空気清浄機、及び分析室、並びに空気の浄化方法
【課題】空気を循環させ浄化処理を繰り返すことにより、汚染空気中の水銀濃度が高い場合でも確実に浄化しあるいは室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持できる空気清浄機、及びこの空気清浄機を備えた分析室、並びに当該空気清浄機を用いた空気の浄化方法を提供する。
【解決手段】処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段とを有する。
【解決手段】処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機に係わり、特に、周囲空気に含まれる水銀を除去して浄化処理する空気清浄機、及びこの空気清浄機を備えた分析室、並びに当該空気清浄機を用いた空気の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、米国やＥＵでは、発電所、各種工場、自動車などから排出される排煙中に含まれるＮＯｘやＳＯｘなどに加えて、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｆなどの各種微量成分の排出による健康被害を防止する関心が高まり、排出量を極めて低く規制する動きがある。
【０００３】
それら各種微量成分の中でも、特に金属水銀は常温でも蒸気圧が高いため、大気に放出されやすい。例えば石炭焚ボイラから煙突を介し排出される水銀は、大半が上記金属水銀の形で大気中に放出された後、降雨と共に湖や海に移動して無機水銀から有機水銀に変化し、魚介類を中心に取り込まれ、人間の健康に影響を与える。このように水銀は人類に重大な影響を与えるため、各方面で排出量の低減に対する試みが行われ、既に種々の低減方法が提案されている。
【０００４】
その代表的なものとして、特許文献１には、石炭焚ボイラの集塵機や脱硫装置の前流に設けた光源から波長２５４ｎｍ以下の紫外光線を排ガスに照射することで金属水銀を効率よく活性化して蒸気圧の低い化合物とし、熱交換機や別途新設したトラップに通過させて回収することで高い水銀除去効率を得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１８１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に開示された技術は、処理効率が高く、例えば火力発電設備のボイラ等、大型装置から放出される排気の水銀除去へ適用するのに好適である。しかしながら、例えば、蛍光灯や水銀体温計などの破損時における周囲空気や、石炭燃焼設備の周囲空気など、高い濃度で水銀を含む汚染空気の浄化には適用困難である。また、例えば低濃度水銀分析室等においては、空気中の水銀による汚染を避けるために室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持する必要があるが、このような用途に適用することも難しい。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解消し、空気を循環させ浄化処理を繰り返すことにより、汚染空気中の水銀濃度が高い場合でも確実に浄化しあるいは室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持できる空気清浄機、及びこの空気清浄機を備えた分析室、並びに当該空気清浄機を用いた空気の浄化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機により、解決される。
【０００８】
ファンの作動によって、処理対象の水銀蒸気を含む空気が装置内に吸い込まれる。吸い込まれた空気中に含まれる水銀蒸気に対し、照射手段によって、励起された水銀元素から放射される約２５４ｎｍの波長の光が照射される。すると、被照射水銀元素が活性化され、空気中の酸素と速やかに反応し、蒸気圧が１０−１６気圧（１０−１０ｐｐｍ）と低い酸化水銀（ＨｇＯ)になる。これにより、照射手段の照射空間を取り囲む壁面に、活性炭あるいはシリカなどの吸着手段を設けることにより酸化水銀を吸着し、回収することができる。この結果、水銀蒸気を含む空気の浄化を行うことができる。
【０００９】
このようにして、ファンを用いて空気流を生起し、この流れによって、装置外からの水銀蒸気の取り込み、波長２５４ｎｍの光の照射、酸化水銀の形での吸着回収、浄化処理した空気の装置外への排出、という４つの工程を連続的に円滑に実行することができる。これにより、これら４つの工程を１度ずつ実行するだけでなく、最終工程で装置外に排出した浄化処理後の空気を再度装置内に取り込み、最初の工程から再度浄化処理するというように、空気を循環させて浄化処理を複数回繰り返すことが可能となる。
【００１０】
この結果、この空気清浄機を部屋などの空間に設置することで、部屋内部の空気を循環させながら水銀除去を行うことができる。したがって、例えば蛍光灯や水銀体温計の破損時の周囲空気や、石炭燃焼設備の周囲空気等、高濃度で汚染された空気の浄化用に適用することができる。また、この空気清浄機を配置した分析室を設けると、室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持することができるので、水銀含有ガスや水銀汚染大気の分析を混入物のない清浄雰囲気内で精度よく行うことができる。
【００１１】
処理対象の空気の水銀濃度は、例えば２０ｎｇ／リットル以上１０００ｎｇ／リットル以下とするのが望ましい。
【００１２】
例えば、金属水銀は、常温で１〜数ｐｐｍ程度の蒸気圧を持っており、蛍光灯や水銀体温計等が破損で飛び散った場合には、その近傍の空気には高い濃度で水銀蒸気が含まれている。また、石炭燃焼設備からの燃排ガス中には数〜数＋ｐｐｂの水銀蒸気が含まれており、この影響により、燃焼設備周辺の空気自体が高い濃度で水銀蒸気に汚染されている。
【００１３】
上述したように、処理対象の空気を循環させながら浄化処理を繰り返し、水銀除去を行うことで、上記の破損した蛍光灯・水銀体温計の周辺における汚染空気の浄化といった、少量ではあるが高い水銀濃度である民生用の空気浄化の用途に特に有効である。また、同様に高い水銀濃度である石炭燃焼設備の周囲空気の浄化にも有効である。さらに、空気中の水銀による汚染を避けるために雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持する必要がある、低濃度水銀分析室内の空気浄化等の用途にも同様に効果的である。
【００１４】
処理可能な空気中の水銀濃度はいかほどでもよいが、あまり濃度が高すぎると浄化に時間を要することとなる。水銀濃度が例えば１０００ｎｇ／リットル以下であれば、確実に短時間に浄化処理することができる。また、水銀濃度が例えば２０ｎｇ／リットル未満であれば、既存の空気浄化技術でもある程度は対応可能である。したがって、水銀濃度が例えば２０ｎｇ／リットル以上１０００ｎｇ／リットル以下である場合に、上記のような循環させる浄化処理が特に顕著な効果を発揮する。
【００１５】
