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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-20
(45)【発行日】2023-06-28
(54)【発明の名称】空気浄化装置
(51)【国際特許分類】
A61L 9/12 20060101AFI20230621BHJP
A61L 9/01 20060101ALI20230621BHJP
F24F 8/50 20210101ALI20230621BHJP
F24F 8/24 20210101ALI20230621BHJP
A01G 31/00 20180101ALI20230621BHJP
A61L 9/00 20060101ALI20230621BHJP
【ＦＩ】
A61L9/12
A61L9/01 Q
F24F8/50
F24F8/24
A01G31/00
A61L9/00 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022030278
(22)【出願日】2022-02-28
(65)【公開番号】P2022132235
(43)【公開日】2022-09-07
【審査請求日】2022-08-04
(31)【優先権主張番号】P 2021030571
(32)【優先日】2021-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】396024439
【氏名又は名称】株式会社プラネット
(74)【代理人】
【識別番号】110000534
【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー
(72)【発明者】
【氏名】大林 修一
(72)【発明者】
【氏名】松本 博
【審査官】壷内 信吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－０６０９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０４１９１２２５（ＣＮ，Ｕ）
【文献】登録実用新案第３１７２１６０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第５２１７６９６（ＵＳ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第１３６７３３４（ＥＰ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０６１５０３１１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｌ ９／００－９／２２
Ｆ２４Ｆ ８／００－８／９９
Ａ０１Ｇ ３１／００－３１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハイドロカルチャー用の培地と、前記培地が充填された複数のプランターと、前記複数のプランターが間を空けて自身の長手方向に配置される管状の外側管と、前記外側管に配置され、空気の吸気または送風を行うファンと、を備え、前記複数のプランターは、前記プランターの外周壁に開口し、前記プランターの前記培地が充填された部分と前記外側管の内部空間とを連通する吸気口を備え、
前記外周壁のうちの前記吸気口が形成される部分が前記内部空間に配置され、
前記外側管は、前記外側管の外側と前記内部空間とを連通する放出口を備えると共に、長手方向の両端が密封される、又は、長手方向の両端が連結された無端状に形成され、
前記ファンによる吸気によって、前記外側管の外側の空気が前記培地を通過して前記吸気口から前記外側管の内部空間に流入され、前記外側管の内部空間を流動された空気が前記放出口から前記外側管の外側に放出される、
又は、
前記ファンによる送風によって、前記外側管の外側の空気が前記放出口から前記外側管の内部空間に流入され、前記外側管の内部空間を流動された空気が前記吸気口から前記培地に流入され、前記培地を通過した空気が前記外側管の外側に放出されることを特徴とする空気浄化装置。
【請求項2】
ハイドロカルチャー用の培地と、前記培地が充填されたプランターと、前記プランターの前記培地が充填された部分に自身の一部が埋設される管状の内側管と、前記内側管に配置され、空気の吸気または送風を行うファンと、を備え、前記内側管は、前記プランターの前記培地が充填された部分と前記内側管の内側空間とを連通する吸気口と、前記内側空間と前記培地の外側とを連通する放出口と、を備え、
前記ファンによって、前記内側管を介して前記吸気口から前記放出口へ前記培地の空気を吸気する、又は、前記内側管を介して前記放出口から前記吸気口へ前記外側の空気を送風することを特徴とする空気浄化装置。
【請求項3】
除菌・芳香成分を有するエッセンシャルオイルを拡散する芳香放出ユニットを備え、前記芳香放出ユニットは、前記ファンによって前記培地の外側から前記培地および前記吸気口を通過して前記放出口の外側へ流れる空気の流動経路中において、又は、前記ファンによって前記放出口の外側から前記吸気口および前記培地を通過して前記培地の外側へ流れる空気の流動経路中において、前記培地よりも下流側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気浄化装置。
【請求項4】
前記吸気口を複数備え、前記放出口に対して距離が遠い前記吸気口の径は、前記放出口に対して距離が近い前記吸気口の径よりも大きく設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気浄化装置。
【請求項5】
前記培地は、植物が植えられ、根圏微生物である菌根菌およびそのパートナー細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．（ＫＴＣＩＧＭＥ０１）ＮＢＲＣ１０９６３３菌株、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ（ＫＴＣＩＧＭＥ０２）ＮＢＲＣ１０９６３４菌株、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｈｉｚｏｓｐｈａｅｒａｅ（ＫＴＣＩＧＭＥ０３）ＮＢＲＣ１０９６３５菌株、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧＣ０１）ＮＢＲＣ１０９６１３菌株の内の少なくとも一つ）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の空気浄化装置。
【請求項6】
前記ファンは、前記培地の空気を吸気する吸気ファンとして構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の空気浄化装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気浄化装置に関し、特に、空気の浄化を良好にできる空気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
