特許 7560976 空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体

(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】2024-09-25

(45)【発行日】2024-10-03

(54)【発明の名称】空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体

(51)【国際特許分類】

   B01D 39/16 20060101AFI20240926BHJP

   B01J 35/58 20240101ALI20240926BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20240926BHJP

   B03C 3/38 20060101ALI20240926BHJP

   B01D 46/10 20060101ALI20240926BHJP

   B01D 39/14 20060101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

B01D39/16 E

B01J35/58 D ZAB

B01D53/94 222

B03C3/38

B01D46/10 A

B01D39/14 M

B01D39/16 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020146961

(22)【出願日】2020-09-01

(65)【公開番号】P2022041635

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000000284

【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】722014321

【氏名又は名称】東洋紡エムシー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】吉川 正晃

(72)【発明者】

【氏名】増森 忠雄

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２２１１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０８１６１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０６－０５７４１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－０２８８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０２６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ３９／００－４１／０４

Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／７３，５３／８６－５３／９０，５３／９４，５３／９６

Ｂ０３Ｃ ３／００－１１／００

Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の触媒繊維シート材が、前記複数の触媒繊維シート材の隣接間に前記触媒繊維シート材の面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置されるとともに、シート状の帯電性不織布からなるセパレータが、面方向が前記通風空間における通風方向と平行となるように前記通風空間内に配置された触媒浄化ユニットを備え、
前記セパレータは、前記帯電性不織布の面方向に沿って流れる空気中に含まれる微粒子を除去する空気浄化フィルタユニット。

【請求項2】

前記触媒繊維シート材が活性炭素繊維である請求項１に記載の空気浄化フィルタユニット。

【請求項3】

前記セパレータは、前記シート状の帯電性不織布がプリーツ状に成型されたものであり、頂部が前記通風空間における通風方向に沿って延びるように前記通風空間内に配置されている請求項１又は２に記載の空気浄化フィルタユニット。

【請求項4】

両側面に外気に開放される空気口がそれぞれ形成される本体ケーシングを備え、
前記本体ケーシングの内部には、前記空気口の両方を連通する通風路が形成され、
前記通風路に、前記空気口と前記通風空間における開口部とが連通する状態で、前記触媒浄化ユニットが配置されている請求項１～３のいずれか一項に記載の空気浄化フィルタユニット。

【請求項5】

浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体であって、
請求項４に記載の空気浄化フィルタユニットの複数を、前記通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、前記浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる空気浄化フェンス構造体。

【請求項6】

前記浄化対象区域が自動車道路であり、沿道に積層配置される請求項５に記載の空気浄化フェンス構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気浄化フィルタユニット及び浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の交通量が非常に多く、車両が通過する道路や発電所や工場等が密集する工業地帯等のように大気汚染が著しい浄化対象区域において、その浄化対象区域に出入りする空気から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等の汚染物質や微小粒子状物質（微粒子）を除去するための技術開発が進められている。

【0003】

例えば、道路等の浄化対象区域に対して出入りする空気から汚染物質や微粒子を除去する技術としては、特許文献１に示すように、空気が通流する通風路に、当該空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維シート材を配置した触媒浄化ユニットと、空気に含まれる微粒子を除去可能な帯電性不織布からなる微粒子フィルタとを空気浄化フィルタユニットとして設けたものが用いられている。具体的には、空気浄化フィルタユニットは、複数の触媒繊維シート材が、通風路における通風方向に沿った通風空間を隣接する触媒繊維シート材間に形成し、この通風空間に通気性のスペーサを挟んだ状態で、並べて積層配置されるとともに、シート状の帯電性不織布が通風空間における開口部を覆う状態で触媒浄化ユニットに配置されている。また、このような空気浄化フィルタユニットを、通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層した空気浄化フェンス構造体が知られている。

【0004】

このような空気浄化フィルタユニットにおいては、複数の触媒繊維シート材が、複数の触媒繊維シート材の隣接間に触媒繊維シートの面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置されているから、空気は通風空間を流通しつつ、触媒繊維シート材と接触することで汚染物質を除去することができる。その結果、少ない通気抵抗で空気を浄化することができ、圧損を非常に小さくできる。

【0005】

また、特にＮＯｘの酸化除去には、比較的長い接触時間が必要である。しかしながら、上記空気浄化フィルタユニットにおいて、触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間を通流する空気は、比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流し、更には若干の空気が触媒繊維シート材の繊維間に入り込むので、その空気に含まれる汚染物質を良好に触媒繊維に接触させて酸化除去できる。

