JPS6161609A - 空気の超清浄方法 - 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〉 この発明はＬＳＩや超ＬＳＩ等の極端に高精度が要求さ
れる電子部品の製造工場、遺伝子姐替技術に代表される
いわゆるバイオチクノロノーの技術分野の実用工場や実
験室、医学、生物学、食品工業等の分野で求められる無
菌環境等において要迷される超清浄環境を得るための空
気の超清浄方法に関する。

く従来の技術〉 従来の空気清浄方法は機械釣果じんと電気集じんに大別
されるが、機械的な集じん方法で高い集じん率を得るに
は、例えば室内用のパックフィルタ式で０．３μ程度と
いわれており、電気集じん方法でも０．０１μ程度のも
のが限度と考えられている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のような従来技術に対し、例えば極（超）超ＬＳＩ
と呼ばれる１〜４メガビツトのＩＣ集積度のＬＳＩの製
造環境では０，１〜０．０４μの固体粒子が制御対称と
なり、機械釣果じん方法では対応できないことが明らか
である６一方電気釣果じん方法によれば部分的には満足
できるものの最少粒子径の付近ではまだ不十分であるほ
か、電気集じん磯はイニシャルコストが極端に高いとい
う欠点がある。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の空気の超清浄方法においては、先ず常温常圧
の被清浄空気をろ過装置又はフィルクーに通して比較的
粗大な粒子を捕集する一次清浄を行い、次いで被清浄空
気の一定温度への加熱処理と一定圧への圧搾処理と高純
度の蒸気又は微少水滴の添加処理とを含む予備処理を施
し、続いて予備処理後の被清浄空気を筒状の清浄器内に
送ってその内部を仕切り多数の小孔からなるしぼり孔を
穿設したしぼり板を通過させることにより断熱膨張を生
ぜしめて含有水分を凝結させ、該凝結水を含んだ被清浄
空気を耐熱性のろ過補充材を充填とともに被清浄空気中
に含まれる化学物質を水分中に含ませて捕集する二次清
浄を行うことを特徴としている。

く作　用〉 この発明において一次清浄の過程で機械的に捕集し易い
空気中の比較的粗大な粒子を捕集し、予備処理では被清
浄空気を高温高圧にすることにより次の二次清浄におけ
る断熱膨張での膨張と温度変化を大きくするとともに、
その際の凝結水の発生量又は含有量を一定以上にするた
めに水蒸気又は微小水滴を添加する。この際の添加水は
空気の浄化を妨げないように蒸溜水等の高純度のもので
ある。

二次清浄処理の過程では高温高圧空気がしぼり板を通過
した瞬間に体積膨張を生じて含有水蒸気が飽和して凝結
し微小な水滴となる。

この水滴は発生した時点から被清浄空気中の各種の固体
微粒子を核にしているが、捕集室内においてさらに他の
水滴や微粒子と結合して成長しながらろ適用捕集材に付
着し、その付着後もなお成長を続ける。

ユニで付着捕集される固体粒子中には被清浄空気中のあ
らゆる種類の粉塵例えば金属、非金属微粒子等が含まれ
また水分中には硝酸イオン、硫酸イオン等の化学物質が
溶は込み、これらの捕集も可能である。

このようにして捕集された固体微粒子の一部は捕集材に
付着して残存し、他は凝結成長した水滴とともに清浄器
内から外部に流出排除され、清浄器からはあらゆる固体
粒子と空気中に含有されていた各種の化学物質を除去さ
れ、超清浄空気として外部に排出される。

〈実施例〉 第１図は本発明を実施するための空気の超清浄装置の１
例を示し、装置は一次清浄と予備処理を行う前処理装置
１と、その後端に圧縮送風機２を介して接続される二次
清浄器３とで構成される。

前処理装置１は筋状本体４の空気導入用開口端にグラス
ウール、ステンレスウール、メツシュ材、フィルター等
からなるろ過材５が挿填され、その後方には活性炭そそ
の他の化学的あるいは電気的手段等を用いた滅菌装置６
が内挿され、さらにその後方にはヒーター等からなる加
熱７が内挿されている。

前処理装置１の後端と二次清浄器３の前端とを結ぶ接続
部８内にはブロワ等からなる圧縮送風機２が設けられ、
該圧縮送風機２の前方には高純度水蒸気又は微粒子水滴
を噴出するノズル９が挿入されている。このノズル９は
外部に設けられた調湿器１１ｂに接続され、ここから高
純度の水蒸気又は微粒子水滴が供給される。

清浄器３の前端には温度センサー１０ａと湿度センサー
１０）＋が付されて清浄器３内に流入する被清浄空気の
温度と湿度を常時検出し、その検出信号を制御装置１１
ａに送っている。

