JP2010167073A - 空気中汚染物質の除去装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、空気入口と空気出口を設けた断熱性の器体内に、吸着剤を充填した吸着部を設けると共に、吸着部よりも入口側に耐熱性の除塵部を設け、吸着部と除塵部を加熱可能なヒータを設けると共に、加熱生成物の排気口を設け、空気入口と空気出口を空調系統の空気ダクトに接続する構成とした空気中汚染物質除去装置を提案する。
【選択図】図1
Description
空調機や空気清浄機からの臭気発生要因が徐々に明らかになっているが、その問題は空調機や空気清浄機に搭載されたフィルタから臭気物質が発生することにある。即ち、フィルタの臭気発生要因は、(1)フィルタ部における臭気物質除去性能がそもそも小さく、また、その持続性が極めて短いこと、(2)MVOC(Mold Volatile organic compounds ;以下MVOC)が発生すること、(3)除去対象空気中に含まれる汚染物質の蓄積と再放散が生ずること、(4)抗菌フィルタにおいては抗菌剤の揮発・劣化および湿度上昇に伴う抗菌性能の低下が生ずることにある。
重症急性呼吸器症候群(SARS)とインフルエンザなどを引き起こす空中微生物粒子の室内侵入と侵入後の処理に空気清浄機や空調機に期待が寄せられている。ところが、空調機や空気清浄機のフィルタに捕捉されたこれらの微生物粒子は、時としてフィルタ内が同物質の増殖に適した環境になるため、粒子数がフィルタの保持容量を超えて、再放散して室内に放出される。この再放散現象は、是非とも解決しなければならない課題である。
アレルゲン粒子には花粉、ダニ、カビ等があり、これらがアレルギー性鼻炎、気管支ぜんそく、アトピー性皮膚炎等の様々なアレルギー疾患を引き起こす。花粉症の原因物質はスギ花粉ばかりではなく、カモガヤ、ブタクサ、ヒノキ等数多い。これらは、ほぼ1年を通して飛散しており、通年性のアレルギー性鼻炎を引き起こしている。また、ダニ、カビ等のハウスダストも同様に通年性アレルギー疾患の原因物質である。
ところが、微生物粒子と同様に、空調機や空気清浄機のフィルタに捕捉された一部のアレルゲン粒子は、時としてフィルタ内が同物質の増殖に適した環境になるため、再放散して室内に放出される。この再放散現象は、是非とも解決しなければならない課題である。また、機器搭載の従来のフィルタでは、連続的な当該物質の除去は困難な状況にあり、フィルタの除去容量を超えて、同物質を室内に再放散させる欠点を持っている。
まず、図1は本発明の空気中汚染物質除去装置の第1の実施の形態を示すものである。
符号1は器体であり、この器体1は外周に設けた断熱材2により断熱性としており、空気入口3と空気出口4を設けている。符号5は吸着部を示すもので、吸着部5には、活性炭やゼオライト、炭素系セラミック等の加熱により再生可能な適宜の吸着材6を充填している。この実施の形態では、吸着部5は、耐熱性金属等で構成した籠内にペレット状の吸着材6を充填して構成している。吸着材6としての活性炭、ゼオライト等は、相当数の加熱脱離に耐え得るが、その補充や点検等のために器体1に点検口7を設けている。また器体1の上側には、排気口8を設けている。更に器体1には、吸着部5を加熱する加熱手段としてヒータ9(9a,9b)を設けている。即ち、この実施の形態では、吸着部5を加熱するためのヒータとして、吸着部5内に設けた、例えば線状のヒータ9aと、器体1の内面に設けた面状のヒータ9bとから構成している。この他、ヒータ9は、吸着部5を効果的に加熱可能であれば、吸着部5内のみに設けても良いし、吸着部の外側に近接して設けても良いし、適宜に設けることができる。符号10はヒータ9a,9bを制御する温度制御器であり、この温度制御器10には、ヒーター9a,9bのON時点やON時間等を設定するタイマー機能を構成している。尚、温度制御器10はタイマー機能に代えて、操作者が手動でON−OFF操作をする構成とすることもできる。
即ち、この第2の実施の形態では、器体1内の吸着部5よりも入口側に耐熱性の除塵部16を設けると共に、この除塵部16を加熱可能なヒータ17を設け、そして器体1には、吸着部5と同様に、加熱生成物の排気口18と点検口19を設けた構成である。
