TWI660767B - Gas-liquid contact - Google Patents

Abstract

本發明的氣液接觸體包括具有吸收性且經層疊的多個片體，片體以成為波形形狀的方式具備以直線狀延伸且並列的多個凸部，上表面部具備至少一個凸部的頂部彼此接觸的接觸部，所述上表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量多於所述前表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量，所述上表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度大於所述前表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度。

Description

氣液接觸體

本發明是有關於一種氣液接觸體，其具備被供給液體的上表面部和被供給氣體的前表面部。

以前，關於氣液接觸體，具備被供給液體的上表面部和被供給氣體的前表面部的氣液接觸體已為人所知（例如專利文獻1）。而且，從上方供給的液體從上表面部被導入到氣液接觸體的內部，從側方供給的氣體從前表面部被導入到氣液接觸體的內部。借此，氣體與液體接觸，藉此進行處理。

此外，氣液接觸體包括經層疊的多個片體，片體具有吸收性。借此，從上方供給的液體從氣液接觸體的上表面部被片體吸收，向下方流動。但是，液體有時在上表面部中通過片體彼此之間，在較上表面部更靠下方側被片體吸收。藉此，可能氣體的處理效率降低。 [現有技術文獻]

[專利文獻] [專利文獻1] 日本專利特開2003-326102號公報

[發明所要解決的問題] 因而，鑒於所述情況，本發明的課題在於提供一種容易將液體從上表面部吸收到片體中的氣液接觸體。 [解決問題的技術手段]

氣液接觸體具備被供給液體的上表面部和被供給氣體的前表面部，並且包括具有吸收性且經層疊的多個片體，所述片體以成為波形形狀的方式具備以直線狀延伸且並列的多個凸部，所述上表面部具備至少一個所述凸部的頂部彼此接觸的接觸部，所述上表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量多於所述前表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量，所述上表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度大於所述前表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度。

而且，氣液接觸體也可為以下結構：在所述上表面部中的至少一個所述接觸部中，至少其中一個所述凸部的頂部變形。

而且，氣液接觸體也可為以下結構：所述凸部的頂部的變形量為所述凸部的高度的1%以上。 [發明的效果]

如以上那樣，根據氣液接觸體而發揮容易將液體從上表面部吸收到片體中等優異效果。

以下，參照圖1～圖6對氣液接觸體的一實施方式進行說明。此外，各圖中，圖式的尺寸比與實際的尺寸比未必一致。

如圖1所示那樣，本實施方式的氣液接觸體1包括在對氣體20進行處理的氣體處理裝置10中。因此，在對氣液接觸體1的各結構進行說明之前，對氣體處理裝置10進行說明。

氣體處理裝置10包括筐體11、及使氣體20在筐體11的內部流通的送風裝置12。而且，氣體處理裝置10在筐體11的內部從上游側開始包括：從氣體20中除去灰塵的第一除塵部13、調整氣體20的溫度及濕度中的至少一者的第一調整部14、使液體30與氣體20接觸的氣液接觸裝置15、調整氣體20的溫度及濕度中的至少一者的第二調整部16、以及從氣體20中除去灰塵的第二除塵部17。

第一除塵部13例如包括預濾器13a及中性能過濾器13b，第一調整部14例如包括冷卻線圈14a及加熱線圈14b。而且，第二調整部16例如包括加熱線圈（或冷卻線圈），第二除塵部17例如包括高效空氣（High Efficiency Particulate Air，HEPA）過濾器及超高效空氣（Ultra Low Penetration Air，ULPA）過濾器中的至少一者。此外，第二除塵部17例如在要求高的清潔性時，可在HEPA過濾器或ULPA過濾器的上游側具備化學過濾器。

送風裝置12位於筐體11的內部，且配置在第二調整部16與第二除塵部17之間。此外，送風裝置12只要以氣體20在筐體11的內部通過各結構13～結構17的方式構成即可，例如也可配置在筐體11的外部。本實施方式中，送風裝置12設為風扇（fan）。

