JPH10156125A - 空気を浄化する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディーゼル・エンジンの排煙中に含有される煤
成分（黒煙）、塗装中に生じる有害な揮発性有機物質、
コンクリートやアスベストの粉塵およびタバコの煙中の
ニコチンやヤニ等々の空気中の汚れの粒子を、簡単な構
成において効率良く除去するための方法および装置を提
供する。 【解決手段】ケーシーング１内部に仕切板２が設けられ
る。ケーシング内には、仕切板を貫通して配置されこれ
に固定された汚染空気導入管４が配置される。汚染空気
導入管には送風ファン５が接続される。ケーシング内に
は界面活性剤の溶液６が入れられる。仕切板２を貫通し
てこれに固定された管７が配置される。管の先端開口８
は、送風ファン５の吹出口９から間隔をあけてこれに対
向して配置される。汚染空気導入管４には連通管１１が
接続される。ケーシングの上壁には、清浄空気取出口１
２が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚れた空気を浄化
するための方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、トラック輸送が発達し、あるいは
土木建設作業現場において土木建設工事用機械が頻繁に
使用され、あるいはディーゼル・エンジンを搭載した自
家用自動車が普及する等、ディーゼル・エンジン車の普
及台数は年々増加してきている。しかしその一方で、デ
ィーゼル・エンジン車の排出ガスについては、ガソリン
・エンジン車に対する自動車排出ガス規制法のような大
気汚染防止のための規制は存在しない。

【０００３】このため、ディーゼル・エンジン車の排出
ガスとともに、それに含有される大量の黒煙が大気中に
排出されており、ディーゼル・エンジン車の排出ガスに
よる大気汚染の問題は今後深刻化するものと思われる。

【０００４】また、土木建設作業現場においても、土木
建設工事用機械の使用時にディーゼル・エンジンを長時
間作動させるので、工事現場およびその周辺の大気中に
大量の黒煙が放出され、大気汚染の問題を引き起こして
いる。

【０００５】また、塗装工場においては、塗料吹付け時
の塗料ミスト等の人体に有害な揮発性有機物質が多量に
発散し、工場内および周辺地域の大気汚染の問題を生じ
ている。さらには、建築解体現場においては、コンクリ
ートやアスベストの粉塵等の大量発生による大気汚染の
問題が生じている。さらには、近年の嫌煙権運動の高ま
りに象徴されるように、タバコのニコチンやヤニ等によ
る周辺空気の汚れの問題が生じている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、ディーゼル・エンジンの排煙中に含有される煤
成分（黒煙）、塗装中に生じる有害な揮発性有機物質、
コンクリートやアスベストの粉塵およびタバコの煙中の
ニコチンやヤニ等々の空気中の汚れの粒子を、簡単な構
成において効率良く除去するための方法および装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、界面活性剤の溶液を泡立てて泡の
層を形成し、前記泡の層中に汚れた空気を導入し、前記
空気に含まれる汚れの粒子を前記泡の内外面に付着さ
せ、前記汚れの粒子が付着した泡を割ることによって前
記汚れの粒子を含む水滴と前記泡の内部に取り込まれて
いた浄化された空気とを分離し、前記汚れの粒子を水滴
とともに捕集する一方、前記浄化された空気を取り出す
ことを特徴とする空気を浄化する方法が構成される。

【０００８】また、上記課題を解決するため、本発明に
よれば、送風ファンと、一端が前記送風ファンの吸込口
に接続され、他端が外気中に開口した汚染空気導入管
と、界面活性剤の溶液が入れられた容器と、前記容器の
内部における前記溶液の液面上の空間と前記汚染空気導
入管の内部を連通する連通管路と、前記容器内部の前記
溶液の液面上の空間と外部空間を連通し、前記送風ファ
ンの吹出口から間隔をあけてこれに対向する開口を有す
る水滴捕集および送風管路を備えたものであることを特
徴とする空気を浄化する装置が構成される。

【０００９】この装置によれば、送風ファンの駆動によ
って、汚染空気導入管内に汚れた空気が吸入されるとと
もに、水滴捕集および送風管路を通じて溶液の液面に送
風ファンからの空気流が吹き付けられ、溶液が攪拌され
て泡立てられる。そして、連通管路を通じて汚染空気導
入管内に大量の泡が導入され、汚染空気導入管内の送風
ファン吸込口近傍領域に泡の層が形成される。

