(57)【要約】【課題】空気中に含まれている粉塵を除去する技術を改良し、小形で低コストの装置で能率良く粉塵を除去できるようにする。【解決手段】空気送給管２によって塵埃を含む空気６を導く。該空気送給管２の中に渦流を発生させる部材５が配置されている。上記渦流を発生させる部材５の付近に凝集剤添加器４を設けて「水の存在と撹拌を条件として凝集作用を発揮する凝集剤３」を添加する。添加された凝集剤は渦流を発生させる部材５の下流側に発生する渦流で良く混合される。粉塵と、凝集剤とを含む空気流は処理水槽１内の水中に吹き込まれ、衝突板１ａに衝突する。この衝突によって付近の水が激しく撹拌される。水と撹拌とを条件として凝集作用を発揮する凝集剤が作用を発揮し、粉塵を沈殿させる。沈殿した粉塵はコンベア７で取り出され、脱水機８に投入されてケーキ９となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中に含まれている粉塵を分離除去する処理水槽と、
粉塵を含む空気を導いて前記処理水槽内の水中に吹き込む空気送給管と、
前記空気送給管に設けられた凝集剤添加器と、
空気送給管内の空気流に渦流を発生させる部材と、
前記空気送給管の吐出口に対向離間する面を有する部材と、を具備していることを特徴とする、空気中の粉塵を除去する装置。
【請求項２】
前記の凝集剤添加器によって添加される凝集剤は、水中で撹拌されることによって水中の微細粒子を凝集させる作用を有するものであることを特徴とする、請求項１に記載した
空気中の粉塵を除去する装置。
【請求項３】
前記空気送給管は、渦流を発生させる部材付近の断面が円形であり、
かつ、渦流を発生させる部材は空気送給管と同心に配置された球形の部材であって、
球形部材の周囲を流通した空気が該球形部材の下流側に回り込んで渦流を生じることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載した空気中の粉塵を除去する装置。
【請求項４】
空気中の粉塵を除去する方法において、
塵埃を含む空気流の中に、空気の流動を妨げる部材を配置して渦流を発生させ、
前記の渦流中に、水中で撹拌されることによって粉塵を凝縮させる作用を果たす凝集剤を添加して、該凝集剤を空気流に混合させ、
粉塵と凝集剤とを含む空気流を水中に吹き込んで、水中に設けられた固形部材の面に衝突させることにより、粉塵と凝集剤とを含む空気の混じった水を撹拌することを特徴とする、空気中の粉塵を除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれている粉塵を除去する装置、及び空気中に含まれている粉塵を除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中に含まれている塵埃を除去する技術として、特許文献１の欄に挙げた特開２００６−２６５７７号公報に記載されている空気浄化方法が提案されている。
この発明は水滴と吸着剤粒子とを空気中に噴射するものであって、エアダクトを流れる空気中に純水のミストと粒子状の吸着剤とを噴射し、空気中の塵埃や不純物を捕捉する。この発明は、高度の清浄性を求められるクリーンルームなどに好適である旨が報告されている。
【０００３】
一方、特許文献２に挙げた公報に係る廃水処理用凝集剤が提案され、既に特許登録されている。
この凝集剤は、水中の塵埃を凝集させる性能は抜群であるが、水中で強く撹拌されることを条件として極めて顕著な凝集作用を発揮するという特性を有しており、この薬剤だけでは空気中の粉塵を凝集させることが困難である。
前記廃水処理用凝集剤の特性を生かして、特許文献３の欄に挙げた公報に記載されている「河川等の水浄化方法」は、前記の凝集剤を圧縮空気と共に河川中に噴射する。この河川等の水浄化方法によると河川の水を簡単な装置で浄化し得るが、この方法は空気中の粉塵除去に適用することができない。
【特許文献１】特開２００６−２６５７７号公報
