JP2000354727A - 気体浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い気体浄化性能を得ながら通気抵抗を効果
的に低減する。 【解決手段】 浄化対象の通過気体Ａに洗浄水Ｗを散布
する散水手段６を設け、この散水手段６の散水域に、通
過気体Ａと冷熱媒Ｒとを熱交換させて通過気体Ａを冷却
除湿する多数の伝熱部材４ａ，４ｂを分散状態で配置す
る。そして、好ましくは、通過気体Ａと冷熱媒Ｒとを熱
交換させる冷却コイル４の伝熱管４ａ又はその伝熱管４
ａに付設のフィン４ｂを伝熱部材として、その冷却コイ
ル４の気体通過域を散水手段６の散水域とする装置構成
を採る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアンモニア
や塩素といった空気中化学成分の除去等に用いる気体浄
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クリーンルームに対する循環空気
の浄化とそのクリーンルームの室内顕熱負荷の除去など
のために、気体の浄化と気体の冷却とが要求される場
合、浄化対象の気体を乾式のケミカルフィルタに通過さ
せて湿度増加を生じさせることなく浄化し、その後、そ
の浄化気体を乾式の冷却コイル（顕熱のみを除去するコ
イル）に通過させて冷却する方式、つまり、気体の除湿
処理が派生的に生じるのを回避した状態で気体の浄化と
冷却を行う方式がある。

【０００３】また別法として、散水による気体浄化方式
を用いる場合では、散水により気体の絶対湿度が大きく
上昇してしまうことに対し、散水による浄化後の気体を
湿式の冷却コイル（顕熱及び潜熱を除去するコイル）に
通過させて冷却除湿し、これにより、散水による浄化に
続き湿度状態を低湿側に回復させながら気体を冷却する
方式がある。

【０００４】なお、後者の方式では、浄化性能の向上の
為、通過気体に対する散水域に通気性の充填層を設けて
洗浄水と通過気体との接触効率を高めることが行われ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、乾式ケミカル
フィルタを用いる前者の方式では、次の（イ）〜（ハ）
の問題がある。

【０００６】（イ）ケミカルフィルタが破過に至る前に
そのフィルタを交換する必要があることから、フィルタ
管理の負担が大きく、また、２４時間運転のクリーンル
ームなどにおいてフィルタ交換の為に運転を停止する必
要が生じる。

【０００７】（ロ）ケミカルフィルタ自体からの発塵や
化学成分の放出（例えばフィルタ構成材である糊やパッ
キンからの脂肪酸類や有機物質等の放出）があり、ま
た、破過したフィルタないし破過状態に近づいたフィル
タから捕集済みの化学成分が再放出する危険性もあり、
この点、気体浄化面での信頼性が低い。

【０００８】（ハ）気体をケミカルフィルタに続き冷却
コイルに通過させるため、通気抵抗（換言すれば通過気
体の圧力損失）が大きく、気体の搬送動力が嵩む。

【０００９】一方、散水により気体を浄化する後者の方
式では、ケミカルフィルタを用いないことから上記の
（イ），（ロ）の問題は回避できるものの、通気抵抗に
関しやはり次の（ニ）の問題がある。

【００１０】（ニ）通過気体に対し単に散水するだけで
は高い気液接触効率を確保できず、浄化性能が低く制限
される為、散水域に通気性の充填層を設けて通過気体と
散布水との接触効率を高めるが、この場合、気体を散水
域の充填層に続き冷却コイルに通過させるため、上記
（ハ）と同様、通気抵抗（通過気体の圧力損失）が大き
くなり、気体の搬送動力が嵩む。

【００１１】以上の実情に鑑み、本発明の主たる課題
は、散水による気体浄化方式において合理的な装置構成
を採ることにより、上記の如き問題を効果的に解消する
点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】〔１〕請求項１に係る発
明では、浄化対象の通過気体に洗浄水を散布する散水手
段を設け、この散水手段の散水域に、通過気体と冷熱媒
とを熱交換させて通過気体を冷却除湿する多数の伝熱部
材を分散状態で配置する。

