JP7011401B2 - 空気清浄装置、及び空気清浄方法 - Google Patents
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Description
従来、オゾン濃度が基準値を超えることを抑えるために、空気清浄装置内に、オゾン分解作用を有する触媒を配置し、濾材を通過したオゾンの濃度を下げた後、外部への排出を行う場合がある。しかし、このようなオゾン分解のための手段は、オゾン分解作用を継続して発揮させるために、メンテナンスあるいは交換を行う必要があり、手間あるいはコストがかかる。
また、濾材や、濾材の周辺部材は、紫外線に長時間曝されることで劣化する場合があり、劣化した濾材等が発塵して、下流側に異物を放出することで空気が汚染される場合がある。
複数の繊維を有する繊維体からなり、空気中の微粒子を捕集する濾材と、
紫外線を照射して空気中にオゾンを発生させるオゾン生成装置と、を備え、
前記繊維は、25℃での表面張力が25mN/m以上である、水を含んだ液体に対して撥水性を有し、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、及びポリオレフィンのいずれか1種を材質とし、
前記オゾン生成装置は、前記濾材を通過した空気のオゾン濃度が0.1ppm以下となる照射量で紫外線の照射を行う、ことを特徴とする。
複数の繊維を有する繊維体からなる濾材を用いて空気中の微粒子を捕集するステップと、
紫外線を照射して前記空気中にオゾンを発生させるステップと、を備え、
前記繊維は、25℃での表面張力が25mN/m以上である、水を含んだ液体に対して撥水性を有し、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、及びポリオレフィンのいずれか1種を材質とし、
前記オゾンを発生させるステップでは、前記濾材を通過した空気のオゾン濃度が0.1ppm以下となる照射量で紫外線の照射を行う、ことを特徴とする。
空気清浄装置1は、濾材10と、オゾン生成装置12と、を備えている。
濾材10の繊維は撥水性を有している。このため、繊維の表面に水分が保持され難く、繊維に付いた微生物は、増殖、あるいは、胞子の放出を行うことが困難な環境下に置かれる。このように、繊維に付いた微生物の増殖等が抑制されていることで、オゾン生成装置12によって生成されるオゾンの濃度が低くても、繊維に付いた微生物を効果的に殺菌し、菌数を減少させることができる。なお、微生物としては、ウィルス、細菌、カビ等の真菌が挙げられる。真菌には、菌糸、胞子が含まれる。これに対し、繊維の表面が親水性を有している場合は、繊維の表面に水分が保持されやすく、繊維に付いた微生物は増殖等の活動を継続できる環境下に置かれ、菌数が増加しやすい。このため、表面が親水性を有する繊維に付いた微生物を殺菌し、菌数を減少させるためには、高濃度のオゾンを発生させる必要がある。
また、濾材10の繊維として、有機繊維のほか、撥水性を有するガラス繊維を挙げることができる。撥水性を有するガラス繊維として、具体的に、ガラス繊維に公知の方法で撥水処理を施したもの、ガラス繊維同士を接着するバインダをガラス繊維に付着させたもの、ガラス繊維を合成樹脂でコーティングしたもの、空気中の油分が表面に付着することで、ガラス繊維の表面が撥水性を有するに至ったもの等が挙げられる。
また、繊維を構成する材料は、その表面に水分子を含むものであっても、上述した撥水性を有するガラス繊維と同様に、周りの空気との接触が断たれたものであれば、繊維10の材料として用いることができる。
濾材10は、種類の異なる不織布等を重ね合わせたものであってもよい。また、繊維体は、プリーツ加工され、山折りと谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状を有するものであってもよい。
オゾン生成装置12は、空気清浄装置1が設置された室内のオゾン濃度が0.1ppm以下、好ましくは0.08ppm以下、より好ましくは0.05ppm以下となる照射量で紫外線の照射を行うことが好ましい。室内のオゾン濃度は、例えば、オゾン生成装置12を所定時間(例えば7~8時間)稼働させた時点で測定される。
紫外線の照射量は、空気清浄装置1の操作パネルやリモコンを用いて利用者が指定した、もしくは、空気清浄装置1の製造時に予め定められた、照射時間や、紫外線の強度、照射するタイミングによってランプを照射するよう、空気清浄装置1の制御装置によって調整される。
プレフィルタ14は、濾材10よりも粒子サイズの大きい粒子を捕集するためのフィルタである。プレフィルタ14は、図1に示す例において、オゾン生成装置12の上流側に配置されている。
