(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入口から空気出口に向かってエアワッシャ本体内を流通する空気に、エアワッシャ本体内に設けられた水噴霧室において水噴霧室内の空気流とは逆方向に水をノズルから噴霧し、空気中の塵埃、有害ガスを除去する空気浄化方法において、
噴霧水にＣａ2+イオンを添加するため、水槽とノズルとを循環ポンプにより循環する水に、ＣａＣＯ3を添加して、空気中のＳＯ2を除去し、
かつ、水槽内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないように、ＣａＳＯ4のイオン濃度の値がＣａＳＯ4のイオン積を超えないように制御する
ことを特徴とする空気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームなどのように清浄空気を必要とする設備に有利に適用できる空気浄化方法に関する。
【図１】
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のエアワッシャとしては、例えば、特開平５−４４９５９号公報、特開平７−９６１２２号公報などに開示されるものが知られている。
図３は、従来のエアワッシャを適用した空気浄化調和装置１を示す。
この空気浄化調和装置１は、空気導入口３と空気導出口４を有するケーシング２と、ケーシング２内で空気導入口３側に配されるプレフィルタ５と、プレフィルタ５の下流側に配されるエアワッシャ６と、エアワッシャ６の下流側に配される冷却コイル１８と、冷却コイル１８の下流側に配される加熱コイル１９と、加熱コイル１９の下流側に配されるファン２０と、このファン２０の下流側に配されるケミカルフィルタ２１とで構成されている。
【０００３】
そして、エアワッシャ６は、空気入口８、空気出口９および水槽１０を有するエアワッシャ本体７と、エアワッシャ本体７内に設けられた水噴霧室１１と、水噴霧室１１に設けられ水噴霧室１１内の空気流１４とは逆方向に噴霧水１３を発生するノズル１２と、水槽１０からノズル１２に水を循環する循環ポンプ１５と、空気入口８側および空気出口９側に設けられたエリミネータ１６，１７を備えている。
【０００４】
このように構成された空気浄化調和装置１によれば、外気はファン２０によって矢印で示すように空気導入口３からケーシング２内に導入されると、先ず、プレフィルタ５で粗い塵などが除去された後、エアワッシャ６へ流入する。
エアワッシャ６では、水噴霧室１１内の略中央には空気流１４方向に延びる仕切板（図示せず）が配置され、仕切板にノズル１２からの噴霧水１３を衝突させる。すると、この噴霧水１３に衝突した空気中の塵埃が、噴霧水１３とともに仕切板に衝突し仕切板の表面に形成される水膜に捕えられ、水膜の落下とともに仕切板に沿って落下され、水噴霧室１１内における塵埃の除去効率が向上される。同時に、エアワッシャ６によって、空気中のＳＯ2、ＮＨ3などの化学物質が水に溶け込んで除去される。
【０００５】
エアワッシャ６の下流側のエリミネータ１７では、水噴霧室１１内を通過した空気に含まれる水滴などが除去される。
そして、冷却コイル１８、加熱コイル１９により熱交換され、さらに、ケミカルフィルタ２１によって空気中の有害成分が吸着された後、空気導出口４からケーシング２外に連絡する例えばクリーンルームなどに給送される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種のエアワッシャ６においては、空気中のＳＯ2を吸収除去する場合、水槽１０内の水に溶け込んだＳＯ2の量が多くなると、ＳＯ2の濃度の上昇に伴って空気中のＳＯ2の除去率が低下するという問題があった。そのため、従来のエアワッシャ６では、ＳＯ2の所定の除去率を確保するために、補給水を頻繁に補う必要があった。
【０００７】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、補給水量を増加することなく空気中のＳＯ2を吸着除去することができる空気浄化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の空気浄化方法は、空気入口から空気出口に向かってエアワッシャ本体内を流通する空気に、エアワッシャ本体内に設けられた水噴霧室において水噴霧室内の空気流とは逆方向に水をノズルから噴霧し、空気中の塵埃、有害ガスを除去する空気浄化方法において、噴霧水にＣａ2+イオンを添加するため、水槽とノズルとを循環ポンプにより循環する水に、ＣａＣＯ3を添加して、空気中のＳＯ2を除去し、かつ、水槽内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないように、ＣａＳＯ4のイオン濃度の値がＣａＳＯ4のイオン積を超えないように制御することを