JP2008069987A - 空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーター - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、アセトアルデヒド等の臭気をはじめ、ハウスダストや、燃焼によってできる不純物をも同時に除去することができる優れた空気浄化能力と耐久性のあるファンヒーター用のフィルターを安価に提供することにある。
【解決手段】
大きな埃を機械的に取り除くプレフィルターと、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルターを作成し、これらを組み合わすことによって、各種室内の空気中に存在する可能性のある悪臭ガスを効率よく分解浄化できるフィルターを安価に提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、暖房用のファンヒーターに、空気清浄化フィルターを取り付け、ファンヒーターのファンによって室内を循環する空気の清浄化を図る技術に関するものである。

近年住宅の高気密化が進み、室内で発生するいやな臭いや、塵埃、アレルゲン、菌等がいつまでも室内に滞留することから、エアコンディショニングに対する関心が高まっており、暖房用のファンヒーターに、集塵装置を取り付け、室内空気を清浄化する技術が多く開示されている。

特許文献１においては、ファンヒーターの空気流路に対して交差した状態に、集塵板と放電板を具備し、その間でコロナ放電を発生し電気集塵する技術が開示されている。

特許文献２においては、ガスファンヒーター内の燃焼ガスの流路に脱臭兼ＣＯ酸化触媒を配置して、燃焼ガスの臭気や微量のＣＯを除去し、同時に室内におけるタバコ臭やペット臭、建材からのアルデヒドなどの臭気及び室内の微量ＣＯをも十分に除去できるガスファンヒーターに関する技術が開示されている。

特開平７−８５３号公報 特開２０００−１２１１６４号公報

しかしながら、これらの従来技術は、いずれも消臭や除塵を目的にファンヒーターの空気流路に各種フィルターを設置し、室内の悪臭や塵埃等を効率よく吸着分解除去するもので、有用な方法である。しかしながら、これら従来技術では高価な集塵装置となってしまうことから、さらに安価で、各種ガスに除去効果の大きいファンヒーター用のフィルターが求められている。
本発明の課題は、上述の事情に鑑み、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、アセトアルデヒド等の臭気をはじめ、ハウスダストや、燃焼によってできる不純物をも同時に除去することができる優れた空気浄化能力と耐久性のあるファンヒーター用のフィルターを安価に提供することにある。

本発明は、室内の空気中に存在する可能性のあるアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、アセトアルデヒド等の臭気をはじめ、ハウスダスト、さらに、燃焼によってできる不純物をも同時に除去することができるフィルターを安価に提供すべく検討を行なった結果、大きな埃を機械的に取り除くプレフィルターと、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルターを作成し、これらを組み合わすことによって、各種室内の空気中に存在する可能性のある悪臭ガスを効率よく分解浄化できるフィルターを安価に提供できることを見出し、本発明に至ったものである。前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］プレフィルター（第一フィルター）と、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルター（第二フィルター）からなる消臭フィルターを、空気の取り入れ口に設置したことに特徴のあるファンヒーター。

［２］前記第一フィルターが、空気中の塵埃を除去する網フィルターであり、前記第二フィルターに担持させた金属フタロシアニン錯体がコバルトフタロシアニン、鉄フタロシアニン、マンガンフタロシアニンの群から選択される１種または複数の金属フタロシアニン錯体で、弱アルカリ性金属塩が炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸カリウムの群から選択される１種または複数の弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルターであることに特徴のある前項１に記載のファンヒーター。

［３］前記金属フタロシアニン錯体を活性炭混抄紙１ｇ当たり２００〜２００００μｇ担持させ、弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙１ｇ当たり５〜５０ｍｇ担持させてなる前項１または２に記載のファンヒーター。

［４］前記活性炭混抄紙は、活性炭を４０〜８０重量％担持させてなる活性炭混抄紙である前項１乃至３のいずれか１項に記載のファンヒーター。

第１の発明では、プレフィルター（第一フィルター）と、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルター（第二フィルター）からなる消臭フィルターを、ファンヒーターの空気の取り入れ口に設置しているので、室内を循環する空気を効率よく清浄化することができる。プレフィルター（第一フィルター）では、空気中の大型な塵埃を除去し、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルター（第二フィルター）では、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、アセトアルデヒド等の臭気を効率よく確実に消臭除去することができる。

