(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の居室内に外部から空気を取り込むための通路にファンを備えた空気取込装置において、
前記通路が、床下空間から住宅の居室内に空気を取り込む通路であり、
前記通路のうち、前記床下空間に開口する吸込口側に交換自在なフィルターが配置されてなり、
前記フィルターは、ロックウール中に吸着性粉粒体が分散されてなる成形フィルターであり、
前記吸着性粉粒体が、平均細孔半径１．５〜１００Å、比表面積５０〜６００m2／ｇの粉粒炭、平均細孔半径２０〜１００Å、比表面積２０〜２００m2／ｇの珪藻土からなる群から選ばれる吸着性粉粒体を含む
ことを特徴とする、空気取込装置。
【請求項２】
前記吸着性粉粒体が、前記粉粒炭および前記珪藻土からなる
請求項１に記載の空気取込装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気取込装置に用いられるフィルターであって、
ロックウールの繊維がランダムに絡み合った３次元網目構造の空隙に、吸着性粉粒体が嵌まり込んだ状態で分散して保持されてなる板状をなす成形フィルターであり、
前記吸着性粉粒体が、平均細孔半径１．５〜１００Å、比表面積５０〜６００m2／ｇの粉粒炭、平均細孔半径２０〜１００Å、比表面積２０〜２００m2／ｇの珪藻土からなる群から選ばれる吸着性粉粒体を含む、フィルター。
【請求項４】
前記吸着性粉粒体中の粉粒炭の割合が２０〜８０重量％である、請求項３に記載のフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気取込装置およびこれに用いるフィルターに関し、詳しくは、装置内を空気が通過する際に有害物質を吸着して除去することが出来るようにした空気取込装置およびこれに用いるフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅内部等を換気する等の目的でファンを用いて住宅内部等に強制的に空気を取り込むための装置は汎用されている。例えば、住宅換気システムとして、床下空間から廊下等の共用空間や居室内に空気を吸い上げ供給する空気取込装置がある。この床下空気取込装置では、吸込口が床下空間に位置し吹出口が廊下や居室内などに開いており、その間を繋ぐ、空気取り込みのための通路にファンが設けられている。
【０００３】
ところで、外部空気は多くの場合、様々な有害物質を含んでいる。例えば、揮発性物質（ＶＯＣ，ホルムアルデヒド）、防蟻薬剤（クロルピリホス）、排気ガス（ＮＯX ）等である。
しかし、上記従来の空気取込装置は、これらの有害物質を除去することができないため、住宅内等に汚れた空気をそのまま持ち込むものであった。居室内等に供給される空気はこれらの有害物質をかなり含むものであった。立地条件の悪い都会等の空気の汚れた場所では、特に排気ガスの濃度が高く、外部空気の取り込みにより、却って、居室等の環境を悪化させる恐れもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、有害物質を除去することも出来る空気取込装置とこれに用いるフイルターを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる空気取込装置は、住宅の居室内に外部から空気を取り込むための通路にファンを備えた空気取込装置において、前記通路が、床下空間から住宅の居室内に空気を取り込む通路であり、前記通路のうち、前記床下空間に開口する吸込口側に交換自在なフィルターが配置されてなり、前記フィルターは、ロックウール中に吸着性粉粒体が分散されてなる成形フィルターであり、前記吸着性粉粒体が、平均細孔半径１．５〜１００Å、比表面積５０〜６００m2／ｇの粉粒炭、平均細孔半径２０〜１００Å、比表面積２０〜２００m2／ｇの珪藻土からなる群から選ばれる吸着性粉粒体を含む。
【０００６】
【作用】
空気取り込みのための通路に吸着性粉粒体が充填されていると、取込空気に随伴される有害物質を取り込み時に同時に除去することが出来る。吸着性物質が粉粒体であると、吸着性物質の表面積すなわち吸着面積が多くなり、有害物質の除去効率が増す。吸着性物質性が粉粒体であると、目詰まりが起きにくくなるとともに、初期性能が失われにくく、有害物質の除去能率を長期間維持できるようになる。
【０００７】
吸着性粉粒体を、交換自在なフイルターの形で用いるようにすると、吸着性粉粒体の種類や組み合わせを変えることが自由となり、有害物質の種類や量に合わせて、有害物質除去を効果的に行うことが出来るようになる。
