WO2023127166A1 - ガス浄化装置 - Google Patents

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WO2023127166A1
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gas
casing
impeller
cleaning liquid
nozzle
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓志 今村
秀夫 原口
康弘 佐藤
Original Assignee
カンケンテクノ株式会社
北京康肯▲環▼保▲設▼▲備▼有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact

Definitions

  • the present invention removes fine dust, gaseous air pollutants, viruses, etc. (hereinafter simply referred to as "dust, etc.”) present in a wide range of gas environments including not only exhaust gas but also indoor air. It relates to a gas purifier for removing gas from the environment.
  • this type of gas purifier includes an exhaust gas purifier described in Patent Document 1 (International Publication No. 2020/183537).
  • the prior art is configured as follows. It comprises a casing having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet, an impeller arranged in the casing and supported by a rotating shaft, and a nozzle for ejecting cleaning liquid into the impeller. By rotating the impeller, the exhaust gas containing dust and cleaning liquid soluble components is sucked through the exhaust gas inlet, and the cleaning liquid ejected from the nozzle captures the dust and cleaning liquid soluble components in the exhaust gas. remove these components contained in The rotating shaft is arranged in the vertical direction, the impeller rotates in the horizontal direction, and the exhaust gas suction port is formed in the bottom surface of the casing.
  • the rotating shaft supporting the impeller is arranged in the vertical direction, and the impeller rotates in the horizontal direction. It is thrown in a direction and collides with the inner wall of the casing. Then, the particle size of the cleaning liquid that collides with the wall surface of the inner wall and the dust that is captured by the cleaning liquid gradually increase due to the repetition of the collisions, and as a result, they flow down along the inner wall due to the force of gravity. . At the same time, cleaning liquid-soluble components are dissolved and accumulated in the cleaning liquid.
  • the above conventional technology may have the following problems. That is, due to the structure in which the impeller rotates within the casing, a clearance is provided between the rotating impeller and the casing so that they do not come into contact with each other. For this reason, there is no problem if the exhaust gas to be purified is only dust or easily soluble components in the cleaning liquid, but the target of the exhaust gas to be purified is a gas that requires a certain amount of time to be dissolved in the cleaning liquid or captured by the cleaning liquid. In the case of air pollutants such as NOx, etc., if part of the exhaust gas is shortcutted directly from the clearance to the exhaust gas outlet without passing through the impeller, the purification efficiency of the exhaust gas will decrease. That said, there can be problems.
  • the main object of the present invention is to remove fine dust, gaseous air pollutants, viruses, etc. present in a wide range of gas environments including not only exhaust gas but also indoor air.
  • An object of the present invention is to provide a gas purifying device capable of effectively removing and reducing gas.
  • the present invention has a gas purifier 10 configured as follows. That is, it is fixed to a casing 12 having a gas suction port 12a opened on the bottom surface and a gas discharge port 12b opened on the side surface, and a rotating shaft 18 arranged along the vertical direction inside the casing 12.
  • An impeller 14 rotating around a rotating shaft 18 and a nozzle 16 for spraying a cleaning liquid 20 into the impeller 14 are provided.
  • the impeller 14 is rotated to suck the gas E to be treated into the casing 12 through the gas inlet 12a, and the cleaning liquid 20 sprayed from the nozzle 16 purifies the gas E. After that, the gas is discharged from the gas discharge port 12b.
  • An inner cylindrical member 12c protrudes vertically upward from the peripheral edge of the gas inlet 12a and has an upper end which is provided at a height that does not contact the lower end of the impeller 14.
  • the inner cylindrical member 12c and Between the casing 12 and the inner surface of the side wall, there is provided a liquid reservoir 12d in which the cleaning liquid 20 sprayed from the nozzle 16 and passed through the impeller 14 is temporarily stored.
  • the present invention has, for example, the following effects.
  • the inner cylindrical member 12c projects vertically upward from the peripheral edge of the gas inlet 12a, and the upper end of the inner cylindrical member 12c is provided at a height that does not come into contact with the lower end of the impeller 14. Therefore, the peripheral edge of the gas inlet 12a and the impeller 14 can be narrowed, and the amount of gas E shortcutting to the gas discharge port 12b via the clearance can be minimized.
  • a liquid reservoir 12d in which the cleaning liquid 20 sprayed from the nozzle 16 and passed through the impeller 14 is temporarily stored.
  • the gas E that has passed through the clearance between the upper end of the member 12c and the lower surface of the impeller 14 can also come into gas-liquid contact with the cleaning liquid 20 to some extent.
  • a demister 22 on the side peripheral surface of the impeller 14 .
  • the gas-liquid contact between the gas E sucked by the impeller 14 and the cleaning liquid 20 can be further promoted, and the efficiency of capturing dust and the like by the cleaning liquid 20 can be improved.