【0006】

更に、上記空気浄化フィルタユニットにおいて、帯電性不織布からなり、厚さ方向に通過する空気中に含まれる微粒子を除去するシート状の微粒子フィルタは、通風空間における開口部を覆う状態で、触媒浄化ユニットに配置されている。微粒子を含む空気は、通風空間により整流されつつ、流動方向の揃った状態で、微粒子フィルタの面に対して交差する方向から微粒子フィルタに衝突する。したがって、空気を微粒子フィルタの厚さ方向への通気抵抗に抗して良好に通過させつつ、微粒子の捕捉能力を発揮させることができる。その結果、全体として圧力損失を大きく増加させることなく、微粒子フィルタに微粒子を静電的に吸着保持させて微粒子を除去できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０２０－２８８５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記従来の空気浄化フィルタにおいても、微粒子を含む空気がシート状の微粒子フィルタ（帯電性不織布）を、その厚さ方向に通過する必要があり、通風抵抗の増大が避けられないため、微粒子の除去率は高いが、除去量という観点からは十分とは言えなかった。

【0009】

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、触媒浄化機能と微粒子除去機能をともに従来よりも良好に発揮し得る空気浄化フィルタユニット及び空気浄化フェンス構造体の提供を、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための本発明の空気浄化フィルタユニットの特徴構成は、複数の触媒繊維シート材が、前記複数の触媒繊維シート材の隣接間に前記触媒繊維シート材の面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置されるとともに、シート状の帯電性不織布からなるセパレータが、面方向が前記通風空間における通風方向と平行となるように前記通風空間内に配置された触媒浄化ユニットを備え、
前記セパレータは、前記帯電性不織布の面方向に沿って流れる空気中に含まれる微粒子を除去する点にある。

【0011】

上記特徴構成によれば、空気浄化フィルタユニットは、触媒繊維シートとセパレータとを有するから、空気浄化フィルタユニットを通過する空気は、触媒繊維シートとセパレータの帯電性不織布とに共に接触する。これにより、空気に含まれるＮＯｘ等の汚染物質は触媒繊維シートにより捕捉され無害化できるとともに、微粒子はセパレータの帯電性不織布により除去できるから、触媒浄化機能と微粒子除去機能とを共に発揮することができる。

【0012】

具体的に説明すると、複数の触媒繊維シート材が、複数の触媒繊維シート材の隣接間に触媒繊維シートの面に沿う通風空間を形成する状態で積層配置されているから、空気は通風空間を流通しつつ、触媒繊維シート材と接触することで汚染物質を除去することができる。その結果、少ない通気抵抗で空気を浄化することができ、きわめて圧損の少ない空気浄化フィルタユニットとすることができる。また、上記触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間を通流する空気は、比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流し、更には若干の空気が上記触媒繊維シート材の繊維間に入り込むので、その空気に含まれる汚染物質は良好に触媒繊維に接触して酸化除去されることになる。特にＮＯｘの酸化除去には、比較的長い接触時間が必要であるので、上記のように空気を比較的長い間触媒繊維シート材の面に沿って通流させるという構成が効果的となる。
従って、触媒繊維シート材の隣接間に形成された通風空間に空気を通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風空間に空気を通流させることができ、その空気に含まれる汚染物質を良好に除去可能とする空気浄化フィルタユニットを実現することができる。

【0013】

また、帯電性不織布からなり、当該帯電性不織布の面方向に沿って流れる空気中に含まれる微粒子を除去するセパレータは、面方向が通風空間における通風方向と平行となるように通風空間内に配置されている。したがって、微粒子を含む空気が通風空間を流通しつつ、帯電性不織布と接触して、帯電性不織布が微粒子を静電的に吸着保持することで、微粒子を除去できる。即ち、上記特徴構成を備えた空気浄化フィルタユニットにおいては、従来の空気浄化フィルタユニットとは異なり、微粒子を含む空気が帯電性不織布を厚さ方向に通過する必要がないため、通風抵抗が増大することなく、微粒子を良好に除去でき、除去率が高いだけでなく除去量も多くなる。更に、通風空間を流通する空気は、比較的長い間通風空間内を通流するので、帯電性不織布の面方向が通風空間における通風方向と平行であっても、空気に含まれる微粒子が帯電性不織布に良好に捕捉される。

