(57)【要約】【課題】排気中の汚染物質の除去率が高い低コストの排気処理装置を提供する。【解決手段】汚染物質を含む排気を排出する排気源２の排気口２ａに連通する吸気口３ｃ、超高温超高圧水蒸気１２が供給される供給口３ｅ、この供給口と吸気口とに連通して排気と超高温超高圧水蒸気とを通す給排気混合流路３ｂ、この給排気混合流路の出口を有する蒸気エジェクタ３と、この蒸気エジェクタの出口から放出された排気と超高温超高圧水蒸気との混合排気を凝縮させる凝縮装置（減圧タンク４，冷却タンク５）と、この凝縮装置からの排気を吸引して外気に排気する排気ブロア６と、を具備している。【選択図】  図１
2006231195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染物質を含む排気を排出する排気源の排気口に連通する吸気口、超高温超高圧水蒸気が供給される供給口、この供給口と吸気口とに連通して前記排気と超高温超高圧水蒸気とを通す給排気混合流路、この給排気混合流路の出口を有する蒸気エジェクタと、
この蒸気エジェクタの出口から放出された前記排気と超高温超高圧水蒸気との混合排気を凝縮させる凝縮装置と、
この凝縮装置からの排気を吸引して外気に排気する排気ブロアと、
を具備していることを特徴とする排気処理装置。
【請求項２】
飽和水蒸気を発生する水蒸気発生装置と、
この水蒸気発生装置からの飽和水蒸気を過熱して前記超高温超高圧水蒸気を発生させ、前記蒸気エジェクタの供給口に供給する過熱装置と、
を具備していることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記凝縮装置は、前記蒸気エジェクタからの混合排気を減圧して凝縮させる減圧タンクと、前記混合排気を冷却して凝縮させる冷却タンクの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１または２記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記凝縮装置により凝縮されたドレンを回収する回収タンク、
を具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記排気源が病院等の医療現場であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の有機溶剤やオイルミスト，ダスト（塵埃）等の汚染物質を除去する場合に好適な排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、塗装ブースでは、そのブース内において、ワーク等被塗装物にスプレー塗装する場合に、その塗料中のトルエン等の溶剤からＶＯＣ（Volatile Organic Compound：揮発性有機化合物）が空気中に発散する場合がある。また、スプレー塗装により噴霧された塗料のうち、被塗装物に塗着せずに空中に飛散する塗料ミストも少なくなく、この塗料ミストからもＶＯＣが空気中に発散する。
【０００３】
さらに、塗料製造現場等では、トルエンの外にキシレン、エチルベンゼン、テトラデカン等の有機溶剤が室内空気中に分散されていることが多い。
【０００４】
また、工作機械加工作業では、ワークの加工性を向上させるために、ワークの切削箇所等所要の加工箇所に、潤滑剤や冷却剤としてオイルを注油しつつ加工する場合があるが、その場合はオイルミストが発生する。
【０００５】
さらに、近年では、その加工用オイルの防火対策として水性切削油も使用されており、さらに加工性を良くするために、これらオイルに各種の添加剤が添加される場合がある。
【０００６】
しかし、これらオイルが切削等の加工作業中にオイルミストや排気となって空気中に飛散し、作業環境を汚染することが多い。
【０００７】
そこで、従来の排気処理装置では、作業室内の排気を強制排気し、エアフィルタに通風させて粒子の比較的大きいダスト等の汚染物質を濾過して除去し、さらに、電機集塵機により微細な粒子の汚染物質を除去し、最後に触媒層か活性炭層を通して臭気成分等を脱臭している。
【０００８】
また、廃棄物焼却装置や木工工場等各種作業現場では、煤塵等のダストの発生が多く、作業室内の排気をエアフィルタにより濾過し、浄化している。
【０００９】
そして、これらダストや塗料ミスト、オイルミスト等、汚染物質を含む排気の排気処理装置の一例としては水洗式塗装ブースがある。これは塗装ブース等の排気源から排気ファンにより強制排気した排気に、水洗シャワーを噴射して水と共に、有機溶剤や塗料ミスト等の汚染物質を下部水槽等の水中に落水させて捕捉し、排気を浄化する構成である（例えば特許文献１，２参照）。
【００１０】
