JPH11114335A - 二酸化チタンを付加した線条立体空隙構造体の製造手法と大気、及び循環水の接触材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】クーリングタワーの冷却水の化学的処理の水質
管理において、有機物の処理はより自然で、安全、確
実、安価な生物処理の一手法を提供する。 【解決手段】溶融線条を冷却液面で不規則に曲がりくね
らせ、隣接する他の線条表面に点溶着させ、円筒状、板
状、箱形状断面に規正した線条立体空隙構造体を成形す
ることを特徴とする製造手法。同製品を気流の接触材と
し線表面摩擦で静電気を帯電させ、浮遊粉塵を吸着、捕
集する接触材、消音、消臭材とする。及び工場用水、冷
却水及び循環水等の接触材として敷設、浮遊する有機物
を酸化分解して、化学的処理手法から管理のし易い生物
処理手法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる大、中、小
の線径の複数個の線条で押し出し、不規則に湾曲させ立
体網状に点接着してなる線条からなる円筒状、板状、箱
型状断面の立体空隙構造体の製造に関する。気流の流入
部に防塵用濾過材として設置し、気流を透過、濾過させ
て清浄化するエアフィルター（空気濾過材）、エアーワ
ッシャー（空気洗浄器）、電気集塵装置等に関する。冷
却塔（クーリングタワー）の受水槽に、前記の線条立体
空隙構造体を有機物の酸化分解をする接触材として充填
して線条表面に付着する生物膜で、冷却水中に外気中か
ら吸収された浮遊粉塵の有機物を酸化分解して、レジオ
ネラ菌等の低位の微生物から、藻類等の植物体までの除
去、及びスケール、スライムの発生を抑制することに関
する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性合成樹脂の線条の多数を下向き
のノズルより押し出し、これらの線条を未だ固化しない
間に押出し速度より遅い速度で引き取ることによって、
各溶融線条を曲がりくねらせて相互に立体網状に点接着
させつつ、前記集合体を点接着の直後に急速に冷却する
ことによって製造される線条からなる立体空隙構造体は
公知である。このような線条からなる立体空隙構造体と
して、例えば、特公昭５１−１６５３０号公報、特公昭
６３−５４３３０号公報、及び特開昭６２−１２８７４
０号公報記載のものがある。

【０００３】空気中の浮遊塵埃を除去する目的で、流入
口近くに濾過機能として濾過材を敷設して、気流を透
過、濾過させて清浄化するエアフィルター（空気濾過
材）、スプレーノズルより水を噴霧させながら空気を通
過させて清浄化するエアーワッシャー（空気洗浄器）、
コロナ放電によって含塵空気中の粒子に荷電を与え、帯
電粒子をクーロン力によって捕集、清浄化する電気集塵
装置等である。

【０００４】冷却塔（クーリングタワー）は温度の上昇
した冷却水を水滴状にして空気に触れさせ気化熱（蒸発
熱）にて冷却熱の温度を下げ、繰り返し循環使用する装
置であり、外気中の有機物、無機物が混入する浮遊粉塵
は冷却水に吸収され，水質の低下に直結して、レジオネ
ラ菌、藻類、スケール、スライム等の発生により設備の
機能低下に直接的に影響している。その対応策としての
水質管理には、化学的手法としては腐食抑制剤、スケー
ル防止剤、スライム防止剤、防藻剤、殺菌剤（消毒剤）
などの薬剤を冷却水中に添加して、有害不純物や成分と
の化学作用を起こさせて、スケールの析出、スライム、
藻類の生成、細菌の繁殖等の防止を行っているのが現状
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最新鋭の諸施設が整
い、安全、快適、かつ衛生的なインテリジェントビルに
は、空気中の浮遊粉塵、一酸化炭素、炭酸ガス、窒素酸
化物、炭化水素、ホルムアルデヒド、オゾン、オキシダ
ント等の汚染物質、有害物質の除去に大きな努力が払わ
れている。その手段として空調設備は、外気と循環気を
取り入れ、この空気の温度、湿度を調整するための空気
過熱器、空気冷却器、空気加湿器、塵埃を除去するため
のエアフィルター、空調された空気を送り出すための送
風機から構成される。ここでは、浮遊粉塵量の室内空気
環境基準である０．１５μｍｇ／ｍ^３以下を維持するた
めに、浮遊粉塵の主流をしめる０．０１〜１μｍ（平均
０．２μｍ）である”たばこの煙”を除去できる高性能
空気濾過器用いることから始まり、定期的に汚れた濾材
（エアフィルター）を洗浄あるいは交換しているのが一
般的である。このエアフィルターの粉塵の捕集性能を高
めるには材料密度が高くなり、目詰まりを起こして空気
抵抗は増加し、送風機への負荷が高くなる。従って、空
気調和設備の空気清浄装置の法令上の維持管理に係わる
技術上の基準として「定期的に濾材または集塵部の汚れ
の状況、濾材前後の気圧差などを点検し、必要に応じ、
濾材または集塵部の性能検査、濾材の取り替えなどを行
うこと」と規定され、定期的に点検する事項、整備、補
修その他の処置について規定されており、浮遊塵埃の除
去は空調設備の重要な機能部分であるとともに、濾材の
性能。機能が間われていることとなる。

