JP2006175404A - 空気浄化装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
周辺環境に配慮した上で空気中の有害物質を浄化する。
【解決手段】
空気中の二酸化窒素NOを分解する浄化ユニット3と、前記浄化ユニット3の分解反応によって生成した硝酸HNOを吸着する吸着ユニット3とを備え、前記吸着ユニット3を、前記浄化ユニット3の下方に配した。
【選択図】 図2

Description

この発明は、例えば空気中の有害物質を分解し、分解によって生成した生成物を吸着するような空気浄化装置に関する。
自動車がなくてはならない現代社会においては、自動車の排気ガスに含まれる有害物質による環境破壊が進行していることから、自家用車の使用の自粛や、物流の低公害輸送への移行に取り組みが行われている。また、今まで利用されてきた浄化装置について、さらなる浄化効果の向上についての研究が進められている。
このような状況において、取込口と排出口とを有する通気空間内にファンとフィルタを設け、ファンの回転によって有害物質を含む空気を取込口から通気空間内に取込み、フィルタを通過することで空気中の有害物質を除去する空気浄化装置が提案されている(特許文献1参照)。
しかし、上記空気浄化装置は、フィルタで空気中の有害物質を除去するため、フィルタ目詰まりによって浄化効果が低減する。このため、定期的なフィルタの交換が必要であり、使用開始時点からしばらくは十分な浄化効果を得ることはできるが、フィルタの使用期間が長くなった場合、浄化効果の低減を防ぐことはできなかった。
また、上記空気浄化装置の設置箇所周辺の汚染状況によって、フィルタの交換時期が異なるため、フィルタの交換時期の一元管理が困難であった。したがって様々な場所に上記空気浄化装置を複数設置した場合、全ての装置を最適な状態で使用することは難しかった。
また、有害物質を除去したフィルタは有害物質が付着しているため、交換して取出したフィルタを処分する際に、付着した有害物質が漏出して2次汚染を生じる惧れがある。このため、有害物質の漏出を防止する措置に費用がかかった。
また、ファンの回転によって空気を空気浄化装置内に流入出させるため、ファンの回転音による新たな騒音問題が発生するとともに、浄化装置の稼動のための電気費用がかかり、安易に設置することはできなかった。
特開2002−173920号公報
この発明は、周辺環境に配慮した上で空気中の有害物質を浄化することを目的とする。
この発明は、空気中の有害物質を分解する浄化部と、前記浄化部の分解反応によって生成した生成物を吸着する吸着部とを備えた空気浄化装置であることを特徴とする。
前記空気中の有害物質は、車両の排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)また二酸化炭素(CO)等であることを含む。
前記分解は、化学反応による分解であることを含む。
前記生成物は、有害または無害な生成物等であり、固体状、液体状または気体状の生成物であることを含む。
上記構成により、空気中の有害物質を浄化でき、浄化の際に有害物質を分解することで生成する生成物を吸着できる。
これにより、空気中の有害物質の浄化による2次汚染を防止できる。
また、周辺空気の汚染状況が、浄化部の許容分解反応量によって決まる上限値以上に汚染されている場合であっても、許容分解反応量以上の反応はしないため、長期間の浄化効果を得ることができる。
したがって、浄化部を長期間使用できるため、浄化部の交換の回数を低減でき、ランニングコストを削減できる。
また、浄化部の分解反応によって有害物質の浄化を行うため、使用後の浄化部の処分も容易である。
また、浄化部の許容分解反応量以上の反応はしないため、浄化部の交換時期の一元管理が容易である。したがって、様々な場所に空気浄化装置を複数設置した場合であっても、容易に、全ての装置を最適な状態で稼動させることができる。
この発明の態様として、前記吸着部を、前記浄化部の下方に配することができる。
これにより、生成物が液体状である場合も、浄化部から漏出される生成物を吸着することができ、空気浄化装置の外部への生成物の漏出を防止できる。したがって、空気中の有害物質の浄化による2次汚染を防止できる。
