JP2002165869A - フィルター装置及び空気調和機 - Google Patents

フィルター装置及び空気調和機

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JP2002165869A
JP2002165869A JP2000370086A JP2000370086A JP2002165869A JP 2002165869 A JP2002165869 A JP 2002165869A JP 2000370086 A JP2000370086 A JP 2000370086A JP 2000370086 A JP2000370086 A JP 2000370086A JP 2002165869 A JP2002165869 A JP 2002165869A
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Kenzo Takahashi
健造 高橋
Makoto Furukawa
誠 古川
Naoshi Yokoie
尚士 横家
Yoshiyuki Umai
祥幸 馬井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱臭フィルターを再生する場合、再生に要す
る費用が高く、初期性能の回復という点においても十分
ではなかった。 【解決手段】 臭気の主成分である高濃度のガスが高い
水溶性を有することから、水洗するだけで再生可能な吸
湿性材料から作られたフィルターと汎用脱臭フィルター
とを組み合わせた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が関連する技術分野】この発明は、汚染空気を脱
臭するフィルター装置と空気調和機に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、冷暖房効果を高めるために居住空
間の断熱化、気密化が進むにつれて室内空気の汚染が問
題となっている。これらの臭気を除去する手段として
は、空気清浄機などの空気調和機を用いて室内の汚染空
気を循環しながら脱臭するのが一般的であり、実用化さ
れている脱臭方式には活性炭方式、オゾン脱臭方式、光
触媒方式等がある。
【0003】例えば、活性炭を材料とする脱臭フィルタ
ーは、風路に設置されるため、気流中の臭気を速やかに
吸着することが可能であり脱臭効果の速効性が高い。ま
た、、活性炭の細孔表面に臭気を組成する成分ガスの分
子が吸着し、細孔表面全体がこれら分子に覆われると脱
臭効果がなくなり寿命となる。
【0004】その他、風路に設置したオゾン発生器より
オゾンを発生し、気流中の臭気を酸化分解することによ
り脱臭するオゾン脱臭方式や、微粒子状の酸化チタンに
紫外線を照射して活性分子を発生させ、気流中の臭気と
化学反応を起こして脱臭する光触媒方式では、吸着速度
と比較して化学反応速度が遅いため、脱臭効果の速効性
が低い。
【0005】このような脱臭フィルターを長期にわたっ
て使用するために吸着した臭気の分子を電気ヒーターで
脱着させて再生する手段が、例えば特開昭63−127
759号公報、特開平2−78418号公報、特開平3
−233237号公報および特開平9−187624号
公報に示されている。また、吸着した臭気の分子を光触
媒で光分解して再生する手段が、例えば特開平10−2
27469号公報に示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、脱臭フィルタ
ーを電気ヒーターで再生する方式では、脱臭フィルタよ
り除去した臭気を室外に放出するためのダクトの配管を
設備しなければならなかったり、電気ヒーターを用いる
ため火災が発生する可能性がある点が問題であった。
【0007】また、吸着した臭気の分子を光触媒で光分
解して再生する方式では、高価で短寿命な紫外線ランプ
を用いる必要があるうえ、脱臭材料は多孔質なので全表
面に紫外線を照射することは困難であり、完全に再生す
ることが難しい点が問題であった。
【0008】この発明は上述する問題点を解決するため
になされたものであり、安全かつ安価であって再生可能
な脱臭フィルターを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】水溶性ガスを吸着あるい
は吸収できる第一のフィルターと、第一のフィルターに
積層され非水溶性ガスを吸着できる第二のフィルターと
を有する。
【0010】また、第一のフィルターは、吸湿性セラミ
ックスである。
【0011】さらに、第一のフィルターは、吸湿性繊維
である。
【0012】水溶性ガスを吸着あるいは吸収する吸着面
を有する第一のフィルターと、臭気を吸着する脱臭面を
有する第二のフィルターと、モータと、モータにより回
