JPH0857238A

JPH0857238A - ガス吸着エアフィルタ

Info

Publication number: JPH0857238A
Application number: JP6199426A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Igarashi; 豊五十嵐; Kaoru Umeya; 薫梅屋; Masaharu Iwamiya; 正治岩宮; Katsuhiro Kamiya; 勝洋上谷
Original assignee: Toyo Netsu Kogyo Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Netsu Kogyo Kaisha Ltd
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス吸着とダスト捕集を効率よく行うコンパ
クトなエアフィルタを提供する。【構成】濾材１１をジグザグ折りしたエアフィルタの
隣接濾材１１ａの間にガス吸着部材２２を挿入したガス
吸着エアフィルタである。吸着剤１８はカプセル１６内
に入っており、空気は入口側１２からカプセル１６に沿
って流れる間にガスが吸着され、濾材１１ａを通過する
際にダストが捕集され、さらに出口側２５でカプセル１
６に沿って流れる間に再度ガス吸着が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調システムに使用す
るジグザグ折り構造のエアフィルタに関わり、より具体
的にはダスト（塵埃や煙の微粒子等）濾過性能が良好で
かつガス吸着機能を有するガス吸着フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より空調設備においては、空気を清
浄にして温度・湿度を調節する装置が使用されている。
このうち空気清浄装置として、ダストの除去にエアフィ
ルタが用いられ、用途に応じて粗塵用から微細塵用があ
り、さらに高性能が要求されるクリーンルームにはＵＬ
ＰＡフィルタおよびＨＥＰＡフィルタが適用される。通
常の商業用・事務用ビルの空調で室内に供給する空気の
濾過には、中性能または高性能フィルタを使用するのが
一般的である。

【０００３】このような中・高性能フィルタは概ね図８
に断面で示したような構成である。すなわち、四角に組
まれた枠８１０内に濾材８１１が、この例では連続コ字
断面を形成するような平行列の折返し形状のジグザグ折
りに構成され、枠８１０の空気入口側８１２の内周で濾
材８１１と当接する部分は、気密性を保つためにガラス
マットおよび特殊樹脂（例えばウレタン系樹脂）によっ
てシール８１３が施されている。さらに、隣り合った濾
材面間の距離を保持し、かつ空気抵抗が極力生じないよ
うに、アルミ箔またはクラフト紙を波型に成形した、即
ちこの例では連続Ｖ字断面を形成するような三角列の折
返し形状のジグザグ折りに形成したセパレータ８１４が
挿入されている。セパレータ８１４は、フィルタの空気
入口側８１２に開口する入口側濾材折返し空間８３０お
よび出口側８２５に開口する出口側濾材折返し空間８３
１内で、波型の溝に沿って空気通路が構成されるように
同様に配設される。

【０００４】一方、空気清浄化にはＮＯ_X，ＳＯ_X，ＣＯ
_X等の有害ガスや悪臭・不快臭の除去も必要である。こ
のため、ガス吸着とダスト捕集の方法として、一般的に
は、まず、前処理用の粗塵フィルタを設け、その後ろに
活性炭、ゼオライト、活性度の高いカルシウム、または
それらに薬品が添着されている吸着剤を充填したタンク
またはフレームを配置してその中に空気を流し、さらに
その後ろにダスト除去用の上記のような中・高性能エア
フィルタを設置する手段が用られている。

【０００５】さらに、ガス吸着とダスト捕集を一緒に行
う空気清浄化機構も実施されており、ガスの吸着機能を
有する活性炭を繊維状にしてエアフィルタを構成し、ガ
ス吸着とダスト捕集を同時に行うようにしたものが開発
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように空気清浄化
処理は、汚染ガスおよびダストの両方について行うのが
理想的である。しかしながら、いかにＵＬＰＡフィルタ
といえども粒径０．１μm以下のガス成分については対
象外である。そこでガス吸着機構とダスト捕集機構とを
併用する上記した前者のような方法が適用されるが、こ
のような方法はガス吸着性能、ダスト濾過性能は十分に
確保できるが、そのためには接触時間を大きくとる必要
があり、処理する空気量に比べると、ガス吸着装置が大
型になり、プラント用には適していても、一般ビルディ
イングの空調用としては適当でない。

