JP2001215097A - 有害ガス除去機能を付加した熱交換エレメント - Google Patents
有害ガス除去機能を付加した熱交換エレメントInfo
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Abstract
機能が付与された、空気を対象とする熱交換装置におい
て使用される熱交換エレメント。 【解決手段】 あらゆる人間生活空間に於ける空気を対
象とする熱交換装置の熱交換エレメントにおいて、該エ
レメントの空気流に直接接する部材の一部或いは全ての
表面に、有害ガス吸着機能を付加したことを特徴とする
熱交換エレメント。有害ガス吸着機能は、部材に放射線
を照射した後、その部材に重合性モノマーをグラフト重
合してグラフト側鎖を形成し、その側鎖にアニオン或い
はカチオン交換基を導入して得たイオン交換方式のガス
吸着機能である。
Description
る熱交換部材に有害ガス吸着機能が付与された、空気を
対象とする熱交換装置において使用される熱交換エレメ
ントに関するものである。
可欠であり、空気調和技術の1分野としてこれまでも種
々の工夫がされてきた。その中の一つに空気熱交換機が
ある。
度差をなくし、省エネ運転ができるようにその両者を熱
伝導性の良い部材を介して接触させ、外気温度をなるべ
く室内気温に近づける為に考えられたもので、特公昭4
7−19990号公報に述べられているように羽根車状
のロータリー式や積層板状の直交流式などの熱交換機が
周知である。
散、透過させるような材料、例えば特殊紙または特殊セ
ルローズ等に塩化リチュウム等の吸湿剤を含浸したもの
を使用して、単なる顕熱交換だけでなく、潜熱交換をも
行ういわゆる全熱交換機も周知である。
13515号公報、特公平3-33998号公報h等はこ
れら全熱交換機の改良例であるが、いずれも同時吸排換
気、顕熱交換換気、空調循環などに関するもので、外気
に含まれる有害ガスに言及している例は見当たらない。
気中に含まれるSOxやNOx等の有害ガスが問題視さ
れるようになり、特開平10−103734号公報では
ようやく吸気に含まれる有害ガスや虫、埃に言及し、
「熱交換機の前段に配置される吸気フィルタのみでは虫
や埃は除去できても有害ガスは除去できない」と述べ、
吸気フィルタに加えて有害ガス除去用フィルタを付加す
るという工夫を開示している。
2重のフィルタを設けることは小風量の小型機にのみ許
されることで、処理風量が増えるにつれて圧損が増す為
に送風機容量を上げざるを得ず、不経済極まることにな
り、残念ながら産業用には向いていない。
は熱交換エレメントに酸化チタン等の光触媒を担持させ
て空気を浄化する機能を持たせているが、空気の流路が
狭いため光が届く範囲の出入り口近辺に限定されてしま
い、実用効果は余り期待できない。
ントの外観等構造的な変化無しで、且つ圧力損失等の変
化無しにて、外気に限らず室内循環空気にも含まれる種
々の有害ガスを除去でき、さらに種々の熱交換方式の殆
ど全てに適用可能という、極めて実用効果大なる発明で
ある。
流路を形成する部材は、顕熱交換を請け負うもの、潜熱
交換を請け負うもの、通路間隔保持や強度保持を請け負
うもの、流路の方向制御を請け負うもの等、その目的に
よって材料が選択されるが、その主なものは紙材、樹脂
材及び金属材であり、これらの材料表面にガス吸着機能
を付加することにより本発明の目的を達せられる。
には放射線グラフト重合により、それら部材に直接イオ
ン交換機能を付加することが可能である。又、アルミ等
の金属材には放射線グラフト重合法によりイオン交換基
を含有させた液を塗布することで可能である(核になる
基材にグラフト重合により側鎖を形成させ、その側鎖に
イオン交換基を結合させたものを塗布液に分散させ、そ
れを金属材又はセラミック材に塗布する)。
た材料は、パルプ等の植物繊維を基材とした紙材、又は
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維
を基材とした樹脂材に、α線、β線、γ線、X線又は電
子線等の放射線を照射した後に、重合性モノマーに接触
させて重合性モノマーを繊維基材にグラフト重合側鎖と
して結合させ、その重合側鎖をアニオン交換基及び/又
はカチオン交換基を有する化合物と反応させて、重合側
鎖にイオン交換基を導入することにより得られたもので
ある。
付加された材料は、主鎖である繊維基材にイオン交換基
が導入されたものではなく、この主鎖にグラフト重合さ
れた側鎖の重合性モノマーにイオン交換基が導入されて
いる。そこで、かかる材料は、空気中のイオン性のアル
カリ性ガス、酸性ガス等の有害又は汚染ガスと接触する
場合には,基材の主鎖にイオン交換基が結合されたもの
と比較して、有害又は汚染ガスの吸着除去が際立って優
れている。それは、本発明の材料おいては、グラフト重
合側鎖が自由に揺れ動くので、有害又は汚染ガスと接触
した際にそのグラフト重合測鎖のイオン交換基とガス中
の成分とが効率よく接触するために、有害又は汚染ガス
の除去率が優れたものとなる。
酸、スチレンスルホン酸、ビニルピリジンアクリル酸グ
リシジル、メタクリル酸、アニールアミン、クロロメチ
レン等が使用されるが、これらのモノマーはカチオン
基、アニオン基の必要性によって適宜選択されるもので
ある。又、カチオン基としてはスルホン酸基、カルボキ
