(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス吸入口(１２ａ)および排ガス吐出口(１２ｂ)を有するケーシング(１２)と、そのケーシング(１２)内に配置されると共に回転軸(１８)に支持された羽根車(１４)と、その羽根車(１４)内に洗浄液(２０)を噴出するノズル(１６)とを備え、上記の羽根車(１４)を回転させて上記の排ガス吸入口(１２ａ)を介して粉塵および洗浄液可溶性成分を含む排ガス(Ｅ)を吸入し、上記ノズル(１６)から噴出させた洗浄液(２０)に排ガス(Ｅ)中の粉塵および洗浄液可溶性成分を捕捉させて排ガス(Ｅ)中に含まれるこれらの成分を除去する排ガス浄化装置において、
上記の回転軸(１８)が鉛直方向に配置されて上記の羽根車(１４)が水平方向に回転し、
上記の排ガス吸入口(１２ａ)が上記ケーシング(１２)の底面に開設され、
上記の排ガス吐出口(１２ｂ)が上記ケーシング(１２)の側周壁に穿設されると共に、その排ガス吐出口(１２ｂ)にはアウトレット二重管(３０)が連通接続されており、当該排ガス吐出口(１２ｂ)より上記ケーシング(１２)の外に排出された排ガス(Ｅ)の一部が上記アウトレット二重管(３０)を介して再び上記の排ガス吸入口(１２ａ)へと戻される、
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１の排ガス浄化装置において、
前記の羽根車(１４)の側周面にデミスター(２２)が配設されている、ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２の排ガス浄化装置と、排ガスを熱分解する分解炉とを備える排ガス除害装置であって、
少なくとも上記の分解炉の前段に上記の排ガス浄化装置が設置される、ことを特徴とする排ガス除害装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の微細な粉塵および洗浄液可溶性成分(以下、単に「粉塵等」とも言う。)を効率的に除去する排ガス浄化装置と、これを用いた排ガス除害装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排ガス浄化装置には、従来では、下記の特許文献１(日本国・特開２００３−１４４８２６号公報)に記載されたファンスクラバーがある。その従来技術は、次のように構成されている。
排ガス吸込口及び排ガス吐出口を備えたケーシングと該ケーシング内に配置された回転する羽根車と、該羽根車内に洗浄液を噴出するノズルとを具備する。上記の羽根車の中心部に排ガス吸込口からのダストを含む排ガスを吸込むと共に、ノズルから洗浄液を噴出し、該洗浄液の微粒に排ガス中に含まれるダストを捕獲させて該排ガス中のダストを除去する際に、ケーシング内の羽根車の略全周囲に該羽根車を出る排ガス及び洗浄液の微粒が衝突する衝突板を連続的に配置する。【０００３】
上記の従来技術によれば、ケーシング内の羽根車の略全周に該羽根車を出る排ガス及び洗浄液の微粒が衝突する衝突板を配置したので、羽根車を出た排ガス及び洗浄液の微粒は衝突板に衝突し、該羽根車の略全周で乱流を発生させる。そして、この乱流により、排ガスと洗浄液の微粒の混合や、大きな洗浄液の液滴が衝突板に衝突したときに飛び散る微細な液滴の生成を促進させ、排ガス中の微細なダスト等の除去率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４４８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来技術は次の問題がある。
ケーシング内の羽根車の略全周に衝突板を配置しているが、かかる衝突板を設けなくとも、羽根車を出た排ガス及び洗浄液の微粒がケーシングの内壁に衝突することによって該衝突板を配置した際と略同様の効果を得ることができ、ダストの除去効率が期待するほど向上しないという問題があった。
また、ケーシング内にこのような固定式の衝突板を設けた場合、この衝突板の表面に洗浄液で捕獲したダストが徐々に堆積して行き、最悪の場合には装置を止めて定期的且つ頻繁にメンテナンスをしなければならないという問題もあった。
さらに、羽根車を出た排ガスは、その全量がそのまま排ガス吐出口を経てワンパスで外部へと放出されてしまうため、この装置の後に別の排ガス処理手段が設けられていない場合には、依然として多くのダストを含んだままの排ガスが大気中へと排出されるという問題もあった。【０００６】
それゆえに、本発明の主たる目的は、排ガス中の微細な粉塵等の除去率を向上させることができる排ガス浄化装置と、そのような装置を用いた排ガスの除害効率に優れる排ガス除害装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、図１および図２に示すように、排ガス浄化装置１０を次のように構成した。
