WO2022264389A1

WO2022264389A1 - 空気管理装置、空気管理方法、及びプログラム

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Publication number: WO2022264389A1
Application number: PCT/JP2021/023127
Authority: WO
Inventors: 美幸徳田
Original assignee: 株式会社バイオケミカルイノベーション; 能登晴子
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-12-22
Also published as: JPWO2022264389A1

Abstract

空気を適切に管理する。　空気管理装置（１）は、空気中の水分を回収する回収部（２）と、回収部（２）によって回収した空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部（３）と、測定部（３）によって測定した空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、空気が汚染されているか否かを判別する制御部（６）と、を備える。そして、制御部（６）は、空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、空気が汚染されていると判別した場合、回収部（２）によって回収した空気中の水分を還元部（４）で還元して、空気中の水分の酸化還元電位を低下させることにより、空気中の水分から汚れを除去する。

Description

空気管理装置、空気管理方法、及びプログラム

　本発明は、空気管理装置、空気管理方法、及びプログラムに関し、特に、空気を適切に管理可能な空気管理装置、空気管理方法、及びプログラムに関する。

　空気中の測定項目として、常識的に一般化されているのは、温度と湿度とである。温度と湿度とは、体感を左右させる重要なファクタだからである。その他、空気汚染を監視する測定項目としては、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物、さらにＰＭ２．５等があげられる。室内汚染の指標としては、ＶＯＣ（揮発性有機化合物：シックハウス症候群アレルゲン物質）の測定が代表的である（例えば特許文献１参照）。また、半導体や医薬品等を製造するクリーンルーム等には、微細粒子（パーティクル）の連続測定機器が設備され、汚染度合いを監視している。なお、本明細書中に特許文献１の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参考として取り込むものとする。

特開２００３－２７９４４９号公報

　上述ように、空気の汚染を測定する指標は様々あり、その測定方法も指標毎にまちまちである。このため、空気の汚染を統一的に測定することができず、空気を適切に管理することができなかった。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、空気を適切に管理可能な空気管理装置、空気管理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る空気管理装置（１）は、空気中の水分を回収する回収部（２）と、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部（３）と、前記測定部（３）によって測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する制御部（６）と、を備える。

　上記の空気管理装置（１）は、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を還元して、該空気中の水分の酸化還元電位を低下させる還元部（４）をさらに備え、前記制御部（６）は、前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、該空気が汚染されていると判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を前記還元部（４）で還元して、該空気中の水分の酸化還元電位を低下させることにより、該空気中の水分から汚れを除去する、ものであってもよい。

　上記の空気管理装置（１）は、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を、該空気中に再放散する放散部（５）をさらに備え、前記制御部（６）は、前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、該空気が汚染されていると判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を前記還元部（４）で還元して汚れを除去した後、前記放散部（５）から該空気中に再放散し、前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値未満で、該空気が汚染されていないと判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を、そのまま前記放散部（５）から該空気中に再放散する、ものであってもよい。

　本発明の第２の観点に係る空気管理方法は、回収部（２）が、空気中の水分を回収し、測定部（３）が、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定し、制御部（６）が、前記測定部（３）によって測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する、ことを特徴とする。

　本発明の第３の観点に係るプログラムは、コンピュータに、空気中の水分を回収する手順と、前記回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する手順と、前記測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する手順と、を実行させるためのものである。

　本発明によれば、空気を適切に管理可能な空気管理装置、空気管理方法、及びプログラムを提供することができる。

本実施形態に係る空気管理装置の構成例を示すブロック図である。空気管理処理の詳細を示すフローチャートである。

　以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

　まず、本発明の実施形態に係る空気管理装置の構成について図面を参照しつつ説明する。

　空気中の汚染物質の測定は、一般的に、空気を吸引し、汚染物質をフィルタに吸着させたり、液体中に拐取したりして、化学分析装置やセンサ等を使用することにより行われる。すなわち、空気中の汚染物質の測定には、空気そのものだけではく、空気中の水分も使用される。
　ここで、空気の成分は、窒素約７８％、酸素約２１％、二酸化炭素約１％で、これは地球上の何処で測定してもほぼ変わらない。そうすると、空気中の汚染物質は、空気の一成分として含まれるものではなく、空気中の水分に含まれる。
　そして、空気中の汚染物質は、化学的に考えると、そのほとんどが酸化物や酸化剤であることに鑑みれば、汚染物質を含む水分は、酸素還元電位（Oxidation-Reduction Potential：ＯＲＰ）が高くなる。
　そこで、本実施形態に係る空気管理装置は、室内や設備内といった略閉鎖空間内の空気中の水分から、空気が汚染されているか否かを判別するようにした。