【0014】

このように、上記特徴構成を備えた空気浄化フィルタユニットにおいては、空気浄化フィルタを通過する空気が触媒繊維シート材とセパレータとに接触する。これにより、空気に含まれるＮＯｘ等の汚染物質は触媒繊維シート材の作用によって無害化できるとともに、微粒子はセパレータにより除去できるから、触媒浄化機能と微粒子除去機能とを共に発揮することができる。

【0015】

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、前記触媒繊維シート材が活性炭素繊維である点にある。

【0016】

上記特徴構成によれば、汚染物質として特にＮＯｘに対して高い浄化効果を発揮するので自動車排ガス等の触媒浄化による利用性が極めて高い。

【0017】

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、前記セパレータは、前記シート状の帯電性不織布がプリーツ状に成型されたものであり、頂部が前記通風空間における通風方向に沿って延びるように前記通風空間内に配置されている点にある。

【0018】

上記特徴構成によれば、通風空間内を流通する空気がセパレータの両面に接触することになるため、空気に含まれる微粒子がセパレータを構成する帯電性不織布により良好に捕捉される。また、上記特徴構成によれば、複数の触媒繊維シート材の夫々の隣接間に形成された通風空間がセパレータによって保形されるため、通風空間が極端に狭くなって空気が流通し難くなるといった問題の発生を抑えることができる。

【0019】

本発明に係る空気浄化フィルタユニットの更なる特徴構成は、両側面に外気に開放される空気口がそれぞれ形成される本体ケーシングを備え、前記本体ケーシングの内部には、前記空気口の両方を連通する通風路が形成され、前記通風路に、前記空気口と前記通風空間における開口部とが連通する状態で、前記触媒浄化ユニットが配置されている点にある。

【0020】

本特徴構成によれば、触媒浄化ユニットが本体ケーシングの両側面に形成された空気口の両方を連通する通風路に、空気口と通風空間における開口部とが連通する状態で配置されているので、当該通風路を通流する空気が触媒浄化ユニットの通風空間に良好に通流し、通流する空気が触媒繊維シート材とセパレータとに接触する。これにより、触媒繊維シート材での汚染物質の触媒浄化機能及びセパレータでの微粒子除去機能を、簡便な構成で良好に発揮することができる。

【0021】

上記目的を達成するための本発明の空気浄化フェンス構造体の特徴構成は、浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を除去するための空気浄化フェンス構造体であって、空気浄化フィルタユニットの複数を、通風路における通風方向を厚さ方向とした状態で、前記浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる点にある。
また、前記浄化対象区域が自動車道路であり、沿道に積層配置されるとより好ましい構成となる。

【0022】

本特徴構成によれば、別途送風機を設けなくても自然風等だけで、浄化対象区域に対して出入りする空気を良好に夫々の通風路に通流させ、その空気に含まれる汚染物質や微粒子を良好に除去することができる。

【0023】

尚、空気浄化フィルタユニットを空気浄化フェンス構造体として用いる場合には、空気浄化フィルタユニットに対する空気の流通方向は、環境条件に伴って変化する場合があるが、いずれの方向からの気流に対しても同様に触媒浄化機能及び微粒子除去機能が十分に発揮されるように空気浄化フィルタユニットを配置することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】空気浄化フィルタユニットの斜視図である。

【図2】空気浄化フィルタユニットの立断面図である。

【図3】空気浄化フィルタユニットの平断面図である。

【図4】浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体を配置した状態を示す図である。

【図5】浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体を配置した状態を示す図である。

【図6】微粒子除去性能を示すグラフ（２．５μｍ以上５．０μｍ以下）である。

【図7】微粒子除去性能を示すグラフ（１．０μｍ以上２．５μｍ未満）である。

【図8】微粒子除去性能を示すグラフ（０．３μｍ以上１．０μｍ未満）である。

【図9】ＮＯｘ除去性能を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下に、本発明の実施形態にかかる空気浄化フィルタユニットおよび空気浄化フェンス構造体を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。

【0026】

〔空気浄化フィルタユニット〕
本発明の実施形態に係る空気浄化フィルタユニット１について、図１～図３に基づいて説明する。

【0027】

図１～図３に示すように、空気浄化フィルタユニット１は、複数の触媒繊維シート材２が、複数の触媒繊維シート材２の隣接間に触媒繊維シート材２の面に沿う通風空間１０ａを形成する状態で積層配置されるとともに、シート状の帯電性不織布からなるセパレータ５が、面方向が通風空間１０ａにおける通風方向と平行となるように通風空間１０ａ内に配置された触媒浄化ユニット１Ａを備え、セパレータ５が、帯電性不織布の面方向に沿って流れる空気中に含まれる微粒子を除去するように構成されている。