また、この発明の態様として前記浄化部の側方に通気部を備えることができる。
前記通気部は、空気浄化装置の本体に一体形成した開口部等で構成していることを含む。
前記浄化部の側方は、浄化部の側部上方、側部中央または側部下方を含み、側方の一方向、複数方向または全周方向を含む。
上記構成により、浄化部を通過する空気通過空間を形成できる。
これにより、浄化部の浄化効果の効率を向上させることができる。
また、浄化部の上方を様々な態様で利用することができる。
また、この発明の態様として分解反応用の水分を供給する保水部を備えることができる。
前記保水部は、土壌、スポンジ、不織布等の保水性を有する部材で形成されたことを含む。
上記構成によって、空気中に含まれた有害物質の浄化のための分解反応に必要な水(HO)を確実に供給することができる。
これにより、乾燥した地域や時期であっても、十分な浄化効果を得ることができる。
また、この発明の態様として前記保水部を、植生部とすることができる。
前記植生部は、草花の鉢植えや芝等の植物を育成する部分で形成することを含む。
これにより、空気の有害物質の浄化とともに、植物の光合成によって二酸化炭素(CO)を吸収でき、また酸素(O)を放出することができる。
また、草花や芝のために供給された水(HO)を、草花や芝の基盤となる土壌部分で保水できるため、有害物質の分解のために必要な水(HO)を確実に供給することができ、乾燥した地域や時期であっても、十分な浄化効果を得ることができる。
また、この発明の態様として前記植生部を、前記浄化部の上方に備えることができる。
これにより、草花や芝のために供給された水(HO)の余剰分を、下方の浄化部に供給できるため、乾燥した地域や時期であっても、十分な浄化効果を得ることができる。
また、この発明の態様として前記浄化部を、樹木を炭化処理した炭チップと、前記樹木を粉砕した生チップとを混合して形成することができる。
前記樹木は、例えば間伐材(杉や桧等)や、樹木廃材等の廃材、枯死樹木、庭木、剪定材、街路樹、竹等の単一または複合した樹木であることを含む。
前記炭チップは、上記樹木を炭化処理した炭を粉砕、砕破、または細断してなる単一または複合した炭チップ等であることを含む。
前記生チップは、上記樹木を粉砕、砕破、または細断してなる単一または複合した木チップ等であることを含む。
これにより、周辺空気に生チップの許容分解反応量以上の有害物質が含まれる場合には、炭チップの吸着作用によって、余剰分の有害物質を吸着することができる。そして、周辺空気の有害物質が生チップの許容分解反応量以下となった場合に、炭チップは一時的に吸着した有害物質を放出して、生チップに有害物質を供給することができる。
したがって、生チップの分解能力を有効に活用することができ、空気浄化装置の浄化効果を向上させることができる。
また、産業廃棄物として処理(焼却)されていた樹木廃材や、間伐材(杉や桧等)、枯死樹木、庭木、剪定材、街路樹、竹等を利用することができるため、これらを処分する場合と比べて、二酸化炭素の発生を抑制することができ、環境汚染の抑制に貢献するとともに、生産コストを低減することができる。
また、この発明の態様として前記樹木を杉にすることができる。
これにより、杉の繊維質に含まれるリグニンが短期的に二酸化窒素(NO)を吸収し、セルロースが触媒となり水(HO)と反応することで二酸化窒素(NO)を分解反応することができる。
したがって、空気浄化効果を向上させることができる。
また、この発明の態様として、前記吸着部を、再生炭で形成することができる。
前記再生炭は、産業廃棄物として処理(焼却)されていた樹木廃材や、間伐材(杉や桧等)、枯死樹木、庭木、剪定材、街路樹、竹等を炭化処理した炭であることを含む。
樹木廃材を炭化処理することにより、樹木廃材を焼却処分する場合と比べて環境破壊原因である二酸化炭素(CO)の削減することができ、また、新しい資源の消費を削減することができる。したがって森林資源の有効活用と環境汚染物質の発生を低減することができる。
また、樹木廃材を用いない炭を用いる場合と比較して、再生炭を用いることでコストを低減することができるとともに、使用後の再生炭は土壌改良剤として利用できるため処分が容易となる。