　図１は、本実施形態に係る空気管理装置の構成例を示す図である。

　図１に示すように、空気管理装置１は、回収部２と、測定部３と、還元部４と、放散部５と、制御部６と、を備える。

　回収部２は、例えば汎用の除湿器等から構成される。回収部２は、制御部６による制御の下、室内や設備内といった略閉鎖空間の除湿を行って、空気中の水分を連続的に回収する。

　測定部３は、例えば酸性雨のモニタリングに使用されるＯＲＰセンサ等から構成される。測定部３は、制御部６による制御の下、回収部２により回収された空気中の水分のＯＲＰを連続的に測定する。空気管理装置１は、測定部３が測定したＯＲＰを表示したり印刷してりして出力する出力部を備えてもよい。

　還元部４は、例えば電気分解や還元セラミックス等の利用によって水を還元する汎用の還元水生成装置等から構成される。還元部４は、制御部６による制御の下、汚染されている空気中の水分を還元して、空気中の水分のОＲＰを低下させることにより、水分から汚れを除去する。

　放散部５は、例えば汎用の加湿器等から構成される。加湿器５は、制御部６による制御の下、回収部２により回収された水分を空気中に再放散して加湿する。

　制御部６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるプロセッサ等から構成される。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークメモリとして用い、ＲＯＭに記憶されている各種プログラム等を適宜実行することによって、空気管理装置１の各種動作を制御する。

　本実施形態において、制御部６は、ＯＲＰ測定部３により測定されるＯＲＰが所定の閾値以上であるか否かにより、空気中の水分が汚染されているか否か、即ち空気が汚染されているか否かを判別する。制御部６は、ＯＲＰ測定部３により測定されるＯＲＰが所定の閾値以上であれば、空気中の水分が汚染され、空気も汚染されていると判別し、所定の閾値未満であれば、空気中の水分が汚染されておらず、空気も汚染されていないと判別する。

　ここで、所定の閾値は、空気管理装置１の使用目的に応じて予め設定されればよい。

　具体的に、人を含めた動物（哺乳類）にとって最適な生環境にするために使用する場合には、動物の肌のＯＲＰ（肌電位）１００ｍｖ～２００ｍｖ程度が、動物にとって最適なＯＲＰ（以下、「生体電位」という。）であることから、所定の閾値を２００ｍｖと設定すればよい。
　植物にとって最適な生環境にするために使用する場合には、植物の生体電位は０ｍｖ～１００ｍｖ程度であることから、所定の閾値を１００ｍｖと設定すればよい。
　カビ、酵母等の真菌、細菌類、及びウィルス等の微生物にとって最適な生環境にするために使用する場合には、微生物の生体電位は２００ｍｖ～４００ｍｖ程度であることから、所定の閾値を４００ｍｖと設定すればよい。
　食品類の腐敗や鮮度を維持するために使用する場合には、所定の閾値を０ｍｖと設定すればよい。

　制御部６は、空気が汚染されていると判別した場合、回収部２により回収された空気中の水分、即ち汚染されている水分を還元部４で還元して、水分のＯＲＰを低下させて所定の閾値未満とすることにより、水分から汚れを除去する。
　そして、制御部６は、汚れが除去された水分を、放散部５から略閉鎖空間内の空気中に再放散する。
　これに対して、制御部６は、空気が汚染されていないと判別した場合、回収部２により回収された空気中の水分、即ち汚染されていない水分を、そのまま放散部５から略閉鎖空間内の空気中に再放散する。
　このように、制御部６は、回収部２により回収された空気中の水分のうち、汚染されてない水分についてはそのまま、汚染されている水分については汚れを除去してから、略閉鎖空間内の空気中に再放散することで、空気中の湿度を一定に保ちつつ、空気から汚れを除去することができる。
　また、制御部６は、空気中の水分のＯＲＰを、それぞれの生物に応じて設定された所定の閾値未満とすることで、生物の住み分けを可能とし、各生物を活性化させ、本来の生命力を発揮させることができる。

　次に、上記構成を備える空気管理装置が実行する空気管理処理について図面を参照して説明する。

　図２は、空気管理処理の詳細を示すフローチャートである。

　図２に示す空気管理処理において、まず、空気管理装置１の回収部２は、制御部６の制御の下、略閉鎖空間の除湿を行って、空気中の水分を連続的に回収する（ステップＳ２０１）。換言すれば、制御部６は、回収部２により略閉鎖空間の除湿を行って、空気中の水分を連続的に回収する。

　次に、測定部３は、制御部６の制御の下、ステップＳ２０１で回収部２により回収された空気中の水分のＯＲＰを連続的に測定する（ステップＳ２０２）。換言すれば、制御部６は、回収部２により回収された空気中の水分のＯＲＰを測定部３で連続的に測定する。

