(57)【要約】 【課題】  ＶＯＣの除去効率を向上させることができるシステムを提供する。【解決手段】  送風手段９，１０を駆動すると供給経路４及び送出経路５内に空気が流れ、供給経路４内では先ず室内から取り入れた空気の水分が水分吸着ロータ６に吸着され、水分が除去された空気は下流側のＶＯＣ吸着ロータ７に接触し、このＶＯＣ吸着ロータ７にＶＯＣが吸着される。一方、水分吸着ロータ６に吸着された水分は水分吸着ロータ６が回転するに連れて送出経路５内に入り、加熱手段８によって加熱された外気が水分吸着ロータ６に吸着されている水分を蒸発させる。そして、この水蒸気を含んだ高温の空気は下流側のＶＯＣ吸着ロータ７に至り、ＶＯＣ吸着ロータ７に吸着されているＶＯＣは酸化分解若しくは脱着して送出経路５を介し外部に放出される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分及びＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含む室内空気を取り込み、水分及びＶＯＣを除去した空気を室内に戻す供給経路と、前記水分及びＶＯＣを外部に排出する送出経路と、前記供給経路及び送出経路内に空気の流れを形成する送風手段と、前記供給経路と送出経路に面して配置された回転する水分吸着手段と、前記供給経路と送出経路に面し、前記水分吸着手段より下流側に配置された回転するＶＯＣ吸着手段と、前記送出経路内で前記水分吸着手段よりも上流側に配置される加熱手段とを備え、
前記加熱手段で加熱された空気によって前記水分吸着手段が供給経路で吸着した水分を送出経路で離脱せしめ、更にこの加熱された空気によってＶＯＣ吸着手段が供給経路で吸着したＶＯＣを送出経路で離脱せしめることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項２】
請求項１に記載のＶＯＣ除去システムにおいて、前記送出経路には外部空気又は室内空気のいずれかを導入することを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項３】
請求項１に記載のＶＯＣ除去システムにおいて、前記水分吸着手段とＶＯＣ吸着手段は互いに独立して回転制御可能とされていることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項４】
請求項１に記載のＶＯＣ除去システムにおいて、前記水分吸着手段とＶＯＣ吸着手段は一体化されていることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項５】
上流側から下流側に向かって加熱手段、水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段が配置された吸脱着経路と、この吸脱着経路の上流側に空気を供給する供給経路と、前記吸脱着経路を通過した空気を送り出す送出経路と、この送出経路に設けられるとともに送り出し方向を外部または室内の何れかに切り替える経路切替手段と、前記各経路内に空気の流れを形成する送風手段とを備え、
前記加熱手段で加熱された空気によって前記水分吸着手段が吸着した水分を離脱せしめ、更にこの加熱された空気によってＶＯＣ吸着手段が吸着したＶＯＣを離脱せしめることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項６】
請求項５に記載のＶＯＣ除去システムにおいて、前記供給経路には、吸脱着経路の上流側に外気または室内空気の一方を選択的に供給する切替手段が設けられていることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載のＶＯＣ除去システムにおいて、このＶＯＣ除去システムは屋根裏、床下または側壁の近傍に配置されていることを特徴とするＶＯＣ除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を除去するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
