JP2002143629A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屋内の空気中に含まれる化学物質を効率よく
除去し、メンテナンス頻度の少ない空気清浄機を提供す
る。 【解決手段】 長尺の第１のシート状エアーフィルター
１を渦巻き状に巻き、この時、同じ幅の長尺の第２のシ
ート状エアーフィルタ２を蛇腹状に折りながら、上記エ
アーフィルター１の渦巻きに巻き込み、直径方向の断面
において、エアーフィルター１及び２によって、一方の
ロール端５から他方のロール端６に空気を流通させる空
気流通路４が複数形成され、該空気流通路４の上記断面
に接する内接円の直径が１〜１０ｍｍ、有効断面積にお
ける空気流通路断面積の割合が６５〜９０％であるフィ
ルターロールを形成し、該フィルターロールの空気流通
路４内に空気を流通させてエアーフィルター１、２の表
面に接触させることで、空気中の化学物質を吸着除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内に設置して空
気中に含まれる化学物質等被処理物を除去する空気清浄
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、新築家屋において、壁紙の接着剤
や加工剤、塗料の溶剤等、建築資材に含まれる揮発性の
化学物質が大気中に放散され、居住者の健康に影響を及
ぼす、いわゆるシックハウス症候群と呼ばれる症状が問
題視されている。このような化学物質は大気中に徐々に
放散されるため、影響のないレベルに達するまでに長時
間を要し、居住者への家屋の引き渡しまでに十分に除去
することが困難である。そのため、居住者が空気清浄機
等により除去して対処しているのが現状である。

【０００３】一般に、屋内で使用される空気清浄機は、
エアーフィルターと送風機を備え、該送風機によりエア
ーフィルターに空気を透過させて空気の清浄化を行って
いる。エアーフィルターはそれ自身が化学物質等被処理
物を吸着させる素材で形成されたものや、布帛等担持体
に化学物質の吸着材或いは化学反応により化学物質を無
害化したり吸着する反応物質などを付着させたものなど
が用いられている。

【０００４】エアーフィルターは、体積当たりの処理能
力を高くする上で、シート状のエアーフィルターを蛇腹
状に形成し、体積当たりのエアーフィルター面積を広く
取ったり、或いは、複数枚のシートを間隙を設けて積層
し、該積層体の積層方向に空気を透過させて用いてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
空気清浄機では、経時的にエアーフィルターが空気中の
塵埃によって目詰まりし、処理能力が低下するという問
題を生じ、頻繁にエアーフィルターを交換する必要があ
った。また、複数枚のエアーフィルターの積層体に空気
を透過させるためには高圧で空気を送る必要があり、効
率が悪い上、さらにエアーフィルターが塵埃によって目
詰まりし易いという問題があった。

【０００６】本発明の課題は、屋内の空気より化学物質
を効率良く除去し、メンテナンス頻度の低い空気清浄機
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するべ
く、本発明者等が鋭意検討した結果、ホルムアルデヒド
等の、特に近年環境上の問題となっている化学物質等被
処理物を除去する場合には、エアーフィルターを透過さ
せるよりも、エアーフィルター表面に接触させる方が効
率良く除去しうることを見い出し、本発明を達成した。

【０００８】即ち、本発明は、長尺の第１のシート状エ
アーフィルターを、該第１のシート状エアーフィルター
と同じ幅の長尺の第２のシート状エアーフィルターを長
尺方向において蛇腹状に折りながら巻き込んで渦巻き状
としたフィルターロールと、該フィルターロールの一方
のロール端より他方のロール端に向かって空気を流通さ
せる手段と、を少なくとも備え、上記フィルターロール
が、渦巻き状の第１のエアーフィルターと該渦巻きの間
隙に挟持された第２のエアーフィルターによって、一方
のロール端から他方のロール端に空気を流通させる複数
の空気流通路が形成されており、該フィルターロールの
直径方向の断面において、上記空気流通路の内接円の直
径が１〜１０ｍｍであり、エアーフィルター断面積と空
気流通路断面積とからなる有効断面積における上記空気
流通路断面積の割合が６５〜９０％であることを特徴と
する空気清浄機である。

