JP2005230280A

JP2005230280A - 空気清浄システム

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Publication number: JP2005230280A
Application number: JP2004043466A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本; Takeshi Kanai; 健金井; Takeshi Rakuma; 毅樂間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2024-02-19
Also published as: JP3986502B2

Abstract

【課題】煩雑なメンテナンス作業を簡素化でき、且つ、汚染物質除去効果を向上させた空気清浄システムを提供する。
【解決手段】空気清浄システム１は、空気中に含まれる汚染物質を処理するものであって、空気中に含まれる汚染物質を吸着して捕集し、且つ、放出させて再生することが可能な汚染物質吸着装置７と、水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極４、６とを備え、汚染物質吸着装置７から放出された汚染物質を水溶液に接触させ、当該水溶液を電気分解により処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気中に含まれる汚染物質を処理するための空気処理システムに関するものである。

昨今、シックハウス症候群等を緩和すべく、屋内等における空気清浄が注目されている。特に、ホルムアルデヒドは強い刺激性やシックハウスの誘因物質として指摘されているが、家屋の建材や塗料、家具等から発生するため、屋内における濃度が高くなる問題がある。このようなホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）やアンモニア等の悪臭物質を除去する方法としては、それら汚染物質を含有する空気を水と接触させて溶け込ませ、空気中から除去するシステムがある。
特開２０００−７９１５７号公報

しかしながら、上述の如き空気中に含有される汚染物質を水に溶け込ませて空気清浄を行うシステムでは、空気清浄に用いられた水は排水として処理されている。そのため、空気清浄に用いられる水は、常に新しい水を供給しなければ成らず、頻繁な給水作業を強いられる問題があった。

そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、煩雑なメンテナンス作業を簡素化でき、且つ、汚染物質除去効果を向上させた空気清浄システムを提供することを目的とする。

本発明のもう一つの目的は、上記に加えて空気清浄システムを装飾としても利用できるようにすることにある。

請求項１の発明の空気清浄システムは、空気中に含まれる汚染物質を処理するものであって、空気中に含まれる汚染物質を吸着して捕集し、且つ、放出させて再生することが可能な汚染物質吸着装置と、水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、汚染物質吸着装置から放出された汚染物質を水溶液に接触させ、当該水溶液を電気分解により処理するものである。

請求項２の発明の空気清浄システムは、上記において汚染物質吸着装置は、汚染物質を含む空気が流通される吸着部と、加熱されて汚染物質を放出する再生部とが連続して構成される回転式の吸着部材により構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明の空気清浄システムは、空気中に含まれる汚染物質を処理するものであって、水溶液を貯溜する透視可能な水槽と、この水槽内の水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、汚染物質を含む空気を水槽内の水溶液中に吐出し、当該水溶液を電気分解により処理するものである。

請求項４の発明の空気清浄システムは、上記において水槽内の水溶液中に光触媒を設け、可視光や紫外光を照射することを特徴とする。

請求項５の発明の空気清浄システムは、上記各発明において電解用電極を構成する導電性材料は、次亜塩素酸、又は、オゾン、酸素、過酸化水素、若しくは、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル、ヒドロキシラジカル、一重項酸素ラジカルを生成可能な不溶性金属材料、又は、カーボンであることを特徴とする。

請求項６の発明の空気清浄システムは、上記各発明において水溶液は５ｍｇ／Ｌ以上のハロゲン化物イオンを含むことを特徴とする。

請求項７の発明の空気清浄システムは、上記各発明において電解用電極の極性を切り替えることを特徴とする。

請求項８の発明の空気清浄システムは、上記各発明において水溶液中に汚染物質を含む空気を０．０１Ｌ／ｍｉｎ以上の量で供給することを特徴とする。

請求項９の発明の空気清浄システムは、上記各発明において水溶液のｐＨをｐＨ４〜ｐＨ８の範囲とすることを特徴とする。

請求項１の発明では、空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムにおいて、空気中に含まれる汚染物質を吸着して捕集し、且つ、放出させて再生することが可能な汚染物質吸着装置と、水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、汚染物質吸着装置から放出された汚染物質を水溶液に接触させ、当該水溶液を電気分解により処理するので、汚染物質吸着装置によって空気中の汚染物質は捕集され、水溶液に溶け込んだ後、電極上で直接電解及び電気分解によって生成した次亜塩素酸（以下、電解次亜塩素酸とする）又はオゾン、過酸化水素、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル、ヒドロキシラジカル、一重項酸素ラジカルにより分解されるようになる。