氣液接觸裝置15包括使氣體（例如含有NH ₄ ⁺、SO ₄ ^2-等物質的空氣）20與液體（例如純水）30接觸的氣液接觸體1、從氣液接觸體1的上方供給液體30的液體供給部15a、以及蓄積液體30的液體蓄積部15b。液體供給部15a配置在較氣液接觸體1更靠上方，液體蓄積部15b配置在較氣液接觸體1更靠下方。

液體供給部15a通過灑水而將水滴狀的液體30滴加至氣液接觸體1的整個上表面部1a。此外，例如氣液接觸裝置15利用未圖示的循環泵向液體供給部15a輸送液體蓄積部15b的液體30。

氣液接觸體1從上表面部1a被供給液體30，且從下表面部1b排出液體30。即，液體30在氣液接觸體1的內部沿上下方向D2流動。而且，氣液接觸體1從前表面部1c被供給氣體20，且從後表面部1d排出氣體20。即，氣體20在氣液接觸體1的內部沿前後方向D3流動。

藉此，利用氣液接觸體1對氣體20進行處理。例如，利用液體30將氣體20所含有的物質除去，或將氣體20加濕。此外，圖1中，實線箭頭表示氣體20的流動，虛線箭頭表示液體30的流動。

如圖2及圖3所示那樣，氣液接觸體1包括沿規定方向（以下也稱為“層疊方向”）D1經層疊的多個片體2、及以層疊狀態保持多個片體2的保持體3。本實施方式中，保持體3包含框體，對片體2賦予層疊方向D1的力而保持片體2。

而且，氣液接觸體1的上表面部1a、下表面部1b、前表面部1c及後表面部1d（圖2中，下表面部1b及後表面部1d未圖示）因形成在片體2、片體2彼此之間的空隙5而開放。而且，氣液接觸體1的側面部1e（圖2中僅圖示其中一個）被最外層的片體2所阻塞。此外，將包括多個片體2的結構體（從氣液接觸體1中去掉保持體3所得的結構體）稱為片層疊體4。

而且，上表面部1a與下表面部1b是以在上下方向D2上遠離且彼此成平行的方式配置，前表面部1c與後表面部1d是以在前後方向D3上遠離且彼此成平行的方式配置。另外，上表面部1a及下表面部1b是以與前表面部1c及後表面部1d分別正交的方式配置。

片體2具有吸收性。另外，構成片體2的材料並無特別限定，例如片體2較佳為表面有凹凸且內部為多孔質的結構。根據所述結構，片體2的表面積變大，被吸收（浸透）到片體2中而流下的液體30與氣體20的接觸面積變大。

構成所述片體2的材料例如可舉出：由選自由氧化鋁、二氧化矽及二氧化鈦所組成的群中的一種或兩種以上的填充材料或結合材料，與包括玻璃纖維、陶瓷纖維或氧化鋁纖維等纖維基材的材料。其中，調配有二氧化鈦的材料能夠提高酸性的化學污染物質的去除效率。

而且，片體2例如為60重量%～93重量%的填充材料或結合材料且7重量%～40重量%的纖維基材，較佳為70重量%～88重量%的填充材料或結合材料且12重量%～30重量%的纖維基材。根據所述結構，片體2的吸收性（浸透性）及強度變高。此外，在除了氧化鋁以外含有二氧化矽或二氧化鈦的情況下，例如相對於氧化鋁100重量份，二氧化矽及二氧化鈦的調配量分別為5重量份～40重量份。

片體2具備多個凸部6。另外，凸部6以直線狀延伸，且多個凸部6在與延伸方向正交的方向上並列。此外，凸部6的突出方向與鄰接的凸部6的突出方向為相反方向。藉此，片體2形成為波形形狀。而且，相鄰的片體2、片體2是以在層疊方向D1上觀看時，凸部6延伸的方向（即，凸部6的稜線6a）交叉的方式分別配置。

