特表 2024-500864 負イオンベースの汚染物質低減のための方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-10

(54)【発明の名称】負イオンベースの汚染物質低減のための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/22 20060101AFI20231227BHJP

   B01D 53/44 20060101ALI20231227BHJP

   B01D 53/50 20060101ALI20231227BHJP

   B01D 53/56 20060101ALI20231227BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20231227BHJP

   B01D 53/66 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

A61L9/22 ZAB

B01D53/44

B01D53/50

B01D53/56

B01D53/62

B01D53/62 100

B01D53/66

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023537712

(86)(22)【出願日】2021-12-17

(85)【翻訳文提出日】2023-08-08

(86)【国際出願番号】 US2021072991

(87)【国際公開番号】W WO2022133485

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】17/127,273

(32)【優先日】2020-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523230074

【氏名又は名称】レイニオンズ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ディカルロ，マーク

【テーマコード（参考）】

4C180

4D002

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180BB02

4C180BB05

4C180BB09

4C180CA10

4C180HH05

4C180LL11

4C180LL20

4D002AA02

4D002AA08

4D002AA09

4D002AA12

4D002AA18

4D002AA40

4D002BA14

4D002CA07

4D002DA70

4D002GA03

4D002GB01

4D002GB03

4D002GB04

4D002GB20

(57)【要約】

室内空気、屋外空気、乗り物排ガス、及び産業排ガスなどの様々な環境を浄化するための浄化システム及びそのようなシステムを使用する方法が提供される。浄化システムは、基板と活性コーティングとを有するイオン化浄化装置を備える。活性コーティングは、焦電性材料及び／又は圧電性材料を含む。運転中、流入ストリームは、活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、活性コーティングの方に向けられる。この流入ストリームと活性コーティングの接触により、温度及び圧力／力／振動、その他の変化を通じて、流入ストリームの成分から負イオンが発生する。負イオンは次いで汚染物質と相互作用し、汚染物質を流出ストリームの安全で浄化された物質へ変換する。流入ストリームの汚染物質とは異なり、浄化された物質は無害であり、及び／又は、例えばフィルタリング及び／又は他の分離技術によって、流出ストリームから容易に除去することができる。
【選択図】図２Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浄化システムを使用して流入ストリームを浄化し、流出ストリームを形成する方法であって、
前記流入ストリームを前記浄化システムのイオン化浄化装置に流し込むことであって、
前記流入ストリームは１種又は複数種の汚染物質を含み、
前記イオン化浄化装置は、基板と、前記基板上に配置され、焦電性及び／又は圧電性である材料を含む活性コーティングとを備える、
流し込むことと、
前記流入ストリームが前記活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることであって、
前記流入ストリームは、前記活性コーティングと接触すると、前記流入ストリームの１種又は複数種の成分から負イオンを発生させ、前記負イオンは、前記１種又は複数種の汚染物質と相互作用して、前記流出ストリームの浄化された物質を形成する、
向けることと、
前記浄化された物質を含む前記流出ストリームを前記イオン化浄化装置から誘導することと
を含む方法。

【請求項2】

前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることが、前記活性コーティングと接触する前に前記流入ストリームの温度を制御しながら実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることが、前記活性コーティングの温度を制御しながら実行する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記活性コーティングの温度を制御することが、前記イオン化浄化装置に流れ込む前記流入ストリームの流量を制御することを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることが、前記流入ストリームと前記活性コーティングとの間の接触角を制御しながら実行する、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記活性コーティングが前記イオン化浄化装置内に封入され、前記イオン化浄化装置は、前記流入ストリームが前記流入ストリームの前記１種又は複数種の成分から前記負イオンを発生させるときに環境光を遮断する、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることが、一組の同心構造を通して行われ、そのうちの少なくとも１つは、前記活性コーティングの前記基板として動作可能である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けることが、流速制御装置として動作可能な送風機を使用して実行され、前記流入ストリームが前記活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御することが、前記送風機の回転速度を制御することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記イオン化浄化装置に流し込まれる前記流入ストリームが水を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記流出ストリームから前記浄化された物質を分離することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

流入ストリームを浄化するための浄化システムであって、
基板と、前記基板上に配置され、焦電性及び／又は圧電性である材料を含む活性コーティングとを備えるイオン化浄化装置を備え、
前記浄化システムは、前記流入ストリームが前記活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、前記流入ストリームを前記活性コーティングに向けるように構成される、
浄化システム。

【請求項12】

前記材料が、窒化アルミニウム、リン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス、窒化ガリウム、リン酸ガリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、石英、トルマリン、硫酸トリグリシン、及び酸化亜鉛のうちの１つを含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項13】

前記材料が、窒化アルミニウム、リン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス、窒化ガリウム、リン酸ガリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、石英、トルマリン、硫酸トリグリシン、及び酸化亜鉛のうちの少なくとも２つの異なるもの、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項14】

前記流入ストリームが前記活性コーティングに接触する前に前記流入ストリームの温度を制御するように構成された温度制御装置をさらに備える、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項15】

前記活性コーティングに熱的に結合され、前記活性コーティングの温度を制御するように構成された温度制御装置をさらに備える、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項16】

前記流入ストリームと前記活性コーティングとの間の接触角を制御するように構成された流れ誘導装置をさらに備える、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項17】

前記活性コーティングを支持する前記基板が、送風機の羽根、フィルタ表面、筐体表面、イオナイザー電極、煙突内壁、スクラバー構成要素、及び静電集塵機構成要素からなる群から選択される、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項18】

前記活性コーティングが連続コーティングであり、前記活性コーティング下の前記基板を環境から隔離する、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項19】

前記活性コーティングが、前記基板の表面上に位置決めされた複数の不連続粒子を含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項20】

前記基板が多孔質であり、前記活性コーティングが、前記基板内に配置され、前記基板の表面から離れた複数の不連続粒子を含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項21】

前記基板が、前記活性コーティングが孔の表面を形成するような孔を含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項22】

前記活性コーティングが、前記流入ストリームが活性コーティング孔内に向けられるように構成された活性コーティング孔を含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項23】

