JP2001037856A - 空気浄化装置 - Google Patents
空気浄化装置Info
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Abstract
して汚染空気及び汚染水を浄化する装置を提供する。 【解決手段】 水を保持する第1部分と栽培ないし吸着
材を保持する第2部分とに区画された水密性の容器と、
容器内の第1部分に安定配置されるように植物を挿入す
る開口と、第1部分に空気流を導入する吸気口と、容器
内の第1部分と第2部分とに流体の流通ができるように
設けられた連通路とを備え、吸気口から導入した空気流
を第2部分の吸着材内を通過させて大気中に再放出す
る。植物の根部、根部に関与する微生物及び湿潤な多孔
質の栽培媒質により、これらを通過する空気中の汚染物
質を捕捉して除去し、又はこれらの空気汚染物質を水汚
染物質に変換して生物分解して破壊する。
Description
又は空気と水の浄化装置に関するものである。より詳し
くは、この発明は、植物及び植物の根部に成長する微生
物を利用する植物浄化技術、紫外線光及び洗浄器技術を
用いて汚染空気あるいは汚染水を浄化する装置あるいは
システムに関するものである。
(植物を植生する土壌などの栽培媒質の根部周囲領域)
に、微生物群の複雑な生態系を維持していることは、よ
く知られている。これらの生物の存在に伴う各種の生物
学的活動が、空気中及び水中の特に炭化水素物質類から
なる種々の化学物質及び他の汚染物質を生物分解する傾
向があることも知られている。
の特許明細書にも記載されている。さらに、紫外線光ラ
ンプが空気中のウイルス及びバクテリアを殺菌すること
も知られている。長年、紫外線光は、公共的な場所及び
外科的手術室内の空気感染を予防するために使用されて
いる。
壊する特徴を備えた微生物を、植物根部上及びその周囲
の媒質中に繁殖させる事実については、ウオルバートン
らの「省エネルギー家屋から屋内空気汚染物質を除去す
る観葉植物」(Foliage Plants for Removing Indo
or Air Pollutants from Energy−Efficient Home
s,1984,Economic Botany 38(2):224
−228)、B.C.ウオルバートンとジョン D.ウ
オルバートンの「植物及び土中微生物:屋内環境のホル
ムアルデヒド、キシレン及びアンモニアの除去」(Plan
ts and SoilMicroorganisms: Removal of Formal
dehyde, Xylene and Ammonia from the Indoor
Environment,1993,Journal of the Mississ
ippiAcademy of Sciences 28(2):11−1
5)に示されている。また、屋内植物がどのように屋内
空気の品質を向上させるかについての研究の成果が、
B.C.ウオルバートンの「環境に優しい屋内植物」
(Eco − Friendly Houseplants,Weidenfeld &
Nicholson: London, U.K.; 1996)、米国
での「どのように新鮮な空気を増やすか」(How to G
row Fresh Air,Viking Penguin; 1997)、及
び日本での「環境に優しい屋内植物」(Eco− Friendl
y House Plants,1998)に記録されている。
破壊しさらに除去し、また根部上及びその周囲に廃水を
浄化する微生物を培養する事実については、ウオルバー
トンらの「廃水処理のための微生物および高等植物」
(Microorganisms and Higher Plants for Wastew
ater Treatment,1983,Journal of Environmen
tal Quality 12(2):236−242)及び「バ
イオフィルム及び維管束植物を用いた優先汚染物質の生
物的変換」(Biotransformation of PriorityPolluta
nts Using Biofilms and Vascular Plants,19
86,Journalof Mississippi Academy of Science
s 31: 79−89)に示されている。
