JP2022179864A - 吸着デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】気体に含まれる所定成分を吸着する吸着デバイスを用いる場合において、吸着デバイスの良好な吸着性能を得ると共に、吸着デバイスの交換に伴う作業負担やコストを低減する。
【解決手段】吸着デバイスは、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材と、吸着材を気体と接触可能に保持するホルダと、を備える。ホルダは、吸着材を収容する内部空間と、内部空間に気体を導入する導入口と、内部空間を通過した気体を排出する排出口と、を有する複数のセルが形成されたホルダ本体と、通気性を有し、セルの導入口と排出口とを覆う被覆材と、を有する。
【選択図】図２

Description

本開示は、空気調和装置等に用いられて気体の所定成分を吸着する吸着デバイスに関する。

特許文献１には、気体の所定成分を吸着する吸着デバイスとして、車載用のエアコン装置に用いられるフィルターが開示されている。このフィルターは、ハニカム型に型成形された複数の活性炭セルと、複数の活性炭セルを並べて平板状に保持するカートリッジとを備え、車内の空気に含まれる所定成分を吸着除去する。

特開２０００－３２６７２４号公報

吸着デバイスは、例えば、エアコン装置等の応用機器内部に配置されて用いられる。吸着デバイスは、良好な吸着性能を維持するため、例えば、所定期間毎に交換される。この場合、吸着デバイスの交換に伴う作業負担やコストが発生する。

そこで本開示は、気体に含まれる所定成分を吸着する吸着デバイスを用いる場合において、吸着デバイスの良好な吸着性能を得ると共に、吸着デバイスの交換に伴う作業負担やコストを低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る吸着デバイスは、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材と、前記吸着材を気体と接触可能に保持するホルダと、を備え、前記ホルダは、前記吸着材を収容する内部空間と、前記内部空間に気体を導入する導入口と、前記内部空間を通過した気体を排出する排出口と、を有する複数のセルが形成されたホルダ本体と、通気性を有し、前記セルの前記導入口と前記排出口とを覆う被覆材と、を有する。

上記構成によれば、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材を複数のセルの内部空間に分けて収容することで、吸着材を各セルに分布及び分散させて配置できる。これにより、吸着材の気体に対する接触面積を拡大させ、吸着材の吸着量を増大できる。よって、吸着デバイスの良好な吸着性能を得ることができる。また吸着材は、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する。このため、吸着材を再生することで持続的に使用できる。よって、吸着デバイスの交換回数や交換に伴う作業負担、及び、コストを低減できる。

前記導入口から前記排出口へ向かう気体の流通方向における各々の前記内部空間の流路断面積が、０．５ｃｍ^２以上１０．０ｃｍ^２以下の範囲の値であってもよい。これにより、各セルに保持された吸着材を気体と効率よく接触させることができる。よって、吸着材の吸着量を向上できる。また、例えば吸着材を加熱により再生する場合、セルに保持された吸着材を加熱された気体と効率よく接触させることができる。よって、吸着材を効率よく再生できる。

前記ホルダ本体の材質が、紙及び樹脂のうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。これにより、吸着デバイスを軽量化できると共に、吸着デバイスの製造コストを低減できる。また、所望の形状にホルダ本体を加工し易くできる。また、ホルダ本体の材質が紙又は樹脂のうちの少なくともいずれかを含むことで、ホルダ本体を低熱伝導率の材料により構成できる。これにより、吸着材を加熱する場合、ホルダ本体によって吸着材を保温できる。よって、例えば吸着材が加熱により所定成分を放出する場合、吸着材を保温することにより吸着材に吸着対象を放出し易くし、吸着材を効率よく再生できる。

或いは、前記ホルダ本体の材質が、金属及びセラミックのうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。ホルダ本体の材質が金属及びセラミックのうちの少なくともいずれかを含むことで、ホルダ本体を高熱伝導率の材料により構成できる。これにより、吸着材を加熱する場合、ホルダ本体を介して吸着材を加熱できる。よって、例えば吸着材が加熱により所定成分を放出する場合、吸着材を良好に加熱して吸着材に吸着対象を放出し易くし、吸着材を効率よく再生できる。この場合、前記ホルダ本体の熱伝導率が、５０Ｗ／ｍＫ以上５００Ｗ／ｍＫ以下の範囲の値であってもよい。