そのうちの少なくとも１つが前記活性コーティングの前記基板として動作可能であるような一組の同心構造をさらに備え、前記同心構造のうちの少なくとも別の１つが、前記流入ストリームを前記活性コーティングに向ける流れ誘導装置として動作可能な一組の開口部を備える、請求項１１に記載の浄化システム。

【請求項24】

前記一組の同心構造の少なくとも別の１つがエアフィルタ又は自動車排気システムの一部である、請求項２３に記載の浄化システム。

【請求項25】

前記流入ストリームが前記活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御するように構成された流速制御装置をさらに備え、前記流速制御装置の回転速度を制御することを含む、請求項１１に記載の浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本特許出願は、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭＳ ＦＯＲ ＮＥＧＡＴＩＶＥ ＩＯＮ－ＢＡＳＥＤ ＰＯＬＬＵＴＩＯＮ ＲＥＤＵＣＴＩＯＮ」と題され、Ｍａｒｋ ＤｉＣａｒｌｏにより２０２０年１２月１８日に提出された係属中の米国特許出願第１７／１２７，２７３号に付与された優先権を主張する。この出願は、あらゆる目的のために、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

大気汚染は、様々な健康問題に起因して、世界中で大きな問題になっている。例えば、推定７００万人が毎年大気汚染により死亡している。同時に、大気汚染は、水と陸を合わせたよりも多くの汚染物質が大気中に排出されており、世界における汚染の主要な形態となっているようである。本開示の目的上、大気汚染とは、大気の自然特性を変化させるあらゆる薬剤による大気の環境汚染と定義される。

【0003】

大気汚染を緩和するために、より具体的には、周囲の大気及び大気中に排出されるガス流（例えば、乗り物の排気システム、煙突）から汚染物質を除去するために、様々な方法及びシステムが提案されてきた。例えば、イオナイザーが汚染低減のために提案されている。典型的なイオナイザーでは、電極間に電圧を印加し、電極間の環境を通して放電を引き起こす。しかしながら、このような方法では一般的に、オゾンの発生など他の環境上の懸念が生じる。さらに、これらの方法は非効率的で、多大な電力や特殊な構造を必要とする傾向があり、自然界に見られる空気浄化の方法に頼っていない。

【発明の概要】

【0004】

基板と活性コーティングとを有するイオン化浄化装置を備える浄化システムを介して、室内空気、屋外空気、乗り物排ガス、産業排ガスなどの様々な環境を浄化するための浄化システム及びそのようなシステムを使用する方法が提供される。活性コーティングは、焦電性材料及び／又は圧電性材料を含む。運転中、流入ストリームは、活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、活性コーティングに向かって誘導される。この流入ストリームと活性コーティングの接触により、温度及び圧力／力／振動、その他の変化を通じて、流入ストリームの成分から負イオンが発生する。負イオンは次いで汚染物質と相互作用し、汚染物質を流出ストリームの安全で浄化された物質へ変換する。流入ストリームの汚染物質とは異なり、浄化された物質は無害であり、及び／又は、例えばフィルタリング及び／又は他の分離技術によって、流出ストリームから容易に除去することができる。

【0005】

いくつかの例では、浄化システムを使用して流入ストリームを浄化し、流出ストリームを形成する方法が提供される。本方法は、流入ストリームを浄化システムのイオン化浄化装置に流し込むことを含む。流入ストリームは、１種又は複数種の汚染物質を含む。イオン化浄化装置は、基板と、基板上に配置され、焦電性及び／又は圧電性である材料を含む活性コーティングとを備える。本方法はまた、流入ストリームが活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、流入ストリームを活性コーティングに向けることを含む。流入ストリームは、活性コーティングと接触すると、流入ストリームの１種又は複数種の成分から負イオンを発生させる。負イオンは、１種又は複数種の汚染物質と相互作用して、流出ストリームの浄化された物質を形成する。本方法はさらに、浄化された物質を含む流出ストリームをイオン化浄化装置から誘導することを含む。

【0006】

いくつかの例では、材料は、窒化アルミニウム、リン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス、窒化ガリウム、リン酸ガリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、石英、トルマリン、硫酸トリグリシン、及び酸化亜鉛のうちの１つを含む。より具体的な例では、材料は、窒化アルミニウム、リン酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス、窒化ガリウム、リン酸ガリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四ホウ酸リチウム、石英、トルマリン、硫酸トリグリシン、及び酸化亜鉛のうちの少なくとも２つの異なるものを含む。

【0007】

いくつかの例では、流入ストリームを活性コーティングに向けることは、活性コーティングと接触する前に流入ストリームの温度を制御しながら実行される。より具体的には、活性コーティングに接触する前に流入ストリームの温度を制御することは、活性コーティングに接触する前に流入ストリームを温度制御装置を通して流すことを含む。いくつかの例では、温度制御装置は、ヒータ及びエアコンディショナ／チラーの少なくとも１つを含む。

【0008】

いくつかの例では、流入ストリームを活性コーティングに向けることは、活性コーティングの温度を制御しながら行われる。より具体的な例では、活性コーティングの温度を制御することは、活性コーティングに熱的に結合された温度制御装置を用いて行われる。例えば、活性コーティングの温度を制御することは、イオン化浄化装置に流れ込む流入ストリームの流量を制御することを含む。

【0009】

いくつかの例では、流入ストリームを活性コーティングに向けることは、流入ストリームと活性コーティングとの間の接触角を制御しながら実行される。より具体的な例では、流入ストリームと活性コーティングとの間の接触角を制御することは、流入ストリームを流れ誘導装置を通して誘導することを含む。

【0010】

いくつかの例では、活性コーティングはイオン化浄化装置内に封入され、イオン化浄化装置は、流入ストリームが流入ストリームの１種又は複数種の成分から負イオンを発生させるときに環境光を遮断する。より具体的な例では、活性コーティングは、負イオンを発生させる際に太陽光に露出されない。

【0011】

いくつかの例では、活性コーティングを支持する基板は、送風機の羽根、フィルタ表面、筐体表面、イオナイザー電極、煙突内壁、スクラバー構成要素、及び静電集塵機構成要素からなる群から選択される。同じ例又は他の例において、活性コーティングは連続コーティングであり、活性コーティング下の基板を環境から隔離する。あるいは、活性コーティングは、基板の表面上に位置決めされた複数の不連続粒子を含む。いくつかの例では、基板は多孔質である。活性コーティングは、基板内に配置され、基板の表面から離れた複数の不連続粒子を含む。いくつかの例では、基板は、活性コーティングが孔の表面を形成するような孔を含む。いくつかの例では、活性コーティングは、流入ストリームが活性コーティング孔内に向けられるような活性コーティング孔を含む。