また、装置外郭を構成する筐体と、筐体に設けられ、処理対象の空気を装置内に取り込む取込口と、筐体に設けられ、浄化した後の空気を装置外に排出する排出口とを有し、排出口から排出された空気を、取込口から再取り込み可能に構成するのが望ましい。
【００１６】
筐体の排出口から排出した空気を取込口から再び取り込み可能とすることにより、「取り込み、照射、吸着回収、排出」、その後さらに「取り込み、照射、・・・のように、４つの工程を１ループとして何度も循環させて確実に繰り返し、高度の水銀蒸気を浄化することができる。
【００１７】
また、取込口による空気の取り込み方向と、排出口による空気の排出方向と、取込口及び排出口の互いの位置関係とを、排出口から排出された空気を取込口から再取り込み可能となるように設定とするのが望ましい。
【００１８】
これにより、ファンにより生起される空気流れに沿って、排出口から排出された空気を再び取込口から確実に取り込み、循環させて消化処理することができる。
【００１９】
また、取込口は、筐体の側部に配置され、装置外部から処理対象の空気を略水平に取り込むように構成されており、排出口は、筐体の上部に配置され、浄化した後の空気を略上方に排出するように構成されており、筐体は、取込口から水平に取り込んだ空気を転向させて下方へ導く下降流路と、下降流路により下方へ導かれた空気を上方へ反転させる反転流路と、反転流路で反転した空気を上方へ導き、排出口へ供給する上昇流路とを備えていることが望ましい。
【００２０】
このように、水平に取り込み→転向して下方へ→下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出、という流路構造とすることにより、取り込みから処理後の排出まで一直線に（例えばずっと水平方向へ）導く流路構造とする場合に比べて、装置全体の大きさを小型化することができる。
【００２１】
また、ファンは、取込口から取り込まれ下降流路、反転流路、及び上昇流路を経て排出口から排出される空気の流れを生起するように、反転流路に配置されていることが望ましい。
【００２２】
水平に取り込み→転向して下方へ→下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出という流路構造において、最下部の反転流路にファンを配置することにより、上記の順序で流れる空気流を円滑に生起させ、空気を確実に循環させることができる。
【００２３】
また、照射手段は、上昇流路に設けられており、上昇流路を上昇する空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射することが望ましい。
【００２４】
これにより、水平に取り込み→転向して下方へ→（ファンで駆動力を付与しつつ）下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出、という流れの中で、ファンの下流側において照射による酸化水銀の生成を確実に行い、また装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、吸着手段は、上昇流路に設けられた第１吸着材層と、排出口に設けられた第２吸着材層とを備えることが望ましい。
【００２６】
照射により生成した酸化水銀を含む上昇流れに対し、２段構えで酸化水銀の吸着回収を行うことで、確実に浄化処理を行うことができる。
【００２７】
また、照射手段は、低圧水銀灯であることが望ましい。
【００２８】
高圧水銀灯のように発光スペクトルの広いものは、大出力の光源を得られる反面、吸収効率が低く、またオゾンの生成など他の反応を起こしやすいため、処理効率の向上が困難である場合がある。本願第９発明においては、照射手段として低圧水銀灯を用いることにより上記の弊害を回避し、確実に高い処理効率を得ることができる。
【００２９】
上記課題はまた、処理対象の気体を分析するためのものであって、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を、前記内部空間に配置した分析室によっても解決される。
【００３０】
上記課題はまた、処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を用い、前記吸着手段で浄化され前記空気清浄機より排出された空気を、再度前記空気清浄機内に取り込むようにして循環させることにより、所定の部屋の内部に存在する空気を浄化する空気浄化方法によっても解決される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、空気を循環させ浄化処理を繰り返して、Ｈｇ蒸気で汚染された空気を効率よく浄化することができる。これにより、蛍光灯破損や水銀体温計破損など一般家庭で起りうる水銀濃度が高い汚染に際しても確実に空気浄化を行うことができる。
【００３２】
また、気体中の水銀分析などではサンプルへの混入を防ぐために、空気中の水銀濃度を低くした部屋が必要になる。本発明により、室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持でき、上記した分析に適した分析室を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る空気清浄機の外観を表す斜視図であり、図２は、図１に示した空気清浄機の内部構造を表す側断面図である。
【００３４】
図１及び図２において、本実施の形態の空気清浄機１は、全体として略直方体の外観形状となっており、装置外郭を構成する筐体２を有している。
【００３５】
筐体２は、処理対象である水銀蒸気を含む空気ＡＲを略水平に吸引し装置内に取り込む空気取込口３を前面に備えるとともに、浄化した後の空気ＡＲを略上方へ導き装置外に排出する空気排出口４を上部に備えている。筐体２のうち空気取込口３の下部には、操作者が操作するための各種スイッチやランプ等を備えた操作部５が設けられており、空気取込口３には塵埃除去用フィルタ６が設けられている。
【００３６】
また筐体２の内部には、上記空気取込口３側と上記空気排出口４側とを仕切る仕切壁７が設けられるとともに、最下部には制御機器格納部８が設けられている。これらにより、筐体２の内部には、導入通路９（下降流路）、中間通路１０（反転流路）、及び照射チャンバー１１（上昇流路）が形成されている。
【００３７】
導入通路９は、空気取込口３から水平に取り込んだ空気ＡＲを下向きに転向させた後、下方へ導く（図中矢印参照、以下同様）。
【００３８】
中間通路１０は、制御機器格納部８の上部に位置し、導入通路９を下降してきた空気ＡＲを横向き、さらに上向きに、Ｕターンするよう反転させる。この中間通路１０にはファン装置１２が設けられている。このファン装置１２の駆動力によって、空気取込口３から取り込まれ、導入通路９、中間通路１０、及び照射チャンバー１１を経て、空気排出口４から排出される空気ＡＲの流れが生起される。
【００３９】
照射チャンバー１１は、上記のようにして上向きに反転した空気ＡＲを上方へ導き空気排出口４へ供給する。そして、この照射チャンバー１１の内部に、複数（図示の例では２つ）の光源１３（照射手段）が設けられている。
【００４０】
