JP2009545429A - フィルタユニット及びその殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全かつ確実にフィルタの殺菌が可能であると同時に、コスト削減を図ることが可能なフィルタユニット及びその殺菌方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも１つのフィルタ層５，７を備えて成る空気を清浄化するフィルタユニット１において、空気を加熱する加熱装置４を、空気の流通方向に見て前記フィルタ層５，７の手前に配置した。さらに、少なくとも１つの前記フィルタ層５，７上及び／又は該フィルタ層内に殺菌剤を供給する手段６を設けるとともに、前記殺菌剤の活性温度より高い温度のガス状媒体によって該殺菌剤を活性化するよう構成した。

Description

本発明は、少なくとも１つのフィルタ層を備えて成る空気を清浄化するフィルタユニットと、このようなフィルタユニットの殺菌方法に関するものである。

空気を清浄化するためのフィルタユニットについては、様々な形態が知られている。特に０．１μｍ以上の大きさの微粒子を高い負荷において捕集するような場合には、いわゆるＨＥＰＡフィルタが用いられる。これによれば、浮遊物その他の微粒子を大きな領域において捕集することが可能である。このとき、０．１μｍ以上の大きさの微粒子は、９９．９９９％捕集される。このようなフィルタ性能が、クリーンルームの条件を満たし、これを保持するために必要である。特に、半導体の製造時及び手術室について、又は例えばボトル、缶などの容器を処理する無菌の装置については顕著である。

これら両方の使用形態においては、無菌状態を確実に達成する必要がある。すなわち、有害な菌、胞子等については、できる限り完全に捕集・除去する必要がある。そのため、供給される空気をフィルタリングして、上記のような物質を取り除いておくことが好ましい。

ところで、上記のようなフィルタを殺菌する必要が生じる場合がある。例えば、フィルタの性能を維持するため、又はメンテナンス時若しくは修理時に殺菌する必要がある。このようなフィルタを殺菌する方法には様々なものがあるが、特に、化学的な消毒・殺菌剤又は紫外線が挙げられる。ここで、化学的な消毒・殺菌剤としては、例えば過酸化水素又はホルムアルデヒドが使用される。

従来におけるフィルタユニットの殺菌方法においては、多量の化学的な消毒・殺菌剤、例えばホルムアルデヒドを使用するため、悪臭（刺激臭）が発生するとともに、ホルムアルデヒドは発がん性を有しており健康を害するおそれがある上、その取扱いが煩雑かつ高価であり危険でもある。

また、紫外線による場合も、紫外線を放射するのに複雑な装置が必要となる。外部のこのような紫外線放射装置を用いる場合、フィルタ部材を殺菌していない状態でケーシングから取り出す必要があり、フィルタに残った残余物が危険性を有する可能性がある。

さらに、上記のような作業中はフィルタを用いることができない上、紫外線放射装置は経済上不都合なことが多い。

本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、安全かつ確実にフィルタの殺菌が可能であると同時に、コスト削減を図ることが可能なフィルタユニット及びその殺菌方法を提供することにある。

上記目的は、請求項１記載の特徴を有するフィルタユニット及び請求項７記載の特徴による殺菌方法により達成される。

実際のフィルタの殺菌は、本発明の方法に基づき、活性温度以上に加熱された霧状（蒸気状）又は液状の殺菌剤により行われる。この殺菌剤としては、特に過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）が考えられる。

また、殺菌剤は、フィルタユニットへ、又はその構造に応じてフィルタ層上若しくはフィルタ層内へ供給され、つづいて高温空気を供給することでその活性温度以上に加熱される。このとき、分解反応が始まり、遊離基（フリーラジカル）が生じる。この遊離基は、更なる反応により、フィルタ内の微生物、菌類などを殺すことになる。そして、最終的には、通常、基本的に水及びわずかな分解生成物が残る。

また、本発明によるフィルタユニットは、フィルタを通過する空気を加熱するための加熱装置を更に備えている。この加熱装置により、空気を直接フィルタ内で活性化に必要な温度まで加熱することができ、非常に簡易でコストのかからない構造を達成することが可能である。