前記吸着材が、前記所定成分を吸着及び放出する官能基と、前記官能基と直接又は間接的に結合した樹脂骨格とを有する高分子化合物を含んでいてもよい。これにより、吸着材が揮発して消失するのを防止できる。よって、吸着材を再生させながら、吸着材の吸着性能を良好に持続できる。

前記被覆材に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、５Ｐａ以上３０Ｐａ以下の範囲の値であってもよい。これにより、吸着デバイスにおいて、各セルに保持された吸着材がホルダ本体から脱落するのを被覆材により防止すると共に、良好な通気性を確保し、吸着材を気体と効率よく接触させることができる。

前記被覆材が、不織布を含んでいてもよい。また前記不織布は、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴのうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。これにより、被覆材の設計自由度を向上できる。また、このように不織布がＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴのうちの少なくともいずれかを含む場合、接着材を用いずに、不織布とホルダ本体とを熱溶着等により比較的容易に接合できる。これにより、吸着デバイスの構造を簡素化できると共に、吸着デバイスの軽量化を図れる。

前記被覆材の目付量が、１０ｇ／ｍ^２以上９０ｇ／ｍ^２以下の範囲の値であってもよい。これにより、各セルに保持された吸着材がホルダ本体から脱落するのを被覆材により防止しながら、吸着材を気体と効率よく接触させることができる。

前記被覆材が、金属メッシュを含んでいてもよい。これにより、被覆材の耐久性を向上できる。また、被覆材の熱伝導性を向上できる。よって、例えば吸着材が加熱により再生される場合、吸着デバイスの外部から被覆材を通じて吸着材を加熱し、吸着材を再生し易くできる。

前記導入口側から前記排出口側まで空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、４０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲の値であってもよい。これにより、各セルの通気性を更に良好にすることができる。

前記吸着材は、平均粒径が４００μｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲の値である粉体であってもよい。この場合、前記被覆材は、メッシュ径が、５０（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以上２００（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以下の範囲の値であるメッシュを含んでいてもよい。これにより、吸着材の比表面積を良好に確保しながら、吸着材が被覆材の間隙を通じて脱落するのを抑制できる。

本開示の各態様によれば、気体に含まれる所定成分を吸着する吸着デバイスを用いる場合において、吸着デバイスの良好な吸着性能が得られると共に、吸着デバイスの交換に伴う作業負担やコストを低減できる。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の室内機の斜視図である。 図２は、図１の吸着デバイスの概要図である。 図３は、図１の吸着材が含む高分子化合物を示す図である。 図４は、変形例に係る吸着デバイスの概要図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
（実施形態）
図１は、実施形態に係る空気調和装置１の室内機１０の斜視図である。空気調和装置１は、吸着デバイス４を備える応用装置の一例である。図１に示される空気調和装置１は、一例として、室内機１０と、不図示の室外機とを備える。空気調和装置１では、冷媒が室内機１０と室外機との間を循環する。室内機１０は、冷媒と室内の空気とを熱交換する熱交換器２と、室内の空気を取り込んで熱交換器２により熱交換した後に排出する送風機構３とを備える。

また室内機１０は、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材５を備える吸着デバイス４と、吸着デバイス４内の吸着材５に所定成分を放出させて吸着材５を再生させる再生機構６とを備える。ここで言う所定成分は、一例として二酸化炭素である。室内機１０は、後述するように、吸着材５により、室内の空気中から二酸化炭素を吸着して除去する。また室内機１０は、再生機構６により、吸着材５に吸着した二酸化炭素を放出させることで、吸着材５を再生する。これにより空気調和装置１は、吸着材５を繰り返し使用しながら再生させる。このように、本実施形態の吸着デバイス４は、空気中の二酸化炭素を除去するフィルターである。