【０００９】上記本発明においては、上記エアーフィル
ターが、空気中の被処理物質を吸着すること、該エアー
フィルターが、空気透過性を有する２枚のシート間に空
気中の被処理物質を吸着する吸着材を挟持してなるこ
と、該空気透過性を有するシートが布帛であること、特
に不織布であること、上記吸着材が活性炭であること、
上記フィルターロールの空気流通路の長さが１０〜２０
０ｃｍであること、を好ましい態様として含むものであ
る。

【００１０】さらにまた、上記本発明は、立てて配置し
たフィルターロールと、該フィルターロールの下方ロー
ル端に接して配置した空気透過性を有する下カバーと、
該下カバーの下方に配置した空気吸引機と、該空気吸引
機の下方に配置され、該吸引機の排出する空気を側面に
設けた排出口より排出する架台と、上記フィルターロー
ルを収納し、下部開口端を上記空気吸引機の周縁部に取
り付けた筒状ケースと、空気透過性を有し該筒状ケース
の上部開口端に取り付けた蓋体と、を少なくとも有して
構成されることが好ましく、当該構成においては、上記
空気吸引機がプロペラ型であり、上記下カバーが上記筒
状ケースの下方開口端よりも上方に取り付けられている
ことが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の各構成について
詳細に説明する。

【００１２】本発明の空気清浄機は、エアーフィルター
に空気を接触させて空気中の被処理物質を除去する。本
発明において除去しうる被処理物質としては、主として
前記建築資材等から揮発する化学物質が挙げられるが、
本発明がこれに限定されるものではない。

【００１３】本発明の空気清浄機の基本構成は、フィル
ターロールと、該フィルターロールの一方のロール端か
ら他方のロール端に向けて空気を流通させる手段とを有
することにある。

【００１４】本発明にかかるフィルターロールは、同じ
幅（ロール長に相当）の長尺のシート状エアーフィルタ
ーを２枚用意し、第１のエアーフィルターを渦巻き状に
巻いてロール状とする。この時、第２のエアーフィルタ
ーを長尺方向において蛇腹状に折り、上記第１のエアー
フィルターの渦巻きの間隙に巻き込む。得られたフィル
ターロールの断面形状を図１に示す。図１において
（ａ）は直径方向の１／４領域の断面図を、（ｂ）は幅
方向の１／２領域の断面図を示す。図中、１は渦巻き状
に巻いた第１のエアーフィルター、２は蛇腹状に折って
巻き込んだ第２のエアーフィルター、３は第１のエアー
フィルター１を巻く際に中心に用いた巻き芯、４は空気
流通路、５及び６はフィルターロールのロール端であ
る。

【００１５】図１（ａ）に示すように、本発明にかかる
フィルターロールの直径方向の断面においては、渦巻き
状の第１のエアーフィルター１の間隙に第２のエアーフ
ィルター２が挟持され、両フィルター１、２によって、
複数の空気流通路４が形成されている。空気流通路４は
図１（ｂ）に示すフィルターロールの幅方向に沿って、
一方のロール端５から他方のロール端６に向かって空気
を流通させる。尚、図１（ｂ）においては空気流通路４
は該幅方向に平行に構成した場合を示しているが、該フ
ィルターロールの軸を中心にねじれて構成されていても
かまわない。

【００１６】本発明においては、送風機や吸引機といっ
た手段によって、図１（ｂ）に示した矢印の方向に空気
を流通させ、この時、エアーフィルター１、２表面に接
触した空気に含まれる化学物質等被処理物質がエアーフ
ィルター１、２に吸着されて除去される。

【００１７】本発明においては、エアーフィルター１、
２の表面に平行に空気を流し、エアーフィルター１、２
に空気を接触させて被処理物質を除去するが、この時、
空気流通路４が狭い方が除去効率がよい。即ち、エアー
フィルター１、２が接触によって被処理物質を除去しう
る空気の層の厚さに限界があり、図１（ａ）に示したよ
うに、空気流通路４がエアーフィルターで囲まれている
場合、エアーフィルター１、２の表面から空気流通路４
の中心部までの距離が短い方が除去効率が高い。

【００１８】ここで、本明細書において、フィルターロ
ールを空気が１回通過する際にエアーフィルター１、２
に吸着除去される該空気中の被処理物質の割合を「除去
効率」といい、後述するように、本発明の空気清浄機が
時間当たりに除去する被処理物質の量を「清浄化効率」
とする。

