JPH0647246A - 吸着式空気清浄機とそれに用いる吸着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 窒素酸化物主として一酸化窒素を含有する空
気を良好に浄化する。 【構成】 浄化対象空気の処理用風路Ａに吸着フィルタ
ーＦＡを浄化対象空気に接触する状態に設け、その吸着
フィルターＦＡとして、ミクロ細孔を有する担体に金属
を担持させた構造の吸着剤を備えたものを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接・ガス溶接
・レーザー溶接・ガス切断・レーザー切断・プラズマ切
断・電子ビーム加工・放電加工・レーザー加工で代表さ
れる各種加工作業に伴う排ガスで汚染される各種作業
場、自動車の排ガスで汚染される屋内駐車場・交差点、
石油ストーブで代表される燃焼器具の排ガスで汚染され
る各種店舗・スーパーマーケット・百貨店などを浄化対
象域をして、汚染された空気を浄化するための技術で、
詳しくは、浄化対象域から導入した浄化対象空気の処理
用風路に吸着フィルターを浄化対象空気に接触する状態
に設けて、浄化対象空気中の窒素酸化物や亜硫酸ガス・
アンモニアガス・臭気成分等を吸着除去するように構成
してある吸着式空気清浄機と、それに用いる吸着剤とに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば各種作業場に設置される空気清浄
機としては、作業場の全体を浄化対象域とする全体用の
ものと、作業場のうち排ガスが発生する局部箇所を浄化
対象域とする局部用のものとがある。そして、上記のよ
うに各種の箇所で使用される空気清浄機として従来で
は、吸着フィルターとして、活性炭・活性アルミナ・ゼ
オライトなどの吸着剤を備えたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
によるときは、アンモニアガス・亜硫酸ガス・臭気成分
は吸着フィルターによって吸着除去できる。しかし、上
記した各種作業場を浄化対象域とした場合、前記のアー
ク溶接・ガス溶接・レーザー溶接・ガス切断・レーザー
切断・プラズマ切断・電子ビーム加工・放電加工・レー
ザー加工などに伴い発生する窒素酸化物を除去すること
ができなかった。つまり、活性炭・活性アルミナ・ゼオ
ライトなどの吸着剤は、窒素酸化物のうち二酸化窒素
（ＮＯ₂ ）に対する吸着能は若干有するが、一酸化窒素
（ＮＯ）に対する吸着能は殆どない。そして、上記の各
種作業に伴って発生する排ガス中の窒素酸化物は、例え
ばアーク溶接やプラズマ切断に伴う排ガス中では一酸化
窒素が８０〜９５％であるといったように大部分が一酸
化窒素であり、また、その排ガス中には、一酸化窒素が
５〜６０ｐｐｍ含まれるといったように一酸化窒素が多
量に含有されているから、その一酸化窒素の全部を吸着
除去できず、そのため空気浄化は十分に行えなかった。
要するに、従来には窒素酸化物を除去する技術及び装置
がなかった。本発明の目的は、一酸化窒素を含有する空
気を良好に浄化することができる吸着式空気清浄機と、
それの使用に好適な吸着剤とを提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による吸着式空気
清浄機の特徴は、吸着フィルターとして、ミクロ細孔を
有する担体に金属を担持させた構造の吸着剤を備えたも
のを設けてある点にある。本発明による第１の吸着式空
気清浄機用吸着剤の特徴は、ミクロ細孔を有する活性炭
に、遷移金属のうちから選択した１つ又は複数のものを
担持させてある点にある。本発明による第２の吸着式空
気清浄機用吸着剤の特徴は、ミクロ細孔を有するゼオラ
イトに、遷移金属のうちから選択した１つ又は複数のも
のを担持させてある点にある。本発明による第３の吸着
式空気清浄機用吸着剤の特徴は、ミクロ細孔を有する無
機担体に、遷移金属のうちから選択した１つ又は複数の
ものを担持させてある点にある。前記遷移金属は、銅ヤ
マンガンなどである。詳述すれば、原子の電子配列が不
完全なｄ軌道を持つ元素又は、不完全なｄ軌道を持つ陽
イオンを生じる元素で、典型元素以外の元素をさし、具
体的にいうと、第１から第４遷移元素である。第１遷移
元素は、スカンジウム・チタン・バナジウム・クロム・
マンガン・鉄・コバルト・ニッケル・銅であり第２遷移
元素は、イットリウム・ジルコニウム・ニオブ・モリブ
デン・テクネチウム・ルテニウム・ロジウム・パテジウ
ム・銀であり、第３遷移元素は、ランタンなどのランタ
ノイドであり、第４遷移元素は、アクチウムなどのアク
チノイドである。前記無機担体は、アルミナ・シリカ・
シリカアルミナ・酸化チタン・マグネシアなどであり、
可及的表面積が大きいことが好ましい。