本實施方式中，在所有片體2中，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3而傾斜。另外，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜方向（圖3中為右上方向與左上方向）在相鄰的片體2、片體2中相反。即，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜方向在隔一層的片體2中相同。

而且，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜角度θ1在隔一層的片體2中相同。即，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜方向在隔一層的片體2中成平行。

而且，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜角度θ1並無特別限定，例如為15°～45°，較佳為25°～35°。根據所述結構，能夠將液體30在片體2的內部（特別是表面）流動的速度設為適當的速度，因而能夠提高氣液接觸效率。此外，本實施方式中，所述傾斜角度θ1在所有片體2中相同（例如為30°）。

如圖4所示那樣，片體2的厚度並無特別限定，例如為200 μm～1000 μm，較佳為300 μm～800 μm。而且，朝相同方向突出的凸部6、凸部6的稜線（頂點）6a、稜線（頂點）6a彼此的間隔（以下也稱為“凸部6的間距”）W1並無特別限定，在凸部6的並列方向（與稜線6a正交的方向）上為6 mm～16 mm，較佳為7 mm～10 mm。

鄰接的凸部6、凸部6彼此的突出方向的間隔（以下也稱為“凸部6的高度”）W2並無特別限定，為2.5 mm～8.0 mm，較佳為3.0 mm～5.0 mm。例如，若凸部6的高度W2過小，則氣體20通過氣液接觸體1的內部時的壓力損耗變大。而且，若凸部6的高度W2過大，則氣液接觸效率降低。

此外，凸部6的頂部6b不僅是稜線（頂點）6a，也包含其附近的區域。本說明書中，凸部6的頂部6b是指從稜線（頂點）6a到凸部6的高度W2的10%的範圍的區域。因而，凸部6的頂部6b的高度W3成為凸部6的高度W2的10%。而且，將凸部6的頂部6b的與高度方向正交的方向的尺寸W4稱為頂部6b的寬度W4。此外，圖4中，凸部6的頂部6b是由網格區域表示。

如圖5所示那樣，氣液接觸體1的上表面部1a包含片體2的上端緣。另外，氣液接觸體1的上表面部1a具備凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此接觸的接觸部7。本實施方式中，上表面部1a中的各片體2的凸部6的間距W1、凸部6的高度W2、頂部6b的高度W3及頂部6b的寬度W4相同。

另外，上表面部1a中，所有凸部6中頂部6b與另一凸部6的頂部6b接觸的比率並無特別限定，例如為20%以上，較佳為30%以上，進而較佳為50%以上，非常較佳為100%。藉此，上表面部1a的空隙5各自的大小變小，因而從上方供給的液體30在上表面部1a中與片體2接觸而容易被吸收。

而且，上表面部1a中的每單位面積的接觸部7的數量並無特別限定，例如為2000個/m ²以上，較佳為3000個/m ²以上，進而較佳為5000個/m ²以上，非常較佳為10000個/m ²以上。藉此，上表面部1a的空隙5各自的大小變小，因而從上方供給的液體30在上表面部1a中與片體2接觸而容易被吸收。

此外，保持體3（圖5中並未圖示）對片體2賦予層疊方向D1的力而保持片體2，因而在接觸部7中，凸部6的頂部6b變形。具體而言，凸部6的頂部6b以壓扁的方式變形。

例如，可為如圖5上部的接觸部7那樣兩個凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b以相同的量變形的結構，而且，也可為如圖5正中的接觸部7那樣，其中一個（左側）凸部6的頂部6b的變形量大於另一（右側）凸部6的頂部6b的變形量的結構。而且，例如也可如圖5下部的接觸部7那樣，僅其中一個（左側）凸部6的頂部6b變形，另一（右側）凸部6的頂部6b不變形的結構。

另外，凸部6的頂部6b的變形量W5並無特別限定，例如為凸部6的高度W2的1%以上，較佳為2%以上，進而較佳為3%以上，非常較佳為5%以上。而且，例如凸部6的頂部6b的變形量W5為朝相同方向突出的凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此的間隔W1的1%以上，較佳為2%以上，進而較佳為3%以上，非常較佳為5%以上。