土の培地内またはハイドロカルチャー用の培地内を汚染空気が通過して空気が浄化される空気浄化装置（特許文献１，９，１０）、植物を配置した別室に汚染空気を送り、植物の作用により浄化した空気を居室に戻す空気浄化システム（特許文献２）、土壌に菌根菌と共生植物を含ませて土壌を浄化する装置（特許文献４）、及び、フィルターにより浄化した後の空気にエッセンシャルオイルを添加する空気浄化装置が知られている（特許文献８）。また、芳香成分を拡散する換気装置や芳香発生装置が知られている（特許文献３，６，７）。さらに、菌根菌およびそのパートナー細菌を用いた有機液体肥料および有機固体肥料の製造方法や菌根菌およびそのパートナー細菌によって、植物の生育を促進させる方法が知られている（特許文献５、１１）。
【0003】
特許文献１は、プランター下端部に気泡を生じさせるエアストーンと青色ＬＥＤを設置して、水と空気を浄化・殺菌する構造を有するハイドロカルチャーによる植物の育成装置である。
【0004】
特許文献２は、水耕栽培で育成した植物の光合成によって生じる酸素をファンにより通気経路を介して居室に送り込み、室内の空気を浄化するシステムである。
【0005】
特許文献３は、換気扇の下流側に徐放エレメントというヒノキチオールを封入した多孔質中空繊維フィルターを設置して、消臭・除菌を行う空気浄化機能を付加した換気装置である。
【0006】
特許文献４は、木材腐朽菌を保有又は添加された培養材（ピートモス）、植栽された木材腐朽菌（菌根菌）と共生する植物（ツツジ科植物）により残留性有機汚染物質を含む土壌の浄化装置である。
【0007】
特許文献５は、菌根菌およびそのパートナー細菌を用いて、安定で良質な有機液体肥料および有機固体肥料を製造する方法に関するものである。
【0008】
特許文献６は、ブロワー又はファンを利用してフレグランス効果、臭気マスキング、殺虫効果のあるエッセンシャルオイルなどの蒸発性物質を効率的に大気に放散するための電動分配システムに関するものである。
【0009】
特許文献７は、液体香料を香りの発生源とする芳香発生装置において発生した香り付き空気が通過する部分に香料が付着しにくくするために空気と香料微粒化体の吸上げた香料を混合する空気回路を設けたことを特徴とする芳香発生装置である。
【0010】
特許文献８は、室内空気をＨＥＰＡフィルターのろ過機能により清浄化し、その空気に蒸発可能な治療用組成物（微生物に作用するクローブ油、シナモン、ペパーミントなどの植物由来のエッセンシャルオイル）を添加する機能をもつ空気浄化装置である。
【0011】
特許文献９は、ハイドロカルチャーのコスト削減と空気質を改善するために、微生物発酵液と、多孔質ろ過材と、ハイドロカルチャー用の培地に空気を循環するためのファンを備えた空気浄化装置である。
【0012】
特許文献１０は、送風ファンにより、有害物質を分解する微生物を含む活性炭が混入された土壌に汚染空気を送り、その生物的フィルターにより空気を浄化する装置である。
【0013】
特許文献１１は、菌根菌およびそのパートナー細菌を用いて植物の生育を促進させる有益な微生物を用いたハイドロカルチャーの方法に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】特開２０１２－０５０４１８号公報
【文献】特開２００４－１１３７０２号公報
【文献】特開平１０－３１４２９１号公報
【文献】特開２０１９－０１３８７９号公報
【文献】特開２０１９－０６４８９０号公報
【文献】特表２００６－５０５３３２号公報
【文献】実願平０２－０６４０９１号（実開平０４－０２２９５６号）のマイクロフィルム
【文献】特表２０２０－５０３９２４号公報
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１９００７８号明細書
【文献】欧州特許出願公開第０５９３３９３号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１９８６５５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかしながら、上述した従来の技術では、空気の浄化において改善の余地があるといった問題点があった。
【0016】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、空気の浄化を良好にできる空気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
【0018】
この目的を達成するために本発明の空気浄化装置は、ハイドロカルチャー用の培地と、前記培地が充填された複数のプランターと、前記複数のプランターが間を空けて自身の長手方向に配置される管状の外側管と、前記外側管に配置され、空気の吸気または送風を行うファンと、を備え、前記複数のプランターは、前記プランターの外周壁に開口し、前記プランターの前記培地が充填された部分と前記外側管の内部空間とを連通する吸気口を備え、前記外周壁のうちの前記吸気口が形成される部分が前記内部空間に配置され、前記外側管は、前記外側管の外側と前記内部空間とを連通する放出口を備えると共に、長手方向の両端が密封される、又は、長手方向の両端が連結された無端状に形成され、前記ファンによる吸気によって、前記外側管の外側の空気が前記培地を通過して前記吸気口から前記外側管の内部空間に流入され、前記外側管の内部空間を流動された空気が前記放出口から前記外側管の外側に放出される、又は、前記ファンによる送風によって、前記外側管の外側の空気が前記放出口から前記外側管の内部空間に流入され、前記外側管の内部空間を流動された空気が前記吸気口から前記培地に流入され、前記培地を通過した空気が前記外側管の外側に放出される。
【0019】
この目的を達成するために本発明の空気浄化装置は、ハイドロカルチャー用の培地と、前記培地が充填されたプランターと、前記プランターの前記培地が充填された部分に自身の一部が埋設される管状の内側管と、前記内側管に配置され、空気の吸気または送風を行うファンと、を備え、前記内側管は、前記プランターの前記培地が充填された部分と前記内側管の内側空間とを連通する吸気口と、前記内側空間と前記培地の外側とを連通する放出口と、を備え、前記ファンによって、前記内側管を介して前記吸気口から前記放出口へ前記培地の空気を吸気する、又は、前記内側管を介して前記放出口から前記吸気口へ前記外側の空気を送風する。
【発明の効果】
【0020】
【0021】
【0022】
請求項１記載の空気浄化装置によれば、放出口に対するプランターの量および各プランターの距離を調整できるから、培地から吸気する空気の量、または、培地へ送風する空気の量を調整することができる。よって、空気の浄化を良好にしつつ、設計の自由度を向上できる。
【0023】
請求項２記載の空気浄化装置によれば、内側管がプランターの培地が充填された部分に配置されるから、省スペース化できる。また、培地がある部分に自由に吸気口を設定できるから、培地からの空気の吸気、又は、培地への空気の送風を良好にできる。よって、空気の浄化を良好にできる。
【0024】
請求項３記載の空気浄化装置によれば、請求項１又は２に記載の空気浄化装置の奏する効果に加え、培地よりも流動経路中の下流に芳香放出ユニットが配置されるから、培地で汚染物質を吸収したあとの空気に除菌・芳香成分を付加できる。よって、培地に与える除菌・芳香成分の影響を少なくできる。
【0025】
請求項４記載の空気浄化装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の空気浄化装置の奏する効果に加え、放出口から距離が遠い吸気口と放出口から距離が近い吸気口とで、吸気口を通過する空気の流量を近づけることができる。
【0026】