符号20は給気ファンであり、この給気ファン20から室内に至る給気経路21、屋外から給気ファン20に至る外気取入経路22及び室内から給気ファン20に至る循環経路23を構成している。一方、符号24は排気ファンであり、室内から排気ファン24を経て屋外に至る排気経路25を構成している。符号25a,25b,25cは、浴室、洗面所、便所等の各所からの排気経路を示すものである。
Air)、SAは給気(Supply Air)、RAは循環空気(Return Air)、EAは排気(Exhaust Air)を示すものである。
図4に示すように、この測定では、まず、活性炭の初期能力を求める濃度減衰法除去試験を行う。一般に、吸着材としての活性炭にはホルムアルデヒドの除去能力の向上を図って添着剤が付加されており、この濃度減衰法除去試験では、添着剤がある状態での活性炭による各種VOCの除去能力を測定するものである。
次いで吸着部をヒータにより加熱して活性炭の添着剤を脱離する。
次いで活性炭の添着剤を脱離した後に、再び濃度減衰法除去試験を行って、添着剤が内状態での活性炭による各種VOCの除去能力を測定する。
次いで吸着部に高濃度のトルエンガスを供給して吸着材を汚染し、この状態において、再び濃度減衰法除去試験を行って、トルエン汚染後の活性炭による各種VOCの除去能力を測定する。
次いで吸着部をヒータにより加熱して活性炭を除去性能の回復を図り、その後に再び濃度減衰法除去試験を行って、加熱による回復後の活性炭による各種VOCの除去能力を測定する。
1.吸着部を加熱し、ホルムアルデヒドの除去を意図した添着剤を脱離させることにより、ホルムアルデヒド除去能力(相当換気量)は初期性能の49.9%に劣化した。一方、他のVOCでは吸着性能に大きな性能の劣化はなく、各物質毎の除去率の平均では、95.8%であり、数%の低下に留まっている。また物質によっては、アセトン(110%)、メチルエチルケトン(112%)、ブタノール(133%)、ベンゼン(128%)、o−キシレン(120%)等、添着剤の除去により、除去率が増大する物質も確認された。このことから、ホルムアルデヒドの除去を意図した添着剤を意図的に除去することにより、ある種のVOCの除去率を向上させることが分かる。
2.添着剤を脱離させた吸着部の活性炭に高濃度トルエンガスを通して破過させたところ、物質毎の除去能力の変化が明らかになった。トルエンでの除去性能の低下は著しく、添着剤脱離後の除去性能の13.5%までに劣化した。即ち低下率は86.5%である。一方、ホルムアルデヒドについては汚染前の74.5%であり、低下率は25.5%に留まった。また他のVOCでは殆ど影響を受けないものが多い。従ってこの除去装置において、ホルムアルデヒド除去性能は、VOC単体ガスによる汚染に対して影響を受けにくいことが分かった。
3.トルエンガスで汚染された吸着部の活性炭に対しての加熱脱離条件は下記の条件であり、トルエンの除去能力は添着剤脱離後の性能と比較して13.5%から95.4%となり、大きな回復性を示した。一方、ホルムアルデヒドは、上述したとおり、VOC単体ガスによる汚染に対して影響を受けにく、添着剤脱離後と比較して77.9%まで回復した。また、その他のVOCでは、略100%の回復性を示し、100%を越えるものもある。
加熱脱離条件
・通気量:1.5[m3/h]、加熱温度:350[°C]、加熱時間:5[h]
・供給空気の温度:28.6から36[°C]
・相対湿度:50±1[%]
a.従来技術は空調機や空気清浄機などに搭載する臭気物質除去装置の除去性能の持続性が極めて短い欠点を持っていた。この問題に対し、本発明の装置では、活性炭等の吸着材を定期的に加熱脱離するものであり、これにより吸着性能が定期的に初期性能まで回復し、その臭気物質除去性能を永続的なものとした。
b.臭気物質を除去する吸着部に付随して除塵部を設け、この除塵部は、金属フィルタ、カーボンフィルタ、ヒータ等で構成される新規な加熱焼成型フィルタとして構成されているので、捕集微生物粒子の定期的焼成除去を行うことができれる。これにより、臭気物質を生成するMVOCが発生しない。
c.空気中に含まれる臭気物質のフィルタ内蓄積と再放散問題を根本的に防止できる。