これにより、空気中に含まれる汚染物質を効率的に除去することができるようになる。また、水溶液中に汚染物質を含む空気をバブリングし、水溶液中を通過した空気を排出するようにすれば、弾けた飛沫に含まれる次亜塩素酸、オゾンなどによっても周囲の空気中に含まれる汚染物質を分解処理し、殺菌することができるようになる。更に、水溶液に溶け込んだ汚染物質は分解されるので、常に浄化された水溶液を空気清浄に利用することができるようになり、頻繁な水溶液の交換を回避してメンテナンス性を向上させることもできるようになるものである。

請求項２の発明では、上記において汚染物質吸着装置は、汚染物質を含む空気が流通される吸着部と、加熱されて汚染物質を放出する再生部とが連続して構成される回転式の吸着部材により構成されているので、汚染物質吸着装置を交換すること無く、永続的に汚染物質の吸着と放出機能を発揮させることができるようになり、更なるメンテナンス性の向上を図ることができる。

請求項３の発明では、空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムにおいて、水溶液を貯溜する透視可能な水槽と、この水槽内の水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、汚染物質を含む空気を水槽内の水溶液中に吐出し、当該水溶液を電気分解により処理するので、空気中の汚染物質は水槽内の水溶液に溶け込んだ後、電極上で直接電解及び電気分解によって生成した次亜塩素酸（以下、電解次亜塩素酸とする）又はオゾン、過酸化水素、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル、ヒドロキシラジカル、一重項酸素ラジカルにより分解されるようになる。

これにより、空気中に含まれる汚染物質を円滑に除去することができるようになる。特に、水槽は透視可能とされているので、吐出された空気が泡となって上昇する様子を視覚的に表現することができるようになる。これにより、空気清浄システムをインテリア等の装飾として利用することができるようになる。また、水溶液中を通過した空気が排出されると、弾けた飛沫に含まれる次亜塩素酸によって周囲の空気中に含まれる汚染物質も分解処理されると共に、殺菌も行われることになる。更に、水溶液に溶け込んだ汚染物質は分解されるので、常に浄化された水溶液を空気清浄に利用することができるようになり、頻繁な水溶液の交換を回避してメンテナンス性を向上させることもできるようになるものである。

請求項４の発明では、上記において水槽内の水溶液中に光触媒を設け、可視光や紫外光を照射するようにしているので、可視光や紫外光が照射された光触媒による酸化反応によっても水溶液中に溶け込んだ汚染物質を分解除去することができるようになる。特に、紫外光を紫色発光ランプやＬＥＤで照射するようにすれば、視覚効果を一層向上させることができるようになる。

請求項５の発明では、上記各発明において電解用電極を構成する導電性材料は、次亜塩素酸、又は、オゾン、酸素、過酸化水素、若しくは、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル、ヒドロキシラジカル、一重項酸素ラジカルを生成可能な不溶性金属材料、又は、カーボンであるので、効率的に水溶液中に溶け込んだ汚染物質を分解処理することができるようになる。

請求項６の発明では、上記各発明において水溶液は５ｍｇ／Ｌ以上のハロゲン化物イオンを含むので、電気分解によって水溶液中に次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素を効果的に発生させることができ、効率的に水溶液中に溶け込まれた成分を分解処理することができるようになる。

また、電気分解によって生成される次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素は、水溶液中の細菌などを死滅させることができるため、水溶液中に細菌が繁殖し、異臭が発生することを未然に回避することができる。そのため、空気を接触させ清浄化する水溶液を衛生に保つことができるようになり、屋内環境の向上を図ることができるようになる。

請求項７の発明では、上記各発明において電解用電極の極性を切り替えるので、電気分解においてカソードとなる電解用電極に生じるカルキ等の物質の固着を防止し、電極の通電効率が低下することを未然に回避することができるようになる。これにより、電解効率が低下してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。

