JPH0683769B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，中高性能フイルタによる黴胞子や海塩粒子の
捕集を行うと共に，海塩粒子および黴胞子の増量増殖を
防止するようにした再生機能を有する空気浄化装置に関
する。

〔従来の技術と問題点〕

従来，海塩粒子の捕集は高性能または超高性能フイルタ
によって対応しようと提案されてきた。また塩害による
腐食に対しては，フイルタフレーム，接着剤，ガスケッ
ト等の材料に耐腐食性の材料を使用することで対処して
きた。

ところが，海塩粒子と真菌胞子との相互作用が大きな問
題としてクローズアップされてきた。すなわち海浜地帯
の空調設備では黴の発生が異常に起こり，人体への伝染
経路となるのである。これは海塩粒子が潮解性を有する
ことから海潮粒子が集積した箇所で菌の着床と増殖に適
した温湿度条件が形成されるからであることがわかって
きた。この現象は空気系統内の特に石化製品材料で構成
されている箇所において顕著である。この海塩粒子と黴
発生の相互作用を断つようにした空気浄化装置はこれま
で見当たらない。

防菌，防黴についてはフイルタ素材に殺菌処理済のグラ
スペーパーが使用された例があるが，海塩粒子に対する
対策が取られていない。また海塩粒子の捕集に対しては
前記のように高性能または超音性能フイルタ素材（粒子
径0.1〜0.3μｍ対象）の使用が提案されているが，当然
のことながら処理風量が小さくなり，例えば巾610mm×
高さ610mm×奥行き290mmのフイルタユニットでの処理風
量は25m³/min程度となり，圧損と耐用寿命に問題がある
と共に建物の外気取入れ用の大風量用フイルタとしては
適さない。また，海塩粒子を完全に捕集したとしても，
それを除去しなければ黴の増殖場所を提供することにも
なり，空気系統の下流側への胞子の拡散と汚染をもたら
すことになる。この場合，新たにダクト系で黴の増殖が
起こることが実証されている。

これまでの研究成果によると，海塩粒子の状況は粒径は
１〜15μｍの範囲にわたるが，海岸付近でも内陸部でも
粒径が４〜６μｍのものが最高頻度を示し，内陸部の方
がやや粒径が大きいものが増え，海岸地帯では粒径が小
さいものの頻度が高いことがわかってきた。一方，真菌
は胞子状で空中に浮遊し，最低0.7μｍ程度から存在す
るが,1.0〜2.0μｍのものが大半であり，一般には季節
により変動するが，沖縄などの亜熱帯地方ではその変化
が少なく,25m上空での糸状菌および花粉等の数は１m³当
りの2000〜3000個であるとされている。一方，海塩粒子
による腐食の問題については，気温20℃以上湿度70％以
上の気象条件の場合に激しく，沖縄ではこの期間は４月
から11月までの８ケ月にわたっている。なお，沖縄では
例えば銚子に比べて海塩粒子は３倍であるとのデータも
あり，沖縄では海塩粒子と胞子との相関が如何に大きい
かわかる。

黴の状況については，土壌菌，植物病原菌が主であり，
空中の胞子が空調器内各部へ定着繁殖するが，その繁殖
した状況を観測すると,100円硬貨１枚当りの面積で20億
〜30億個の胞子が生成するといわれ，それはまた，真菌
症として顕在化しつつある。その繁殖は海塩粒子による
潮解作用が寄与することは先述のとおりであり，また飛
び込んだ昆虫類の死骸の存在によって一層促進されるこ
とになる。

本発明は，このような海塩粒子と真菌胞子による深刻な
問題点の解決を目的としたものである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は，粒子径0.5〜1.0μｍの粒子に対する捕集効率
が92〜93％以上の中高性能フイルタ素材を用いることに
よって海塩粒子と黴胞子を十分に捕集できるとの知見に
より，かような中高性能フイルタ素材を用いると共に洗
浄と乾燥を繰り返し行えるようにした空気浄化装置を提
供するものであり，その要旨とするところは，前面開口
と後面開口をもつ方形のフイルタ枠内に，枠内面積より
大きな面積をもつシート状の中高性能フイルタ素材をジ
グザグ状に折り返して張り渡してなるエアフイルタを，
被処理空気の流れが下方から上方に向けて通過するよう
に該前面開口を下方に向けて設置し，このエアフイルタ
の下面に向けて洗浄水を上向きに噴霧するスプレーノズ
ルを設置してなる空気浄化装置である。そして，ジグザ
グ状の折り返しによって生じた空気吹出側のフイルタ内
窪みに赤外線ヒータを介装すること，並びに，空気吸込
側および／または空気吹出側のフイルタ面に紫外線が照
射されるように紫外線ランプを設置することを付加して
なる空気浄化装置である。