光触媒装置16は、例えば、光触媒を担持させたセラミックス材料からなる装置であり、空気中の微粒子を捕集し、空気中の臭いの成分や、ホルマリン等の有機化合物を酸化、分解する。光触媒としては、例えば酸化チタンが用いられる。光触媒装置16は、図1に示す例において、プレフィルタ14の下流側で、濾材10の上流側に配置されている。
ファン18は、図示されない吸込口から、筐体20内に外気を取り込み、プレフィルタ14、光触媒装置16、濾材10を通過させ、排出口20aから、清浄化された空気が排出される空気の流れを形成する。ファン18には、例えば、クロスフローファンが用いられるが、これに限定されない。
筐体20には、吸込口、及び排出口20aが設けられるとともに、筐体20内に図示されない通気路が設けられ、通気路の途中に、プレフィルタ14、光触媒装置16、濾材10が、この順に配置されている。
空気清浄装置1の通気路上に配置される各部材は、紫外線による劣化が起きにくく、発塵しにくい材料で構成されることが好ましい。
次に、図2を参照して、変形例による空気清浄装置を説明する。
図2は、変形例による空気清浄装置の内部構成を模式的に示す断面である。
変形例では、上記説明した空気清浄装置1の筐体20に代えて、ダクト30が用いられている。ダクト30は、上流側に設けられた吸込口30aと、下流側に設けられた排出口30bと、を有している。変形例による空気清浄装置は、図2に示す例では、上流側から順に、プレフィルタ14、オゾン生成装置12、濾材10を備えるエアフィルタ11、が配置されている。変形例による空気清浄装置は、ファン18を備えており、吸込口30aから取り入れた空気を、プレフィルタ14、濾材10を順に通過させ、清浄化された空気を排出口30bから外部に排出する。
変形例による空気清浄装置は、ビル、工場などの建物内に設置された空調システムの一部を構成する。
本実施形態の空気清浄方法は、微粒子を捕集するステップと、オゾンを発生させるステップと、を備える。
微粒子を捕集するステップでは、複数の繊維を有する繊維体からなる濾材を用いて空気中の微粒子を捕集する。
オゾンを発生させるステップでは、紫外線を照射して濾材を通過する空気中にオゾンを発生させる。
微粒子を捕集するステップ及びオゾンを発生させるステップは、具体的に、上記説明した空気清浄装置1を用いて行うことができる。
本実施形態の空気清浄方法で用いられる濾材、及び紫外線の照射の方法は、空気清浄装置1について上記説明したのと同様である。
病院の診察室に設置した上記実施形態の空気清浄装置を稼働させ、その上に、唾液から採取した細菌及び真菌を寒天培地上で培養させたシャーレを載置した。同じ要領で作製した複数の上記シャーレを、互いに異なる時間、空気清浄装置の上に載置し、それぞれの微生物の変化を調べた。その結果、載置時間が長いシャーレであるほど、微生物が殺菌され、菌数が減少していることが確認された。
また、同じ空気清浄装置を用いて、4畳半の大きさの別の室内で換気せずに、上記実験を行ったときと同じオゾン濃度で7時間、紫外線の照射を行った時点で室内のオゾン濃度を測定したところ、0.005~0.01ppmの範囲内であった。
10 濾材
11 エアフィルタ
12 オゾン生成装置
14 プレフィルタ
16 光触媒装置
18ファン
20 筐体
20a 排出口
30 ダクト
30a 吸込口
30b排出口
Claims (4)
- 複数の繊維を有する繊維体からなり、空気中の微粒子を捕集する濾材と、
紫外線を照射して空気中にオゾンを発生させるオゾン生成装置と、を備え、
前記繊維は、25℃での表面張力が25mN/m以上である、水を含んだ液体に対して撥水性を有し、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、及びポリオレフィンのいずれか1種を材質とし、
前記オゾン生成装置は、前記濾材を通過した空気のオゾン濃度が0.1ppm以下となる照射量で紫外線の照射を行う、ことを特徴とする空気清浄装置。 - 前記照射量は、前記濾材が曝されるオゾンの濃度と、前記濾材がオゾンに曝される時間との積で計算される値が目標値となるよう調整される、請求項1に記載の空気清浄装置。
- 前記繊維の比表面積が1.0m 2 /g以上である、請求項1又は2に記載の空気清浄装置。
- 複数の繊維を有する繊維体からなる濾材を用いて空気中の微粒子を捕集するステップと、
紫外線を照射して前記空気中にオゾンを発生させるステップと、を備え、
前記繊維は、25℃での表面張力が25mN/m以上である、水を含んだ液体に対して撥水性を有し、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、及びポリオレフィンのいずれか1種を材質とし、
前記オゾンを発生させるステップでは、前記濾材を通過した空気のオゾン濃度が0.1ppm以下となる照射量で紫外線の照射を行う、ことを特徴とする空気清浄方法。
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