すなわち、排ガス吸入口１２ａおよび排ガス吐出口１２ｂを有するケーシング１２と、そのケーシング１２内に配置されると共に回転軸１８に支持された羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するノズル１６とを備え、上記の羽根車１４を回転させて上記の排ガス吸入口１２ａを介して粉塵および洗浄液可溶性成分を含む排ガスＥを吸入し、上記ノズル１６から噴出させた洗浄液２０に排ガスＥ中の粉塵および洗浄液可溶性成分を捕捉させて排ガスＥ中に含まれるこれらの成分を除去する。
そして、上記の回転軸１８が鉛直方向に配置されて上記の羽根車１４が水平方向に回転すると共に、上記の排ガス吸入口１２ａが上記ケーシング１２の底面に開設されることを特徴とする。【０００８】
この発明は、例えば、次の作用を奏する。
羽根車１４を支持する回転軸１８が鉛直方向に配置されて上記の羽根車１４が水平方向に回転するので、その羽根車１４を出た排ガスＥおよび洗浄液２０は気液接触しながら水平方向へと飛ばされ、ケーシング１２の内壁に衝突する。そうすると、当該内壁の壁面に衝突した洗浄液２０とこれに捕捉された粉塵とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって内壁を伝って流下するようになる。また、これと同時に洗浄液２０には洗浄液可溶性成分が溶解・蓄積するようになる。ここで、ケーシング１２の底面には、排ガス吸入口１２ａが開設されているので、ケーシング１２の内壁面で蓄積された洗浄液２０と、これに捕捉された粉塵および洗浄液可溶性成分との大半は、当該排ガス吸入口１２ａを介してケーシング１２の外へと排出される。【０００９】
本発明においては、前記の羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設するのが好ましい。
この場合、羽根車１４に吸引される排ガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵および洗浄液可溶性成分の捕捉効率を向上させることができる。
また、デミスター２２を羽根車１４の側周面に配設することにより、このデミスター２２には常に遠心力が作用することとなる。このため、排ガスＥ中の粉塵によって、このデミスター２２が目詰まりを起こすのを効果的に予防することができる。【００１０】
また、本発明においては、前記の排ガス吐出口１２ｂが前記ケーシング１２の側周壁に穿設されると共に、その排ガス吐出口１２ｂにはアウトレット二重管３０が連通接続されており、当該排ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出された排ガスＥの一部が上記アウトレット二重管３０を介して再び前記の排ガス吸入口１２ａへと戻されるようにするのが好ましい。
この場合、排ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになり、排ガスＥ中の粉塵および洗浄液可溶性成分の除去率をより一層向上させることができる。
【００１１】
また、第２の発明にかかる排ガス除害装置は、上記の本発明の排ガス浄化装置１０と、排ガスＥを熱分解する分解炉とを備える排ガス除害装置であって、少なくとも上記の分解炉の前段に上記の排ガス浄化装置１０が設置されることを特徴とする。【００１２】
この発明では、少なくとも分解炉の前段に粉塵および洗浄液可溶性成分の除去効率が極めて高い排ガス浄化装置１０を設置しているので、分解炉が口径の小さな多数の配管で構成された多管式の熱交換器などを備えている場合であっても、そのような配管内での粉塵の堆積を効果的に防止することができ、その結果、排ガスの除害効率を向上させることができる。【００１３】
さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、排ガス中の微細な粉塵等の除去率を向上させることができる排ガス浄化装置と、そのような装置を用いた排ガスの除害効率に優れる排ガス除害装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の排ガス浄化装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の羽根車における天板の一部を切り欠いた部分切欠き平面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の羽根車における天板の一部を切り欠いた部分切欠き平面図である。
