(57)【要約】【課題】含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を効率良く捕集する集塵機を提供する。【解決手段】少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を薬液気流として吹付ける薬液吹付け装置１６，１７と、含塵気流に対して薬液気流を接触させて、薬液気流と含塵気流とが混合した含塵薬液気流としたあと、該含塵薬液気流を凝結させてスラリー廃液とする含塵気流処理装置１０と、前記スラリー廃液を回収するスラリー廃液回収装置２０とを備える。【選択図】　図２
2004033885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を薬液気流として吹付ける薬液吹付け装置と、
含塵気流に対して薬液気流を接触させて、薬液気流と含塵気流とが混合した含塵薬液気流としたあと、該含塵薬液気流を凝結させてスラリー廃液とする含塵気流処理装置と、
前記スラリー廃液を回収するスラリー廃液回収装置とを備えることを特徴とする集塵機。
【請求項２】
前記含塵気流処理装置がサイクロンを利用していることを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【請求項３】
前記サイクロンを利用した含塵気流処理装置において、含塵気流の導入及び薬液気流の吹付けが、それぞれ、略円筒状チャンバーの接線方向から行われることを特徴とする、請求項２記載の集塵機。
【請求項４】
前記サイクロンを利用した含塵気流処理装置において、薬液気流が含塵気流に対して予め吹付けられて予含塵薬液気流としたあと、予含塵薬液気流が略円筒状チャンバーの接線方向から導入されることを特徴とする、請求項２記載の集塵機。
【請求項５】
前記サイクロンを利用した含塵気流処理装置の略円筒状チャンバーには、予含塵薬液気流が略円筒状チャンバー内に向けて旋回するに従って、その内径が小さくなるように、導入旋回部が形作られていることを特徴とする、請求項４記載の集塵機。
【請求項６】
前記薬液吹付け装置が、含塵気流の向きを変える風向制御板の前及び／又は後に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【請求項７】
前記含塵気流処理装置の前及び／又は後には、他の集塵装置が配設されていることを特徴とする、請求項６記載の集塵機。
【請求項８】
スラリー廃液回収装置は、スラリー廃液を固体成分と液体成分とに分離する金属フィルターを備えていることを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【請求項９】
前記界面活性剤として陰イオン界面活性剤が使用されるとともに、陽イオン流を浮遊微粒子に向けて噴流する陽イオン噴流手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【請求項１０】
前記薬液水溶液がアルカリ性であることを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【請求項１１】
前記薬液水溶液が結合剤をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載の集塵機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵等を除去するための集塵機に関する。本発明は、詳細には、建造物解体現場や廃棄物処理場等の粉体取扱現場で発生して除去することが一般に困難である浮遊微粒子等を効率良く捕集する集塵機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建造物解体現場や廃棄物処理場等の粉体取扱現場では、人体に有害な微粒子が空中に長時間浮遊し続けていたり、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質が飛散したりしている。
【０００３】
例えば、サイクロン式の集塵機を用いて浮遊微粒子を取り除くことが一般に行われているが、従来のサイクロン集塵機には、以下のような問題がある。
【０００４】
従来の乾式サイクロン集塵機では、原理的に、粒子径が５μｍより小さい浮遊微粒子を捕集することができないし、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質を捕集することができない。
【０００５】
また、粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を捕集する湿式サイクロン集塵機として、図１に示すようなサイクロンスクラバー１１０が用いられている。
