JPH0252020A - 気体中に微小液滴を分散させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、排ガス中の粉塵及び有害成分の除去等に利用
される気体中に微小液滴を分散させる装置に関する。

［従来の技術］ 気体中に微小液滴を分散させる装置として、従来から実
用されているものとしては、スプレー塔方式、ペンチエ
リ−スクラバ一方式が最も広く知られているが、これに
対し機械的駆動によって上記分散を行わせるものも又知
られている。

その第−例としては第３図に示すように、垂直型円筒容
器Ｏ１の中心部にモーター０５、変速機０６を介して駆
動される回転軸０２を設け、この回転軸０２に複数の円
形板０３を回転軸と直角に取付け、この円形板０３の周
辺部から同容器内に飛散する液滴を外周壁内面に衝突流
下させ、これを円筒容器内壁に取付けられた案内板０４
で上記円形板０３の下方に設けられた円形板０３に流下
せしめ、再び液滴として飛散させるという多段式の液滴
分散方式（以下多段式回転円板方式という）がある。

なお、第３図中０７は液送入口、０８はガス排出口、０
９はガス送入口、０１０は液排出口である。

その第二例としては、第４図に示すように対象とする液
体をモーター０２５、変速機０２６を介して駆動される
回転軸０２１に取付けられた回転翼０２３からなる遠心
ファンの吸引口０２７の側方からスプレー０２４によっ
て噴出し、同吸引口から遠心ファンに導入された気体と
共にこの吹き込まれた液体もまた回転ｆｆ０２３の働き
によって増速させ、この気体の液体が回転翼０２３を取
巻く空間に増速放出された時、比重差の大きい気液二相
から成る噴流がその有する動圧を静圧化する段階に於て
起る強力な液も分散作用によって、液滴を微細に分散さ
せこの液滴が、気体中に分散された形で気体の排出口０
２８から排出するようにしたファン機能を兼ねた液滴分
散方式（以下ファンスプレ一方式という）がある。

（発明が解決しようとする課題〕 上記従来の諸方式の有する問題点としては、スプレー塔
方代やヘンチエリースクラバ一方式では、例えば気体中
に浮遊するダストに、この分散微小径液滴を衝突吸着さ
せて除塵しようとする時に、液滴の径が大き過ぎて高い
収塵効率を得ることが困難であるのが一般的であり、こ
の液滴の径を現用例の水準を超えて微細化しようとする
と、流体のノズル噴出に当っての摩擦力が主因となって
膨大なエネルギーロスが生じ、系としてのエネルギー要
求量が急昇することになる。

ノズルによる液分散における上記の問題を解決すべく、
上記の垂直型円筒を用いた多段式回転板による二相流分
散方式が提案されでおり、この方式によって、従来のス
プレー冷却塔方式やヘンチエリースクラバ一方式に対比
して、時間当りに処理する１１に対して、それが形成す
る液滴全表百聞の大きさについては可成りの向上が得ら
れた。

この多段式回転円板方式に於ては、上記のスプレー塔方
式やベンチュリースクラバ一方式に対比すると、液の増
速を細管的でなく間約な加速力伝達に切替えたことは一
つの利点であったが、この方式の問題としては、分散す
べき液に対し回転板。

の回転運動のエネルギーは剪断的に伝達されるため、シ
ステムとして基本的にエネルギーロスが大きい点が挙げ
られる。即ちこのａ械駆動方武ｊよ、やや組径の粉塵の
除塵にはその有効性が認められた反面、従来法としての
ヘンチエリースクラバー方式との総合的評価において、
実用上劣位に留り、工業的にはヘンチエリースクラバー
が依然法？ｉ２に使われている。

機械的駆動方式の第二例として挙げた上記ファンスプレ
一方式は、上記従来の他の方式に比して、分散された液
滴径の微細度について大巾な同士が実用上示されている
。しかじ液滴による吸着除去を向上させるため等の目的
で、分散された液；１η径の微細度を上げようとする時
には、上記ファンの回転翼・端の周速度を大きくするこ
とが要求され、これを大きくすると、これに伴って処理
される気体に、添加される液体の微小液滴が分散された
状態での固ｌｆｊ、？ｎ合体の加速が行なわれ、これに
よって除塵或いはガスの吸収除去を目的としたファンス
プレ一方式が、その目的を果たす一面で、ファン機能を
有する本装置の介在の結果、排気処理プ：コセスの全系
としての必要とされる圧力損失にマツチする圧力付加の
水準を超えてしまうケースが多くなる。即ち、気相中へ
の液相の分散を促進するためには、回転翼端の周速度の
増大が要求され、これを行えば気流全体として必要以上
の増圧が行なわれることが避けられないケースが生じ易
くなまた従来の方式のもつ課題として、プランＩ・の熱
排気等の高・中温気体の除塵に際しては、Ｊ−記多段式
回転板方式では、例えば３００°Ｃの熱排気を同回転円
板方式の除塵機に導入した場合、その熱排気導入部に近
い領域では、添加された液は分散液滴化し、気体中のダ
ストとの？ｆｉ突吸前吸着１］は起きても気体の有する
熱量によって、液滴の水は蒸気化される空間が生しる。