【０００６】クーリングタワーの水質管理の対応策は、
化学的手法としては腐食抑制剤、スケール防止剤、スラ
イム防止剤、防藻剤、殺菌剤（消毒剤）などの薬剤を冷
却水中に添加して、有害不純物や成分との化学作用を起
こさせて、スケールの析出、スライム、藻類の生成、細
菌の繁殖等の防止を行っているのが現状である。クーリ
ンクタワーはビルの屋上に設置され、大気中にさらされ
ることが多く、冷却水は次の様な条件で水質が低下す
る。 大気中の亜硫酸ガス等が吸収されて、冷却コイル、配
管などを腐食させる。 循環水に粉塵が吸収され、これら紛状固形物が堆積し
て、出口のストレーナーを詰まらせ、循環量の減少、凝
縮圧力の異常上昇、冷凍機の運転不能等を起こす要因と
なる。 冷却塔内の受水槽においては、太陽光線の照射による
光合成で藻類が増殖してと同じトラプルの要因とな
る。 冷却水質の低下は関連施設の腐食トラブルだけでな
く、冷却コイルにスケールの析出付着やスライム（水
垢）の付着をうながし、高圧異常上昇につながり冷凍機
の運転効率の低下や運転不能に直結する。 冷却水の温度は２５Ｃ゜〜３８Ｃ゜であり、病原菌な
どの低位の生物の繁殖に適し、在郷軍人病（レジオネラ
症）等の発生源となることもある。

【０００７】この発明はかかる現況に鑑みてなされたも
ので、線条の広い比表面積、不規則な立体空間が構成す
る広い空隙率、及び線条間の気流の位相差による乱流、
崩れによる接触効率、及び気流による熱可塑性原料の線
条の表面摩擦からの静電気の発生を利用して浮遊粉塵を
吸引、吸着性することを特徴とする線条立体空隙構造体
を提供することを目的とする。

【０００８】従来から行っているクーリングタワーの冷
却水の化学的処理手法の水質管理について、有機物の処
理はより自然で、安全、確実、安価な生物的処理の１手
法を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、 金型に削
孔した大、中、小の異なる線径の複数個のノズルより、
熱可塑性原料を溶融した線条で押しだし、前記線条を固
化する前に冷却液面で不規則に曲がりくねらせて隣接す
る他の線条表面に接触させて相互に溶着させ、不規則な
立体空間を造りながら、規正型枠で円状、板状、箱形状
等に規正して、引き取り装置で一定の速度で引き取り、
線条が冷却固化してなることを特徴とする線条からなる
円筒状、板状、箱形状の立体空隙構造体（以下本製品と
も云う）。円筒状、板状、箱形状の本製品は、大略６０
ｍ^２〜８０ｍ^２／ｍ^３程度線条の表面積で浮遊塵埃の付
着性となり、表面開孔率９８％〜９９％、９０％〜９６
％程度空隙率は目詰まりしない透過性と耐空気抵抗性を
示し、湿度６０％程度、気流０．３ｍ／ｓｅｃに晒して
約５〜８ｓｅｃ程度で静電気を帯電することを特徴とす
る線条の立体空隙構造体。

【００１０】前記線条立体空隙構造体（１）を気流の接
触材として、外気の流入通路、防塵装置内の流入部に充
填、及び防塵、消音、消臭装置の接触材として設置し
て、線条が構成する不規則な立体空間に気流を衝突、透
過させて、線表面の摩擦で静電気が帯電させる、と同時
に、気流は線条表面の摩擦で流速エネルギーが消耗し
て、不規則な空間に衝突して位相差で乱れ、崩れて、流
速が減衰しながら構造体内を給、排気音まで減衰して容
易に透過、通気させることを特徴とする空気の接触材と
しての立体空隙構造体。気流の流入部に本製品を敷設す
ると、湿度６０％程度、０．３ｍ／ｓｅｃの気流で約５
〜８ｓｅｃで静電気が帯電する。不規則な空間が造る表
面開孔率９８％〜９９％、空隙率９０％〜９６％程度の
本製品の線条に気流が衝突すると、流速が崩れて乱流と
なり、流速が減速されて構造体を突き抜けて容易に透過
できる。大略６０ｍ^２〜８０ｍ^２／ｍ^３程度の線条の表
面積はに帯電する静電気は、浮遊する塵埃の大小を問わ
ずその大部分を吸引して線表面に初期吸着させ、以後付
着した塵埃は半径に比例して増大して、順次構造体内に
付着範囲が拡大させることを特徴とする気流の接触材と
しての線条立体空隙構造体。

【００１１】線条が冷却固化してなることを特徴とする
線条からなる円筒状、板状、箱形状等の線条立体空隙構
造体（１）を冷却塔（クーリングタワーとも云う）の受
水槽内に有機物を酸化分解する接触酸化材として充填し
て、大気中から吸収する浮遊塵の除去、及び循環水中に
浮遊、溶解、増殖するレジオネラ菌等の低位の微生物類
を線条に付着する生物膜で酸化分解、除去し、藻類発生
の抑制、スライム発生の抑制をすることを特徴とする水
質浄化の接触材としての線条立体空隙構造体。

【００１２】

【作用】気流、及び水に用いるよりよい接触材としての
機能は、広い比表面積、高い表面開孔率、空隙率、及び
空気抵抗、水の粘性抵抗に耐える構造強度等で、製品形
状、構造では相反する機能を要求されているのである。
本製品は、形状が異なっても表面積６０ｍ^２〜８０ｍ^２
／ｍ^３程度、表面開孔率９８％〜９９％、空隙率９０％
〜９６％程度を大略確保して成形することができ、それ
ぞれ次のような機能、性能を有することになる。

【００１３】線条の表面積が６０ｍ^２〜８０ｍ^２／ｍ^３
程度の本製品を、気流の接触材として敷設した場合に
は、空気中に浮遊する粉塵、燃料の不完全燃焼による炭
素粒子、窒素酸化物、灰、地面から飛散する土砂の粒
子、雑多の有機物、排煙、有害ガス等が付着する場所と
なる。線条が構成する不規則な立体空間に気流が衝突す
ると、線表面の摩擦で静電気が帯電する。同時に気流
は、線条表面の摩擦で流速エネルギーが消耗して、不規
則な立体空間に衝突して位相差で乱れ、崩れて、流速が
減衰しながら構造体内を透過する給気音まで減衰して容
易に透過、通気することが出来る。気流は、静電気の帯
電した線表面と不規則な立体空間に衝突し、浮遊粉塵は
静電気で初期吸着して、順次積層されて、狭い立体空間
はより狭くなり、気流は不規則な立体空間のより大きな
空間を、位相差で流速を乱しながら透過、通気する。気
流中の浮遊粉塵の大きなものは線条の前段部に多く吸着
し、そこを透過した粒径の小さい浮遊粉塵は、再び静電
気の帯電した線条と不規則な立体空間を乱れながら透過
して線表面に吸着することを、構造体を透過するまで繰
り返すことになり、浮遊粉塵を効率よく、より多く付着
させる表面積をもつ気流の接触材とすることを特徴とす
る線条立体空隙構造体。