【００１９】本発明にかかるフィルターロールにおいて
は、空気流通路４の除去効率は、図３に示す、フィルタ
ーロールの直径方向の断面における、空気流通路４に接
する内接円１５の直径で制御することができる。本発明
においては、該内接円が小さい方が除去効率が高く、よ
って該内接円の直径は１０ｍｍ以下である。一方、該内
接円が小さくなりすぎると空気流通路４の通過する空気
の流れが悪くなり、除去効率は高いものの、時間当たり
にフィルターロール内を通過する空気量が低下し、時間
当当たりで除去しうる被処理物質の量、即ち前記した清
浄化効率が低下するため、該内接円の直径の下限は１ｍ
ｍである。

【００２０】また、本発明にかかるフィルターロールに
おいては、製造時に空気流通路４の断面形状がゆがむ場
合があり、特に中心部に近い部分は、第１のエアーフィ
ルター１の曲率半径が小さくなるため、形状がゆがみ易
く、外周よりも内接円が小さくなったり、つぶれてしま
う場合もある。このような場合には、図１に示した巻き
芯３として直径の大きいをものを用いることが好まし
い。また、巻き芯３を用いない場合には、巻き初めのフ
ィルターを犠牲にして実質巻き芯としても良い。

【００２１】さらに、本発明においては、フィルターロ
ール内の空気流通路の割合も清浄化効率に影響し、フィ
ルターロールの直径方向において、エアーフィルター
１、２の断面積及び空気流通路４の断面積の合計を有効
断面積とした場合（即ち、巻き芯３を用いた場合には、
その断面積をフィルターロール全体の断面積から除
く）、該有効断面積における空気流通路４の断面積の割
合（隙間率）が６５〜９０％である必要がある。この隙
間率が６５％未満ではフィルターロール内に流れる時間
当たりの空気量が少なく、また、隙間率が９０％を超え
ると、被処理物質が除去されずにフィルターロールから
排出される空気量が増え、いずれの場合も清浄化効率が
悪くなる。

【００２２】また、本発明において、空気流通路４の長
さ（ロール端５からロール端６まで）は、所定の清浄化
効率が得られる範囲で短い方が余計な圧力がフィルター
にかからないため好ましく、好ましくは１０〜２００ｃ
ｍの範囲で構成することが好ましい。

【００２３】本発明にかかるフィルターロールを構成す
る第１及び第２のシート状エアーフィルターとしては、
空気との接触により、空気中に含まれる化学物質等被処
理物を除去或いは無害化できるものであれば良く、フィ
ルター自身が被処理物質を吸着する素材で形成されたシ
ートや、空気透過性を有する２枚のシート間に被処理物
質を吸着する吸着材を挟持したものが好ましく用いられ
る。より具体的には、上記空気透過性を有するシートと
して布帛を用い、２枚の布帛の間に吸着材を挟持してな
るフィルターが好ましく用いられ、該布帛としては不織
布、吸着材としては活性炭がそれぞれ好ましく用いられ
る。図２に、本発明で好ましく用いられるシート状エア
ーフィルターの断面模式図を示す。図中、１１ａ、１１
ｂは不織布、１２は活性炭である。

【００２４】本発明においては、エアーフィルターがフ
ィルターロールとして用いられるため、長尺に形成され
たエアーフィルターの切断部分が両端部のみに限定され
る。特に、上記したように活性炭を不織布間に挟持した
構成のフィルターにおいては、切断工程において活性炭
がこぼれて周囲やフィルターの外側を汚染するため、切
断部分を接着剤や粘着テープによって封止する工程が必
要である。本発明では、予めロール長に合わせた幅の長
尺のエアーフィルターを形成しておけば、ロール状に形
成する際に両端部を切断するだけで良いため、上記封止
工程が簡易で製造効率が高く、好ましいものである。

【００２５】また、空気清浄機の清浄化効率をフィルタ
ーロールのサイズによって変更する場合も、フィルター
ロールの巻き数を変えるだけで設計変更できるため、容
易に対応することができる。

【００２６】本発明の空気清浄機において、フィルター
ロール内に空気を流通させる手段としては、特に限定さ
れず、一方の開口端より空気を送り込む送風機、或い
は、他方の開口端より空気を吸引する吸引機、のいずれ
でも好ましく用いることができる。

