JPH11503364A - 気体流中の粒子を凝集および沈殿させるための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、乱流気体流中に含まれる粒子の凝集および沈殿に関する。詳細には、本発明は、凝集方法、沈殿装置、組合せ凝集ならび沈殿組立物に関連する分離方法を範囲とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 気体流中の粒子を凝集および沈殿させるための装置および方法発明の属する技術分野 本発明は、粒子沈殿装置および粒子沈殿装置とともに使用するための粒子凝集 装置、ならびに粒子凝集装置と粒子沈殿装置との組み合わせに対して行われる改 良に関するものである。本発明は、装置および実施される方法の両方に関するも のである。発明の背景 米国特許出願０８／２９０８８３号と同０８／４０６３９３号とは、後者が前 者の一部継続出願であって、それぞれ１９９４年８月１８日と１９９５年３月２ ０日に出願されているが（１９９５年５月２４日公開の英国特許２２６４６５５ Ｂ号、１９９４年４月１４日出願の英国特許出願９４／０７４４１．６号、公開 国際特許出願ＷＯ９３／１５８２２号および国際特許出願ＷＯ９５／００４８９ 号も参照）、これらは乱流気体流（一般に空気であるが、これに限らない）中に 同伴される粒子の分離のための粒子沈殿装置について、ある数の形態のものを開 示している。以下の説明では、これら文書を参照する。粒子としては固体または 液体があり得る。 以下の具体的説明においては、乱流空気流中に含まれるオイル霧、すなわち超 微細懸濁オイル粒子、代表的には０．５μｍ以下の径を有する液滴の分離に関し て、本発明の多くの態様のうちの一つについて特に説明する。そのようなオイル を巻き込んだ空気流は、高速で運転する工業機械からの放出物の形で生じる。 しかしながら、本発明はオイル以外の懸濁した液体または固体粒子、例えば粉 塵、蒸気または煙などの分離（沈殿）にも利用されることから、空気流中に含ま れるオイル液滴の分離に関する本発明のこの例は、本発明の範囲を限定するもの ではないと言うことができる。そのような分離は、前記の特許出願および特許に 開示されている沈殿装置のいずれか；本明細書に記載のすでに開示されている沈 殿装置の別形態；あるいは気体流中に含まれる粒子の所望の分離を行うことがで きる静電沈殿装置などの他の形態の沈殿装置によって行うことができる。 粒子がある一定の小さい粒径を持つ場合には、粒子沈殿装置の効率はかなり高 いものとなることがわかっている。沈殿装置による粒径１μｍ以下の粒子の分離 は比較的効果が低いか、あるいは比較的高価な装置を必要とする場合がある。例 えば、粒径１μｍ以下の粒子の好適な分離には、多段階の沈殿装置または不釣り 合いな長さの沈殿装置を必要とする場合があり、そのために不満足な結果となる かまたは過度に高価な装置を設置する必要が生じる。 本発明の目的の一つは、気体流中に含まれる粒子の径を大きくしてから沈殿装 置に進入させるための方法および装置を提案することで、これらの問題を回避す ることにある。 その目的は、粒子を凝集させてから、それを沈殿装置に進入させることで達成 される。粒子が最初に霧の形で存在している場合は、本明細書に記載の凝集方法 は特に有効であるが、粉塵、蒸気または煙の形態を示す粒子にも適用される。さ らにこの方法は、最初の粒径が１μｍ以下の粒子に限定されるものではない。ほ とんどの場合、沈殿装置に進入する粒子の粒径上昇が有利である。従ってここで 、この方法が「微小」粒子の凝集を目的とするものであると言う場合、霧の中に 存在する超微粒子などの、沈殿装置での迅速かつ効果的な分離を受けるには小さ すぎる粒子全てがそれに含まれるべきである。