第２の発明では、前記第一フィルターのプレフィルターが、空気中の塵埃を除去する網フィルターであるので、大型の塵埃やゴミ等の除去ができ、フィルターの清掃もしやすい。次に前記第二フィルターに担持させた金属フタロシアニン錯体がコバルトフタロシアニン、鉄フタロシアニン、マンガンフタロシアニンの群から選択される１種または複数の金属フタロシアニン錯体であるので、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガスの各種極微量ガスを同時に効率よく分解浄化することができる。また前記弱アルカリ性金属塩が炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸カリウムの群から選択される１種または複数の弱アルカリ性金属塩であるので、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化ガスの各種極微量ガスを効率よく活性炭混抄紙に吸着し分解することができ、硫化水素が金属フタロシアニン錯体によって分解されるときに発生する副生成物である亜硫酸イオンや硫酸イオンを効率よく捕捉することができる。また、ハニカムまたはコルゲートフィルターからなるので、圧力損失を極力抑えることができる。

第３の発明では、前記金属フタロシアニン錯体を活性炭混抄紙１ｇ当たり２００〜２００００μｇ担持させ、弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙１ｇ当たり５〜５０ｍｇ担持させているので、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガスの各種極微量ガスに対し、十分な分解効果が得られる。

第４の発明では、前記活性炭混抄紙は活性炭を４０〜８０重量％担持させてあるので、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガスの各種極微量ガスに十分な吸着効果が得られる。

本発明の空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターについて、図面を参照して説明する。図１は本発明の空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターの一実施形態を示す概略図である。同図において、２は空気取り入れ口、３はプレフィルター（第一フィルター）、４はハニカム（コルゲート）フィルター（第二フィルター）、５は送風機、６は空気吹き出し口である。空気取り入れ口２から入った空気は、プレフィルター３、ハニカム（コルゲート）フィルター４と順に各フィルターを通過し、ゴミ、塵、埃、各種ガスが効率的に除去分解され、暖められて空気吹き出し口から室内に出て循環する。

プレフィルター（第一フィルター）３は、５ミクロン程度以上の疎塵を最初に除去するものである。プレフィルター３は不織布でも良いが、掃除等のメンテナンスがやりやすいことから、合成樹脂製の網を使ったフィルターが好ましい。網目の大きさは、０．３〜３．０ｍｍのものが好ましい。また、プレフィルター（第一フィルター）３に消臭剤としてヒドラジン誘導体と無機多孔質物質をバインダー樹脂で担持させてもさらに消臭効果が得られて好ましい。前記無機多孔質物質は、表面積が大きく、悪臭の吸着能力の優れたものとなる。例えばこのような無機多孔質物質としては、活性炭、ゼオライト等が挙げられる。中でも、酢酸、アンモニア等に対して優れた吸着能力を有するゼオライトを用いるのが好ましい。

前記ハニカムあるいはコルゲートフィルター（第二フィルター）４を構成する活性炭混抄紙は、通常の湿式抄紙法により製造できる。例えば活性炭と天然パルプを水に添加し、水スラリーを作成する。そのスラリーを攪拌しながら所定の固形分濃度に調整し、その後カチオン系ポリマー又はアニオン系ポリマーを添加し、得られた凝集体水分散液から、抄紙機を使い湿式抄紙法によりシート化し、乾燥処理を行ない活性炭混抄紙を得る。この活性炭混抄紙を、コルゲート加工機を用いハニカム形状やコルゲート形状に加工しフィルターの形状にする。フィルターの形状をハニカム形状やコルゲート形状にすることにより、反応面積が大きくなり、圧力損失を少なくすることができるので、効率的なフィルターとすることができる。

この活性炭混抄紙によるハニカムあるいはコルゲートフィルターは、活性炭の強い吸着力によって各種極微量ガスの吸着体の役割をなすものである。本発明に使用する活性炭としては、椰子殻活性炭、石油ピッチ系球状活性炭、活性炭素繊維、木質系活性炭等の活性炭系炭素多孔質体が、吸着比表面積が非常に大きいことから好ましく用いられる。中でも、椰子殻活性炭が好ましい。また、この活性炭混抄紙に使用する繊維は天然パルプ、ポリオレフィン及びアクリル繊維などのフィブリル化繊維を用いればよいが、金属フタロシアニン錯体の担持のし易さからも天然パルプが好ましい。

活性炭の抄紙への担持する量は、抄紙の４０〜８０重量％担持させることが好ましい。４０重量％を下回る担持量では十分な吸着力を得ることができず、８０重量％を上回る担持量では活性炭の脱落が発生し好ましくない。より好ましい活性炭の担持量は、６０〜７５重量％である。

次に前記活性炭混抄紙に担持させる金属フタロシアニン錯体は、特に限定されるものではないが、例えば鉄フタロシアニン錯体、コバルトフタロシアニン錯体、マンガンフタロシアニン錯体が挙げられる。これらの中でもコバルトフタロシアニン錯体を用いるのが好ましく、この場合には、特にメチルメルカプタンやＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化ガスに対する除去性能をさらに向上させることができる利点がある。前記コバルトフタロシアニン錯体としては、特に限定されるものではないが、例えばコバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウム、コバルトフタロシアニンオクタカルボン酸、コバルトフタロシアニンテトラカルボン酸等が挙げられる。