　そして、制御部６は、ＯＲＰ測定部３により測定されるＯＲＰが所定の閾値以上であるか否かにより、空気中の水分が汚染されているか否か、即ち空気が汚染されているか否かを判別する（ステップＳ２０３）。

　制御部６は、空気が汚染されていると判別した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、回収部２により回収された空気中の水分、即ち汚染されている水分を還元部４で還元して、水分のＯＲＰを低下させて所定の閾値未満とすることにより、水分から汚れを除去する（ステップＳ２０４）。
　そして、制御部６は、汚れが除去された水分を、放散部５から略閉鎖空間内の空気中に再放散してから（ステップＳ２０５）、空気管理処理を終了する。

　これに対して、制御部６は、空気が汚染されていないと判別した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、ステップＳ２０４をスキップして、回収部２により回収された空気中の水分、即ち汚染されていない水分を、そのまま放散部５から略閉鎖空間内の空気中に再放散してから（ステップＳ２０５）、空気管理処理を終了する。

　以上説明したように、本実施形態に係る空気管理装置１は、空気中の水分を回収する回収部２と、回収部２によって回収した空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部３と、測定部３によって測定した空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、空気が汚染されているか否かを判別する制御部６と、を備える。
　このように、本実施形態に係る空気管理装置１は、空気中の水分の酸化還元電位を測定することにより、空気が汚染されているか否かを簡易且つ適切に判別することができ、空気を適切に管理することができる。

　また、空気管理装置１は、回収部２によって回収した空気中の水分を還元して、空気中の水分の酸化還元電位を低下させる還元部４をさらに備える。そして、制御部６は、空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、空気が汚染されていると判別した場合、回収部２によって回収した空気中の水分を還元部４で還元して、空気中の水分の酸化還元電位を低下させることにより、空気中の水分から汚れを除去する。
　これにより、本実施形態に係る空気管理装置１は、空気の汚れを除去することができ、空気を適切に管理することができる。
　そして、所定の閾値を目的に応じて設定することで、体感が変わり、植物が健康になり、微生物との住み分けが可能となる等、様々な効果を奏することができる。

　例えば、人の場合、都会の室内と森林の滝壺周辺のベンチとでは、温度が略３０℃、湿度が略６０％で略同一の温湿度環境であっても、森林の滝壺周辺のベンチでは、ひんやり居心地よく感じるのに対し、都会の室内では汗が止まらなく、その体感に大きな違いがある。
　そこで、空気中の水分のＯＲＰを測定したところ、森林の滝壺周辺のベンチでのＯＲＰは、１９８ｍｖで所定の閾値（２００ｍｖ）未満であるのに対し、都会の室内でのＯＲＰは、３９８ｍｖで所定の閾値以上であった。
　すなわち、空気中の水分のＯＲＰが人の肌電位（１００ｍｖ～２００ｍｖ程度）と略一致していれば、人は心地よく感じ、本来の体感を得ることができる。
　そこで、本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、都会の室内での空気中の水分のＯＲＰを所定の閾値未満とし、人の肌電位と略一致させることで、人は、体感温度が正常化され、都会の室内においても、森林の滝壺周辺のベンチと同じように、心地よく感じ、本来の体感を得ることができる。
　これにより、都会の室内のエアーコンディショナの設定温度が体温よりも少し低い３３℃位であったとしても、人は、心地よく感じ、本来の体感を得ることができるため、昨今の全世界のエネルギ事情（電力やＣＯ_２排出量等）を大きく改善することが見込まれ、莫大な環境的、経済的効果を期待することができる。

　また、空気中の水分のＯＲＰが通常の人の肌電位よりもはるかに高い環境は、酸化力の強い環境（空気の汚染度が高い環境）であり、人を酸化過多にする環境である。
　人と酸化とは非常に密接された関係があり、酸化がなければ、体内に酸素を取り込めず、又栄養の吸収分解もできないので、生存が不可となる一方で、酸化過多は各種疾患の原因となる。
　そこで、本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、空気中の水分のＯＲＰを、人の肌電位（１００ｍｖ～２００ｍｖ程度）と略一致させることで、各種疾患の症状の緩和を期待することができる。

　さらに、植物の場合、ビニルハウスのような略閉鎖空間内において、本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、略閉鎖空間内の空気中の水分のＯＲＰを、植物の生体電位（０ｍｖ～１００ｍｖ程度）と略一致させることで、植物が本来備えている病虫害忌避力を正常化させることができ、本来の発育能力を発揮することができ、旨味が引き出されるとともに、有害な農薬や化学肥料の使用を抑制し、ひいては環境破壊を抑制することができる。