【０００７】一方、上記した後者のようなエアフィルタ
そのものを活性炭繊維で構成する手段にあっては、ガス
およびダストの処理機構が共通するため、限定された設
置空間における処理能力には限界があり、しかも特定の
対象ガスを選択的に処理する機能はない。

【０００８】本発明の目的は、ガス吸着とダスト捕集を
効率よく行うことができるコンパクトなエアフィルタを
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、濾材をジグザグ折りしたエアフィルタに
おいて、折返した濾材と濾材との間にセパレータ機能を
有するガス吸着部材を配設した。このガス吸着部材はエ
アフィルタの気流の入口側および出口側の両側に配設さ
れる。また、このガス吸着部材はエアフィルタの気流の
入口側または出口側のいずれか一方に配設し、他方には
波型薄板材による通常のセパレータを配設してもよい。

【００１０】このようなガス吸着部材は、通気性を備え
たシートに縦横に適当な配列に従って独立して膨出する
複数のカプセルを形成し、形成された個々のカプセル内
に例えば顆粒状のガス吸着剤を装填して封着したシート
カプセルからなる。しかもこの独立して配列されたカプ
セルには、個別に酸性ガス吸着剤、アルカリ性ガス吸着
剤、臭気ガス吸着剤または芳香材のいずれかが装填され
る。

【００１１】また、前記ガス吸着部材は、前記カプセル
をシートの片面側に膨出成型した２枚のシートカプセル
を、カプセルを外側にして重ね合わせ、カプセルの頂部
が両側に位置する前記濾材面に当接するように、しかも
カプセルの長軸が気流に沿って配列するように構成する
とよい。さらに好適には、気流の入口側に配設されるカ
プセルを形成するシートには、通気性の大きな素材を使
用し、出口側に配設されるカプセルを形成するシートに
は、通気性が少なく組成の緻密な素材を使用する。

【００１２】

【作用】本発明の前記手段によれば、濾材をジグザグ折
りした例えば中性能または高性能のエアフィルタの濾材
と濾材の間に挿入されたガス吸着部材が濾材のダストの
捕集と協働してガス成分を吸着する。ガス吸着部材は、
シートカプセルとして通気性のあるシートに膨出させて
成形したカプセル内に保持されているガス吸着剤（以下
吸着剤）によって有害ガス成分を吸着する。

【００１３】気流は濾材と濾材の間に挿入されたシート
カプセルの複数の膨出カプセル部分間の空間に沿って流
れるから、ガス吸着部材をエアフィルタの気流の入口側
および出口側の両側に配設すると、空気は入口側でシー
トカプセルに沿って流れる間にガスが吸着され、濾材を
通過する際にダストが捕集され、さらに出口側でシート
カプセルに沿って流れる間に再度ガス吸着が行われる。
空調設備の仕様または空調条件によっては、ガス吸着部
材は、エアフィルタの気流の入口側または出口側のいず
れかに設置するだけで、十分に機能を発揮させることが
できる。

【００１４】カプセルを形成したシートには通気性があ
るから、気流は吸着剤と容易に接触できる。吸着剤を例
えば顆粒状に形成すれば、吸着剤がシートを通過してカ
プセル外に漏れ出すことはない。シートの通気性を適宜
選択することにより、内部の吸着剤が振動、摩擦等の機
械的刺激によって粉化した場合であっても吸着剤がカプ
セル外に飛散することを防止できる。

【００１５】さらに、吸着剤を装填したカプセルは、所
定の大きさを備え縦横に適当な配列で独立に設けられて
いるので、縦方向または横方向のいずれかに種類の異な
る吸着剤を装填することにより、吸着対象ガスに複数の
種類を選ぶことが可能であり、しかもカプセルは互いに
独立しているので、異種吸着剤が混ざり合うことによっ
て生じる不具合を防止することができる。

【００１６】最近、芳香によって心理作用をコントロー
ルする研究が盛んに行われていることと相俟って、本発
明のガス吸着エアフィルタによれば、別設の芳香発生機
構よりの香気は通過させ臭気や有害ガスのみを選択的に
吸着するように、カプセル内の吸着剤を設定することが
可能であり。さらに、ガス吸着部材を内包するカプセル
の他に、芳香材を内包するカプセルを混在させ匂いを配
慮した居住環境の空調を図ることも可能である。

