(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形電解質膜（３１）の一面に、オゾン発生触媒機能を有する金属を所定の開口率を有する多孔材となした陽極電極（３２）を重ね、他面に同じく所定の開口率を有する多孔材となした陰極電極（３３）を重ね、上記陽極電極（３２）と陰極電極（３３）とを覆う陽極側ジャケット（３４）と陰極側ジャケット（３５）とには夫々水流入口（３６ａ，３６ｂ）と水流出口（３７ａ，３７ｂ）とを設けてオゾン水生成セル（３０）を構成し、
上記陽極電極（３２）と陰極電極（３３）とを直流電圧電源（３８）に連結し、上記水流入口（３６ａ，３６ｂ）には水供送管（４０ａ，４０ｂ）を連結し、陽極側ジャケット（３４）の水流出口（３７ａ）はトンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽（１０）に設けた第一噴射ノズル群（１１ａ）に、陰極側ジャケット（３５）の水流出口（３７ｂ）は上記処理槽（１０）に設けた第二噴射ノズル群（１１ｂ）に夫々連結してなる地下空間の空気処理装置。
【請求項２】
上記第二噴射ノズル群（１１ｂ）が、処理槽（１０）内の第一噴射ノズル群（１１ａ）より空気の流過下流側に位置させたことを特徴とする「請求項１」記載の地下空間の空気浄化装置。
【請求項３】
固形電解質膜（３１）の一面に、オゾン発生触媒機能を有する金属を所定の開口率を有する多孔材となした陽極電極（３２）を重ね、他面に同じく所定の開口率を有する多孔材となした陰極電極（３３）を重ね、上記陽極電極（３２）と陰極電極（３３）とを覆う陽極側ジャケット（３４）と陰極側ジャケット（３５）とには夫々水流入口（３６ａ，３６ｂ）と水流出口（３７ａ，３７ｂ）とを設けてオゾン水生成セル（３０）を構成し、
左右一端側に空気流入口（１２）を左右他端側に空気流出口（１３）を設けたトンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽（１０）内に、空気の流路を屈曲すると共に処理槽（１０）の底部においてドレーン水の通過を阻止しない邪魔板（１７）を設け、この邪魔板（１７）より空気流入口（１２）側に第一噴射ノズル群（１１ａ）を、空気流出口（１３）側に第二噴射ノズル群（１１ｂ）を収納し、さらに該処理槽（１０）の底部には排水口（１８）を設け、
上記オゾン水生成セル（３０）の陽極電極（３２）と陰極電極（３３）とを直流電圧電源（３８）に連結し、水流入口（３６ａ，３６ｂ）には水供送管（４０ａ，４０ｂ）を連結し、陽極側ジャケット（３４）の水流出口（３７ａ）は前記第一噴射ノズル群（１１ａ）に、陰極側ジャケット（３５）の水流出口（３７ｂ）は前記第二噴射ノズル群（１１ｂ）に夫々連結してなる地下空間の空気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はトンネル・地下街・地下駐車場・地下室等の地下空間の空気を浄化するに適した地下空間の空気浄化装置に関するもので、特に自動車トンネル・地下駐車場等の排気中の一酸化窒素を脱硝するに適した地下空間の空気浄化装置に関するものである。但し、本発明は地下空間の空気浄化のみに限定されるものではなく、地上の無菌室やクリーンルームへの適用をも妨げるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル等の地下空間の空気浄化装置は種々提案されているが、これら地下空間の空気浄化は通常処理容量が多い反面、限られた狭い空間内に大型の装置を設置できないことから、大規模な地下空間では、パイロットトンネルや地下空間を掘削時に掘削した立坑等を換気用に使用し、地下空間内の空気を単に換気する「換気法」にとどまっているのが一般的である。
【０００３】
なお、従来提案されている具体的なトンネル等の地下空間の空気浄化装置としては、比較的大容量処理に適したものとして、バッグフィルター方式、湿式スクラバー方式、電気集塵機等が提案され一部ですでに実用化もされている。
【０００４】
また、従来、前記のような各種空気浄化装置は、粉塵捕集には効果的であるが、窒素酸化物（ＮＯx）・臭気物質等の物質を効果的に捕集できないため、放電式オゾナイザーで生成したオゾンと空気とを気気接触させ、自動車トンネル、地下駐車場等で充満する一酸化窒素（ＮＯ）を水に溶け易い二酸化窒素（ＮＯ2）となし、湿式スクラバー（シャワーリングタワー）等の気液接触装置で一酸化窒素及び粉塵を捕集・除去するとともに、オゾンの強力な酸化力で脱臭・殺菌する「オゾン処理空気浄化装置」も提案されている。
【０００５】