本発明で使用できる中高性能フイルタ素材としてはグラ
スペーバー系極細繊維のシートがある。このフイルタ素
材は0.1〜0.3μｍの粒子に対する捕集効率が92〜93％以
上高性能フイルタ或いは超高性能フイルタとして高い清
浄度を必要とする空気処理に使用されているが，通常は
空気の流入面を密面とし，流出面にウオータプルーフ加
工した状態で使用されている。本発明ではかような市場
に入手できる高性能或いは超高性能フイルタ素材より
も，その材質は同じであっても一段低いグレードの0.5
〜1.0μｍの粒子に対する捕集効率が92〜93％以上のも
のを採用し，通常の使用態様とは逆に，ウオータプルー
フ加工した撥水面を空気の流入面にして使用する。そし
て，この空気流入面を下に向け，空気流が下から上に流
れるような使用の仕方をし，下向きの空気流入面に上向
きに洗浄水を供給して間歇的に洗浄する共に，乾燥と殺
菌を行うようにしたものである。そのさいフイルタ素材
はジグザグ状にフイルタ枠内に収め，そのフイルタ素材
の窪みを乾燥と殺菌のための空間に有効に利用すると共
に，洗浄も効果的に行えるようにしたものである。

以下に図面に従って本発明の内容を具体的に説明する。

第１図は本発明の空気浄化装置の好ましい態様を示した
全体斜視図である。１はフイルタユニット,2は洗浄水受
け板,3はスプレーノズルを示す。図示の装置ではフイル
タユニット１を上下方向に３段にケーシング４内に設置
した例を示しており，各段のものはいずれも実質上同じ
配置構成を有している。そして各段のフイルタは同形の
フイルタユニット１を２個並設することにより構成され
ている。図例のほか，処理風量によりフイルタユニット
は何個でも組合せて使用できると共にその段数も図例の
ものに限られるものではない。第１図において図面の手
前から奥の方向に向けて被処理空気を流すような使用の
仕方をする。各フイルタユニット１はその空気取入れ面
５が下向きになるようにしてやや奥下がりに傾斜をもっ
て設置されている。各フイルタユニット１の下方にはそ
れぞれ洗浄水受け板２が取付けられるが，これは，フイ
ルタユニット１とは逆の勾配をもって手前下がりの傾斜
を有し，その上縁はフイルタユニット１の奥の下縁と接
続され，その手前の下縁は水平方向に設置された側溝６
の一方の縁に接続されている。スプレーノズル３はフイ
ルタユニット１の下向きの空気取入れ面５の全面に向け
て上向きの散水ができるように取付けられる。第１図の
例では給水ヘッダー７を側溝６の上方にこれとほぼ平行
に配置し，この給水ヘッダー７から多数のノズル分岐管
８を取付けることによって互いに等間隔に多数のスプレ
ーノズル３を設けてある。

第２図は，給水ヘッダー７をケーシング４の前方外側に
出し，ノズル分岐管８をフイルタ下面の方向に向けて長
く延ばした以外は，第１図の装置と同様の構造を示す縦
断面図であり，第１図と同じ引用数字で示したものは第
１図のものと同じ要素を示す。第２図に見られるよう
に，ケーシング４の前面には空気取入用開口９が，そし
てケーシング４の背面には空気取出用開口10が，各段毎
に設けられる。より具体的には，空気取入用開口９はフ
イルタユニット１の下面に向けて空気が流入するように
フイルタユニット１の下方に，また空気取出用開口10は
フイルタユニット１から出た空気が取り出せるようにフ
イルタユニット１の上方に設けられ，そのさい，洗浄水
受け板２が各段のフイルタユニット１の空気通路を互い
に区分する仕切り板の役割を果たすように，その上縁は
上段のフイルタユニット１の奥の下縁に，また下縁は下
段のフイルタユニット１の前方の上縁に側溝６を介して
気密に接続される。したがって，ケーシング４の空気取
入用開口９から機内に取入れられた被処理空気は，各段
の洗浄水受け板２によって上向きに方向を変えてフイル
タユニット１内を下から上に向けて流れて浄化されたあ
と,2段目および３段目のものではその上の段の洗浄水受
け板２によって，また１段目のものではケーシング４の
天井面によって，水平方向に向きを変えて空気取出用開
口10から取り出される。