この発明によれば、周辺環境に配慮した上で空気中の有害物質を浄化することができる。
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
空気浄化装置1の斜視図を示す図1、空気浄化装置1の中央付近の側方断面図を示す図2とともに空気浄化装置1について説明する。
空気浄化装置1は、略直方体の本体枠2と、本体枠2内部に浄化空間2aとプランタ空間2bとを形成する仕切り部材5とで構成し、浄化空間2aに浄化ユニット3を装備するとともに、プランタ空間2bにプランタ6を載置している。
本体枠2は、平面視内部に2つのプランタ6を並列載置できる適宜の平面視長方形(例えば67cm×44cm)で、適宜の高さ(例えば70cm)に形成している。
詳述すると、本体枠2は底部に平面視長方形の底板10を備え、底板10の底面に底板10の短辺より長く、適宜の厚み(例えば5cm程度)を有する略半円断面の渡し部材11を、底板10の長辺方向(図1中左右方向)に平行に備え、底板10が直接地面に接触しないように構成している。
また、底板10の上面隅角部のそれぞれに、略正方形断面と適宜の鉛直方向の長さを有する固定角材9を固定している。
また、図1に示すように、D型断面の長辺横板8aを、凸部分が外側にとなるようにして手前と奥側に対向させるとともに、縦長長方形断面の短辺横板8bを左右に対向させて、長辺横板8aと短辺横板8bとを長方形に組み合わせた長方形枠8を形成している。長方形枠8は、所定の間隔を開けて上下方向に複数配して、長方形枠8の隅角部内面を固定角材9に固定している。
なお、上記所定間隔は、本体枠2内部への周辺空気の流入出を妨げない程度の間隔(例えば5cm)であり、前記間隔にて、本体枠2内部に有害物質を含んだ周辺空気aが流入出するための通気部12を形成している。
また、縦長長方形断面の角材を平面視長方形の枠状に組み立てて掛止枠13を形成し、掛止枠13を、掛止枠13の上面が固定角材9の上方から1/3程度の高さになる位置に、それぞれの固定角材9の内側側面に固定している。
また、仕切り部材5は本体枠2の平面内形よりひと回り小さな板状部材で形成し、上下を貫通する複数の貫通孔5aを有している。なお、仕切り部材5は、ACQ防腐剤を注入して防腐加工を施している。
また、仕切り部材5は、仕切り部材5の裏面側周縁部が上記掛止枠13に当接するように載置する。この仕切り部材5により、本体枠2内部を上下に仕切り、仕切り部材5下方の本体枠2内部に浄化空間2aと、仕切り部材5上方にプランタ空間2bとを形成している。
なお、浄化空間2aには、平面視が本体枠2の平面視内形よりひと回り小さく、本体枠2の高さの7割程度の高さの略直方体に形成した浄化ユニット3を装備している。
また、プランタ空間2bには、2つの平面視細長の平面開放のボックス状でプラスチック製のプランタ6を図2中の左右方向に並列載置している。
なお、プランタ6は、本体枠2の長辺よりひと回り短い平面視細長のプラスチック製であり、プランタ6内部に入れた土壌6aは流出しないが、土壌6aに植生する植物6bに与えた水HOの余剰分の通過を許容する水抜きを底板に有する。
なお、仕切り部材5、長辺横板8a、短辺横板8b、固定角材9、底板10ならびに渡し部材11等は杉の間伐材を加工して形成している。
続いて、浄化ユニット3の左斜視図を示す図3、浄化ユニット3の中央部付近の正面断面図を示す図4とともに浄化ユニット3について説明する。なお、図3は、梱包バッグ21の内部を容易に理解するため、梱包バッグ21の手前角部の一部を透過して示している。
浄化ユニット3は、平面視が本体枠2(図1)の平面視内形よりひと回り小さく、本体枠2の高さの7割程度の高さの略直方体(例えば60cm×35cm×50cm)の梱包バッグ21に、木チップ4c、分離シート4bならびに再生炭4aを充填して形成している。
梱包バッグ21は、離れて見ると目視できない0.01mm程度の通気孔を複数有するポリエステル(PET)製の3mm厚程度のシートで形成している。
また、上面23(23a、23b)の短手方向中央に、長手方向のファスナ22を備え、ファスナ22を開閉することで、ファスナ22を挟む上面23aと上面23bとを両開き状に開閉することができる構成である。