光源１３は、波長２５４ｎｍの成分を含む光を発光し、照射チャンバー１１内を上昇する空気ＡＲに対し照射するものであり、例えば、いわゆる殺菌目的に使用される、水銀放電管を備えた水銀灯を用いることができる。なお、水銀灯の中には、２５４ｎｍ以下の波長を含む発光スペクトルであるものがあり、それらも使用可能である。しかしながら、他の成分の吸収を少なくする観点や水銀の発光−吸収特性効率の観点からは、２５４ｎｍの波長を用いることが好ましい。また、光源１３として、水銀原子の発光を用いない光源、例えばＫｒＦレーザ(主として波長２４８ｎｍの光を発する)やＡｒＦレーザ(主として波長１９３ｎｍの光を発する)等を使用することもできる。
【００４１】
また照射チャンバー１１の壁面、言い換えれば光源１３の照射空間を取り囲む壁面には、第１吸着材層１４（吸着手段の一部を構成する）が設けられている。第１吸着材層１４には、活性炭又はシリカゲルなどの吸着剤が備えられている。
【００４２】
空気排出口４には、第２吸着材層１５（吸着手段の一部を構成する）が設けられている。この第２吸着材層１５は、適宜の吸着剤を含む、網、不織布、ハニカム状構造物等により構成されている。
【００４３】
以上のように構成した空気清浄機１においては、ファン装置１２の駆動力により、処理対象の蒸気水銀を含む空気ＡＲが、空気取込口３から導入通路９及び中間通路１０を経て照射チャンバー１１に導かれ、照射チャンバー１１内において光源１３から２５４ｎｍの波長成分を含む光が照射される。
【００４４】
ここで、一般に、水銀灯は、水銀蒸気内で放電させることによりＨｇ原子を励起し、それが低エネルギの状態に遷移する場合の発光を利用するものである。本実施形態の空気清浄機１では、この水銀灯から発せられるものと同等の波長２５４ｎｍの光を光源１３から空気ＡＲ中の水銀分子に照射することにより、上記発光の場合と逆の現象が起こり、Ｈｇ原子が光を吸収して励起される。２５４ｎｍの光の照射により励起されたＨｇ原子は、極めて反応性の高い状態となり、照射チャンバー１１内において周囲に多量に存在するＯ２と反応して安定なＨｇＯ（酸化水銀）を形成する。ＨｇＯは蒸気圧が１０−１６気圧（１０−１０ｐｐｍ）と低いことから、照射チャンバー１１に設けた第１吸着材層１４やその下流側の空気排出口４に設けた第２吸着材層１５に吸着され、回収される。これにより、処理対象の空気ＡＲから、効率よく水銀のみを除去し浄化を行うことができる。
【００４５】
そして、この空気清浄機１では、上記のようにファン装置１２を用いて空気流を生起し、この流れによって、装置外からの水銀蒸気の取り込み、波長２５４ｎｍの光の照射、酸化水銀の形での吸着回収、浄化処理した空気ＡＲの装置外への排出、という４つの工程を連続的に円滑に実行することができる。この結果、これら４つの工程を１度ずつ実行するだけでなく、図３に示すように、最終工程で空気排出口４から装置外に排出した浄化処理後の空気ＡＲを、再び空気取込口３から装置内に取り込み、最初の工程から再度浄化処理するというように、空気ＡＲを循環させて浄化処理を複数回繰り返す（取り込み→照射→吸着回収→排出→再び取り込み→照射→吸着回収→排出→再び取り込み→・・・）ことができる。したがって、この空気清浄機１を部屋などの空間に設置することで、部屋内部の空気ＡＲを循環させながら、その周囲領域（又は部屋内部全域）ＥＡにおける空気ＡＲ中の水銀除去を行うことができる。
【００４６】
また、上記空気清浄機１では、図２に示したように、空気取込口３から水平に取り込み→転向して導入通路９を下方へ→下部の中間通路１０で上方へＵターン→照射チャンバー１１を上方へ導いて空気排出口４から排出、という流路構造としている。これにより、取り込みから処理後の排出まで一直線に（例えばずっと水平方向へ）導く流路構造とする場合に比べて、装置全体の大きさを小型化することができる。またこのとき、最下部の中間通路１０にファン装置１２を配置することにより、上記の順序で流れる空気流を円滑に生起させ、空気ＡＲを確実に循環させることができる。
【００４７】
さらに、上記空気清浄機１では、光源１３からの光の照射により生成した酸化水銀を含む照射チャンバー１１内での空気ＡＲの上昇流れに対し、第１吸着材層１４と第２吸着材層１５との２段構えで酸化水銀の吸着回収を行う。これにより、確実に浄化処理を行うことができる。
【実施例】
【００４８】
以下具体例を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔実施例１〕
図４は、本実施例に係る空気清浄機１の内部構造を表す側断面図であり、上記図２に相当する図である。
【００４９】
図４において、本実施例では、幅Ｗ＝６００［ｍｍ］（図１参照、以下同様）、高さＨ＝７００［ｍｍ］、奥行きＤ＝２５０［ｍｍ］の筐体２を備えた空気清浄機１を用いた。この空気清浄機１においては、塵埃除去用フィルタ６としてポリエチレン製不織布を用いるとともに、ファン装置１２として、空気吸引用横長シロッコファン（送風量７ｍ３/ｍiｎ）を設置した。
【００５０】
また、光源１３としては、定格１０［Ｗ］の殺菌灯（低圧水銀灯）を４本設置した。また第１吸着材層１４に用いる吸着剤として、活性炭粉末とシリカゾルとを乳鉢で混練したペースト状のものを用いた。この吸着剤を、０.７ｔのＳＵＳ４３０製メタルラスに設けられた多数の貫通孔を塞ぐように塗布し、１４０℃雰囲気で乾燥させて吸着剤板を形成し、この吸着剤板により第１吸着材層１４を構成した。そして、その第１吸着材層１４を、照射チャンバー１１において上記４本の光源１３を挟みつつ対向するように配置した。このときの第１吸着材層１４の高さ方向寸法Ｈａ＝４５０［ｍｍ］であり、２つの第１吸着材層１４，１４同士の間隙寸法Ｘａ＝５３［ｍｍ］とした。なお、本実施例では前述の第２吸着材層１５は設けなかった。
【００５１】
飛散した水銀粒子で汚染された部屋に本実施例の空気清浄機１を持ち込んで運転し、前述のようにして空気ＡＲを循環させつつ浄化処理を行った。このときの、空気取込口３及び空気排出口４における空気ＡＲの水銀濃度を、ＪＩＳ Ｋ−０２２２に準拠した手法により分析する（硫酸酸性過マンガン酸カリ溶液に空気ＡＲを吸収させた後、日本インスツルメント製原子吸光装置で分析）ことにより、水銀の低減率を求めた。
〔比較例〕
実施例１と同じ装置を用い、光源１３としての殺菌灯を点灯しないで同様の試験を行った。
【００５２】
実施例及び比較例で得られた結果を表１に示した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、水銀灯から発光される２５４ｎｍの光の照射によりＨｇＯの形で空気ＡＲ中の水銀を回収しさらに空気ＡＲを循環させて処理を繰り返すことにより、本実施例では最終的に空気排出口４からの空気に水銀が検出されなくなっており、部屋内の空気ＡＲを確実に浄化できることが分かる。
【００５５】
特に、本実施例では、光源１３として低圧水銀灯を用いている。例えば、高圧水銀灯のように発光スペクトルの広いものは、大出力の光源を得られる反面、吸収効率が低く、またオゾンの生成など他の反応を起こしやすいため、処理効率の向上が困難である場合がある。本実施例においては、光源１３として低圧水銀灯を用いることにより、上記の弊害を回避し、確実に高い処理効率を得ることができる。
