JP2015087098A - 密閉された乗物空間の超微細水の特性と自然の仕組みを利用した冷暖房付空気浄化保湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気中の二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を大幅に減少させる方法とその装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気中にクラスター水を噴霧し、該クラスター水と、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させた汚染微細粒子を含有した空気とを、冷凍機の凝縮器２０からの排熱空気と共に吸込室５に取り込み、該吸込室へ送出させた空気浄化室７においてクラスター水を噴霧し、空気浄化室内の空気中に含む残った汚染微細粒子と付着させそれらを汚染微細粒子含有水として沈殿させ、汚染微細粒子の除去された新鮮空気は室内に放出させる。このクラスター水を室内に噴霧した水煙は、床から天井への上昇気流を抑制し、上下温度差を起こさせない効果があることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細水クラスター、１０μｍ以下の微細粒子を乗物室内空間に噴霧することにより、微細水クラスターと空気に含まれている二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等と結合させることにより、空気中に含まれている二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する方法と本装置は、冷凍機からの排熱を処理する機能をもつことから、従来の屋外機を不要とする、冷暖房付空気浄化保湿装置となるその装置に関するものである。

米海洋大気局（ＮＯＡＡ）は２０１３年５月１０日、ハワイのマウナロア観測所で測定した大気中の二酸化炭素（ＣＯ２）の平均濃度が９日に１９５８年の観測開始から初めて４００ｐｐｍの大台を超え、最高値を記録したと発表した。同観測所のデータは大気の状態を正確に把握する世界の標準的指標。地球温暖化の深刻な被害を避けるためには、ＣＯ２を含む温室効果ガスの濃度を４５０ｐｐｍまでに抑える必要があるとされ、危険水準にまた一歩近づいた。
国際社会では、温室効果ガス排出をめぐる京都議定書に代わる枠組み作りの交渉が続いているが、各国が大幅削減を受け入れるめどは立っていない。リベラルな科学者で組織する米国の憂慮する科学者連盟は一刻も早くＣＯ２排出を減らさないと、猛暑や爆風雨、干ばつなどの異常気象が状態化すると警告する声明を出した。

主要な温室効果ガスである二酸化炭素（ＣＯ２）は、火山や土壌などから排出される一方で植物や海に吸収される。産業革命以降に化石燃料の使用に伴う人為的な排出が増えたため、大気中のＣＯ２濃度は約２８０ｐｐｍから４００ｐｐｍに迫るレベルまで急激に上昇した。濃度は常に変動しており、年間では排出量が吸収量を上回る春に最も高く、秋に低くなる。（ワシントン共同）
ＮＯＡＡによると、同観測所までは今月４日までの１週間に平均３９９．５８ｐｐｍを記録。濃度は５日以降に変動しながら上昇し、９日に４００．０３ｐｐｍに達した。昨年の同時期は約３９７ｐｐｍ、１０年前の同時期は約３７９ｐｐｍだった。同観測所は標高３３９７メートルにあり、人間活動の影響を受けにくい。恒常的に４００ｐｐｍを超えることになれば、地球規模の温暖化が起きた５００万〜３００万年前の鮮新世と呼ばれる時期以来となる。
昨年春には日本やアラスカなどで月平均濃度が４００ｐｐｍを超えたが、同観測所ではそれより低くとどまっていた。

気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）は、人為的な温室効果ガスの排出が急増した１８世紀後半の産業革命以降の気温上昇を２度以内に抑えるには、温室効果ガス濃度を４５０ｐｐｍまでに抑制する必要があると指摘している。産業革命前のＣＯ２濃度は約２８０ｐｐｍと推定されている。

この地球上における自然界のＣＯ２吸着等の仕組みついて世界の科学者の大多数は、ＣＯ２の年間発生放出との差額分約３３ギアトンの殆どが海洋水で吸収しており、残りは陸の生態系が引き受けていると言っている。
現在大気中に約７５０ギアトンのＣＯ２が依存しており今のところ年間７．１ギアトン発生放出し、年間３．３ギアトンの割合で増加している。
又、海洋水中には、大気の５０倍の３８，０００ギアトンの炭素が溶けている。

