JPH0729016B2 - フイルタユニツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，殺菌機能や洗浄機能を有するように改善し，
再生機能をもつようにした空気浄化用のフイルタユニッ
トに関する。

〔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。すなわち海辺地帯
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
ことから海塩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，海塩粒子に対して
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高性能フイルタ素材（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，植物病源菌が主であり，
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そ
の殺菌と洗浄を繰り返し行えるように改善したフイルタ
ユニット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材をジグザグ状に折り返し
て張り渡したフイルタユニットにおいて、該折り返しに
よって形成された材内における空気吹出側の溝状の窪
みに，赤外線ヒータまたは超音波素子を装入してなるフ
イルタユニット，並びに，該溝状の窪みに紫外線が照射
されるように複数の紫外線ランプを該枠に取付けてなる
フイルタユニットを提供するものである。

本発明は使用できる中高性能フイルタ素材としてはグラ
スペーバー系やポリオレフイン系の極細繊維のシートが
ある。かようなフイルタ素材は従来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％以上のものを採用することができ，
また，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のがよい。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
殺菌を行うような使用の仕方をするのが効果的である。
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殺菌と洗浄のための空間
に有効に利用する点に大きな特徴がある。本発明におい
てはこの窪みにユニット化した赤外線ヒータや超音波素
子を挿入する。また，この窪みに紫外線が照射されるよ
うに複数の紫外線ランプを設置する。本発明で使用する
赤外線ヒータとしては遠赤外線を発する棒状のヒータま
たは遠赤外線を発するパネル状のヒータを使用するのが
好ましい。

以下に図面に従って本発明のフイルタユニットの構造と
その好ましい使用の仕方を具体的に説明する。

第１図は，本発明に従うフイルタユニットの基本形状を
示した斜視図である。１は枠体,2はフイルタ材を示
す。枠体１は，前面（空気の吸込側の面）と後面（空気
の吹出側の面）が開口した方形の枠である。本発明にお
いては，枠体１に枠体１の開口面積より大きな面積をも
つシート状のフイルタ材２をジグザグ状に張り渡すさ
いに，その折り返しによって生ずる溝が，後記のように
赤外線ヒータ，超音波素子などが装入できるような大き
さの幅をもつように折り返す。図示の例では実質上90゜
の折り返し角度をもって角状に折り返し，箱状の溝が空
気の吸込側の面にも空気の吹出側の面にも多数形成して
ある。第２図に，この状態を図解的に示す。なお，第１
〜２図においてフイルタ材２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１〜２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。

第２図は，破線で示すフイルタ枠体１内にフイルタ材
２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，枠体１の前面開口３（空気の吸込側の開口）を下
に，そして後面開口４（空気の吹出側の開口）を上にし
て示した略断面図であり，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３の側も後面開口４の側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殺菌ま
たは洗浄乾燥のための加熱手段や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5,空気の吹出側の角溝状の窪みを吹出側溝６と名付け
ることにする。図示の例では，両側端のものを除いて吸
込側溝５と吹出側溝６は互いに対称形となっている。

第３図およびそのIV−IV線矢視断面図である第４図は，
吹出側溝６のそれぞれに赤外線ヒータ７を挿入した構成
を示す。図示の例では各吹出側溝６に三本の赤外線ヒー
タ７を平行に設置した例を示している。この赤外線ヒー
タ７はいずれも遠赤外線を発するヒータである。なお，
第３図に見られるように，両側端の吹出側溝6a,6bで
は，片側はフイルタ枠体１が存在するので，反射鏡８を
赤外線ヒータ７と枠体１との間に介装してある。

第５図と第６図は赤外線ヒータ７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７は，縦フレーム10a,10bにその両端
が固定され，各縦フレーム10a,10bの上下端には横フレ
ーム11a,11b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７への通
電は縦フレーム10a,10b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10a,10bの上
端に取り付けた電源接続端子12a,12b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６
への設置に当たっては，縦フレーム10a,10bを枠体１に
予め取付けたレール13a,13bに挿入することによって行
う。すなわち，第５図や第６図に見られる形状のレール
13a,13bを，第４図に見られるように，吹出側溝６の両
側の枠体１の内側に予め取付けておき，このレール13a,
13bに縦フレーム10a,10bを挿入することによって各吹出
側溝６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12a,12bに電源を
接続することによって，赤外線ヒータ７の各々への電気
の導通がなされる。