発明の概要 そこで本発明は一部において、乱流気体流からの微小粒子の分離方法であって 、その間に該微小粒子が最初に凝集してより大きい粒子の形を取り、次にその相 対的に大きい粒子が沈殿によって気体流から分離される方法と定義することがで きる。 その凝集段階は、乱流気体流中に懸濁した微小粒子を凝集する方法であって、 気体流を連続的に一連のフィルターを通過させて、該粒子の一部を複数のフィル ターのそれぞれの固体部分と衝突させることで、それらの粒子が凝集してより大 きい粒子の形を取るようにする方法からなることができる。その相対的に大きい 粒子のかなりの部分が気体流中に再度同伴されるが、その一部はフィルターから 落下して回収される。 好ましくは、気流を連続的に１０以上のフィルターを通すかまたは３０以上の フィルターを通す。 再同伴された相対的に大きい粒子を含む気流を、粒子沈殿装置に通すことが有 利である。 本発明の各種態様の一つによれば本発明は、（ａ）微小懸濁粒子を含む乱流気 体流を受け入れて、前記微小粒子の大部分が相対的に大きい粒子の形で凝集して いる気流を排出するための凝集装置と（ｂ）凝集装置を出る気体流を受け入れて 、相対的に大きい粒子を気体流から分離するための沈殿装置の組み合わせと定義 することができる。 この組み合わせにおいて使用される凝集装置は、気体流を受け入れるための開 口および気流を排出するための排出口が設けられた配管と、その配管中で実質的 に平行に配置され吸気口と排気口の間で配管方向に互いに隔てられた一連のフィ ルターを有してなり、各フィルターは気体流に関して交差するように、配管を横 切る方向に伸びた形態として、実質的に気流全体が全てのフィルターを連続的に 通過するようになっており、各フィルターは配管の方向に分布してある数の前駆 粒子と衝突するための固体部分と、配管方向に分布して気流を通過させるための 孔部を有してなるものとすることができる。 凝集装置はさらに、気体流中に再同伴されずにプラント底部に落下する凝集粒 子の排出用の手段を有してなることもできる。 本発明によれば、各フィルターの固体部分は配管の断面の主要部分より小さい 表面積を占めている。 本発明の１実施態様によれば、各フィルターは互いに隔たった平行な撚り線の 集合とそれに対して交差するように伸びている平行な撚り線の集合を有すること でメッシュ構造を形成しており、それらの撚り線が前記固体部分を形成し、撚り 線間の空間が前記孔部を形成している。撚り線の太さに対する撚り線間の距離の 比は、約１０〜５の範囲である。 本発明の別の実施態様によれば、各フィルターは、複数の孔を有するプレート からなる。 さらに、気流の流動方向でのフィルター同士の間隔は、約５ｍｍ未満であって はならない。 本発明の別の実施態様によれば、フィルターは、配管の上側部分と下側部分と にある横方向のロッド上に連続して伸びる連続的なメッシュ材料からなる。 本発明による沈殿装置は、前記特許出願および特許に記載されている装置のい ずれかの形態を取ることができ、さらには気体流から粒子を分離することができ る別の沈殿装置であることもできる。 そうして沈殿装置は、乱流を流すための１以上の閉塞のない流路と各流路の少 なくとも一方に沿って伸びる一連の物体を有してなり、該物体は流動方向に狭い 間隔で配置されていて、各流路から来る渦流が進入する空間を互いに区画し、そ れによって、渦流が弱くなった後に該物体の表面に粒子が蓄積するようにするこ とができる。本発明の１態様によれば、表面に粒子が蓄積する物体は１以上の波 形板からなる。 その各波形板の褶曲は、褶曲間の距離より大きい深さを有する。 そうしてその深さは、前記褶曲間距離の約４倍である。 好ましくは、前記各波形板を実質的に鉛直方向に配置して、その上に蓄積した 粒子が、その板が入っていてそれによって前記流路を区画する筐体の底部に落下 できるようにする。 