【０００６】
サイクロンスクラバー１１０は、サイクロン機能を有する略円筒状チャンバー１１１の中心下側において軸方向に延在する噴霧パイプ１１６が設置されているとともに、略円筒状チャンバー１１１の下側において接線方向に延在する含塵気流導入口１１４が設置されている。
【０００７】
含塵気流１６０が含塵気流導入口１１４から略円筒状チャンバー１１１の接線方向に高速で導入されると、含塵気流１６０はチャンバー１１１内を旋回しながら上昇する。一方、水貯蔵タンク１３２に貯蔵された水１３６と空気とがポンプ１３４で混合されたあと、噴霧パイプ１１６に設けられた多数のスプレーノズルから、水性気流１６２が半径方向に噴霧される。半径方向に噴霧された水性気流１６２が、含塵気流１６０と接触しながらチャンバー１１１内を旋回する。このとき、含塵気流１６０中に含まれる粉塵や浮遊微粒子が水性気流１６２に衝突捕集されたり、ガス状環境汚染物質が水性気流１６２に溶解したりすることによって除去される。
【０００８】
粉塵等を含む水性気流１６２は、遠心力でチャンバー１１１の内壁に衝突してスラリー廃水に凝結したあと、内壁に沿って流下する。捕集された粉塵等を含むスラリー廃水が廃液タンク１５４に集められ、固体成分１２２と液体成分１５６とに分別回収される。また、清浄な空気は、略円筒状チャンバー１１１の上部に設けられた排出部１１８から外部に放出される。
【０００９】
しかしながら、上記の湿式サイクロン式集塵機１１０には、次のような問題がある。
【００１０】
略円筒状チャンバー１１１の中心に配設された噴霧パイプ１１６からの水性気流１６２は、半径方向に噴霧されるので、チャンバー１１１内を旋回している含塵気流１６０の流れを乱してしまう。したがって、含塵気流１６０中に含まれる浮遊微粒子やガス状環境汚染物質の捕集効率が悪くなる。また、水単独の水性気流１６２と浮遊微粒子との濡れ性が悪いために、浮遊微粒子が水性気流１６２に弾かれて水性気流１６２に吸着されにくい。また、略円筒状チャンバー１１１の濡れた内壁面に一時的にトラップされた浮遊微粒子も離脱してしまう。したがって、浮遊微粒子の捕集効率が悪い。さらに、噴霧される水は、浮遊微粒子の凝着能力が低いために多量の水を噴霧する必要がある。したがって、噴霧された多量のスラリー廃水を処理するための設備や費用も必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を効率良く捕集する集塵機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
上記技術的課題を解決するために、本発明は、少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液を薬液気流として吹付ける薬液吹付け装置と、含塵気流に対して薬液気流を接触させて、薬液気流と含塵気流とが混合した含塵薬液気流としたあと、該含塵薬液気流を凝結させてスラリー廃液とする含塵気流処理装置と、前記スラリー廃液を回収するスラリー廃液回収装置とを備えることを特徴とする集塵機を提供するものである。
【００１３】
建造物解体現場や廃棄物処理場等の微粉末取扱現場では、大粒子の粉塵と、空中に浮遊して人体に悪影響を及ぼす浮遊微粒子（粒径が大略１０μｍより小さい）と、有害ガスやダイオキシン等のガス状環境汚染物質とが併存している。これらの粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を含む含塵気流が集塵の対象物である。
【００１４】
粉塵は大粒子（粒径が大略１０μｍより大きい）であるので、その捕集が比較的容易である。しかしながら、浮遊微粒子は、非常に微小な粒子で表面張力が大きいので、その捕集が一般に困難である。
【００１５】
少なくとも界面活性剤を含む薬液水溶液は、その表面張力が小さいので、浮遊微粒子に対して濡れ易く、すなわち浮遊微粒子と容易になじむ。したがって、非常に微小な粒子で表面張力の大きい浮遊微粒子であっても、界面活性剤を含む薬液水溶液に親和しながら取り込まれる。薬液水溶液は、含塵気流に対して、薬液吹付け装置によって霧及び／又は泡沫の形態で薬液気流として吹付けられる。
【００１６】
含塵気流が霧及び／又は泡沫の形態での薬液気流に接すると、粉塵や浮遊微粒子が薬液気流に衝突捕集されたりガス状環境汚染物質が薬液気流に溶解したりして、含塵気流中に含まれる各種塵（粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質）が薬液気流中に取り込まれた含塵薬液気流となる。含塵気流処理装置内では、含塵薬液気流同士が衝突したり、含塵薬液気流が装置の内壁面に衝突したりすることによって、含塵薬液気流が凝結してスラリー廃液となる。スラリー廃液は、スラリー廃液回収装置で回収される。