この水洗式塗装ブースによれば、有機溶剤や塗料ミスト等の汚染物質を水との接触により捕捉するので、その接触の機会を多くすることにより、排気中の汚染物質の除去率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１８１３４３号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の水洗式塗装ブースでは、水洗用水を大量に使用するうえに、この大量の排水中にＶＯＣを含む汚染物質が含有されているので、この大量の排水中からこれら汚染物質をさらに除去する浄水処理が必要になり、極めてコストが嵩むという課題がある。
【００１２】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、排気中の汚染物質の除去率が高い低コストの排気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、汚染物質を含む排気を排出する排気源の排気口に連通する吸気口、超高温超高圧水蒸気が供給される供給口、この供給口と吸気口とに連通して前記排気と超高温超高圧水蒸気とを通す給排気混合流路、この給排気混合流路の出口を有する蒸気エジェクタと、この蒸気エジェクタの出口から放出された前記排気と超高温超高圧水蒸気との混合排気を凝縮させる凝縮装置と、この凝縮装置からの排気を吸引して外気に排気する排気ブロアと、を具備していることを特徴とする排気処理装置である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、飽和水蒸気を発生する水蒸気発生装置と、この水蒸気発生装置からの飽和水蒸気を過熱して前記超高温超高圧水蒸気を発生させ、前記蒸気エジェクタの供給口に供給する過熱装置と、を具備していることを特徴とする請求項１記載の排気処理装置である。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記蒸気エジェクタからの凝縮装置は、前記混合排気を減圧して凝縮させる減圧タンクと、前記混合排気を冷却して凝縮させる冷却タンクの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１または２記載の排気処理装置である。
【００１６】
請求項４に係る発明は、前記凝縮装置により凝縮されたドレンを回収する回収タンク、を具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気処理装置である。
【００１７】
請求項５に係る発明は、前記排気源が病院等の医療現場であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気処理装置である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、蒸気エジェクタの供給口に超高温超高圧水蒸気が供給されると、この超高温超高圧水蒸気が給排気混合流路を高速で流通するので、この給排気混合流路に連通する吸気口が負圧となる。このために、この吸気口に連通する排気源の排気口から汚染物質を含む排気が蒸気エジェクタの吸気口を経て給排気混合流路に吸い込まれ、ここで、超高温超高圧水蒸気と高速で混合撹拌されると共に、汚染物質が加熱されて溶解溶融される。このために、複数の汚染物質同士が一体に融合して粒径が増大し自重が重くなるので、次段の凝縮装置における凝縮効率を向上させることができる。さらに、排気中の有機溶剤等気化溶剤は超高温超高圧水蒸気の低酸素状態の中で低分子に熱分解されて脱臭される。
【００１９】
また、凝縮装置で凝縮した凝縮水中には、汚染物質が含有されているので、この凝縮装置で凝縮されずに残留した残留気は、その分、浄化されている。したがって、この残留気は浄化された排気として排気ブロアにより外気へ排気される。
【００２０】
したがって、本発明によれば、排気源からの排気中の汚染物質を、超高温超高圧水蒸気により高速で混合撹拌して溶解溶融させるので、その溶解溶融の際に、複数の汚染物質同士を一体に融合させて粒径を増大させ、重量を重くすることができる。このために、これら汚染物質を含む超高温超高圧水蒸気の混合気を次段の凝縮装置により凝縮させる場合の凝縮効率を向上させることができる。また、その超高温超高圧水蒸気の混合気の凝縮の結果、発生する凝縮水中には、汚染物質が含まれるので、その分、混合気中の汚染物質含有率は低下し、浄化されたことになる。
【００２１】
さらに、排気中の汚染物質の分離回収は水ではなく、水蒸気を使用するので、汚染物質を含む凝縮水、すなわち、汚染物質の水溶液を減少させることができる。このために、この凝縮水からさらに汚染物質を分離除去する浄化処理に使用される処理薬品、処理水量、処理時間の短縮を図ることができる。
【００２２】
また、蒸気エジェクタの吸込み力により排気源からの排気を吸い込むので、その分、排気ブロアの所定時間当りの回転数を減少させて吸い込み圧力を低減し節電を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図１に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係る排気処理装置１の全体構成を示す系統構成図である。この図１に示すように排気処理装置１は、排気源２に、蒸気エジェクタ３、凝縮装置の一例である減圧タンク４、同冷却タンク５、排気ブロア６を第１，２，３，４排気ダクト７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄをそれぞれ介して順次接続している。
