JPS61138514A - 気体洗浄及び温度制御装置 - Google Patents

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】 （発明の技術分野） 本発明は、被洗浄気体中の各種微粒子、細菌及び特定の
気体成分、ガス等をへレベルで洗浄除去し、同時に被洗
浄気体の温度を自由に選択して制御することのできる装
置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 気体中に含まれる各種物質の吸収及び除去を行うには、
気体分散吸収法と、液体分散吸収法とが一般的である。

気体分散吸収法は水、その他の液体中に気体を通し、気
体中の不要物質を液体中に排出するものであり、液体分
散吸収法は気体の中に液体を滴下又は噴霧し、液粒子に
気体中の不要物質を付着せしめて排出するものである。

従来における液体分散吸収法は、一般に、吸収塔内に気
体を循環せしめ、これに液体を４滴下、或は噴霧して分
散せしめ、液体粒子を気体に接触させて気体中の物質を
吸収除去する。

しかしながら、このような態様による液体分散吸収法に
あっては、気体中に分散された液体は単に滴下若しくは
せいぜい噴霧されたものに過ぎないから、充分に細かい
飛沫、即ち粒子とならず、気体中の物質を高いレベルで
吸収することが出来ないという不具合があった。

また、上記従来例にあっては、気体が循環している間に
気液の分離が充分に行われないため、循環気体中に滞留
した液体の粒子の一部が他装置に循環する恐れがあった
。このため、気体の循環経路中にスクラバーやデミスタ
等の装置を設置ｉｌする必要があった。

さらに、気体の温度管理に関しても、例えば気体中に含
まれたガス、或は特定の気体成分を効率良く吸収１分離
、除去するため気体の温度を最適の状態に制御′したり
、或は洗浄気体の温度を使用目的に合わせて自由に調節
することが必要である場合でも、気体洗浄と同時に温度
制御を行なう考慮が払われていなかった。

本発明は、このような従来からある問題点に着目してな
されたもので、その目的は、噴霧液を極微粒子化して被
洗浄気体と混合し液体の接触面積を増大して気体の洗浄
効果を向上させ、洗浄後の気体中に滞留する残留液体粒
子を分離除去することにより液体粒子の他装置への随伴
を防止し、更に気体の洗浄、気液分離の過程で気体の温
度を制御することによって気体の洗浄効率を向上させ、
同時に最終的な使用目的に合わせた洗浄調温気体の供給
を可能にぜんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、液体噴霧器を備え
た気液混合部で生成された気液混合体を回転圧縮する遠
心ターボ送風機と、この遠心ターボ送風機に接続して設
けられた気液分離サイクロンと、上記気液混合部又はサ
イクロンに接続された温度制御装置とを有し、気体混合
部及び遠心ターボ送風機によって気液の混合、液体の微
粒子化及び気液聞合体の圧縮を行ない、気液分離サイク
ロンにおいて圧縮された気液混合体を膨張冷却して液体
微粒子を露化させることにより、循環過程での気液分離
を効率的に行ない、更に温度制御装置によって気液混合
体ならびに洗浄気体を加熱または冷却して温度を調節す
ることとした。

（実施例の説明） 第１図乃至第５図は、本発明の一実施例を示す図である
。この実施例に係る気体洗浄及び温度制御装置は、ガス
洗浄、空気洗浄等、気体の洗浄を必要とする装置へに接
続された気体洗浄塔Ｂと、この気体洗浄塔Ｂに接続され
て被洗浄気体の温度調節を行うｉ度制御装置とを有して
成る。気体洗浄塔８は、装ｆｌＡの排出導管Ａ１に接続
され、被洗浄気体が導入される気液混合部１と、気液混
合部１で生成された気液混合体を回転圧縮する圧縮部２
と、圧縮部２から送られた気液混合体を循環させ気液分
離を行うサイクロン３と、気液分離された気体を再度回
転圧縮する下側圧縮部４と、この下側圧縮部４から送ら
れた気体を循環させると共に、装置Ａの吸入導管Ａ２に
洗浄気体を供給する下側サイクロン５とから成り、二段
構えの気体圧縮、膨張操作をするようになっている。