〔実施例２〕
図５（ａ）は、室内において蛍光灯が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す図であり、図５（ｂ）は、同様に室内において水銀体温計が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す図である。
【００５６】
一般に、金属水銀は、常温で１〜数ｐｐｍ程度の蒸気圧を持っている。このため、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように蛍光灯５１や水銀体温計５２等が破損で飛び散った場合には、その近傍の空気には高い濃度で水銀蒸気が含まれている。
【００５７】
前述したように、空気清浄機１は空気を循環させながら水銀除去を行うことができる。したがって、図５（ａ）に示す蛍光灯５１の破損時の周囲領域ＥＡ１における空気ＡＲ１の水銀除去や、図５（ｂ）に示す水銀体温計５２の破損時の周囲領域ＥＡ２における空気ＡＲ２のように、少量でも高い水銀濃度である民生用の空気浄化用に特に有効である。
〔実施例３〕
図６は、水銀濃度の分析を行うための低濃度水銀分析室に本発明を適用した場合の実施例を示す図である。この分析室６０の内部空間ＥＡ３には、水銀分析装置６１と、上記空気清浄機１とが設けられている。
【００５８】
水銀分析装置６１は、この種のものとして公知のものであり、吸入口６２からサンプル気体（水銀含有ガスや水銀汚染大気等）を装置内に吸入させることにより、当該サンプル気体中の水銀濃度を検出するものである。したがって、この検出を高精度に行うためには、周囲雰囲気を清浄に保たなければならない。
【００５９】
前述したように、空気清浄機１は、照射により空気中のＨｇ原子を励起させてＨｇＯとして吸着させる処理を、空気を循環させながら繰り返し、水銀除去を行うことができる。したがって、図６に示すように、この空気清浄機１を分析室６０内に設けて内部空間ＥＡ３の空気ＡＲ３を循環させて浄化処理することにより、内部空間ＥＡ３における水銀濃度を低レベルに維持することができる。この結果、水銀含有ガスや水銀汚染大気等の分析を、混入物のない清浄雰囲気内で精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気清浄機の外観を表す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空気清浄機の内部構造を表す側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空気清浄機による空気循環の挙動を表す説明図である。
【図４】空気清浄機の具体的実施例の内部構造を表す側断面図である。
【図５】室内において蛍光灯や水銀体温計が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す説明図である。
【図６】水銀濃度の分析を行うための低濃度水銀分析室に本発明を適用した場合の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 空気清浄機
２ 筐体
３ 空気取込口（取込口）
４ 空気排出口（排出口）
９ 導入通路（下降流路）
１０ 中間通路（反転流路）
１１ 照射チャンバー（上昇流路）
１２ ファン装置（ファン）
１３ 光源（照射手段）
１４ 第１吸着材層（吸着手段）
１５ 第２吸着材層（吸着手段）
６０ 分析室
ＡＲ 空気
ＡＲ１〜３ 空気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機に係わり、特に、周囲空気に含まれる水銀を除去して浄化処理する空気清浄機、及びこの空気清浄機を備えた分析室、並びに当該空気清浄機を用いた空気の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、米国やＥＵでは、発電所、各種工場、自動車などから排出される排煙中に含まれるＮＯｘやＳＯｘなどに加えて、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｆなどの各種微量成分の排出による健康被害を防止する関心が高まり、排出量を極めて低く規制する動きがある。
【０００３】
それら各種微量成分の中でも、特に金属水銀は常温でも蒸気圧が高いため、大気に放出されやすい。例えば石炭焚ボイラから煙突を介し排出される水銀は、大半が上記金属水銀の形で大気中に放出された後、降雨と共に湖や海に移動して無機水銀から有機水銀に変化し、魚介類を中心に取り込まれ、人間の健康に影響を与える。このように水銀は人類に重大な影響を与えるため、各方面で排出量の低減に対する試みが行われ、既に種々の低減方法が提案されている。
【０００４】
その代表的なものとして、特許文献１には、石炭焚ボイラの集塵機や脱硫装置の前流に設けた光源から波長２５４ｎｍ以下の紫外光線を排ガスに照射することで金属水銀を効率よく活性化して蒸気圧の低い化合物とし、熱交換機や別途新設したトラップに通過させて回収することで高い水銀除去効率を得る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１８１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に開示された技術は、処理効率が高く、例えば火力発電設備のボイラ等、大型装置から放出される排気の水銀除去へ適用するのに好適である。しかしながら、例えば、蛍光灯や水銀体温計などの破損時における周囲空気や、石炭燃焼設備の周囲空気など、高い濃度で水銀を含む汚染空気の浄化には適用困難である。また、例えば低濃度水銀分析室等においては、空気中の水銀による汚染を避けるために室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持する必要があるが、このような用途に適用することも難しい。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解消し、空気を循環させ浄化処理を繰り返すことにより、汚染空気中の水銀濃度が高い場合でも確実に浄化しあるいは室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持できる空気清浄機、及びこの空気清浄機を備えた分析室、並びに当該空気清浄機を用いた空気の浄化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機により、解決される。
【０００８】
ファンの作動によって、処理対象の水銀蒸気を含む空気が装置内に吸い込まれる。吸い込まれた空気中に含まれる水銀蒸気に対し、照射手段によって、励起された水銀元素から放射される約２５４ｎｍの波長の光が照射される。すると、被照射水銀元素が活性化され、空気中の酸素と速やかに反応し、蒸気圧が１０−１６気圧（１０−１０ｐｐｍ）と低い酸化水銀（ＨｇＯ)になる。これにより、照射手段の照射空間を取り囲む壁面に、活性炭あるいはシリカなどの吸着手段を設けることにより酸化水銀を吸着し、回収することができる。この結果、水銀蒸気を含む空気の浄化を行うことができる。