【００１３】つまり、この構成では、気体の浄化と気体
の冷却とが要求されることに対し、散水域において通過
気体に洗浄水を散布することで、通過気体中の化学成分
等の除去対象成分を散布洗浄水に捕捉させて通過気体を
浄化し、また、これに併行して、散水域に分散配置した
多数の伝熱部材により冷熱媒との熱交換をもって通過気
体を冷却除湿することで、散水による絶対湿度の上昇を
抑止しながら通過気体を冷却する。

【００１４】そしてまた、散水域に分散配置した多数の
伝熱部材を散布洗浄水による濡れ状態にすることで、こ
れら伝熱部材の分散配置群を気液接触効率の向上のため
の通気性充填層としても機能させて、散布洗浄水と通過
気体との接触効率を高く確保する。

【００１５】すなわち、上記構成によれば、散水による
浄化方式を採ることから、ケミカルフィルタによる浄化
方式の如きフィルタ交換が不要で、装置管理を容易にす
ることができ、また、２４時間運転のクリーンルームな
どにおいてフィルタ交換の為に運転を停止する必要が生
じるといったことも回避できる。

【００１６】しかも、ケミカルフィルタによる浄化方式
で見られるフィルタ自体からの発塵や化学成分の放出が
無いことから、また、散水域に分散配置の伝熱部材を通
気性充填層としても機能させる形態で散布洗浄水と通過
気体との接触効率を高く確保することから、これらのこ
とが相俟って高い浄化性能を得ることができる。

【００１７】そして、散水域に分散配置の上記伝熱部材
を気液接触効率の向上のための充填層としても機能させ
ながら、これら伝熱部材により通過気体を冷却除湿する
から、散水による浄化方式を採りながらも、散水による
通過気体の絶対湿度の上昇を回避するのに、気体通過経
路において散水域の下流側に湿式の冷却コイルを別途装
備するといったことを不要にする、ないし、散水域の下
流側に湿式の冷却コイルを設けるにしてもそれを軽微な
もので済ませることができ、これにより、散水域の充填
層に続き湿式の冷却コイルに気体を通過させる従来方式
に比べ、また、乾式のケミカルフィルタに続き乾式の冷
却コイルに気体を通過させる従来方式に比べても、高い
浄化性能を得ながら通気抵抗（通過気体の圧力損失）を
低減できて、気体搬送に要する動力を低減できる。

【００１８】〔２〕請求項２に係る発明では、請求項１
に係る発明の実施にあたり、通過気体と冷熱媒とを熱交
換させる冷却コイルの伝熱管又はその伝熱管に付設のフ
ィンを前記伝熱部材として、その冷却コイルの気体通過
域を前記散水手段の散水域にする。

【００１９】つまり、この構成によれば、一般の冷却コ
イルに対し、それの気体通過域に洗浄水を散布する散水
ノズル等の適当な散水手段を付加装備するだけで、その
冷却コイル自身の伝熱管やフィンを前記の伝熱部材に用
いて請求項１に係る発明の実施装置を構成することがで
き、これにより、装置の製作を容易にするとともに安価
にすることができる。

【００２０】また、冷却コイルのフィンは一般に薄板状
のものを数ｍｍ単位の間隔で多数並置する構造を採るこ
とから、冷却コイルのフィンを前記の伝熱部材として用
いれば、散布洗浄水による濡れ状態のフィンの板面に対
し、通過気体中の化学成分等の除去対象成分をそれ自身
のブラウン運動で衝突させて効率的に捕捉する効果も期
待でき、これにより、浄化性能を一層高めることもでき
る。

【００２１】〔３〕請求項３に係る発明では、請求項１
又は２に係る発明の実施にあたり、気体通過経路におい
て前記散水域の下流側に、通過気体と冷熱媒とを熱交換
させて通過気体を目標絶対湿度まで冷却除湿する露点制
御用の冷却コイルを配置する。