気液混合部１は、装置への気体排出導管Ａ１に接続され
た導入管１１を有する中空容器から成り、この中空容器
内は天井面から垂下した外筒壁１２と、床面から立上が
った内筒壁１３とによって仕切られた迷路状の通路１４
．１５．１６が形成され、被洗浄空気が、第１図中矢印
で示すように、先ず通路１４に流入し、次いで通路１５
を経て通路１６へと、順次蛇行して流れるようになって
いる。気液混合部１の天井面には各通路１４，１５゜１
６に対応して液体噴霧器１７が取付けられており、この
液体噴霧器１７から噴霧された液体は、通路１４．１６
においては被洗浄気体に対して平行流となって流れる一
方、通路１５においては被洗浄気体に対して対向流とな
って流れる。また、気液混合部１の底部には液体排出口
１８が設けられ、上記気液混合部１内において一次的に
気体洗浄を行った結果滴下した液体を外部へ排出するよ
うにしている。

圧縮部２は、上部から下部にかけて次第に拡開する錐体
構造を有し、気液混合部１の通路１６の出口部分に接続
された筺体２１と、筺体２１内部に配置された遠心ター
ボ送風機２２とから成る。

遠心ターボ送風８１２２には高速成は超高速回転する送
風機が用いられ、気液混合体を筺体２１中心部から外方
の側壁内面へ向けて跳ね飛ばす回転翼を有している。ま
た筺体２１の底部には液体排出口２３が設けられている
。

サイクロン３は、筒状の固定された中空体から成り、中
空体内部には、下方位置に開口３３を有する外筒３１と
、上方位置に開口３４を有する内筒３２とを有し、中空
体外壁と外筒３１との間には通路３５が形成され、外筒
３１と内筒３２との間には通路３６が形成されると共に
、内筒３２の内側には通路３７が形成されている。サイ
クロン３の上部は仕切板２５によって圧縮部２の、通路
３５に対応する部分には、仕切板２５を切欠き、折り曲
げて形成した複数の開口２６が形成され、この開口２６
によって圧縮部２とサイクロン３とが連通されている。

開口３３もまた外筒３１の下方部分を切欠き、且つこの
部分を折曲成形することによって形成されている。開口
２６及び開口３３を形成するに当っては、切欠きの形成
方向及び折り曲げ方向を考慮して圧縮部２からサイクロ
ン３、或は通路３５から通路３６への気液混合体の流れ
方向を適切に定めることができる。この実施例において
は、仕切板２５には、第３図に示すように、上方から見
て右回り方向への気流を作る開口２６が形成されている
一方、外筒３１には、同じく上方から見て左回りの方向
への気流を作る開口３３が形成しであるから、通路３５
を通る気液混合体と通路３６を通る気液混合体とは互い
に反対方向に回転する。また、サイクロン３の底部には
、当該サイクロン３内で気液分離された液体排出口３８
が設けられている。

サイクロン３の下方には遠心ターボ送風機４１を組込ん
だ第２段目の圧縮部、即ち下側圧縮部４と筒体５１を有
する下側サイクロン５とが配設されている。これら下側
圧縮部４及び下側サイクロン５は、上記圧縮部２及びサ
イクロン３とほぼ同じ機能を有し、二段階にわたる気液
分離操作を実現することにより気液の分離効率を向上せ
しめている。遠心ターボ送ｆｆｌ！１２２及び４１は、
仕切板２５及び筒体５１に取付けられた軸受８，９によ
って回転可能に支持されたシャフト７に一体的に取付け
られ、当該シャフト７の基端部に接続された駆動モータ
６を作動させることによりいずれの遠心ターボ送風１１
２２．４１も高速回転することが出来る。下側サイクロ
ン５は洗浄気体を排出する排気管５２を有し、この排気
管５２は装置Ａの吸入導管Ａ２に接続されている。また
、図中符号−４２，５３は下側圧縮部４及び下側サイク
ロン５のそれぞれにおいて、気液分離された液体を排出
するための液体排出口を示す。

この気体洗浄及び温度制御装置における気体洗浄用液体
の供給、排出は液体循環装置によって行われる。この液
体循環装置は、内部に気液混合用の液体（通常は水）が
入れられるタンク５７と、先端が各液体噴霧器に接続さ
れる一方基端がタンク５７の水中に差込まれた供給パイ
プ５８と、タンク５７から液体を汲み上げるために供給
バイア５８に接続され、タンク５７内に気液分離された
液体を戻す液回収用パイプ５６とを有して成る。

タンク５７は、内部の液体を排出するため′Ｒ１１弁６
３により開閉操作されるドレインパイプ５９と、タンク
５７に新しい液体を供給するため、゛顕磁弁６２によっ
て開閉操作される液流入バイブロ０とを備え、電磁弁６
２は液面上に位置合せされたフロート式の水位計６１に
よって作動、非作動の制御がされる様になっている。