請求項８の発明では、上記各発明において水溶液中に汚染物質を含む空気を０．０１Ｌ／ｍｉｎ以上の量で供給するので、最も効率的に水溶液中に溶け込んだ汚染物質を処理することができるようになる。

請求項９の発明では、上記各発明において水溶液のｐＨをｐＨ４〜ｐＨ８の範囲とするので、次亜塩素酸による汚染物質の分解処理を最も効率的に行わせることができるようになる。

以下、図面を参照しながら本発明の空気浄化システムを詳述する。

図１は本発明の一実施例の空気清浄システム１の構成を示す斜視図、図２は同内部透視側面図である。この実施例の空気清浄システム１は、例えば家屋などの屋内に設置可能な寸法を呈しており、ベース２と、このベース２上に立設された例えば透視可能な円筒状（若しくは四角筒状）透明ガラス、或いは、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネイト、又は、半透明ガラス（不透明）から成る水槽３と、この水槽３内底部に設けられた少なくとも一対の電解用電極４、６と、ベース２内に配置された汚染物質吸着装置７等から構成されている。尚、５はベース２の底面四隅に取り付けられた吸盤である。

水槽３の上面は閉塞されており、その下側における水槽３の上端部側面周囲には、水槽３内と外部とを連通する複数の排気口８・・が形成されている。この水槽３内には例えば５ｍｇ／Ｌ以上、実施例では２００ｍｇ／Ｌのハロゲン化物イオン、実施例では塩化物イオンを含んだ水溶液が所定量貯溜されている。そして、この水槽３内の底部周囲には、複数の空気吐出細口が形成されたリング状の散気管９が水溶液中に配設されており、この散気管９の内側上方に位置して前記電解用電極４、６が水溶液中に浸漬立設されている。

この電解用電極４、６は何れも、例えば白金−イリジウム系（Ｐｔ−Ｉｒ系）などの不溶性金属電極により構成されており、相互の距離は例えば６ｍｍとされている。尚、本発明において、電解用電極とは、被電解水としての水溶液に浸漬され、直接電解に寄与するものをいい、電極の一部分が浸漬されて直接電解に寄与する場合の当該一部分をも含むものとする。また、本実施例では、電解用電極４、６は一対の電極により構成されているが、これ以外に、複数の電解用電極が設けられていてもよいものとする。

前記汚染物質吸着装置７は、所定速度で回転される円盤状の吸着部材１１と、この吸着部材１１の吸着部（１１Ａで示す）に空気流路を介して屋内の空気を積極的に取り込んで通風し、流通させる空気取込用のファン１２と、吸着部材１１の再生部（１１Ｂで示す）を＋６０℃〜＋１２０℃に加熱するための電気ヒータ１３と、この電気ヒータ１３で加熱された空気を前記再生部に通風して循環させるための循環路１４と、この循環路１４中に設けられた循環用のファン１６と、循環路１４内に設けられた絞り部１７等から構成されている。

前記吸着部材１１は、例えばＶＯＣ吸着ゼオライト（例えば、ユニオン昭和（株）製Ｈｉｓｉｖ６０００（商品名））等の汚染物質吸着剤から構成されており、一部に構成された吸着部（１１Ａ）に流通された屋内の空気中に含まれる汚染物質を吸着して捕集する。

ここで、本発明が除去しようとする空気中の汚染物質には、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や悪臭物質が含まれる。そして、揮発性有機化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレン、クロルピリホス、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、テトラデカン、ダイアジノン、アセトアルデヒド等があげられ、悪臭物質としては、例えば、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化メチル、二硫化メチル、トリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ノルマルブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ノルマルバレルアルデヒド、イソバレルアルデヒド、イソブタノール、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、トルエン、スチレン、キシレン、プロピオン酸、ノルマル酪酸、ノルマル吉草酸、イソ吉草酸等があげられる。尚、以下の実施例ではホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を例に説明する。