【００２２】つまり、散水域に配置した前記伝熱部材に
より散水に併行して通過気体を冷却除湿するだけでは、
散水の影響のため通過気体を所要の絶対湿度に精度良く
調整することが難しいが、上記の如く、散水域の下流側
に露点制御用の冷却コイルを配備すれば、この露点制御
用冷却コイルでの冷却除湿量を調整することで、散水の
影響を受けることなく浄化後の通過気体を目標の絶対湿
度に精度良く調整することができる。

【００２３】また、この露点制御用冷却コイルを設けれ
ば、それの伝熱管やフィンを水切り手段として利用した
形態で、散水域からの通過気体中の随伴水滴を効率的に
捕捉することができ、これにより、処理後の気体中に水
滴が含まれることを抑止でき、また、専用の水切り手段
を付加装備するにしても、その専用水切り手段を軽微な
もので済ませることができる。

【００２４】なお、散水による通過気体の絶対湿度の上
昇は、散水域に配置した前記伝熱部材による冷却除湿を
もって抑止するから、上記の露点制御用冷却コイルは従
来方式において散水域の下流側に配備する湿式冷却コイ
ルに比べ、必要除湿能力が小さな小型なものでよくて、
それほど大きな通気抵抗の増大要因とはならず、このこ
とから、この露点制御用冷却コイルを設けるとしても、
全体としての通気抵抗を低減する効果は十分に得ること
ができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は散水式の気体浄化装置を示
し、装置ケーシング１に浄化対象気体Ａ（例えばアンモ
ニア，塩素，ＮＯｘ，ＳＯｘなどの化学成分を高い濃度
で含む空気）の導入口２及び処理後気体Ａ″の導出口３
を形成し、この装置ケーシング１の内部に、導入口２か
ら導入される浄化対象気体Ａを通過させるフィンチュー
ブ式の主冷却コイル４を配備するとともに、この主冷却
コイル４の気体通過域（すなわち、伝熱管４ａ及びフィ
ン４ｂの配設部）を散水域として給水路５から供給され
る純水Ｗを散布する複数の散水ノズル６を配備してあ
る。

【００２６】また、装置ケーシング１の内部には、浄化
対象気体Ａを上記の主冷却コイル４に続いて通過させる
フィンチューブ式の露点制御用冷却コイル７を配備し、
この露点制御用冷却コイル７を通過した気体Ａ″を処理
後気体として内蔵ファン８により導出口３から送出する
構成にしてある。

【００２７】９は主冷却コイル４への冷熱媒Ｒ（冷水や
ブライン）の供給量を調整して、主冷却コイル４での通
過気体Ａの冷却除湿量を調整する調整弁、１０は露点制
御用冷却コイル７への冷熱媒Ｒ′（冷水やブライン）の
供給量を調整して、露点制御用冷却コイル７での通過気
体Ａ′の冷却除湿量を調整する調整弁である。

【００２８】つまり、この浄化装置では、気体の浄化と
冷却が要求されることに対し、主冷却コイル４の気体通
過域に純水Ｗを散布することで、主冷却コイル４を通過
する浄化対象気体Ａ中の化学成分等の除去対象成分を散
布水Ｗに捕捉させて浄化対象気体Ａを浄化するととも
に、この浄化に併行して主冷却コイル４により通過気体
Ａを冷却除湿することで、散水による絶対湿度の上昇を
抑止しながら浄化対象気体Ａを冷却する。

【００２９】また、主冷却コイル４における伝熱管４ａ
やフィン４ｂ（すなわち、通過気体Ａを冷熱媒Ｒと熱交
換させて冷却除湿する多数の伝熱部材）を散布水Ｗによ
る濡れ状態にすることで、これら伝熱管４ａやフィン４
ｂの群を気液接触効率の向上のための通気性充填層とし
ても機能させて散布水Ｗと通過気体Ａとの接触効率を高
く確保し、これにより高い浄化性能を得る。

