JPH06167B2

JPH06167B2 - 油分除去装置

Info

Publication number: JPH06167B2
Application number: JP59049570A
Authority: JP
Inventors: 健二大塚; 康神戸
Original assignee: Japan Pionics Ltd
Current assignee: Japan Pionics Ltd
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1984-03-15
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS60193519A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、油ミストおよび油蒸気を含むガス流から油ミ
ストおよび油蒸気などの油分を除去する装置に係わる。

現在、一般に使用されているガス中には、その圧縮、製
造工程などから混入する油ミストおよび油蒸気や当該ガ
スを使用する配管系統中のバルプ類などから混入する油
ミストおよび油蒸気などの油分が含まれている。これら
の油分は、油分含有ガスが流れる配管類、計装機器類お
よびガス精製機器類などの汚染するばかりでなく、時と
して機器類の故障や誤動作の原因ともなつている。さら
にはこのようなガスを使用して生産される製品を汚染
し、品質の低下および収率の低下をも引き起こしてい
る。従つて油分の完全除去の要望は強く、特に半導体製
造部門、電子機器製造部門および食品製造部門などでの
要望は切実なものである。

従来、油蒸気を除去する方法としては、活性炭などの吸
着剤を充てんした筒などが用いられて来たが、これは油
蒸気に対してのみ有効であり、油ミストの共存下では油
ミストの除去率が低いばかりでなく、除去されなかつた
油ミストから再び油蒸気が発生するため実効がなかつ
た。また、油ミストを除去する方法としては、慣性衝突
法があるが、これは粗大な油ミストのみに有効であり、
微細な油ミストに対する効果が薄かつた。さらに、微細
な油ミストを除去する方法としては、過法が多用され
て来たが過速度が少し大きくなると過体に一旦捕捉
された油ミストがガス流に依り過体外に押し出されて
再びガスに混入し、再飛散ミストを形成する為、油ミス
ト除去可能時間が短かかつたり、除去率が著しく低いな
どの欠点があつた。

本発明者らは、これらの従来技術の欠点を改善し、ガス
流中に含まれる油蒸気や微細な油ミストなどの油分を高
速で、しかも長時間にわたつて完全に除去できる油分除
去装置を得るべく鋭意研究の結果、本発明に到達した。

すなわち本発明は、不純物として微量の油ミストおよび
油蒸気を含むガス流からこれらの油分を完全に除去する
装置であつて、ガス吹出口を有する入口管およびガスの
出口管を有する本体容器と、該本体容器のガス吹出口側
に設けられた濾過膜であつて、体積固有抵抗値が10
⁵（Ω・cm²）以上の非導電性で平均孔径が、0.01〜10μ
ｍの多数の微細孔を有し、かつガーレ通気度が２〜100s
ec／100mlとされた合成樹脂多孔質膜または合成もしく
は天然繊維積層膜からなる濾過膜と、該濾過膜の下流側
に濾過膜に接して設けられた支持体であつて体積固有抵
抗値が10⁵（Ω・cm²）以上の非導電性合成樹脂製でかつ
多数の貫通孔を有する濾過膜支持体と、該濾過膜支持体
の下流側に設けられた吸油剤層であつて粒状の吸油剤が
充填された吸油剤層とを備えてなり、前記吹出口には１
つまたは複数の吹出孔が設けられ、吹出口の総面積ａに
対する有効濾過面積ｂの比ｂ／ａが１〜200とされ、個
々の吹出孔について、吹出孔の軸線を含み、かつ濾過膜
表面に垂直な平面と濾過膜表面とが交差して生ずる直線
Ａと該直線Ａ上におけるガス吹出方向の濾過膜端部と含
出口の中心とを結ぶ直線Ｂとのなす角αが０〜20゜とさ
れ、さらに、吹出孔の中心を通りかつ直線Ａに平行な直
線Ｃと含出孔の軸線Ｄとのなす角βが０〜20゜とされて
なることを特徴とする油分除去装置である。

