JPWO2015173949A1 - 活性炭カートリッジ、ガス浄化装置及び空気浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静電気による帯電が防止された活性炭カートリッジと、この活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置及び空気浄化方法とを提供する。【解決手段】ガス浄化装置１は、円筒形のハウジング４と、プレフィルタ５と、ファン６と、該ファン６からの送気を透過させるように設けられた活性炭カートリッジ７と、アフターフィルタ８とを有する。活性炭カートリッジ７は、内筒１０及び外筒１１と、リング状のフロントエンドプレート１２と、円板状のリヤエンドプレート１３と、内筒１０の外周面及び外筒１１の外周面に沿って設けられた静電フィルタシート２０，２１と、内筒１０と外筒１１との間のスペースに充填された粒状活性炭１４とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、通気性の内筒と外筒との間に活性炭を充填した活性炭カートリッジと、この活性炭カートリッジを用いたガス浄化装置及び空気浄化方法に関する。

活性炭の充填層に空気等のガスを通気すると、ガス中の腐食性成分や臭気成分等が吸着除去される。特許文献１の図５，６には、通気性の内筒と外筒との間に活性炭を充填し、内筒内に空気を送り込み、外筒の外周面から浄化空気を取り出すように構成した活性炭カートリッジが記載されている。特許文献２の図５〜８には、ファンによって空気を活性炭に通気してガス状不純物を除去する空気清浄機が記載されている。

近年、複合腐食性ガスに起因する高精度の電気・電子機器の腐食発生によって、工場内でさまざまなトラブル発生している。例えば電子部品製造工程で発生した極めて低濃度の硫化水素により、電気設備・電子機器・電子部品の表面に露出した銅などの金属が腐食することがある。

精密基板などを採用した盤、制御部品等は、硫化水素などにより精密基板が腐食して短絡トラブルにより故障・破損すると、その修繕には多大な労力と時間を要するため、製造ライン休止による被害が甚大である。そのため、これらの精密基板などを採用した盤、制御部品等を設置した室内の空気から硫化水素などの腐食性成分を高度に除去することが求められている。

硫黄酸化物や硫化水素等を空気中から除去するために、ヨウ化カリウムを添着した活性炭を用いることが知られている（特許文献３）。

なお、空気浄化用静電フィルタシートとして特許文献４〜６に記載のものが知られている。

特開２００１−２２５０５５ 特開２００２−１７０８７４ 特開２００３−１０６８８ 特開昭６０−４４０１５ 特開２００１−２６９５２０ 特開２０１４−７３４４３

活性炭カートリッジに通気すると、活性炭が微動したり、空気と活性炭カートリッジとが摩擦することなどにより静電気が発生し、活性炭カートリッジが帯電することがある。本発明は活性炭カートリッジの帯電を防止することを目的とする。また、本発明は、この活性炭カートリッジを用いたガス浄化装置と、電気機器室の空気浄化方法とを提供することを目的とする。

被処理ガスを長時間にわたって粒状活性炭充填活性炭カートリッジに通気すると、粒状活性炭が次第に粉化し、微粉炭が活性炭カートリッジから流出し、該活性炭カートリッジ下流のアフターフィルタに目詰りが生じる。特に、比較的大型の活性炭カートリッジを用いた場合、活性炭カートリッジへの通気速度を大きくすると、活性炭の振動が大きくなり、活性炭が粉化し易くなり、アフターフィルタに目詰りが生じ易くなり、アフターフィルタの交換頻度が高くなる。

本発明は、その一態様において、微粉炭の流出が抑制された活性炭カートリッジと、この活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置及びこの活性炭カートリッジを用いた電気機器室の空気浄化方法とを提供することを目的とする。

本発明の活性炭カートリッジは、通気孔を有した内筒及び外筒と、該内筒と外筒との間に充填された粒状活性炭とを有する活性炭カートリッジにおいて、少なくとも外筒を導電材製とする構成及び該外筒の外周面に沿って静電フィルタシートを設ける構成の少なくとも一方の構成を備えたことを特徴とするであることを特徴とするものである。