即ち、この空間では液滴による集塵は、−旦起きても水
の蒸気化が生ずる限り、結果としての集塵効果を挙げ得
ない。

ただしこの間に液滴の蒸発によって熱を奪われた熱ガス
は温度降下し、熱排気導入部に近い」二記領域を過ぎた
後は、上記多段式回転板方式の装置の大部分に亘って液
滴とガス中のダストとの接触が生し、除塵が進行する。

しかし、上記のように、この方式に於ては形成される液
滴径の微細化について実用的な限度が制約されているた
めに、熱１１Ｆ気処理についての対応力はあるものの収
塵装置としての評価は低位に止っている。

一方、ファンスプレ一方式では、その本体をなす装置は
ファンとしての機能を果すことが要求されており、その
設計上の制約の中で上記のように熱ガス導入部で、液滴
丙発による熱ガスの降温を行いその後工程としての空間
部で気液二相流による微細液滴発生を行って除塵効果を
上げるという二つのことをこなすには空間的余裕がない
。

従って、従来のファンスプレ一方式の実用に当っては、
常温ガスの処理の場合にはガスを直接吸入処理するのに
対比し熱ガス処理の場合は、それを系内に導く前にスプ
レー塔その他のガス冷却装置を経由させてからファンス
プレ一方式の除１７１装置に送入させているのが通常で
ある。即ち、肚趨性能向上を鳩っだファンスプレ一方式
においては、その利点の反面、熱排気を処理対象とする
時には冷却装置と除塵装置の二つの組合せで系が構成さ
れることになり設備の簡素化の視点から問題があった。

本発明は、以上の従来の諸方式のもつ問題点を解決した
装置を堤供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段） 本発明に係る気体中に微小液滴を分散させる装置は、円
筒形容器、同円筒形容器と同心に設けられた回転軸、そ
の先端が上記円筒形容器内壁との間に気体通路を形成す
る間隔をおいて位置する上記回転軸に放射状に取付けら
れた複数の回転翼、上記回転軸の表面に設けられた液噴
出口、及び１記円筒形容器に設けられた気体供給口と気
体排出口を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、回転軸表面から液が噴出され、これが回転
翼の回転に伴って微細化された上、回転翼の翼端部から
その周速によって周囲の気体通路に放出されて同気体通
路内の気体中に分散する。

一方、円筒形容器内壁と回転翼先端間に形成される気体
通路にある気体は、上記多段回転円板方式におけると同
様に、それ程界圧されることがない。このように、微小
液滴が分散さるべき気体の円筒形容器内の動きを従来の
多段回転円板方式におけると同様にして必要以上の気体
の昇圧を避けると共に、微小液滴の形成とその分散能力
については、従来のファンスプレ一方式と同様の能力を
もつことになり、所要エネルギー看が少く、かつ微小液
滴を効果的に気体中に分散させることが可能である。

また、高温の気体を扱う場合には、気体の容器内の流れ
の経路に沿ってみると、容器内をガスが通過する前半の
段階で気体温度は分散された液ｌＮＯ夷発熱によって急
速に降下し、この過程で気体中に一旦茎発した蒸気が温
度降下に伴って再び：良化して電体内に微細な液滴が発
生する。このように、はじめ回転翼端から気体中に飛散
した微小液滴化した液のある部分が上記蒸発気化及び＋
ｊＪ　ＩｒＮ　Ｊ化を行なうことによって、気体中に分
散された液滴の微細化が進行する。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明する
。

ｌは、はぼ接線方向の気体吸引口（供給口）２をもち、
その軸をほぼ水平に向けて配置された円筒形の容器であ
り、同容器１内には同心に回転軸３が設けられ、同回転
軸３には放射状の複数の回転翼４が取付けられている。

同回転翼４は、その先端が容器ｌの内壁と十分な間隔り
をもつような長さを有し、回転翼先端の回転軌跡の外方
に−１−記間隔りの中をもつ気体通路６が形成されてい
る。

回転軸３の表面の隣接する回転Ｒ４，４の間には、液噴
出口５が設けられている。７は容器ｌに開口し、液タン
ク９に接続された気体排出管、８１よ容２３１の下側部
に設けられた溜液排出管であり、同溜液排出管８は気体
排出管７に接続されている。

