(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風が通過するように形成された基材と、
前記基材に設けられた吸着剤と、
前記基材よりも高い熱伝導性を有し、前記基材の風が通過する方向に沿って設けられ、前記基材の上流側の端面から露出した端部を有し、自らは発熱しない複数の線材と、
前記基材の上流側に配置された加熱装置と、
を備えた吸着フィルタ装置。
【請求項２】
前記複数の線材は、前記基材に内包された請求項１記載の吸着フィルタ装置。
【請求項３】
前記複数の線材は、互いに接触しないように設けられた請求項１又は請求項２に記載の吸着フィルタ装置。
【請求項４】
前記線材の各々の直径は、当該線材の長手方向に対して均一である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の吸着フィルタ装置。
【請求項５】
前記複数の線材は、不動態材料からなる請求項１〜請求項４のいずれかに記載の吸着フィルタ装置。
【請求項６】
前記複数の線材は、前記基材の端面から露出した端部の径が他の箇所の径よりも大きくなるように形成された請求項１〜請求項５のいずれかに記載の吸着フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス状、液状、粒子状の成分を吸着して捕捉する吸着フィルタ及びこれを用いた吸着フィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸着フィルタの一部の片側にヒータを設けた除湿機が提案されている。当該除湿機によれば、ヒータからの熱により吸着フィルタの一部に吸着した水分が放出される。その結果、吸着フィルタの吸着能力が再生される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、当該除湿機においては、吸着フィルタの奥行き方向で熱分布が生じる。すなわち、吸着フィルタのヒータとは反対側の温度が低下する。その結果、吸着フィルタのヒータとは反対側の再生効率が低下する。
【０００４】
これに対し、吸着フィルタの一部の両側にヒータを設けた脱臭機が提案されている。当該脱臭機によれば、吸着フィルタの奥行き方向の熱分布が均一化される。その結果、吸着フィルタの再生効率が向上する（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、当該脱臭機においては、吸着フィルタの両側にヒータを設ける必要がある。このため、脱臭機が大きくなる。これに伴い、脱臭機の価格が上がる。さらに、消費電力が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５５９５０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１７５２３号公報
【０００７】
これに対し、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料で形成された吸着フィルタの一部の片側にヒータを設けた技術も提案されている。当該技術によれば、吸着フィルタの両側にヒータを設けることなく、吸着フィルタの奥行き方向の熱分布が均一化される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、当該技術においては、吸着フィルタの加熱領域以外の領域に熱が拡散する。このため、吸着フィルタの加熱領域の温度が低下する。その結果、吸着フィルタの加熱領域の再生効率が低下する。
【０００９】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、片側から加熱する場合でも、再生効率を向上することができる吸着フィルタ及びこれを用いた吸着フィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る吸着フィルタ装置は、風が通過するように形成された基材と、前記基材に設けられた吸着剤と、前記基材よりも高い熱伝導性を有し、前記基材の風が通過する方向に沿って設けられ、前記基材の上流側の端面から露出した端部を有し、自らは発熱しない複数の線材と、前記基材の上流側に配置された加熱装置、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、片側から加熱する場合でも、吸着フィルタの再生効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１における吸着フィルタ装置の正面図である。
【図２】図１のＡ部の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１における吸着フィルタ装置の縦断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における吸着フィルタの温度分布を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態２における吸着フィルタ装置の要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１５】