  • the demister 22 is constantly subjected to centrifugal force. Therefore, it is possible to effectively prevent clogging of the demister 22 by dust in the gas E.
  • part of the gas E discharged to the outside of the casing 12 through the gas discharge port 12b is returned to the gas suction port 12a.
  • part of the gas E can repeatedly pass through the impeller 14, and the removal rate of dust and the like in the gas E can be further improved.
  • the present invention preferably adds a unique configuration described in the embodiments described later.
  • fine dust, gaseous air pollutants, viruses, etc. present in a wide range of gas environments including not only exhaust gas but also indoor air can be effectively removed from the gas environment. It is possible to provide a gas purifying device capable of reducing
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a gas purifier 10 according to one embodiment of the present invention.
  • the gas purifier 10 of this embodiment comprises a casing 12 having a gas inlet 12a and a gas outlet 12b, and an impeller disposed in the casing 12 and supported by a rotating shaft 18.
  • 14 and a nozzle 16 for ejecting the cleaning liquid 20 into the impeller 14 are housed in an airtight and robust housing 24 made of metal such as stainless steel.
  • the shape of the housing 24 is not particularly limited, and may be a quadrangular prism shape or a cylindrical shape.
  • the housing 24 is formed in the shape of a quadrangular prism, and a top plate 26 constituting the ceiling surface of the housing 24 is provided with a gas inlet port 26a and a gas outlet port 26b at positions spaced apart from each other on a diagonal line. be done.
  • An inlet short pipe 28 (not shown) connected to a pipe leading to a gas environment to be treated is inserted into the gas inlet 26a, and the treated gas E is supplied to the gas outlet 26b.
  • An outlet double pipe 30 for discharging to the outside of the housing 24 is inserted. Details of the outlet double pipe 30 will be described later.
  • An opening 26c is provided in the center of the top plate 26, and a motor 32 that rotates and drives the impeller 14 with the rotating shaft 18 inserted through the opening 26c is installed in the upper part of the center of the top plate 26.
  • a short cylindrical pipe wall 34 that serves as a side wall of the casing 12 is vertically provided at the lower center of the top plate 26 . Therefore, in this embodiment, the central portion of the top plate 26 of the housing 24 is shared as the top plate of the casing 12 .
  • a ring-shaped bottom plate 36 is attached to the lower end of the tube wall 34. The bottom plate 36 has an opening in the center that serves as the gas inlet 12a after the impeller 14, which will be described later, is accommodated in the tube wall 34.
  • the casing 12 is completed.
  • an inner cylindrical member 12c is welded to the inner peripheral edge of the bottom plate 36, which forms the peripheral edge of the gas inlet 12a, and protrudes vertically upward and is provided at a height where the upper end does not contact the lower end of the impeller 14. It is watertightly attached by, for example. For this reason, between the inner cylindrical member 12c and the inner peripheral surface of the tube wall 34 corresponding to the inner surface of the side wall of the casing 12, there is a pool in which the cleaning liquid 20 sprayed from the nozzle 16 and passed through the impeller 14 is temporarily stored. A portion 12d is formed. At a position close to the gas discharge port 26b of the pipe wall 34, which is the side wall of the casing 12, is communicated with the outlet double pipe 30 to discharge the gas E that has passed through the impeller 14 from the casing 12. The gas outlet 12b is opened.
  • a tubular first tubular body 30a and its upper part are composed of a tubular body having the same diameter as the first tubular body 30a.
  • a second tubular body 30b is inserted into the inside of the tubular body 30a from above to hermetically seal the upper end 40 of the first tubular body 30a.
  • the lower end 42 of the second tubular body 30b is located below the lower end of the gas discharge port 12b and above the lower end 44 of the first tubular body 30a.
  • part of the gas E discharged from the gas discharge port 12b flows (runs up) into the second tubular body 30b from the lower end 42 of the second tubular body 30b, but the remaining part (gas The remainder of E and the cleaning liquid 20) that has passed through the gas discharge port 12b flow down the first tubular body 30a under the influence of gravity and are returned into the housing 24 from the lower end 44 thereof.
  • how much of the gas E that has passed through the impeller 14 and is discharged from the gas discharge port 12b is fed to the second tubular body 30b depends on the capacity of the housing 24 and the impeller. 14, and the length and diameter of the first tubular body 30a and/or the second tubular body 30b.
  • the impeller 14 is provided on a disk-shaped top plate 46 and on the lower surface of the peripheral edge of the top plate 46 . and a ring-shaped bottom plate 50 connecting the lower ends of the blades 48 (see FIG. 2).
  • a shaft hole 46a through which the rotating shaft 18 is inserted is formed in the central portion of the top plate 46.
