JP2020028852A - 空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒浄化機能と微粒子除去機能をともに良好に発揮し得る空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体を提供すること。【解決手段】複数の触媒繊維シート材２が、複数の触媒繊維シート材２の隣接間に触媒繊維シート材２の面に沿う通風空間１０ａを形成する状態で積層配置された触媒浄化ユニット１Ａと、帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタ１Ｂとを備え、微粒子フィルタ１Ｂが、通風空間１０ａにおける開口部２１の少なくとも一部を覆う状態で触媒浄化ユニット２に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、空気浄化フィルタユニット及び浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体に関する。

近年、自動車の交通量が非常に多く、車両が通過する道路や発電所や工場等が密集する工業地帯等のように大気汚染が著しい浄化対象区域において、その浄化対象区域に出入りする空気から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質を除去するための技術開発が進められている。

例えば、道路等の浄化対象区域に対して出入りする空気から汚染物質を除去する技術としては、特許文献１に示すように、空気が通流する通風路に、当該空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維シート材を配置した触媒浄化ユニットを空気浄化フィルタユニットとして設けたものが用いられている。具体的には、空気浄化フィルタユニットは、複数の触媒繊維シート材が、通風路における通風方向に沿った通風空間を隣接する触媒繊維シート材間に形成し、この通風空間に通気性のスペーサを挟んだ状態で、並べて積層配置されている。また、このような空気浄化フィルタユニットを、通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層した空気浄化フェンス構造体が知られている。

このような空気浄化フィルタユニットによると、触媒繊維シート材による高い汚染物質除去効果を期待できるとともに、複数の触媒繊維シート材が、通風路における通風方向に沿った通風空間を隣接する触媒繊維シート材間に形成して配置されているので、通風路を通流する空気は触媒繊維シート材の面に沿って当該通風空間を通流することになる。

よって、上記のような独特な状態で触媒繊維シート材が配置された通風路に、空気を通流させるにあたり、全ての空気を触媒繊維シート材に貫通させる必要がないので、その際に発生する圧力損失は非常に小さいものとなる。

また、上記触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間を通流する空気は、比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流し、更には若干の空気が上記触媒繊維シート材の繊維間に入り込むので、その空気に含まれる汚染物質は良好に触媒繊維に接触して酸化除去されることになる。特にＮＯｘの酸化除去には、比較的長い接触時間が必要であるので、上記のように空気を比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流させるという構成が効果的となる。

従って、引用文献１の記載によれば、触媒繊維シート材が配置された通風路に空気を通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風路に空気を通流させることができ、その空気に含まれる汚染物質を良好に除去可能とする空気浄化フィルタユニットを実現することができるという利点がある。

特開２００８−２２１１４５号公報

しかしこのような空気浄化フィルタユニットによると、通風路に流れる空気は少ない圧損で空気浄化フィルタユニットを通過するが、空気中の微粒子も同様に少ない圧損で空気浄化フィルタユニットを通過してしまうため、空気中に含まれる微粒子成分の除去という観点からは十分とは言えなかった。

したがって、本発明は上記実状に鑑み、触媒浄化機能と微粒子除去機能をともに良好に発揮し得る空気浄化フィルタユニットおよび空気浄化フェンス構造体の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明の空気浄化フィルタユニットの特徴構成は、複数の触媒繊維シート材が、前記複数の触媒繊維シート材の隣接間に前記触媒繊維シート材の面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置された触媒浄化ユニットと、帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタとを備え、前記微粒子フィルタが、前記通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う状態で前記触媒浄化ユニットに配置されている点にある。

本特徴構成によると、空気浄化フィルタユニットは、触媒浄化ユニットと微粒子フィルタとを有するから、空気浄化フィルタユニットを通過する空気は、触媒浄化ユニットと微粒子フィルタとを共に通過する。これにより、空気に含まれるＮＯｘ等の汚染物質は触媒浄化ユニットにより捕捉され無害化できるとともに、微粒子は微粒子フィルタにより除去できるから、触媒浄化機能と微粒子除去機能とを共に発揮することができる。

具体的に説明すると、複数の触媒繊維シート材が、複数の触媒繊維シート材の隣接間に触媒繊維シートの面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置されているから、空気は通風空間を流通しつつ、触媒繊維シート材と接触することで汚染物質を除去することができる。その結果、少ない通気抵抗で空気を浄化することができ、きわめて圧損の少ない空気浄化フィルタユニットとすることができる。また、上記触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間を通流する空気は、比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流し、更には若干の空気が上記触媒繊維シート材の繊維間に入り込むので、その空気に含まれる汚染物質は良好に触媒繊維に接触して酸化除去されることになる。特にＮＯｘの酸化除去には、比較的長い接触時間が必要であるので、上記のように空気を比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流させるという構成が効果的となる。
従って、触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間に空気を通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風空間に空気を通流させることができ、その空気に含まれる汚染物質を良好に除去可能とする空気浄化フィルタユニットを実現することができる。