フイルターが、周壁の一部がメッシュ状であり前記通路の一部を構成する筒の中に吸着性粉粒体を入れたフィルターであると、筒端の開口部のみならず、周壁一部に形成されたメッシュ状の部分からも空気が流入するので、空気の流入抵抗が減るとともに、筒の内部に充填された吸着性粉粒体のうちの周壁に近接した部分の吸着性粉粒体も有効に使用されることになり、有害物質の除去効率が高まる。他方、筒の長さを変化させることによって、吸着性粉粒体の量を調整することもできる。粉粒体の量を調整することにより、吸着性粉粒体の寿命を加減して、取り替え間隔を効果的に調整することができるようになる。
【０００８】
フィルターが、ロックウール中に前記吸着性粉粒体が分散されて充填されているものであると、吸着性粉粒体が持つ優れた吸着特性に加えて、ロックウールが有する優れた基本特性も加わり、有害物質の除去効果が増す。さらに、成形性もでてくるため、フイルターの形状を任意に整えることが出来るようにもなる。そのため、フイルターを、空気取込装置の通路の形に合わせて成形することが出来る。このような成形フイルターを複数個使用することで、寿命を調整することも出来るようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる空気取込装置は床下取り付けタイプに限らないが、このタイプについて説明すると、例えば図１（ａ）に示すように、この床下空気取込装置１０は、立方体状の装置本体１２を含み、装置本体１２の横面には吸込口１２が形成され、装置本体１１の上面には吹出口１３が形成されている。この床下空気取込装置１０が住宅の床下に設置されたときには、図１（ｂ）に示すように、吸込口１２は床下空間に面し、吹出口１３は居室に面する。装置本体１１内にはファン１４が組み込まれていて、床下空間の空気が吸込口１２から強制的に吸い込まれ、吹出口１３から居室内に吹き出されるようになっている。この実施例では、装置本体１１内全体が空気の取り込み通路１５になっている。
【００１０】
吸込口１２には有害物質除去のためのフイルター１が設置されている。フィルター１は、図２に示すように、筒２の中に吸着性粉粒体３が多数充填されてなるものであり、その一部たる、図（ａ）で見て右側部分２ａの周壁がメッシュ状となっていて周壁からの空気の流通を可能とするようになっている。また、吸込口１２となる開口部２ｂがメッシュで塞がれていて吸着性粉粒体３がこぼれでないようになっている。図２（ａ）に見るように、筒２の出口に近い閉鎖部分２ｃの内部にもメッシュ２ｄが通路を遮断する形で設けられていて、筒の右側部分（メッシュ部分）２ａに充填された吸着性粉粒体３が筒外にこぼれでないようになっている。図２において波線はメッシュ状の部分を示し、矢印は空気の流れの方向を示す。筒の閉鎖部分２ｃは装置本体１１の吸込口１２側の壁１１ａ（図１参照）に安定的に固定支持されるようになっている。このように、筒形フイルター１は、その筒２のメッシュ部分２ａが装置本体の壁１１ａから外側に突き出るように装置本体１１に取り付けられるので、その筒開口部２ｂのみならず、メッシュ部分２ａの周壁からも空気を取り込むことが出来る。
【００１１】
本発明で用いるフイルターは、図３に示すように、ロックウール４の中に吸着性粉粒体３が分散した形で充填されてなるものであっても良い。この場合は、ロックウール４の成形性を利用して、図４（ａ）に示すような円盤や図４（ｂ）に示すような方形板等、任意の形に形成することが出来る。この成形フイルター１では、ロックウール４は繊維がランダムに絡み合った３次元網目構造を有し、繊維同士が部分的に結合材５で互いに接合一体化されている。この例では、吸着性粉粒体３としての炭化物Ａと無機多孔質粉粒体Ｂがロックウール４の３次元網目構造の空隙に嵌まり込んだ状態で分散し、その分散状態がロックウール４に保持されている。そのため、吸着性粉粒体３は、ロックウール４と特に接合されていなくても、ロックウール４の３次元網目構造から脱落することはない。もっとも、吸着性粉粒体３は結合材５で、相互にか、またはロックウール４と接合されていてもよい。吸着性粉粒体３は、要するに、フィルター１の外部環境との間で空気や湿気の出入りが可能な状態で、ロックウール４に保持されておれば良いのである。ロックウールが板状に成形されてなるフィルター１では、必ずしも筒２を必要としない。この成形フィルターは、ロックウールと吸着性粉粒体と必要に応じて結合材その他の原材料とに、例えばこれらを液体中、気体中で板状に抄造成形するなど公知の方法を適用することにより作ることができる。この成形フィルターは、空気取込装置１０の吸込口１２から吹出口１３の間の通路に、この通路を通る空気が必ず通過する形で、装置本体１１に設置されれば良い。