【0012】

いくつかの例では、流入ストリームを活性コーティングに向けることは、一組の同心構造を通して行われ、そのうちの少なくとも１つは、活性コーティングの基板として動作可能である。例えば、同心構造のうちの少なくとも別の１つは、流入ストリームを活性コーティングに向ける流れ誘導装置として動作可能な一組の開口部を含む。いくつかの例では、一組の同心構造の少なくとも１つの構造はエアフィルタである。いくつかの例では、一組の同心構造は自動車排気システムの一部である。

【0013】

いくつかの例では、流入ストリームを活性コーティングに向けることは、流速制御装置として動作可能な送風機を使用して実行される。流入ストリームが活性コーティングに及ぼす平均圧力の制御は、送風機の回転速度を制御することを含む。

【0014】

いくつかの例では、イオン化浄化装置に流し込まれる流入ストリームは水を含む。

【0015】

いくつかの例では、本方法は、流出ストリームから浄化された物質を分離することをさらに含む。

【0016】

また、流入ストリームを浄化するための浄化システムが提供される。いくつかの例では、浄化システムは、基板と活性コーティングとを含むイオン化浄化装置を備える。活性コーティングは、基板上に配置され、焦電性及び／又は圧電性である材料を含む。浄化システムは、流入ストリームが活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御しながら、流入ストリームを活性コーティングに向けるように構成される。

【0017】

いくつかの例では、浄化システムは、流入ストリームが活性コーティングに接触する前に流入ストリームの温度を制御するように構成された温度制御装置をさらに備える。例えば、温度制御装置は、ヒータ及びエアコンディショナ／チラーの少なくとも１つを備える。

【0018】

いくつかの例では、浄化システムは、活性コーティングに熱的に結合され、活性コーティングの温度を制御するように構成された温度制御装置をさらに備える。

【0019】

いくつかの例では、浄化システムは、流入ストリームと活性コーティングとの間の接触角を制御するように構成された流れ誘導装置を備える。

【0020】

いくつかの例では、浄化システムは、そのうちの少なくとも１つが活性コーティングの基板として動作可能であるような一組の同心構造をさらに備える。

【0021】

いくつかの例では、浄化システムは、流入ストリームが活性コーティングに及ぼす平均圧力を制御するように構成された流速制御装置をさらに備え、送風機の回転速度を制御することを含む。

【0022】

これら及び他の実施形態は、図を参照して以下にさらに記載される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】いくつかの例による、流入ストリームが活性コーティングに接触するときに生成される負イオンを使用して流入ストリームを浄化することを示す概略図である。

【図1B】流入ストリームによって活性コーティングに加えられる圧力の関数として負イオン発生率を示すプロットである。

【図1C】流入ストリームが活性コーティング表面に向けられている間の、活性コーティング表面の温度の関数として負イオン発生率を示すプロットである。

【図2A】いくつかの例による、流入ストリームを浄化するための、イオン化浄化装置を備える浄化システムの概略ブロック図である。

【図2B】孔内に配置された活性コーティングを有する孔を備えるイオン化浄化装置を備える浄化システムの一例の概略断面図である。

【図2C】イオン化浄化装置が浄化システム内に長大な経路を形成している、浄化システムの別の例の概略断面図である。

【図3A-3E】基板及びこれらの基板上に配置された活性コーティングの異なる例の概略断面図である。

【図4A-4G】異なる活性コーティング例の概略断面図である。

【図5】いくつかの例による、浄化システムを使用して流入ストリームを浄化する方法に対応するプロセスフローチャートである。

【図6A-6D】いくつかの例による、浄化システムとして動作可能であり、イオン化浄化装置を備える、乗り物排気システムにおける異なる構成要素及び特徴の概略断面図である。

【図7A-7B】それぞれ１つ又は複数のイオン化浄化装置を備える産業用排ガスシステムの２つの例である。

【図8】いくつかの例による、一体化されたイオン化浄化装置を有するイオナイザーの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下の記載において、提示された概念を徹底的に理解するために、数多くの具体的な詳細を概説する。提示された概念は、これらの具体的な詳細の一部又は全部がなくても実施することができる。他の例では、よく知られたプロセス操作は、記載された概念を不必要に不明瞭にしないために詳細には記載されていない。いくつかの概念を特定の実施形態と併せて記載するが、これらの実施形態は限定を意図するものではないことが理解されよう。

【0025】

導入部
本明細書において、負イオンを使用して様々な環境を浄化するための方法及びシステムを記載する。このような浄化方法は、イオンベースの浄化及び／又はイオンベースの汚染低減とも呼ばれ得る。これらの方法及びシステムは、多くの異なる用途に使用することができ、その様々な例が本明細書に開示されている。これらの用途には、屋内及び屋外の用途、乗り物排ガス、及び産業用途が含まれる。具体的な例としては、医療施設（例えば、手術室／オペ室）の環境浄化、家庭やオフィスビルの空気浄化（例えば、独立型システムとして、又は暖房－換気－空調（ＨＶＡＣ）システムに統合される）、工場の煙突、スクラバー、静電集塵機、及び他のタイプの産業機器における排ガス処理、二酸化炭素回収技術／機器、及び他の多くの同様の用途が挙げられる。さらに、これらの方法及びシステムは、粒子状物質、オゾン、一酸化炭素、鉛、炭化水素、揮発性有機化合物、窒素酸化物、二酸化炭素、二酸化硫黄、スモッグ、火山ガス、及び他の多くの同様の汚染物質など、人工及び天然の汚染物質の両方を除去することができる。