なお、地下室は湿度が高く、温度変化が少ないので、細菌等の微生物が繁殖し易いが、比較的小容量の地下空間の空気を殺菌する適当な装置はほとんどなく、特に衛生に注意しなくてはならない施設は地下利用を避けるのが望ましいとされている。なお、手術室等を地下に設置する場合は、常時外気を細菌等が通過できないフィルター等で濾過して、地下室全体が多少加圧される程度に外気を供送し続ける方法も採用されている。
【０００６】
なお、従来公知な脱硝法として次の「表１」のものが知られている。（平成４年１０月２５日  社団法人産業環境管理協会発行  三訂・公害防止対策要説［大気編］）（以下、公知資料という。）
【０００７】
【表１】
0003645613.tif 000002
【０００８】
また、上記公知資料には、一酸化窒素のオゾン酸化が以下のように行なわれると記載されている。
ＮＯ＋Ｏ3  →  ＮＯ2＋Ｏ2 ・・・・・（１）
２ＮＯ＋Ｏ3  →  Ｎ2Ｏ5＋Ｏ2  ・・・・（２）
なお、上記（１）の反応は速やかに進むが、（２）の反応は遅い。
【０００９】
そして、本発明法は「表１」の酸化吸収法、すなわち、前項（２）の反応を使用し反応性の乏しい一酸化窒素を二酸化窒素となした後、水等の吸収液に効率的に吸収するものに最も類似するものであるが、この方法はオゾン発生機が高価で、吸収速度が遅い欠点を有するとされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、地下空間内の空気を処理せずに特定の場所より排気する前記従来の換気法は、有害物質が処理されないこと自体、自然環境に悪影響を及ぼす課題を有し、さらには、この方式は有害物質を特定地域に集めて連続的に排気することになり、自然環境に及ぼす影響が特定地域において集中して特に大きな悪影響を与えるという課題を有している。
【００１１】
もっとも、従来の換気法で、換気口で排気を処理することも提案されているが、排気量が多くなるとその浄化に要する経費は累進的に高騰し、大規模トンネル等ではその排気を浄化することが経済的に不可能とされている課題を有するものである。
【００１２】
また、従来のバッグフィルター方式、湿式スクラバー方式、電気集塵機等は、技術が古くより確立されたものであるが、特に地下空間の空気を浄化するには、空気の湿潤、カビ等の微生物の殺菌、臭気の脱臭等の諸条件をいずれも満足できるものがなく、例えば、バッグフィルター方式は脱臭できず、微生物は濾過できないという課題を有し、電気集塵機は集塵効率が高いがバッグフィルター方式と共に保守点検が煩雑であり、湿式スクラバー方式は保守点検が容易であるが、脱臭や殺菌はできないという課題を有している。なお、これらのいずれの方式も脱硝効果はほとんど期待できない。
【００１３】
そこで、保守点検が容易な、湿式スクラバー方式の前段処理にオゾンガスと地下空間内の空気とを接触させ、オゾンで脱臭、殺菌、さらには一酸化窒素等を捕集し易い分子に酸化して、次いで湿式スクラバーでこれらを捕集する「オゾン処理空気浄化装置」（前記した、酸化吸収法の相当する。）が注目されるようになってきた。特に、この方式は自動車トンネルや地下駐車場の空気浄化装置に効果的であるとして最近注目されているが、従来の放電式のオゾナイザーをトンネル等の地下空間内において運転することは、前記したようにオゾン発生機が効果である課題、二酸化窒素の吸収液への吸収速度が遅いので大型な処理槽が必要となる課題以外に以下のごとき課題を有するものである。
１、  放電式オゾナイザーは大型で大きなスペースを占有する。
２、  トンネル等の地下空間内の湿潤した空気を原料気体に使用すると、オゾン発生効率が著しく低下し窒素酸化物の発生が増える。
３、  トンネル等の地下空間内の湿潤した空気でオゾナイザ−の高電圧部位での短絡事故が発生し易い。
４、  万が一高濃度の気相のオゾンが漏出すると、オゾンガスは人間にとって有害物質であり危険性を内包するものである。特に密閉率の高い地下空間に漏れた気相のオゾンが溜ると大きな事故が発生することが想定できる。
５、  放電式オゾナイザーは頻繁な保守・点検を行わないと、所定のオゾン発生効率を維持できない。
【００１４】
また、地下室等の比較的小容量の空気浄化装置には、前記したようなフィルターで外気等を濾過するのが適しているとされるが、フィルターは細菌等を捕集するのみであるので、保守・点検作業を順守しないと、一箇所に集めた細菌が不意にこぼれ落ちたり、フィルターの捕集面とは反対側面にまで細菌等が繁殖して高い信頼性を有するものでないという課題を有することが知られている。
【００１５】