金属フタロシアニン錯体の活性炭混抄紙へ担持させる量は、活性炭混抄紙１ｇ当たり２００〜２００００μｇ担持させるのが好ましい。活性炭混抄紙１ｇ当たり２００μｇを下回る金属フタロシアニン錯体の活性炭混抄紙への担持量では、十分な除去性能を得ることができなく、活性炭混抄紙１ｇ当たり２００００μｇを超える金属フタロシアニン錯体の活性炭混抄紙への担持量では、徒にコストがかさむだけで経済的な担持量とはいえない。より好ましい金属フタロシアニン錯体の活性炭混抄紙への担持量は、活性炭混抄紙１ｇ当たり５００〜５０００μｇである。

活性炭混抄紙によるハニカムフィルターを金属フタロシアニン錯体で処理し、乾燥したあとさらに弱アルカリ性金属塩水溶液に含浸させ、水洗し乾燥してフィルターを得る。弱アルカリ性金属塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸カリウムの群から選択される１種または複数の弱アルカリ性金属塩が好適である。弱アルカリ性金属塩の活性炭混抄紙への担持量は、活性炭混抄紙１ｇ当たり５〜５０ｍｇ担持させるのが好ましい。弱アルカリ性金属塩は助剤の働きをするものであり、大気中に存在する可能性のあるＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸性ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガスの各種極微量ガスを吸着しやすい環境とする働きをするものである。

フィルターを組み立てる際には、図１に示すように第一フィルターと第二フィルターを重ねて固定してもよいし、第一フィルターと第二フィルターを枠体に嵌め込み、枠体と各フィルター部材を接着剤で固定化し、ファンヒーターの空気取り入れ口に設置してやればよい。なお、枠体の材質としては、段ボールやプラスチック製のものが好適に使用できる。

次ぎに実施例により、本発明を具体的に説明する。なお実施例における各種ガス（アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、アセトアルデヒド）をはじめ、ハウスダスト等の除去性能の測定は次のように行った。

本発明の第一フィルターと第二フィルターを空気取り入れ口に設置したファンヒーターを、六畳相当の消臭試験室（自然換気数２．５回／日、スタート時の室温２０度、湿度６０％）の中央に置き、ファンヒーターに着火して一分後から各種ガスの消臭試験をおこなった。

（アンモニア消臭性能）
消臭試験室内において濃度が２００ｐｐｍとなるようにアンモニアガスを注入し、１時間経過後にアンモニアガスの残存濃度を測定し、この測定値よりアンモニアガスを除去した総量を算出し、これよりアンモニアガスの除去率（％）を算出した。

（硫化水素消臭性能）
アンモニアガスに代えて硫化水素ガスを用いて消臭試験室内において濃度が２０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にして硫化水素の除去率（％）を算出した。

（メチルメルカプタン消臭性能）
アンモニアガスに代えてメチルメルカプタンガスを用いて消臭試験室内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてメチルメルカプタンガスの除去率（％）を算出した。

（酢酸消臭性能）
アンモニアガスに代えて酢酸ガスを用いて消臭試験室内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にして酢酸ガスの除去率（％）を算出した。

（アセトアルデヒド消臭性能）
アンモニアガスに代えてアセトアルデヒドガスを用いて消臭試験室内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にしてアセトアルデヒドの除去率（％）を算出した。

（二酸化窒素ガス除去性能）
アンモニアガスに代えて二酸化窒素ガスを用い、消臭試験室内において濃度が１０ｐｐｍとなるように注入した以外は、上記アンモニア消臭性能測定と同様にして二酸化窒素ガスの除去率（％）を算出した。

そして、１時間経過後の除去率が９５％以上であるものを「◎」、除去率が９０％以上９５％未満であるものを「○」、除去率が８５％以上９０％未満であるものを「△」、除去率が８５％未満であるものを「×」と評価し表１のような結果を得た。

