JP7297864B2 - 空気浄化のための生物学的システムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、広く言えば、空気浄化のための生物学的システムおよび方法に関するものである。いくつかの実施形態では、本発明は、液体を収容するためのタンクと、バイオマス添加剤を収容し、空気通路を含むバイオサポートフィルタであって、バイオマス添加剤は、生体酸化によって空気通路を通過する空気内の汚染物質を消化するように構成される、バイオサポートフィルタと、タンク内の液体をバイオサポートフィルタに輸送可能とし、バイオマス添加剤が汚染物質を消化するのに十分な水分を提供するように構成される、パイプシステムと、汚染された空気が装置に入るのを可能にするための１つ以上の空気入口と、浄化された空気を排出するための１つ以上の空気出口とを含む、空気浄化装置に関するものである。

現在、空気浄化のための多くの解決策がある。これらの解決策のほとんどは、清浄空気送出率（Ｃｌｅａｎ Ａｉｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒａｔｅ）基準に基づいて、すべての大気汚染物質の９９．９％を除去するための試みの中で換気に基づいている。しかしながら、解決策は清浄空気送出率（ＣＡＤＲ）を使用して測定されるため、既知の解決策は空気浄化業界のニーズを満たすことができない。ＣＡＤＲは、所与のサイズ分布のすべての粒子が除去された空気の立方フィート／分（ＣＦＭ）である性能指数である。ＣＡＤＲは、操作の最初の１０分間の空気入口対空気出口の粒子の比較のみを考慮し、長期間の室内の粒子は考慮しない。最近の科学的証拠によると、粒子の９２％は、換気に反応しないため、粗い粒子状物質の残りの８％のみを考慮したＣＡＤＲ効率法に含めることができないことを示している。

追加の既知の解決策は、捕捉された汚染物質の９９．９％を処理しようとするが、技術が特定のカテゴリーの汚染物質を処理するのに適していないため、これらの解決策は同様に業界のニーズを満たすことができない。既知の各技術の弱点は以下の通りである。
ＨＥＰＡフィルタ：粒子の９２％が０．５ミクロンより小さく、これらの粒子は小さすぎて重力や換気に反応できないため、ＨＥＰＡフィルタ技術を使用する既存のシステムは効果的ではない。さらに、ＨＥＰＡ膜フィルタは飽和状態になり、十分性が急速に失われるため、頻繁に交換する必要があり、廃棄物の問題が発生する。さらに、これらのフィルタは非常にエネルギーを消費し、ガスやおよびＶＯＣ（揮発性有機化合物）を処理しない。さらに、これらのシステムによって捕捉された胞子や病原体は、ユニット内部のフィルタ上で増殖し、使用者を潜在的な健康上の危険にさらす可能性がある。
イオナイザー：表面に付着する粒子を帯電させる。イオナイザーは実際には汚染物質を破壊しないが、副産物として高レベルのオゾンを生成しながら汚染物質を移動させることによって機能する。オゾンは有害な汚染物質であり、既知の肺刺激物である。
活性炭フィルタ：活性炭フィルタは、カビ、ほこり、または花粉のような微粒子を除去できない。これらのフィルタ内の炭素床繊維は飽和状態になり、化学物質が空気中に戻って放出され、これは、これらのタイプのフィルタの既知の問題である。
光触媒酸化剤（ＰＣＯ：ＰＨＯＴＯ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｏｘｙｄｉｚｅｒｓ）：空気をより効率的に浄化する努力の中で、ＰＣＯシステムは化学物質を導入して空気を浄化する。ＰＣＯシステムで使用される既知の化学物質には、既知のヒト発がん物質であるホルムアルデヒドが含まれ（ジャーナル「建物と環境（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）のＬｅｘｕａｎ Ｚｈｏｎｇの研究）、少量のオゾンも放出する。

上記の技術のほとんどは、病院、工業用地、廃棄物処理プラント、および屋外環境などの専門的な用途において、より大量のより濃縮された大気汚染物質を効率的に処理するのに適していないため、住宅市場にのみ使用される。

最近の研究は、浮遊粒子の９２％が０．５ミクロンより小さく、重力または換気の力に応答しないことを示しており、したがって、７９日から無限の間の沈降時間を必要とする。この研究は、換気に基づくシステムが、空気中に存在するほとんどの汚染物質に対して効果的ではないことを示している。

したがって、従来技術の不利な点を解決し、空気浄化のための生物学的システムを提供する方法およびシステムを提供することが望ましい。

本発明の目的は、あらゆる種類の大気汚染のレベルを同時に効率的に低下させる、膜フィルタを含まない装置を提供することであり、したがって、膜細孔の詰まりの蓄積による低効率および換気による高エネルギー消費を回避する。

本発明の目的は、粒子が小さければ小さいほど、強力にエネルギー消費する通気口を必要とするという事実のためにますます効率的になる位置エネルギー場（ＰＥＦ）生物物理学的原理に依存する生物学的空気浄化システムを提供することである。生物物理学的現象は、すべての粒子が、そのサイズに関係なく、その外層で帯電し、「電気分子電荷引力」によって装置内のＰＥＦに粒子を「接地」するという事実に依存している。