【０００９】
このようにして、ファンを用いて空気流を生起し、この流れによって、装置外からの水銀蒸気の取り込み、波長２５４ｎｍの光の照射、酸化水銀の形での吸着回収、浄化処理した空気の装置外への排出、という４つの工程を連続的に円滑に実行することができる。これにより、これら４つの工程を１度ずつ実行するだけでなく、最終工程で装置外に排出した浄化処理後の空気を再度装置内に取り込み、最初の工程から再度浄化処理するというように、空気を循環させて浄化処理を複数回繰り返すことが可能となる。
【００１０】
この結果、この空気清浄機を部屋などの空間に設置することで、部屋内部の空気を循環させながら水銀除去を行うことができる。したがって、例えば蛍光灯や水銀体温計の破損時の周囲空気や、石炭燃焼設備の周囲空気等、高濃度で汚染された空気の浄化用に適用することができる。また、この空気清浄機を配置した分析室を設けると、室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持することができるので、水銀含有ガスや水銀汚染大気の分析を混入物のない清浄雰囲気内で精度よく行うことができる。
【００１１】
処理対象の空気の水銀濃度は、例えば２０ｎｇ／リットル以上１０００ｎｇ／リットル以下とするのが望ましい。
【００１２】
例えば、金属水銀は、常温で１〜数ｐｐｍ程度の蒸気圧を持っており、蛍光灯や水銀体温計等が破損で飛び散った場合には、その近傍の空気には高い濃度で水銀蒸気が含まれている。また、石炭燃焼設備からの燃排ガス中には数〜数＋ｐｐｂの水銀蒸気が含まれており、この影響により、燃焼設備周辺の空気自体が高い濃度で水銀蒸気に汚染されている。
【００１３】
上述したように、処理対象の空気を循環させながら浄化処理を繰り返し、水銀除去を行うことで、上記の破損した蛍光灯・水銀体温計の周辺における汚染空気の浄化といった、少量ではあるが高い水銀濃度である民生用の空気浄化の用途に特に有効である。また、同様に高い水銀濃度である石炭燃焼設備の周囲空気の浄化にも有効である。さらに、空気中の水銀による汚染を避けるために雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持する必要がある、低濃度水銀分析室内の空気浄化等の用途にも同様に効果的である。
【００１４】
処理可能な空気中の水銀濃度はいかほどでもよいが、あまり濃度が高すぎると浄化に時間を要することとなる。水銀濃度が例えば１０００ｎｇ／リットル以下であれば、確実に短時間に浄化処理することができる。また、水銀濃度が例えば２０ｎｇ／リットル未満であれば、既存の空気浄化技術でもある程度は対応可能である。したがって、水銀濃度が例えば２０ｎｇ／リットル以上１０００ｎｇ／リットル以下である場合に、上記のような循環させる浄化処理が特に顕著な効果を発揮する。
【００１５】
また、装置外郭を構成する筐体と、筐体に設けられ、処理対象の空気を装置内に取り込む取込口と、筐体に設けられ、浄化した後の空気を装置外に排出する排出口とを有し、排出口から排出された空気を、取込口から再取り込み可能に構成するのが望ましい。
【００１６】
筐体の排出口から排出した空気を取込口から再び取り込み可能とすることにより、「取り込み、照射、吸着回収、排出」、その後さらに「取り込み、照射、・・・のように、４つの工程を１ループとして何度も循環させて確実に繰り返し、高度の水銀蒸気を浄化することができる。
【００１７】
また、取込口による空気の取り込み方向と、排出口による空気の排出方向と、取込口及び排出口の互いの位置関係とを、排出口から排出された空気を取込口から再取り込み可能となるように設定とするのが望ましい。
【００１８】
これにより、ファンにより生起される空気流れに沿って、排出口から排出された空気を再び取込口から確実に取り込み、循環させて消化処理することができる。
【００１９】
また、取込口は、筐体の側部に配置され、装置外部から処理対象の空気を略水平に取り込むように構成されており、排出口は、筐体の上部に配置され、浄化した後の空気を略上方に排出するように構成されており、筐体は、取込口から水平に取り込んだ空気を転向させて下方へ導く下降流路と、下降流路により下方へ導かれた空気を上方へ反転させる反転流路と、反転流路で反転した空気を上方へ導き、排出口へ供給する上昇流路とを備えていることが望ましい。
【００２０】
このように、水平に取り込み→転向して下方へ→下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出、という流路構造とすることにより、取り込みから処理後の排出まで一直線に（例えばずっと水平方向へ）導く流路構造とする場合に比べて、装置全体の大きさを小型化することができる。
【００２１】
また、ファンは、取込口から取り込まれ下降流路、反転流路、及び上昇流路を経て排出口から排出される空気の流れを生起するように、反転流路に配置されていることが望ましい。
【００２２】
水平に取り込み→転向して下方へ→下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出という流路構造において、最下部の反転流路にファンを配置することにより、上記の順序で流れる空気流を円滑に生起させ、空気を確実に循環させることができる。
【００２３】
また、照射手段は、上昇流路に設けられており、上昇流路を上昇する空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射することが望ましい。
【００２４】
これにより、水平に取り込み→転向して下方へ→（ファンで駆動力を付与しつつ）下部で上方へＵターン→上方へ導いて排出、という流れの中で、ファンの下流側において照射による酸化水銀の生成を確実に行い、また装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、吸着手段は、上昇流路に設けられた第１吸着材層と、排出口に設けられた第２吸着材層とを備えることが望ましい。
【００２６】
照射により生成した酸化水銀を含む上昇流れに対し、２段構えで酸化水銀の吸着回収を行うことで、確実に浄化処理を行うことができる。
【００２７】
また、照射手段は、低圧水銀灯であることが望ましい。
【００２８】
高圧水銀灯のように発光スペクトルの広いものは、大出力の光源を得られる反面、吸収効率が低く、またオゾンの生成など他の反応を起こしやすいため、処理効率の向上が困難である場合がある。本願第９発明においては、照射手段として低圧水銀灯を用いることにより上記の弊害を回避し、確実に高い処理効率を得ることができる。
【００２９】
上記課題はまた、処理対象の気体を分析するためのものであって、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を、前記内部空間に配置した分析室によっても解決される。
【００３０】
