(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入口と空気出口とを有し、空気入口から空気出口に向かって空気流が生じる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に配置する第１ワッシャメディアと、水噴霧室の空気出口に配置する第２ワッシャメディアと、第１ワッシャメディアより下流側に位置し、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディアに達する噴霧水を噴霧するノズルと、水噴霧室内に位置して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ノズルに循環供給する循環水供給系と、循環水供給系の途中に介装し、圧縮空気供給源から送気する圧縮空気によって循環水中に微小気泡を供給する多孔質気泡発生器とを備えたことを特徴とするエアワッシャ。
【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８〜図１０に示すものがある。図８〜図１０において、エアワッシャ１１は、矩形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。
【０００３】
水噴霧室１３には、空気入口１３ａに位置して第１ワッシャメディア１４を配置し、空気出口１３ｂに位置して第２ワッシャメディア１５を配置しており、各ワッシャメディア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１３の内部には、後述する循環水供給系に連通する複数の第１段ノズル１６を第１ワッシャメディア１４より下流側に位置して配置するとともに、後述する補給水供給系に連通する複数の第２段ノズル１７を第１段ノズル１６とほぼ同じ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１４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、空気流と順方向に向けて第２ワッシャメディア１５に噴霧水を噴霧するものである。
【０００５】
水噴霧室１３の下部には、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第１段ノズル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の上方に配置した第１段吐出管２３と、第１段吐出管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第１段分岐管２４とからなり、各第１段分岐管２４に前述した複数の第１段ノズル１６を設けている。
【０００６】
第２段ノズル１７に補給水として純水を供給する補給水供給系２５は、清浄水供給装置（図示せず）もしくは純水供給装置（図示せず）に接続して水噴霧室１３の上方に配置した給水管２６を有し、給水管２６に前述した複数の第２段ノズル１７を設けている。
貯水槽１８には、オバーフロー管２８と、補給水として清浄水を供給する第２補給水供給管２９が連通し、第２補給水供給管２９は清浄水供給装置（図示せず）に連通している。
【０００７】
水噴霧室１３の下流側には、水噴霧室１３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３０が配置してあり、水噴霧室１３の空気出口１３ｂには、水噴霧室１３と同様の流路断面形状を有する所定長さの冷却室３１が接続してある。冷却室３１の内部には冷却器として冷却コイル３２が設けてあり、冷却室３１の下方にはドレンパン３３が形成したある。このドレンパン３３の凹みには冷却室３１の外部へ通じるドレンパイプ３４が接続してある。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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したエアワッシャにおいて、第１段ノズル１６から噴霧する噴霧水は、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第１ワッシャメディア１４に達し、第１ワッシャメディア１４が塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。噴霧水と空気中の塵埃や有害ガスとの接触効率は、噴霧水が微粒子化するほどに多くなり、除去効率が向上する。
【０００９】
本発明は上記した課題を解決するものであり、飽和効率の高い加湿を行ない、空気中の塵埃や有害ガスを確実に除去するとともに、噴水水量を抑制してポンプ動力を低減し、装置外形寸法を小さくできるエアワッシャを提供することを目的とする。
【００１０】