請求項５記載の空気浄化装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の空気浄化装置の奏する効果に加え、根圏微生物を含む培地が汚染空気内の汚染物質を分解・吸収するから、空気の浄化をさらに良好にできる。
【0027】
請求項６記載の空気浄化装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の空気浄化装置の奏する効果に加え、ファンが培地の空気を吸気する吸気ファンとして構成されるから、ファンが培地へ空気を送風する送風ファンとして構成されるよりも、培地から均一に空気を吸気し易くできる。さらに、培地に対してファンが配置される側と逆側の空間の空気の粉塵を培地で吸着し、集めることができるから、空気の浄化をさらに良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】パイププランター型空気浄化装置の斜視図である。
【図2】パイププランター型空気浄化装置の模式的な断面図である。
【図4】キューブプランター型空気浄化装置の斜視図である。
【図5】キューブプランター型空気浄化装置の模式的な斜視図である。
【図7】予備実験に用いた横引きパイプにおける吸気口位置と各吸気口位置での流速との関係を表した図である。
【図8】（ａ）は、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置の経過時間とホルムアルデヒド濃度との関係を表した図であり、（ｂ）は、図８（ａ）の各時間におけるホルムアルデヒド除去率を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態であるパイププランター型空気浄化装置の斜視図である。図２は図１のパイププランター型空気浄化装置の模式的な断面図である。図３は図２のパイププランター型空気浄化装置のＩＩＩ部における芳香放出ユニット４の断面図である。なお、図１から図３の紙面左右側の端の図示は省略されている。
【0030】
本装置はファン１３、フィルターｂ、メッシュカバー１１ａ、放出口１１、芳香水溶液貯水槽に貯水される芳香水溶液７、ＡＣ－ＤＣコンバーター（図示しない）、ファン回転数制御器（図示しない）、芳香放出ユニット４（芳香ユニット４）、ハイドロカルチャーに用いられる培地３、プランター５、パイプ（外側管）１８、植物潅水用貯水槽８などで構成され、ファン１３により培地３から吸気されて放出口１１から放出される空気の流動経路が、プランター５、パイプ（外側管）１８及び芳香放出ユニット４により構成される。
【0031】
内径１００ｍｍ程度の円形断面（一辺が１００ｍｍ程度の矩形断面パイプも可）をもつパイプ１８は設置空間に合わせて、エルボーやチーズなどの種々の継手を用いて自由なレイアウトが可能で、またプランター５の培地３と芳香放出ユニット４の新鮮空気１２の放出口１１以外の隙間（パイプ１８の内部空間と外部空間とを連通させる隙間）をなくしパイプ１８内の空気流動をスムーズにするためにパイプ１８の両側の末端はキャップで密封される。なお、複数のパイプ１８が継手を用いて無端状（末端を有さない態様）に連結されていても良い。プランター５と、パイプ１８とは、プランター５の外周にリング状のシール部材（図示しない）を配置して、プランター５とパイプ１８との隙間を塞いでいる。
【0032】
その他、本装置に接続される補助装置として、パイププランターの貯水槽に水を供給するための図示しない揚水（送水）ポンプ、給水用タンク、給水及び排水用の配水管などを設置する。
【0033】
先ず、パイププランター型の空気浄化装置の詳細を説明する。
【0034】
パイププランターの周囲の汚染空気１４は、高静圧型のファン１３により通常の土に比べ通気抵抗の小さい培地（シリカソイル、レカトン、パフカルチップなどの混合材）３の空隙を通って、植物１５の根圏（プランター５の下部）に誘導される。本発明に適した植物１５には、空気浄化性能の高いシンゴニウム、スパティフィラム、アルテシマ、シュロチク、ポトス、エバーフレッシュ、シナモンなどの観葉植物が好適に用いられる。植物１５は、観葉植物の他に、屋内でも利用できるバラ、シマトネリコ、ソヨゴ、ドウダン、みずきなどを用いることができる。
【0035】
プランター５の外周壁には、潅水用スリット２ａと、吸気口（プランター循環空気用スリット）２ｂとが開口される。潅水用スリット２ａ及び吸気口２ｂは、周方向略等間隔に複数が周方向の全周にわたって形成される。潅水用スリット２ａの位置は、パイプ１８内の植物潅水用貯水槽８から水が培地３へ流入するように調整される。吸気口２ｂは、潅水用スリット２ａよりも上部に位置される。
【0036】
植物の根圏微生物である菌根菌およびそのパートナー細菌などによりＶＯＣ等の汚染物質が吸収・分解され浄化された空気（培地通過空気９）は、プランター５の上部に設けられた吸気口２ｂ（全開口面積が同等であれば培地が流出しない小孔で代用してもよい）からパイプ１８内に流出し（各プランター５からパイプ１８内に流出した培地通過空気９を以下「循環空気１ａ」と称す）、パイプ１８を経由して芳香放出ユニット４の上部に設けられた芳香放出ユニット循環空気用スリット２ｃ（全開口面積が同等の小孔で代用してもよい）を通り芳香放出ユニット４内に誘引される。
【0037】
芳香放出ユニット循環空気用スリット２ｃはパイプ１８内の植物潅水用貯水槽８から水が芳香放出ユニット４内に流入しないよう芳香放出ユニット循環空気用スリット２ｃの位置を調整する。運用時に植物潅水用貯水槽８の水位が限界値を超えて、芳香放出ユニット４内に水が浸入せず、且つ、吸気口２ｂを塞がない（培地通過空気９がパイプ１８内に流出可能となる）ように、パイプ１８内にオーバーフロー装置を設置し、オーバーフローした水はパイプ１８内から排水管に流出するようにする。即ち、排水管は、芳香放出ユニット循環空気用スリット２ｃの開口する下端よりも下に位置し、且つ、吸気口２ｂの開口する下端よりも下に位置している。パイプ１８内の水位を目視で確認するためには、パイプ１８の適当な場所に設けた小孔に水位が分かるように細棒等を鉛直方向に立てて定期的に確認する。排水管は、密閉されたオーバーフロー槽（図示しない）に繋がっており、オーバーフロー槽には排水管へ流出した水が貯められている。
【0038】
芳香放出ユニット４内にゼオライト等の粒状の多孔質材料６を円筒状のネットで包み、この芳香放出ユニット４内に芳香液注入管１０を介して芳香水溶液７を入れておく。粒状の多孔質材料６の粒形は、培地３の所望の通気性能に合わせて、適宜調整する。即ち、培地３の通気性を大きくしたい場合は、粒径を大きくし、培地３の通気性を小さくしたい場合は、粒径を小さくすればよい。芳香液注入管１０は、蓋で密閉することができ、芳香水溶液７を補充するときのみ蓋を開放して補充する。もしくは、芳香水溶液７が少なくなったことを水位センサー等で検知、確認して、芳香水溶液７が少なくなったことを検知した信号を受けて、芳香液注入管１０につながる容器から自動的に補充されるものであっても良い。この芳香水溶液７は、毛管浸透現象により粒状の多孔質材料６により形成される層に浸透・吸収される。このとき、多孔質材料６は、粒状であるから、粒状ではない多孔質材料には存在しない粒の間の隙間を存在させることができる。従って、粒の間の隙間に芳香水溶液７をより多く浸透・吸収させることができる。
【0039】