本発明装置ではこのように空気取入面５を下方にしてフ
イルタユニット１を設置する点に一つの特徴があり，フ
イルタユニット１内を下方から上に向けて被処理空気を
通過させるのである。そしてこの下向きの空気取入面５
に向けて上向きに洗浄水をスプレーノズル３から噴射
し，空気取入面５に捕集された海塩粒子並びに菌や胞子
類をその洗浄水によって洗い出し，この洗い出した水は
洗浄水受け板２上に落下させ，側溝６に集水して装置外
に排出する。この洗浄操作は，タイマー管理並びにフイ
ルタの圧損の検出により自動制御化できる。例えば，フ
イルタ前後の差圧測定からフイルタの圧損の程度を検出
し，その値が域値を超えたときに各スプレーノズル３か
ら洗浄水を噴射するようにすればよい。

第３図は，第１〜第２図のフイルタユニット１の部分を
拡大して示した一部切り欠き図である。図示のように，
本発明では，空気の流入口となる前面開口と流出口とな
る後面開口をもつ方形のフイルタ枠11内に，枠内面積よ
り大きな面積をもつシート状の中高性能フイルタ素材12
をジグザグ状に折り返して張り渡すことによってフイル
タユニット１を構成する。空気の流入口となる枠11の前
面開口は，既述のように，被処理空気の流れが下方から
上方に向けて通過するように，下方に向けて設置され
る。中高性能フイルタ素材12は，グラスペーパー系極細
繊維のシートからなり,0.5〜1.0μｍの粒子に対する捕
集効率が92〜93％以上のものである。すなわち，従来の
海塩粒子の捕集に提案されたような0.1〜0.3μｍのもの
を捕集対象としたような高性能または超高性能のものは
使用しない。そして，通常の使用の仕方とは逆に空気の
流入面（第１図の空気取入面５）をウオータプルーフ加
工した面とし密面を空気の流出面として使用する。な
お，第３図においてフイルタ素材12は真っ直ぐな線を用
いて描かれているが，実際には表面が粗面であり若干の
ギザギザがある。図面が複雑になるのでこの第３図を含
め以後の図面もフイルタ素材は直線を用いて描かれてい
る。

かような中高性能フイルタ素材12をフイルタ枠11内にジ
グザグ状に設置するのであるが，そのさい，従来のよう
に折り返し目を線状もしくは半円状にするのではなく,9
0°の折り返し角をもって箱型に折り返す。この状態を
第４図に示す。

第４図は，破線で示すフイルタ枠11内に中高性能フイル
タ素材12を角型にジグザグ状に折り返しながらセットし
た状態を，枠11の前面開口13を下に，そして後面開口14
を上にして示した断面図であり，被処理空気の流れを矢
印で示す。本例では角型にジグザグ状に折り返す態様が
前面開口13の側も後面開口14も同じピッチ巾とした例を
示しており，これによって，以下に説明する材の乾燥
処理と殺菌または滅菌処理のための加熱手段並びに放射
線の照射を行い易くすることができ，材の再生機能回
復のための諸設備の配置を簡易化できると共にその効率
を向上させることができる。ここで，ジグザグ状に角型
に折り返すことによって形成された空気の吸込側の角溝
状の窪みを吸込側溝15,空気の吹出側の角溝状の窪みを
吹出側溝16を名ずける。図示の例では，両側端のものを
除いて吸込側溝15と吹出側溝16は互いに対称形となって
いる。