このようにして本発明のフイルタユニットの一つの態様
では，赤外線ヒータ７がフイルタ材２のジグザグ状通
路内の吹出側溝６に設置される。この赤外線ヒータ７の
設置によって，フイルタ材２に捕集された菌類の殺菌
がそのフイルタ材２の全体にわたって効果的になされ
ると共に，フイルタ材２を水洗した場合の乾燥処理が
簡単に行なえる。特に，フイルタ材２の水洗にあたっ
てはその吸込側の面に散水して洗浄するのが洗浄効果の
上で好ましいが，赤外線ヒータ７はこの吸込側とは反対
側の吹出側の溝６に設置されるから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
われたフイルタ材２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。

前記の例では棒状の赤外線ヒータ７（遠赤外線ヒータ）
を使用した態様を説明したが，この棒状の遠赤外線ヒー
タに代えて，パネル状の遠赤外線ヒータを使用し，これ
をフイルタ材２のジグザグ状通路内の吹出側溝６内に
設置することもできる。

第７図およびそのVIII−VIII線矢視断面図である第８図
は，吹出側溝６のそれぞれに三本の超音波振動子ユニッ
ト20を挿入した構成を示す。第８図に見られにように，
超音波振動子ユニット20は，吹出側溝６の溝の長手方向
に沿った線状のユニットである。これは第９図の拡大図
に示すように，多数の超音波振動子21を管路22内に所定
間隔で配置すると共に各超音波振動子21が位置するとこ
ろでその両面側に先細りのホーン23を取付け，このホー
ン23の先端開口を材１に接触させるかまたはその近傍
に位置させたものである。各超音波振動子21は管路22内
に配置したリード線によって発信回路（図示しない）に
接続される。このように構成した線状の超音波振動子ユ
ニット20は，図示の例では，吹出側溝６内にその深さ方
向に三本互いに並行にして収容されている。この収容に
あたっては，第８図に示したように，三本のユニットの
端を共通のフレーム24で支持し，このフレーム24を枠体
１の内面に予め取付けたレール19に挿入することによっ
て簡単に行い得る。このようにして超音波振動子21から
超音波を発信させ，これをホーン23を介して材の面に
伝播させることにより，材が濡れ面であればその濡れ
面の水分を霧状として蒸発させることができ，また超音
波の凝集作用によって材の中に滞留していた微細粒子
を材表面に収集させ，いわゆる超音波洗浄を行い得
る。したがって，赤外線ヒータ７の場合と同様に水洗操
作を終えたあと，この超音波振動子21による操作を短時
間続行することにより，フイルタ材２の再生を簡単に
行なうことができる。

第10図と第11図は，フイルタ材２の吸込側溝５に紫外
線を照射するようにした本発明の態様を示す。図例では
前記の第３〜４図で説明した吹出側溝６に赤外線ヒータ
７を設置した上で，さらに紫外線を照射する例を示して
いるが，赤外線ヒータなしで紫外線照射だけを行うよう
にすることもできる。この紫外線照射は次のようにして
行う。すなわち，吸込側溝５の片側の枠体１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５の反対側の枠体１には反射鏡
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12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５内に照射され，
対面の反射鏡27で反射して吸込側溝５を構成しているフ
イルタ材２の全体に紫外線が照射されることになり，
フイルタ材２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１と接合するように配電ボックスが設けられ，
各々の紫外線ランプ26に通電するようになっている。ま
た，紫外線ランプ26とは反対側の対向面に取付ける反射
鏡27も，枠体にスリット30を設け，このスリット30の外
側に設けることによってその取り換えや清掃を簡単に行
うことができる。

このようにして，フイルタ材２の空気吸込面に紫外線
が全体に照射されるので，ここに捕集された菌類はその
殆どを完全に死滅させることができるほか，紫外線ヒー
タ７と組み合わせた場合にはその効果は一層完全となと
共に水洗乾燥も短時間で実施できることになる。また，
この第10〜12図で説明した吸込側溝５における紫外線照
射手段と先の第７〜９図で説明した吹出側溝６における
超音波付近手段とを組み合わせることもできる。この場
合にも洗浄乾燥と殺菌が簡単に行なえることになる。

以上のように，本発明のフイルタユニットは，フイルタ
材のジグザグ通路内に遠赤外線ヒータまたは超音波振
動子を組み込むか，さらには紫外線照射を行なえるよう
にしたものであり，これによって材表面に捕集された
菌類の殺菌を行うことができると共にその洗浄と乾燥処
理による再生も簡単に行うことができるものである。本
発明のフイルタユニットの使用にあたっては，空気処理
設備の規模や処理風量に合わせて該ユニットを組合せて
使用すればよい。また，本発明のフイルタユニットは
材面を垂直方向，水平方向，傾斜方向などの様々な方位
をもって使用することができるが，そのうちの代表的な
使用の仕方を第13図および第14図に示す。