大気のＣＯ２を海洋水に溶け込む仕組みは、風が吹き渡る海面においては常に波が生成され砕け散って波しぶきがあがる。しかしこれは、すぐに重力落下してしまう。
海塩粒子の生成は、波頭の破砕等の際に海中に巻き込まれた空気により生じた泡が海面で破裂することにより引きおこされる。このフィルム粒子の口径は０．１μｍ〜１０μｍと程度である。海塩粒子の生成機構によりフィルム粒子及びシステムユニット液層が生成される。Ｗｏｏｄ ｃｏｃｋを始めとする多くの研究者による実験から、海塩粒子の生成機構が明らかになった。

海洋水にＣＯ２が溶解している仕組みは海塩粒子を生成している粒子径（０．１μｍ〜１０μｍ）と海水温度及び表面水温が０℃〜１０℃位低いことがわかった。条件が揃うことによりＣＯ２の溶解する条件が整うことになる。溶解度は水温１度上昇に付き４％減少する。

従来の伝統的な空気浄化装置や脱臭装置は、ろ過フィルター、薬剤、触媒、プラズマクラスターを使用して、空気中の汚れを分解、回収、除去する方式である。これらの方式では、炭酸ガス成分（ＣＯ２等）はまったく除去されない。それに比して、本発明装置は、水と送風のみの使用で、高い炭酸ガス除去能力を持つものであり、低コスト、環境に付加を与えない画期的な装置が実現したと自負する。特に、現在国際的な課題になっている二酸化炭素の削減に効果のあるシステム開発を狙ったものである。放出された二酸化炭素を低コストで収集するシステムは、社会が待ち望んでおり、本発明の装置はそれに充分応えられるものといえる。

現状のＣＯ２分離回収技術の一つとして、化学吸収法…二酸化炭素を選択的に溶解できるアルカリ性溶液を吸収液として利用し、二酸化炭素を化学反応によって吸収させ、その吸収液を加熱することにより、二酸化炭素を放出させて回収する。アルカリ性溶液として、アミン、炭酸カリ水溶液などが使用される。

現状のＣＯ２分離回収技術の一つとして、物理吸収法はメタノールやポリエチレングリコール等の吸収液を使用して、高圧・低温下で物理的に二酸化炭素を吸収させ、その後減圧（加熱）して、二酸化炭素を放散させることにより回収する。

現状のＣＯ２分離回収技術の一つとして、膜分離法膜による、各気体の透過速度の違いを利用して、混合ガスから各気体を分離する方法。高分子膜、セラミック膜などが利用され、いずれの膜でも、膜を介する分圧差によって気体の透過を促し、目的とする気体のみ透過させる。

現状のＣＯ２分離回収技術の一つとして、酸素燃焼＋深冷分離は空気の代わりに酸素を用いて燃焼を行うプロセスであり、排ガス中のＣＯ２濃度が高くなる。
混合ガスを低温に冷却して液化させ、それぞれのガスが凝縮する際の温度の違いを利用して蒸留あるいは部分凝縮によって分離、回収する方法。

現状のＣＯ２分離回収技術の一つとして、吸着剤による分離法はゼオライトや活性炭などの多孔質の吸着剤を用い、高い圧力下で吸着剤にＣＯ２を吸着させ、その吸着剤を低い圧力下でＣＯ２を脱着させてＣＯ２を排ガスから分離回収する方法（圧力スイング吸着法）

現在社会問題化しているヒートアイランド現象は、１．空調屋外機・電気機器・自動車等の人間活動により排出される人工熱の増加である。２．緑地・水面の減少と建築物・舗装面の増大による地表面の人工化により生じ近年都市に特有の環境問題となっている。
これらのことから、空調屋外機から発生する顕熱抑制技術として、国・民間会社が取り組んでいる技術は、空調屋外機の取入空気等の水噴霧等による顕熱の一部を抑制する技術であって、根本的な技術革新技術は開発されていないのが実状である。