【００１７】
したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。少量の薬液水溶液を吹き付けるだけでよいので、生成されるスラリー廃水が少なくて済み、その処理設備費用や設備運転費用も安くなる。
【００１８】
好ましくは、含塵気流処理装置がサイクロンを利用している。
【００１９】
含塵気流処理装置は、略円筒状チャンバー内に導入された含塵気流や薬液気流が、略円筒状チャンバー内を旋回運動するサイクロン式のものが利用される。サイクロンは、含塵気流中の固体成分（粉塵や浮遊微粒子）や薬液気流中の液体成分（薬液泡沫や薬液霧）や薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質を遠心力によって半径方向に運ぶとともに、各気流中の空気を略円筒状チャンバーの軸方向に運ぶ。すなわち、含塵気流処理装置に導入される気流中の固体成分や液体成分と、各気流中の空気とが、それぞれ別個の方向に分離される。
【００２０】
含塵気流中の固体成分（粉塵や浮遊微粒子）と薬液気流中の液体成分（泡沫や霧）とが半径方向に移動する過程において接触や衝突を繰り返すために、及び、薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質と薬液気流中の液体成分（泡沫や霧）とが軸方向に移動する過程において接触や衝突を繰り返すために、粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液気流（泡沫や霧）に取り込まれる。また、半径方向に運ばれた薬液気流が略円筒状チャンバー内壁面に付着して内壁面が濡れるので、半径方向に運ばれた粉塵や浮遊微粒子がトラップされる。したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。
【００２１】
サイクロンを利用した含塵気流処理装置において、略円筒状チャンバー内での気流の旋回運動を妨げないように、含塵気流の導入及び薬液気流の吹付けが、それぞれ、略円筒状チャンバーの接線方向から行われる。
【００２２】
サイクロンを利用した含塵気流処理装置において、薬液気流と含塵気流とが略円筒状チャンバーの接線方向からそれぞれ別個に導入されてもよいが、薬液気流が含塵気流に対して予め吹付けられて予含塵薬液気流としたあと、予含塵薬液気流が略円筒状チャンバーの接線方向から導入される。したがって、略円筒状チャンバー内への導入部の数が少なくなるので、チャンバー内での気流の旋回運動が妨げられにくくなる。
【００２３】
好ましくは、サイクロンを利用した含塵気流処理装置の略円筒状チャンバーには、予含塵薬液気流が略円筒状チャンバー内に向けて旋回するに従って、その内径が小さくなるように、導入旋回部が形作られている。
【００２４】
上記構成によれば、導入部から略円筒状チャンバー内部に取り込まれるまでの経路すなわち導入旋回部がなだらかに変化しているので、予含塵薬液気流の乱れが少なく、予含塵薬液気流の流速の損失が少なくなる。
【００２５】
薬液吹付け装置が、含塵気流の向きを変える風向制御板の前及び／又は後に配置されている。
【００２６】
含塵気流が流れている経路の途中に、含塵気流の向きを変える風向制御板が設けられると、含塵気流が風向制御板に当って含塵気流の流れが乱される。風向制御板の前及び／又は後に薬液吹付け装置を配置すると、薬液気流と含塵気流とが接触する機会が増えるので、多量の含塵薬液気流が生成される。生成された含塵薬液気流同士が衝突したり、含塵薬液気流が風向制御板の壁面に衝突したりするので、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により捕集される。
【００２７】
含塵気流処理装置の前及び／又は後には、他の集塵装置が配設されている。従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機に本発明の集塵機を組み込むことによって、従来の集塵機では除去しきれない浮遊微粒子やガス状環境汚染物質も除去することができる。
【００２８】
スラリー廃液回収装置は、スラリー廃液を固体成分と液体成分とに分離する金属フィルターを備えている。したがって、一般に処理方法の異なる固体成分と液体成分とは、別個に処理することができ、環境への負荷を低減させることができる。
【００２９】
