JPH08229340A - 湿式空気清浄器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚染空気中のガス成分や粉塵、花粉等の有形
成分、悪臭成分、ニコチン、煙成分等の除去が多目的で
行なうことができる小型で安価にして維持費が安く、管
理が容易な室内用空気清浄器を提案する。 【構成】 織目２〜１０μｍｍの不織布製の袋体中に活
性炭を充填した複数の活性炭層よりなる不織布フィルタ
ー部と、アルカリ水溶液と汚染空気とを気液接触させる
アルカリ洗浄部と、該洗浄部で汚染物質を吸収したアル
カリ水溶液を再生するアルカリ水再生部と、有機酸水溶
液と上記アルカリ洗浄後の空気とを気液接触させる酸洗
浄部と、洗浄後の清浄空気の水切りを行うサイクロン型
水切り部とからなる湿式空気清浄器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿式空気清浄器に関
し、詳しくは不織布フィルター部、アルカリ洗浄部、ア
ルカリ水再生部、酸洗浄部及び水切り部からなる室内用
湿式空気清浄器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気汚染についての懸念は深まる
ばかりで、従来からその対策として各種の空気清浄機が
提案され使用されており、これらはフィルター式の一般
型と電気式の高級型とに大別される。

【０００３】フィルター式は粉塵や細菌、煙等を除去す
るため、ファンの吸引力によって、通常プレフィルタ
ー、高性能フィルター、脱臭フィルターの三種のフィル
ターを組み合せ、電気式は通常プレフィルター、電気集
塵、脱臭フィルター、殺菌灯等を組み合せている。

【０００４】空気中の汚染物質は地域により異なり、そ
の対策が充分に行われているものもあるが、個人用自動
車、特にディーゼル車の排出ガスであるＮＯｘ、ＳＯ
ｘ、ＣＯｘ等は市街地の交通の激しい所では当分環境改
善は期待されない。

【０００５】また、杉花粉に代表される季節的な空気汚
染は、アレルギー体質の人には大きな負担となってお
り、特殊なマスクの着用等が必要である。また、不快な
悪臭成分と言われるメルカプタンや硫化水素、アンモニ
ア等の対策、特に病院や介護老人の部屋等の室内用で、
ガス成分や粉塵、花粉等の有形成分、悪臭成分、ニコチ
ン、煙成分等の除去など、多目的で行われる小型で安価
な室内用空気清浄器の開発が待たれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、汚染空気中
の有害ガス成分や粉塵、花粉等の有形成分、悪臭成分、
ニコチン、煙成分等の除去など、多目的に行なうことが
できる小型で安価にして維持費が安く、しかも管理が容
易な室内用温式空気清浄器を提案するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、織目２〜１０
μｍｍの不織布製の袋体中に活性炭を充填した複数の活
性炭層よりなる不織布フィルター部と、アルカリ水溶液
と汚染空気とを気液接触させるアルカリ洗浄部と、該洗
浄部で汚染物質を吸収したアルカリ水溶液を再生するア
ルカリ水再生部と、有機酸水溶液と上記アルカリ洗浄後
の空気とを気液接触させる酸洗浄部と、洗浄後の清浄空
気の水切りを行なうサイクロン型水切り部とからなるこ
とを特徴とする湿式空気清浄器に関するものである。

【０００８】上記において、アルカリ洗浄部と酸洗浄部
は、アルカリ水溶液又は酸水溶液分配器と、多段式気液
接触用傾斜板よりなる気液接触部と、汚染物質吸収後液
を貯液する循環ポンプ付貯液槽とから構成されているこ
とが好ましく、また上記アルカリ水再生部は、加熱部と
熱交換部とからなり、該加熱部にはヒーターを内蔵し、
該熱交換部の熱交換器内のパイプには伝熱フィンが取付
けられてなることが好ましいのである。