【特許文献２】特開平７−１３６４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−２６８０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粉塵除去には種々の場合が有って、要求される性能も多岐に亙る。例えばクリーンルームの空調においてはｐｐｍオーダーでは足りず、ｐｐｂオーダーの清浄度が求められる。
このような場合、前記特許文献１に記載されている空気浄化方法が有効である。
一方、例えば建造物を構成しているアスベスト製部材を除去する際に発生するアスベスト粉塵の処理は、単に粉塵を捕集，除去するだけでなく、作業員がアスベスト粉塵を吸い込まないように留意しなければならない。さらに、捕集したアスベストが飛散する虞れのない状態にする必要が有る。
上記のように建造物を解体する場合に発生する汚染空気の量は、クリーンルームに供給する空気量に比して遥かに多く、例えば数千立方メートルの汚染空気を処理しなければならないが、ｐｐｂオーダーの超高度清浄性は求められない。
【０００５】
この種の工事場で発生する汚染空気を処理するため、従来技術に係る空気清浄化装置を構成すると、非常に大形となる。
この清浄化装置をトラックに搭載すると、政令で定められている寸法限界や重量限界を超過するので、道路を通行する度に道路交通法第５８条に定められた制限外許可証の交付を受けなければならない。
その上アスベスト粉塵を捕集しても、飛散する恐れの無い状態にしなければ搬送のために道路を走行することができないので、アスベスト粉塵除去は非常に困難である。
【０００６】
本発明は上述の事情に基づいて為されたものであって、小形で軽量の装置によって大量の空気中の粉塵を高能率で安全に除去し、飛散する虞れの無い状態にできる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理は、前記特許文献２に記載されている廃水処理用凝集剤を利用する。ただし、この廃水処理用凝集は、水中で撹拌されることを必要条件として微粒状物体を凝集させる性能を発揮する。そこで本発明は、「空気中に浮遊している粉塵」を「水中で撹拌されている状態」ならしめるとともに、「水中で撹拌されて性能を発揮する凝集剤」を添加する。
上述の原理に基づく具体的な構成として、請求項１の発明装置は、空気中に含まれている粉塵を分離除去する処理水槽と、粉塵を含む空気を導いて前記処理水槽内の水中に吹き込む空気送給管と、前記空気送給管に設けられた凝集剤添加器と、空気送給管内の空気流に渦流を発生させる部材と、前記空気送給管の吐出口に対向離間する面を有する部材と、を具備していることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明装置は請求項１の発明装置の構成要件に加えて、前記の凝集剤添加器によって添加される凝集剤が、水中で撹拌されることによって水中の微細粒子を凝集させる作用を有するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明装置は請求項１または請求項２の発明装置の構成要件に加えて、前記空気送給管は、渦流を発生させる部材を設けられている箇所の断面が円形であり、
かつ、渦流を発生させる部材は空気送給管と同心に配置された球形の部材であって、
該球形部材の周囲を流通した空気が球形部材の下流側に回り込んで渦流を生じることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明方法は、空気中の粉塵を除去する方法において、
塵埃を含む空気流の中に、空気の流動を妨げる部材を配置して渦流を発生させ、
前記の渦流中に、水中で撹拌されることによって粉塵を凝縮させる作用を果たす凝集剤を添加して、該凝集剤を空気流に混合させ、
粉塵と凝集剤とを含む空気流を水中に吹き込んで、水中に設けられた固形部材の面に衝突させることにより、粉塵と凝集剤とを含む空気の混じった水を撹拌することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明装置を適用すると、空気送給管内に渦流が発生し、この渦流の中へ凝集剤が添加されるので、該凝集剤が空気流中に良く混合される。