【００１４】水中の浮遊有機物を酸化分解する接触材に
充填した場合には、溶着接点を基点にして有機物は初期
に接着して、順次生物膜として増殖、肥大して、細菌等
の低位の有機物を捕食して酸化分解して、水質を浄化す
る付着面となり、それは広いほど付着量が多くなり分解
能力となる、水質浄化の接触材とすることを特徴とする
線条立体空隙構造体。

【００１５】大、中、小の異なる線径で不規則な立体空
間を構成する構造体の外周面の表面開孔率９８％〜９９
％は、耐空気抵抗、水の耐粘性抵抗を補完して、構造体
内を容易に気流、水流等を透過、通過させ、目詰まりを
しない構造体を構成することを特徴とする線条立体空隙
構造体。

【００１６】大、中、小の異なる線径が構成する湾曲し
た線条は、大は大きく、中はより小さく、小は更に小さ
い径で湾曲して複数箇所が溶着して、不規則な立体空間
を構成し９０％〜９６％程度の空隙率は、耐空気抵抗、
水の耐粘性抵抗を補完して、構造体内を気流、水流等を
容易に透過、通過して、目詰まりをしない構造体を構成
する。気流、水流が不規則な立体空間を透過、通過する
場合、線条の表面摩擦で静電気が帯電して、同時に線条
表面の摩擦で流速エネルギーが消耗して、不規則な立体
空間に衝突して位相差で乱れ、崩れて、流速が減衰しな
がら構造体内を透過する給気音まで減衰して容易に透
過、通気することが出来ることを特徴とする洗浄立体空
隙構造体。

【００１７】熱可塑性原料で成形する本製品は、乾燥し
た気流０．３ｍ／ｓｅｃに晒して線条の表面摩擦で約５
〜８ｓｅｃで静電気を帯電することができる。空気中の
浮遊粉塵、燃料の不完全燃焼による炭素粒子、窒素酸化
物、灰、地面から飛散する土砂の粒子、雑多の有機物、
排煙、有害ガス等は静電気で線条表面に吸引、吸着しつ
づけて、２ケ月〜３ケ月経過して線表面には黒い煤状の
付着物を始め、細い綿状の繊維類等が２ｍｍ〜４ｍｍ程
度付着、不規則な立体空間は目詰まりせず、付着物した
粉塵は強い水流で簡単に脱落させることができる。

【００１８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は円筒状線条立体空隙構造体、第２図は板状線条立
体空隙構造体、第３図は箱形状線条立体空隙構造体の正
面の模式図で、線条が溶着してなす不規則な立体空間を
図示することが困難であるが、イメージとしてはその様
なものである。図４は円筒状立体空隙構造体を型枠に収
納する平面図、第５図はＡ−Ａ’断面図、第６図はＢ−
Ｂ’断面図を示し、簡便に取り付けて、構造体内を気
流、水流が容易に透過、通気、通水して、防塵、及び水
質浄化をする空気、水の接触材とすること特徴とするも
のである。

【００１９】この発明は、空気、水の接触材としてより
広い比表面積、表面開孔率、不規則な立体空間による空
隙率、及び耐空気抵抗性、水の耐粘性抵抗性を保持する
構造強度を補完すると共に、気流による表面摩擦で静電
気を帯電させることを特徴とする接触材である。

【００２０】

【発明の効果】

る高性能空気濾過器を用いることから始まり、定期的に
汚れた濾材（エアフィルター）を洗浄あるいは交換して
いるのが一般的である。このエアフィルターを粉塵の捕
集性能を高めるには材料密度を−が高くなり、目詰まり
を起こして空気抵抗は増加し、送風機への負担が高くな
る。本発明では、既存のエアフィルターの前段部となる
気流の接触材として敷設すると、浮遊粉塵の大部分を捕
集することにより、濾材の洗浄、交換等の作業を大幅に
軽減することが出来る。

【００２１】浮遊粉塵を捕集する一般的な能力は、エア
フィルターの（濾過式）は１μｍ以上または３μｍ以上
が多く、クリーンルーム等に用いる高性能フィルターは
１μｍ以下を濾過することができる。本発明による、静
電気が帯電した気流の接触材が捕集する浮遊粉塵の適応
粒径は、綿状の浮遊塵の大から１μｍ以下を捕集、付着
することができ、後段部に敷設した既存のエアフィルタ
ーの負荷を大幅に低減し、洗浄、取り替えの頻度を少な
くして維持管理費を低減する。

【００２２】空気１ｍ^３あたりに粉塵を多く含むほど
（汚染濃度が大きいほど）エアフィルターが処理する能
力は低下（集塵効率）する。このためエアフィルタの適
正な粉塵濃度を定めることが必要で、一般的に適応粉塵
濃度は大（０．４〜７ｍｇ／ｍ^３）、中（０．１〜０．
６ｍｇ／ｍ^３）、小（０．３〜０．６ｍｇ／ｍ^３以下）
に分けられ、自動巻取り型で大、高性能フィルターは
小、他は小〜中、電気集塵装置は小とされている。この
ことは、エアフィルターが構成する表面開孔率、空隙
率、及び目合い等によるも製品の構造の問題となる。本
発明による気流の接触材は、構造体の外周表面、及び内
部を構成する不規則な立体空間の線条の間隔幅は最大で
１．５ｃｍ程度が連続するもので、浮遊粉塵濃度が高い
場合でも付着物で目詰まりするには２ケ月〜３ケ月程度
かかり、従来のエアフィルターの性能（約２週間で交
換）を大きく越えるものである。