吸着部材１１は所定速度で図１中矢印の方向に回転され、吸着部（１１Ａ）で汚染物質を吸着した部分はやがて再生部（１１Ｂ）に回される。この再生部（１１Ｂ）には電気ヒータ１３で加熱された空気が循環路１４内で循環されて効率的に高温とされており、この高温の空気によって再生部（１１Ｂ）に回ってきた部分は前述の温度に加熱される。吸着部材１１は加熱されると吸着した汚染物質を放出する。そして、放出された汚染物質は高温空気に乗って循環路１４内の絞り部１７に向かう。尚、再生部において汚染物質を放出することで、吸着部材１１の汚染物質吸着作用は再生されることになる。そして、これが回転に伴って連続的に行われる。

一方、前記循環路１４には、絞り部１７の上流側において取込管路１８の一端が連通接続されており、この取込管路１８の他端は前記散気管９に連通接続されている。また、取込管路１８中にはエアーポンプ１９とこのエアーポンプ１９の散気管９側に位置した逆止弁２１（散気管９方向を順方向とされている）が介設されており、このエアーポンプ９の運転によって循環路１４内の絞り部１７手前で留められている汚染物質を含んだ空気は取込管路１８内に取り込まれ、逆止弁２１を介して散気管９に送給される。

この散気管９に送給された空気は水槽３内底部の水溶液中に実施例では１．６Ｌ／ｍｉｎの量で吐出され（バブリング）、電解用電極４、６間やそれらの周囲を泡となって通過し、上昇してやがて上端の排気口８・・から屋内に排出されることになる。

図中２２はマイクロコンピュータなどにより構成された制御装置であり、所定の直流電源を有して前記電解用電極４、６への通電の他、ファン１２、１６、電気ヒータ１３、吸着部材１１を回転させるための図示しないモータ及びエアーポンプ１９の運転を制御する。

以上の構成で、この場合の実施例の空気清浄システム１の動作を説明する。空気清浄システム１に電源が投入されると、制御装置２２はファン１２、１６及びエアーポンプ１９を運転すると共に、吸着部材１１の回転用モータを運転して吸着部材１１を所定の速度で回転させ、電気ヒータ１３に通電して発熱させる。ファン１２の運転によって屋内の空気は吸着部材１１の吸着部（１１Ａ）に流通され、空気中に含まれる汚染物質、例えばホルムアルデヒドが吸着部材１１に吸着されて捕集される。

吸着部（１１Ａ）は回転によってやがて再生部（１１Ｂ）に至り、そこにファン１６によって循環されている電気ヒータ１３で加熱された高温空気によって加熱される。加熱されることにより、吸着部材１１に吸着されていたホルムアルデヒドは放出され、高温空気とともに循環路１４の絞り部１７に向かう。この放出されたホルムアルデヒドを多量に含む空気はエアーポンプ１９によって取込管路１８に取り込まれ、逆止弁２１を経て散気管９に至る。この散気管９に送給された空気は水槽３内底部の水溶液中に前述の如く１．６Ｌ／ｍｉｎの量で吐出され（バブリング）、電解用電極４、６間やそれらの周囲を泡となって通過し、上昇してやがて上端の排気口８・・から屋内に排出される。

ここで、水溶液中に送出された空気は、水溶液と容易に接触するため、当該空気内に含有されたホルムアルデヒドは水溶液中に溶け込む。これにより、空気中に含有されていたホルムアルデヒドは、水溶液によって処理され、清浄化された状態で排気口８から屋内に放出されるこれにより、空気清浄システム１が設置される屋内の空気が清浄化され、快適なものとなる。

他方、制御装置２２は前記電解用電極４、６に電源を供給する。この際＋が印加される電解用電極４又は６がアノード、−が印加される電解用電極６又は４がカソードとなる。また、制御装置２２は例えば１０分ごとに電解用電極４、６の極性を切り替える。そして、ホルムアルデヒドが含有された空気を清浄化した水溶液中には、前述の如く塩化物イオンが２００ｍｇ／Ｌ含有されているため、アノードとなる電解用電極４又は６では、塩化物イオンが電気を放出して塩素を生成する。その後、この塩素は、水溶液に溶解し、次亜塩素酸を生成する。