【０００９】本発明は上記のように構成され、多種の汚
染物質を高効率で除去することができ、かつアルカリ水
再生部を内蔵しているので、維持費が安く、管理も容易
である。また、構造が比較的簡単で小型あるので、製作
費も安価でスペースも狭くてよく、家庭用等に適してい
る。

【００１０】

【作用】次に、本発明を構成する各部について説明す
る。 （Ａ）不織布フィルター部は、２〜１０μｍｍの不織布
製の袋体中に通気性のよい粒状活性炭を充填し、通気抵
抗が小さく扁平状に作製した複数の活性炭層よりなり、
花粉、ディーゼル排気炭素粒子、煙草の煙粒子等を除去
し、後記の各洗浄部の目詰りを防止する。また、必要に
よっては、該活性炭層の前に比較的粗大な粉塵等を除去
する０．５ｍｍ目程度のメッシュプレートを設けてもよ
い。

【００１１】（Ｂ）アルカリ洗浄部は、アルカリ水溶液
と汚染空気を接触させ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯｘ、メル
カプタン及び硫化水素等を吸収する。

【００１２】アルカリ物質としては、再生可能なＮａ_２
ＣＯ_３を使用し、Ｎａ_２ＣＯ_３は水中で解離して、 Ｎａ_２ＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ→ＮａＯＨ＋ＮａＨＣＯ_３・・・（１） となり、ｐＨ１０．５前後のアルカリ性を呈する。市中
に存在する汚染空気中の汚染物質としては、ＣＯ_２を主
体とするＣＯｘが１〜０．０２％程度で、他成分はｐ．
ｐ．ｍ．ないしＰ．Ｐ．Ｂ．単位であり、従ってアルカ
リの消費はほとんどＣＯｘにより消費される。

【００１３】（Ｃ）アルカリ水再生部は、加熱部と熱交
換部とからなり、アルカリ洗浄部で循環しているアルカ
リ水溶液の一部を抜き出し、まず加熱部の余熱を利用し
て熱交換し、３０〜４０℃に予熱し、しかる後ヒーター
付加熱部に流入させ、６０〜８０℃に加熱することによ
って重炭酸ソーダ（ＮａＨＣＯ_３）は（２）式によって
ＣＯ_２を気化し、Ｎａ_２ＣＯ_３水溶液に再生される。 ＮａＨＣＯ_３→Ｎａ_２ＣＯ_３＋ＣＯ_２↑＋Ｈ_２Ｏ・・・（２）

【００１４】気化したＣＯ_２は系外（室外）に誘導し、
除去する。加熱による温度上昇は熱交換部及び気液接触
部で熱交換され、自然冷却される。

【００１５】（Ｄ）酸洗浄部は、酸物質としてリンゴ
酸、クエン酸等の無臭有機酸を使用し、酸水溶液として
アルカリ洗浄された空気と気液接触させることにより、
アンモニア成分、アミン類成分等を吸収除去する。ま
た、殺菌を必要とする場合は、沃素を添加する。

【００１６】（Ｅ）上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）で洗浄された水分を含む清浄空気は最終的にブロ
ワーにより吸引され、サイクロン型水切り部に導入さ
れ、分離された水滴は洗浄部に戻し、清浄空気は室内に
解放する。

【００１７】次に、本発明の一実施例を図面を参照にし
て説明する。ただし、本発明に係る湿式空気清浄器は次
の実施例に限定されるものではない。

【００１８】

【実施例】図１は本発明に係る湿式空気清浄器の機能を
示すフロー図、図２は本発明に係る湿式空気清浄器の一
例を示す説明的全体断面正面図、図３は図２のＸ−Ｘ断
面図、図４は図２のＹ−Ｙ断面図、図５は本発明におけ
る気液接触部の要部を示す説明的斜視図、図６は本発明
におけるサイクロン型水切り部を示す説明的斜視図であ
る。

【００１９】本発明による湿式空気清浄器は略長方形の
函体で、内部に上記したような作用を行なう不織布フィ
ルター部Ａ、アルカリ洗浄部Ｂ、アルカリ水再生部Ｃ、
酸洗浄部Ｄ及びサイクロン型水切り部Ｅがコンパクトに
内蔵されている。