実施の形態１．
生活環境において、屋内で発生する不快な臭気の除去ニーズは極めて高い。最近では、ペットの匹数は国内の子供の人口を上回る。このため、ペットの排泄する糞尿の臭いや体臭を消臭する消臭剤の市場が拡大している。また、社会の高齢化に伴い、介護を必要とする高齢者が急増している。このため、老健施設や医療機関等の介護現場では、介護者の作業性を著しく低下させる介護臭の除去が強く求められる。
【００１６】
一般家庭用および業務用として、優れた脱臭性能を有する脱臭機や空気清浄機が提案されている。脱臭機や空気清浄機において、基材に坦持された脱臭触媒の初期の脱臭性能は、一定レベル以上である。このため、室内で空気を循環処理すれば、略満足できる脱臭性能が得られる。
【００１７】
しかしながら、脱臭触媒が臭気成分を吸着し続けることで、当該脱臭触媒の吸着能力が飽和する。このため、脱臭触媒の初期の脱臭性能を持続することは難しい。
【００１８】
そこで、脱臭性能の持続を実現する手段として、定期的に吸着フィルタの一部を加熱して臭気成分を酸化分解して、吸着能力を再生する吸着フィルタ装置が提案されている。以下、吸着能力を再生する吸着フィルタ装置を説明する。
【００１９】
図１はこの発明の実施の形態１における吸着フィルタ装置の正面図である。
【００２０】
図１において、１は回転軸である。回転軸１は、モータ（図示せず）に連結される。回転軸１には、吸着フィルタ２の中心が固定される。吸着フィルタ２は、略円形状の脱臭フィルタである。吸着フィルタ２は、複数の扇状の領域に分割される。吸着フィルタ２の上流側には、加熱装置として、再生用ヒータ３が配置される。再生用ヒータ３は、鉛直投影面上において、吸着フィルタ２の領域のひとつと略同等の扇状となるように形成される。
【００２１】
吸着フィルタ装置においては、再生用ヒータ３は、一定時間、吸着フィルタ２の各領域をバッチ式で加熱する。すなわち、再生用ヒータ３が吸着フィルタ２の領域のひとつと対向した状態で一定時間が経過すると、当該領域に隣接した領域が再生用ヒータ３と対向するように、モータが所定量だけ回転する。その後、一定時間が経過すると、当該領域に隣接した領域が再生用ヒータ３と対向するように、モータが所定量だけ回転する。当該動作が繰り返されることにより、吸着フィルタ２の全領域の吸着能力が再生される。
【００２２】
この際の加熱温度は、吸着させる臭気成分や吸着フィルタ２を構成する部材に応じて設定される。例えば、加熱温度は、再生用ヒータ３と対向した吸着フィルタ２の領域の表面温度が１８０℃以上になるように設定されることが好ましい。
【００２３】
次に、図２を用いて、吸着フィルタ２の構造を説明する。
図２は図１のＡ部の斜視図である。
【００２４】
図２に示すように、吸着フィルタ２は、基材２ａ、吸着剤２ｂ、線材２ｃからなる。
【００２５】
基材２ａは、セラミックや紙等で形成される。基材２ａは、吸着フィルタ２の奥行き方向に風が通過するように形成される。図２においては、基材２ａは、ハニカム構造からなる。ハニカムのセル数は、吸着フィルタ装置の仕様に応じて決定される。例えば、ハニカムのセル数は、数１０〜９００個／（平方インチ）の中から選定される。
【００２６】
吸着剤２ｂの粒子径は、数ミクロンメートル〜５０ミクロンメートルの範囲に分布する。吸着剤２ｂは、数１０ミクロンメートルの厚さで基材２ａの表面に坦持される。吸着剤２ｂは、二酸化マンガンやゼオライト等からなる。吸着する臭気成分に特化する場合は、二酸化マンガンやゼオライト等に添加物が加えられる。その結果、脱臭性能がより向上する。
【００２７】
線材２ｃは、ステンレス、アルミニウム、クロム、チタン、これらの合金等の不動態材料で形成される。線材２ｃの直径は、当該線材２ｃの長手方向に対して均一に形成されたり、当該線材２ｃの長手方向に進むに連れて小さく形成されたりする。
【００２８】
線材２ｃは、基材２ａに内包して組み込まれる。線材２ｃは、できる限り基材２ａと密着して組み込まれる。各線材２ｃ同士は、接触しないように組み込まれる。線材２ｃを基材２ａに組み込む方法は、限定されない。例えば、線材２ｃは、吸着フィルタ２の製造の前工程で予め基材２ａに接着されたり、吸着フィルタ２の製造の後工程で基材２ａに挿入されたりする。
【００２９】
次に、図３を用いて、吸着フィルタ２の熱の伝達を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における吸着フィルタ装置の縦断面図である。図３の左側は線材２ｃを備えた吸着フィルタ２である。図３の右側は線材２ｃを備えていない吸着フィルタ２である。
【００３０】
図３においては、吸着フィルタ２の左側が風上側である。加熱処理中は、再生用ヒータ３を低入力にして低消費電力運転するために、送風が停止する。このため、無風の中で、吸着フィルタ２の風上側が加熱される。
【００３１】