【００１０】こうして、空気に含まれる汚れの粒子は泡
の内外面に付着する。さらに、回転する送風ファンの羽
根によって汚れの粒子が付着した泡が割られ、汚れの粒
子が送風ファンの吹出口から吹き出される水滴とともに
水滴捕集および送風管路を通じて容器内に捕集される一
方、泡の内部に取り込まれていた浄化された空気が外部
空間に取り出される。

【００１１】上記の装置において、汚染空気導入管にお
ける連通管路の上流側に、単位長さ当たり汚染空気導入
管よりも大きい容積をもつ緩衝チャンバを設けてもよ
く、さらに、緩衝容器と水滴捕集および送風管路を連通
するバイパス管を設けてもよい。また、上記の装置にお
いて、容器内部の溶液中に圧縮空気を放出するための圧
縮空気導入管を備えるようにしてもよい。

【００１２】界面活性剤としては家庭用洗剤、とりわけ
中性洗剤を用いることが好ましく、界面活性剤を含む液
体としては水を用いることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発
明による空気を浄化する装置の１実施例を概略的に示し
た斜視図であり、図２は図１に示した装置の作動時の側
部断面図である。なお、図１では、装置内部の構成をよ
り明瞭に示すため、装置のケーシングの壁は仮想的に描
いてある。

【００１４】図１および図２において、本発明による装
置は、周囲を壁によって囲まれ内部に空間を備えた直方
体形状のケーシング１を有している。ケーシーング１の
内部のほぼ中央には、水平な仕切板２が設けられ、ケー
シング１の内部空間を上下に分離している。

【００１５】ケーシング１の内部には、仕切板２を貫通
して配置され、これに固定された垂直な管部分４ａと、
この垂直な管部分４ａに接続された水平な管部分４ｂと
から形成された実質上Ｌ字形状の汚染空気導入管４が配
置されている。そして、汚染空気導入管４の一端、すな
わち、垂直な管部分の上端には、送風ファン５、この実
施例ではシロッコファンの吸込口が接続されている。ま
た、汚染空気導入管４の他端、すなわち、水平な管部分
４ａの先端は、ケーシング１の１側壁の下部中央を貫通
し、ケーシング１の外部空間に開口している。なお、管
４はケーシング１の側壁にシールされた状態で接合され
ている。

【００１６】ケーシング１内部の下部空間３ｂには、界
面活性剤の溶液６、例えば、この実施例では、市販の中
性洗剤を混合した水が入れられている。

【００１７】ケーシング１の内部には、さらに、仕切板
２を貫通して配置され、これに固定された垂直な管部分
７ａと、この垂直な管部分７ａに接続された水平な管部
分７ｂとから形成された実質上逆Ｌ字形状の管７が配置
されている。そして、管７の水平な管部分７ｂの先端開
口８は、送風ファン５の吹出口９から間隔をあけてこれ
に対向して配置される一方、垂直な管部分７ａの下端１
０は、溶液６の液面の上方に間隔をあけて配置されてい
る。こうして、この実施例では、本発明による水滴捕集
および送風管路が、管７から形成される。

【００１８】汚染空気導入管４におけるケーシング内部
の下部空間３ｂに配置された部分には、下部空間３ｂの
溶液６の液面上の空間と汚染空気導入管４の内部を連通
する連通管１１が接続されている。連通管１１は、汚染
空気導入管４の壁を貫通して配置され、この壁に固定さ
れている。図２に示したように、連通管１１の汚染空気
導入管４から下部空間３ｂ内に突出する管部分の先端
は、溶液６の液面の上方に間隔をあけた位置に配置され
ている。なお、この実施例では、本発明による連通管路
は、連通管１１からなっている。

【００１９】ケーシング１の上壁における、管７に対応
する領域から離れた領域には、清浄空気取出口１２が形
成されている。また、この実施例では、清浄空気取出口
１２は、ケーシング上壁の外側に設けられた円筒壁１３
によって包囲されている。さらに、仕切板２には、溶液
戻し孔１４が形成されている。この溶液戻し孔１４は、
ケーシング１内の上部空間３ａに溜まった溶液を下部空
間３ｂ内に戻すように機能するものである。なお、この
孔１４を設ける代わりに、仕切板の一つの端縁と、ケー
シング１の対応する側壁との間に隙間を形成するように
してもよい。

【００２０】次に、上述の本発明による空気を浄化する
装置の作動方法について説明する。送風ファン５が駆動
されると、汚染空気導入管４の内部に汚れた空気が吸入
されるとともに、管７（水滴捕集および送風管路）を通
じて溶液６の液面に送風ファン５からの空気流が吹き付
けられ、溶液が攪拌される。