【図４】本発明の他の実施形態の排ガス浄化装置の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１および図２によって説明する。
図１は、本発明の一実施形態の排ガス浄化装置１０の概要を示す図である。この図が示すように、本実施形態の排ガス浄化装置１０は、排ガス吸入口１２ａおよび排ガス吐出口１２ｂを有するケーシング１２と、そのケーシング１２内に配置されると共に回転軸１８に支持された羽根車１４と、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するノズル１６とが、ステンレスなどの金属からなる気密かつ堅牢な筐体２４内に収容されて構成されている。なお、この筐体２４の形状は特に限定されるものではなく、四角柱状でもよいし円柱状でもよい。図示実施形態では、筐体２４が四角柱状にて形成されており、その天井面を構成する天板２６には、対角線上の互いに離間した位置に排ガス導入口２６ａおよび排ガス排出口２６ｂが穿設される。そして、排ガス導入口２６ａには、(図示しないが)排ガス発生源に通じる配管が接続されるインレット短管２８が嵌挿されており、排ガス排出口２６ｂには、処理済の排ガスＥを筐体２４外へと排出するアウトレット二重管３０が嵌挿されている。なお、このアウトレット二重管３０の詳細については後述する。
【００１７】
また、天板２６の中央部には開口２６ｃが設けられ、その天板２６中央の上部には、当該開口２６ｃに回転軸１８を挿通した状態で羽根車１４を回転駆動させるモーター３２が設置される。
この天板２６の中央下部には、短円筒状の管壁３４であって、ケーシング１２の側周壁となる管壁３４が垂設されている。このため、本実施形態では、筐体２４の天板２６の中央部分がケーシング１２の天板として供用されている。また、上記の管壁３４の下端部には、管壁３４内に後述する羽根車１４を収容した後、中央に排ガス吸入口１２ａとなる開口が設けられたリング状の底板３６が取り付けられてケーシング１２が完成する。そして、ケーシング１２の側周壁となる管壁３４の排ガス排出口２６ｂに近接する位置に、上記のアウトレット二重管３０に連通し、羽根車１４を通過した排ガスＥをケーシング１２内から吐出させるための排ガス吐出口１２ｂが穿設される。
【００１８】
ここで、排ガス吐出口１２ｂに連通するアウトレット二重管３０について説明すると、このアウトレット二重管３０は、排ガス排出口２６ｂに嵌挿されてその側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その上部が第１管体３０ａと同じ口径の管体で構成され、レデューサ３８を介してその下部の口径が縮小されると共に、縮径された下部が第１管体３０の上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとを備える。そして、第２管体３０ｂの下端４２は、排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置される。このため、排ガス吐出口１２ｂから吐出された排ガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から第２管体３０ｂ内へと流入(遡上)して行くが、残りの部分(排ガスＥの残りと排ガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。なお、羽根車１４を通過し、排ガス吐出口１２ｂより吐出された排ガスＥのうち、どれ位の量を第２管体３０ｂ側へと送給させるかについては、筐体２４の容量、羽根車１４を回転させるモーター３２の回転数、第１管体３０ａおよび／または第２管体３０ｂの長さや口径などを適宜設定することによって調節することができる。
【００１９】
羽根車１４は、円盤状の天板４６と、天板４６の周縁部の下面に、当該天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させると共に該天板４６の外周部に所定の間隔で均等配置した羽根板４８と、その羽根板４８の下端部同士を連結するリング状の底板５０とを具備する(図２参照)。
上記の天板４６の中央部には、回転軸１８が挿通される軸孔４６ａが穿設されており、この軸孔４６ａに回転軸１８を挿通させた羽根車１４は、図１に示すように、回転軸１８の先端側から固定部材５２が取り付けられて当該回転軸１８に固定される。
【００２０】
本実施形態の羽根車１４では、天板４６の外周縁と底板５０の外周縁との間の全周に亘ってステンレスパンチングメタルなどからなる通気性壁材５４が架設されており、その内側にデミスター２２が配設されている。