本発明の目的は、自然で、安全で、持続可能で、簡単に処分できる方法で大気汚染物質を破壊する装置を提供することである。

本発明の目的は、内部バイオサポートがユニットと同じ寿命を有し、洗浄され、排気フィルタの処分から不要な廃棄物を生成せずに継続的に再利用できるので、フィルタを交換する必要がない生物学的空気清浄器を提供することである。

本発明の目的は、化学的副産物を生成しない装置を提供することである。複雑な化合物の生体酸化の可能性のある結果として見られる微量元素は完全に安全であり、堆肥として使用するか、または廃水処理本管に投入することができる。

本発明の目的は、「電気分子電荷引力」の効果によって屋内および屋外の両方のすべての大気汚染物質を効率的に除去し、その効率を検出し、再生可能資源から抽出された低消費の天然媒体の使用を通して大気汚染物質を自然に破壊することができる装置および関連する方法を提供することである。

本発明は、空気浄化のための生物学的システムおよび方法を提供することによって、前述の欠陥を有利に埋める。

本発明は、「電気分子電荷引力」によってサイズおよびタイプの制限なしに空気汚染物質を捕捉し、次いで微生物化合物添加剤による生体酸化によって捕捉された汚染物質を消化する生物学的空気清浄器に関する。この装置は、有利には、装置によって浄化された空気の質を評価し、「純空気指数（Ｐｕｒｅ Ａｉｒ Ｉｎｄｅｘ）」として表される関連する破壊率を計算するための大気質監視手段を含む。収集されたデータは、都合よくクラウドに転送し、その後、分析用の専用ソフトウェアに転送できる。大気質モニタリングにより、いくつかの大気質パラメータをリアルタイムでブロードキャストできる。例えば、異なる汚染物質は、例えば、湿度センサ、温度センサ、および臭気ガスセンサ、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、ＮＯ２センサ、揮発性有機化合物センサなどが挙げられるが、これらに限定されないセンサを用いて別々に検出することができる。

特定の実施形態では、以下のコンポーネント：水タンク３０１（図１）、水タンクからバイオサポートフィルタに移送された水の重力による分配を可能にする円周方向の穴３０９（図３）を有する水プレート３１０で覆われた抽出可能な永久バイオサポートフィルタ３００、関連するパイプ３０５を備えた水中ポンプ３０７、および装置内に水を分配するためのＴ字型出口３０３、または装置を振ることによって水を保持する保水バイオサポート材料（ポータブル版）、および抽出可能フィルタ３００の中央コアパイプ３０８の上部に固定された通気口２０４のうちの１つ以上から構成される生物学的空気浄化器が提供される。通気口２０４の役割は、コアパイプ３０８から空気を抽出し、バイオサポートフィルに取り付けられた微生物化合物添加剤に、捕捉された汚染物質の生体酸化による消化に不可欠な酸素を提供する目的で、バイオサポートフィルタ要素（図４）の周りに流れを強制することである。通気口２０４の役割はまた、装置の周りに乱流を作り出して、換気に応答するより大きな粒子をよりよく引き付けることである。

この装置は、都市、工業、医療、企業、および住宅の用途において、屋外および屋内の設定で大気汚染を処理するために使用することができる。

第１の態様では、本発明は、液体を収容するためのタンクと、バイオマス添加剤を収容するように構成され、空気通路を含むバイオサポートフィルタであって、バイオマス添加剤は、生体酸化によって空気通路を通過する空気内の汚染物質を消化するように構成される、バイオサポートフィルタと、液体をタンクからバイオサポートフィルタに輸送して、これによってバイオマス添加剤が汚染物質を消化し、生体酸化をもたらす消化できない物質を洗い流すのに十分な水分を提供するように構成される、パイプシステムと、汚染された空気が装置に入るのを可能にするための１つ以上の空気入口とを含む、空気浄化装置を提供する。

１つ以上の実施形態では、バイオサポートフィルタは、１つ以上の同心チャネル、１つ以上の鉛直チャネル、または栓抜き の形態の空気通路を含むように形作られている。

１つ以上の実施形態では、装置は、電子制御ユニットをさらに含み、電子制御ユニットは、ＩＯＴ遠隔制御用の通信モジュール、および／または大気質監視システムを含む。

１つ以上の実施形態では、大気質監視システムは、大気質パラメータを検出するための１つ以上のセンサを含む。

１つ以上の実施形態では、大気質パラメータは、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサ、１つ以上の汚染センサ（粒子状物質センサなど）、温度センサ、湿度センサ、粉塵センサ、ガスセンサ、臭気センサ、放射能センサ、およびそれらの組み合わせから選択される。また、ローカリゼーション、予知保全のための機能部品のリモート検出、水質および汚染破壊率センサを含む任意の大気質センサおよびその他のタイプのセンサを追加できる。

