JP4663519B2 - 床置き式空気除菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、空中浮遊微生物ウィルス等の除去が可能な例えば可搬式の床置き式空気除菌装置に関する。

一般に、空中浮遊微生物ウィルス等の除去を目的として、空気中に電解水ミストを拡散させて、この電解水ミストを空中浮遊微生物に直接接触させ、ウィルス等を不活化する除菌装置が提案されている。この除菌装置では、空気中に電解水ミストを拡散させるために、次亜塩素酸を含む水を不織布から成る加湿エレメントに供給して浸透させ、送風機の風を加湿エレメントに当てることにより、加湿エレメントの水分を放出させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００２−１８１３５８号公報

しかしながら、上記除菌装置では、微粒子状の電解水ミストが到達しやすい使用環境下、すなわち、比較的小空間では効力を発揮するものの、電解水ミストが到達しにくい使用環境下、すなわち、大空間、例えば幼稚園や小・中・高等学校や、介護保険施設や、病院等では効力を発揮しにくいという問題がある。そこで、上述した従来の技術が有する課題を解消し、大空間の空気除菌が可能な床置き式空気除菌装置が開発されている。この除菌装置は、電解水の浸透した気液接触部材に室内の空気を送風することで、気液接触部材を通過する室内の空気を除菌し、除菌した空気を再び室内に戻すものである。

このような除菌装置では、送風機によって送風される室内の空気が気液接触部材の全体に満遍なく当たるようにすることが好ましい。そのためには、気液接触部材の外形と同等の送風口を備えた送風機を用意して空気を送ることが考えられる。しかしながら、このように送風口の開口面積が大きな送風機は、大きな設置スペースが必要であるために除菌装置を小型化することが困難である。
一方、送風機の送風口を気液接触部材の外形よりも小さくした場合には、送風機の送風口よりも外側に位置する気液接触部材には風が当たらない。これを解決するために、送風機の送風口から気液接触部材の全体へ風を導く導風板を設けることが考えられる。しかしながら、この導風板は、送風機から送られてくる風と干渉して、風速及び風量を弱めてしまう場合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、送風機から送風される風の風速及び風量を確保することができる床置き式空気除菌装置を提供することを目的とする。

本発明では、床置き式の筐体内に気液接触部材と送風ファンとを配設し、電解水供給手段が前記気液接触部材に電解水を供給する一方、前記送風ファンが前記気液接触部材に向けて室内の空気を送風する床置き式空気除菌装置であって、前記送風ファンの吹出し口から前記気液接触部材に向けて風を導く導風板を設け、この導風板は、前記送風ファンが吹出す風の方向に向かって延びる延出部と、この延出部に前記吹出し口から遠方に位置する前記気液接触部材へ向けて傾斜する案内部とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、送風ファンから送風された風が延出部を通過することにより、送風される風の風速および風量を弱めずに案内部に導くことができる。

この場合において、前記気液接触部材の側と前記送風ファンの側とは支持板によって仕切られており、この支持板には、前記送風ファンの開口からの風を通す開口が形成されていてもよい。
この構成によれば、支持板によって送風ファンの取付側と気液接触部材の取付側とを画成して、送風ファンの風が送風ファン側に逃げないようにすることができる。

また、前記案内部の傾斜角度は、前記延出部に対して調節可能に形成されていてもよい。
この構成によれば、気液接触部材の形状、大きさ及び取付位置に合わせて風向きを変更することができる。

さらにまた、前記延出部の長さが調節可能に形成されていてもよい。
この構成によれば、送風ファンから送風される風の流れに乱流や渦を生じさせない長さに延出部を調節することができる。