【００２０】不織布フィルター部Ａは、函体長手方向の
一側部（図では右側）を仕切板１７により断面長方形状
で上半分を仕切りダクト状に形成されており、１は該フ
ィルター部Ａの上部外側に向けて設けられた汚染空気吸
込口で、該吸込口１には図１〜２に示すような除塵用の
０．５ｍｍ網目のメッシュブレード２が該吸込口１全面
に張設され、比較的粗大な塵介を除去する。

【００２１】３は織目２〜１０μｍｍの不織布製の袋体
内に通気性のよい粒状活性炭を充填し、角形扁平状に作
成した複数の活性炭層（図では２層）で、各活性炭層３
は若干の間隔を持たせて図３に示すように上下相互に平
行して該フィルター部Ａに敷設され、上記吸込口１から
導入した汚染物質をろ過する。

【００２２】アルカリ洗浄部Ｂは、複数個（図では４
個）の液分配器４と多段式気液接触板５ａを組合せ形成
された気液接触部５（図では４個）と、集液板６と、切
替弁付循環用ポンプ９（共用）及び液循環用貯液槽７と
から構成されている。

【００２３】液分配器４は、多孔板ボックス型の容器
で、図２に示すようにアルカリ洗浄部Ｂの函体内の上方
同一平面上に等間隔に複数個（図では４個）配設されて
おり、該函体底部に備えられた切替弁付循環ポンプ９に
より送液パイプ８を介して送液されるアルカリ水溶液を
気液接触部５上に散布する。なお、液分配器は上記型式
に限定されるものではなく、適宜設計して決めればよ
い。

【００２４】気液接触部５は、図５に示すような断面略
Ｌ字型の気液接触傾斜板５ａを通気可能な隙間を持たせ
て多段に組合せ、全体が逆四角錐状になるように形成さ
れており、上記不織布フィルター部Ａから下方に向かっ
て導入される汚染空気は集液板６により上向に方向変換
され、気液接触傾斜板５ａの下方から該傾斜板５ａ間の
隙間により分散されて上昇し、上方の液分配器４から分
配散布されるアルカリ水溶液と交流式に接触しアルカリ
洗浄される。

【００２５】洗浄された空気は、上部が解放された隔壁
１８の連通口１９を通り、次の酸洗浄部（Ｄ）へ導入さ
れる。

【００２６】集液板６は、逆コーン型又は逆多角錐型に
形成され、下部先端に液流出口が設けられており、その
周縁部がアルカリ洗浄部Ｂの三方の外側壁と隔壁１８に
内接固定され、気液接触部５からのアルカリ洗浄後液を
集液して、底部に設けられている貯液槽７に流入させ
る。

【００２７】貯液槽７は、アルカリ洗浄部Ｂの四方の側
壁により断面角型に形成されて集液板６の下方の函体底
部に設けられており、切替弁付循環ポンプ９に連結する
送液用パイプ８ａが連設されている。

【００２８】アルカリ水溶液は切替弁付循環ポンプ９に
より送液パイプ８を介して液分配器４に送液され、該分
配器４により散布され、気液接触部５で下方からの汚染
空気と交流式に接触した後、集液板６によって集液さ
れ、貯液槽７に流入する。このように、アルカリ洗浄部
Ｂが稼働している間、アルカリ水溶液は常時循環されて
いるのである。

【００２９】アルカリ水の再生部Ｃには、図４に示すよ
うに函体内上方に加熱部１２と熱交換部１３とが並設さ
れており、アルカリ洗浄部Ｂと酸洗浄部Ｄ間で函体中央
部に設けられ、加熱部１２には加熱ヒーターが内蔵され
ている。

【００３０】また、加熱部１２内には流入水がショート
パスしないように複数枚の邪摩板２０により図４に示す
ように連通した数室に区画されており、反応に必要な滞
留時間を維持するように形成されている。

