JP4754367B2 - 空気清浄効果を有するダクト型中空構造物および空気清浄方法 - Google Patents
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Description
なお、特許文献2には、前述したように、平行板の間隔を経験的な数値に設定する方法が記載され、特許文献8,9には、平行板間の間隔を拡散スクラバとしてのGormley-Kennedy理論式から導かれた除去効率に基づいて設定する方法が記載されているが、それら設計方法は、何れも初期の仮設計に使用することはできても、上記平行板装置を設置した後の調整に適用することはできなかった。
また、特許文献10に記載の空気清浄化装置においては、光触媒や吸着材などの空気清浄手段を洗浄する際に、装置ごと洗浄しなければならないため、廃水量が多くなり、その回収に多大な労力を要するという問題点があった。
複数の汚染物質除去部材を中空構造物本体内に配置する場合には、中空構造物本体の幅方向に並列に配置するようにしても、あるいは中空構造物本体の長さ方向(空気の流通方向)に直列に配置するようにしてもよい。また、複数の汚染物質除去部材を並列に並べた組合せを基本ユニットとして、同じ組合せの基本ユニットを直列に続けて配置するようにしたり、あるいは異なる組合せの基本ユニットを直列に配置することも可能である。さらに、中空構造物本体内に配置する汚染物質除去部材は、同じ種類の型で統一するようにしても、複数種類の型を組み合わせて用いるようにしてもよい。なお、中空構造物本体の側壁部内面に沿って空気清浄手段を配置する場合には、L型の汚染物質除去部材を、その起立板部が上記側壁部内面に隣接する状態で配置するようにすればよい。
また、汚染物質除去部材の数量を変えなくとも、汚染物質除去部材の配置を変更すれば、圧力損失が変動することから、空気清浄能力が変化する。また、空気清浄手段の種類や密度を変えることによっても、空気清浄能力が変化する。したがって、汚染物質除去部材の数量、配置および空気清浄手段の設定を変えることによって、圧力損失および空気清浄能力を調整することが可能である。このため、適用場所や汚染物質の種類及び濃度、風速などの条件に合わせて、汚染物質除去部材の数量、配置、空気清浄手段を選択するようにすれば、空気清浄能力や圧力損失などの要求性能がそれぞれ異なる個別の事例に対応することが可能である。
すなわち、建物外壁やガードレールなどの構造物に光触媒を塗布して屋外の汚染物質を除去する従来の方法では、前述したように、光触媒表面に付着した硝酸や硫酸が土壌中に拡散して地下水汚染を引き起こす懸念があり、それを防ぐために汚染水を回収しようとすると、汚染水が大量に発生するために、多大なコストが掛かるという問題点があった。また、前述した特許文献10に記載の空気清浄化装置においても、光触媒や吸着材などの空気清浄手段を洗浄する際に、装置ごと洗浄しなければならないため、効率が悪く、大量の廃水が発生するという問題点があった。
これに対して、請求項1〜4の何れかに記載の発明によれば、光触媒を一ヵ所に容易に集めることができることから、最小の水量で洗浄することができ、廃水の回収や処理も容易である。さらに、建物外壁やガードレールなどの構造物に光触媒を塗布する方法の場合には、光触媒の劣化などの調査や交換を行うのに多大な労力を要するが、本発明によれば、それら作業を短期間で容易に実施することができる。
このダクト型中空構造物1は、図1(a)に示すように、中空構造物本体2と、この中空構造物本体2の内部に、空気の流通方向と略平行に且つ着脱自在な状態で配置された汚染物質除去部材3とにより概略構成されている。
先ず、図4(a)の例では、上述した図3(b)と同様の支持部材8a,8cの組合せ2組が、空気の流通方向に直列に配置されている。そして、中空構造物本体2の空気流入側の各支持部材8a,8cには、分解性の高い光触媒を空気清浄手段として用いた空気清浄部材7cが着脱自在な状態で取り付けられ、中空構造物本体2の空気排出側の各支持部材8a,8cには、吸着効果を付与した光触媒を空気清浄手段として用いた空気清浄部材7dが着脱自在な状態で取り付けられている。この場合、中空構造物本体2内に流入した汚染空気は、先ず、空気清浄部材7cの表面を通過する際に、空気清浄部材7cによって汚染物質が分解されることにより、汚染物質の濃度が大幅に低下し、その後、空気清浄部材7dの表面を通過する際に、空気清浄部材7cで分解しきれなかった低濃度の汚染物質が空気清浄部材7dにより吸着・分解されることにより、汚染物質の濃度がさらに低下する。したがって、このような空気清浄部材の配置構成によれば、効率良く汚染物質を除去することができる。
先ず、汚染空気の経路に沿って中空構造物本体2を設置する(第1工程)。中空構造物本体2の設置場所としては、図5に示すように、建築物の排気口(例えば、一般建築物のトイレ、厨房、禁煙スペース、動物館や水族館の飼育施設や鑑賞施設、工場などの排気口)や、建築物の外気取込口などが挙げられる。例えば、図6に示すように、建築物頂部の排気口や、地下駐車場、地下空間、トンネル内の空気の排気口に取り付けるようにしてもよい。中空構造物本体2の設置箇所が、例えば図7に示すように、雨よけを装備した排気口である場合には、中空構造物本体2等に反射鏡13を取り付けて、太陽光が反射鏡13に反射して中空構造物本体2の内部に入射するように構成する。また、夜間の光源確保のために、中空構造物本体2の内部にブラックライトを取り付けるようにしてもよい。