【００２３】エアフィルターの粉塵を捕集（濾過）する
効率は、濾過処理する前の上流側の空気の粉塵濃度と、
処理したフィルター下流側の粉塵濃度の差を百分率
（％）で表し、測定方法として重量法、比色法、ＤＯＰ
法等が用いられ、濾過式エアフィルターの集塵効率は一
般的に重量法で８０％〜９２％、高性能フィルターはＤ
ＯＰ法で９９．７％、電気集塵装置の場合は比色法で７
０％〜９５％程度とされている。従来のエアフィルター
の厚さは２．０〜１０．０ｍｍ程度の不織布がおおく、
その構造、機能はそれぞれ異なっている。本発明の気流
の接触材は円筒状、板状、箱形状の断面形状で、円筒状
は直径１２．５ｍｍ、厚さ２．０ｃｍの板状は間隔をあ
けて並列固定し、箱形状は厚さ１０．０ｃｍ程度であ
り、気流による静電気の自然帯電をするとともに、無数
の不規則な立体空間を保持して、浮遊粉塵の捕集手法が
大きく異なる手法を提供するものである。

【００２４】ビル内の空気を取り入れて、浮遊粉塵を捕
集して、快適な室温と空気を維持、調整するには冷却塔
（クーリングタワー）と呼ばれる、冷凍機で冷媒ガスを
冷却、液化させ、温度の上昇した冷却水を水滴状にして
大気に触れさせ、気化熱で冷却水の温度を下げ、繰り返
し冷却水を循環させる装置である。冷却水は外気に触れ
て

【０００６】の〜に記載するような不都合が生じ
て、その維持管理、保全には冷却水の水質管理が重要な
ポイントになる。本発明による冷却水の接触材を、クー
リングタワーの受水槽に充填すると、大気中か供給され
た有機物は線条に生物膜として付着、増殖して、低位の
有機物を酸化分解して、安定した水質を維持することが
できる。

【００２５】太陽光線が照射する部分は有機物が光合成
で青い藻が発生、冷却水出口のストレーナーを詰まら
せ、光線が当たらない場合にはスライム（水垢）とな
り、管内の狭い、水流の強い部分に付着、増殖して、冷
凍機の運転効率の低下や運転不能につながる場合があ
る。また、冷却水の温度は２５゜Ｃ〜３８゜Ｃ程度で、
レジオネラ菌などの病原菌の発生源となることもある。
本発明による冷却水の接触材をクーリグタワーの受水槽
に充填すると、低位の有機物やレジオネラ菌等の低位の
生物は、生物膜に付着する上位の動物性プランクトンに
補食、酸化分解されて、スライム、レジオネラ菌等の発
生を抑止する事ができる。

【００２６】従来のクーリングタワーの冷却水の管理に
はスケールの析出にはスケール防止剤、スライムの生成
にはスライム防止剤、藻類の生成には防藻剤、細菌の繁
殖の防止には殺菌剤、消毒剤等が用いられている。これ
らの薬剤は万能でなく、冷却水の不純物の絶対量を低減
することはなく、「毒をもって毒を制する」手法であ
り、副生的な悪作用があり、使用方法を誤ると有害無益
となることもある。本発明による冷却水の接触材の場合
には、有機物を酸化分解する手法であるので水質にマイ
ナス効果は無く、継続して投与し続ける薬剤のうち少な
くとも防藻剤、殺菌剤、消毒剤は必要なくなることにな
る。

【００２７】一例として、Ｆホテルのクーリンクタワー
の受水槽に、円筒状の接触材を充填して約１年間の水質
検査の内から、同系統の他の水槽との中水温期、低水温
期、高水温期の比較の一部を例示する。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒状線条立体空隙構造体の断面図

【図２】板状線条立体空隙構造体を並列した正面断面図

【図３】箱形状線条立体空隙構造体の断面図

【図４】円筒状線条立体空隙構造体を型枠に固定した平
面図

【図５】図４のＡ−Ａ’断面図

【図６】図４のＢ−Ｂ’断面図

【符号の説明】

１ 線条立体空隙構造体 ２ 中空部 ３ 固定型枠

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月７日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】二酸化チタンを付加した線条立体空隙構
造体の製造手法と大気、及び循環水の接触材

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二酸化チタンを原
料内に付加し、異なる大、中、小の線径の複数個の線条
で押し出し、不規則に湾曲させ立体網状態に点接着して
なる線条からなる円筒状、板状、箱型状断面の立体空隙
構造体の製造に関する。立体網状態をなした前記立体空
隙構造体を成形した後に、線条表面に二酸化チタンを固
定してなる立体空隙構造体の製造に関する。二酸化チタ
ンを付加した前記立体空隙構造体を、大気の接触材とし
て敷設するに関する。二酸化チタンを付加した前記立体
空隙構造体を、循環水の接触材として敷設するに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性合成樹脂の線条の多数を下向き
のノズルより押し出し、これらの線条を未だ固化しない
間に抑出し速度より遅い速度で引き取ることによって、
各溶融線条を曲がりくねらせて相互に立体網状に点接着
させつつ、前記集合体を点接着の直後に急速に冷却する
ことによって製造される線条からなる立体空隙構造体は
公知である。このような線条からなる立体空隙構造体と
して、例えば、特公昭５１−１６５３０号公報、特公昭
６３−５４３３０号公報、及び特開昭６２−１２８７４
０号公報記載のものがある。又、当該出願者による特許
第２６３９８８８号のものがある。

