JP2020025828A - カートリッジフィルタ及びそれを備えた空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、簡単な構成で化学物質の除去・除塵・消臭・抗菌を性能良く行うことができ、しかも小型で安価に製作することのできる空気清浄フィルタ及びそれを用いた空気清浄機を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明のカートリッジフィルタは、側面下部に吸気口１６・上面に排気口１７をそれぞれ開口したパッケージ１２に、備長炭を積層したメインフィルター１４を内蔵し、吸気口１６にプレフィルター１３・排気口１７に清浄フィルター１５を設けて多層フィルタ基材を構成したことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、カートリッジフィルタ及びそれを備えた空気清浄機に係り、特に集塵機能に加えて消臭・抗菌機能を有するカートリッジフィルタ及びそれを備えた空気清浄機に関する。

近年、大気中に含まれる花粉・カビ・ウイルス・ＰＭ２．５等の化学物質を除去するための空気清浄機が普及している。空気清浄機としては、ファンの吸引側にプレフィルタ、ＨＥＰＡフィルタを配列させて除塵のみを行う簡易的なものをはじめ、オゾン・イオン・プラズマ等を用いて化学物質や細菌等を抗菌・除去するものが知られている。

特開２００２−４６５８２号公報

さて、オゾン・イオン・プラズマ等を用いた触媒方式の空気清浄機では、使用するオゾン発生器、紫外線ランプ等における人体への影響を危惧し、特に幼児や老人等がいる家庭では敬遠される傾向にある。加えて、触媒方式の空気清浄機は、構造が複雑で高価であることも懸念材料となっている。

一方、多層濾過を要するフィルタ方式の空気清浄機では、フィルタ性能に依存した除塵効果しか得られず、消臭・抗菌といった効能は今のところ得られていない。また、フィルタ方式の空気清浄機では、活性炭フィルタを追加したものもあるが、取り込んだ外気がフィルタに作用している時間が限られるため、活性炭フィルタで得られる消臭・抗菌効果は限定的となる。フィルタ層を厚くする対策では、多層フィルタによる流路抵抗が高まり、吸い込み性能の低下に伴う清浄処理の悪化が生じ、清浄機全体が大型化することと合わせて恒久対策には至っていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で化学物質の除去・除塵・消臭・抗菌を性能良く行うことができ、しかもコンパクトで安価に製作することのできる空気清浄フィルタ及びそれを用いた空気清浄機を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために本発明のカートリッジフィルタは、側面下部に吸気口・上面に排気口をそれぞれ開口したパッケージに、備長炭を積層したメインフィルターを内蔵し、吸気口にプレフィルター・排気口に清浄フィルターを設けて多層フィルタ基材を構成したことを特徴とする。

メインフィルターは、備長炭をケーシングの吸気口から排気口に至る空気の流れに沿って縦列配置している。また、プレフィルターは、消臭・抗菌・抗アレル物質・抗ウイルス特性を有する不織布フィルターを採用する。

また、本発明の空気清浄機は、上記したカートリッジフィルタを着脱自在に収容する本体胴ケースに、外気吸込み用のファンを設けて外気をカートリッジフィルタに作用させる通気流路を形成したことを特徴とする。

本発明のカートリッジフィルタによれば、備長炭を積層したメインフィルターとしたことで、化学物質の除去を性能良く行うことができ、プレフィルター及び清浄フィルターによる二段階の除塵作用との相乗効果で効率の良い空気清浄が図られる。また、備長炭をパッケージの吸気口から排気口に至る空気の流れに沿って縦列配置することで、備長炭の持つ多孔質構造による通気性と吸着性を効果的に発揮させ、流路抵抗による清浄処理の悪化を防ぐことができる。そして、このカートリッジフィルタを空気清浄機に用いることで、コンパクトで安価な製品を提供でき、卓上やベッド周りに載置するのみならず、冷蔵庫や食品保管庫・車両内の脱臭等に幅広く使用できる。

本発明の空気清浄機の全体構成を示す外観図である。 本発明の空気清浄機の内部構造を示す断面図である。 本発明のカートリッジフィルタを示す説明図である。 清浄化状況を説明する説明図である。

以下、図面を用いて本発明に係るカートリッジフィルタ及びそれを用いた空気清浄機の実施形態について説明する。図１は本発明の空気清浄機の全体構成を示す外観図、図２は同装置の内部構造を示す断面図である。１は本体胴ケースで、上面と底面を開放した四面箱状をなし、上面に天枠２・底面に底蓋３がそれぞれ着脱自在に取り付けられる。尚、本体胴ケース１は、四面箱状に限定されるものではない。

本体胴ケース１の内部には、上部にファン４が取り付けられるファン室１ａが形成され、下部にカートリッジフィルタ５が取り出し自在に挿脱されるフィルタ室１ｂが形成されている。本体胴ケース１の側面下部には、背面側を除く３面にそれぞれ複数の長孔からなる吸気口６を開口している。また、ファン４の電源コード７が延出され、その先端にコネクタ８が設けられる。尚、電源コネクタ８は、ＵＳＢ端子もしくはコンセントからなる。