１つ以上の実施形態では、大気質監視システムは、１つ以上の大気質に関連するデータを送信するためのアクセスポイントを含む。１つ以上の実施形態では、送信されるデータは、粒子の維持および破壊率、ローカリゼーション、およびＡｌｅｘａまたは音声制御装置などの装置との音声通信のための技術のためのデータを含み、専用ソフトウェアを介してさらに分析するためのクラウドベースのサーバにデータおよびパラメータを送信することを含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、粗い汚染物質の誘引および内部微生物化合物の酸素化のための通気口をさらに含み、捕捉された汚染物質の生体酸化を増強する。

１つ以上の実施形態では、パイプシステムは、ポンプと、ポンプに取り付けられた１つ以上のパイプとを含み、ポンプは、タンクから液体を引き出し、１つ以上のパイプを介してバイオサポートフィルタ内に液体を分配するように構成される。

１つ以上の実施形態では、バイオサポートフィルタはプレートを含み、液体は、パイプからプレートに排出され、液体は、プレート内の穴を介してプレートからバイオサポートフィルタに流入する。

１つ以上の実施形態では、プレートは保護グリッドを含み、保護グリッドの上にバイオマス添加剤が配置される。

１つ以上の実施形態では、装置は、タンクから液体を放出するための出口タップをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、自動液体充填用の電気弁をさらに含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、タンクに地上サポートを提供するためのタンクサポートベースをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、タンク内の液体のレベルを評価するための液面センサをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、装置の内部の水に敏感なコンポーネントを覆うための上部カバーをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、装置は、０．５ミクロン未満の粒子径を有する汚染物質から空気を浄化するように構成される。

１つ以上の実施形態では、空気は、「電荷引力」によって浮遊粒子を接地することによって浄化される。

別の一態様では、本発明は、空気を浄化する方法であって、汚染された空気内の汚染物質を消化するように構成されたバイオマス添加剤を空気浄化装置に提供することと、空気浄化装置と通信し、１つ以上の大気質パラメータを検出するように構成された１つ以上の大気質センサを含む大気質監視システムを提供することと、１つ以上の大気質パラメータに関連するデータを検出および収集することと、専用のダッシュボードソフトウェアに１つ以上の大気質パラメータを表示することとを含む、方法を提供する。

１つ以上の実施形態では、方法は、１つ以上の大気質パラメータの相対分析のためのベースラインを決定することをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、方法は、空気浄化装置に固定されたアクセスポイントを使用して、収集されたデータをクラウドベースのサーバに送信することをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、方法は、ソフトウェアを使用して１つ以上の大気質パラメータを分析することをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、方法は、分析の出力を提供することをさらに含む。

１つ以上の実施形態では、バイオマス添加剤は、非病原性、非遺伝子組み換え微生物集団添加剤である。

１つ以上の実施形態では、バイオマス添加剤は、水および二酸化炭素ならびに存在する場合は元素の主成分中の汚染物質を転換するように構成される。

本発明の他の目的およびその特有の構成および利点は、以下の図面および付随する詳細な説明を検討することからより明らかになるであろう。詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示のみを目的としており、本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解すべきである。

本開示は、ここで添付の図面を参照するより詳細で具体的な説明を提供する。図面および図面の具体的な説明、ならびに議論された特定のまたは代替の実施形態は、本開示の全体と併せて読まれることを意図している。しかしながら、空気浄化のための生物学的システムは、多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、例示としてのみ提供されており、そのため、本開示は、当業者に理解を徹底的で完全で全面的に伝えるであろう。

本発明の一実施形態のバイオテック空気清浄器の上面図（を示す。 本発明の一実施形態のバイオテック空気清浄器の側面図（図１Ｂ）を示す。 本発明の一実施形態のバイオテック空気清浄器の斜視図（図１Ｃ）を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの部品の内部図を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの部品の内部図を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの内部詳細を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの内部詳細を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの内部詳細を示す。 図１のバイオサポートフィルタおよびタンクの内部詳細を示す。 本発明の一実施形態の同心円バイオサポート形状の上面図である。 本発明の一実施形態の多層鉛直バイオサポート形状の上面図である。 本発明の一実施形態のコルク栓抜きバイオサポート形状の上面図である。 本発明の実施形態のバイオテック空気清浄器モデルレンジの斜視図を示す。 本発明の一実施形態のシステム概要である。 本発明の一実施形態の大気質監視システムの正面図である。 本発明の一実施形態の大気質監視システムの側面図（図９Ｂ）である。 本発明の一実施形態の空気監視システムの詳細のチャートおよびシステムアーキテクチャを示す。 本発明の一実施形態のフィルタの内部構成の写真である。 気流の方向を示す図４の同心円バイオサポート形状の上面図である。。 汚染指数のチャートである。 リアルタイムの大気質データのチャートである。 システムで動作するソフトウェアアプリケーションの写真である。 システムで動作するソフトウェアアプリケーションの写真である。

以下の説明では、説明の目的で多くの詳細が示されている。しかしながら、当業者は、本発明がこれらの特定の詳細を使用せずに実施され得ることを理解するであろう。

本発明は、空気浄化のための生物学的システムおよび方法に向けられている。

本発明は、空気を浄化するための装置を開示する。この装置は、生物酸化によって大気汚染物質を消化できる微生物を含むバイオマス添加剤に基づいている。この装置は、水で満たされたタンクとバイオマス添加剤を収容するためのバイオサポートフィルタとを含む。タンクはポンプと関連パイプを介してバイオサポートフィルタ内の微生物に水分を供給し、通気口はバイオサポートフィルタに酸素を供給して、粗い粒子も引き付けながら、生体酸化によって捕捉された汚染物質の消化プロセスを強化する。バイオサポートフィルタは、汚染された空気が通過して微生物と接触することができる１つ以上の空気通路を含む。

