気泡発生機および気液接触装置
【課題】通過する気体を所望の均一な径の気泡に変えることのできる気泡発生機、およびこれを備える気液接触装置を提供する。
【解決手段】気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑに接触させて用いられ、可撓性の樹脂シート２０、第一の多孔板３０および第二の多孔板４０を有する。樹脂シート２０には、複数の揺動片２２が分散して切り込み形成されている。第一の多孔板３０は、揺動片２２の外径よりも大きな大径口３２を複数備えている。第二の多孔板４０は、揺動片２２の外径よりも小さな小径口４２を複数備え、第一の多孔板３０とともに樹脂シート２０を挟持する。気泡発生機１０は、小径口４２から流入し、揺動片２２を付勢して大径口３２より流出する気体Ａｉｒを気泡化する。
【解決手段】気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑに接触させて用いられ、可撓性の樹脂シート２０、第一の多孔板３０および第二の多孔板４０を有する。樹脂シート２０には、複数の揺動片２２が分散して切り込み形成されている。第一の多孔板３０は、揺動片２２の外径よりも大きな大径口３２を複数備えている。第二の多孔板４０は、揺動片２２の外径よりも小さな小径口４２を複数備え、第一の多孔板３０とともに樹脂シート２０を挟持する。気泡発生機１０は、小径口４２から流入し、揺動片２２を付勢して大径口３２より流出する気体Ａｉｒを気泡化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡発生機およびこれを備える気液接触装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術に関し、特許文献１には、空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムが記載されている。このシステムでは、循環路内に留められている汚染物質を含んだ空気を、エアーポンプの運転により散気管からバブリングして水槽に送給している。散気管は、逆止弁で整流された空気が供給されて、これを気泡に分散させる多孔体である。
【０００３】
また、特許文献２には、外気を室内に導く給気経路に、外気を洗浄水に通して大気汚染物質を除去する空気環境浄化システムが記載されている。このシステムでは、清浄化手段として、外気を直径０．０１〜０．０５ｍｍのマイクロバブルにして洗浄水に通すバブル発生部を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３０２８０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の散気管では、バブリングされた気泡の径を均一化することが困難である。
また、特許文献２の清浄化手段では、外気（気体）を０．１ｍｍ以下のマイクロバブルに変えるため、バブル発生部における圧力損失（圧損）が大きく、気体の十分な処理流量を得ることが困難である。また、かかる圧損を補償するためには、バブル発生部に専用のエアーポンプが必要であり、ランニングコストを要するという問題が生じる。
【０００６】
ここで、気液接触装置においては、気液接触効率と、気体の処理流量とを両立して向上することが求められる。一般に、気泡径を小さくして気液接触効率を向上した場合には気体の圧損が大きくなり、単位時間あたりの処理流量が低下することとなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、通過する気体を所望の均一な径の気泡に変えることのできる気泡発生機、およびこれを備える気液接触装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の気泡発生機は、液体に接触させて用いられる気泡発生機であって、複数の揺動片が分散して切り込み形成された可撓性の樹脂シートと、前記揺動片の外径よりも大きな大径口を複数備える第一の多孔板と、前記揺動片の外径よりも小さな小径口を複数備え、前記第一の多孔板とともに前記樹脂シートを挟持する第二の多孔板と、を有し、前記小径口から流入し、前記揺動片を付勢して前記大径口より流出する気体を気泡化する。
【０００９】
また本発明の気液接触装置は、上記の気泡発生機を備え、多段に設けられた複数の液体層と気泡化された気体とを接触させる気液接触装置であって、前記気泡発生機により気泡化されて前記大径口より流出した気体が、前記第三の多孔板の下流側に接して配置された前記液体層とさらに接触することを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の気泡発生機によれば、小径口から大径口に抜ける気体の流路に、樹脂シートの揺動片が個別に設けられている。そして、大径口の側を気体の流出側とすることで、気体に付勢された揺動片の変位が多孔板によって損なわれることがない。このため、樹脂シートの可撓性により、流路ごとに気体の圧力が調整されて均一な径の気泡が発生する。また、本発明の気泡発生機を備える気液接触装置は、液体と接触する気体が所望の均一な径の気泡に変えられるため、気液接触効率と気体の処理流量とをバランスよく好適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態にかかる気液接触装置を模式的に示す正面図であり、（ｂ）はその右側面図である。
【図２】（ａ）は気泡発生機の部分斜視図であり、（ｂ）は気泡発生機の使用状態を示す部分断面図である。
【図３】気泡発生機の変形例にかかる部分切欠平面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本実施形態の気液接触装置の動作説明図である。
【図５】排気処理部の変形例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものであり、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
以下、本実施形態の気液接触装置は、略水平に設置された気泡発生機に対して鉛直下方から上方に気体を通過させる吹き上げ型を例示的に説明するが、本発明はこれに限られない。例えば、気体の通過方向を上方から下方への吹き下ろし型としてもよく、または起立させた気泡発生機に対して気体を水平方向に通過させてもよい。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の実施形態にかかる気液接触装置１００を模式的に示す正面図であり、同図（ｂ）はその右側面図である。図１各図では、説明のため、筐体９０の一部を不図示として、気液接触装置１００の内部を図示している。
図２（ａ）は気泡発生機１０の部分斜視図であり、同図（ｂ）は気泡発生機１０の使用状態を示す部分断面図である。
【００１５】
はじめに、本実施形態の気泡発生機１０および気液接触装置１００の概要について説明する。
【００１６】
気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑ（図２を参照）に接触させて用いられる。本実施形態の気泡発生機１０は、可撓性の樹脂シート２０、第一の多孔板３０および第二の多孔板４０を有する。
樹脂シート２０には、複数の揺動片２２が分散して切り込み形成されている。
第一の多孔板３０は、揺動片２２の外径よりも大きな大径口３２を複数備えている。
第二の多孔板４０は、揺動片２２の外径よりも小さな小径口４２を複数備え、第一の多孔板３０とともに樹脂シート２０を挟持する。
そして、気泡発生機１０は、小径口４２から流入し、揺動片２２を付勢して大径口３２より流出する気体Ａｉｒを気泡化する。
【００１７】
気液接触装置１００は、上記の気泡発生機１０を備え、多段に設けられた複数の液体層Ｌ１、Ｌ２と、気泡化された気体Ａｉｒと、を接触させる装置である。
そして、本実施形態の気液接触装置１００においては、気泡発生機１０により気泡化されて大径口３２より流出した気体Ａｉｒが、第三の多孔板５０の下流側に接して配置された液体層Ｌ２とさらに接触する。
【００１８】
つぎに、本実施形態の気泡発生機１０および気液接触装置１００について詳細に説明する。
【００１９】
気泡発生機１０を構成する第一の多孔板３０と第二の多孔板４０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属板材料に多数の開口（大径口３２、小径口４２）を形成したものである。第一の多孔板３０および第二の多孔板４０の種別は特に限定されず、例えば、打ち抜き加工もしくはレーザー加工により多数の開口を通孔形成したパンチングプレートでもよく、または線材を編組したメッシュ部材でもよい。
第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とは、開口の径を除いて互いに共通としてもよく、または種別や厚み寸法を互いに相違させてもよい。
【００２０】
樹脂シート２０は、膜厚が５０μｍから５００μｍの樹脂製のシートまたはフィルム材料からなる。樹脂材料の例としては、ポリオレフィン、具体的にはポリプロピレンが挙げられる。なお、本実施形態においてはシートとフィルムとを区別しない。
【００２１】
図２（ａ）に示す気泡発生機１０では、大径口３２（および図示しない小径口４２）が正方格子状に配置されている。ただし、気泡発生機１０の変形例として、図３に示すように、大径口３２および小径口４２をそれぞれ千鳥状に配置してもよい。
【００２２】
