JP2012075994A - 有害物質除去デバイス、気体又は液体の浄化・精製システム、及び気体又は液体の化学反応システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有害物質除去デバイス10は、筒状構成体1と、有害物質除去機能を有する機能繊維2を該筒状構成体1の内壁面1aにブラシ状に起毛した機能繊維ブラシモジュールとからなる。有害物質を含む気体又は液体が筒状構成体1における流入開口部10aから流入され、機能繊維2にて有害物質が除去された後、排出開口部10bから排出される。
【選択図】図1
Description
本発明の有害物質除去デバイスに関する実施の一形態について、図1〜図17に基づいて説明すれば以下のとおりである。
本発明における他の実施の形態について図18に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
(1)表面積の優位性
(2)有害物質除去性能
(3)特許文献1との有効表面積比較
(4)筒状構成体1の機能繊維2における繊維長さが短い場合の検討
(5)繊維径と表面積との関係
(6)エネルギーを付加した場合の効果
(7)筒状構成体を波状に形成した場合の有害物質除去性能
(8)複数の筒状構成体をハニカム形状に積層した場合の有害物質除去性能
以下、それぞれについて説明する。
本実施の形態の有害物質除去デバイス10における機能繊維2の充填率と表面積との関係についての試算を行った。
本実施の形態における有害物質除去デバイス10の有害物質除去性能について、確認実験を行った。
次に、図28(a)(b)に示す特許文献1に記載された、筒状体101の内部に、芯材であるシャフト102aに酸化チタンを塗布したブラシ毛102bを起毛したブラシ体102を充填した汎用フィルター100と、本実施の形態における筒状構成体1の内壁面1aに機能繊維2を起毛した有害物質除去デバイス10とについて、有効表面積を比較検討した。
例えば、筒状構成体1の機能繊維2における繊維長さが短い場合に、有害物質除去機能を有するかが問題となる。そこで、筒状構成体1に機能繊維2を有しない場合との比較において、筒長さLを考慮した筒内部の有害物質除去に係わる表面積を試算した。
次に、実施例5として、有害物質除去デバイス10における繊維径と表面積との関係について試算した。
次に、有害物質除去機能を有する材料2bの有害物質の除去機能を発現・向上させるために、機能繊維2に光、電気、熱から選ばれる1種類以上のエネルギーを与えた場合の効果について、実施例6として確認実験を行った。
次に、筒状構成体1を波状に屈曲させて形成した場合の有害物質除去性能について、実施例7として確認実験を行った。
次に、複数の筒状構成体1をハニカム形状に積層した有害物質除去デバイス20の有害物質除去性能について、実施例8として確認実験を行った。
最後に、上述した各種の検討及び確認実験から得られた有害物質除去デバイス10・20の全般的な考察を行う。
1a 内壁面
2 機能繊維
2a 繊維
2b 有害物質除去機能を有する材料
2c 基材
3 筒軸空間部
4 空間部
10 有害物質除去デバイス
10a 流入開口部(一方の開口部)
10b 排出開口部(他方の開口部)
11 LED紫外線ランプ(光源)
12 電極
13 電極
14 遮蔽板
20 有害物質除去デバイス
d パイル長
H 内法高さ
L 筒長さ
W 内法巾
Claims (13)
- 筒状構成体と、有害物質除去機能を有する機能繊維を該筒状構成体の内壁面にブラシ状に起毛した機能繊維ブラシモジュールとからなり、
有害物質を含む気体又は液体が、上記筒状構成体における一方の開口部から流入され、上記機能繊維ブラシモジュールにて有害物質が除去された後、他方の開口部から排出されることを特徴とする有害物質除去デバイス。 - 有害物質除去機能、及び前記気体又は液体の圧力損失の度合を最適化すべく、前記筒状構成体の形状・寸法、該機能繊維ブラシモジュールの機能繊維種類・形状・寸法・配置方法を設計パラメーターとすることを特徴とする請求項1記載の有害物質除去デバイス。
- 前記設計パラメーターにおける少なくとも2つ以上の仕様からなる前記機能繊維ブラシモジュールを配置して構成されていることを特徴とする請求項2記載の有害物質除去デバイス。
- 前記機能繊維の繊維径は、3μm〜100μmであることを特徴とする請求項1,2又は3記載の有害物質除去デバイス。
- 前記機能繊維ブラシモジュールは、前記筒状構成体の内壁面において全体に亘って均一に、又は複数の群をなして離散的に配置されていると共に、
上記全体に亘って均一に配置されている場合における機能繊維の植毛密度、又は複数の群をなして離散的に配置されている場合における各群の機能繊維の植毛密度は、0.1%〜50%となっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイス。 - 前記筒状構成体の内部空間に対する機能繊維ブラシモジュールにおける機能繊維の占める体積の割合は、0.01%〜80%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイス。
- 前記機能繊維ブラシモジュールの機能繊維は、有害物質除去機能を有する材料を含有した高分子物質若しくは無機物質からなる繊維、有害物質除去機能を有する材料を主成分とした表面コート層を有する高分子物質若しくは無機物質からなる繊維、又は有害物質除去機能を有する材料を主成分とした粒子が固着した高分子物質若しくは無機物質からなる繊維からなっていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイス。
- 前記機能繊維ブラシモジュールには、光、電気、熱から選ばれる1種類以上のエネルギーが付与されるようになっていることを特徴とする請求項7記載の有害物質除去デバイス。
- 前記光は、紫外線から可視光までを有効とし、有害物質除去機能を有する材料である光触媒の活性化に使用されることを特徴とする請求項8記載の有害物質除去デバイス。
- 前記電気は、機能繊維ブラシモジュールと電極との間、又は各機能繊維間に印加される電圧にてなることを特徴とする請求項8記載の有害物質除去デバイス。
- 前記筒状構成体は、複数設けられていると共に、互いに直列若しくは並列、又は直列かつ並列に配されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイス。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイスを備えたことを特徴とする気体又は液体の浄化・精製システム。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の有害物質除去デバイスを備えたことを特徴とする気体又は液体の化学反応システム。
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