物理化学的作用を利用している。高い機能を備えた装置
は、流動空気中の粒子状物質を除去する高効率粒子捕捉
フィルター(HEPA)及び気体状の有機化学物質を除去す
る活性炭のような吸着性の高い材料を組合せて利用して
いる。これらの浄化装置のフィルターは、汚染物質を捕
捉して集積し、次第に目詰まりを起こしたり、あるいは
飽和状態に達する。したがって、これらの浄化装置を有
効に機能させるためには、使用者が定期的にフィルター
部材を交換することが不可欠である。
質、臭気あるいは粒子状物及びこれらの有害廃棄物と考
えられる大気汚染物質を含む汚染水を除去するために、
水のpHを適切に維持する必要がある。
価でエネルギー消費量が高く、その使用期間も限定され
る。
る。このような発明の代表例は、米国特許第5,65
6,242号、第5,351,438号、第5,27
7,877号、第5,221,520号、第5,21
7,696号、第5,433,923号、第5,40
7,470号、第5,190,570号及び第5,08
9,036号などに示されている。また、紫外線ランプ
を空気浄化装置の一部として利用する発明の代表例は、
米国特許第5,433,923号、第5,217,69
6号、第5,074,894号、第5,399,319
号及び第4,210,429号などに示されている。さ
らに、廃水処理及び空気と廃水を組合せて処理するため
に、植物に基礎を置く作用を利用した発明の代表例は、
米国特許第4,415,450号、第5,137,62
5号、第4,959,084号及び第5,269,09
4号などに示されている。
どの空気浄化及び廃水処理手段には本質的な問題があ
る。フィルター等の交換を必要とせず、経済的にかつ高
いエネルギー効率で、生物学的に空気や廃水から臭気及
び汚染物質を除去する技術の必要性が高くなっている。
条件を制御した環境下で植物及び植物の根部に繁殖する
微生物を利用して、フィルターでろ過した媒質を自然な
過程で生物分解する技術は、将来有望な処理手段として
急速に発展してきている。
ターモジュールで、空気浄化、廃水処理および両者を屋
内あるいは屋外環境において同様に行う装置ないしシス
テムを提供するものであり、現存する問題点を簡単で直
接的な方法で解決しようとするものである。屋内の空気
浄化プランターは、空気中の微生物を除去するために殺
菌用紫外線光ランプと併用する。
よる生物処理過程を組合せた装置で、従前の技術とは異
なるものを提供することを目的とし、費用のかかるフィ
ルター部材の交換を行なうこと無しに、廃水処理と組合
せて空気汚染物質をより効果的に除去する装置ないし設
備を提供することを基本的課題とする。
火成岩及び活性炭、または気体化学物質を吸着する特性
を持つ他の物質で構成し、その基本目標を空気浄化とす
る基盤を提供することを目的とする。
るものではなく例として、屋内外の空気または廃水処
理、商業建築物または居住用建築物の屋内空気の浄化、
あるいは、商業及び農業用点源空気浄化等の種々の適用
のための植物成長モジュールを提供することを目的とす
る。
に、紫外線ランプを配置する殺菌気室を提供することを
目的とする。紫外線光は、この発明による生物的湿潤空
気洗浄プランターモジュールから排出する残留空中輸送
細菌を破壊する。
は、植物及びその根部の微生物の作用により空気や水を
処理するプランターモジュールを含んでいる。この発明
の装置は、装置が備える植物の根部、根部に関与する微
生物及びこれらの微生物の影響を受ける湿潤な多孔質の
栽培媒質により、これらを通過する空気中の汚染物質を
捕捉して除去し、又はこれらの空気汚染物質を水汚染物
質に変換して生物分解して破壊する。この発明の装置
は、臭気を含む空気あるいは空気中の粒子状物を水容器
を含むプランターモジュールに強制的に導入する手段、
水溶性の臭気および有害物質を大気汚染物質から水汚染
物質に変換させ、そこで植物の根及び根部に関係する微
生物により生物分解させる手段を含んで構成される。
部分と栽培ないし吸着材を保持する第2部分とに区画さ
れた水密性の容器と、容器内の第1部分に安定配置され
るように植物を挿入する開口と、第1部分に空気流を導
入する吸気口と、容器内の第1部分と第2部分とに流体
の流通ができるように設けられた連通路とを備え、前記
吸気口から導入した空気流を第2部分の吸着材内を通過
