JPH02293015A - 室内空気清浄器 - Google Patents

室内空気清浄器

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JPH02293015A
JPH02293015A JP2101870A JP10187090A JPH02293015A JP H02293015 A JPH02293015 A JP H02293015A JP 2101870 A JP2101870 A JP 2101870A JP 10187090 A JP10187090 A JP 10187090A JP H02293015 A JPH02293015 A JP H02293015A
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JP
Japan
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air
soil layer
soil
layer
air purifier
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JP2101870A
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English (en)
Inventor
T Lewis Thompson
ティー．ルイス　トンプソン
James V Alexander
ジェイムズ　ヴイ．アレクサンダー
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Space Biospheres Venture
Original Assignee
Space Biospheres Venture
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • B01D53/85—Biological processes with gas-solid contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/175—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering using biological materials, plants or microorganisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

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  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は土壌床反応器に空気を導入し、土壌中の好気性
微生物により粒子を除去すると共に有害ガスを酸化する
室内空気清浄器に係わる。
［発明の背景コ 室内環境は一酸化炭素、メタン、二酸化イオウ、硫化水
素、ＮＯｘのほか、種々の有機蒸気などのような多様な
有害ガス及び毒性ガスで汚染されていることが多い。こ
れらの有害ガスや毒性ガスのうち、あるものは特に都市
部のような環境に多《、またあるものは家庭やオフィス
のような閉鎖空間において人間の活動に伴なって発生す
る。
有害または有毒な物質は喫煙、調理、開放式暖炉、・欠
陥器具から発生するが、種々の日常生活からも発生する
。臭気のため単に不快なだけのものもあれば、喫煙や調
理から発生する生成物のように物の表面に集積して汚れ
の原因となるものもあるが、一酸化酸素のように危険な
ものもある。例えば、少なからぬ家庭に、明白な中毒症
候を発生させるレベルよりははるかに低いが倦怠感や頭
痛のような軽度の変調を誘発する思いがけない一酸化炭
素濃度の存在することが明らかにされている。
好ましくない粒子もまた環境中に広く存在する。
喫煙はガスと共に粒子をも発生させる。有機二一ロゾル
、ダスト粒子、花粉及び微生物もまた空中に浮遊してい
る。塵埃の多い場所では時によってこのような粒子はそ
の化学的性質ゆえに、あるいは粒子サイズが微細である
というだけで危険な場合がある。１０マイクロメーター
以下の粒子はこれよりも粗い粒子より深《肺に侵入する
から、このレベルの粒子に関して環境基準が公布されて
いる。
室内環境中におけるこのような有害及び有毒物質の濃度
を低丁させる必要があることはいうまでもない。
このような目的に沿って数年来種々の装置が市販されて
いる。陰イオン発生器を有効であると見る向きもあるが
、粒子に対しては概して有効であっても、多種に亘るガ
スを除去する効力はない。
いわゆるルームエアフレッシュナーは問題を比較的無難
な蒸気で覆うという作用以外にこれという効果を示さな
い。活性炭フィルターは有用であるが、そのコストはか
なり高く、活性炭の活性部が使い尽されるとその活性を
失うことになる。この種のフィルターが未だ有効である
かどうかを評定することは困難であり、有効であるのに