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１の空気浄化方法においては、空気入口から空気出口に向かってエアワッシャ本体内を流通する空気に、エアワッシャ本体内に設けられた水噴霧室において水噴霧室内の空気流とは逆方向に噴霧水をノズルから噴霧し、空気中の塵埃、有害ガスを除去するに当たり、噴霧水にＣａ2+イオンを添加するため、水槽とノズルとを循環ポンプにより循環する水に、ＣａＣＯ3を添加して、空気中のＳＯ2を除去し、かつ、水槽内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないように、ＣａＳＯ4のイオン濃度の値がイオン積を超えないように制御し、空気中のＳＯ2を水槽内においてＣａＳＯ4にしてＳＯ2を除去するとともに、水槽内のＳＯ2をＣａＳＯ4にして安定化し、噴霧水中のＳＯ2の含有率を低減し、効率よく空気中のＳＯ2を除去することができる。
水噴霧室内を通過した空気に含まれる水滴などは、エリミネータにより除去される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る空気浄化方法の一実施形態をエアワッシャを適用した空気浄化調和装置５０を用いて説明する説明図である。
この空気浄化調和装置５０は、空気導入口５３と空気導出口５４を有するケーシング５２と、ケーシング５２内で空気導入口５３側に配されるプレフィルタ５５と、プレフィルタ５５の下流側に配されるエアワッシャ５６と、エアワッシャ５６の下流側に配される冷却コイル７８と、冷却コイル７８の下流側に配される加熱コイル７９と、加熱コイル７９の下流側に配されるファン８０と、このファン８０の下流側に配されるケミカルフィルタ８１とで構成されている。
【００１６】
そして、エアワッシャ５６は、空気入口５８、空気出口５９および水槽６０を有するエアワッシャ本体５７と、エアワッシャ本体５７内に設けられた水噴霧室６１と、水噴霧室６１に設けられ水噴霧室６１内の空気流６４とは逆方向に噴霧水６３を発生するノズル６２と、ノズル６２と水槽６０を連絡する管路６６と、管路６６中に設けられて水槽６０からノズル６２に水を循環する循環ポンプ６５と、循環ポンプ６５の下流側において管路６６中に設けられたＣａ2+イオンの添加量をチェックする電導度計６７と、循環ポンプ６５の導入側と吐出側を挟んで管路６６に連絡する分岐管路６８と、この分岐管路６８中に設けたＣａＣＯ3を充填したタンク６９と、タンク６９の上流側の分岐管路６８中に設けた流量計７０と、流量計７０の上流側の分岐管路６８中に設けた流量調整バルブ７１と、開閉弁７３を備えて水槽６０に連絡する給水管路７２と、流量計７５を備えて水槽６０に連絡する排水管路７４と、空気入口５８側および空気出口５９側に設けられたエリミネータ７６，７７を備えている。
【００１７】
次に、このように構成された本実施形態に係る空気浄化調和装置５０を用いた空気浄化方法を説明する（請求項１に対応する）。
ファン８０によって外気が矢印で示すように空気導入口５３からケーシング５２内に導入されると、先ず、プレフィルタ５５で粗い塵などが除去された後、エアワッシャ５６へ流入する。
【００１８】
エアワッシャ５６では、空気入口５８から空気出口５９に向かってエアワッシャ本体５７内を流通する空気に、エアワッシャ本体５７内に設けられた水噴霧室６１において水噴霧室６１内の空気流６４とは逆方向に噴霧水６３をノズル６２から噴霧し、空気中の塵埃、有害ガスを除去するに当たり、Ｃａ2+イオンを添加した噴霧水６３を空気に噴霧し、空気中のＳＯ2を水槽６０内においてＣａＳＯ4にしてＳＯ2を除去するとともに、水槽６０内のＳＯ2をＣａＳＯ4にして安定化し、噴霧水６３中のＳＯ2の含有率を低減し、効率よく空気中のＳＯ2を除去することができる。
【００１９】
水噴霧室６１内を通過した空気に含まれる水滴などは、エリミネータ７７により除去される。
そして、冷却コイル７８、加熱コイル７９により熱交換され、さらに、ケミカルフィルタ８１によって空気中の有害成分が吸着された後、空気導出口５４からケーシイング５２外に連絡する例えばクリーンルームなどに給送される。
【００２０】
ここで、噴霧水６３中にＣａ2+イオンを添加する方法を説明する。
管路６６に連絡する分岐管路６８に設けた流量調整弁７１を制御して、水槽６０からの水の一部を分岐管路６８に取り込み、ＣａＣＯ3を充填したタンク６９を通過させ、Ｃａ2+イオンを添加した水を管路６６へ導く。
これにより、管路６６内をＣａ2+イオンを添加した水が循環ポンプ６５により送り出される。
【００２１】
この時、管路６６に設けた電導度計６７でＣａ2+イオン濃度に相当する量を計測し、その値が予め定められた量となるように、流量調整弁７１を操作する。
なお、電導度計６７を用いずに、流量調整弁７１を操作して、ＣａＣＯ3を充填したタンク６９を流れる水量を、予め定めた流量に固定することができる。