また、この装置における温度調節は、気体洗浄塔Ｂに接
続された温度制御装置７０によって行われる。この温度
制御装置７０は、低温低圧の気体冷媒を圧縮するコンプ
レッサ７１と、コンプレッサ７１に接続されこのコンプ
レッサ７１への冷媒の流入路７１ａ及び流出路７１ｂを
切換える四方弁７２と、コンプレッサ７１により生成さ
れた高温高圧の気体冷媒を放熱によって凝縮点まで冷却
し高圧の液体に還元するコンデンサ７３と、コンデンサ
に接続され、又液体冷媒に含まれる水分やゴミを取除き
、冷媒が円滑に供給できる様に止めておくリキッドタン
ク７４と、リキッドタンク７４に接続され、液体冷媒を
急激に膨張さｉて低温、低圧の霧状の液体にする膨張弁
７５とから成る。膨張弁７５は導管７６に接続される一
方、コンプレッサ７１は導管７７に接続される。

また、気体洗浄塔にあっては、気液混合部１天井面から
垂下した外筒壁１２、及びサイクロン３内の外筒３１は
、いずれも壁面が二重構造に構成されてそれぞれ第１及
び第２の中空の循環室１９゜３９が形成され、内部には
冷媒が循環するようになっている。そして、導管７６は
、第１の循環室１９に接続されると共に、途中で分岐管
７６ａが伸びて第２の循環室３９に接続される。第１の
循環室１９への導管７６．７７の接続位置及び第２の循
環室３９への導管７６ａ、７７ａの接続位置は、それぞ
れ一方が各循環室１９．３９の上端近くに接続、他方が
下端近くに接続されているとか、或は循環室１９．３９
の直径方向に相対向した位置に接続されているといった
ように、冷媒の流れに対して離れた位置関係に設定され
てる。導管７６の分岐部より先方位置と分岐管７６ａに
はそれぞれＴｉ磁弁７８．７９が取付けられ、これらの
電磁弁７８．７９の作動によって第１及び第２の循環室
１９．３９を通過する冷媒の流量制御を行うようになっ
ている。なお上記電磁弁７８．７９は導管７７の分岐部
先方位置と分岐管７７ａとに取付けられていてもよい。

さらに、モータ６、ポンプ６４．ｆｆｉ磁弁６３゜７８
．７９及びコンプレッサ７１は、これらの各部材に接続
された中央制陣ユニット８０によって各部の作動が制御
される。中央制御ユニット８０は温度設定機構を持ち、
また装置ＭＡに配置されて温度や湿度を測定する温度検
知器８１に接続され、この温度検知器８１からの信号に
基づきモータ６やポンプ６４、或はコンプレッサ７１の
回転速度を調整したり、Ｔｉ磁弁６３．７８．７９の開
閉制御を行う。

かかる構成を有する気体洗浄及び制御装置において、装
ｍＡから導入管１１を通って気体洗浄塔Ｂの気液混合部
１へ流入した被洗浄気体は、通路１４．１５．１６を流
れる間に噴霧器１７から噴出された噴霧液体によって、
通路１４．１６では平行流洗浄、通路１５では対向流洗
浄を交互に繰返される。この気液混合部１内の噴霧液体
は、多種類の粒子寸法を持った霜で、大粒のものは気体
と接触した後、気液混合部１下部に設けられた液体排出
口１８より気体洗浄当日外に排出される。

また、液体小粒子は、気体と接触しながらこの気体流に
同伴して圧縮部２の遠心ターボ送風機２２内へ吸引され
る。

遠心ターボ送風！１１２２内では、気液混合体は、図中
矢印で示すように中心部から外周部へと流れ、その液体
粒子は、高速回転している回転翼との衝突により破砕さ
れて微粒子となり、同時に圧縮された気体と混合、接触
して、当該気体中に含まれる物質、生物及びガス体を再
度吸着、除去する。

気液混合体中の一部液微粒子は高速回転中の回転翼によ
り遠心方向に加速され、筺体２１の内壁に衝突して気体
から分離される。液微粒子は、衝突の勢いと筺体２１の
側壁が錐体構造をなしていることと相俟って、次第に筺
体２１内壁に沿って下方へ流れ、大粒の液粒子となって
液体排出口２３から装置外に排出される。