【００２７】図４に、本発明の空気清浄機のより具体的
な構成例として、比較的狭い室内にて用いる、可動式の
空気清浄機の構成を示す。図中、３１はフィルターロー
ル（蛇腹状のエアーフィルターは便宜上省略する）、３
２は下カバー、３３は空気吸引機、３４は架台、３５は
空気排出口、３６は筒状ケース、３７は蓋体である。

【００２８】即ち、当該構成においては、立てて配置し
たフィルターロール３１と、該フィルターロール３１の
下方ロール端に接して配置した空気透過性を有する下カ
バー３２と、該下カバー３２の下方に配置した空気吸引
機３３と、該空気吸引機３３の下方に配置して該吸引機
３３の排出する空気を側面に設けた排出口３５より排出
する架台３４と、上記フィルターロール３１を収納し、
下部開口端を上記空気吸引機３３の周縁部に取り付ける
筒状ケース３６と、空気透過性を有し該筒状ケース３６
の上部開口端に取り付ける蓋体３７とからなる。

【００２９】図１に示したフィルターロールでは、中心
部に巻き芯３を用いた構成を示したが、本発明で用いる
フィルターロールは特にこれに限定されるものではな
く、巻き芯３を用いずにエアーフィルターのみで構成し
てもかまわない。

【００３０】また、図４の構成において、空気吸引機３
３がプロペラ型の装置の場合には、フィルターロール３
１の下部開口端において、吸引能力に分布を生じるた
め、下カバー３２を筒状ケース３６の下部開口端よりも
上方に取り付け、フィルターロール３１の下部開口端と
空気吸引機３３との間に距離を設けて、該開口端より均
一に空気を吸引することが好ましい。

【００３１】また、下カバー３２及び蓋体３７として
は、プラスチック板や金属板に多数の穴を設けたもの
や、プラスチック繊維や金属ワイヤーを網状に形成した
ものなど、フィルターロール３１の開口端への空気の流
入、或いは開口端からの空気の排出を妨げないものであ
ればいずれも好ましく用いられる。

【００３２】筒状ケース３６は、空気のエアーフィルタ
ーへの接触効率を高める上で、収納したフィルターロー
ル３１の外周との間に大きな隙間が形成されないことが
好ましく、フィルターロール３１の交換の際に支障を生
じない程度にその内径がフィルターロール３１の外径に
近い方が好ましい。また、空気透過性のないものであれ
ばその素材は特に限定されず、軽量のプラスチック成形
体が好ましく用いられる。

【００３３】架台３４は側面に空気排出口３５を設けて
あり、空気吸引機３３の下方から排出される空気を該空
気排出口３５より外部に排出させる。また、架台３４
は、空気吸引機３３を設置される床面から離すことによ
って、稼働時に発生する熱を放熱させやすくしている。
該架台３４の素材も特に限定されるものではなく、プラ
スチックや金属等により構成することができる。

【００３４】また、各構成部材同士は、ネジ止めや嵌合
により適宜固定される。

【００３５】本発明の空気清浄機は、近年問題となって
いるシックハウス症候群の原因である、建築資材から発
生する揮発性の化学物質の除去に適しているが、本発明
がこれに限定されるものではなく、屋内で飼育するペッ
トの臭いなど、近年、問題となっている高密閉性の居住
環境の臭いの除去に好ましく用いられる。

【００３６】

【実施例】室温２０℃、容積が２５ｍ³の室内におい
て、閉め切った室内に発生した揮発性有機化合物の除去
を行った。

【００３７】用いた空気清浄機のフィルターロールは、
旭化成工業社製「セミアＶ」で構成し、フィルターロー
ルの直径方向の断面積が０．１２ｍ²、隙間率が７８
％、ロール幅（＝空気流通路の長さ）が５０ｃｍ、空気
流通路は内接円の直径が３〜７ｍｍの範囲内になるよう
に形成した。

