する第1段ノズルと、水噴霧室内の第2ワッ
シャメディアより下流側に位置し、空気流とは逆方向に
向けて、もしくは順方向に向けて噴霧水を噴霧する第2
段ノズルと、水噴霧室内に位置して流下する噴霧水を受
け止める貯水槽と、貯水槽内の循環水を第1段ノズルに
循環供給する循環水供給系と、補給水を第2段ノズルに
供給する補給水供給系とを備えた構成としてものであ
る。
【0009】上記した構成により、請求項1に係るエア
ワッシャにおいて、水噴霧室の空気入口から第1ワッシ
ャメディアを通して流入する空気流に対し、その流れに
対向するように貯水槽からの水を第1段ノズルから噴霧
すると、噴霧水が空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝
突した空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第1ワ
ッシャメディアに達し、第1ワッシャメディアが塵埃や
有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【0010】第1ワッシャメディアに達した噴霧水は、
第1ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下
するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流
下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【0011】第lワッシャメディアに衝突しなかった噴
霧水は、一部が水噴霧室の天井面、壁面または貯水面に
衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動し、その過
程において蒸発して空気を加湿するとともに、空気中の
塵埃や有害ガスを取り込んで第2ワッシャメディアに達
し、第2ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴
霧水を捕捉する。
【0012】第2ワッシャメディアに達した噴霧水は、
第2ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下
するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流
下する過程において蒸発して空気を加湿する。貯水槽に
滞留する循環水は、循環水供給系を通って循環し、再び
第1段ノズルから噴霧する。
【0013】このように、第1段ノズルから噴霧水を空
気流に対向するように噴射し、折り返すように空気を加
湿するので、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低
く設定しても、第lおよび第2ワッシャメディアによっ
て空気中の塵埃や有害ガスを十分に除去するとともに効
率よく空気を加湿でき、循環水供給系におけるポンプ等
のアクチュエータの出力を低減することができる。
【0014】第2ワッシャメディアを通過した空気流に
対し、清浄な補給水を第2段ノズルから噴霧すると、清
浄な水の噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスに衝
突し、衝突した塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第3ワ
ッシャメディアに達し、第3ワッシャメディアが塵埃や
有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【0015】第3ワッシャメディアに達した噴霧水は、
第3ワッシャメディアに付着した塵埃を洗い流して流下
するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入し、流
下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【0016】このように、第2段ノズルから噴霧する清
浄な水は、初期清浄度を保った状態で噴霧水となるの
で、第1ワッシャメディアおよび第2ワッシャメディア
を通過した有害ガスに対して、その清浄性を有効に活か
して高い除去性能を発揮することができる。貯水槽へ流
入した清浄な水は補給水として循環水に合流し、循環水
供給系を通って第1段ノズルから循環水として噴霧す
る。第3ワッシャメディアを通過した空気は、浄化して
十分に加湿した清浄な空気として空気出口から流出す
る。
【0017】補給水は、空気の加湿に伴って減少する循
環水の減少量を補うとともに、循環水中の有害ガス濃度
を一定値以下に維持するために必要な量を第2段ノズル
と貯水槽へ供給し、貯水槽の水位を保つ位置に設けるオ
ーバーフロー管から余分となる水を排出する。
【0018】本発明の請求項2に係るエアワッシャは、
第2段ノズルに補給水を供給する補給水供給系が、補給
水として純水を供給するものである。請求項2に係るエ
アワッシャにおいては、第2段ノズルへの補給水を純水
とすることにより、純水のより清浄性を活かした有害ガ
スの除去を行ないつつ、全ての補給水を純水にしなくて
もよいので、純水の使用量を低減することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1〜図3に示すように、エアワッ