界面活性剤として、例えば、アニオン系のアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩、アニオン系のポリオキシエチレンアルキルエーテル等の陰イオン界面活性剤が使用され、陰イオンの末端基を有する。陰イオン界面活性剤を含む薬液水溶液から生成される薬液気流は、全体としてマイナスに帯電している。一方、陽イオン流を浮遊微粒子に向けて噴流する陽イオン噴流手段を設けることによって、噴流した陽イオン流と結合した浮遊微粒子が、プラスに帯電する。マイナスに帯電した薬液気流とプラスに帯電した浮遊微粒子との間に静電引力が作用するので、薬液気流と浮遊微粒子とが結び付きやすくなる。したがって、薬液気流による浮遊微粒子の捕集能力が向上する。
【００３０】
現在のところ詳細なメカニズムは学術上十分に解明されていないが、薬液水溶液がアルカリ性である方が、浮遊微粒子の捕集能力が向上する。
【００３１】
好ましくは、薬液水溶液が結合剤をさらに含むことによって、粉塵や浮遊微粒子の捕集効率が向上する。結合剤としては、人体に対する毒性が低くて水溶液に溶解する高分子材料、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセルロース又は澱粉等が使用可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る集塵機について詳細に説明する。本発明に係る集塵機は、建造物解体工事現場や砕石現場や粉体製造工場等の作業中に発生する粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質（ＮＨ３，ＮＯｘ，ＳＯ２，ダイオキシン類）を集塵機内部に吸引・捕集したあと、清浄な空気を外部に放出するために使用される。
【００３３】
まず、図２を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るサイクロン式集塵機２について説明する。
【００３４】
図２に示すように、サイクロン式集塵機２は、含塵気流処理装置１０と、含塵気流処理装置１０の直下に設けられたスラリー回収装置２０と、含塵気流処理装置１０に薬液水溶液を薬液気流として吹付ける薬液吹付け装置３０，４０とから構成されている。薬液吹付け装置は、薬液噴霧装置３０又は薬液泡沫吹き付け装置４０の少なくとも一方を含んでなる。
【００３５】
含塵気流処理装置１０は、上部が略円筒状で下部が先細に絞られた処理チャンバー１１と、円筒状の処理チャンバー１１の上部側壁に設けられた導入部１４、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７と、処理チャンバー１１の上壁面の中心に軸方向に延在する排気部１８とを備えている。導入部１４は略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように設けられている。並列配置された泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７は、導入部１４に対向するように略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように設けられている。オプションとして、陽イオン噴流手段としてのイオナイザー５０を導入部１４に設けることができる。
【００３６】
イオナイザー５０は、浮遊微粒子に向けてプラスに帯電した粒子をコンプレッサーからの低圧圧縮空気によって噴出させて、粉塵や浮遊微粒子を陽イオンに帯電させるものである。ところで、界面活性剤として使用されるアルファスルホン酸ナトリウム塩は、アニオン系であり、陰イオンの末端基を有する。アルファスルホン酸ナトリウム塩を含む泡沫や霧は、全体としてマイナスに帯電している。したがって、プラスに帯電した粉塵や浮遊微粒子とマイナスに帯電した泡沫や霧との間に静電引力が作用するために、両者が結び付きやすくなり、捕集能力が向上する。
【００３７】
１流体型の泡沫ノズル１６には薬液泡沫吹き付け装置４０が接続されている。薬液泡沫吹き付け装置４０は、泡沫用薬液水溶液４６を貯蔵する泡沫用薬液タンク４２と、吸引部４７から吸い上げた泡沫用薬液水溶液４６を吐出部４８から吐出するポンプ４４と、泡沫ノズル１６に接続される泡沫用配管４９とを備えている。ポンプ４４と泡沫用配管４９との間には、泡沫用薬液水溶液４６と圧縮空気とを混合して泡沫を発生させる発泡器（不図示）が設けられている。
【００３８】
同様に、複数の２流体型の噴霧ノズル１７のそれぞれには薬液噴霧装置３０が接続されている。薬液噴霧装置３０は、噴霧用薬液水溶液３６を貯蔵する噴霧用薬液タンク３２と、吸引部３７から吸い上げられた噴霧用薬液３６を吐出部３８から吐出するポンプ３４と、噴霧ノズル１７に接続される噴霧用配管３９とを備えている。ポンプ３４と噴霧用配管３９との間には、噴霧用薬液水溶液３６と圧縮空気とを混合して霧を発生させる霧発生器（不図示）が設けられている。なお、噴霧ノズル１７は、１００μｍ程度の比較的大きな霧でよい場合には１流体型ノズルも使用することができる。圧縮空気及び薬液水溶液の圧力及び流量を調節することによって、霧サイズを比較的自由にコントロールでき、且つ、霧を５０μｍよりさらに微細化することのできる、２流体型ノズルが好ましい。