上記課題はまた、処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を用い、前記吸着手段で浄化され前記空気清浄機より排出された空気を、再度前記空気清浄機内に取り込むようにして循環させることにより、所定の部屋の内部に存在する空気を浄化する空気浄化方法によっても解決される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、空気を循環させ浄化処理を繰り返して、Ｈｇ蒸気で汚染された空気を効率よく浄化することができる。これにより、蛍光灯破損や水銀体温計破損など一般家庭で起りうる水銀濃度が高い汚染に際しても確実に空気浄化を行うことができる。
【００３２】
また、気体中の水銀分析などではサンプルへの混入を防ぐために、空気中の水銀濃度を低くした部屋が必要になる。本発明により、室内雰囲気中の水銀濃度を低レベルに維持でき、上記した分析に適した分析室を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る空気清浄機の外観を表す斜視図であり、図２は、図１に示した空気清浄機の内部構造を表す側断面図である。
【００３４】
図１及び図２において、本実施の形態の空気清浄機１は、全体として略直方体の外観形状となっており、装置外郭を構成する筐体２を有している。
【００３５】
筐体２は、処理対象である水銀蒸気を含む空気ＡＲを略水平に吸引し装置内に取り込む空気取込口３を前面に備えるとともに、浄化した後の空気ＡＲを略上方へ導き装置外に排出する空気排出口４を上部に備えている。筐体２のうち空気取込口３の下部には、操作者が操作するための各種スイッチやランプ等を備えた操作部５が設けられており、空気取込口３には塵埃除去用フィルタ６が設けられている。
【００３６】
また筐体２の内部には、上記空気取込口３側と上記空気排出口４側とを仕切る仕切壁７が設けられるとともに、最下部には制御機器格納部８が設けられている。これらにより、筐体２の内部には、導入通路９（下降流路）、中間通路１０（反転流路）、及び照射チャンバー１１（上昇流路）が形成されている。
【００３７】
導入通路９は、空気取込口３から水平に取り込んだ空気ＡＲを下向きに転向させた後、下方へ導く（図中矢印参照、以下同様）。
【００３８】
中間通路１０は、制御機器格納部８の上部に位置し、導入通路９を下降してきた空気ＡＲを横向き、さらに上向きに、Ｕターンするよう反転させる。この中間通路１０にはファン装置１２が設けられている。このファン装置１２の駆動力によって、空気取込口３から取り込まれ、導入通路９、中間通路１０、及び照射チャンバー１１を経て、空気排出口４から排出される空気ＡＲの流れが生起される。
【００３９】
照射チャンバー１１は、上記のようにして上向きに反転した空気ＡＲを上方へ導き空気排出口４へ供給する。そして、この照射チャンバー１１の内部に、複数（図示の例では２つ）の光源１３（照射手段）が設けられている。
【００４０】
光源１３は、波長２５４ｎｍの成分を含む光を発光し、照射チャンバー１１内を上昇する空気ＡＲに対し照射するものであり、例えば、いわゆる殺菌目的に使用される、水銀放電管を備えた水銀灯を用いることができる。なお、水銀灯の中には、２５４ｎｍ以下の波長を含む発光スペクトルであるものがあり、それらも使用可能である。しかしながら、他の成分の吸収を少なくする観点や水銀の発光−吸収特性効率の観点からは、２５４ｎｍの波長を用いることが好ましい。また、光源１３として、水銀原子の発光を用いない光源、例えばＫｒＦレーザ(主として波長２４８ｎｍの光を発する)やＡｒＦレーザ(主として波長１９３ｎｍの光を発する)等を使用することもできる。
【００４１】
また照射チャンバー１１の壁面、言い換えれば光源１３の照射空間を取り囲む壁面には、第１吸着材層１４（吸着手段の一部を構成する）が設けられている。第１吸着材層１４には、活性炭又はシリカゲルなどの吸着剤が備えられている。
【００４２】
空気排出口４には、第２吸着材層１５（吸着手段の一部を構成する）が設けられている。この第２吸着材層１５は、適宜の吸着剤を含む、網、不織布、ハニカム状構造物等により構成されている。
【００４３】
以上のように構成した空気清浄機１においては、ファン装置１２の駆動力により、処理対象の蒸気水銀を含む空気ＡＲが、空気取込口３から導入通路９及び中間通路１０を経て照射チャンバー１１に導かれ、照射チャンバー１１内において光源１３から２５４ｎｍの波長成分を含む光が照射される。
【００４４】
ここで、一般に、水銀灯は、水銀蒸気内で放電させることによりＨｇ原子を励起し、それが低エネルギの状態に遷移する場合の発光を利用するものである。本実施形態の空気清浄機１では、この水銀灯から発せられるものと同等の波長２５４ｎｍの光を光源１３から空気ＡＲ中の水銀分子に照射することにより、上記発光の場合と逆の現象が起こり、Ｈｇ原子が光を吸収して励起される。２５４ｎｍの光の照射により励起されたＨｇ原子は、極めて反応性の高い状態となり、照射チャンバー１１内において周囲に多量に存在するＯ２と反応して安定なＨｇＯ（酸化水銀）を形成する。ＨｇＯは蒸気圧が１０−１６気圧（１０−１０ｐｐｍ）と低いことから、照射チャンバー１１に設けた第１吸着材層１４やその下流側の空気排出口４に設けた第２吸着材層１５に吸着され、回収される。これにより、処理対象の空気ＡＲから、効率よく水銀のみを除去し浄化を行うことができる。
【００４５】
そして、この空気清浄機１では、上記のようにファン装置１２を用いて空気流を生起し、この流れによって、装置外からの水銀蒸気の取り込み、波長２５４ｎｍの光の照射、酸化水銀の形での吸着回収、浄化処理した空気ＡＲの装置外への排出、という４つの工程を連続的に円滑に実行することができる。この結果、これら４つの工程を１度ずつ実行するだけでなく、図３に示すように、最終工程で空気排出口４から装置外に排出した浄化処理後の空気ＡＲを、再び空気取込口３から装置内に取り込み、最初の工程から再度浄化処理するというように、空気ＡＲを循環させて浄化処理を複数回繰り返す（取り込み→照射→吸着回収→排出→再び取り込み→照射→吸着回収→排出→再び取り込み→・・・）ことができる。したがって、この空気清浄機１を部屋などの空間に設置することで、部屋内部の空気ＡＲを循環させながら、その周囲領域（又は部屋内部全域）ＥＡにおける空気ＡＲ中の水銀除去を行うことができる。
【００４６】
また、上記空気清浄機１では、図２に示したように、空気取込口３から水平に取り込み→転向して導入通路９を下方へ→下部の中間通路１０で上方へＵターン→照射チャンバー１１を上方へ導いて空気排出口４から排出、という流路構造としている。これにより、取り込みから処理後の排出まで一直線に（例えばずっと水平方向へ）導く流路構造とする場合に比べて、装置全体の大きさを小型化することができる。またこのとき、最下部の中間通路１０にファン装置１２を配置することにより、上記の順序で流れる空気流を円滑に生起させ、空気ＡＲを確実に循環させることができる。
【００４７】
さらに、上記空気清浄機１では、光源１３からの光の照射により生成した酸化水銀を含む照射チャンバー１１内での空気ＡＲの上昇流れに対し、第１吸着材層１４と第２吸着材層１５との２段構えで酸化水銀の吸着回収を行う。これにより、確実に浄化処理を行うことができる。
【実施例】
【００４８】
以下具体例を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔実施例１〕
