JPH02258008A

JPH02258008A - 室内空気の浄化装置

Info

Publication number: JPH02258008A
Application number: JP89255A
Authority: JP
Inventors: Norichika Kai; 徳親甲斐; Masaatsu Fukuda; 福田　征孜; Shozo Kaneko; 祥三金子; Toshihiro Sakagami; 阪上　敏博; Naohiko Wakimoto; 脇本　直彦
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-10-18
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JP2554155B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、室内の空気浄化により快適な居住環境を得る
ための室内空気の浄化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の室内空気の浄化機は、フィルターにより、空気中
の塵芥、バクテリヤ、煙等を吸着していたが、人間、動
物の呼吸作用で生成する二酸化炭素（以後、　ＣＯ２と
記す。）、石油ストーブ等より発生する一酸化炭素（以
後、ＧＯと記す）、等の除去は不可能であった。

また、従来、吸着剤を用いた酸素富化器を使用して室内
空気の酸素濃度を高める方法であって、■室外からの大
気空気を酸素富化器に取入れること、■酸素富化器から
の窒素富化空気を室外へ放出すること、■酸素富化器か
らの酸素富化空気を室内に導入すること、及び■その導
入された酸素富化空気を別の空気の流れと混合して少な
（とも０．１ｍ／秒の風速をもって室内へ開放せしめる
ことを特徴とするものが、特開昭５７−１４４０１９号
として提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の室内空気の浄化機は、上記のよ５に、空気中の約
０．３μｍ以上のじんあいをフィルターで除去すること
により、タバコの煙、バクテリア、カビ、花粉、じんあ
い、ダニ、臭気等を減じて、室内を浄化するものである
。

しかし乍ら、この空気浄化機では、室内に居住する人や
ペット等の呼吸作用および化石燃料暖房器具より発生す
るＣＯ２の増加及びｏ２の減少、これに伴なうＮ２の相
対的増加をコントロールすることができず、またｃｏ、
　ｃｏ２．　ＳＯ２等の有害成分を除去できないため、
特に密閉状態に近い室内では、度々換気が必要である。

更に、前述した特開昭５７−１４４０１９号によれば、
室内空気の酸素濃度は高め得るが、ｃｏ、ｃｏ２゜亜硫
酸ガス（以後、ＳＯ□と記す）等の有害成分の室外への
排出が積極的に行なわれないため、時間と共にこれらの
有害成分が蓄積増加される欠点があり、特に密閉状態に
近い室内では、度々換気が必要である。

この結果、外部から、多量の空気が侵入するため、冷暖
房の効果も減少し冷暖房エネルギーがより多く必要とな
る。

本発明は、上記の従来の空気浄化機及び酸素富化装置を
用いた空気浄化装置の欠点を解消した室内空気の浄化装
置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明は、室内の雰囲気における酸素濃度を全体
に亘って均一に高めると共に、有害成分を室外に排出し
得る簡単で、安全であり衛生的でしかも経済的な装置を
開発したものである。すなわち、本発明は湿分、窒素及
び有害成分の吸着を行なう圧力スイング式ガス分離装置
と、室内からの空気を同圧カスイン／式ガス分離装置へ
取り入れる手段と、同圧力スイング式ガス分離装置で吸
着された成分を室外へ放出する手段と、残りの成分を室
内の別の空気の流れと混合して室内へ環流せしめる手段
とを具えたことを特徴とする室内の浄化装置に係り、さ
らには、この空気浄化装置において、圧力スイング式ガ
ス分離装置より室外へ放出される吸着成分に相当する体
積の室外空気を、自然流入によって室内に導入する手段
を具えたことを特徴とする室内空気の浄化装置に係るも
のである。

〔作用〕

本発明では、圧力スイング式ガス分離装置に空気循環フ
ァン等からの室内空気の一部が導入され、ここで湿分と
Ｎ２及びｃｏ、ｃｏ□、ＳＯ２等の有害成分が吸着され
浄化され０□の濃度の高い状態になった残りの成分が空
気循環ファン等による室内の別の流れの空気と混合して
均一な濃度となって室内に供給される。

このようにして、室内の空気は清浄に保たれると共に所
要の酸素濃度が保たれることになる。

また、圧力スイング式ガス分離装置におけるガスの吸着
量が一定１以上になったときは、同分離装置内を減圧し
【ガスを脱着させた上、これを室外に排出することによ
って、同分離装置の吸着能力を回復させることができる
。