そうして筐体の底部は水平方向に対して傾斜していて、波形板の表面から落下 した粒子の流れが前記底部末端方向に向かい、それから外部回収手段に入るよう にする。 粒子は液体であることができ、その場合は外部回収手段は液体トラップを有し てなる。 粒子は固体であることができ、その場合は外部回収手段はホッパーを有してな る。 沈殿装置はさらに、筐体の底部上に伸びて前記波形板の下側部分を含むカップ であって、前記波形板の下側末端と筐体底部との間に小さい未占有の空間が設け られており、板の表面から落下した固体粒子を集めて、カップ内に設けられた開 口から、その粒子を前記波形板の下に導き、それを筐体底部の末端にある粒子排 出溝の方に移動させることを特徴とするカップを有してなることもできる。 固体粒子の外部回収手段への送出を促進するためのバイブレータを設けること ができる。図面の簡単な説明 図１は、本発明による凝集装置および沈殿装置の配置の全体図である。 図２は、本発明の１実施態様による凝集装置の部分切取断面図である。 図３は、図２の凝集装置の一部の部分切取平面図である。 図４は、図２の４−４線による断面図である。 図４Ａは、図４の別形態のものの部分図である。 図５は、本発明の別の実施態様による沈殿装置の断面切取透視図である。 図６は、図５の沈殿装置の切取側面図である。 図７は、図５および図６の沈殿装置の切取底面図である。 図８は、図５、６および７による沈殿装置中の回収要素の拡大部分図である。好ましい実施態様の説明 図１および図２に示した粒子沈殿装置１０は、前記の特許または特許出願に記 載の沈殿装置のいずれかであることができ、より詳細には、米国特許出願０８／ ４０６３９３号に記載のものの一つまたは図５〜８との関連で以下に記載したそ れの別形態のものであることができる。それはさらに、ファン１１または何らか の他の手段によってシステム中に送入される乱流空気流１２から固体粒子もしく は液体粒子を分離することができる沈殿装置であることができる。ファンはモー ター１１Ａおよび排出口１１Ｂを有してなる。 本発明によれば、凝集装置１３は、気体の流動方向に関して沈殿装置１０から 上流に配置する。装置１３の目的は、空気流１２に乗って運搬される粒子または その空気流中に懸濁した粒子の径を大きくして、沈殿装置１０の回収表面が粒子 を気流からより効果的に分離できるようにすることにある。 図１に示したシステムは、気体流（例：霧）から液体粒子を分離するよう設計 されたものであり、液体粒子であることから、システムは水平方向に対して傾斜 させてあって、液体トラップ２０が設けてある。システム中に蓄積した液体（主 として沈殿装置１０の底部に蓄積するが、それのみではない）は、沈殿装置１０ および凝集装置１３の底部で流れ出し、排液管１９に入り、最終的に外部液体回 収手段として機能するトラップ２０に到達し、その間空気がこの箇所でシステム 内に引き込まれるのが防止されている。排液管１９およびトラップ２０における 代表的な液体レベルを図１に示してある。 システムが固体粒子（例：粉塵）の分離用に設計されている場合、図６および ７との関連で以下に説明するように、固体粒子の特性を変える。 図２および３でわかるように、凝集装置１３は矩形断面の管状配管１４から成 り（具体的な例では、長さ３４ｃｍ、幅４６ｃｍおよび高さ３０ｃｍ）、気体流 流入口に連絡した開口と沈殿装置１０に連絡した排出口との間にトンネルを形成 することができる。互いに隔たった一連のフィルター１５がこの配管１４内にあ り、これらの各フィルターは空気流１２に対して垂直な２方向で配管を完全に横 切って伸びていることで、理論的には空気流全体が全てのフィルター１５を連続 して流れなければならないようになっている。実際には、少量の空気流がそのフ ィルターを迂回することができる。 