【００３９】
処理チャンバー１１の下部に位置する先細部には、スラリー回収装置２０が接続されている。スラリー回収装置２０は、略円筒状で下部が先細に絞られた回収チャンバー２１と、円筒部と先細部との境界に設けられた金属フィルター２４（孔径１００〜２００μｍ）と、先細部の下端に設けられた開閉用のバルブ２６と、バルブ２６の末端に設けられた排出部２８と、廃液５６を貯蔵する廃液回収容器５４とを備えている。
【００４０】
各薬液タンク３２，４２には、界面活性剤や結合剤等が調合された薬液水溶液が貯蔵されている。薬液水溶液は、捕集・除去すべき浮遊微粒子やガス状環境汚染物質に応じて、液の組成や濃度やｐＨ（水素イオン濃度）を泡沫用又は霧用として適宜個別に調合することもできるが、本実施形態では同じ組成や濃度やｐＨにしている。薬液水溶液としては、典型的には、界面活性剤として、例えば、ＡＯＳ（αオレフィンスルフォン酸ナトリウム塩）原液１（体積で）に対して、水１０００（体積で）が加えられた０．１体積％の薬液水溶液が使用される。
【００４１】
上記サイクロン式集塵機２の使用方法について説明する。
【００４２】
粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質を含む高速（例えば２０〜２５ｍ／秒）の含塵気流６０が、処理チャンバー１１の略円筒状側壁面の接線方向に向けて導入部１４から導入される。含塵気流６０は集塵室１２の内部で旋回運動を行う。
【００４３】
ＡＯＳを０．１体積％含む薬液水溶液は、薬液気流、すなわち、泡沫ノズル１６から泡沫６２として、噴霧ノズル１７から霧６４として、それぞれ、処理チャンバー１１の略円筒状側壁面の接線方向に向けて吹き付けられる。
【００４４】
略円筒状の集塵室１２の内部では、含塵気流６０と、泡沫６２及び霧６４の形態で供給された薬液気流とが、略円筒状処理チャンバー１１内を旋回運動する。含塵気流６０中の固体成分（粉塵や浮遊微粒子）や薬液気流中の液体成分（泡沫６２や霧６４）や薬液気流中に溶解したガス状環境汚染物質は、遠心力によって半径方向に運ばれる。それとともに、各気流中の空気は略円筒状処理チャンバー１１の軸上向き方向に運ばれる。
【００４５】
含塵気流６０中の固体成分（粉塵や浮遊微粒子）と薬液気流中の液体成分（泡沫６２や霧６４）とが遠心力で半径方向に移動する過程において、両者が相互且つ頻繁に接触や衝突を繰り返すことによって、粉塵は主として泡沫６２に捕集され、浮遊微粒子は主として霧６４に捕集される。ガス状環境汚染物質は、泡沫６２及び霧６４に溶解して取り込まれる。また、半径方向に運ばれた薬液気流が処理チャンバー１１の内壁面に付着して内壁面が薬液水溶液で濡れるので、半径方向に運ばれた粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液で濡れた内壁面にトラップされる。したがって、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、薬液水溶液により高効率で捕集される。
【００４６】
各種塵埃（粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質）が取り込まれた薬液気流は、含塵薬液気流となる。含塵気流処理装置内で、含塵薬液気流同士の衝突や、含塵薬液気流のチャンバー内壁面への衝突を繰り返すことによって、含塵薬液気流が凝結したスラリー廃液となる。スラリー廃液は、スラリー廃液回収装置２０で回収される。スラリー廃液回収装置２０のスラリー回収チャンバー２１では、金属フィルター２４によって、スラリー廃液の固体成分及び液体成分が、それぞれ、スラリー回収室２２及び廃液回収容器５４に、分離回収される。すなわち、集塵機２を長時間作動させたあと、固体スラリーがスラリー回収室２２に所定量堆積すると、固体スラリーが取り除かれる。同様に、先細部に溜まった廃液５６はバルブ２６を開いて廃液回収容器５４に溜められたあと、廃液５６は所定量溜められると取り除かれる。
【００４７】
本発明に係る集塵機２の効果を、以下のような方法で定量的に確認した。
【００４８】
すなわち、水単体を処理チャンバー１１に吹き付けた場合と、ＡＯＳを０．１体積％含む薬液水溶液を処理チャンバー１１に吹き付けた場合とを比較した。いずれの場合も、含塵気流６０の流入速度２０ｍ／秒、吹き付け気流量１５リットル／分、吹き付け液体量１リットル／時間である。そして、日本科学工業製の光散乱式の高感度デジタル粉塵計（モデル３４２３）を用いて、集塵機の捕集効率を測定した。その結果、水単体を吹き付けた場合、捕集効率が９２％であるのに対して、ＡＯＳを０．１体積％含む薬液水溶液を吹き付けた場合、捕集効率が９３％であった。この測定結果を詳細に分析すると、ＡＯＳを０．１体積％含む薬液水溶液を吹き付けた場合の方が、１μｍ前後の微粒子をよく捕集していた。