凝集剤と良く混合された空気流が水中に吐出され、吐出口に対向している面に空気流が衝突する。この衝突により、粉塵と凝集剤と水とが混合撹拌され、粉塵が凝集して沈殿し、分離される。
上述の作用により、小形軽量の装置で、格別の動力を消費することなく、空気中の粉塵が高能率で除去される。分離された粉塵が凝集されていて飛散しないので、作業員が粉塵を吸い込む虞れが無く、かつ、分離除去された粉塵が凝集していて飛散しないので公害を発生する虞れも無く、取り扱いが容易である。
【００１２】
請求項２の発明によると、水中で撹拌されることによって凝集作用を発揮する薬剤が、請求項１の発明装置によって水や粉塵と一緒に撹拌されるので、薬剤の効果が充分に発揮され、粉塵を凝集させて分離する。このため、分離された粉塵が凝集していて飛散せず、その取り扱いが容易である。
また、請求項３の発明によると、空気送給管の中に球形部材が設置されているので、該球形部材と空気送給管との間隙を流通した空気流が球形部材の下流側へ回り込んで渦流を発生させる。
空気流中に添加された凝集剤は、上記の渦流によって空気と良く混合されるので、粉塵がムラ無く除去される。
【００１３】
請求項４の発明方法を適用すると、粉塵を含む空気流中に渦流が発生し、その中に凝集剤が添加されて空気と良く混合される。さらに、この空気流が水中に吹き込まれて固形部材に衝突するので強く撹拌される。
このようにして、空気中に含まれていた粉塵と、凝集剤と、水とが混合され、かつ撹拌される。
これにより、水中で撹拌されることによって凝集機能を果たす凝集剤がその作用を発揮して粉塵を凝集させる。凝集した粉塵は沈殿物となって水底に溜まり、容易に除去し得る状態になる。
上述の作業は、簡単な小形の装置で実施することができ、凝集剤を空気流中に添加することの外、別段の動力を要しない。しかも、除去された粉塵が凝集されていて飛散しないので取り扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明方法を実施するために構成した本発明装置の１実施形態を描いた模式図である。
符号１を付して示したのは処理水槽であって、後に説明するように、この中で粉塵の分離除去が行なわれる。前記処理水槽１の中に衝突板１ａが固定されている。
符号２を付して示したのは空気送給管であって、図外のコンプレッサで加圧された塵埃を含む空気６を導く部材である。該空気送給管２の先端は処理水槽内の水中に挿入され、前記衝突板１ａに対向離間している。
前記空気送給管２の中に渦流を発生させる部材５が配設される。本実施形態においては
該渦流を発生させる部材を球形に構成してある。
前記の空気送給管２に、凝集剤３を添加するための凝集剤添加器４が設けられている。
【００１５】
前記空気送給管２の、少なくとも渦流を発生させる部材５付近は、断面を円形に形成してある。球形に形成された渦流を発生させる部材５は、前記の円形と同心に配置される。
本発明を実施する場合、渦流を発生させる部材の形状は限定されないが、本発明者らの試験研究によれば、球形の渦流を発生させる部材を用いると、該球形の部材の側方を通過して下流側へ回り込んだ空気流が渦流を生じ、さらに該球体を支持している部材が適当に空気流を乱して、凝集剤を空気流と混合させるのに適した状態が現出される。
本実施形態においては凝集剤３として、先に特許文献２として示した特開平７−１３６４０９号公報に係る廃水処理用凝集剤（特許第３３４５６７０号）を用いた。
【００１６】
本発明を実施する場合、凝集剤の組成は限定されないが、水の存在下で撹拌されたとき凝集作用を発揮する薬剤を用いる。
凝集剤添加器４と渦流を発生させる部材５とは、なるべく近接させて配置することが望ましい。何れを上流側に配置し何れを下流が側に配置するかについては限定されない。ほとんど同じ箇所に配置しても良い。
【００１７】
解体工事場で発生したアスベスト塵埃を含む空気流６は、図外のエアーコンプレッサによって加圧され空気送給管２によって導かれる。
空気送給管２中の空気流は渦流を発生させる部材５の下流側で渦流を生じる。上記渦流を発生させる部材５の少し上流側で、凝集剤添加器４によって凝集剤３が添加される。添加された凝集剤は渦流によって空気と良く混合される。
