JP3131324U - 空気浄化装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】室内の空気から悪臭などの好ましくない成分を取り除き、さらに好まれる香り効果的に添加することよって空気を総合的に、かつ効率的に浄化するための空気浄化装置を提供する。
【解決手段】光触媒を用いた脱臭ユニット4、活性炭を用いた脱臭ユニット9、さらにはゼオライトを用いた脱臭ユニット17を含み、かつ、活性炭粒やゼオライト粒を収めた空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工された仕切り板を用いる。各種脱臭ユニットの後に、ヒノキのような樹木の切削あるいは破砕した片と竹の茎を組み合わせた香り発生ユニット10を設ける。粉状あるいは液状の香りを発生するものを取替え可能な器具28をダクトに設ける。
【選択図】図4

Description

本考案は、室内の空気から悪臭などの好ましくない成分を取り除き、さらに好まれる香りなどの成分を加えることによって空気を効率的に浄化するための装置に関する。
室内、とくに病院、老人ホームなどの室内では、各種の好ましくない臭い成分を発生しやすい。また、その他の場所でも、程度は異なっても臭いの対策は現代生活の重要な課題である。したがって多くの空気浄化装置が提案されてきた。たとえば特許文献1にみられるように活性炭フィルターを利用するもの、特許文献2に見られるように光触媒フィルターを利用するもの、特許文献3に見られるようにゼオライトを含むフィルターを利用するものなどがある。
このうち活性炭は、活性炭の比表面積が大きいことを利用して、好ましくない臭いの成分などを主として吸着して除去するものである。しかし、この方法では臭いの成分は分解して消滅してしまうわけではないので吸着量には限界があり、ある期間の後、活性炭を取り替える必要がある。その場合、吸着する成分が多いほど交換の頻度が増えることになる。これに対して、光触媒法は、光触媒に光をあてることによって活性化された状態のものを作り、これを臭いなどの成分と反応させて臭いの成分を分解してしまう方法である。ただし、通常の環境とは異なる状態で活性化されたガス状態のものが作られるために、その状態の残渣が浄化しようとする室内空間に持ち出された場合には、別の問題を生じるおそれも有している。特に、病人や高齢者ではその悪影響が懸念される。また、ゼオライトは、その表面が持つ触媒作用により、臭いなどの有害成分を分解する機能をもっているので、吸着された臭い成分の分解機能がそれほど大きくないのが問題である。
そこで、活性炭、光触媒およびゼオライトの3つを組み合わせたものが特許文献4などにみられる。しかし、臭いの成分は数多くあり、また、その種類、濃度が対象とする室内の条件によっても異なり、かつ、臭いについては感知能力が人によって異なることから、臭いの除去、すなわち室内空間の空気浄化で、利用者の要求を十分に満足されるものが存在していないのが現状である。
特開2003−325445号公報 特開2000−317269号公報 特開2002−306578号公報 特開2006−1586774号公報これとは別に、好ましくない臭いを除去する代わりに、人々が好むと思われる香り成分を意図的に加えることも行われているが、もとの臭いが強く残っている状態では混合することによって逆効果を生じる場合がある。
本考案は、各種の臭い発生条件および各種の空気浄化要求レベルに柔軟に対応できる空気浄化装置を提供することを課題としている。すなわち、対象とする臭いの成分を幅広く、かつ効率的に除去でき、またそれに伴う副作用的悪影響は取り除き、その後で、誰もが好ましいと感ずる自然の香りを癒しの香りとして加え、さらに、時期によって利用者の好みにより、加える香りを容易に取り替えることが出来、あわせて利用者の要望に柔軟かつ効果的に対応できる装置を提供しようとするものである。
上記の課題を解決するための手段の第1は、ダクト内の送風の方向にそって、光触媒を用いた脱臭ユニットと活性炭を用いた脱臭ユニットを含み、かつ活性炭粒を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることである。