【００１７】シートカプセルはカプセルの膨出によって
構造体を形成するため、カプセルをシートの片面側に膨
出させた２つのシートカプセルを向かい合わせに重ねる
ことで十分な剛性が付与され、カプセルの頂部を濾材面
に当接支持させることで、隣接する濾材と濾材との間隔
を保持するセパレータとして機能させることができる。
この場合、クラフト紙等を波型にしたセパレータに比べ
ると、シートカプセルは吸着剤が入っている分だけ通気
抵抗が増加する。しかしながら、カプセルの長軸が気流
に沿って配列するように構成してあるので、フィルタ全
体からすれば、もともとエアフィルタ濾材の抵抗が格段
に大きな比率を占めており、セパレータをシートカプセ
ルに置換したことによる通気抵抗の上昇は、殆ど問題に
ならないくらい僅かなものである。

【００１８】一方、気流の流れがない静的雰囲気の中で
は、ガス成分がシートを介してカプセル内に移行するこ
とは殆ど認められない。従って、空気が滞留する空調機
の停止期間中は、カプセル内の吸着剤は殆ど吸着作用を
行わず吸着能力の消耗が防止できる。また、シートカプ
セルの通気性および吸着剤の顆粒サイズは適当に選定す
ることができるから、吸着剤の寿命および吸着効率をあ
る程度調整することが可能である。

【００１９】気体入口側に設置するガス吸着部材に使用
するシートカプセルは、通気性を大きくすることによ
り、吸着作用を大きくすることができるが、このため、
吸着剤が粉化した場合にカプセル外に飛散することが考
えられる。しかしながら、粉体の飛散が多少認められる
場合があっても、中・高性能フィルタの濾材により全て
捕集することができる。一方、下流となる出口側には、
吸着作用を多少犠牲にしても緻密な素材で形成したシー
トカプセルを使用することにより、吸着剤が粉体化して
もカプセル外の飛散は防止できる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。以下、図面中共通するものには同一の符号が用い
てある。図１は本発明に係わるガス吸着エアフィルタの
断面図示を含む斜視図である。図中、１０は単位のエア
フィルタを画定する構成枠である。１１は濾材で、枠１
０の内部に濾材面同士が所定の間隔を保つように平行に
折返したシグザグ折り形状に収納され、空気入口側１２
にあたる枠の内面とは気密が保たれるように、公知の手
段によりシール１３が施される。濾材１１には、ガラス
繊維、ポリプロピレン等が素材として使用される。

【００２１】１５はシートカプセルで、通気性のある紙
または不織布を素材とするカプセル形成シート１４に、
適当な配列パターンで膨出部分（カプセル）１６が押型
成形され、カプセル１６の内部に顆粒状の吸着剤１８が
装填されて封止シート２０により封着されている。図２
に、カプセル１６の一部を破断して、シートカプセル１
５の構成を図示した。この顆粒状の吸着剤１８は、処理
ガスの種類により公知の技術に従って、適切な素材を選
定し、所定処理量、処理寿命等に基づいて適正な顆粒の
サイズおよび分量を設定する。

【００２２】２２（図１）はガス吸着部材で、封止シー
ト２０側を対面させて重ね合わせた２枚のシートカプセ
ル１５からなり、厚さ方向の両面に膨出するカプセル１
６の頂部間の距離は、ジグザグ折りの濾材１１の隣り合
う面間距離に整合させる。従って、ガス吸着部材２２
は、隣接する濾材面間のセパレータとして機能する。

【００２３】次に図３に示したガス吸着エアフィルタの
縦断面図に基づいて作用を説明する。矢印Ａは、代表的
は空気の流れを示す。濾材１１はジグザグ折りされるこ
とによって、ガス吸着部材２２が離隔する並列配置の濾
材部分１１ａ、空気入口側１２に開口部分２４と交互に
存在する閉止濾材部分１１ｂおよび空気出口側２５に入
口側１２と逆の順序で開口部分２７と交互に存在する閉
止濾材部分１１ｃが形成される。すなわち、入口側１２
での開口部分２４は出口側２５で濾材１１ｃに閉止さ
れ、入口側１２で濾材１１ｂに閉止されている部分は、
出口側１３では開口部分２７となる。この構成により、
濾材折返しにより形成された入口開口部分２４に連通す
る入口側空間部６０と出口開口部分２７に連通する出口
側空間部６１とがこれらの間に濾材１１ａを介装した状
態で交互に配設される。