ここで、デミスター２２とは、例えば金属線や樹脂フィラメントなどを、小さな圧力損失でありながら流体との接触面を増大させるべく幾層にも積層してマット状にしたミストセパレーターの一種である。本発明で使用するデミスター２２の種類は特に限定されず、メッシュデミスターやワイヤーデミスター等を用いることができる。
【００２１】
ノズル１６は、その羽根車１４内に洗浄液２０を噴出するためのものであり、そのヘッド部分が羽根車１４の底部近傍に配設されるスプレーノズルである。このノズル１６から噴出する洗浄液２０は、処理対象の排ガスＥの種類に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、この洗浄液２０として筐体２４の外部より供給される水(清浄水)を採用したものを例示する。
なお、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、ノズル１６より噴出した洗浄液２０の多くが、例えばＳｉＯ2のような粉塵や例えば塩素ガス(Ｃｌ2)のような水溶性成分(洗浄液可溶性成分)を伴って筐体２４内を流下し、当該筐体２４の底部に貯留されるようになる。このため、筐体２４の底部には、ドレン抜きのライン５６や貯留する洗浄液２０の液面を調整する配管系５８などが取り付けられる。ここで、筐体２４底部に貯留する洗浄液２０の液面を調整する配管系５８やノズル１６より噴出する洗浄液２０(清浄水)の量を適宜操作或いは調整することによって、例えば排ガスＥ中に多量に含まれる塩素ガス(Ｃｌ２)を洗浄液２０に吸収させてＴＬＶ(Threshold Limit Values)以下の濃度にまで削減するような場合であっても、筐体２４底部に流下する洗浄液２０の塩素濃度を極めて低いレベルに抑えることができ、その結果、筐体２４底部から抜き出し廃液として処分する洗浄液２０を、排水処理することなく、そのまま排水溝へと流すことができるようになる。
【００２２】
次に、以上のように構成された本実施形態の排ガス浄化装置１０を使用する際には、先ず始めに、モーター３２に電力を供給してこれを作動させると共に、ノズル１６より洗浄液２０を噴出させる。そうすると、羽根車１４が所定の回転数(例えば、３０００〜４０００ｒｐｍ前後)で高速回転することによって、ケーシング１２の排ガス吸入口１２ａの近傍に負圧が発生すると共に、排ガス吐出口１２ｂの近傍では該排ガス吐出口１２ｂに向けての陽圧が発生し、ケーシング１２内での気流が生じるようになる。
【００２３】
続いて、図示しないが、排ガス排出口２６ｂよりも排ガス通流方向の下流側に設置されたファンなどの吸気手段を作動させて、粉塵を含んだ排ガスＥの排ガス浄化装置１０への導入を開始する。すると、インレット短管２８を介して筐体２４内に導入された排ガスＥは、負圧となっている排ガス吸入口１２ａからケーシング１２内へと入り、微粒となった洗浄液２０に接触しながら羽根車１４を通過し、ケーシング１２の側周壁である管壁３４に衝突する。
ここで、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、羽根車１４の側周面にデミスター２２が配設されているので、羽根車１４に吸引された排ガスＥと洗浄液２０との気液接触をより一層促進させることができ、洗浄液２０による粉塵の捕捉効率および水溶性ガスの吸収効率を向上させることができる。
【００２４】
続いて、管壁３４の壁面(以下、「内壁面」とも言う。)に衝突した洗浄液２０とこれに捕捉された排ガスＥ中の粉塵とは、上記の衝突が繰り返されることによってその粒径が次第に大きくなり、その結果、重力によって内壁面を伝って流下するようになる。そして、ケーシング１２の内壁面で蓄積された洗浄液２０とこれに捕捉された粉塵との大半は、当該排ガス吸入口１２ａを介してケーシング１２の外へと排出される。
【００２５】
一方、洗浄液２０および粉塵の多くが取り除かれた排ガスＥは、排ガス吐出口１２ｂからケーシング１２の外へと吐出される。
ここで、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、排ガス排出口２６ｂに上記のアウトレット二重管３０が装備されているので、排ガス吐出口１２ｂよりケーシング１２の外に排出された排ガスＥの一部が再び前記の排ガス吸入口１２ａへと戻されるようになっている。このため、排ガスＥの一部は繰り返し羽根車１４を通過することができるようになっており、排ガスＥ中の粉塵の除去率をより一層向上させることができる。なお、図１中において、排ガスＥの流れを示す矢印に関し、実線で記しているものは羽根車１４未通過のものを表し、点線で記しているものは羽根車１４通過後のものを表している。
【００２６】