廃棄されたり、逆に使用寿命が尽きているのにそのまま
長期間使用されるという事態も起こり得る。
従って、空気中の粒子、有害ガス及び有毒ガスの濃度を
低下させるため室内で使用する空気清浄器の提供が望ま
れる。この装置は消耗せず、コストのかかる取替えを必
要とせずに長期間に亘って有効に作用しなければならな
い。多様な有害及び有毒物質に対して有効でなければな
らない。また、簡単でメンテナンス経費が低くなければ
ならない。
さらにまた、この装置は室内環境における恒久的な取付
け物となるから、外観が好ましいものでなければならな
い。
［発明の概要コ そこで、本発明はその好ましい実施例として、好気性微
生物の増殖を促進するのに好適な土壌層を有する上部が
開口した容器の形態を呈する室内空気清浄器を提供する
。室内から空気を容器の開口上部から吸引して下向きに
土壌層を通過させて土壌層の下方に設けたエアプレナム
に流入させ、エアプレナムから再び室内に放出する手段
を設ける。この空気清浄器では空気中の粒子が土壌層に
おいて捕捉され、除去される。大抵のガスは土壌粒子に
キ吸着されるか、または土壌水分との接触によって除去
される。土壌中の好気性微生物は多様な蒸気を酸化して
空気から除去し、炭酸ガスと水だけを放出する。土壌層
を比較的薄い土壌層と比較的厚い土壌層で構成し、両土
壌層の間に空気層を介在させることが好ましい。その場
合、粒子及びガスを除去するため両土壌層を通過させる
かまたは粒子を迅速に除去するため薄い方の土壌層だけ
を通過させるように空気を誘導する手段を設ける。
この空気清浄器は土壌層が各家庭、各オフィスが選んだ
植物の成長を促進するのにも好適であるから、その外観
を体裁よく保つことができる。
［実施例］ 本発明の上記及びその他の特徴と長所は添付図面に沿っ
て述べる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
実施例としての室内空気清浄器は上部が開口した概ね不
透過性の容器１０を含み、この容器１０が小さいフロア
スタンド１１に載置される。容器１０は例えば円筒形な
どのグラスファイバー強化プラスチックボックスのよう
に、防水性で、しかも家庭やオフィスなどに恒久的に設
置しても目ざわりにならないように外部を着色または装
飾できるものであればよい。セラミック容器でもよい。
容器１０の水平断面積は０．２５〜１．５ｏｆであるこ
とが好ましい。図示の実施例は１．５フィート×２フィ
ート（（１．　４５ｍ　Ｘ　０．　６ｍ）の直方体容器
である。
容器底の上方に下方スクリーン１２を配置して容器底部
に高さ５〜１０ｃｍのエアプレナム１３を画定する。こ
のスクリーン１２は通常の１８メッシュグラスファイバ
ーまたはプラスチックウインドースクリーン材料で形成
し、これを４メッシュプラスチックハードウェアクロス
で支持し、さらにこれを剛性のプラスチック格子で支持
する。スクリーン１２はスパイダー、容器内側の肩部１
５などによって容器底よりも上方に支持すればよい。
下方スクリーン１２の頂部に下方土壌層１４を配置する
。この土壌層１４の典型的な深さは３０〜５０ｃｍであ
る。下方土壌層１４の頂部より約５〜１０ｃＩＩ１上方
に前記下方スクリーン１２と同様の上方ス？リーン１６
があり、この上方スクリーン１６の上に上方土壌層１７
を設ける。上方土壌層１７の好ましい厚さは５〜１５ｃ
ｍである。
本発明において“土壌”とは空気中の有機汚染物質を酸
化させる好気性微生物の増殖を促進する多孔性の親水性
媒質を意味し、地域に固有の土壌に有機添加物、ピート
モス、砂／粘土混合物、セラミックまたはプラスチック
の粒やリング、市販の鉢植え用土壌などを補足したもの
でよい。
いわゆる鉢植え用土壌は親水性で、有機栄養物に富み、
安定性にすぐれ、透過性であり、低コストで入手し易い
から好ましい。典型的な鉢植え用土壌は砂、少借の粘土
、その他の鉱物粒子、有機性の粒子や繊維などを含んで
おり、ほかに、透過性を高めるためのプラスチックフォ
ーム材の断片、公知の化学肥料などを補助材として含む
ことがある。またＳＯ■やＮＯｘのよ．うな酸性ガスを
中和させるアルカリ性物質を添加剤として含む土壌を使
用することもできる。
土壌層の合計厚さ、即ち、上下土壌層の総合的な厚さは
４０〜１５０ｃｓであることが好ましい。４０ｃｍより
少ないと、微生物が空気中の有害ガスの大部分を酸化さ
せることができるように土壌粒子面で吸着が行われるに
は土壌中を通過する空気の滞留時間が短くなり過ぎる。
土壌層の厚さが１．５ｍを超えると、透過性が低くなり
過ぎるため、適度の圧力降下で適量の空気を吸引して土
壌層を通過させることができない。室内空気清浄器にお
いては、土壌層の合計厚さが１ｍを超えないことが好ま
しい。さもないと装置が大型化して体裁が悪くなり、土
壌床を厚くすることで何の利益も得られない。
土壌層は少なくとも５秒の見かけ滞留時間で空気が土壌
中を通過できるようにする厚さ及び透過性を有すること
が好ましい。
多くの理由から、土壌床反応器に植物を栽培することが