【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、本発明のエアワッシャは、空気入口と空気出口とを有し、空気入口から空気出口に向かって空気流が生じる水噴霧室と、水噴霧室の空気入口に配置する第１ワッシャメディアと、水噴霧室の空気出口に配置する第２ワッシャメディアと、第１ワッシャメディアより下流側に位置し、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディアに達する噴霧水を噴霧するノズルと、水噴霧室内に位置して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ノズルに循環供給する循環水供給系と、循環水供給系の途中に介装し、圧縮空気供給源から送気する圧縮空気によって循環水中に微小気泡を供給する多孔質気泡発生器とを備えた構成としたものである。
【００１１】
上記した構成により、水噴霧室の空気入口から第１ワッシャメディアを通して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循環水をノズルから噴霧する。この循環水は、循環水供給系の途中において多孔質気泡発生器から供給した微小気泡を含んでおり、ノズルから噴霧した直後に減圧によって微小気泡が破裂することで微粒子化し、この微粒子化により空気中の塵埃や有害ガスとの接触効率が良くなる。
【００１２】
噴霧水の微粒子に衝突した空気中の塵埃や有害ガスは、噴霧水とともに一部が第１ワッシャメディアに達し、第１ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第１ワッシャメディアに達した噴霧水は、第１ワッシャ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し、流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００１３】
第ｌワッシャメディアに衝突しなかった噴霧水の微粒子は、一部が水噴霧室の天井面、壁面または貯水面に衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動し、その過程において蒸発して空気を加湿するとともに、空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第２ワッシャメディアに達し、第２ワッシャメディアが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。貯水槽に滞留する循環水は、循環水供給系を通って循環し、再びノズルから噴霧する。
【００１４】
このように、循環水に微小気泡を混気し、第１段ノズルから噴射する噴霧水を、減圧による微小気泡の破裂によって微粒子化し、塵埃や有害ガスとの接触効率を高めて、その除去と空気の加湿を行なうので、空気流量に対する噴霧水量の割合を低く設定し、外形寸法を小さくしても、空気中の塵埃や有害ガスを十分に除去できるとともに、効率よく空気を飽和加湿することができ、循環水供給系におけるポンプ等のアクチュエータの出力を低減し、その小型化によって省スペース化が図れる。
【００１５】
【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。
実施形態１
図１〜図３に示すように、エアワッシャ５１は、矩形の流路断面を有する本体ケーシング５２の内部に、所定長さの水噴霧室５３を有している。水噴霧室５３は、その一端に形成した空気入口５３ａ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５３の流路を通って他端に形成した空気出口５３ｂから流出する。
【００１６】
水噴霧室５３には、空気入口５３ａに位置して第１ワッシャメディア５４ａを配置し、空気出口５３ｂに位置して第２ワッシャメディア５４ｂを配置しており、各ワッシャメディア５４ａ、５４ｂ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。
【００１７】
水噴霧室５３の内部には、第１ワッシャメディア５４ａの下流側に、後述する循環水供給系に連通する複数の第１段ノズル５６を配置するとともに、後述する補給水供給系に連通する複数の第２段ノズル５７を第１段ノズル５６とほぼ同じ位置に配置している。第１段ノズル５６は、空気流とは逆方向に向けて第１ワッシャメディア５４ａに達する噴霧水を噴霧するものであり、第２段ノズル５７は、空気流と順方向に向けて第２ワッシャメディア５４ａに噴霧水を噴霧するものである。
【００１８】
水噴霧室５３の下部には、流下する噴霧水を受け止める貯水槽５８が設けてあり、貯水槽５８に滞留する循環水を第１段ノズル５６に循環供給する循環水供給系５９が水噴霧室５３の下部に連通して設けてある。
循環水供給系５９は、貯水槽５８の下部に開口する吸込管６０と、吸込管６０に接続した循環ポンプ６１ａと、循環ポンプ６１ａを駆動するモータ６１ｂと、循環ポンプ６１ａの吐出口に接続して途中に多孔質気泡発生器６２を有し、水噴霧室５３の上方に配置した第１段吐出管６３と、第１段吐出管６３から分岐して水噴霧室５２に垂直方向に配設した複数の第１段分岐管６４とからなり、各第１段分岐管６４に前述した複数の第１段ノズル５６を設けている。
【００１９】
多孔質気泡発生器６２は、図４に示すように、循環水供給系５９の管路の一部を形成する大径管路部６２ａと、大径管路部６２ａの内部に配置した多孔質のセラミック体等からなる混気部６２ｂと、先端側が混気部６２ｂに接続し、基端側が圧縮空気供給源（図示省略）に連通する圧縮空気給気管６２ｃとからなる。
