(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が円形もしくは矩形の通風路をなし、一側の空気入口から他側の空気出口に向かって空気流が流れる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に配置して空気流を旋回させるガイドベーンと、水噴霧室の空気出口に配置する気液接触メディアと、ガイドベーンと気液接触メディアとの間の空間に水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に配置し、放射状に組み付けた複数の小口径の噴霧口から空気流に向けて噴霧水を高圧噴霧する多頭噴霧水ノズルと、流下する噴霧水を受け止める貯水槽と、貯水槽内の循環水を多頭噴霧水ノズルに循環供給する循環水供給系とを備えたことを特徴とする高風速エアワッシャ。
【請求項２】
気液接触メディアが通風方向に対して傾斜面をなし、水噴霧室に空気流を５〜６ｍ／ｓの高風速で通風することを特徴とする請求項１に記載の高風速エアワッシャ。
【請求項３】
多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の高風速エアワッシャ。
【請求項４】
多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置し、ガイドベーンを多頭噴霧水ノズルの各列に対応して複数箇所に配置し、隣接するガイドベーンを気流旋回方向が相互に逆方向となるように形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の高風速エアワッシャ。
【請求項５】
多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置し、ガイドベーンを多頭噴霧水ノズルの各列に対応して複数箇所に配置し、水噴霧室内に個々のガイドベーンに対応する通風路を形成するメディアを多頭噴霧水ノズルの各列の間に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の高風速エアワッシャ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場等における空気調和装置に係り、空気中の塵埃や有害ガスを除去するとともに、飽和効率の高い加湿を行なう高風速エアワッシャに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアワッシャとしては、例えば図１８に示すものがある。このエアワッシャ１０は、矩形の流路断面を有する本体ケーシング１１の内部に、所定長さの水噴霧室１２を有している。水噴霧室１２は、その一端に形成した空気入口１２ａにおいてダクト（図示せず）に接続しており、このダクトから流入する空気Ａが水噴霧室１２の流路を通って他端に形成した空気出口１２ｂから流出する。
【０００３】
水噴霧室１２には、空気入口１２ａに位置して第１ワッシャメディア１３を配置し、水噴霧室１２の流路の途中に位置して第２ワッシャメディア１４を配置し、空気出口１２ｂに位置して第３ワッシャメディア１５を配置しており、第１ワッシャメディア１３と第２ワッシャメディア１４の間を第１段エアワッシャ部１２ｃとし、第２ワッシャメディア１４と第３ワッシャメディア１５の間を第２段エアワッシャ部１２ｄとしている。各ワッシャメディア１３、１４、１５は、空気流の流路断面とほぼ等しい形状を有し、ポリ塩化ビニルデン系繊維やステンレスの線材等からなり、たとえば２５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の厚みを有するマット状のものである。
【０００４】
水噴霧室１２の内部には、複数の第１段ノズル１６を第１ワッシャメディア１３より下流側の位置に配置するとともに、複数の第２段ノズル１７を第２ワッシャメディア１４より下流側の位置に配置している。第１段ノズル１６は、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディア１３に達する噴霧水を噴霧するものであり、第２段ノズル１７は、空気流とは逆方向に向けて第２ワッシャメディア１４に達しない噴霧水を噴霧するものである。
【０００５】