望ましく、家庭やオフィスの環境における装置の外観を
植物の選択次第で美化できるということも多くの理由の
うらの１つである。植物はまた土壌の多孔性維持に寄与
し、植物の残骸は微生物の増殖を助ける土壌の栄養分を
維持する。ある程度の空気浄化機能を果すように上方土
壌層に栽培する植物を選ぶことも望ましい。室内の空気
中から汚染物質を除去する観葉植物としてはいわゆるス
パイダー・プラント（Ｃｈｌ＋ｕｏｐｔＢｊｕｍ　ｅｌ
ａｔｕｍ　ｖｕ．ｖｉｌｔａｌｕｍ）やゴールデンポト
ス（Ｓｃｉｎｄａｐｓｕｓ　ａｕｒｅｕｓ　）などがあ
る。
容器１０の底をダクト１８が貫通してエアプレナム１３
と公知送風機１９の間に空気を連通させる。即ち、送風
機１９に通電すると、室内の空気が下向きに吸引されて
容器の頂部開口から両土壌層及びその支持スクリーンを
通過し、エアプレナム１３に流入する。送風機はエアプ
レナムから再び室内へ空気を放出し、放出された空気は
室内の残りの空気と混合する。空気を誘導して両土壌層
を通過させるのが通常の作用モードである。
内向き突縁状の壁ワイパー２０を頂面から適当な距離を
置いて各土壌層に設ける。土壌が乾いて収縮すると土壌
層の縁端が容器壁から引離され土壌床の一部を迂回する
空気流路を形成する。壁ワイパーは土壌層周縁に形成さ
れるこのような流路を遮断して空気流が土壌層の主要部
分を通過するように流動方向を修正する。容器内周に沿
って４〜５ｃｍ幅の薄いバッフルを設ければ、土壌の性
質にもよるがこのような問題を回避することができる。
同様の理由から、土壌屓を貫通するダクトの周りにフラ
ンジを設けてもよい。
空気が土壌中を流動すると土壌粒子の表面が空気から汚
染物質を吸着する。吸着された汚染物質は土壌中の微生
物により、または表面触媒作用によって忽ち酸化される
。この酸化が土壌の吸着能力を絶えず更新させる。気体
状汚染物質は窒素、酸素及び炭酸ガスよりも迅速に土壌
粒子表面に吸着され、空気施が下向きに土壌中を通過す
るのに伴なって土壌粒子表面に捕捉される。その結果、
汚染物質が土壌中にとどまり、土壌中の微生物がこの汚
染物質を栄養分及びエネルギー源として利用して炭酸ガ
スと水を放出する。ある種の有機蒸気が微生物によりそ
の代謝のため直接捕捉されることは明白である。また、
土壌層は１ミクロン以下のエーロゾル、タバコの煙など
のような粒子を空気流から除去する。
清浄器の土壌床反応器の土壌層を湿った状態に維持する
ことが重要である。水分は微生物がこれを必要とするだ
けでなく、ある種の蒸気、特に酸性ガスや例えばホルム
アルデヒドのような水溶性物質の吸着は水分の存在にお
いて促進される。また、土壌層が過度に乾《と、収縮に
よる亀裂が形成されて土壌層を通過する空気流を迂回さ
せ、清浄器の効率を低下させる流路形成を助長する。し
かし、水分が多過ぎるのも望ましくない。即ち、土壌中
の吸着部位で水分が有機ガスと競合し、土壌が水分で飽
和した状態になると土壌の透過性が著しく低下する。
植物の成長を維持するため土壌に添加される水はガスを
有効に吸着し、粒子をフィルタリングし、微生物の増殖
を維持するのに好適な水分を維持する。
土壌に過剰な水を与えると、底部のエアプレナム１３に
流入する。余剰の水をエアプレナム１３から排除するに
は弁２２を有するドレン２１を利用すればよい。多量の
栄養分が浸出しないようにするためには清浄器中の土壌
へ水の一部を再循環させることが望ましい。微生物老廃
物が蓄積しないようにするためには水を全部再循環させ
てはならない。
空気清浄器中の土壌に存在する微生物は清浄器に導入し
た土壌中に元来含まれていたものでもよいし、あとで接
種したものでもよい。無作為に集めた土壌は多くの場合
、本発明に利用されるような多種に亘る微生物を含有し
ている。本発明の実施に必要な微生物の種類は硫化水素
、メルカブタンなどのようなイオウ系の物質を酸化する
イオウ細菌は別として、特にどの種類でなければならな
いというわけではない。通常、土壌中にはプセウドモナ
ス、桿菌、ノカルジア、フラボバクテリウム、ミクロコ
ックス、リゾビウム、トリコデルマ、及びその他種々の
細菌、イースト菌、かび類などが見出される。要は多様
な汚染ガスを有効に代謝させ、各種汚染物の濃度が経時
的に変化するのに伴なって各種微生物が増殖できるよう
に多様な微生物が土壌中に存在することが望ましい。
反応器に導入される土壌はそのままでは充分な微生物を
含んでいないおそれがあるから、上記のような多種に亘
る微生物を土壌に接種することが望ましい。接種しなけ
れば、空気中から汚染物を完全に除去するに充分なレベ
ルにまで微生物が増殖するまである程度時間がかかる。
病原菌などを除去するためあらかじめ殺菌処理を施して
ある市販の鉢植え用土壌の場合、接種は特に重要である
。
接種しなければ、有効な清浄作用が得られるまでに長期
間待たねばならない。
ダクト１８はまた上向きに下方土壌層１４を貫通して上
方スクリーン１６と下方土壌層頂面との間の空気層２３
に達している。空気層２３の高さは５〜１０ｃｍでよい