  • the impeller 14 having the rotating shaft 18 inserted through the shaft hole 46a is shown in FIG. , a fixing member 52 is attached from the tip side of the rotating shaft 18 and fixed to the rotating shaft 18 .
  • the inner diameter of the ring-shaped bottom plate 50 connecting the lower end portions of the blade plates 48 is set to be larger than the diameter of the gas inlet 12 a opened in the bottom surface of the casing 12 .
  • a permeable wall member 54 made of stainless steel punching metal or the like is installed over the entire circumference between the outer peripheral edge of the top plate 46 and the outer peripheral edge of the bottom plate 50, and a demister is provided inside the wall member 54. 22 are provided.
  • the demister 22 is a kind of mist separator in which metal wires, resin filaments, etc. are laminated in several layers to increase the contact surface with the fluid with a small pressure loss, for example. Attached as needed.
  • the type of demister 22 used in the present invention is not particularly limited, and a mesh demister, wire demister, or the like can be used.
  • the nozzle 16 is for spraying the cleaning liquid 20 into the impeller 14 , and is a spray nozzle whose head portion is arranged near the bottom of the impeller 14 .
  • the cleaning liquid 20 ejected from the nozzle 16 is appropriately set according to the type of gas E to be processed.
  • the gas E to be treated is exhaust gas containing water-soluble components such as dust and chlorine gas (Cl 2 )
  • water (clear water) is mainly used as the cleaning liquid 20 .
  • a hydrogen peroxide solution is suitable as the cleaning liquid 20 .
  • hypochlorite water is suitable as the cleaning liquid 20 .
  • the gas purifier 10 of the present embodiment configured as described above, first, electric power is supplied to the motor 32 to operate it, and the cleaning liquid 20 is ejected from the nozzle 16. Let Then, the impeller 14 rotates at a predetermined speed (for example, around 3000 to 4000 rpm), thereby generating a negative pressure near the gas inlet 12a of the casing 12 and near the gas outlet 12b. A positive pressure is generated toward the gas discharge port 12b, and an airflow within the casing 12 is generated.
  • a predetermined speed for example, around 3000 to 4000 rpm
  • an intake means such as a fan installed downstream of the gas discharge port 26b in the direction of gas flow is operated to start introducing the gas E to be treated into the gas purifier 10. do.
  • the gas E introduced into the casing 24 through the inlet short pipe 28 enters the casing 12 from the gas suction port 12a, which has a negative pressure, and is brought into contact with the washing liquid 20, which has become fine particles. It passes through the car 14 and hits the tube wall 34 which is the side wall of the casing 12 .
  • the demister 22 is arranged on the side peripheral surface of the impeller 14, so that the gas-liquid contact between the gas E sucked by the impeller 14 and the cleaning liquid 20 is further enhanced. This can be further accelerated, and the efficiency of removing dust and the like by the cleaning liquid 20 can be improved.
  • the washing liquid 20 colliding with the wall surface of the tube wall 34 (hereinafter also referred to as the “inner wall surface”) and the dust and the like in the gas E captured by the washing liquid 20 are changed in particle size by repeated collisions. gradually increases, and as a result, it comes to flow down along the inner wall surface due to gravity.
  • the cleaning liquid 20 and the dust or the like trapped therein are temporarily stored in the liquid reservoir 12d in the casing 12, the cleaning liquid 20 overflows over the upper end of the inner cylindrical member 12c and flows through the gas suction port 12a. and discharged out of the casing 12.
  • the gas E from which most of the cleaning liquid 20 and dust etc. have been removed is discharged out of the casing 12 from the gas discharge port 12b.
  • the gas discharge port 26b is equipped with the outlet double pipe 30
  • part of the gas E discharged to the outside of the casing 12 from the gas discharge port 12b is returned to the gas suction port 12a. Therefore, part of the gas E can repeatedly pass through the impeller 14, and the removal rate of dust and the like in the gas E can be further improved.
  • the solid line represents the flow that has not yet passed through the impeller 14, and the dotted line represents the flow that has passed through the impeller 14.
  • the lower end 42 of the second tubular body 30b of the outlet double pipe 30 is arranged below the lower end of the gas discharge port 12b and above the lower end 44 of the first tubular body 30a. Therefore, it is possible to reduce the emission of the cleaning liquid 20 and dust particles from inside the housing 24 .
  • the gas E to be subjected to the gas purification treatment by the gas purifier 10 of the present embodiment is, for example, the exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing process
  • the greenhouse gas components for example, PFCs, etc.
  • the heat source for the cracking furnace any heat source can be used as long as it can heat the inside of the furnace to the thermal decomposition temperature of the greenhouse gas components in the gas E.
  • an electric heater, A flame burner, a non-transfer type or transfer type plasma torch, etc. can be preferably used.