この制御装置１１ａは前述した加熱装置７と調湿器１１
ｂに接続され、清浄器３内に流入する被清浄空気の温度
と湿度を常に一定以上に保つようにこれらを加熱制御す
る。

上記調湿器１１ｂ内には不純物を含まない高純度の水が
充填され、この水には被清浄空気中水に溶けにくいの媒
等の微小粒子を水滴に溶かし込むのを助けるためにデル
マニウムが溶解液として混入されている。

二次清浄器３は筒状の本体１２の外周に冷却水やエア等
の冷媒を流通せしめて本体１２を冷却する冷却ジャケッ
ト１３を外装しており、その内部は前端に被清浄エアを
導入する導入室１４ａを設け、さらに本体１２内を仕切
るしぼり板１５ａが設けられる。このしぼり板１５ａに
は多数の小孔からなるしぼり孔１６を穿設しており、そ
の後方には一定の空間からなる凝結室１７ａが形成され
る。

そして凝結室１７ａの後方にはステンレスウール、グラ
スウール、ステンレスメツシュ等の耐熱性抽東祠１８を
充填した一定の体積を有する捕集室１９ａが設けられ、
その後方には２段目の導入室１４ａ、Ｌばり板１５ｂ、
凝結室１７ｂ。

捕集室１９ｂが形成され、これらのしばり板や捕集室の
厚み、体積、段数等は超清浄に求められる各種の条件に
よって設計的に決められる。

清浄器３内の最後段の捕集室１．９　ｂの後方にはそこ
から排出される被清浄空気を衝突させてその内部の固体
粒子を捕集する後方捕集皿２０が設けられ、さらにその
後方の清浄器３の後端には二次清浄済の空気を排出する
排気口２１が付設されている。また二次清浄器３の底部
にはその内部、特に捕集室１９ａ、１９ｂで成長した固
体粒子や化学物質を含んだ水滴を排出する複数本のドレ
ン管２２が挿入され、二次清浄器３内で水分と結合した
諸成分はすべてこの液体中に含まれた状態で排出される
。

上記のような装置により、先ず室内等の汚染空気は前処
理装置１内に導かれ、前端のろ過材５によって比較的大
粒の円本粒子を付着捕集し、次の滅菌装置６によって滅
菌を行う。

続いて加熱装置７内では二次清浄における膨張作用時の
水分の凝結を促進させるために、温度センサー１０ａの
検出値に応じた加熱を行った後、その凝結に必要な水分
を調節するための高純度の水蒸気又は微小水滴をノズル
９によって添加する。

続いて圧縮送風機２によって被清浄空気に一定の圧力を
加えながら二次清浄器３内へ送風する。このときの空気
は加熱装置７と調湿器！１ｂによって温度及び湿度調節
されており、その温度と湿度は断熱膨張による温度降幅
ができるだけ大きく且つ水分の凝結量が最も多い量に調
整され約９０°ｃ−ｚｏｏｏＣの範囲が最も適当であり
、この場合の降下温度は約３０°Ｃ〜６０°Ｃである（
但し、清浄３の入口と出口の差）上記のように高温高圧
にされて一定の水分（水蒸気）を含む被清浄空気を導入
室１４ａに導入すると圧縮空気が膨張し断熱膨張によっ
て一定の温度降下を生じるとともに水蒸気はある程度凝
結して微小水滴となる。さらにしぼり板１５ａを通過す
ると上記断熱膨張は一層顕著に生じ、ここでも水蒸気の
凝結が生じる、。

この凝結水滴は空気中の化学成分を溶は込ませているだ
けでなく、それ自体が空気中に含まれる微小粒子を核に
している。このように温度降下に微小水滴は膨張室１４
ａや凝結室１７ａで乱流する過程でも空気中の微小粒子
や他の水滴と結合して成長するが、これを捕集室１９ａ
に導入せししめることにより、成長粒子はその内部の捕
集材１８に付着しさらに顕著な結合成長をする。

その結果、捕集材１８には水分を含んだ微粒子の結合体
が順次付着捕集され、一定の水分量になると混合液体と
なって二次清浄器３の底部に滴下されドレン管２２を通
じて外＋ｆｌＳに排出される。

上記のような作用は二段目導入室１４ｂ、　［、ぼり板
１５ｂ、？Ｍ結室１７ｂ等においても同様に繰り返され
、より完全な二次清浄を行い、後方捕集皿２０によって
最終的に浄化されて外部に放出される。