【００３８】揮発性有機化合物として、ホルムアルデヒ
ドを測定した。測定には北川式検知管 Ｎｏ．７１０、
エアサンプラーＳ−２０を用いた。

【００３９】閉めきった状態で約２４時間経過後の室内
のホルムアルデヒド濃度は０．２４０ｐｐｍであった。
この後、本発明の空気清浄機を風量が１７７ｍ³／ｈｒ
で稼働させたところ、ホルムアルデヒドの濃度は急速に
減少し、４５分経過後の濃度は０．０６０ｐｐｍで国内
指針値である０．０８０ｐｐｍを下回っていた。当該レ
ベルでは、通常の新築家屋におけるホルムアルデヒド等
化学物質の発生量に対して本発明の空気清浄機の除去効
率が上回るため、本発明の空気清浄機を常時稼働してお
くことにより、室内の化学物質を大幅に除去することが
可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
効率良く屋内の空気中に存在する化学物質等被処理物を
短時間で除去することができる。本発明においては、フ
ィルター表面に空気を接触させるだけで透過させないた
め、空気中の塵埃によるフィルターの目詰まりが生じに
くく、フィルターの交換を頻繁に行う必要がない。さら
に、主構成部材であるフィルターロールは製造が容易で
巻き数によってサイズを変更することができるため、安
価に提供することができ、経済効率も高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるフィルターロールの構成を示す
断面模式図である。

【図２】本発明に用いるエアーフィルターの一例の断面
模式図である。

【図３】本発明に用いるフィルターロール内の空気流通
路の説明図である。

【図４】本発明の一実施形態の構成を示す分解図であ
る。

【符号の説明】

１、２ シート状エアーフィルター ３ 巻き芯 ４ 空気流通路 ５、６ ロール端 １１ａ、１１ｂ シート １２ 吸着材 １５ 内接円 ３１ フィルターロール ３２ 下カバー ３３ 空気吸引機 ３４ 架台 ３５ 空気排出口 ３６ 筒状ケース ３７ 蓋体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 実 大阪府高槻市八丁畷町11番７号 旭化成工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D012 CA09 CA10 CA11 CB01 CG01 CH01 4D019 AA01 BA11 BB02 BB03 BC05 CA02 CA03 CB04

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の第１のシート状エアーフィルター
   を、該第１のシート状エアーフィルターと同じ幅の長尺
   の第２のシート状エアーフィルターを長尺方向において
   蛇腹状に折りながら巻き込んで渦巻き状としたフィルタ
   ーロールと、該フィルターロールの一方のロール端より
   他方のロール端に向かって空気を流通させる手段と、を
   少なくとも備え、上記フィルターロールが、渦巻き状の
   第１のエアーフィルターと該渦巻きの間隙に挟持された
   第２のエアーフィルターによって、一方のロール端から
   他方のロール端に空気を流通させる複数の空気流通路が
   形成されており、該フィルターロールの直径方向の断面
   において、上記空気流通路の内接円の直径が１〜１０ｍ
   ｍであり、エアーフィルター断面積と空気流通路断面積
   とからなる有効断面積における上記空気流通路断面積の
   割合が６５〜９０％であることを特徴とする空気清浄
   機。
2. 【請求項２】 上記エアーフィルターが、空気中の被処
   理物質を吸着する請求項１に記載の空気清浄機。
3. 【請求項３】 上記エアーフィルターが、空気透過性を
   有する２枚のシート間に空気中の被処理物質を吸着する
   吸着材を挟持してなる請求項２に記載の空気清浄機。
4. 【請求項４】 上記空気透過性を有するシートが布帛で
   ある請求項３に記載の空気清浄機。
5. 【請求項５】 上記布帛が不織布である請求項４に記載
   の空気清浄機。
6. 【請求項６】 上記吸着材が活性炭である請求項３〜５
   のいずれかに記載の空気清浄機。
7. 【請求項７】 上記フィルターロールの空気流通路の長
   さが１０〜２００ｃｍである請求項１〜６のいずれかに
   記載の空気清浄機。
8. 【請求項８】 立てて配置したフィルターロールと、該
   フィルターロールの下方ロール端に接して配置した空気
   透過性を有する下カバーと、該下カバーの下方に配置し
   た空気吸引機と、該空気吸引機の下方に配置され、該吸
   引機の排出する空気を側面に設けた排出口より排出する
   架台と、上記フィルターロールを収納し、下部開口端を
   上記空気吸引機の周縁部に取り付けた筒状ケースと、空
   気透過性を有し該筒状ケースの上部開口端に取り付けた
   蓋体と、を少なくとも有する請求項１〜７のいずれかに
   記載の空気清浄機。
9. 【請求項９】 上記空気吸引機がプロペラ型であり、上
   記下カバーが上記筒状ケースの下方開口端よりも上方に
   取り付けられている請求項６に記載の空気清浄機。