図３は、気泡発生機１０の部分切欠平面図である。同図は、第一の多孔板３０、樹脂シート２０および第二の多孔板４０が互いに積層されてなる気泡発生機１０を、第一の多孔板３０の側から目視した平面図である。説明のため、図３においては、第一の多孔板３０に斜線を付し、またその一部を切り欠き樹脂シート２０の揺動片２２を露出させて図示している。
揺動片２２、大径口３２および小径口４２がそれぞれ千鳥状に配置されている点を除き、図３の気泡発生機１０は図２と共通である。
【００２３】
揺動片２２は略円形をなし、大径口３２、小径口４２および揺動片２２は同心状に配置されている。
【００２４】
個々の揺動片２２は円弧部２４と裾部２６とからなり、その外形はΩ字状をなしている。すなわち、揺動片２２は樹脂シート２０をΩ字状に切り込んで形成されている。
【００２５】
円弧部２４は大径口３２から露出して、気体により付勢されて揺動する部位である。本実施形態の円弧部２４は、円周の二分の一以上、好ましくは四分の三以上の長さを有している。
裾部２６は、円弧部２４を樹脂シート２０に対して揺動可能に接続する部位である。裾部２６は末広がり形状をなし、円弧部２４の両端を拡幅している。
【００２６】
ここで、揺動片２２が略円形であるとは、円弧部２４が真円および真円に近い円形、または真円に近似される非円形を含む。
【００２７】
また、大径口３２、小径口４２および揺動片２２が同心状であるとは、これらの少なくとも一部同士が、気泡発生機１０の平面視方向に互いに重複していることをいう。
本実施形態の気泡発生機１０では、図３に示す平面図において、大径口３２は揺動片２２の円弧部２４を内包し、円弧部２４は小径口４２を内包している。
【００２８】
円弧部２４の直径は５〜１０ｍｍとすることが好ましい。隣接する揺動片２２同士の間隔は、１０〜３０ｍｍとするとよい。そして、大径口３２の直径は円弧部２４の直径よりも１〜１０ｍｍ大きくし、小径口４２の直径は円弧部２４の直径よりも１〜４ｍｍ小さくするとよい。
【００２９】
裾部２６は、揺動片２２のうち、第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで挟まれる部位である。すなわち、揺動片２２は、第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで裾部２６が挟持され、円弧部２４が揺動可能となる。なお、裾部２６が第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで挟持されていることで、円弧部２４の揺動時に裾部２６の終端部２８に引裂力が生じることはない。ただし、終端部２８を丸加工して円孔とし、裾部２６の延伸を防止してもよい。
【００３０】
樹脂シート２０の揺動片２２は、小径口４２の側への変位が規制され大径口３２の側に変位自在に構成された逆止弁である。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、円弧部２４は第二の多孔板４０により、同図下方側への変位が規制されている。
【００３２】
気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑに浸漬されて、または第一の多孔板３０を液体Ｌｉｑの界面に接触させて用いられる。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、液体Ｌｉｑの下方に気泡発生機１０が設けられ、第一の多孔板３０が液体Ｌｉｑの下側界面に接している。
【００３３】
この状態で、第二の多孔板４０の小径口４２より気体Ａｉｒを吹き込むことで、気体Ａｉｒを気泡化する。ここで、揺動片２２の円弧部２４は、気体Ａｉｒの通過時には第一の多孔板３０の側に押し上げられて大径口３２より突出する。そして、通過する気体Ａｉｒに対して、樹脂シート２０の弾性反力と液体Ｌｉｑの自重とが負荷される。これにより、気体Ａｉｒの通過量が制限されて微細に気泡化される。すなわち、気体Ａｉｒの通過時に円弧部２４は連続的に揺動して気体Ａｉｒを分断し、これを気泡化する。
【００３４】
なお、本実施形態の気泡発生機１０では、気体Ａｉｒの流量、樹脂シート２０の膜厚、円弧部２４の直径、および液体Ｌｉｑの量を調整することにより、５〜３０ｍｍ程度の直径の気泡が形成される。
【００３５】
図１に戻り、本実施形態の気液接触装置１００を説明する。
気液接触装置１００は、多段に配置された液体層Ｌ１、Ｌ２（液体Ｌｉｑ）に対して、気泡発生機１０で気泡化された気体Ａｉｒを接触させ、気体Ａｉｒに含有する成分を液体層Ｌ１、Ｌ２に溶解させて除去する装置である。
【００３６】
気液接触装置１００の筐体９０は箱形をなし、前面側（図１（ｂ）の左方）は配管収容部９２であり、奥行側（同図の右方）は気泡発生機１０が設置されて気体Ａｉｒの気泡化および気液接触が行われる気液接触部９４である。
【００３７】
気液接触部９４は縦型２チャンバー構造をなす。
下部チャンバー９５は、下部空洞７４から流入する気体Ａｉｒを液体層Ｌ１と気液接触させるチャンバーである。下部チャンバー９５には、気体Ａｉｒの流入部にあたる最下部に気泡発生機１０が設けられ、その上部に液体層Ｌ１が貯留されている。液体層Ｌ１の上部には気体層Ｇ２が存在している。
下部チャンバー９５に貯留された液体層Ｌ１は、気泡発生機１０の揺動片２２（逆止弁：図２を参照）に下方支持され、下部空洞７４に落下することはない。
【００３８】
上部チャンバー９６は、下部チャンバー９５で気液接触した気体Ａｉｒを、さらに液体層Ｌ２と気液接触させるチャンバーである。上部チャンバー９６には、気体Ａｉｒの流入部にあたる最下部に第三の多孔板５０が設けられ、その上部に液体層Ｌ２が貯留されている。液体層Ｌ２の上部には気体層Ｇ３が存在している。
【００３９】
第三の多孔板５０は、液体層Ｌ１を通過した気体Ａｉｒを上部チャンバー９６に導入するとともに、液体層Ｌ２を下方支持する部材である。気泡発生機１０と第三の多孔板５０とは略並行に対向して設置されている。
【００４０】
第三の多孔板５０は多数の開口を有する板状の部材であり、第一の多孔板３０や第二の多孔板４０と同様に、パンチングプレートやメッシュ部材を用いることができる。
すなわち、第三の多孔板５０の開口には逆止弁が設けられておらず、気体Ａｉｒおよび液体層Ｌ２は双方向に通過可能である。
【００４１】
筐体９０の下部には車輪９８が取り付けられており、気泡発生機１０は移送が可能である。
【００４２】
本実施形態は、気液接触部９４において、下方から上方に向かって気体Ａｉｒを流動させる吹き上げ型の気液接触装置１００である。
【００４３】
気液接触装置１００は、気体Ａｉｒを連続的に供給する給気路７０と、給気路７０に対して所定の排気圧で気体Ａｉｒを圧送するブロア（排気ブロア７５）と、を有している。
給気路７０の吸気口７１には、気体Ａｉｒ中の塵埃を除去するためのフィルター（図示せず）を任意で備えてもよい。かかるフィルターとしては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）やポリプロピレンなどの樹脂材料からなる不織布フィルターを用いることができる。
【００４４】
排気ブロア７５は、環状流路７２を通じて気体Ａｉｒを遠心加速する。給気路７０には、環状流路７２の下流側に、下降路７３と下部空洞７４がこの順に連通して設けられている。
下部空洞７４は、気泡発生機１０の下面側にあたる第二の多孔板４０（図２を参照）に接して設けられている。
【００４５】
すなわち、気泡発生機１０の下流側（上部）に液体層Ｌ１が接触して設けられ、上流側（下部）に気体層Ｇ１が設けられている。
【００４６】
そして、下部空洞７４に到達した気体Ａｉｒには、図２（ｂ）に示すように、排気ブロア７５の排気圧に基づく押し上げ力が、気泡発生機１０の下面側にあたる第二の多孔板４０のうち、小径口４２に対して集中的に負荷される。このため、気体Ａｉｒが気液接触部９４を通過するために必要な排気ブロア７５の排気圧およびランニングコストを抑制することができる。
【００４７】
気泡発生機１０と第三の多孔板５０とは、ともに略水平に配置されている。気泡発生機１０と第三の多孔板５０の個別の水平度は特に限定されるものではなく、互いに相違する水平度で気液接触部９４に設置されていてもよい。
【００４８】
第三の多孔板５０の下部側には気体層Ｇ２が存在している。気泡発生機１０で発生した気泡は、液体層Ｌ１から浮上すると、液膜に気体Ａｉｒを内包した泡沫となって、または泡沫がはじけて気体Ａｉｒとなって、第三の多孔板５０に至る。そして、かかる気体Ａｉｒは、第三の多孔板５０により再び気泡化されて液体層Ｌ２と接触する。
【００４９】
ここで、排気ブロア７５により気体Ａｉｒを連続的に吹き上げることにより、泡沫化した液体層Ｌ１が上部チャンバー９６に上昇して液体層Ｌ２となる速度と、液体層Ｌ２が下部チャンバー９５に落下して液体層Ｌ１に戻る速度とが釣り合う。これにより、第三の多孔板５０に逆止弁がなくとも、上部チャンバー９６には所定量の液体層Ｌ２が常に貯留される。そして、排気ブロア７５を停止することで、液体層Ｌ２は第三の多孔板５０から落下して液体層Ｌ１となる。なお、第三の多孔板５０は、上部チャンバー９６の内壁に対して密に装着され、第三の多孔板５０の周囲から下部チャンバー９５に液体層Ｌ２が漏れ落ちることはない。
【００５０】
本実施形態の気泡発生機１０は、排気ブロア７５により気体Ａｉｒを吹き上げることで、下部チャンバー９５に貯留された液体層Ｌ１の一部を分離して第三の多孔板５０に液体層Ｌ２を形成し、これをもって気体Ａｉｒの吸収液を多段化する。これにより、液体層Ｌ１、Ｌ２は各層が薄くなるため、高い気液接触効率を維持しつつも、通過する気体Ａｉｒの圧損が低減される。