【００２１】この攪拌によって溶液６は泡立てられ、そ
して、連通管１１（連通管路）を通じて汚染空気導入管
４内に大量の泡が導入され、汚染空気導入管内の送風フ
ァン吸込口近傍領域に泡の層１５が形成される。

【００２２】そして、汚れた空気が泡の層を通過する際
に、空気に含まれる汚れの粒子は泡の内外面に付着す
る。さらに、回転する送風ファン５の羽根１６によって
汚れの粒子が付着した泡が割られ、汚れの粒子が送風フ
ァン５の吹出口９から吹き出される水滴１７とともに管
７（水滴捕集および送風管路）を通じてケーシング１内
の下部空間３ｂ内に捕集される一方、泡の内部に取り込
まれていた浄化された空気は、送風ファンの吹出口９か
ら管７の先端開口８までの間隙においてケーシング１内
部の上部空間３ａ内に取り出され、最終的に清浄空気取
出口１２から外部空間に放出される。

【００２３】このとき、万一送風ファン５の吹出口９か
ら吹き出す水滴１７が管７の開口８の外側に飛散して
も、汚れの粒子を含む溶液はケーシング１内の上部空間
３ａに溜まり、溜まった溶液は溶液戻し孔１４を通じて
下部空間３ｂ内に戻される。なお、この場合にも、汚れ
の粒子が外部空間に放出されることはない。

【００２４】このように、本発明による空気を浄化する
装置によれば、ディーゼル・エンジンの排煙中に含有さ
れる煤成分（黒煙）、塗装中に生じる有害な揮発性有機
物質、コンクリートやアスベストの粉塵、およびタバコ
の煙中のニコチンやヤニ等々の空気中の汚れの粒子を、
効率良く除去することができる。しかも、本発明による
装置は、極めて簡単な構造を有しているので、容易に、
低コストで製造することができ、また、非常にコンパク
トであるから設置スペースも節約できる。加えて、本発
明による装置によれば、空気の消臭を行うことや、空気
の滅菌並びに除菌を行うこともできる。

【００２５】図３は、本発明による空気を浄化する装置
の別の実施例の作動時の状態を示した側部断面図であ
る。図３に示した実施例は、特に、ディーゼル・エンジ
ン車の排気ガス中に含有される煤成分（黒煙）を、排気
ガスが大気中に放出する前に除去する装置として使用す
るのに適したものである。

【００２６】図３において、本発明による装置は、界面
活性剤の溶液２０、この実施例では、市販の中性洗剤を
混合した水が入れられた容器２１を備えている。容器２
１は、細長い長方形の側断面をもち、内部に空間を有す
る直方体形状をなしており、その上壁２１ａの後端部
（図３の右側部分）には、開口２２が形成されている。

【００２７】容器２１の上壁２１ａの開口２２には、汚
染空気導入管２３が接続されている。この場合、汚染空
気導入管２３は、一端が閉じた管形状を有しており、そ
の一端近傍の側壁部分に容器２１の開口２２に対応する
開口が形成されている。そして、汚染空気導入管２３
は、容器の開口２２と管２３の開口が整合した状態で容
器２１の上壁２１ａに結合されている。なお、この実施
例では、本発明による連通管路は、この開口２２からな
っている。

【００２８】汚染空気導入管２３における容器の開口２
２に対向する側壁領域には別の開口が形成され、この開
口には、送風ファン２４、この実施例ではシロッコファ
ンの吸込口が接続されている。

【００２９】容器２１の上壁２１ａの前端部（図３の左
側部分）には別の開口２７が形成され、この開口２７に
は、実質上Ｌ字形状の管２６の一方の直線状管部分２６
ａの端が接続されている。そして、管２６の他方の直線
状部分２６ｂは、容器の上壁から間隔をあけてこれに平
行にのび、その先端開口２８が送風ファン２４の吹出口
２５から間隔をあけてこれに対向するように配置されて
いる。なお、この実施例では、本発明による水滴捕集お
よび送風管路は、この管２６からなっている。

【００３０】さらに、送風ファンの吹出口２５と管の先
端開口２８は、連結管２９によって接続されている。そ
して、連結管２９の上側の側壁には、連結管２９の全長
よりやや短い長さの清浄空気取出口３０が形成され、清
浄空気取出口３０には、清浄空気導出管３１が接続され
ている。

【００３１】汚染空気導入管２３における開口２２より
上流側には、単位長さ当たり汚染空気導入管２３より大
きい容積をもつ緩衝チャンバ３２が形成されている。ま
た、緩衝チャンバ３２と管２６の一方の直線状部分２６
ａの内部とを連通するバイパス管３３が設けられてい
る。

