JPH08141348A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目詰まりが全くなく、あらゆる種類の微粒子
や微粉体により汚染された空気の清浄化に適用でき、ま
た、汚染空気発生源又は空気消費地のいずれでも使用で
きる空気清浄装置を提供する。 【構成】 上部に空間を残して汚染物質吸着用溶媒Ｌを
収容するハウジング１内に、溶媒の上部及び前記空間を
前室３と後室４に仕切る仕切壁２を設け、前室と後室に
はそれぞれ外部に連通する吸気口５と排気口６を設け、
前室には、液体ポンプ７から吐出される溶媒を前室３内
の溶媒中に、後室４内の溶媒に向けて吐出する吐出管８
を備え、吐出管に前室３の空間の空気Ｂ１を導入する吸
気管９を接続してなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気清浄装置、さらに
詳しくは、ガス、微粒子又は微粉体などの汚染物質によ
り汚染された空気を清浄化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気を汚染する物質には、自動車や工場
の煙突などから発生する廃棄ガス、ドブ川などから自然
発生するガス、ごみ焼却場などの煙突から発生する塵煙
や臭、各種工事現場から発生するセメントや砂埃などの
粉塵、あるいは、山林原野などから発生する花粉、さら
には、環境によっては細菌などがある。

【０００３】これらは、広くは、公害となって人間を始
めとする各種動物の健康や生命を脅かす原因となり、植
物の枯死などの自然環境破壊の原因になり、また、狭く
は、特定地域又は室内の空気を汚染して、塵肺、呼吸器
系統の疾患、アレルギー症、アトピー性疾患などの、各
種の疾病の原因となっている。

【０００４】従って、このようなガス、微粒子又は微粉
体などの汚染物質により汚染された空気を、汚染空気発
生源又は空気消費地において清浄化することが、産業活
動の発展膨脹及び人口増加と共に、極めて緊要な時代的
段階になってきた。

【０００５】従来、上記汚染物質により汚染された空気
を浄化する装置は、その大部分が機械的フィルタ、電気
的フィルタ、静電フィルタなどの集塵フィルタを用いる
乾式集塵を行うものである。また、汚染空気を水膜中を
通過させて汚染物質を水に吸着させる湿式集塵を行う装
置とある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タは、その種類を問わず、微粒子や微粉体により、短期
間の内に目詰まりを生じて、汚染物質の捕捉機能が失わ
れるため、フィルタの交換又は洗浄が必要となるので、
保守に非常に多くの手間が掛る。また、空気ポンプを用
いる場合は、目詰まりによる通気抵抗を考慮して大きい
パワーのポンプを用いる必要があるので、ランニングコ
ストが高くつく。微粒子や微粉体の粒径の大小に応じ
て、フィルタの種類を選択しなければならず、対象汚染
物質ごとに性能及び仕様が異なる装置を用意しなければ
ならないという不都合があった。また、従来の湿式集塵
型は、効率が悪いため、所期の効果を達するには非常に
大型となり、設置場所が限られ、設備コストも高くなる
問題があった。

【０００７】本発明は、上記の事情を背景としてなされ
たものであり、フィルタを用いることに基づく目詰まり
の問題が全くなく、あらゆる種類の微粒子や微粉体によ
り汚染された空気の清浄化に適用することができ、ま
た、高効率で小型化ができ、汚染空気発生源又は空気消
費地のいずれでも使用できる空気清浄装置を提供するこ
とを目的する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による空気清浄装置は、上部に空間を残して
汚染物質捕捉用溶媒を収容するハウジング内に、前記溶
媒の上部及び前記空間を前室と後室に仕切る仕切壁を設
け、前記前室と前記後室にはそれぞれ外部に連通する吸
気口と排気口を設け、前記前室には、液体ポンプから吐
出される溶媒を前室内の溶媒中に、前記後室内の溶媒に
向けて吐出する吐出管を備え、前記吐出管に前記前室の
空間の空気を導入する吸気管を接続して、その接続部に
前室から導入した空気を微小気泡に変える気泡化手段を
設けてなることを特徴としている。

【０００９】また、ハウジング内が複数の仕切壁により
複数室に仕切られ、ハウジングの外に連通する吸気口か
ら前室に吸引される汚染空気を吸気管を経て吐出管から
微小気泡として次室の溶媒に向けて放出し、次室では液
面に放出された空気を吸気管を経て吐出管から微小気泡
としてさらに次室の溶媒に向けて放出し、最後室に設け
た排気口からハウジングの外に排気するようにしたこと
を特徴としている。