本実施形態の再生機構６は、吸着材５を加熱することで吸着材５に吸着した二酸化炭素を放出させる。空気調和装置１では、一例として熱交換器２と送風機構３とが再生機構６を兼ねる。このため空気調和装置１は、吸着材５を再生するために別途の再生機構を備える必要がない。熱交換器２は、冷媒と熱交換して空気を加熱する。送風機構３は、加熱された空気を吸着デバイス４に送風する。

一例として、吸着デバイス４は、室内機１０内に設けられた空気流通路の途中に配置される。送風機構３は、空気流通路を流通する空気により、吸着デバイス４を通過する気流を発生させる。吸着デバイス４は、吸着材５を担持する。

本実施形態の吸着材５は、気体に含まれる二酸化炭素を繰り返し吸着及び放出する。吸着材５は、多孔質状に形成されている。吸着材５は、比較的低温（一例として、４０℃以上１００℃以下の範囲の温度）で加熱されることで、吸着した二酸化炭素を放出する。このように吸着材５は、低温で再生できるため、再生に必要なエネルギーを低減できる。また、吸着材５を加熱する加熱温度により、室内機１０の構成要素が不要な熱的影響を受けるのを抑制できる。

図２は、図１の吸着デバイス４の概要図である。図２では、吸着デバイス４の被覆材８１で覆われる内部を実線で示している。図１及び２に示される吸着デバイス４は、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材５と、吸着材５を気体と接触可能に保持するホルダ８とを備える。吸着材５は、一例として粉体である。ホルダ８は、ホルダ本体８０、被覆材８１、及び接着材８２を有する。

ホルダ本体８０は、板状に形成されている。ホルダ本体８０には、複数のセル８０ａが形成されている。言い換えると、ホルダ本体８０はセル集合体である。吸着材５は、各セル８０ａの内部に配置されている。これにより吸着材５は、ホルダ本体８０に分散して配置されている。セル８０ａは、吸着材５を収容する内部空間８０ｂと、内部空間８０ｂに気体を導入する導入口８０ｃと、内部空間８０ｂを通過した気体を排出する排出口８０ｄとを有する。ホルダ本体８０は、一方の面に複数の導入口８０ｃが配置され、他方の面に複数の排出口８０ｄが配置されている。ホルダ本体８０は、平面視において六角形の複数のセル８０ａを含む。吸着デバイス４は、導入口８０ｃから排出口８０ｄへ向かう気体の流通方向における内部空間８０ｂの流路断面形状が多角形（一例として六角形）である。この構成により、ホルダ本体８０の内部空間８０ｂの流路断面の形状を保持し易くできる。

また本実施形態のホルダ本体８０は、平面視において、外周囲を取り囲む外壁部８０ｅと、外壁部８０ｅよりも内側に配置された内壁部８０ｆとを有する。外壁部８０ｅと内壁部８０ｆとは、ホルダ本体８０の厚み方向に立設されている。即ち、外壁部８０ｅと内壁部８０ｆとの各壁面は、ホルダ本体８０の厚み方向を含む平面内に配置されている。複数のセル８０ａは、この外壁部８０ｅと内壁部８０ｆとにより個別に区画される。外壁部８０ｅと内壁部８０ｆとの壁厚み寸法は、同一でもよいし、異なっていてもよい。

複数のセル８０ａにおいて、各内部空間８０ｂは、互いに独立している。また、隣接する内部空間８０ｂ同士は、隔てられている。このため、隣接する内部空間８０ｂ同士間での吸着材５の移動を阻止しながら、吸着材５をホルダ本体８０中で分散させて保持できる。またホルダ本体８０は、自然状態で形状を維持できる程度の強度を有する。従って、ホルダ本体８０の変形により内部空間８０ｂの流路が閉塞されることがない。