手段の第2は、0004の光触媒を用いた脱臭ユニットの前に、ゼオライトを用いた脱臭ユニットを加え、かつ、ゼオライト粒を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることである。
手段の第3は、0004あるいは0005において、光触媒を用いた脱臭ユニットの後に、ゼオライト層と活性炭層の両方を含む脱臭ユニットを加え、ゼオライト粒と活性炭の各々を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることである。
手段の第4は、0004、0005あるいは0006の活性炭を含む脱臭ユニットのあとに、樹木を切削あるいは破砕した片を収めた香り発生ユニットを設けることである。
手段の第5は、0007において、香り発生ユニットの樹木を切削あるいは破砕した片を収める空間を形成するに竹の茎に孔を空けたものを用いることである。
手段の第6は、0007あるいは0008の香り発生ユニットのあとのダクトに、香りを発生する粉状あるいは液体状のものを取替え可能にする器具を取り付けることである。
手段の第7は、0004,0005.0006.0007.0008あるいは0009において、空気吹き出しユニットとして竹の茎を筒状のまま表面に孔を開け、内部に樹木を切削あるいは破砕したものを収めたものを用いることである。
0004、0005あるいは0006に述べた手段によって、各種の好ましくない臭いの成分を幅広く効率的に除去し、かつそれに伴う副作用的なものは取り除くことができる。 また、0007あるいは0008によって誰もが好ましいと感ずる自然の香りを加えることができる。さらに、0009によって、時期によって利用者自身が好みの香りを手軽に取り替えることが出来、利用者も直接、快適環境作りに参加できる形が作れる。また、0010によって、空気浄化の効果に加えて人々に空気浄化を視覚的にアッピールすることができる。
本空気浄化装置は、ダクトによってつながれた吸入ユニット、プレフィルターユニット、臭い除去部、香り添加部および吹き出し部からなる。実施形態の第1を図1に示す。なお、図中の数字をつけていない矢印は空気の流れを示している。ダクトの断面は、曲がりなどの部分を除いて、たとえば650mm×650mmあるいは650mm×325mmである。まず、吸入ユニットは、室内空気(あるいは1部外気など)の吸入口1、送風ファン2から構成させている。プレフィルターユニットは、化学繊維や不織材を含み、除塵、虫の侵入防止などの物理的なフィルター作用を行うものである。これは後続の光触媒脱臭ユニットの寿命の延長などのために設置しておくことが望ましい。なお、本空気浄化装置は、室内空気を浄化するものであって、空気の温度、湿度を調節する装置、すなわち空調機は別途設置されていることが多いので、この装置内に温度や湿度を調整するものを設置することは必須の条件ではない。ただし、特に湿度の高い空気を処理する場合には、プレフィルターユニットの前に空調機から出た空気を1部加えることによって、本発明が対象とするダクト内での水滴の付着などを防止することができる。なお、吸入ユニットおよびプレフィルターユニットは後で述べる実施形態2あるいは3においても共通であり、本考案の固有のものではない。
次に、臭い除去部であるが、図1の例ではプレフィルターユニット3のあとに光触媒脱臭ユニット4が設置されている。光触媒脱臭ユニット4は、図2に示すように2面の光触媒脱臭フィルター5とその間におかれた冷陰極管ランプ6および電源ユニット7からなる。冷陰極管から発せられた紫外線領域の光が光触媒脱臭フィルター5を形成する酸化チタンにあたり、この酸化チタンに接した空気中の酸素が活性酸素(スーパーオキサイドアニオン)に、また空気中の水分は水酸基ラジカルを作る。このようにして形成された活性酸素や水酸基ラジカルが、悪臭物質、細菌、その他の汚れのもとになっていたものを酸化分解するという働きをする。なお、光触媒脱臭ユニットは、要求により2層あるいは3層にすることが出来る。そのために空気浄化装置には予備の取り付け部分8が設けられており、利用者の要望に応じて、必要な数のユニットを取り付けることができるようになっている。