尚、二次清浄器３内における被清浄空気の膨張、温度降
下、水分凝結９粒子の成長等の作用は断熱膨張との関連
で説明したが実際には多方変化（ｐｏｌｙｔｒｏｐｉｃ
　　ｃｈａｎ８ｃ）＋ポリトロープ（ｐｏｌｙｔｒｏｐ
ｅ）＋瞬間冷却結合、絞り、膨張、熱沈着（熱泳ｌ′１
ＩＩＪ）等の概念で表される各種のＭ似あるいは一部重
複した気体の熱作用（これらを「膨張現象」と総称する
こともある）を含むものである。

上記のような諸作用と捕集室における捕集作用により第
二清浄器３内で捕集される固体粒子の大きさは最小０．
００５μ程度まで可能であり、しかもこのような固体微
粒子は、例えば０，１〜５μの大きさで４０〜６０％の
大きい水分当量を有するので、固体微粒子を凝結水の微
粒子で結合して捕集し得る量は非常に高いものである。

尚、二次清浄器３から排出される清浄空気をさらに温度
調節や湿度調節を行↑ う必要がある場合は、別途設けられた装置で行えば良い
。

〈発明の効果〉 この発明な以上の如く構成される結果、常温常圧の室内
空気を清浄するのにきわめて高い効率でしかも他の機械
釣果じん方法よりはるかに微小な固体粒子を捕集するこ
とができる。また、在米の電気集じん方法に比してもこ
れらの性能は決して劣らないだけでなく、被清浄空気中
の硝酸イオン、硫酸イオン等の化学的諸成分も併せて捕
集でき、特に圧縮送風機２による加圧ら他の部門へのマ
イナス影響が少ないので相当品めることができるととも
に、捕集室の容積や長さ、捕集材の充填密度を太き（す
る等により空気流の流れを緩速にできるので固体粒子や
化学物質の捕集率を殆ど１００％近くに高めることがで
きる。そしてこれらの設備は電気集じんに比して着しく
低コストでできる利点がある。

また本発明方法の用途として既に述べたような精密な電
子部品の製造分野、微生物応用分野等、工業、農業、医
療、学術分野等きわめて広汎あり、さらにｆｊＳ１図に
示すような装置をコンパクトにまとめれば一般家庭の環
境清浄用として十分に利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いる装置の１例を示す全
体断面図である。 １：前処理装置　　　　２：圧縮送風機３：二次清浄器
　　　　４：本体 ５：ろ過材　　　　　　６：滅菌装置 ７：加熱装置　　　　　８：接続部 ９：７ズル　　　　　　１０ａ：温度センサ−１０ｂ湿
度センサー　　　１１ａ：制御装置１］ｌ）：Ｉｌｌ、
′ｉｉ湿器　　　　　１２：本体１３：冷却ジャケット
　　１４ａ、　１４ｂ：導入室１５ａ、　１５ｂ：　Ｌ
ぽり板　　　１６：シぼり孔１７ａ、１７ｂ：ｌｊＪ結
室　　　１８：捕集材１９ａ、　１９ｂ：捕集室　　　
２０：後方捕集冊２１：排気口　　　　　　２２：ｌ’
レン管手続補正書（自発） 昭和５９年１１月５日 昭和５９年特許願第１８５１３８号 ２、発明の名称 空気の超清浄方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　神奈川県鎌倉市十二所８４０ 氏　名　　　　青　　　井　　　　　　堅４、代理人　
　■３４０ 住　所　埼玉県草加市新里町１１３９番地の２自　　　
　　発 補　　正　　の　　内　　容 本願明細書中、次の点を補正する。 １、　第７頁第２〜３行中「被清浄空気中水に溶けにく
いの」とあるのを、［被清浄空気中の水に溶けにくい］
と１字削除１字加入する。 ２、　第１１頁第１２〜１４行中「しかも、このような
・・・・４０〜６０％の大きい」とあるのを、「しかも
、このような固体微粒子（例えば土の微粒子）では、粒
子径５〜５０μで約３５％、同０，１〜５μで約６１％
と、粒子径が小さくなる程より大きい」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）常温常圧の被清浄空気をろ過装置又はフィルターに
   通して比較的粗大な粒子を捕集する一次清浄を行い、次
   いで被清浄空気の一定温度への加熱処理と一定圧への圧
   搾処理と高純度の蒸気又は微少水滴の添加処理とを含む
   予備処理を施し、続いて予備処理後の被清浄空気を筒状
   の清浄器内に送ってその内部を仕切り多数の小孔からな
   るしぼり孔を穿設したしぼり板を通過させることにより
   断熱膨張を生ぜしめて含有水分を凝結させ、該凝結水を
   含んだ被清浄空気を耐熱性のろ過補充材を充填した捕集
   室に送って通過させて微細粒子の捕集とともに被清浄空
   気中に含まれる化学物質を水分中に含ませて捕集する二
   次清浄を行うことを特徴とする空気の超清浄方法。