開示された装置は、粒子サイズまたはタイプに関係なく、あらゆる種類の汚染物質に対して独自のプラグアンドプレイ解決策を提供するため、他の既知の装置および解決策と比較した場合、独自かつ有利である。この装置は、病原性細菌およびウイルス、揮発性有機化合物、臭気ガス、オイルミスト、カビおよび胞子、０．５ミクロン未満の粒子を含む微細な粉塵、重金属、化合物、炭化水素、ブラックカーボンなどを含むがこれらに限定されない汚染物質から空気を浄化するように構成されている。

このユニットは、次の理由で独特である。１）水と非病原性、非ＧＭＯ細菌集団を使用して動作する。２）すべての汚染物質は、内部のバイオサポートの形状と特性によって自然に生成される位置エネルギー場によってトリガーされる「分子電荷」によってユニットによって引き付けられ、捕捉される。３）汚染物質がユニットによって捕捉されると、ユニット内の細菌は、生物酸化によって捕捉された汚染物質を完全に破壊し、例えば、２Ｃ６Ｈ６＋１５Ｏ２が１２ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏになるなど、化合物を水と二酸化炭素に自然に転換する。４）飽和した効率を損なう膜がなく、交換するべきフィルタ、カートリッジのランプがない。５）ユニットは、水道水、空気、および非ＧＭＯ、非病原性細菌の無害な混合物に依存して、有害な副産物に変えることなく大量の大気汚染を破壊する。

同様に、開示された方法は、他の既知のプロセスおよび解決策と比較した場合、以下の点で独特である。１）ユニットの動作に干渉することなく大気汚染物質を独立して検出する別個の大気質センサとユニットを組み合わせる。２）ＩｏＴに接続されたリモートアシスタンスおよび予知保全のためのローカリゼーションおよび運用センサシステムを有し、統合されている。３）ユニットサイズ当たりの運用時間に基づいて炭素消費等量を計算する方法を有し、特定の純空気指数の計算システムを提供する。

この等量は、ユニットのサイズに応じて推定および比較され、ユニット当たり２７６～６０００本の樹木汚染除去効率を達成した。１つ以上の実施形態では、本明細書に開示された装置は、ユニット当たり少なくとも約２７６本の樹木汚染除去効率を達成する。例えば、この装置は、ユニット当たり少なくとも約２７６、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００、２５００、または３０００、最大６０００本の樹木汚染除去効率を達成する。

開示された装置およびシステムは、他の既知の装置または解決策とは構造的に異なるという点で独特である。より具体的には、この装置は、水、細菌を使用して大気汚染を消化する換気によるバイオフィルタを通る強制空気流、およびＩｏＴ空気監視システムの存在により独特である。

その最も完全な形態では、本発明の一実施形態は、以下のコンポーネント：ａ）上部カバー１０５（任意選択で、電子－電気制御－データ通信を伴う）；ｂ）通気口２０４；ｃ）保護グリッド２０３を備えた水プレート３１０；ｄ）バイオサポートフィルタ３００；ｅ）ポンプ３０７および関連する配管３０５、３０３；ｆ）タンク３０１；ｇ）タンクサポートベース（任意選択で、フォークリフトで吊り上げられる）１０３；ｈ）水出口タップ１０４または電気弁１０６；ｉ）水道管（水道本管）に接続するために外側カバーからアクセスできる入口弁である、水入口タップ１０６または電気弁；ｊ）温度センサ付きのタンク熱コート；ｋ）カバー１０５に取り付けられたグリッド２０３上のバイオマス添加剤ディスペンサ；ｋ）内部ウェブカム；ｌ）水位センサ（機械光学式または超音波）３０６；およびｍ）温度－湿度－ｐＨセンサから構成される装置を含む。

これらのコンポーネントは、任意選択で以下のように：頭部要素／上部カバーは、水に敏感であり得、適切な配線を有する容器内に固定され、ユニットの他のすべてのコンポーネントから分離され得るすべての電子および電気要素を含むように接続される。通気口は、バイオサポートコア要素に固定され、上部カバー要素に電力を供給するために接続された別個の要素とすることができる。バイオサポートは、タンク要素によって完全に取り外して抽出することができる。水流調整用の蛇口、水位センサ、およびｐＨセンサを備えたポンプおよび関連する配管は、バイオサポートに接続されており、高速ケーブルコネクタによって電子電源から取り外すことができ、タンクおよびタンクベースは接続されており、任意選択で水を放出するための蛇口を備えている。