更に、本発明では、室内に補充する空気の量は、圧力ス
イング式ガス分離装置によって吸着され室外へ排出され
たガス量に見合うだけでよいために、室の窓、扉、壁、
天井、床等の隙間等を通って自然に流入する外部空気に
よってそれを補うため、特別な換気装置等を必要とせず
、これによって高い冷暖房効果が得られる。

しかも、所要の能力をもつ圧力スイン７式ガス分離装置
を出たガスは、室内循環空気に混合されて均一な濃度と
なった上で室内に供給されるために、室内の空気は均一
な濃度に維持される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図によって説明する。

１８はほぼ密閉された室であり、室１８内には、フィル
タ１３を経て室内に連絡された循環ファン１４が設けら
れ、同ファン１４は通路１９を経て室内への循環空気送
出部である空気分配器１５に連絡されている。

ｌａ、　ｌｂは室内空気を浄化する能力をもつ圧力スイ
ング式ガス分離装置の吸着塔であって、それぞれの入口
側は入口弁６を経て上記通路１９からの分岐通路２０に
連絡され、またその出口側は出口弁８を経て空気分配器
１５内に設けられた多数の吹出し穴を備えた噴出管１６
に連絡されていて、この二個の吸着塔１ａ、ｌｂ　は分
岐通路加及び噴出管１６の間に並列に配置されている。

また、上記分岐通路加には、空気プロワ４が設けられて
いる。上記吸着塔１ａ、ｌｂの入口側は、排気弁７を介
して、真空ポンプ５をもち室１８外に開口する排気管化
に連絡されている。

また、上記吸着塔１ａ、ｌｂ内には、脱湿分、脱ＣＯ２
用の吸着剤２、及び脱ｃｏ、脱ＳＯ□、脱Ｎ２用の吸着
剤３が、入口側から出口側に向って装置されている。上
記吸着剤２．３としては、それぞれ脱湿分、脱ＣＯ２及
び脱ＣＯ２脱ＳＯ□、脱Ｎ２を行な５　Ｎａ、　Ｂａ、
　Ｃａ等を添加したゼオライト系吸着剤を用いることが
できる。

９．１０．１１は、それぞれ室内の適当な場所に設けら
れたＣ０１ＣＯ２，ｏ２の濃度センサであって、これら
の出力はコントローラ２１に入力され、同コントローラ
２１は圧力スイング式ガス分離装置としての吸着塔１ａ
、　ｌｂのサイクルタイム、及び循環ポンプ１４、空気
プロワ４，１ｃ空ポンプ５の風量調節等を行なうように
なっている。

本実施例は以上のように構成されているので、循環ファ
ン１４によって、フィルタ１３を経て微小ばいじんの除
去された空気が通路１９より分配器１５に供給されて室
内に送り出される。一方、通路１９から分岐通路頷に入
った添環空気の一部は、空気プロア４によって昇圧され
た上、大口弁６を経て一方の吸着塔、例えば１ａに入り
、ここで吸着剤２によって脱湿分、脱ＣＯ□が行なわれ
、次に吸着剤３によって脱ＣＯ１脱ＳＯ２及び脱Ｎ２が
行なわれ、湿分及び有害成分であるｃｏ　、　ｃｏ２．
　ｓｏ□　が除去され、またＮ２の濃度が低下した上で
、噴出管１６から分配器１５内に流入する。

この際、噴出管１６は多数の吹出し穴を備えているため
に、同噴出管１６から出る吸着塔で処理されたガスは、
通路１９から同分配器１５へ入る循環空気と十分に混合
し、均一な濃度となって室内へ送り出される。なお、こ
の時に、上記一方の吸着塔１ａの排気弁７は閉じられた
状態に保持されている。

一方、他方の吸着塔、例えば１ｂにおいては、大口弁６
と出口弁８とを閉じ排気弁７を開いて、真空ポンプ５に
よって同吸着塔ｌｂ内を減圧することによって、吸着剤
２，３に吸着されている湿分。