芳香放出ユニット循環空気用スリット２ｃ（スリット２ｃはスリットの代わりに全開口面積が等しい複数の小孔で代用してもよい）から吸引された循環空気１ａは芳香放出ユニット４を通過する際に、多孔質材料６に浸透・吸収された除菌・芳香成分（みかん、オレンジ、レモンなどの柑橘類、ひのき、ティーツリーなどから抽出された除菌・消臭効果が高く安全・安心な材料で作成されたエッセンシャルオイル）が多孔質材料６表面から循環空気１ａに放散される。ゼオライト等の多孔質材料６は自然の土壌と比較して比表面積が大きく細孔径が小さいためホルムアルデヒドやその他のＶＯＣ等の化学物質の物理吸着効果も期待できる。芳香放出ユニット４内の芳香水溶液７の水位を目視で確認するためには、芳香放出ユニット４の適当な場所に設けた小孔に水位が分かるように細棒等を鉛直方向に立てて定期的に確認する。
【0040】
ファン１３の下流側には捕集効率の高いフィルター１１ｂを設置することで、循環空気１ａ中のＰＭ２．５等の浮遊微粒子や浮遊真菌等はフィルター１１ｂで除去され、その新鮮空気１２が最終的にステンレス等のメッシュカバー１１ａを通して放出される。新鮮空気１２がショートサーキットで培地３に流入しないよう新鮮空気１２の吹出し方向が調整される（芳香放出ユニット４の新鮮空気１２の放出口１１が培地３の上面よりも高い位置とされると共に、放出口１１が上方、且つ、プランター５とは反対側を向くようにされる）。さらに、放出口１１の面積の和である放出口総面積は、各吸気口２ｂの面積の和である吸気口総面積よりも同等か、吸気口総面積よりも大きく設定される。これによって、吸気口２ｂから吸気される空気を芳香放出ユニット４に入れ易くできる。
【0041】
本装置の空気循環を効率的に行うためには、通気抵抗の大きな多孔質材料６の通気が可能となる高静圧型のファン１３を使用する。このファンの選択には、使用する培地３の通気抵抗を実験等で事前に調べ、この通気抵抗に対して設置する空間に必要な風量が得られるようにファン１３の性能曲線（一般にはファン１３のメーカーから提供される）を基に最適なファン１３を選択する。ファン１３は、本実施の形態では、吸気ファンであって、培地３から空気を吸気するから、培地３へ空気を送風するよりも、培地３から均一に空気を吸気し易くできる。また、培地３に対してファン１３が配置される側と逆側の空間（プランター２２の外側）の汚染空気１４を培地３へ吸気し、汚染空気１４の粉塵を培地３で吸着し集めることで空気の浄化をさらに良好にできる。さらに、培地３へ空気を送風する場合に比べ、培地３の粒子を室内へ飛散させ難くできる。
【0042】
本装置の芳香放出ユニット４上部から放出される新鮮空気１２は、植物１５の葉を揺らす緩やかな風の流れを生じさせる。この緩やかな気流により植物１５の葉の自然な揺らぎが生じ、植物１５による熱空気環境の制御効果の他に、室内で居ながらにして視覚的なバイオフィリアの効果も期待できる。
【0043】
上流側にプランター５の培地３内の根圏に付着した菌根菌およびそのパートナー細菌で化学物質を分解・吸収する前処理をし、次に植物オイルの除菌・芳香成分によるウイルスや浮遊真菌の殺菌・除菌という後処理のプロセスの順番は本装置では必須条件であり、逆のプロセスでは植物の根にダメージを与え植物の成長に影響を与えることになる。以下に記述するキューブプランター型空気浄化装置の処理プロセスの順番もパイププランター型空気浄化装置と同様である。
【0044】
パイププランター型空気浄化装置は、既存のパイプ型のプランターを用いて、培地３の通気抵抗、設置空間の規模、要求される機能・性能に応じて、植物が植栽されたプランター５が５個から１０個ごとに図２に示すような芳香放出ユニット４を設置する。
【0045】
次に、本発明の一実施形態であるキューブプランター型空気浄化装置を説明する。図４は本発明の一実施形態であるキューブプランター型空気浄化装置の斜視図である。図５は図４のキューブプランター型空気浄化装置の模式的な斜視図である。図６は図５のキューブプランター型空気浄化装置のＶＩ部における芳香放出ユニット４の断面図である。装置の構成は基本的にはパイププランター型とほぼ同一であるが、芳香放出ユニット４の他、培地３、パイプ類がキューブ型のプランター２２内に一体化したもの（芳香放出ユニット４及び横引きパイプ（内側管）１７をプランター２２内に配置し、芳香放出ユニット４の新鮮空気１２の放出口１１の部分を除き、プランター２２内に培地３を充填したもの）となっている。
【0046】
この装置は、培地３、プランター２２、横引きパイプ１７、吸気口１６、植物潅水用貯水槽８、多孔質材料６、ファン１３、フィルター１１ｂ、メッシュカバー１１ａ、放出口１１、芳香水溶液貯水槽に貯水される芳香水溶液７、芳香放出ユニット４（芳香ユニット４）、ＡＣ－ＤＣコンバーター２０ｂ、ファン回転数制御器２０ｃ、バッテリー２０ｄなどで構成され、ファン１３により培地３から吸気されて放出口１１から放出される空気の流動経路が、プランター２２、横引きパイプ１７及び芳香放出ユニット４により構成される。なお、プランター２２の底部には、ＡＣ－ＤＣコンバーター２０ｂ等を収納する空間（収納スペース１９）が形成される。また、バッテリー２０ｄに代えて、ＡＣ電源を採用しても良い。
【0047】
プランター２２の周囲の汚染空気１４は、高静圧型のファン１３により通気性に優れた培地３の空隙を通って、植物の根圏（プランター２２の下部）に吸引される。本発明に適した植物１５には、シンゴニウム、スパティフィラム、アルテシマ、シュロチク、ポトス、エバーフレッシュ、シナモンなどの空気浄化能力の高い植物が好適に用いられる。植物１５は、観葉植物の他に、屋内でも利用できるバラ、シマトネリコ、ソヨゴ、ドウダン、みずきなどを用いることができる。
【0048】
横引きパイプ１７は、一端が芳香放出ユニット４に接続され、他端（末端）がキャップで密封される。植物１５の根圏に到達した吸引空気中の汚染物質は、植物１５の根圏に付着した菌根菌およびそのパートナー細菌などの根圏微生物で分解・吸収され、培地３を通過した培地通過空気２１は、芳香放出ユニット４に接続された内径６０ｍｍから８０ｍｍ程度の横引きパイプ１７の上面に開けられた内径３０ｍｍから４０ｍｍ程度の吸気口１６を通り芳香放出ユニット４に吸引される。また、吸気口１６から培地３が横引きパイプ１７に混入しないような網目をもつステンレスや樹脂製メッシュで吸気口１６を覆う。このとき、プランター２２の植物潅水用貯水槽８の水面より上方に吸気口１６の開口が位置するよう調整し、横引きパイプ１７の吸気口１６を上方に向け水が流入しないようにプランター２２内に横引きパイプ１７を設置する。
【0049】
吸気口１６の径は、各吸気口１６の流量が等しくなるように予め実験等で確認して決定される。実験が困難な場合は、管路網計算モデルやＣＦＤシミュレーション等により確認する。一般にはファン１３に近い場所で吸気口１６の吸引空気の流速は距離が遠くなるに応じて小さくなるので、ファン１３から吸気口１６までの距離を測定して、吸気口１６径はファン１３から近い穴は小さく、遠くにある穴は大きく設定される。
【0050】
なお、横引きパイプ１７がプランター２２の底面を構成する４辺に沿って横向きに配置されると共に、吸気口１６の径がファン１３に近い穴ほど小さくされるので、プランター２２内の培地３の一部に空気流動が偏る（アンバランスな流動分布となる）ことを抑制でき、培地３全体にバランスよく空気流動を発生させることができる。
【0051】
横引きパイプ１７の配置は、培地３に這う植物１５の根が多い植物１５の中心部分に対して真下を通るように配置されるのが好ましい。この場合、横引きパイプ１７は、根圏微生物の多い根圏を通過した空気を吸気口１６から吸気し易いから、汚染空気１４の中の汚染物質をより多く分解・吸収した空気を吸気することができる。また、横引きパイプ１７の配置は、培地３からの吸気するバランスを均等にするために、プランター２２の内形に沿って湾曲しているものであっても良い。横引きパイプ１７は、植物１５の中心に配置されるものと、プランター２２の内形に沿って湾曲するものを組み合わせても良い。この場合、植物１５の中心に配置されるものの横引きパイプ１７の周りをもう一つの横引きパイプ１７が囲むように配置される。