ユニットは、自動補充のために水道本管に接続することができることをさらに留意すべきである。エアダクトまたはフードは必要ない。

開示された装置に関連する方法を実行する最も完全な形態は、以下のステップ：収集データのベースライン期間に大気質監視システム２００を設置するステップと、生物学的空気清浄器を設置して電源を入れるステップと、関連するソフトウェアダッシュボードを通じて大気質の改善８００を検出するステップと、ＡＰＰのマップ上に設置されたユニットネットワークの結果を表示するステップからなる。

装置はまた、要素および構成の以下の変形のうちの１つ以上を有し得る：バイオサポート形状は、２つ以上の同心円（図４）、２つ以上の鉛直多層（図５）、およびコルクの栓抜き（図６）とすることができるが、これらに限定されない。

バイオサポート形状は、食品グレードのプラスチック、活性炭サポート／スポンジ、吸収性の天然または合成繊維、ステンレス鋼、または上記の材料の任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、異なる材料で作ることができる。

ユニット内部／ユニットへの水の伝達は、次の手法で実現できる：ａ）タンクの底にある水中ポンプで水を汲み上げ、配管を介して、それを常に湿らせておくために、バイオサポートの上部に穴を配置した水プレートに移すことができる。ｂ）水は、水プレート上での単純な動きによってバイオサポート上に重力によって分配することができる。このシステムでは、水はタンクの底部にあるポンプによって上方へと、Ｔ字型の配管を通って、水プレート上に排出される２つ以上のＴ字型の出口に吸い込まれる。次に、水は水プレートを満たし、水プレートの穴を通ってバイオサポートの側面に沿って流れ、重力によって通気口から生成された空気の流れにもさらされるバイオフィルタ表面に付着した微生物添加剤を湿らせ、タンクに戻る（図１１を参照）。

ユニット内部部品への酸素供給は、吸引（空気出口）による１つ以上の通気口によって提供され、図３に示される関連する都合よく配置された空気循環穴（空気入口）を通してバイオサポート内へ押し込まれることができる。

図４に示されるように、空気の流れ（酸素へのバイオサポートの接線曝露）と水の流れ（バイオフィルタの内部／周囲で発生する、消化できない残りの要素を水タンクの底部まで穏やかに洗浄する）の組み合わせは、本技術に対する中心となる態様のうちの１つである。空気の流れと水の流れの組み合わせは、（計算された空気と水の流れの組み合わせ循環に基づく）「理想的なエコシステム」を作成し、これはバイオサポートの「固定化セル」として機能する選択された微生物の特定の集団を提供し、生物酸化性能による汚染物質の消化を大幅に高める。図１２は、タンク内への空気の流れの方向を示している。

システムの特定の実施形態では、微生物は、３０日後に死ぬように設計されており、３０日ごとに水（コアパイプに注がれる単回投与ボトル）に添加される必要がある。水は生体酸化の影響で蒸発し、（手動の場合）タンクは定期的に（平均して７日ごとに）補充する必要がある。

ユニットを覆うための外部材料は、アルミニウム、鋼、皮革、木材、布、プラスチックなどのうちの１つ以上であり得るが、これらに限定されない。

システム内の操作ユニットの特徴は、ａ）自動補充用の電気弁１０６；ｂ）ＰＨ水センサ；ｃ）機械式、光学式、超音波、または湿度センサ３０６による水位制御；ｄ）ＧＳＭ、ＬｏＲａＷＡＮ、ＷＩＦＩ、イーサネット２０１を介したクラウド（ＩｏＴ）またはブロックチェーンネットワークへの遠隔制御データ送信が挙げられるがこれらに限定されない操作の電子制御のうちの１つ以上を含み得る。

同様に、関連する方法は、以下のステップ：ａ）ユニットおよび大気質センサの遠隔制御；ｂ）運転時間に基づく汚染破壊の計算；ｃ）添加剤の追加および洗浄カレンダーなどのユニットの必要性の通知；ｄ）地理的地図上の場所；ｅ）ビデオを介したアフターサービスチームへのリアルタイムの接続；ｆ）援助およびその他の有用なまたはコミュニケーションコンテンツを提供するユニットのための拡張現実技術：のためのＡＰＰへの接続のうちの１つ以上を含み得る。

ここで、図面を参照すると、図１Ａ～図１Ｃは、本明細書に開示されるような装置の例示的な一実施形態の外観図を示す。装置１００は、ベース１０３上に配置され、カバー１０５で覆われたタンク３０１から構成される。空気は、上部および横方向の空気入口１０２から（図３に示される）内部バイオサポートフィルタ３００に強制的に吸引される。除染された空気は、上部出口１０１から装置１００を出る。タンク３０１は、自動電子弁１０６を備え、水道本管に接続された水入口を通して、または保護グリッド２０３（図２Ｂ）を通して内部水プレート３１０（図３Ｄ）に直接注がれるのいずれかの水道水で満たすことができる。水は、ユニットの底部に配置されたタップ１０４を通して排出することができる。ユニット１００は、継続的に動作し続けるように設計されている（２４／７）。