吸着デバイス４の導入口８０ｃから排出口８０ｄへ向かう気体の流通方向における各々の内部空間８０ｂの流路断面積は、適宜設定可能である。一例として、各々の内部空間８０ｂの流路断面積は、０．５ｃｍ^２以上１０．０ｃｍ^２以下の範囲の値である。例えば一定範囲において、前記流路断面積を大きくすれば、各セル８０ａ内の吸着材５の充填量を増大でき、吸着デバイス４のガス吸脱着量を向上できる。また一定範囲において、前記流路断面積を小さくすれば、各セル８０ａ内の吸着材５の外部への放熱を低減し、吸着材５の保温効果を向上できる。また、外部からの熱をホルダ本体８０を介して吸着材５に良好に伝熱できる。このため、各々の内部空間８０ｂの流路断面積を適切に設定することで、吸着材５を加熱により再生する場合には、吸着材５に吸着対象を放出し易くし、吸着材５の再生に要する時間を短縮化できる。また、吸着材５の保温効果や、ホルダ本体８０から吸着材５への熱伝導効果を高め、吸着材５を加熱し易くできる。

本実施形態の吸着デバイス４は、一例として、被覆材８１に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、５Ｐａ以上３０Ｐａ以下の範囲の値である。また吸着デバイス４は、導入口８０ｃ側から排出口８０ｄ側まで空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、４０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲の値である。また別の例では、この圧力損失は、１５０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲の値である。

ホルダ本体８０の材質は、紙及び樹脂のうちの少なくともいずれかを含む。紙及び樹脂は、低熱伝導率を有する材料の一例である。本実施形態のホルダ本体８０の材質は、紙を含む。このように、ホルダ本体８０が紙を含むように構成されることで、ホルダ本体８０に保持される吸着材５の保温効果を高めることができる。

被覆材８１は、通気性を有し、セル８０ａの導入口８０ｃと排出口８０ｄとを覆っている。各セル８０ａの導入口８０ｃの周縁部分と、各セル８０ａの排出口８０ｄの周縁部分とは、被覆材８１と被着している。これにより、各セル８０ａの内部空間８０ｂに収容された吸着材５は、導入口８０ｃ又は排出口８０ｄを通じて混合することがない。また、ホルダ本体８０の板面全体に分散して吸着材５を配置した状態が維持される。また、セル８０ａと被覆材８１とにより囲まれた各内部空間８０ｂに吸着材５が保持される。よって、吸着材５をセル８０ａ内に保持するためのバインダ等が不要である。従って、バインダ等により吸着材５の表面が覆われる（例えば吸着材５が多孔質状に形成されている場合、吸着材５の表面の孔がバインダ等により埋まる）ことで吸着性能が低下することがない。

本実施形態の被覆材８１は、不織布を含む。一例として、この不織布は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちの少なくともいずれかを含む。被覆材８１の目付量は、適宜設定可能であるが、一例として１０ｇ／ｍ^２以上９０ｇ／ｍ^２以下の範囲の値である。これにより、吸着材５の被覆材８１からの脱落を防止しつつ、吸着デバイス４を通過する気体の圧損が抑制される。具体例として吸着デバイス４は、ホルダ本体８０の両面に配置された一対の被覆材８１を有する。

一対の被覆材８１は、ホルダ本体８０を両面側から覆った状態で、各々の周縁において互いに溶着されている。この溶着としては、被覆材８１が樹脂材料等を含む場合、熱溶着を採用できる。一対の被覆材８１は、互いの接触部分で互いに溶解して固化することで一体化されている。このため、一対の被覆材８１を接着する接着材が不要である。被覆材８１に不織布を用いることで、例えば被覆材８１に織物を用いた場合に比べ、被覆材８１を比較的薄く且つ軽量に構成できる。

接着材８２は、被覆材８１とホルダ本体８０との間に配置され、被覆材８１とホルダ本体８０とを接着する。言い換えると、被覆材８１とホルダ本体８０とは接着材８２により接着される。このため、被覆材８１とホルダ本体８０とが接着材８２に対して接着可能なものであれば、被覆材８１とホルダ本体８０との材質が互いに異なっていてもよい。接着材８２は、ホルダ本体８０の両面に配置されている。接着材８２は、熱可塑性樹脂系及びエラストマー系のうちの少なくともいずれかの材料を含む。熱可塑性樹脂系の材料としては、例えば、酢酸ビニル樹脂系、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）系、ウレタン樹脂系、及びアクリル系の材料を例示できる。またエラストマー系の材料としては、シリコーン樹脂系、変成シリコーン樹脂系、シリル化ウレタン樹脂系、及びゴム系の材料を例示できる。