加熱装置を備えたこのようなフィルタユニットにより、該フィルタユニットを装備した設備のプロセスにおいて様々な利点を得ることができる。すなわち、上述のような簡便なフィルタの殺菌以外にも、適切に調温された空気を直接かつ容易に設備へ供給することが可能である。また、例えば電気により加熱可能な加熱要素を組み込むことにより、容易な温度調節を達成することも可能である。

そして、更なる複雑な加熱装置をクリーンルーム内に設置したり、熱損失を伴う外部の加熱装置を設けるといったことを行う必要もなく、加熱要素をクリーンルームの外部に設けることでクリーンルーム内に熱が伝達することを防止できるため、メンテナンス、修理又は加熱装置の交換を容易に行うことが可能である。

また、例えばフィルタをＨ₂Ｏ₂を用いて同様に殺菌すれば、上記のようなフィルタによりクリーンルーム内部における殺菌プロセスを補助することが可能である。このとき、クリーンルーム内部には十分量の液状及び／又は霧状の殺菌剤が供給され、この殺菌剤は、フィルタユニットにおいて容易かつ確実に調温された十分量の空気によって活性化される。これにより、反応がクリーンルーム内でも進行することになる。

なお、本発明の他の実施形態は、各従属請求項に記載されている。

本発明によれば、安全かつ確実にフィルタの殺菌が可能であると同時に、コスト削減を図ることが可能である。なお、他の効果については、以下の添付図面に基づく説明に記載されている。

本発明に係るフィルタユニットの概略を示す立体図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

空気を清浄化するためのフィルタユニットが、平面状の積層構造として図１において符号１で示されている。このフィルタユニット１は、不図示のケーシング内に設けられており、空気導入部及び空気排出部を備えて構成されているか、又はその下側において直接クリーンルームに接続されている。

フィルタユニット１の空気流入側には目の粗いフィルタ層２が配置されており、該フィルタ層２は、比較的大きな粒子及び汚染物質を、吸入された空気から除去するものである。また、このフィルタ層２の下には制御可能な送風ファン３が設けられており、該送風ファン３は、フィルタユニット１を通過する所望の空気流を発生させるものである。なお、送風ファン３をフィルタユニット１の外部に設けるようにしてもよい。

さらに、送風ファン３の下には電気的な加熱装置４が設けられており、この加熱装置４は、例えば従来のようにディスク状に形成されているとともに、フィルタユニット１のフィルタ性能（能力）に対応した定格加熱性能を有している。ここで、１５００ｍ³／ｈのフィルタ性能で空気流の温度を８０℃に保つには、加熱装置４の加熱性能を３６ｋＷとするのが好ましい。

また、加熱装置４の下には、第１のＨＥＰＡフィルタ層５が設けられている。ここで、場合によりＨＥＰＡフィルタ層を、例えばほとんどの浮遊物、微生物等を捕集することが可能なフィルタ等級Ｕ１６程度のＵＬＰＡフィルタ層とすることも可能である。そして、この第１のＨＥＰＡフィルタ層５の下には殺菌剤供給手段である殺菌層６が設けられており、この殺菌層６から液状又は霧状のＨ₂Ｏ₂が第１のＨＥＰＡフィルタ層５へ供給される。

さらに、殺菌層６の下には第２のＨＥＰＡフィルタ層（又はＵＬＰＡフィルタ層）７が設けられており、該第２のＨＥＰＡフィルタ層７にも殺菌層６から液状及び／又は霧状のＨ₂Ｏ₂が供給される。なお、第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７のうちいずれかのみに殺菌層６からＨ₂Ｏ₂を供給するようにしたり、更なるフィルタ層を配置することも可能である。

しかして、通常の動作時において、必要な外気流は、制御可能な送風ファン３によって供給され、制御可能な加熱装置４によって適当な温度に加熱され、そして第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７を通過して清浄化される。そのため、最終的には高いレベルに清浄化された空気流がクリーンルームへ供給されることになる。このとき、フィルタ層の形態に応じて、０．１〜０．３μｍ以上の大きさの微粒子又は微生物を最大９９．９％捕集することができ、ＵＬＰＡフィルタ層を用いれば、微粒子、ウイルス、バクテリア、ダニ、沈殿物、花粉などを最大９９．９９９％捕集することが可能である。