また、梱包バッグ21の側面24(24a、24b)には、適宜の幅(例えば5cm程度)を有する帯状のバンド25a、25bを備えている。
詳述すると、バンド25aは、側面24aの幅方向中央、梱包バッグ21の底面ならびに、側面24aに対向する側面の幅方向中央とを通り、梱包バッグ21に固定している。なお、バンド25aの両端を上面23から10cm程度突出させて握持部26を形成している。
また、バンド25bは、バンド25aと同様に、側面24bの幅方向中央、梱包バッグ21の底面ならびに、側面24bに対向する側面の幅方向中央とを通り、梱包バッグ21に固定している。なお、バンド25bの両端を上面23から10cm程度突出させて握持部26を形成している。
また、梱包バッグ21内部は、下方部分に再生炭4aを、上面が略均等になるように15cm程度の高さで充填し、再生炭4aの上面に梱包バッグ21の平面視内形と略同一形状の分離シート4bを敷設している。さらに分離シート4bの上方に、梱包バッグ21の内部上面まで(35cm程度)木チップ4cを充填している。
なお、分離シート4bは、ポリエステル(PET)製の通気性を有する0.1mm厚のシートである。
次に、杉チップ31の平面図を示す図5、炭チップ32の平面図を示す図6、木チップ4cの平面図を示す図7、再生炭4aの平面図を示す図8とともに、杉チップ31、炭チップ32、木チップ4cならびに再生炭4aについて説明する。
杉チップ31は、杉の間伐材を、粉砕、砕破または細断して10mm〜25mm程度のチップ状に形成している。
なお、杉チップ31は、杉の主成分でもあるリグニンが二酸化窒素NOを吸収し、また杉に含まれるセルロースが触媒となり、数式1に示すように水HOと反応して、硝酸HNO、または亜硝酸HNO(以下「硝酸HNO等」という)へ還元することができる。
Figure 2006175404
また、杉に含まれるポリフェノールによって、二酸化窒素NOは数式2に示すように一酸化窒素(NO)に還元される。
Figure 2006175404
また、炭チップ32は、後述する再生炭4aを、粉砕、砕破、細断して5mm〜15mm程度のチップ状に形成している。
なお、炭チップ32はVOC(揮発性有機物)等の有害物質を吸着及び放出する浄化材として用いる。
木チップ4cは、杉チップ31と炭チップ32は質量比1対1で混合して構成している。
ここで、木チップ4cの浄化効果確認試験の試験結果について説明する。
浄化効果確認試験は、梱包バッグ21と同一素材の袋(10×10×2cm)に入れた40gの木チップ4cと、4Lの清浄空気とを5Lの密閉性の高い袋に入れNOガスを注入した供試体1と、4Lの清浄空気を5Lの密閉性の高い袋に入れNOガスを注入した供試体2を準備し、それぞれのバッグ内の二酸化窒素NOのガス濃度を測定した。
なお、表1に示す測定値は、3回行った試験結果の平均値であり、また全ての試験は20℃−65%RHの恒温恒湿室内で行っている。
また、表内のNDは、測定結果が検出下限値の0.02ppm以下であったことを示す。
Figure 2006175404
上記浄化効果確認試験により、木チップ4cの浄化効果を確認することができた。
なお、木チップ4cは分解反応による長期の浄化効果を有するため、浄化ユニット3を例えば2年間に1回に交換すればよい。
続いて、再生炭4aについて説明する。再生炭4aは、例えば間伐材(杉や桧等)や、建築廃材等の廃材、枯死樹木、庭木、剪定材、街路樹、竹等の単一または複合した樹木を炭化釜で製造した炭を、粉砕、砕破、細断してなる30mm〜50mm程度の形状に形成している。
なお、再生炭4aは、通常の炭と変わりない長期間の燃料、浄化作用、土壌改良作用を有するため、吸着ユニット3を例えば2年に一回交換すればよい。
また、再生炭4aは取出した後、土壌改良材として利用することができる。
上記構成により、図2に示すように二酸化窒素NOを含む空気aが、空気aの自然の流れによって、一方の通気部12(図2中右側)を通過して浄化空間2aに流入する。
流入した二酸化窒素NOを含む空気aは、通気性を有する梱包バッグ21を通過して浄化ユニット3内部に流入し、二酸化窒素NOは杉チップ31によって分解することができる。