その後に、活性炭を用いた脱臭ユニット9が取り付けられる。なお、ここでいう活性炭とは、吸着能力の大きい炭の粒を総称するものであって、特定の炭種、たとえば椰子殻炭などに限定されるものではなく、その他の木炭あるいは竹炭なども含まれる。活性炭を用いた脱臭ユニット9の役割は、光触媒脱臭ユニット4で取り残した臭い成分濃度をさらに低下するとともに、光触媒脱臭ユニット4で発生し残留した活性化成分を除去することである。光触媒脱臭ユニット4によって、臭いなどの成分の大半が除去された後なので、活性炭に吸着するものは低減されている活性炭層の取替え頻度を大幅に低減できる。このような活性炭を用いる脱臭フィルター9の構造を図3に示す。アルミニウムなどの金属板で枠11´を形成し、両面をたとえばパンチメタル11でカバーし、その内側を細い金属繊維あるいはガラス繊維からなる層12で覆い活性炭を収める空間13を形成する。この細い金属繊維などからなる綿状の層12は活性炭の細かいものが活性炭を用いた脱臭ユニットから外に漏れるのを防止するためのものである。本考案の特徴の1つは、このように形成された活性炭粒を収める空間13に、紙を波型と直線を組みあわせた形に加工された仕切り板14を用いることである。用いる紙は、有機物などの表面処理されていないことが望ましい。波型に加工された紙は、通常、ダンボール函などで緩衝材として用いられるものである。風の流れの方向に対する垂直断面の拡大図を15に示すが、紙の層が風をさえぎることがなく、送風はこの紙によって区切られた空間に挿入されている活性炭粒16の隙間を通して流れる。
本考案のように活性炭粒を納めた空間にこのような仕切り板14を用いることによって次ぎのような効果が得られる。
(1)活性炭粒をマクロ的に空間に均等に配置できる。
波型と直線の紙で区切られた空間に活性炭粒16を収めることで、上下のマクロ的な差を小さくすることで、安定したガスの浄化機能を発揮させる。
(2)もし、仕切り板が、本考案のように紙製のものではなく、プラスチック製のものを用いた時には、光触媒脱臭ユニット4から漏れてきた紫外線域の光によってプラスチックの変質が進み、ガスの発生や脆化が起こるおそれがあるので好ましくない。本考案では仕切り板が紙製であるのでそれが防止できる。
実施形態の第2は、図4に示すように、プレフィルターユニット3と光触媒を用いた脱臭ユニット4の間に、図5に示すようなゼオライトを用いた脱臭ユニット17を設置することである。この脱臭ユニット17は2枚の層をV型に組み合わせた形で設置することが望ましい。この各層の枠の部分11´は、活性炭を用いた脱臭ユニット9の場合と類似の構成である。本考案の特徴の1つは活性炭粒の場合と同じく、ゼオライト粒18の場合にも、それを収める空間19に紙を波型と直線を組み合わせた形に加工された仕切り板14として用いることである。その効果は0015で活性炭粒の場合に述べたことと同じである。
ここで特にV型に設置することが望ましいのは、光触媒脱臭ユニット4に入る空気を攪拌して、光触媒脱臭フィルター5と処理する空気の接触状況を改善するためである。また、光触媒脱臭ユニット4の前にゼオライトを用いたユニット17を設置することの効果の1つは、ゼオライト粒が光触媒のユニットの冷陰極から発せられた紫外線域の光が漏れてきたものを浴びて活性化し触媒的機能が高まり、また、処理空気の中に含まれていた水蒸気の凝結を防止する働きがあることである。
実施形態の第3は、図1あるいは図4の光触媒を用いた脱臭ユニット4の後に、図6に示すような、ゼオライト層と活性炭層の両方を含む脱臭ユニットを設けることである。この場合に、ゼオライト粒18を収める空間19は、光触媒を用いた脱臭ユニット4の側に設置されるようにする。理由は0016で述べたのと同じである。このユニットの枠11´については、活性炭粒について0014で述べたことと同じである。なお、活性炭を収める空間13とゼオライトを収める空間19の境界面は金網20などで仕切ることができる。