【００３１】上記アルカリ洗浄部Ｂで循環しているアル
カリ水溶液の一部を切替弁付き循環ポンプ９により送液
パイプ８と流量調整バルブ１０を介して抜出し、まず加
熱部の余熱を利用して熱交換させ、４５〜５５℃に余熱
した後、加熱部１２に流入させて６０〜８０℃に加熱す
ることによって、アルカリ水溶液が吸収したＣＯ_２を気
化させて分離すると共に、前記（２）式によりＮａ_２Ｃ
Ｏ_３水溶液を再生する。また、気化したＣＯ_２ガスは、
加熱部１２上部に設けられたＣＯ_２排出口２１から系外
に放出される。

【００３２】加熱部１２に並設された熱交換部１３は通
常の熱交換器と同様であり、切替弁付き循環ポンプ９に
連結された送液パイプ８ｃと上記邪摩板２０とが図４に
示されるように加熱部１２と同様に配設され、該送液パ
イプ８ｃには伝熱フィンが取付けられている。

【００３３】アルカリ洗浄部Ｂで循環しているアルカリ
水溶液の一部をポンプ９により送液パイプ８ｃへ抜出
し、加熱部１２からの再生されたアルカリ水溶液中を交
流式に循環させて熱交換させ、加熱部１２の液流入口へ
導入させる。

【００３４】この場合、加熱部１２で約６０〜８０℃に
加熱され、再生されたアルカリ水溶液は、熱交換部１３
で熱交換されて約４０℃まで降温され、流出口２２から
貯液槽７に流入する。一方、送液パイプ８ｃ中のアルカ
リ水溶液は約４５〜５５℃に加温され、加熱部１２へ循
環される。

【００３５】上記のようにして、アルカリ洗浄部Ｂで吸
収されたＣＯ_２はアルカリ水再生部Ｃで気化され、系外
へ排出され、再生されたアルカリ水溶液はアルカリ洗浄
部Ｂへ循環されるのである。

【００３６】切替弁付き循環ポンプ９は函体底部のほぼ
中央部に設けられ、アルカリ洗浄部Ｂへ循環送液する送
液パイプ８と該送液パイプ８から分岐されて液量調整バ
ルブ１０を介してアルカリ水再生部Ｃへ送液する送液パ
イプ８Ｃ及び酸洗浄部Ｄへ送液する送液パイプ８ｄとに
切替可能で、一台のポンプで３方向に送液できる。８ａ
はアルカリ水溶液用、８ｂは酸水溶液用のサクションパ
イプであり、適宜切替可能に構成されている。

【００３７】酸洗浄部Ｄは、図２に示すようにアルカリ
洗浄部Ｂにアルカリ水再生部Ｃを介して連設され、その
内部構造は上記アルカリ洗浄部Ｂと略同様であり、複数
個の液分配器４′と、多段式気液接触板５ａを組合せて
形成された気液接触部５′と、集液板６′と、切替弁付
き循環ポンプ９（共用）及び液循環用貯液槽７′から構
成されている。

【００３８】液分配器４′、気液接触部５′、集液板
６′、切替弁付循環ポンプ９及び液循環用貯液槽７′等
は、上記アルカリ洗浄部Ｂで説明したものと同様の構造
であるので説明を省略する。

【００３９】アルカリ洗浄部Ｂで洗浄された空気は、連
通口１９を介してブロワー１４により吸引され、次に酸
洗浄部Ｄに導入され、気液接触部５′で酸水溶液と交流
式に接触して酸洗浄される。