【0028】

また、空気浄化フィルタユニット１は、図１及び図３に示すように、両側面に外気に開放される空気口２２がそれぞれ形成される本体ケーシング２０を備え、本体ケーシング２０の内部には、空気口２２の両方を連通する通風路１０が形成されている。当該通風路１０には、触媒浄化ユニット１Ａが配置されている。
即ち、本体ケーシング２０は、横幅方向の両側に一対の板状部材２４を備え、縦幅方向の両側に一対の金網２６を備えている。なお、それぞれの金網２６は、一対の板状部材２４の上端部同士或いは下端部同士に亘って設けられる矩形枠部材（図示せず）により固定されている。そして、本体ケーシング２０は、空気口２２を厚さ方向の両端部に備え、これら空気口２２同士を連通する状態で、内部に厚さ方向と直交する矩形断面の通風路１０を備えている。つまり、本体ケーシング２０は厚さ方向の両端部に空気口２２を備えた矩形筒状に形成されている。尚、本体ケーシング２０は、アルミ板やプラスチック板を枠組みして簡単に製造することができる。
これにより、空気浄化フィルタユニット１は、本体ケーシング２０の両側部に形成された一対の空気口２２が外気に開放されることになるので、図１に示すように、ある方向に自然風等の空気Ａが吹いた場合には、その一対の空気口２２のうちの一方が空気Ａの流れの上流側に向けて開口するものとなり、他方が空気Ａの流れの下流側に向けて開口するものとなる。つまり、一対の空気口２２同士を通流する空気の通流方向が、通風路１０の通風方向となる。なお、本実施形態では、通風方向は、本体ケーシング２０の厚さ方向が通風方向となっている。

【0029】

〔触媒浄化ユニット〕
触媒浄化ユニット１Ａは、本体ケーシング２０の内部に形成される空気Ａが通流する通風路１０に、当該空気Ａに含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維をシート状に形成してなる触媒繊維シート材２を配置して構成されている。即ち、触媒浄化ユニット１Ａは、通風路１０に空気Ａを通流させることで、その空気Ａに含まれる汚染物質を、触媒繊維シート材２を構成する触媒繊維に接触させ、その触媒機能により酸化除去するものである。

【0030】

さらに、触媒浄化ユニット１Ａは、触媒繊維シート材２が配置された通風路１０に空気Ａを通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風路１０に空気Ａを通流させることができ、その空気Ａに含まれる汚染物質を良好に除去可能とするように構成されている。

【0031】

具体的には、通風路１０において、複数の触媒繊維シート材２が、通風方向に沿った通風空間１０ａを隣接間に形成しながら積層配置されている。即ち、通風路１０において複数の触媒繊維シート材２が各触媒繊維シート材２の面を通風方向と平行にした状態で積層配置されており、更に、当該通風方向に沿った通風空間１０ａが複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成されるように、夫々の触媒繊維シート材２が離間配置されている。よって、通風路１０において空気Ａは、上記触媒繊維シート材２の面に沿って、当該通風空間１０ａを通流することになり、全ての空気Ａを触媒繊維シート材２に貫通させる場合と比較して、その際に発生する圧力損失は非常に小さいものとなる。尚、本実施形態における複数の触媒繊維シート材２は、各触媒繊維シート材２の面が本体ケーシング２０の縦幅方向に対して平行となり、各触媒繊維シート材２が横幅方向に並ぶ状態で積層配置されている。

【0032】

上記触媒繊維シート材２を構成する触媒繊維としては、空気Ａ中の汚染物質、特にＮＯｘを良好に酸化除去し得る活性炭素繊維が用いられている。
上記触媒繊維シート材２を構成する活性炭素繊維としては、窒素吸着法による比表面積が４００～５００ｍ^２／ｇの範囲内であり、ＭＰ法で解析した細孔分布において、直径２ｎｍ以下のミクロポアの内、直径１ｎｍ以下のものが全ミクロポア容積の８０％以上を占めるものを用いることが好ましく、このような活性炭素繊維の吸着機能と触媒機能により、大気汚染の原因となるＮＯｘの内、特に常温で除去することが困難な一酸化窒素（ＮＯ）を常温で長期間除去することができる。
更に、上記触媒繊維シート材２を構成する活性炭素繊維としては、ピッチ系活性炭素繊維（例えば、アドール株式会社製の「Ａ－５」）やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系活性炭素繊維を用いることが一層好ましく、特にＮＯを一層良好に除去することができる。