第５図とそのVI−VI線矢視断面図である第６図は，吹出
側溝16のそれぞれに赤外線ヒータ17を挿入した構成を示
す。図示の例では各吹出側溝16に三本の赤外線ヒータ17
を平行に設置した例を示している。なお，第５図に見ら
れるように，両側端の吹出側溝16a,16bでは，片側はフ
イルタ枠体11が存在するので，反射鏡18を赤外線ヒータ
17と枠体11との間に介装してある。第７図と第８図は赤
外線ヒータ17の取付け関係をより具体的に示した斜視図
である。これらの図に見られるように，赤外線ヒータ17
は，縦フレーム20a,20bにその両端が固定され，各縦フ
レーム20a,20bの上下端には横フレーム21a,21bが張り渡
してあって，全体として一つのヒータユニットを構成し
ている。各赤外線ヒータ17への通電は縦フレーム20a,20
bに取付けた端子（図には見えない）を介して行われ，
各端子は縦フレーム20a,20bの上端に取り付けた電源接
続端子22a,22bに導通している。このように構成した赤
外線ヒータユニットの吹出側溝16への設置に当たって
は，縦フレーム20a,20bを枠体11に予め取付けたレール2
3a,23bに挿入することによって行う。すなわち，第７図
や第８図に見られる形状のレール23a,23bを，第６図に
見られるように，吹出側溝16の両側の枠体11の内側に予
め取付けておき，このレール23a,23bに縦フレーム20a,2
0bを挿入することによって各吹出側溝16のそれぞれへの
赤外線ヒータユニットの装着が簡単にでき，各ユニット
の電源接続端子22a,22bに電源を接続することによっ
て，赤外線ヒータ17の各々への電気の導通がなされる。

このようにして赤外線ヒータ17が中高性能フイルタ素材
12のジグザグ状通路内の吹出側溝16に設置されることに
なるが，この吹出側溝16はフイルタ素材12の裏側に存在
するので洗浄操作のさいに水が直接触れることはなく，
電源の投入により洗浄水で洗われたフイルタ素材12に裏
面から熱を与えてこれを加熱して乾燥処理すると同時に
殺菌作用を与える。したがって，既述のスプレーノズル
３による清浄操作を終えたあと，この赤外線ヒータ17に
よる加熱乾燥と殺菌処理を短時間続行することにより，
フイルタ素材12の再生が簡単に行えると同時に海塩粒子
と菌類はフイルタ素材12から除去されることになる。

第９図と第10図は，フイルタ素材12の吸込側溝15に紫外
線を照射するようにした以外は第５図と第６図の態様と
同じ構成を示す。すなわち，吸込側溝15の片側の枠体11
にスリット25を設け，このスリット25の外側に紫外線ラ
ンプ26を設置すると共に，吸込側溝15の反対側の枠体11
に反射鏡27を設置した構造を示す。紫外線ランプ26の取
付けの詳細は第11図の部分斜視図に示すように，スリッ
ト25の外側に透明板28を張り付けてスリット25を気密に
閉塞し，この透明板28の外側に反射鏡29を取付けると共
にこの透明板28と反射鏡29との間に紫外線ランプ26を設
置する。これによって紫外線ランプ26を点灯すると紫外
線が透明板28を介してスリット25から吸込側溝15内に照
射され，対面の反射鏡27で反射して吸込側溝15を構成し
ているフイルタ素材12の全体に紫外線が照射されること
になり，フイルタ素材12に生息する菌類を死滅させるこ
とができる。なお，この紫外線ランプ26の外側には，図
示しないが枠体11と接合するように配電ボックスを取付
け各々の紫外線ランプ26に通電するようにする。また，
紫外線ランプ26とは反対側の枠体11に取付ける反射鏡27
も，枠体にスリット30を設け，このスリット30の外側に
設置するようにすることにより，取り換えや清掃が簡単
に行なうことができる。

紫外線の照射時期は洗浄後の乾燥操作と並行して行って
もよいが，洗浄前あるいは空気浄化操作を行っている装
置稼動中に洗浄や乾燥処理とは独立して行ってもよい。

なお，第９図と第10図は赤外線ヒータ17を取付けた態様
に紫外線ランプ26を設置した例を示したが，赤外線ヒー
タ17を省略した態様に紫外線ランプ26を設置した構成と
してもよい。この場合，吸込側溝15だけに紫外線ランプ
26による紫外線照射を行ってもよいし，吹出側溝16も同
様の紫外線照射構造に改変してもよい。