本発明に用いる濾過膜は体積固有抵抗値が、10⁵（Ω・c
m²）以上の非導電性素材であり、かつ水銀ポロシメータ
ー法より求めた平均孔径が、0.01〜10μｍであり、平均
孔径に対する膜厚の比が１以上、好ましくは10以上の合
成樹脂多孔質膜または合成もしくは天然繊維積層膜が濾
過膜として用いられる。これらの濾過膜の通気度はガー
レ通気度として２〜100sec／100mlである。このような
性質を具備した濾過膜としては、フツ素樹脂多孔質膜、
ポリエチレン繊維積層膜、ポリプロピレン多孔質膜、ナ
イロン繊維積層過膜および紙などがあり、たとえば
フロロポア（住友電工製）、タイベツク（米国デユポン
社）、ＮＦシート（徳山曹達製）および化学分析用紙
５Ｃ（東洋紙製）などの市販品が好ましい。過膜の
形状には特に制限はないが、たとえば円形、楕円形、長
方形、正方形、多角形などの平面状あるいは、円筒、多
角筒などの筒状などが挙げられる。

また、これらの濾過膜は、ガス流による変形、破損など
を防止するために濾過膜に接する濾過膜支持体（以下膜
支持体と記す）とともに設けられる。膜支持体としては
過膜を変形させることなく支持することができ、か
つ、ガスを自由に通過させうるような多数の貫通孔を有
するものであればよく、その形状には特に制限はない
が、過膜の形状と同様なたとえば円形、楕円形、長方
形、正方形、その他の多角形などの平板状あるいは円
筒、多角筒などの筒状などが挙げられる。また、１０^５
Ω・cm以上の体積固有抵抗値を有する合成樹脂が使用さ
れ、たとえばアクリル樹脂板、フツ素樹脂板ナイロン樹
脂板およびポリプロピレン板などが好適に用いられる。

本発明で用いられる吸油剤としては、それ自体公知のも
のであつて、たとえばシリカゲル、アルミナゲル、モレ
キュラーシーブ、けいそう土、パーライト、活性炭およ
び活性白土などが挙げられるが、これらのうちでも非電
導性であるアルミナゲル、シリカゲル、モレキュラーシ
ーブおよびけいそう土などが好ましい。

非導電性の吸油剤層は少くとも過膜から数cm以内、好
ましくは過膜または膜支持体に接して設けられる。な
お、活性炭などそれ自体が導電性を有する吸油剤を用い
る場合には過膜または支持体に直接接触しないように
過膜または支持体との間に前記の非導電性の吸着剤層
またはガラス繊維などの非導電性繊維層を挾むかあるい
は過膜から１〜５cm程度離して充填される。

また、本発明の装置において吸油剤の充填量はガス流中
に含まれる油分の種類、量、吸油剤の種類、大きさ、希
望する除去可能時間などによつて異なり、一概には特定
できないが、たとえば平均粒径０．５mm程度の吸油剤を
用い、油分含有量が０．０１ｇ／ｍ^３程度の場合には２
〜５０００mlである。さらに、吸油剤のうち粉末ダスト
を発生するものを用いる場合にはダストのガス流中への
混入を防止するために吸油剤層の下流側にダスト捕集用
の過膜が設けられる。

本発明の装置において、油分含有ガスの吹出孔は１つで
もよくまた複数であつてもよい。吹出孔の開口端である
吹出口の形状には特に制限はないが、たとえば円形、楕
円形および多角形などとされる。

本発明の装置において吹出口の総面積をａとし、膜支持
体の貫通孔の総面積を濾過膜の有効濾過面積ｂとする
と、ａに対するｂの比ｂ／ａは１〜200とされる。ａに
対するｂの比が１よりも小さいか200よりも大きくなる
と油ミストが完全に除去されないことがある。

また、吹出孔の軸線を含み、かつ過膜表面に垂直な平
面と該過膜表面とが交差して生ずる直線をＡとし、該
直線Ａ上にあるガス吹出方向の過膜端部と吹出口の中
心とを結ぶ直線をＢとするとき、直線Ａと直線Ｂとのな
す角αは０〜20゜とされる。さらに、吹出口の中心を通
り、かつ直線Ａに平行な直線をＣとし、吹出孔の軸線を
Ｄとするとき、直線Ｃと吹出孔の軸線Ｄとなす角βは０
〜20゜とされる。

なお、吹出口が複数に設けられた場合にはどの吹出口に
ついても角αおよび角βはそれぞれ０〜20゜とされる。
角αおよび角βのそれぞれが20゜よりも大きくなると、
油ミストが完全に除去されないことがある。