【0033】

尚、上記触媒繊維シート材２としては、活性炭素繊維をシート状の不織布に加工されたものが利用されている。

【0034】

また、触媒繊維シート材２は、通風路１０の通風方向での断面形状が長方形の平板状のものが使用されており、更に、通風路１０には、その平板状に形成された触媒繊維シート材２の複数が、隣接間に帯電性不織布からなるセパレータ５を挟み込みながら積層配置されている。
即ち、通風路１０において、複数の触媒繊維シート材２と複数のセパレータ５とが交互に積層されており、複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成された通風空間１０ａが、上記セパレータ５により保形されることになる。そして、その通風空間１０ａにおいて、空気Ａは、圧力損失の増加を抑制しながら、上記セパレータ５と触媒繊維シート材２との間を通じて良好に通流することになる。

【0035】

本実施形態において、セパレータ５は、シート状の帯電性不織布がプリーツ状に成型されたものであり、頂部が通風空間１０ａにおける通風方向に沿って延びるように通風空間１０ａ内に配置されている。したがって、空気Ａは、通風空間１０ａ内において、セパレータ５の表裏両面に接触しながらプリーツの頂部に沿って流れることになる。

【0036】

尚、帯電体不織布は、不織布にエレクトレット化処理を施したものが好ましい。エレクトレット化処理としては、高電圧による分極、荷電イオンの衝突、荷電粒子の注入など電気的作用による方法や、摩擦、衝突など固体との相互作用による方法、液体との接触及び衝突を利用した方法など、公知の方法を用いることができる。低圧力損失、微粒子の高除去効率の観点から、液体との接触を利用した方法や固体との摩擦を利用した方法が好ましい。

【0037】

また、帯電性不織布は、補強ネットを含むことが好ましい。補強ネットは、帯電性不織布に剛性を付与し、形状保持性や加工性を向上させるためのものである。補強ネットの材料としては、合成繊維、無機繊維、金属繊維を使用することができるが、熱接着性や加工性の観点から、合成繊維を使用することが好ましい。

【0038】

本実施形態では、図１及び図３に示すように、触媒浄化ユニット１Ａは、通風路１０において複数の触媒繊維シート材２が各触媒繊維シート材２の面を通風方向と平行にした状態で積層配置されており、更に、当該通風方向に沿った通風空間１０ａが複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間に形成されるように、夫々の触媒繊維シート材２が離間配置されている。また、複数の触媒繊維シート材２の夫々の隣接間には、セパレータ５が配置されている。そして、当該触媒浄化ユニット１Ａが形成する通風空間１０ａの通流方向における一端側には、開口部２１としての一端側開口部２１ａが複数形成され、他端側には、開口部２１としての他端側開口部２１ｂが複数形成されている。そして、当該触媒浄化ユニット１Ａは、一端側開口部２１ａのそれぞれが本体ケーシング２０における一方の空気口２２側に位置し、他端側開口部２１ｂのそれぞれが本体ケーシング２０における他方の空気口２２側に位置するように、通風路１０に配置される。

【0039】

以上の構成を備えた空気浄化フィルタユニット１においては、上流側の空気口２２から通風路１０を介して下流側の空気口２２に通流する自然風等の空気Ａの流れが比較的弱い場合でも、図３に示すように、その空気Ａの流れだけで当該空気Ａが、上流側の空気口２２から、触媒浄化ユニット１Ａの一端側開口部２１ａ、通風空間１０ａ、他端側開口部２１ｂの順に通流し、当該他端側開口部２１ｂから空気浄化フィルタユニット１の外部に排出されることとなる。

【0040】

したがって、空気浄化フィルタユニット１は、空気Ａが通風空間１０ａを流通しつつ、触媒繊維シート材２と接触することで汚染物質を除去することができるため、少ない通気抵抗で空気を浄化することができ、極めて圧損の少ない空気浄化フィルタユニットとなる。更に、空気浄化フィルタユニット１においては、触媒繊維シート材２の隣接間に形成された通風空間１０ａを通流する空気Ａは、比較的長い間触媒繊維シート材２の面に沿って通流し、更には若干の空気が上記触媒繊維シート材２の繊維間に入り込むので、その空気Ａに含まれる汚染物質は良好に触媒繊維に接触して酸化除去されることになる。よって、この空気浄化フィルタユニット１は、触媒繊維シート材２の隣接間に形成された通風空間１０ａに空気Ａを通流させる際に発生する圧力損失を小さくして、別途送風機を設けなくても自然風等だけで通風空間１０ａに空気Ａを通流させることができ、その空気Ａに含まれる汚染物質を良好に除去可能なものとなる。