。空気層２３におけるダクト頂部に弁２４を設けてあり
、最も簡単な実施態様としては、ダクト頂部に嵌着され
て、押し出されるとダクトを閉じ、引っ込められるとダ
クトを開放状態のままとするスライドダンパーとして前
記弁２４を形成すればよい。簡単な蝶形弁などを利用し
てもよい。ダクト頂部の上方に設けたバッフル２５は破
片や水がダクトに流入するのを防ぐ。ダクト頂部にエル
ボを設けても同様の機能が得られる。
土壌床反応器式空気清浄器が正常に作用している間、ダ
クト頂部の弁２４が閉じ、空気が下向きに吸引されて両
土壌層を通過し、室内に放出される。空気が土壌中の微
生物と接触すると、微生物は空気から汚染物質を除去す
る。
例えば室内に漂うタバコの煙のような高濃度の粒子また
はエーロゾルの場合、迂回弁２４を開放して送風機１９
が両土壌層間の空気層２３がら空気を吸引できるように
すればよい。弁２４が開放されると、空気が吸引されて
薄い上方土壌層１７を通過し、厚い下方土壌層１４を通
過する空気は極めて少ない。これにより土壌層１４を通
過する空気の流量が著しく増大し、薄い“フィルター層
によって粒子が迅速に除去される。
極めて有効な粒子除去が達成される。例えば、計算結果
によれば、内部容積が３２．５ｍ３の平均サイズの部屋
では土壌層通過流量２．１２ｍ’としてタバコの煙のよ
うな粒子状物質の９８％が１時間で除去される。このよ
うな流量は高さ１０ｃｍの鉢植え用土壌の場合約６ミリ
バールの圧力降下で達成できる。また、この流量は４Ｑ
Ｗモータ（約１７２０馬力）で駆動される送風機によっ
て得られる。
使用される土壌の種類に応じてその透過性は著しく異な
る。典型的な鉢植え用土壌を所与の流量で通過させるの
に必要な圧力降下は同じ厚さの根覆いされたピートモス
を同じ流量で通過させるのに必要な圧力降下の約１．５
倍でよい。土壌床反応器式空気清浄器の透過性条件は複
合的である。即ち、空気清浄器中の土壌の少なくとも上
部は植物の根をしっかり支持できる密度を有するのに対
して、下方の土壌は送風機の電力需要を軽減するため低
密度でよい。従って、例えば、土壌の下方部分を根覆い
されたピートモスで構成し、上方土壌層を通常の鉢植え
用土壌で構成すればよい。
土壌によって除去される汚染物質の範囲を広げるために
空気清浄器中に２種類の土壌を使用することも望ましい
かも知れない。一酸化炭素の除去にはアルカリ性土壌よ
りも酸性土壌が好ましいとの傾向が見られるからである
。他方、ＳＯ２やＮｏエのような酸性ガスの除去にはア
ルカリ性土壌が必要である。従って、酸性土壌とアルカ
リ性土壌の層を別々に使用すればよい。一般的には、土
壌床反応器への潅厩水はアルカリ性である場合が多いか
ら、空気清浄器の一部に酸性土壌を確保するためには時
々酸を補給するか、または土壌の一部を取替えねばなら
なくなる。しかし、一酸化炭素の除去には酸性土壌がよ
いという確証はなく、土壌の比較的典型的なアルカリ性
を土壌床の厚さ全体に亘って維持すればよい。
第２図は空気清浄器実施例における流量例を示す。曲線
Ａは所与の圧力降下（ミリバール）で送風機が達成し得
る空気流量（ｍ’　／ｍｉｎ）を示すいわゆる送風機特
性曲線である。この特性曲線は送風機のメーカーから提
供されるのが普通である。
なお、図示の曲線は４０Ｗモータによって駆動される送
風機のものである。
曲線Ｂは厚さｌＱｃｍの鉢植え用土壌層における圧力降
下を空気流量との関係で示す。この曲線と送風機特性曲
線との交差点は土壌床反応器をこのような鉢植え用土壌
と併用する室内空気清浄器における流量と圧力降下を示
す。上記例から明らかなように、土壌床流量曲線は空気
流量２．　１２ｍ３７ｍｉｎにおいて送風機特性曲線と
交差する。これはダクト弁２４が開放状態にある時の薄
い土壌層中の流量に相当する。
曲線Ｃは合計厚さ４５ｃｍの典型的な鉢植え用土壌を通
過する流量に応じた圧力降下を示す。これはダクト弁２
４が閉じ、空気が下方のエアプレナム１３から吸引され
る時に空気清浄器を通過する時に見られるほぼ典型的な
状態である。この曲線は約１８２ｍ３／ｍｉｎの流量に
おいて送風機特性曲線と交差する。これは水平面積が約
０．２８ａｆの空気清浄器について計算された結果であ
る。従って、流ｌは土壌床面積１ｄにつき約３ｍ’／ｍ
ｉｎである。
実施例の場合、土壌中における空気の見かけ滞留時間は
１０秒程度である（見かけ滞留時間と呼称する理由は土
壌の多孔性を考慮に入れていないからであり、土壌の多
孔性にもよるが、真の滞留時間はもっと短い）。微生物
による汚染物質の有効な除去に必要な最短見かけ滞留時
間は５秒程度と考えられる。
土壌中での滞留時間上限は明確でないが、上限を決定す
るいくつかのパラメーターは明らかである。即ち、好気
性微生物による汚染物質の代謝に必要な好気性の状態を
維持できる程度に滞留時間が短くなければならない。室
内に使用される空気清浄器の場合、空気清浄器が有効に
作用できる部屋の広さには限度があり、滞留時間が長け
れば、土壌床を通過する空気総量が少なくなるから室内