水噴霧室１２の下流側には、水噴霧室１２を通過した空気に含まれる水滴等を除去するエリミネータ１８が配置してあり、水噴霧室１２の空気出口１２ｂには、水噴霧室１２と同様の流路断面形状を有する所定長さの冷却室１９が接続してある。冷却室１９の内部には冷却器として冷却コイル２０が設けてあり、水噴霧室１２の下流側には送風機（図示せず）が配置してあり、この送風機を作動することによって水噴霧室１２の流路に空気を導く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したエアワッシャ１０においては、水噴霧室１２における風速が２．０〜２．５ｍ／ｓであり、外形寸法の大きな形状を有するために、その形状に見合う大きな設置スペースが必要であり、設置場所が制限される。このため、水噴霧室における風速を高めることにより、必要な風量を確保しながら装置を小型化することが求められる。
【０００７】
しかし、水噴霧室における風速を高風速化すると、水噴霧室を通過する空気と噴霧水との接触時間が短くなってガス除去性能および飽和加湿効率が低下し、風速の高まりに伴って噴霧水がワッシャメディアを通過して下流側へ飛散するキャリアオーバーが増大し、空気流の圧力損失が上昇して送風に必要な動力が増加するなどの問題があった。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、高風速化と小型化を図りながらも、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を具現できる高風速エアワッシャを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１に係る本発明の高風速エアワッシャは、断面形状が円形もしくは矩形の通風路をなし、一側の空気入口から他側の空気出口に向かって空気流が流れる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に配置して空気流を旋回させるガイドベーンと、水噴霧室の空気出口に配置する気液接触メディアと、ガイドベーンと気液接触メディアとの間の空間に水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に配置し、放射状に組み付けた複数の小口径の噴霧口から空気流に向けて噴霧水を高圧噴霧する多頭噴霧水ノズルと、流下する噴霧水を受け止める貯水槽と、貯水槽内の循環水を多頭噴霧水ノズルに循環供給する循環水供給系とを備えた構成としたものである。
請求項２に係る本発明の高風速エアワッシャは、気液接触メディアが通風方向に対して傾斜面をなし、水噴霧室に空気流を５〜６ｍ／ｓの高風速で通風するものである。
請求項３に係る本発明の高風速エアワッシャは、多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置したものである。
【００１０】
上記した構成により、水噴霧室の空気入口から流入する空気流に対し、その流れに対向するように貯水槽からの水を多頭噴霧水ノズルの各小口径の噴霧口から放射状に高圧噴霧し、各位置の多頭噴霧水ノズルから噴霧水を空気流に向けて多段に噴霧する。
噴霧水は空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに空気流に乗って気液接触メディアに達し、気液接触メディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。気液接触メディアに達した噴霧水は、気液接触メディアに付着した塵埃を洗い流して流下するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽へ流入する。この貯水槽に滞留する循環水を、循環水供給系を通って再び多頭噴霧水ノズルから噴霧する。
【００１１】
このように噴霧水は、多頭噴霧水ノズルから放射状で広範囲に、かつ細かな噴霧水粒径（平均６０〜９０μｍ）で噴霧し、各位置の多頭噴霧水ノズルから空気流に向けて多段に繰り返し噴霧することで、空気流と噴霧水の接触効率が高くなるので、水噴霧室に空気流を高風速（５〜６ｍ／ｓ）で通風し、空気流量に対する噴霧水量の割合を低く設定しても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化（従来の２〜３倍）と小型化（水噴霧室の空気通過断面積が従来の１／２〜１／３）を実現できる。
【００１２】
噴霧水を微細化するために高圧噴霧（噴霧水圧：０．６〜１．２ＭＰａ）するが、ガス除去性能と飽和加湿効率を満たす噴霧水量が従来の１／３〜１／６の少ない噴霧水量（空気流重量の０．０８〜０．１６％）となることで、噴霧に要する消費動力は従来と同程度以下である。