【００２４】空調機構の強制送風により、空気は入口側
１２の開口部分２４から流入し、出口側２５の開口部分
２７から流出する。開口部分２４から入口側空間部６０
内に流入した汚染空気は、閉止濾材部分１１ｃの抵抗を
受けて圧力が上昇し、中間の濾材１１ａを通過して隣接
する出口側空間部６１内に流入し出口開口部分２７から
流出する。このため、汚染空気は、入口側空間部６０内
に配設したガス吸着部材２２ａのシートカプセル１５に
沿って流れながらカプセル形成シート１４を透過してカ
プセル１６が内包する吸着剤１８により空気中に含まれ
る除去対象ガスが吸着される。次に各空間部６０、６１
の間に介装された濾材１１ａを通過することによりダス
ト成分が濾過される。さらに、通過空気は出口側空間部
６１内に配設されたガス吸着部材２２ｂのシートカプセ
ル１５に沿って流れ、内包する吸着剤１８でさらに処理
され清浄空気となって放出される。

【００２５】本発明に係わるカプセル形成シート１４の
実施例に使用された通気性の異なる３種類の素材シート
について、シートの通気性とシートに沿って流れる炭酸
ガス（ＣＯ₂）がシートを透過する移行率との関係を調
べると、表１の通りであった。通気性の数量的表示とし
ては、日本工業規格：紙および板紙の透気度試験方法
（ＪＩＳＰ８１１７_-1963 ）に定義されている透気度
を使用した。

【００２６】

【表１】試料シート透気度 (sec/100cc) ＣＯ₂移行率 (％) Ａ１約７０Ｂ２〜６．５約５０Ｃ２５〜５０約１５表１で判るように、透気度の小さい（通気性の大きい）
シートは炭酸ガスの移行率が大きく、透気度が大きく
（通気性が小さく）なるに従って、炭酸ガスの移行率も
小さくなる。このことはその他のガス成分についても同
様であって、一般的には、吸着剤１８を被覆するカプセ
ル形成シート１４として透気度１００ sec/100cc 以下
のシートが使用される。仕様によって大きな吸着効果を
期待する場合には、透気度の小さい（通気性の大きい）
シートを選定し、また、長期間の使用に対しては透気度
の大きな（通気性の小さい）シートが使用される。すな
わち、カプセル形成シート１４には、用途に合わせて適
正な通気性が備わったものを選ぶことができる。

【００２７】一方、気流が存在しないときは、シートを
透過するガス成分の移行は殆ど認められず、カプセル形
成シート１４は吸着剤１８と外気を遮断する隔壁として
機能する。このため、空調機の停止期間中は空気が滞留
するから、ガス成分がカプセル形成シート１４を透過し
てカプセル１６内に侵入することはなく、よって内包さ
れている吸着剤１８がいたずらに吸着能力を消耗するこ
とはない。

【００２８】図４に示されるように、ガス吸着部材２２
はカプセル１６の長軸が気流Ａに沿って配列するように
構成され、図５に断面で示すように、隣接するカプセル
１６同士の間には、空気抵抗を極力少なくするように十
分な大きさの空気の流通路２８が確保されている。

【００２９】図６は、別の実施例によるガス吸着部材３
２を示す断面図で、カプセル３６を波型状に成形したカ
プセル形成シート３４を対称に向かい合わせに結合して
吸着剤１８を封着したもので、前記実施例で使用された
ような封止シートを省略することができる。