そこで本発明は上記課題に鑑みなされたもので、水を電気分解して発生する酸素中にオゾンが混入することに着目し、このオゾンを電気分解中の水に溶解させたオゾン水を使用して、トンネル等の地下空間内での運転にも適すると共に小容量処理・大容量処理のいずれにもコンパクトな装置で対応でき、保守点検も簡易で、安全なトンネル等の地下空間の空気浄化装置を提供することを目的としたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を解決するために、固形電解質膜３１の一面に、オゾン発生触媒機能を有する金属を所定の開口率を有する多孔材となした陽極電極３２を重ね、他面に同じく所定の開口率を有する多孔材となした陰極電極３３を重ね、上記陽極電極３２と陰極電極３３とを覆う陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とには夫々水流入口３６ａ，３６ｂと水流出口３７ａ，３７ｂとを設けてオゾン水生成セル３０を構成し、
上記陽極電極３２と陰極電極３３とを直流電圧電源３８に連結し、上記水流入口３６ａ，３６ｂには水供送管４０ａ，４０ｂを連結し、陽極側ジャケット３４の水流出口３７ａはトンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽１０に設けた第一噴射ノズル群１１ａに、陰極側ジャケット３５の水流出口３７ｂは上記処理槽１０に設けた第二噴射ノズル群１１ｂに夫々連結してなる技術的手段を講じたものである。
【００１７】
また、「請求項２」の発明は、「請求項１」記載の第二噴射ノズル群１１ｂが、処理槽１０内の第一噴射ノズル群１１より空気の流過下流側に位置させたことを特徴とする技術的手段を講じたものである。
【００１８】
また、「請求項３」の発明は、固形電解質膜３１の一面に、オゾン発生触媒機能を有する金属を所定の開口率を有する多孔材となした陽極電極３２を重ね、他面に同じく所定の開口率を有する多孔材となした陰極電極３３を重ね、上記陽極電極３２と陰極電極３３とを覆う陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とには夫々水流入口３６ａ，３６ｂと水流出口３７ａ，３７ｂとを設けてオゾン水生成セル３０を構成し、
左右一端側に空気流入口１２を左右他端側に空気流出口１３を設けたトンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽１０内に、空気の流路を屈曲すると共に処理槽１０の底部においてドレーン水の通過を阻止しない邪魔板１７を設け、この邪魔板１７より空気流入口１２側に第一噴射ノズル群１１ａを、空気流出口１３側に第二噴射ノズル群１１ｂを収納し、さらに該処理槽１０の底部には排水口１８を設け、
上記オゾン水生成セル３０の陽極電極３２と陰極電極３３とを直流電圧電源３８に連結し、水流入口３６ａ，３６ｂには水供送管４０ａ，４０ｂを連結し、陽極側ジャケット３４の水流出口３７ａは前記第一噴射ノズル群１１ａに、陰極側ジャケット３５の水流出口３７ｂは前記第二噴射ノズル群１１ｂに夫々連結してなる技術的手段を講じたものである。
【００１９】
【作用】
それ故本発明地下空間の空気浄化装置は、オゾン水生成セル３０の陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とに水を供送し、陽極電極３２と陰極電極３３との間に直流電圧を印加すると、陽極電極３２と陰極電極３３との間に固形電解質膜３１を介して電子の移動が生じ、その結果、水は電気分解され、陽極側ジャケット３４内に酸素が発生し、陰極側ジャケット３５内に水素が発生する。そして、陽極側ジャケット３４内では陽極電極３２が一種の触媒として作用し、発生する酸素の一部をオゾン化し、あるは直接オゾンを発生して、酸素と共にオゾンを発生させる。そして、この発生したオゾンは、酸素に比べ約１０倍程度水に溶解するので陽極側ジャケット３４内を流過する水に溶け込み、オゾン水（オゾンが溶け込んだ水をオゾン水と言う。）を生成するものである。
【００２０】
なお、陽極側ジャケット３４内の水には発生した水素が細かな気泡となって混入し水素気泡入り水を生成するものである。
【００２１】
そして本発明地下空間の空気浄化装置は、処理槽１０内で第一噴射ノズル群１１ａより噴射されるオゾン水とトンネル等の地下空間内の空気とが気液接触し、また、第二噴射ノズル群１１ｂより噴射される水素気泡入り水とトンネル等の地下空間内の空気とが気液接触し、トンネル等の地下空間内の空気に混入する粉塵はオゾン水と水素気泡入り水とによりに捕集される作用を呈する。
【００２２】