【0041】

更に、空気浄化フィルタユニット１は、微粒子を含む空気Ａが通風空間１０ａを流通しつつ、帯電性不織布と接触して、帯電性不織布が微粒子を静電的に吸着保持することで、微粒子を除去できる。即ち、本実施形態に係る空気浄化フィルタユニット１においては、従来の空気浄化フィルタユニットとは異なり、微粒子を含む空気Ａが帯電性不織布を厚さ方向に通過する必要がないため、通風抵抗が増大することなく、微粒子を良好に除去でき、除去率が高いだけでなく除去量も多くなる。更に、通風空間１０ａを流通する空気Ａは、比較的長い間通風空間１０ａ内を通流するので、帯電性不織布の面方向が通風空間１０ａにおける通風方向と平行であっても、空気に含まれる微粒子が帯電性不織布に良好に捕捉される。

【0042】

このように、本実施形態に係る空気浄化フィルタユニット１においては、圧力損失を大きく増加させることなく、空気浄化フィルタユニット１を通過する空気Ａが触媒繊維シート材２とセパレータ５とに接触する。これにより、空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質は触媒繊維シート材２の作用によって無害化できるとともに、微粒子はセパレータ５により除去できるから、触媒浄化機能と微粒子除去機能とを共に発揮することができる。

【0043】

〔空気浄化フェンス構造体〕
本発明に係る空気浄化フェンス構造体３０の実施の形態について図４及び図５に基づいて説明する。尚、図４及び図５は、浄化対象区域に対して空気浄化フェンス構造体３０を配置した状態を示す図である。

【0044】

図４及び図５に示すように、自動車道路５０などの浄化対象区域に対して出入りする空気Ａに含まれる汚染物質を除去するための空気浄化方法は、これまで説明してきた空気浄化フィルタユニット１の複数を、通風路１０における通風方向を厚さ方向とした状態で、自動車道路５０などの浄化対象区域の周囲に沿って並設することで実現される。例えば、空気浄化フィルタユニット１の複数を、本体ケーシング２０に形成された空気口２２のいずれか一方が浄化対象区域に対向した状態で、当該浄化対象区域の周囲に沿って配置する。
即ち、上記空気浄化フィルタユニット１は、触媒繊維シート材２及びセパレータ５が配置された通風路１０に空気Ａを通流させる際の圧力損失が小さいので、別途送風機を設けなくても、自動車道路５０において自然風或いは自動車が走行することで発生する風だけで、自動車道路５０に対して出入りする空気Ａを通風路１０に良好に通流させ、その空気Ａに含まれる汚染物質を触媒繊維シート材２に良好に接触させて酸化除去し、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子を帯電性不織布からなるセパレータ５に接触させて吸着除去することができる。

【0045】

また、上記の空気浄化方法は、図４及び図５に示す空気浄化フェンス構造体３０により実行することができる。
即ち、自動車道路５０などの浄化対象区域に対して出入りする空気Ａに含まれる汚染物質や微粒子を除去するための空気浄化フェンス構造体３０は、上記空気浄化フィルタユニット１の複数を、通風路１０における通風方向を厚さ方向とした状態で、自動車道路５０などの浄化対象区域の周囲の少なくとも一部を囲むように積層してなる。

【0046】

例えば、図４に示すように、自動車道路５０と歩道５１との境界部に沿って、上記空気浄化フィルタユニット１を複数列且つ複数段積層してなる空気浄化フェンス構造体３０にあっては、自動車道路５０において車両が通過する際に自動車道路５０側から歩道５１側に空気Ａの流れが発生する。
よって、その流れを利用して、その自動車道路５０側から歩道５１側に流出する空気Ａは、夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通することになり、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質が通風路１０に配置された触媒繊維シート材２に良好に接触して酸化除去され、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子がセパレータ５に良好に接触して吸着除去される。