【００４９】
次に、図３を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るサイクロン式集塵機２について説明する。図３は、集塵機２を上面から模式的に見た図である。
【００５０】
図３に示すように、導入部１４は、略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように側壁面に配置されている。含塵気流処理装置１０の導入部１４において、処理チャンバー１１の直前に、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７が配置されている。泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７は、導入部１４に対して斜め進行方向に向けて配置されている。したがって、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７から吹き出された薬液気流すなわち泡沫６２及び／又は霧６４と、含塵気流６０とが導入部１４で事前に混合されるが、この予混合によって含塵気流６０が乱れることほとんどない。導入部１４から導入された含塵気流６０は、集塵室１２の内部で高速で旋回運動して、上述した第１実施形態に係る集塵機２と同様に、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液中に高効率で捕集される。
【００５１】
図４を参照しながら、本発明の第３実施形態に係るサイクロン式集塵機２について説明する。図４は、集塵機２を上面から模式的に見た図である。
【００５２】
図４に示すように、導入部１４は、略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように側壁面に配置されている。含塵気流処理装置１０の導入部１４において、処理チャンバー１１の直前に、Ｌ字状に屈曲した泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７が配置されている。Ｌ字状に屈曲した泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７の一端が、導入部１４の内部に配置され、その吹き出し口が処理チャンバー１１の方を向いている。したがって、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７から吹き出された薬液気流すなわち泡沫６２及び／又は霧６４と、含塵気流６０とが導入部１４で事前に混合されるが、この予混合によって含塵気流６０が乱れることほとんどない。導入部１４から導入された予含塵薬液気流は、集塵室１２の内部で高速で旋回運動して、上述した第１実施形態に係る集塵機２と同様に、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液中に高効率で捕集される。
【００５３】
図５を参照しながら、本発明の第４実施形態に係るサイクロン式集塵機２について説明する。図５は、集塵機２を上面から模式的に見た図である。
【００５４】
図５に示すように、導入部１４は、略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように側壁面に配置されている。略円筒状チャンバー１１の上部には、含塵気流６０と泡沫６２及び／又は霧６４とが予め混合された予含塵薬液気流が、略円筒状チャンバー１１内に向けて旋回するに従って、その内径が小さくなる導入旋回部１５が形作られている。含塵気流処理装置１０の導入部１４において、処理チャンバー１１の直前に、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７が配置されている。泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７は、導入部１４に対して斜め進行方向に向けて配置されている。したがって、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７から吹き出された薬液気流すなわち泡沫６２及び／又は霧６４と、含塵気流６０とが導入部１４で事前に混合されるが、この予混合によって含塵気流６０が乱れることほとんどない。導入部１４から導入された予含塵薬液気流は、導入旋回部１５に沿って集塵室１２の内部に導入されたあと、集塵室１２内部で高速で旋回運動して、上述した第１実施形態に係る集塵機２と同様に、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液中に高効率で捕集される。