  • the gas purifier 10 of the present embodiment is installed at least in the front stage of the pyrolysis furnace. If it is installed (in other words, on the upstream side), the synergistic effect of the two can be made even more remarkable as follows. That is, in the gas purifier 10 of the present embodiment, 95% or more of the dust in the gas E with a size of mainly 0.1 ⁇ m to 60 ⁇ m can be removed from the gas E. Clogging of the pipes in the exchanger can be prevented, and the cracking furnace can be stably operated continuously for a long period of time. As a result, the removal efficiency of greenhouse gas components and air pollutants in the gas E can be significantly improved.
  • the impeller 14 is provided with the blade plate 48 inclined at a constant angle with respect to the radial direction of the top plate 46.
  • the axes of the blades 48 installed on the wheel 14 may be aligned in the radial direction.
  • the suction force of the gas E generated when the impeller 14 is rotated at high speed is weaker than in the above-described embodiment, but when the demister 22 is arranged on the side peripheral surface of the impeller 14, this The residence time and moving distance of the gas E and the cleaning liquid 20 in the demister 22 can be increased. Then, the gas E and the cleaning liquid 20 can sufficiently come into contact with each other in the demister 22, and the cleaning liquid 20 is particularly efficient in capturing gaseous air pollutants and fine viruses. can be significantly improved.
  • the outlet double pipe 30 inserted into the gas discharge port 26b, the short pipe-shaped first pipe 30a communicating with the gas discharge port 12b on the side peripheral surface, and the first pipe 30 and the second tubular body 30b which is inserted from the upper side of the first tubular body 30a and hermetically seals the upper end 40 of the first tubular body 30a.
  • the double pipe 30 is composed of a short pipe-shaped first tubular body 30a that communicates with the gas discharge port 12b on the side peripheral surface, and is disposed inside the first tubular body 30, and the upper end is directly connected to the gas discharge port 12b.
  • gas purification device 12: casing, 12a: gas inlet, 12b: gas outlet, 12c: inner cylindrical member, 12d: liquid reservoir, 14: impeller, 16: nozzle, 18: rotating shaft, 20: cleaning liquid, 22: demister, E: gas.

Abstract