【００４０】酸水溶液の循環は、上記したアルカリ水溶
液と同様に酸洗浄部Ｄ内を循環して汚染物質を吸収し除
去する。

【００４１】汚染空気中で酸洗浄される汚染物質量は微
量であるので、一定期間運転したら適宜酸洗浄液の一部
を系外に抜き出し、新酸水溶液を補給すればよい。

【００４２】本発明の湿式空気清浄器を構成する不織布
フィルター部Ａ、アルカリ洗浄部Ｂ、酸洗浄部Ｄの各内
部は、該酸洗浄部Ｄ上方に設けられたブロワー１４によ
り常時吸引されて負圧に維持されており、汚染空気を吸
入導入して各洗浄部で洗浄され、次の水切り部Ｅを介し
て排気口１６から清浄空気を室内へ開放する。

【００４３】水切り部１７は図６に示すようなサイクロ
ン型に形成されており、最終的に清浄空気の流れを円周
方向に誘導し、清浄空気中の水滴を分離して洗浄部へ戻
す。

【００４４】この上記実施例では、不織布フィルター部
Ａ、アルカリ洗浄部Ｂ、アルカリ水再生部Ｃ、酸洗浄部
Ｄ及び水切り部Ｅを備えた湿式空気清浄器について説明
したが、汚染空気によっては酸洗浄部Ｄを省略してもよ
い。

【００４５】上述のように構成された小型湿式空気清浄
器により、ある所の汚染空気（ＣＯ：６ｐｐｍ、Ｃ
Ｏ_２：０．０５％、ＮＯ_２：１０ｐｐｍ、有機チオー
ル：０．０１％）について清浄化試験を行なった結果、
最終清浄空気の組成は、ＣＯ：＜０．０１ｐｐｍ、ＣＯ
_２：＜０．０００１％、ＮＯ_２＜０．０１ｐｐｍ、有機
チオール：＜０．０００１％であった。

【００４６】

【発明の効果】本発明の空気清浄器は上記のように構成
されているので、次のような効果がある。 （１）ガス成分や粉塵、花粉等の有形成分、悪臭成分、
ニコチン、煙成分など、多種の汚染成分を高効率で除去
することができる。 （２）アルカリ水再生部を内蔵しているので、維持費が
安く管理が容易である。 （３）アルカリ水溶液の寿命はアルカリ水再生部が内蔵
されているので問題がなく、他のＮＯｘ、ＳＯｘ等のア
ルカリ消費はＰＰＭないしＰＰＢオーダであるので、１
日８時間の運転で約１年半はその効果が持続でき、年１
回のオーバーホールでメンテナンスは全く不要である。 （４）洗浄水溶液中に沃素を添加することにより、減菌
効果も期待できる。 （５）比較的小型であるので、家庭内の部屋や介護老人
の部屋、病室、個室カラオケ及び高給バーなどの室内用
として広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による湿式空気清浄器のフロー図であ
る。

【図２】本発明による湿式空気清浄器の実施例を示す説
明的断面正面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。

【図４】図２のＹ−Ｙ断面図である。

【図５】本発明における気液接触部の要部を示す説明的
斜視図である。

【図６】本発明におけるサイクロン型水切り部の概要を
示す説明的斜視図である。

【符号の説明】

１−汚染空気吸込口 ２−メッシュブレード ３−活性炭層 ４−液分配器 ５−気液接触部 ６−集液板 ７−貯液槽 ８−送液パイプ ９−切替弁付き循環ポンプ １０−液量調整バルブ １１−電源室 １２−加熱部 １３−熱交換部 １４−ブロワー １５−吸引口 １６−開放口 １７−水切り部 １８−隔壁 １９−連通口 ２０−邪摩板 ２１−ＣＯｘ排出口 ２２−アルカリ水溶液流出口 ２３−ヒーター Ａ−不織布フィルター部 Ｂ−アルカリ洗浄部 Ｃ−アルカリ水再生部 Ｄ−酸洗浄部 Ｅ−サイクロン型水切り部 Ｆ−空気流方向 Ｇ−液流方向