【0052】
芳香水溶液７を適量入れた芳香放出ユニット４内には円筒状のネットに充填したゼオライト等の多孔質材料６が鉛直方向に芳香水溶液７に常時浸るように設置されている。芳香水溶液７は毛管浸透現象により多孔質材料６に浸透・吸収され、多孔質材料６の表面に生じる上向き気流により物質伝達係数が大きくなり、除菌・芳香成分が循環空気１ａに効率的に放散される。
【0053】
本実施の形態では、ファン１３は、空気を吸気する吸気ファンであって、ファン１３の下流側にはフィルター１１ｂを設置することで、循環空気１ａ中の浮遊微粒子や浮遊真菌等がフィルター１１ｂで除去され、最終的に新鮮空気１２がメッシュカバー１１ａを通してショートカットでプランターの培地３に戻らないよう放出口１１の吹出し方向が調整される（芳香放出ユニット４の新鮮空気１２の放出口１１が培地３の上面よりも高い位置とされると共に、放出口１１が上方を向き、新鮮空気１２が直接または植物１５の葉に反射して室内に放出される）。本実施の形態では、放出口１１がプランター２２の外縁側に配置されている。また、放出口１１から放出される新鮮空気１２の流速を強くして、そのまま培地３周辺に新鮮空気１２が滞るのを防いでも良い。
【0054】
ファン１３の選択方法はパイププランター型と同じである。また、本装置もパイププランター型と同様なバイオフィリアの効果も期待できる。
【0055】
以上の通り、ハイドロカルチャー用の培地３を通過し、植物１５の根圏に付着した菌根菌およびそのパートナー細菌などの根圏微生物により空気中に含まれる化学物質や浮遊真菌等を分解・吸収された培地通過空気（浄化空気）にさらに安心・安全で殺菌・除菌効果のある除菌・芳香成分を付加することにより、住宅やオフィス等のワークプレイスにおいて居住者やワーカーの心身の健康やリラクゼーション、作業効率の向上が期待できる。
【0056】
本発明は、汎用的な基幹技術の提案であり、独立した小さな植物プランター、壁面緑化や緑化パーティション、大空間における大きな植栽などの幅広い緑化システムへの応用が可能であり、様々なスケールの空間での普及が期待できる。
【0057】
一般環境における室内環境基準における対象物質の一つであるホルムアルデヒドやＶＯＣの分解・吸収機能による効率的な空気浄化により、外気導入量の削減が可能となり、換気負荷の増大を抑制し暖冷房・空調の省エネルギー化が期待できる。
【0058】
一般的な室内用植物は、主としてインテリアデザインの一要素としての利用となっており、植物のもつ調湿効果や空気汚染物質の分解・吸収性能などの機能が十分に生かされていない。また、これまで提案された植物を用いた空気浄化装置も通常の土を培地としているため、培地を通した根圏への空気の誘引は少なく、培地および根圏を通して、空気を浄化し難い。また、これらの装置の付加機能として、浮遊真菌や空気感染のリスクの高いウイルス等の生物由来の汚染物質を殺菌・除菌し、心身の健康やリラクゼーションを高める除菌・芳香成分を放出する機能を有する植物を用いた空気浄化装置もない。
【0059】
本発明は、日常生活における在室時間の長期化に伴う化学物質やウイルス等の生物由来の複合汚染された空気汚染物質の曝露リスクを低減し、心身の健康やリラクゼーション効果を高めた簡便で安価、かつ効果的な空気浄化装置を提供する。
【0060】
本発明は、一般的な植物用の培地にはない優れた特徴をもつハイドロカルチャーで用いられる通気性の高い培地、プランター、根圏に菌根菌およびそのパートナー細菌などの根圏微生物を付着させた空気浄化効果の高い植物、培地を通して室内空気を吸引・循環する高静圧型ファン、パイプもしくは吸気バランス調整可能なダクト（内側管または外側管）、ＡＣ－ＤＣコンバーター、ファン回転数制御器、芳香放出ユニット（粒状の多孔質材料、ネット、除菌・芳香溶液）、潅水用貯水槽で構成され、前処理段階でファンにより通気性のある培地を通して汚染空気を吸引・循環し、植物の根圏に付着した根圏微生物で微量なＶＯＣ等を分解・吸収する。さらに、培地を経由した清浄空気は後処理段階で芳香放出ユニットにより消臭・除菌効果のある植物由来の安全・安心な除菌・芳香成分が付加されて室内に放散するという多段階処理によるハイドロカルチャー用の植物とエッセンシャルオイルを用いた空気浄化装置である。この多段階処理のプロセスを組み合わせた空気浄化装置は先行事例にはなく、また処理プロセスの順番が極めて重要な必須条件であり、この条件により相乗的に空気浄化効果の増幅が期待できる。
【0061】
ハイドロカルチャー用の培地（多孔質材料、パフカルチップ等の単一もしくはそれらの混合材）は、通気係数（粒子からの流動抵抗の逆数であり、粒子径が大きくなると通気係数は大きくなる。通気係数は培地の空隙率や空隙径によって異なるが、たとえば、土の培地が主に砂とシルトで構成される准透過性であるとした場合、通気係数はおおよそ１０―７ｃｍ２から１０－１０ｃｍ２であり、それに対して細かい砂利相当の粒径をもつハイドロカルチャー用の培地は１００倍以上大きい通気係数となる）が大きいため、一般的な土の培地に比べ格段に通気性が優れている。そのため、比較的容易に安価で消費電力の小さいファンにより植物の根圏への空気循環が可能である。
【0062】
植物の根圏に付着した菌根菌およびそのパートナー細菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． （ＫＴＣＩＧＭＥ０１）ＮＢＲＣ１０９６３３菌株、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ（ＫＴＣＩＧＭＥ０２）ＮＢＲＣ１０９６３４菌株、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｈｉｚｏｓｐｈａｅｒａｅ（ＫＴＣＩＧＭＥ０３）ＮＢＲＣ１０９６３５菌株、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧＣ０１）ＮＢＲＣ１０９６１３菌株の内の少なくとも一つ）などの根圏微生物は、植物の生長の促進や揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの化学物質を分解・吸収する効果が高いことが知られている。芳香放出ユニットにつながる横引きパイプ上に設けた複数の吸気口の径の調整により、吸引空気量のバランス調整が可能で過度な気流速を抑えることにより根毛の乾燥を防ぐことができる。根圏への空気流動の促進は植物の根の成長を助け、根圏微生物による化学物質の分解・吸収性能を向上させる。
【0063】
ハイドロカルチャー用の培地は、粒状の多孔質材料を用いているため通常の土の培地に比べ通気係数が大きく通気性が格段に優れている。そのため、比較的容易に安価で消費電力の小さいファンにより植物の根圏に空気を送ることが可能になり、植物の根圏に付着した菌根菌およびそのパートナー細菌などの根圏微生物により効果的な化学物質の分解・吸収作用による汚染物質の除去効果が期待できる。
【0064】
植物の根圏微生物である菌根菌およびそのパートナー細菌などにより清浄化された空気にさらに添加される芳香成分は植物由来（みかん、オレンジ、レモンなどの柑橘類、ひのき、ティーツリーなどから抽出されたエッセンシャルオイル）で安心・安全で除菌・抗菌・消臭効果があり、また心身の健康やリラクゼーションを高める効果や作業効率の向上が期待できる。