【００３０】図７は、その他の断面形状によるカプセル
の実施例を示したものである。（ａ）にはカプセル形成
シート４４に断面がトンネル型（またはハット型）のカ
プセル４６が、（ｂ）にはカプセル形成シート５４に断
面が三角屋根型（またはＶ字ジグザグ型）のカプセル５
６が、そして（ｃ）にはカプセル形成シート６４に断面
が鋸歯型のカプセル６６がそれぞれ図示されている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係わるガス
吸着エアフィルタは、ジグザグ折りした中性能または高
性能のエアフィルタの折返した平行部分の濾材と濾材同
士の間にガス吸着部材を挿入したので、空気がガス吸着
エアフィルタに入ってから出るまでの間、エアフィルタ
の濾材を通過するときを除いては常に吸着剤の入ったシ
ートカプセルに沿って流れ、その間は継続的にガス吸着
が行われ、これによりダスト濾過性能のよいガス吸着エ
アフィルタをコンパクトに構成することができる。

【００３２】さらに、吸着剤を装填したカプセルは、互
いに独立して配列されているので、特定ガスを選択的に
分別吸着することが可能となるほか、個々のカプセル内
に装填した異種の吸着剤が互いに混ざり合うことがな
く、またカプセル内の吸着剤は、振動や摩擦によって粉
化しても通気性シート外に飛散して、通過空気を汚染す
ることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるガス吸着エアフィルタの一部を
断面で示した斜視図である。

【図２】本発明に係わるシートカプセルの一部を破断し
て示した斜視図である。

【図３】本発明に係わるガス吸着エアフィルタの縦断面
図である。

【図４】図３のIV-IV線に沿った断面図である。

【図５】図４のV-V線に沿った一部を拡大して示した断
面図である。

【図６】別の実施例によるガス吸着部材の一部を拡大し
て示した断面図である。

【図７】カプセルの種々の形状例を示した断面図であ
る。

【図８】従来のエアフィルタの断面斜視図である。

【符号の説明】

１０構成枠１１濾材１２空気入口側１４カプセル形成シート１５シートカプセル１６カプセル１８吸着剤２０封止シート２２ガス吸着部材２４開口部分（入口側）２５空気出口側２７開口部分（出口側）２８空気の流通路

フロントページの続き (72)発明者梅屋薫宮城県仙台市太白区八木山本町一丁目30番地の13 (72)発明者岩宮正治東京都中央区京橋二丁目５番12号東洋熱工業株式会社内 (72)発明者上谷勝洋東京都中央区京橋二丁目５番12号東洋熱工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行な折返し並列部を有するジグザグ折
り形状の濾材からなるエアフィルタにおいて、前記平行
な並列部の濾材と濾材との間にガス吸着部材を配設した
ことを特徴とするガス吸着エアフィルタ。
【請求項２】前記ガス吸着部材をエアフィルタの気流
の入口側および出口側の両側に配設したことを特徴とす
る請求項１に記載のガス吸着エアフィルタ。
【請求項３】前記ガス吸着部材をエアフィルタの気流
の入口側または出口側のいずれか一方に配設し、他方に
は波型薄板材によるセパレータを配設したことを特徴と
する請求項１に記載のガス吸着エアフィルタ。
【請求項４】前記ガス吸着部材が、通気性を備えたシ
ートに縦横に適当な配列に従って独立して膨出する複数
のカプセルを形成し、形成された個々のカプセル内にガ
ス吸着剤を装填して封着したシートカプセルからなるこ
とを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の
ガス吸着エアフィルタ。
【請求項５】前記独立して配列されたカプセルには、
個別に酸性ガス吸着剤、アルカリ性ガス吸着剤、臭気ガ
ス吸着剤または芳香材のいずれかが装填されていること
を特徴とする請求項４に記載のガス吸着エアフィルタ。
【請求項６】前記ガス吸着部材が、前記カプセルをシ
ートの片面側に膨出成型した２枚のシートカプセルを、
カプセルを外側にして重ね合わせ、カプセルの頂部が両
側に位置する前記濾材面に当接するように、かつカプセ
ルの長軸が気流に沿って配列するように構成されている
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載
のガス吸着エアフィルタ。
【請求項７】前記気流の入口側に配設されるカプセル
を形成するシートには、通気性の大きな素材を使用し、
出口側に配設されるカプセルを形成するシートには、通
気性が少なく組成の緻密な素材を使用するようにしたこ
とを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の
ガス吸着エアフィルタ。