日本国の新幹線客車車輌の二酸化炭素濃度は約１０００〜３０００ＰＰＭあるといわれている．この値は厚生労働省が定めている一般作業環境基準値１０００ＰＰＭをはるかに超えているのが実情である．

海中を深く静かに行動する潜水艦。その艦内は、耐圧殻と呼ばれる耐水圧構造で覆われることによって人間の居住が可能な大気圧環境が維持されているものの、密閉された空間内は機器類、人体からの発熱及び二酸化炭素・臭気・放射性物質等を含む高温多湿の厳しい環境となる空間である．現状の空調換気、空気浄化システムでは、温湿度しか対応されていなく、放射能、臭い、二酸化炭素、ウイルス等は効果がないと言われている。又これにかかるエネルギーは莫大に消費する方法で行っているのが実情である。しかも空調換気機械からの音源も大きく、戦略上これが国際競争となっているといわれている．

２０００年８月１２日にロシア潜水艦Ｋ−１４１クルスクがバレンツ海において演習中に爆発が起こり沈没し１１８名が死亡した。停電等の影響で全員死亡した．この一因として二酸化炭素濃度が上昇したことによる影響が起因していると言われている。

特開平５−２５４８２８号公報

発明が解決しようとする課題

本発明は、空気中に含まれている二酸化炭素ガス（粒径０．３４μｍ）及び臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を１０μｍ以下のクラスター水に吸着し直接除去する方法と冷暖房付空気浄化保湿装置を複合的に兼ね沿える装置を提供するものである。微細粒子を有する水粒子に付着させて回収し、新鮮な空気に入れ換える二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去方法とその装置を提供するものである。

本発明は、空気中に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む空気中にクラスター水を噴霧し、該クラスター水に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させた汚染微細粒子含有水を空気とともに吸込室に取り込み、該吸込室で汚染微細粒子含有水を沈殿させるとともに空気冷却室・沈殿室において冷却・浄化された空気は空気浄化室へ送出させ、該空気浄化室内においてクラスター水を噴霧し、空気浄化室内の空気中に含む残った二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等と付着させ、それらを汚染微細粒子含有水として沈殿させ空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する方法を特徴とする。

また、上記クラスター水は、１０μｍ以下の微細水粒子とし、水煙状態で噴霧してなる空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する方法を特徴とする。

また、二酸化炭素ガス、臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気中にクラスター水を噴霧する噴霧室、該クラスター水に二酸化炭素ガス、臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させた汚染微細粒子含有水を空気とともに吸込むためのファンを設けた吸込室、該吸込室に取り込まれた汚染微細粒子含有水を沈殿させ、且つ取り込んだ空気を浄化するための空気浄化室で取り込んだ空気中に含む二酸化炭素ガス等をクラスター水と付着させた汚染微細粒子含有水を沈殿させ、その両者のための沈殿室、二酸化炭素ガス等の除去された浄化空気にクラスター水を付与する噴霧室へ送出すると同時に空気中の二酸化炭素ガス、臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置を特徴とする。

東日本大震災以降に電力供給が大幅に不足し、建物所有者側は空調による大幅な節電を求められている。又、民間用建物の年間全体の水・光熱費に占める空調換気、空気浄化にかかるエネルギーの電気代は、全体の５０％前後を占めているのが実情である。

環境・省エネルギー事業者等が社会的責任を叫ばれる日。この天井高大空間における上下温度差から生じているこの莫大な損失エネルギーは、大変大きな問題であるが、現状では日本における空調・省エネルギーの技術では解決に至っていない。

本発明は、建物の冷暖房時に発生する上部と下部のその上下温度差を、該微細水クラスターを室内大空間に供給することにより、該微細水クラスターと暖かい空気を構成する成分分子と結合することにより、空間全体がクラスター分子拡散運動により該微細水クラスターと結合した空気となり、暖かい空気が下部から上部への上昇気流を抑制することにより上下の温度差が発生しない方法とその装置を提供するものである。