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、湿式空気清浄器に関
し、詳しくはアルカリ洗浄部とアルカリ水再生部を主要
部として、必要に応じて不織布フィルター部、酸洗浄部
及び水切部のうち少なくとも一部を組合せて構成された
室内用温式空気清浄器に関するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】 第一の発明は、アルカ
リ水溶液と汚染空気とを気液接触させるアルカリ洗浄部
と、該洗浄部で汚染物質を吸収したアルカリ水溶液を再
生するアルカリ水再生部とからなることを特徴とする湿
式空気清浄器であり、第２の発明は、複数の活性炭層よ
りなる不織布フィルター部と、上記アルカリ洗浄部及び
アルカリ水再生部とからなることを特徴とする湿式空気
清浄器であり、第３の発明は、上記不織布フィルター
部、アルカリ洗浄部、アルカリ水再生部に更に、上記ア
ルカリ洗浄後の空気を有機酸水溶液と気液接触させる酸
洗浄部と、洗浄後の清浄空気の水切りを行う水切部とか
らなることを特徴とする湿式空気清浄器を提供するもの
である。第１、第２発明において、必要に応じて水切部
を付加してもよい。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 アルカリ物質としては、ＮａＯＨ，Ｎａ
_２ＣＯ_３，ＮａＨＣＯ_３，ＫＯＨ，Ｋ_２ＣＯ_３，ＫＨＣ
Ｏ_３等が使用できるが、例えばＮａ_２ＣＯ_３を使用した
場合、Ｎａ_２ＣＯ_３は水中で分解して、 Ｎａ_２ＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ→ＮａＯＨ＋ＮａＨＣＯ_３・・・・（１） となり、ｐＨ１０．５前後のアルカリ性を呈する。市中
に存在する汚染空気中の汚染物質としてはＣＯ_２を主体
とするＣＯｘが１〜０．０２％程度で、他成分はｐ．
ｐ．ｍ．ないしｐ．ｐ．ｂ．オーダーである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】 上記実施例では、不織布フィルター部
Ａ、アルカリ洗浄部Ｂ、アルカリ水再生部Ｃ、酸洗浄部
Ｄ及び水切部Ｅを備えた湿式空気清浄器について説明し
たが、汚染空気中の汚染物質の種類と量によっては、ア
ルカリ洗浄部Ｂとアルカリ水再生部Ｃのみ、又は不織布
フィルター部Ａ、アルカリ洗浄部Ｂ、アルカリ水再生部
Ｃのみからなる湿式空気清浄器でもよく、必要に応じて
水切り部を付加してもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＡ 53/81 ＺＡＢ Ｆ２４Ｆ 7/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 織目２〜１０μｍｍの不織布製の袋体中
   に活性炭を充填した複数の活性炭層よりなる不織布フィ
   ルター部と、アルカリ水溶液と汚染空気とを気液接触さ
   せるアルカリ洗浄部と、該洗浄部で汚染物質を吸収した
   アルカリ水溶液を再生するアルカリ水再生部と、有機酸
   水溶液と上記アルカリ洗浄後の空気とを気液接触させる
   酸洗浄部と、洗浄後の清浄空気の水切りを行なうサイク
   ロン型水切り部とからなることを特徴とする湿式空気清
   浄器。
2. 【請求項２】 前記アルカリ洗浄部が、アルカリ水溶液
   分配器と、多段式気液接触用傾斜板よりなる気液接触部
   と、汚染物質吸収後液を貯液する循環ポンプ付貯液槽と
   から構成されてなる請求項１記載の湿式空気清浄器。
3. 【請求項３】 前記アルカリ水再生部が加熱部と熱交換
   部とからなり、該加熱部にはヒーターが内蔵され、該熱
   交換部の熱交換器内のパイプには伝熱フィンを取付けて
   なる請求項１又は２記載の湿式空気清浄器。
4. 【請求項４】 前記酸洗浄部が、酸水溶液分配器と、多
   段式気液接触用傾斜板よりなる気液接触部と、汚染物質
   吸収後液を貯液する循環ポンプ付貯液槽とから構成され
   てなる請求項１，２又は３記載の湿式空気清浄器。