【００２５】
排気源２は、ＶＯＣを含有するトルエン等有機溶剤を含む塗料ミスト等を排気する塗装ブース、有機溶剤や接着剤，防腐剤，防シロアリ剤，プラスチック，ゴム等の製造工場、オイルミスト等を排出する工作機械加工場、煤塵等のダストを排出する廃棄物焼却装置や木工くずや粉塵を排出する木工場等、汚染物質を含む排気８を排気口２ａから排気する排気源である。
【００２６】
蒸気エジェクタ３は、その本体ケーシング３ａ内に、給排気混合流路３ｂを形成している。この給排気混合流路３ｂは、その軸方向一端に吸気口３ｃを形成する一方、他端に放出口３ｄを形成している。吸気口３ｃには、第１の排気ダクト７ａを介して排気源２の排気口２ａを接続し、放出口３ｄには第２排気ダクト７ｂを介して減圧タンク４の下部を接続している。給排気混合流路３ｂは排気源２の排気口２ａからの排気８を、過熱装置９からの超高温超高圧水蒸気１２に高速で混合撹拌して混合気１３に形成し、この混合気１３を放出口３ｄから放出させるものである。
【００２７】
蒸気エジェクタ３は、給排気混合流路３ｂの中間部に、供給口３ｅを形成し、この供給口３ｅには、過熱装置９、水蒸気発生装置の一例であるボイラー１０を過熱スチームライン１１ａ、スチームライン１１ｂをそれぞれ介して順次接続している。
【００２８】
ボイラー１０は、飽和水蒸気を所要時間当り所要量発生してスチームライン１１ｂを介して過熱装置９に供給するものである。
【００２９】
過熱装置９はボイラー１０からの飽和水蒸気を、例えば３００〜６００℃で所定圧の超高温超高圧水蒸気１２に過熱するものであり、例えば飽和水蒸気を通す小径管をスパイラル状に巻回形成してガスバーナ等により加熱することにより、超高温超高圧水蒸気１２を発生させるように構成してもよい。この超高温超高圧水蒸気１２の出口には過熱スチームライン１１ａを介して上記蒸気エジェクタ３の供給口３ｅを接続している。
【００３０】
減圧タンク４は蒸気エジェクタ３の放出口３ｄから放出される混合気１３を減圧して凝縮させる減圧部と、その凝縮水１３ａの滴下を受けて貯溜するドレン溜４ａと、を有し、ドレン溜４ａをタンク内底部に形成している。
【００３１】
冷却タンク５は、その内部に、減圧タンク４内で凝縮せずに残留した残留気１４を第３排気ダクト７ｃを通して導入し、この残留気１４を冷却する冷却器５ａと、この冷却器５ａにより冷却されて凝縮した凝縮水１４ａの滴下を受けて貯溜するドレン溜５ｂとを有し、このドレン溜５ｂをタンク内底部に形成している。
【００３２】
排気ブロア６は、減圧タンク４と冷却タンク５内で凝縮せずに残留した残留気を第３，４排気ダクト７ｃ，７ｄを順次通して吸引し、排気スタック７ｅから外気へ排気するものである。
【００３３】
そして、減圧タンク４と冷却タンク５の各底部のドレン溜４ａ，５ｂ同士をクロスライン１６により連結し、このクロスライン１６に接続されたドレンライン１７をドレン回収タンク１８に接続し、両ドレン溜４ａ，５ｂからのドレン１９をドレン回収タンク１８に排水するようになっている。なお、クロスライン１６には、ドレン排水流量を制御する流量制御弁２０を、減圧タンク４，冷却タンク５毎にそれぞれ設けている。
【００３４】
次に、この排気処理装置１の作用を説明する。
【００３５】
ボイラー１０で発生した飽和水蒸気はスチームライン１１ｂを透って過熱装置９へ供給され、ここで過熱されて例えば３００〜６００℃で所定圧の超高温超高圧水蒸気１２を発生させる。この超高温超高圧水蒸気１２は、過熱スチームライン１１ａを通って蒸気エジェクタ３の供給口３ｅに供給される。
【００３６】
このために、超高温超高圧水蒸気１２が給気混合流路３ｂを放出口３ｄに向って高速で流動するので、給気混合流路３ｂの吸気口３ｃ側が負圧になる。
【００３７】
これにより、吸気口３ｃに連通する排気源２の排気口２ａから汚染物質を含む排気８が蒸気エジェクタ３の吸気口３ｃを経て給排気混合流路３ｂ内に吸引され、ここで超高温超高圧水蒸気１２と高速で混合撹拌されて混合気１３に形成される。この混合気１３では、その内部の汚染物質が超高温超高圧水蒸気１２に高速で衝突され、かつ超高温で加熱されて溶解溶融し、複数の汚染物質同士が一体に融合して粒径が増径されると共に、重量が重くなる。さらに、排気中の有機溶剤等の気化溶剤は超高温超高圧水蒸気の低酸素状態の中で低分子に熱分解されて脱臭される。
【００３８】
そして、この混合気１３は放出口３ｄから第２排気ダクト７ｂを介して減圧タンク４の下部内に導入され、ここで減圧されて凝縮し、凝縮水１３ａが発生する。この凝縮の際、排気中に含まれている汚染物質は粒径が大きく、自重も重いので、この凝縮水１３ａ中に含有されている汚染物質の含有率は高い。また、凝縮水１３ａは減圧タンク４内を滴下してタンク内底部のドレン溜４ａに溜められる。