【００１０】液体ポンプは、ハウジング内の溶媒を吸込
んで吐出するものとすることが望ましい。また、液体ポ
ンプは、最後室から溶媒を吸込んで最前室に吐出するも
のであることが望ましい。

【００１１】吐出管は、液体ポンプから吐出される溶媒
を複数本の流路に分岐させる分岐管を有し、各分岐管に
吸気管の下端部が接続されていることが望ましい。

【００１２】吐出管の先端を仕切壁の手前に僅かに離間
させ、大きい気泡は仕切壁を越えないようにすることが
望ましい。

【００１３】最後室に設けた排気口にハウジング内の空
気を吸出すブロアを取り付ける場合もある。

【００１４】溶媒にオゾンを吸い込み、又は紫外線を照
射する殺菌装置を備える場合もある。

【００１５】外部からハウジング内に溶媒を補給するた
めの溶媒補給管を接続すると共に、ハウジング内の液面
の高さを検出する液面検出手段を備え、前記液面の高さ
が所定位置より低下したことを検出したことに基づき、
前記溶媒補給管の先端に設けた弁を開放して、溶媒を補
給することが望ましい。

【００１６】

【作用】液体ポンプを駆動させると、前室の汚染空気が
吐出管の先端から微小気泡となって吐出管から溶媒とと
もに後室の溶媒方向に吐出される。溶媒中を浮上する間
に、汚染物質が溶媒に捕捉される。溶媒液面から浄化さ
れた空気が後室の空間に放出され、排気口から排出され
る。

【００１７】ハウジング内を複数の仕切壁により複数室
に仕切り、吐出管と吸気管と気泡化手段により順次次室
に向けて気泡を放出するようにした場合は、汚染物質の
除去作用が複数回行われ、浄化効果を完全にすることが
できる。

【００１８】液体ポンプを、ハウジング内の溶媒を吸込
んで吐出するものとした場合は、ハウジング内の溶媒が
循環され、溶媒が経済的に使用される。

【００１９】液体ポンプを、最後室から溶媒を吸込んで
最前室に吐出するものとした場合は、多段式において、
溶媒の汚染物質捕捉効率が向上する。

【００２０】吐出管に、液体ポンプから吐出される溶媒
を複数本の流路に分岐させる分岐管を備え、各分岐管に
吸気管の下端部を接続して、気泡化手段を備えた場合
は、汚染空気と溶媒との接触効率が向上し、浄化効果が
増大される。

【００２１】大きい気泡の汚染物質が溶媒に吸着又は溶
解しにくい。吐出管の先端と仕切壁との間を僅かに離間
させ、大きい気泡が仕切壁を越えないようにした場合
は、汚染空気が再び吸気管に吸引されて、微小気泡とな
って次室に放出される。

【００２２】最後室の排気口にブロアを取り付け、ハウ
ジング内の空気を吸出す場合は、気泡発生率が向上し、
気泡の溶媒との接触率が増大する。

【００２３】殺菌装置を備えた場合は、空気から溶媒に
捕捉された菌類が殺菌され、空気がさらに浄化される。

【００２４】外部から溶媒を補給するための溶媒補給管
を接続するとともに、ハウジング内の液面の高さを検出
する液面検出手段を備え、前記液面の高さが所定位置よ
り低下したことを検出したことに基づき、溶媒補給管の
先端に設けた弁を開放して、溶媒を補給するようにした
場合は、溶媒の蒸発による減少に応じて自動的に補給さ
れる。

【００２５】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本実施例の縦断面図、図２は吐出管の平面
図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【００２６】本発明による空気清浄装置は、ハウジング
１を有する。ハウジング１は、その中に汚染物質吸着用
溶媒Ｌを収容することができるものである。ハウジング
内は、仕切壁２により前室３と後室４とに区画されてい
る。仕切壁２の下端部は、溶媒に浸る位置で終止してお
り、前室３と後室４は、液面よりも上側においては完全
に仕切られている。

【００２７】そして、ハウジングには、前室３の上部に
おいて、吸気口５が設けられ、後室４の上部において、
排気口６が設けられている。

【００２８】また、前室３の下部には、溶媒Ｌ中に溶媒
を勢い良く吐出させるための吐出管８が取付けられてい
る。吐出管８は、前室３から後室４に向けて延長され、
先端は仕切壁２から前室側にやや離れた位置で後室方向
に開口されている。吐出管８には、上端部が前室３の液
面よりも上方で開口されている吸気管９の下端部が接続
されている。