図４（実寸を反映したものではない）に示したように、代表的なフィルター１ ５は、メッシュ状の網目を形成する直交する撚り線１６の２組の集合から成る。 これらの撚り線は、ポリエステル、ガラス繊維または金属などの好適な材料から 製造することができる。代表的な例では、各撚り線１６は厚さ約１ｍｍで、撚り 線間の隔たりは５ｍｍのレベルである。フィルター１５が可撓性材料からなる場 合に、この組立物を形成する好適な方法では、非常に長いこの材料片を用い、配 管１４を横切って伸びる上側ロッド１７および下側ロッド１８上にそれを連続し て通す。これらのロッドの径は、フィルター１５間の距離を決定するもので、ほ ぼ５ｍｍ〜１ｃｍの範囲であることができる。フィルターが互いにそれよりかな り近くなっていると、それが別個のフィルターとして完全には働かないことから 、 以下に記載のように、その目的を十分に果たすことができない。上記範囲より大 きい距離で隔たっていると、それらのフィルターは有効に働くが、不釣り合いな 長さの装置になってしまう。 １μｍ以下の径のオイル霧粒子を運搬すると仮定される乱流空気流１２が凝集 装置１３の流入口に入る場合、これらの粒子のわずかな部分が各撚り線１６の各 側を流れる空気流の一部から離分離され、そうして分離された粒子が撚り線と直 接衝突することが実験的に明らかになっている。粒子のほとんどが撚り線間の孔 部を通る空気流とともに自由に流れることから、各フィルター１５上では、進入 する霧粒子のごく少量部分が撚り線と衝突する。進入する霧粒子の一部（ｙ）が 第１のフィルターの固体部分（撚り線）と衝突すると考えた場合、残りの部分（ １−ｙ）は孔部を通って流れる。空気流とともに孔部を流れて通った霧粒子は乱 流のために混和され、第２のフィルターに到達する前に実質的に均一な分布を有 する。さらに必要に応じて、撚り線を隣接するフィルター間で千鳥形の列に配置 して、空気流とともに、それ以前のフィルターの孔部を通って流れた粒子の経路 に直接、撚り線が確実に存在するようにすることができる。第２のフィルターに 到達したら、残りの部分（１−ｙ）の同じ部分（ｙ）が撚り線と衝突する。第２ のフィルター後に残った部分（孔部を通過したもの）は（１−ｙ）−ｙ（１−ｙ ）＝（１−ｙ）²となる。ｎ個のフィルターを通過した後、空気流中に残る最初 のオイル霧粒子の部分は（１−ｙ）ⁿとなる。ｙについては０．０４、すなわち ４％が代表的な値である。例えばｎ＝６０である場合、空気流が連続フィルター の最後のフィルターを通過した後に残る粒子の部分は０．９６の６０乗であり、 それはほぼ０．０９に相当する。そこで、最初の霧粒子の約９％の部分が凝集装 置を出る空気流中に残り、約９１％がいずれかのフィルターと衝突している。 衝突後、フィルターと衝突した粒子を形成する物質のほとんどは空気流中に再 度同伴される傾向がある。しかしながら、それらの再同伴された物質は新たな粒 子、すなわち最初の粒子より大きい粒子からなることが認められている。すなわ ち、最初の微小粒子が凝集して、相対的に大きい粒子を与える。これらの凝集粒 子の一部は凝集装置中に残り、プラントの底部に落下して液体を形成し、それが トラップ２０に流れ込み、回収された全ての粒子が一つに集められる。そうする ためには、凝集装置を流れる気体流が乱流を示すことが重要である。 噴霧機によって発生したオイル霧を用いて行った実験の範囲内では、凝集装置 に進入する霧粒子の約８０重量％の粒径が０．５μｍ以下であると測定されてい る。この霧が長さ１ｍの沈殿装置中に直接流れ込んだ時には（凝集装置を除去し た場合）、粒子の４０重量％のみが空気流から分離された。しかしながら、進入 する霧と同一の沈殿装置との間に凝集装置を配置した場合、その沈殿装置によっ て、空気流中に含まれる霧粒子の約９３重量％が分離された。理論的に見て、沈 殿装置のみを用いていたのであれば（凝集装置を使用せず）、沈殿装置の長さが ５ｍに延長したらこの成績（回収率９３％）が得られたであろうと考えられる。 