新建材を用いた住宅では、ＶＯＣが徐々に揮発し健康上問題になることが考えられる。そこで、特許文献１〜４に除去システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ファンの下流側に活性炭などからなる吸着部材を配置し、この吸着部材の下流側にＶＯＣなどの分解触媒を含む分解部材を配置したＶＯＣ及びホルムアルデヒドの除去システムが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＶＯＣ吸着ロータの上流側に湿気交換ロータを配置し、湿気交換ロータを透過することで除湿された空気をＶＯＣ吸着ロータの吸着ゾーン及びパージゾーンに送り込み、パージゾーンを透過した空気をヒータにて加熱し、加熱された空気を再びＶＯＣ吸着ロータの脱着ゾーンに送り込んで、ＶＯＣ吸着ロータに吸着されているＶＯＣを離脱せしめるシステムが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ケース内にＶＯＣ吸着ロータと除湿ロータとを並列して配置し、夫々のロータでＶＯＣの除去と水分の除去を独立して行っている。
【０００６】
特許文献４には、１本の管状通路内を軸方向の仕切板にて供給経路と再生経路に分けるとともに管状通路内に吸着ロータを配置し、この吸着ロータが回転することで供給経路と再生経路との間を循環するようにした空調システムが開示されている。この空調システムによれば、空調エリア内に供給された除湿空気に対し、細かく破砕された水分子を供給することで空気の浄化を行っている。
【特許文献１】特開２００２−０３５０９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２６４５号公報
【特許文献３】特開２００２−１９１９２６号公報
【特許文献４】特開２００２−２８６２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示される除去システムは、空気中のＶＯＣを吸着部材で吸着し、この吸着されたＶＯＣを放散させて分解部材に接触させて分解させる機構になっており、吸着と放散とを同時に行っているため極めて効率が悪い。
【０００８】
特許文献２に開示される除去システムは、吸着ロータの吸着ゾーンに送り込む被処理空気を予め除湿することでＶＯＣの吸着効率を高めているが、吸着ロータの脱着ゾーンに送り込む空気も除湿されてしまい、ＶＯＣの脱着効果が低下してしまう。
【０００９】
特許文献３に開示される除去システムは、ＶＯＣ吸着ロータと除湿ロータとを並列に配置しているため、両者に全く関連性がなく、除湿ロータを利用してＶＯＣ吸着効率或いは離脱効率を高めることができない。
【００１０】
特許文献４に開示される空調システムは、ＶＯＣを除去するものではなく、したがって、如何にして効率よくＶＯＣを除去するかについての示唆はなされていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１に係るＶＯＣ除去システムは、水分及びＶＯＣ（揮発性有機化合物）を含む室内空気を取り込み、水分及びＶＯＣを除去した空気を室内に戻す供給経路と、前記水分及びＶＯＣを外部に排出する送出経路と、前記供給経路及び送出経路内に空気の流れを形成する送風手段と、前記供給経路と送出経路に面して配置された回転する水分吸着手段と、前記供給経路と送出経路に面し、前記水分吸着手段より下流側に配置されたＶＯＣ吸着手段と、前記送出経路内で前記水分吸着手段よりも上流側に配置される加熱手段とを備え、前記加熱手段で加熱された空気によって前記水分吸着手段が供給経路で吸着した水分を送出経路で離脱せしめ、更にこの加熱された空気によってＶＯＣ吸着手段が供給経路で吸着したＶＯＣを送出経路で離脱せしめるようにした。
【００１２】
前記送出経路に取り入れる空気としては請求項２に記載したように、外気または室内空気のいずれでもよい。
【００１３】
前記水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段は請求項３に記載したように、互いに独立して回転制御可能とすることが可能である。水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段としては、例えば軸方向に通気可能なハニカム構造のロータタイプなどが好ましい。また、材質を選定することによって吸着する成分（水またはＶＯＣ）を特定することができる。
【００１４】
また、前記水分吸着手段とＶＯＣ吸着手段は請求項４に記載したように一体化した構成とすることも可能である。また水分吸着手段としては、例えばシリカゲル、活性アルミナ、親水性ゼオライト等の親水性吸着剤からなるものを使用し、ＶＯＣ吸着手段としては、活性炭、疎水性ゼオライト等の疎水性吸着剤からなるものを使用する。