ところで、例えば通常の殺菌サイクル時又はメンテナンスなどの非通常時には、フィルタ層自体を殺菌する必要があるが、その方法について以下に説明する。

まず、殺菌層６から第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７へ十分量の液状又は霧状のＨ₂Ｏ₂が供給される。このとき、送風ファン３を一時的に停止させることが考えられる。そして、第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７へ十分なＨ₂Ｏ₂が供給されると、加熱装置４が作動し、高温の空気が、送風ファン３によって、Ｈ₂Ｏ₂を含んだ第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７へ供給される。

これにより、殺菌剤がその活性温度まで加熱され、殺菌プロセスが開始される。この殺菌プロセスにおいては、中間生成物として遊離基が生成され、この遊離基が微生物などを分解するようになっている。そして、反応が進行した後、反応生成物としては、基本的に水及びいくらかの分解生成物が残るのみである。なお、活性化後、反応が進行している間は、送風ファン３を再び停止させることも考えられる。

そして、送風ファン３及び場合によっては該送風ファン３と共に加熱装置４を作動させることによって、第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７を乾燥させることができる上、過剰な分解生成物を取り除くことが可能である。また、クリーンルームに送風されないよう送風ファン３を逆方向に駆動することも考えられる。ただし、これは、殺菌サイクルにおいてフィルタ層の殺菌がなされている限りは不要である。

本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、様々な形態で実施することが可能である。すなわち、例えばフィルタ形状を上記のように積層構造に限定するものではなく、これを円筒状にしたり、フィルタをラジアルフィルタとして形成することが考えられる。ラジアルフィルタとする場合には、第１及び第２のＨＥＰＡフィルタ層５，７は、互いに同軸に配置されることになる。

また、フィルタ層の数及び配置についても、必要に応じて変更することが可能である。このとき、必ずしもすべてのフィルタ層が殺菌されるように形成する必要はない。さらに、Ｈ₂Ｏ₂以外にも、熱によって活性化する液状及び／又は霧状の他の殺菌剤を使用してもよい。

１ フィルタユニット
２ 目の粗いフィルタ層
３ 送風ファン
４ 加熱装置
５ 第１のＨＥＰＡフィルタ層又はＵＬＰＡフィルタ層
６ 殺菌層
７ 第２のＨＥＰＡフィルタ層又はＵＬＰＡフィルタ層

Claims (8)

1. 少なくとも１つのフィルタ層（５，７）を備えて成る空気を清浄化するフィルタユニットにおいて、
   空気を加熱する加熱装置（４）を設けたことを特徴とするフィルタユニット。
2. 前記加熱装置（４）を空気の流通方向に見て前記フィルタ層（５，７）の手前に配置したことを特徴とする請求項１記載のフィルタユニット。
3. 少なくとも１つの前記フィルタ層（５，７）上及び／又は該フィルタ層内に殺菌剤を供給する手段（６）を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタユニット。
4. 前記殺菌剤の活性温度より高い温度のガス状媒体によって該殺菌剤を活性化するよう構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタユニット。
5. 前記ガス状媒体を前記加熱装置（４）によって加熱するよう構成したことを特徴とする請求項４記載のフィルタユニット。
6. 前記殺菌剤をＨ₂Ｏ₂とし、及び／又は前記ガス状媒体を空気としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタユニット。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタユニットの殺菌方法において、
   霧状及び／又は液状の殺菌剤を当該フィルタユニット（１）及び／又は少なくとも１つの前記フィルタ層（５，７）へ供給するとともに、ガス状媒体を前記殺菌剤の活性温度より高い温度まで加熱し、該ガス状媒体によって前記殺菌剤を活性化することを特徴とする殺菌方法。
8. 前記殺菌剤をＨ₂Ｏ₂とし、及び／又は前記ガス状媒体を空気とすることを特徴とする請求項７記載の殺菌方法。

Images