【００５１】
気体Ａｉｒの成分は特に限定されないが、本実施形態の気体Ａｉｒは揮発性有機化合（ＶＯＣ）を含有するものとする。
そして、気液接触装置１００は、液体層Ｌ１を冷却する冷却装置７６をさらに備えている。冷却装置７６には、一例として、液体浸漬型のピエゾ素子が用いられる。
【００５２】
これにより、気体Ａｉｒに含有するＶＯＣは、液体層Ｌ１に溶解されるのみならず、液体層Ｌ１で冷却されて凝集し、気体Ａｉｒからさらに除去される。
このため、本実施形態の気液接触装置１００は、気体Ａｉｒ中のＶＯＣを高効率で除去することができる。
【００５３】
図１に示すように、気泡発生機１０は、気泡発生機１０の上部に液体層Ｌ１を供給する供給路８０をさらに備えている。
【００５４】
供給路８０には、開閉弁８１と圧送ポンプ８２が設けられている。
供給路８０は、給気路７０の下部空洞７４と、気液接触部９４における気泡発生機１０の上部と、を連通している。そして、下部空洞７４に貯留された液体Ｌｉｑを、供給路８０を通じて塗液口８３から吐出し、かかる液体Ｌｉｑを液体層Ｌ１として気泡発生機１０の上部に供給する。なお、塗液口８３の高さ位置は特に限定されず、第三の多孔板５０よりも上部でもよく、または気泡発生機１０と第三の多孔板５０との間でもよい。
【００５５】
気液接触装置１００は、気泡発生機１０と第三の多孔板５０との間に第四の多孔板６０をさらに備えている。すなわち、下部チャンバー９５の中間高さに、第四の多孔板６０が架設されている。
【００５６】
第四の多孔板６０は、気泡発生機１０との間隔Ｄ１（図４（ｃ）を参照）が可変である。気泡発生機１０の上部に供給された液体層Ｌ１が気体Ａｉｒとともに第三の多孔板５０の上部に移動する量が、間隔Ｄ１の変更により増減調整される。
【００５７】
下部チャンバー９５には、第四の多孔板６０を昇降調整するための一対の調整部６２が設けられている。調整部６２は、第四の多孔板６０を吊り下げるワイヤーと、このワイヤーを巻き取る輪軸とからなる。第四の多孔板６０は四隅がワイヤーで吊り下げられており、一対の調整部６２の巻き取り量を調整することで、第四の多孔板６０を水平支持したままで、または任意の角度に傾斜させて、これを昇降調整することができる。
【００５８】
一方、上部チャンバー９６の中間高さには、第三の多孔板５０のさらに上方に、第五の多孔板６４が架設されている。
上部チャンバー９６にも、下部チャンバー９５と同様に、第五の多孔板６４を昇降調整するための一対の調整部６６が設けられている。調整部６６は、第五の多孔板６４を吊り下げるワイヤーと、このワイヤーを巻き取る輪軸とからなり、その巻き取り量を調整することで、第五の多孔板６４を任意の設置角度で昇降調整することができる。
【００５９】
第四の多孔板６０と第五の多孔板６４は、液体層Ｌ１、Ｌ２から飛散して上昇する泡沫を捕捉し、液化して落下させる部材であり、第三の多孔板５０と同様にパンチングプレートやメッシュ部材を用いることができる。第四の多孔板６０と第五の多孔板６４の開口率は１０〜４０パーセント、好ましくは２０〜３０％とするとよい。
【００６０】
第四の多孔板６０および第五の多孔板６４は、それぞれ下部チャンバー９５または上部チャンバー９６の内壁面に対して非接触に吊り下げられており、液化した泡沫が第四の多孔板６０および第五の多孔板６４の周囲から流下する。このため、第四の多孔板６０、第五の多孔板６４の上に液体層Ｌ１、Ｌ２が他の液体層を形成することはない。
【００６１】
ここで、第四の多孔板６０を下降させて液体層Ｌ１の液面からの距離を小さくすると、液体層Ｌ１の液面のうねりが第四の多孔板６０に衝突して、液体層Ｌ１の対流速度が向上し、気液接触効率が向上する。このため、液体層Ｌ１の粘度が比較的高い場合（例えば、１００ｃＰｓ程度の場合）に特に有効である。
【００６２】
一方、第四の多孔板６０を上昇させて液体層Ｌ１の液面からの距離を大きくすると、液体層Ｌ１の液面のうねりが第四の多孔板６０に衝突することが低減し、液体層Ｌ１の対流速度が抑制される。液体層Ｌ１の粘度が比較的低い場合（例えば、１０ｃＰｓ以下の場合）に、第四の多孔板６０を上昇させて、液体層Ｌ１の液面のうねりを抑えることが有効である。
【００６３】
このとき、第四の多孔板６０を足掛かりとして第三の多孔板５０に移動する液体層Ｌ１の液量も低減する。このため、第四の多孔板６０と気泡発生機１０との間隔Ｄ１を増大させることで、液体層Ｌ１から上部チャンバー９６に上昇する液体層Ｌ２の液量が減り、逆に間隔Ｄ１を減少させることで液体層Ｌ２の液量が増える。
【００６４】
下部チャンバー９５、上部チャンバー９６には、それぞれ観察窓６７、６８が設けられている。これにより、液体層Ｌ１、Ｌ２の液量が目視観察可能である。観察窓６７、６８は、液体層Ｌ１、Ｌ２の液面と、第四、第五の多孔板６０、６４をともに含む位置に形成されている。
【００６５】
気液接触装置１００は、第三の多孔板５０の下流側に流出した液体層Ｌ２を捕集する捕集部８５と、捕集された液体層Ｌ２を回収する回収流路８６と、をさらに備える。具体的には、上部チャンバー９６の下流側に排気処理部１１０が設けられている。排気処理部１１０は、第五の多孔板６４で捕集されずに通過した液体層Ｌ２の泡沫を含む気体Ａｉｒが導入される導入路８４と、導入路８４の下流側に設置された捕集部８５と、捕集部８５を通過した気体Ａｉｒを大気放出する排気口８８とを含む。排気処理部１１０は筐体９０の上部に設置されている。
【００６６】
これにより、第五の多孔板６４を通過した液体層Ｌ２の泡沫を捕集部８５で捕集して液体層Ｌ２または液体層Ｌ１として再利用することができる。捕集部８５には、ＳＵＳまたはアルミニウムなどの金属板からなるフィルターを用いることができる。より具体的には、捕集部８５として、屈曲した金属板により気流方向を多段に転換して泡沫を衝突分離するスクリーン装置を用いるとよい。
【００６７】
捕集部８５および回収流路８６を備えることにより、気液接触装置１００を連続的に運転しても液体層Ｌ１、Ｌ２が減少することが抑えられる。
ここで、本実施形態の液体層Ｌ１、Ｌ２は、水よりも比重の高い溶質が溶解した水溶液からなるＶＯＣの吸着液である。溶質として、エポキシ系などの高分子を例示することができる。
このとき、捕集部８５を気液接触部９４よりも上部に設けたことにより、かりに液体層Ｌ２の泡沫が捕集部８５を通過して排気口８８に至ったとしても、かかる泡沫の成分は比重の低い水が支配的となる。このため、気液接触装置１００の連続運転により液体層Ｌ１、Ｌ２の液量が漸減したとしても、水を補充するだけで、液体層Ｌ１、Ｌ２は濃度および液量を維持することができる。
【００６８】
図４（ａ）から（ｃ）は、本実施形態の気液接触装置１００の動作説明図である。
同図（ａ）は、初期状態を表している。初期状態では、注入口（図示せず）から気液接触部９４に投入された液体Ｌｉｑが、給気路７０の下部空洞７４に貯留されている。
液体Ｌｉｑは、下部空洞７４と、下部チャンバー９５の下部に貯留され、気泡発生機１０は液体Ｌｉｑに浸漬されている。
【００６９】
ここで、開閉弁８１を開き、圧送ポンプ８２を駆動することで、液体Ｌｉｑは供給路８０を通じて揚送される。そして、塗液口８３から上部チャンバー９６に吐出された液体Ｌｉｑは、第三の多孔板５０を流下して下部チャンバー９５に落下し、気泡発生機１０の上部に蓄積される。気泡発生機１０は、揺動片２２（図２を参照）が逆止弁として機能し、塗液口８３から吐出された液体Ｌｉｑを下部チャンバー９５内に保持する。
【００７０】
同図（ｂ）は、排気ブロア７５の動作開始時の状態を表している。このとき、液体Ｌｉｑは下部空洞７４から完全に排出されて下部チャンバー９５に蓄積されている。排気ブロア７５を作動することで、ＶＯＣが含有した気体Ａｉｒが給気路７０に導入されて、さらに下部空洞７４に至る。
【００７１】
同図（ｃ）は、気液接触装置１００の安定動作時の状態を表している。泡沫化した液体層Ｌ１の一部が気体Ａｉｒとともに第三の多孔板５０を通過し、液化して液体層Ｌ２となっている状態を示している。液体層Ｌ２は、第三の多孔板５０から落下する速度と、新たな泡沫が液体層Ｌ２に追加される速度とがバランスしている。
気体Ａｉｒは、下部チャンバー９５の液体層Ｌ１と、上部チャンバー９６の液体層Ｌ２とで二度にわたって気液接触し、ＶＯＣ成分が溶解除去される。
【００７２】
なお、同図（ｃ）の安定動作中も圧送ポンプ８２を駆動させてもよい。これにより、下部空洞７４に落下した僅かな液体層Ｌ１を塗液口８３に揚送し、液体層Ｌ１、Ｌ２として再利用することが可能である。
【００７３】
図５は、排気処理部１１０の変形例を模式的に示す説明図である。
【００７４】
捕集部８５は、第三の多孔板５０の下流側に流出した液体層Ｌ２の飛沫ＤＲを含む気体（飛沫含有気体ＩＮ：太矢印）を導入する導入路８４と、導入される飛沫ＤＲおよび気体Ａｉｒ（飛沫含有気体ＩＮ）に対して逆風（飛沫防止逆風ＨＷ：細矢印）を吹き付けて飛沫ＤＲと気体Ａｉｒとを分離させる気流発生部８５０と、を含む。
【００７５】
気流発生部８５０は、飛沫防止逆風ＨＷを生成して飛沫含有気体ＩＮを減速する手段である。飛沫防止逆風ＨＷは、気液接触装置１００の外部から給気してもよく、または本変形例のように気液接触装置１００（空洞部８５７）の内部の気体を循環させてもよい。
【００７６】
本変形例の気流発生部８５０は、捕集部８５の内部の気体を循環させて逆風（飛沫防止逆風ＨＷ）を発生させるブロア（循環ブロア８５１）と、導入路８４よりも大径の開口をもち導入路８４に対向配置された飛沫防止逆風ＨＷの吹付口８５４と、を含む。