【００１５】
また、請求項５に係るＶＯＣ除去システムは、上流側から下流側に向かって加熱手段、水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段が配置された吸脱着経路と、この吸脱着経路の上流側に空気を供給する供給経路と、前記吸脱着経路を通過した空気を送り出す送出経路と、この送出経路に設けられるとともに送り出し方向を外部または室内の何れかに切り替える経路切替手段と、前記各経路内に空気の流れを形成する送風手段とを備え、前記加熱手段で加熱された空気によって前記水分吸着手段が吸着した水分を離脱せしめ、更にこの加熱された空気によってＶＯＣ吸着手段が吸着したＶＯＣを離脱せしめるようにした。
【００１６】
請求項５に記載したＶＯＣ除去システムにおいて、供給経路に吸脱着経路の上流側に外気または室内空気の一方を選択的に供給する切替手段を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、除湿した状態の空気からＶＯＣを吸着するため、吸着効率が向上し、また再生ゾーンでＶＯＣ吸着手段からＶＯＣを離脱せしめる空気として除湿に用いた加熱された空気を使用するため省エネルギ効果が発揮される。
また加熱手段が１つで足りるためコストダウンが図れ、更に水分吸着手段とＶＯＣ吸着手段が直列に配置されているためコンパクト化が図れる。
【００１８】
尚、水分吸着手段を通過した加熱された空気は水蒸気を含んでいるためＶＯＣの離脱効果が更に高まる。そして、上記の水蒸気は除湿した空気からの水分であるため、無駄がない。
【００１９】
また、前記水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段として請求項３に記載したようにロータタイプとし、互いに独立して回転制御可能とした場合には、それらの回転を制御することにより。各々の吸着成分の脱着時間を変化させ、除去量を調節することが可能となる。
【００２０】
即ち、回転速度を上げると除去量が増加する。（ただし、再生領域の吸着成分が全て脱着するのに要する時間を上限とする。なぜなら、回転速度のアップにより再生時間が短くなると吸着剤から脱着されなかった成分が吸着剤に残留するため、吸着剤が飽和状態を起こしてしまう。）また回転速度を下げると除去量が減少する。（ただし、回転停止未満を下限とする。なぜなら回転が停止すると吸着領域で吸着された成分が再生領域まで移動しないことになる。）更に回転を停止した場合には除去量はゼロになる。
【００２１】
また、前記水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段の回転を加熱手段の出力と連動させることで、効率の良い吸着成分の脱着が可能となる。除去する吸着成分が少ない場合には加熱手段の出力を落として省エネを図ることができる。
【００２２】
また、請求項４に記載したように、水分吸着手段とＶＯＣ吸着手段を一体化することで、再生空気の移動時に失われる熱量が減少する。
【００２３】
また、請求項５及び請求項６に係る発明は、水分およびＶＯＣの吸着と離脱を同時に行わずに切り替えることになるが、水分吸着手段及びＶＯＣ吸着手段を回転せしめる必要がないため、装置構成が簡略になる。
【００２４】
更に、請求項７に記載したように、ＶＯＣ除去システムを屋根裏、床下または側壁の近傍に配置することで、生活空間のデッドスペースの有効利用が図られ、特に床下に配置した場合には、排気空気が有する熱で床下を暖めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の態様を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＶＯＣ除去システムを適用した家屋の概略図、図２は同ＶＯＣ除去システムの構成図、図３は図２のＡ−Ａ方向から見た図である。
【００２６】
図１に示す実施例にあっては、ＶＯＣ除去システム１は家屋の天井裏に配置されている。図２及び図３に示すように、ＶＯＣ除去システム１は管状通路２内を軸方向の仕切板３によって供給経路４と送出経路５に仕切っている。
【００２７】