【0026】

従来の浄化アプローチとは異なり、本明細書に開示される方法及びシステムは、環境に優しく、効率的で、コスト効率が高い。具体的には、これらの方法及びシステムは、バイオミミクリーに基づく解決策を利用し、これらは自然界に見られる大気汚染物質浄化の様々な方法を表す。次に、図１Ａを参照して、この新規な浄化アプローチを紹介する。具体的には、図１Ａは、流入ストリーム１８０の処理中のイオン化浄化装置１１０の概略図である。イオン化浄化装置１１０は、図２Ａ～２Ｃを参照して後述する様々な浄化システム、図６Ａ～６Ｄを参照して後述する乗り物排ガスシステム、及び図７Ａ及び７Ｂを参照して後述する工業排ガス制御システムなど、様々なシステムの一部であり得る。

【0027】

図１Ａを参照すると、イオン化浄化装置１１０は、基板１２０と、基板１２０上に配置された活性コーティング１３０とを備える。いくつかの例では、活性コーティング１３０及び基板１２０は同じ構成要素であり、すなわち、活性コーティング１３０は自己支持構造である。活性コーティング１３０は、焦電性及び／又は圧電性の材料１３１を含む。適切な焦電性及び／又は圧電性材料の様々な例を以下に示す。すべての既知の焦電性材料は圧電性でもあることに留意されたい。

【0028】

活性コーティング１３０、基板１２０、及びこれらの方法及びシステムの他の特徴（例えば、流量、温度）は、活性コーティング１３０の表面１３４に負イオン１９２を発生させるように独自に選択される。より具体的には、活性コーティング１３０は、加熱又は冷却されたとき、及び／又は圧力／応力／力がコーティング表面１３４に加えられたときに、電気変化及び負イオンを発生する。圧力は、例えば、１つ又は複数の汚染物質１８６を含む流入ストリーム１８０によって加えられる。流入ストリーム１８０の他の成分は、空気１８２、水１８４（例えば、気体の形態）、及びイオン化成分１８８を含み得る。流入ストリーム１８０中のこれらの成分のいずれか１つが、コーティング表面１３４に対して、加熱又は冷却の影響、及び／又は圧力／力を発生させると、負イオン１９２を発生させる可能性がある。

【0029】

活性コーティング１３０と流入ストリーム１８０との界面における温度と、流入ストリーム１８０によってコーティング表面１３４に加えられる圧力との両方が、負イオン発生に影響を及ぼすことに留意すべきである。図１Ｂは、流入ストリーム１８０によって活性コーティング１３０に加えられる圧力の関数としての負イオン発生率を示すプロットである。イオン発生率は、圧力とともに上昇する。特定の理論に制限されることなく、この圧力によって提供される機械的エネルギーは、活性コーティング１３０によって提供される圧電効果によって電気エネルギーに変換されると考えられる。例えば、およそ１００パスカルの圧力上昇は、特定の種類のトルマリンの排出速度を、毎秒１立方センチメートル当たり６２，０００イオンまで増加させる。この特定の圧力は、流入ストリーム１８０の流量（例えば、流量）、流入ストリーム１８０の密度、及び接触角の関数であることに留意すべきである。

【0030】

図１Ｃは、流入ストリーム１８０が活性コーティング表面１３４に向けられている間、その表面の温度の関数としての負イオン発生率を示すプロットである。特定の理論に制限されることなく、活性コーティング１３０によって提供される焦電効果により、熱エネルギーが電気エネルギーに変換されると考えられる。熱エネルギーは、流入ストリーム１８０（例えば、高温の乗り物排ガス）及び／又は別個の加熱要素（例えば、図２Ａ～２Ｃを参照して後述する温度コントローラ１５０）によって供給される。さらに、熱は、流入ストリーム１８０によって、及び／又は活性コーティング１３０（例えば、活性コーティング１３０に熱的に結合されたヒータ）によって、活性コーティング表面１３４に運ばれてもよい。例えば、室温（例えば、約２０℃）において、８０ナノメートル粒径のトルマリンの排出速度は、毎秒１立方センチメートル当たり約１５００イオンである。この特定品種のトルマリンを４５℃に加熱すると、排出速度は毎秒１立方センチメートル当たり約２，８００イオンである。１３５℃では、排出速度は毎秒１立方センチメートル当たり約２４，０００イオンであった。この温度は、例えば、流入ストリーム１８０の温度、及び／又は、活性コーティング１３０に熱的に結合されている様々な温度コントローラ（例えば、ヒータ及び／又はエアコンディショナ／チラー）によって制御される。

【0031】

図１Ａに戻ると、負イオン１９２は汚染物質１８６と相互作用して、流出ストリーム１９０の一部である浄化された物質１９４を形成する。流入ストリーム１８０の様々な成分（例えば、空気１８２、イオン化成分１８８）も、（例えば、負イオン１９２と相互作用することなく、及び／又は負イオン１９２の形成に関与することなく）流出ストリーム１９０の一部を形成し得る。負イオン１９２と汚染物質１８６との間の様々なタイプの相互作用は、（１）正に帯電した汚染物質を中和する、（２）不安定な汚染物質をさらに不安定にする（例えば、最終的に分解を引き起こす）、及び／又は（３）特定の分子の電子親和力を利用して電子を吸収する、などの範囲内である。例えば、強い毒性、有毒性、腐食性を持つ塩素（Ｃｌ_２）は、電子を吸収する親和性が高いため、負イオンと相互作用する。負イオンと反応すると、塩素は電子を獲得し、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）（これはより一般的には塩と呼ばれる）などの塩化物に変化する。塩素（Ｃｌ_２）とは異なり、ほとんどの塩化物は安全で毒性がなく、植物に容易に吸収される。別の例では、負イオンは正に帯電した汚染物質やほこりを引き寄せてそれに付着する。例えば、空気中のほこり粒子はほとんどすべて正に帯電している。正に帯電したほこりと負イオンが互いに引き合うと、負イオン同士がくっつき、より大きく重いほこりの粒子を形成する。これらの粒子は重くなりすぎて空気中に浮遊できなくなり、地面に落ちたり、密閉された空間や建物の壁に引き寄せられたりする。この汚染物質結合プロセスは、空気から浮遊汚染物質を除去するのに役立つ。負イオンが大気汚染を排除できることは長年の科学的研究と数々の研究によって実証されていることに留意されたい。この技術は、（１）正に帯電した汚染物質を中和すること、（２）不安定な汚染物質をさらに不安定にすること（例えば、最終的に分解を引き起こすこと）、及び／又は（３）特定の分子の電子親和力を利用して電子を吸収すること、によって大気汚染を排除する。