させて大気中に再放出する、空気浄化装置である。
栽培ないし吸着材を保持する第2部分とに区画された水
密性の容器と、容器内の第1部分に安定配置されるよう
に少なくとも一個の植物を挿入する開口と、第1部分に
空気流を導入する吸入口と、容器内の第1部分と第2部
分とに流体の流通ができるように設けられた連通路とを
備え、前記吸気口から導入した空気流が第2部分の吸着
材内を通過して大気中に再放出され、容器内の水が植物
の根部を流下して浄化される、空気と水の浄化装置であ
る。
栽培ないし吸着材を保持する第2部分とに区画された水
密性の容器と、根部が栽培媒質に安定配置されるように
少なくとも一個の植物を挿入する開口と、栽培媒質内に
水流を導入する流体通路と、水流内に空気流を導入する
気体流入口とを備え、栽培ないし吸着材と植物の根部と
に空気及び水を通過させて清浄な空気及び水を外部に再
放出する、空気浄化装置である。
の発明の装置を基本的に備え、さらにその改良ないし実
施上の統一されたシステムを提供するするもので、請求
項4は、植物を個別の植物容器に入れて容器内に挿入す
るもの、請求項5は、空気が吸着材内を通過するに加え
て微生物を含む植物の根部も通過する空気流路を備えて
いるものである。
ートバルブにより容器内の水位を所定のレベルに維持す
るもの、請求項7は、栽培ないし吸着媒質内を通過する
気体を吸引するファンを備えているもの、請求項8は、
容器から排出された空気を紫外線ランプの照射領域に導
いたあと外気に放出するものである。非水溶性の大気汚
染物質は、高多孔性の不活性な植物栽培用の媒質、活性
炭その他の高吸着性材料により捕捉し、そこで生物分解
され破壊される。残留した空中輸送の細菌は、紫外線ラ
ンプを配置する殺菌気室内に空気を通過させることによ
り破壊する。さらに、システムには複数の蓋の挿入口を
備え、水あるいは廃水の容量を増加し、それぞれのモジ
ュール容器に必要な不活性丸石の量を減じることができ
るようにする。廃水処理に使用するときには、蓋の挿入
により、より大容量の廃水を処理するための必要モジュ
ール数を減じることができる。また、システムには自動
式フロートバルブを備え、最大湿潤洗浄できる水位が維
持できるように保証する。さらにまた、システムにはシ
ステムの溝内にパイプ挿入口を備え、より大量の空気あ
るいは廃水を収容できるようにする。
さらに理解するために、図面に示す実施例を参照して以
下に説明する。図中の同一の参照番号は同一の部材を示
す。図1ないし図7は、この発明の好ましい実施例のい
くつかを示した図である。
放された水密性の容器11で水を保持する第1部分15
を形成し、容器11の開放上面を閉鎖するように覆着さ
れた支持フレーム12の凹所が、第2部分36を形成し
ている。支持フレーム12は、植物20を植えた植物容
器21を保持する複数の開口22を上面に備えている。
支持フレーム12は、また上面に植物の栽培媒質(例え
ば土壌)及び吸着材(例えば活性炭)を充填する凹所
(第2部分)36を備えている。容器11には水が入れ
られ、下方に液体領域が形成され、支持フレームで密閉
された上部が気体領域となっている。凹所36と液体領
域とは、連通孔37で連通している。
第1部分15に導入される。液体領域の水と接触して洗
浄された空気16は、第1部分15から連通孔37を経
て植物容器21の両側に配置された凹所36へと導入さ
れる。容器と支持フレームの嵌着部に設けられたリップ
パッキン34は、連通孔37を経て栽培媒質及び吸着材
18へ空気を強制的に導入するための気密シールを形成
している。また空気の一部は、植物容器21へ導入され
る。
び吸着材18間を通過し、栽培媒質及び吸着材18を通
過する間に浄化され。また空気の一部は、植物容器21
内の植物の根部及び微生物19により浄化される。なお
植物の根部上で増殖する微生物は、液体領域の水を媒体
として凹所36内にもその生存領域を広げている。
される。植物の栽培及び汚染空気の洗浄に使用する水
は、流入パイプ13から供給されている。最適な植物の
成長のための栽培媒質の湿潤状態の維持と、通過空気の
効果的な湿潤洗浄を保証するためには、液体領域の水位
17をフロートバルブ35及び手動バルブ25により維
持する必要がある。支持フレームの開口22で支持され
ている植物容器内の植物の根部及び微生物19は、洗浄