【０００３】空気中の浮遊塵埃を除去する目的で、流入
口近くに濾過機能として濾過材を敷設して、気流を透
過、濾過させて清浄化するエアフィルター（空気濾過
材）、スプレーノズルより水を噴霧させながら空気を通
過させて清浄化するエアーワッシャー（空気洗浄器）、
コロナ放電によって含塵空気中の粒子に荷電を与え、帯
電粒子をクーロン力によって捕集、清浄化する電気集塵
装置等がある。

【０００４】冷却塔（クーリングタワー）は温度の上昇
した冷却水を水滴状にして空気に触れさせ気化熱（蒸発
熱）にて冷却熱の温度を下げ、繰り返し循環使用する装
置であり、外気中の有機物、無機物が混入する浮遊粉塵
は冷却水に吸収され，水質の低下に直結して、レジオネ
ラ菌、藻類、スケール、スライム等の発生により設備の
機能低下に直接的に影響している。その対応策としての
水質管理には、化学的手法としては腐食抑制剤、スケー
ル防止剤、スライム防止剤、防藻剤、殺菌剤（消毒剤）
などの薬剤を冷却水中に添加して、有害不純物や成分と
の化学作用を起こさせて、スケールの析出、スライム、
藻類の生成、細菌の繁殖等の防止を行っているのが現状
である。

【０００５】最新鋭の諸施設が整い、安全、快適、かつ
衛生的なインテリジェントビルには、空気中の浮遊粉
塵、一酸化炭素、炭酸ガス、窒素酸化物、炭化水素、ホ
ルムアルデヒド、オゾン、オキシダント等の汚染物質、
有害物質の除去に大きな努力が払われている。その手段
として空調設備は、外気と循環気を取り入れ、この空気
の温度、湿度を調整するための空気過熱器、空気冷却
器、空気加湿器、塵埃を除去するためのエアフィルタ
ー、空調された空気を送り出すための送風機から構成さ
れる。ここでは、浮遊粉塵量の室内空気環境基準である
０．１５μｍｇ／ｍ^３以下を維持するために、浮遊粉塵
の主流をしめる０．０１〜１μｍ（平均０．２μｍ）で
ある”たばこの煙”を除去できる高性能空気濾過器用い
ることから始まり、定期的に汚れた濾材（エアフィルタ
ー）を洗浄あるいは交換しているのが一般的である。こ
のエアフィルターの粉塵の捕集性能を高めるには材料密
度が高くなり、目詰まりを起こして空気抵抗は増加し、
送風機への負荷が高くなる。従って、空気調和設備の空
気清浄装置の法令上の維持管理に係わる技術上の基準と
して「定期的に濾材または集塵部の汚れの状況、濾材前
後の気圧差などを点検し、必要に応じ、濾材または集塵
部の性能検査、濾材の取り替えなどを行うこと」と規定
され、定期的に点検する事項、整備、補修その他の処置
について規定されており、浮遊塵埃の除去は空調設備の
重要な機能部分であるとともに、濾材の性能。機能が問
われていることとなる。

【０００６】クーリングタワーの水質管理の対応策は、
化学的手法としては腐食抑制剤、スケール防止剤、スラ
イム防止剤、防藻剤、殺菌剤（消毒剤）などの薬剤を冷
却水中に添加して、有害不純物や成分との化学作用を起
こさせて、スケールの析出、スライム、藻類の生成、細
菌の繁殖等の防止を行っているのが現状である。クーリ
ンクタワーはビルの屋上に設置され、大気中にさらされ
ることが多く、冷却水は次の様な条件で水質が低下す
る。 大気中の亜硫酸ガス等が吸収されて、冷却コイル、配
管などを腐食させる。 循環水に粉塵が吸収され、これら紛状固形物が堆積し
て、出口のストレーナーを詰まらせ、循環量の減少、凝
縮圧力の異常上昇、冷凍機の運転不能等を起こす要因と
なる。 冷却塔内の受水槽においては、太陽光線の照射による
光合成で藻類が増殖してと同じトラブルの要因とな
る。 冷却水質の低下は関連施設の腐食トラブルだけでな
く、冷却コイルにスケールの析出付着やスライム（水
垢）の付着をうながし、高圧異常上昇につながり冷凍機
の運転効率の低下や運転不能に直結ずる。 冷却水の温度は２５Ｃ゜〜３８Ｃ゜であり、病原菌な
どの低位の生物の繁殖に適し、在郷軍人病（レジオネラ
症）等の発生源となることもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明はかかる現況
に鑑みてなされたもので、ビルメンテナンスに於いて大
きなウエイトを占める空調関係の内、気流の温度管理、
水流の水質管理は大小を問わず大きな課題を抱いてい
る。特に、多くの人々が集まる公共施設、劇場、大規模
店舗等の気流、水質の管理には大きな苦労が強いられて
いるのが現状である。この発明はかかる現状に鑑みなさ
れたもので、二酸化チタンを固定した前記立体空隙構造
体の、線条の広い比表面積、不規則な立体空間が構成す
る広い空隙率、線条間の気流の位相差による乱流、崩れ
による効率よい捕集、及び気流による熱可塑性原料の線
条の表面摩擦からの静電気の発生を利用して浮遊粉塵を
吸引、吸着、捕集して、線条に固定した二酸化チタンの
光触媒の強い酸化力で無機物、有機物を酸化分解する立
体網状態をなす線条立体空隙構造体を提供するものであ
る。

