JP6078788B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、細菌やウィルスなどの浮遊微生物を除去する空気浄化装置に関する。

水道水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を用いて空気中に浮遊するウィルス等の除去を行う空気除菌装置が既に提案されている。

この種の空気除菌装置では、電解水を長時間に亘り循環させると、この電解水に汚れが生じ、この汚れにより電解性能が低下し、除菌性能が低下する。

従って、除菌性能の低下を防止するために、定期的に電解水を排水する構成が考えられている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１は、電解槽と、電解槽によって生成された電解水が供給される気液接触部材と、電解槽によって生成された電解水を貯留すると共に気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け皿と、水受け皿に貯留した電解水を汲み上げて再び気液接触部材に供給する循環ポンプと、気液接触部材に室内空気を送る送風ファンを筐体内に備えている。

そして、特許文献１では、筐体の上部の一室に水受け皿に水を供給するための給水タンクと、水受け皿から排水された水を受ける排水タンクとをまとめて配置し、筐体の上部の一面にこれら給水タンク及び排水タンクを取り出し可能な取出扉を設けている。

特開２０１１−３０６９７号公報

特許文献１の構成によれば、電解水を循環させているため、循環ポンプが必要であり、さらに電解水の汚れにより経時的に電解性能が低下し、除菌性能が低下する。従って、除菌性能の低下を防止するために、定期的に電解水を排水する構成をとっており、排水タンクが必要で構造が複雑になるという課題があった。

そこで本発明は、電解水の循環のため、循環ポンプを必要とせず、簡単な構造で電解水の汚れを抑制でき、経時的な電解性能の低下、除菌性能の低下を抑制できる空気浄化装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の空気浄化装置は、本体ケースは吸気口と吹出口とを有し、前記本体ケース内に送風手段と空気浄化手段とを設け、前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイに水を供給する給水タンクと、前記トレイ内の水で電解水を生成する電解ユニットと、前記トレイ内の水に一部が浸漬したフィルター部とから形成し、前記送風手段によって前記吸気口から吸い込まれた空気が前記フィルター部を介して前記吹出口へ送風される構成とし、前記電解ユニットを、前記給水タンクと前記フィルター部との間に設け、前記トレイの底面形状は、水深の最も浅い箇所が、前記電解ユニットの浸漬部と前記フィルター部の浸漬部との間にあり、前記水深の最も浅い箇所の水路幅が前記電解ユニットの浸漬部の幅より狭くしたことを特徴とする。

本発明によれば、水深の最も浅い箇所が、前記電解ユニットの浸漬部と前記フィルター部の浸漬部との間にあり、前記水深の最も浅い箇所の水路幅が前記電解ユニットの浸漬部の幅より狭くするという簡単な構成により、給水タンクから電解ユニットを介してフィルター部に至る水の流れが形成される。

すなわち、フィルター部からの水の蒸発により給水タンクから供給される水が、電解ユニットの浸漬部とフィルター部の浸漬部との間にある、浅く狭い水路を通過するため、浅く狭い水路を電解ユニット側からフィルター部側へ通過する水の流速が速められ、フィルター部の回転によりフィルター部からトレイ内の水に溶出した汚れは、電解ユニット側へは流れていかない。

したがって、電解ユニットで生成される電解水はフィルター部側の一方向のみの流れで、フィルター部に供給されるため循環ポンプは不要で、フィルター部が浸漬した、汚れた水が電解ユニット側へは流れていかないので、電極の汚れによる劣化は抑制できる。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図 同空気浄化装置の概略断面を示す図 （ａ）同空気浄化装置の空気浄化手段の概略構成を示す平面図、（ｂ）同空気浄化装置の空気浄化手段の概略断面を示す構成図

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施形態の空気浄化装置においては、略箱形状の本体ケース１により構成され、本体ケース１の両側面には、略四角形状の吸気口２を設け、また本体ケース１の天面には、略四角形状の吹出口３を設けている。