ここで、図５〜図１２を用いて水溶液の電気分解を用いたホルムアルデヒドの分解処理メカニズムを説明する。尚、図５はホルムアルデヒドの分解処理メカニズムを説明するための実験装置の斜視図であり、３１はビーカーである。このビーカー３１内にホルムアルデヒドを含む水溶液を３００ｍｌ貯溜し、前述同様の白金−イリジウム系の電解用電極４、６を水溶液中に浸漬する。尚、実験に用いた電解用電極４、６の面積は１５０ｍｍ×３５ｍｍ（浸漬部６５ｍｍ×３５ｍｍ）の寸法であり（浸漬部の寸法は図１、図２において同様）、電極間距離は前述同様の６ｍｍである。そして、制御装置２２により４５０ｍＡ、電流密度２Ａ／ｄｍ²の定電流が各電解用電極４、６に印加されると共に、電解中水溶液はマグネチックスターラー３２で撹拌した。水溶液中には後述するように塩化物イオンが含まれており、アノードとなる電解用電極４又は６では、塩化物イオンが電気を放出して塩素（Ｃｌ）を生成する。その後、この塩素は、水溶液に溶解し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を生成する。

図６にビーカー３１内で生じているホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の分解反応を示す。このとき、アノードとなる電解用電極４又は６で電極反応により、また、水溶液中では溶液反応により液中に溶け込んだホルムアルデヒドが分解され、水及び二酸化炭素を生成する。このときの反応を反応式ＡとＢに示す。
反応式ＡＨＣＨＯ＋ＨＣｌＯ→ＨＣＯＯＨ＋ＨＣｌ
反応式ＢＨＣＯＯＨ＋ＨＣｌＯ→ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ＨＣｌ
尚、上記ＨＣＯＯＨは蟻酸である。そして、これによって水溶液中のホルムアルデヒドは電解次亜塩素酸によって分解処理される。

ここで、図７、図８に電気分解により生成された次亜塩素酸によるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の分解結果を示す。尚、図７はホルムアルデヒドの濃度と分解反応によって生成される蟻酸（ＨＣＯＯＨ）の濃度を示し、図８は分解反応によって生成される二酸化炭素（ＣＯ₂）の量を示している。また、条件は水溶液中の塩化物イオン濃度１０００ｍｇ／Ｌ、ホルムアルデヒド濃度１５００ｍｇ／Ｌである。電解次亜塩素酸によってホルムアルデヒドが円滑に分解されている様子が分かる。

次に、図９は水溶液中におけるホルムアルデヒドの濃度ごとの電解次亜塩素酸によるホルムアルデヒドの分解率を示している。この場合、電解によって生じた電解次亜塩素酸の濃度は約１７０ｍｇ／Ｌ（塩化物イオン濃度２００ｍｇ／Ｌ）であり、白菱形はホルムアルデヒド濃度２０ｍｇ／Ｌ、白四角は濃度２００ｍｇ／Ｌ、白三角は濃度２０００ｍｇ／Ｌの場合を示している。この図から分かる通り、ホルムアルデヒドの濃度が低いほうが分解率は高くなる。前述した水槽３への空気吐出量１．６１Ｌ／ｍｉｎはこの実験結果をもとに設定されており、係る量でホルムアルデヒドを含む空気を水槽３内の水溶液中に吐出することで、水水溶液中のホルムアルデヒドの濃度を２０ｍｇ／Ｌ以下になるよう制御している。

また、図１０は水溶液中の塩化物イオンの濃度ごとの電解次亜塩素酸によるホルムアルデヒドの分解率を示している。この場合、水溶液中のホルムアルデヒドの濃度は２００ｍｇ／Ｌとされ、×印は塩化物イオン濃度１００ｍｇ／Ｌ、白四角は濃度２００ｍｇ／Ｌ、白丸は濃度１０００ｍｇ／Ｌの場合を示している。この図から分かる通り、塩化物イオン濃度が高いほうが分解率は高くなるが、差は僅かである。前述した水槽３内の水溶液中の塩化物イオン濃度２００ｍｇ／Ｌはこの実験結果をもとに設定されており、係る量で水槽３内のホルムアルデヒドを効果的に分解処理する。