【0032】

いくつかの例では、本明細書に記載の方法及びシステムはまた、存在する水の存在下でレナード効果を利用する。本開示の目的のために、レナード効果は、上記の１つ又は複数の焦電性材料及び／又は圧電性材料の表面に水をかけることによって電荷を発生させるプロセスとして定義される。これらの例では、水は、微細なスプレー、ミスト、あるいは気体（例えば、蒸気）として提供され、各使用例に特有の圧力及び温度を使用して焦電性材料及び／又は圧電性材料の表面に向けられる。この流入ストリームには他の成分も含まれることに留意すべきである。汚染物質は、これらの他の成分の間及び／又は水中に存在する可能性がある。例えば、スクラバーは水を利用して汚染物質を水中に溶解させる。スクラバーは、図７Ａを参照して以下にさらに記載するように、活性コーティングを備え得る。

【0033】

浄化システムの例
図２Ａは、いくつかの例による浄化システム１００の概略ブロック図である。図２Ｂ及び２Ｃは、浄化システム１００の２つの例の概略図である。浄化システム１００は、少なくともイオン化浄化装置１１０を備え、そのいくつかの例は、図１Ａを参照して上述した。イオン化浄化装置１１０以外の浄化システム１００の他の構成要素は任意である。いくつかの例において、浄化システム１００はまた、例えば図２Ａ及び２Ｂに示されるように、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に向けられる際に流入ストリーム１８０の速度を制御するための流速制御装置１４０を備える。上述したように、流入ストリーム１８０の速度は、活性コーティング表面１３４への圧力及び負イオン１９２の発生を決定する。流速制御装置１４０のいくつかの例は、送風機、タービン、バルブ、流れ制限器、流れ分流器等を含むが、これらに限定されない。流速制御装置１４０への入力は、様々なセンサ、例えば、流量計、汚染物質センサ等（例えば、図２Ｂのセンサ１７２）から提供されてもよい。いくつかの例では、流入ストリーム１８０の速度は、浄化システム１００の外部、例えば、乗り物排気システム、煙突、スクラバー、静電集塵機等において制御される。イオン化浄化装置１１０のいくつかの機能は、流速制御装置１４０によって提供され得ることに留意すべきである。例えば、送風機の羽根又はタービンブレードは、活性コーティング１３０のための基板１２０として機能し得る。さらに、いくつかの例では、流入ストリーム１８０によって活性コーティング１３０に加えられる圧力は、例えば送風機の羽根又はタービンブレードの表面上の活性コーティング１３０の動きによって制御される。

【0034】

いくつかの例では、浄化システム１００は、別の任意選択の構成要素である温度制御装置１５０を備える。温度制御装置１５０は、例えば図２Ｂに示されるように、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に接触する前に流入ストリーム１８０の温度を制御する（例えば、変化させる）ように構成される。同じ例又は他の例において、温度制御装置１５０は、活性コーティング１３０の温度を直接制御する（例えば、変化させる）ように構成される。例えば、温度制御装置１５０は、例えば図２Ｃに示されるように、活性コーティング１３０に熱的に結合される。温度制御装置１５０のいくつかの例には、ヒータ（例えば、抵抗ヒータ）及びエアコンディショナ／チラーが含まれるが、これらに限定されない。温度制御装置１５０への入力は、様々なセンサ１７２、例えば、流入ストリーム１８０の流路上に位置決めされた熱電対、活性コーティング表面１３４において向けられた熱電対、汚染物質センサ１７２等から提供されてもよい。いくつかの例では、流入ストリーム１８０の温度は、浄化システム１００の外部、例えば、乗り物排気システム、煙突、スクラバー、電気集塵機等において制御される。

【0035】

いくつかの例では、浄化システム１００は、さらに別の任意選択の構成要素である流れ誘導装置１６０を備える。流れ誘導装置１６０は、流入ストリーム１８０を活性コーティング表面１３４に向けるように構成され、より具体的な例では、流入ストリーム１８０が活性コーティング表面１３４に向けられる角度を制御するように構成される。流れ誘導装置１６０のいくつかの例は、ジェット、ノズル、開口部等を含むが、これらに限定されない。いくつかの例では、流れ誘導装置１６０はフィルタとして動作可能であり、汚染物質が活性コーティング表面１３４に到達する前に汚染物質の少なくとも一部を捕捉するように構成される。あるいは、フィルタ１７０は、例えば図２Ａ及び２Ｂに示すように、独立した構成要素である。例えば、フィルタ１７０は、イオン化浄化装置１１０の後ろに、例えば、残りの汚染物質及び／又は浄化された物質１９４を捕捉するために、流出ストリーム１９０の経路上に位置決めされてもよい。

【0036】

上述のように、イオン化浄化装置１１０は、基板１２０上に配置された活性コーティング１３０を備える。基板１２０及び／又は活性コーティング１３０は、流入ストリーム１８０の背圧を最小にしつつ活性コーティング１３０の表面積を増大させるように特に構成され得る。例えば、背圧の増加は、乗り物排気システムなど、様々な用途にとって望ましくない可能性がある。図３Ａは、孔１２２内に配置され、これらの孔１２２の表面を形成する活性コーティング１３０を有する複数の孔１２２を備える基板１２０を示す。流入ストリーム１８０は孔１２２に流れ込み、活性コーティング１３０に接触して負イオンを発生する。これらの負イオンは、流入ストリーム１８０中の汚染物質と相互作用する。図３Ｂは、１つの孔１２２の拡大図である。マフラー／テールパイプのいくつかの例では、各孔１２２の直径は約１ミリメートルと５ミリメートルの間である。同じ又は他の例において、活性コーティング１３０の厚さは０．１ミリメートルと０．５ミリメートルの間である。