した空気から溶出した物質により汚染された水を浄化す
るために使用されている。浄化した水は、流出パイプ2
4を介して装置10外へ流出させる。
つかの変更を加えた第2実施例を示した図である。以
下、変更点について述べる。第2実施例の装置10で
は、容器11に植物20を栽培する栽培媒質及び吸着材
18を充填して第2部分とし、この栽培媒質及び吸着材
18に埋め込んだ状態で容器11内に挿入された太いパ
イプ26で容器の第1部分15を形成している。吸気口
14及び流入パイプ13から供給される空気及び水は、
導管27を通してパイプ26に供給する。パイプ26に
は、栽培媒質及び吸着材18を充填した第1部分に連通
する連通孔37が設けられている。植物の根、根部に繁
殖する微生物及び吸着材によって供給された空気及び水
が浄化される作用は、第1実施例と同じである。
の複数個を用いた室内空気浄化設備の全体概念を示す図
である。ここで、室内空気29は、ファン38により装
置10及び装置内の栽培媒質及び吸着材18内に導入さ
れ、さらにその排気が紫外線殺菌室32内を通過するよ
うに強制され、清浄化した空気23として排出される。
を用いて商業用ないし居住用の建築物の空気浄化設備を
形成した例を示す。装置10を備えた暖房装置あるいは
空気調節装置31内で清浄化された空気23は、複数の
紫外線ランプを配置する紫外線殺菌室32に導入され、
清浄化した空気返還装置33は、建築物内に浄化した殺
菌処理済の空気を供給する。
去装置として利用した例を示した図で、集中的な動物飼
育設備、焼却炉、発電所などの大気汚染の発生源に適用
した例を示す。水で洗浄した空気16は、大容量の空気
洗浄における臭気除去量を増大させるために噴霧されて
いる水28と混合される。
使用するものとする。この発明の範囲は上述した請求項
によりのみ制限されるものである。
側面図
ールの側面図
気室とともに教室に設置した場合の概念図
プによる殺菌気室とともに商業建築物の空気浄化/循環
装置として設置した場合の概念図
及び臭気制御に用いた場合の概念図
Claims (8)
- 【請求項1】 水を保持する第1部分と栽培ないし吸着
材を保持する第2部分とに区画された水密性の容器と、
容器内の第1部分に安定配置されるように植物を挿入す
る開口と、第1部分に空気流を導入する吸気口と、容器
内の第1部分と第2部分とに流体の流通ができるように
設けられた連通路とを備え、前記吸気口から導入した空
気流を第2部分の吸着材内を通過させて大気中に再放出
する、空気浄化装置。 - 【請求項2】 水を保持する第1部分と栽培ないし吸着
材を保持する第2部分とに区画された水密性の容器と、
容器内の第1部分に安定配置されるように少なくとも一
個の植物を挿入する開口と、第1部分に空気流を導入す
る吸入口と、容器内の第1部分と第2部分とに流体の流
通ができるように設けられた連通路とを備え、前記吸気
口から導入した空気流が第2部分の吸着材内を通過して
大気中に再放出され、容器内の水が植物の根部を流下し
て浄化される、空気浄化装置。 - 【請求項3】 水を保持する第1部分と栽培ないし吸着
材を保持する第2部分とに区画された水密性の容器と、
根部が栽培媒質に安定配置されるように少なくとも一個
の植物を挿入する開口と、栽培媒質内に水流を導入する
流体通路と、水流内に空気流を導入する気体流入口とを
備え、栽培ないし吸着材と植物の根部とに空気及び水を
通過させて清浄な空気及び水を外部に再放出する、空気
浄化装置。 - 【請求項4】 植物を個別の植物容器に入れて容器内に
挿入する、請求項1、2又は3記載の空気浄化装置。 - 【請求項5】 空気が吸着材内を通過するに加えて微生
物を含む植物の根部も通過する空気流路を備えている、
請求項1、2又は3記載の空気浄化装置。 - 【請求項6】 容器内に配置されたフロートバルブによ
り容器内の水位を所定のレベルに維持する、請求項1、
2又は3記載の空気浄化装置。 - 【請求項7】 栽培ないし吸着媒質内を通過する気体を
吸引するファンを備えている、請求項1、2又は3記載
の空気浄化装置。 - 【請求項8】 容器から排出された空気を紫外線ランプ
の照射領域に導いたあと外気に放出する、請求項1、2
又は3記載の空気浄化装置。
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