説明

空気浄化用風管

【課題】簡単な構成で汚染空気を浄化できる風管1を提供する。
【解決手段】風管1と光触媒体2とによって構成する。風管1は汚染空気を送る筒体であり、かつ紫外線の透過が可能な材料で構成する。光触媒体2は紫外線を透過する基盤材に光触媒を担持して構成してあり、その風管1の内面に取り付け塗布したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気浄化の性能を有する風管に関するものである。
【背景技術】
【0002】
空気の浄化機能を備えた各種のダクトや風管が開発されている。
これらは、空気の通路を構成する壁面に光触媒体を配置し、汚染した空気が通過する際に光触媒体と接触させて汚染物質を除去する構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−209594号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記したような従来の空気浄化用風管にあっては、次のような問題点がある。
<1> 特許文献1記載の発明では、光触媒体の機能を発揮させるために、ダクトの上面に光透過性を与えている。そのために光が天井部からしか入射せず、紫外線の当たらない領域では光触媒体による汚染物質の除去効率が低下する。
<2> さらに特許文献1記載の発明では、汚染物質除去部材を着脱可能としていることから、却って構成部材が多くなって高価な製品となる。
<3> 光触媒体を風管の内面に配置し、光源も風管の内部に配置する構成も考えられる。しかしそのような構成では光源の風管内への設置が煩雑となり、光源へのエネルギーの供給も必要となる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記のような課題を解決するために、本発明の空気浄化用風管は、汚染空気を送る筒体であり、かつ紫外線の透過が可能な材料で構成した風管と、紫外線を透過する基盤材に光触媒を担持し、かつ風管の内面に取り付け塗布した光触媒体とより構成したことを特徴とする。
さらに本発明の空気浄化用風管は、汚染空気を送る筒体であり、かつ紫外線の透過が可能な材料で構成した風管と、紫外線を透過する基盤材に光触媒を担持し、かつ風管の内面に取り付け塗布した光触媒体と、らせん状に連続して形成した突起で、かつ風管の内部に配置したらせん抵抗板とより構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明の空気浄化用風管は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<1> 透明風管の内面に透明な光触媒体を取り付け、あるいは塗布してあるから、風管外部からの紫外線は、まず透明な風管の対光面の光触媒体に反応して有害物質を除去する。
<2> しかしそれだけでなく、対光面の光触媒体を通過した紫外線は、風管内を通過して反対側の光触媒体に到達する。その結果、そこでも再度光触媒体が反応して有害物質を除去するという、再度の機能を果たす構造である。
<3> さらに風管内に光触媒体をコーティングした透明な突起をらせん状に配置しておけば、風管内に渦状の空気の流れを発生させることができる。その結果、風管内の空気を、風管内面の光触媒体に加圧状態で接触させることができ、光触媒体の反応効果を向上させることができる。
<4> 軽量な風管を利用することによって、簡単な設置や撤去が容易であるから、永久構造物というよりは、たとえば建設現場において、建設機械の排ガスからNOxを除去して、良好な環境を提供するような用途に有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の空気浄化用風管の実施例の説明図。
【図2】風管の内面の全面に光触媒体を取り付けた実施例の説明図。
【図3】風管の内面の一部に光触媒体を取り付けた実施例の説明図。
【図4】風管の一部に反射材を取り付けた実施例の説明図。
【図5】風管の内部にらせん状の空気抵抗板を取り付けた実施例の説明図
【図6】建物の屋根部に空気浄化室を設けた実施例の説明図。
【図7】建物の壁部に空気浄化室を設けた実施例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【0009】
<1>風管。
風管1とは、汚染空気を送る長い筒体のことである。
この風管1は、たわみにくい硬い材料で構成することも、あるいは柔軟な材料で構成することもできる。
本発明ではこの風管1を、紫外線が透過する材料、透過が良好な材によって構成する。
ただし後述するように、必ずしも風管1の全周を紫外線透過材料で構成する必要はない。