転するファンとを有し、ファンの回転により発生する気
流中に第一のフィルターは設置され、気流に沿って第一
のフィルターより下流側であって吸着面と脱臭面とが対
向するように第二のフィルターは設置されている。
【0013】また、ファンは、第二のフィルターよりも
下流側に設置されている。
【0014】さらに、第一のフィルタは吸湿性セラミッ
クスまたは吸湿性繊維である。
【0015】
【発明の実施の形態】実施の形態1.一般的な室内空気
汚染の代表的なものとしては、煙草臭、トイレ臭、ペッ
ト臭、腐敗臭等が挙げられるが、このような臭気は幾つ
かの成分ガスの複合であり、その構成する成分ガスの種
類によって濃度が異なっている。
【0016】例えばメチルメルカプタンは1ppb以
下、硫化水素、アセトアルデヒドおよび酢酸は10pp
b以下であるのに対して、アンモニアは100〜100
0ppbと高濃度である。従って、従来技術として示し
たフィルターの細孔表面に吸着するのは、この高濃度ア
ンモニア分子が主なものであり、脱臭フィルターの寿命
は高濃度アンモニアガスにより左右されることがわか
る。
【0017】このアンモニアは高い水溶性を有している
ので、吸湿性材料にアンモニアを吹き付ければ、吸湿性
材料の表面に付着した大気中の水分にアンモニアが溶解
する。このことから、吸湿性材料でフィルターを作成す
ればアンモニアガスなどの水溶性ガスを吸着あるいは吸
収する働きを持たせることが可能である。
【0018】しかし、このようなフィルターだけでは、
非水溶性あるいは低水溶性ガスからなる他の臭気成分は
除くことができない。そのため、例えば活性炭を使用し
た汎用タイプの脱臭フィルターで他の臭気成分を除くこ
とが考えられる。
【0019】図1はこのような二つのフィルターを組み
合わせた空気清浄器の断面図である。この空気清浄器1
は、吸気口2と吹出口3とを形成したケーシング4を備
え、吸気口2から吹出口3に至るケーシング4の通風路
5には、吸気口2から順に第一のフィルターである水溶
性ガス吸着・吸収フィルター6と、第二のフィルターで
ある汎用脱臭フィルター7と、ファン8を取り付けたモ
ータ9とを配設する。
【0020】この図に示す水溶性ガス吸着・吸収フィル
ター6は多くの水溶性ガスを溶解させるために表面積が
拡大するように吸湿性多孔質材料であるセラミクスで形
成している。また、汎用脱臭フィルター7は非水溶性あ
るいは低水溶性ガスを吸着あるいは吸収するために活性
炭で形成されている。
【0021】従って、図の空気清浄器1では、モータ9
によりファン8が回転し、図で左から右へ流れる気流が
発生し、吸気口2から吸込まれた空気が、気流に対し垂
直に固定された水溶性ガス吸着・吸収フィルター6に吹
き付けられ水溶性ガスが除かれる。続いて、水溶性ガス
吸着・吸収フィルター6に対向するように設置された汎
用脱臭フィルター7を通過するときに、残った低濃度の
臭気成分が気流中から除かれる。これら、二つのフィル
ターにより臭気成分が除かれた清浄な空気はファン8を
通過し、吹出口3から吹出される。図中、矢印はファン
8の回転により生じる気流の向きを示している。
【0022】このような構成としたことで、水溶性ガス
吸着・吸収フィルター6よりも気流に沿って下流側に設
置された汎用脱臭フィルター7は、低濃度の臭気成分を
吸着するだけでよいため寿命が長くなる。
【0023】また、これら二つのフィルターをファン8
に対して上流側に設けたため、ファン8が臭気により汚
染されることがない。
【0024】実際に、煙草臭、トイレ臭、ペット臭、腐
敗臭等の複合臭が存在する室内で図1のような空気清浄
機を運転した場合、複合臭中のアンモニアガスの80%
以上が水溶性ガス吸着・吸収フィルター6で吸収され、
この脱臭フィルターを通過した複合臭が下流の汎用脱臭
フィルター7で吸着される。
【0025】なお、水溶性ガス吸着・吸収フィルター6
はセラミックス製であり、具体的にはシリカゲル、ゼオ
ライト、コージライトを基材とするものである。
【0026】また、シリカゲルまたはゼオライトはコー
ジライトをバインダーとしてハニカム状に成形・焼成し
フィルター枠に組み込むことで、空気中の水蒸気を表面
に吸着・凝縮し、水溶性ガスを速やかに溶解・吸収する
ことが可能な水溶性ガス吸着・吸収フィルター6が得ら
れる。
【0027】このセラミクス製の水溶性ガス吸着・吸収
フィルター6は吸着したアンモニアなどの水溶性ガスを
水洗により簡単に洗い流せるため繰り返し使用できる
上、セラミクスなので過度の衝撃を与えない限り、長期
間使用することができる。なお、水溶性ガス吸着・吸収
フィルター6の再生は水道水を入れたバットのような容
器に1〜2時間浸漬することにより行われる。
【0028】また、水溶性ガス吸着・吸収フィルター6
は1〜2ケ月毎に再生を行うことにより、破壊されない
限り半永久的に使用できる。また、汎用脱臭フィルター