なお直線Ａ、ＢおよびＣならびに吹出孔の軸線Ｄは同一
平面に存在することはいうまでもない。

本発明の装置において供給される油分含有ガスの流速に
は特に制限はなく、たとえば流体質量速度を有効過面
積で除した過速度が０．１ｇ／cm²・ｓｅｃを越える
ような高速にても、油ミストおよび油蒸気は極めて高い
除去率で除去される。

次に本発明を図面によつてさらに具体的に説明する。

第１〜３図はそれぞれ態様の異なる本発明の油分除去楝
の断面図である。

第１図において、先端が閉じられた油分含有ガスの入口
管１が堅型円筒状の本体容器２の上面３の中央部を貫通
して上面３に固定されている。入口管１の下部先端より
やゝ上部の側壁には複数の吹出孔４，……，４が穿設さ
れ、吹出孔４，……，４はそれぞれ入口管１の周面に吹
出口５，……，５として開口せしめられている。入口管
１の下方には多数の貫通孔６，……，６を有する円板状
の膜支持体７が本体容器２の内壁に固定され、膜支持体
７の上には円形の過膜８が取り付けられている。さら
に膜支持体７の下には膜支持体７に接して吸油剤層９が
設けられている。

この装置においては吹出口５，……，５の総面積がａで
あり、膜支持体７の貫通孔６，…，６の総面積が有効
過面積ｂである。また、吹出孔のそれぞれについて吹出
孔の軸線を含みかつ過膜８に垂直な平面と過膜８の
表面とが交差して生ずる直線Ａと該直線Ａ上のガス吹出
方向の過膜端部１１と吹出口５の中心とを結ぶ直線Ｂ
とのなす角がαであり、吹出口５の中心を通りかつ直線
Ａに平行な直線Ｃと吹出孔の軸線Ｄとのなす角がβであ
る。

油分含有ガスは入口管１から入り吹出孔４，……，４を
通つて吹出口５，……，５から本体容器２内に吹出さ
れ、過膜８を通過し、膜支持体７の貫通孔６，……，
６および吸油剤層９を順次経由して油分が除去され、油
分を実質的に含有しないガスが出口管１０から排出され
る。

第２図において、油分含有ガスの入口管１２が直方体の
本体容器１３の側壁上部に設けられ、入口管１２はこの
側壁に開口せしめられて吹出孔１４とされ、吹出孔１４
の本体容器１３内での開口端が吹出口１５とされてい
る。容器本体１３内部の中央よりやゝ上部寄りには多数
の貫通孔１６，……，１６を有する長方形板状の膜支持
体１７が本体容器１３の内壁に固定され、その上には長
方形の過膜１８が取り付けられている。さらに、膜支
持体１７の下には膜支持体１７に接して吸油剤層１９が
設けられている。

この装置においては、吹出口１５の面積がａであり、膜
支持体１７の貫通孔１６，……，１６の総面積が有効
過面積ｂである。また、吹出孔の軸線を含みかつ過膜
１８に垂直な平面と過膜１８の表面とが交差して生ず
る直線Ａと該直線Ａ上のガス含出方向の過膜端部２１
と吹出口１５の中とを結ぶ直線Ｂとのなす角がαであ
り、吹出口１５の中心を通りかつ直線Ａに平行な直線Ｃ
と吹出孔の軸線Ｄとのなす角がβである。

入口管１２、吹出孔１４を経由し、吹出口１５から本体
容器１３の内部に吹出された油分含有ガスは過膜１８
を通過し、膜支持体１７の貫通孔１６，……，１６およ
び吸油剤層１９を順次経由して油分が除去され、油分を
実質的に含まないガスが出口管２０から排出される。

第３図において、一方の底面の中央部に油分含有ガスの
入口管２２（図面では左端）および円筒状の外筒部２３
を有する本体容器２４の内部に入口管２２側から他の底
面に至りかつ外筒部２３と同心的に設けられた円筒状の
膜支持体２５に円筒状の過膜２６が冠着されている。
膜支持体２５の側面周囲には多数の貫通孔２７，……，
２７が穿設されており、膜支持体２５の筒内部には吸油
剤が充てんされ、吸油剤層２８とされている。