また、地下空間の空気に一酸化窒素が混入する場合、これらはオゾン水で酸化され二酸化窒素（ＮＯ2）となり水に解け易くなり、水中に溶解して捕集される作用を呈する。なお、気相の一酸化窒素を気相のオゾンで酸化して二酸化窒素となし、次いで、この気相の二酸化窒素を水に吸収させると、吸収に時間を要するが、液相のオゾンと気相の一酸化窒素を接触させると、二酸化窒素への酸化と同時に水が存在するので直ちに水に溶け込み水への吸収時間は非常に効率的に行なえる作用を呈するものである。
【００２３】
また、トンネル等の地下空間内の空気に細菌・カビ等の微生物や臭気物質混入する場合、オゾン水は強力な酸化力でこれらを酸化して殺菌、分解して無毒化・無臭化する作用を呈する。
【００２４】
さらに、トンネル等の地下空間内の空気に、その他人間にとって有害な物質等、例えば種々の炭化水素等の疎水性物質が混入する場合、これらを酸化して親水性を向上させ、オゾン水及び水素気泡入り水に捕集し易くなす作用を呈するものである。
【００２５】
なお、電気分解に際して水中の塩素等のマイナスイオンの一部は固形電解質膜３１を通過して陽極側ジャケット３４側に移動するので、陽極側ジャケット３４側のオゾン水は酸性を呈し、陰極側ジャケット３５側の水素気泡入り水はアルカリ性を呈する。したがって、両者の水を噴霧することで排水は略中和される作用を呈するものである。
【００２６】
また、「請求項２」の発明は、先に第一噴射ノズル群１１ａよりオゾン水を噴霧して気流中に混入する物質の親水性を向上する酸化工程と、次いで第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧される水素気泡入り水による還元捕集工程とが行われるので疎水性物質をも効率的に捕集できる作用を呈するものである。
【００２７】
さらに「請求項２」の発明は、オゾン水中のオゾンが消費されずに気相のオゾンとなったり、ミストの状態でこれが処理槽１０より流出する前に水素気泡入り水と接触して、水素とオゾンとを反応させオゾンの漏出を防ぐ作用を呈するものである。
【００２８】
また、「請求項３」の発明は、邪魔板１７より空気流入口１２側に第一噴射ノズル群１１ａを、空気流出口１３側に第二噴射ノズル群１１ｂを収納して、処理槽１０を横形となしたため、第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧されたアルカリ性の水素気泡入り水が、第一噴射ノズル群１１ａのオゾン水噴射範囲に滴下することがなく、第一噴射ノズル群１１ａのオゾン水噴射による酸化を妨げないように作用するものである。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の実施例を添付図面にしたがって説明する。図中、３０がオゾン水生成セルで、このオゾン水生成セル３０は、固形電解質膜３１の一面にオゾン発生触媒機能を有する金属を所定の開口率を有する多孔材となした陽極電極３２を重ね、他面に同じく所定の開口率を有する多孔材となした陰極電極３３を重ねてある。
【００３０】
上記固形電解質膜３１は、耐オゾン性を有するフッ素系イオン交換膜が使用される。またオゾン発生触媒機能を有する金属としては、二酸化鉛（ＰｂＯ2）がその代表例として知られているが、二酸化鉛を所定の開口率を有する多孔材に加工することは比較的困難で従来は焼成法等によって微小な通孔を有したポーラス材が提案されているが、このポーラスな二酸化鉛は脆弱で使用中に構成部材が崩れたりするので本実施例では、陽極電極３２に同じくオゾン発生触媒機能を有することが知られている白金（Ｐｔ）を使用した。なお、オゾン発生触媒機能を有する金属としてはその他に金（Ａｕ）等の貴金属が知られておりこれらを使用してもよいものである。
【００３１】
また、上記陽極電極３２を所定の開口率を有する多孔材となすには、本実施例では白金の線を編んで金網となし、その網目を開口部となしているが、その他金属板に多数の小通孔やスリットを設けたものを使用してもよい。
【００３２】
なお、陰極電極３３には、白金、金、銀（Ａｇ）、イリジュウム（Ｉｒ）等がオゾン生成に有利であることが実験の結果確認されており、本実施例では銀の金網を使用した。
【００３３】
そして、上記陽極電極３２と陰極電極３３とを覆う陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とには、夫々水流入口３６ａ，３６ｂと水流出口３７ａ，３７ｂとを設けてある。
【００３４】