供給経路４の上流側及び下流側はそれぞれ天井に設けた吸気口４ａ，清浄空気噴出口４ｂにつながり、送出経路５の上流側は屋根に形成した吸気口５ａにつながり、送出経路５の下流側は屋根に形成した排気口５ｂにつながっている。
【００２８】
また、前記管状通路２内には、水分吸着手段である水分吸着ロータ６とその下流側にＶＯＣ吸着手段であるＶＯＣ吸着ロータ７が配置されている。これら水分吸着ロータ６及びＶＯＣ吸着ロータ７はいずれも仕切板３と同一面内にある軸を中心として仕切板３と直交する面内で回転可能とされている。そして、水分吸着ロータ６及びＶＯＣ吸着ロータ７は管状通路２内で回転すると、ロータの各部が供給経路４と送出経路５との間、即ち吸着ゾーンと再生ゾーンを循環することになる。
【００２９】
水分吸着ロータ６のうち供給経路４内に臨んでいる部分は空気中の水分吸着を行い、送出経路５に臨んでいる部分は再生を行う。ここで、水分吸着ロータ６の再生とは吸着している水分を蒸気として放出し、元の状態に戻ることを指す。
【００３０】
またＶＯＣ吸着ロータ７のうち供給経路４内に臨んでいる部分は空気中のＶＯＣ吸着を行い、送出経路５に臨んでいる部分は再生を行う。ここで、ＶＯＣ吸着ロータ７の再生とは吸着しているＶＯＣを酸化分解若しくは脱着して送出経路５に放出することを指す。
【００３１】
また、前記送出経路５内で水分吸着ロータ６よりも上流側には加熱手段８を配置し、更に加熱手段８の上流には送風手段９を配置している。尚、前記供給経路４内でＶＯＣ吸着ロータ７の下流側には送風手段１０を配置している。前記送風手段９はＶＯＣ吸着ロータ７の下流側に、送風手段１０は水分吸着ロータ６の上流側に配置してもよい。但し、加熱手段と組み合わせて用いる場合には、加熱手段よりも上流側に配置するのが、熱的な負担がかからないため有利となる。また、１つの送風手段で共用することも可能である。
【００３２】
以上において、送風手段９，１０を駆動することで供給経路４及び送出経路５内に図の矢印で示す方向に空気が流れ、供給経路４内では先ず室内から取り入れた空気の水分が水分吸着ロータ６に吸着され、水分が除去された空気は下流側のＶＯＣ吸着ロータ７に接触し、このＶＯＣ吸着ロータ７にＶＯＣが吸着される。一方、水分吸着ロータ６に吸着された水分は水分吸着ロータ６が回転するに連れて送出経路５内に入り、加熱手段８によって加熱された外気が水分吸着ロータ６に吸着されている水分を蒸発させる。そして、この水蒸気を含んだ高温の空気は下流側のＶＯＣ吸着ロータ７に至り、ＶＯＣ吸着ロータ７に吸着されているＶＯＣを酸化分解若しくは脱着を行い、送出経路５内に放出する。
【００３３】
図４は別実施例を示す図２と同様の図であり、この実施例にあっては水分吸着ロータ６とＶＯＣ吸着ロータ７とを一体化している。このように一体化することで、熱効率が向上し且つロータを回転せしめるモータなどの駆動手段が１つで済む。
【００３４】
図５（ａ）及び（ｂ）は別実施例に係るＶＯＣ除去システムの構成図であり、この実施例は吸脱着経路２０を備えている。そして、吸脱着経路２０の上流側に空気を供給する供給経路４が設けられ、吸脱着経路２０の下流側に空気を送り出す送出経路５が設けられている。
【００３５】
前記吸脱着経路２０内には上流側から順に、加熱手段８、水分吸着手段６及びＶＯＣ吸着手段７が配置されている。この実施例にあっては水分吸着手段６及びＶＯＣ吸着手段７としてはロータタイプを使用していない。
【００３６】
また前記送出経路５は更に外部への経路５１と室内への経路５２に分けられ、経路切替手段（ダンパー）２１によって、外部への経路５１と室内への経路５２のいずれかを選択可能としている。
【００３７】
以上において、ＶＯＣの吸着モードでは図５（ａ）に示すように、経路切替手段２１によって室内への経路５２を選択し、この状態で供給経路４を介して吸脱着経路２０に室内空気を送り込む。すると、室内空気は水分吸着手段６及びＶＯＣ吸着手段７に接触して水分とＶＯＣが除去され、これら水分とＶＯＣが除去された空気は再び室内に戻る。
【００３８】
また、ＶＯＣの離脱モード（再生モード）では図５（ｂ）に示すように、経路切替手段２１によって外部への経路５１を選択し、この状態で供給経路４を介して吸脱着経路２０に室内空気を送り込む。すると、室内空気は加熱手段８によって加熱され、この加熱空気によって水分吸着手段６に吸着されている水分及びＶＯＣ吸着手段７に吸着されているＶＯＣが離脱し、この離脱した水分及びＶＯＣを含む空気は外部への経路５１を介して排出される。