また、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの下端４２を、排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置しているので、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵の放出を低減させることができる。尤も、筐体２４内からの洗浄液２０および粉塵の放出を更に抑えたい場合には、アウトレット二重管３０の第２管体３０ｂの内部にデミスターなどを設置することが望ましい。
【００２７】
本実施形態の排ガス浄化装置１０で排ガス浄化処理を行う排ガスＥが半導体製造工程より排出されるものの場合には、排ガスＥを熱分解する分解炉と組み合わせて排ガス除害装置を構成するのが好ましい。上記の分解炉の熱源としては、炉内を排ガスＥの熱分解温度にまで昇温させることができるものであれば如何なるものであってもよく、例えば、電熱式ヒーター，火炎式バーナー，非移行型或いは移行型のプラズマトーチなどを好適に用いることができる。また、熱分解炉が口径の小さな多数の配管で構成された多管式の熱交換器を備えた高効率型のものであれば、本実施形態の排ガス浄化装置１０を少なくとも当該分解炉の前段(換言すれば上流側)に設置すれば、以下のように両者の相乗効果をより一層顕著なものにすることができる。すなわち、本実施形態の排ガス浄化装置１０では、排ガスＥ中の粉塵のうち、主として０．１μｍから６０μｍ程度の粉塵の９５％以上を排ガスＥ中から除去することができるので、多管式の熱交換器での配管詰まりを防止することができ、長期間安定して分解炉を連続運転することができるようになる。その結果、排ガスＥの除害効率を著しく向上させることができる。
【００２８】
なお、上述の実施形態では、羽根車１４として、天板４６の半径方向に対して一定の角度にて傾斜させて羽根板４８が設置されたものを示したが、例えば、図３に示すように、羽根車１４に設置する羽根板４８の軸を半径方向に一致させるようにしてもよい。
この場合、羽根車１４を高速回転させた際に生じる排ガスＥの吸引力は上述の実施形態に比べて弱くなるものの、羽根車１４の側周面にデミスター２２を配設した場合には、このデミスター２２内における排ガスＥおよび洗浄液２０の滞留時間および移動距離を長く取ることができる。そうすると、このデミスター２２内で排ガスＥと洗浄液２０とが十分に気液接触することができ、洗浄液２０による粉塵および洗浄液可溶性成分の捕捉効率のうち、特に洗浄液可溶性成分の捕捉効率を格段に向上させることができる。
【００２９】
また、上述の実施形態では、排ガス排出口２６ｂに嵌挿されるアウトレット二重管３０として、側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０ａの上側からその内部に挿入されて第１管体３０ａの上端４０を気密的に密閉する第２管体３０ｂとで構成されたものを示したが、例えば、図４に示すように、アウトレット二重管３０を、側周面にて排ガス吐出口１２ｂと連通する短管状の第１管体３０ａと、その第１管体３０ａの内部に配設され、上端が排ガス吐出口１２ｂに直結されると共に、下端４２が排ガス吐出口１２ｂの下端よりも下側であって、第１管体３０ａの下端４４よりも上側の位置に配置されたエルボ形状の第２管体３０ｂとで構成するようにしてもよい。
この場合も、上述の実施形態と同様に、排ガス吐出口１２ｂから吐出された排ガスＥの一部は、第２管体３０ｂの下端４２から出た後、直ちに第１管体３０ａ内を遡上して行くが、残りの部分(排ガスＥの残りと排ガス吐出口１２ｂを通過した洗浄液２０)は、重力に支配されて第１管体３０ａを流下してその下端４４から筐体２４内へと戻されるようになる。
【００３０】
さらに、上述の実施形態では、排ガス浄化装置１０の排ガス排出口２６ｂよりも排ガス通流方向の下流側に排ガスＥを送給するファン(図示せず)を設置する場合を示したが、このファンは必要に応じて設置されるものであって、その設置場所は上述の態様に限定されるものではなく、例えば、排ガス浄化装置１０の排ガス導入口２６ａよりも排ガス通流方向の上流側に設置するようにしてもよい。
【００３１】
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：排ガス浄化装置，１２：ケーシング，１２ａ：排ガス吸入口，１２ｂ：排ガス吐出口，１４：羽根車，１６：ノズル，１８：回転軸，２０：洗浄液，２２：デミスター，Ｅ：排ガス．
【図１】
0006894159.tif 000002
【図２】
0006894159.tif 000003
【図３】
0006894159.tif 000004
【図４】
0006894159.tif 000005