この装置においては外筒部２３の内面と、過膜２６の
外表面との間隙の入口管２２側端が吹出口２９とされ、
この吹出口２９の面積がａであり、膜支持体２５の貫通
孔２７，……，２７の総面積が有効過面積ｂである。
また、この吹出口２９の内周と外周との真ん中に位置す
る円周状の各点がそれぞれ吹出口２９の中心３０とさ
れ、外筒部２３および過膜２６の共通長軸線に平行で
かつ吹出口２９の中心３０を通る直線が吹出孔の軸線Ｄ
とされる。吹出孔の軸線Ｄおよび前記の共通長軸線を含
む平面と過膜２６の表面とが交差して生ずる直線Ａと
直線Ａ上の過膜の出口側端部３１と中心３０とを結ぶ
直線Ｂとのなす角がαとされる。また、中心３０を通り
かつ直線Ａに平行な直線Ｃと該吹出孔の軸線Ｄとは一致
し、両者のなす角βは０となる。

油分含有ガスは入口管２２から入り吹出口２９を通つ
て、外筒部２３の内面と、これと同心的に設けられた円
筒状の過膜２６の外表面との間隙に吹出され、過膜
２６を通過し、膜支持体２５の貫通孔２７，……，２７
および吸油剤層２８を順次経由して油分が除去され、油
分を実質的に含有しないガスが出口管３２から排出され
る。

本発明の油分除去装置はガス流中に含まれる油蒸気およ
び微細な油ミストなどの、油分を高速で連続的にしかも
長時間にわたつてほぼ完全に除去することができる。

次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお実施例および比較例における油分除去能力は、次に
示す方法にて評価した。

すなわち、高純度窒素ガスおよび炭素数３０±５の石油
パラフイン系の油を使用し、蒸発凝縮型ミスト発生装置
を用いてミスト径０．５〜１００μｍに分布する油ミス
トを０．０１ｇ／m³含有し、油蒸気を１３ｐｐｂ（蒸気
圧から算出）含有するガス連続的に発生させ、これを油
分除去装置に導入し、その出口ガスについて油ミスト、
油蒸気および臭気の有無を調べた。油ミストはノズルの
径を調節することにより出口ガスを１００ｍ／ｓｅｃの
流速でノズルより噴出させ、ノズルから５cm離れた鏡に
８３吹付け、鏡に付着した油ミストを１００倍の顕微
鏡にて鏡の中心から２cm以内についてくまなく観察し
た。また油蒸気は水素炎イオン化検出器（検出下限２
ｐｐｂ）を用いて分析した。

実施例１第１図に示したと同様な装置に於いて、吹出孔として直
径１．７mmの貫通孔を６個放射状に設け、膜支持体とし
て体積固有抵抗値が１０^９〔Ω・cm〕、直径６cmのアク
リル板に、直径４mmの貫通孔８０個を全体にほぼ均一に
なるように設けた膜支持体を用い、αが１５゜となる様
に吹出口と過膜を配置した。なおβは０゜とした。
過膜および吸油剤の種類および組合わせを変えたものそ
れぞれについて前記の油分含有ガスを６．３kg／ｈの速
度にて流しながら装置出口ガスを前記の方法にて評価し
た。

その結果、第１表に示した如くいずれの組合せについて
もそれぞれ１００時間以上にわたつて装置出口ガスには
油ミストは認められず、また油蒸気は検出されず、油臭
もなく、油分が充分に除去されていることがわかつた。

実施例２第２図に示したと同様な装置に於いて、吹出口が２mm×
３０mmの長方形である吹出孔を設け、過膜として体積
固有抵抗値が１０¹⁸〔Ω・cm〕、平均孔径が５μｍ、厚
さが１００μｍ、ガーレー通気度４．４sec／１００ml
のフツ素樹脂多孔質膜を用い、体積固有抵抗値が１０
^１８〔Ω・cm〕で３０mm×１００mmの長方形のフツ素樹
脂板に直径４mmの貫通孔８０個を全体にほぼ均一に設け
た膜支持体を用い、αが６゜となる様に吹出口と過膜
を配置した。吸油剤として、アルミナ９０％、シリカ１
０％からなる平均粒径０．６５mmのアルミナ・シリカボ
ールを層長約１５０ml充てんし、吹出口に於ける吹出孔
の軸線をなお吹出孔が上向きまたは、下向きにβ＝１０
゜となるように取り付け、それぞれ油分除去能力を実施
例１と同様にして調べた。その結果両者ともそれぞれ１
００時間以上にわたつて油ミストは認められず、油蒸気
は検出されず、また臭気もなかつた。