空気からの汚染物質除去率が低くなる。室内の汚染物質
の量には多少の差はあるが、空気清浄器によって室内の
空気を１時間に２回の割合で入れ替えることが望ましい
。
土壌の乾燥を極力抑えるには滞留時間を比較的長くする
。即ち、流量を比較的低くすることも必要である。乾燥
を抑制するため、土壌床面積１ｄにつき空気流量が３ｍ
３／ｍｉｎの実施例の場合、土壌床１ｄに対して１日に
約１４〜１５ｌの水が必要である。ただし、土壌床を湿
潤状態に維持するためのこの施水量は相対湿度が低い乾
燥地方での実験結果である。必要な水量は流量と、土壌
床下部から吸引される空気が水蒸気でほぼ飽和状態とな
るのを観察することで容易に算定できる。空気が流入す
る土壌床上部では水の毛細管流量だけで蒸発分を補償で
きるから、過度の乾燥は起こらないと考えられるが、土
壌床の上部ではアルカリ塩が堆積し易いから、この部分
の土壌を時折取除いて交換することが望ましい。
微生物は土壌中の有機物を分解して土壌の透過性低下に
つながる鉱物粒の凝集させる性向をも有するから、その
点でも空気清浄器中の土壌を時折交換することが必要で
ある。土壌のフィルター作用によって空気から除去され
る大きい粒子も、微生物によって代謝される有機物質で
なければ土壌の多孔性を低下させる。このような変化は
土壌床反応器における圧力降下を過度に増大させる可能
性がある。
空気中の汚染物質はその種類に応じて異なる効率で除去
される。既に述べたように、酸性ガスはアルカリ性土壌
中で容易に除去される。一酸化炭素も微生物の作用と触
媒作用による酸化との複合作用で容易に除去される。種
々の有機物質も容易に除去される。メタンはやや困難で
あり、除去に時間がかかる。
なお、空気組成が長時間に亘ってほぼ一様である場合に
は除去率が高くなる。即ち、空気中に均一に存在する汚
染物質を有効に代謝する好適な微生物群を維持し易くな
る。空気中に異常濃度で特定の汚染が存在し、土壌中の
微生物にこの物質を代謝する顕著な能力がないためにこ
の汚染物を迅速に除去できない場合がある。
例えば、絶縁フォーム材の脱気によるホルムアルデヒド
が常時存在する空間においては、この物質の除去に有効
な微生物を土壌床反応器中に常時増殖させておけばよい
。しかし、通常なら存在しない室内にホルムアルデヒド
が導入されると、その除去効率は著しく低下する可能性
がある。ホルムアルデヒドの一部は湿潤土壌粒子に吸着
され、ある種の微生物はホルムアルデヒドを代謝するか
もしれないが、適当な培養菌が増殖するまで除去率は低
い。微生物が装置を使用する室内環境において自然発生
する汚染物質に有効な培養菌を提供するように進化でき
るというのが土壌床反応器式空気清浄器の利点である。
第３図は本発明の原理に従って構成された室内空気清浄
器の他の実施例を示す。この実施例の構成部分の多くは
第１図の実施例と同様であるから、対応部分を第１図と
同じ参照番号に１００を加えた参照番号で示す。例えば
、第１図の実施例では土壌床の容器を参照番号１０で、
第３図の実施例では同様の容器を参照番号１１０でそれ
ぞれ示した。
この実施例では上方土壌層１１７は比較的厚い、例えば
、４０〜５０ｃｍであり、下方土壌層１１４は比較的薄
く、例えば、１０〜１５ｃｍである。送風機１１９に至
るダクト１１８は下方エアプレナム１１３にだけ達して
いる。
弁２４の代りに、両土壌層間の空気層１２３と連通ずる
１つまたは２つ以上の有蓋通気口１２６を容器壁に設け
る。常態において通気口１２６の蓋は閉鎖され、空気は
両土壌層を通過して下方エアプレナム１１３に流入し、
上述した態様で送風機１１９によって放出される。粒子
を迅速に除去したい場合には、通気口を開放することに
よって上方土壌層１１７を迂回させ、室内空気を下方の
比較的薄い土壌層１１４に直接誘導する。この点を除け
ば、この実施例は第１図の清浄器とほとんど同様に使用
される。
上方土壌層１１７が比較的厚く下方土壌層１１４が比較
的薄い実施態様は空気清浄器中に栽培される植物が比較
的深い根を必要とする場合に好適である。厚い層は清浄
器の上部に配置した場合の薄い層よりも乾燥し難く、装
置を粒子フィルターとして頻繁に使用しなければならな
い場合、植物が脱水状態に陥るのを防止できる。
必要に応じて土壌床が常時湿潤状態に維持されるように
空気清浄器に水分センサを組込んでもよい。例えば、土
壌の導電率を測定することによって水分量を求めること
ができる。必要ならば、単に土壌水分を測定するのでは
なく、このような電子センサを利用して空気清浄器中の
±１床に対する水添加量を制御することができる。ドリ
ップ式准厩を利用してもよい。
他の例として、塩化コバルトを含浸させた多孔質の石を
利用すれば、土壌層が過剰乾燥状態になると変色が起こ
る。“過剰乾燥”状態となる少し前の段階で土壌水分を
指示するセンサを使用するのが好ましい。
土壌状態を指示するカラーインジケーターはほかにも考
えられる。例えば、土壌層の頂部にフェノールフタレイ
ン含浸多孔石を配置すれば、土壌の酸性またはアルカリ