アスベスト粉塵と凝集剤とを含んだ空気流は、空気送給管２の先端から水中に吐出され、衝突板１ａに衝突する。この衝突によって、付近の水が激しく撹拌される。
【００１８】
上述の作用により、空気流中に含まれていた粉塵が凝集剤及び水と接触し、かつ、撹拌される。
このため、水中で撹拌されることによって凝集機能を果たす凝集剤３がその作用を発揮し、粉塵を沈殿させる。
図１において衝突板１ａの左方の区域は、空気の吹き込みによって激しく撹拌されている。粉塵の凝集は主としてこの区域で行われる。
【００１９】
衝突板１ａの右方の区域では、激しい撹拌は行なわれない。凝集された粉塵はフロックになって沈殿し、粉塵を除去された空気は気泡となって上昇する。上昇した気泡は水面で破裂し、排気孔１ｂから空気中に放出される。
前記衝突板１ａはこのようにして強く撹拌される区域（図において左側）と、凝集したフロックを沈降させる区域（図において右側）とを区画している。
沈殿した粉塵は処理水槽１の底部に溜まるので、コンベア７によって排出する。
排出された沈殿物は脱水機８に送られ（矢印ａ）、ケーキ９となって回収される。ケーキ化された粉塵は飛散しないので、アスベスト粉塵のケーキであっても取り扱いが容易である。
【００２０】
図２に、前記と異なる実施形態の要部を示す。主として異なる点は、渦流を発生させる部材５が処理水槽内の水面よりも下方に位置していることである。
前記の渦流を発生させる部材５は、空気送給管２の内径よりも小さいボール５ａをブラケット５ｂで支持した構造である。
空気送給管の内面とボールとの間を通過した空気流はボールの下流側へ回り込んで渦流を生じる。さらに、ブラケットが空気流を乱すので、添加された凝集剤がボールの下流側で空気流と良く混合する。凝集剤を混合された空気流は矢印ｇのごとく衝突板１ａに吹き付けられ、付近の水を激しく撹拌する。
【００２１】
（図１参照）脱水機８で沈殿を絞って取り除かれた水分は受水槽１４に流入し、ポンプで汲み上げられ（矢印ｃ）、開閉弁１０ａを経て矢印ｄ、同ｅのように処理水槽１内へ還流せしめられる。
前記のケーキ９に含まれている若干の水分が処理水槽から失われる。また、水の一部は蒸発する。このため、開閉弁１０ｂを介して補給水１１が処理水槽に添加（矢印ｅ）される。符号１３を付して示したのはオーバーフローパイプである。所定の水面レベルを越えると、余分の水はラビリンス１２を経てオーバーフローする。オーバーフローした水はオーバーフローパイプ１３を経て前記の受水槽１４に流入（矢印ｆ）し、前記のポンプで処理水槽に還流せしめられる（矢印ｃ、同ｄ、同ｅ）。
【００２２】
図１を援用して本発明の応用例について説明する。
空気送給管２によって塵埃を含む空気６を送給する代りに泥水を送給して浄化することもできる。
この場合、送給された泥水は凝集剤添加器４によって凝集剤３を添加され、渦流によりよく混合される。
凝集剤３を混合された泥水は衝突板１ａに衝突して強く撹拌される。このため、水中で撹拌されることによって凝集作用を発揮する凝集剤の働きで泥水中の微粒子が凝集し、フロックになって沈殿する。沈殿したフロックはコンベア７で排出され、脱水機８で脱水されてケーキ９になる。
上述の応用例においては、オーバーフローパイプ１３からの排水を受水槽１４に導かず、浄化水として回収する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明方法を実施するために構成した本発明装置を描いた模式的な断面図
【図２】上記と異なる実施形態の要部を拡大して描いた模式的な断面図
【符号の説明】
【００２４】
１…処理水槽、１ａ…衝突板、１ｂ…排気孔、２…空気送給管、３…凝集剤、４…凝集剤添加器、５…渦流を発生させる部材、５ａ…ボール、５ｂ…ブラケット、６…塵埃を含む空気、７…コンベア、８…脱水機、９…ケーキ、１０ａ，１０ｂ…開閉弁、１１…補給水、１４…受水槽。
【図１】
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【図２】
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