図２に示すように、この本体ケース１内には、送風手段４と空気浄化手段５を備えている。

送風手段４は、本体ケース１の上部に設けられ、モータとモータにより回転する羽根車とそれらを囲むケースとから構成されるいわゆるシロッコファンとして形成されている。

空気浄化手段５は、水を貯水するトレイ６と、トレイ６に水を供給する給水タンク７と、トレイ６内の水で電解水を生成する電解ユニット８と、トレイ６内の水に一部が浸漬したフィルター部９とから形成されている。

トレイ６は、天面を開口した箱形状をしており、水を貯水できる構造となっており、本体ケース１の下部に配置され、本体ケース１から水平方向にスライドして着脱可能となっている。

給水タンク７は本体ケース１内部の正面側に、トレイ６に内蔵される形で設置され、トレイ６から着脱可能な構造となっている。

給水タンク７はキャップにより密閉できる構造となっているが、トレイ６に給水タンク７を設置すると、キャップに設けられた水栓が解放され、水がトレイ６に供給される構造となっている。水面が水栓まで上昇してくると、水面により給水タンク７が密閉され、水の供給が停止し、常に一定量の水を供給することができる。

電解ユニット８は、複数枚の電極板で構成されており、この電極板がトレイ６内の水に浸かるように設置され、これらの電極に通電することによりトレイ６内の塩化物イオンを含む水（本実施形態では給水タンク７と電解ユニット８の間に、タブレット状の食塩を投入する塩タブスペースが設けられており、運転時に０．４５ｇの塩タブレットを投入）を電気化学的に電気分解することにより、電解水を生成させる。

フィルター部９は、トレイ６において電解ユニット８により生成された電解水と、送風手段４によって本体ケース１内に吸込まれた室内空気とを接触させる部材である。中空円筒状に構成され、円周部分に空気が流通可能な孔を備えたフィルター９ａを配置し、その一端がトレイ６の電解水に浸漬するように、トレイ６に回転自在に内蔵されている。そして、駆動部（図示しない）によりフィルター９ａは、浸漬部が電解ユニット８から遠ざかるように回転し、電解水と室内空気を連続的に接触させる構造となっている。

なお、フィルター９ａを構成する材料としては、電解水に反応性の少ない材料、即ち、電解水による劣化が少ない材料、例えばポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタラート樹脂）、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）、セルロース系材料又はセラミック系材料等が使用され、本実施例では、ポリエステルが採用される。

図３に示すように、空気浄化手段５は、トレイ６に、給水タンク７、電解ユニット８、フィルター部９が搭載されるとともに、トレイ６には、給水タンク７と電解ユニット８の間に、タブレット状の食塩を投入する塩タブスペース１０が設けられており、本実施形態では０．４５ｇの塩タブレットを投入している。

また、図３（ａ）のＡ−Ａ‘断面の概略構成を示す図３（ｂ）から分かるように、トレイ６の深さは、給水タンクスペース１１から、塩タブスペース１０、電解ユニットスペース１２へと深くなっており、フィルタースぺ―ス１３の深さは給水タンクスペース１１とほぼ同じで最も浅くなっている。

以上の構成において、空気浄化装置の動作を説明する。

給水タンク７により水道水がトレイ６に供給される。このときユーザーにより、塩タブが同時にトレイ６に投入される。塩化物イオンを含んだ水に対して、電解ユニット８により通電され、電気分解して、活性酸素種を含む電解水を生成する。

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分子と、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、ヒドロキシラジカル、或いは過酸化水素といった所謂狭義の活性酸素に、オゾン、次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）等といった所謂広義の活性酸素を含むものである。

電解水は、フィルター部９の回転によりフィルター部９全体を順次浸漬し、送風手段４により、吸気口２から本体ケース１内に吸込まれた室内空気と接触することになる。

室内空気とともに本体ケース１内に吸込まれる、空気中の細菌、真菌（カビ）、ウイルス、臭い成分などは、フィルター部９上で、電解水と接触することにより、分解、不活化などがなされ、浄化された空気が、吹出口３から室内に供給されることになる。

次に、本実施形態における特徴について説明する。

トレイ６内の貯水に浸漬されたフィルター部９のフィルター９ａが回転し、貯水の水面から出たフィルター部９のフィルター９ａの湿潤した部分に送風機からの送風が当たることにより、電解水が気化し、気化した水の量に応じて、給水タンク７から水が供給される。