【0037】

図３Ｃ及び３Ｄを参照すると、孔１２２は、流入ストリーム１８０の方向に対して異なる向きを有し得る。具体的には、図３Ｃは、孔１２２が流入ストリーム１８０の方向に対して実質的に平行である例を示す。この例は、例えば、イオン化浄化装置１１０を通る背圧を低減するために使用され得る。図３Ｄは、孔１２２が流入ストリーム１８０の方向に対してある角度（例えば、１°～１５°）で位置決めされているマフラー／テールパイプの例を示す。この例は、例えば、図１Ｂを参照して上述したように、流入ストリーム１８０によって活性コーティング１３０に加えられる圧力を増加させ、負イオン発生率を高めるために使用され得る。いくつかの例では、流速制御装置１４０が、例えば図３Ｅに概略的に示されているように、孔１２２内に位置決めされる。これらの例において、流速制御装置１４０は、例えば、孔１２２内の流入ストリーム１８０の均等な分配のために、流れ誘導装置１６０としても動作可能であり得る。

【0038】

さらに、上述したように、活性コーティング１３０は、焦電性及び／又は圧電性である材料１３１を含む。本開示の目的上、焦電性材料は、加熱又は冷却されたときに電位を発生できる材料として定義される。圧電材料は、機械的応力（例えば、圧縮）に応答して電荷を生成できる材料として定義される。すべての既知の焦電性材料は圧電性でもあることに留意すべきである。材料１３１の例としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ_４）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ_１２ＴｉＯ_２０、Ｂｉ_４Ｔｉ_３Ｏ_１２及び／又はＢｉ_２Ｔｉ_２Ｏ_７）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ_４）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７）、石英（ＳｉＯ_２）、トルマリン（例えば、アルミニウム、鉄、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、又はカリウムなどの元素と複合した結晶性ホウケイ酸塩鉱物）、硫酸トリグリシン（（ＮＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ）_３・Ｈ_２ＳＯ_４）、及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらの材料の１つ又は複数が（例えば、特定の組み合わせとして）、温度、圧力、表面積等を含むがこれらに限定されない多数の要因に応じて、特定の使用例に使用される。

【0039】

次に、活性コーティング１３０の様々な構造例を、図４Ａ～４Ｇを参照して記載する。図４Ａは、活性コーティング１３０が連続的であり、活性コーティング１３０の下に配置された基板１２０を環境から隔離している例を示す。例えば、材料１３１の粒子が融合して活性コーティング１３０を形成する。あるいは、活性コーティング１３０は、例えば、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄに概略的に示されているように、少なくとも基板１２０の表面上に位置決めされた、複数の不連続粒子を含む。例えば、図４Ｂは、（活性コーティング１３０を形成する）不連続粒子が、接着剤１２４又は任意の他の結合材料を用いて基板１２０の表面上に支持される例を示す。図４Ｃは、（活性コーティング１３０を形成する）不連続粒子が、いかなる中間材料も使用することなく、基板１２０に直接組み込まれる例を示す。図４Ｄは、（活性コーティング１３０を形成する）不連続粒子が、表面上だけでなく、基板１２０の体積全体にわたって分布しているさらに別の例である。この例は、例えば、流入ストリーム１８０が基板１２０を貫通することができる多孔質基板に使用することができる。例えば、基板１２０は、コンクリート、より具体的には、コンクリート中に分散された粒子の形態の活性コーティング１３０を有する多孔質コンクリートを含み得る。

【0040】

いくつかの例では、基板１２０は連続的な不透過性構造ではない。例えば、基板１２０は、メッシュ（例えば、図４Ｅに示されるような）、発泡体、又は流入ストリーム１８０が基板１２０の表面に位置決めされた活性コーティング１３０に接触しながら基板を通って流れることを可能にする他の構造の形態であり得る。このタイプの基板は、流入ストリームの流量が大きく、背圧が特に望ましくないシステムに使用することができる。

【0041】

いくつかの例では、活性コーティング１３０は、例えば図４Ｆに示されるように、活性コーティング孔１３２を備える。これらの例では、流入ストリーム１８０は活性コーティング孔１３２の中に導かれる。これらの例は、基板１２０なしで使用されてもよく、これは任意選択である。

【0042】

全体として、活性コーティング１３０の粒子は、様々な形態、例えば、粉末、石、砕石、チップ、小石、砂利、ロッド等であり得る。粒子は、１－Ｄ構造（図４Ｇにおいて１３４ａ及び１３４ｂと表示）、２－Ｄ構造（図４Ｇにおいて１３４ｃと表示）、及び３－Ｄ構造（図４Ｇにおいて１３４ｄと表示）として識別され得る。本開示の目的上、１－Ｄ構造は、１つの主たる寸法対残りの２つの寸法のそれぞれの比が１０より大きい。いくつかの例には、ナノチューブ、ナノワイヤ、及び繊維が含まれるが、これらに限定されない。２次元構造は、２つの主たる寸法のそれぞれ対残りの寸法の比が１０より大きい。例としては、フレークやシート、より具体的には薄い導電性グラファイトやグラフェンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。３－Ｄ構造における任意の２つの主たる寸法の比は１０未満である。

【0043】

いくつかの例では、活性コーティング１３０は、３Ｄ印刷方法／プロセスによって形成され、そのいくつかの例には、バインダージェッティング（例えば、液体結合剤を使用して材料の層を結合して部品を形成する）及びバウンド粉末押出成形（例えば、押出成形ベースの金属積層造形プロセス）が含まれるが、これらに限定されない。

【0044】

いくつかの例では、活性コーティング１３０を支持する基板１２０は、送風機の羽根、フィルタ表面、筐体表面、イオナイザー電極、煙突内壁、スクラバー構成要素、及び静電集塵機構成要素からなる群から選択される。換言すれば、活性コーティング１３０は、浄化システムの様々な構成要素に一体化することができる。したがって、異なる構成要素の機能が重複することがある。

【0045】

動作例
図５は、いくつかの例による、浄化システム１００を使用して流入ストリーム１８０を浄化する方法５００に対応するプロセスフローチャートである。浄化システム１００の様々な特徴及び例が上述されている。例えば、浄化システム１００はイオン化浄化装置１１０を備え、このイオン化浄化装置１１０は基板１２０及び活性コーティング１３０を備える。活性コーティング１３０は基板１２０上に配置され、焦電性及び／又は圧電性である材料１３１を含む。材料１３１の組成、活性コーティング１３０の他の特徴、及び処理条件（以下でさらに記載する）は、浄化システム１００の動作中、より具体的には、イオン化浄化装置１１０の動作中、さらに具体的には、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に接触するときに、負イオンの発生を可能にするように特に選択される。