【００３９】
この減圧タンク４内で凝縮しなかった残留気１４は、排気プロア６の吸引力により第３排気ダクト７ｃを通って冷却タンク５内に流入し、ここで冷却器５ａにより冷却されて凝縮し、凝縮水１４ａが発生する。この凝縮水１４ａ中には、減圧タンク４内で凝縮しなかった汚染物質が含まれている。この凝縮水１４ａも冷却タンク５内を滴下してタンク内底部のドレン溜５ｂに溜められる。
【００４０】
冷却タンク５内で凝縮しなかった残留気１５は、減圧タンク４と冷却タンク５の２重の凝縮作用により汚染物質が除去された後の浄化された気体である。この浄化気１５は第４排気ダクト７ｄを介して排気プロア６によりさらに吸引され、排気スタック７ｅから外気へ排気される。
【００４１】
一方、減圧タンク４と冷却タンク５の各ドレン溜４ａ，５ｂに溜められたドレンは、クロスライン１６とドレンライン１７を通してドレン回収タンク１８内へ排水され、ドレン１９として貯溜される。このドレン１９中には、前記ＶＯＣ等を含む有機溶剤，オイルミスト，ダスト等汚染物質が含まれているので、このドレン１９中に所要の処理薬剤を投入する処理を行なうことにより、汚染物質を回収することができる。
【００４２】
また、排気源２の排気８から汚染物質を分離除去するために、従来の水洗式のように水シャワーを使用せずに、超高温超高圧水蒸気１２を使用するので、水洗式よりも使用水量を大幅に減少させることができる。このために、ドレン１９から汚染物質を分離除去するために使用される処理用薬品の投入量の減少と処理時間の短縮を図ることができる。
【００４３】
さらに、排気源２からの排気８と超高温超高圧水蒸気１２とが混合した混合気１３を、減圧タンク４と冷却タンク５とにより２重に凝縮して汚染物質を分離除去するので、その分離除去率を向上させることができる。
【００４４】
また、排気源２の排気８を排気口２ａから吸引する動力源として蒸気エジェクタ３の超高温超高圧水蒸気１２を使用するので、その分、排気ブロア６の回転速度を低減して吸引力を低減させることにより、電力の節電を図ることができる。
【００４５】
そして、排気源２からの排気８に、超高温超高圧水蒸気１２を高速で混合撹拌させて排気８中の汚染物質を加熱溶解溶融させるので、その溶解溶融の際に、これら複数の汚染物資同士を一体に融合させて粒径を増大させ、自重を重くすることができる。
【００４６】
このために、この汚染物質を含む混合気１３を凝縮する減圧タンク４と冷却タンク５における凝縮が容易となり、凝縮効率を向上させることができる。
【００４７】
その結果、凝縮水に含有される汚染物質の含有率を高めることができるので、その分、汚染物質の除去率を高め、外気へ排気される浄化気１５の清浄度を向上させることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、凝縮装置として減圧タンク４と冷却タンク５の両者を共に設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばその一方のみを設けてもよく、または、これら減圧タンク４と冷却タンク５をそれぞれ複数設けてもよい。また、超高温超高圧水蒸気１２を飽和水蒸気に置換してもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、排気源２が、塗装ブース、有機溶剤ないしゴム等の製造工場、オイルミストやダストを排出する工場である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば病院等の医療現場、養豚や養鶏場の排気処理にも適用することができる。
【００５０】
すなわち、医療現場からの排気を本発明に係る排気処理装置１により処理することにより、汚染物質の一例である細菌やウィルスを低酸素の超高温超高圧水蒸気１２により超高温加熱殺菌すると共に、高速衝突により殺菌ないし滅菌し、異臭成分を分解して脱臭することができる。このために、養豚や養鶏場からの排気についても、本発明に係る排気処理装置により、その排気中の汚染物質である細菌やウィルスを殺菌ないし滅菌し、異臭成分を分解して脱臭することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気処理装置の全体構成を示す系統構成図。
【符号の説明】
【００５２】
１  排気処理装置
２  排気源
２ａ  排気源の排気口
３  蒸気エジェクタ
３ｂ  給排気混合流路
３ｃ  吸気口
３ｄ  放出口
４  減圧タンク
４ａ  減圧タンクのドレン溜
５  冷却タンク
５ａ  冷却タンクの冷却器
５ｂ  冷却タンクのドレン溜
６  排気ブロア
８  排気
９  過熱器
１０  ボイラー
１２  超高温超高圧水蒸気
１３  混合気
１４  残留気
１５  浄化気
１８  ドレン回収タンク
【図１】
2006231195.tif 000003