上記陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５は、両者で二つ割り容器状に構成され、両者の開口部を合わせる際に、固形電解質膜３１と陽極電極３２と陰極電極３３とを中央に挟持するようになしてある。なお、この陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とは、耐オゾン水性の材質、例えばテフロンで構成し両者の開口部を合わせて図示しない締着螺子等で締結すると水流入口３６ａ，３６ｂと水流出口３７ａ，３７ｂとを除いて密閉できるようになし、中央部を固形電解質膜３１で仕切って、陽極側ジャケット３４の水流入口３６ａより流入した水は該陽極側ジャケット３４の水流出口３７ａより流出し、陰極側ジャケット３５の水流入口３６ｂより流入した水は該陰極側ジャケット３５の水流出口３７ｂより流出するようになしてある。
【００３５】
そして、上記陽極電極３２と陰極電極３３とを直流電圧電源３８に連結し、上記水流入口３６ａ，３６ｂには水供送管４０ａ，４０ｂを連結し、陽極側ジャケット３４の水流出口３７ａは、トンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽１０に設けた第一噴射ノズル群１１ａに、陰極側ジャケット３５の水流出口３７ｂは上記処理槽１０に設けた第二噴射ノズル群１１ｂに夫々連結してなる。
【００３６】
上記直流電圧電源３８は、商用交流電源を直流に整流する従来公知なもを使用すればよい。なお、本発明に使用される直流電源は陽極電極３２と陰極電極３３との間隙が狭い（この間隙は固形電解質膜３１の厚みであり、実施例では４００ミクロン）ため数十ボルト（実施例では２０〜４０ボルト）の比較的低い電圧でよいものである。
【００３７】
上記水供送管４０ａ，４０ｂは、その上流端を水道水供給源に連結し、水道水が供送されるようになしてもよいが、トンネル内では地下水が利用できる例が多く、地下水を利用する場合は、地下水をためる図示しない水槽より上記水供送管４０ａ，４０ｂを延設し、この水供送管４０ａ，４０ｂの途中にポンプ４１，４１（水道推理用の場合は、このポンプ４１，４１は不要にことが多い。）を介装するようになせばよい。なお、水供送管４０ａ，４０ｂの途中にはフィルター４２，４２を夫々介装しておくとよいのは無論である。
【００３８】
上記オゾン水生成セル３０の陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とに水を供送し、陽極電極３２と陰極電極３３との間に直流電圧を印加すると、前記したように、陽極側ジャケット３４内を流過する水がオゾン水となり、陽極側ジャケット４内の水には発生した水素が細かな気泡となって混入し水素気泡入り水となるものである。
【００３９】
なお、電気分解に際して、水中に溶解している塩素（Ｃｌ）・カリュウム（Ｋ）等のマイナスイオンの一部は、電界によって吸引され固形電解質膜３１を通過して陽極側ジャケット３４側に移動するので、陽極側ジャケット３４側の水は酸性水となり、陰極側ジャケット３５側の水はアルカリ性水となるものである。
【００４０】
そして、上記第一噴射ノズル群１１ａは一端を陽極側ジャケット３４の水流出口３７ａに連結した下流側の水供送管４０ａより夫々分岐されて連結され、処理槽１０の一断面全面に渡って均一な分布で液滴（オゾン水）を噴霧するようになしてあり、二噴射ノズル群１１ｂは一端を陰極側ジャケット３５の水流出口３７ｂに連結した下流側の水供送管４０ｂより夫々分岐されて連結され、同じく処理槽１０の一断面全面に渡って均一な分布で液滴（水素気泡入り水）を噴霧するようになしてある。
【００４１】
なお、図示実施例ではこの陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とには陽極電極３２または陰極電極３３と重ねてラス網体３９を夫々密入してある。このラス網体３９は耐食性金属板（実施例ではチタン板）に千鳥状に多数のスリットを入れ各スリット部が網目となるように引き伸ばして構成されたもので、「図３」に示すａが最高段部でその上部に低段部または上方に向かって低くなる傾斜面部ｂを有し、この傾斜面部ｂより斜め上方に延設される網線部ｃ，ｃが上段の最高段部ａに連結するようになっている。
【００４２】
上記ラス網体３９を陽極側ジャケット３４と陰極側ジャケット３５とに収納した理由は、発生したオゾンと水との接触頻度を向上するためと、電気分解で発生した酸素・オゾン・水素を直ちに水中に取り込み両電極間の導電性の低下を防止するためである。
【００４３】