天枠２は、格子状に枠組みされた枠体からなり、本体胴ケース１の上面開口縁に形成した凹部１ｃに着脱自在に内嵌される。底蓋３は、下面にゴム製の脚部９を取り付け、上面に本体胴ケース１の下面開口縁に内嵌する膨出部１０を形成している。これにより、天枠２は通気を阻害せず埃等の侵入が防止される保護体として機能し、底蓋３はカートリッジフィルタ５の収容場所を確保する閉塞体として機能する。天枠２は、汚れたら取り外して簡単に掃除を行うことができ、取り外すことで本体胴ケース１のファン室１ａを清掃することもできる。また、底蓋３は、取り外すことでカートリッジフィルタ５の交換ができ、本体胴ケース１のフィルタ室１ｂが露出して清掃を行うことができる。尚、本体の移動時などに底蓋３が外れないよう、本体胴ケース１の下面開口縁と底蓋３の上面との接触部に磁石等を取り付けてもよい。

ファン４は、下方を吸気側、上方を排気側とし、吸気側と排気側のそれぞれに格子状のカバー１０を取り付けてファン室１ａに配置されている。これにより、ファン４の駆動により本体胴ケース１の側面下部に開口した吸気口６から外気を吸い込み、フィルタ室１ｂに収容したカートリッジフィルタ５で空気中の除塵・化学物質の除去・除菌を行った後、天枠２から排気される通気流路Ｒが形成される。

続いて、図３を用いてカートリッジフィルタ５の構成について説明する。
カートリッジフィルタ５は、紙製パッケージ１２に、プレフィルター１３・メインフィルター１４・清浄フィルター１５を取り付けて構成されている。
パッケージ１２は、６面展開された厚紙の包装体を箱状に組み立てて形成され、本体胴ケース１のフィルタ室１ｂに収容された状態において、本体胴ケース１の吸気口６と正対する側面に吸気口１６を開口し、ファン室１ａと正対する上面に排気口１７を開口している。

プレフィルター１３は、消臭・抗菌・抗化学物質・抗ウィルス機能を有する不織布素材の皮膜体からなり、パッケージ１２の吸気口１６に取り付けられている。ここでは、人工酵素による消臭・抗菌防臭効果を発揮するダイワボウノイ社製「アレルキャッチャー（登録商標）」を採用している。

メインフィルター１４は、複数の木炭をパッケージ１２の吸気口１６から排気口１７に至る空気の流れに沿って縦列配置して構成される。ここでは、木炭の中でも特に有害物質に対する吸着性とバイオリアクター特性に優れる備長炭を採用している。縦列配置される備長炭の間には、不織布フィルター１８が介在され、有害物質の吸着性を向上させている。尚、使用する木炭は、備長炭以外でも黒炭・竹炭等が採用できる。

清浄フィルター１５は、空気中の微粒子（ホコリ、花粉、カビの胞子等）を捕集する繊維素材の皮膜体からなり、パッケージ１１の排気口１７に取り付けられている。ここでは、静電気を帯電した繊維で空気中の微粒子を捕集する不織布フィルターを採用している。

このように形成したカートリッジフィルタ５による空気清浄について図４を用いて説明する。
カートリッジフィルタ５は、プレフィルター１３・メインフィルター１４・清浄フィルター１５が配列され、更にメインフィルター１４における積層した備長炭の間に不織布フィルター１８を介在させたフィルタ基材であり、ファン４の駆動に伴い形成される通気流路により、本体胴ケース１の吸気口６から取り込まれた外気は、主にこのカートリッジフィルタ５で清浄化され、天枠２から排気されることになる。

まず、カートリッジフィルタ５内に取り込まれた化学物質・塵埃等を含む空気は、パッケージ１１の吸気口１５に取り付けたプレフィルター１２の不織布素材によって化学物質・塵埃等の有害成分が一次捕集される。次に、プレフィルター１２で捕集しきれなかった微細な化学物質や細菌等は、メインフィルター１３の備長炭が持つ多孔質性状の大きな表面積によって吸着・捕捉される。このとき、表面積の極めて大きな備長炭を通気流路に沿って縦列配置したことにより、備長炭に作用している時間が確保され、効率的に吸着性能を発揮させることができ、備長炭の表面に形成される微細孔に担持されるヨウ素化合物によって高い殺菌作用が与えられる。また、備長炭の間に介在させた不織布フィルター１８により吸着性能が効率化し、高い吸着率が発揮される。最後に、清浄フィルター１４の繊維素材によって、最終的な微粒子が捕集されて外気に排出される。

このように作成したカートリッジフィルタ５は、３種類のフィルターで積層されたフィルタ基材を紙製パッケージ１１に収容してユニット化されており、性能が劣化したら簡単に交換することができる。

１ 本体胴ケース
１ａ ファン室
１ｂ フィルタ室
２ 天枠
３ 底蓋
４ ファン
５ カートリッジフィルタ
１１ 紙製パッケージ
１２ プレフィルター
１３ メインフィルター
１４ 清浄フィルター

Claims (4)

1. 側面下部に吸気口・上面に排気口をそれぞれ開口したパッケージに、備長炭を積層したメインフィルターを内蔵し、吸気口にプレフィルター・排気口に清浄フィルターを設けて多層フィルタ基材を構成したことを特徴とするカートリッジフィルタ。
2. 前記メインフィルターは、備長炭をケーシングの吸気口から排気口に至る空気の流れに沿って縦列配置したことを特徴とする上記請求項１記載のカートリッジフィルタ。
3. 前記プレフィルターは、消臭・抗菌・抗アレル物質・抗ウィルス特性を有する不織布フィルターであることを特徴とする上記請求項１又は２記載のカートリッジフィルタ。
4. 上記請求項１乃至３のいずれからなるカートリッジフィルタを着脱自在に収容する本体胴ケースに、外気吸込み用のファンを設けて外気を前記カートリッジフィルタに作用させる通気流路を形成したことを特徴とする空気清浄機。