【００３２】こうして、汚染空気導入管２３の先端部
に、ディーゼル・エンジンのマフラー３４が接続され、
また、送風ファン２４が駆動される。送風ファン２４が
駆動されると、汚染空気導入管２３の内部に排気ガスが
吸入されるとともに、管２６（水滴捕集および送風管
路）を通じて溶液２０の液面に送風ファン２４からの空
気流が吹き付けられ、溶液が攪拌されて泡立てられる。

【００３３】そして、開口２２（連通管路）を通じて汚
染空気導入管２３内に大量の泡が導入され、汚染空気導
入管内の送風ファン吸込口近傍領域に泡の層３５が形成
される。

【００３４】そして、排気ガスが泡の層３５を通過する
際に、排気ガスに含まれる黒煙の粒子は泡の内外面に付
着する。さらに、回転する送風ファン２４の羽根３６に
よって黒煙の粒子が付着した泡が割られ、黒煙の粒子が
送風ファン２４の吹出口２５から吹き出される水滴３７
とともに、連結管２９または管２６（水滴捕集および送
風管路）の内側壁面に付着して捕集される一方、泡の内
部に取り込まれていた浄化された空気は、清浄空気取出
口３０から清浄空気導出管３１を通じて外部空間に取り
出される。この場合、黒煙の粒子を含んだ水滴は、空気
よりはるかに重いので、送風ファンの吹出口２５から放
物線を描いて下方に落下し、よって清浄空気取出口３０
から上方に飛び出して行くことはない。黒煙の粒子を含
んだ溶液は、連結管２９または管２６の内部に一定量溜
まると、管２６を通じて、容器２１の内部に回収され
る。

【００３５】ディーゼル・エンジンの回転数が急上昇
し、汚染空気導入管２３から吸入される排気ガスの圧力
が急上昇した場合には、緩衝チャンバ３２およびバイパ
ス管３３の作用によって増大した圧力が減衰せしめら
れ、泡の層に達する時の排気ガスの圧力は平常運転時と
同程度に維持され、排気ガスが泡の層を確実に通過する
ようになっている。

【００３６】このように、この実施例の装置によれば、
極めて簡単な構成において、ディーゼル・エンジン車の
排気ガス中に含有される煤成分（黒煙）を、排気ガスが
大気中に放出する前に効率良く除去することができる。

【００３７】図４は、本発明のさらに別の実施例による
空気を浄化する装置の作動時の側部断面図である。図４
において、本発明による装置は、周囲を壁によって囲ま
れ内部に空間を備えた直方体形状のケーシング４０を有
している。ケーシング４０内の下部には、水平な仕切板
４１が設けられ、ケーシング４０の内部空間を上下に分
離している。

【００３８】ケーシング４０内部における下部空間４２
ａには、界面活性剤の溶液４３、この実施例では、市販
の中性洗剤を混合した水が入れられている。また、ケー
シング４０内部における上部空間４２ｂには、汚染空気
導入管４４が、仕切板４１から間隔をあけてこれに平行
にのびて配置されている。そして、汚染空気導入管４４
の一端は、ケーシング４０の１側壁を貫通し、外部空間
に開口しており、他端には、送風ファン４５、この実施
例では、シロッコファンの吸込口が接続されている。

【００３９】送風ファン４５の吹出口４６は仕切板４１
に対向して配置されており、一方、仕切板４１における
送風ファンの吹出口４６に対応する領域には、送風ファ
ンの吹出口４６の径より大きい径の開口４７が形成され
ている。こうして、この実施例では、本発明による水滴
捕集および送風管路は、開口４７から形成される。

【００４０】ケーシング４０の内部には、さらに、仕切
板４１および汚染空気導入管４４の下側の壁を貫通して
配置された垂直な管部分４８ａと、これに接続されかつ
汚染空気導入管４４の内部に配置された水平な管部分４
８ｂから形成された実質上逆Ｌ字状の連通管４８が配置
されている。この場合、垂直な管部分４８ａの端は、仕
切板４１に固定されて下部空間４２ａに開口しており、
水平な管部分４８ｂの端は、送風ファン４５の吸込口に
向かって開口している。なお、この実施例では、本発明
による連通管路は、この連通管４８からなっている。

【００４１】さらに、ケーシング４０の外側からケーシ
ングの側壁を貫通して溶液４３中にのびる圧縮空気導入
管４９が設けられている。圧縮空気導入管４９は、先端
開口が閉じられており、溶液中にのびる部分の壁に、多
数個の貫通穴４９ａが形成されている。なお、圧縮空気
導入管４９は、ケーシング４０の側壁にシールされた状
態で固定されている。