【０００８】又、従来から行われているクーリングタワ
ーの循環水の水質管理は化学的処理手法がおおく、有機
物、スライム、スケールの処理に大きな課題を抱えてお
り、その水質管理には大きな努力とお金がかかっている
のが現状である。この発明はかかる現状に鑑みなされた
もので、二酸化チタンを固定した前記立体空隙構造体を
クーリングタワーの受水槽内に充填して、循環水内の無
機物、有機物を二酸化チタンの光触媒反応の強い酸化力
で酸化分解する立体網状態をなす線条立体空隙構造体を
促供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために次のような構成とした。請求項１に係わ
る金型に削孔した大、中、小の異なる線径の複数個のノ
ズルより、粉体の二酸化チタンを付加した熱可塑性原料
を溶融した線条で押しだし、前記線条を固化する前に冷
却液面で不規則に曲がりくねらせて隣接する他の線条表
面に接触させて相互に溶着させ、不規則な立体空間を造
りながら、規正型枠で円状、平板状、箱形状等に規正し
て、引き取り装置で一定の速度で引き取り、線条が冷却
固化して、二酸化チタンを線条内に固定してなることを
特徴とする立体網状態をなしたる円筒状、板状、箱形状
の線条立体空隙構造体。並びに、立体網状態をなした前
記立体空隙構造体を成形後の線条表面に粉体の二酸化チ
タンを付着させて、二酸化チタンを線条表面に固定して
なることを特徴とする立体網状態をなす線条立体空隙構
造体（以下前記立体空隙構造体と云う）。

【００１０】請求項２に係わる二酸化チタンを付加して
なる前記線条立体空隙構造体（１）を大気の接触材とし
て、大気中、気流中、構築物の大気の流入、流出部、各
装置の気流の流入、流出部等に充填して、防塵、消音、
消臭の接触材として設置する。線条が構成する不規則な
立体空間に気流を衝突、透過させて、線表面の摩擦で静
電気を帯電させると同時に、気流は線条の表面摩擦で流
速エネルギーが消耗、不規則な空間に衝突して位相差で
乱れ、崩れて、流速が減衰しながら構造体内を透過、通
気させることを特徴とする大気の接触材としての立体網
状態をなす線条立体空隙構造体。二酸化チタンを付加し
た前記立体空隙構造体内を通過する気流は、静電気を帯
電し、流速の位相差で花粉、雑菌等の浮遊粉塵に混入す
る有機物を効率よく捕集して、線条に固定した二酸化チ
タンの光触媒反応で捕集した有機物は酸化分解してなる
ことを特徴とする立体網状態をなす線条立体空隙構造
体。二酸化チタンを付加した前記立体空隙構造体を透過
する気流は、静電気を帯電、流速の位相差で無機物の浮
遊粉塵を効率よく捕集して、線条に固定した二酸化チタ
ンの光触媒反応でそれらを酸化分解することを特徴とす
る立体網状態をなす線条立体空隙構造体。一例として、
一酸化窒素（ＮＯ）〜二酸化窒素（ＮＯ_２）、二酸化窒
素（ＮＯ_２）〜硝酸（ＮＯ_２）に酸化分解して水で流す
ことができ、自動車排出の窒素酸化物、臭気、ガス等を
酸化分解する接触材とすることを特徴とする立体網状態
をなす線条立体空隙構造体。

【００１１】請求項３に係わる線条が冷却固化してなる
ことを特徴とする線条からなる円筒状、板状、箱形状等
に規正した二酸化チタンを付加してなる前記立体空隙構
造体（１）を循環水の接触材として敷設し、二酸化チタ
ンの光触媒反応の酸化力で水中の有機物を酸化分解する
ことを特徴とする立体網状態をなす線条立体空隙構造
体。一例として、冷却塔（クーリングタワーとも云う）
の受水槽内に接触材として充填して、大気中から吸収す
る無機性浮遊塵埃を線条に吸着、除去、及び循環水中に
浮遊、溶解するレジオネラ菌等の低位の微生物類を線条
に固定する二酸化チタンの光触媒反応の強い酸化力で酸
化分解、また藻類、スライム等の発生を抑制することを
特徴とする立体網状態をなす線条立体空隙構造体。

【００１２】

【作用】二酸化チタンを線条に固定した円筒状、板状、
又は箱形状の前記立体空隙構造体は、比表面積：６０ｍ
^２〜１１０ｍ^２／ｍ^３、表面開孔率９６％〜９８％、空
隙率：９３％〜９５．５％程度の製品を成形することが
できる。広い比表面積は付加する二酸化チタンの貯留
性、接触性、摩擦性、広い空隙率、表面開孔率は透過
性、通水性、通気性、目詰まり性、大気、水の耐水抵抗
性を備えた、高い空隙率と広い比表面積の相反する機能
を備えた立体網状態をなす線条立体空隙構造体となる。

【００１３】二酸化チタンを線条に固定した前記立体空
隙構造体（１）を気流の接触材として、大気の接触材と
して、大気中、気流中、構築物の大気の流入、流出部、
各装置の気流の流入、流出部等に充填した場合には、線
条が構成する不規則な立体空間に気流を衝突、透過させ
ると、気流と線表面の摩擦で線条に静電気を自然帯電さ
せることができる。同時に、気流は線条の表面摩擦で流
速エネルギーが消耗、不規則な空間に衝突して位相差で
流速が乱れ、崩れて、減哀しながら構造体内を透過、通
気させると、流速が緩む気流中に浮遊する無機性粉塵、
ガス等を容易に線表面に接触、捕捉して、二酸化チタン
の光触媒の強い酸化力で酸化分解して水に流すことがで
きる。

【００１４】二酸化チタンを付加した前記立体空隙構造
体内を通過する気流は、静電気を帯電した不規則な立体
空間を透過、通気して、流速の位相差で流速が緩み花
粉、雑菌等の浮遊粉塵に混入する有機物を効率よく線条
表面に捕集して、線条に固定した二酸化チタンの光触媒
反応の強い酸化力で捕集した有機物を酸化分解して水で
流すことができる。