また、帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタは、通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う状態で、触媒浄化ユニットに配置されている。ここで、上述の通り、触媒浄化ユニットを通過する空気は、隣接する触媒繊維シート材間に形成された通風空間により整流されつつ流通して、流動方向の揃った状態となる。このため、空気に含まれる微粒子の運動方向は触媒繊維シート材の面に沿う方向、つまり、通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う微粒子フィルタの面に対して交差する方向となり、微粒子を含む空気は微粒子フィルタに衝突する。したがって、空気を微粒子フィルタの厚さ方向への通気抵抗に抗して良好に通過させつつ、微粒子の捕捉能力を発揮させることができる。その結果、全体として圧力損失を大きく増加させることなく、空気浄化フィルタユニットに微粒子捕捉能力を付加することができる。なお、微粒子フィルタは、帯電性不織布からなるので、微粒子を静電的に吸着保持することができ、微粒子の除去効果が極めて高い。

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、前記触媒浄化ユニットを複数備え、前記微粒子フィルタが、複数の前記触媒浄化ユニット同士の間に挟持された状態で配置されている点にある。

本特徴構成によれば、微粒子フィルタが複数の触媒浄化ユニット同士の間に挟持された状態、例えば、微粒子フィルタが、当該微粒子フィルタを挟持する一方側の触媒浄化ユニットの通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う状態で当該一方側の触媒浄化ユニットに配置され、かつ、他方側の触媒浄化ユニットの通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う状態で当該他方側の触媒浄化ユニットに配置されることとなる。
このため、空気浄化フィルタユニットの外部からの空気が、例えば、一方側の触媒浄化ユニットの通風空間及び他方側の触媒浄化ユニットの通風空間のうち、何れの通風空間を通流して微粒子フィルタに到達した場合でも、当該空気は、触媒繊維シート材の面に沿って通流すること及び微粒子フィルタの面を厚さ方向へ通過することの両方を行うこととなる。これにより、圧力損失を大きく増加させることなく、触媒繊維シート材での汚染物質の触媒浄化機能と微粒子フィルタでの微粒子除去機能とを良好に発揮することができる。

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、触媒繊維シート材が活性炭素繊維である点にある。

本特徴構成によれば、汚染物質として特にＮＯｘに対して高い浄化効果を発揮するので自動車排ガス等の触媒浄化による利用性が極めて高い。

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、両側面に外気に開放される空気口がそれぞれ形成される本体ケーシングを備え、前記本体ケーシングの内部には、前記空気口の両方を連通する通風路が形成され、前記通風路に、前記空気口と前記通風空間における開口部とが連通する状態で、前記触媒浄化ユニットが配置されている点にある。

本特徴構成によれば、触媒浄化ユニットが本体ケーシングの両側面に形成された空気口の両方を連通する通風路に、空気口と通風空間における開口部とが連通する状態で配置されているので、当該通風路を通流する空気が触媒浄化ユニットの通風空間に良好に通流すると共に、通風空間の開口部の少なくとも一部を覆う微粒子フィルタの面を厚さ方向へ通過する。これにより、触媒繊維シート材での汚染物質の触媒浄化機能及び微粒子フィルタでの微粒子除去機能を、簡便な構成で良好に発揮することができる。

上記目的を達成するための本発明の空気浄化フェンス構造体の特徴構成は、浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体であって、空気浄化フィルタユニットの複数を、通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、前記浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる点にある。
また、前記浄化対象区域が自動車道路であり、沿道に積層配置されるとより好ましい構成となる。

本特徴構成によれば、別途送風機を設けなくても自然風等だけで、浄化対象区域に対して出入りする空気を良好に夫々の通風路に通流させ、その空気に含まれる汚染物質を良好に除去することができる。

尚、空気浄化フィルタユニットを空気浄化フェンス構造体として用いる場合には、空気浄化フィルタユニットに対する空気の流通方向は、環境条件に伴って変化する場合があるが、いずれの方向からの気流に対しても同様に触媒浄化機能が十分に発揮されるように空気浄化フィルタユニットを配置することが好ましい。この点、微粒子フィルタが触媒浄化ユニット同士の間で挟持された状態で配置してある場合、方向性を問題にすることなく触媒浄化機能および微粒子除去機能を発揮させることができるので、特に好ましい。