ここで吸着材５は、平均粒径が４００μｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲の値である粉体である。被覆材８１は、この粉体が通過しない目開きを有する。これにより、吸着材５が被覆材８１から脱落するのを良好に防止できる。ここで平均粒径は、コールターカウンター法、レーザ回折法、画像解析法等により測定できる。例えばコールターカウンター法によれば、平均粒径は、５０％体積平均粒径として算出される。図１に示すように、本実施形態の吸着デバイス４は、一例として、熱交換器２の外表面に対応するように、室内機１０の内部に配置されている。なお、吸着デバイス４を所定のスペース内に配置するために、吸着デバイス４の形状を加工してもよい。

図３は、図１の吸着材５が二酸化炭素吸着材として含む高分子化合物７を示す図である。図３では、高分子化合物７の構造を部分的な化学構造を含めて模式的に図示している。図３に示すように、吸着材５は、少なくとも１級アミン基であるアミン基を含む官能基７ｂが結合した化学構造を有する高分子化合物７を含む。具体的にこの高分子化合物７は、分子骨格をなす基材７ａと、基材７ａに化学結合してアミン基を含む官能基７ｂとを有する。アミン基は、例えば、１級アミン基であることが望ましいが、２級アミン基であってもよい。本実施形態の官能基７ｂは、一例としてＣＨ_２－ＮＨ_２基を含む。本実施形態では、基材７ａの主鎖に対し、官能基７ｂが側鎖として結合している。基材７ａは、１種以上の樹脂により構成される樹脂骨格を含む。本実施形態の基材７ａは、この樹脂骨格として、少なくともポリスチレン（ＰＳ）系樹脂の骨格を含む。上記の通り、吸着材５は多孔質状に形成されているため、その細孔内にも官能基７ｂが存在している。これにより、吸着材５は、細孔内でも二酸化炭素を吸着する。このように吸着材５は、前記所定成分を吸着及び放出する官能基７ｂと、官能基７ｂと直接又は間接的に結合した樹脂骨格とを有する高分子化合物７を含む。

ここで本願発明者らの検討した結果、少なくとも１級アミン基であるアミン基を含む官能基が結合した化学構造を有する高分子化合物を含む多孔質状の二酸化炭素吸着材は、気体に含まれる二酸化炭素を豊富に吸着できると共に、比較的低温で当該高分子化合物が吸着した二酸化炭素を放出できることが確認された。上記した高分子化合物７は、このような知見に基づくものである。

本実施形態の高分子化合物７は、分子骨格をなす基材７ａに、アミン基よりも高い疎水性を有する疎水性基（一例として芳香環）を介してアミン基が結合された構造を有する。よって吸着材５は、この疎水基の作用により、比較的低温にて再生できる。また吸着材５は、空気調和装置１の駆動温度範囲内において固体に保たれる。従って、吸着材５が再生時に加熱されても、アミン基の分解や揮発が防止される。また、空気調和装置１の駆動温度範囲内において吸着材５が固体に保たれるため、例えば高分子化合物７を結合して保持するためのバインダが不要である。これにより、吸着材５の細孔がバインダにより閉塞して吸着材５の吸着性能が低下するのを回避できる。

空気調和装置１は、一例として、室内の空気中の二酸化炭素濃度を低減する第１モードと、室内の空気中の二酸化炭素濃度を増大させる第２モードのいずれかで駆動される。第１モードでの駆動時には、室内機１０において、室内の空気が送風機構３により吸着材５に向けて送風される。これにより、吸着材５は、空気に含まれる二酸化炭素を吸着する。ここで室内に人が居る場合、室内の空気中の二酸化炭素濃度は、例えば１６００ｐｐｍ以上まで上昇する場合がある。本実施形態によれば、吸着材５が室内の二酸化炭素を吸着することで、このように上昇した室内の二酸化炭素濃度を例えば１０００ｐｐｍ以下に減少できる。また第２モードでの駆動時には、吸着材５が再生機構６により再生させられ、二酸化炭素を放出する。これにより、室内の二酸化炭素濃度が上昇する。