本発明のガス浄化装置は、底面にガス吸入口(１２ａ)が開口されると共に、側面にガス吐出口(１２ｂ)が開口されたケーシング(１２)と、そのケーシング(１２)内部にて鉛直方向に沿って配置された回転軸(１８)に固定され、当該回転軸(１８)周りに回転する羽根車(１４)と、その羽根車(１４)内に洗浄液(２０)を噴霧するノズル(１６)とを備える。上記の羽根車(１４)を回転させて上記ガス吸入口(１２ａ)を介して上記ケーシング(１２)内に処理対象のガス(Ｅ)を吸入し、上記ノズル(１６)から噴霧させた上記の洗浄液(２０)で上記ガス(Ｅ)を浄化させた後、上記ガス吐出口(１２ｂ)から吐出させる。上記ガス吸入口(１２ａ)の周縁から鉛直方向上向きに突出し、その上端が上記の羽根車(１４)の下端部と接触しない高さに設けられた内筒部材(１２ｃ)を有し、その内筒部材(１２ｃ)と上記ケーシング(１２)の側壁内面との間に、上記ノズル(１６)から噴霧され上記の羽根車(１４)を通過した洗浄液(２０)が一時的に貯留される液溜まり部(１２ｄ)が設けられる。

Description

ガス浄化装置
　本発明は、排ガスのみならず屋内空気などをも含めた広範なガス環境中に存在する微細な粉塵，気体状の大気汚染物質およびウィルスなど(以下、単に「粉塵等」とも言う。)を、当該ガス環境中から除去するガス浄化装置に関する。
　この種のガス浄化装置には、従来では、下記の特許文献１(国際公開第２０２０／１８３５３７号)に記載された排ガス浄化装置がある。その従来技術は、次のように構成されている。
　排ガス吸入口および排ガス吐出口を有するケーシングと、そのケーシング内に配置されると共に回転軸に支持された羽根車と、その羽根車内に洗浄液を噴出するノズルとを備える。上記の羽根車を回転させて上記の排ガス吸入口を介して粉塵および洗浄液可溶性成分を含む排ガスを吸入し、上記ノズルから噴出させた洗浄液に排ガス中の粉塵および洗浄液可溶性成分を捕捉させて排ガス中に含まれるこれらの成分を除去する。そして、上記の回転軸が鉛直方向に配置されて上記の羽根車が水平方向に回転すると共に、上記の排ガス吸入口が上記ケーシングの底面に開設されることを特徴とする。
　上記の従来技術によれば、羽根車を支持する回転軸が鉛直方向に配置されて上記の羽根車が水平方向に回転するので、その羽根車を出た排ガスおよび洗浄液は気液接触しながら水平方向へと飛ばされ、ケーシングの内壁に衝突する。そうすると、当該内壁の壁面に衝突した洗浄液とこれに捕捉された粉塵とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって内壁を伝って流下するようになる。また、これと同時に洗浄液には洗浄液可溶性成分が溶解・蓄積するようになる。ここで、ケーシングの底面には、排ガス吸入口が開設されているので、ケーシングの内壁面で蓄積された洗浄液と、これに捕捉された粉塵および洗浄液可溶性成分との大半は、当該排ガス吸入口を介してケーシング１２の外へと排出される。
国際公開第２０２０／１８３５３７号
　上記の従来技術は次の問題が生じ得る。すなわち、ケーシング内で羽根車が回転する構造のため、回転する羽根車とケーシングとが接触しないように両者間にクリアランスが設けられている。このため、排ガスの浄化対象が粉塵や洗浄液易溶成分のみである場合には何ら問題はないが、その排ガスの浄化対象が洗浄液への溶解又は洗浄液による捕捉に或る程度の時間が必要な気体状の大気汚染物質(例えばＮＯｘ等)などの場合には、当該排ガスの一部が上記の羽根車を介さずに上記クリアランスから直接排ガス吐出口へと向かってショートカットすると、排ガスの浄化効率が低下すると言った問題が生じ得る。特に、排ガス吸入口周縁と羽根車下面との間のクリアランスが大きな場合には、このような問題が生じ易い。また、この種の装置を排ガスの浄化のみならず、屋内空気中のウィルス量低減などに利活用する場合にも、処理対象のガスが上記クリアランスからダイレクトに排ガス吐出口へと向かってショートカットすることは大きな問題となる。
　それゆえに、本発明の主たる目的は、排ガスのみならず屋内空気などをも含めた広範なガス環境中に存在する微細な粉塵や気体状の大気汚染物質やウィルスなどを、当該ガス環境中から効果的に除去・低減することができるガス浄化装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、図１および図２に示すように、ガス浄化装置１０を次のように構成した。
　すなわち、底面にガス吸入口１２ａが開口されると共に、側面にガス吐出口１２ｂが開口されたケーシング１２と、そのケーシング１２内部にて鉛直方向に沿って配置された回転軸１８に固定され、当該回転軸１８周りに回転する羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴霧するノズル１６とを備える。上記の羽根車１４を回転させて上記ガス吸入口１２ａを介して上記ケーシング１２内に処理対象のガスＥを吸入し、上記ノズル１６から噴霧させた上記の洗浄液２０で上記ガスＥを浄化させた後、上記ガス吐出口１２ｂから吐出させる。そして、上記ガス吸入口１２ａの周縁から鉛直方向上向きに突出し、その上端が上記の羽根車１４の下端部と接触しない高さに設けられた内筒部材１２ｃを有し、その内筒部材１２ｃと上記ケーシング１２の側壁内面との間に、上記ノズル１６から噴霧され上記の羽根車１４を通過した上記の洗浄液２０が一時的に貯留される液溜まり部１２ｄが設けられることを特徴とする。
　この発明は、例えば、次の作用を奏する。
　ガス吸入口１２ａの周縁から鉛直方向上向きに突出し、その上端が羽根車１４の下端部と接触しない高さに設けられた内筒部材１２ｃを有しているので、ガス吸入口１２ａ周縁と羽根車１４下面との間のクリアランスを狭小化することができ、当該クリアランスを経由してガス吐出口１２ｂへとショートカットするガスＥの量を極小化させることができる。また、内筒部材１２ｃとケーシング１２の側壁内面との間に、ノズル１６から噴霧され羽根車１４を通過した洗浄液２０が一時的に貯留される液溜まり部１２ｄが設けられているので、内筒部材１２ｃ上端と羽根車１４下面との間のクリアランスを通過したガスＥも或る程度は洗浄液２０と気液接触させることができる。