【０００５】

【作用】活性炭やゼオライトなどのミクロ細孔を有する
担体に金属を担持させた構造の吸着剤は、一酸化窒素に
対しても化学吸着型ミクロ細孔充填現象を起こし、単に
ミクロ細孔を有する従来の活性炭・活性アルミナ・ゼオ
ライトなどに比較して一酸化窒素に対する吸着能が格段
に優れている。従って上記本発明の吸着式空気清浄機に
よれば、そのような一酸化窒素に対する吸着能に優れた
吸着剤を備えた吸着フィルターを備えているので、一酸
化窒素を十分に吸着除去することができる。第１〜第３
の吸着式空気清浄機用吸着剤によれば、活性炭の６０倍
以上のＮＯ吸着能を得ることができる。因みに、第１、
第２の吸着式空気清浄機用吸着剤の吸着能は図３のＮＯ
吸着等温線図に示すようになる。もちろん、本発明に吸
着式空気清浄機及び吸着剤には、従来と同様な一酸化窒
素以外の物質に対する吸着能を有する。

【０００６】

【発明の効果】従って本発明によれば、対象空気が一酸
化窒素を多く含む場合の空気浄化に有用な吸着式空気清
浄機及びそれに好適使用できる吸着剤を提供できるよう
になった。

【０００７】

【実施例】吸着式空気清浄機は、作業員の手元など局部
箇所を浄化対象域として空気浄化を行なうものであっ
て、図１に示すように、移動自在な清浄機本体１と吸込
管２とからなる。前記清浄機本体１は、吸込管２からの
吸い込み空気を対象空気とするものであって、上部に前
記吸込管２との接続口１ａと排気口１ｂとを備えるとと
もに、下部に移動用のキャスター車輪１ｃを備え、か
つ、内部に前記接続口１ａから排気口１ｂにわたる浄化
対象空気の処理用風路Ａを備えたケース状の台車１Ａを
設け、その台車１Ａ内つまり処理用風路Ａに接続口１ａ
から取り入れた空気を浄化する浄化手段と、吸込管２か
ら空気を吸い込んで処理用風路Ａを通過させたのち排気
口１ｂから排出するように空気を吸い込み排出するため
のモーター駆動のファン１Ｂとを設けて構成されてい
る。前記浄化手段は、図２にも示すように、処理用風路
Ａに、流動する吸い込み空気に接触して処理する１次フ
ィルターＦ１，２次フィルターＦ２，３次フィルターＦ
３，４次フィルターＦ４を、上流側から下流側にかけて
その記載順で並置する状態に設けて構成されている。１
次フィルターＦ１は、たわし状に絡ませた金属線をフィ
ルター材として、吸い込み空気中の火の粉を消す、つま
り、火花が内部に入ることを阻止するためのものであ
る。２次フィルターＦ２は、金網製のスクリーンをフィ
ルター材として、１００μｍ以上の粗ダストを除去する
ためのものである。３次フィルターＦ３は、グラスウー
ル製のバグフィルター利用した０．５〜１００μｍの細
ダストを除去するためのものである。４次フィルターＦ
４は、吸着剤を備えた吸着フィルターＦＡであって、吸
着剤、ミクロ細孔（径２０Å以下）を有する担体に、遷
移金属のうちから選択した１つ又は複数のものを担持さ
せた構造のものである。前記担体は、活性炭、ゼオライ
ト、無機担体であり、無機担体としては、アルミナ・シ
リカ・シリカアルミナ・酸化チタン・マグネシアなどを
挙げることができ、これらは、可及的表面積が大きいこ
とが好ましい。もちろん、吸着フィルターＦＡに使用す
る吸着剤は、活性炭を担体とするもの、、ゼオライトを
担体とするもの、無機担体を担体とするもののうちから
１つ又は複数を選択する。前記遷移金属のうち、第１遷
移元素としては、スカンジウム・チタン・バナジウム・
クロム・マンガン・鉄・コバルト・ニッケル・銅等を挙
げることができ、第２遷移元素としては、イットリウム
・ジルコニウム・ニオブ・モリブデン・テクネチウム・
ルテニウム・ロジウム・パテジウム・銀等を挙げること
ができ、第３遷移元素としては、ランタンなどのランタ
ノイド等を挙げることができ、第４遷移元素としては、