【００４２】ケーシング４０の上壁における送風ファン
４５に対応する領域から離れた領域には、清浄空気取出
口５０が形成されている。

【００４３】次に、上述の空気を浄化する装置の作動方
法について説明する。最初、送風ファン４５が駆動さ
れ、圧縮空気導入管４９から溶液中に圧縮空気が放出さ
れる。送風ファン４５が駆動されると、汚染空気導入管
４４の内部に汚れた空気が吸入されるとともに、開口４
７（水滴捕集および送風管路）を通じて溶液４３の液面
に送風ファン４５からの空気流が吹き付けられ、溶液が
攪拌される。加えて、溶液中に放出された圧縮空気によ
っても溶液が攪拌される。

【００４４】この攪拌によって溶液４３は泡立てられ、
そして、連通管４８（連通管路）を通じて汚染空気導入
管４４内に大量の泡が導入され、汚染空気導入管内の送
風ファン吸込口近傍領域に泡の層５１が形成される。

【００４５】そして、汚れた空気が泡の層を通過する際
に、空気に含まれる汚れの粒子は泡の内外面に付着す
る。さらに、回転する送風ファン４５の羽根５２によっ
て汚れの粒子が付着した泡が割られ、汚れの粒子が送風
ファン４５の吹出口４６から吹き出される水滴５３とと
もに開口４７を通じてケーシング４０内の下部空間４２
ａ内に捕集される一方、泡の内部に取り込まれていた浄
化された空気は、送風ファンの吹出口４６から開口４７
に至る間隙においてケーシング４０内の上部空間４２ｂ
内に取り出され、最終的に清浄空気取出口５０から外部
空間に放出される。

【００４６】この実施例によっても、前述の図１および
図２に示した実施例の場合と同様の効果が得られること
は言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、極めて
簡単な構成において、ディーゼル・エンジンの排煙中に
含有される煤成分（黒煙）、塗装中に生じる有害な揮発
性有機物質、コンクリートやアスベストの粉塵、および
タバコの煙中のニコチンやヤニ等々の空気中の汚れの粒
子を、効率良く除去することができる。しかも、本発明
による装置は、容易にかつ低コストで製造することがで
き、また、非常にコンパクトであるから設置スペースも
節約できる。さらには、本発明による装置によれば、空
気の消臭を行うことや、空気の滅菌並びに除菌を行うこ
ともでき、また、この装置を逆に使用すれば、水中等か
ら気体（例えばメタンガス）を取り出すこともできる。
このように、本発明は、近年深刻化している大気汚染の
問題の解決に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による空気を浄化する装置の
斜視図であり、装置内部の構成をより明瞭に示すため、
装置のケーシングの壁を仮想的に描いたものである。

【図２】図１に示した装置の作動時の側部断面図であ
る。

【図３】本発明の別の実施例による空気を浄化する装置
の作動時の側部断面図である。

【図４】本発明のさらに別の実施例による空気を浄化す
る装置の作動時の側部断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 仕切板 ３ａ 上部空間 ３ｂ 下部空間 ４ 汚染空気導入管 ５ 送風ファン ６ 界面活性剤の溶液 ７ 管（水滴捕集および送風管路） ８ 先端開口 ９ 吹出口 １１ 連通管（連通管路） １２ 清浄空気取出口 １４ 溶液戻し孔 １５ 泡の層 １６ 羽根 １７ 水滴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 界面活性剤の溶液を泡立てて泡の層を形
   成し、前記泡の層中に汚れた空気を導入し、前記空気に
   含まれる汚れの粒子を前記泡の内外面に付着させ、前記
   汚れの粒子が付着した泡を割ることによって前記汚れの
   粒子を含む水滴と前記泡の内部に取り込まれていた浄化
   された空気とを分離し、前記汚れの粒子を水滴とともに
   捕集する一方、前記浄化された空気を取り出すことを特
   徴とする空気を浄化する方法。
2. 【請求項２】 送風ファンと、 一端が前記送風ファンの吸込口に接続され、他端が外気
   中に開口した汚染空気導入管と、 界面活性剤の溶液が入れられた容器と、 前記容器の内部における前記溶液の液面上の空間と前記
   汚染空気導入管の内部を連通する連通管路と、 前記容器内部の前記溶液の液面上の空間と外部空間を連
   通し、前記送風ファンの吹出口から間隔をあけてこれに
   対向する開口を有する水滴捕集および送風管路を備えた
   ものであることを特徴とする空気を浄化する装置。