　本発明においては、前記の羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設するのが好ましい。
　この場合、羽根車１４に吸引されるガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵等の捕捉効率を向上させることができる。
　また、デミスター２２を羽根車１４の側周面に配設することにより、このデミスター２２には常に遠心力が作用することとなる。このため、ガスＥ中の粉塵によって、このデミスター２２が目詰まりを起こすのを効果的に予防することができる。
　また、本発明においては、前記ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出されたガスＥの一部が再び前記ガス吸入口１２ａへと戻されるようにするのが好ましい。
　この場合、ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになり、ガスＥ中の粉塵等の除去率をより一層向上させることができる。
　さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。
　本発明によれば、排ガスのみならず屋内空気などをも含めた広範なガス環境中に存在する微細な粉塵や気体状の大気汚染物質やウィルスなどを、当該ガス環境中から効果的に除去・低減することが可能なガス浄化装置を提供することができる。
本発明の一実施形態のガス浄化装置の概要を示す説明図である。 本発明の一実施形態の羽根車における天板の一部を切り欠いた部分切欠き平面図である。 本発明の他の実施形態のガス浄化装置の概要を示す説明図である。
　以下、本発明の一実施形態を図１および図２によって説明する。
　図１は、本発明の一実施形態のガス浄化装置１０の概要を示す図である。この図が示すように、本実施形態のガス浄化装置１０は、ガス吸入口１２ａおよびガス吐出口１２ｂを有するケーシング１２と、そのケーシング１２内に配置されると共に回転軸１８に支持された羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するノズル１６とが、ステンレスなどの金属からなる気密かつ堅牢な筐体２４内に収容されて構成されている。なお、この筐体２４の形状は特に限定されるものではなく、四角柱状でもよいし円柱状でもよい。図示実施形態では、筐体２４が四角柱状にて形成されており、その天井面を構成する天板２６には、対角線上の互いに離間した位置にガス導入口２６ａおよびガス排出口２６ｂが穿設される。そして、ガス導入口２６ａには、(図示しないが)処理対象のガス環境に通じる配管が接続されるインレット短管２８が嵌挿されており、ガス排出口２６ｂには、処理済のガスＥを筐体２４外へと排出するアウトレット二重管３０が嵌挿されている。なお、このアウトレット二重管３０の詳細については後述する。
　また、天板２６の中央部には開口２６ｃが設けられ、その天板２６中央の上部には、当該開口２６ｃに回転軸１８を挿通した状態で羽根車１４を回転駆動させるモーター３２が設置される。
　この天板２６の中央下部には、短円筒状の管壁３４であって、ケーシング１２の側壁となる管壁３４が垂設されている。このため、本実施形態では、筐体２４の天板２６の中央部分がケーシング１２の天板として共用されている。また、上記の管壁３４の下端部には、管壁３４内に後述する羽根車１４を収容した後、中央にガス吸入口１２ａとなる開口が設けられたリング状の底板３６が取り付けられてケーシング１２が完成する。加えて、ガス吸入口１２ａの周縁と成るこの底板３６の内周縁には、鉛直方向上向きに突出し、その上端が羽根車１４の下端部と接触しない高さに設けられた内筒部材１２ｃが溶接などによって水密的に取着される。このため、その内筒部材１２ｃと、ケーシング１２の側壁内面にあたる管壁３４の内周面との間に、ノズル１６から噴霧され羽根車１４を通過した洗浄液２０が一時的に貯留される液溜まり部１２ｄが形成される。そして、ケーシング１２の側壁となる管壁３４のガス排出口２６ｂに近接する位置に、上記のアウトレット二重管３０に連通し、羽根車１４を通過したガスＥをケーシング１２内から吐出させるためのガス吐出口１２ｂが開口される。
　ここで、ガス吐出口１２ｂに連通するアウトレット二重管３０について説明すると、このアウトレット二重管３０は、ガス排出口２６ｂに嵌挿されてその側周面にてガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その上部が第１管体３０ａと同じ口径の管体で構成され、レデューサ３８を介してその下部の口径が縮小されると共に、縮径された下部が第１管体３０ａの上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとを備える。そして、第２管体３０ｂの下端４２は、ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置される。このため、ガス吐出口１２ｂから吐出されたガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から第２管体３０ｂ内へと流入(遡上)して行くが、残りの部分(ガスＥの残りとガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。なお、羽根車１４を通過し、ガス吐出口１２ｂより吐出されたガスＥのうち、どれ位の量を第２管体３０ｂ側へと送給させるかについては、筐体２４の容量、羽根車１４を回転させるモーター３２の回転数、第１管体３０ａおよび／または第２管体３０ｂの長さや口径などを適宜設定することによって調節することができる。
　羽根車１４は、円盤状の天板４６と、天板４６の周縁部の下面に、当該天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させると共に該天板４６の外周部に所定の間隔で均等配置した羽根板４８と、その羽根板４８の下端部同士を連結するリング状の底板５０とを具備する(図２参照)。