ｃｏ、ｃｏ□、ＳＯ□、Ｎ２は脱着され通路１２を経て
室外に排出される。

以上のようにして、一方の吸着塔で有害ガス、湿分等を
吸着した上で室内に空気を循環させると共に、他方の吸
着塔における吸着ガスの脱着が同時に行なわれ、吸着塔
の切換えを行なうことによって、空気の清浄化が連続し
て行なわれる。

この時、循環する空気量は、吸着塔で吸着されたガス量
だけ減少するが、これは室１８の窓、扉。

壁、天井、床等の隙間から自然に流入する外部空気１７
によって補償される。吸着塔で吸着されるガスの量はそ
れ程多量ではなく、従って室１８の窓。

扉、壁、天井、床等の隙間から自然に流入する外部空気
１７の量は、全体の循環空気量の数チ程度であるにすぎ
ず、またこれが常時コンスタントに補給されているため
に、窓開放等の大幅な換気を必要とせず、この結果高い
冷暖房効果を得ることができる。しかも、吸着塔を出た
ガスは、上記のように分配器５において、通路１９から
同分配器５に流入する循環空気と混合して均一な濃度と
なるために、比較的小容量の吸着塔を用いても室内の全
体の均一な濃度が維持される。

また、室内の適当な場所に設けられた００　、　Ｃｏ□
。

０□の濃度センサ９，１０，１１によって室内ガス中の
これらの濃度が良好となるように、同センサ９，１０゜
１１の出力によってコントローラ２１を介してガス分離
装置のサイクルタイムの変更、循環ポンプ１４、空気プ
ロワ４及び真空ポンプ５の風量調節が行なわれ、これに
よって吸着塔における吸着量の調節が行なわれる。

一般に人に対する各種ガスの許容濃度は、概略ｃｏ□ｓ
、ｏｏｏｐｐ、ＣＯ５０Ｐ１５ｏ２５Ｐとされている。

また、性的環境を良好に保つには０２濃度２１４以上が
必要であるが、更に頭脳の活性化及び健康維持のために
は、０□容積濃度都ないし２３チが最適とされている。

本実施例では、上記の通り、吸着塔においてＣＯ２Ｃｏ
２．ＳＯ２等の有害成分を室外に排出し、また大気中に
約７９ｖｏ１％含まれているＮ２を部分的に吸着し、室
外に排出することにより、室内において呼吸作業、燃焼
反応等により減少した０□を補償し、かつ、必要に応じ
て、０□濃度を２１チ以上に増加せしめるようにするこ
とができる。

また更に、室内のじんあい、煙等の状況により、循環フ
ァン１４の風量を調節して、フィルタ通過風量を変え、
空気をろ過する。

以上のように、本実施例によれば、室内の空気は常に最
適成分比にコントロールすることができるため、良好な
居住環境を得ることができると共に、必要に応じて、酸
素濃度を高め、更に健康増進に役立つ酸素富化環境に保
つことも可能である。

なお、本実施例においては、室１８の窓、扉、天井、床
等の隙間から外部空気１７を自然流入させるようにして
いるが、微小じんあいをろ過するフィルタを取付けた通
気孔を室１８１Ｃ投げて、外気を室１８内へ自然に流入
させるよ５にしてもよい。

以下、本発明の一実施例の効果を特開昭５７−１４４０
１９号発明（以下、従来発明と記す）と比較しながら第
２図〜第５図に示す実験結果に基づいて説明する。

この実験は、従来発明が酸素富化器への空気供給源とし
て、屋外空気を使用するのに対し、本発明は圧力スイン
グ式ガス分離装置への空気供給源として室内空気を使用
し、次の条件にて実施したモノ１、経時毎ニ室内ノ０２
．Ｎ２．Ｈ２０，Ｃｏ２カス濃度を測定し表にしたもの
が第２図〜第５図である。