したがって、触媒浄化機能と微粒子除去機能とを共に良好に発揮し得る空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体を提供できるようになった。

空気浄化フィルタユニットの斜視図 空気浄化フィルタユニットの立断面図 空気浄化フィルタユニットの平断面図 浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体を配置した状態を示す図 浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体を配置した状態を示す図 微粒子除去性能を示すグラフ（２．５μｍ以上５．０μｍ以下） 微粒子除去性能を示すグラフ（１．０μｍ以上２．５μｍ未満） 微粒子除去性能を示すグラフ（０．３μｍ以上１．０μｍ未満） 実施例２で用いた空気浄化フィルタユニットの平断面図 空気浄化フィルタユニットの圧力損失を示すグラフ（帯電性不織布Ａ） 空気浄化フィルタユニットの圧力損失を示すグラフ（帯電性不織布Ｂ）

以下に、本発明の実施形態にかかる空気浄化フィルタユニットおよび空気浄化フェンス構造体を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。

〔空気浄化フィルタユニット〕
本発明の実施形態に係る空気浄化フィルタユニット１について、図１〜図３に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、空気浄化フィルタユニット１は、複数の触媒繊維シート材２が、複数の触媒繊維シート材２の隣接間に触媒繊維シート材２の面に沿う通風空間１０ａを形成する状態で積層配置された触媒浄化ユニット１Ａと、帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気Ａ中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタ１Ｂとを備え、微粒子フィルタ１Ｂが、通風空間１０ａにおける開口部２１の少なくとも一部を覆う状態で触媒浄化ユニット１Ａに配置されている。

また、空気浄化フィルタユニット１は、図１及び図３に示すように、両側面に外気に開放される空気口２２がそれぞれ形成される本体ケーシング２０を備え、本体ケーシング２０の内部には、空気口２２の両方を連通する通風路１０が形成されている。当該通風路１０には、触媒浄化ユニット１Ａが配置されている。
即ち、本体ケーシング２０は、横幅方向の両側に一対の板状部材２４を備え、縦幅方向の両側に一対の金網２６を備えている。なお、それぞれの金網２６は、一対の板状部材２４の上端部同士或いは下端部同士に亘って設けられる矩形枠部材（図示せず）により固定されている。そして、本体ケーシング２０は、空気口２２を厚さ方向の両端部に備え、これら空気口２２同士を連通する状態で、内部に厚さ方向と直交する矩形断面の通風路１０を備えている。つまり、本体ケーシング２０は厚さ方向の両端部に空気口２２を備えた矩形筒状に形成されている。尚、本体ケーシング２０は、アルミ板やプラスチック板を枠組みして簡単に製造することができる。
これにより、空気浄化フィルタユニット１は、本体ケーシング２０の両側部に形成された一対の空気口２２が外気に開放されることになるので、図１に示すように、ある方向に自然風等の空気Ａが吹いた場合には、その一対の空気口２２のうちの一方が空気Ａの流れの上流側に向けて開口するものとなり、他方が空気Ａの流れの下流側に向けて開口するものとなる。つまり、一対の空気口２２同士を通流する空気の通流方向が、通風路１０の通風方向となる。なお、本実施形態では、通風方向は、本体ケーシング２０の厚さ方向が通風方向となっている。

〔触媒浄化ユニット〕
触媒浄化ユニット１Ａは、本体ケーシング２０の内部に形成される空気Ａが通流する通風路１０に、当該空気Ａに含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維をシート状に形成してなる触媒繊維シート材２を配置して構成されている。即ち、触媒浄化ユニット１Ａは、通風路１０に空気Ａを通流させることで、その空気Ａに含まれる汚染物質を、触媒繊維シート材２を構成する触媒繊維に接触させ、その触媒機能により酸化除去するものである。

さらに、触媒浄化ユニット１Ａは、触媒繊維シート材２が配置された通風路１０に空気Ａを通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風路１０に空気Ａを通流させることができ、その空気Ａに含まれる汚染物質を良好に除去可能とするように構成されている。