上記のごとき陽極電極３２と陰極電極３３とを構成する金網及びラス網体３９はその面と直交方向には網目によって通水性を有すると共に、面方向にも通水性を有する。すなわち、ラス網体３９の両面を二枚の板で挟みその間に水を圧送すると、ラス網体３９の両面は凹凸となっているので両板と間隙を有する部分から水は次の網目に流入することになり、結果として面方向にも通水性が確保される。そして、この面方向の通水は網の交点部や網線部等に順次衝突しながら方向を転換し進行するので、非常に複雑な迷路状の流路を、衝突・方向転換・分流・合流を繰り返しながら流過することになる。したがって、水が複雑な迷路状の流路を通過することで、流過距離を長くすると共に攪拌作用を得て気液の接触頻度が向上するものである。
【００４４】
またラス網体３９を面方向に流過する水は、上記のように衝突・方向転換を行い小さな渦流を多数発生させることになる。すなわち、「図４」に矢印Ｙ１で示した網線部ｃを潜った流れは網目部内で渦流Ｙ２となる。そしてこの渦流Ｙ２は陽極電極３２と固形電解質膜３１との間に発生し気泡状となった酸素及びオゾンをその部位より掃引することになる。上記気泡は電気的には不良導体であるので、気泡が陽極電極３２と固形電解質膜３１との間に介在すると電流が流れづらくなり、結果として活発な電気分解が行われないことになるが、発生直後にこの気泡を渦流Ｙ２で掃引すると電流値の低下が無く効率的な電気分解が行えるものである。なお、陰極電極３３側も上記と同じである。
【００４５】
また、前記した処理槽１０は、一端に空気流入口１２を他端に空気流出口１３を設け、空気流入口１２と空気流出口１３とにはそれぞれ先端をトンネル等の地下空間内に開口する気流流路２０ａ，２０ｂを設け、この気流流路２０ａ，２０ｂの途中にはブロア２０ｃが介装され、トンネル内の空気は該ブロア２０ｃによって処理槽１０内を流過してトンネル等の地下空間内に戻るようになしてある。
【００４６】
そして、この処理槽１０内には前記第一噴射ノズル群１１ａと第二噴射ノズル群１１ｂとが設けられ、この第一噴射ノズル群１１ａ及び第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧された水滴とトンネル等の地下空間内の空気とが接触して、地下空間内の空気中に混入する粉塵等が噴霧液滴に捕集されて浄化された空気が地下空間内に戻されるようになしてあるのは従来の湿式スクラバーと略同様である。なお、該処理槽１０は地下空間内に設置してもよく、地下空間と仕切られた場所（地上をも含む）に設置してもよい。
【００４７】
従来の湿式スクラバーは、大容量の空気浄化装置として汎用され、粉塵等は効率的に捕集されることが確認されているが、ＮＯXや炭化水素等の疎水性物質はほとんど捕集できないとされている。しかし、本発明はオゾン水が噴霧されるため、オゾン水の液滴に接触したこれらの疎水性物質はオゾンの強力な酸化力で酸化され水に溶け易い、言い換えると液滴に捕集し易い性状に変化し効率的に捕集されることになる。また、臭気成分はオゾンで酸化され脱臭され、微生物はオゾンによって死滅するものである。
【００４８】
なお、図示例では上記処理槽１０内に充填接触層１４を設けてある。図示例ではこの充填接触層１４（コンタクトベッドとも称する。）は金網を複数枚重ねたものを使用しているが、この充填接触層１４は表面積を大きくして噴霧したオゾン水の液滴の一部がその表面に付着してより効率的な気液接触がなされるようになすものである。なお、この充填接触層１４は金網の他の小石等の小片を使用してもよいが、従来この種の充填物に汎用されている活性炭は、「図１」例ではオゾン水が気流と共に上昇して付着すると消耗するので本発明ではここでの使用には向いていない。なお、この充填接触層１４は上記以外の従来知られている他の方式のものを使用してもよいのは無論である。
【００４９】
上記充填接触層１４は、図示例では第一噴射ノズル群１１ａの上方に設けてあるが、上下いずれか一方または双方に配してもよく、第一噴射ノズル群１１ａの上方に設けたものは、噴霧されるオゾン水の液滴が細かく、気流に随伴して上昇したものがこの、表面積の大きな充填接触層１４に接触して捕集され、大きな液滴となって滴下するようになすもので噴霧液滴の細かい場合に使用するに適するとされている。また、第一噴射ノズル群１１ａの下方に設けた充填接触層１４は噴霧液滴が直接降りかかるようにして使用するもので、比較的噴霧液滴の粒径が大きく噴霧量を多くして使用する場合に適するとされている。そして、本発明ではオゾン水による酸化に多少の反応時間（数秒乃至十数秒）を要するのと、気流の流過速度は遅くして、気液接触頻度を増すため噴霧液滴の粒径は細かくするのが効率的であるので、前者の第一噴射ノズル群１１ａの上方に充填接触層１４を配する方式を採用するのが望ましい。
【００５０】