光源の位置が決まっているような用途で使用する場合には、少なくとも風管1の光源側を紫外線透過材料で構成すればよい。
【0010】
<2>光触媒体の配置、塗布。
この紫外線が透過する風管1に光触媒体2を配置、塗布する。
この光触媒体2は、紫外線の透過率が良好なものを選択する。
そのために、紫外線を透過する材料で構成した基盤材に光触媒を担持した光触媒体2を使用する。
紫外線を透過する基盤材としては、テフロン(登録商標)や石英ガラス、アクリルなどを使用できる。
基盤材に担持した光触媒とは、光によって励起状態となり、そのエネルギーを他に与えることができる物質であり、二酸化チタンのような金属酸化合物半導体が多く用いられる。
あるいは、基盤材を用いず、光触媒塗料を直接、風管1内面に塗布する構成を採用することもできる。
【0011】
<3>光触媒体の配置位置。
太陽のように光源の位置が変化する状況下で使用する風管1では、風管1の全周を紫外線透過材料で構成し、その内面の全周に光触媒体2を配置する。
すると光源の位置がどのように変化してもいずれかの位置の光触媒体2の光触媒を、汚染空気に反応させることができる。
光源の位置が一定である状況下で使用する風管1では、図3に示すように風管1の光源側を紫外線透過材料で構成し、その内面に光触媒体2を配置する。
すると常に光源から同一方向からの光を受ける位置の光触媒体2の光触媒を、汚染空気に反応させることができる。
【0012】
<4>光線の二次利用。
太陽光、水銀灯などの風管1外部の光源からの紫外線を、風管1の内部を通過させて二次的に利用することもできる。
すなわち、図2に示すように、光源側の光触媒体2の光触媒に紫外線が当たる際の一次利用Aと、その光触媒体2を通過した紫外線が光源と反対側の光触媒体2の光触媒に当たる際の二次利用Bである。
その状況を図で示すと、光源側に紫外線50%をトラップする仕様の光触媒体2を配置、塗布すると、風管1の内部を横断する透過紫外線50%は、光源の反対側に配置塗布した光触媒体2の光触媒に到達する。
こうして紫外線を二次利用することができる。
【0013】
<5>反射材の設置。
光源の位置が一定である場合に、前記したように、風管1の光源側を紫外線透過材料で構成すれば紫外線は風管1の断面を横断して光源と反対側に到達する。
その位置、すなわち光源と反対側の位置に、図4に示すように反射材3を配置したり、風管1自体の一部を紫外線反射材3で構成する。
紫外線反射材3とは、たとえばアルミや、鋼板や樹脂の表面にアルミを蒸着したもの、鋼板や樹脂の表面に白色の塗装を塗布したもの、銀、あるいは鋼板や樹脂の表面に銀を蒸着したもの、などを使用できる。
すると、光源側の光触媒体2を透過した紫外線は、反射材3で反射して光源側の光触媒体2の光触媒に再度到達するから、紫外線をきわめて効率よく利用することができる。
【0014】
<6>費用対効果の検討。
風管1内面に紫外線を100%トラップする仕様の光触媒を配置する場合と、風管1の内面に紫外線をUVT%トラップする仕様の光触媒体2を配置する場合の空気浄化の費用対効果を検討する。
ここに「紫外線を100%トラップする」とは入射してきた紫外線量の100%がその位置で光触媒の反応に使用されそこを通過する紫外線量が0%である、という意味である。
また「UVT%」とは光触媒によって紫外線が使用される割合(百分率)という意味である。
なおuvt=UVT/100とする。
【0015】
<7>比較の条件。
1) トラップされた紫外線は、NOx除去係数αを乗じることによって、「空気浄化強度」となり、この数値に作用面積Sを乗じることによって「空気浄化量」となるとする。
2) トラップされた紫外線以外はすべて透過紫外線になる。
3) 紫外線を100%トラップする場合の費用Cと、UVT%トラップする場合の費用C(UVT)は、光触媒体2の量に比例すると考えると、C:C(UVT)=1:uvtとし、C=tとする。
4) ここに「t」は、光触媒体2塗布厚さである。
【0016】
<8>比較。
風管1の斜め上方からある幅Sの平行な紫外線が放射されている場合を例に、単位奥行きについて検討する。
【0017】
<9>100%トラップの場合。
まず、風管1内面に、紫外線を100%トラップする仕様の光触媒体2を配置した場合の費用対効果Bを検討する。
空気除去量=α×S
費用=t
費用対効果=t/(α×S)
【0018】
<10>UVT%トラップの場合。
次に、風管1内面に紫外線をUVT%トラップする仕様の光触媒体2を配置した場合の費用対効果B(UVT)を検討する。
この場合には、上部の光触媒体2の層でトラップされなかった紫外線が、下部の光触媒層で再度トラップされることになる。
空気除去量=α・uvt・S+α(1−uvt)uvt・S=α・(2−uvt)・uvt・Sとなる。