【００１２】
以下では、フイルター１を構成する材料などについて説明する。
吸着性粉粒体は、平均粒径０．１〜７mmのものが好ましく用いられる。この粒径が、フィルターへの分散配置が容易で、脱落し難く、吸着性等の機能も良好に発揮できるようにするからである。
本発明に使用される吸着性粉粒体としては、炭化物や無機多孔質粉粒体など、吸着性に優れた粉粒体が使用される。
【００１３】
粉粒炭とは、粉末状炭化物、粒状炭化物、粉末状炭化物と粒状炭化物の混合物などであり、例えば、木材や椰子の実の殻等の植物を炭化することにより得られたものが好ましいが、有機質汚泥や食品・パルプ・紙などの民間廃棄物・産業廃棄物等を焼成することにより得られたものでも良い。食品廃棄物は、人体に対する安全性に優れている。食品廃棄物としては、コーヒー、茶、おから等の廃棄物が好ましく用いられる。粉粒炭の粒子の形状は、上記のように粉末状および／または粒状であれば、不定形、球状、棒状、楕円球状などいずれでも良い。粉粒炭は、有害物質除去作用のほかに、脱臭作用も有し、さらに、マイナスイオン作用等の人間に対する健康的環境の維持作用も有する。粉粒炭としては、フィルターに優れた吸着性能を付与するという点を考慮すると、たとえばその平均細孔半径が１．５〜１００Åで比表面積が５０〜６００m2／ｇのもの、好ましくはその平均細孔半径が１０〜５０Åで比表面積が１００〜３００m2／ｇのものが使用される。
【００１４】
無機多孔質粉粒体とは、粉粒炭以外の無機多孔質物質の、粉体、粒体、粉体と粒体との混合物などであり、天然物でも合成物でもよい。無機多孔質粉粒体の材料としては、セピオライト、ゼオライト、珪藻土、多孔質珪石等の天然鉱物、人工鉱物など各種の無機物を用いることができ、無機物は防火性等に優れたものとなる。具体的には、天然土壌および／または天然岩石等の無機系多孔質物質を粉砕するなどして多孔質の粉体と粒体とが混じり合ったものが挙げられ、代表的には、珪藻土の天然土壌を粉砕したものを使用することが好ましい。珪藻土の天然土壌を粉砕したものは、吸湿性能、放湿性能に特に優れているからである。無機多孔質粉粒体としては、フィルターに吸着性能を付与するという点を考慮すると、たとえばその平均細孔半径が２０〜１００Åで比表面積が２０〜２００m2／ｇのもの、好ましくは２０〜６０Åで比表面積が２０〜２００m2／ｇのものが使用される。
【００１５】
なお、以下に述べるように、吸着性粉粒体は、粉粒炭を主体として用いることが最も好ましいのであるが、無機多孔質粉粒体として、平均細孔半径２０〜５０Åのものを用いれば、粉粒炭と組み合わせず無機多孔質粉粒体を単独で用いても、優れた脱臭、調湿性能を発揮することができる。このような条件を満足する無機多孔質粉粒体の具体例としては、稚内層珪質頁岩から得られる珪藻土が挙げられる。
【００１６】
一般的には、無機多孔質粉粒体単独では、脱臭効果について臭気の選択性があり、良く吸着する物質と吸着しにくい物質があるため、粉粒炭との併用により、吸着臭気の選択性を少なくする。このような観点から、本発明における吸着性粉粒体は、粉粒炭の割合が２０〜８０重量％となっていることが好ましい。粉粒炭の割合が８０重量％を越えると、吸湿した水分をなかなか放出せず、吸放湿性能の欠如をきたし、フィルターの設置空間が結露しやすい傾向がある。粉粒炭の割合が２０重量％未満では、粉粒炭に顕著な効果である、前記脱臭効果やマイナスイオン効果等が維持し難い。
【００１７】
ロックウールは、玄武岩、安山岩のような塩基性火成岩等の天然の岩石など、石灰、ケイ酸を主成分とする耐熱性の高い鉱物を溶融したものを、吹付け、遠心力、圧縮空気または高圧蒸気などで繊維化したものであり、製造方法に特に限定はない。
ロックウールおよび吸着性粉粒体に対して必要に応じて使用される原材料としては、たとえば、結合材としての接着剤が挙げられる。接着剤としては、たとえば、澱粉、フェノール樹脂などの樹脂、セメントなどの水硬性物質などが使用される。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明の具体的実施例を示すが、本発明の実施形態は下記のものに限定されない。以下では、「％」は「重量％」を意味する。
なお、本発明の具体的実施例は、実施例１〜４であり、実施例５は本発明の技術的範囲からは外れる参考技術である。
（実施例１）
粉粒炭としては、粒径が５mm以下で平均細孔半径が４０Å、比表面積が２００m2/gの活性炭を用いた。粒径５mm以下とは日本工業規格Ｚ８８０１で規定する５mmの篩を通過したものである。以下の記載における粒径も同様である。
