JP2020043920A - 空気清浄装置、及び空気清浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
空気中の微粒子を捕集するエアフィルタ用濾材と、
前記エアフィルタ用濾材に対して、前記エアフィルタ用濾材を気流が通過する方向の上流側に配置され、前記エアフィルタ用濾材の上流側を向く表面に紫外線を照射する紫外線ランプと、を備え、
前記エアフィルタ用濾材は、複数の繊維を有する繊維体から構成され、充填率が1%以上である捕集層を有している、ことを特徴とする。
エアフィルタ用濾材を用いて空気中の微粒子を捕集するステップと、
前記エアフィルタ用濾材に対して、前記エアフィルタ用濾材を気流が通過する方向の上流側に配置された紫外線ランプを用いて、前記エアフィルタ用濾材の上流側を向く表面に紫外線を照射するステップと、を備え、
前記エアフィルタ用濾材は、複数の繊維を有する繊維体から構成され、充填率が1%以上である捕集層を有している、ことを特徴とする。
空気清浄装置1は、紫外線ランプ12と、エアフィルタ用濾材(以降、濾材という)10と、を備えている。
捕集層の充填率は、繊維の体積を濾材の体積で割った値(例えば、目付けを厚みと繊維の材料の密度の積で割った値(体積充填率))である。
多孔膜は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を主成分とする材料からなる。具体的に、フィブリルは、延伸されることでフィブリル化(繊維化)するPTFE(高分子量PTFE)から構成される。結節部は、フィブリル化しなかった高分子量PTFE、フィラー、及び、熱溶融加工可能な成分から構成される。
フィラーは、延伸されるときに、高分子量PTFEのフィブリル化を抑制し、結節部に留まって結節部を大きくする成分である。フィラーは、具体的に、高分子量PTFEより分子量の小さい(例えば60万以下)低分子量PTFE、無機微粒子(例えば粒径3〜20μm)、及び熱硬化性樹脂、のいずれか1種以上である。無機微粒子は、例えば、タルク、マイカ、ケイ酸カルシウム、ガラス繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭素繊維、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等である。
熱溶融加工可能な成分は、延伸されるときに溶融し、結節部を固める成分である。熱溶融加工可能な成分は、具体的には、融点320度未満の樹脂であり、フルオロポリマー、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアミド等である。
高分子量PTFE、フィラー、及び、熱溶融加工可能な成分の組成比は、例えば、質量比で、40〜80%、20〜40%、0.1〜20%未満である。
補強層は、捕集層の両側のうち少なくとも一方の側に積層される層であり、濾材の強度を補強する。
補強層の具体例としては、ガラス繊維からなるガラス不織布、さらに、有機繊維からなる、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布等が挙げられる。ガラス不織布としては、例えば湿式抄紙法により作製されたものが挙げられる。
プリーツ加工が施された濾材10に対して、紫外線ランプ12は、図2に示す例のように、紫外線ランプ12の延びる方向(図2の上下方向)が、プリーツの折り目10aが延びる方向(図2の左右方向)と直交するように配置されることが好ましい。これにより、プリーツの影になって濾材10の表面に紫外線が届かない領域が生じることを回避できる。
なお、プリーツ間隔は、一般に、狭いほうが均一に保たれやすい。このため、プリーツ間隔を保つためには、例えばホットメルト樹脂を加熱、溶融し、濾材表面に折り目と交差するように線状に互いに間隔をあけて塗布し、濾材をプリーツ加工した際に、ホットメルト樹脂の頂部同士が接することによりプリーツの間隔を保持することが好ましい。
プリーツ加工が施された濾材は、山折り部と谷折り部とで、照射された紫外線の強度の差が大きくなりやすい。このため、濾材の上流側および下流側の両側に紫外線ランプを配置し、濾材の両側の表面を照射することで、濾材に照射される紫外線の強度を均一にすることができる。しかし、濾材の両側の表面に紫外線を照射すると、濾材の劣化が早まってしまう。本実施形態の濾材10は、上述したように、表面ろ過を起こしやすいため、空気中の微生物は濾材10の上流側の表面に捕捉されやすい。このため、紫外線ランプ12が濾材10の上流側にだけ配置され、濾材10の上流側を向く表面にだけ紫外線を照射しても、濾材10に捕捉された微生物を効果的に死滅あるいは不活化することができる。濾材10が、上述したようにプリーツ加工されたものであっても、例えば、プリーツ間隔、濾材10の折幅を調整することで、山折り部と谷折り部との間での照射される紫外線の強度差を小さくできるため、濾材10の下流側に紫外線ランプ12を配置する必要がない。