シャ10は、矩形の流路断面を有する本体ケーシング1
1の内部に、所定長さの水噴霧室12を有している。水
噴霧室12は、その一端に形成した空気入口12aにお
いてダクト(図示せず)に接続しており、このダクトか
ら流入する空気Aが水噴霧室12の流路を通って他端に
形成した空気出口12bから流出する。
【0020】水噴霧室12には、空気入口12aに位置
して第1ワッシャメディア13を配置し、水噴霧室12
の流路の途中に位置して第2ワッシャメディア14を配
置し、空気出口12bに位置して第3ワッシャメディア
15を配置しており、第1ワッシャメディア13と第2
ワッシャメディア14の間を第1段エアワッシャ部12
cとし、第2ワッシャメディア14と第3ワッシャメデ
ィア15の間を第2段エアワッシャ部12dとしてい
る。各ワッシャメディア13、14、15は、空気流の
流路断面とほぼ等しい形状を有し、ポリ塩化ビニルデン
系繊維やステンレスの線材等からなり、たとえば25m
m〜50mm程度の厚みを有するマット状のものであ
る。
【0021】水噴霧室12の内部には、後述する循環水
供給系に連通する複数の第1段ノズル16を第1ワッシ
ャメディア13より下流側に位置して配置するととも
に、後述する補給水供給系に連通する複数の第2段ノズ
ル17を第2ワッシャメディア14より下流側に位置し
て配置している。第1段ノズル16は、空気流とは逆方
向に向けて第1ワッシャメディア13に達する噴霧水を
噴霧するものであり、第2段ノズル17は、空気流とは
逆方向に向けて第2ワッシャメディア14に達しない噴
霧水を噴霧するものである。
【0022】第1段ノズル16からの噴霧水の圧力は、
水噴霧室12内に所定流量の空気を流しているときに噴
霧水の一部1/3程度)が第1ワッシャメディア13に
衝突する程度に設定する。また、残りの水の一部(1/
3程度、全水量の2/9)が、水噴霧室12内において
天井面、壁面等に衝突し、その残りの水(全水量の5/
9)が空気の流れに乗って移動し、第2ワッシャメディ
ア14に衝突するように設定する。
【0023】第2段ノズル17からの噴霧水の圧力は、
水噴霧室12内に所定流量の空気を流しているときに、
噴霧水が第2ワッシャメディア14に衝突する前に、空
気の流れに乗って移動して第3ワッシャメディア15に
衝突するように設定する。
【0024】水噴霧室12の下部には、流下する噴霧水
を受け止める貯水槽18が設けてあり、貯水槽18に滞
留する循環水を第1段ノズル16第1段ノズルに循環供
給する循環水供給系19が水噴霧室12の下部に連通し
て設けてある。
【0025】循環水供給系19は、貯水槽18の下部に
開口する吸込管20と、吸込管20に接続した循環ポン
プ21と、循環ポンプ21を駆動するモータ22と、循
環ポンプ21の吐出口に接続して水噴霧室12の上方に
配置した第1段吐出管23と、第1段吐出管23から分
岐して水噴霧室12の第1段エアワッシャ部12cに垂
直方向に配設した複数の第1段分岐管24とからなり、
各第1段分岐管24に前述した複数の第1段ノズル16
を設けている。
【0026】第2段ノズルに補給水を供給する補給水供
給系25は、清浄水供給装置(図示せず)もしくは純水
供給装置(図示せず)に接続して水噴霧室12の上方に
配置した第2段吐出管26と、第2段吐出管26から分
岐して水噴霧室12の第2段エアワッシャ部12dに垂
直方向に配設した複数の第2段分岐管27とからなり、
各第2段分岐管27に前述した複数の第2段ノズル17
を設けている。
【0027】貯水槽18には、オバーフロー管28と、
補給水として清浄水を供給する第2補給水供給管29が
連通し、供給管29は清浄水供給装置(図示せず)に連
通している。
【0028】水噴霧室12の下流側には、水噴霧室12
を通過した空気に含まれる水滴等を除去するエリミネー
タ30が配置してあり、水噴霧室12の空気出口12b
には、水噴霧室12と同様の流路断面形状を有する所定
長さの冷却室31が接続してある。冷却室31の内部に
は冷却器として冷却コイル32が設けてあり、冷却室3
1の下方にはドレンパン33が形成したある。このドレ
ンパン33の凹みには冷却室31の外部へ通じるドレン
パイプ34が接続してある。水噴霧室12の下流側には
送風機(図示せず)が配置してあり、この送風機を作動
することによって水噴霧室12の流路に空気を導く。
【0029】本実施の形態においては、第2段ノズル1
7は、空気流とは逆方向に向けて第2ワッシャメディア
14に達しない噴霧水を噴霧するものであるが、図6か
ら図7に示すように、第2段ノズル17は、空気流と順
方向に向けて噴霧水を噴霧するものであっても良い。
【0030】上記した構成における作用を説明する。空
気Aは空気入口12aから第1ワッシャメディア13を
通して水噴霧室12の第1段エアワッシャ部12cに流
入する。この空気流に対し、その流れに対向するように
貯水槽18からの循環水を第1段ノズル16から噴霧す
る。噴霧水は空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝突し
た空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第1ワッシ
ャメディア13に達し、第1ワッシャメディア13が塵
埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第1ワッシャ
メディア13では、噴霧水が第1ワッシャメディア13
に付着した塵埃を洗い流して流下するとともに、有害ガ
スを取り込んで貯水槽18へ流入する。噴霧水は流下す
る過程において蒸発して空気を加湿する。
【0031】第lワッシャメディア13に衝突しなかっ
た噴霧水は、一部が水噴霧室12の天井面、壁面または
貯水面に衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動
し、その過程において蒸発して空気を加湿するととも
に、空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第2ワッシャ
メディア14に達し、第2ワッシャメディア14が塵埃
や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第2ワッシャメ
ディア14では、噴霧水が第2ワッシャメディア14に
付着した塵埃を洗い流して流下するとともに、有害ガス
を取り込んで貯水槽18へ流入する。噴霧水は流下する
過程において蒸発して空気を加湿する。貯水槽18に滞
留する循環水は、循環水供給系19を通って循環し、再
び第1段ノズル16から噴霧する。
【0032】第2ワッシャメディア14を通過した空気
流は、水噴霧室12の第2段エアワッシャ部12dに流
入する。この空気流に対して、清浄水もしくは純水を第
2段ノズル17から噴霧すると、清浄水もしくは純水の
噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスに衝突し、衝
突した塵埃や有害ガスが噴霧水とともに第3ワッシャメ
ディア15に達し、第3ワッシャメディア15が塵埃や
有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【0033】第3ワッシャメディア15では、噴霧水が
第3ワッシャメディア15に付着した塵埃を洗い流して
流下するとともに、有害ガスを取り込んで貯水槽18へ
流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気
を加湿する。
【0034】貯水槽へ流入した清浄水もしくは純水は、
補給水として循環水に合流し、循環水供給系19を通っ
て第1段ノズル16から循環水として噴霧する。第3ワ
ッシャメディア15を通過した空気は、浄化して十分に
加湿した清浄な空気として空気出口からエリミネータ3
0に流入し、エリミネータ30において空気中の水滴を
除去する。エリミネータ30から流出する空気は冷却室
31に導き、冷却コイル32によって冷却する。
【0035】上述した過程において、循環水は空気の加
湿に伴って減少するので、この循環水の減少量を補うと
ともに、循環水中の有害ガス濃度を一定値以下に維持す
るために必要な必要補給水量の補給水を循環水の循環系
に補給する。第2段エアワッシャ部12dにおいて清浄
水もしくは純水が貯水槽18へ補給水として流入するの
で、この水量を必要補給水量から減じ、その量を補給水
として第2補給水供給管29から貯水槽18に供給す
る。第2補給水供給管29から供給する補給水は、純水
でなく、適度に浄化した水道水等の清浄水(塩素を除去
したもの)を使用する。
【0036】図5に示す湿り空気線図は、図4に示すエ
アワッシャの各位置における空気の状態変化を示してお
り、図4および図5において、〜は互いに対応して
いる。すなわち、は第1ワッシャメディア13の直前
の状態、は第1ワッシャメディア13を通過直後の状
態、は第2ワッシャメディア14を通過直後の状態、
はエリミネータ22を通過直後の状態、は冷却コイ
ル32を通過直後の状態を示す。
【0037】第1段ノズル16からの噴霧水は加熱・冷
却しないので、からまでの過程において空気は断熱
変化し、湿球温度一定の線上をその相対湿度を高めるよ
うに変位する。その後、からまでの過程では、冷却
コイル32によって要求する絶対湿度まで飽和線に沿う
ように冷却する。ここで、からまでの区間Bにおけ
る乾球温度(横軸)の温度差と、から−線と飽和
線との交点(飽和点C)までの区間Aにおける乾球温度
(横軸)の温度差との割合がエアワッシャの効率であ
る。 (実施例1)以下に、アンモニアガスを除去対象ガスと
する場合の必要補給水量について説明する。
【0038】ここで、ガス除去率η、必要補給水量QF
(m3/s)、風量QG(m3/s)、蒸発(加湿)水量
B(m3/s)、噴霧水中のガス濃度CW(mol/
3)、第1段エアワッシャ部12cの入口空気のガス
濃度CG1(mol/m3)、第2段エアッシャ部12d
の入口空気のガス濃度CG2(mol/m3)とすると、
循環水噴霧の場合の必要補給水量QF(m3/s)=QG
・η・CGin/100CW+QBとなる。
【0039】また、水・空気比=噴霧水量(kg/h)
/空気量(kg/h)、空気量(kg/h)=風量(m
3/h)×1.2(標準空気の密度kg/m3)である。
今、風量QG=9000m3/h(2.5m3/s,10
800kg/h)、入口空気のガス濃度CG1=5.0×
10-6mol/m3、乾球温度20℃、相対湿度45%
とすると、蒸発(加湿)水量QB=0.8×10-53
sとなる。循環水噴霧量108リッター/分(1.8×
10-33s)とすると、水・空気比0.6となる。図
