JPH03284319A

JPH03284319A - 空気処理エレメント及びこのエレメントを有する水膜型空気処理装置

Info

Publication number: JPH03284319A
Application number: JP2081191A
Authority: JP
Inventors: Wataru Inoue; 渉井上; Setsu Takeshita; 竹下　節
Original assignee: BAANAA INTERNATL KK
Current assignee: BAANAA INTERNATL KK
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-16

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、空気浄化等の空気処理に使用される空気処理
エレメント及びこのエレメントを有する水膜型空気処理
装置に関する。

〈従来の技術とその課題〉空気処理、例えば集塵浄化処理、ガスや臭気の浄化処理
、浮遊微生物の除去処理、加湿もしくは除湿処理等は、
産業上又は環境浄化のために多種多様に行なわれている
。

このうち、最も一般的なフィルターは集塵浄化処理を主
に行なうものであり、ダストの蓄積により清掃して再使
用をする方式が採られている。しかし、この方式は清掃
の手数がかかる外、ダストの種類によっては使用できな
い等、使用範囲が極めて限られている。

別の方式として、いわゆるエアワッシャ方式がある。こ
の方式は、水滴中に空気を通すもので、ダストを水の吸
着により捕集したり、浮遊バクテリア等の微生物の捕集
や水と親和性のあるガスや臭気の捕集を行なうのである
が、水滴の大きさもまちまちでダストやバクテリアの捕
集には水滴の大きさの点から限界があり、細かな水滴の
飛散によってその水滴の気化した後は再度空気中のダス
トが生じ集塵効果がみかけ上低下する。

また、ウォーターカーテン方式である水膜に空気を衝突
させてダストを捕集する場合には、構造上繰返して何回
も衝突させるということが困難であり、したがってエア
ワッシャ方式のような水滴の発生はないとしても捕集効
率はさほど高くならない。

ガス・臭気の浄化に当っては、例えば活性炭に空気を触
れることにより効果的に捕集することができるが、しか
し活性炭の寿命は極めて短いという欠点がある。

また、従来の加湿器に着目した場合、超音波式や水噴霧
式の如く水滴により加湿が行なわれるが、水分中のダス
トやカルシウム分も同時に空中飛散しいわゆる白粉現象
が生じてスケールの成長が生ずる。更には、水滴からガ
スに変るに必要な距離である加湿吸収距離を必要としス
ペースを要する。

更に、従来クーリングタワー充填材として使用されるも
のを加湿器として使用する場合、水膜と水滴との混合型
であるが、やはり白粉の発生やバクテリア等のエアゾル
が生成する。

有効径８ｍ未満の積層ハニカム素子を加湿器等として使
用する場合、物質移動を行なう（気化を行なう）面積は
太き（て好都合であるが、ハニカム内に浄化と加湿のた
め水膜を作ろうとするとハニカム構造上水のブリッジが
生じ易く、またハニカムフルート内の空気流にて水のブ
リッジが破れるとき水滴が飛散する。しかも、フルート
内部にてダストが粘着したり給水中の無機質分の濃度が
気化にて濃縮スラリー化する。すなわち、空気の貫流静
圧損失が上昇し寿命が短くなる。

また、多孔質で細孔を有する膜を浸透し水分が気化する
タイプのものは、水滴の飛散は起らず都合が良いけれど
も、細孔の詰りによる効率の低下は避けられない。

金属又は合成樹脂の繊維によるマトリックスを使用した
加湿器にあっては、安価であるが、内部で水膜の破裂に
よる水滴が生じ、マトリックス内部で捕捉されたダスト
や微生物の除去は困難であり、詰まり白粉の生成が生ず
る。このため、静圧損失の上昇と加湿効率°の低下によ
り寿命が短い。

本発明は、前述した各種の空気処理装置の問題を除去し
、洗浄が不要、水滴の発生除去、多数段の装置の設置、
短寿命、等の従来の集塵、脱ガス、脱臭、加湿、冷却で
の欠点を除去した空気処理エレメントとこのエレメント
を有する水膜型空気処理装置の提供を目的とする。