更に、上記吸込室は、上方に吸込段を設け、下方に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の微細汚染物を付着した汚染微細粒子含有水をストックするための上方部を開放した沈殿室を設けた空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置を特徴とする。

また、上記空気浄化室は、一方側に吸込室に吸込まれた空気を流通させる空気流通路を設け、他方側に新鮮とされた空気を噴霧室へ流出する空気流通路を設け、この間に仕切壁により仕切られた敵数個の個別空気浄化室を形成し、該個別空気浄化室には、給水槽と連結された給水管の先端となるノズルを露出させ、該ノズルはポンプ圧により高速流出した微細水粒子を被衝突物質に衝突させることにより水煙とし、該水煙に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させて沈殿させてなる空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置を特徴とする。

発明の効果

本発明の空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等除去及びその装置は、所定空間に１０μｍ以下の微細水粒子を水煙状態で噴霧することにより、該所定空間に浮遊している二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の微細汚染物を捉え、それら微細汚染物を二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等除去装置へ取り込んで除去し、その二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去された新鮮な空気は上記微細水粒子を二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去しようとする所定空間に再度噴霧することで、多くの乗り物所定空間を常に新鮮な空気とした空間とすることが可能となった。

また、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気中からの二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等や他の微細汚染物の除去と新鮮な微細水粒子の噴霧とを循環させて行うことができるので、多くの乗り物所定空間において効率的に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む空気と新鮮な空気とを入れ換えることができ、身体にとって快適な環境を得ることが可能となった。

更に、乗り物所定空間に浮遊している上記１μｍ以下の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等は、ほぼ同じ粒径或いは、１０μｍ以下のクラスター水状にされた粒径の微細水粒子と付着し易く、効率良くそれら二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去することが可能となった。

また、二酸化炭素ガス及び臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置は、現場において簡単に組み立てることができ且つ移動設置することもできるので、乗り物所定空間が屋内はもとより屋外のような場所でも二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去することが可能となった。

本発明の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置と冷暖房付機能を併用することによる冷凍機の凝縮熱の排熱を吸込ファンにより吸引し吸込室を経て空気流通路の空気冷却室・沈殿室から空気浄化室に至る過程において排熱を有効に効率良く除熱出来ることが可能となった。そのことにより、屋外機不要となり冷暖房の運転効率を従来方法である屋外機による排熱方式と同様の効率を得ることが可能となった。

本装置は、従来型汚染空気物質を除去するエアーフィルター方式では粗い粉塵粒子の除去には有効であるが、処理については交換時に作業員に粉塵暴露し健康被害となり又これを輸送するコスト及びゴミ処理地では粗大ゴミとなっている。
このように、エアフィルタ‐方式では多大なトータルコストが負担されていることにより社会問題となっており又ガス状のＣＯ２、臭い、セシウム等への除去効果は殆どない。本装置は、空気浄化室にて汚染物質粒子を沈殿室にて沈殿させ、汚染物質含有水として、装置外へ排出するシステムが本装置の特徴である。

原子力潜水艦では、放射能物質が潜水艦内に発生していると言われており、乗組員は２から３年毎に地上員と交互に交替していると言われている。また、原子力潜水艦は、空調・換気運転を艦内のＣＯ２、温度上昇、暑さから乗組員の人命を守ることが最優先であるため、空間換気装置は絶対停止出来ないのが実情であり、戦略上その空調・換気エネルギーを削減するのに世界各国は競いあっていると言われている。

本発明の空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去する装置と冷暖房付空気浄化保湿装置の概略図。 二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去計測データ。 空気の上昇気流をおこさせない計測データ。 ＣＯ２の水への溶解度データ。 実験研究室施設詳細 平面図、側面図データ。