例えば、季節変動または人為的な調整により中空構造物本体2内部の風速が上昇すると、汚染空気の空気清浄手段への接触時間が減少するため、汚染物質の除去効率が低下することとなる。そこで、このような場合には、例えば図8(a)に示すように、汚染物質除去部材3の設置数量を増やして、汚染物質除去部材3の配置構成を変更することにより、圧力損失を高めて風速の増加を抑えると同時に、汚染空気と空気清浄手段の接触面積を増加させ、それら作用により、汚染物質の除去効率の低下を抑制する。汚染物質除去部材3の配置構成の変更後は、風速および汚染濃度を再度測定して性能(圧力損失、空気清浄能力)を確認する。
例えば、季節変動または人為的な調整により中空構造物本体2内部の風速が低下すると、汚染空気の空気清浄手段への接触時間が増加するため、汚染物質の除去効率が増加することとなる。そこで、このような場合には、例えば図8(b)に示すように、汚染物質除去部材3の設置数量を減らして、汚染物質除去部材3の配置構成を変更することにより、圧力損失を低下させて風速の低下を抑えると同時に、汚染空気と空気清浄手段の接触面積を減少させ、それら作用により、汚染物質の除去効率の増加を適度に抑える。汚染物質除去部材3の配置構成の変更後は、風速および汚染濃度を再度測定して性能を確認する。
例えば、交通量の減少など、周辺環境の変化により中空構造物本体2内部の汚染物質濃度が低下すると、空気清浄手段の設置量が過剰になる。そこで、このような場合には、例えば、図8(c)に示すように、支持部材8を残したまま、一部の空気清浄部材7のみを撤去する。これにより、圧力損失を変動させることなく、空気清浄能力のみを調整することができる。なお、汚染濃度が比較的低い場合や、求められる空気清浄能力が緩やかな場合など、予め設定した条件が満たされる場合には、例えば、図8(d)に示すように、支持部材8を併せて撤去することも可能である。但し、この場合には、圧力損失が減少して風速が上昇することとなるので、それに伴う影響を予め把握しておく必要がある。汚染物質除去部材3の配置構成の変更後は、風速および汚染濃度を再度測定して性能を確認する。
また、本実施形態では、汚染物質除去部材3を空気の流通方向と略平行に配置して、それら汚染物質除去部材3の数量や配置の設定を変更することにより、圧力損失等の調整を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記空気の流通方向に対して汚染物質除去部材3を傾けることにより、圧力損失等の調整を行うことも可能である。
2 中空構造物本体
3 汚染物質除去部材
4 光透過性部材
6a,6b,6c 観測口
7 空気清浄部材
8 支持部材
9 底板部
10 起立板部
Claims (7)
- 空気流路を有する中空構造物本体と、上記中空構造物本体の内部に配置された汚染物質除去部材とを備え、上記中空構造物本体の内部に流入した空気が当該中空構造物本体内部を通過する過程で、上記空気中に含まれる汚染物質を汚染物質除去部材により除去する空気清浄効果を有するダクト型中空構造物であって、
上記中空構造物本体は開閉部を有し、この開閉部から上記汚染物質除去部材を出し入れ可能となっているとともに、
上記汚染物質除去部材は、上記中空構造物本体の底部上面に載置可能な底板部およびこの底板部の上面に立設された一または複数の起立板部を有し、断面がU型、逆T型、L型、またはこれらの上記起立板部を並列に並べて組み合わせた形状を有する支持部材と、この支持部材の一部若しくは全体に塗布または焼付けにより固着された空気清浄手段または上記支持部材の上記底板部の上面および上記起立板部の両面若しくは片面に着脱自在に取り付けられた空気清浄部材とを備えてなり、上記空気清浄手段または空気清浄部材の表面が上記空気の流通方向と略平行になるように上記中空構造物本体の内部に着脱自在に配置されていることを特徴とするダクト型中空構造物。 - 上記中空構造物本体は、上記空気中の汚染物質の種類及び濃度、風速の何れかを測定する測定装置を取り付けるための観測口を有することを特徴とする請求項1に記載のダクト型中空構造物。
- 上記汚染物質除去部材は、少なくとも光触媒、吸着材、光触媒を担持した吸着材の何れかを空気清浄手段として用いることを特徴とする請求項1または2に記載のダクト型中空構造物。
- 上記中空構造物本体は、その天井部が光透過性部材により構成され、この光透過性部材を介して、太陽光または光源の光を上記汚染物質除去部材が受光可能となっていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のダクト型中空構造物。
- 請求項1〜4の何れかに記載のダクト型中空構造物に汚染空気を流通させて、当該汚染空気を浄化する空気清浄方法であって、
上記中空構造物本体を上記汚染空気の経路に沿って設置する第1工程と、
上記中空構造物本体の内部に、上記汚染空気の流通方向と略平行に複数の上記汚染物質除去部材を配置する第2工程とを有し、
上記第2工程では、予め設定された空気清浄能力および圧力損失に基づいて、上記汚染物質除去部材の数量、配置および空気清浄手段を決定し、その決定に従って、複数の上記汚染物質除去部材を直列および/または並列に配置することを特徴とする空気清浄方法。 - 上記空気中の汚染物質の種類及び濃度、風速の何れかを測定し、その測定結果に基づいて、上記汚染物質除去部材の数量、配置および空気清浄手段の設定の何れかに変更を加えることにより、空気清浄能力および圧力損失を調整することを特徴とする請求項5に記載の空気清浄方法。
- 上記空気中の汚染物質の種類及び濃度、風速を測定するとともに、その測定結果に基づいて、上記汚染物質除去部材の洗浄または交換を行う時期を推定し、その時期が到来したときに、上記汚染物質除去部材を上記開閉部から取り出して上記汚染物質除去部材の洗浄または交換を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の空気清浄方法。
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