(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が滴下された気液接触材料を気体が横向きに通過し、該気体中の汚染物質を除去するための汚染物質除去装置であって、
前記気液接触材料の上端及び下端が水封され、
前記気液接触材料の上方には、底面の面積に対する開口全体の面積の割合である開口率が０．５〜１％の範囲に入る開口を有する底面を該気液接触材料の上端に接触させた状態で上側水槽が設けられていると共に該上側水槽内に水を供給する給水設備が設けられ、前記気液接触材料の下方には、該気液接触材料の下端が浸漬するように下側水槽が設けられ、
該下側水槽の下方に最下水槽が設けられ、前記下側水槽から排出された水は前記最下水槽に落下するようになっていることを特徴とする汚染物質除去装置。
【請求項２】
前記下側水槽の底面には前記上側水槽の底面の開口と同一の開口が形成されている請求項１に記載の汚染物質除去装置。
【請求項３】
前記下側水槽は、前記気液接触材料の下端が浸漬する浸漬部と、該浸漬部から溢れた水が流入するように設けられ、底面に開口が形成された排水部とを備えており、該排水部の開口から排出された水は前記最下水槽に落下するようになっている請求項１又は２に記載の汚染物質除去装置。
【請求項４】
前記下側水槽は、前記気液接触材料の下端が浸漬する浸漬部と、該浸漬部に連通するように設けられた排水部とを備えており、該排水部から溢れた水は前記最下水槽に落下するようになっている請求項１又は２に記載の汚染物質除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水が滴下された気液接触材料を気体が横向きに通過し、該気体中の汚染物質を除去するための汚染物質除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体や液晶の製造は、清浄度の高いクリーンルーム内で行われ、このクリーンルームには、室内から排気される風量を補うと共に、室内を陽圧に保つために大量の外気が導入される。この導入される外気は外調機によって温湿度の制御が行われる他、ＨＥＰＡ（High-Efficiency Particulate Air）フィルターなどにより塵埃を除去された後、室内に供給される。また、近年における半導体等の集積度の高度化に伴い、クリーンルーム内の空気中の分子状汚染物質（AMCs）を除去することが求められているため、エアワッシャーと呼ばれる汚染物質除去装置が設置されることも多くなっている。
【０００３】
この種の汚染物質除去装置は、空気中のアンモニアや二酸化硫黄などの水溶性成分を、気液接触により水に溶解させて除去するものであり、水溶性成分の高い除去能力、低い通気抵抗、省スペースが求められる他、加湿器としても使用されるため、加湿時の高い飽和効率が求められる。汚染物質除去装置には、空気流に対してスプレーによって水を噴霧して直接、気液接触を行う水噴霧式のものと、気液接触材料に水を滴下して気液接触を行う気化式のものとがあるが、水噴霧式のものはポンプ動力や通気抵抗が大きく、広い設置スペースが必要となるため、現在では気化式のものが主流となっている。
【０００４】
従来のこの種の汚染物質除去装置としては、例えば、図４に示されているように、積層された気液接触材料１の上方に給水設備２を設置すると共に気液接触材料１の下方に最下水槽３を設置し、気液接触材料を横向きに通過する空気を給水設備２から気液接触材料１に滴下させた水に接触させるものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
また、図５に示されているように、気液接触材料１の下端を最下水槽３に浸漬したものや、或いは、図６に示されているように、多数の孔４が底部５に形成された水槽６を気液接触材料１の上端に設置すると共に該水槽６の底部５に含浸材層７を設置し、水槽４内の液をこの含浸材層７に含浸させた後、孔４を介して気液接触材料１に供給するもの（例えば、特許文献４参照）なども知られている。
【特許文献１】特許第３７１６９２６号公報
【特許文献２】特開２００６−３４１１９４号公報
【特許文献３】特開２０００−３１７２４８号公報
【特許文献４】特開平１１−２４４６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した図４に示す汚染物質除去装置では、気液接触材料１を通過する空気の一部が気液接触材料１の上端や下端からバイパスし、気液接触材料１との接触時間が短くなり、十分に気液接触が行われないといった問題がある。また、この問題の解決策として、図４中に二点鎖線で示すように、蓋８で気液接触材料１の上端を塞ぐことも考えられるが、空気のバイパスを完全に防止することはできない。
【０００７】
また、上記した図５に示すような汚染物質除去装置では、気液接触材料１の下端からの空気のバイパスを防止することはできるが、気液接触材料１の上端からの空気のバイパスを完全に防止することはできない。さらに、最下水槽３には、加湿時の水の不足を補うと共に、純水のブローを補うための補給水設備が必要となり、最下水槽３内の水位の変動が大きくなる。そのため、気液接触材料１の下端を最下水槽３内に１００ｍｍ以上浸漬する必要があり、その分の気液接触材料１が余計に必要となり、不経済である。
【０００８】