本発明によれば、導風板の延出部によって送風ファンからの風を一旦導くことによって、風の流れに乱流又は渦を生じさせることがなく、送風機から送風される風の風速及び風量をそのまま確保することができる。また、案内部によって送風ファンの吹出し口から遠方に位置する気液接触部材に室内の空気を送ることにより、気液接触部材上に風をほぼ均一に当てることができる。
また、仕切り板を設けることにより、送風ファンの風が送風ファン側に逃げないようにすることができる。この結果、気液接触部材に送られる風の風量を多くすることができる。
さらに、案内部の傾斜角度を変えることにより、気液接触部材の大きさや位置に合わせて風向きを変更することができる。従って、気液接触部材の全体に室内の空気を満遍なく当てることができる。
さらにまた、延出部の長さを調節することにより、風の流れに乱流や渦を生じさせないようにすることができる。従って、風の風量や速度を弱めることがない。

以下、本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置の全体斜視図を示す。なお、以下の説明において、上下、左右及び前後の方向は、図１の状態における方向を示すものとする。
図１において、符号１は、床置き式空気除菌装置を示す。この床置き式空気除菌装置１は、箱形の筐体２を備え、この筐体２は、脚片２Ａと、前パネル２Ｂと、天パネル２Ｃとを含み、この天パネル２Ｃの両側には、操作蓋２Ｄ、開閉蓋２Ｅがそれぞれ横並びに配置されている。

図２は、図１に示す床置き式空気除菌装置の前パネル２Ｂ及び天パネル２Ｃを取り外した状態を示す。この筐体２の内部は、上下方向に延びる２つの仕切り板４０ａ，４０ｂによって３つの部屋４１ａ，４１ｂ，４１ｃに画成されている。左側に位置する電装室４１ａには、図示しない制御用の基板などが収納されている。右側に位置する給水室４１ｂには、着脱可能な給水タンク１１や、排水を貯留するための着脱可能な支持皿１０などが収納されている。
図３は、図２の中央部で上下に切断した状態を示す側部断面である。中央に位置する除菌室４１ｃには、図２及び図３に示すように、その下部に横長の吸込口３が形成され、この吸込口３の上方にはプレフィルター３Ａが配置されている。このプレフィルター３Ａの上方には送風ファン７が配置され、この送風ファン７の上方には、保水性の高い気液接触部材５が、図３に示すように、筋交い状に配置され、この気液接触部材５の上方には、横長の吹出口４が配置されている。

筐体２の除菌室４１ｃには、図２及び図３に示すように、上下方向の中央部に略水平な平面を有する支持板８が取り付けられており、この支持板８には、送風ファン７が取り付けられている。この支持板８の平面には、気液接触部材５の左右方向の中央位置（図４参照）に、上下方向に貫通する開口部８ａが形成されている。この開口部８ａには、送風ファン７の送風口７ａが上側に向けて配置されており、送風ファン７から送風される風は、上方に向けて吹き出すようになっている。この開口部８ａと送風ファン７の送風口７ａとの形状はほぼ等しく、かつ大きさも等しくなっている。また、送風ファンの送風口７ａ及び開口部８ａのそれぞれの開口面積は、この開口部８ａの上方にある気液接触部材５の水平投影面積よりも小さい面積になっている。

図４は、図２に示す床置き式空気除菌装置１を後側から見た状態であって、開口部８ａの部分を拡大して示したものである。支持板８の開口部８ａには、図３及び図４に示すように、開口部８ａの上部に、１対の導風板５０が左右対称に設けられている。この導風板５０の下側端部は、支持板８に固定されている。導風板５０は、下側端部から上方に向けて延びる延出部５０ａと、延出部５０ａの上側端部から延在し、送風ファン７の送風口７ａから遠方に位置する気液接触部材５へ向けて斜め上側に傾斜する案内部５０ｂとで構成されている。この導風板５０の延出部５０ａと案内部５０ｂとは、板金を折り曲げて一体に形成されている。