此外，圖5中，二點鏈線表示其中一個（左側）凸部6的變形前的形狀。而且，上表面部1a的接觸部7中，至少一個凸部6的頂部6b變形的比率並無特別限定，例如為20%以上，較佳為30%以上，進而較佳為50%以上，非常較佳為100%。

藉此，凸部6的頂部6b以壓扁的方式變形，因而上表面部1a的空隙5各自的大小變小。因而，從上方供給的液體30在上表面部1a中與片體2接觸而容易被吸收。此外，凸部6的頂部6b的變形可為彈性變形，也可為塑性變形。而且，接觸部7也可為凸部6的頂部6b不變形的結構。

如圖6所示那樣，氣液接觸體1的前表面部1c包含片體2的前端緣。本實施方式中，前表面部1c中的各片體2的凸部6的間距W1、凸部6的高度W2、頂部6b的高度W3及頂部6b的寬度W4相同。

此外，從側方供給的氣體20從氣液接觸體1的前表面部1c主要通過片體2、片體2彼此之間，在氣液接觸體1的內部流動。另外，氣體20通過氣液接觸體1時所產生的壓力損耗受到前表面部1c的大的影響。因此，前表面部1c中，凸部6的頂部6b遠離其他另一凸部6的頂部6b。

另外，前表面部1c中，所有凸部6中，遠離其他任一凸部6的頂部6b的比率並無特別限定，例如為20%以上，較佳為30%以上，進而較佳為50%以上，非常較佳為100%。藉此，前表面部1c的空隙5各自的大小變大，因而從側方供給的氣體20在前表面部1c中容易通過片體2、片體2彼此之間。

此外，圖6中雖未圖示，但前表面部1c也可具備凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此接觸的接觸部7。另外，前表面部1c中的每單位面積的接觸部7的數量並無特別限定，例如為20000個/m ²以下，較佳為15000個/m ²以下，進而較佳為13000個/m ²以下，非常較佳為9000個/m ²以下，進而非常較佳為0個/m ²。藉此，前表面部1c的空隙5各自的大小變大，因而從側方供給的氣體20在前表面部1c中容易通過片體2、片體2彼此之間。

如圖5及圖6所示那樣，上表面部1a中的凸部6的頂部6b的寬度W4大於前表面部1c中的凸部6的頂部6b的寬度W4。藉此，上表面部1a中，凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此容易接觸。另外，上表面部1a中的每單位面積的接觸部7的數量多於前表面部1c中的每單位面積的接觸部7的數量。

此外，上表面部1a中的每單位面積的接觸部7的數量可與下表面部1b中的每單位面積的接觸部7的數量相同，也可不同。而且，前表面部1c中的每單位面積的接觸部7的數量與後表面部1d中的每單位面積的接觸部7的數量可相同，也可不同。

而且，上表面部1a中的各片體2的凸部6的高度W2與前表面部1c中的各片體2的凸部6的高度W2相同。藉此，上表面部1a中的凸部6的頂部6b的高度W3與前表面部1c中的凸部6的頂部6b的高度W3相同。此外，上表面部1a的凸部6的高度W2（頂部6b的高度W3）也可與前表面部1c的凸部6的高度W2（頂部6b的高度W3）不同。

此外，較佳為氣液接觸體1的上下方向D2的尺寸大於氣液接觸體1的前後方向D3的尺寸。藉此，能夠抑制從下表面部1b排出的液體30的溫度低，無法將液體30有效用作冷卻水的情況，而且，能夠抑制氣體20通過氣液接觸體1的內部時的壓力損耗變大的情況。當然，也能夠採用氣液接觸體1的上下方向D2的尺寸小於氣液接觸體1的前後方向D3的尺寸的結構。