さらに、上記した図６に示す汚染物質除去装置では、多数並設された気液接触材料１に対して均等に水を滴下できるように水槽６の底部５に多数の孔４を精度良く配設する必要があると共に孔４の形状が特定の形状に制約されるため、製造に手間が掛かるといった問題がある。さらにまた、含浸材層７が必要となる分、部品点数が増え、製造コストや保守管理コストの増大の要因になるといった問題もある。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、気液接触材料の上下端からの気体のバイパスを防止することにより、気液接触効率を向上させ、汚染物質の除去能力を高めることのできる汚染物質除去装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するため、本発明は、水が滴下された気液接触材料を気体が横向きに通過し、該気体中の汚染物質を除去するための汚染物質除去装置であって、前記気液接触材料の上端及び下端が水封されていることを特徴とする。
【００１１】
そして、前記気液接触材料の上方には、開口を有する底面を該気液接触材料の上端に接触させた状態で上側水槽が設けられていると共に、該上側水槽内に水を供給する給水設備が設けられており、前記気液接触材料の下方には、該気液接触材料の下端が浸漬するように下側水槽が設けられているのが好ましい。
【００１２】
また、前記上側水槽の開口の開口率は、０．５〜１％であってもよい。
【００１３】
さらに、前記下側水槽の下方に最下水槽が設けられており、前記下側水槽から排出された水は前記最下水槽に落下するようになっていてもよい。
【００１４】
さらにまた、前記下側水槽の底面には前記上側水槽の底面の開口と同一の開口が形成されていてもよい。
【００１５】
さらに、前記下側水槽は、前記気液接触材料の下端が浸漬する浸漬部と、該浸漬部から溢れた水が流入するように設けられ、底面に開口が形成された排水部とを備えており、該排水部の開口から排出された水は前記最下水槽に落下するようになっていてもよい。
【００１６】
さらに、前記下側水槽は、前記気液接触材料の下端が浸漬する浸漬部と、該浸漬部に連通するように設けられた排水部とを備えており、該排水部から溢れた水は前記最下水槽に落下するようになっていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、気液接触材料の上端及び下端が水封されているため、気液接触材料を通過する空気の一部が気液接触材料の上端や下端からバイパスすることがない。したがって、空気と気液接触材料との接触時間を十分に確保することができ、気液接触が確実に行われ、空気中の汚染物質の除去効率を高めることができる。
【００１８】
また、気液接触材料の下端が下側水槽内の水に浸漬されることにより、冬季等、空気に加湿を行うことが必要な場合でも、気液接触材料は水を吸い上げて乾燥を防止することができる。
【００１９】
さらに、上側水槽の開口を通過する水量は、上側水槽に貯留される水量により変化するため、開口を通過する水量を調整するために開口率を変える必要はなく、この開口の形状や配置は任意に設定可能である。したがって、製造が簡素化されると共に、含浸材層等の余計な部品が不要となり、製造コストや保守管理コストの低減化を図ることができる。
【００２０】
さらにまた、下側水槽の底面の開口を上側水槽の底面の開口と同一に形成したり、或いは、浸漬部から排水部に水が溢れるように構成したり、或いは、浸漬部から流入した水が排水部から溢れるように構成したりすることにより、下側水槽の水位はほとんど変動しない。したがって、下側水槽に浸漬する気液接触材料の下端の長さを最小限に抑えることができるため、気液接触材料を有効に利用することができ、経済性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置を示す概略図である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置１０は、前後方向（図１の紙面垂直方向）に積層された気液接触材料１１と、気液接触材料１１の上方に設けられた上側水槽１２及び給水設備１３と、気液接触材料１１の下方に設けられた下側水槽１４と、下側水槽１４の下方に設けられた最下水槽１５とを備えて構成されており、気液接触材料１１を空気が横向き（図１中の矢印方向）に通過することにより該空気中の汚染物質が除去されるようになっている。
【００２３】
気液接触材料１１は、例えば、ポリエステルやポリエチレン或いはセラミック等の親水性又は吸水性を有する材料をハニカム状に積層して形成されているが、この材料や形状は既に公知であるため、ここではこれ以上の説明は省略する。
【００２４】
上側水槽１２は、底面１６を気液接触材料１１の上端に接触させた状態で設けられ、この底面１６には微小な開口１７が多数形成されている。底面１６の面積に対する開口１７全体の面積の割合（以降「開口率」と称す。）は、例えば、０．５〜１％に設定されており、この開口１７を通過する水量は、上側水槽１２に貯留される水量により変化するため、開口１７を通過する水量を調整するために開口率を変える必要はない。また、この開口１７は、特定の形状に限定されるものではなく、例えば、丸形やスリット形状等、各種形状を採用可能であり、又、開口１７の設置位置についても制限がない。すなわち、開口１７は、開口率が所定の範囲に入るように形成されていれば、その形状や位置は任意に設定可能であるため、製造が簡素化されると共に、含浸材層等の余計な部品が不要となり、製造コストや保守管理コストの低減化を図ることができる。
【００２５】