なお、杉チップ31の許容分解反応量以上の余剰な二酸化窒素NOは炭チップ32によって吸着される。
浄化ユニット3によって、二酸化窒素NOを浄化された空気aは、流入した通気部12と反対側(図2中右側)の通気部12から流出する。
なお、杉チップ31の分解反応によって二酸化窒素NOは、液状体の硝酸HNO等に分解され、分離シート4bを通過して再生炭4aに吸着することができる。
また、二酸化窒素NOの流入量が低減し、杉チップ31の許容分解反応量以下となった際に、炭チップ32は吸着している二酸化窒素NOを放出して杉チップ31に供給することができる。これにより、炭チップ32に一時的に吸着していた二酸化窒素NOを杉チップ31で分解することができる。
また、浄化ユニット3による浄化作用と同時に、植物6bの光合成によって、空気aに含まれる二酸化炭素COを吸収し、酸素Oを放出することができる。
さらに、プランタ6に供給された水HOを植物6bに保水することができ、浄化空間2aが乾燥した場合に貫通孔5aを通過して、浄化ユニット3に供給することができる。
また、ファスナ22を開けることで、梱包バッグ21の上面23(23a、23b)を両開き状に開放することができ、木チップ4cの入れ替えをすることができるとともに、握持部26を握持して浄化ユニット3を運搬することができる。
また、分離シート4bを再生炭4aと木チップ4cとの間に敷設したことによって、再生炭4aと木チップ4cが梱包バッグ21内部で混在することを防止できる。また、分離シート4bが通気性を有するため、木チップ4cの分解反応によって生成された生成物が再生炭4aに流下することを許容する。
また、底板10の下側に渡し部材11を備えたことにより、渡し部材11の下方の通気性が向上し、底板10が湿気によって腐食することを防止できる。
これにより、例えば、空気浄化装置1を道路の中央分離帯や、歩道部に設置して、二酸化窒素NOを含む空気を浄化することができる。なお、本実施例のこの空気浄化装置1台で年間およそ20kgの二酸化窒素NOを除去することができる。
また、木チップ4cによる分解反応によって生成された液状体である硝酸HNO等は、分離シート4bを通過しての再生炭4aで吸着することができ、空気浄化装置1の外部への硝酸HNO等の漏出を防止できる。したがって、空気中の二酸化窒素NOの浄化による2次汚染を防止できる。
また、空気浄化装置1は、周辺空気自体の流れによって空気浄化装置1内部に流入出しているため、空気浄化装置1を稼動させるための費用や、たとえばファンの回転音による新たな騒音公害も発生せずとも、効率の良い浄化効果を得ることができる。
また、浄化ユニット3の分解反応によって空気a中の二酸化炭素COの浄化を行うため、使用後の木チップ4c、分離シート4b等の浄化ユニット3の処分も容易になる。
また、プランタ6を浄化ユニット3の上方に配したことにより、木チップ4cの分解反応に必要な水HOが、周辺環境の乾燥によって不足した場合であっても、植物6bに与えられた水HOの余剰分がプランタ6の底板の水抜き孔と貫通孔5aを通過して浄化ユニット3に供給されるため、十分な浄化効果を得ることができる。
また、周辺空気aに杉チップ31の許容分解反応量以上の二酸化窒素NOが含まれる場合には、炭チップ32が余剰な二酸化炭素COを吸着し、周辺空気aの二酸化炭素COが許容分解反応量以下となった場合に、炭チップ32は一時的に吸着した二酸化炭素COを放出して、杉チップ31に二酸化窒素NOを供給することができるため、杉チップ31の分解能力を有効に活用することができる。
したがって、浄化ユニット3を長期間使用できるため、例えば2年に一回というように浄化ユニット3の交換の回数を低減でき、ランニングコストを削減できるともに、浄化ユニット3の浄化効果が周辺空気の汚染状況によって変動しないため、浄化ユニット3の交換時期の一元管理が容易である。したがって、様々な場所に空気浄化装置1を複数設置した場合であっても、容易に、全ての空気浄化装置1を最適な状態で稼動させることができる。
また、本体枠2を構成している仕切り部材5や長方形枠8等を杉の間伐材を加工しているため、今まで放置されていた間伐材の有効利用が図れるとともに、本体枠2の製作コストを低減することができる。