【0047】

また、図５に示すように、浄化対象区域としての自動車道路５０に対しては、対向車線の境界部にある中央分離帯に上記空気浄化フェンス構造体３０を配置することで、対向車線間で発生する空気Ａの流れを利用して、その空気Ａを夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通させ、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質が通風路１０に配置された触媒繊維シート材２に良好に接触して酸化除去され、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子がセパレータ５に良好に接触して吸着除去される。また、浄化対象区域としての自動車道路５０に対して、その上空を覆う形態で上記空気浄化フェンス構造体３０を配置することで、自動車道路５０から上方への空気Ａの流れを利用して、その空気Ａを夫々の空気浄化フィルタユニット１の圧力損失が小さい通風路１０に流通させて、その空気Ａに含まれるＮＯｘ等の汚染物質を良好に酸化除去し、しかも、当該空気Ａに含まれる微粒子をセパレータ５に良好に接触させて吸着除去するすることができる。

【0048】

空気浄化フェンス構造体３０は、ディーゼル大型車等が多い工場地域や港湾、貨物集積所、バスターミナル等、交通量が多く渋滞が激しい交差点近傍、火力発電所・廃棄物焼却炉周辺等の排ガス濃度が高い箇所等の周辺の自動車道路５０沿道で、排ガスに含まれるカーボンブラック、元素状炭素、タイヤの摩耗粉塵等の微少粒子状物質（ＰＭ２．５等）の除去と、排ガスに含まれるＮＯｘの浄化を同時に行うことができる。
よって、送風機等の電力消費機器が不要で、自然風、自動車の走行風だけで装置内を通風させ空気Ａを浄化することができる。また、設置場所としては道路の端にフェンス状に設置が可能であり、既存道路構造の改造が不要であり、設置スペースも不要となり、簡易な設置が可能である。更に、浄化に用いる活性炭素繊維は、水洗いで性能を回復するので、長期間交換は不要である。水洗い後の活性炭素繊維の乾燥も通過する空気Ａ、排気ガスにより行える。

【0049】

以下、実施例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0050】

〔実施例〕
図１に示す空気浄化フィルタユニット１として、本体ケーシング２０内の通風路１０に、触媒浄化ユニット１Ａを配置させた形態のものを用意した。
ここで、触媒浄化ユニット１Ａは、縦＊横＊厚み＝５０＊２０＊０．４（ｃｍ）の触媒繊維シート材と、帯電性不織布（東洋紡(株)製のＥＦ－Ｒ－２５）を所定の山高さ（実施例１では８ｍｍ、実施例２では１０ｍｍ）となるようにプリーツ状に加工し、更にリボン加工（リボン幅５ｍｍ、間隔１２ｍｍ）を行い、縦＊横＝５０＊２０（ｃｍ）に切り出したセパレータ５（プリーツ山数：３７山）とを積層させたものを使用した。尚、実施例１では、触媒繊維シート材２及びセパレータ５を５０枚ずつ使用し、実施例２では、触媒繊維シート材２及びセパレータ５を４５枚ずつ使用した。また、帯電性不織布は、補強ネット（目付３０ｇ／ｍ^２）を含み、総目付が７０ｇ／ｍ^２のものを使用した。

【0051】

得られた空気浄化フィルタユニット１を、小型風洞式空気浄化性能試験装置により微粒子（ＰＭ）の除去性能を測定した。空気浄化フィルタユニット１を上記試験装置において５０ｃｍ＊５０ｃｍの通風部断面となる箇所に装填し、通過風速が０．０５～０．２５ｍ／ｓとなるように送風機で調整した。ＰＭは試験室内の空気Ａに含まれる微粒子とし、これを空気浄化フィルタユニット１の入口と出口で、パーティクルカウンター（柴田科学、ＧＴ－５２６Ｓ）より、各１分間測定した。微粒子（ＰＭ）の除去率は、ＰＭの粒子径サイズごと（２．５μｍ以上５．０以下、１．０μｍ以上２．５μｍ未満、０．３μｍ以上１．０μｍ未満の３種）に入口と出口の差から求めた。
また、得られた空気浄化フィルタユニット１について、汚染物質であるＮＯｘの除去性能を、上記と同様に、小型風洞式空気浄化性能試験装置を用いて測定した。尚、ＮＯｘとしてはＮＯ_２を用い、濃度１％のガスボンベより流量を制御し、空気浄化フィルタユニット１の入口で約１ｐｐｍとなるように空気Ａに導入した。また、ＮＯ_２濃度は、空気浄化フィルタユニット１の入口と出口で、ＮＯｘ自動計測機（アナテックヤナコ、ＸＣＬ－８８０ＵＳ）により、各３０分間測定した。ＮＯ_２除去率は、入口と出口の濃度差から求めた。