以上のように構成した本発明の空気浄化装置は中高性能
フイルタ素材の使用によって海塩粒子と黴胞子の捕集が
効果的になされ，その捕集量が一定量を超えた場合に洗
浄して再生することができるものであり，またその再生
を迅速にするための乾燥処理並びに殺菌処理も併せて行
い得るものである。したがって，海塩粒子と黴胞子等の
相互作用による既述の問題を効果的に解決することがで
きる。とくに本発明装置は圧損の低下や処理風量の低下
といった問題からも解放され，且つ装置構成が単純であ
るから，建物への外気取入れのさいの外気処理用空気浄
化装置として大きな威力を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気浄化装置の全体を示す斜視図，第
２図は本発明の空気浄化装置の要部構成を示す略断面
図，第３図は本発明に従うフイルタユニット部分の一部
切り欠き斜視図，第４図は本発明に従うフイルタ素材ジ
グザグ状の折り返し状態を説明するための略断面図，第
５図はフイルタ素材の吹出側溝に赤外線ヒータを挿入し
た状態を示す略断面図，第６図は第５図のVI−VI線矢視
断面図，第７図は赤外線ヒータユニットの吸込側溝への
設置状態を示す切り欠き斜視図，第８図は赤外線ヒータ
ユニットの斜視図，第９図はフイルタ素材の吹出側溝に
赤外線ヒータを挿入すると共に吸込側溝に紫外線が照射
するようにした構造を示す略断面図，第10図は第９図の
Ｘ−Ｘ線矢視断面図，第11図は第10図の紫外線ランプ部
分を示す斜視図である。 １……フイルタユニット,2……洗浄水受け板,3……スプ
レーノズル,4……装置ケーシング,5……フイルタユニッ
トの空気吸込面， ６……洗浄水集水用の側溝,7……給水ヘッダ,9……空気
取入口,10……空気取出口， 11……フイルタ枠（枠体）,12……中高性能フイルタ素
材,15……吸込側溝,16……吹出側溝,17……赤外線ヒー
タ,26……紫外線ランプ， 27……反射鏡,28……透明板,29……反射鏡。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面開口と後面開口をもつ方形のフイルタ
   枠内に，枠内面積より大きな面積をもつシート状の中高
   性能フイルタ素材をジグザグ状に折り返して張り渡して
   なるエアフイルタを，被処理空気の流れが下方から上方
   に向けて通過するように該前面開口を下方に向けて設置
   し，このエアフイルタの下面に向けて洗浄水を上向きに
   噴霧するスプレーノズルを設置してなる空気浄化装置。
2. 【請求項２】前面開口と後面開口をもつ方形のフイルタ
   枠内に，枠内面積より大きな面積をもつシート状の中高
   性能フイルタ素材をジグザグ状に折り返して張り渡して
   なるエアフイルタを，被処理空気の流れが下方から上方
   に向けて通過するように該前面開口を下方に向けて設置
   し，このエアフイルタの下面に向けて洗浄水を上向きに
   噴霧するスプレーノズルを設置すると共に，該ジグザグ
   状の折り返しによって生じた空気吹出側のフイルタ内窪
   みに赤外線ヒータを介装してなる空気浄化装置。
3. 【請求項３】前面開口と後面開口をもつ方形のフイルタ
   枠内に，枠内面積より大きな面積をもつシート状の中高
   性能フイルタ素材をジグザグ状に折り返して張り渡して
   なるエアフイルタを，被処理空気の流れが下方から上方
   に向けて通過するように該前面開口を下方に向けて設置
   し，このエアフイルタの下面に向けて洗浄水を上向きに
   噴霧するスプレーノズルを設置すると共に，該ジグザグ
   状の折り返しによって生じた空気吹出側のフイルタ内窪
   みに赤外線ヒータを介装し，そして，空気吸込側のフイ
   ルタ面に紫外線が照射されるように紫外線ランプを設置
   してなる空気浄化装置。
4. 【請求項４】前面開口と後面開口をもつ方形のフイルタ
   枠内に，枠内面積より大きな面積をもつシート状の中高
   性能フイルタ素材をジグザグ状に折り返して張り渡して
   なるエアフイルタを，被処理空気の流れが下方から上方
   に向けて通過するように該前面開口を下方に向けて設置
   し，このエアフイルタの下面に向けて洗浄水を上向きに
   噴霧するスプレーノズルを設置すると共に，該ジグザグ
   状の折り返しによって生じた空気吹出側のフイルタ内窪
   みおよび／または空気吸込側のフイルタ内窪みに紫外線
   が照射されるように紫外線ランプを設置してなる空気浄
   化装置。