此外，氣液接觸體1的上下方向D2的尺寸並無特別限定，例如大於200 mm且為800 mm以下，較佳為400 mm以上且600 mm以下。例如，若氣液接觸體1的上下方向D2的尺寸過小，則從下表面部1b排出的液體30的溫度低，無法將液體30有效用作冷卻水。而且，若氣液接觸體1的上下方向D2的尺寸過大，則從下表面部1b排出的液體30的溫度與通過氣液接觸體1的內部的氣體20的溫度之差變小，利用氣液接觸體1的熱交換效率降低。

而且，氣液接觸體1的前後方向D3的尺寸並無特別限定，例如為100 mm以上且小於800 mm，較佳為200 mm以上且小於800 mm。例如，若氣液接觸體1的前後方向D3的尺寸過小，則氣液接觸效率降低。而且，若氣液接觸體1的前後方向D3的尺寸過大，則氣體20通過氣液接觸體1的內部時的壓力損耗變大。

而且，包含片體2的片層疊體4的體積密度並無特別限定，為50 kg/m ³～120 kg/m ³，較佳為70 kg/m ³～100 kg/m ³。根據所述結構，能夠提高氣液接觸效率。此外，片層疊體4的體積密度為片層疊體4的重量除以片層疊體4的體積所得的值。

而且，氣液接觸體1的空隙率並無特別限定，為50%～80%，較佳為60%～75%。根據所述結構，能夠提高氣液接觸效率，並且能夠充分確保氣液接觸體1的強度。另外，可為上表面部1a的空隙率小於前表面部1c的空隙率的結構。此外，也可為上表面部1a的空隙率為前表面部1c的空隙率以上的結構。

根據以上內容，本實施方式的氣液接觸體1具備被供給液體30的上表面部1a和被供給氣體20的前表面部1c，並且包括具有吸收性且經層疊的多個片體2，所述片體2以成為波形形狀的方式具備以直線狀延伸且並列的多個凸部6，所述上表面部1a具備至少一個所述凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此接觸的接觸部7。

根據所述結構，多個凸部6、凸部6以直線狀延伸且並列，因而片體2成為波形形狀。另外，上表面部1a具備至少一個凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此接觸的接觸部7，因而上表面部1a中，由相鄰的片體2、片體2形成的空隙5各自的大小變小。藉此，從上方供給的液體30在上表面部1a中容易與片體2接觸，因而容易從上表面部1a被吸收到片體2中。

而且，本實施方式的氣液接觸體1為以下結構：所述前表面部1c中的至少一個所述凸部6的頂部6b遠離其他任一所述凸部6的頂部6b。

根據所述結構，在前表面部1c中，至少一個凸部6的頂部6b遠離其他任一凸部6的頂部6b，因而由相鄰的片體2、片體2所形成的空隙5各自的大小變大。藉此，從側方供給的氣體20在前表面部1c中容易通過片體2、片體2彼此之間，因而能夠減小氣體20通過氣液接觸體1時所產生的壓力損耗。

而且，本實施方式的氣液接觸體1為以下結構：所述上表面部1a中的每單位面積的所述接觸部7的數量多於所述前表面部1c中的每單位面積的所述接觸部7的數量。

根據所述結構，上表面部1a的每單位面積的接觸部7的數量多於前表面部1c，因而上表面部1a的由相鄰的片體2、片體2所形成的空隙5各自的大小較前表面部1c更小。藉此，從上方供給的液體30在上表面部1a中與片體2接觸而容易被吸收，另一方面，從側方供給的氣體20在前表面部1c中容易通過片體2、片體2彼此之間。

而且，本實施方式的氣液接觸體1為以下結構：所述上表面部1a中的所述凸部6的所述頂部6b的寬度W4大於所述前表面部1c中的所述凸部6的所述頂部6b的寬度W4。

根據所述結構，上表面部1a中的凸部6的頂部6b的寬度W4大於前表面部1c中的凸部6的頂部6b的寬度W4，因而在上表面部1a中，凸部6、凸部6的頂部6b、頂部6b彼此容易接觸。藉此，在上表面部1a中容易形成接觸部7，因而能增多上表面部1a中的每單位面積的接觸部7的數量。