費用=uvt・tより、
費用対効果B(UVT)=t/{α・(2−uvt)・S}。
【0019】
<11>費用対効果の比較。
以上の2ケースから費用対効果を比較する。
費用対効果の比率=B(UVT)/B=1/(2−uvt)。
ここに、uvt≦1.0である。
したがって、紫外線のトラップを100%よりも小さくした場合の方が効率的であることが分かる。
【0020】
<12>らせん抵抗板の形成。(図5)
一般の風管1は長い円筒形であるが、その内面にらせん状の抵抗板4を内側に向けて突設する構造である。
このらせん状の抵抗板4は、らせん状に連続して風管1の内側の面に取り付ける。
そのために、汚染空気は風管1の内部を回転しながら移動する。
風管1にはその内面に光触媒体2を設置、塗布する。
このように構成すると、風管1の内部を通過する汚染空気は、回転しながら風管1内面の光触媒体2に押し付けられるから、より効率よく反応させて汚染物質の除去を行うことができる。
【0021】
<13>防音室の上部への設置。(図6)
図6に示すように、防音室5の屋根板51を、ガラスやアクリル板など、紫外線透過材で構成する。
屋根板51の補強のためにワイヤーメッシュ入りのものを使用することも可能である。
防音室5とは、例えば継続して騒音を発生するコンプレッサーなどを覆う建物である。
そして、屋根板51の直下には天井板52を水平に設置する。
この天井板52の屋根板51側の面に、光触媒体2を設置、塗布する。
このように構成して、紫外線透過材で構成した屋根板51と、天井板52との間に空気浄化室53を形成することができる。なお、屋根板51の天井板52側に光触媒体2を設置、塗布することも可能である。
さらに天井板52には、空気供給穴54を開口する。
このように構成すると、防音室5内の装置からの温度が高い排気が天井板52の空気供給穴54を通って、空気浄化室53に侵入し、光触媒体2に接触して汚染物質が除去される。
さらに除去効率を高めるために、空気浄化室53を透明の壁で仕切って通路を形成し、この壁にも光触媒体2を取り付けることもできる。
汚染物質を除去した空気は、空気浄化室53の側面の排気穴55から外部へ排出する。
夜間の性能維持のためには、LED、蛍光灯、紫外線ランプの紫外線を屋根板51を通して天井板52上の光触媒体2に供給することができる。
【0022】
<14>防音室の側面への設置。(図7)
前記の例と同様の構成を、壁面6に設置することもできる。
その場合には、防音室5の壁面を外壁61と内壁62の二重構造とし、その内部を空気浄化室63として構成する。
空気浄化室63の外壁61は紫外線を透過する板で形成する。
空気浄化室63の内壁62の外面には光触媒体2を設置、塗布する。
なお、外壁61の内面に光触媒体2を設置、塗布してもよい。
汚染空気を供給する空気供給穴64は空気浄化室63の上方の位置に、浄化した空気を排出する排気穴65は下方の位置に開口する。
このように構成すると、防音室5内の装置からの温度が高い排気が空気供給穴64を通って、空気浄化室63に侵入して徐々に下降し、光触媒体2に接触して汚染物質が除去される。
汚染物質が除去された空気は、空気浄化室63の下方の排気穴65から外部へ排出する。
その他の構成は前記の実施例と同様の構成を採用できる。
【符号の説明】
【0023】
1:風管
2:光触媒体
3:反射材
4:らせん抵抗板
5:防音室

【特許請求の範囲】
【請求項1】
汚染空気を送る筒体であり、かつ紫外線の透過が可能な材料で構成した風管と、
紫外線を透過する基盤材に光触媒を担持し、かつ風管の内面に取り付け塗布した光触媒体とより構成した、
空気浄化用風管。

【請求項2】
請求項1記載の風管は、
その一部を紫外線の透過が可能な材料で構成した、
空気浄化用風管。

【請求項3】
請求項1記載の光触媒体は、
風管の内面の一部に取り付け塗布してある、
空気浄化用風管。

【請求項4】
汚染空気を送る筒体であり、かつ紫外線の透過が可能な材料で構成した風管と、
紫外線を透過する基盤材に光触媒を担持し、かつ風管の内面に取り付け塗布した光触媒体と、
らせん状に連続して形成した突起で、かつ風管の内部に配置したらせん抵抗板とより構成した、
空気浄化用風管。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−206653(P2011−206653A)
【公開日】平成23年10月20日(2011.10.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−75543(P2010−75543)
【出願日】平成22年3月29日(2010.3.29)
【出願人】(000206211)大成建設株式会社 (1,602)
【Fターム(参考)】