　また、微生物の場合、略閉鎖空間内において、所定の閾値を微生物の生体電位（２００ｍｖ～４００ｍｖ程度）に設定した本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、略閉鎖空間内の空気中の水分のＯＲＰを、植物の生体電位と略一致させることで、酵母や乳酸菌類等の有益な微生物を増殖させることができ、酒や味噌、その他発酵食品の生産の発酵効率を上げることができる。
　逆に、所定の閾値を植物の生体電位未満に設定した本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、室内や病院及び学校等建屋等の略閉鎖空間内の空気中の水分のＯＲＰを、植物の生体電位未満とすることで、新型コロナウイルス等の有害な微生物の増殖を抑制して感染を抑制することができ、ひいてはパンデミックを抑制することができる。

　そして、食品類の場合、輸送庫内（コンテナ、輸送車荷台）等の略閉鎖空間内において、本実施形態に係る空気管理装置１を使用して、略閉鎖空間内の空気中の水分のＯＲＰを、０ｍｖ未満のマイナス電位とすることで、常温輸送でも、食品（肉、魚、野菜、果物）の腐敗（酸化）を抑制することができる。

　さらに、空気管理装置１は、回収部２によって回収した空気中の水分を、空気中に再放散する放散部５をさらに備える。そして、制御部６は、空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、空気が汚染されていると判別した場合、回収部２によって回収した空気中の水分を還元部４で還元して汚れを除去した後、放散部５から空気中に再放散する。一方、制御部６は、空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値未満で、空気が汚染されていないと判別した場合、回収部２によって回収した空気中の水分を、そのまま放散部５から空気中に再放散する。
　このように、制御部６は、回収部２により回収された空気中の水分のうち、汚染されてない水分についてはそのまま、汚染されている水分については汚れを除去してから、略閉鎖空間内の空気中に再放散することで、空気中の湿度を一定に保ちつつ、空気から汚れを除去することができ、空気を適切に管理することができる。

　なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施形態の変形態様について、説明する。

　上記の実施形態に係る空気管理装置１は、上述した体感温度の変化、微生物の繁殖抑制に加え、食品鮮度の保持、老化防止といった効果を得ることができる。したがって、空気管理装置１単体で用いる他に、エアーコンディショナ、空気清浄機、冷蔵庫、冷凍庫、ディフューザ、美顔器や冷却痩身機械といった美容関連機器にモジュールとして組み込み、これらの器具と連動して作動させること各種効果を相乗的に得ることができる。

　上記の実施形態において、制御部６のＣＰＵが実行するプログラムは、予めＲＯＭ等に記憶されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述の処理を実行させるためのプログラムを、既存の汎用コンピュータに適用することで、上記の実施形態に係る空気管理装置として機能させてもよい。

　このようなプログラムの提供方法は任意であり、例えばコンピュータが読取可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ等）に格納して配布してもよいし、インターネット等のネットワーク上のストレージにプログラムを格納しておき、これをダウンロードさせることにより提供してもよい。

　さらに、上記の処理をＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムとの分担、又はＯＳとアプリケーションプログラムとの協働によって実行する場合には、アプリケーションプログラムのみを記録媒体やストレージに格納してもよい。また、搬送波にプログラムを重畳し、ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Bulletin Board System）に上記プログラムを掲示し、ネットワークを介してプログラムを配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。

　なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明の一実施例を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

　１　空気管理装置
　２　回収部
　３　測定部
　４　還元部
　５　放散部
　６　制御部

Claims

　空気中の水分を回収する回収部（２）と、
　前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部（３）と、
　前記測定部（３）によって測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する制御部（６）と、
　を備える空気管理装置（１）。
　前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を還元して、該空気中の水分の酸化還元電位を低下させる還元部（４）をさらに備え、
　前記制御部（６）は、前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、該空気が汚染されていると判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を前記還元部（４）で還元して、該空気中の水分の酸化還元電位を低下させることにより、該空気中の水分から汚れを除去する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の空気管理装置（１）。
　前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を、該空気中に再放散する放散部（５）をさらに備え、
　前記制御部（６）は、
　前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上で、該空気が汚染されていると判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を前記還元部（４）で還元して汚れを除去した後、前記放散部（５）から該空気中に再放散し、
　前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値未満で、該空気が汚染されていないと判別した場合、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分を、そのまま前記放散部（５）から該空気中に再放散する、
　ことを特徴とする請求項２に記載の空気管理装置（１）。
　回収部（２）が、空気中の水分を回収し、
　測定部（３）が、前記回収部（２）によって回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定し、
　制御部（６）が、前記測定部（３）によって測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する、
　ことを特徴とする空気管理方法。
　コンピュータに、
　空気中の水分を回収する手順と、
　前記回収した前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する手順と、
　前記測定した前記空気中の水分の酸化還元電位が所定の閾値以上であるか否かにより、該空気が汚染されているか否かを判別する手順と、
　を実行させるためのプログラム。