装置１００の内部部分は、図２Ａ～図２Ｄに示されている。

上部カバー１０５を開くと、電子制御コンポーネントおよび通気口２０４を含む制御ボード２０１へのアクセスがある。制御ボード２０１は、装置の動作を遠隔制御するための通信モジュールを含み、工業環境で既存のＰＬＣに統合される傾向がある。バイオサポートフィルタ３００は、ユニットタンク３０１の内部に配置されている。大気質モニタ２００は、ユニットの設置と並行して接続されて、大気汚染軽減性能およびダイナミクスを検出および追跡することができる。事前に投与された微生物添加剤、任意選択で液体の形態のものは、内部保護グリッド２０３に直接注ぐことにより、３０日ごとに定期的に装置１００に添加する必要がある。タンク３０１は、最大レベル２０２に達するまで水道水で満たすことができる。

図３Ａ～図３Ｄにおいて、バイオサポートフィルタ３００の詳細図が示されている。バイオサポートフィルタ３００は、ユニットタンク３０１の内部に配置され、（図２に示される）通気口２０４は、フィルタ３００の中央コアパイプ３０８に嵌合され、配置される。タンク３０１およびバイオサポートフィルタ３００は、装置１００の２つの別個のコンポーネントである。タンク３０１は、バイオサポートの最適な換気のための空気入口穴１０２を有する。バイオサポートフィルタ３００のコンポーネントは、水中ポンプ３０７および関連する配管３０５、バイオサポートフィルタ３００上の水分配のための水プレート３１０、およびバイオサポートフィルタ３００の内部および全体の最良の流体力学的流れのために都合よく形作られた穴３０４を備えている。水は、タンク３０１の底部から水プレート３１０まで配管３０５を汲み上げられ、Ｔ接合パイプ３０３によって均等に分配され、（重力によって）戻って、穴３０９を通してバイオサポート３００を濡らす。バイオサポートフィルタ３００は、機械的、光学的、または超音波であり得る水位センサ３０６をさらに備えることができる。タンク３０１は、バイオサポートフィルタ３００がタンク３０１に挿入されると、タンクの側面が、バイオマス添加剤が付着して活性になるためのさらなる表面として作用することができるさらなるドリップボーダ３０２をさらに備えることができる。

図５～図７は、バイオサポートフィルタ３００内の空気経路の可能な形状を示している。バイオサポートフィルタ内の空気通路の１つの可能な形状は、１つ以上の同心円である。空気は、外部空気入口穴からバイオサポート層の穴全体に空気を強制的に吸引するバイオフィルタの内部コアパイプに固定された通気口から吸引される（図５）。

バイオサポートの別の可能な形状は、鉛直多層である。空気は、外部空気入口穴からバイオサポートが作られている層全体に空気を強制的に吸引するバイオフィルタの側部コアパイプに固定された通気口から吸引される（図６）。

バイオサポートの別の可能な形状は、コルク栓抜き動作である。空気は、反対側の外部空気入口穴からバイオサポートが作られている層全体に空気を強制的に吸引するバイオフィルタの側部コアパイプに固定された通気口から吸引される（図７）。

図８は、様々な形状およびサイズを示す空気浄化装置７０１、７０２、７０３、７０４、７０５、７０６、および７０７を示している。この装置は、あらゆる種類のアプリケーションおよび環境により適した様々なサイズと形状で製造できる。ユニットは、都市環境（例えば、装置７０１）、工業（例えば、装置７０２および７０３）、企業環境（例えば、装置７０５）、医療環境（例えば、装置７０４）、個人的な使用（例、装置７０７）、および居住地（例、装置７０６）において使用され得る。ユニットは、サイズおよび／または形状に応じて、広範囲の領域をカバーするように適用可能である。例えば、ユニットは少なくとも４０平方メートルの領域をカバーすることができる。ユニットは、少なくとも４０平方メートル、最大直径７０ｍの範囲の領域をカバーすることができる。例えば、ユニットは、都市環境７０１での使用を意図しており、ステンレス鋼またはプラスチックなどの外部の頑丈な材料を含むことができ、そのようなユニットは、葉および破片などの外部要素のための保護ネットを提供することができ、直径５０～７０ｍの領域をカバーすることができる。さらなる例示的な実施形態では、ユニットは、工業現場で使用することができ、そのようなユニットは、動作の電子制御および上部カバー１０５保護を備えることができ、約５００平方メートルの領域をカバーすることができる。さらなる例示的な一実施形態では、ユニットは、医療環境で使用することができ、そのようなユニットは、自動給水システムおよび電子タッチスクリーン制御を備えることができ、７０～１５０平方メートルをカバーすることができる。さらに別の例示的な一実施形態では、ユニットは企業７０５で使用することができ、したがって、水位が最小レベルを下回ったときのユニットの自動シャットダウンを備えることができ、７０～１５０平方メートルをカバーすることができる。さらに別の例示的な一実施形態では、ユニットは、カウンタートップに適した住宅７０６で使用することができ、４０～９０平方メートルをカバーすることができる。さらに別の例示的な一実施形態では、ユニットは、個人用７０７に使用でき、車、ベビーカー、電車、飛行機、地下鉄、オフィスなどで個人を保護するための携帯用ユニットを含むことができる。装置は、屋外または閉じられた領域にあるかにかかわらず、装置の周囲のすぐそばの領域を浄化するために使用される。これは、狭い空間や空気が停滞している空間で動作し、空気の質を改善する必要がある場合に、有利である。