【００５５】
図６を参照しながら、本発明の第５実施形態に係るサイクロン式集塵機２について説明する。図６は、集塵機２を上面から模式的に見た図である。
【００５６】
図６に示すように、導入部１４は、略円筒状処理チャンバー１１の接線方向に延在するように側壁面に配置されている。略円筒状チャンバー１１の上部には、含塵気流６０と泡沫６２及び／又は霧６４とが予め混合された予含塵薬液気流が、略円筒状チャンバー１１内に向けて旋回するに従って、その内径が小さくなる導入旋回部１５が形作られている。含塵気流処理装置１０の導入部１４において、処理チャンバー１１の直前に、Ｌ字状に屈曲した泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７が配置されている。Ｌ字状に屈曲した泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７の一端が、導入部１４の内部に配置され、その吹き出し口が処理チャンバー１１の方を向いている。したがって、泡沫ノズル１６及び噴霧ノズル１７から吹き出された薬液気流すなわち泡沫６２及び／又は霧６４と、含塵気流６０とが導入部１４で事前に混合されるが、この予混合によって含塵気流６０が乱れることほとんどない。導入部１４から導入された予含塵薬液気流は、導入旋回部１５に沿って集塵室１２の内部に導入されたあと、集塵室１２内部で高速で旋回運動して、上述した第１実施形態に係る集塵機２と同様に、含塵気流６０中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が薬液水溶液中に高効率で捕集される。
【００５７】
次に、図７を参照しながら、本発明の第６実施形態に係る集塵機２について説明する。図７は、集塵機２を側面から模式的に見た図である。
【００５８】
集塵機２は、含塵気流６０を取り込む導入部７４と、含塵気流処理装置７０と、含塵気流処理装置７０の後方に配設された別の集塵装置８０（例えば、従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機）と、含塵気流処理装置７０と集塵装置８０とつなぐ連結部７５と、清浄な空気を外部に排気する排気部７８とを備えている。また、オプションとして、導入部７４にイオナイザー５０を配置することができる。
【００５９】
含塵気流処理装置７０は、導入部７４に連なる上部壁に設けられた風向制御板７１と、風向制御板７１の前及び／又は後に配置された薬液吹付け装置７６，７７と、下側に向けて先細に絞られた先細部と円筒部とからなる処理チャンバー７２と、バルブ２６と、排出部２６と、廃液回収容器５４とを備えている。大略斜め４５度下向きの角度で傾斜配置された風向制御板７１は、略水平方向に導入される含塵気流６０を略垂直下向きに流れを変える。
【００６０】
薬液吹付け装置７６，７７は、いずれも不図示の薬液タンクやポンプや圧縮空気や噴霧器や発泡器や配管等と、薬液水溶液を霧及び／又は泡沫の形態で吹付ける噴霧ノズル７７及び／又は泡沫ノズル７６とから構成されている。薬液吹付け装置７６，７７は、噴霧ノズル７７又は泡沫ノズル７６の少なくとも一方を含んでなる。
【００６１】
処理チャンバー７２の先細部と円筒部との境界部分に金属フィルター２４が配置されている。処理チャンバー７２の先細部は、固体スラリーを回収するスラリー回収部として使用される。処理チャンバー７２の円筒部はスラリー廃液を一時的に貯蔵する廃液回収部として使用される。
【００６２】
上記集塵機２の使用方法について説明する。
【００６３】
含塵気流６０が導入部７４から内部に取り込まれる経路の途中に、含塵気流６０の向きを変える風向制御板７１が設けられているので、含塵気流６０が風向制御板７１に当って含塵気流６０の流れが変わるとともに流れが乱される。風向制御板７１の前及び／又は後に薬液吹付け装置７６，７７が配置されているので、薬液気流すなわち薬液泡沫や薬液霧と、含塵気流とが接触する。その結果、薬液気流に含塵気流が混入された含塵薬液気流が生成される。生成された含塵薬液気流同士が衝突したり、含塵薬液気流が風向制御板７１の壁面に衝突したりするので、含塵気流中に含まれる粉塵や浮遊微粒子やガス状環境汚染物質は、含塵薬液気流として捕集されて、含塵薬液気流が凝結したスラリー廃液となる。
【００６４】