以下、図面を参考に本発明を実施するための最良の形態について、その実施例に沿って説明する。

図１は、本発明の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する方法と併設している冷暖房付空気浄化保湿する方法とその装置の概略図を示している。
二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置と冷暖房付空気浄化保湿装置１は、汚染空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等をクラスター水と付着させる為のクラスター水を噴霧する吹出ファン２を設けた噴霧室３、空気中の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染微細粒子含有水を空気と共に冷凍機凝縮装置１９の凝縮機２０から排熱された冷温風空気を排熱ファン２１により室内空気２２を吸引し冷凍機凝縮機の排熱空気管２３を経てこの空気を吸込む為の吸込ファン４を設けた吸込室５、該吸込室５に吸込まれた二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染微細粒子含有水を冷却沈殿させる空気冷却室沈殿室６取り込んだ空気中に含まれている残存二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する為の空気浄化室７該空気浄化室７においてクラスター水と付着させ、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染微細粒子含有水を冷却沈殿させる、上記空気冷却室・沈殿室６と連結された空気冷却室・沈殿室６、該二酸化炭素、臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の冷却除去された浄化空気を該噴霧室３へ送出し上記汚染微細粒子含有水を該空気冷却室・沈殿室６より外部へ放出する排出口８・該排出口８より排出された二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染水として、排水タンク９へ送出し、該排水タンク９にて貯留する。

図１の冷凍機他装置２９を構成するのは装置の冷暖房装置をおこす冷凍機３０、装置で使用する水を貯蔵する給水タンク３２、装置からの排水を貯蔵する排水タンク３１となっている。

図１の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置である１は、該吸込室５の下部には空気冷却室、沈殿室６が設けられ該吸込室５と空気浄化室７との間には、第一仕切壁１１ａ、ｂが設けられその底板側の両室間には、連通する空気流通路１２が設けられている。

図１の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置である１の底部にある空気冷却室・沈殿室６の該空気冷却室、沈殿室６に冷水を１０℃〜０℃に貯水冷却する構造を形成されている。

上記第１仕切壁１１ａｂは、天井面に接する位置より垂下して形成し、空気浄化室７の底板側に空気流通路１２が形成される間隙を有して形成している。該空気浄化室７内の該底板側の沈殿室６の貯留水面の位置からは立ち上げた上方を開放して空気流通路１２を形成し、下部を沈殿室６の仕切壁１３とした第２仕切壁１１ａを形成し、更に、下方を開放して空気流通路１２ｂを形成した第３仕切壁１１ｂ、…と順次必要に応じて形成し、上記第１仕切壁１１、第２仕切壁１１ａ、第３仕切壁１１ｂ、…によって上下方向に蛇行する空気流通路１２…を形成している。

上記空気浄化室７は、外部の大気中から取り込んだ二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む微細浮遊汚染物を付着した微細水粒子の内、沈殿室６に貯留しきれなかった空気中に浮遊している二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を該吸込室５より受け入れて浄化している。該吸込室５と隣接する空間となる該空気浄化室７において、新鮮な水を得るための給水槽と連結された第１給水管１３の先端となる第１ノズル１４が突出し、該第１ノズル１４からポンプ３５の圧力により噴出された高圧水を被衝突物体１７に衝突させることで微細水粒子となる水煙を発生させ、その水煙によるクラスター水で二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を捕捉し、該噴霧室３に至る前に空気中に浮遊している二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去し、下方の沈殿室６に沈殿させている。

所定空間に浮遊している二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む空気は、噴霧された粒径５０μｍ以下の微細水粒子に粒径０．０１μｍ〜１０μｍ程度の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等は吸着され、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置１の上部に形成された空気取込口から該吸込室５内へ取り込まれるが、該空気取込口に設けた吸込ファン４により二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む微細水粒子とともに汚染空気を強制的に効率良く取り込むことができる。

吸込室５の下部に、汚染水をストックする所定の深さを有する沈殿室６が設けられ、少なくとも該沈殿室６に溜まった汚染水の上面と該第１仕切壁１１ｂの下端との間には空気流通路１２が形成され、

第２仕切壁１１ａは、底板から立ち上がり、下方側を沈殿室６との仕切壁１１ｂとし、上方側に空気流通路１２が形成されるように側壁に取着されている。

二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含んだ汚染空気は、空気取込口から吸込室５内へ取り込まれ、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等に付着した汚染微細粒子含有水は重量が付加されているので下方へ自然降下すると同時に吸込ファン４からの強制導入により下方への空気の流れが生じており、該沈殿室６の貯留水に吸収されることになる。二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等は微細水粒子に付着した状態で沈殿室６にストックされることになる。