【００２９】吐出管８と吸気管９の接続部には、気泡化
手段ＢＧ、すなわち、吸気管の上部開口から吸引される
空気を微小気泡に形成する手段が備えられている。気泡
化手段は、一例を上げると、吸気管９の下端部を斜めに
切断し、その下端部を吐出管内に突出させて切断開口面
を吐出管８の先端に向けた状態で接続することにより、
吐出管の流路を急激に細くすることによりベンチュリー
管と同様に形成して構成されている。

【００３０】吐出管８の基端部には、ハウジングの中又
は外に設けられた液体ポンプ７の吐出口が接続されてい
る。

【００３１】こうして、液体ポンプ７から吐出管８に溶
媒が吐出されると、気泡化手段ＢＧにおいて吐出管８内
の吸気管９の開口面側が減圧するため、前室３内の空気
Ｂ１が吸気管９に吸引されて、吐出管８を流れる高速溶
媒に混合され、吐出管８の先端から微小気泡Ｂ２となっ
て溶媒とともに放出され、各気泡が溶媒に接触する。吐
出管８から吐出される溶媒の速度は、放出される微小気
泡Ｂ２が溶媒とともに仕切壁２の下端部よりも下方を後
室４側まで到達する程度に設定されている。微小気泡に
は、吸気口５から吸引された汚染空気が包み込まれてい
る。

【００３２】前室３内から吸気管９を経て吐出管８の先
端からハウジング内の溶媒Ｌ中に放出される微小気泡の
量をできるだけ多くし、汚染空気と溶媒との接触量を多
くするため、吐出管８は、図２に例示するように、基管
８１と、その基管の先端に接続された分配管８２と、そ
の分配管から後室４方向に延長する多数本の分岐管８３
とを有し、各分岐管にそれぞれ吸気管９の下端部を接続
した構造のものを用いることが望ましい。

【００３３】こうして、吐出管８の先端から放出された
気泡Ｂ２が、所定径以下の場合は、吐出管８から放出さ
れる溶媒とともに、後室４内まで流され、液面まで浮上
して破裂し、後室４の空間部の空気Ｂ３に合流する。そ
の間に、気泡Ｂ２に含まれた汚染物質は溶媒Ｌに吸着さ
れた、又は、溶解することにより、空気が浄化される。

【００３４】吐出管８の先端を仕切壁２からやや手前に
離した理由は、吐出管８から放出される気泡が大きすぎ
る場合は、その気泡が液面に上昇する間に、その気泡に
含まれる汚染物質の全てが溶媒に捕捉されないので、微
小気泡よりも大きい浮力を有する大径気泡を前室３内に
浮上・破裂させることにより、捕捉されない汚染物質を
再び前室に帰還させるためである。これによって、後室
の上部空間に至る汚染物質の量を軽減することができ
る。

【００３５】後室４の液面から放出された清浄空気Ｂ３
は、排気口６からハウジング外部に排出される。

【００３６】一方、後室４には、吐出管８より吐出され
た量の溶媒をハウジング外に排出する排出管１０が設け
られている。液体ポンプ７が別に用意された溶媒供給源
から溶媒を吸引管１１を介して吸引して吐出する場合
は、排出管１０は、液面とほぼ等しい高さに取付けら
れ、外部に開口される。しかし、溶媒に捕捉された汚染
物質の処理を容易にするため、また、溶媒の経済的使用
を図るため、好ましい実施例では、排出口１０をハウジ
ング底部よりもやや高い位置に取付け、その排出管１０
とポンプ７の吸引管１１とを連結管により連結されてい
る。これにより、ハウジング内の溶媒Ｌが後室４からポ
ンプ７を経て吐出管８に供給され、吸気管９から汚染物
質を含んだ空気Ｂ１を吸込み、微小気泡の形で溶媒中を
通過させ、その間に汚染物質を捕捉した後、後室４に放
出するように循環される。

【００３７】上記のように、外から吸引した汚染空気Ｂ
１がハウジング内の溶媒Ｌの中を通過されるから、溶媒
の種類によっては時間の経過と共に、溶媒が蒸発して減
少する。これによって、液面が仕切壁２の下端部よりも
低位になることは、避けなければならない。

【００３８】好ましい実施例では、図１に示すように、
外部から溶媒を補給するための補給管１２をハウジング
１に接続するとともに、その溶媒補給管１２の先端に弁
１３を設け、さらに、液面が所定位置よりも下がったこ
とを検出する液面検知器１４を設けて、液面が所定位置
よりも下がった時の液面検知器の動作に基づいて弁１３
を開放して、溶媒Ｌをハウジング内に補給するようにな
っている。液面検知器及び弁には、フロートバルブを用
いることができる。