性を指示できる。このようなインジケーターを利用すれ
ば、ユーザーは中和剤、栄養分などの添加に際して視覚
的に示唆を受けることができる。
以上に室内空気清浄器の特定実施例を添付図面に従って
説明したが、当業者ならば種々の変更を試みることがで
きるであろう。例えば、時折空気から粒子を除去する必
要がなければ、中間の空気層を省き、単一土壌層を容器
内に設ければよい。
その場合でも頂面付近には植物の根を保持するための固
い基礎が、土壌層の下部付近には圧力降下を抑制する多
孔性の高い土壌がそれぞれ配置されるように２種類の土
壌を使用すればよい。
また、空気の迂回を極力防ぐため、容器内に嵌合するト
レイに１つまたは２つ以上の土壌層を配置してもよい。
このようにすれば、交換、耕作、化学処理などの際に土
壌をトレイと共に取外すことができる。このような構成
は例えば上方土壌層の植物が発育し難いような部屋に清
浄器を使用する場合に望ましい。健全な植物成長を維持
するには上方の土壌トレイを内側場所と外側場所との間
で回転させればよい。
室内空気清浄器は連続的に作用させることもできるが、
タイムクロックを使用して周期的に作用させることもで
きる。光感センサを利用すれば、清浄器を日中だけ、ま
たは部屋に照明が点いている時だけ作用させることがで
きる。
清浄器の物理的構成はほかにも種々考えられる。
例えば、容器の一方の面に送風機を取付け、下方エアプ
レナムの側方がら空気を吸引するようにすれば容器の位
置を高くする台が不要になる。その場合、送風機と下方
エアプレナムの間にも送風機と中間空気層の間にもダク
トを設け、簡単な分流板によって、空気が両土壌層を通
過する通常作用モードまたは高流量粒子フィルタリング
モードに応じて両ダクト間で吸引動作を切換えればよい
。
容器底部に開放エアプレナムを、または中間に全開空気
層を設ける代りに、パーフォレーションを有するパイプ
の格子を埋設し、このパイプを介して空気を吸引しても
よい。このようなパイプ格子は詰まりを極力防止するた
め比較的粗い砂礫などに埋設することが好ましい。
上記及びその他の変更は当業者に明白であろう。
従って、本発明の範囲内で、上記実施例以外の実施態様
が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の土壌床反応器式室内空気清浄器の簡単
な実施例を略示する縦断面図、第２図は空気流ｌと圧力
の関係を示すグラフ、第３図は室内空気清浄器の他の実
施例を略示する断面図である。 １０・・・容器　　　　　１３・・・エアプレナム１４
・・・下方土壌層　　１７・・・上方土壌層１８・・・
ダクト　　　　１９・・・送風機２１・・・ドレン　　
　　２２，２４・・・弁２３・・・空気層

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）好気性微生物を含む下方土壌層と、 好気性微生物を含み、下方土壌層の上方に位置する上方
    土壌層と、 上下土壌層間に介在する空気層と、 第１作用モードで室内の空気を誘導して両土壌層を通過
    させ、再び室内に放出する手段と、第２作用モードで室
    内の空気を誘導して１つの土壌層だけを通過させ、再び
    室内に放出する手段と、 第１及び第２作用モードを切換える手段 から成ることを特徴とする土壌床反応器式室内空気清浄
    器。
  2. （２）土壌層の１つが５〜１５ｃｍの厚さを有すること
    を特徴とする請求項第（１）項に記載の空気清浄器。
  3. （３）両土壌層の合計厚さが少なくとも４０ｃｍである
    ことを特徴とする請求項第（１）項または第（２）項に
    記載の空気清浄器。
  4. （４）両土壌層の合計厚さが４０〜１５０ｃｍであるこ
    とを特徴とする請求項第（１）項または第（２）項に記
    載の空気清浄器。
  5. （５）上方土壌層に栽培される植物をも含むことを特徴
    とする請求項第（１）項から第（４）項のいずれかに記
    載の空気清浄器。
  6. （６）上方土壌層が下方土壌層よりも薄いことを特徴と
    する請求項第（１）項から第（５）項のいずれかに記載
    の空気清浄器。
  7. （７）上方土壌層が下方土壌層よりも厚いことを特徴と
    する請求項第（１）項から第（５）項のいずれかに記載
    の空気清浄器。
  8. （８）上方土壌層が下方土壌層とは異なる透過性を有す
    ることを特徴とする請求項第（１）項から第（７）項の
    いずれかに記載の空気清浄器。
  9. （９）空気誘導手段が、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、エアプレナ
    ムから空気を吸引する手段と、 エアプレナムと前記空気層とを連通させるバイパスダク
    トと、 空気がバイパスダクトを流れるのを選択的に可能にした
    り阻止したりする弁手段と から成ることを特徴とする請求項第（１）項から第（８