次に、香り添加部であるが、まず、好ましくない臭いの成分を十分に低減したあとで、癒しの作用を持つ自然の香り添加ユニット10が設置される。その香りのもととしては種々の樹木が用いられるが、多くの日本人に好まれるものとして、たとえばヒノキがある。ヒノキなど樹木の香り添加方法の第1は、切削あるいは破砕したもの、または孔を空けたものなどのように比表面積を大きくしたもので香り添加ユニット10を形成する、空間を形成する枠は、パンチメタルのようなものであってもよいが、図7に示すように、竹の茎22に孔23をあけたもので形成した空間24に、ヒノキなどの樹木を切削、破砕などした片26を収めたものとすることができる。この場合、竹の部分はまず生竹の状態を茎の部分を割って、そこに直径8mm程度の孔を開ける。その後で竹をいぶして、孔穴の開いた竹を組んで、ユニット10の側面25を形成する。このようにヒノキと竹の組み合わせによって癒しの効果を持つ自然の香りを発生、添加することができる。このユニット10は、香りの発生には限度があることから、たとえば年2回の定期検査のときに取替えが行われる。
香り発生部の後半に相当するダクト部27に、利用者が好む香りを任意に取替えできるための器具28として図8に示すようなものを設置する。これは止め金具29をはずすと引き出し可能な,上方開放の箱型のものである。この引き出し型のものがダクト27に押し込まれた状態では、その周辺から空気のもれが生じないようにパッキン31と止め金具29が設けられている。この引き出し型のものには、箱状の部分31の各面には穴32があけられており、引き出し型の部分を流れる空気が流通しやすくなっている。この箱型の部分31には、香りを発生する粉状あるいは液体状のものが利用者の好みによって収められ、利用者が容易に出し入れすることができる。ここで用いる香りを発生するものとしては、ヒノキの粉、ヒノキ精油、金木犀の抽出液、薔薇の香りなどがある。粉状のものは飛散しないようにたとえば布状の袋33が収められ、液状のものはビンの蓋を取って、あるいはガラスの皿に注いで、箱型の部分に置かれる。
このように、臭いを除去した後に香りを添加したものを吹き出し口35から室内に供給するが、吹き出し口の特別の形態として、空気浄化の物理化学的効果に加えて視覚的な効果も加えられるものが、図9に示す竹と樹木の切削などを用いた空気吹き出しユニット36である。これは,直径が80mm以上程度の孟宗竹の茎部37の表面に、数mm〜10数mmの孔38をあけ、竹の内部は最下部以外、節30の内部をくり抜いて貫通できるようにし、そこに、ヒノキのような香り発生型の樹木を切削あるいは破砕させた片26を装入しておき、0019までに述べた方法で浄化処理された空気を内部に供給し、表面の孔38から室内空間に吹き出すものである。
このようにして、本考案では、各種の臭いの成分を幅広く効率的に除去し、かつそれに伴う副作用的なものは取り除くこと、また、そのあとで自然の香りを加えることに癒しの効果を加え、さらに利用者の好みによって、加える香りを手軽に取り替えることが出来、利用者も直接、快適環境を作ることに参加できる形が作れる。
図1に示した構成の空気浄化装置を、老人ホームに設置した。なお、空気吹き出し口には図8に示すような竹の茎に孔をあけて構成した空間に樹木の切削や破砕片などを収めた空気吹き出しユニットを取りつけた。
(1)ダクトの断面積;650mm×650mm
(2)送風ファン;斜流フロン、ナショナルFY40DSL,風量;3552m/h
(3)プレフイルター ; フレイドン PS600、610×610×20mm
(4)光触媒を用いた脱臭ユニット;
冷陰極; 各ユニットに8本 各ユニット30W
光触媒フィルター;各ユニット2面
ユニット数 ; 2
(5)活性炭を用いた脱臭ユニット;
活性炭種類;気相用高性能
区切り板;波型のピッチ10mm、直線部の間隔10mm
(商品名フェザーコア)
パンチメタル;アルミ製、枠;亜鉛鉄板(0.6mm)
活性炭層の厚さ 30mm
ユニット数 1
ユニット取替え頻度; 1年に1回
(6)自然の香り添加ユニット;
両側面;竹を幅25mmに割ったものに、9mmの孔を、19mmの間隔であけたものを編んで構成。
香りのもと;ヒノキを厚さ1.5mm以下に切削したチップを1kg使用
取替え頻度; 6ヶ月に1回