上記気体排出管７には、液滴ｔ１性分離装置１２が付設
され、同分離装置１２を通過した気体は排出通路１３に
排出されるようになっている。液タンク９には、ポンプ
１１をもつスプレー管１１が接続され、間管１１は回転
軸３内に接続され、液タンク９内の液を同回転軸３内に
供給するようになっている。

上記容器１等は架台１７上に！１１され、回転軸３は、
同軸３の１側に配置された変速機１５を介してモータ１
４で駆動されるようになっており、回転軸３の他端には
上記スプレー管１１を接続するロータリジヨイント１６
が設けられている。また、上記液タンク７には補給用の
給水管Ｉ７が開口している。

本実施例において、回転軸３を第１図矢印ａ方向に回転
させると、回転翼４の回転に伴って、吸引口２から容器
１内に導入された気体は、気体通路６内を矢印Ｃに示す
ように流れる。一方、回転軸３の表面の液噴出口５から
矢印すに示すように噴出された液滴は、回転翼４の回転
によって、隣接する回転翼４．４の間で微小化された上
、回転信置４の翼端のもつ周速によって気体通路６に向
って放出され、同気体通路６内の気体中に分１１ｔされ
る。気体温度が高いときには、吸込口２付近の気体は液
滴の１部の蒸発によってその温度が急速に降下し、この
温度降下によって蒸発した突気は再び凝縮して微細な液
滴を形成し液滴の微細化が行なわれる。

以上のように、微小液滴が分散された気体は、矢印ｄに
示すように気体排出管７がら容器１外に排出され、液滴
慣性分離装置１２において方向を変え、この際液滴が分
離された上、排出通路１３をＪＩＭって排出される。一
方分離された液滴と容器下部に溜った溜液は、それぞれ
液タンク９に戻される。

本実施例においては、回転軸３表面の液噴出口５から液
滴が噴出され、これが隣接する回転翼４４の間において
十分に微細化された上、回転翼４の回転によって起る遠
心力によって気体通路Ｇ内の気体内に十分に分散される
。

一方気体通路６内の気体は、回転翼４の回転に伴って容
Ｒ’ｒ　Ｉ内をまわって流れるが、回転翼・１の軌跡外
を流れるために、それ程昇圧されることはなく、回転翼
４の駆動に要するエネルギーは少くて済むこととなる。

以上のように、本実施例は、所要エネルギーが少く、し
かも効果的に微小な液滴を気体中６二分散させることが
できる。従って、この分散されだ液滴によって、気体中
の粉塵、有害成分等を吸着除去することができる。

また、本実施例において、高温の気体中に液滴を分散さ
せる場合には、上記のように液滴の茎発、これによる気
体の急激な温度低下による蒸発芸気の再凝縮によって液
滴が微細化されると共に、液滴によって気体中の無機物
を捕捉する場合には、液滴中に捕捉された無機成分は、
液滴の高温気体との接触によって濃縮され、小遣の液と
共に無機成分を容器外に取出すことができる。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明は次の効果をりすることが
できる。

（１）回転軸表面の液噴出口から噴出された液で１１は
、回転翼の回転によって微細化され、この微細化された
液滴を、回転翼端の周速によって、同回転翼の軌跡の外
側の気体通路中の気体中に１分に分散させることができ
る。

（２）上記気体通路は、回転翼の軌跡外にあるために、
同通路内にある気体は昇圧されることがなく、従って装
置駆動に要するエネルギーは少くてすむ。

（３）気体通路に導入される気体の温度が高いときには
、液滴の蒸発、再凝縮によって更に液イ１１を微細化さ
せることができると共に、液滴に浦１足された無機成分
等を濃縮した状態で小量の液と共に容器外に取出すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の紹断面図、第２図は同実施
例の斜視図、第３図は従来の多段式円板回転方式〇液滴
の分散装置の線断面図、第４図（Ａ）は従来のファンス
プレ一方式〇液滴の分散装置の継断正面図、第４図（Ｂ
）は同装置の縦断１ｉ１面図である。 ｌ　−円筒形容器、　　　２　気体吸引口、３　回転軸
、　　　　　　４−回転翼、５・液噴出口、　　　　　
６・気体通路、７−気体排出管。 代理人　弁理士　坂　間　　　暁 外２名 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒形容器、同円筒形容器と同心に設けられた回転軸、
   その先端が上記円筒形容器内壁との間に気体通路を形成
   する間隔をおいて位置する上記回転軸に放射状に取付け
   られた複数の回転翼、上記回転軸の表面に設けられた液
   噴出口、及び上記円筒形容器に設けられた気体供給口と
   気体排出口を備えたことを特徴とする気体中に微小液滴
   を分散させる装置。