    ）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  10. （１０）空気誘導手段が、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、エアプレナ
    ムから空気を吸引する手段と、 選択的に空気を前記空気層に直接流入させて上方土壌層
    を迂回させる手段と から成ることを特徴とする請求項第（１）項から第（８
    ）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  11. （１１）下方土壌層の下方から液体を吸引する手段をも
    含むことを特徴とする請求項第（１）項から第（１０）
    項のいずれかに記載の空気清浄器。
  12. （１２）室内の空気から酸化可能な気体及び粒子を除去
    する室内空気清浄器であって、 好気性微生物の増殖を助けることができる上方土壌層と
    、 上方土壌層の下方にあって好気性微生物の増殖を助ける
    ことができる下方土壌層と、 第１作用モードで室内の空気を誘導して両土壌層を通っ
    て再循環させる手段と、 第２作用モードで室内の空気を誘導して一方の土壌層だ
    けを通って再循環させる手段と、 第１及び第２作用モードを切換える手段と から成ることを特徴とする空気清浄器。
  13. （１３）土壌層の１つが５〜１５ｃｍの厚さを有するこ
    とを特徴とする請求項第（１２）項に記載の空気清浄器
    。
  14. （１４）両土壌層の合計厚さが少なくとも４０ｃｍであ
    ることを特徴とする請求項第（１２）項または第（１３
    ）項に記載の気清浄器。
  15. （１５）上方土壌層が下方土壌層とは異なる透過性を有
    することを特徴とする請求項第（１２）項から第（１４
    ）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  16. （１６）空気誘導手段が、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、エアプレナ
    ムから空気を吸引する手段と、 上下土壌層間に介在する空気層と、 エアプレナムと前記空気層とを連通させるバイパスダク
    トと、 空気がバイパスダクトを流れるのを選択的に可能にした
    り阻止したりする弁手段と から成ることを特徴とする請求項第（１２）項から第（
    １５）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  17. （１７）空気誘導手段が、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、エアプレナ
    ムから空気を吸引する手段と、 上下土壌層間に介在する空気層と、 選択的に空気を前記空気層に直接流入させて上方土壌層
    を迂回させる手段 から成ることを特徴とする請求項第（１２）項から第（
    １５）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  18. （１８）上部が開口した容器と、 好気性微生物の増殖を助けるのに好適な、容器中の比較
    的薄い上方土壌層と、 好気性微生物の増殖を助けるのに好適な、容器中の比較
    的厚い下方土壌層と、 選択的に上下土壌層間から空気を吸引する手段と、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、容器の開口
    上部から下向きに両土壌層を通ってエアプレナムに流入
    し、エアプレナムから再び室内へ放出されるように室内
    から空気を吸引する手段と から成ることを特徴とする室内空気清浄器。
  19. （１９）土壌層が植物成長の促進にも好適であることを
    特徴とする請求項第（１８）項に記載の空気清浄器。
  20. （２０）土壌層の頂面の面積が０．２５〜１．５ｍ＾２
    であることを特徴とする請求項第（１８）項または第（
    １９）項に記載の空気清浄器。
  21. （２１）土壌層の厚さが４０〜１００ｃｍであることを
    特徴とする請求項第（１８）項から第（２０）項のいず
    れかに記載の空気清浄器。
  22. （２２）土壌層が比較的薄い上層及び比較的厚い下層か
    ら成ることと、選択的に上下土壌層間から空気を吸引す
    る手段をも含むことを特徴とする請求項第（１８）項か
    ら第（２１）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  23. （２３）土壌層が比較的厚い上層及び比較的薄い下層か
    ら成ることと、選択的に空気を上方土壌層を通過させる
    ことなく上下土壌層間に導入する手段をも含むことを特
    徴とする請求項第（１８）項から第（２１）項のいずれ
    かに記載の空気清浄器。