また、樹木廃材を再生炭32にすることにより、環境破壊起因である二酸化炭素COの削減、新しい資源の使用の削減につながり、森林資源の有効活用と環境汚染物質の低減することができる。
なお、杉チップ31および炭チップ32のチップ形状を変更し、杉チップ31および炭チップ32の表面積が調整することによって、木チップ4cの浄化作用を調整することができる。
詳述すると、例えば二酸化窒素NOを多く含み汚染状況が悪い場所に空気浄化装置1を設置する際には、杉チップ31及び炭チップ32を細かいチップ形状に形成し、杉チップ31および炭チップ32の表面積を増加させて、浄化効果を向上させることができる。
また、図9に示すよう本体枠2を平面視略正方形に形成し、プランタ6を例えば3つ並列載置してもよい。このように本体枠2の形状を変更することによって、空気浄化装置1を設置場所に合わせた形状とすることができ、設置者等の満足度を向上することができる。
また、設置者のネームや空気浄化装置1の効果を記載したプレート40を本体枠2の側面上方に備えてもよい。
これにより、プレート40を見た人が、空気浄化装置1の効果を確認することができるとともに、環境ついて考えることを促すことができる。
また、設置者が環境問題に取り組んでいる企業である場合は、プレート40によって消費者に企業イメージを向上させることができる。
また、プランタ6を例えば3ヶ月ごとに交換することによって、常にきれいな状態で植物6bを観賞することができ、利用者の満足度を向上することができる。
また、略正方形断面の長辺横板8aと、同一断面の短辺横板8bとを、底板10上に平行に2本ずつ、それぞれ90ずつ度回転させて固定して、本体枠2を井形形状に形成してもよい。
これにより、平面視長方形の本体枠2の長辺部分の通気部12と、短辺部分の通気部12とをそれぞれ段違いに備えることができる。
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の浄化部は、浄化ユニット3に対応し、
以下同様に、
有害物質は、二酸化窒素NOに対応し、
生成物は、HNOに対応し、
吸着部は、再生炭4aに対応し、
通気部は、通気部12に対応し、
保水部は、土壌6aに対応し、
植生部は、プランタ6に対応し、
生チップは、杉チップ31に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
空気浄化装置の斜視図。 空気浄化装置の中央付近の側方断面図。 浄化ユニットの斜視図。 浄化ユニットの中央部付近の正面断面図。 杉チップの平面図。 炭チップの平面図。 木チップの平面図。 再生炭の平面図。 他の実施形態の空気浄化装置の斜視図。
符号の説明
1…空気浄化装置
3…浄化ユニット
4a…再生炭
6…プランタ
6a…土壌
12…通気部
31…杉チップ
32…炭チップ
NO…二酸化窒素
HNO…硝酸
a…空気

Claims (9)

  1. 空気中の有害物質を分解する浄化部と、
    前記浄化部の分解反応によって生成した生成物を吸着する吸着部とを備えた
    空気浄化装置。
  2. 前記吸着部を、前記浄化部の下方に配した
    請求項1に記載の空気浄化装置。
  3. 前記浄化部の側方に通気部を備えた
    請求項1または2に記載の空気浄化装置。
  4. 分解反応用の水分を供給する保水部を備えた
    請求項1、2または3に記載の空気浄化装置。
  5. 前記保水部を、植生部とした
    請求項1から4のうちいずれか1つに記載の空気浄化装置。
  6. 前記植生部を、前記浄化部の上方に備えた
    請求項1から5のうちいずれか1つに記載の空気浄化装置。
  7. 前記浄化部を、
    樹木を炭化処理した炭チップと、前記樹木を粉砕した生チップとを混合して形成した
    請求項1から6のうちいずれか1つに記載の空気浄化装置。
  8. 前記樹木を杉とした
    請求項1から7のうちいずれか1つに記載の空気浄化装置。
  9. 前記吸着部を、再生炭で形成した
    請求項1から8のうちいずれか1つに記載の空気浄化装置。
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