図４は、本実施例に係る空気清浄機１の内部構造を表す側断面図であり、上記図２に相当する図である。
【００４９】
図４において、本実施例では、幅Ｗ＝６００［ｍｍ］（図１参照、以下同様）、高さＨ＝７００［ｍｍ］、奥行きＤ＝２５０［ｍｍ］の筐体２を備えた空気清浄機１を用いた。この空気清浄機１においては、塵埃除去用フィルタ６としてポリエチレン製不織布を用いるとともに、ファン装置１２として、空気吸引用横長シロッコファン（送風量７ｍ３/ｍiｎ）を設置した。
【００５０】
また、光源１３としては、定格１０［Ｗ］の殺菌灯（低圧水銀灯）を４本設置した。また第１吸着材層１４に用いる吸着剤として、活性炭粉末とシリカゾルとを乳鉢で混練したペースト状のものを用いた。この吸着剤を、０.７ｔのＳＵＳ４３０製メタルラスに設けられた多数の貫通孔を塞ぐように塗布し、１４０℃雰囲気で乾燥させて吸着剤板を形成し、この吸着剤板により第１吸着材層１４を構成した。そして、その第１吸着材層１４を、照射チャンバー１１において上記４本の光源１３を挟みつつ対向するように配置した。このときの第１吸着材層１４の高さ方向寸法Ｈａ＝４５０［ｍｍ］であり、２つの第１吸着材層１４，１４同士の間隙寸法Ｘａ＝５３［ｍｍ］とした。なお、本実施例では前述の第２吸着材層１５は設けなかった。
【００５１】
飛散した水銀粒子で汚染された部屋に本実施例の空気清浄機１を持ち込んで運転し、前述のようにして空気ＡＲを循環させつつ浄化処理を行った。このときの、空気取込口３及び空気排出口４における空気ＡＲの水銀濃度を、ＪＩＳ Ｋ−０２２２に準拠した手法により分析する（硫酸酸性過マンガン酸カリ溶液に空気ＡＲを吸収させた後、日本インスツルメント製原子吸光装置で分析）ことにより、水銀の低減率を求めた。
〔比較例〕
実施例１と同じ装置を用い、光源１３としての殺菌灯を点灯しないで同様の試験を行った。
【００５２】
実施例及び比較例で得られた結果を表１に示した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１から明らかなように、水銀灯から発光される２５４ｎｍの光の照射によりＨｇＯの形で空気ＡＲ中の水銀を回収しさらに空気ＡＲを循環させて処理を繰り返すことにより、本実施例では最終的に空気排出口４からの空気に水銀が検出されなくなっており、部屋内の空気ＡＲを確実に浄化できることが分かる。
【００５５】
特に、本実施例では、光源１３として低圧水銀灯を用いている。例えば、高圧水銀灯のように発光スペクトルの広いものは、大出力の光源を得られる反面、吸収効率が低く、またオゾンの生成など他の反応を起こしやすいため、処理効率の向上が困難である場合がある。本実施例においては、光源１３として低圧水銀灯を用いることにより、上記の弊害を回避し、確実に高い処理効率を得ることができる。
〔実施例２〕
図５（ａ）は、室内において蛍光灯が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す図であり、図５（ｂ）は、同様に室内において水銀体温計が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す図である。
【００５６】
一般に、金属水銀は、常温で１〜数ｐｐｍ程度の蒸気圧を持っている。このため、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように蛍光灯５１や水銀体温計５２等が破損で飛び散った場合には、その近傍の空気には高い濃度で水銀蒸気が含まれている。
【００５７】
前述したように、空気清浄機１は空気を循環させながら水銀除去を行うことができる。したがって、図５（ａ）に示す蛍光灯５１の破損時の周囲領域ＥＡ１における空気ＡＲ１の水銀除去や、図５（ｂ）に示す水銀体温計５２の破損時の周囲領域ＥＡ２における空気ＡＲ２のように、少量でも高い水銀濃度である民生用の空気浄化用に特に有効である。
〔実施例３〕
図６は、水銀濃度の分析を行うための低濃度水銀分析室に本発明を適用した場合の実施例を示す図である。この分析室６０の内部空間ＥＡ３には、水銀分析装置６１と、上記空気清浄機１とが設けられている。
【００５８】
水銀分析装置６１は、この種のものとして公知のものであり、吸入口６２からサンプル気体（水銀含有ガスや水銀汚染大気等）を装置内に吸入させることにより、当該サンプル気体中の水銀濃度を検出するものである。したがって、この検出を高精度に行うためには、周囲雰囲気を清浄に保たなければならない。
【００５９】
前述したように、空気清浄機１は、照射により空気中のＨｇ原子を励起させてＨｇＯとして吸着させる処理を、空気を循環させながら繰り返し、水銀除去を行うことができる。したがって、図６に示すように、この空気清浄機１を分析室６０内に設けて内部空間ＥＡ３の空気ＡＲ３を循環させて浄化処理することにより、内部空間ＥＡ３における水銀濃度を低レベルに維持することができる。この結果、水銀含有ガスや水銀汚染大気等の分析を、混入物のない清浄雰囲気内で精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気清浄機の外観を表す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る空気清浄機の内部構造を表す側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る空気清浄機による空気循環の挙動を表す説明図である。
【図４】空気清浄機の具体的実施例の内部構造を表す側断面図である。
【図５】室内において蛍光灯や水銀体温計が破損で飛び散ったときの空気浄化に本発明を適用した場合の実施例を示す説明図である。
【図６】水銀濃度の分析を行うための低濃度水銀分析室に本発明を適用した場合の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 空気清浄機
２ 筐体
３ 空気取込口（取込口）
４ 空気排出口（排出口）
９ 導入通路（下降流路）
１０ 中間通路（反転流路）
１１ 照射チャンバー（上昇流路）
１２ ファン装置（ファン）
１３ 光源（照射手段）
１４ 第１吸着材層（吸着手段）
１５ 第２吸着材層（吸着手段）
６０ 分析室
ＡＲ 空気
ＡＲ１〜３ 空気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、
前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、
前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段と
を有することを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気清浄機において、
装置外郭を構成する筐体と、
前記筐体に設けられ、処理対象の前記空気を装置内に取り込む取込口と、
前記筐体に設けられ、浄化した後の前記空気を装置外に排出する排出口とを有し、
前記排出口から排出された空気を、前記取込口から再取り込み可能に構成したことを特徴とする空気清浄機。
【請求項３】
請求項２に記載の空気清浄機において、