導電材としてはステンレスが好適である。外筒をステンレス製とした場合、外筒にアース座を設けることが好ましい。

本発明のガス浄化装置は、かかる本発明の活性炭カートリッジと、該活性炭カートリッジにガスを通気させる通気手段とを有する。

この通気手段は、前記活性炭カートリッジの内筒内にガスを供給し、外筒の外周面からガスを流出させるよう構成されていることが好ましい。

本発明の空気浄化方法では、このガス浄化装置によって電気機器室内の空気を浄化する。

本発明の活性炭カートリッジを備えたガス浄化装置に腐食性成分や臭気成分等を含有した被処理ガスを通過させると、腐食性成分や臭気成分等が活性炭に吸着され、ガスが浄化される。これにより、電気機器室内の電気機器の腐食が防止される。このガス浄化装置へのガス供給を継続すると、活性炭粒子同士の摩擦や空気と活性炭カートリッジとの摩擦によって静電気が発生するが、外筒の外周面に設けた静電フィルタシート又は導電材製とされた外筒によって帯電が防止される。

また、このガス浄化装置へのガス供給を継続すると、次第に活性炭に粉化が生じてくるが、静電フィルタシートを設けているので、微粉炭が流出することが抑制される。

実施の形態に係るガス浄化装置の長手方向の断面図である。 図２ａは実施の形態に係る活性炭カートリッジの軸心方向の断面図、図２ｂは図２ａのIIｂ−IIｂ線断面図である。 図３ａは比較例に係る活性炭カートリッジの軸心方向の断面図、図３ｂは図３ａのIIIｂ−IIIｂ線断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１，２ａ，２ｂの通り、このガス浄化装置１は、活性炭カートリッジ７によって空気を浄化するように構成されたものである。

ガス浄化装置１は、円筒形のハウジング４と、該ハウジング４の上流側の端部を横断するように設けられた不織布等よりなるプレフィルタ５と、該プレフィルタ５と活性炭カートリッジ７との間に配置されたファン６と、該ファン６からの送気を透過させるように設けられた該活性炭カートリッジ７と、ハウジング４の下流側の端部を横断するように設けられたアフターフィルタ８とを有する。

活性炭カートリッジ７は、図２ａ，２ｂに示すように、通気性の内筒１０及び外筒１１と、該内筒１０と外筒１１との間のスペースの一端側を閉鎖するリング状のフロントエンドプレート１２と、活性炭カートリッジ７の他端側を全面的に閉鎖する円板状のリヤエンドプレート１３と、外筒１１の外周面に沿って設けられたフィルタシート２１と、内筒１０の外周面に沿って設けられたフィルタシート２０と、内筒１０と外筒１１との間のスペースに充填された粒状活性炭１４とを有する。

ハウジング４の内面には中心孔１５ａを有したリング状の仕切板１５が設けられている。活性炭カートリッジ７が該仕切板１５にボルト等によって脱着自在に取り付けられている。中心孔１５ａと内筒１０とは、略等径であり、同軸状に配置されている。外筒１１の直径はハウジング４よりも小径である。外筒１０はハウジング４と同軸状に設置されており、外筒１０の外周面とハウジング４の内周面との間が通気空間となっている。

内筒１０、外筒１１としては、厚み１〜３ｍｍ、開口率２０〜３５％、孔径１〜５ｍｍ程度の多孔状の筒体や、網状濾過体（目開き１〜２．５ｍｍ程度）が好適である。

内筒１０及び外筒１１の構成材料としては、導電性と耐食性を兼備したステンレスが好適であるが、塩化ビニルなど耐食性を備えた合成樹脂であってもよい。外筒がステンレスなど導電材で構成されている場合、外筒にアース座を設け、静電気をアースに逃がすように構成しても良い。

フィルタシート２０，２１としてはＪＩＳ１１種（風速８．７ｃｍ／ｓ）での捕集効率１０〜４０％程度のものが好適である。

合成樹脂など非導電性材料で外筒１１を構成した場合、外筒１１の外周面に設けるフィルタシート２１として静電フィルタシートを用いて帯電を防止する。外筒１１がステンレスなど導電材よりなる場合、外筒１１の外周面に設けるフィルタシートは、静電フィルタシートであってもよく、それ以外の不織布等よりなるフィルタシートであってもよい。