く課題を解決するための手段〉上述の目的を達成する本発明は、（１）山谷が交互に連続する断面を有しかつこの山谷に
よって表側及び裏側より長手凹溝が形成される板状体を
、多数枚その厚さ方向に積層すると共に隣接する上記板
状体の上記長手凹溝をある角度有して交互に積層し、相
互に隣接する一方の板状体の上記長手凹溝を形成する谷
の底部と他方の板状体の上記長手凹溝を形成する山の頂
部とを点接触させた空気処理エレメントを特徴とし、（２）表裏に長手凹溝を形成する板状体を厚さ方向に積
層して構成される空気処理エレメントを上記長手凹溝が
上下に立つように上面に山谷が交互に連続する断面を臨
ませ、この上面上方に散水装置を配置すると共に下面下
方に水受けである水槽を配置した水腹型空気処理装置を
特徴とする。

〈作　　　用〉積層した板状体の山谷が交互に連続する上面側から散水
することにより、長手凹溝内を点接触部分からまんべん
なく水膜が拡がり、長手凹溝の表裏両面全体を水膜を形
成しつつ水が流れ、他方処理空気は、隣接する長手凹溝
の壁に次々に衝突しながら長手凹溝の山谷を越えてわた
ることにより、集塵、脱ガス、脱臭、加湿、冷却が行な
われる。なお、この場合、水膜の表面張力により空気流
による水滴の飛散は生じない。

く実　施　例〉ここで、図を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は空気処理装置１１の全体を示すもので、山谷が交互に
連続する断面例えば波形断面を有する多数枚の板状体１
２が層状に重ね合わせられており、この板状体１２の上
面上方には放出口より供給する放出管１３が配置されて
おり、板状体１２の波形表面に沿って流下する水を散水
する。

また、板状体１２の下面下方には、水を受ける水槽１４
が備えられている。この水槽１４には空気処理装置１１
に新鮮水を供給するための供給管１５がバルブ１６を介
して連通されていると共に、前述した放出管１３の基端
部側が水槽１４内の水に挿入される状態で固定されてい
る。また、放出管１３の途中には、水槽１４内の水を放
出管１３の末端側へと圧送してこれを板状体１２に供給
するためのポンプ１７が介装されている。

したがって、供給管１５より水槽１４内に供給された水
は、ポンプ１７の作動と共に放出管１３内を流れ、板状
体１２の上面上方に位置する放出管１３の放出口より放
出され、板状体１２の表面に沿って水膜を形成しながら
流下する。この際、図示しないダスト等より導かれた空
気１８が、板状体１２の隙間より流れ込み前述した水膜
の表面に衝突しながら通過することになる。

板状体１２の下流端まで達した水は、そのまま水槽１４
内に流下し、供給管１５より供給された新鮮水と混じり
再び放出管１３へと導びかれ循環する。

この場合、板状体１２の表面に沿って流下する水は、空
気の衝突により、ダスト、ガス、臭気、微生物等を吸着
、吸収することにより汚染される。このため、ポンプ１
７の下流側の放出管１３に水の一部を外部へ排出するた
めの排出管１９が連通され、排出管１９の途中に排出水
量の調節のためのバルブ２０が介装されている。排出水
量の調節は、汚染水のダスト、ガス、臭気、微生物等の
汚染濃度にてらし、目的に応じて調節することになる。

もっとも、バイオテクノロジー、危険物扱い、放射能に
係る用途にあっては、性質上水を循環する方式でなく新
鮮水を放出管１３より出すだけの方式も考えられる。

また、バルブ２０は排水バルブであるが、水槽１４のオ
ーバフローバルブをこのバルブ２０の代りに取付けても
よい。

さて、この第１図に示す空気処理装置１１にあってその
エレメントを第２図以下に示す。

第２図はエレメントの一部を切取った構造を示し、多数
枚の板状体１２がその厚さ方向に積層されている。この
場合、隣接する板状体１２ａ、１２ｂどおしは、山谷が
交互に連続する断面（本実施例では波形断面）を有する
長手凹溝（フルート）の長手方向がある角度、例えば３
０°とか４５″をなして交差するように積層される。こ
の状態は、例えば第３図に示すように板状体１２ａと板
状体１２ｂとを互いに斜め方向に長手凹溝１２ｃが位置
するように重ね合わせ、第４図に示す状態に構成するも
のである。