【0046】

いくつかの例では、方法５００は、流入ストリーム１８０をイオン化浄化装置１１０に流し込むことを含む（図５のブロック５１０）。流入ストリーム１８０は、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水素、及び／又は粒子状物質などの１種又は複数種の汚染物質１８６を含む。流入ストリーム１８０の他の成分は、空気１８２、水１８４（例えば、水蒸気として）、及び／又は他のイオン化成分１８８を含み得るが、これらに限定されない。

【0047】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０は、内燃機関、バーナ等などの１つ又は複数の排ガス源から（イオン化浄化装置１１０内に）流れる。あるいは、流入ストリーム１８０は、環境（例えば、周囲空気、家屋内部、乗り物内部）から収集され得る。

【0048】

方法５００は、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けることで進行する（図５のブロック５４０）。具体的には、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に及ぼす平均圧力を制御しながら、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向ける。上述したように、この圧力は駆動力の１つである、すなわち、イオン化浄化装置１１０内で負イオンを発生させる。いくつかの例では、マフラー／テールパイプ内の平均圧力は、０．２５ｂａｒと２ｂａｒの間、より具体的には、０．５０ｂａｒと１．２５ｂａｒの間である。いくつかの例では、圧力は活性コーティング１３０の表面全体で変化し得ることに留意すべきである。

【0049】

活性コーティング１３０と接触すると、流入ストリーム１８０は流入ストリーム１８０の１種又は複数種の成分から負イオン１９２を生成する。いくつかの例では、負イオンの発生率は、毎秒１立方センチメートル当たり１５，０００から２５，０００の間である。この率は、流入ストリーム１８０の組成、流入ストリーム１８０の温度、活性コーティング１３０の温度、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に及ぼす圧力、及び／又は活性コーティング１３０の組成など、様々な要因に依存する。例えば、負イオン発生率は、図１Ｂ及び１Ｃを参照して上述したように、（活性コーティング１３０及び／又は流入ストリーム１８０の）温度の上昇及び圧力の上昇に伴って向上する。一旦負イオン１９２が生成されると、負イオン１９２は、１種又は複数種の汚染物質１８６と相互作用を開始し、流出ストリーム１９０の浄化された物質１９４を形成する。これらの相互作用の様々な例は、図１Ａを参照して上述されている。

【0050】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けること（ブロック５４０）は、活性コーティング１３０に接触する前に流入ストリーム１８０の温度を制御しながら（ブロック５４２）実行される。この温度制御の一例は、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０と接触させる前に温度制御装置１５０を通して流すこと（ブロック５４４）である。温度制御装置１５０の様々な例が上に提示されている（例えば、ヒータ及び／又はエアコンディショナ／チラー）。この例では、温度制御装置１５０は、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に接触する前に、流入ストリーム１８０の温度を変化させる（例えば、流入ストリーム１８０を冷却するか、又は流入ストリーム１８０を加熱する）。いくつかの例では、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けること（ブロック５４０）は、活性コーティング１３０の温度を制御しながら（ブロック５４５）実行される。例えば、活性コーティング１３０の温度を制御することは、活性コーティング１３０に熱的に結合された（例えば、基板１２０に一体化された）温度制御装置１５０を用いて行うことができる。

【0051】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０は乗り物排気ガスである。排気温度は、乗り物、エンジンサイズ、運転状況、周囲状況等によって異なる。例えば、流入ストリーム１８０が小型車の活性コーティング１３０に接触するときの活性コーティング１３０の温度は、約３００～５００℃の間であり得る。

【0052】

いくつかの例では、活性コーティング１３０の温度を制御すること（ブロック５４５）は、流入ストリーム１８０がイオン化浄化装置１１０に流れ込む際に流入ストリーム１８０の流量を制御すること（ブロック５４９）を含む。例えば、流入ストリーム１８０は、活性コーティング１３０を加熱するための熱源であり得、例えば、内燃機関によって生成され、排気システムに流される排気ガスであり得る。前述したように、活性コーティング１３０は、システムの様々な内部構成要素によって支持されて、排気システム内に位置決めされてもよい。流入ストリーム１８０の流量、流入ストリーム１８０の温度、及び活性コーティング１３０の熱隔離が、活性コーティング１３０の温度を決定する。

【0053】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けることは、流入ストリーム１８０と活性コーティング１３０との間の接触角を制御しながら実行される（ブロック５５０）。上述したように、この接触角は、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に及ぼす平均圧力を少なくとも部分的に決定する。他の要因には、流入ストリーム１８０の流量及び流入ストリーム１８０中の様々なガスの濃度が含まれる。

【0054】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０と活性コーティング１３０との間の接触角を制御すること（ブロック５５０）は、流入ストリーム１８０を流れ誘導装置１６０を通して流すこと（５５２）を含む。流れ誘導装置１６０の様々な例（例えば、ノズル、ジェット）が上に提示されている。

【0055】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けることは、例えば図６Ａ～６Ｄに示されるように、一組の同心構造１２８を通して実行される。同心構造１２８の少なくとも１つは、活性コーティング１３０用の基板１２０として動作可能である。さらに、同心構造１２８の少なくとも別の１つは、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向ける流れ誘導装置１６０として動作可能な一組の開口部１２７を備える。いくつかの例では、同心構造１２８の少なくとも別の１つはエアフィルタである。同じ又は他の例において、一組の同心構造１２８は自動車排気システムの一部である。

【0056】

いくつかの例では、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向けること（ブロック５４０）は、流速制御装置１４０として動作可能な送風機を用いて実行される。これらの例において、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に及ぼす平均圧力を制御することは、送風機の回転速度を制御することを含む（ブロック５５４）。

【0057】

いくつかの例では、活性コーティング１３０はイオン化浄化装置１１０内に封入され、イオン化浄化装置１１０は、流入ストリーム１８０が流入ストリーム１８０の１種又は複数種の成分から負イオン１９２を生成するときに環境光を遮断する。このように、負イオン１９２は、光、より具体的には太陽光のない状態で生成される。イオン化エネルギーは、活性コーティング１３０と流入ストリーム１８０の界面、より具体的には、流入ストリーム１８０が活性コーティング１３０に接触する際のこの界面における熱及び／又は圧力から引き出される。このように、いくつかの例では、活性コーティング１３０は、負イオン１９２を生成する際に太陽光に露出されない。