この気液混合体は、仕切板２５の開口２６を通ってサイ
クロン３の通路３５内に噴出され、この通路３５内を旋
回しながら下降する。圧縮部２内で圧縮された気体は、
上記サイクロン３内に送り込まれることによって断熱膨
張、これによって冷却作用を受ける。このため、飽和状
態となっていた気液混合体内の微粒子が核となって液体
成分を凝縮させ、液粒子に生長させる。気液混合体は、
サイクロン３内において、通路３５内を上方から見て右
まわりに旋回下降する一方、開口３３によって回転方向
を変えられて通路３６内を左回りに旋回上昇し、更に開
口３４から通路３７に入ってこの通路３７に沿って下降
する。そして、この気液混合体の１１ＩｉＥＭ中に、上
記凝縮、生長せしめられた液微粒子は気体中の微粒子を
補集し気体から分離される。この気液分離された液体は
サイクロン３底部に集まって液体排出口３８から装置外
に排出される。

気液分離された気体は、通路３７を通って下降し、サイ
クロン３下部に接続されている下側圧縮部４に吸込まれ
、遠心ターボ送風機４１の作動によって再度圧縮され且
つ気体に同伴している残留液粒子を分離補集し、液体は
上記と同様液体排出口４２から装置外へ排出される。他
方、圧縮された気体は、旋回しながら下側サイクロン５
に入り、再度同伴している残留液粒子を分離補集しだ後
清浄気体となり当該下側サイクロン５に接続された気体
吸入管Ａ２を通して装置ｌＡ内に送り込まれる。

これにより装置Ａ内の空気は次第に清浄され、雰囲気調
節が行なわれる。

この空気洗浄操作中において、中央制御ユニット８０か
らの指令によって温度調節が行なわれるときは、温度制
御装置７０が作動する。第１図の例では、四方弁７２の
操作により、コンプレッサ７１の流出路７１ｂにコンデ
ンサ７３が接続されているから、この温度制御装置７０
では冷却サイクルが形成されている。したがって、コン
プレッサ７１で圧縮された冷媒はコンデンサ７３で放熱
され、膨張弁７５で断熱冷却されて第１及び第２の循環
室１９．３９で吸熱を行う。これにより空気洗浄塔Ｂ内
を流れる被洗浄気体は設定温度になるまで冷却せしめら
れる。そしてこの温度調節操作は中央制御ユニット８０
における制御操作によって、適宜コントロールされ、装
置Ａ内を常時最適な状態に維持する。

なお、第５図に示すように、四方弁７２を第１図に示す
状態から反時計方向へ９０度回転させると、第５図に示
すようにコンプレッサ７１の流入路にコンデンサ７３が
接続されるようになり、気体洗浄塔Ｂにとっては加熱サ
イクルが形成される。

これにより気体洗浄塔Ｂ内を流れる被洗浄気体は、設定
温度になるまで中央制御ユニット８０の制御下で暖めら
れ、装ＨＡ内を最適温度になるようにする。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、被洗浄気体に液
体を噴霧し、さらに気液混合体を高速回転させることに
より液体の微粒子化を図り、これによって気体中に浮遊
する物質を補集すると共に被洗浄気体の温度を制御する
ようにしたため、高レベルの気体洗浄と温度調節とを行
うことができ、また装置の小型化も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る気体洗浄装置の縦断面
図、第２図は上記気体洗浄装置に組込まれるサイクロン
の構造を示す正面図、第３図はサイクロンの上面を覆う
仕切板を示す第２図中■−■線方向に見た図、第４図は
サイクロン下方開口部分を示す第２図中ＩＶ−ＩＶ線に
おける断面図、第５図は上記実施例における温度制御装
置の他の作動状態を示す図である。 １・・・気液混合体、２・・・圧縮部、３・・・サイク
ロン、４・・・下側圧縮部、５・・・下側サイクロン、
６・・・駆動モータ、７・・・シャフト、１７・・・噴
霧器、２１・・・筐体、２２．４１・・・遠心ターボ送
ｍ機、２５・・・仕切板、２６・・・開口、３３・・・
開口、７０・・・温度制御装置、８０・・・中央制御ユ
ニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被洗浄気体中に液体を噴霧して気液混合体を生成する気
   液混合部と、気液混合体を高速回転して気体の圧縮と液
   体の微粒子化及び分離を行う遠心ターボ送風機と、この
   遠心ターボ送風機に接続して残留気液混合体の気液分離
   を行うサイクロンと、気液混合部とサイクロンとのうち
   少なくともいずれか一方に設置して被洗浄気体の温度を
   調節する温度制御装置とから成り、被洗浄気体中に浮遊
   する物質を液体微粒子に吸収捕捉して洗浄を行ない、さ
   らに洗浄気体の温度を調節することを特徴とする気体洗
   浄及び温度制御装置。