【００３９】排出管１０及び吐出管８を、ハウジングの
底部からやや高い位置で接続することにより、汚染物質
の種類によってはハウジング内に捕捉され蓄積する汚染
物質を底部上面に堆積させて、液体ポンプ７による循環
路を還流しないようにしている。

【００４０】上記の構成を有する空気清浄装置は、室内
に静置して、吸気口５及び排気口６を室内に開放したま
ま使用することにより、又は、屋外に設置して、室内の
一端部に開口させたパイプの他端部を吸気口５に連結
し、排気口６を他のパイプにより室内の他端部に開口さ
せることにより、室内空気に浮遊している塵埃、煙草の
煙り、臭、細菌などを溶媒に吸着又は溶解して浄化する
ために使用することができる。

【００４１】また、吸気口５に煙突などの汚染空気発生
源を連結し、排気口６を大気に開口することにより、焼
却炉又は内燃機関の排気口から発生する汚染空気を浄化
するために使用することができる。

【００４２】本発明装置において用いる溶媒（液体）
は、処理対象の空気に含まれる汚染物質の種類により、
最も効率的に捕捉できるものを選択して用いればよい。
汚染物質が、セメント微粉体，工場地帯の煤煙，幹線道
路際の粉塵，室内の塵埃・煙草の煙り・臭・細菌などの
場合、あるいは汚染物質がプラスチックごみなどの焼却
時に発生する有毒性ガスや煤煙の場合は、溶媒には基本
的には水や石鹸水の使用が可能であり、また、臭につい
ては、その成分によって、溶媒の吸着又は溶解を促進す
るための適当な既知の助剤、その他の薬品を添加する場
合もある。また、汚染空気に含まれる細菌の除去には、
溶媒にオゾンを吹き込んだり、紫外線を照射する殺菌装
置を併用することも可能である。

【００４３】上記実施例は、ハウジング内を一つの仕切
壁により前後二つの室に分割した場合のものである。こ
のような装置は、汚染度の低い空気の清浄化に使用する
場合に、小型になるので、使用上利点を発揮する。

【００４４】図４は、本発明を、汚染空気を気泡化手段
により気泡化し、溶媒により汚染物質を捕捉する室を複
数個設けた多段式装置として実現した実施例を示す。先
の実施例における部材と同一又は相当するものに、同一
の符号を付す。

【００４５】本実施例においては、複数の仕切壁２，２
ｅを設けて前室３、中室３ｅに気泡化手段ＢＧ，ＢＧｅ
を設け、前室３の気泡化手段ＢＧにより放出された気泡
が中室３ｅの液面で崩壊して中室３ｅの空間に放出され
る空気を、中室３ｅの吸気管９ｅにより吸引し、中室の
気泡化手段ＢＧｅにより微小気泡を最後室４に向けて放
出させるように構成してある。

【００４６】そして、前室３に溶媒を吐出する液体ポン
プ７は、後室４に端部を有する吸引管１１ｅにより溶媒
を吸引することにより、ハウジング内の溶媒の濃度の均
一化を図り、溶媒の汚染物質の捕捉効率を向上させるよ
うにしている。中室３ｅで溶媒を吐出する液体ポンプ７
ｅは、ハウジングのほぼ中央の底部に設けられている。
しかし、中室の吐出管８ｅは、一つの液体ポンプ７に結
合して、中間の液体ポンプ７ｅの設置を省略しても良
い。

【００４７】上記のように、本実施例では、吸気口４か
ら吸引された汚染空気は、後室の数（３ｅ，４）に応じ
て二段階で微小気泡化され、溶媒中に放出されて溶媒と
接触されるから、前段階の捕捉過程において溶媒に捕捉
されなかった汚染物質は、次段階の捕捉過程において溶
媒に捕捉されるので、後室４の液面から放出する空気
は、完全浄化が可能である。

【００４８】このような浄化能力の高い装置は、例え
ば、クリーンルームの空気清浄用に好適である。

【００４９】汚染物質の種類又は汚染度が高い空気によ
っては、排気口６にハウジング内の空気を外に吸い出す
ブロア１５取付けることが望ましい。ブロアを駆動させ
た場合は、吸気口５からの吸気量が増加されるばかりで
なく、各気泡化手段の吐出管８，８ｅから放出される気
泡の量が増加し、かつ、気泡の溶媒中における進行距
離、従って、溶媒との接触時間が長大化されるので、汚
染物質の捕捉効率が著しく向上する効果が得られる。