＜実施例１＞
（第一フィルター）
ポリエステルモノフィラメントからなる織布（タテ３６本／インチ×ヨコ３６本／インチ、厚さ０．７ｍｍ)を、ファンヒーターの空気取り入れ口の大きさ（タテ３００ｍｍヨコ４００ｍｍ）に合わせて裁断し、第一フィルターとした。
（第二フィルター）
椰子殻活性炭７０重量部と天然パルプ３０重量部を水２００重量部に添加し、水スラリーを作成する。得られた凝集体水分散液より、抄紙機を使い湿式抄紙法によってシート化し、乾燥処理を行ない、活性炭混抄紙を得る。次に、この活性炭混抄紙をコルゲート加工機によりハニカム形状に加工し、セル密度２３０セル／（インチ）^２のフィルター形状にした。次に０．５重量％のコバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウム水溶液に含浸させ、水洗し、乾燥し、次に１０ｇ／ｌの炭酸カリウム水溶液に含浸させ、水洗し、乾燥して第二フィルター（厚さ１５ｍｍ)を得た。コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウムの活性炭混抄紙への担持量は活性炭混抄紙１ｇ当たり４００μｇで、炭酸カリウムの活性炭混抄紙への担持量は活性炭混抄紙１ｇ当たり１０ｍｇであった。こうして得られた第一、第二フィルターをファンヒーターの空気取り入れ口の大きさ（タテ３００ｍｍヨコ４００ｍｍ）に合わせて裁断し枠材に嵌め込み接着剤で固定して図１のように配置し、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜実施例２＞
次に、実施例１において、第二フィルターの作成時に、コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウムの活性炭混抄紙への担持量を活性炭混抄紙１ｇ当たり９００μｇとした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜実施例３＞
次に、実施例１において、第二フィルターの作成時に、炭酸カリウムの活性炭混抄紙への担持量を活性炭混抄紙１ｇ当たり４０ｍｇとした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜実施例４＞
次に、実施例１において、第二フィルターの作成時に、椰子殻活性炭４０重量部と天然パルプ６０重量部とした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜実施例５＞
次に、実施例１において、第二フィルターの作成時に、コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウムに替えて鉄フタロシアニンとした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜実施例６＞
次に、実施例１において、第一フィルターとして、ポリエステルモノフィラメントからなる織布に、ウレタン樹脂エマルジョン１００重量部、セバシン酸ジヒドラジドとゼオライトを一対一に混合した組成物２００重量部、界面活性剤１重量部からなる処理液に浸漬しマングルで絞って乾燥することにより、消臭剤を１０ｇ／ｍ^２担持する第一フィルターを得た以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜比較例１＞
実施例１において、第一フィルターを省き、第二フィルターのみとした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜比較例２＞
実施例１において、第二フィルターを省き、第一フィルターのみとした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜比較例３＞
実施例１において、第二フィルターの作成時に、椰子殻活性炭１０重量部と天然パルプ９０重量部とした以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜比較例４＞
実施例１において、第二フィルターの作成時に、コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウム水溶液に含浸させる工程を省いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

＜比較例５＞
実施例１において、第二フィルターの作成時に、１０ｇ／ｌの炭酸カリウム水溶液に含浸させる工程を省いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターとした。

表１に示すように、実施例１〜５においては、酸化ガスや硫黄系ガスに優れた消臭性能を発揮していた。また、第一フィルターにヒドラジンとゼオライトを担持させた実施例６では、アンモニア臭や酢酸臭にも優れた消臭性能を発揮するのが確認できた。また、第一フィルターを省いた比較例１では、第二フィルターに直接おおきな塵埃が捉えられ、目詰まりが発生し掃除ができなく使えなかった。第一フィルターのみとした比較例２では、消臭効果が全く得られなかった。椰子殻活性炭の担持量の少ない比較例３では、消臭効果が著しく低下した。また、金属フタロシアニン錯体や弱アルカリ性金属塩の担持量の少ない比較例４、５では、硫化水素やメチルメルカプタン、二酸化窒素等の酸性ガスに対する消臭効果がかなり低下した。

空気清浄化フィルターを取り付けたファンヒーターの概略構成図

符号の説明

１ ファンヒーター
２ 空気取り入れ口
３ プレフィルター（第一フィルター）
４ ハニカム（コルゲート）フィルター（第二フィルター）
５ 送風ファン
６ 空気吹き出し口

Claims (4)

1. プレフィルター（第一フィルター）と、金属フタロシアニン錯体と弱アルカリ性金属塩とを活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルター（第二フィルター）からなる消臭フィルターを、空気の取り入れ口に設置したことに特徴のあるファンヒーター。
2. 前記第一フィルターが、空気中の塵埃を除去する網フィルターであり、前記第二フィルターに担持させた金属フタロシアニン錯体がコバルトフタロシアニン、鉄フタロシアニン、マンガンフタロシアニンの群から選択される１種または複数の金属フタロシアニン錯体で、弱アルカリ性金属塩が炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸カリウムの群から選択される１種または複数の弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙に担持させたハニカムあるいはコルゲートフィルターであることに特徴のある請求項１に記載のファンヒーター。
3. 前記金属フタロシアニン錯体を活性炭混抄紙１ｇ当たり２００〜２００００μｇ担持させ、弱アルカリ性金属塩を活性炭混抄紙１ｇ当たり５〜５０ｍｇ担持させてなる請求項１または２に記載のファンヒーター。
4. 前記活性炭混抄紙は、活性炭を４０〜８０重量％担持させてなる活性炭混抄紙である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のファンヒーター。