具体的には、通風路１０において、複数の触媒繊維シート材２が、通風方向に沿った通風空間１０ａを隣接間に形成しながら積層配置されている。即ち、通風路１０において複数の触媒繊維シート材２が各触媒繊維シート材２の面を通風方向と平行にした状態で積層配置されており、更に、当該通風方向に沿った通風空間１０ａが複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成されるように、夫々の触媒繊維シート材２が離間配置されている。よって、通風路１０において空気Ａは、上記触媒繊維シート材２の面に沿って、当該通風空間１０ａを通流することになり、全ての空気Ａを触媒繊維シート材２に貫通させる場合と比較して、その際に発生する圧力損失は非常に小さいものとなる。尚、本実施形態における複数の触媒繊維シート材２は、各触媒繊維シート材２の面が本体ケーシング２０の縦幅方向に対して平行となり、各触媒繊維シート材２が横幅方向に並ぶ状態で積層配置されている。

上記触媒繊維シート材２を構成する触媒繊維としては、空気Ａ中の汚染物質、特にＮＯｘを良好に酸化除去し得る活性炭素繊維が用いられている。
上記触媒繊維シート材２を構成する活性炭素繊維としては、窒素吸着法による比表面積が４００〜５００ｍ^２／ｇの範囲内であり、ＭＰ法で解析した細孔分布において、直径２ｎｍ以下のミクロポアの内、直径１ｎｍ以下のものが全ミクロポア容積の８０％以上を占めるものを用いることが好ましく、このような活性炭素繊維の吸着機能と触媒機能により、大気汚染の原因となるＮＯｘの内、特に常温で除去することが困難な一酸化窒素（ＮＯ）を常温で長期間除去することができる。
更に、上記触媒繊維シート材２を構成する活性炭素繊維としては、ピッチ系活性炭素繊維（例えば、アドール株式会社製の「Ａ−５」）やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系活性炭素繊維を用いることが一層好ましく、特にＮＯを一層良好に除去することができる。

尚、上記触媒繊維シート材２としては、活性炭素繊維をシート状の不織布に加工されたものが利用されており、更に、その触媒繊維シート材２の厚さ方向の中心部には、保形するための網状の芯材３が埋め込まれている。

また、触媒繊維シート材２は、通風路１０の通風方向での断面形状が長方形の平板状のものが使用されており、更に、通風路１０には、その平板状に形成された触媒繊維シート材２の複数が、隣接間に通気性のスペーサ５を挟み込みながら積層配置されている。
即ち、通風路１０において、複数の触媒繊維シート材２と複数のスペーサ５とが交互に積層されており、複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成された通風空間１０ａが、上記スペーサ５により保形されることになる。そして、その通風空間１０ａにおいて、空気Ａは、圧力損失の増加を抑制しながら、上記スペーサ５に形成された多数の孔を通じて良好に通流することになる。

また、この通気性のスペーサ５は、比較的安価な金網２６を比較的簡単に製作できる波状に形成したものとして構成されている。
尚、この通気性を有するスペーサ５としては、上記波状に形成された金網２６以外のものを利用しても構わない。例えば、スペーサ５の材質としては、アルミ、ステンレスなどの金属材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の高分子材料などあらゆる材質を利用できる。また、金属を用いる場合には、金網状、メッシュ状、格子状、パンチングメタル状等の板材を波状に形成したもの等を、通気性を有するスペーサ５として用いることができる。一方、高分子材料を用いる場合には、網状、メッシュ状等の板材を波状に形成したものに加え、高分子材料を発泡させてスポンジ状に形成したもの、高分子材料製の繊維を低密度の不織布として形成したもの等を、通気性を有するスペーサ５として用いることができる。

本実施形態では、図１及び図３に示すように、空気浄化フィルタユニット１の通風路１０には、２つの触媒浄化ユニット１Ａが配置されている。２つの触媒浄化ユニット１Ａは、同様の構成であるため、一方の触媒浄化ユニット１Ａについて説明する。
上述のように、触媒浄化ユニット１Ａは、通風路１０において複数の触媒繊維シート材２が各触媒繊維シート材２の面を通風方向と平行にした状態で積層配置されており、更に、当該通風方向に沿った通風空間１０ａが複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成されるように、夫々の触媒繊維シート材２が離間配置されている。そして、当該触媒浄化ユニット１Ａが形成する通風空間１０ａの通流方向における一端側には、開口部２１としての一端側開口部２１ａが複数形成され、他端側には、開口部２１としての他端側開口部２１ｂが複数形成されている。そして、当該触媒繊維シート材１Ａは、一端側開口部２１ａのそれぞれが本体ケーシング２０の空気口２２側に位置し、他端側開口部２１ｂのそれぞれが本体ケーシング２０の内部側に位置するように、通風路１０に配置される。
他方の触媒浄化ユニット１Ａも、上述の一方の触媒浄化ユニット１Ａと同様の構成であり通風路１０に同様に配置されるが、一方の触媒浄化ユニット１Ａの各他端側開口部２１ｂと他方の触媒浄化ユニット１Ａの各他端側開口部２１ｂとが対向して連通し、一方の触媒浄化ユニット１Ａの各触媒繊維シート材２の端部と他方の触媒浄化ユニット１Ａの各触媒繊維シート材２の端部とが対向するように、本体ケーシング２０の厚さ方向に積層配置される。つまり、通風路１０において、一方の触媒浄化ユニット１Ａの各通風空間１０ａと他方の触媒浄化ユニット１Ａの各通風空間１０ａとが連通する状態となっている。
尚、本体ケーシング２０の厚さ方向において、各触媒浄化ユニット１Ａの触媒繊維シート材２の長さは略同様の長さに形成されているため、各他端側開口部２１ｂは本体ケーシング２０の中央部に位置することとなる。