ここで、電解によりカソードとなる電解用電極４又は６にはカルキ等の物質が固着し、電極４、６の通電効率が低下してしまうが、この問題は極性を切り替えることで解消することができる。図１１は電解用電極４、６の極性を前述同様に１０分ごとに切り替えた場合（白丸）と切り替えない場合（白四角）のホルムアルデヒドの分解率を示している。この図からも明らかな如く、極性を切り替えない場合は時間の経過と共に分解率の延びが止まってしまうが、極性切替を行った場合には分解率の低下は見られなくなる。即ち、極性切替によってカルキ等による通電効率の低下が防止され、それによって、前述した水槽３内のホルムアルデヒドの分解効率の低下が防止されることになる。

次に、図１２は水溶液のｐＨがホルムアルデヒドの分解に及ぼす影響を示している。この図からも明らかな如く、ｐＨ９以上ではホルムアルデヒドの分解率が急激に低下することが分かる。そこで、前述した水槽３内の水溶液のｐＨもｐＨ４〜ｐＨ８の範囲とし、ホルムアルデヒドの分解率を向上させている。

そして、図３は１ｍ³のチャンバー内に拡散したホルムアルデヒド（濃度０．６ｐｐｍ）を実施例の空気清浄システム１で処理した場合の実験結果を示している。尚、図中白三角は自然減衰量を示し、白菱形は水溶液を模擬水道水（塩素イオン濃度１７ｐｐｍ）とした場合を示し、白四角は水溶液の塩化物イオン濃度を前述した２００ｍｇ／Ｌとした場合のチャンバー内のホルムアルデヒド濃度の変化を示している。

この図からも明らかな如く、何れの水溶液の場合にも空気清浄システム１により、極めて短い時間でチャンバー内のホルムアルデヒドの濃度を厚生労働省指針値の０．０８ｍｇ／Ｌ以下まで低下させることができた。また、図４は水槽３内の水溶液中のホルムアルデヒド濃度の変化を示している。尚、図中白菱形は水溶液として前記模擬水道水を用いた場合を示し、白四角は水溶液の塩化物イオン濃度を前述した２００ｍｇ／Ｌとした場合の水槽３内の水溶液中のホルムアルデヒド濃度の変化を示している。

この図からも明らかな如く、水溶液中に２００ｍｇ／Ｌの塩化物イオンを投入することで、次亜塩素酸によるホルムアルデヒドの分解効率を改善し、液中濃度の増加を低く抑えることができることが分かった。更に、実施例の電解用電極４、６によれば電解によって水溶液中にオゾン、酸素、過酸化水素、若しくは、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル（Ｏ₂ ^-）、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）、一重項酸素ラジカル（’Ｏ₂）も生成されるので、これらによっても水溶液中に吐出された空気に含有された汚染物質を分解処理できる。

また、本発明の空気清浄システム１では、水槽３内を泡となって上昇した空気が上部で弾けることにより、弾けた飛沫に含まれる次亜塩素酸が排気口８から屋内に排出されることになる。これにより、周囲の空気中に含まれるホルムアルデヒドも分解処理されると共に、殺菌も行われるようになる。そして、実施例の水槽３は透視可能な透明ガラス製、或いは、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネイト、又は、半透明ガラス（不透明）製であるので、吐出された空気が泡となって上昇する様子を視覚的に表現することができるようになり、装飾としても利用可能である。

次に、図１３は本発明のもう一つの他の実施例の空気清浄システム１の構成を示す斜視図であり、図１４は同内部透視側面図である。尚、各図において図１及び図２中と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場合は、循環路１４を設けていないこと以外は図１、図２と同様の構成である。循環路１４が無いことにより、この場合は、ファン１６によって吸引された外気が電気ヒータ１３で加熱された後、再生部（１１Ｂ）に回ってきた部分の吸着部材１１を通過することになる。吸着部材１１は加熱され、吸着した汚染物質を放出する。そして、放出された汚染物質は高温空気に乗ってエアーポンプ１９に吸引され、取込管路１８内に取り込まれて逆止弁２１を介し、散気管９に送給されることになる。係る構成によっても空気中の汚染物質を捕集し、電解処理することができる。