第13図は本発明のフイルタユニットを設置した空気浄化
装置の一例を示した全体斜視図である。31は本発明に従
うフイルタユニット,32は洗浄水受け板,33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31を上下
方向に３段にケーシング34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本発明に従う同形のフイ
ルタユニット31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13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31はその空気取入れ面35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31の下方にはそれぞ
れ洗浄水受け板32が取付けられるが，これはフイルタユ
ニット31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31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36の一
方の縁に接続されている。スプレーノズル33はフイルタ
ユニット31の下向きの空気取入れ面35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13図の例で
は給水ヘッダー37を側溝36の上方にこれとほぼ平行に配
置し，この給水ヘッダー37から多数のノズル分岐管38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14図は，給水ヘッダー37をケーシング34の前方外側に
出し，ノズル分岐管38をフイルタ下面の方向に向けて長
く延ばした以外は，第13図の装置と同様の構造を示す縦
断面図であり，第13図と同じ引用数字で示したものは第
13図のものと同じ要素を示す。第13図に見られるよう
に，ケーシング34の前面には空気取入用開口39が，そし
てケーシング34の背面には空気取出用開口40が，各段毎
に設けられる。より具体的には，空気取入用開口39はフ
イルタユニット31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31の下方に，また空気取出用開口40は
フイルタユニット31から出た空気が取り出せるようにフ
イルタユニット31の上方に設けられ，そのさい，洗浄水
受け板32が各段のフイルタユニット11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31の奥の下縁に，また下縁は下
段のフイルタユニット31の前方の上縁に側溝36を介して
気密に接続される。したがって，ケーシング34の空気取
入用開口39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32によって上向きに方向を変えてフイル
タユニット31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32によって，また１段目のものではケーシング34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40から取り出される。

第13図〜第14図に示すフイルタユニット31は，図が複雑
になるので示してはいないが，先に説明した遠赤外線ヒ
ータ，調音波振動子，紫外線照射ランプやその付属機器
類を備えたものである。したがって，この空気浄化装置
によると，先に説明した遠赤外線ヒータ，超音波振動
子，紫外線照射ランプのそれぞれの作用によってフイル
タ面の殺菌や乾燥が効果的に行われ，水洗によるフイル
タの再生が効果的に行われることになり，本発明のフイ
ルタユニットの使用によって，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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフイルタユニットの枠体とフイルタ
材との取付け関係を示す一部切り欠き斜視図，第２図は
本発明のフイルタユニットのフイルタ材のジグザグ状
の折り返し状態を説明するための略断面図，第３図はフ
イルタ材の吹出側溝に赤外線ヒータを挿入する本発明
の態様を示す略断面図，第４図は第３図のIV−IV線矢視
断面図，第５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６図は赤外線ヒータ
ユニットの斜視図，第７図はフイルタ材の吹出側溝に
超音波素子を挿入する本発明の態様を示す略断面図，第
８図は第７図のVIII−VIII線矢視断面図，第９図は第７
図の超音波素子部分の拡大図，第10図はフイルタ材の
吸込側溝に紫外線を照射する本発明の態様を示す略断面
図，第11図は第10図のＸ−Ｘ線矢視断面図，第12図は第
11図の紫外線ランプ部分を示す斜視図，第13図は本発明
に従うフイルタユニットを使用した空気処理装置の例を
示す全体斜視図，第14図は本発明に従うフイルタユニッ
トを使用した空気処理装置の例を示す略縦断面図であ
る。 １……フイルタ枠（枠体）,2……フイルタ材,5……吸
込側溝,6……吹出側溝,7……遠赤外線ヒータ,21……超
音波振動素子,26……紫外線ランプ,27……反射鏡,28…
…透明板,29……反射鏡,31……本発明に従うフイルタユ
ニット,32……洗浄水受け板,33……スプレーノズル。

Claims (3)

【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
   性能フイルタ濾材をジグザグ状に折り返して張り渡した
   フイルタユニットにおいて，該折り返しによって形成さ
   れた濾材内における空気吹出側の溝状の窪みに，赤外線
   ヒータまたは超音波素子を装入してなるフイルタユニッ
   ト。
2. 【請求項２】赤外線ヒータは遠赤外線ヒータである特許
   請求の範囲第１項記載のフイルタユニット。
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
   性能フイルタ濾材をジグザグ状に折り返して張り渡した
   フイルタユニットにおいて，該折り返しによって形成さ
   れた濾材内の溝状の窪みに紫外線が照射されるように複
   数の紫外線ランプを該枠に取付けてなるフイルタユニッ
   ト。