基材２ａの熱容量は大きい。すなわち、基材２ａの熱伝導性は低い。このため、線材２ｃを備えていない吸着フィルタ２の加熱領域４においては、風上側の熱が風下側に伝達されにくい。このため、当該加熱領域４においては、風下側の温度は風上側の温度よりも低い。
【００３２】
これに対し、線材２ｃを備えた吸着フィルタ２の加熱領域４においては、風上側の熱が線材２ｃを介して風下側に伝達される。このため、当該加熱領域４においては、風下側の温度は風上側の温度と同等になる。
【００３３】
次に、図４を用いて、吸着フィルタ２の温度分布を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における吸着フィルタの温度分布を説明するための図である。図４の横軸は吸着フィルタ２の加熱領域４の奥行き方向の位置である。図４の縦軸は、吸着フィルタ２の加熱領域４の表面温度である。
【００３４】
図４において、５はアンモニアガスの９０％以上を加熱再生する際に必要となる温度（１８０℃）である。６は線材２ｃを備えていない吸着フィルタ２の表面温度である。７は線材２ｃを備えた吸着フィルタ２の温度である。
【００３５】
図４に示すように、線材２ｃを備えていない吸着フィルタ２において、再生用ヒータ３側の表面温度は、２１０℃程度となる。中央の表面温度は、１８０℃となる。再生用ヒータ３とは反対側の表面温度は、１８０℃以下となる。このため、線材２ｃを備えていない吸着フィルタ２の場合、中央よりも再生用ヒータ３とは反対側において、アンモニアガスは加熱再生されない。
【００３６】
これに対し、線材２ｃを備えた吸着フィルタ２において、再生用ヒータ３側の表面温度は、１８０℃以上である。中央の表面温度は、再生用ヒータ３側の表面温度よりも低いものの、１８０℃以上である。再生用ヒータ３とは反対側の表面温度は、中央の表面温度よりも低いものの、１８０℃以上である。このため、線材２ｃを備えた吸着フィルタ２の場合、再生用ヒータ３側から再生用ヒータ３とは反対側に渡って、アンモニアガスが加熱再生される。
【００３７】
以上で説明した実施の形態１によれば、線材２ｃの存在により、吸着フィルタ２の奥行き方向の熱伝導性が極めて高くなる。このため、吸着フィルタ２の上流側又は下流側の一方に再生用ヒータ３を配置した場合でも、吸着フィルタ２の上流側及び下流側の両方に再生用ヒータ３を配置した場合と同様の加熱状態となる。その結果、吸着フィルタ２の再生効率を向上することができる。また、加熱再生に要する時間も短くなる。その結果、加熱再生に要する消費電力を小さくすることができる。また、構造を簡素化し、小型化することができる。その結果、吸着フィルタ装置の製造コストを下げることができる。
【００３８】
なお、吸着フィルタ２の上流側及び下流側の両方の再生用ヒータ３を配置してもよい。この場合、吸着フィルタ２をより確実に加熱再生することができる。
【００３９】
また、線材２ｃは、基材２ａに内包される。このため、吸着フィルタ２の圧力損失が上昇することはない。
【００４０】
また、複数の線材２ｃは、互いに接触しない。このため、加熱領域４以外の領域に熱が漏れることを抑制することができる。
【００４１】
また、線材２ｃの直径は、当該線材２ｃの長手方向に対して均一に形成されたり、当該線材２ｃの長手方向に進むに連れて小さく形成されたりする。このため、線材２ｃの製造工程を簡易にすることができる。その結果、線材２ｃの製造コストを下げることができる。
【００４２】
また、線材２ｃは、不動態材料からなる。その結果、線材２ｃの表面には、酸化膜が形成される。このため、線材２ｃが熱酸化で腐食することを防止できる。
【００４３】
なお、線材２ｃの端部は、基材２ａから再生用ヒータ３側に露出した方が好ましい。この場合、再生用ヒータ３からの熱をより確実に線材２ｃに伝達することができる。
【００４４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における吸着フィルタ装置の要部の縦断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図５において、２ｄは線材２ｃの露出部である。露出部２ｄは、基材２ａから再生用ヒータ３側に露出する。露出部２ｄの直径は、線材２ｃの他の箇所の直径よりも大きい。
【００４６】
以上で説明した実施の形態２によれば、再生用ヒータ３からの熱をより確実に線材２ｃに伝達することができる。
【００４７】
なお、吸着フィルタ２は、脱臭フィルタに限定されない。例えば、吸着フィルタ２は、除湿フィルタでもよい。この場合、線材２ｃの存在により、吸着フィルタ２が吸着した水分を高効率で加熱再生することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  回転軸
２  吸着フィルタ
２ａ  基材
２ｂ  吸着剤
２ｃ  線材
２ｄ  露出部
３  再生用ヒータ
４  加熱領域
５  温度
６  表面温度
７  表面温度
【図１】
0005637163.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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