凝集装置のみを使用しても、回収できる１μｍ以下の粒径の粒子はごく少量にす ぎないが、凝集装置と沈殿装置を組み合わせたものの中で起こる現象の相乗効果 によって、比較的長い沈殿装置を用いる必要なく、微粒子の分離に要求される高 性能を与える方法を提供することができる。 この相乗効果を示すため、粒子凝集装置１３が装置全体の分離効率（ａ）でオ イル霧を回収し、沈殿装置が同霧を装置全体の分離効率（ｂ）で回収すると仮定 する。相乗効果がないと、凝集装置と沈殿装置を合わせたシステムの分離効率Ｅ はＥ＝１−（１−ａ）（１−ｂ）となると考えられる。我々が認めたように、凝 集装置と沈殿装置を合わせたシステムの実際の分離効率Ｅ'はＥよりかなり高く 、すなわちＥ’＞＞Ｅである。これは、相乗効果の存在を示すだけでなく、その 物 理的原因をも示している。すなわち、凝集装置から流れて沈殿装置に進入した霧 は、凝集装置に進入した霧とは同一ではなく、かなり径の大きくなった粒子から なる霧であり、それが最初の霧について認められたであろう分離効率よりかなり 高い分離効率（すなわち、ｂ’＞ｂ）で沈殿装置によって回収される。そこで、 １−（１−ａ）（１−ｂ’）＞＞１−（１−ａ）（１−ｂ）である。最初の霧粒 子の８０重量％が０．５μｍ以下の粒径を持っていると、凝集装置から流れ出る 霧を構成する粒子は約４μｍの平均粒径を有することが示されている。測定され た効率は以下の通りである。Ｅ’＝０．９３、ｂ’＝０．９、ｂ＝４およびａ＝ ０．３。それに対してＥ＝０．５８である。従って、Ｅ’＞＞Ｅであることは明 らかである。 上記の計算例では、６０個のフィルターを用いたと仮定したが、上記の実験で は実際には５７個のフィルターを使用した。フィルター数の選択は、性能の向上 （より多くのフィルター）と経済性（より少ないフィルター）の間の兼ね合いで ある。ある程度の性能低下が許容される場合、あるいは進入する粒子が１μｍ以 上の粒径を持つが沈殿装置中で直接分離するには小さすぎるという意味で微粒子 である場合、さらに少ない数のフィルターを使用することができる。通常この数 は、３０以下としないことが好ましいが、低い性能が許容される場合またはｙの 値を上昇させることができる場合、あるいは装置が最初からかなり大きい粒径の 液滴を含む霧の分離を行わなければならない場合には、その数を１０以下まで下 げることができる。そうして、比較的限られた数のフィルターが有効となる状況 もあり得る。最大数は特にないが、１００を超える数は通常、それから得られる と考えられる利益との関係であまり有利ではないと考えられる。そこで好ましく は、フィルターの数は３０〜８０の範囲とするのが普通である。 以上では、互いに垂直な撚り線からなるメッシュ構造の形で各フィルター１５ について説明したが、同じ効果を生じる有孔プレートなどの別の構造を用いるこ とも可能である。すなわち、ある一定の粒子が衝突するための多くの固体部分を 提供しながら、気体流および同伴される残りの粒子が通過するための空間を残す ものである。図４Ａには、そのようなプレートの一部を図示してある。有孔プレ ートを用いることで気体流が受けるヘッドロスの上昇が生じる場合があるが、そ れによってｙの値が上昇する効果もあり、従って、必要なフィルター数を減らす ことができて、それがヘッドロスに対して好ましい効果を持つものと考えられる 。 後述の請求の範囲で使用される「フィルター」という用語は、メッシュ構造に 対して用いられるだけでなく、図４Ａに示した有孔プレート１６Ａなどの非メッ シュ構造であっても、それが粒子の衝突する固体部分と気体流の通過を可能とす る未占有空間が分布している表面を有することで同様の機能を行う場合にはそれ に対しても用いられるものであることは、留意すべき点である。