而且，本實施方式的氣液接觸體1為以下結構：在所述上表面部1a中的至少一個所述接觸部7中，至少其中一個所述凸部6的頂部6b變形。

根據所述結構，上表面部1a中的接觸部7中的至少一個中，至少其中一個凸部6的頂部6b變形，因而上表面部1a中，由相鄰的片體2、片體2所形成的空隙5各自的大小進一步變小。藉此，從上方供給的液體30在上表面部1a中更容易與片體2接觸，因而更容易從上表面部1a被吸收到片體2中。

此外，氣液接觸體1不限定於所述實施方式的結構，而且不限定於所述作用效果。而且，氣液接觸體1當然可在不偏離本發明的主旨的範圍內加以各種變更。例如，當然可任意選擇下述各種變更例的結構或方法等，用於所述實施方式的結構或方法等中。

（1）而且，所述實施方式的氣液接觸體1為以下結構：在所有片體2中，凸部6的稜線6a在層疊方向D1上觀看時，相對於前後方向D3而傾斜。但是，氣液接觸體1不限於所述結構。例如也可為以下結構：在至少一個片體2中，凸部6的稜線6a在層疊方向D1上觀看時，相對於前後方向D3而平行或正交。

（2）而且，所述實施方式的氣液接觸體1為以下結構：在層疊方向D1上觀看時，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜方向在相鄰的片體2、片體2中相反。但是，氣液接觸體1不限於所述結構。例如也可為以下結構：在層疊方向D1上觀看時，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜方向在相鄰的片體2、片體2中相同。

（3）而且，所述實施方式的氣液接觸體1為以下結構：在層疊方向D1上觀看時，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜角度θ1在所有片體2中相同。但是，氣液接觸體1不限於所述結構。例如也可為以下結構：在層疊方向D1上觀看時，凸部6的稜線6a相對於前後方向D3的傾斜角度θ1在各片體2中不同。

1：氣液接觸體 1a：上表面部 1b：下表面部 1c：前表面部 1d：後表面部 1e：側面部 2：片體 3：保持體 4：片層疊體 5：空隙 6：凸部 6a：稜線（頂點） 6b：頂部 7：接觸部 10：氣體處理裝置 11：筐體 12：送風裝置 13：第一除塵部 13a：預濾器 13b：中性能過濾器 14：第一調整部 14a：冷卻線圈 14b：加熱線圈 15：氣液接觸裝置 15a：液體供給部 15b：液體蓄積部 16：第二調整部 17：第二除塵部 20：氣體 30：液體 D1：層疊方向 D2：上下方向 D3：前後方向 W1：間隔（間距） W2：間隔（高度） W3：高度 W4：寬度 W5：變形量 θ1：傾斜角度

圖1是具有一實施方式的氣液接觸體的氣體處理裝置的總體概要圖。 圖2是所述實施方式的氣液接觸體的總體立體圖。 圖3是所述實施方式的氣液接觸體的主要部分的分解側面圖。 圖4是所述實施方式的片體的放大圖。 圖5是所述實施方式的氣液接觸體的上表面部的放大圖。 圖6是所述實施方式的氣液接觸體的前表面部的放大圖。

Claims (3)

1. 一種氣液接觸體，包括： 上表面部，被供給液體；以及 前表面部，被供給氣體；其中， 包括具有吸收性且經層疊的多個片體， 所述片體以成為波形形狀的方式，包括以直線狀延伸且並列的多個凸部， 所述上表面部包括至少一個所述凸部的頂部彼此接觸的接觸部， 所述上表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量，多於所述前表面部中的每單位面積的所述接觸部的數量， 所述上表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度，大於所述前表面部中的所述凸部的所述頂部的寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的氣液接觸體，其中，在所述上表面部中的至少一個所述接觸部中，至少其中一個所述凸部的頂部變形。
3. 如申請專利範圍第2項所述的氣液接觸體，其中，所述凸部的頂部的變形量為所述凸部的高度的1%以上。