【0065】
本発明は基幹技術であり、独立した小さなプランターから大きな植栽に至る様々なスケールの空間や多様な用途に合わせてカスタマイズが可能であり、比較的安価、且つ、空気浄化能力の優れた空気浄化装置としての普及効果が期待できる。
【0066】
室内環境基準の指標の一つであるホルムアルデヒドやＶＯＣ等の分解・吸収による空気浄化をすることにより、一般的な新鮮空気による換気によって得られる換気回数をエアクリーナーなどそれ以外の方法で得られる相当換気量を増やすことができるため大幅に新鮮外気導入量の削減が可能となり、換気負荷を低減して暖冷房空調に要する消費エネルギーの大幅な削減が期待できる。
【0067】
本発明の空気浄化装置は、空気中のＶＯＣ等の吸収・分解による空気浄化だけでなく、混合培地を構成する多孔質材料や潅水時にスポンジ状のパフカルチップに含まれる水分等により、空気中に含まれるＣＯ２も吸収する効果があり、新鮮空気導入量の削減による省エネルギー効果も期待できる。
【0068】
本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0069】
本発明の効果を確認するためホルムアルデヒドおよびＣＯ２の除去試験（試験１）を行った。各キューブプランター型空気浄化装置は、縦４３０ｍｍ×横４３０ｍｍ、高さ５００ｍｍのキューブ形状のプランター内に培地として発泡煉石であるレカトン、発泡粒状のピートモスであるパフカルチップ、ガラスを発泡焼成したシリカソイルをそれぞれ体積比３：１：１の配合で、４５０ｍｍの高さとなるように充填した。各キューブプランター型空気浄化装置は、その培地に、植物であるエバーフレッシュが植えられているもの、シナモンが植えられているもの、及び、植物を植えないものをそれぞれ準備した。試験に用いたエバーフレッシュの樹高は１．６ｍであり、シナモンの樹高は２．１ｍであった。各培地には、予め菌根菌であるアーバスキュラー菌根菌と、パートナー細菌であるＢａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ． （ＫＴＣＩＧＭＥ０１）ＮＢＲＣ１０９６３３菌株と、を添加した。
【0070】
各キューブプランター型空気浄化装置は、鉛直方向に立てた内径８０ｍｍ、高さ５００ｍｍの塩化ビニル製の芳香放出ユニットの下側に、内径５０ｍｍ、長さ２６０ｍｍの塩化ビニル製の横引きパイプが横向きに一本接続されている。また、芳香放出ユニットには、吸気ファンとして三洋電機製のＳａｎＡｃｅ６０（最大風量０．６２ｍ３／ｍｉｎ、最大静圧９９Ｐａ）を設置した。横引きパイプには、芳香放出ユニットと接続する一端から他端に向かって５０ｍｍの位置から５５ｍｍピッチで、一端側から他端に向かう順に１２ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍの径の吸気口を鉛直方向上側に設けた。各吸気口を通る風量が同等となるように予備実験による結果から各吸気口の径を決定した。各キューブプランター型空気浄化装置は、吸気ファンにより培地から吸気されて放出口から放出される空気の流動経路が、プランター、横引きパイプ及び芳香放出ユニットにより構成されるようにした。
【0071】
予備実験は、吸気口の吸気ファンからの距離および口径により風量分布が異なることが予想されたので、本試験のシステムとは別にファンを設置した芳香放出ユニットを挟んで直線状の左右２方向にそれぞれの長さが６００ｍｍの横引きパイプ（内側管）を設置し、その横引きパイプ上に１２０ｍｍピッチで片側５個の吸気口を設けたものを準備した。左右５個の吸気口の芳香放出ユニットの接続する部分からの距離は近い吸気口から順にそれぞれ吸気口位置Ｅ，Ｆは６０ｍｍ、吸気口位置Ｄ，Ｇは１８０ｍｍ、吸気口位置Ｃ，Ｈは３００ｍｍ、吸気口位置Ｂ，Ｉは４２０ｍｍ、吸気口位置Ａ，Ｊは５４０ｍｍとした。
【0072】
図７は、横引きパイプ上の片側３ヶ所毎（吸気口位置Ｂ，Ｄ，Ｇ，Ｉの吸気口は閉鎖）の吸気口位置と各吸気口位置での流速との関係を表した図である。吸気口Ｅ，Ｆの径を３４ｍｍとし、吸気口位置Ｃ，Ｈの径を４１ｍｍ、吸気口位置Ａ，Ｊの径を４４ｍｍとした。図７における吸気口位置ＡからＪは、吸気口位置Ｅ，Ｆの間に芳香放出ユニットが位置し、左右に向かって吸気口位置ＥからＡ、及び、吸気口位置ＦからＪに向かって芳香放出ユニットから遠くなる。予備実験における各吸気口位置の流速は、吸気口位置Ａ，Ｊで０．７３ｍ／ｓであり、吸気口位置Ｃ，Ｈで０．８０ｍ／ｓであり、吸気口位置Ｅで０．９３ｍ／ｓであり、吸気口位置Ｆで０．９７ｍ／ｓであった。各吸気口位置の流速は３回測定した測定値の平均値から算出した。
【0073】
予備実験の結果、吸気ファンが設置してある芳香放出ユニットに近い場所で流速が大きく、芳香放出ユニットから離れた場所で流速が小さくなることを確認した。その値は吸気ファンが設置してある芳香放出ユニットからの距離に反比例する傾向が見られた。この予備実験における各吸気口の吸気速度（流速）の測定結果から、各吸気口における吸気量と差圧の関係を表す式を用いて吸気口での風量が一定になるような吸気口の径を決定した。
【0074】
次に、準備したそれぞれのエバーフレッシュ、シナモン、植物無の空気浄化装置を中心として、縦２ｍ×横２ｍ×高さ２．４ｍの試験用チャンバーで囲った。試験用チャンバーは、対向する側壁同士の一方の１組（２面）がアルミフレームで、他方の１組（２面）がアクリル板で構成されているものを使用した。床はタイル、天井は、複合パネルで構成され、天井の内側の面には、十分な光を植物に照射するためにＬＥＤ照明装置を設置した。ＬＥＤ照明装置の照度は５，７００ルクスとした。試験用チャンバーは、内側の面にはＶＯＣ（揮発性有機化合物）の吸着を抑制する機能を有するフィルムを貼付した。
【0075】
この試験用チャンバーの外側に、ホルムアルデヒドが入れられた小型ボックスを設置し、さらに、吸気ファンとは別のファンを小型ボックスと試験用チャンバーとの間に設置した。ファンは、小型ボックスに入れたホルムアルデヒドを一定量、試験用チャンバー内に供給することができ、本試験では、ホルムアルデヒドを２ｐｐｍとなるまで各試験用チャンバー内に供給し、その後、ファンを止めた。試験用チャンバーには、ホルムアルデヒドの分布が均一となるようにサーキュレータが設けられ、連続運転させた。
【0076】
ホルムアルデヒド濃度を試験用チャンバー内に２ｐｐｍとし、ＣＯ２濃度が１，０００ｐｐｍとなるように供給した後、試験用チャンバー内に設置された、温度センサー、湿度センサー、ＣＯ２センサー及びホルムアルデヒド濃度測定器によって、５分間隔で連続測定を行った。
【0077】