第２段ノズル５７に補給水として純水を供給する補給水供給系６５は、清浄水供給装置（図示せず）もしくは純水供給装置（図示せず）に接続して水噴霧室５３の上方に配置した給水管６６を有し、給水管６６に前述した複数の第２段ノズル５７を設けている。
【００２０】
貯水槽５８には、オバーフロー管６８と、補給水として清浄水を供給する第２補給水供給管６９が連通し、第２補給水供給管６９は清浄水供給装置（図示せず）に連通している。
水噴霧室５３の下流側には、水噴霧室５３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７０が配置してあり、水噴霧室５３の空気出口５３ｂには、水噴霧室５３と同様の流路断面形状を有する所定長さの冷却室７１が接続してある。冷却室７１の内部には冷却器として冷却コイル７２が設けてあり、冷却室７１の下方にはドレンパン７３が形成したある。このドレンパン７３の凹みには冷却室７１の外部へ通じるドレンパイプ７４が接続してある。水噴霧室５３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５３の流路に空気を導く。
【００２１】
上記した構成における作用を説明する。図５に示すように、空気Ａは空気入口５３ａから第１ワッシャメディア５４ａを通して水噴霧室５３に流入する。この空気流に対し、その流れに対向するように貯水槽５８からの循環水を第１段ノズル５６から噴霧する。
この循環水は、循環水供給系５９の途中の多孔質気泡発生器６２において供給した微小気泡を含んでいる。多孔質気泡発生器６２では、圧縮空気給気管６２ｃを通して混気部６２ｂに圧縮空気を供給し、混気部６２ｂから微小気泡を噴出して大径管路部６２ａを通る循環水中に混気する。この微小気泡は循環水とともに第１段ノズル５６から噴霧した直後に減圧によって破裂し、循環水を微粒子化する。
【００２２】
この微粒子化により循環水は空気中の塵埃や有害ガスと効率良く接触し、空気中の塵埃や有害ガスに衝突した噴霧水の微粒子は、その一部が第１ワッシャメディア５４ａに達し、第１ワッシャメディア５４ａが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第１ワッシャメディア５４ａでは、噴霧水が第１ワッシャメディア５４ａ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５８へ流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気を加湿する。
【００２３】
第ｌワッシャメディア５４ａに衝突しなかった噴霧水は、一部が水噴霧室５３の天井面、壁面または貯水面に衝突するが、それ以外は空気流に乗って移動し、その過程において蒸発して空気を加湿するとともに、空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第２ワッシャメディア５４ｂに達し、第２ワッシャメディア５４ｂが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
【００２４】
そして、水噴霧室５３の空気流に対して、清浄水もしくは純水を第２段ノズル５７から噴霧すると、清浄水もしくは純水の噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスとともに第２ワッシャメディア５４ｂに達し、第２ワッシャメディア５４ｂが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。
第２ワッシャメディア５４ｂでは、噴霧水が第２ワッシャメディア５４ｂ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５８へ流入する。噴霧水は流下する過程において蒸発して空気を加湿する。貯水槽５８へ流入した清浄水もしくは純水は、補給水として循環水に合流し、循環水供給系５９を通って第１段ノズル５６から循環水として噴霧する。
【００２５】
第２ワッシャメディア５４ｂ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からエリミネータ７０に流入し、エリミネータ７０において空気中の水滴を除去する。エリミネータ７０から流出する空気は冷却室７１に導き、冷却コイル７２によって冷却する。
上述した過程において、第１段ノズル５６から噴射する噴霧水を微小気泡の破裂により微粒子化し、塵埃や有害ガスとの接触効率を高めて、その除去と空気の加湿を行なうので、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低く設定し、外形寸法を小さくしても、空気中の塵埃や有害ガスを十分に除去できるとともに、効率よく空気を飽和加湿することができ、循環水供給系５９における循環ポンプ６１の出力を低減し、その小型化によって省スペース化が図れる。
【００２６】
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循環水の循環系に補給する。第２段ノズル５７において清浄水もしくは純水が貯水槽５８へ補給水として流入するので、この水量を必要補給水量から減じ、その量を補給水として第２補給水供給管６９から貯水槽５８に供給する。第２段ノズル５７に供給する補給水供給系６５より、必要補給水量の全てを清浄水もしくは純水を供給するようにし、第２補給水供給管６９からは非常時のみ供給するようにしても良い。