なお、上記充填接触層１４は図示例では第二噴射ノズル群１１ｂ側にも同様に設けてある。そして、この充填接触層１４は図示例では斜設してあるが、これは表面に付着した液滴が液層となって処理槽１０の内面側に移動し易くし、該処理槽１０の内面を液層となって伝わって流下するようになすためである。
【００５１】
また、「図１」図示例では、処理槽１０の空気流出口１３近くにミストエリミネータ１５を設けてある。このミストエリミネータ１５は図示例では衝突板方式が採用され、気流に随伴して上昇する細かなミストが衝突して捕集されるようになしてあるが、前記充填接触層１４と同じ構造のものを使用してもよく、この部位ではオゾンが流過する頻度は少ないので活性炭を充填物として使用してもよく、万が一オゾンが流過しようとした場合、活性炭との接触でオゾンを分解するようになしてもよいものである。
【００５２】
また、「請求項２」の発明では、上記第二噴射ノズル群１１ｂが、処理槽１０内の第一噴射ノズル群１１ａより空気の流過下流側に位置させたことを特徴としている。
【００５３】
すなわち、本発明では気流への噴霧液滴を複数段で行うようになしてる。このように複数段での気液接触を行なったのは、第一の目的はオゾン水のオゾン濃度を所定に保つためで、オゾン水はオゾン濃度が一定以上でないと窒素の酸化が円滑に行なえず実験の結果では７〜１０ｐｐｍ程度のオゾン濃度が必要であり、同じ場所でオゾン水とそうでない水とを噴霧すると両者が混ざってオゾン濃度が低下するためである。
【００５４】
また、気流への噴霧液滴を複数段で行う第二の目的は、オゾン水は所定以上の濃度でないと殺菌・脱臭に効果がなく、例えば２〜３ｐｐｍのオゾン水で大腸菌は死滅するが、抗生の大きい細菌は５ｐｐｍ以上のオゾン水でないと死滅しないし、脱臭にも３〜５ｐｐｍ以上の濃度が必要で、殺菌・脱臭を目的とする気液接触部では先にオゾン水を接触させることが有利なためである。
【００５５】
また、気流への噴霧液滴を複数段で行う第三の目的は、水を有効利用するため、水素気泡入り水をも利用することが望ましいが、この水素気泡入り水はオゾン水と接触するとオゾンと水素とが激しく反応して、結果としてオゾンを無駄に消費してしまう。そこで、この水素気泡入り水はオゾン水と接触しないようにして利用するためである。
【００５６】
さらに気流への噴霧液滴を複数段で行う第四の目的、特に水素気泡入り水の噴霧を後段となした目的は、気流中に疎水性物質がある場合これを従来の単なる湿式スクラバーでは捕集しずらいが、オゾン酸化して水に溶け易くして、さらに次段で気液接触を行なうのが捕集に効率的であるためであり、さらにはオゾン水ミストやオゾン水から気相のオゾンとなったものが万一漏れ出ようとする場合、オゾンを水素と反応させてそれを防ぐためである。
【００５７】
なお、「図１」図示例では、上記処理槽１０に縦形のものを使用したが、収納スペースに十分な高さが得られない場合等は横形のものを使用してもよいのは無論で、「請求項３」の発明では、左右一端側に空気流入口１２を左右他端側に空気流出口１３を設けたトンネル等の地下空間内の空気が流過する処理槽１０内に、空気の流路を屈曲すると共に処理槽１０の底部においてドレーン水の通過を阻止しない邪魔板１７を設け、この邪魔板１７より空気流入口１２側に第一噴射ノズル群１１ａを、空気流出口１３側に第二噴射ノズル群１１ｂを収納し、さらに該処理槽１０の底部には排水口１８を設けたものを使用した。
【００５８】
上記のように横形の処理槽１０の採用は、高さスペースには充分な余裕がなく長さ方向にスペースの余裕があるトンネル内への設置に特に適しているが、そればかりか、第一噴射ノズル群１１ａの処理空間と第二噴射ノズル群１１ｂの処理空間とをより確実に画定できるという利点を有するものである。
【００５９】
すなわち、「図１」実施例のように第一噴射ノズル群１１ａと第二噴射ノズル群１１ｂとを上下に設けた場合、前記した充填接触層１４，１４によって第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧した液滴が下降して第一噴射ノズル群１１ａの液滴噴霧領域までは侵入しないようになすことは可能（たとえば、前記したように、第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧した液滴は処理槽１０の内面側を伝わって流下するようになす。）であるが、液滴の噴霧量が多かったり、噴霧液滴の粒径が大きいと第一噴射ノズル群１１ａと第二噴射ノズル群１１ｂとの両液滴噴霧領域が重なってしまうことがあるが、本項発明のように邪魔板１７で両液滴噴霧領域を仕切るとより確実に液滴噴霧領域を区分できるものである。
【００６０】