試験結果を図８から図１０に示す。図８（ａ）は、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置の経過時間とホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）との関係を表した図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の各時間におけるホルムアルデヒド除去率（％）を表した図である。図９（ａ）は、シナモンを用いたキューブプランター型空気浄化装置の経過時間とホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）との関係を表した図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の各時間におけるホルムアルデヒド除去率（％）を表した図である。図１０（ａ）は、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置の経過時間とＣＯ２濃度（ｐｐｍ）との関係を表した図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の各時間におけるＣＯ２除去率（％）を表した図である。ホルムアルデヒド除去率（％）は、１から、測定時のホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）を初期のホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）で除した値を引いて、その引いた値に１００を乗じた値である。ＣＯ２除去率（％）は、１から、測定時のＣＯ２濃度（ｐｐｍ）から初期のＣＯ２濃度（ｐｐｍ）を除した値を引いて、その引いた値に１００を乗じた値である。図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）は、経過時間５分毎にホルムアルデヒド濃度またはＣＯ２濃度の測定値の点をプロットして各点をつないだものである。
【0078】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置は、植物無の培地（図８（ａ）の線Ｌ１で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で１５．７％、植物有の培地で吸気ファンＯＦＦ（図８（ａ）の線Ｌ２で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で３８．２％、植物有の培地で吸気ファンＯＮ（図８（ａ）の線Ｌ３で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で８６．５％であった。さらに、植物有の吸気ファンＯＦＦのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間１０時間で６２．０％、植物有の吸気ファンＯＮのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間１０時間で９２．７％であった。
【0079】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、シナモンを用いたキューブプランター型空気浄化装置は、植物無の培地無（空室、図９（ａ）の線Ｌ４で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で１５．９％、植物無の培地で吸気ファンＯＦＦ（図９（ａ）の線Ｌ５で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で２４．６％、植物無の培地で吸気ファンＯＮ（図９（ａ）の線Ｌ６で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で６０．７％、植物有の培地で吸気ファンＯＦＦ（図９（ａ）の線Ｌ７で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で６６．８％、植物有の培地で吸気ファンＯＮ（図９（ａ）の線Ｌ８で示す）のときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間５時間で９０．７％であった。さらに、植物無の培地で吸気ファンＯＦＦのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間８時間で３３．３％、植物無の培地で吸気ファンＯＮのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間８時間で７４．７％、植物有の培地で吸気ファンＯＦＦのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間８時間で７８．８％、植物有の培地で吸気ファンＯＮのときの、ホルムアルデヒド除去率は、経過時間８時間で９３．７％であった。
【0080】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置は、植物無の培地（図１０（ａ）の線Ｌ９で示す）のときの、ＣＯ２除去率は、経過時間１時間で４．０％、植物有の培地で吸気ファンＯＦＦ（図１０（ａ）の線Ｌ１０で示す）のときの、ＣＯ２除去率は、経過時間１時間で３．３％、植物有の培地で吸気ファンＯＮ（図１０（ａ）の線Ｌ１１で示す）のときの、ＣＯ２除去率は、経過時間１時間で４．０％であった。さらに、植物無の培地のときの、ＣＯ２除去率は、経過時間３時間で７．９％、植物有の培地で吸気ファンＯＦＦのときの、ＣＯ２除去率は、経過時間３時間で８．１％、植物有の培地で吸気ファンＯＮのときの、ＣＯ２除去率は、経過時間３時間で９．８％であった。
【0081】
シナモンを用いたキューブプランター型空気浄化装置の試験の結果より、空室（植物無＋培地無）のときよりも植物無の培地のときのほうが、ホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）が経過時間と共に低減することがわかった。植物無の培地のときよりも、植物有の培地のときのほうがホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）およびＣＯ２濃度（ｐｐｍ）が経過時間と共に低減し、植物有の培地のうち、吸気ファンがＯＦＦのときより、吸気ファンがＯＮのときのほうがホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）およびＣＯ２濃度（ｐｐｍ）は経過時間と共に低減することがわかった。植物無のときでもホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）およびＣＯ２濃度（ｐｐｍ）がわずかに低減しているのは、完全な密閉状態ではなかったからと推察される。また、植物無より、植物有のほうがホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）およびＣＯ２濃度（ｐｐｍ）が低減したのは、植物の根の根圏の菌根菌およびパートナー細菌がホルムアルデヒドを分解、吸収する作用、及び、根や培地がＣＯ２を吸収する作用によるものと推察される。なお、経過時間２．５時間まで植物有の培地でファンＯＦＦのときが植物無の培地のときよりＣＯ２除去率が低かったのは、植物が光合成を行い、ＣＯ２を吸収するまでに多少時間がかかったためと推察される。
【0082】
さらに、植物有の培地のうち吸気ファンがＯＦＦのときよりも、吸気ファンＯＮのときのほうがホルムアルデヒド濃度（ｐｐｍ）およびＣＯ２濃度（ｐｐｍ）が低減したのは、より多くの汚染空気を培地に送り、菌根菌およびパートナー細菌によるホルムアルデヒドの分解、除去する作用を促進したためと推察される。また、エバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置よりもシナモンを用いたキューブプランター型空気浄化装置のほうが全体的にホルムアルデヒド除去率よりも高かったのは、各植物の葉面積の違いによるものと推察される。
【0083】