以上に説明したように、吸着デバイス４は、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材５を用いる。吸着材５を複数のセル８０ａの内部空間８０ｂに分けて収容することで、吸着材５を各セル８０ａに分布及び分散させて配置できる。本実施形態では、ホルダ本体８０が板状に形成されているため、吸着デバイス４の面内で吸着材５を均一に保持し易くできる。これにより、吸着材５の気体に対する接触面積を拡大させ、吸着材５の吸着量を増大できる。よって、吸着デバイス４の良好な吸着性能を得ることができる。また吸着材５は、繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する。このため、吸着材５を再生することで持続的に使用できる。よって、吸着デバイス４の交換回数や交換に伴う作業負担、及び、コストを低減できる。

また、本実施形態の吸着デバイス４は、導入口８０ｃから排出口８０ｄへ向かう気体の流通方向における各々の内部空間８０ｂの流路断面積が、０．５ｃｍ^２以上１０．０ｃｍ^２以下の範囲の値である。これにより、各セル８０ａに保持された吸着材５を気体と効率よく接触させることができる。よって、吸着材５の吸着量を向上できる。また、例えば吸着材５を加熱により再生する場合、セル８０ａに保持された吸着材５を加熱された気体と効率よく接触させることができる。よって、吸着材５を効率よく再生できる。

また、ホルダ本体８０の材質が、紙及び樹脂のうちの少なくともいずれかを含む。これにより、吸着デバイス４を軽量化できると共に、吸着デバイス４の製造コストを低減できる。また、所望の形状にホルダ本体８０を加工し易くできる。また、ホルダ本体８０の材質が紙又は樹脂のうちの少なくともいずれかを含むことで、ホルダ本体８０を低熱伝導率の材料により構成できる。これにより、吸着材５を加熱する場合、ホルダ本体８０によって吸着材５を保温できる。よって、例えば吸着材５が加熱により所定成分を放出する場合、吸着材５を保温することにより吸着材５に吸着対象を放出し易くし、吸着材５を効率よく再生できる。このような効果は、例えば、吸着材５が所定成分を放出する脱離反応を生じる際に温度低下する場合において、特に有効である。

また吸着材５が、前記所定成分を吸着及び放出する官能基７ｂと、官能基７ｂと直接又は間接的に結合した樹脂骨格とを有する高分子化合物７を含む。これにより、吸着材５が揮発して消失するのを防止できる。よって、吸着材５を再生させながら、吸着材５の吸着性能を良好に持続できる。

また、本実施形態の吸着デバイス４は、被覆材８１に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、５Ｐａ以上３０Ｐａ以下の範囲の値である。これにより、吸着デバイス４において、各セル８０ａに保持された吸着材５がホルダ本体８０から脱落するのを被覆材８１により防止すると共に、良好な通気性を確保し、吸着材５を気体と効率よく接触させることができる。

また一例として、被覆材８１が、不織布を含んでいる。この不織布は、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴのうちの少なくともいずれかを含んでいる。これにより、被覆材８１の設計自由度を向上できる。また、このように不織布がＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴのうちの少なくともいずれかを含む場合、接着材を用いずに、不織布とホルダ本体８０とを熱溶着等により比較的容易に接合できる。これにより、吸着デバイス４の構造を簡素化できると共に、吸着デバイス４の軽量化を図れる。

また一例として、被覆材８１の目付量が、１０ｇ／ｍ^２以上９０ｇ／ｍ^２以下の範囲の値である。これにより、各セル８０ａに保持された吸着材５がホルダ本体８０から脱落するのを被覆材８１により防止しながら、吸着材５を気体と効率よく接触させることができる。

また吸着デバイス４は、一例として、導入口８０ｃ側から排出口８０ｄ側まで空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、４０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲の値である。これにより、各セル８０ａの通気性を更に良好にすることができる。