前記取込口による前記空気の取り込み方向と、前記排出口による前記空気の排出方向と、前記取込口及び前記排出口の互いの位置関係とを、前記排出口から排出された空気を前記取込口から再取り込み可能となるように設定したことを特徴とする空気清浄機。
【請求項４】
請求項３に記載の空気清浄機において、
前記取込口は、
前記筐体の側部に配置され、装置外部から処理対象の前記空気を略水平に取り込むように構成されており、
前記排出口は、
前記筐体の上部に配置され、浄化した後の前記空気を略上方に排出するように構成されており、
前記筐体は、
前記取込口から水平に取り込んだ前記空気を転向させて下方へ導く下降流路と、
前記下降流路により下方へ導かれた前記空気を上方へ反転させる反転流路と、
前記反転流路で反転した前記空気を上方へ導き、前記排出口へ供給する上昇流路と
を備えていることを特徴とする空気清浄機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気清浄機において、
前記ファンは、
前記取込口から取り込まれ前記下降流路、前記反転流路、及び前記上昇流路を経て前記排出口から排出される空気の流れを生起するように、前記反転流路に配置されている
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の空気清浄機において、
前記照射手段は、
前記上昇流路に設けられており、当該上昇流路を上昇する空気に対し前記波長２５４ｎｍの光を照射する
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の空気清浄機において、
前記吸着手段は、
前記上昇流路に設けられた第１吸着材層と、
前記排出口に設けられた第２吸着材層とを備える
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の空気清浄機において、
前記照射手段は、低圧水銀灯であることを特徴とする空気清浄機。
【請求項９】
処理対象の気体を分析するための分析室であって、
水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を、前記内部空間に配置した
ことを特徴とする分析室。
【請求項１０】
処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、 前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を用い、
前記吸着手段で浄化され前記空気清浄機より排出された空気を、再度前記空気清浄機内に取り込むようにして循環させることにより、
所定の部屋の内部に存在する空気を浄化することを特徴とする空気浄化方法。
【請求項１】
処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、
前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、
前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着し前記空気を浄化する吸着手段と
を有することを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気清浄機において、
装置外郭を構成する筐体と、
前記筐体に設けられ、処理対象の前記空気を装置内に取り込む取込口と、
前記筐体に設けられ、浄化した後の前記空気を装置外に排出する排出口とを有し、
前記排出口から排出された空気を、前記取込口から再取り込み可能に構成したことを特徴とする空気清浄機。
【請求項３】
請求項２に記載の空気清浄機において、
前記取込口による前記空気の取り込み方向と、前記排出口による前記空気の排出方向と、前記取込口及び前記排出口の互いの位置関係とを、前記排出口から排出された空気を前記取込口から再取り込み可能となるように設定したことを特徴とする空気清浄機。
【請求項４】
請求項３に記載の空気清浄機において、
前記取込口は、
前記筐体の側部に配置され、装置外部から処理対象の前記空気を略水平に取り込むように構成されており、
前記排出口は、
前記筐体の上部に配置され、浄化した後の前記空気を略上方に排出するように構成されており、
前記筐体は、
前記取込口から水平に取り込んだ前記空気を転向させて下方へ導く下降流路と、
前記下降流路により下方へ導かれた前記空気を上方へ反転させる反転流路と、
前記反転流路で反転した前記空気を上方へ導き、前記排出口へ供給する上昇流路と
を備えていることを特徴とする空気清浄機。
【請求項５】
請求項４に記載の空気清浄機において、
前記ファンは、
前記取込口から取り込まれ前記下降流路、前記反転流路、及び前記上昇流路を経て前記排出口から排出される空気の流れを生起するように、前記反転流路に配置されている
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の空気清浄機において、
前記照射手段は、
前記上昇流路に設けられており、当該上昇流路を上昇する空気に対し前記波長２５４ｎｍの光を照射する
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の空気清浄機において、
前記吸着手段は、
前記上昇流路に設けられた第１吸着材層と、
前記排出口に設けられた第２吸着材層とを備える
ことを特徴とする空気清浄機。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の空気清浄機において、
前記照射手段は、低圧水銀灯であることを特徴とする空気清浄機。
【請求項９】
処理対象の気体を分析するための分析室であって、
水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を、前記内部空間に配置した
ことを特徴とする分析室。
【請求項１０】
処理対象となる、水銀蒸気を含む空気を装置内に吸い込むためのファンと、 前記ファンにより吸い込まれた前記空気に対し波長２５４ｎｍの光を照射し、前記水銀蒸気より酸化水銀を生成する照射手段と、前記照射手段の照射空間を取り囲む壁面に配置され、前記酸化水銀を吸着して前記空気を浄化する吸着手段とを有する空気清浄機を用い、
前記吸着手段で浄化され前記空気清浄機より排出された空気を、再度前記空気清浄機内に取り込むようにして循環させることにより、
所定の部屋の内部に存在する空気を浄化することを特徴とする空気浄化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１３７１９４（Ｐ２０１０−１３７１９４Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１８１８１（Ｐ２００８−３１８１８１）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００５４４１）バブコック日立株式会社 (683)
【Ｆターム（参考）】
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