エアロゾル（ダスト、フューム、ミスト、スモーク）の中で生物由来の浮遊物質は粒径が０．１～３０μｍのバイオエアロゾル（ウイルス、細菌、真菌、ウイルス飛沫、花粉など）とよばれ、細かい粒径のバイオエアロゾルはより大きな固体の粉塵に付着して浮遊しているものもある。本システムの後処理段階に用いる植物から抽出された芳香成分（芳香性ハーブであるみかん、オレンジ、レモンなどの柑橘類、ティーツリー、ひのきなどから抽出された安全・安心なエッセンシャルオイル）は除菌・消臭効果が高く、抗ウイルス効果もあることが確認されている（Ｍｏｈａｍｅｄ Ｎ．Ｂ．、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｎ．Ｓ．２０２０）。
【0084】
次に、ウイルスや細菌よりも粒径の大きいダニやカビ等の真菌やＰＭ２．５などのバイオエアロゾルを想定した本システムのエアロゾルの除去効果（前処理段階と後処理段階）を確認するために粉塵除去試験（試験２）を行った。粒径１～５μｍのダニやカビなどのバイオエアロゾルを線香の煙（粒径０．４～１μｍ）で代用した。模擬バイオエアロゾルとして線香の煙を試験１と同じ試験用チャンバー内で焚き、粉塵の初期濃度が２～３ｍｇ／ｍ３程度になるまで放出し、デジタル粉塵計（ＳＩＢＡＴＡ ＬＤ－５Ｒ）により５分間隔で約２時間測定を行った。試験は、キューブプランター型空気浄化装置を置かないもの（空室、図１１（ａ）の線Ｌ１２で示す）、プランターにハイドロカルチャー用の培地のみを充填させてファンを動作させないもの（植物無＋培地＋ファンＯＦＦ、図１１（ａ）の線Ｌ１３で示す）、プランターにハイドロカルチャー用の培地のみを充填させてファンを動作させたもの（植物無＋培地＋ファンＯＮ、図１１（ａ）の線Ｌ１４で示す）、プランターにハイドロカルチャー用の培地を充填させて植物を植えファンを動作させたもの（植物有＋培地＋ファンＯＮ、図１１（ａ）の線Ｌ１５で示す）、最下流側にファイルターを備えプランターにハイドロカルチャー用の培地を充填させて植物を植えファンを動作させたもの（植物有＋培地＋ファンＯＮ＋フィルター、図１１（ａ）の線Ｌ１６で示す）とした。植物には、試験１と同じエバーフレッシュを用いて試験を行った。
【0085】
試験２の測定結果を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す。図１１（ａ）は、本試験においてエバーフレッシュを用いたキューブプランター型空気浄化装置の経過時間と粉塵濃度との関係を表した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の各時間における粉塵除去率を表した図である。粉塵除去率（％）は、１から、測定時の粉塵濃度（ｍｇ／ｍ３）から初期の粉塵濃度（ｍｇ／ｍ３）を除した値を引いて、その引いた値に１００を乗じた値である。図１１（ａ）は、経過時間５分毎に粉塵濃度の測定値の点をプロットして各点をつないだものである。空室と植物無＋培地＋ファンＯＦＦとの差はわずかで、植物無の培地で吸気ファンをＯＦＦの状態での培地表面の吸着は無視できる程度であることを示す。一方、植物無の培地で吸気ファンＯＦＦの場合に１時間経過時に粉塵除去率は２５．６％で、植物無の培地で吸気ファンＯＮの場合に１時間経過時に粉塵除去率は３１．９％であった。その差約６％が培地表面のみでなく培地全体による粉塵除去効果と考えられる。
【0086】
植物有の培地で吸気ファンをＯＮにした場合に高い除去効果が見られた。これは培地の除去効果に加え、植物によるホルムアルデヒドの除去効果と考えられる。植物有の培地で吸気ファンをＯＮにしてフィルター無の場合、１時間経過後で３７．８％、２時間経過後で５９．２％の除去率となった。一方、植物有の培地で吸気ファンＯＮにしてフィルター有の場合は、１時間経過時で４３．０％、２時間経過時で６４．１％の高い除去効果が見られた。
【0087】
植物の有無による違いをみると、１時間経過後の除去率は、吸気ファンをＯＮにしたフィルター無のもので植物有のほうが植物無のものよりが約６％高かった。これは植物による粉塵除去効果と考えられる。以上の結果から、本装置は粉塵等の浮遊微粒子の除去にも優れた効果があることが分かった。
【0088】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【0089】
上記各実施形態では、培地３としてシリカソイル、レカトン、パフカルチップを例示したが、他の材料を使用しても良い。他の材料としては、例えば、ヤシガラやハイドロボールなどが例示される。この場合、培地３（多孔質材料）の粒径としては、例えば、３ｍｍから１０ｍｍが例示される。培地３の各材料の粒径は、所望の培地３の通気性により調整することが可能である。即ち、培地３の各材料の粒径が等しいものであれば、培地３の通気性は大きくなり、培地３の各材料の粒径を異なるものであれば、培地３の通気性は小さくなる。また、培地３の各材料の粒径を大きくすることで培地３の通気性が大きくなる。例えば、上記パイププランター型空気浄化装置において、ファン１３から遠い側のプランター５内に充填される培地３の各材料の粒径を、ファン１３から近い側のプランター５内に充填される培地３の各材料の粒径よりも大きくする。この場合、ファン１３からの距離によらずに各培地３の通気性を均等に近づけて、各吸気口２ｂから吸気する量を均等にすることができる。
【0090】
上記各実施形態では、芳香放出ユニット４に使用する多孔質材料６としてゼオライトを例示したが、他の材料を使用しても良い。他の材料としては、例えば、多孔質セラミック材料などが例示される。
【0091】
上記のパイププランター型の装置では、吸気口２ｂがプランター５の外周壁において周方向の全周にわたって形成される場合を説明したが、周方向の一部のみに形成されていても良い。例えば、パイプ１８内における循環空気１ａの芳香放出ユニット４へ向けた流動方向の下流側を向く側（芳香放出ユニット４を向く側）のプランター５の外周壁のみに吸気口２ｂを形成しても良い。これにより、プランター５内の培地３の上面から汚染空気１４を吸い込みやすくできる。また、本実施形態では、潅水用スリット２ａと、吸気口２ｂと、が分かれているものについて説明したが、潅水用スリット２ａと、吸気口２ｂとが一体のものであっても良い。
【0092】
上記のキューブプランター型の装置において、横引きパイプ１７は、パイプ１８の場合と同様に、設置空間に合わせて、エルボーやチーズなどの種々の継手を用いて自由なレイアウトが可能である。
【0093】
上記実施形態において、ファン１３で培地３の空気を吸気する空気浄化装置を説明したが、ファン１３は、吸気ファンに代えて吸気口２ｂ，１６へ外側からの空気を送風する送風ファンを採用しても良い。この場合、送風ファンによって放出口１１の外側から吸気口２ｂ，１６および培地３を通過して培地３の外側へ流れる空気の流動経路中において、培地３よりも下流側に、芳香放出ユニット４が配置される。この場合の流動経路も、プランター５，２２、パイプ１８（又は横引きパイプ１７）及び芳香放出ユニット４により構成される。
【符号の説明】
【0094】
２ｂ，１６ 吸気口
３ 培地
４ 芳香放出ユニット
５，２２ プランター
１１ 放出口
１３ ファン
１５ 植物
１７ 横引きパイプ（内側管）
１８ パイプ（外側管）
３ 培地
４ 芳香放出ユニット
５，２２ プランター
１１ 放出口
１３ ファン
１５ 植物
１７ 横引きパイプ（内側管）
１８ パイプ（外側管）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】