  24. （２４）空気吸引手段が空気の土壌中見かけ滞留時間を
    約５秒以上とするのに充分な速度で土壌層を通過するよ
    うに空気を吸引することを特徴とする請求項第（１８）
    項から第（２３）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  25. （２５）上部が開口した容器と、 好気性微生物の増殖を助けるのに好適な、容器中の少な
    くとも２つの土壌層と、 第１作用モードで室内から空気を誘導して選択的に１つ
    の土壌層だけを通過させ、再び室内に放出する手段と、 第２作用モードで室内から空気を誘導して選択的に少な
    くとも２つの土壌層を通過させ、再び室内に放出する手
    段と、 第１及び第２作用モードを切換える手段 から成ることを特徴とする室内空気清浄器。
  26. （２６）少なくとも上方土壌層が植物成長の促進にも好
    適であることを特徴とする請求項第（２５）項に記載の
    空気清浄器。
  27. （２７）少なくとも上方土壌層の頂面の面積が０．２５
    〜１．５ｍ＾２であることを特徴とする請求項第（２５
    ）項または第（２６）項に記載の空気清浄器。
  28. （２８）土壌層の合計厚さが４０〜１００ｃｍであるこ
    とを特徴とする請求項第（２５）項から第（２７）項の
    いずれかに記載の空気清浄器。
  29. （２９）土壌層が比較的薄い上層及び比較的厚い下層か
    ら成ることと、選択的に空気を上下土壌層間から吸引す
    る手段をも含むことを特徴とする請求項第（２５）項か
    ら第（２８）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  30. （３０）土壌層が比較的厚い上層及び比較的薄い下層か
    ら成ることと、選択的に空気を上方土壌層を通過させる
    ことなく上下土壌層間に導入する手段をも含むことを特
    徴とする請求項第（２５）項から第（２８）項のいずれ
    かに記載の空気清浄器。
  31. （３１）空気の土壌中見かけ滞留時間を約５秒以上とす
    るのに充分な速度で土壌層を通過するように空気を誘導
    する手段を含むことを特徴とする請求項第（２５）項か
    ら第（３０）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  32. （３２）室内の空気に露出するように上部を開口させた
    容器と、 好気性微生物を含む下方土壌層と、 下方土壌層の上方にあって好気性微生物を含む上方土壌
    層と、 上下土壌層間に介在する空気層と、 下方土壌層の下方に設けたエアプレナムと、エアプレナ
    ムから空気を吸引し、再び室内に放出する手段と から成ることを特徴とする室内空気清浄器。
  33. （３３）土壌層の１つが５〜１５ｃｍの厚さを有するこ
    とを特徴とする請求項第（３２）項に記載の空気清浄器
    。
  34. （３４）両土壌層の合計厚さが少なくとも４０ｃｍであ
    ることを特徴とする請求項第（３２）項または第（３３
    ）項に記載の空気清浄器。
  35. （３５）両土壌層の合計厚さが４０〜１００ｃｍである
    ことを特徴とする請求項第（３２）項または第（３３）
    項に記載の空気清浄器。
  36. （３６）上方土壌層に栽培される植物をも含むことを特
    徴とする請求項第（３２）項から第（３５）項のいずれ
    かに記載の空気清浄器。
  37. （３７）上方土壌層が下方土壌層よりも薄いことを特徴
    とする請求項第（３２）項から第（３６）項のいずれか
    に記載の空気清浄器。
  38. （３８）上方土壌層が下方土壌層よりも厚いことを特徴
    とする請求項第（３２）項から第（３６）項のいずれか
    に記載の空気清浄器。
  39. （３９）上方土壌層が下方土壌層とは異なる透過性を有
    することを特徴とする請求項第（３２）項から第（３８
    ）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  40. （４０）エアプレナムと前記空気層とを連通させるバイ
    パスダクトと、 空気がバイパスダクトを流動するのを選択的に可能にし
    たり阻止したりする弁手段 をも含むことを特徴とする請求項第（３２）項から第（
    ３９）項のいずれかに記載の空気清浄器。
  41. （４１）選択的に空気を空気層に直接流入させて上方土
    壌層を迂回させる手段をも含むことを特徴とする請求項
    第（３２）項から第（４０）項のいずれかに記載の空気
    清浄器。
  42. （４２）下方土壌層の下方から液体を吸引する手段をも
    含むことを特徴とする請求項第（３２）項から第（４１
    ）項のいずれかに記載の空気清浄器。
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