次に、水槽６０内で空気中から溶け込んだＳＯ2がＣａＳＯ4として存在するための維持方法を説明する。
【００２２】
空気中のＳＯ2は、水に溶け込んで次の化学式（１）のように平衡になる。
【化１】
0003943213.tif 000002
この平衡が右に進めば、空気中のＳＯ2は水中に取り込まれ除去できる。そこで、ＳＯ42-の負イオンの相手としてＣａ2+の正イオンを添加すると、平衡は右に進み安定する。
【００２３】
Ｃａ2+イオンの添加方法として、次の化学式（２）の平衡を利用する。
【化２】
0003943213.tif 000003
ＣａＣＯ3はＳＯ42-イオンにより弱酸であるＣＯ32-イオンとＳＯ42-イオンが置き換わり、次の化学式（３）に示す反応が起こる。
【化３】
0003943213.tif 000004
ここで、ＣＯ2が発生するが、ＣＯ2は汚染物質ではないことと、微量であることから問題とはならない。例えば、半導体工場におけるクリーンルームに適用しても、ＣＯ2が半導体に悪影響を与えることはない。
【００２４】
また、次の化学式（４）に示す平衡反応からＣａＳＯ4が粒子として析出してこないようにするために、ＣａＳＯ4のイオン積の値よりイオン濃度が多くならないように、一定量排水し、新しい水をその分供給する。
すなわち、ＣａＳＯ4のイオン積の値よりイオン濃度が多くならないようにするためには、数式（１）に示すように、新しい供給量（補給水量）を調整する。
【化４】
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【数１】
0003943213.tif 000006
以上のように、本実施形態によれば、外気中に含まれているＳＯ2に対し、Ｃａ2+イオンを添加した水を噴霧水６３として噴霧し、空気中のＳＯ2を水槽６０内に導き、水槽６０においてＣａＳＯ4のイオン積の値よりイオン濃度が多くならないように制御することにより、水槽６０内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないようにすることができる。
【００２５】
このため、水槽６０内に吸収したＳＯ2が水中に導入されても、Ｃａ2+イオンによりＳＯ2を安定なＣａＳＯ4として水中に存在させることが可能となり、従来のように水中のＳＯ2によって空気中のＳＯ2を除去し難くなることが無くなる。
例えば、図１の空気浄化調和装置５０において、外気の風量１０，０００ｍ3／ｈｒ、ＳＯ2濃度１０ｐｐｂ（４×１０-3ｍｏｌ／ｈｒ）とした場合、ＣａＣＯ3の添加量は、ＳＯ2濃度と等モル（４×１０-3ｍｏｌ／ｈｒ）となる。
【００２６】
すなわち、ＣａＣＯ3の添加量は、４×１０-3ｍｏｌ／ｈｒ×１００（ＣａＣＯ3の分子量）＝０．４ｇ／ｈｒである。
一方、水槽６０内でＣａＳＯ4が粒子として析出しないためのＣａＳＯ4の濃度は、３．１６×１０-3ｍｏｌ／ｌである。
ここで、ＣａＳＯ4のイオン積は、〔Ｃａ2+〕〔ＳＯ42-〕＝１．０×１０-5ｍｏｌ／ｌである。
【００２７】
図２は、循環ポンプ６５とＣａＣＯ3を充填したタンク６９との配列を変えた例を示す。
この場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の空気浄化方法においては、空気中の塵埃、有害ガスを除去するに当たり、噴霧水にＣａ2+イオンを添加するため、水槽とノズルとを循環ポンプにより循環する水に、ＣａＣＯ3を添加して、空気中のＳＯ2を除去し、かつ、水槽内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないように、ＣａＳＯ4のイオン濃度の値がイオン積を超えないように制御するので、空気中のＳＯ2を水槽内においてＣａＳＯ4にしてＳＯ2を除去するとともに、水槽内のＳＯ2をＣａＳＯ4にして安定化し、噴霧水中のＳＯ2の含有率を低減し、効率よく空気中のＳＯ2を除去することができる。
【００２９】
このため、従来の純水を用いた場合に比べて、同様の除去率を得るために必要な補給水量を１／１０００にまで低減することができる。
しかも、ＣａＳＯ4のイオン濃度がイオン積の値を超えないように制御できるので、水槽内にＣａＳＯ4が粒子として析出しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る空気浄化方法の一実施形態をエアワッシャを適用した空気浄化調和装置を用いて説明する説明図である。
【図２】  本発明に係る空気浄化方法の一実施形態をエアワッシャを適用した別の空気浄化調和装置を用いて説明する説明図である。
【図３】  従来のエアワッシャを適用した空気浄化調和装置を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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