【0052】

ＰＭ除去率＝（入口濃度－出口濃度）／入口濃度＊１００（％）
ＮＯ_２除去率＝（入口濃度－出口濃度）／入口濃度＊１００（％）

【0053】

〔比較例〕
縦＊横＊厚み＝５０＊５０＊２０ｃｍの触媒浄化ユニット１Ａを本体ケーシング２０の通風路１０に配置したものをそのまま空気浄化フィルタユニット１として上記小型風洞式空気浄化性能試験装置に装填し、同様にＰＭの除去性能を測定した。尚、触媒浄化ユニット１Ａのセパレータには、金網を山高さ８ｍｍの波型に成型したものを使用した。

【0054】

その結果、図６～図８の通り、実施例１及び実施例２に係る空気浄化フィルタユニット１では、何れの場合であってもＰＭ除去率が顕著に向上した。具体的に、風速が０．２５３ｍ／ｓ時であるときのＰＭ除去率は、測定粒子径範囲２．５μｍ以上５．０μｍ以下では実施例１で５８％、実施例２で５５％であり、１．０μｍ以上２．５μｍ未満では実施例１で３４％、実施例２で２０％であり、０．３μｍ以上１．０μｍ未満では実施例１で２０％、実施例２で１６％であった。これに対して、比較例に係る空気浄化フィルタユニット１では、ＰＭの除去性能は非常に低く、特に０．３μｍ以上１．０μｍ未満の微小粒子は殆ど除去されず、すり抜けることが明らかになった。
また、図９の通り、ＮＯ_２除去率についても、実施例１及び実施例２に係る空気浄化フィルタユニット１では、比較例の空気浄化フィルタユニット１に対して顕著に向上した。具体的に、風速が０．２５３ｍ／ｓ時であるときのＮＯ_２除去率は、実施例１で５９％、実施例２で５８％であったのに対し、比較例で２４％であった。

【0055】

〔別実施形態〕
上記実施形態における空気浄化フェンス構造体３０は、自動車道路５０を浄化対象区域としたが、工場などが密集する工業地帯や大勢の人が集まる施設等を浄化対象区域とし、その浄化対象区域の周囲に空気浄化フィルタユニット１を並設した空気浄化フェンス構造体３０を設けても構わない。例えば、近年に注目されている微小粒子物質の除去を目的として、駅やバス停に設置して、これらの周辺の微小粒子物質の濃度を減少させることができる。

【0056】

また、空気浄化フィルタユニット１は、空気浄化フェンス構造体３０として用いるのに限らず、換気口、換気用ダクト等に取り付けて、換気される空気中の汚染物質の浄化及び微粒子の除去をするように設けられていてもよい。例えば、ビルの空調フィルタの空気取り込み口に取り付けて、空気中の微小粒子物質の濃度を減少させることができる。

【0057】

上記実施形態では、帯電性不織布をプリーツ状に成型したものをセパレータ５として採用したが、これに限られるものではない。通風空間１０ａ内での空気Ａの流通及び触媒繊維シート材２への空気Ａの接触を妨げない形状であれば、帯電性不織布をどのような形状に成形したものであってもよく、通風空間１０ａを保形するコルゲート形状であってもよい。また、プリーツの山高さや山の数を変更してもよいし、使用する触媒繊維シート材及びセパレータの枚数も変更してもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、触媒繊維シート材として活性炭素繊維を採用したが、これに限られるものではなく、ＮＯｘ等の汚染物質を空気中から除去できるものであれば、どのようなものであってもよい。

【0059】

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本発明の空気浄化フィルタユニット１は、道路等の浄化対象区域とその周辺とを区画して浄化対象区域に対して出入りする空気に含まれる汚染物質を浄化及び微粒子を除去するための空気浄化フェンス構造体として利用することができる。

【符号の説明】

【0061】

１ ：空気浄化フィルタユニット
１Ａ ：触媒浄化ユニット
２ ：触媒繊維シート材
５ ：セパレータ
１０ ：通風路
１０ａ ：通風空間
２０ ：本体ケーシング
２１ ：通風空間の開口部
２１ａ ：一端側開口部
２１ｂ ：他端側開口部
２２ ：空気口
３０ ：空気浄化フェンス構造体
５０ ：自動車道路
Ａ ：空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】