次に、図１５は本発明のもう一つの他の実施例の空気清浄システム１の構成を示す斜視図であり、図１６は同内部透視側面図である。尚、各図において図１及び図２中と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場合の実施例の空気清浄システム１も、家屋などの屋内に設置可能な寸法を呈しており、ベース４２と、このベース４２上に立設された透視可能な円筒状（若しくは四角筒状）透明ガラス、或いは、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネイト、又は、半透明ガラス（不透明）から成る水槽３と、この水槽３内底部に設けられた前述同様の少なくとも一対の電解用電極４、６と、ベース４２内に配置されたエアーポンプ１９及び逆止弁２１等から構成されている。尚、４５はベース４２の底面四隅に取り付けられた吸盤である。

この場合も水槽３の上面は閉塞されており、その下側における水槽３の上端部側面周囲には、水槽３内と外部とを連通する複数の排気口８・・が形成されている。この水槽３内には例えば５ｍｇ／Ｌ以上、実施例では２００ｍｇ／Ｌのハロゲン化物イオン、実施例では塩化物イオンを含み、ｐＨ４〜ｐＨ８に調整された水溶液が所定量貯溜されている。そして、この水槽４３内の底部周囲には、複数の空気吐出細口が形成されたリング状の散気管９が水溶液中に配設されており、この散気管９の内側上方に位置して前記電解用電極４、６が水溶液中に浸漬立設されている。

エアーポンプ１９と逆止弁２１は取込管路１８に介設されており、取込管路１８の一端は外部に開放している。また、取込管路１８の他端は前記散気管９に連通接続されている。このエアーポンプ９の運転によって汚染物質を含んだ屋内空気は取込管路１８内に取り込まれ、逆止弁２１を介して散気管９に送給される。

この散気管９に送給された空気は水槽３内底部の水溶液中に実施例では０．０１Ｌ／ｍｉｎの量で吐出され（バブリング）、電解用電極４、６間やそれらの周囲を泡となって通過し、上昇してやがて上端の排気口８・・から屋内に排出されることになる。また、水槽３内には光触媒４３と紫色発光ＬＥＤ４４（若しくは緑色発光ランプ）が取り付けられている。この紫色発光ＬＥＤ４４は紫色光線の他、紫外光（ＵＶ）を水槽３内に放射する。尚、光触媒４３に照射する光は紫色光線の他、通常の可視光であってもよい。

図中２２はマイクロコンピュータなどにより構成された制御装置であり、所定の直流電源を有して前記電解用電極４、６への通電の他、エアーポンプ１９の運転と紫色発光ＬＥＤ４４への通電を制御する。

以上の構成で、この場合の実施例の空気清浄システム１の動作を説明する。空気清浄システム１に電源が投入されると、制御装置２２はエアーポンプ１９を運転すると共に、紫色発光ＬＥＤ４４を発光させる。屋内のホルムアルデヒドを含む空気はエアーポンプ１９によって取込管路１８に取り込まれ、逆止弁２１を経て散気管９に至る。この散気管９に送給された空気は水槽３内底部の水溶液中に前述の如く０．０１Ｌ／ｍｉｎ以上の量で吐出され（バブリング）、電解用電極４、６間やそれらの周囲を泡となって通過し、上昇してやがて上端の排気口８・・から屋内に排出される。

この次亜塩素酸によって前述同様水槽３内の水溶液中のホルムアルデヒドを効率的に分解処理することができる。また、実施例の電解用電極４、６によれば電解によって水溶液中にオゾン、酸素、過酸化水素、若しくは、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル（Ｏ₂ ^-）、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）、一重項酸素ラジカル（’Ｏ₂）も生成されるので、これらによっても水溶液中に吐出された空気に含有された汚染物質を分解処理できる。更に、水槽３内を泡となって上昇した空気が上部で弾けることにより、弾けた飛沫に含まれる次亜塩素酸が排気口８から屋内に排出されることになる。これにより、周囲の空気中に含まれるホルムアルデヒドも分解処理されると共に、殺菌も行われるようになる。

特に、この場合の空気清浄システム１では、特に、水槽３は透視可能な例えば透明ガラス製とすれば、吐出された空気が泡となって上昇する様子を視覚的に表現することができるようになる。これにより、空気清浄システム１をインテリア等の装飾として利用することができるようになる。また、水槽３内の光触媒４３は紫色発光ＬＥＤ４４から照射された紫外光によって酸化反応を生起するので、水溶液中に溶け込んだホルムアルデヒドはこの光触媒４３による酸化反応によっても分解除去される。また、紫色発光ＬＥＤ４４によって水槽３全体が紫色に発光することになるので、視覚効果が一層向上する。