【００５０】なお、ハウジングの底部を一部が最低にな
るロート状に形成し、その最低部に形成した開口に排出
管１６を結合し、排出管にコック１７を設けることによ
り、この装置の使用により溶媒の汚染度が高くなったと
きに、コック１７を開放して排出し、新しい溶媒を供給
することができるようになっている。

【００５１】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、汚染空
気を微小気泡で包み込んで溶媒中に通過させることによ
り汚染物質を吸着又は溶解させるようにしたので、フィ
ルタの目詰まりの問題及び目詰まり処理の必要がなく、
保守が簡単であり、長期に渡って高性能で使用すること
ができる。また、目詰まりの問題がないので、基本的に
同一の構成で多種類の微粉体や微粒子の汚染物質を含む
空気の浄化に使用することができる。

【００５２】さらに、汚染空気を微小気泡にして溶媒中
を通過させて汚染物質を捕捉するから、捕捉効率が従来
技術よりも各段に大きいので、装置は小型化が可能であ
り、一般家庭，事務所等の部屋において室内空気清浄器
として用いることも、また、工場や焼却場の煙突に接続
して産業用装置とし、あるいは屋外に設置して汚染大気
の清浄用の大型装置として用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置の縦断面図である。

【図２】吐出管の平面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 仕切壁 ３ 前室 ４ 後室 ５ 吸気口 ６ 排気口 ７ 液体ポンプ ８ 吐出管 ８ 分岐管 ９ 吸気管 １０ 排出口

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に空間を残して汚染物質捕捉用溶媒を
   収容するハウジング内に、前記溶媒の上部及び前記空間
   を前室と後室に仕切る仕切壁を設け、前記前室と前記後
   室にはそれぞれ外部に連通する吸気口と排気口を設け、
   前記前室には、液体ポンプから吐出される溶媒を前室内
   の溶媒中に前記後室内の溶媒に向けて吐出する吐出管を
   備え、前記吐出管に前記前室の空間の空気を導入する吸
   気管を接続して、その接続部に前室から導入した空気を
   微小気泡に変える気泡化手段を設けてなる空気清浄装
   置。
2. 【請求項２】ハウジングの内部が複数の仕切壁により複
   数室に仕切られ、ハウジングの外に連通する吸気口から
   前室に吸引される汚染空気を吸気管を経て吐出管から微
   小気泡として次室の溶媒に向けて放出し、次室では液面
   に放出された空気を吸気管を経て吐出管から微小気泡と
   してさらに次室の溶媒に向けて放出し、最後室に設けた
   排気口からハウジング外に排気することを特徴とする多
   段式空気清浄装置。
3. 【請求項３】液体ポンプは、ハウジング内の溶媒を吸込
   んで吐出するものであることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の空気清浄装置。
4. 【請求項４】液体ポンプは、最後室から溶媒を吸込んで
   最前室に吐出するものであることを特徴とする請求項１
   ないし３の一つに記載の空気清浄装置。
5. 【請求項５】吐出管は、液体ポンプから吐出される溶媒
   を複数本の流路に分岐させる分岐管を有し、各分岐管に
   吸気管の下端部が接続されていることを特徴とする請求
   項１ないし５の一つに記載の空気清浄装置。
6. 【請求項６】吐出管の先端を仕切壁の手前に僅かに離間
   させ、大きい気泡は仕切壁を越えないようにしたことを
   特徴とする請求項１ないし５の一つに記載の空気清浄装
   置。
7. 【請求項７】最後室に設けた排気口にハウジング内の空
   気を吸出すブロアを取り付けたことを特徴とする請求項
   １ないし６の一つに記載の空気清浄装置。
8. 【請求項８】溶媒にオゾンを供給する又は紫外線を照射
   する殺菌装置を備えたことを特徴とする請求項１ないし
   ７の一つに記載の空気清浄装置。
9. 【請求項９】外部からハウジング内に溶媒を補給するた
   めの溶媒補給管を接続すると共に、ハウジング内の液面
   の高さを検出する液面検出手段を備え、前記液面の高さ
   が所定位置より低下したことを検出したことに基づき、
   前記溶媒補給管の先端に設けた弁を開放して、溶媒を補
   給するようにしたことを特徴とする請求項１ないし８の
   一つに記載の空気清浄装置。