給水設備１３は、上側水槽１２の上方において水平に配設された給水配管１８を備え、この給水配管１８に穿設された孔（図示省略）を介して配管１８内の水が上側水槽１２に滴下されるようになっている。
【００２６】
下側水槽１４は、気液接触材料１１の下端が浸漬するように設けられ、底面１９には上側水槽１２の開口１７と同一の形状及び開口率の開口２０が形成されている。なお、この場合、下側水槽１４の水位はほとんど変動しないため、下側水槽１４に浸漬する気液接触材料１１の下端の長さは、５ｍｍ程度で十分である。したがって、気液接触材料１１を有効に利用することができ、経済性の向上を図ることができる。
【００２７】
最下水槽１５には、特に図示しないが、循環ポンプや配管などを備えた循環設備が接続されており、この循環設備により最下水槽１５内の水は給水設備１３に還流されるようになっている。
【００２８】
次に、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置１０の作用について説明する。
【００２９】
給水配管１８から上側水槽１２に滴下された水は、上側水槽１２の底面１６の開口１７を通って気液接触材料１１に滴下され、これにより、気液接触材料１１には薄い水膜が形成され、気液接触材料１１は濡れた状態となる。そして、気液接触材料１１を伝わって下側水槽１４に落下した水は開口２０を通って最下水槽１５に落下した後、前記循環設備によって給水設備１３に還流される。
【００３０】
一方、汚染物質除去の対象となる空気は、横向き（図１中の矢印方向）に汚染物質除去装置１０に供給され、気液接触材料１１に形成された水膜と接触し、空気中のアンモニアや二酸化硫黄などの水溶性成分はこの水に溶解され、除去される。この時、気液接触材料１１の上端及び下端はそれぞれ上側水槽１２及び下側水槽１４内の水により水封されているため、気液接触材料１1を通過する空気の一部が気液接触材料１１の上端や下端からバイパスすることがない。したがって、空気と気液接触材料１１との接触時間を十分に確保することができ、気液接触が確実に行われ、空気中の汚染物質の除去効率を高めることができる。
【００３１】
また、気液接触材料１１の下端は下側水槽１４内の水に浸漬されているため、冬季等、空気に加湿を行うことが必要な場合でも、気液接触材料１１は水を吸い上げることにより乾燥を防止することができる。
【００３２】
なお、上記した実施の形態では、下側水槽１４が上側水槽１２と同一の開口２０を備えているが、これは単なる例示に過ぎず、下側水槽の構成については各種変更が可能である。
【００３３】
すなわち、例えば、図２に示すように、下側水槽２１を、気液接触材料１１の下端が浸漬する浸漬部２２と、該浸漬部２２に隣接する排水部２３とを備えるように構成し、浸漬部２２から溢れて排水部２３に流入した水が排水部２３の底面に形成された開口２４から最下水槽１５に落下するように構成したり、或いは、図３に示すように、下側水槽２５を、気液接触材料１１の下端が浸漬する浸漬部２６と、該浸漬部２６に連通する排水部２７とを備えるように構成し、浸漬部２６から排水部２７に流入した水が排水部２７から溢れて最下水槽１５に落下するように構成したりすることもできる。
【００３４】
また、上記した実施の形態では、最下水槽１５の水は循環設備により給水設備１３に還流されるようになっているが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、最下水槽１５に循環設備を設置せず、最下水槽１５内の水がそのまま排水されるように構成したり、或いは、汚染物質除去装置１０を上下方向に複数段直列に設置し、上段の最下水槽１５内の水が直接、気液接触材料１１に滴下されるように構成したり、或いは、給水設備１３が直接、純水供給設備に直結されるように構成したりする等、各種変更が可能である。
【００３５】
さらに、本発明に係る汚染物質除去装置により汚染物質除去の対象となる気体は、上記した空気に限定されるものではなく、本発明は、空気以外の気体中の汚染物質の除去をする場合にも適用可能であることは言う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置の変形例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る汚染物質除去装置の別の変形例を示す概略図である。
【図４】従来の汚染物質除去装置を示す概略図である。
【図５】従来の別の汚染物質除去装置を示す概略図である。
【図６】従来のさらに別の汚染物質除去装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０          汚染物質除去装置
１１          気液接触材料
１２          上側水槽
１３          給水設備
１４          下側水槽
１５          最下水槽
１６          底面
１７          開口（上側水槽）
２０          開口（下側水槽）
２１          下側水槽
２２          浸漬部
２３          排水部
２５          下側水槽
２６          浸漬部
２７          排水部
【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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