〔微粒子フィルタ〕
微粒子フィルタ１Ｂは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂材料に、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩を配合してなる絶縁性帯電化繊維材料を用いてスパンボンド様のシートとして作成される帯電性不織布からなり、絶縁性高分子中に配合され、表面に露出した脂肪酸金属塩の帯電により、高分子鎖の帯電がきわめて長期に保持されるものと考えられている。このような微粒子フィルタ１Ｂは、特公平０４−００９０８２号公報に記載されたものを用いることができる。

本実施形態では、微粒子フィルタ１Ｂは、フィルタ面が触媒繊維シート材２の面に対して直交する状態で、本体ケーシング２０の厚さ方向において、上述の２つの触媒浄化ユニット１Ａ同士の間に挟持された状態で配置されている。そして、微粒子フィルタ１Ｂは、２つの触媒浄化ユニット１Ａの触媒繊維シート材２やスペーサ５、或いは本体ケーシング２０等に接着固定されている。尚、本体ケーシング２０は、触媒浄化ユニット１Ａと微粒子フィルタ１Ｂとを通風方向に対して交差する方向における縁部において固定する共通の枠体として機能しており、その枠組みの内面で触媒繊維シート材２の端面が当接保持されることとなる。
従って、一枚の微粒子フィルタ１Ｂは、２つの触媒浄化ユニット１Ａの各通風空間１０ａの他端側開口部２１ｂ（全ての他端側開口部２１ｂ）を覆う姿勢で、２つの触媒浄化ユニット１Ａ同士の間に挟持され、本体ケーシング２０の厚さ方向で本体ケーシング２０の中央部（通風路１０の中央部）に位置することとなる。

これにより、上流側の空気口２２から通風路１０を介して下流側の空気口２２に通流する自然風等の空気Ａの流れが比較的弱い場合でも、図３に示すように、その空気Ａの流れだけで当該空気Ａが、上流側の空気口２２から、一方の触媒浄化ユニット１Ａの一端側開口部２１ａ、通風空間１０ａ、他端側開口部２１ｂの順に通流し、微粒子フィルタ１Ｂを透過した後、他方の触媒浄化ユニット１Ａの他端側開口部２１ｂ、通風空間１０ａ、一端側開口部２１ａの順に通流して、当該一端側開口部２１ａから空気浄化フィルタ１の外部に排出されることとなる。
そして、触媒浄化ユニット１Ａを通過する空気Ａは、隣接する触媒繊維シート材２間に形成された通風空間１０ａにより整流されつつ流通して、流動方向の揃った状態となる。このため、空気Ａに含まれる微粒子の運動方向は触媒繊維シート材２の面に沿う方向、つまり、通風空間１０ａにおける他端側開口部２１ｂを覆う微粒子フィルタ１Ｂの面に対して交差する方向となり、微粒子を含む空気Ａは微粒子フィルタ１Ｂに衝突する。したがって、空気Ａを微粒子フィルタ１Ｂの厚さ方向への通気抵抗に抗して良好に通過させつつ、微粒子の捕捉能力を発揮させることができる。その結果、全体として圧力損失を大きく増加させることなく、空気浄化フィルタユニット１に微粒子捕捉能力を付加することができる。なお、微粒子フィルタ１Ｂは、帯電性不織布からなるので、微粒子を静電的に吸着保持することができ、微粒子の除去効果が極めて高い。
また、空気浄化フィルタユニット１の外部からの空気Ａが、一方の触媒浄化ユニット１Ａの通風空間１０ａ及び他方の触媒浄化ユニット１Ａの通風空間１０ａのうち、何れの通風空間１０ａを通流して微粒子フィルタ１Ｂに到達した場合でも、当該空気Ａは、触媒繊維シート材２の面に沿って通流すること及び微粒子フィルタ１Ｂの面を厚さ方向へ通過することの両方を行うこととなる。このため、圧力損失を大きく増加させることなく、触媒繊維シート材２での汚染物質の触媒浄化機能と微粒子フィルタ１Ｂでの微粒子除去機能とを良好に発揮することができる。