【００７７】
より具体的には、気流発生部８５０は、循環ブロア８５１が設置された循環路８５２と、循環路８５２がテーパー状に拡張する拡張部８５３と、この拡張部８５３の先端に設けられた吹付口８５４と、循環ブロア８５１に導入される気体から飛沫ＤＲを除去するフィルタ８５５と、を含む。
【００７８】
本変形例の導入路８４は、上部チャンバー９６よりも小径であって飛沫含有気体ＩＮを収束させて空洞部８５７に導入する。導入路８４は上部チャンバー９６から連続的に縮径するテーパー部と、当該テーパー部の先端に延在するストレート部とからなる。
【００７９】
飛沫含有気体ＩＮは、ＶＯＣが除去された気体Ａｉｒと、液体層Ｌ２の飛沫ＤＲとの二相混合気体である。かかる飛沫含有気体ＩＮに対して飛沫防止逆風ＨＷを正面から吹き付けることにより、気体Ａｉｒよりも慣性力が大きい飛沫ＤＲが顕著に減速して、気体Ａｉｒと飛沫ＤＲとは互いに分離される。分離された飛沫ＤＲの一部は導入路８４から上部チャンバー９６の内部に落下する。他の飛沫ＤＲは、導入路８４の外部で気体Ａｉｒから分離されて、集液部８５６に集められ、さらに回収流路８６ａを通じて塗液口８３（図１を参照）に送られる。
【００８０】
集液部８５６は、導入路８４の外部に周設された環状の貯液溝である。本変形例の集液部８５６は導入路８４の外周面と空洞部８５７の内面とで挟まれた領域であり、その底面の一箇所または複数箇所に回収流路（飛沫ドレーン）８６ａが連通して設けられている。
【００８１】
飛沫ＤＲが分離除去された飛沫含有気体ＩＮは、排気ＥＸ（白抜矢印）となって排気口８８から排出される。飛沫ＤＲが分離されずに残った飛沫含有気体ＩＮは、飛沫防止逆風ＨＷと混合されて循環路８５２に導入される。そして、フィルタ８５５にて飛沫含有気体ＩＮから飛沫ＤＲが分離される。ここで分離された飛沫ＤＲは回収流路８６ｂを通じて塗液口８３（図１を参照）に送られる。フィルタ８５５にはメッシュデミスタを用いることができる。
【００８２】
このように、本変形例の排気処理部１１０では、集液部８５６とフィルタ８５５とで飛沫含有気体ＩＮから飛沫ＤＲが分離され、再び液体層Ｌ１、Ｌ２となって塗液口８３から気液接触部９４に供給される。ここで、空洞部８５７に飛沫含有気体ＩＮが導入される導入路８４の開口端面と、吹付口８５４の開口端面とは、互いに略同心位置かつ略同一平面上にあり、吹付口８５４の開口端面は導入路８４の開口端面を内包している。これにより、飛沫含有気体ＩＮに対して正面から飛沫防止逆風ＨＷが吹き付けられて飛沫含有気体ＩＮ（飛沫ＤＲ）が減速される。
【００８３】
ただし、導入路８４の開口端面が吹付口８５４の内部に位置して、導入路８４と吹付口８５４とが入れ籠状に配置されてもよい。これにより、飛沫含有気体ＩＮと飛沫防止逆風ＨＷとが確実に衝突する。
【００８４】
吹付口８５４の開口径は、導入路８４の開口径の２倍以上３倍以下の比率（以下、開口比）が好適である。開口比を２倍以上とすることで、導入される飛沫含有気体ＩＮに対して遺漏なく飛沫防止逆風ＨＷが吹き付けられるため、飛沫ＤＲを含んだまま飛沫含有気体ＩＮが排気口８８に至ることが防止される。また、開口比を３倍以下とすることで、飛沫防止逆風ＨＷが過度に拡散することがなく、飛沫含有気体ＩＮが導入路８４の外周に沿って押し返されて空洞部８５７の内部で略Ｎ字状の気流が形成される。これにより、飛沫ＤＲが飛沫含有気体ＩＮから好適に除去されて集液部８５６に集められる。
【００８５】
排気ブロア７５（図１を参照）に対する循環ブロア８５１の流量比は特に限定されないが、１００％を超えてもよい。すなわち、排気ブロア７５により吸気口７１から給気される気体Ａｉｒの流量よりも、循環ブロア８５１によって生じる飛沫防止逆風ＨＷの流量の方が大きくてもよい。これにより、飛沫ＤＲを飛沫含有気体ＩＮから好適に分離することができる。
【００８６】
（実施例）
図１に示した上記実施形態で説明した気液接触装置１００の動作結果の一例を以下に示す。
気温２２℃の空気に、５０℃に加熱したメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を下表１の濃度で混合した気体Ａｉｒを、排気ブロア７５により分速５０ｍ３の流量で気液接触装置１００に導入した。この気体Ａｉｒを、水性の液体Ｌｉｑに連続的に通過させて、ＭＥＫの除去試験を行った。
下部チャンバー９５に設置した冷却装置７６の設定温度を３℃とした。気液接触装置１００の雰囲気温度は２７℃であり、試験開始時の液体Ｌｉｑの温度は２６℃（常温）で安定した。
【００８７】
また、図３に示す気泡発生機１０を用い、隣接する揺動片２２同士の間隔を２０ｍｍ、円弧部２４の直径を６ｍｍとした。
【００８８】
下表１に、ＶＯＣの除去試験の結果を表す。
【００８９】
【表１】
【００９０】
表１の結果より、吸気口７１における入口側のＶＯＣ濃度が７５００ｐｐｍを超える高濃度の気体Ａｉｒに対して、排気口８８で排出されるＶＯＣ濃度は１０００ｐｐｍ以下となり、８５％以上という高い吸収率でＶＯＣが除去された。また、運転開始から５分と短時間のうちに吸収率は８５％を超え、気液接触装置１００によるＶＯＣの吸収動作は安定した。そして、１．５時間にわたる連続運転を行っても、ＶＯＣの吸収率は８５％以上を維持した。この間、液体Ｌｉｑの補充は行わなかった。
【００９１】
また、１週間を超える連続試験を行ったところ、ＶＯＣの吸収率は８５％以上を維持した。この間、液体Ｌｉｑの減少分に対しては水のみを補充した。
【００９２】
さらに、吸気口７１に導入されるＶＯＣをトルエンおよび酢酸エチルにそれぞれ変更した場合についても、表１と同様に８５％以上の吸収率が達成された。
【００９３】
以上より、気液接触装置１００による気液接触効率の高さと、ＶＯＣの吸収率の高さが明らかとなった。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 気泡発生機
２０ 樹脂シート
２２ 揺動片
２４ 円弧部
２６ 裾部
２８ 終端部
３０ 第一の多孔板
３２ 大径口
４０ 第二の多孔板
４２ 小径口
５０ 第三の多孔板
６０ 第四の多孔板
６４ 第五の多孔板
６２、６６ 調整部
６７、６８ 観察窓
７０ 給気路
７１ 吸気口
７２ 環状流路
７３ 下降路
７４ 下部空洞
７５ 排気ブロア
７６ 冷却装置
８０ 供給路
８１ 開閉弁
８２ 圧送ポンプ
８３ 塗液口
８４ 導入路
８５ 捕集部
８５０ 気流発生部
８５１ 循環ブロア
８５２ 循環路
８５３ 拡張部
８５４ 吹付口
８５５ フィルタ
８５６ 集液部
８５７ 空洞部
８６、８６ａ、８６ｂ 回収流路
８８ 排気口
９０ 筐体
９２ 配管収容部
９４ 気液接触部
９５ 下部チャンバー
９６ 上部チャンバー
９８ 車輪
１００ 気液接触装置
１１０ 排気処理部
Ａｉｒ 気体
ＤＲ 飛沫
ＥＸ 排気
ＨＷ 飛沫防止逆風
ＩＮ 飛沫含有気体
Ｌｉｑ 液体
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 気体層
Ｌ１、Ｌ２ 液体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡発生機およびこれを備える気液接触装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術に関し、特許文献１には、空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムが記載されている。このシステムでは、循環路内に留められている汚染物質を含んだ空気を、エアーポンプの運転により散気管からバブリングして水槽に送給している。散気管は、逆止弁で整流された空気が供給されて、これを気泡に分散させる多孔体である。
【０００３】
また、特許文献２には、外気を室内に導く給気経路に、外気を洗浄水に通して大気汚染物質を除去する空気環境浄化システムが記載されている。このシステムでは、清浄化手段として、外気を直径０．０１〜０．０５ｍｍのマイクロバブルにして洗浄水に通すバブル発生部を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３０２８０号公報
【特許文献２】特開２００６−２０５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の散気管では、バブリングされた気泡の径を均一化することが困難である。
また、特許文献２の清浄化手段では、外気（気体）を０．１ｍｍ以下のマイクロバブルに変えるため、バブル発生部における圧力損失（圧損）が大きく、気体の十分な処理流量を得ることが困難である。また、かかる圧損を補償するためには、バブル発生部に専用のエアーポンプが必要であり、ランニングコストを要するという問題が生じる。
【０００６】
ここで、気液接触装置においては、気液接触効率と、気体の処理流量とを両立して向上することが求められる。一般に、気泡径を小さくして気液接触効率を向上した場合には気体の圧損が大きくなり、単位時間あたりの処理流量が低下することとなる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、通過する気体を所望の均一な径の気泡に変えることのできる気泡発生機、およびこれを備える気液接触装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の気泡発生機は、液体に接触させて用いられる気泡発生機であって、複数の揺動片が分散して切り込み形成された可撓性の樹脂シートと、前記揺動片の外径よりも大きな大径口を複数備える第一の多孔板と、前記揺動片の外径よりも小さな小径口を複数備え、前記第一の多孔板とともに前記樹脂シートを挟持する第二の多孔板と、を有し、前記小径口から流入し、前記揺動片を付勢して前記大径口より流出する気体を気泡化する。