【００３０】そしてまた、主冷却コイル４において上記
の如く浄化と冷却を施した気体Ａ′を続いて露点制御用
の冷却コイル７に通過させることにより、その露点制御
用冷却コイル７での冷却除湿量の調整をもって、処理後
気体として送出する気体Ａ″の絶対湿度を目標値（例え
ば、導入口２から導入する処理前の浄化対象気体Ａと等
しい絶対湿度）に精度良く調整し、また、露点制御用冷
却コイル７の伝熱管７ａやフィン７ｂを水切り手段に利
用した状態で、主冷却コイル４からの通過気体Ａ′中に
含まれる随伴水滴を効率的に捕捉して、処理後気体Ａ″
中に水滴が含まれることを防止する。

【００３１】なお、主冷却コイル４の気体通過域に対す
る散布の後に落下する散布水Ｗ（すなわち、浄化対象気
体Ａ中の除去対象成分を捕捉した水）は、各冷却コイル
４，７での冷却除湿に伴う発生凝縮水とともにケーシン
グ底部のドレンパン１１で受け止めて排水路１２を通じ
ケーシング外へ排出する。そして、この排水Ｗ′はその
全量を廃棄処理する、ないし、電気伝導度の検出等によ
る濃度管理のもとで一部廃棄と新鮮純水の補給とにより
濃度調整して散水ノズル６に循環供給する。

【００３２】図２は上記の気体浄化装置Ｊの設置例を示
すクリーンルーム設備であり、対象室１３の天井部に高
性能フィルタ１４（ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィル
タ）を並設し、循環ファン１５により天井給気チャンバ
１６→対象室１３→床下還気チャンバ１７→還気風路１
８→天井給気チャンバ１６の順に空気Ａを循環させるこ
とにおいて、天井部の高性能フィルタ１４により対象室
１３への供給空気Ａから塵埃等を除去する。

【００３３】そして、このクリーンルーム設備におい
て、例えば図中のイの箇所やロの箇所、あるいは、ハの
箇所やニの箇所に前記の気体浄化装置Ｊの一台ないし複
数台を配置して、循環空気Ａの一部ないし全量を気体浄
化装置Ｊに通過させることで、循環空気Ａからアンモニ
アや塩素などの化学成分を捕集除去して対象室１３にお
ける化学成分濃度を所定値以下に保つ。

【００３４】なお、図２において１９は循環空気Ａを冷
却する補助の乾式冷却コイルであり、対象室１３におけ
る顕熱負荷を気体浄化装置Ｊの気体冷却機能だけで除去
し切れない場合に装備する。

【００３５】〔別実施形態〕前述の実施形態では、通過
気体Ａと冷熱媒Ｒとを熱交換させて通過気体Ａを冷却除
湿する多数の伝熱部材を散水域に分散配置するのに、冷
却コイル４の気体通過域を散水手段６の散水域とする形
態で、その冷却コイル４の伝熱管４ａやフィン４ｂを上
記の多数伝熱部材として用いる例を示したが、散水域に
分散配置する伝熱部材の具体的構造は種々の構成変更が
可能であり、例えば図３に示す如く、２重板状の伝熱部
材２０を散水域に多数並設して隣り合う２重板状伝熱部
材２０どうしの間を浄化対象気体Ａの通過路とする構造
で、それら２重板状伝熱部材２０夫々の板間内部間隙に
冷熱媒Ｒを通過させることにより、通過気体Ａを冷却除
湿するなどの構造を採用してもよい。

【００３６】前述の実施形態では、浄化対象気体Ａ中の
除去対象成分を捕捉する散布洗浄水Ｗとして純水を用い
る例を示したが、散布する洗浄水Ｗは純水に限定される
ものではなく、一般の上水を散布洗浄水として用いた
り、浄化対象気体Ａ中の特定の除去対象成分を効率的に
捕集する為に成分調整した水を散布洗浄水として用いる
などしてもよい。