【００３９】
図６（ａ）及び（ｂ）は図５に示した実施例を更に発展させた実施例に係るＶＯＣ除去システムの構成図であり、この実施例にあっては、供給経路４を外部からの経路４１と室内からの経路４２に分け、経路切替手段（ダンパー）２２によって、吸脱着経路２０に供給される空気の経路を外部からの経路４１と室内空の経路４２のいずれかを選択可能としている。
【００４０】
以上において、ＶＯＣの吸着モードでは図６（ａ）に示すように、経路切替手段２２によって室内からの経路４２を選択し、また経路切替手段２１によって室内への経路５２を選択し、この状態で吸脱着経路２０に室内空気を送り込む。すると、室内空気は水分吸着手段６及びＶＯＣ吸着手段７に接触して水分とＶＯＣが除去され、これら水分とＶＯＣが除去された空気は再び室内に戻る。
【００４１】
また、ＶＯＣの離脱モード（再生モード）では図６（ｂ）に示すように、経路切替手段２２によって外部からの経路４１を選択し、また経路切替手段２１によって外部への経路５１を選択し、この状態で吸脱着経路２０に外部からの空気を送り込む。すると、外部からの空気は加熱手段８によって加熱され、この加熱空気によって水分吸着手段６に吸着されている水分及びＶＯＣ吸着手段７に吸着されているＶＯＣが離脱し、この離脱した水分及びＶＯＣを含む空気は外部への経路５１を介して排出される。
【００４２】
図７乃至図１１は別実施例を示す図１と同様の図であり、図７に示す実施例にあっては送出経路５にも天井に設けた吸気口４ａから室内空気を導入するようにし、室内への外気の導入は家屋の側壁に設けた外気取入口１１から行うようにしている。
【００４３】
図８に示す実施例は、ＶＯＣ除去システム１を室内に配置している。この実施例の場合には、家屋の側壁に送出経路５に外気を導入する吸気口５ａと、送出経路５を通過した空気を外部に排出する排気口５ｂを形成し、また供給経路４への吸気口４ａ及び供給経路４からの排気口４ｂは室内に開口している。
【００４４】
図９に示す実施例は、ＶＯＣ除去システム１の送出経路５に空気を導入する吸気口５ａを室内に開口させ、その代わり側壁に設けた外気取入口１１から外気を導入するようにしている。
【００４５】
図１０に示す実施例は、ＶＯＣ除去システム１を床下に配置している。この実施例の場合には、家屋の土台に送出経路５に外気を導入する吸気口５ａと、送出経路５を通過した空気を外部に排出する排気口５ｂを形成し、また供給経路４への吸気口４ａ及び供給経路４からの排気口４ｂは床面に開口している。
【００４６】
図１１に示す実施例は、ＶＯＣ除去システム１の送出経路５に空気を導入する吸気口５ａを床面に開口させ、その代わり側壁に設けた外気取入口１１から外気を導入するようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るＶＯＣ除去システムは家屋を新築する場合に限らず、既存の家屋にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るＶＯＣ除去システムを適用した家屋の概略図
【図２】同ＶＯＣ除去システムの構成図
【図３】図２のＡ−Ａ方向から見た図
【図４】別実施例を示す図２と同様の図
【図５】（ａ）及び（ｂ）は別実施例に係るＶＯＣ除去システムの構成図
【図６】（ａ）及び（ｂ）は別実施例に係るＶＯＣ除去システムの構成図
【図７】別実施例を示す図１と同様の図
【図８】別実施例を示す図１と同様の図
【図９】別実施例を示す図１と同様の図
【図１０】別実施例を示す図１と同様の図
【図１１】別実施例を示す図１と同様の図
【符号の説明】
【００４９】
１…ＶＯＣ除去システム、２…管状通路、３…仕切板、４…供給経路、４ａ…吸気口、４ｂ…清浄空気噴出口、５…送出経路、５ａ…吸気口、５ｂ…排気口、６…水分吸着手段（ロータ）、７…ＶＯＣ吸着手段（ロータ）、８…加熱手段、９，１０…送風手段、１１…外気取入口、２１，２２…経路切替手段（ダンパー）、４１…外部からの経路、４２…室内からの経路、５１…外部への経路、５２…室内への経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006239564.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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