ユニットは、意図された使用領域に応じて、可能な材料で外部を作成できる。

図９～図１１は、特定のセンサからデータを収集し、それらをクラウドに送信する独立した空気監視システム２００から構成される装置１００を含む本発明の実施形態を示し、ソフトウェア制御ダッシュボード８００は、装置１００の性能を確認する問い合わせのために任意のモバイル装置またはコンピュータからアクセスできる。領域内のシステムの存在は、入口ドア８０１に特定のロゴを特徴付けることによって訪問者に合図され、マーケティングと持続可能性の目的で設置されたシステムの位置および純空気指数の性能計算を示すウェブおよびＡＰＰ公開ＭＡＰに含まれる。

大気質監視システム２００は、ＶＯＣ、ＮＯ２、ＣＯ、ＣＯ２、臭気ガス、ＰＭ２、５、ＰＭ１、ラドン、放射能、温度、湿度などを含むがこれらに限定されない様々なセンサ９０９、９１０、９１１、９１２を含むことによって、多くの異なるパラメータを検出することができる。大気質監視システム２００は、ＧＳＭ、ＷＩＦＩ、イーサネット、およびＬｏＲａＷＡＮを介してデータを通信できる。データは、インターネット９０７を介してアクセスポイント９０８に送信され、クラウドサーバ９０６に格納され、ソフトウェアが様々な形態の可能なデータ集約９０２、９０３、９０４を公開するダッシュボード９０５を介して参照される。

特定の実施形態では、システムのコンポーネントは別々に設置される。本発明は、装置およびその装置に関連する方法に関する。装置に関しては、「電気分子電荷引力」によりサイズやおよびタイプに制限なく大気汚染物質を捕捉し、微生物化合物添加剤による生体酸化により捕捉した汚染物質を消化する生物学的空気清浄器である。このユニットは、収集したデータをクラウドに送信し、その後、独自のダッシュボードソフトウェアを介して参照される、カスタム開発された大気質マルチセンサハードウェアと組み合わせて使用できる。この装置は、都市、工業、医療、企業、および住宅の用途で、屋外および屋内環境で大気汚染を処理するために使用できる。本発明のコアコンポーネントは、ポンプおよびファンにより空気および水が循環する電動バイオリアクター、バイオリアクターに定期的に添加される生物学的非ＧＭＯ、非病原性汚染摂食化合物、およびクラウドに接続された様々な大気質センサを含む装置である。この装置には、インタラクティブなダッシュボード表示期間を通して、湿度、温度、ＰＭ０．１、ＰＭ２．５、臭気ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、ＮＯ２、揮発性有機化合物、ラドン、放射能などが挙げられるが、これらに限定されないセンサで個別に検出された様々な汚染物質を参照するためにクラウド内のソフトウェアによって作成されたいくつかの大気質パラメータをリアルタイムで制御するように設定された監視装置が含まれている。すべてのユニットの生体酸化による最大破壊ポテンシャルに動作時間を掛けたものに基づくアルゴリズムは、ユーザー／場所間の汚染破壊効率を比較するための影響係数を公開する。第２のコアコンポーネントは、大気汚染の排出源の近くまたは処理対象領域の中央に配置された自立型ユニットであるバイオリアクターの設置である。生物学的空気清浄器と都合の良い場所にあるモニタとの組み合わせにより、すべてのユニットまたはユニットのクラスターによって作成された清浄空気の動作速度と、ユニットに移動して破壊される大気汚染のダイナミクスを検出できる。装置に関して、装置の内部コンポーネントは、汚染を食べる細菌が生物酸化による汚染破壊を実行するための理想的な条件を見つける場所であることにさらに注意すべきである。この方法を実行するために、以下のコアステップ：監視装置の設定はシステムの第１のステップであり、既存の大気汚染状態のベースラインを検出するために設置され、第２のステップは、大気汚染の排出源の近くまたは処理対象領域の中央に配置された自立型ユニットであるバイオリアクターの設置であるステップが続く。システム（バイオリアクタ＋エアモニタ）によって処理された領域の大気質の改善および一般的な条件の継続的な検出は、処理された空間に「認定された」大気質レベルと、設置以来の毎日のおよび累積の破壊率を示す関連する純空気指数とを提供するために使用される。最終的に、これらのステップの終わりに、より安全で低濃度の曝露領域に対して新しい大気質基準が保証され得る。このシステムは、企業の持続可能性レポートと、炭素消費パラメータに対するその効率尺度に含めることができる。

図１３～図１４は、汚染指数とリアルタイムの大気質データのチャートを示している。図１５～図１６は、システムで動作するソフトウェアアプリケーションの写真である。

異なる構成、変形、および複数の異なる実施形態が、様々な詳細と共に示され、説明されてきた。特定の実施形態に関して本出願において折に触れて記載されてきたことは、例示の目的のみであり、考えられていることが１つの特有の実施形態または特定の実施形態のみであることを限定または示唆する意図なしに行われる。本開示は、単一の特定の実施形態または列挙された変形に限定されないことを理解すべきである。多くの修正、変形、および他の実施形態が当業者の頭に浮かぶであろう。そしてそれらは本開示の両方によって意図され、そして実際に網羅される。実際、本開示の範囲は、出願時に存在する完全な開示に依存する当業者によって理解されるように、均等物を含む本開示の適切な法的解釈および説明によって決定されるべきであることが意図される。