また吸着デバイス４は、被覆材８１とホルダ本体８０とを接着する接着材８２を備え、接着材８２は、熱可塑性樹脂系及びエラストマー系のうちの少なくともいずれかの材料を含む。これにより、ホルダ本体８０に対して被覆材８１を接着材８２により強固に被着でき、吸着材５がホルダ本体８０から脱落するのを一層防止できる。よって、吸着デバイス４に良好な耐久性を付与できる。なお、空気調和装置１により室内の二酸化炭素濃度を低濃度で維持し続ける場合には、吸着材５の再生時に発生する二酸化炭素は、室外に排出されてもよい。また一対の被覆材８１は、互いに溶着されなくてもよく、例えば、接着材により接着されてもよい。この場合、例えば、被覆材８１の材質の選択肢を広げることができる。

（変形例）
次に、本実施形態の変形例を説明する。図４は、第１変形例に係る吸着デバイス１０４の概要図である。吸着デバイス１０４は、ホルダ１０８、被覆材１８１、及び接着材１８２を備える。ホルダ１０８のホルダ本体１８０は、平面視において矩形の複数のセル１８０ａを含む。吸着デバイス１０４は、導入口１８０ｃから排出口１８０ｄへ向かう気体の流通方向における内部空間１８０ｂの流路断面形状が、矩形である。ホルダ１０８は、例えば板材を用い、内部空間１８０ｂに相当する部分を切り抜くように加工して形成される。このような吸着デバイス１０４によっても、吸着デバイス４と同様の効果が得られる。

内部空間１８０ｂの流路断面形状は、円形、及び、長方形等の矩形を含む多角形のうちの少なくともいずれかであってもよい。また内部空間１８０ｂの流路断面形状は、不規則な形状を有していてもよい。言い換えると、ホルダ本体１８０は、異なる形状又は異なる断面積の流路断面形状の内部空間１８０ｂを有する複数のセル１８０ａが形成されていてもよい。

第２変形例に係る吸着デバイス４は、被覆材８１が、金属メッシュを含む。この金属メッシュの材質は、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレスである。これにより、被覆材８１の耐久性を向上できる。また、被覆材８１の熱伝導性を向上できる。よって、例えば吸着材５が加熱により再生される場合、吸着デバイス４の外部から被覆材８１を通じて吸着材５を加熱し、吸着材５を再生し易くできる。

また、本変形例の吸着材５は、平均粒径が４００μｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲の値である粉体である。これに対して被覆材８１は、メッシュ径が、５０（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以上２００（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以下の範囲の値であるメッシュを含んでいる。このメッシュ径の別の例としては、６５（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以上２００（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以下の範囲の値である。これにより、吸着材５の比表面積を良好に確保しながら、吸着材５が被覆材８１の間隙を通じて脱落するのを抑制できる。

第３変形例に係る吸着デバイス４は、ホルダ本体８０の材質が、金属及びセラミックのうちの少なくともいずれかを含む。この金属としては、熱伝導性に優れるもの（例えばアルミニウム、銅、及びこれらの少なくともいずれかを含む合金等）を例示できるが、これに限定されない。本変形例のホルダ本体８０は、熱伝導率が、５０Ｗ／ｍＫ以上５００Ｗ／ｍＫ以下の範囲の値である。

本変形例によれば、ホルダ本体８０の材質が金属及びセラミックのうちの少なくともいずれかを含むことで、ホルダ本体８０を高熱伝導率の材料により構成できる。これにより、吸着材５を加熱する場合、ホルダ本体８０を介して吸着材５を加熱できる。よって、例えば吸着材５が加熱により所定成分を放出する場合、吸着材５を良好に加熱して吸着材５に吸着対象を放出し易くし、吸着材５を効率よく再生できる。このような効果は、第１実施形態と同様に、例えば、吸着材５が所定成分を放出する脱離反応を生じる際に温度低下する場合において、特に有効である。