空調機や空気清浄機などに搭載される従来の除塵装置では、ある種の微生物粒子やアレルゲン粒子が、機器内で増殖するケースがあり、当該問題の解決が急務の課題であった。これに対して本発明の装置では上述したとおり、加熱焼成型フィルタとして動作する除塵部を設けているため、これに捕集された微生物粒子は、定期的に焼成除去されるため、粉塵除去装置からの当該物質の増殖と発生が起こらず、連続的に微生物、アレルゲン粒子を除去でき、かつ再放散問題が根本的に解決できる。
抗菌剤を含浸・コートした粉塵除去フィルタが有するような、抗菌剤の揮発に伴う室内汚染問題が回避でき、室内での制菌剤汚染問題が解決する。また、抗菌剤の揮発・劣化および湿度上昇に伴うフィルタ内微生物汚染が根本的に解決できる。
2 断熱材
3 空気入口
4 空気出口
5 吸着部
6 吸着材
7 点検口
8 排気口
9(9a,9b) ヒータ
10 温度制御器
11 耐熱性伸縮ダクト
12 空気ダクト
13 加湿空気供給部
14 防塵フィルタ
15 差圧検出手段
16 除塵部
17 ヒータ
18 排気口
19 点検口
20 給気ファン
21 給気経路
22 外気取入経路
23 循環経路
24 排気ファン
25(25a,25b,25c) 排気経路
Claims (13)
- 空気入口と空気出口を設けた断熱性の器体内に、吸着剤を充填した吸着部を設けると共に、吸着部を加熱可能なヒーターを設け、更に加熱生成物の排気口を設け、空気入口と空気出口を空調系統の空気ダクトに接続する構成としたことを特徴とする空気中汚染物質除去装置。
- 吸着部の入口側を除塵部として構成し、器体に加熱生成物の排気口を設けたことを特徴とする請求項1に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 空気入口と空気出口を設けた断熱性の器体内に、吸着剤を充填した吸着部を設けると共に、吸着部よりも入口側に耐熱性の除塵部を設け、吸着部と除塵部を加熱可能なヒータを設けると共に、加熱生成物の排気口を設け、空気入口と空気出口を空調系統の空気ダクトに接続する構成としたことを特徴とする空気中汚染物質除去装置。
- 吸着部は、耐熱性の籠内にペレット状吸着材を充填した構成とし、器体の下側に、籠内の吸着材を出入可能な点検口を設けたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 除塵部は、耐熱性のネットフィルタにより構成し、器体の下側にネットフィルタの点検口を設けたことを特徴とする請求項3に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 吸着部を加熱可能なヒーターを、吸着部に設けたことを特徴とする請求項1〜5までのいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 吸着部を加熱可能なヒーターを、器体の内面に設けたことを特徴とする請求項1〜6までのいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 除塵部を加熱可能なヒーターを、除塵部に設けたことを特徴とする請求項3又は5に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 空気入口と空気出口は、夫々耐熱性伸縮ダクトを介して空調系統の空気ダクトに接続する構成としたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 器体よりも上流側の空調系統に除塵フィルタを設けたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 器体に加湿空気供給部を設けたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 器体よりも上流側の空調系統に加湿空気供給部を設けたことを特徴とする請求項1〜11までのいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
- 吸着部の上流側と下流側の差圧検出手段を設けたことを特徴とする請求項1〜12までのいずれか1項に記載の空気中汚染物質除去装置。
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