【００２７】
実施形態２
図６は、本発明の他の実施形態を示すものであり、先の実施形態と同様の作用を行なう部材は同一番号を付して説明を省略する。図６において、水噴霧室５３の内部には、第１ワッシャメディア５４ａと第２ワッシャメディア５４ｂの間に中間ワッシャメディア５４ｃを配置し、第２段ノズル５７を、空気流に対向する方向に向けて噴霧水を噴霧するように配置する。
【００２８】
この構成により、第１段ノズル５６から噴霧した噴霧水のうち空気流に乗って移動する噴霧水が空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで中間ワッシャメディア５４ｃに達し、中間ワッシャメディア５４ｃが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。中間ワッシャメディア５４ｃを通過した空気流に対して、清浄水もしくは純水を第２段ノズル５７から噴霧すると、清浄水もしくは純水の噴霧水が空気中に残存する塵埃や有害ガスに衝突して、中間ワッシャメディア５４ｃに達し、中間ワッシャメディア５４ｃが塵埃や有害ガスを伴った噴霧水を捕捉する。第２段ノズル５７から噴霧した噴霧水のうち空気流に乗って移動する噴霧水は空気中の塵埃や有害ガスを取り込んで第２ワッシャメディア５４ｂに達する。
【００２９】
実施形態３
図７は、本発明の他の実施形態を示すものであり、先の実施形態と同様の作用を行なう部材は同一番号を付して説明を省略する。図８において、エアワッシャ８１は、空気流に沿って二連のエアワッシャ部８２、８３を有しており、各エアワッシャ部８２、８３には、水噴霧室５３と、第１ワッシャメディア５４ａと、第２ワッシャメディア５４ｂと、第１段ノズル５６と、貯水槽５８と、循環水供給系５９とを設けており、下流側のエアワッシャ部８３に第２段ノズル５７と、補給水供給系６５とを設けている。上流側のエアワッシャ部８２の貯水槽５８と下流側のエアワッシャ部８３の貯水槽５８とは連絡管８４を介して連通しており、上流側のエアワッシャ部８２の貯水槽５８にオーバーフロー管６８を設けている。
【００３０】
上記した構成により、流入する空気を多段に浄化でき、ガス除去効果が高まり、大気の有害ガス濃度が高濃度である地域においても使用することができる。
【００３１】
【表１】
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因みに、表１は本発明の効果を示すものであり、実施形態１、２、３の何れにおいても、噴霧水を微小気泡の破裂により微粒子化して、塵埃や有害ガスとの接触効率を高めることで、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低く設定し、外形寸法を小さくすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、第１段ノズルから噴射する噴霧水を、微小気泡の破裂により微粒子化し、塵埃や有害ガスとの接触効率を高めて、その除去と空気の加湿を行なうので、空気の流量に対する噴霧水の量の割合を低く設定し、外形寸法を小さくしても、空気中の塵埃や有害ガスを十分に除去できるとともに、効率よく空気を飽和加湿することができ、循環水供給系におけるポンプ等のアクチュエータの出力を低減し、その小型化によって省スペース化が図れる。
【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】同エアワッシャに使用する多孔質気泡発生器の構造を示す断面図である。
【図５】同エアワッシャにおける作用を説明する模式図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すエアワッシャの縦断面図である。
【図８】従来のエアワッシャの平断面図である。
【図９】同エアワッシャの縦断面図である。
【図１０】同エアワッシャにおける作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
５１  エアワッシャ
５２  本体ケーシング
５３  水噴霧室
５３ａ  空気入口
５３ｂ  空気出口
５４ａ  第１ワッシャメディア
５４ｂ  第２ワッシャメディア
５６  第１段ノズル
５７  第２段ノズル
５８  貯水槽
５９  循環水供給系
６０  吸込管
６１ａ  循環ポンプ
６１ａ  モータ
６２  多孔質気泡発生器
６２ａ  大径管路部
６２ｂ  混気部
６２ｃ  圧縮空気給気管
６３  第１段吐出管
６４  第１段分岐管
６５  純水供給系
６６  第２段吐出管
６７  各第２段分岐管
６８  オバーフロー管
６９  補給水供給管
７０  エリミネータ
７１  冷却室
７２  冷却コイル
７３  ドレンパン
７４  ドレンパイプ
【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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