【０００９】
また本発明の気液接触装置は、上記の気泡発生機を備え、多段に設けられた複数の液体層と気泡化された気体とを接触させる気液接触装置であって、前記気泡発生機により気泡化されて前記大径口より流出した気体が、前記第三の多孔板の下流側に接して配置された前記液体層とさらに接触することを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の気泡発生機によれば、小径口から大径口に抜ける気体の流路に、樹脂シートの揺動片が個別に設けられている。そして、大径口の側を気体の流出側とすることで、気体に付勢された揺動片の変位が多孔板によって損なわれることがない。このため、樹脂シートの可撓性により、流路ごとに気体の圧力が調整されて均一な径の気泡が発生する。また、本発明の気泡発生機を備える気液接触装置は、液体と接触する気体が所望の均一な径の気泡に変えられるため、気液接触効率と気体の処理流量とをバランスよく好適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態にかかる気液接触装置を模式的に示す正面図であり、（ｂ）はその右側面図である。
【図２】（ａ）は気泡発生機の部分斜視図であり、（ｂ）は気泡発生機の使用状態を示す部分断面図である。
【図３】気泡発生機の変形例にかかる部分切欠平面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本実施形態の気液接触装置の動作説明図である。
【図５】排気処理部の変形例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものであり、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
以下、本実施形態の気液接触装置は、略水平に設置された気泡発生機に対して鉛直下方から上方に気体を通過させる吹き上げ型を例示的に説明するが、本発明はこれに限られない。例えば、気体の通過方向を上方から下方への吹き下ろし型としてもよく、または起立させた気泡発生機に対して気体を水平方向に通過させてもよい。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の実施形態にかかる気液接触装置１００を模式的に示す正面図であり、同図（ｂ）はその右側面図である。図１各図では、説明のため、筐体９０の一部を不図示として、気液接触装置１００の内部を図示している。
図２（ａ）は気泡発生機１０の部分斜視図であり、同図（ｂ）は気泡発生機１０の使用状態を示す部分断面図である。
【００１５】
はじめに、本実施形態の気泡発生機１０および気液接触装置１００の概要について説明する。
【００１６】
気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑ（図２を参照）に接触させて用いられる。本実施形態の気泡発生機１０は、可撓性の樹脂シート２０、第一の多孔板３０および第二の多孔板４０を有する。
樹脂シート２０には、複数の揺動片２２が分散して切り込み形成されている。
第一の多孔板３０は、揺動片２２の外径よりも大きな大径口３２を複数備えている。
第二の多孔板４０は、揺動片２２の外径よりも小さな小径口４２を複数備え、第一の多孔板３０とともに樹脂シート２０を挟持する。
そして、気泡発生機１０は、小径口４２から流入し、揺動片２２を付勢して大径口３２より流出する気体Ａｉｒを気泡化する。
【００１７】
気液接触装置１００は、上記の気泡発生機１０を備え、多段に設けられた複数の液体層Ｌ１、Ｌ２と、気泡化された気体Ａｉｒと、を接触させる装置である。
そして、本実施形態の気液接触装置１００においては、気泡発生機１０により気泡化されて大径口３２より流出した気体Ａｉｒが、第三の多孔板５０の下流側に接して配置された液体層Ｌ２とさらに接触する。
【００１８】
つぎに、本実施形態の気泡発生機１０および気液接触装置１００について詳細に説明する。
【００１９】
気泡発生機１０を構成する第一の多孔板３０と第二の多孔板４０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属板材料に多数の開口（大径口３２、小径口４２）を形成したものである。第一の多孔板３０および第二の多孔板４０の種別は特に限定されず、例えば、打ち抜き加工もしくはレーザー加工により多数の開口を通孔形成したパンチングプレートでもよく、または線材を編組したメッシュ部材でもよい。
第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とは、開口の径を除いて互いに共通としてもよく、または種別や厚み寸法を互いに相違させてもよい。
【００２０】
樹脂シート２０は、膜厚が５０μｍから５００μｍの樹脂製のシートまたはフィルム材料からなる。樹脂材料の例としては、ポリオレフィン、具体的にはポリプロピレンが挙げられる。なお、本実施形態においてはシートとフィルムとを区別しない。
【００２１】
図２（ａ）に示す気泡発生機１０では、大径口３２（および図示しない小径口４２）が正方格子状に配置されている。ただし、気泡発生機１０の変形例として、図３に示すように、大径口３２および小径口４２をそれぞれ千鳥状に配置してもよい。
【００２２】
図３は、気泡発生機１０の部分切欠平面図である。同図は、第一の多孔板３０、樹脂シート２０および第二の多孔板４０が互いに積層されてなる気泡発生機１０を、第一の多孔板３０の側から目視した平面図である。説明のため、図３においては、第一の多孔板３０に斜線を付し、またその一部を切り欠き樹脂シート２０の揺動片２２を露出させて図示している。
揺動片２２、大径口３２および小径口４２がそれぞれ千鳥状に配置されている点を除き、図３の気泡発生機１０は図２と共通である。
【００２３】
揺動片２２は略円形をなし、大径口３２、小径口４２および揺動片２２は同心状に配置されている。
【００２４】
個々の揺動片２２は円弧部２４と裾部２６とからなり、その外形はΩ字状をなしている。すなわち、揺動片２２は樹脂シート２０をΩ字状に切り込んで形成されている。
【００２５】
円弧部２４は大径口３２から露出して、気体により付勢されて揺動する部位である。本実施形態の円弧部２４は、円周の二分の一以上、好ましくは四分の三以上の長さを有している。
裾部２６は、円弧部２４を樹脂シート２０に対して揺動可能に接続する部位である。裾部２６は末広がり形状をなし、円弧部２４の両端を拡幅している。
【００２６】
ここで、揺動片２２が略円形であるとは、円弧部２４が真円および真円に近い円形、または真円に近似される非円形を含む。
【００２７】
また、大径口３２、小径口４２および揺動片２２が同心状であるとは、これらの少なくとも一部同士が、気泡発生機１０の平面視方向に互いに重複していることをいう。
本実施形態の気泡発生機１０では、図３に示す平面図において、大径口３２は揺動片２２の円弧部２４を内包し、円弧部２４は小径口４２を内包している。
【００２８】
円弧部２４の直径は５〜１０ｍｍとすることが好ましい。隣接する揺動片２２同士の間隔は、１０〜３０ｍｍとするとよい。そして、大径口３２の直径は円弧部２４の直径よりも１〜１０ｍｍ大きくし、小径口４２の直径は円弧部２４の直径よりも１〜４ｍｍ小さくするとよい。
【００２９】
裾部２６は、揺動片２２のうち、第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで挟まれる部位である。すなわち、揺動片２２は、第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで裾部２６が挟持され、円弧部２４が揺動可能となる。なお、裾部２６が第一の多孔板３０と第二の多孔板４０とで挟持されていることで、円弧部２４の揺動時に裾部２６の終端部２８に引裂力が生じることはない。ただし、終端部２８を丸加工して円孔とし、裾部２６の延伸を防止してもよい。
【００３０】
樹脂シート２０の揺動片２２は、小径口４２の側への変位が規制され大径口３２の側に変位自在に構成された逆止弁である。
【００３１】
図２（ｂ）に示すように、円弧部２４は第二の多孔板４０により、同図下方側への変位が規制されている。
【００３２】
気泡発生機１０は、液体Ｌｉｑに浸漬されて、または第一の多孔板３０を液体Ｌｉｑの界面に接触させて用いられる。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、液体Ｌｉｑの下方に気泡発生機１０が設けられ、第一の多孔板３０が液体Ｌｉｑの下側界面に接している。
【００３３】
この状態で、第二の多孔板４０の小径口４２より気体Ａｉｒを吹き込むことで、気体Ａｉｒを気泡化する。ここで、揺動片２２の円弧部２４は、気体Ａｉｒの通過時には第一の多孔板３０の側に押し上げられて大径口３２より突出する。そして、通過する気体Ａｉｒに対して、樹脂シート２０の弾性反力と液体Ｌｉｑの自重とが負荷される。これにより、気体Ａｉｒの通過量が制限されて微細に気泡化される。すなわち、気体Ａｉｒの通過時に円弧部２４は連続的に揺動して気体Ａｉｒを分断し、これを気泡化する。
【００３４】