〔空気浄化フェンス構造体〕
本発明に係る空気浄化フェンス構造体３０の実施の形態について図４及び図５に基づいて説明する。尚、図４及び図５は、浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体３０を配置した状態を示す図である。

図４及び図５に示すように、自動車道路５０などの浄化対象区域に対して出入りする空気Ａに含まれる汚染物質を除去するための空気浄化方法は、これまで説明してきた空気浄化フィルタユニット１の複数を、通風路１０における通風方向を厚さ方向とした状態で、自動車道路５０などの浄化対象区域の周囲に沿って並設することで実現される。
即ち、上記空気浄化フィルタユニット１は、触媒繊維シート材２が配置された通風路１０に空気Ａを通流させる際の圧力損失が小さいので、別途送風機を設けなくても、自動車道路５０において自然風或いは自動車が走行することで発生する風だけで、自動車道路５０に対して出入りする空気Ａを通風路１０に良好に通流させ、その空気Ａに含まれる汚染物質を触媒繊維シート材２に良好に接触させて酸化除去し、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子を微粒子フィルタ１Ｂに衝突して捕捉することができる。

また、上記の空気浄化方法は、図４及び図５に示す空気浄化フェンス構造体３０により実行することができる。
即ち、自動車道路５０などの浄化対象区域に対して出入りする空気Ａに含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体３０は、上記空気浄化フィルタユニット１の複数を、通風路１０における通風方向を厚さ方向とした状態で、自動車道路５０などの浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる。

例えば、図４に示すように、自動車道路５０と歩道５１との境界部に沿って、上記空気浄化フィルタユニット１を複数列且つ複数段積層してなる空気浄化フェンス構造体３０にあっては、自動車道路５０において車両が通過する際に自動車道路５０側から歩道５１側に空気Ａの流れが発生する。
よって、その流れを利用して、その自動車道路５０側から歩道５１側に流出する空気Ａは、夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通することになり、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質が通風路１０に配置された触媒繊維シート材２に良好に接触して酸化除去され、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子が微粒子フィルタ１Ｂに衝突して捕捉される。

また、図５に示すように、浄化対象区域としての自動車道路５０に対しては、対向車線の境界部にある中央分離帯に上記空気浄化フェンス構造体３０を配置することで、対向車線間で発生する空気Ａの流れを利用して、その空気Ａを夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通させ、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質が通風路１０に配置された触媒繊維シート材２に良好に接触して酸化除去され、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子が微粒子フィルタ１Ｂに衝突して捕捉される。また、浄化対象区域としての自動車道路５０に対して、その上空を覆う形態で上記空気浄化フェンス構造体３０を配置することで、自動車道路５０から上方への空気Ａの流れを利用して、その空気Ａを夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通させて、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質を良好に酸化除去し、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子を微粒子フィルタ１Ｂに衝突させて捕捉することができる。

空気浄化フェンス構造体３０は、ディーゼル大型車等が多い工場地域や港湾、貨物集積所、バスターミナル等、交通量が多く渋滞が激しい交差点近傍、火力発電所・廃棄物焼却炉周辺等の排ガス濃度が高い箇所等の周辺の自動車道路５０沿道で、排ガスに含まれるカーボンブラック、元素状炭素、タイヤの摩耗粉塵等の微少粒子状物質（ＰＭ２．５等）の除去と、排ガスに含まれるＮＯｘの浄化を同時に行うことができる。
よって、送風機等の電力消費機器が不要で、自然風、自動車の走行風だけで装置内を通風させ空気Ａを浄化することができる。また、設置場所としては道路の端にフェンス状に設置が可能であり、既存道路構造の改造が不要であり、設置スペースも不要となり、簡易な設置が可能である。更に、浄化に用いる活性炭素繊維と帯電性不織布は、水洗いで性能を回復するので、長期間交換は不要である。水洗い後の活性炭素繊維と帯電性不織布の乾燥も通過する空気Ａ、排気ガスにより行える。