(7)装置28を用いて添加した香り;自然の香り添加ユニットを取り替えてから3ヶ月間は添加ない。4月目から、ヒノキの削り屑200gを袋に入れたものを2個ずつ、2月に1回置き換えた。
(8)吹き出し口ユニット; 竹の外径; 150mm
長さ; 2800mm
孔の径; 12mm
孔の数; 高さ方向の間隔;100mm、2方向
香りのもと;ヒノキを厚さ1.5mm以下に切削したチップを1kg使用、
取替え頻度; 1年に1回
ユニット9、10、36を取り替えてから90日後の時点の結果は以下の通りであった。
アンモニア捕集効率 96%
硫化水素捕集効率 98%
アルデヒド捕集効率 98%
また.ヒノキの香りを感知した人の比率は
90日後で98%
120日後で96%であった。
98%の人が、室内の空気浄化改善効果を認めた。
図4に示した構成の空気浄化装置を病院の病室用に設置した。
(1)ダクトの断面積;650mm×650mm
(2)送風ファン;斜流フロン、ナショナルFY40DSL,風量;3552m/h
(3)プレフイルター ; フレイドン PS600、610×610×20mm、
(4)ゼオライトを用いた脱臭ユニット;
平均10mm径の島根県産ゼオライト粒使用
仕切り板;区切り板;波型のピッチ10mm、直線部の間隔10mm (商品名フェザーコア)
各フィルター層;610×420×34
2枚のフィルターでV型を形成
(5)光触媒を用いた脱臭ユニット
;冷陰極 各ユニットに8本 各ユニット30W
;光触媒フィルター;各ユニット2面
;ユニット数 ; 2
(6)活性炭を用いた脱臭ユニット
;活性炭種類;気相用高性能
;区切り板;波型のピッチ10mm、直線部の間隔10mm
;活性炭層の厚さ 30mm
;ユニット数 1
;ユニット取替え頻度; 1年に1回
(7)自然の香り添加ユニット;
;両側面;竹を幅25mmに割ったものに、9mm の孔を、19mmの間隔であけたものを編んで構成。
;香りのもと;ヒノキを厚さ1.5mm以下に切削したチッ
プを1kg使用
;取替え頻度; 6ヶ月に1回
(8)装置28を用いて添加した香り;なし
(9)吹き出し口; 吹き出し口から室内に直接吹き出した。
ユニット9、10、36を取り替えてから90日後の時点の結果は以下の通りであった。
アンモニア捕集効率 97%
硫化水素捕集効率 99%
アルデヒド捕集効率 98%
また.ヒノキの香りを感知した人の比率は
90日後で95%
120日後で92%であった。
また、98%の人が、室内の空気浄化の改善効果を認めた。
図1に示す浄化装置を公衆トイレに設置した。
(1)ダクトの断面積;650mm×325mm
(2)送風ファン;斜流フロン、風量;1750m/h
(3)プレフイルター ; フレイドン PS600、610×610×20mm、
(4)光触媒を用いた脱臭ユニット;
冷陰極; 各ユニットに8本 各ユニット30W
光触媒フィルター;各ユニット2面
ユニット数 ; 2
(5)活性炭を用いた脱臭ユニット;
活性炭種類;気相用高性能
区切り板;波型のピッチ10mm、直線部の間隔10mm
(商品名フェザーコア)
パンチメタル;アルミ製、枠;亜鉛鉄板(0.6mm)
活性炭層の厚さ 30mm
ユニット数 1
ユニット取替え頻度; 1年に1回
(6)自然の香り添加ユニット;
両側面;竹を幅25mmに割ったものに、9mmの孔を、19mmの間隔であけたものを編んで構成。
香りのもと;ヒノキを厚さ1.5mm以下に切削したチップを1kg使用
取替え頻度; 1年に1回
(7)装置28を用いて添加した香り;金木犀の抽出液を、直50mmのビーカーに注いで1月に1回取り替えた。
(8)吹き出し口; 吹き出し口から直接吹き出し。
脱臭ユニット9、10を取り替えてから90日の時点の結果は以下の通りであった。
アンモニア捕集効率 95%
硫化水素捕集効率 97%
アルデヒド捕集効率 97%
なお、98%の利用者が、トイレ臭の軽減効果を認めた。
本考案は、脱臭(アンモニア、汚物臭、腐敗臭など)、ホルムアルデヒド、NOx、活性酸素などの除去、浮遊物除去、花粉症防止、殺菌および、癒し効果をもつ自然の香りを加えることで、総合的で、かつフレキシブルな空気浄化を可能にし、病院、老人ホーム、保育所、公衆トイレ、食堂、調理場、事務所、更衣室、遊技場、ホテルなど公共的な室内空気浄化、あるいは個人住宅での室内空気浄化に用いることができる。