しかも、微細な噴霧水を多段に噴霧して空気流と噴霧水の接触効率を高くしているので、気液接触メディアは、その設置数を少なくできる。また、気液接触メディアは、その気液接触面が通風方向に対して傾斜する円錐形もしくはＶ字形の形状を有するので、水噴霧室の空気流通過断面積に対して大きな気液接触面積を得ることができる。このため、気液接触メディアにおける噴霧水の捕捉率が高まるので、水噴霧室の空気出口にのみに設置しても十分に噴霧水を捕捉することができ、水噴霧室に空気流を高風速で通風しても、圧力損失とキャリアオーバーを従来と同等程度以下に抑制することができる。
【００１３】
また、水噴霧室の空気入口に設けたガイドベーンによって、水噴霧室を流れる空気流を旋回させることにより、多頭噴霧水ノズルから広範囲に噴霧する噴霧水と空気流との接触効率が高くなり、水噴霧室に空気流を高風速で通風する状態においても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。
【００１４】
請求項４に係る本発明の高風速エアワッシャは、多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置し、ガイドベーンを多頭噴霧水ノズルの各列に対応して複数箇所に配置し、隣接するガイドベーンを気流旋回方向が相互に逆方向となるように形成したものである。
【００１５】
上記した構成により、水噴霧室内に複数の旋回空気流が生起し、隣接する旋回空気流が相互に逆方向に旋回することで、空気流の旋回が互いに阻害されることがなく、多頭噴霧水ノズルから広範囲に噴霧する噴霧水と空気流との接触効率が高くなり、水噴霧室に空気流を高風速で通風する状態においても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。
【００１６】
請求項５に係る本発明の高風速エアワッシャは、多頭噴霧水ノズルを水噴霧室内の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置し、ガイドベーンを多頭噴霧水ノズルの各列に対応して複数箇所に配置し、水噴霧室内に個々のガイドベーンに対応する通風路を形成するメディアを多頭噴霧水ノズルの各列の間に配置したものである。
【００１７】
上記した構成により、水噴霧室内に複数の旋回空気流が生起し、干渉防止メディアによって相互の干渉を防止する状態で、各旋回空気流が各通風路を流れることで、多頭噴霧水ノズルから広範囲に噴霧する噴霧水と空気流との接触効率が高くなる。しかも、干渉防止メディアを金網状等とすることで、干渉防止メディアに衝突した噴霧水が更に微細化するので、水噴霧室に空気流を高風速で通風する状態においても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。
【００１８】
【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。図１〜図３に示すように、エアワッシャ１１は、矩形（円形でも良い）の流路断面を有する本体ケーシング１２の内部に、所定長さ（１．５〜１．８ｍ）の水噴霧室１３を有している。水噴霧室１３は、その一端に形成した空気入口１３ａにおいてダクト（図示せず）に接続しており、このダクトから流入する空気Ａが水噴霧室１３の流路を通って他端に形成した空気出口１３ｂから流出する。
【００１９】
水噴霧室１３には、空気入口１３ａに空気流を旋回させるガイドベーン１４を配置し、空気出口１３ｂに位置して気液接触メディア１５を配置しており、気液接触メディア１５は、通風方向に対して傾斜面をなす円錐形もしくはＶ字形の形状をなし、ポリ塩化ビニルデン系繊維等の合成樹脂やステンレスの線材等の金属繊維からなり、たとえば５０ｍｍ程度の厚みを有するマット状のものである。
【００２０】
水噴霧室１３の内部には、空気流に向けて噴霧水を高圧噴霧する複数の多頭噴霧水ノズル１６が、水噴霧室１３の通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に配置してある。図４〜図６に示すように、各多頭噴霧水ノズル１６は、小口径の噴霧口１７ａを有する複数のノズルチップ１７を放射状に組み付けたものである。
【００２１】
水噴霧室１３の下流には、流下する噴霧水を受け止める貯水槽１８が設けてあり、貯水槽１８に滞留する循環水を多頭噴霧水ノズル１６に循環供給する循環水供給系１９が水噴霧室１３の下部に連通して設けてある。
循環水供給系１９は、貯水槽１８の下部に開口する吸込管２０と、吸込管２０に接続した循環ポンプ２１と、循環ポンプ２１を駆動するモータ２２と、循環ポンプ２１の吐出口に接続して水噴霧室１３の上方にまで延びる吐出管２３と、吐出管２３から分岐して水噴霧室１２に垂直方向に配設した複数の分岐管２４とからなり、各分岐管２４に複数の多頭噴霧水ノズル１６を設けている。
【００２２】