シル基、リン酸基等がであり、アニオン基としては2
級、3級又は4級アンモニウム基等であり、これらのイ
オン交換基の付着量は0.2〜3.0meq/gであ
る。
能を付加した例 図1は回転再生型熱交換装置の典型例で、コルゲートと
呼ばれる波形間隔材をライナーと呼ばれる伝熱板間に挟
んでなる構成材を渦巻き状にした円盤を、その中心を軸
にして回転させつつ軸方向の空気流路を上下に2分して
排気と外気を向流に通し、両者間の熱と湿分を伝熱板を
介して交換する。
や無機質紙、クラフト紙等が使用されるが、これらの部
材にガス吸着機能をあらかじめ付加させた材料を使用す
ることにより、本発明の主旨である熱交換エレメントを
得る。即ち、この熱交換エレメントは、上記紙基材に放
射線を照射した後、これを重合性モノマー含有溶液に浸
漬し、基材に重合性モノマーを結合させてグラフト側鎖
を形成させ、更にこの側鎖にイオン交換基を導入し、こ
れをコルゲート又はライナー形状に成形したものであ
る。
ガス吸着を行う場合には、波形間隔材及び伝熱板から構
成される円盤を垂直状態で回転させ、その回転円盤の中
央部の前後に気流案内板を配置して回転円盤を上下方向
に2分割する。この気流案内板で仕切られた回転エレメ
ントの上半分に室内の還気を導入通過させて排気として
室外に放出する。一方、気流案内板で仕切られた回転エ
レメントの下半分に排気と逆方向から外気を導入通過さ
せて給気として室内に供給する。この還気及び外気は、
それぞれ、回転円盤を通過する際に波形間隔材及び伝熱
板と接触し、それに含有される有害ガスがその吸着機能
により吸着除去処理される。更に、還気の有する室内の
熱は、回転円盤を通過する際にその伝熱板及び間隔材を
介して外気に与えられるので、室内への給気は暖められ
る。
にガス吸着機能を付加した例 図2のように伝熱性及び透湿性を有する材料よりなる複
数枚の平板状の仕切板のそれぞれの間に、波形断面の間
隔保持板(この間隔保持版に代えてストロー形状の樹脂
材も使用される)がその波形の成形方向を交互に90度
違えて挟持されている。
流路の一方に還気を通し、他方に外気を通すことによ
り、両者間の熱と湿分を交換する。これらの仕切板及び
間隔保持板となる部材にガス吸着機能をあらかじめ付加
させた材料を使用することにより、本発明の主旨である
有害ガス吸着機能を付加した熱交換エレメントを得る。
流路を通過し、還気が2次流路を通過する間に、伝熱性
及び透湿性の仕切板を介して熱及び湿度が外気から排気
へ、又は還気から給気に移行して温度及び湿度の調節さ
れた給気を得ることができる。更に、仕切板及び/又は
間隔保持板がガス吸着機能を有している場合には、外気
が1次流路を通過する間に外気中に含まれる有害ガスが
吸着除去されて無害な給気が供給されることになる。
にガス吸着機能を付加した例 実施例2において、仕切板の代わりに透湿性の良い袋状
合成樹脂膜の内部に水を含ませたものを使用して、交換
空気を加湿する目的にのみに使用する潜熱交換エレメン
トがある。この場合にも、樹脂類にイオン交換機能を付
加させた部材を使用することにより、加湿される空気中
の有害ガスを除去する事ができる。
い袋状合成樹脂膜の内部に、実施例2の波型間隔保持板
と同じ役目で、水流を確保するための水用スペーサとし
て、ストロー状の樹脂を水流に沿って膜に間隔をおいて
融着し、袋状膜がつぶれないように保持する。水はスト
ローの中を通るのではなく図示されない入口から袋状膜
内に入り、スペーサに沿って流れ、図示しない出口から
流出する。その間に透湿性の樹脂膜から水が膜の外に滲
み出て、外気が間隔板間を通過する際にこの滲み出た水
と接することにより、加湿された空気が室内に供給され
る。
メントにガス吸着機能を付加した例 図4及び図5に示されるように、エアコン用プレート蒸
発器及びプレートフィンコイル式蒸発器は金属管コイル
内部を流れる冷媒とコイル表面を流れる空気との間で熱
交換を行うものであるが、熱交換率を高めるために銅や
アルミ等のフィン付き管を使用する場合が多い。この場
合には管表面に放射線グラフト重合によるイオン交換機
能を含有する脱臭、抗菌又は防カビ用の液剤を塗布する
ことにより、脱臭、抗菌、防カビの効能に加えて室内の
有害ガスをも除去することができる。
るリブ、セパレータ、案内板、気流分岐シート等にのみ
ガス吸着機能を付加した部材を用いても良い。
クラフト紙等の紙類にグラフト重合したものを使用して
いるが、合成樹脂、合成繊維、セラミック、活性炭、シ
リカゲル等にも同様にしてガス吸着機能を付加できるよ
うになったので、これらを使用した熱交換エレメントが
製造可能である。
材に有害ガス吸着機能を付与することにより、空気中か
ら有害ガスを吸着除去して清浄な空気を給気として供給
することができるという本発明に特有な顕著な効果を生
じる。
る熱交換部材として、透湿性及び伝熱性を有する材料に
有害ガス吸着機能を付与することにより、外気と排気と
の間で湿分及び熱を移行させて給気の湿度及び温度を調
整するだけでなく、外気中の有害ガスを吸着除去して清
浄な給気を供給することができるという本発明に特有な
顕著な効果を生じる。
気と接触する面積が大きく、この面積全面を使用して有
害ガスを除去することができるので、他の除去方法と比
較して除去効率が格段に優れいる。
はないので空気圧損を考慮する必要がなく、フィルタ等