なお、本実施形態の気泡発生機１０では、気体Ａｉｒの流量、樹脂シート２０の膜厚、円弧部２４の直径、および液体Ｌｉｑの量を調整することにより、５〜３０ｍｍ程度の直径の気泡が形成される。
【００３５】
図１に戻り、本実施形態の気液接触装置１００を説明する。
気液接触装置１００は、多段に配置された液体層Ｌ１、Ｌ２（液体Ｌｉｑ）に対して、気泡発生機１０で気泡化された気体Ａｉｒを接触させ、気体Ａｉｒに含有する成分を液体層Ｌ１、Ｌ２に溶解させて除去する装置である。
【００３６】
気液接触装置１００の筐体９０は箱形をなし、前面側（図１（ｂ）の左方）は配管収容部９２であり、奥行側（同図の右方）は気泡発生機１０が設置されて気体Ａｉｒの気泡化および気液接触が行われる気液接触部９４である。
【００３７】
気液接触部９４は縦型２チャンバー構造をなす。
下部チャンバー９５は、下部空洞７４から流入する気体Ａｉｒを液体層Ｌ１と気液接触させるチャンバーである。下部チャンバー９５には、気体Ａｉｒの流入部にあたる最下部に気泡発生機１０が設けられ、その上部に液体層Ｌ１が貯留されている。液体層Ｌ１の上部には気体層Ｇ２が存在している。
下部チャンバー９５に貯留された液体層Ｌ１は、気泡発生機１０の揺動片２２（逆止弁：図２を参照）に下方支持され、下部空洞７４に落下することはない。
【００３８】
上部チャンバー９６は、下部チャンバー９５で気液接触した気体Ａｉｒを、さらに液体層Ｌ２と気液接触させるチャンバーである。上部チャンバー９６には、気体Ａｉｒの流入部にあたる最下部に第三の多孔板５０が設けられ、その上部に液体層Ｌ２が貯留されている。液体層Ｌ２の上部には気体層Ｇ３が存在している。
【００３９】
第三の多孔板５０は、液体層Ｌ１を通過した気体Ａｉｒを上部チャンバー９６に導入するとともに、液体層Ｌ２を下方支持する部材である。気泡発生機１０と第三の多孔板５０とは略並行に対向して設置されている。
【００４０】
第三の多孔板５０は多数の開口を有する板状の部材であり、第一の多孔板３０や第二の多孔板４０と同様に、パンチングプレートやメッシュ部材を用いることができる。
すなわち、第三の多孔板５０の開口には逆止弁が設けられておらず、気体Ａｉｒおよび液体層Ｌ２は双方向に通過可能である。
【００４１】
筐体９０の下部には車輪９８が取り付けられており、気泡発生機１０は移送が可能である。
【００４２】
本実施形態は、気液接触部９４において、下方から上方に向かって気体Ａｉｒを流動させる吹き上げ型の気液接触装置１００である。
【００４３】
気液接触装置１００は、気体Ａｉｒを連続的に供給する給気路７０と、給気路７０に対して所定の排気圧で気体Ａｉｒを圧送するブロア（排気ブロア７５）と、を有している。
給気路７０の吸気口７１には、気体Ａｉｒ中の塵埃を除去するためのフィルター（図示せず）を任意で備えてもよい。かかるフィルターとしては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）やポリプロピレンなどの樹脂材料からなる不織布フィルターを用いることができる。
【００４４】
排気ブロア７５は、環状流路７２を通じて気体Ａｉｒを遠心加速する。給気路７０には、環状流路７２の下流側に、下降路７３と下部空洞７４がこの順に連通して設けられている。
下部空洞７４は、気泡発生機１０の下面側にあたる第二の多孔板４０（図２を参照）に接して設けられている。
【００４５】
すなわち、気泡発生機１０の下流側（上部）に液体層Ｌ１が接触して設けられ、上流側（下部）に気体層Ｇ１が設けられている。
【００４６】
そして、下部空洞７４に到達した気体Ａｉｒには、図２（ｂ）に示すように、排気ブロア７５の排気圧に基づく押し上げ力が、気泡発生機１０の下面側にあたる第二の多孔板４０のうち、小径口４２に対して集中的に負荷される。このため、気体Ａｉｒが気液接触部９４を通過するために必要な排気ブロア７５の排気圧およびランニングコストを抑制することができる。
【００４７】
気泡発生機１０と第三の多孔板５０とは、ともに略水平に配置されている。気泡発生機１０と第三の多孔板５０の個別の水平度は特に限定されるものではなく、互いに相違する水平度で気液接触部９４に設置されていてもよい。
【００４８】
第三の多孔板５０の下部側には気体層Ｇ２が存在している。気泡発生機１０で発生した気泡は、液体層Ｌ１から浮上すると、液膜に気体Ａｉｒを内包した泡沫となって、または泡沫がはじけて気体Ａｉｒとなって、第三の多孔板５０に至る。そして、かかる気体Ａｉｒは、第三の多孔板５０により再び気泡化されて液体層Ｌ２と接触する。
【００４９】
ここで、排気ブロア７５により気体Ａｉｒを連続的に吹き上げることにより、泡沫化した液体層Ｌ１が上部チャンバー９６に上昇して液体層Ｌ２となる速度と、液体層Ｌ２が下部チャンバー９５に落下して液体層Ｌ１に戻る速度とが釣り合う。これにより、第三の多孔板５０に逆止弁がなくとも、上部チャンバー９６には所定量の液体層Ｌ２が常に貯留される。そして、排気ブロア７５を停止することで、液体層Ｌ２は第三の多孔板５０から落下して液体層Ｌ１となる。なお、第三の多孔板５０は、上部チャンバー９６の内壁に対して密に装着され、第三の多孔板５０の周囲から下部チャンバー９５に液体層Ｌ２が漏れ落ちることはない。
【００５０】
本実施形態の気泡発生機１０は、排気ブロア７５により気体Ａｉｒを吹き上げることで、下部チャンバー９５に貯留された液体層Ｌ１の一部を分離して第三の多孔板５０に液体層Ｌ２を形成し、これをもって気体Ａｉｒの吸収液を多段化する。これにより、液体層Ｌ１、Ｌ２は各層が薄くなるため、高い気液接触効率を維持しつつも、通過する気体Ａｉｒの圧損が低減される。
【００５１】
気体Ａｉｒの成分は特に限定されないが、本実施形態の気体Ａｉｒは揮発性有機化合（ＶＯＣ）を含有するものとする。
そして、気液接触装置１００は、液体層Ｌ１を冷却する冷却装置７６をさらに備えている。冷却装置７６には、一例として、液体浸漬型のピエゾ素子が用いられる。
【００５２】
これにより、気体Ａｉｒに含有するＶＯＣは、液体層Ｌ１に溶解されるのみならず、液体層Ｌ１で冷却されて凝集し、気体Ａｉｒからさらに除去される。
このため、本実施形態の気液接触装置１００は、気体Ａｉｒ中のＶＯＣを高効率で除去することができる。
【００５３】
図１に示すように、気泡発生機１０は、気泡発生機１０の上部に液体層Ｌ１を供給する供給路８０をさらに備えている。
【００５４】
供給路８０には、開閉弁８１と圧送ポンプ８２が設けられている。
供給路８０は、給気路７０の下部空洞７４と、気液接触部９４における気泡発生機１０の上部と、を連通している。そして、下部空洞７４に貯留された液体Ｌｉｑを、供給路８０を通じて塗液口８３から吐出し、かかる液体Ｌｉｑを液体層Ｌ１として気泡発生機１０の上部に供給する。なお、塗液口８３の高さ位置は特に限定されず、第三の多孔板５０よりも上部でもよく、または気泡発生機１０と第三の多孔板５０との間でもよい。
【００５５】
気液接触装置１００は、気泡発生機１０と第三の多孔板５０との間に第四の多孔板６０をさらに備えている。すなわち、下部チャンバー９５の中間高さに、第四の多孔板６０が架設されている。
【００５６】
第四の多孔板６０は、気泡発生機１０との間隔Ｄ１（図４（ｃ）を参照）が可変である。気泡発生機１０の上部に供給された液体層Ｌ１が気体Ａｉｒとともに第三の多孔板５０の上部に移動する量が、間隔Ｄ１の変更により増減調整される。
【００５７】
下部チャンバー９５には、第四の多孔板６０を昇降調整するための一対の調整部６２が設けられている。調整部６２は、第四の多孔板６０を吊り下げるワイヤーと、このワイヤーを巻き取る輪軸とからなる。第四の多孔板６０は四隅がワイヤーで吊り下げられており、一対の調整部６２の巻き取り量を調整することで、第四の多孔板６０を水平支持したままで、または任意の角度に傾斜させて、これを昇降調整することができる。
【００５８】
一方、上部チャンバー９６の中間高さには、第三の多孔板５０のさらに上方に、第五の多孔板６４が架設されている。
上部チャンバー９６にも、下部チャンバー９５と同様に、第五の多孔板６４を昇降調整するための一対の調整部６６が設けられている。調整部６６は、第五の多孔板６４を吊り下げるワイヤーと、このワイヤーを巻き取る輪軸とからなり、その巻き取り量を調整することで、第五の多孔板６４を任意の設置角度で昇降調整することができる。
【００５９】
第四の多孔板６０と第五の多孔板６４は、液体層Ｌ１、Ｌ２から飛散して上昇する泡沫を捕捉し、液化して落下させる部材であり、第三の多孔板５０と同様にパンチングプレートやメッシュ部材を用いることができる。第四の多孔板６０と第五の多孔板６４の開口率は１０〜４０パーセント、好ましくは２０〜３０％とするとよい。
【００６０】
第四の多孔板６０および第五の多孔板６４は、それぞれ下部チャンバー９５または上部チャンバー９６の内壁面に対して非接触に吊り下げられており、液化した泡沫が第四の多孔板６０および第五の多孔板６４の周囲から流下する。このため、第四の多孔板６０、第五の多孔板６４の上に液体層Ｌ１、Ｌ２が他の液体層を形成することはない。
【００６１】
ここで、第四の多孔板６０を下降させて液体層Ｌ１の液面からの距離を小さくすると、液体層Ｌ１の液面のうねりが第四の多孔板６０に衝突して、液体層Ｌ１の対流速度が向上し、気液接触効率が向上する。このため、液体層Ｌ１の粘度が比較的高い場合（例えば、１００ｃＰｓ程度の場合）に特に有効である。
【００６２】
一方、第四の多孔板６０を上昇させて液体層Ｌ１の液面からの距離を大きくすると、液体層Ｌ１の液面のうねりが第四の多孔板６０に衝突することが低減し、液体層Ｌ１の対流速度が抑制される。液体層Ｌ１の粘度が比較的低い場合（例えば、１０ｃＰｓ以下の場合）に、第四の多孔板６０を上昇させて、液体層Ｌ１の液面のうねりを抑えることが有効である。