実線を山の頂部、破線を谷の底部とした第５図の如く、
右下りの表側板状体１２ａに対して左下りの裏側板状体
１２ｂが、黒点の箇所で点接触することになる。

この結果、波形断面側から水を散水すると板状体１２の
表裏を伝って水が流下する際、点接触部分で水が枝分か
れして分流し、板状体１２の多数枚の積層によりこの点
接触部分が到る所で生じ、水がまんべんなく行きわたり
水膜が形成されることになる。第５図では黒点は２枚の
板状体１２　ａ、　１２　ｂの接触部分のみを示してい
るが、上側の板状体の更シζ手前の板状体（図示省略）
及び下側の板状体の更に奥の板状体（図示省略）との間
の接触部分は更に多くなる。なお、空気流によって片方
の分流が他方より少な目となるので、垂直方向に対する
傾斜角度をずらした方が良い。

すなわち、第５図での右下り板状体１２ａよりも左下り
板状体１２ｂの傾斜角度を急にすれば左側からの空気流
に対し水の分流量を同等にできる。

板状体１２の材質は、親水性の表面を有するものが望ま
しく、グラスファイバを骨材とした複合セラミックス薄
板等が好ましいが、一般空調用に使用する場合には、耐
水強度のあるセルローズ繊維を主体とした耐水紙の如き
ものでもよい。いずれにしても、保持水量と空気流の風
圧に副える湿り強度を有するものが必要である。また、
空気流路の動水径は実験上８ｍ以上がスケールの成長防
止、空気流の貫流損失を小さくするため有効である。

第６図は長手凹溝１２ｃの壁に当って通過する空気流の
流れを示している。この図の如く長手凹溝１２ｃを形成
する波形の壁は空気流の壁ともなり空気流は水膜に衝突
する。そして、この衝突によってダストの吸着やガス、
臭気の吸収が行なわれる。

空気流は、加熱や冷却と近似する回速３　ｍ／ｓｅｅ位
のものを使用すれば、使いやすく、エレメントの厚さを
２００ｍ位にすると接触係数は８０％以上になるにもか
かわらず、静圧損失が７　ｍ　Ａｑ　Ａｔ下にできる。

なお、この場合、水の重量速度／空気の重量速度（Ｌ／
Ｇ）は０．０１〜０．４位の値が良く、これを大きめに
とると温水使用では加熱・加湿効果が得られ、冷水を使
用すれば冷却・除湿効果が得られる。

第７図は本実施例装置を集塵装置として用いた場合の面
風速に対するｍｓ＋効率を示したものであり、ＪＩＳ８
種類規格のダストにて面風速を上昇させても集塵効率は
さほど低下しないもので、例えば１．５ｍ／ｇの面風速
で８０％の集塵効率であるとき３ｍ／ｓｅｅの面風速と
しても４０％まで低下せず７０％の集塵効率を保持する
。

しかもこの場合、従来技術にて述べた一般のフィルタの
如く清掃は必要なく水の流下によってダストも流され常
に洗浄していると同等の効果を有する。したがって、空
調用のみならずペイントミスト、オイルミストを含む産
業空気処理用として有効である。

また、用途上高性能フィルタをメインフィルタとして使
用する場合、そのプレフィルタとして本実施例フィルタ
を使用すれば水滴が発生しないので、水滴飛散によりメ
インフィルタを濡らすことがなく、白粉の発生やバクテ
リアの発生の心配がない。