中性能フィルタは、主として粒径が5μmより小さい粒子に対して中程度の粒子捕集率をもつエアフィルタであって、光散乱積算法で50〜98%の捕集率、あるいは計数法(粒径0.7μm)で50〜98%の捕集率を有するエアフィルタである。
準HEPAフィルタは、HEPAフィルタに次ぐ性能のエアフィルタであり、例えば、定格流量で粒径0.3μmの粒子に対して捕集効率が90〜99.9%の捕集率を有し、初期圧力損失が300Pa以下であるエアフィルタである。
HEPAフィルタは、定格風量で粒径0.3μmの粒子に対して99.97%以上の捕集効率を有し、かつ初期の圧力損失が300Pa以下であるフィルタである。
ファン18は、筐体20に設けられた吸込口20aから、筐体20内に外気を取り込み、濾材10を通過させ、排出口20bから、清浄化された空気が排出される空気の流れを形成する。ファン18には、クロスフローファンが用いられてもよい。
制御装置は、空気清浄装置1の外部から供給される電源を紫外線ランプ12及びファン18に供給するとともに、紫外線ランプ12及びファン18の駆動を制御する。制御装置は、捕集層が表面ろ過を起こしやすくなるフィルタ面風速となるようファン18を制御することが好ましい。上記フィルタ面風速は、例えば、0.2〜1.2m/秒、好ましくは0.4〜1m/秒である。
筐体20には、吸込口20a及び排出口20bが設けられるとともに、筐体20内に図示されない通気路が設けられ、濾材10もしくはエアフィルタは、通気路の途中に、通気路に対してリークしないようガスケット等を介して設置されている。
プレフィルタは、濾材10よりも粒子サイズの大きい粒子を捕集するためのフィルタである。プレフィルタは、例えば、紫外線ランプ12の上流側に配置される。
光触媒装置は、例えば、光触媒を担持させたセラミックス材料からなる装置であり、空気中の微粒子を捕集し、空気中の臭いの成分や、ホルマリン等の有機化合物を酸化、分解する。光触媒としては、例えば酸化チタンが用いられる。光触媒装置は、例えば紫外線ランプ12の上流側で、かつ、プレフィルタの下流側に配置される。
本実施形態の空気清浄方法は、微粒子を捕集するステップと、紫外線を照射するステップと、を備える。
微粒子を捕集するステップでは、濾材を用いて空気中の微粒子を捕集する。濾材は、複数の繊維を有する繊維体から構成され、充填率が1%以上である捕集層を有している。
紫外線を照射するステップでは、濾材に対し、濾材を気流が通過する方向の上流側に配置された紫外線ランプを用いて、濾材の上流側を向く表面に紫外線を照射する。
本実施形態の空気清浄方法で用いられる濾材及び紫外線ランプは、空気清浄装置1の上記説明した濾材10及び紫外線ランプ12と同様である。
10 濾材
11 エアフィルタ
12 紫外線ランプ
18ファン
20 筐体
20a 吸込口
20b 排出口
Claims (6)
- 空気中の微粒子を捕集するエアフィルタ用濾材と、
前記エアフィルタ用濾材に対して、前記エアフィルタ用濾材を気流が通過する方向の上流側に配置され、前記エアフィルタ用濾材の上流側を向く表面に紫外線を照射する紫外線ランプと、を備え、
前記エアフィルタ用濾材は、複数の繊維を有する繊維体から構成され、充填率が1%以上である捕集層を有している、ことを特徴とする空気清浄装置。 - 前記捕集層の平均孔径は、0.3〜2.0μmである、請求項1に記載の空気清浄装置。
- 前記エアフィルタ用濾材は、前記気流が通過する方向の上流側に突出する山折り部及び前記上流側に対し凹む谷折り部が交互に形成されたプリーツ形状を有し、前記山折り部の隣り合う間隔は2.5〜5.1mmである、請求項1又は2に記載の空気清浄装置。
- 前記エアフィルタ用濾材は、前記気流が通過する方向の上流側に突出する山折り部及び前記上流側に対し凹む谷折り部が交互に形成されたプリーツ形状を有し、前記エアフィルタ用濾材に沿って隣り合う前記プリーツ形状の山折り部と谷折り部との最短距離は、20〜40mmである、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気清浄装置。
- 前記エアフィルタ用濾材に対し、前記気流が通過する方向の下流側には、前記エアフィルタ用濾材の下流側を向く表面に紫外線を照射する紫外線ランプは配置されていない、請求項1から4のいずれか1項に記載の空気清浄装置。
- エアフィルタ用濾材を用いて空気中の微粒子を捕集するステップと、
前記エアフィルタ用濾材に対して、前記エアフィルタ用濾材を気流が通過する方向の上流側に配置された紫外線ランプを用いて、前記エアフィルタ用濾材の上流側を向く表面に紫外線を照射するステップと、を備え、
前記エアフィルタ用濾材は、複数の繊維を有する繊維体から構成され、充填率が1%以上である捕集層を有している、ことを特徴とする空気清浄方法。
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