一方、上述した気液接触部材５は、ハニカム構造を持ったフィルタ部材であって、気体接触面積が広く確保され、電解水滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。すなわち、この気液接触部材５は、図５に示すように、波形状に曲げられた素材５Ａと、平板状の素材５Ｂとを接合し、全体としてハニカム状に形成されている。これら素材５Ａ，５Ｂには、後述する電解水に反応性の少ない素材、要するに、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン樹脂系、ＰＥＴ樹脂系、塩化ビニル樹脂系、フッ素樹脂系またはセラミックス樹脂系等の素材が使用されている。気液接触部材５の傾斜角θは、３０°以上であることが望ましい。それ以下の場合、滴下した電解水が、気液接触部材５の傾斜に沿って流れず、下方に落下するためである。また、傾斜角θが９０°に近づいた場合、気液接触部材５を通過する送風経路が水平に近くなり、その分だけ上方への吹き出しが困難になる。この吹き出し方向を水平にした場合、吹き出し空気を遠くに送風できなくなり、後述するように、大空間の除菌に適した装置とならない。この傾斜角θは、８０°＞θ＞３０°が好ましく、本構成では約４０°である。

図６Ａ〜図６Ｃは、気液接触部材５に電解水を滴下する手段を示す。
この気液接触部材５の下方には、水受け皿９（図３参照）が配置され、この水受け皿９の下流部の下側には、水受け皿９から流入する水を貯留するための支持皿１０が配設されている。この支持皿１０には、当該支持皿１０内に塩素イオンを含む水を供給する給水タンク１１と、循環ポンプ１３とが配置されている。この循環ポンプ１３には電解槽３１が接続され、この電解槽３１には電解水供給管１７が接続されている。この電解水供給管１７は、外周部に多数の散水孔（図示せず）を備えて構成され、図６Ｂに示すように、気液接触部材５の上縁部に形成された散水ボックス５Ｃ中に挿入されている。

電解槽３１には、図６Ｃに示すように、電極３２、３３を備え、電極３２、３３は、通電された場合、電解槽３１に流入した水を電気分解して活性酸素種を生成させる。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。電解槽３１は、気液接触部材５に接近して配置され、水を電気分解して生成された活性酸素種を、ただちに気液接触部材５に供給できるように構成される。

電極３２，３３は、例えばベースがＴｉ（チタン）で皮膜層がＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）から構成された電極板であり、この電極３２，３３に印加する電流値は、電流密度で数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ²（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ²として、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。

上記電極３２，３３により水に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ⁺＋４ｅ^-＋（４ＯＨ^-）→２Ｈ₂＋（４ＯＨ^-）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩素イオン（水に予め添加されているもの）が、
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^-
のように反応し、さらにこのＣｌ₂は水と反応し、
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
となる。

この構成では、電極３２，３３に通電することで、殺菌力の大きいＨＣｌＯ（次亜塩素酸）が発生し、この次亜塩素酸が供給された気液接触部材５に空気を通過させることにより、この気液接触部材５で雑菌が繁殖することを防止でき、気液接触部材５を通過する空気中に浮遊するウィルスを不活化することができる。また、臭気も気液接触部材５を通過する際に、電解水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して溶解することで、空気中から除去され、脱臭されることになる。

次に、本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置の作用について説明する。
送風ファン７の送風口７ａから上方に向けて送風された風は、支持板８の開口部８ａからさらに上方に送風され、導風板５０の延出部５０ａに沿って上方に導かれる。このとき、延出部５０ａに沿って送風される風は、流れに乱流又は渦が生じることがなく、風速及び風量が弱まることなく上方へ導かれることになる。
延出部５０ａで導かれた風は、次に案内部５０ｂの傾斜に沿って送風ファン７の送風口７ａから遠方に位置する気液接触部材５へ向けて導かれることになる。

