(57)【要約】【課題】ホルムアルデヒドやＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶性の有害ガスを速やかに除去することができ、再生することもできる水溶性有害ガスの除去フィルターを得る。【解決手段】吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料５の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにする。また、可逆的な吸放湿機能を有し、水洗可能な吸湿性材料５の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにする。さらには、吸湿性材料５を吸湿性セラミックスとする。また、吸湿性材料５をハニカム状に成形し、多数の低圧損の通気路を構成する。そして、水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させたガス除去フィルター４を、弱アルカリ性の水溶液に浸漬して再生させる。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにした水溶性有害ガスの除去フィルター。
【請求項２】
可逆的な吸放湿機能を有し、水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにした水溶性有害ガスの除去フィルター。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の水溶性有害ガスの除去フィルターであって、吸湿性材料を吸湿性セラミックスとした水溶性有害ガスの除去フィルター。
【請求項４】
請求項１に記載の水溶性有害ガスの除去フィルターであって、吸湿性材料を吸湿性繊維とした水溶性有害ガスの除去フィルター。
【請求項５】
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の水溶性有害ガスの除去フィルターであって、吸湿性材料をハニカム状に成形し、多数の低圧損の通気路を構成した水溶性有害ガスの除去フィルター。
【請求項６】
吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにした水溶性有害ガスの除去フィルターを、弱アルカリ性の水溶液に浸漬して再生させる水溶性有害ガスの除去フィルターの再生方法。
【請求項７】
室内空気を循環させる送風機を風路中に備え、その風路には、吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、前記風路を流れる空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させる水溶性有害ガスの除去フィルターを設けた空気調和機。
【請求項８】
外気を室内へ取入れる送風機を風路中に備え、その風路には、吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、前記風路を流れる空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させる水溶性有害ガスの除去フィルターを設けた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性有害ガスを吸着除去する除去フィルター及びその除去フィルターの再生方法並びに水溶性有害ガスの除去フィルターを使った空気調和機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住居空間の断熱化及び高気密化が進むにつれ、室内空気の汚染が問題化している。室内空気の汚染源としては、建材や家具等から発生するホルムアルデヒドや揮発性有機物質（ＶＯＣ）等が主たるものである。一方で、高気密住宅では、汚濁した室内空気と外気との交換により室内の空気質を改善する換気装置ないしは空気調和機が必要であるが、新鮮とされる外気についても都心部や、幹線道路脇の地域ではＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガスが含まれていて、換気によっても室内の空気質は改善されないことがある。こうした室内外の有害ガスを除去する技術は、これまで活性炭を素材とするガス除去フィルターを使用する仕方や、触媒を使って酸化分解する仕方が採られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１９０２２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７７７８２号公報
【特許文献３】
特開昭６２−３８２２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
活性炭を使ったガス除去フィルターは、ホルムアルデヒド、ＮＯｘ、ＳＯｘ等のガスの吸着性が低いため、アルカリ金属塩等の薬剤を添着処理しているが、ガスの除去効果の速効性は低い。また、活性炭の細孔表面にガスの分子が吸着し、細孔表面全体がガスの分子に覆われるとガスの除去効果はなくなり、これを再生することはできず使い捨てとなる。
【０００５】
触媒の酸化作用により揮発性有機物質（ＶＯＣ）を水と二酸化炭素に分解する方式は、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の有害なガスを除去することはできない。ケラチン繊維に二酸化マンガンを付着させたフィルターでは、吸着したホルムアルデヒドは二酸化マンガンの触媒作用により徐々に酸化分解するものの、ケラチン繊維の表面積が、活性炭や触媒と比較して少なく、有害なガスと反応する活性サイトが少ないのでガスの除去効果の速効性は低い。
【０００６】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、ホルムアルデヒドやＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶性の有害ガスを速やかに除去することができ、再生することもできる水溶性有害ガスの除去フィルターを得ることであり、その除去フィルターの再生を速やかにできるようにすること、そしてその除去フィルターを用いた空気調和機を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、吸放湿機能を持つ吸湿性材料が室温程度の低温度下でもその表面に凝縮された水膜が存在することに着目し、水洗可能な吸湿性材料の水膜に空気を接触させて、水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにする手段を採用する。
【０００８】
前記課題を達成するために他の発明は、吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させるようにした水溶性有害ガスの除去フィルターを、弱アルカリ性の水溶液に浸漬して再生させる手段を採用する。
【０００９】