以下、実施例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
図１に示す空気浄化フィルタユニット１として、本体ケーシング２０内の通流路１０に、本体ケーシング２０の厚み方向に一対の触媒浄化ユニット１Ａを積層配置させ、一対の触媒浄化ユニット１Ａ同士の間に一枚の微粒子フィルタ１Ｂを挟持し、微粒子フィルタ１Ｂが各触媒浄化ユニット１Ａの通風空間１０ａにおける他端側開口部２１ｂの全てを覆う姿勢で保持させた形態のものを用意した。
ここで、各触媒浄化ユニット１Ａは、縦＊横＊厚み＝５０＊５０＊１０（ｃｍ）であり、微粒子フィルタ１Ｂを構成する帯電性不織布は、縦＊横＊厚み＝５０＊５０＊０．２（ｃｍ）であり、当該帯電性不織布としては、市販の帯電性不織布Ａ（東洋紡(株)製、エリトロンＮＡ）、及び、帯電性不織布Ｂ（３Ｍ製、フィルタレット プレミア）を用いた。

得られた空気浄化フィルタユニット１を、小型風洞式空気浄化性能試験装置により微粒子（ＰＭ）の除去性能を測定した。空気浄化フィルタユニット１を上記試験装置において５０ｃｍ＊５０ｃｍの通風部断面となる箇所に装填し、通過風速が０．０５〜０．２５ｍ／ｓとなるように送風機で調整した。ＰＭは試験室内の空気Ａに含まれる微粒子とし、これを空気浄化フィルタユニット１の入口と出口で、パーティクルカウンター（柴田科学、ＧＴ−５２６Ｓ）より、各１分間測定した。微粒子（ＰＭ）の除去率は、ＰＭの粒子径サイズごと（２．５μｍ以上５．０以下、１．０μｍ以上２．５μｍ未満、０．３μｍ以上１．０μｍ未満の３種）に入口と出口の差から求めた。

ＰＭ除去率＝（入口濃度−出口濃度）／入口濃度＊１００（％）

〔比較例〕
（１）縦＊横＊厚み＝５０＊５０＊２０ｃｍの触媒浄化ユニット１Ａを本体ケーシング２０の通風路１０に配置し、微粒子フィルタ１Ｂを設けることなくそのまま空気浄化フィルタユニット１として上記小型風洞式空気浄化性能試験装置に装填し、同様にＰＭの除去性能を測定した。

その結果、図６〜図８の通り、実施例１に係る空気浄化フィルタユニット１では、帯電性不織布Ａ及び帯電性不織布Ｂの何れの場合であってもＰＭ除去率が顕著に向上し、ＰＭ除去率は、測定粒子径範囲２．５μｍ以上５．０μｍ以下では平均８０％、１．０μｍ以上２．５μｍ未満では平均６０％、０．３μｍ以上１．０μｍ未満で４０％であった。これに対して、比較例に係る空気浄化フィルタユニット１では、ＰＭの除去性能は非常に低く、特に０．３μｍ以上１．０μｍ未満の微小粒子は殆ど除去されず、すり抜けることが明らかになった。

〔実施例２〕
図９に示す空気浄化フィルタユニット１として、本体ケーシング２０内の通流路１０に、縦＊横＊厚み＝５０＊５０＊２０ｃｍの一つの触媒浄化ユニット１Ａを配置して、当該触媒浄化ユニット１Ａにおける通風空間１０ａの開口部２１としての一端側開口部２１ａの全てを覆う姿勢で微粒子フィルタ１Ｂを保持させた形態のものを用意した。なお、微粒子フィルタ１Ｂは、帯電性不織布Ａ及び帯電性不織布Ｂをそれぞれ使用した。

そして、実施例１、実施例２、比較例、微粒子フィルタ１Ｂのみを配置した例について、空気浄化フィルタユニット１全体としての圧力損失を比較した。尚、実施例２にかかる空気浄化フィルタユニット１の圧力損失は、微粒子フィルタ１Ｂ側を風上に配置した状態で測定した。

その結果、図１０及び図１１のようになった。実施例１においては、空気浄化フィルタユニット１の圧力損失は、触媒浄化ユニット１Ａによる圧力損失と微粒子フィルタ１Ｂによる圧力損失との和に近い値となっているのに対し、実施例２においては、実施例１に比べて圧力損失がやや高くなっている。これは、実施例２においては触媒繊維シート材２の隣接間に形成された通風空間１０ａを通流することによる整流作用が働いていないこと、及び、微粒子フィルタ１Ｂが本体ケーシング２０の開口部２２（通風空間１０ａの一端側開口部２１ａ）に存在して通風空間１０ａへの流入抵抗が高くなっていることによると考えられる。一方で、実施例１及び実施例２は共に、触媒浄化機能と微粒子除去機能に関して、圧力損失に関わりなくいずれも良好である。