静電フィルタシートとしては、例えば、ポリプロピレン不織布にコロナ放電処理などして帯電処理加工を施したものや、羊毛繊維を含む不織布にフエノール系樹脂加工を施したものをなめし工程で帯電処理を施したもの（特許文献４，５）、帯電した不織布を含む静電フィルターであって、該不織布は、熱可塑性樹脂からなる第１成分と、該第１成分の紡糸後の融点よりも高い紡糸後の融点を有する熱可塑性樹脂からなる第２成分とを含み、かつ該第１成分が該第２成分の表面の少なくとも一部を被覆してなる静電フィルター（特許文献６）など各種のものを用いることができる。

内筒１０の内周面に設けるフィルタシートは、静電フィルタシートであってもよく、それ以外の不織布等よりなるフィルタシートであってもよいが、内筒１０が非導電材よりなる場合は静電フィルタシートであることが好ましい。

活性炭カートリッジ７は粒状活性炭１０〜２０ｋｇを収容できる大型のものである。なお、活性炭の充填量が１０ｋｇを下回るとカートリッジ交換頻度が高くなる場合がある（例えば５０〜４００ｐｐｂの硫化水素を１０ｐｐｂ以下に低減するのが困難となる）。また、２０ｋｇを超えると搬送や交換の作業が困難になることがある。

粒状活性炭は粒径２．４〜４．７ｍｍの活性炭が９０ｗｔ％以上の粒度のものを用いるのが好ましい。この実施の形態では、活性炭にヨウ化カリウムが添着されていることが好ましい。ヨウ化カリウムの添着量は０．０１〜１０ｗｔ％であることが好ましい。

プレフィルタ５としては、一般的な除塵フィルターでありＡＳＨＲＡＥ平均質量法捕集率で７０〜８０％程度のものが好適である。アフターフィルタ８としては、一般的な中高性能フィルターでありＪＩＳ比色法捕集率で９０％以上のものが好適である。ただし、これらは一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。

このように構成されたガス浄化装置において、ファン６を駆動すると、腐食性成分などを含有した被処理ガスがプレフィルタ５を透過して活性炭カートリッジ７内に流入し、活性炭カートリッジ７の内筒１０、フィルタシート２０、活性炭１４の充填部、外筒１１、及びフィルタシート２１を順次透過し、浄化ガスがアフターフィルタ８を透過して流出する。

ガス浄化装置の運転を継続すると、活性炭１４に徐々に粉化が生じてくるが、フィルタシート２１を設けているので、微粉炭が活性炭カートリッジ７から流出することが抑制され、アフターフィルタ８の目詰りが抑制され、アフターフィルタ８の交換頻度が低下する。

また、外筒１０を導電材製とすること、及びフィルタシート２１を静電フィルタシートすることの一方又は双方の構成を採用することにより、静電気の帯電が防止される。このため、ガス浄化装置の点検時や、カートリッジ交換時における作業を容易に行うことができる。

本発明のガス浄化装置は、電気機器室の空気浄化に用いるのに好適である。電気機器室は、通常２０〜３５℃程度に空調されている。この電気機器室の空気の相対湿度は、２５℃で４０％以下であることが好ましい。相対湿度が４０％を超えると、硫酸を含む結露が生じるおそれがある。相対湿度が４０％以下であると、結露のおそれがないので、外筒及び内筒の材料としてステンレスを用いることができる。

活性炭カートリッジ７に活性炭を充填するには、フロントエンドプレート１２が底面となるように活性炭カートリッジ７のカートリッジ本体を縦とし、フィルタシート９を装着した後、活性炭を充填し、リヤエンドプレート１３を装着すればよい。活性炭を充填するに際しては、内筒１０にキャップを被せておき、内筒１０の内側に活性炭が入り込まないようにするのが好ましい。また、活性炭の全量を一度に投入するのではなく、全量の２／３ほどを充填した後、バイブレータ等によって加振し、活性炭層を締める（充填密度を高くする）ようにした後、残部の活性炭を充填し、再度振動締め固めし、次いで必要に応じて活性炭を追加充填し、リヤエンドプレート１３を装着するのが好ましい。

なお、本発明では、ガスを外筒外周面から内筒に向って流すことも可能である。

以下、比較例及び実施例について説明する。
［比較例１］
活性炭カートリッジとして図３に示す活性炭カートリッジ７’を用いた。この活性炭カートリッジ７’は、フィルタシート２１を外筒１１の内周面に沿って設けたこと以外は図２の活性炭カートリッジ７と同一構造を有する。