前記課題を達成するために他の発明は、風路中に送風機を設け、その風路に、吸放湿機能を有する水洗可能な吸湿性材料の表面に凝縮された水膜に、風路を流れる空気を接触させてその水膜に空気に含まれる水溶性有害ガスを溶解させる手段を採用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本実施の形態は、図１や図２によって示すように風路１中に熱交換器２及び送風機３を備えた空気調和機に関するものである。この空気調和機は、室内空気を送風機３によって循環させながら熱交換器２によって加熱又は冷却する図１に示すような構成か、外気の取り入れも可能な図２に示すような構成である。図１では、送風機３の組込まれた風路１には、これを横断する形態にガス除去フィルター４が着脱可能に組込まれている。また、図２では、外気を導入する風路１にガス除去フィルター４が組込まれている。
【００１１】
ガス除去フィルター４は、水洗可能な吸湿機能を持つ吸湿性材料５を図３や図４に示すようなハニカム状や図５に示すような繊維形態にし、必要に応じて外形を保持する外枠６に嵌め込んだ構成である。吸湿性材料５としては、吸湿性セラミックス或いは、吸湿性繊維が使われている。吸湿性セラミックスとしては、可逆的な吸放湿機能を有するシリカゲル又はゼオライトを基材としたものが好適であり、通常のセラミックスの製造工程を経て、低圧損な通気路７を多数持つハニカム状に成形される。例えば、コージライトをバインダーとして原料を格子状等に成形し、焼成炉で焼成して作られている（図３に示すフィルター形態１）。或いは、ゼオライトとパルプの混合水溶液を湿式抄紙してゼオライト混抄紙を作り、このゼオライト混抄紙をコルゲート加工してハニカム状に構成する（図４に示すフィルター形態２）。
【００１２】
吸湿性材料５を吸湿性繊維としたものでは、セルロース繊維やナイロン繊維等の吸湿性高分子繊維を不織布製造機に通し、通気性に富む不織布とし、この不織布を厚さ５〜５０ｍｍの外枠６に収めた構成とする（図５に示すフィルター形態３）。
【００１３】
こうしたフィルター形態１，２，３のガス除去フィルター４について風速０．２〜１．０ｍ／Ｓにおける圧力損失の測定結果は、図６に示すとおりである。即ち、フィルター形態１が最も圧力損失が少なく、次いでフィルター形態２、フィルター形態３の順で圧力損失は大きくなる。しかしながら、こうした形態による圧力損失の差は、実用レベルではそれ程大きな差ではなく、形状等の加工性を勘案してフィルター形態１，２，３を選定すればよい。
【００１４】
このガス除去フィルター４は、吸湿性材料５が室温程度の温度下でも空気中の水蒸気を表面に吸着・凝縮し、図７に示すように水膜８を形成し、この水膜８に空気中の水溶性有害ガス９を溶解することでガス除去機能を果たす。吸湿性材料５の水膜８に溶解され保持された水溶性有害ガス９は、ガス除去フィルター４を水洗いすることにより除去され、ガス除去フィルター４は再生される。つまり、水洗いにより反復使用することができる。
【００１５】
室内の空気や外気に含まれる有害ガスは、ホルムアルデヒドや揮発性有機物質（ＶＯＣ）やＮＯｘ、ＳＯｘが主たるものである。ホルムアルデヒドは水溶性があり、その水溶液はホルマリンとして広く知られており、ガス除去フィルター４の水膜８に溶解される。一方、揮発性有機物質（ＶＯＣ）は、トルエン、キシレン等の非水溶性の有機溶剤であり、ガス除去フィルター４の水膜８には溶解されない。ＮＯｘ、ＳＯｘは、酸性雨の原因物質として知られているように水溶性があり、ガス除去フィルター４の水膜８に溶解される。
【００１６】
つまり、このガス除去フィルター４を使った空気調和機では、水溶性の有害ガスを速やかに除去し、室内空気環境を向上させることができる。また、ガス除去フィルター４自体は、水洗いするだけで再生でき、反復使用することができる。
【００１７】
ガス除去フィルター４のガスの除去性能は、ガスを含む空気がガス除去フィルター４を一回通過したときにガスが除去される割合を「一過性除去効率」として表わされる。水溶性の有害ガスとして代表的なホルムアルデヒド及びＮＯ２ガスについて一過性除去効率の測定結果を図８に示した。一過性除去効率は、風速に依存するため、風速０．２、０．５、１．０ｍ／Ｓにおける測定結果を示した。この測定結果からも分かるように、フィルター形態１，２，３のいずれも高い一過性除去効率を有し、水溶性有害ガス９の除去に速効性があることが確認できた。
【００１８】
また、フィルター形態１，２，３について、ホルムアルデヒド及びＮＯ２ガスに対する寿命試験を行い、初期の一過性除去効率の６０％まで低下した時点で水洗いによる再生処理を施した。その結果、ホルムアルデヒドに関しては水道水に一時間浸漬することによりほぼ完全に再生することができた。しかしながら、ＮＯ２ガスに関しては８時間以上浸漬しなければ完全には再生できなかった。ＮＯ２ガスの溶解から短時間で再生させるために弱アルカリ性の水溶液を用いることを考え付き、食品添加物として市販されている重曹（炭酸ナトリウム）を１〜５％添加した水道水を用いた。この水溶液によれば１時間でほぼ完全に再生できることが確認できた。
【００１９】
ホルムアルデヒド専用のガス除去フィルター４として使用した場合、ホルムアルデヒドを高効率で除去し、１〜２ヶ月の寿命であった。この寿命時点で水道水に一時間浸漬することにより、ほぼ完全に再生することができた。また、ＮＯ２ガス専用のガス除去フィルター４として使用した場合、ＮＯ２ガスを比較的高効率で除去し、１〜３ヶ月の寿命であった。この寿命時点で重曹を１〜５％添加した水道水に一時間浸漬することにより、ほぼ完全に再生することができた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、ホルムアルデヒドやＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶性の有害ガスを速やかに除去することができ、再生することもできる除去フィルターが得られる。
【００２１】
また、他の発明によれば、除去フィルターの再生を速やかに行うことができる。
【００２２】
さらに他の発明によれば、ホルムアルデヒドやＮＯｘ、ＳＯｘ等の水溶性の有害ガスを速やかに除去することができ、室内環境を向上させうる空気調和機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の空気調和機の断面構成図である。
【図２】実施の形態の他の空気調和機の断面構成図である。
【図３】実施の形態のフィルター形態１を示す斜視図である。
【図４】実施の形態のフィルター形態２を示す斜視図である。
【図５】実施の形態のフィルター形態３を示す斜視図である。
【図６】実施の形態の各フィルター形態の圧力損失を表に示す説明図である。
【図７】実施の形態のガス除去フィルターの機能を示す説明図である。
【図８】実施の形態の各フィルター形態の一過性除去効率を表に示す説明図である。
【符号の説明】
１  風路、  ３  送風機、  ４  ガス除去フィルター、  ５  吸湿性材料、  ７  通気路、  ８  水膜。
【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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