また、従来のウォーターカーテンと異なり衝突捕集が繰
返し行なわれることになり、捕集率が高い。

本実施例では、本漬捕集でないのでエアワッシャーより
高効率で水滴の再飛散もない。

本実施例装置を脱ガス・脱臭装置とした場合、空気の衝
突捕集によるため高補集率で浄化できるのであるが、こ
れは排水の分析により計算できるのであるが、特に有害
なガスや臭気が水と親和性を有する場合、水の吸収浄化
機能が加算されるためその効率は著しく高くなる。また
、原因物質は排水中に１ｌｌｔａされているため、その
処理は容易で、特別な薬剤を使用しないので二次公害の
おそれもない。

浮遊微生物の捕集に当っては、水滴によらず水膜による
ため再飛散の現象がなく、効果的である。しかも、水滴
の再飛散の防止は給水中のバクテリアが蒸発により更に
加わるというような問題もなくなる。

循環水を使用する場合も時間当り換水率を時間当りの微
生物増殖率より大きくすれば、処理水中の微生物量を安
全な値にコントロールすることができる。

また、加湿器としては、本実施例では水滴の発生がなく
、水腹による蒸発のみ行なわれるので、白粉現象も全く
起らず加湿吸収距離も必要なくて装置全体がコンパクト
であし、スケールの成長も給水の水質によって余剰水車
を決めておけば水中の各イオン濃度がコントロールでき
る。

更に、冷却器としては、板状体表面の水膜から水が気化
して、気化潜熱を奪うので冷却効果が発揮される。

すなわち、たとえば中間期外気冷房を行なう場合、特に
近代ビルでは断熱性と気密性が高いので冬季でも外気冷
房の必要があるが、これを効果的に行なうことができる
。また、夏季には空調用冷却器として一般的に冷房を行
なうが、本実施例を冷却器として空調器前段に使用して
も、冷却と共に加湿が生じ、湿り空気線図上では等湿球
線に沿って冷却が起るためエネルギー的には節約となら
ない。ところが、冷却器の入口空気の湿度が上昇しても
エンタルピは上昇せず、冷却器への負荷が上昇すること
がない。よって、ダストや微生物によって汚染しゃすい
湿り冷却器の前段で自浄作用を有するプレフィルタを設
置したことになり、質の良い空調が行なえる。

その低木実施例では、可動部分がなく、エネルギを消費
せず、騒音もなく寿命が長く、保守容易、耐火性、小型
、静圧損失がわずかである。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明では、水滴でなく水膜により
ダストの捕集、ガス臭気の吸収、微生物の捕集ができ、
かつ水の流下を伴うため洗浄作用が生じて、衝突捕集効
率を上昇でき、加湿器、冷却器としても極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の実施例で、第１図は空気
処理装置の一例の構成図、第２図はエレメントの一部切
欠構成図、第３図は板状体の分解斜視図、第４図は積層
状態図、第５図は板状体の点接触の説明図、第６図は空
気流通状態図、第７図は集塵効率に対する面風速の線図
である。図　　中、１１は空気処理装置、１２、１２　ａ、　１２　ｂは板状体、１３は放出管、１４は水槽、１５は供給管、１６．２０はバルブ、１７はポンプ、１２ｃは長手凹溝である。第１図３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）山谷が交互に連続する断面を有しかつこの山谷に
よって表側及び裏側より長手凹溝が形成される板状体を
、多数枚その厚さ方向に積層すると共に隣接する上記板
状体の上記長手凹溝をある角度有して交互に積層し、相
互に隣接する一方の板状体の上記長手凹溝を形成する谷
の底部と他方の板状体の上記長手凹溝を形成する山の頂
部とを点接触させた空気処理エレメント。
（２）表裏に長手凹溝を形成する板状体を厚さ方向に積
層して構成される空気処理エレメントを上記長手凹溝が
上下に立つように上面に山谷が交互に連続する断面を臨
ませ、この上面上方に散水装置を配置すると共に下面下
方に水受けである水槽を配置した水膜型空気処理装置。