各種ユニットの配置方法(その1)を示す。 光触媒を用いた脱臭ユニットを示す。 活性炭を用いた脱臭ユニットを示す。 各種ユニットの配置方法(その2)を示す。 ゼオライトを用いた脱臭ユニットを示す。 活性炭とゼオライトの両方を用いた脱臭ユニットを示す。 自然の香り発生ユニットを示す。 香りを発生するものを取替え可能にする器具を示す 竹と、樹木の切削片などを用いた空気吹き出しユニットを示す。
符号の説明
1 空気吸入口
2 送風ファン
3 プレフィルターユニット
4 光触媒を用いた脱臭ユニット
5 光触媒脱臭フィルター
6 冷陰極管ランプ
7 電源ユニット
8 予備の取り付け部分
9 活性炭を用いた脱臭ユニット
10 自然の香り添加ユニット
11 パンチメタル
11´ わく
12 細い繊維からなる綿状層
13 活性炭粒を納める空間
14 紙を波型と直線を組み合わせた形に加工された仕切り板
15 風の流れの方向に対する垂直断面の拡大図〔活性炭層〕
16 活性炭粒
17 ゼオライトを用いた脱臭ユニット
18 ゼオライト粒
19 ゼオライト粒を収める空間
20 金網
21 風の流れの方向に対する垂直断面の拡大図〔ゼオライト層〕
22 竹の茎
23 竹の茎にあけた孔
24 ヒノキの切削片などを収めた空間
25 ユニット9の側面状況
26 ヒノキなどの樹木を切削あるいは破砕した片
27 ダクト部
28 利用者が好む香りを任意に取替え可能な器具
29 止め金具
30 竹の節
31 パッキン
31 箱型の部分
32 箱型の各面に設けられた穴
33 香りを発生する粉状のものを収めた袋
34 ダクトに取り付けられた台
35 空気吹き出し口
36 竹の茎に孔をあけて構成した空間に樹木の切削や破砕片を収めた空気吹き出し口
37 竹の茎
38 竹の茎にあけられた穴
39 竹を利用した吹き出し口の内部

Claims (7)

  1. ダクト内の送風の方向にそって、光触媒を用いた脱臭ユニットと活性炭を用いた脱臭ユニットを含み、かつ、活性炭粒を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることを特徴とする空気浄化装置。
  2. 請求項1の光触媒を用いた脱臭ユニットの前に、ゼオライトを用いた脱臭ユニットを加えたこと、およびゼオライト粒を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることを特徴とする空気浄化装置。
  3. 請求項1あるいは請求項2において、光触媒を用いた脱臭ユニットの後に、ゼオライト層と活性炭層の両方を含む脱臭ユニットを加え、ゼオライト粒と活性炭の各々を収めるフィルター層の空間には、紙を波型と直線を組み合わせた形に加工した仕切り板を用いることを特徴とする空気浄化装置。
  4. 請求項1、請求項2あるいは請求項3の活性炭を含む脱臭ユニットのあとに、樹木を切削あるいは破砕した片を収めた香り発生ユニットを設けることを特徴とする空気浄化装置。
  5. 請求項4において、香り発生ユニットの樹木を切削あるいは破砕した片を収める空間を形成するに竹の茎に孔をあけたものを用いることを特徴とする空気浄化装置。

  6. 請求項4あるいは請求項5の香り発生ユニットのあとのダクトに、香りを発生する粉状あるいは液体状のものを取替え可能にする器具を取り付けたことを特徴とする空気浄化装置。
  7. 請求項1,2、3,4,5あるいは6において、空気吹き出しユニットとして竹の茎を筒状のまま表面に孔をあけ、内部に樹木を切削あるいは破砕したものを収めたものを用いることを特徴とする空気浄化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017023206A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 株式会社フジコー 畜産環境保全設備

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