【００１９】
無機多孔質粉粒体としては、粒径５mm以下で平均細孔半径が４０Åで比表面積が１３０m2/gの珪藻土（稚内層珪質頁岩）を用いた。
ロックウールとしては、ＪＩＳ−Ａ９５０４に規定される通常のロックウールを用いた。
結合材としては、デンプンのりを主体とした一般的な結合材を用いた。
【００２０】
ロックウールと粉粒炭と無機多孔質粉粒体と結合材とを、２０：６：２４：５０の重量比で用い、各材料をミキサーで混合し、混合物を型枠に充填し、硬化させたのちに脱型することにより、縦３０cm×横３０cm×厚み２cmの板状の成形フイルターを得た。このフイルターの断面は概略、図３に示すようである。
得られたフィルターの吸着特性を常法により評価したところ、優れた性能が発揮された。
【００２１】
（実施例２）
実施例１において、粉粒炭および無機多孔質粉粒体として下記のものを使用し、ロックウールと粉粒炭と無機多孔質粉粒体と結合材の重量比を２０：３２：８：４０としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルターを作製した。粉粒炭は粒径１mm以下、平均細孔半径２０Å、比表面積１３０m2/gの炭を用い、無機多孔質粉粒体は粒径１mm以下、平均細孔半径５０Å、比表面積２０m2/gの珪藻土を用いた。
【００２２】
得られたフィルターは実施例１と同様に優れた性能を有するものであった。
（実施例３）
実施例１において、粉粒炭および無機多孔質粉粒体として下記のものを使用し、ロックウールと粉粒炭と無機多孔質粉粒体と結合材との重量比を３０：５０：５０：４０としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルターを作製した。粉粒炭は、粒径０．５mm以下、平均細孔半径３０Å、比表面積２８０m2/gの賦活された炭を用い、無機多孔質粉粒体は、粒径０．５mm以下、平均細孔半径２０Å、比表面積２００m2/gの多孔質硅石を用いた。
【００２３】
得られたフィルターは実施例１と同様に優れた性能を有するものであった。
（実施例４）
実施例１において、粉粒炭および無機多孔質粉粒体として下記のものを使用し、ロックウールと粉粒炭と無機多孔質粉粒体と結合材との重量比を８０：８０：２０：１８０としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルターを作製した。粉粒炭は、粒径０．２mm以下、平均細孔半径４６Å、比表面積３００m2/gの賦活された炭を用い、無機多孔質粉粒体は、粒径０．２mm以下、平均細孔半径３５Å、比表面積１００m2/gの珪藻土（声聞層珪質頁岩）を用いた。
【００２４】
得られたフィルターは実施例１と同様に優れた性能を有するものであった。
（実施例５）
実施例１において、粉粒炭を使用せず、ロックウールも使用せず、無機多孔質粉粒体として粒径５mm以下、平均細孔半径４０Å、比表面積１３０m2/gの珪藻土（稚内層珪質頁岩）を用い、無機多孔質粉粒体と結合材との重量比を５０：５０としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルターを作製した。
【００２５】
得られたフィルターは、粉粒炭もロックウールも用いていないが、優れた性能を有するものであった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、有害物質を十分に除去できる空気取込装置とこれに使用するフィルターを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる空気取込装置の一実施例を示す斜視図（ａ）とその使用状態を示す断面図（ｂ）である。
【図２】本発明にかかる筒形フイルターの側面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図３】本発明にかかる成形フィルターの内部を示す断面図である。
【図４】本発明にかかる成形フィルターの２例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  フィルター
２  筒
３  吸着性粉粒体
４  ロックウール
１０  空気取込装置
１１  吸込口
１２  吹出口
１４  ファン
１５  通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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