尚、実施例では電解用電極４、６の材料を白金−イリジウム系としたが、それに限らず、カーボンも使用可能である。更に、実施例ではホルムアルデヒドを例にとりあげて説明したが、汚染物質はそれに限らないことは云うまでもない。

本発明の実施例１の空気清浄システムの構成を示す斜視図である。図１の空気清浄システムの内部透視側面図である。図１の空気清浄システムを用いたホルムアルデヒド分解処理におけるチャンバー内のホルムアルデヒド濃度の変化を示す図である。図１の空気清浄システムを用いたホルムアルデヒド分解処理における水槽内の水溶液中のホルムアルデヒド濃度の変化を示す図である。次亜塩素酸を用いたホルムアルデヒドの分解処理メカニズムを説明するための実験装置の図である。次亜塩素酸を用いたホルムアルデヒドの分解処理メカニズムを説明する図である。図５の実験装置のビーカー内の水溶液中のホルムアルデヒド濃度の変化を示す図である。図５の実験装置によって生成された二酸化炭素量を示す図である。図５の実験装置におけるホルムアルデヒドの濃度ごとのホルムアルデヒド分解率を示す図である。図５の実験装置における塩化物イオン濃度ごとのホルムアルデヒド分解率を示す図である。図５の実験装置において電解用電極の極性切替を行った場合のホルムアルデヒド分解率を示す図である。図５の実験装置において水溶液のｐＨに対するホルムアルデヒド分解率を示す図である。本発明の実施例２の空気清浄システムの構成を示す斜視図である。図１３の空気清浄システムの内部透視側面図である。本発明の実施例３の空気清浄システムの構成を示す斜視図である。図１５の空気清浄システムの内部透視側面図である。

符号の説明

１空気清浄システム
２、４２ベース
３水槽
４、６電解用電極
７汚染物質吸着装置
８排気口
９散気管
１１吸着部材
１２、１６ファン
１３電気ヒータ
１９エアーポンプ
２２制御装置
４３光触媒
４４紫色発光ＬＥＤ

Claims

空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムにおいて、
前記空気中に含まれる汚染物質を吸着して捕集し、且つ、放出させて再生することが可能な汚染物質吸着装置と、水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、
前記汚染物質吸着装置から放出された汚染物質を前記水溶液に接触させ、当該水溶液を電気分解により処理することを特徴とする空気清浄システム。
前記汚染物質吸着装置は、前記汚染物質を含む空気が流通される吸着部と、加熱されて汚染物質を放出する再生部とが連続して構成される回転式の吸着部材により構成されていることを特徴とする請求項１の空気清浄システム。
空気中に含まれる汚染物質を処理する空気清浄システムにおいて、
水溶液を貯溜する透視可能な水槽と、該水槽内の水溶液中に少なくとも一部が浸漬された少なくとも一対の電解用電極とを備え、
前記汚染物質を含む空気を前記水槽内の水溶液中に吐出し、当該水溶液を電気分解により処理することを特徴とする空気清浄システム。
前記水槽内の水溶液中に光触媒を設け、可視光や紫外光を照射することを特徴とする請求項３の空気清浄システム。
前記電解用電極を構成する導電性材料は、次亜塩素酸、又は、オゾン、酸素、過酸化水素、若しくは、過酸化水素ラジカル、スーパーオキサイドラジカル、ヒドロキシラジカル、一重項酸素ラジカルを生成可能な不溶性金属材料、又は、カーボンであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の空気清浄システム。
前記水溶液は５ｍｇ／Ｌ以上のハロゲン化物イオンを含むことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の空気清浄システム。
前記電解用電極の極性を切り替えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６の空気清浄システム。
前記水溶液中に汚染物質を含む空気を０．０１Ｌ／ｍｉｎ以上の量で供給することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７の空気清浄システム。
前記水溶液のｐＨをｐＨ４〜ｐＨ８の範囲とすることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の空気清浄システム。