アクチウムなどのアクチノイドを挙げることができる。
これら吸着剤は、銅やマンガン等の遷移金属の存在によ
り、一酸化窒素に対しても化学的吸着型ミクロ細孔充填
現象を起こしてその一酸化窒素を吸着する。それらのＮ
Ｏ吸着能を確認するための実験を行った。実験に使用し
た吸着剤は、ミクロ細孔を有するヤシガラ活性炭（直径
３ｍｍ、高さ３ｍｍの円柱状のもの）に銅とマンガンと
を担持させた構造の本発明のものＡと、同様にミクロ細
孔を有するゼオライト（直径３ｍｍ、高さ３ｍｍの円柱
状のもの）に銅とマンガンとを担持させた構造の本発明
のものＢと、ヤシガラ活性炭（直径３ｍｍ、高さ３ｍｍ
の円柱状のもの）のみの従来品である。そして、グリデ
ュア溶接棒６５を使用して電流値２５０Ａにてアーク溶
接することで行うショベルローダの爪の肉盛りの際に発
生する煙を処理対象の排ガスとして供給し、出口での排
ガス中のＮＯ濃度を測定した。入口での排ガス中のＮＯ
濃度は５５〜６５ｐｐｍであり、従来品の出口での排ガ
ス中のＮＯ濃度が５０〜６０ｐｐｍであったのに対し、
本発明のＡ及びＢの出口での排ガス中のＮＯ濃度はとも
に０ｐｐｍであった。なお、ＮＯ濃度測定は、化学発光
法（ケミカル法）によった。図３のＮＯ吸着等温線（ａ
ｔ２５℃）で結果を示す。また、上記吸着剤の再生は、
温度あるいは圧力スイングにより窒素酸化物を脱離し、
脱離した窒素酸化物を別途処理する。前記吸込管２は、
長手方向の複数箇所に、屈曲自在な蛇腹管部２Ａを有
し、それら各蛇腹管部２Ａでの屈曲と台車１Ａに対する
縦軸周りの回転により先端の吸込口２ａの位置及び向き
を変更自在なものである。上記構成の吸着型空気清浄機
では、局部箇所から空気を吸い込むように吸込口２ａを
セットすることにより、局部箇所の空気中のヒューム・
ダスト・臭気・窒素酸化物を除去することができ、特
に、窒素酸化物については、二酸化窒素はもちろん、一
酸化窒素も吸着除去することができる。なお、図では、
４次フィルターＦ４《吸着フィルターＦＡ》の後にファ
ン１Ｂを設置してあるが、１次フィルターＦ１の手前・
１次フィルターＦ１と２次フィルターＦ２との間・２次
フィルターＦ２と３次フィルターＦ３との間・３次フィ
ルターＦ３と４次フィルターＦ４（ＦＡ）との間のいず
れに設置しても良い。

【０００８】〔別実施例〕上記実施例では、局部箇所を
浄化対象域とする空気清浄機を示したが、本発明は室内
全体を浄化対象域として浄化する空気清浄機にも適用す
ることができる。

【０００９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部切り欠き側面図

【図２】空気の流れを示すフローチャート

【図３】ＮＯ吸着等温線図

【符号の説明】

Ａ 処理用風路 ＦＡ 吸着フィルター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄化対象空気の処理用風路（Ａ）に吸着
   フィルター（ＦＡ）を浄化対象空気に接触する状態に設
   けてある吸着式空気清浄機であって、前記吸着フィルタ
   ー（ＦＡ）として、ミクロ細孔を有する担体に金属を担
   持させた構造の吸着剤を備えたものを設けてある吸着式
   空気清浄機。
2. 【請求項２】 ミクロ細孔を有する活性炭に、遷移金属
   のうちから選択した１つ又は複数のものを担持させてあ
   る吸着式空気清浄機用吸着剤。
3. 【請求項３】 ミクロ細孔を有するゼオライトに、遷移
   金属のうちから選択した１つ又は複数のものを担持させ
   てある吸着式空気清浄機用吸着剤。
4. 【請求項４】 ミクロ細孔を有する無機担体に、遷移金
   属のうちから選択した１つ又は複数のものを担持させて
   ある吸着式空気清浄機用吸着剤。