スラリー廃液は、処理チャンバー７２で回収される。金属フィルター２４を境界にして、スラリー廃液の固体成分及び液体成分が、それぞれ、先細部及び円筒部に、分離回収される。すなわち、集塵機２を長時間作動させたあと、先細部に堆積した固体スラリーは所定量になると取り除かれ、円筒部に溜まった廃液はバルブ２６を開いて廃液回収容器５４に溜められたあと、溜められた廃液５６は所定量になると取り除かれる。
【００６５】
含塵気流処理装置７０の後方には、他の集塵装置８０（例えば、従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機）が配設されている。含塵気流処理装置７０によって浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が除去されているので、従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機に不足している浮遊微粒子やガス状環境汚染物質の集塵機能が補完される。
【００６６】
図８を参照しながら、本発明の第７実施形態に係る集塵機２について説明する。図８は、集塵機２を側面から模式的に見た図である。
【００６７】
図８に示した第７実施形態に係る集塵機２は、図７に示した第６実施形態に係る集塵機２と比較して、含塵気流処理装置７０と別の集塵装置８０との配置関係が異なっている。
【００６８】
すなわち、図８に示すように、集塵機２において、導入部７４の直後に別の集塵装置８０（例えば、従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機）が配置され、そのあとに続いて、含塵気流処理装置７０が配置されており、その他の構成は図７に示した第６実施形態に係る集塵機２と同じである。また、オプションとして、連結部７５にイオナイザー５０を配置することができる。
【００６９】
含塵気流処理装置７０の前方には、他の集塵装置８０（例えば、従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機）が配設されている。従来のサイクロン式集塵機や電気式集塵機で集塵されなかった浮遊微粒子やガス状環境汚染物質が、含塵気流処理装置７０によって除去される。
【００７０】
上記各実施形態において、図９に示すように、金属フィルター２４が垂直方向に延在するように処理チャンバー２１，７２の底部に配置することもできる。
【００７１】
また、詳細なメカニズムは不明であるが、薬液を薄める通常の水の代りに、水を電気分解したアルカリ電解水を使用すると、浮遊微粒子の捕集力が向上することが判明した。アルカリ電解水の水素イオン濃度（ｐＨ）が約８．５〜９であれば、浮遊微粒子の捕集力の向上と、殺菌消毒効果も得られた。
【００７２】
薬液水溶液に、水溶性結合剤としてのポリエチレングリコールを少量添加することができる。水溶性結合剤を添加することによって、浮遊微粒子同士の結合が容易になるので、浮遊微粒子の捕集効率が向上する。集塵処理後の空気は外部に排気されるので、結合剤が人に吸引される可能性があるので、人体に対する毒性が低くて水溶液に溶解する高分子材料、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メチルセルロース又は澱粉等が使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のサイクロンスクラバーを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図８】本発明の第７実施形態に係る集塵機を示す図である。
【図９】図２、７及び８で示した集塵機に使用されるスラリー回収容器の他の形態を示す図である。
【符号の説明】
２　集塵機
１０　含塵気流処理装置
１１　処理チャンバー
１２　集塵室
１４　導入部
１５　導入旋回部
１６　泡沫ノズル
１７　噴霧ノズル
１８　排気部
２０　スラリー回収装置
２１　回収チャンバー
２２　スラリー回収室
２４　金属フィルター
２６　バルブ
２８　排出部
３０　薬液噴霧装置
３２　噴霧用薬液タンク
３４　ポンプ
３６　噴霧用薬液
３７　吸引部
３８　吐出部
３９　噴霧用配管
４０　薬液泡沫吹き付け装置
４２　泡沫用薬液タンク
４４　ポンプ
４６　泡沫用薬液
４７　吸引部
４８　吐出部
４９　泡沫用配管
５０　イオナイザー
５４　廃液回収容器
５６　廃液
６０　含塵気流
６２　泡沫
６４　霧
６６　旋回気流
６８　浄化気流
７０　含塵気流処理装置
７１　風向制御板
７２　処理チャンバー
７４　導入部
７５　連結部
７６　泡沫ノズル
７７　噴霧ノズル
７８　排気部
８０　集塵装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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