8は、水・空気比0.6におけるアンモニアガスのCW
/CG1とガス除去率η1の関係を示すものである。第1
段エアワッシャ部12cでの目標ガス除去率η1を85
%とした場合に、必要補給水量QF=2.21×10-4
3/s(13.3リッター/分)となる。これは、水
・空気比0.074に相当する。
【0040】図9は、純水噴霧の場合における水・空気
比とアンモニアガスのガス除去率η 2の関係を示すもの
であり、第2段エアワッシャ部12dにおける噴霧水量
(純水)を7リッター/分とすると、ガス除去率η2
40パーセントとなり、水・空気比0.04に相当す
る。
【0041】よって、総合ガス除去率ηT=η1+(10
0−η1)・η2/100は91パーセントとなり、補給
水供給管29による補給水量は、13.4−7.0=
6.4リッター/分(全補給水の48%)となる。
【0042】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、第
1段ノズルから噴霧水を空気流に対向するように噴射
し、折り返すように空気を加湿するので、空気の流量に
対する噴霧水の量の割合を低く設定しても、第lおよび
第2ワッシャメディアによって空気中の塵埃を十分に除
去するとともに効率よく空気を加湿でき、循環水供給系
におけるポンプ等のアクチュエータの出力を低減するこ
とができる。
【0043】第2段ノズルから噴霧する清浄水もしくは
純水は、初期清浄度を保った状態で噴霧水となるので、
第1ワッシャメディアおよび第2ワッシャメディアを通
過した有害ガスに対して、その清浄性を有効に活かして
高い除去性能を発揮することができる。
【0044】第2段ノズルへの補給水を純水とし、貯水
槽への補給水を清浄水とすることにより、純水のより清
浄性を活かした有害ガスの除去を行ないつつ、全ての補
給水を純水にしなくてもよいので、純水の使用量を低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すエアワッシャの平断面
図である。
【図2】同エアワッシャの縦断面図である。
【図3】同エアワッシャの横断面図である。
【図4】同エアワッシャにおける噴霧水の流れを示す模
式図である。
【図5】同エアワッシャにおける空気の状態変化を示す
湿り空気線図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの平
断面図である。
【図7】同エアワッシャにおける噴霧水の流れを示す模
式図である。
【図8】同エアワッシャの水・空気比0.6におけるア
ンモニアガスのCW/CG1とガス除去率η1の関係を示す
グラフ図である。
【図9】同エアワッシャの純水噴霧における水・空気比
とアンモニアガスのガス除去率η2の関係を示すグラフ
図である。
【図10】従来のエアワッシャの構成を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
10 エアワッシャ 11 本体ケーシング 12 水噴霧室 12a 空気入口 12b 空気出口 12c 第1段エアワッシャ部 12d 第2段エアワッシャ部 13 第1ワッシャメディア 14 第2ワッシャメディア 15 第3ワッシャメディア 16 第1段ノズル 17 第2段ノズル 18 貯水槽 19 循環水供給系 20 吸込管 21 循環ポンプ 22 モータ 23 第1段吐出管 24 第1段分岐管 25 補給水供給系 26 第2段吐出管 27 各第2段分岐管 28 オバーフロー管 29 第2補給水供給管 30 エリミネータ 31 冷却室 32 冷却コイル 33 ドレンパン 34 ドレンパイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋田 州三 栃木県宇都宮市平出工業団地28 クボタト レーン株式会社栃木工場内 (72)発明者 上村 次明 栃木県宇都宮市平出工業団地28 クボタト レーン株式会社栃木工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気入口と空気出口とを有し、空気入口
    から空気出口に向かって空気流が生じる水噴霧室と、水
    噴霧室の空気入口に配置する第1ワッシャメディアと、
    水噴霧室内に空気流を横切って配置する第2ワッシャメ
    ディアと、水噴霧室の空気出口に配置する第3ワッシャ
    メディアと、水噴霧室内の第1ワッシャメディアより下
    流側に位置し、空気流とは逆方向に向けて第1ワッシャ
    メディアに達する噴霧水を噴霧する第1段ノズルと、水
    噴霧室内の第2ワッシャメディアより下流側に位置し、
    空気流とは逆方向に向けて、もしくは順方向に向けて噴
    霧水を噴霧する第2段ノズルと、水噴霧室内に位置して
    流下する噴霧水を受け止める貯水槽と、貯水槽内の循環
    水を第1段ノズルに循環供給する循環水供給系と、補給
    水を第2段ノズルに供給する補給水供給系とを備えたこ
    とを特徴とするエアワッシャ。
  2. 【請求項2】 第2段ノズルに補給水を供給する補給水
    供給系は、補給水として純水を供給することを特徴とす
    る請求項1記載のエアワッシャ。
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