本発明の方法を実施するためのいくつかの実施形態をこのように説明したので、その利点および目的は容易に理解することができる。上記の説明からの変形は、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって行うことができ、また行われる可能性がある。

したがって、本発明は、限定としてではなく例としてのみ与えられる、記載されたような実施形態によって限定されるべきではない。

Claims (17)

1. 空気浄化装置であって、
   液体を収容するためのタンクと、
   バイオマス添加剤を収容するように構成された、空気通路を含むバイオサポートフィルタであって、前記バイオマス添加剤は、生体酸化によって前記空気通路を通過する空気内の汚染物質を消化するように構成される、バイオサポートフィルタと、
   ポンプおよび該ポンプに取り付けられた１つ以上のパイプを備えるパイプシステムであって、前記ポンプは、前記タンクから前記液体を引き出し、前記１つ以上のパイプを介して前記バイオサポートフィルタ内に前記液体を分配し、これによって前記バイオマス添加剤が前記汚染物質を消化するのに十分な水分を提供して、消化されない残留物を前記タンクの底に洗い落とすように構成される、前記パイプシステムと、
   汚染された空気が前記空気浄化装置内に入ることを可能にし、前記バイオサポートフィルタの酸素への接線曝露を可能にするための１つ以上の空気入口と、
   浄化された空気を排出するための１つ以上の空気出口と
   を備え、
   前記タンクと前記バイオサポートフィルタとが自立型ユニットを形成し、前記バイオサポートフィルタは、１つ以上の同心チャネルの形状の空気通路を備えるように、２つ以上の同心円の形状である、空気浄化装置。
2. 電子制御ユニットをさらに備え、前記電子制御ユニットは、ＩＯＴ遠隔制御用の通信モジュール、および／または大気質監視システムを備え、前記大気質監視システムは、大気質パラメータを検出するための１つ以上のセンサを備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
3. 前記大気質パラメータは、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサ、汚染センサ、温度センサ、湿度センサ、粉塵センサ、ガスセンサ、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項２に記載の空気浄化装置。
4. 前記大気質監視システムは、専用ソフトウェアによりさらに分析するために、大気質パラメータに関連するデータをクラウドベースのサーバに送信するためのアクセスポイントを備える、請求項２に記載の空気浄化装置。
5. 水質センサを更に備える、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
6. 前記バイオサポートフィルタ全体に空気流を生成して微生物添加剤を酸化し、電気分子電荷引力によってすでに引き付けられている微細な粒子に加えてより大きな粒子を捕捉する通気口をさらに備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
7. 前記バイオサポートフィルタはプレートを備え、前記液体は、前記タンクから前記プレートに収集され、前記パイプから排出され、液体が、前記プレートから前記プレート内の穴を介して前記バイオサポートフィルタに流入し、そして前記タンクまで戻るようになっている、請求項１に記載の空気浄化装置。
8. 前記プレートは保護グリッドを備え、前記保護グリッドの上にバイオマス添加剤が配置される、請求項７に記載の空気浄化装置。
9. 自動液体補充用の電気弁をさらに備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
10. 前記バイオサポートフィルタが前記タンク内に配置される、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の空気浄化装置。
11. 前記タンクに地上サポートを提供するためのタンクサポートベースをさらに備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
12. 前記タンク内の前記液体のレベルを評価するための液面センサをさらに備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
13. 前記空気浄化装置の内部の水に敏感なコンポーネントを覆うための上部カバーをさらに備える、請求項１に記載の空気浄化装置。
14. 空気を浄化する方法であって、
    請求項１に記載された空気浄化装置を提供するステップと、
    前記空気浄化装置のバイオサポートフィルタのバイオマス添加剤により、汚染された空気内の汚染物質を生体酸化により消化するステップと、
    前記空気浄化装置と通信し、１つ以上の大気質パラメータを検出するように構成された１つ以上の大気質センサを備える大気質監視システムを提供するステップと、
    １つ以上の大気質パラメータに関連するデータを検出および収集するステップと、
    専用のダッシュボードソフトウェアに１つ以上の大気質パラメータを表示するステップとを含む、方法。
15. ａ）前記空気浄化装置および前記１つ以上の大気質センサの遠隔制御、
    ｂ）運転時間に基づく汚染破壊の計算、
    ｃ）前記空気浄化装置の必要性の通知、
    ｄ）地理的地図上の場所、
    ｅ）ビデオを介したアフターサービスチームへのリアルタイムの接続、及び／又は
    ｆ）サービス援助のための拡張現実技術
    のためのモバイルアプリケーションへの接続含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記空気浄化装置に固定されたアクセスポイントを使用して、前記収集されたデータをクラウドベースのサーバに送信するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記専用のダッシュボードソフトウェアを使用して１つ以上の大気質パラメータを分析するステップと、
    前記分析の出力を提供するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

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