7は高濃度のアンモニアを吸着する必要がないため、従
来の4〜5倍の寿命となる。
【0029】以上のような脱臭フィルターは、水溶性ガ
ス吸着・吸収フィルター6と汎用脱臭フィルター7との
メンテナンスサイクルが異なるため、第一のフィルター
と第二のフィルターが脱着可能な構造となっているフィ
ルター装置であることが望ましい。あるいは、図1に示
すように、それぞれが単独で空気調和機に取り付けられ
る構造となっている必要がある。
【0030】なお、水溶性ガス吸着・吸収フィルター6
は衝撃に強く水洗可能であればよいので、フィルターの
全てを上述の材料で製作する必要はない。例えばフィル
ターの表面に吸湿性材料をコーティングしたものであっ
ても、表面に付着する水分で吸着することが可能である
し、細かく砕いた吸湿性材料を表面に張り付けたもので
あっても表面積が増加するので多孔質材に近い特性が得
られる。
【0031】また、この他にも、水溶性ガス吸着・吸収
フィルター6の材料としては、吸湿性繊維、具体的には
セルロース繊維、ナイロン繊維などの吸湿性有機高分子
繊維も適している。
【0032】これらセルロース繊維やナイロン繊維を不
織布製造機に通すことにより、通気性を有する不織布が
製造される。この不織布をネット状のフィルター枠に挟
み込むことで、空気中の水蒸気を表面に吸着・凝縮し、
アンモニアを速やかに溶解・吸収することが可能とな
る。
【0033】この不織布製のフィルターは吸着したアン
モニアを水洗により簡単に洗い流せるため繰り返し使用
できる上、不織布なのでフィルターの形状に合わせて加
工することが容易である。
【0034】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2における空気調和機である熱交換換気装置の断面
図である。この熱交換換気装置10は、吸気口2と吹出
口3とを形成したケーシング4を備え、吸気口2から吹
出口3に至るケーシング4の通風路5には、吸気口2か
ら順に第一のフィルターとして水溶性ガス吸着・吸収フ
ィルター6と、第二のフィルターとして汎用脱臭フィル
ター7と、ファン8を取り付けたモータ9と、熱交換器
11とを配設する。
【0035】このような、熱交換換気装置10は、モー
タ9が駆動することでファン8が回転し、図の吸気口2
からファン8を通って吹出口3へ流れる気流が生じる。
よって吸気口2及び水溶性ガス吸着・吸収フィルター6
を通過し、さらに、水溶性ガス吸着・吸収フィルター6
に対向するように設置された汎用脱臭フィルター7を通
過して通風路5に空気が吹き込まれる。これにより、水
溶性ガス吸着・吸収フィルター6で水溶性ガスが取り除
かれ、汎用脱臭フィルター7で残った臭気成分が除かれ
清浄な空気がファン8を通過し、熱交換器11で加熱又
は冷却され吹出口3から吹出される。
【0036】このように、水溶性ガス吸着・吸収フィル
ター6を気流に沿って上流側に、汎用脱臭フィルター7
を下流側にすることで空気清浄機と同様に脱臭フィルタ
ーの長寿命化が図られる。また、二つのフィルターより
も下流にファン8や熱交換器11を設置しているため、
これらが臭気で汚染されることがない。
【0037】実施の形態3.図3は、この発明の実施の
形態3における空気調和機である分煙機の断面図であ
る。この分煙機12は、吸気口2と吹出口3とを形成し
たケーシング4を備え、吸気口2から吹出口3に至るケ
ーシング4の通風路5には、吸気口2から順にHEPA
フィルター13と、第一のフィルターである水溶性ガス
吸着・吸収フィルター6と、第二のフィルターである汎
用脱臭フィルター7と、ファン8を取り付けたモータ9
とを配設する。
【0038】このような、分煙機12は、モータ9が駆
動することでファン8が回転し、図の吸気口2からファ
ン8を通って吹出口3へ流れる気流が生じる。よって、
吸気口2から吸入した空気は、HEPAフィルター13
で煙が除かれた後、通風路5を通りケーシング4により
気流に対し垂直に固定された水溶性ガス吸着・吸収フィ
ルター6に吹き付けられ、水溶性ガスが気流中より除か
れる。続いて、水溶性ガス吸着・吸収フィルター6に対
向するように設置された汎用脱臭フィルター7を通過す
るときに、残った臭気成分が気流中から除かれる。これ
ら、二つのフィルターにより臭気成分が除かれた空気は
ファン8を通過し吹出口3から吹出される。
【0039】このような分煙機においても、水溶性ガス
吸着・吸収フィルター6を気流に沿って上流側に、汎用
脱臭フィルター7を下流側にすることで脱臭フィルター
の長寿命化、ファン7の臭気による汚染の防止が可能と
なる。
【0040】また、分煙機の場合には煙草臭が対象とな
り、前述したように主成分はアンモニア、アセトアルデ
ヒドおよび酢酸であるが、アンモニアだけでなくアセト
アルデヒドおよび酢酸も水溶性であるので、水溶性ガス