実施例３第３図に示したと同様な装置に於いて、本体容器の外筒
部の内径が２０mmであり、体積固有抵抗値１０^１７〔Ω
・cm〕のフツ素系樹脂よりなり、外径が１３mm、内径が
１０mm、長さが５０mmの円筒であり、側面に０．２６４
cm²の貫通孔を３２個ほぼ均一に設けた膜支持体を用い
た。過膜として、体積固有抵抗値が１０¹⁸〔Ω・c
m〕、平均孔径１μｍ、膜厚４００μｍ、ガーレー通気
度８．５秒／１００mlの円筒状のフツ素樹脂外孔質膜を
用いた。また吸油剤として膜支持体の筒の内部に実施例
２で用いたと同様なアルミナ・シリカボールを約５ml充
てんした。ここではαは２．５゜、βは０゜とした。こ
の様な装置に於いて、実施例１と同様な条件でガスを流
して油分除去性能を調べた所、油ミストは認められず、
油蒸気も検出されず臭気もないと言う状態が２０時間以
上持続した。

比較例１実施例１テストNO.１に於いて、α＝６５゜としたい以
外は同様にして油分除去能力を調べた処、臭気はなかつ
たが、油ミストは多量に検出された。

比較例２実施例３で用いた装置に於いて、フツ素樹脂製の代りに
金属製の膜支持体を用いた以外は、実施例３と同様にし
て、油分除去能力を調べた処、臭気はなかつたが油ミス
トが多量に認められた。

比較例３実施例３に用いた装置に於いて、吸油剤を充填しなかつ
たこと以外は実施例３と同様にして油分除去性能を調べ
た処、初めは油ミストがなく、油臭のみがあつたが、１
時間後には油ミストも多量に観察された。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はそれぞれ態様の異なる本発明の油分除去装
置の断面図である。図面において、１…入口管２…本体容器３…上面４…吹出孔５
…吹出口６…貫通孔７…膜支持体８…過膜９
…吸油剤層１０…出口管１１…過膜端部１２…入口管１３…本体容器１
４…吹出孔１５…吹出口１６…貫通孔１７…膜支
持体１８…過膜１９…吸油剤層２０…出口管２１…過膜端部２
２…入口管２３…外筒部２４…本体容器２５…膜
支持体２６…過膜２７…貫通孔２８…吸油剤層２９…吹出口３０…
中心３１…過膜端部３２…出口管Ａ…直線Ｂ
…直線Ｃ…直線およびＤ…吹出孔の軸線

Claims

【特許請求の範囲】

不純物として微量の油ミストおよび油蒸気を含むガス流
からこれらの油分を完全に除去する装置であつて、ガス
吹出口を有する入口管およびガスの出口官を有する本体
容器と、該本体容器のガス吹出口側に設けられた濾過膜
であつて体積固有抵抗値が１０^５（Ω・cm²以上の非導
電性で平均孔径が0.01〜10μｍの多数の微細孔を有し、
かつガーレ通気度が２〜100sec／100mlとされた合成樹
脂多孔質膜または合成もしくは天然繊維積層膜からなる
濾過膜と、該濾過膜の下流側に濾過膜に接して設けられ
た支持体であつて体積固有抵抗値が10⁵（Ω・cm²）以上
の非導電性合成樹脂製でかつ多数の貫通孔を有する濾過
膜支持体と、該濾過膜支持体の下流側に設けられた吸油
剤層であつて粒状の吸油剤が充填された吸油剤層とを備
えてなり、前記吹出口には１つまたは複数の吹出孔が設
けられ、吹出口の総面積ａに対する有効濾過面積ｂの比
ｂ／ａが１〜200とされ、個々の吹出孔について、吹出
孔の軸線を含み、かつ濾過膜表面に垂直な平面と濾過膜
表面とが交差して生ずる直線Ａと該直線Ａ上におけるガ
ス吹出方向の濾過膜端部と吹出口の中心とを結ぶ直線Ｂ
とのなす角αが０〜20゜とされ、さらに、吹出孔の中心
を通りかつ直線Ａに平行な直線Ｃと吹出孔の直線Ｄとの
なす角βが０〜20゜となされてなることを特徴とする油
分除去装置。