貯水槽１８には、オバーフロー管２５と、補給水として清浄水を供給する補給水供給管２６が連通している。水噴霧室１３の下流側には、水噴霧室１３の空気出口１３ｂに接続して冷却室２７を設けており、冷却室２７の内部には冷却器として冷却コイル２８が設けてある。冷却室２７の下方にはドレンパン２９が形成してある。水噴霧室１３の下流側には送風機（図示せず）が配置してあり、この送風機を作動することによって水噴霧室１３の流路に空気を導く。
【００２３】
上記した構成における作用を説明する。空気Ａは空気入口１３ａからガイドベーン１４を通して水噴霧室１３に流入する。空気流はガイドベーン１４に案内されて旋回し、旋回空気流となって水噴霧室１３を流れる。
この旋回空気流に向けて、貯水槽１８からの循環水を多頭噴霧水ノズル１６の噴霧口１７ａから放射状に、０．６〜１．２ＭＰａの噴霧水圧で高圧噴霧し、かつ各位置の多頭噴霧水ノズル１６から多段に噴霧する。
【００２４】
噴霧水は空気中の塵埃や有害ガスに衝突し、衝突した空気中の塵埃や有害ガスが噴霧水とともに旋回空気流に乗って気液接触メディア１５に達し、気液接触メディア１５が塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
気液接触メディア１５に達した噴霧水は、気液接触メディア１５に付着した塵埃を洗い流して流下するとともに有害ガスを取り込んで貯水槽１８へ流入する。この貯水槽１８に滞留する循環水を、循環水供給系１９を通って再び多頭噴霧水ノズルから噴霧する。
【００２５】
このように噴霧水を、多頭噴霧水ノズル１６から放射状で広範囲に、かつ高圧噴霧することで平均６０〜９０μｍの細かな噴霧水粒径で噴霧し、各位置の多頭噴霧水ノズル１６から旋回空気流に向けて多段に繰り返し噴霧することで、空気流と噴霧水の接触効率が高くなる。
このため、水噴霧室１３に空気流を５〜６ｍ／ｓの高風速で通風し、空気流量に対する噴霧水量の割合を低く設定しても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、従来の２〜３倍の高風速化と、水噴霧室１３の空気通過断面積を従来の１／２〜１／３とする小型化を実現できる。
【００２６】
噴霧水を微細化するために高圧噴霧するが、ガス除去性能と飽和加湿効率を満たす噴霧水量が空気流重量の０．０８〜０．１６％でよく、従来の１／３〜１／６の少ない噴霧水量となることで、噴霧に要するモータ２２の消費動力は従来と同程度以下である。
気液接触メディア１５は、水噴霧室１３の下流のみに設置し、その気液接触面が通風方向に対して傾斜する円錐形もしくはＶ字形の形状を有するので、水噴霧室１３の空気流通過断面積に対して大きな気液接触面積を得ることができる。このため、気液接触メディアにおける噴霧水の捕捉率が高まるので、水噴霧室１３の空気出口１３ｂにのみに設置しても十分に噴霧水を捕捉することができ、水噴霧室１３に旋回空気流を高風速で通風しても、圧力損失とキャリアオーバーを従来と同等程度に抑制することができる。気液接触メディア１５を通過した空気は、浄化して十分に加湿した清浄な空気として空気出口１３ｂから冷却室２７に導き、冷却コイル２８によって所定温度に冷却する。
【００２７】
上述した過程において、循環水は空気の加湿に伴って減少するので、この循環水の減少量を補うとともに、循環水中の有害ガス濃度を一定値以下に維持するために必要な必要補給水量の補給水を補給水供給管２６から供給する。
図７〜図９は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省略する。図７〜図９において、冷却室２７の上流側にはそれぞれ独立した複数の水噴霧室１３を設け、各水噴霧室１３にガイドベーン１４、気液接触メディア１５、多頭噴霧水ノズル１６を設けている。
【００２８】
図１０〜図１２は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省略する。図１０〜図１２において、多頭噴霧水ノズル１６は、通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置している。ガイドベーン１４は、多頭噴霧水ノズル１６の各列に対応して複数箇所に配置し、図１３に示すように、隣接するガイドベーン１６を気流旋回方向が相互に逆方向となるように形成している。
【００２９】
この構成により、水噴霧室１３の内部に複数の旋回空気流が生起し、隣接する旋回空気流が相互に逆方向に旋回することで、空気流の旋回が互いに阻害されることがなく、多頭噴霧水ノズル１６から広範囲に噴霧する噴霧水と空気流との接触効率が高くなり、水噴霧室１３に空気流を高風速で通風する状態においても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。