設定条件（１）　　室内スペース　　６畳　　　２２．４ｍ”（
２）酸素富化器（圧力スイン１式ガス分離装置）の入口
流量　２９４１／ｍ１−ｎ室内への出口流量６２Ｖｍｉｎ　（５０％酸素濃度空気
）（３）　　吸着剤性能　酸素　４９．６チ　窒素８６
．６チＧｏ２．　Ｎ２０　ｔ−！、　１００　％吸着と
仮定した（４）　　在室人数　　３名（５）　　換気　　　　無（６）　　室条件　　　　温度３０℃、　湿度６０％（
７）　　在室員ニヨルａ！素消費ｉ　　　ｕＮ１７ＨＨ
２０発生量　４６．７Ｎｉ／ＨＣｏ２発生量　　３９Ｎ１７Ｈ第２図及び第３図は室内の酸素及び窒素濃度の経時的変
化を示す、これによれば、従来発明の酸素濃度は時間の
経過と共に増加し続け、これに相対し窒素濃度は低下し
てい（。これに対して、本発明の酸素濃度は６時間ぐら
いまでは増加していくがその後２９チ程度を維持する。

これに相対して、本発明では窒素濃度は６８チ程度まで
低下する。

また、第４図及び第５図は室内のＮ２０．ＣＯ２濃度の
経時的変化を示す。これによれば、従来発明のＮ２０．
ＣＯ２は共に時間が経過とともに増加し続ける。これは
室内の空気が排出されることがないために起こるもので
あり、Ｃｏ２濃度は３時間後１，２チ程度、６時間後は
１．９チ程度となり、在室質が気分が悪（なったり頭痛
の原因となったりする。

これに対して本発明は、Ｎ２０．Ｇｏ□は共に一定値以
上は増加せず、特にＣｏ２濃度は１９ｂ以下を保ち続け
る。これを総合すると、従来の発明は０２　濃度は高く
なるが、同時に湿分、ＣＯ□等の有害成分も高くなり換
気が必要であると言える。これに対して本発明は０□濃
度は従来発明よりやや低くなるが湿分、　ＣＯ２等の有
害成分は一定以上、増加しないから、換気は不要と言え
る。

なお、上記実施例では、有害成分としてのの。

ｃｏ　及びＳＯ２を吸着塔で吸着し室外へ排出するよう
にしているが、室内環境によってはそのいづれかを吸着
するようにしてもよ（、また他の有害成分を吸着するよ
うにしてもよい。また、上記実施例では、吸着塔を２個
用い、同時に一方で吸着、他方で脱着を行なって連続稼
動できるようにしているが、吸着塔を１個とし、ガスの
脱着時には同吸着塔による空気浄化を一時停止するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は室内におけるＣＯ□、Ｇ
ｏ、Ｓｏ□等有害ガスを許容値内に減少させ、またＮ２
の濃度を低下させて、０２濃度を維持し、更には、これ
を高めることができるので、より快適な環境を造出する
ことかできる。

また、外気との換気量は従来のものに比し、大巾に減少
するので、冷暖房エネルギーを節約することかできる。

また、ガス分離装置で吸着され室外に排出される有害ガ
ス量に見合う量の外部空気を自然流入させて室内に導く
ようにしたため、特別な換気装置を必要とせず、装置の
製造コストを低減することができる。

更に、ガス分離装置より室内に放出するガスは、室内の
別の空気の流れと混合された上、室内へ送り出され、必
要な吸着能力をもつ小容量の圧力スイング式ガス分離装
置を用いても、室内全体の均一な濃度を維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る室内空気の浄化装置の一実施例の
説明図、第２図〜第５図はそれぞれ本発明と従来発明の
実験による室内の酸素、窒素、湿分及び二酸化炭素の濃
度変化を表わす図である。ｌａ、ｌｂ・・・圧力スイング式吸着塔、２．３・・・
吸着剤、　　　　４・・・空気プロワ、５・・・真空ポ
ンプ、７・・・排気弁、９・・・ω濃度センサ、１１・・・０□濃度センサ、１３・・・フィルタ、１５・・・分配器、１７・・・外部空気、１９・・・循環空気通路、４・・・コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、湿分、窒素及び有害成分の吸着を行なう圧力スイン
グ式ガス分離装置と、室内からの空気を同圧力スイング
式ガス分離装置へ取り入れる手段と、同圧力スイング式
ガス分離装置で吸着された成分を室外へ放出する手段と
、残りの成分を室内の別の空気の流れと混合して室内へ
環流せしめる手段とを具えたことを特徴とする室内空気
の浄化装置。２、圧力スイング式ガス分離装置より室外へ放出される
吸着成分に相当する体積の室外空気を、自然流入によっ
て室内に導入する手段を具えたことを特徴とする請求項
１に記載の室内空気の浄化装置。