吸着・吸収フィルター6でアンモニア以外にアセトアル
デヒドおよび酢酸も吸収され、脱臭効果が大きい。
【0041】
【発明の効果】水溶性ガスを吸着あるいは吸収できる第
一のフィルターと、第一のフィルターに積層され非水溶
性ガスを吸着できる第二のフィルターとを有するので、
第一のフィルターが水溶性ガス吸着するため、第二のフ
ィルターは水溶性ガスが取り除かれた状態の臭気を吸着
すればよく、長寿命化が可能となる。
【0042】また、第一のフィルターは、吸湿性セラミ
ックスであるので、水洗で吸着したガス成分を除去、再
生でき、長寿命化を図ることができる。
【0043】さらに、第一のフィルターは、吸湿性繊維
であるので、加工が容易となる。
【0044】水溶性ガスを吸着あるいは吸収する吸着面
を有する第一のフィルターと、臭気を吸着する脱臭面を
有する第二のフィルターと、モータと、モータにより回
転するファンとを有し、ファンの回転により発生する気
流中に第一のフィルターは設置され、気流に沿って第一
のフィルターより下流側であって吸着面と脱臭面とが対
向するように第二のフィルターは設置されているので、
フィルターのメンテナンスコストを低減した空気調和機
が提供できる。
【0045】また、ファンは、第二のフィルターよりも
下流側に設置されているので、ファンが臭気により汚染
されるのを防ぐことができる。
【0046】さらに、第一のフィルタは吸湿性セラミッ
クスまたは吸湿性繊維であるので、簡単かつ安価な手段
で水溶性ガスを吸着あるいは吸収する機構が達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を示す空気清浄機の
断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態2を示す熱交換換気装
置の断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態3を示す分煙機の断面
図である。
【符号の説明】 1 空気清浄器、 2 吸気口、 3 吹出口、 4
ケーシング、 5 通風路、 6 水溶性ガス吸着・吸
収フィルター、 7 汎用脱臭フィルター、8 ファン
8、 9 モータ、 10 熱交換換気装置、 11
熱交換器、12 分煙機、 13 HEPAフィルタ
ー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F24F 13/28 F24F 7/00 A 1/00 1/00 371A 7/00 371Z (72)発明者 横家 尚士 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 馬井 祥幸 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 3L051 BB01 BC05 4C080 AA05 BB02 CC01 HH05 JJ06 KK08 LL10 MM05 NN01 QQ17 4D019 AA01 BA05 BA13 BB03 BB06 BC05 BC13 CA01 CB04 CB09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水溶性ガスを吸着あるいは吸収できる第一
    のフィルターと、前記第一のフィルターに積層され非水
    溶性ガスを吸着できる第二のフィルターとを有すること
    を特徴とするフィルター装置。
  2. 【請求項2】第一のフィルターは、吸湿性セラミックス
    であることを特徴とする請求項1に記載のフィルター装
    置。
  3. 【請求項3】第一のフィルターは、吸湿性繊維であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のフィルター装置。
  4. 【請求項4】水溶性ガスを吸着あるいは吸収する吸着面
    を有する第一のフィルターと、臭気を吸着する脱臭面を
    有する第二のフィルターと、モータと、前記モータによ
    り回転するファンとを有し、前記ファンの回転により発
    生する気流中に前記第一のフィルターは設置され、前記
    気流に沿って前記第一のフィルターより下流側であって
    前記吸着面と前記脱臭面とが対向するように前記第二の
    フィルターは設置されていることを特徴とする空気調和
    機。
  5. 【請求項5】ファンは、前記第二のフィルターよりも下
    流側に設置されていることを特徴とする請求項4に記載
    の空気調和機。
  6. 【請求項6】第一のフィルタは吸湿性セラミックスまた
    は吸湿性繊維であることを特徴とする請求項4または請
    求項5に記載の空気調和機。
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