内筒１０、外筒１１としては塩化ビニル製の多孔状円筒（厚み５ｍｍ、孔径２ｍｍ、開口率２２．５％）を用いた。フィルタシート２０，２１として不織布静電フィルタシートを用いた。具体的には、東洋紡製のエリトロン（登録商標）ＥＦ（捕集効率２０〜３５％）を用いた。なお、長方形状の１１１５ｍｍ×５００ｍｍのエリトロンシートを筒状に巻回して保形し、内筒１０の外周面及び外筒１１の内周面に沿ってそれぞれ設置し、粘着テープで仮留めし、その後、活性炭を充填した。

内径２００ｍｍ、外径３５０ｍｍ、長さ５００ｍｍであり、粒状活性炭充填量１５ｋｇの活性炭カートリッジ７’を図１のハウジング内に設置し、ガス浄化装置を構成した。粒状活性炭として粒径２．４〜４．７ｍｍが９０ｗｔ％以上の粒度のものを用いた。活性炭にはヨウ化カリウムを０．５ｗｔ％添着した。

プレフィルタ５としては日本バイリーン製のフィレドン（登録商標）エアフィルタＰＳ（捕集効率７６％）を用い、アフターフィルタ８としては日本バイリーン製のフィロプリーツ（登録商標）ＶＭ（捕集効率９０％）を用いた。

硫化水素を１００ｐｐｂ含む２５℃での相対湿度２５％の空気を、このガス浄化装置１に対して、活性炭カートリッジ透過風量が６ｍ^３／ｍｉｎとなるように通気して１年間連続運転したところ、硫化水素濃度は、１０ｐｐｂ以下に維持された。アフターフィルタ８の差圧が初期差圧から１００〜２００Ｐａ程度上昇したときにアフターフィルタ８を交換するようにメンテナンスした。その結果、アフターフィルタ８は途中で１回交換するだけで足りた。ただし、運転開始後１２時間で活性炭カートリッジ７’に−１２ｋＶの静電気が生じた。

［実施例１］
比較例１において、静電フィルタシート２１を塩化ビニル製外筒１１の外周面に巻いて図２に示す構成とした活性炭カートリッジ７を用いたこと以外は同一のガス浄化装置を同一条件で運転した。その結果、アフターフィルタ８は１年間で１回交換するだけで足りた。また、静電気による帯電は生じなかった。

［実施例２］
比較例１において、外筒１１をステンレス製の多孔状円筒（厚み２ｍｍ、孔径２ｍｍ、開口率２２．５％）としたこと以外は同一条件で運転した。また、外筒１１をアースした。その結果、アフターフィルタは１年間に１回交換するだけで足りた。また、静電気による帯電は生じなかった。

［実施例３］
実施例２において、静電フィルタシート２１を図２のように外筒１１の外周面に巻いたこと以外は同一条件で運転した。その結果、アフターフィルタは１年間に１回交換するだけで足りた。また、静電気による帯電は生じなかった。

１ ガス浄化装置
４ ハウジング
５ プレフィルタ
６ ファン
７ 活性炭カートリッジ
８ アフターフィルタ
１０ 内筒
１１ 外筒
１４ 活性炭
２０，２１ フィルタシート

Claims (8)

1. 通気孔を有した内筒及び外筒と、該内筒と外筒との間に充填された粒状活性炭とを有する活性炭カートリッジにおいて、
   少なくとも外筒を導電材製とする構成及び該外筒の外周面に沿って静電フィルタシートを設ける構成の少なくとも一方の構成を備えたことを特徴とする活性炭カートリッジ。
2. 請求項１において、前記外筒をステンレス製としたことを特徴とする活性炭カートリッジ。
3. 請求項２において、ステンレス製の外筒の外周面に静電フィルタシートを設けたことを特徴とする活性炭カートリッジ。
4. 請求項２又は３において、前記外筒にアース座を設けたことを特徴とする活性炭カートリッジ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項の活性炭カートリッジと、該活性炭カートリッジにガスを通気させる通気手段とを有するガス浄化装置。
6. 請求項５において、該通気手段は前記活性炭カートリッジの内筒内にガスを供給し、外筒の外周面からガスを流出させるよう構成されていることを特徴とするガス浄化装置。
7. 電気機器室内の空気を請求項５又は６のガス浄化装置によって浄化する空気浄化方法。
8. 請求項７において、電気機器室内の空気の２５℃における相対湿度が４０％以下であることを特徴とする空気浄化方法。

Images