【００６３】
このとき、第四の多孔板６０を足掛かりとして第三の多孔板５０に移動する液体層Ｌ１の液量も低減する。このため、第四の多孔板６０と気泡発生機１０との間隔Ｄ１を増大させることで、液体層Ｌ１から上部チャンバー９６に上昇する液体層Ｌ２の液量が減り、逆に間隔Ｄ１を減少させることで液体層Ｌ２の液量が増える。
【００６４】
下部チャンバー９５、上部チャンバー９６には、それぞれ観察窓６７、６８が設けられている。これにより、液体層Ｌ１、Ｌ２の液量が目視観察可能である。観察窓６７、６８は、液体層Ｌ１、Ｌ２の液面と、第四、第五の多孔板６０、６４をともに含む位置に形成されている。
【００６５】
気液接触装置１００は、第三の多孔板５０の下流側に流出した液体層Ｌ２を捕集する捕集部８５と、捕集された液体層Ｌ２を回収する回収流路８６と、をさらに備える。具体的には、上部チャンバー９６の下流側に排気処理部１１０が設けられている。排気処理部１１０は、第五の多孔板６４で捕集されずに通過した液体層Ｌ２の泡沫を含む気体Ａｉｒが導入される導入路８４と、導入路８４の下流側に設置された捕集部８５と、捕集部８５を通過した気体Ａｉｒを大気放出する排気口８８とを含む。排気処理部１１０は筐体９０の上部に設置されている。
【００６６】
これにより、第五の多孔板６４を通過した液体層Ｌ２の泡沫を捕集部８５で捕集して液体層Ｌ２または液体層Ｌ１として再利用することができる。捕集部８５には、ＳＵＳまたはアルミニウムなどの金属板からなるフィルターを用いることができる。より具体的には、捕集部８５として、屈曲した金属板により気流方向を多段に転換して泡沫を衝突分離するスクリーン装置を用いるとよい。
【００６７】
捕集部８５および回収流路８６を備えることにより、気液接触装置１００を連続的に運転しても液体層Ｌ１、Ｌ２が減少することが抑えられる。
ここで、本実施形態の液体層Ｌ１、Ｌ２は、水よりも比重の高い溶質が溶解した水溶液からなるＶＯＣの吸着液である。溶質として、エポキシ系などの高分子を例示することができる。
このとき、捕集部８５を気液接触部９４よりも上部に設けたことにより、かりに液体層Ｌ２の泡沫が捕集部８５を通過して排気口８８に至ったとしても、かかる泡沫の成分は比重の低い水が支配的となる。このため、気液接触装置１００の連続運転により液体層Ｌ１、Ｌ２の液量が漸減したとしても、水を補充するだけで、液体層Ｌ１、Ｌ２は濃度および液量を維持することができる。
【００６８】
図４（ａ）から（ｃ）は、本実施形態の気液接触装置１００の動作説明図である。
同図（ａ）は、初期状態を表している。初期状態では、注入口（図示せず）から気液接触部９４に投入された液体Ｌｉｑが、給気路７０の下部空洞７４に貯留されている。
液体Ｌｉｑは、下部空洞７４と、下部チャンバー９５の下部に貯留され、気泡発生機１０は液体Ｌｉｑに浸漬されている。
【００６９】
ここで、開閉弁８１を開き、圧送ポンプ８２を駆動することで、液体Ｌｉｑは供給路８０を通じて揚送される。そして、塗液口８３から上部チャンバー９６に吐出された液体Ｌｉｑは、第三の多孔板５０を流下して下部チャンバー９５に落下し、気泡発生機１０の上部に蓄積される。気泡発生機１０は、揺動片２２（図２を参照）が逆止弁として機能し、塗液口８３から吐出された液体Ｌｉｑを下部チャンバー９５内に保持する。
【００７０】
同図（ｂ）は、排気ブロア７５の動作開始時の状態を表している。このとき、液体Ｌｉｑは下部空洞７４から完全に排出されて下部チャンバー９５に蓄積されている。排気ブロア７５を作動することで、ＶＯＣが含有した気体Ａｉｒが給気路７０に導入されて、さらに下部空洞７４に至る。
【００７１】
同図（ｃ）は、気液接触装置１００の安定動作時の状態を表している。泡沫化した液体層Ｌ１の一部が気体Ａｉｒとともに第三の多孔板５０を通過し、液化して液体層Ｌ２となっている状態を示している。液体層Ｌ２は、第三の多孔板５０から落下する速度と、新たな泡沫が液体層Ｌ２に追加される速度とがバランスしている。
気体Ａｉｒは、下部チャンバー９５の液体層Ｌ１と、上部チャンバー９６の液体層Ｌ２とで二度にわたって気液接触し、ＶＯＣ成分が溶解除去される。
【００７２】
なお、同図（ｃ）の安定動作中も圧送ポンプ８２を駆動させてもよい。これにより、下部空洞７４に落下した僅かな液体層Ｌ１を塗液口８３に揚送し、液体層Ｌ１、Ｌ２として再利用することが可能である。
【００７３】
図５は、排気処理部１１０の変形例を模式的に示す説明図である。
【００７４】
捕集部８５は、第三の多孔板５０の下流側に流出した液体層Ｌ２の飛沫ＤＲを含む気体（飛沫含有気体ＩＮ：太矢印）を導入する導入路８４と、導入される飛沫ＤＲおよび気体Ａｉｒ（飛沫含有気体ＩＮ）に対して逆風（飛沫防止逆風ＨＷ：細矢印）を吹き付けて飛沫ＤＲと気体Ａｉｒとを分離させる気流発生部８５０と、を含む。
【００７５】
気流発生部８５０は、飛沫防止逆風ＨＷを生成して飛沫含有気体ＩＮを減速する手段である。飛沫防止逆風ＨＷは、気液接触装置１００の外部から給気してもよく、または本変形例のように気液接触装置１００（空洞部８５７）の内部の気体を循環させてもよい。
【００７６】
本変形例の気流発生部８５０は、捕集部８５の内部の気体を循環させて逆風（飛沫防止逆風ＨＷ）を発生させるブロア（循環ブロア８５１）と、導入路８４よりも大径の開口をもち導入路８４に対向配置された飛沫防止逆風ＨＷの吹付口８５４と、を含む。
【００７７】
より具体的には、気流発生部８５０は、循環ブロア８５１が設置された循環路８５２と、循環路８５２がテーパー状に拡張する拡張部８５３と、この拡張部８５３の先端に設けられた吹付口８５４と、循環ブロア８５１に導入される気体から飛沫ＤＲを除去するフィルタ８５５と、を含む。
【００７８】
本変形例の導入路８４は、上部チャンバー９６よりも小径であって飛沫含有気体ＩＮを収束させて空洞部８５７に導入する。導入路８４は上部チャンバー９６から連続的に縮径するテーパー部と、当該テーパー部の先端に延在するストレート部とからなる。
【００７９】
飛沫含有気体ＩＮは、ＶＯＣが除去された気体Ａｉｒと、液体層Ｌ２の飛沫ＤＲとの二相混合気体である。かかる飛沫含有気体ＩＮに対して飛沫防止逆風ＨＷを正面から吹き付けることにより、気体Ａｉｒよりも慣性力が大きい飛沫ＤＲが顕著に減速して、気体Ａｉｒと飛沫ＤＲとは互いに分離される。分離された飛沫ＤＲの一部は導入路８４から上部チャンバー９６の内部に落下する。他の飛沫ＤＲは、導入路８４の外部で気体Ａｉｒから分離されて、集液部８５６に集められ、さらに回収流路８６ａを通じて塗液口８３（図１を参照）に送られる。
【００８０】
集液部８５６は、導入路８４の外部に周設された環状の貯液溝である。本変形例の集液部８５６は導入路８４の外周面と空洞部８５７の内面とで挟まれた領域であり、その底面の一箇所または複数箇所に回収流路（飛沫ドレーン）８６ａが連通して設けられている。
【００８１】
飛沫ＤＲが分離除去された飛沫含有気体ＩＮは、排気ＥＸ（白抜矢印）となって排気口８８から排出される。飛沫ＤＲが分離されずに残った飛沫含有気体ＩＮは、飛沫防止逆風ＨＷと混合されて循環路８５２に導入される。そして、フィルタ８５５にて飛沫含有気体ＩＮから飛沫ＤＲが分離される。ここで分離された飛沫ＤＲは回収流路８６ｂを通じて塗液口８３（図１を参照）に送られる。フィルタ８５５にはメッシュデミスタを用いることができる。
【００８２】
このように、本変形例の排気処理部１１０では、集液部８５６とフィルタ８５５とで飛沫含有気体ＩＮから飛沫ＤＲが分離され、再び液体層Ｌ１、Ｌ２となって塗液口８３から気液接触部９４に供給される。ここで、空洞部８５７に飛沫含有気体ＩＮが導入される導入路８４の開口端面と、吹付口８５４の開口端面とは、互いに略同心位置かつ略同一平面上にあり、吹付口８５４の開口端面は導入路８４の開口端面を内包している。これにより、飛沫含有気体ＩＮに対して正面から飛沫防止逆風ＨＷが吹き付けられて飛沫含有気体ＩＮ（飛沫ＤＲ）が減速される。
【００８３】
ただし、導入路８４の開口端面が吹付口８５４の内部に位置して、導入路８４と吹付口８５４とが入れ籠状に配置されてもよい。これにより、飛沫含有気体ＩＮと飛沫防止逆風ＨＷとが確実に衝突する。
【００８４】
吹付口８５４の開口径は、導入路８４の開口径の２倍以上３倍以下の比率（以下、開口比）が好適である。開口比を２倍以上とすることで、導入される飛沫含有気体ＩＮに対して遺漏なく飛沫防止逆風ＨＷが吹き付けられるため、飛沫ＤＲを含んだまま飛沫含有気体ＩＮが排気口８８に至ることが防止される。また、開口比を３倍以下とすることで、飛沫防止逆風ＨＷが過度に拡散することがなく、飛沫含有気体ＩＮが導入路８４の外周に沿って押し返されて空洞部８５７の内部で略Ｎ字状の気流が形成される。これにより、飛沫ＤＲが飛沫含有気体ＩＮから好適に除去されて集液部８５６に集められる。
【００８５】
排気ブロア７５（図１を参照）に対する循環ブロア８５１の流量比は特に限定されないが、１００％を超えてもよい。すなわち、排気ブロア７５により吸気口７１から給気される気体Ａｉｒの流量よりも、循環ブロア８５１によって生じる飛沫防止逆風ＨＷの流量の方が大きくてもよい。これにより、飛沫ＤＲを飛沫含有気体ＩＮから好適に分離することができる。
【００８６】
（実施例）
図１に示した上記実施形態で説明した気液接触装置１００の動作結果の一例を以下に示す。