上記のようにして二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含んだ微細水粒子を付着した汚染物が除去された空気は、吸込室５から空気流通路１２を通過して側壁と第１仕切壁１１及び第２仕切壁１１ａとによって形成された空気浄化室７へと導かれることになる。該第１仕切壁１１と第２仕切壁１１ａとの中間部上方には側壁より第１給水管１４を突出形成し、該第１給水管１３はその先端に第１ノズル１４を形成している。

第１ノズル１４から噴出した高圧水を該被衝突物体１７に衝突させることにより微細水粒子を製造し、空気浄化室７内に吸込まれた二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等には、微細水粒子が付着して重量が付加され、その重さにより降下し、下方部の沈殿室６にストックされるが、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等と付着しなかった微細水粒子は、軽いため浮遊状態となり、隣接する空気浄化室７へ導入されることになる。

吸込室５に取り込まれた二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気は、上記した空気浄化室７、７ａ、…で二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等が該噴霧水と吸着して降下沈殿することにより除去され、それら二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等が除去された空気は、適宜数の仕切壁と空気流通路を順次蛇行状に通過し、その通過過程において二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を噴霧水と付着させて重さを付加し、沈殿室６、６ａ、…へ下降させ、適宜空気浄化室７、７ａ、…を通過して浄化された空気は軽い微細水粒子として最終段階で噴霧室３より該空気取込口に形成された吹出ファン２の強制力により新鮮な空気とともに所定空間に噴霧されることになる。

二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気は、上記空気浄化室７内の空間を蛇行状に移動する過程で浄化されることになるが、第１ノズル１４を有する空気浄化室７でそのほとんどが浄化されることになる。該第１ノズル１４より噴出された水は、上記のように、球体状等の被衝突物体１７に衝突させる。

上記各々の水煙は、最終的には噴霧室３の吹出ファン２による強制手段により新鮮な空気とともに水煙吹出口より所定空間へ噴霧されることになる。上記噴霧は、噴霧室３において該第１、２ノズル１４、１５と同様の水煙発生装置を設けることにより行うこともできるし、吹出ファン２により隣室より導入してもよい。噴霧された粒径５０μｍ以下の微細水粒子は、所定空間に浮遊している二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の他、塵芥、細菌、煙或いは臭い等の汚染粒子径とほぼ同じかやや大きな粒径となる汚染粒子を捕捉し、付着し、上記と同様、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置１に吸収され、そのことを繰り返すことのできる循環型の装置となる。

上記第１給水管１３及び第２給水管から第１ノズル１４及び第２ノズル１５に供給される水は、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置１と連結した別途給水槽から新鮮な水をして提供されることになる。

上記実験の結果、二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置は、空気中に存在する二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等もクラスター水に結合させて、水溶液として効率よく回収ができることが示された。

Claims (10)