なお、上記邪魔板１７は従来公知なものを使用すればよく、図示例では、処理槽１０の底面より立設しその上辺を該処理槽１０の上面との間に所定の間隔を設けた下方仕切１７ａと、処理槽１０の上面より吊り下げその下辺を該処理槽１０の底面との間に所定の間隔を設けた上方仕切１７ｂとで構成し、この下方仕切１７ａと上方仕切１７ｂとは一定の間隔を有して平行状態となしてある。なお、この下方仕切１７ａと上方仕切１７ｂとは一方を省略したり３枚以上を使用してもよい。
【００６１】
したがって、上記邪魔板１７は気流の流路を屈曲ないし蛇行させることになるが、同時に処理槽１０の底部を仕切る場合がある。処理槽１０の底部を仕切ると、第一噴射ノズル群１１ａより噴霧された酸性水のドレーンと第二噴射ノズル群１１ｂより噴霧されたアルカリ性のドレーンとが別個に溜ることになり、これらを自然界に排出すると自然環境を損なうし、処理して排水するにも処理工程が複雑化するので、本発明では両ドレーンが混ざるように、邪魔板１７はドレーン水の通過を阻止しないものを使用している。なお、ドレーン水の通過を阻止しないようになすには、邪魔板１７底部に通孔を設けたり、邪魔板１７の下辺と処理槽１０の底面との間に多少の間隙を設ければよいのは無論である。
【００６２】
なお、「図５」実施例では下方仕切１７ａと上方仕切１７ｂとの間に充填接触層１４を設けてある。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記のごときで、オゾン発生源に電気分解を応用しているので、トンネル等の地下空間内でも容易に入手できる水よりオゾンを得られ、その装置も極めて簡易、小型、安価な地下空間の空気浄化装置を提供できるものである。
【００６４】
また、固形電解質膜３１を挟んでの電気分解は１０〜３０Ｖ程度の低電圧で良く、直流電圧電源２０も小型でよく、湿潤したトンネル内等の地下空間で使用しても電気的短絡事故が発生しずらいトンネル空気浄化装置を提供できるものである。
【００６５】
さらに本発明は得られるオゾンはただちに水に溶解され液相となっているので取扱が容易で、オゾンガスの漏出は全くなく、万が一漏出ても安全性が非常に高いオゾン水であるから、トンネル内等の地下空間の人に悪影響を及ぼすことは、気相のオゾンを取り扱う場合に比べて極端に少ない地下空間の空気浄化装置を提供できるものである。
【００６６】
さらに、本発明は処理槽１０は従来公知な湿式スクラバーが使用でき、噴霧水にオゾン水を使用するので、コンパクトな装置で脱硝・脱臭・殺菌が可能で、さらに疎水性物質をも効率的に捕集できる地下空間の空気浄化装置を提供できるものである。
【００６７】
また、「請求項２」の発明は、第二噴射ノズル群１１ｂを第一噴射ノズル群１１ａの下流側に別途設けたので、前記「００５３」乃至「００５６」の項で説明した目的を達成でき、オゾン酸化がより効率的に行なえ、結果として効果的な空気浄化が行なえる地下空間の空気浄化装置を提供できるものである。
【００６８】
また、「請求項３」の発明は、処理槽１０を横形となしたのでトンネル内への設置に特に適し、さらには、第一噴射ノズル群１１ａの処理空間と第二噴射ノズル群１１ｂの処理空間とをより確実に画定し、より効率的なオゾン酸化（脱硝）・粉塵除去・殺菌・脱臭のできる地下空間の空気浄化装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明トンネル空気浄化装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明に使用されるオゾン水製造部の縦断面図である。
【図３】本発明に使用されるラス網の平面図である。
【図４】本発明に使用されるオゾン水製造部の部分拡大断面図である。
【図５】別の実施例要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０    処理槽
１１ａ  第一噴射ノズル群
１１ｂ  第一噴射ノズル群
１２    空気流入口
１３    空気流出口
１７    邪魔板
１８    排水口
３０    オゾン水生成セル
３１    固形電解質膜
３２    陽極電極
３３    陰極電極
３４    陽極側ジャケット
３５    陰極側ジャケット
３６ａ  水流入口
３６ｂ  水流入口
３７ａ  水流出口
３７ｂ  水流出口
３８    直流電圧電
４０ａ  水供送管
４０ｂ  水供送管
【図１】
0003645613.tif 000003
【図２】
0003645613.tif 000004
【図３】
0003645613.tif 000005
【図４】
0003645613.tif 000006
【図５】
0003645613.tif 000007