気温２２℃の空気に、５０℃に加熱したメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を下表１の濃度で混合した気体Ａｉｒを、排気ブロア７５により分速５０ｍ３の流量で気液接触装置１００に導入した。この気体Ａｉｒを、水性の液体Ｌｉｑに連続的に通過させて、ＭＥＫの除去試験を行った。
下部チャンバー９５に設置した冷却装置７６の設定温度を３℃とした。気液接触装置１００の雰囲気温度は２７℃であり、試験開始時の液体Ｌｉｑの温度は２６℃（常温）で安定した。
【００８７】
また、図３に示す気泡発生機１０を用い、隣接する揺動片２２同士の間隔を２０ｍｍ、円弧部２４の直径を６ｍｍとした。
【００８８】
下表１に、ＶＯＣの除去試験の結果を表す。
【００８９】
【表１】
【００９０】
表１の結果より、吸気口７１における入口側のＶＯＣ濃度が７５００ｐｐｍを超える高濃度の気体Ａｉｒに対して、排気口８８で排出されるＶＯＣ濃度は１０００ｐｐｍ以下となり、８５％以上という高い吸収率でＶＯＣが除去された。また、運転開始から５分と短時間のうちに吸収率は８５％を超え、気液接触装置１００によるＶＯＣの吸収動作は安定した。そして、１．５時間にわたる連続運転を行っても、ＶＯＣの吸収率は８５％以上を維持した。この間、液体Ｌｉｑの補充は行わなかった。
【００９１】
また、１週間を超える連続試験を行ったところ、ＶＯＣの吸収率は８５％以上を維持した。この間、液体Ｌｉｑの減少分に対しては水のみを補充した。
【００９２】
さらに、吸気口７１に導入されるＶＯＣをトルエンおよび酢酸エチルにそれぞれ変更した場合についても、表１と同様に８５％以上の吸収率が達成された。
【００９３】
以上より、気液接触装置１００による気液接触効率の高さと、ＶＯＣの吸収率の高さが明らかとなった。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 気泡発生機
２０ 樹脂シート
２２ 揺動片
２４ 円弧部
２６ 裾部
２８ 終端部
３０ 第一の多孔板
３２ 大径口
４０ 第二の多孔板
４２ 小径口
５０ 第三の多孔板
６０ 第四の多孔板
６４ 第五の多孔板
６２、６６ 調整部
６７、６８ 観察窓
７０ 給気路
７１ 吸気口
７２ 環状流路
７３ 下降路
７４ 下部空洞
７５ 排気ブロア
７６ 冷却装置
８０ 供給路
８１ 開閉弁
８２ 圧送ポンプ
８３ 塗液口
８４ 導入路
８５ 捕集部
８５０ 気流発生部
８５１ 循環ブロア
８５２ 循環路
８５３ 拡張部
８５４ 吹付口
８５５ フィルタ
８５６ 集液部
８５７ 空洞部
８６、８６ａ、８６ｂ 回収流路
８８ 排気口
９０ 筐体
９２ 配管収容部
９４ 気液接触部
９５ 下部チャンバー
９６ 上部チャンバー
９８ 車輪
１００ 気液接触装置
１１０ 排気処理部
Ａｉｒ 気体
ＤＲ 飛沫
ＥＸ 排気
ＨＷ 飛沫防止逆風
ＩＮ 飛沫含有気体
Ｌｉｑ 液体
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 気体層
Ｌ１、Ｌ２ 液体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に接触させて用いられる気泡発生機であって、
複数の揺動片が分散して切り込み形成された可撓性の樹脂シートと、
前記揺動片の外径よりも大きな大径口を複数備える第一の多孔板と、
前記揺動片の外径よりも小さな小径口を複数備え、前記第一の多孔板とともに前記樹脂シートを挟持する第二の多孔板と、を有し、
前記小径口から流入し、前記揺動片を付勢して前記大径口より流出する気体を気泡化する気泡発生機。
【請求項２】
前記揺動片が、前記小径口の側への変位が規制され前記大径口の側に変位自在に構成された逆止弁である請求項１に記載の気泡発生機。
【請求項３】
前記揺動片が略円形をなし、前記大径口、前記小径口および前記揺動片が同心状に配置されている請求項１または２に記載の気泡発生機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の気泡発生機を備え、多段に設けられた複数の液体層と気泡化された気体とを接触させる気液接触装置であって、
前記気泡発生機により気泡化されて前記大径口より流出した気体が、第三の多孔板の下流側に接して配置された前記液体層とさらに接触することを特徴とする気液接触装置。
【請求項５】
前記気泡発生機の下流側に前記液体層が接触して設けられ、上流側に気体層が設けられている請求項４に記載の気液接触装置。
【請求項６】
前記気泡発生機と前記第三の多孔板とがともに略水平に配置され、下方から上方に向かって前記気体を流動させる吹き上げ型の気液接触装置であって、
前記気泡発生機の上部に前記液体層を供給する供給路をさらに備える請求項４または５に記載の気液接触装置。
【請求項７】
前記気泡発生機と前記第三の多孔板との間に第四の多孔板をさらに備え、
前記第四の多孔板は、前記気泡発生機との間隔が可変であって、前記気泡発生機の上部に供給された前記液体層が前記気体とともに前記第三の多孔板の上部に移動する量が、前記間隔の変更により増減調整されることを特徴とする請求項６に記載の気液接触装置。
【請求項８】
前記第三の多孔板の下流側に流出した前記液体層を捕集する捕集部と、捕集された前記液体層を回収する回収流路と、をさらに備える請求項４から７のいずれかに記載の気液接触装置。
【請求項９】
前記捕集部が、前記第三の多孔板の下流側に流出した前記液体層の飛沫を含む気体を導入する導入路と、導入される前記飛沫および前記気体に対して逆風を吹き付けて前記飛沫と前記気体とを分離させる気流発生部と、を含む請求項８に記載の気液接触装置。
【請求項１０】
前記気流発生部が、前記捕集部の内部の気体を循環させて前記逆風を発生させるブロアと、前記導入路よりも大径の開口をもち前記導入路に対向配置された前記逆風の吹付口と、を含む請求項９に記載の気液接触装置。
【請求項１１】
前記液体層を冷却する冷却装置をさらに備え、
前記気体が揮発性有機化合物を含有する請求項４から１０のいずれかに記載の気液接触装置。
【請求項１】
液体に接触させて用いられる気泡発生機であって、
複数の揺動片が分散して切り込み形成された可撓性の樹脂シートと、
前記揺動片の外径よりも大きな大径口を複数備える第一の多孔板と、
前記揺動片の外径よりも小さな小径口を複数備え、前記第一の多孔板とともに前記樹脂シートを挟持する第二の多孔板と、を有し、
前記小径口から流入し、前記揺動片を付勢して前記大径口より流出する気体を気泡化する気泡発生機。
【請求項２】
前記揺動片が、前記小径口の側への変位が規制され前記大径口の側に変位自在に構成された逆止弁である請求項１に記載の気泡発生機。
【請求項３】
前記揺動片が略円形をなし、前記大径口、前記小径口および前記揺動片が同心状に配置されている請求項１または２に記載の気泡発生機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の気泡発生機を備え、多段に設けられた複数の液体層と気泡化された気体とを接触させる気液接触装置であって、
前記気泡発生機により気泡化されて前記大径口より流出した気体が、第三の多孔板の下流側に接して配置された前記液体層とさらに接触することを特徴とする気液接触装置。
【請求項５】
前記気泡発生機の下流側に前記液体層が接触して設けられ、上流側に気体層が設けられている請求項４に記載の気液接触装置。
【請求項６】
前記気泡発生機と前記第三の多孔板とがともに略水平に配置され、下方から上方に向かって前記気体を流動させる吹き上げ型の気液接触装置であって、
前記気泡発生機の上部に前記液体層を供給する供給路をさらに備える請求項４または５に記載の気液接触装置。
【請求項７】
前記気泡発生機と前記第三の多孔板との間に第四の多孔板をさらに備え、
前記第四の多孔板は、前記気泡発生機との間隔が可変であって、前記気泡発生機の上部に供給された前記液体層が前記気体とともに前記第三の多孔板の上部に移動する量が、前記間隔の変更により増減調整されることを特徴とする請求項６に記載の気液接触装置。
【請求項８】
前記第三の多孔板の下流側に流出した前記液体層を捕集する捕集部と、捕集された前記液体層を回収する回収流路と、をさらに備える請求項４から７のいずれかに記載の気液接触装置。
【請求項９】
前記捕集部が、前記第三の多孔板の下流側に流出した前記液体層の飛沫を含む気体を導入する導入路と、導入される前記飛沫および前記気体に対して逆風を吹き付けて前記飛沫と前記気体とを分離させる気流発生部と、を含む請求項８に記載の気液接触装置。
【請求項１０】
前記気流発生部が、前記捕集部の内部の気体を循環させて前記逆風を発生させるブロアと、前記導入路よりも大径の開口をもち前記導入路に対向配置された前記逆風の吹付口と、を含む請求項９に記載の気液接触装置。
【請求項１１】
前記液体層を冷却する冷却装置をさらに備え、
前記気体が揮発性有機化合物を含有する請求項４から１０のいずれかに記載の気液接触装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６７６８２（Ｐ２０１１−１６７６８２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７５４（Ｐ２０１１−１２７５４）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（３９５００４５９７）株式会社根岸製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（３９５００４５９７）株式会社根岸製作所 (9)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]