1. 二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を汚染空気中に含む乗物の新幹線・高速鉄道・バス・地下鉄・潜水艦・軍用艦・フェリー等の空間にクラスター水を噴霧し該クラスター水に二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させた汚染微細粒子含有水を空気と共に本装置等に構成された吸込室に取込み、該吸込室で汚染微細粒子含有水を沈殿・溶解させると共に空気は、空気浄化室へ送出させ、該空気浄化室内においてクラスター水を噴霧し空気浄化室内の空気中に含む残った二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等と付着させそれらのガス等を汚染微細粒子含有水として沈殿させ、二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去された新鮮空気は乗物の室内等の空間に排出させる。
2. クラスター水は、１０μｍ以下の微細粒子とし水煙状態で噴霧して、なることを特徴とする。請求項１は２記載の二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を除去する方法。
3. 二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気中にクラスター水を噴霧する。
   該クラスター水に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させた汚染微細粒子含有水を冷凍機の凝縮器から排熱された、空気と共に吸込むためのファンを設けた吸込室、該吸込室に取り込まれた汚染微細粒子含有水を沈殿させ且つ、取り込んだ空気を浄化するための空気浄化室で取り込んだ空気中に含む、ＣＯ２・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等をクラスター水と付着させた汚染微細粒子含有水を沈殿・溶解させその両者のための沈殿室、該ＣＯ２・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去された浄化空気にクラスター水を付与する噴霧室へ送出すると同時に、上記汚染微細粒子含有水を該沈殿室から該排出口より、排水タンクへ向けて排出する。
4. 吸込室は、上方に室内二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気と冷凍機の凝縮器より、排熱された空気を取りこむため吸込ファンを設け下方にＣＯ２、臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等やその他の微細汚染物を付着汚染微細粒子含有水をストックするための上方部を開放した沈殿室を設けたことを特徴とする。
5. 空気浄化室は、一方側に吸込室に吸込された空気を流通させる空気流通路を設け、他方側に冷却され新鮮とされた空気を噴霧室へ流出する空気流通路を設け、この間に仕切壁により仕切られた適数個の個別空気浄化室を形成し該個別空気浄化室には、給水タンクと連結された給水管の先端となるノズルを露出させ、該ノズルは、ポンプ圧により高速流出した、微細粒子を被衝突物質に衝突させることにより水煙とし該水煙に二酸化炭素ガス・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を付着させて沈殿・溶解させてなることを特徴とする。
   第４、３記載の空気中の二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の除去装置及び冷凍機の凝縮器の排熱を冷却する装置。
6. 冷暖房付空気浄化保湿装置は、冷凍機の凝縮器からの排熱空気の冷却処理及び、空気中にクラスター水を噴霧することにより二酸化炭素・臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の微細粒子を含む汚染空気を除去する装置及び室内空気の冷却、加熱及び、室内空気を保湿することを特徴とする。
7. 冷暖房付空気浄化保湿装置の構成は、噴霧室、吸込室、空気冷却室、空気浄化室兼沈殿室となっている。空気浄化室兼沈殿室は、底面に冷凍機の冷却コイルを敷設し空気冷却室・沈殿室の水温を１０℃〜０℃を保つ装置を設けることを特徴とする。
   請求項６．７記載の冷暖房付空気浄化保湿装置の冷凍機からの排熱を冷却する装置。
8. 本発明の天井高の高い仕切られた大空間における冷暖房時及び冷暖房如何に関わらず発生する上部と下部の温度差を大幅に減少させる方法、及びその装置は、その空間に１０μｍ以下の微細水粒子を水煙状態で噴霧することにより、空間全体にクラスター水が分子拡散運動により行きわたり、該微細水クラスターと結合した空気となり、暖かい空気の上昇気流を大幅に抑制することにより、上下の温度差を生じない状態をつくることが出来る。該大空間に浮遊している臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等の微細汚染物を捉え、それらを装置に取り込んで除去し、クラスター水の生成装置を経て、所定大空間に再度噴霧することで多くの所定大空間を常に新鮮な空気とした空間とし、合理的な方法により上下温度差のない空間とすることが可能となった。
9. 本装置は、冷暖房時において、クラスター水１０μｍ以下の微細粒子として水煙状態で噴霧することにより、大空間における上下温度差は、上昇気流を大幅に抑制することにより発生しないことで、居住域での温度設定（冬期１５℃から２５℃、夏期２５℃から３０℃夏・冬共任意に設定）の状態で、上部に高い温度が停滞しない。この効果による空調にかかる電気エネルギーの消費量は従来と比較すると約２０から５０％程軽減することが可能となったことの特徴とする装置。
10. 本装置の冷暖房空気浄化装置は、吸込ファンから臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染空気を取入れ空気浄化室にて臭い・放射性物質・ウイルス・浮遊菌・粉塵等を含む汚染水物質を沈殿室へ溶解させる。浄化された新鮮空気は吹出ファンを経て、室内へ供給される。本装置の特徴は、従来型のエアーフィルターを使用しないことが可能となったことの特徴とする装置。