【００１５】二酸化チタンを付加した前記立体空隙構造
体を透過する気流は、静電気を帯電した不規則な立体空
間を透過、通気して、流速の位相差で流速が緩み自動車
の排気ガス、臭気、燃料の不完全燃焼による炭素粒子、
窒素酸化物、灰、地面から飛散する土砂の粒子、排煙、
有害ガス等が等を効率よく捕集して、線条に固定した二
酸化チタンの光触媒反応の強い酸化力で酸化分解する。
一例として、一酸化窒素（ＮＯ）〜二酸化窒素（Ｎ
Ｏ_２）、二酸化窒素（ＮＯ_２）〜硝酸（ＮＯ_２）に酸化
分解して水で流すことができる。

【００１６】二酸化チタンを線条に固定した、大、中、
小の異なる線径が湾曲して溶着する線条は、表面開孔
率：９６％〜９８％、空隙率：９３．０％〜９５．５％
程度の不規則な立体空間をつくり、耐空気抵抗、水の耐
粘性抵抗を補完して、構造体内を容易に気流、水流等を
透過、通過させ、目詰まりをしない構造体とすることが
できる。

【００１７】二酸化チタンを付加した円筒状、板状、箱
形状等に規正した前記立体空隙構造体（１）を循環水の
接触材として敷設し、循環水中に飛び込み混入した有機
物及びレジネオラ菌などの有害物質を、二酸化チタンの
光触媒反応の酸化力で有機物を酸化分解することがてき
る。一例として、冷却塔（クーリングタワーとも云う）
の受水槽内に接触材として充填して、大気中から吸収す
る無機性浮遊塵埃を線条に吸着、除去、及び循環水中に
浮遊、溶解するレジオネラ菌等の低位の微生物類を線条
に固定する二酸化チタンの光触媒反応の強い酸化力で酸
化分解、また藻類、スライム等の発生を抑制することが
できる。

【００１８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は円筒状線条立体空隙構造体、第２図は板状線条立
体空隙構造体、第３図は箱形状線条立体空隙構造体の正
面の模式図で、線条が溶着してなす不規則な立体空間を
図示することが困難であるが、イメージとしてはその様
なものである。図４は円筒状立体空隙構造体を型枠に収
納する平面図、第５図はＡ−Ａ’断面図、第６図はＢ−
Ｂ’断面図を示し、簡便に取り付けて、構造体内を気
流、水流が容易に透過、通気、通水して、防塵、及び水
質浄化をする空気、水の接触材とすること特徴とするも
のである。

【００１９】この発明は、二酸化チタンを線条に固定し
て、空気、水の接触材としてより広い比表面積からの付
着性、貯留性、接触性、摩擦性を、不規則な立体空間が
つくる高い空隙率、表面開孔率からの透過性、通気、通
水性、耐水抵抗性、耐空気抵抗性等を保持する接触材で
ある。

【００２０】

【発明の効果】浮遊粉塵量の室内空気環境基準である
０．１５цｍｇ／ｍ^３以下を維持するために、浮遊粉塵
の主流をしめる０．０１цｍ〜１μｍ（平均０．２μ
ｍ）である「たばこの煙」を除去できる高性能空気濾過
器を用いることから始まり、定期的に汚れた濾材（エア
フィルター）を洗浄あるいは交換しているのが一般的で
ある。このエアフィルターの粉塵の捕集性能を高めるに
は、材料密度をより高くしなくてはならず、目詰まりを
起こして空気抵抗は増加し、送風機への負担が高くな
る。この発明は、二酸化チタンを線条に固定した前記立
体空隙構造体をビルなどの空調施設の気流の防塵、及び
循環水の水質管理に用いた場合には、以下のような効果
を上げることができる。既存のエアフィルターの前段部
に敷設すると、浮遊粉塵の大部分を捕集して、プレフィ
ルター濾材の洗浄、交換等の作業を大幅に軽減すること
が出来る。

【００２１】浮遊粉塵を捕集する一般的な能力は、エア
フィルターの（濾過式）は１μｍ以上または３μｍ以上
が多く、クリーンルーム等に用いる高性能フィルターは
１μｍ以下を濾過することができる。本発明による、二
酸化チタンを線条に固定した前記立体空隙構造体は、気
流で静電気を帯電し、捕集する浮遊粉塵の適応粒径は、
綿状の浮遊塵の大から１μｍ以下までと広範囲で、既存
のエアフィルターの負荷を大幅に低減するとともに、捕
集した有機物、無機物を二酸化チタンの光触媒反応の強
い酸化力で分解することができ、捕集した粉塵は水で洗
浄して再び利用して、取り替えの頻度を少なくして維持
管理費を低減する。

【００２２】空気１ｍ^３あたりに粉塵を多く含むほど
（汚染濃度が大きいほど）エアフィルターが処理する能
力は低下（集塵効率）する。このためエアフィルタの適
正な粉塵濃度を定めることが必要で、一般的に適応粉塵
濃度は大（０．４〜７ｍｇ／ｍ^３）、中（０．１〜０．
６ｍｇ／ｍ^３）、小（０．３〜０．６ｍｇ／ｍ^３以下）
に分けられ、自動巻取り型で大、高性能フィルターは
小、他は小〜中、電気集塵装置は小とされている。この
ことは、エアフィルターが構成する表面開孔率、空隙
率、及び目合い等によるも製品の構造の問題となる。本
発明による気流の接触材は、構造体の外周表面、及び内
部を構成する不規則な立体空間の線条の間隔幅は最大で
１．５ｃｍ程度が連続するもので、浮遊粉塵濃度が高い
場合でも付着物で目詰まりするには２ケ月〜３ケ月程度
かかり、捕集した粉塵は水で洗滌して、何十回と再利用
して、従来のエアフィルターの性能（約２週間で交換）
を大きく越えるものである。