　上記の天板４６の中央部には、回転軸１８が挿通される軸孔４６ａが穿設されており、この軸孔４６ａに回転軸１８を挿通させた羽根車１４は、図１に示すように、回転軸１８の先端側から固定部材５２が取り付けられて当該回転軸１８に固定される。
　また、上記の羽根板４８の下端部同士を連結するリング状の底板５０の内径は、ケーシング１２の底面に開口されたガス吸入口１２ａの直径よりも大きくなるように設定される。
　本実施形態の羽根車１４では、天板４６の外周縁と底板５０の外周縁との間の全周に亘ってステンレスパンチングメタルなどからなる通気性壁材５４が架設さており、その内側にデミスター２２が配設されている。
　ここで、デミスター２２とは、例えば金属線や樹脂フィラメントなどを、小さな圧力損失でありながら流体との接触面を増大させるべく幾層にも積層してマット状にしたミストセパレーターの一種であり、必要に応じて取着される。本発明で使用するデミスター２２の種類は特に限定されず、メッシュデミスターやワイヤーデミスター等を用いることができる。
　ノズル１６は、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴霧するためのものであり、そのヘッド部分が羽根車１４の底部近傍に配設されるスプレーノズルである。このノズル１６から噴出する洗浄液２０は、処理対象のガスＥの種類に応じて適宜設定される。例えば、処理対象のガスＥが粉塵や塩素ガス(Ｃｌ２)のような水溶性成分を含む排ガスの場合には、洗浄液２０として主に水(清水)が採用される。また、処理対象のガスＥがＮＯｘを含む排ガスの場合には、洗浄液２０として過酸化水素水が好適である。さらに、処理対象のガスＥが屋内空気であって、その空気中に浮遊するウィルスを除去したい場合には、洗浄液２０として次亜塩素水が好適である。
　なお、本実施形態のガス浄化装置１０では、ノズル１６より噴出した洗浄液２０の多くが、粉塵等を伴って最終的には筐体２４内を流下し、当該筐体２４の底部に貯留されるようになる。このため、筐体２４の底部には、ドレン抜きのライン５６や貯留する洗浄液２０の液面を調整する配管系５８などが取り付けられる。
　次に、以上のように構成された本実施形態のガス浄化装置１０を使用する際には、先ず始めに、モーター３２に電力を供給してこれを作動させると共に、ノズル１６より洗浄液２０を噴出させる。そうすると、羽根車１４が所定の回転数(例えば、３０００～４０００ｒｐｍ前後)で高速回転することによって、ケーシング１２のガス吸入口１２ａの近傍に負圧が発生すると共に、ガス吐出口１２ｂの近傍では該ガス吐出口１２ｂに向けての陽圧が発生し、ケーシング１２内での気流が生じるようになる。
　続いて、図示しないが、ガス排出口２６ｂよりもガス通流方向の下流側に設置されたファンなどの吸気手段を作動させて、処理対象であるガスＥのガス浄化装置１０への導入を開始する。すると、インレット短管２８を介して筐体２４内に導入されたガスＥは、負圧となっているガス吸入口１２ａからケーシング１２内へと入り、微粒となった洗浄液２０に接触しながら羽根車１４を通過し、ケーシング１２の側壁である管壁３４に衝突する。
　ここで、本実施形態のガス浄化装置１０では、羽根車１４の側周面にデミスター２２が配設されているので、羽根車１４に吸引されたガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵等の除去効率を向上させることができる。
　続いて、管壁３４の壁面(以下、「内壁面」とも言う。)に衝突した洗浄液２０とこれに捕捉されたガスＥ中の粉塵等とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって上記の内壁面を伝って流下するようになる。そして、洗浄液２０とこれに捕捉された粉塵等とは、ケーシング１２内の液溜まり部１２ｄに一時的に貯留された後、内筒部材１２ｃの上端を乗り越えてオーバーフローし、ガス吸入口１２ａを介してケーシング１２の外へと排出される。
　一方、洗浄液２０および粉塵等の多くが取り除かれたガスＥは、ガス吐出口１２ｂからケーシング１２の外へと吐出される。ここで、本実施形態のガス浄化装置１０では、ガス排出口２６ｂに上記のアウトレット二重管３０が装備されているので、ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出されたガスＥの一部が再び前記のガス吸入口１２ａへと戻されるようになっている。このため、ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになっており、ガスＥ中の粉塵等の除去率をより一層向上させることができる。なお、図１中において、ガスＥの流れを示す矢印に関し、実線で記しているものは羽根車１４未通過のものを表し、点線で記しているものは羽根車１４通過後のものを表している。
　また、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの下端４２を、ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置しているので、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵等の放出を低減させることができる。尤も、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵等の放出を更に抑えたい場合には、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの内部にデミスターなどを設置することが望ましい。