【００３７】また、前述の実施形態では散水手段として
散水ノズル６を用いたが、通過気体Ａに対し洗浄水Ｗを
散布する散水手段には種々の形式のものを使用でき、例
えば、上記の図３に示す如く水槽２１の底壁に形成した
多数の孔２２から洗浄水Ｗを滴下させて通過気体Ａに散
布するようにしてもよい。

【００３８】なお、前述の実施形態では散水ノズル６の
洗浄水散布向きを通過気体Ａに対向させる対向流方式を
採用したが、散水手段に散布ノズルを用いる場合、その
散水ノズルの洗浄水散布向きを通過気体Ａの通過向きと
同じ向きにする並行流方式を採れば、通気抵抗の低減を
さらに促進することができる。

【００３９】散水域に分散配置した多数の伝熱部材４
ａ，４ｂ，２０により通過気体Ａと熱交換させる冷熱媒
Ｒと、散水域の下流側に配置した露点制御用の冷却コイ
ル７において通過気体Ａ′と熱交換させる冷熱媒Ｒ′と
は同じ冷熱媒であってもよく、また、異なる冷熱媒であ
ってもよい。

【００４０】露点制御用冷却コイル７での冷却除湿によ
り通過気体Ａ′を目標絶対湿度に調整するのに、その目
標絶対湿度は処理前の浄化対象気体Ａの絶対湿度と等し
い絶対湿度に限定されるものではなく、処理前の浄化対
象気体Ａの絶対湿度よりも高い絶対湿度ないし処理前の
浄化対象気体Ａの絶対湿度よりも低い絶対湿度を目標絶
対湿度としてもよい。

【００４１】また、処理後気体について高精度の絶対湿
度調整が要求されない場合には、露点制御用の冷却コイ
ル７を省略した装置構成としてもよい。

【００４２】本発明による気体浄化装置は、空気の浄化
に限らず種々の気体の浄化に使用でき、また、クリーン
ルーム設備に限らず気体浄化を要する各種分野において
使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】気体浄化装置の装置構成図

【図２】気体浄化装置の設置例を示すクリーンルーム設
備の構成図

【図３】別実施形態を示す気体浄化装置の装置構成図

【符号の説明】

４ 冷却コイル ４ａ 伝熱管，伝熱部材 ４ｂ フィン，伝熱部材 ６ 散水手段 ７ 露点制御用冷却コイル ２０ 伝熱部材 ２２ 散水手段 Ａ 浄化対象気体 Ｒ 冷熱媒 Ｒ′ 冷熱媒 Ｗ 洗浄水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 高弘 東京都新宿区西新宿２丁目６番１号 株式 会社大氣社内 Ｆターム(参考） 4C080 AA03 BB02 CC02 CC03 CC07 CC08 HH03 KK06 KK08 LL02 LL08 MM01 NN01 QQ17 4D020 AA10 BA23 BB03 BC10 CB25 CC09 CD01 CD02 DA01 DB02 DB03 DB20 4D052 AA00 AA08 BA03 BA05 BB02 FA08 GA01 GA03 GB00 GB02 GB03 GB05 GB06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄化対象の通過気体に洗浄水を散布する
   散水手段を設け、この散水手段の散水域に、通過気体と
   冷熱媒とを熱交換させて通過気体を冷却除湿する多数の
   伝熱部材を分散状態で配置してある気体浄化装置。
2. 【請求項２】 通過気体と冷熱媒とを熱交換させる冷却
   コイルの伝熱管又はその伝熱管に付設のフィンを前記伝
   熱部材として、その冷却コイルの気体通過域を前記散水
   手段の散水域にしてある請求項１記載の気体浄化装置。
3. 【請求項３】 気体通過経路において前記散水域の下流
   側に、通過気体と冷熱媒とを熱交換させて通過気体を目
   標絶対湿度まで冷却除湿する露点制御用の冷却コイルを
   配置してある請求項１又は２に記載の気体浄化装置。