【００２３】エアフィルターの粉塵を捕集（濾過）する
効率は、濾過処理する前の上流側の空気の粉塵濃度と、
処理したフィルター下流側の粉塵濃度の差を百分率
（％）で表し、測定方法として重量法、比色法、ＤＯＰ
法等が用いられ、濾過式エアフィルターの集塵効率は一
般的に重量法で８０％〜９２％、高性能フィルターはＤ
ＯＰ法で９９．７％、電気集塵装置の場合は比色法で７
０％〜９５％程度とされている。従来のエアフィルター
の厚さは２．０〜１０．０ｍｍ程度の不織布がおおく、
その構造、機能はそれぞれ異なっている。本発明の気流
の接触材は円筒状、板状、箱形状の断面形状で、円筒状
は直径１２．５ｍｍ、厚さ２．０ｃｍの板状は間隔をあ
けて並列固定し、箱形状は厚さ１０．０ｃｍ程度であ
り、気流による静電気の自然帯電をするとともに、無数
の不規則な立体空間を保持して、浮遊粉塵の捕集手法が
大きく異なる手法を提供するものである。

【００２４】ビル内の空気を取り入れて、浮遊粉塵を捕
集して、快適な室温と空気を維持、調整するにはクーリ
ングタワー、冷凍機で冷媒ガスを冷却、液化させ、温度
の上昇した冷却水を水滴状にして大気に触れさせ、気化
熱で冷却水の温度を下げ、繰り返し冷却水を循環させる
装置である。冷却水は外気に触れて本願Ｐ：５、

【０００６】の〜に記載するような不都合が生じ
て、その維持管理、保全には冷却水の水質管理が重要な
ポイントになる。本発明による二酸化チタンを線条に固
定した前記立体空隙構造体を、冷却水の接触材を、クー
リングタワーの受水槽に充填すると、大気中か供給され
た有機物は線条に固定された二酸化チタンの光触媒反応
の強い酸化力で有機物を酸化分解して、安定した水質を
維持することができる。

【００２５】太陽光線が照射する部分は有機物が光合成
で青い藻が発生、冷却水出口のストレーナーを詰まら
せ、光線が当たらない場合にはスライム（水垢）とな
り、管内の狭い、水流の強い部分に付着、増殖して、冷
凍機の運転効率の低下や運転不能につながる場合があ
る。また、冷却水の温度は２５゜Ｃ〜３８゜Ｃ程度で、
レジオネラ菌などの病原菌の発生源となろこともある。
本発明による、二酸化チタンを線条に固定した前記立体
空隙構造体を、冷却水の接触材をクーリグタワーの受水
槽に充填すると、低位の有機物やレジオネラ菌等の低位
の生物は、二酸化チタンの光触媒反応の強い酸化力で酸
化分解されて、スライム、レジオネラ菌等を殺菌してそ
の発生を抑止する事ができる。

【００２６】従来のクーリングタワーの冷却水の管理に
はスケールの析出にはスケール防止剤、スライムの生成
にはスライム防止剤、藻類の生成には防藻剤、細菌の繁
殖の防止には殺菌剤、消毒剤等が用いられている。これ
らの薬剤は万能でなく、冷却水の不純物の絶対量を低減
することはなく、「毒をもって毒を制する」手法であ
り、副生的な悪作用があり、使用方法を誤ると有害無益
となることもある。本発明による、二酸化チタンを線条
に固定した前記立体空隙構造体を、冷却水の接触として
有機物を酸化分解する手法であり、継続して投与し続け
ている化学薬剤のうち少なくとも防藻剤、殺菌剤、消毒
剤は必要なくなることになる。

【００２７】一例として、Ｆホテルのクーリンクタワー
の受水槽に、円筒状の接触材を充填して約１年間の水質
検査の内から、同系統の他の水槽との中水温期、低水温
期、高水温期の比較の一部を例示する。但し、本表は二
酸化チタンを固定しない線条立体空隙構造体によるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】円筒状線条立体空隙構造体の断面図

【図２】板状線条立体空隙構造体を並列した正面断面図

【図３】箱形状線条立体空隙構造体の断面図

【図４】円筒状線条立体空隙構造体を型枠に固定した平
面図

【図５】図４のＡ−Ａ’断面図

【図６】図４のＢ−Ｂ’断面図

【符号の説明】 １ 線条立体空隙構造体 ２ 中空部 ３ 固定型枠

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に削孔した大、中、小の異なる線径
   の複数個のノズルより、熱可塑性原料を溶融した線条で
   押しだし、前記線条を固化する前に冷却液面で不規則に
   曲がりくねらせて隣接する他の線条表面に接触させて相
   互に溶着させ、不規則な立体空間を造りながら、規正型
   枠で円状、板状、箱形状等に規正して、引き取り装置で
   一定の速度で引き取り、線条が冷却固化してなることを
   特徴とする線条からなる円筒状、板状、箱形状の立体空
   隙構造体。
2. 【請求項２】前記線条立体空隙構造体（１）を気流の接
   触材として、外気の流入通路、防塵装置内の流入部に充
   填、及び防塵、消音、消臭装置の接触材として設置し
   て、線条が構成する不規則な立体空間に気流を衝突、透
   過させて、線表面の摩擦で静電気が帯電させる、と同時
   に、気流は線条表面の摩擦で流速エネルギーが消耗し
   て、不規則な空間に衝突して位相差で乱れ、崩れて、流
   速が減衰しながら構造体内を給、排気音まで減衰して容
   易に透過、通気させることを特徴とする空気の接触材と
   しての立体空隙構造体。
3. 【請求項３】 線条が冷却固化してなることを特徴とす
   る線条からなる円筒状、板状、箱形状等の線条立体空隙
   構造体（１）を冷却塔（クーリングタワーとも云う）の
   受水槽内に接触酸化材として充填して、大気中から吸収
   する無機性浮遊塵埃を線条に吸着、除去、及び循環水中
   に浮遊、溶解する有機物のレジオネラ菌等の低位の微生
   物類を線条に付着する生物膜で酸化分解、及び藻類発
   生、スライムの発生を抑制することを特徴とする線条立
   体空隙構造体。