次に、導風板５０の効果を確認した実験結果について説明する。
導風板５０を設けずに送風ファン７から約３．５ｍ／ｓ〜３．８ｍ／ｓの風速で送風した場合、送風ファン７の送風口７ａよりも外側に位置する気液接触部材５での風速は、約０．３ｍ／ｓ〜０．４ｍ／ｓｅｃ程度であった。
次に、導風板５０に延出部５０ａを設けずに送風ファン７から約３．５ｍ／ｓ〜３．８ｍ／ｓｅｃの風速で送風した場合、送風ファン７の送風口７ａよりも外側に位置する気液接触部材５での風速は、１ｍ／ｓｅｃ以下であった。
これに対し、導風板５０に延出部５０ａを設けて送風ファン７から約３．５ｍ／ｓ〜３．８ｍ／ｓｅｃの風速で送風した場合、送風ファン７の送風口７ａよりも外側に位置する気液接触部材５での風速は、１ｍ／ｓｅｃを超える値であった。また、送風ファン７の開口部７ａから外れていない中央部での風速は、約３．５ｍ／ｓ〜３．８ｍ／ｓｅｃのままであった。

本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置によれば、送風ファン７の送風口７ａから上に向けて送風される風を気液接触部材５に向けて上方に導くことにより、風の流れに乱流又は渦を生じさせることがなく、送風機７から送風される風の風速及び風量を確保することができる。また、案内部５０ｂを設けることにより、送風ファン７の送風口７ａから遠方に位置する気液接触部材５へ向けて風を送ることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
本実施の形態では、導風板５０の延出部５０ａと案内部５０ｂとを一体に形成したが、それぞれを別部品で構成し、ねじ等で着脱可能に形成すると共に、傾斜角度の異なる案内部５０ｂを複数用意して選択して使用することにより、導風板５０の傾斜角度を自由に調節することもできる。これにより、気液接触部材５に送付する風の向きを調節することができる。
また、案内部５０ｂの位置を上下方向にスライドさせて延出部５０ａの上下方向の長さを延長できるようにしてもよい。これにより、気液接触部材５に送付する風の向きを調節することができる。

本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置を示す全体斜視図である。 図１における床置き式空気除菌装置の前パネル及び天パネルを外した状態を示す斜視図である。 図２の中央部で上下方向に切断した状態を示す側部断面図である。 図２に示す床置き式空気除菌装置１を後側から見た状態であって、開口部８ａの部分の拡大図である。 本発明の実施の形態に係る床置き式空気除菌装置に使用する気液接触部材を正面から見た状態を示す拡大図である。 気液接触部材に電解水を滴下する手段を示す系統図であり、Ａは側面図、Ｂは散水ボックスの断面図、Ｃは電解槽の構成図である。

符号の説明

１ 床置き式空気除菌装置
２ 筐体
５ 気液接触部材
７ 送風ファン
７ａ 送風口
８ 支持板
８ａ 開口部
９ 水受け皿
１０ 支持皿
１１ 給水タンク
３１ 電解槽
３２、３３ 電極
４０ａ，４０ｂ 仕切り板
４１ａ 電装室
４１ｂ 給水室
４１ｃ 除菌室
５０ 導風板
５０ａ 延出部
５０ｂ 案内部

Claims (4)

1. 床置き式の筐体内に気液接触部材と送風ファンとを配設し、電解水供給手段が前記気液接触部材に電解水を供給する一方、前記送風ファンが前記気液接触部材に向けて室内の空気を送風する床置き式空気除菌装置であって、
   前記送風ファンの吹出し口から前記気液接触部材に向けて風を導く導風板を設け、この導風板は、前記送風ファンが吹出す風の方向に向かって延びる延出部と、この延出部に前記吹出し口から遠方に位置する前記気液接触部材へ向けて傾斜する案内部とを備えることを特徴とする床置き式空気除菌装置。
2. 前記気液接触部材の側と前記送風ファンの側とは支持板によって仕切られており、この支持板には、前記送風ファンの開口からの風を通す開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の床置き式空気除菌装置。
3. 前記案内部の傾斜角度は、前記延出部に対して調節可能に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の床置き式空気除菌装置。
4. 前記延出部の長さが調節可能に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の床置き式空気除菌装置。

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