〔別実施形態〕
上記実施形態における空気浄化フェンス構造体３０は、自動車道路５０を浄化対象区域としたが、工場などが密集する工業地帯や大勢の人が集まる施設等を浄化対象区域とし、その浄化対象区域の周囲に空気浄化フィルタユニット１を並設した空気浄化フェンス構造体３０を設けても構わない。

また、空気浄化フィルタユニット１は、空気浄化フェンス構造体３０として用いるのに限らず、換気口、換気用ダクト等に取り付けて、換気される空気中の汚染物質の浄化及び微粒子の除去をするように設けられていてもよい。

実施例１（図３）では、本体ケーシング２０内に、一対の触媒浄化ユニット１Ａを本体ケーシング２０の厚さ方向に積層配置する構成とし、実施例２（図９）では、本体ケーシング２０内に、一つの触媒浄化ユニット１Ａを配置する構成とした。しかしながら、本体ケーシング２０内の通風路１０に触媒浄化ユニット１Ａを配置する際には、３つ以上の触媒浄化ユニット１Ａを配置する構成としてもよい。
また、実施例１（図３）では、本体ケーシング２０の厚さ方向の中央部に微粒子フィルタ１Ｂを設けた構成とし、実施例２（図９）では、本体ケーシング２０の厚さ方向の一端部に微粒子フィルタ１Ｂを設けた構成とした。しかしながら、微粒子フィルタ１Ｂは、触媒浄化ユニット１Ａの通風空間１０ａの開口部１０の少なくとも一部を覆うように配置されていれば、その配置はこれらに限られず、本体ケーシング２０の厚さ方向において、中央部と一端部との間、或いは、中央部と他端部との間に設ける構成としてもよい。この場合、微粒子フィルタ１Ｂを複数枚設けることもできる。

実施例１及び実施例２では、微粒子フィルタ１Ｂは、フィルタ面が触媒繊維シート材２の面に対して直交する状態で配置したが、通風空間１ａの開口部２１の少なくとも一部を覆うように配置されていれば、微粒子フィルタ１Ｂは、フィルタ面が触媒繊維シート材２の面に対して所定の角度で交差するように配置されていても良い。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明の空気浄化フィルタユニット１は、道路等の浄化対象区域とその周辺とを区画して浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を浄化及び微粒子を除去するための空気浄化フェンス構造体として利用することができる。

１ ：空気浄化フィルタユニット
１Ａ ：触媒浄化ユニット
１Ｂ ：微粒子フィルタ
２ ：触媒繊維シート材
５ ：スペーサ
１０ ：通風路
１０ａ ：通風空間
２０ ：本体ケーシング
２１ ：通風空間の開口部
２１ａ ：一端側開口部
２１ｂ ：他端側開口部
２２ ：空気口
３０ ：空気浄化フェンス構造体
５０ ：自動車道路
Ａ ：空気

Claims (6)

1. 複数の触媒繊維シート材が、前記複数の触媒繊維シート材の隣接間に前記触媒繊維シート材の面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置された触媒浄化ユニットと、
   帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタとを備え、
   前記微粒子フィルタが、前記通風空間における開口部の少なくとも一部を覆う状態で前記触媒浄化ユニットに配置されている空気浄化フィルタユニット。
2. 前記触媒浄化ユニットを複数備え、
   前記微粒子フィルタが、複数の前記触媒浄化ユニット同士の間に挟持された状態で配置されている請求項１に記載の空気浄化フィルタユニット。
3. 前記触媒繊維シート材が活性炭素繊維である請求項１又は２に記載の空気浄化フィルタユニット。
4. 両側面に外気に開放される空気口がそれぞれ形成される本体ケーシングを備え、
   前記本体ケーシングの内部には、前記空気口の両方を連通する通風路が形成され、
   前記通風路に、前記空気口と前記通風空間における開口部とが連通する状態で、前記触媒浄化ユニットが配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気浄化フィルタユニット。
5. 浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体であって、
   請求項４に記載の空気浄化フィルタユニットの複数を、前記通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、前記浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる空気浄化フェンス構造体。
6. 前記浄化対象区域が自動車道路であり、沿道に積層配置される請求項５に記載の空気浄化フェンス構造体。

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