のような構造物でもないので追加スペースを考慮する必
要がなく、イオン交換機能はアニオン交換基、カチオン
交換基のいずれも選択可能であるためにSOx、NOx
に限らずアンモニア、ホルムアルデヒド等の不快臭除去
等、目的別に対処可能であるので用途が非常に多岐にわ
たることができる。
る。
ある。
トを示す図である。
メントを示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 あらゆる人間生活空間に於ける空気を対
象とする熱交換装置の熱交換エレメントにおいて、該エ
レメントの空気流に直接接する部材の一部或いは全ての
表面に、有害ガス吸着機能を付加したことを特徴とする
熱交換エレメント。 - 【請求項2】 有害ガス吸着機能は、部材に放射線を照
射した後、その部材に重合性モノマーをグラフト重合し
てグラフト側鎖を形成し、その側鎖にアニオン或いはカ
チオン交換基を導入して得たイオン交換方式のガス吸着
機能であることを特徴とする請求項1記載の熱交換エレ
メント。 - 【請求項3】 熱交換エレメントが回転再生型或いは非
回転型の円盤であり、空気流に直接接する熱交換部材
が、ライナー(伝熱板)、コルゲート(波形間隔材)、気流
案内板から構成される請求項1又は2項記載の熱交換エ
レメント。 - 【請求項4】 熱交換エレメントが直交流用積層型であ
り、空気流に直接接する熱交換部材が、複数枚の仕切板
のそれぞれの間に波型間隔保持板がその波形方向を交互
に90度違えて挟持されている請求項1又は2記載の熱
交換エレメント。 - 【請求項5】 熱交換エレメントが加湿用潜熱交換エレ
メントであり、空気流に直接接する熱交換部材が、透湿
膜及びセパレータ(波形間隔板)から構成される請求項1
又は2記載の熱交換エレメント。 - 【請求項6】 熱交換エレメントが金属管コイルまたは
ヒートパイプであり、空気流に直接接する熱交換部材が
プレートフィン、凸凹付き管又は気流案内板である請求
項1又は2記載の熱交換エレメント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000024028A JP2001215097A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 有害ガス除去機能を付加した熱交換エレメント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000024028A JP2001215097A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 有害ガス除去機能を付加した熱交換エレメント |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001215097A true JP2001215097A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18550101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000024028A Pending JP2001215097A (ja) | 2000-02-01 | 2000-02-01 | 有害ガス除去機能を付加した熱交換エレメント |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2001215097A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011237157A (ja) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Nippon Air Filter Kk | 熱交換器の全熱交換エレメント |
JP2013104589A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Akuatekku:Kk | 凝縮器の補助冷却装置 |
JP2013113466A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Akuatekku:Kk | 空気冷却装置 |
CN105091642A (zh) * | 2014-05-07 | 2015-11-25 | 佛吉亚排气系统有限公司 | 螺旋形热交换器及相应制造方法 |
CN105324625A (zh) * | 2013-06-20 | 2016-02-10 | 松下知识产权经营株式会社 | 全热交换元件用分隔部件、使用该部件的全热交换元件和全热交换式换气装置 |
-
2000
- 2000-02-01 JP JP2000024028A patent/JP2001215097A/ja active Pending
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CN105324625B (zh) * | 2013-06-20 | 2018-10-02 | 松下知识产权经营株式会社 | 全热交换元件用分隔部件、使用该部件的全热交换元件和全热交换式换气装置 |
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