【００３０】
図１４〜図１６は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省略する。図１４〜図１６において、多頭噴霧水ノズル１６は、通風方向に沿って所定距離を隔てた複数箇所に列状に、かつ平行な複数の列状に配置している。ガイドベーン１４は多頭噴霧水ノズル１６の各列に対応して複数箇所に配置しており、水噴霧室１３の内部には個々のガイドベーン１４に対応する通風路を形成する干渉防止メディア３１を多頭噴霧水ノズル１６の各列の間に配置している。この干渉防止メディア３１は、金網もしくはパンチングメタルで形成する。図１７に示すように、隣接するガイドベーン１６は気流旋回方向が相互に逆方向となるように形成している。
【００３１】
この構成により、水噴霧室１３の内部に複数の旋回空気流が生起し、干渉防止メディア３１によって相互の干渉を防止する状態で、各旋回空気流が各通風路を流れることで、多頭噴霧水ノズル１６から広範囲に噴霧する噴霧水と空気流との接触効率が高くなる。しかも、干渉防止メディアに衝突した噴霧水が更に微細化するので、水噴霧室１３に空気流を高風速で通風する状態においても、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、噴霧水を多頭噴霧水ノズルから放射状で広範囲に、かつ細かな噴霧水粒径で噴霧し、各位置の多頭噴霧水ノズルから多段に繰り返し噴霧することで、空気流と噴霧水との接触効率が高くなるので、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができ、高風速化と小型化を実現できる。気液接触メディアを円錐形もしくはＶ字形の形状として気液接触面積を増加して噴霧水の捕捉率を高めることで、高風速化しても圧力損失とキャリアオーバーを従来と同等程度に抑制することができる。ガイドベーンによって空気流を旋回させることにより、噴霧水と空気流との接触効率をさらに高めることができ、確実なガス除去性能と高い飽和加湿効率を得ることができる。小型化によって設置場所の制約がなくなり、既設のダクトの途中に本装置を設置することで、既設の空気調和装置の機能向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図２】同エアワッシャの縦断面図である。
【図３】同エアワッシャの正面図である。
【図４】同エアワッシャにおける多頭噴霧水ノズルの断面図である。
【図５】同多頭噴霧水ノズルの側面図である。
【図６】同多頭噴霧水ノズルの正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図８】同エアワッシャの縦断面図である。
【図９】同エアワッシャの正面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図１１】同エアワッシャの縦断面図である。
【図１２】同エアワッシャの正面図である。
【図１３】同エアワッシャにおける空気流の旋回方向を示す模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの平断面図である。
【図１５】同エアワッシャの縦断面図である。
【図１６】同エアワッシャの正面図である。
【図１７】同エアワッシャにおける空気流の旋回方向を示す模式図である。
【図１８】従来のエアワッシャの構成を示す平断面図である。
【符号の説明】
１１  エアワッシャ
１２  本体ケーシング
１３  水噴霧室
１３ａ  空気入口
１３ｂ  空気出口
１４  ガイドベーン
１５  気液接触メディア
１６  多頭噴霧水ノズル
１７  ノズルチップ
１７ａ  噴霧口
１８  貯水槽
１９  循環水供給系
２０  吸込管
２１  循環ポンプ
２２  モータ
２３  吐出管
２４  分岐管
２５  オバーフロー管
２６  補給水供給管
２７  冷却室
２８  冷却コイル
２９  ドレンパン
３１  干渉防止メディア
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004318355.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004318355.tif 000016
【図１６】
0004318355.tif 000017
【図１７】
0004318355.tif 000018
【図１８】
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