【0058】

方法５００は、イオン化浄化装置１１０から流出ストリーム１９０を流すことで進行する（ブロック５６０）。この段階で、流出ストリーム１９０は浄化された物質１９４を含む。いくつかの例では、イオン化浄化装置１１０から流出ストリーム１９０を導くように送風機が位置決めされる。

【0059】

いくつかの例では、方法５００は、流出ストリーム１９０から浄化された物質１９４を分離すること（ブロック５７０）をさらに含む。例えば、流出ストリーム１９０は、フィルタ、スクラバー等に通すことができる。分離装置の様々な例がその範囲内にある。

【0060】

適用例
いくつかの例では、浄化システム１００は、例えば図６Ａに概略的に示されているように、乗り物排出ガスシステム６００の一部として使用される。乗り物排出ガスシステム６００は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）エンジン等など、内燃機関を備えた乗り物の一部であり得る。図６Ａを参照すると、いくつかの例では、乗り物排出ガスシステム６００は、触媒コンバータ６１０、接続パイプ６１５、及びマフラー６２０を備える。浄化システム１００、より具体的には、イオン化浄化装置１１０は、これらの構成要素の１つ又は複数に一体化されてもよい。例えば、活性コーティング１３０は、接続パイプ６１５及び／又はマフラー６２０に位置決めすることができる。マフラー６２０の内部構成要素は、次に図６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄを参照して記載するように、イオン化浄化装置１１０の性能を高めるように特別に構成されてもよい。

【0061】

具体的には、図６Ｂ、６Ｃ、及び６Ｄは、一組の同心構造１２８を示し、そのうちの少なくとも１つは、活性コーティング１３０用の基板１２０として動作可能である。例えば、この一組の同心構造１２８は、マフラー６２０内に位置決めされてもよい。同じ例又は他の例において、この組はフィルタとして使用されてもよい。一組の同心構造１２８の少なくとも別の１つは、流入ストリーム１８０を活性コーティング１３０に向ける流れ誘導装置１６０として動作可能な一組の開口部１２７を備える。例えば、図６Ｃ及び６Ｄの構造の配置は、マフラー内の有孔管から放出される乗り物排ガス気流と相互作用するが、一方でマフラーからテールパイプに向かう排気の直線的な水平方向の流れを妨げないように設計されている。

【0062】

負イオンに基づく浄化は、乗り物排ガスを清浄化するための独自の機会を提供する。乗り物排ガスシステム６００内の様々な熱勾配は、乗り物排ガスシステム６００全体にわたる活性コーティング１３０の特定の位置による負イオン発生のために使用され得る。さらに、乗り物排ガス中に存在し、燃焼プロセスの一部である水蒸気は、この浄化プロセス中にレナード効果を誘発するのに役立つ。一般に、水は活性コーティング１３０と接触する前に流入ストリーム１８０には添加されないことに留意すべきである。しかしながら、流入ストリーム１８０のいくつかの例（例えば、乗り物排気）は、流入ストリーム１８０の一成分として既に水を含有する。

【0063】

上述した乗り物排ガスシステム６００は、自動車及びトラックに限定されないことに留意すべきである。これらの特徴は、クルーズ船／貨物船、旅客フェリー、飛行機、産業機械、装置（チェーンソー、芝刈り機、リーフブロワー、その他）等にも適用可能である。

【0064】

図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ１つ又は複数のイオン化浄化装置を備える産業用排ガスシステムの２つの例である。どのような煙突も、例えばこれらの図に示されているように、活性コーティング１３０でライニング／溶融／注入することができる。煙突及びスクラバーは、活性コーティング１３０を位置決めするためのより大きな表面積を提供する。さらに、活性コーティング１３０以外にも、浄化システム１００の作動を可能にする様々な構成要素が、これらの産業用排ガスシステムに既に存在している可能性がある。例えば、図７Ａに示すスクラバーは水を分配し、これによりレナード効果を誘発し、負イオン発生を補助することができる。さらに、スクラバーは、スクラバーを通して産業排ガスを移動させるための様々な流れ制御装置（例えば、送風機）を備えることができる。これらの流れ制御装置は、流入ストリーム１８０によって活性コーティング１３０に加えられる圧力を制御するように動作可能であり得る。図７Ｂを参照すると、煙突は高温の排ガスを運ぶ。この熱エネルギーは、負イオン生成のために活性コーティング１３０によって使用され得る。

【0065】

図８は、いくつかの例による、一体型イオン化浄化装置を有するイオナイザーの概略断面図である。イオナイザーの一例は、静電集塵機（ＥＳＰ）であり、電気エネルギーを使用して粒子を正又は負のいずれかに帯電させることにより、ガスストリームから粒子を除去する。いくつかの例では、イオナイザーの電極に活性コーティング１３０を組み込むことができる。これらの例では、電気エネルギーは、負イオン発生にも使用される。

【0066】

いくつかの例では、活性コーティング１３０は、室内の快適性と制御のために使用される暖房、換気、空調（ＨＶＡＣ）システムの様々な表面に位置決めすることができる。ＨＶＡＣは、住宅構造（例えば、一戸建て住宅、アパート、コンドミニアム）、ホテル、高齢者生活施設、オフィスビル、乗り物（例えば、自動車、列車、飛行機、船舶、及び潜水艦）、又は湿度、温度、その他に関してコンディションが調節される他の空間の重要な構成要素である。本開示の目的上、ＨＶＡＣは、あらゆるタイプのシステム（例えば、中央ＨＶＡＣシステム、窓ユニット、スタンドアロン／ポータブルヒータ及びエアコンディショナ／クーラ等）を指す。例えば、活性コーティング１３０は、空気ダクト、フィルタ要素、送風機の羽根、蒸発器コイル等の中／上に位置決めされ得る。

【0067】

結論
前述の概念は、理解を明確にする目的である程度詳細に記載されているが、添付の特許請求の範囲の範囲内で、特定の変更及び修正が実施され得ることは明らかであろう。プロセス、システム、及び装置を実践する多くの代替方法が存在することに留意すべきである。したがって、本実施形態は例示であって制限的なものではないと考えられる。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【国際調査報告】