ヘッドロスを低 下させるには、固体部分からなる表面積を配管の総断面の５０％未満とするのが 普通である。 いくつかの長期試験をオイル霧を用いて行った。試験終了後、凝集装置のフィ ルターと沈殿装置における粒子回収要素はオイルが充満した状態となることが認 められた。流量は１０００ｍ３／時であり、空気流速は７ｍ／秒であった。非常 に満足できるオイル滴の分離と、水柱５ｃｍのみという許容できるヘッドロスが 認められた。 フィルターは好ましくは鉛直方向に配置し、気体流は水平方向に流す。しかし ながらこれらの条件は固定的なものではなく、凝集装置の効率的運転を可能とし つつその条件から逸脱することは可能である。粒子をトラップ２０に回収して流 し出すことができるようにするシステムの傾斜は、完全には水平の配置としない ようにして、以下に説明するように、固体粒子を回収する場合は、例えば１５° まで傾斜角度を上昇させることができる。通常、ほぼ水平である気体流の流れの 方向やほぼ鉛直に配置されたフィルターの方向を変えても効果はないものと考え られる。 図５〜８には、上記の特許および特許出願に記載された構造に関して変更を加 えた沈殿装置の一部を詳細に示してある。しかしながら、図５〜８に示した別形 態装置の粒子分離性能の根拠となる理論は、前記特許および特許出願で適用され ているものと基本的に同様である。 図５〜８では、沈殿装置１０には、凝集装置から流れてくる、または同伴され る粒子の粒径が相対的に大きいことを考慮して凝集装置の使用が必要ない場合に 流入口から直接入る気体を受け入れる開口からファン（１１）に連絡した排出口 まで伸びたトンネルを形成する筐体２１が設けられている。 できるだけ詳細に説明するために、図５〜８においては、沈殿装置を固体粒子 分離用の装置の形態で示し、連結される凝集装置１３は示していない。そうでは あっても、図５〜８に示した集塵システムに代わるものとして排液流路およびト ラッブ２０などの好適な液体回収システムが設けてあれば、構造の基本原理は、 液体粒子の分離にも適用することができる。 筐体２１方向に伸びる回収要素は、好ましくは金属製の波形板２２の形状を示 している。波形板２２は、筐体２１の上側部分から筐体の下側部分付近まで伸び ており、それによって回収粉塵を開口３０および溝２５を通過してから貯蔵ホッ パー２６に入れることができる未占有空間が残る。説明を明瞭にするために、図 ５には最初の波形板２２のみを示してある。実際には、そのような板を複数並べ て配置する。例えば、図６および図７に示した３枚を筐体２１の中に入れ、それ らを互いに隔てることで、隣接するプレート間およびプレートと筐体の間に気体 流の通過を可能とする流路２３を形成する。本発明のこの実施態様は粉塵回収用 に設計されたものであり、粉塵は液体ほど容易には流れないことから、筐体２１ には、水平方向２９に対して例えば１５°以上の比較的大きい傾斜を持たせ、そ れをバイブレータ２８に連結して、粉塵を底部に落下させるようにしてある。波 形板２２によって回収された粉塵が筐体２１の底部に落下したら、その一部は制 止されていなければ開放流路２３中に分散する傾向があり、気体流に再度同伴さ れるものと考えられる。それを防止するため、プレート２２の下側部分をカップ ２４内に包み込むようにする。筐体２１の下側末端（流入口）では、これらのカ ップ２４には溝２５と連絡する開口３０が設けられており、その溝２５は筐体の 底部を横切って伸び、ホッパー２６と連絡しており（説明を明瞭にするため図５ には示していない）、そのホッパーは粉塵の回収および輸送のための外部回収手 段としての役割を果たす。凝集装置を使用する場合、有利には、それを同一筐体 ２１中に収納するか、あるいは図１に示した霧の回収の場合のように、筐体２１ と同一断面を有する筐体中に収納することができる。