　本実施形態のガス浄化装置１０でガス浄化処理を行うガスＥが例えば半導体製造工程より排出される排ガスの場合には、ガスＥ中の温室効果ガス成分(例えば、ＰＦＣｓなど)を熱分解する分解炉と組み合わせて排ガス除害装置を構成するのが好ましい。上記の分解炉の熱源としては、炉内をガスＥ中の温室効果ガス成分の熱分解温度にまで昇温させることができるものであれば如何なるものであってもよく、例えば、電熱式ヒーター，火炎式バーナー，非移行型或いは移行型のプラズマトーチなどを好適に用いることができる。また、熱分解炉が口径の小さな多数の配管で構成された多管式の熱交換器を備えた高効率型のものであれば、本実施形態のガス浄化装置１０を少なくとも当該分解炉の前段(換言すれば上流側)に設置すれば、以下のように両者の相乗効果をより一層顕著なものにすることができる。すなわち、本実施形態のガス浄化装置１０では、ガスＥ中の粉塵のうち、主として０．１μｍから６０μｍ程度の粉塵の９５％以上をガスＥ中から除去することができるので、多管式の熱交換器での配管詰まりを防止することができ、長期間安定して分解炉を連続運転することができるようになる。その結果、ガスＥ中の温室効果ガス成分や大気汚染物質の除害効率を著しく向上させることができる。
　なお、上述の実施形態では、羽根車１４として、天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させて羽根板４８が設置されたものを示したが、例えば、図示しないが、羽根車１４に設置する羽根板４８の軸を半径方向に一致させるようにしてもよい。
　この場合、羽根車１４を高速回転させた際に生じるガスＥの吸引力は上述の実施形態に比べて弱くなるものの、羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設した場合には、このデミスター２２内におけるガスＥおよび洗浄液２０の滞留時間および移動距離を長く取ることができる。そうすると、このデミスター２２内でガスＥと洗浄液２０とが十分に気液接触することができ、洗浄液２０による粉塵等の捕捉効率のうち、特にガス状の大気汚染物質や微細なウィルスなどの捕捉効率を格段に向上させることができる。
　また、上述の実施形態では、ガス排出口２６ｂに嵌挿されるアウトレット二重管３０として、側周面にてガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０の上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとで構成されたものを示したが、例えば、図３に示すように、アウトレット二重管３０を、側周面にてガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０の内部に配設され、上端がガス吐出口１２ｂに直結されると共に、下端４２がガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置されたエルボ形状の第２管体３０ｂとで構成するようにしてもよい。
　この場合も、上述の実施形態と同様に、ガス吐出口１２ｂから吐出されたガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から出た後、直ちに第１管体３０ａ内を遡上して行くが、残りの部分(ガスＥの残りとガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。
　さらに、上述の実施形態では、ガス浄化装置１０のガス排出口２６ｂよりもガス通流方向の下流側にガスＥを送給するファン(図示せず)を設置する場合を示したが、このファンは必要に応じて設置されるものであって、その設置場所は上述の態様に限定されるものではなく、例えば、ガス浄化装置１０のガス導入口２６ａよりもガス通流方向の上流側に設置するようにしてもよい。
　その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
　１０：ガス浄化装置，１２：ケーシング，１２ａ：ガス吸入口，１２ｂ：ガス吐出口，１２ｃ：内筒部材，１２ｄ：液溜まり部，１４：羽根車，１６：ノズル，１８：回転軸，２０：洗浄液，２２：デミスター，Ｅ：ガス．

Claims (3)

  1. 　底面にガス吸入口(１２ａ)が開口されると共に、側面にガス吐出口(１２ｂ)が開口されたケーシング(１２)と、そのケーシング(１２)内部にて鉛直方向に沿って配置された回転軸(１８)に固定され、当該回転軸(１８)周りに回転する羽根車(１４)と、その羽根車(１４)内に洗浄液(２０)を噴霧するノズル(１６)とを備え、上記の羽根車(１４)を回転させて上記ガス吸入口(１２ａ)を介して上記ケーシング(１２)内に処理対象のガス(Ｅ)を吸入し、上記ノズル(１６)から噴霧させた上記の洗浄液(２０)で上記ガス(Ｅ)を浄化させた後、上記ガス吐出口(１２ｂ)から吐出させるガス浄化装置において、
    　上記ガス吸入口(１２ａ)の周縁から鉛直方向上向きに突出し、その上端が上記の羽根車(１４)の下端部と接触しない高さに設けられた内筒部材(１２ｃ)を有すると共に、その内筒部材(１２ｃ)と上記ケーシング(１２)の側壁内面との間に、上記ノズル(１６)から噴霧され上記の羽根車(１４)を通過した上記の洗浄液(２０)が一時的に貯留される液溜まり部(１２ｄ)が設けられる、ことを特徴とするガス浄化装置。
  2. 　請求項１のガス浄化装置において、
    　前記の羽根車(１４)の側周面にデミスター(２２)が配設されている、ことを特徴とするガス浄化装置。
  3. 　請求項１または２のガス浄化装置において、
    　前記ガス吐出口(１２ｂ)より前記ケーシング(１２)の外に排出された前記ガス(Ｅ)の一部が再び前記ガス吸入口(１２ａ)へと戻される、ことを特徴とするガス浄化装置。
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