すなわち、フィルター部９のフィルター９ａから水が気化する間、トレイ６内の貯水には、給水タンク７から電解ユニット８を介してフィルター部９のフィルター９ａに至る水の流れが生じることになる。

ここで、図３（ａ）の上面図から分かるように、電解ユニットスペース１２とフィルタースぺ―ス１３を接続する水路１４の幅Ｗ１は、電解ユニットスペース１２の幅Ｗ２より狭くなっている。

この水路１４の狭い幅と浅い水深により、電解ユニット８を介してフィルター部９のフィルター９ａに至る水の流れを発生させることができる。

例えば加湿量、すなわち、フィルター部９のフィルター９ａからの水の気化量を２０ｃｃ／ｍｉｎの場合、本実施形態では電解ユニットスペース１２とフィルタースぺ―ス１３を接続する水路１４の幅Ｗ１を４ｃｍ、水深を１８ｍｍとすることにより、約０．５ｍｍ／１０ｓｅｃの流速の水の流れが生じる。流速としては遅いが、常時流れることにより、逆の流れを防止するには十分である。

フィルタースぺ―ス１３内の貯水には、フィルター部９のフィルター９ａに送風された空気中の菌や塵埃等の汚れが蓄積されていくが、上記の水の流れにより、この汚れが電解ユニットスペース１２へ流れていかず、電解ユニット８で生成した電解水の汚れを抑制することができる。

さらに、フィルター部９のフィルター９ａは、浸漬部が電解ユニット８から遠ざかるように回転するため、水路１４を電解ユニットスペース１２からフィルタースぺ―ス１３へ流れる水の流速が速くなり、電解ユニット８で生成した電解水の汚れをより抑制することができる。

例えば、フィルター９ａの回転が１回転／ｍｉｎであり、フィルター９ａの円筒の直径が約１２ｃｍの場合、フィルター９ａの浸漬部は約６ｍｍ／ｓｅｃの速度で水を電解ユニット８から遠ざけることになり、水路１４を電解ユニットスペース１２からフィルタースぺ―ス１３へ流れる水の流速をさらに速くすることができる。

以上のように本実施形態による空気浄化装置によれば、フィルター部９のフィルター９ａからの水の気化量および給水タンク７からの給水量に着目し、給水タンク７からフィルター部９のフィルター９ａに至る水の流れを利用することにより、電解ユニット８で生成した電解水の経時的汚れを抑制し、経時的な電解性能の低下、除菌性能の低下を抑制し、電極の清掃間隔を長くでき、省メンテの空気浄化装置が得られる。

本発明は、空間に浮遊する微生物を除去する空気浄化装置であるが、浮遊微生物除去機能を有する加湿器としても適している。

１ 本体ケース
２ 吸気口
３ 吹出口
４ 送風手段
５ 空気浄化手段
６ トレイ
７ 給水タンク
８ 電解ユニット
９ フィルター部
９ａ フィルター
１０ 塩タブスペース
１１ 給水タンクスペース
１２ 電解ユニットスペース
１３ フィルタースぺ―ス
１４ 水路

Claims (2)

1. 本体ケースは吸気口と吹出口とを有し、
   前記本体ケース内に送風手段と空気浄化手段とを設け、
   前記空気浄化手段は、
   水を貯水するトレイと、
   前記トレイに水を供給する給水タンクと、
   前記トレイ内の水で電解水を生成する電解ユニットと、
   前記トレイ内の水に一部が浸漬したフィルター部とから形成し、
   前記送風手段によって前記吸気口から吸い込まれた空気が前記フィルター部を介して前記吹出口へ送風される構成とし、
   前記電解ユニットを、前記給水タンクと前記フィルター部との間に設け、
   前記トレイの底面形状は、水深の最も浅い箇所が、前記電解ユニットの浸漬部と前記フィルター部の浸漬部との間にあり、
   前記水深の最も浅い箇所の水路幅が前記電解ユニットの浸漬部の幅より狭くしたことを特徴とする空気浄化装置。
2. フィルター部は、この浸漬部が電解ユニットから遠ざかるように回転することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。

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