この場合、凝集装置の流入 口には、粉塵排出口ではなく溝２５がある。粉塵回収のためには、フィルターと 凝集装置底部との間にも未占有空間を設ける。筐体２１の上端（排出口）に偏向 板２７を設けて、気体流が底部より上の高さで筐体から出るようにすることで、 底部に落下した粉塵の再同伴傾向を低下させるようにしている。 波形板によって気体流から分離されたがカップ内にはまだ落下していない粉塵 粒子の再同伴を低減するには、波形板２２の褶曲が狭くなければならない。すな わち、形成される角度が小さくなければならない。すなわち、方向ｄ（図８）に おける各褶曲の深さは、ピッチｐよりかなり大きくなければならない。４程度の ｄ／ｐ比が好適であると考えられる。この比は状況に応じて変えることができる が、１よりかなり大きい値を維持すれば、最も良好な性能を得ることができる。 要約すると、粒子が微粒子または超微粒子である場合（例：１μｍ以下）、気 体流を処理してから沈殿装置に送り込むようにして、微粒子を凝集することで相 対的に大きい粒径の粒子の形態とすることで、気体流中に懸濁した液体もしくは 固体粒子の分離のための沈殿装置の性能が向上する。この結果は、一連のフィル ターに気体流を連続的に通すことで得られる。気体流に同伴された粒子の一部は 各フィルターの固体部分と衝突し、その工程中に凝集する。凝集した粒子の大部 分は気体流に再同伴され、沈殿装置を通って流れる。各フィルターと衝突するの はごく小さいパーセントの粒子であることから、例えば３０以上という比較的多 数のフィルターを用いることが好ましい。沈殿装置の改良された実施態様では、 粒子を蓄積する表面を形成する波形板を用いる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュリアン，フランシス エー．エル. カナダ国 エヌ２エヌ １ゼット４ オン タリオ州 キッチナー ストーク ドライ ブ 36

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．乱流気体流中に懸濁した微小粒子の凝集方法であって、気体流（１２）を 一連のフィルター（１５）に連続的に通過させて、粒子の一部を各フィルターの 固体部分（１６；１６Ａ）と衝突させることで、該粒子を凝集させ、相対的に大 きい粒子を形成し、その相対的に大きい粒子のほとんどを気体流（１２）中に再 度同伴させることを特徴とする凝集方法。 ２．前記の相対的に大きい粒子の一部がフィルターから落下する請求項１記載 の方法。 ３．気体流を連続的に１０以上のフィルターを通過させる請求項１記載の方法 。 ４．気体流を連続的に３０以上のフィルターを通過させる請求項１記載の方法 。 ５．気体流を再同伴した相対的に大きい粒子とともに粒子沈殿装置（１０）を 通過させる請求項１、２、３または４に記載の方法。 ６．微小粒子が霧からなる請求項１、２、３または４に記載に方法。 ７．微小粒子が粉塵、蒸気または煙からなる請求項１、２、３または４に記載 に方法。 ８．乱流気体流中に懸濁した微小粒子の粒径を大きくするための凝集装置であ って、 （ａ）気体流を受け入れるための流入口と気体流の排出のための排出口（１１ Ｂ）とが設けられた配管を有し、 （ｂ）互いに実質的に平行に配置され、流入口と排出口との間で配管方向に相 互に分離されている一連のフィルター（１５）を有し、その各フィルターが気体 流に関して直角の方向に配管を横切って伸びていることで、実質的に気体流の全 体が全てのフィルターを連続的に流れるようになっており、 （ｃ）各フィルターが、配管中に分布していて粒子の一部が衝突する固体部分 と配管中に分布していて気体流の自由な通過を可能とする孔部とを有してなる ことを特徴とする凝集装置。 ９．フィルター（１５）の数が１０以上である請求項８記載の凝集装置。 １０．フィルター（１５）の数が３０以上である請求項８記載の凝集装置。 １１．各フィルター（１５）の固体部分が、配管の断面の主要部分より小さい 表面積を占めている請求項８、９または１０に記載の凝集装置。 １２．各フィルター（１５）が互いに分離した平行な撚り線（１６）の集合で あって互いに十字に交差して伸びていることでメッシュ構造を形成しているもの を有し、それらの撚り線が前記固体部分を形成し、該撚り線間の空間が前記孔部 を形成している請求項８、９または１０に記載の凝集装置。 １３．撚り線（１６）の太さに対する撚り線間の距離の比が約１０〜５の範囲 である請求項１２記載の凝集装置。 １４．各フィルターが有孔プレートからなる請求項８、９または１０に記載の 凝集装置。 １５．気体流の流動方向におけるフィルター（１５）間の距離が約５ｍｍ未満 であってはならない請求項８、９または１０に記載の凝集装置。 １６．フィルターが、配管の上側部分と下側部分に配置された横方向のロッド 上に連続的に伸びるメッシュ状の連続材料からなる請求項８、９または１０に記 載の凝集装置。 １７．気体流中に含まれる粒子を除去するための沈殿装置であって、乱流を示 す気体流を通すための１以上の未閉塞流路と各流路の少なくとも一方の側に沿っ て延長する一連の物体とを有してなり、該物体が流動方向において狭い間隔で配 置されていることで、各流路から来る渦流が進入する空間を互いに区画し、それ によって渦流が弱くなった後に前記物体の表面で粒子の蓄積が生じるようになっ ており、前記物体が１以上の波形板からなることを特徴とする沈殿装置。 １８．前記波形板のそれぞれの褶曲が褶曲間のピッチより大きい深さを有する 請求項１７記載の沈殿装置。 １９．前記深さが前記ピッチの約４倍である請求項１７記載の沈殿装置。 ２０．前記波形板のそれぞれが実質的に鉛直方向に配置されていることで、該 板の表面に蓄積した粒子が該板を収納し前記流路を区画する筐体の底部に落下す るようになっている請求項１７記載の沈殿装置。 ２１．筐体の底部が水平方向に対して傾斜していることで、波形板の表面から 落下した粒子が前記底部末端の方向に流れ、それから外部捕集器中に流れること を促進するようになっている請求項２０記載の沈殿装置。 ２２．前記粒子が液体であって、前記外部捕集器が液体トラップを有してなる 請求項２１記載の沈殿装置。 ２３．前記粒子が固体であって、前記外部捕集器がホッパーである請求項２１ 記載の沈殿装置。 ２４．筐体の底部に沿って延長し前記波形板の下側部分を収納するカップを有 し、前記波形板と筐体底部との間に小さい未占有空間が設けられていることで、 該板の表面から落下した固体粒子を回収し、その固体をカップに設けられた開口 から波形板の下方に導き、それによって該粒子を筐体底部末端に配置された粒子 排出溝方向に移動させるようになっている請求項２３記載の沈殿装置。 ２５．外部捕集器方向への固体粒子の移動を促進するためのバイブレータを有 してなる請求項２４記載の沈殿装置。 ２６． （ａ）微小懸濁粒子を含有する乱流気体流を受け取り、前記微小粒子の大部分 が相対的に大きい粒子の形態で凝集している気体流を排出するための凝集装置（ １３）と、 （ｂ）凝集装置から来る気体流を受け取り、気体流から相対的に大きい粒子を 分離するための沈殿装置（１０） とを組み合わせて有する凝集・沈殿組立物。 ２７．請求項８ないし１６のいずれかに記載の凝集装置を有してなる請求項２ ６記載の組立物。 ２８．請求項１７ないし２５のいずれかに記載の沈殿装置を有してなる請求項 ２６記載の組立物。 ２９．乱流気体流から微小粒子を分離する方法であって、最初に前記微小粒子 を凝集して相対的に大きい形態とする工程、次に前記相対的に大きい粒子を沈殿 によって分離する工程を有してなる方法。 ３０．微小粒子凝集工程を、請求項１ないし７のいずれかに記載の方向に従っ て実施する請求項２９記載の方法。