第４変形例に係る吸着デバイス４は、接着材８２が省略され、ホルダ本体８０に一対の被覆材８１が熱溶着により接着されている。ホルダ本体８０の材質は、紙を含む。本変形例によれば、接着材８２が省略されたことにより、吸着デバイス４の軽量化を図れる。また、吸着デバイス４の製造効率を向上できる。

本開示は、上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。空気調和装置の用途は、室内用途に限定されず、例えば、工場の排ガス処理用途、農業施設用途、車載用途等、他の用途でもよい。また吸着デバイスを備える応用装置は、空気調和装置に限定されない。また、吸着材の吸着対象は、二酸化炭素に限定されず、水でもよいし、気体に含まれるその他の成分であってもよい。また、吸着デバイスを除湿用途で空気調和装置に適用する場合、空気調和装置は、デシカント方式であってもよい。

吸着材が繰り返し再生可能な場合、吸着材は、加熱以外の方法で再生されてもよい。吸着材は、各セルの内部空間に収容可能な形状に形成されていれば、粉体でなくてもよい。また吸着材は、粉体である場合、粒子の形状やサイズが同一でなくてもよい。また被覆材は、不織布を含むものに限定されず、例えば織物を含んでいてもよい。ホルダ本体の形状は、平板状に限定されず、直方体状や円柱状等、他の形状であってもよい。

４、１０４ 吸着デバイス
５ 吸着材
８、１０８ ホルダ
８０、１８０ ホルダ本体
８０ａ、１８０ａ セル
８０ｂ、１８０ｂ 内部空間
８０ｃ、１８０ｃ 導入口
８０ｄ、１８０ｄ 排出口
８１、１８１ 被覆材

Claims (14)

1. 繰り返し気体の所定成分を吸着及び放出する吸着材と、
   前記吸着材を気体と接触可能に保持するホルダと、を備え、
   前記ホルダは、
   前記吸着材を収容する内部空間と、前記内部空間に気体を導入する導入口と、前記内部空間を通過した気体を排出する排出口と、を有する複数のセルが形成されたホルダ本体と、
   通気性を有し、前記セルの前記導入口と前記排出口とを覆う被覆材と、を有する、吸着デバイス。
2. 前記導入口から前記排出口へ向かう気体の流通方向における各々の前記内部空間の流路断面積が、０．５ｃｍ^２以上１０．０ｃｍ^２以下の範囲の値である、請求項１に記載の吸着デバイス。
3. 前記ホルダ本体の材質が、紙及び樹脂のうちの少なくともいずれかを含む、請求項１又は２に記載の吸着デバイス。
4. 前記ホルダ本体の材質が、金属及びセラミックのうちの少なくともいずれかを含む、請求項１又は２に記載の吸着デバイス。
5. 前記ホルダ本体の熱伝導率が、５０Ｗ／ｍＫ以上５００Ｗ／ｍＫ以下の範囲の値である、請求項４に記載の吸着デバイス。
6. 前記吸着材が、前記所定成分を吸着及び放出する官能基と、前記官能基と直接又は間接的に結合した樹脂骨格とを有する高分子化合物を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
7. 前記被覆材に空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、５Ｐａ以上３０Ｐａ以下の範囲の値である、請求項１～６のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
8. 前記被覆材が、不織布を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
9. 前記不織布は、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴのうちの少なくともいずれかを含む、請求項８に記載の吸着デバイス。
10. 前記被覆材の目付量が、１０ｇ／ｍ^２以上９０ｇ／ｍ^２以下の範囲の値である、請求項１～９のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
11. 前記被覆材が、金属メッシュを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
12. 前記導入口側から前記排出口側まで空気を流速１ｍ／秒で通過させたときの圧力損失が、４０Ｐａ以上５００Ｐａ以下の範囲の値である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
13. 前記吸着材は、平均粒径が４００μｍ以上１．３ｍｍ以下の範囲の値である粉体である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の吸着デバイス。
14. 前記被覆材は、メッシュ径が、５０（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以上２００（ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈ）以下の範囲の値であるメッシュを含む、請求項１３に記載の吸着デバイス。
    

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