CN1966089B - 立式空气除菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立式空气除菌装置，具有配置于立式的框体(2)中并由与电解液的反应性小的材料形成的气液接触部件(5)、将电解液滴下到所述气液接触部件(5)上的电解液滴下机构(17、5C)、将室内空气向所述气液接触部件(5)中送风的送风风扇(7)，其中，具有如下的结构：使通过送风风扇(7)从设于所述框体(2)下部的进气口(3)吸入的室内空气与滴下到气液接触部件(5)上的电解液接触，然后从设于所述框体上部的吹出口(4)吹出。

Description

立式空气除菌装置

技术领域

本发明涉及一种可去除空中浮游微生物病毒等的、例如可搬动的立式空气除菌装置。

背景技术

通常，以除去空中浮游微生物病毒等为目的，提出有如下的空气除菌装置：即，利用捕捉浮游于空气中的流感病毒或霉菌等病毒或细菌(以下称为病毒等)并将这些病毒等灭活或除菌(以下称为灭活等)的过滤器(例如特开平08-266828号公报)。在这种空气除菌装置中，配置添加有茶的萃取成分的过滤器，主要通过萃取成分中所含有的茶多酚类的作用而将所述过滤器捕捉的病菌等灭活等。

另外，作为同样目的的装置，公知有如下的除菌装置：即，使电解液雾气在空气中扩散，并使空中浮游微生物直接接触电解液雾气而将病菌等灭活。(例如参照特开平2002-181358号公报)

但是，在上述除菌装置中，随着经过长时间，茶多酚类会发生氧化分解等而从过滤器表面渐渐脱落。因此，由于该过滤器将病菌等灭活等的功能逐渐降低，故在长期使用过滤器时，会有被过滤器捕捉的病菌等带着活性而再次飞散的可能性。

另外，后者的除菌装置虽然在微粒子状的电解液雾气容易到达的使用环境即较小的空间中能够发挥效力，但是在电解液雾气难以到达的使用环境即例如幼儿园、大中小学校、看护保险设施以及医院等较大空间中难以发挥效力。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题而提供一种立式空气除菌装置，其能够稳定地执行通过过滤器的空气除菌，进而能够进行大空间的空气除菌。

为了实现上述目的，本发明的立式空气除菌装置具有配置于立式的框体中并由与电解液的反应性小的材料形成的气液接触部件、向所述气液接触部件滴下电解液的电解液滴下机构、将室内空气向所述气液接触部件中送风的送风风扇，其中，具有如下的结构：使通过送风风扇从设于所述框体下部的进气口吸入的室内空气与滴下到气液接触部件上的电解液接触，然后从设于所述框体上部的吹出口吹出。

在本发明中，由于使从设于框体下部的进气口吸入的室内空气与滴下到气液接触部件上的电解液接触，然后从设于框体上部的吹出口吹出，故能够将与电解液接触而被除菌的室内空气远播至大空间的远处，有效地实现大空间的空气除菌。

另外，也可以将气液接触部件倾斜地配置在立式的框体内。此时，与将其水平配置的情况相比，框体的进深尺寸减小并被薄型化。

另外，由于气液接触部件由与电解液反应性小的材料形成，故能够提高气液接触部件的耐用性，并且能够谋求其长寿命化。由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件上均匀地润湿。

此时，电解液也可以含有对电极通电将自来水等水电解而得到的活性氧种。另外，活性氧种可以含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。也可以定期地、或在规定条件下不定期地翻转电极的极性。

另外，本发明的立式空气除菌装置具有接水盘和循环泵，所述接水盘配置在所述气液接触部件的下方，接收通过了所述气液接触部件的电解液，所述循环泵使蓄积于所述接水盘中的电解液向所述电解液滴下机构循环。

根据该结构，由于具有向气液接触部件滴下电解液的电解液滴下机构、配置于气液接触部件的下方并接收通过了该气液接触部件的电解液的接水盘、使蓄积于所述接水盘中的电解液向电解液滴下机构循环的循环泵，故通过该循环泵，经由电解液滴下机构而将电解液连续供给气液接触部件，使空气通过该气液接触部件，由此能够稳定地进行空气除菌。另外，通过使电解液循环而降低使用水量。进而，由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件上均匀地润湿。

此时，所述电解液滴下机构具有将自来水等水电解而生成所述电解液的电极，将该电极配置在所述循环泵出口和所述气液接触部件的电解液入口之间。另外，所述电解液滴下机构具有电解自来水而生成所述电解液的电极，将该电极配置在所述接水盘上。

另外，在所述接水盘上沿该接水盘的长度方向连接支承盘，并在该支承盘上配置所述循环泵和向该支承盘内供给自来水的供水箱。另外，所述循环泵及所述供水箱配置于所述框体的一端侧，在该框体的另一端侧配置有进行该空气除菌装置的各种操作的操作部及/或电路基板部。电解液含有电解自来水而得到的活性氧种，该活性氧种含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。另外，也可以定期地、或在规定条件下不定期地翻转所述电极的极性。

在本发明的立式空气除菌装置中，所述气液接触部件可以由聚烯烃类树脂、PET树脂、聚氯乙烯树脂、氟树脂、纤维素类材料以及陶瓷类材料中的任一种材料形成。

此时，由于所述气液接触部件由聚烯烃类树脂、PET树脂、聚氯乙烯树脂、氟树脂、纤维素类材料以及陶瓷类材料中的任一种材料形成，与电解液反应性小，故能够提高气液接触部件的耐用性，可谋求长寿命化。

另外，所述气液接触部件也可以具有蜂窝结构。所述电解液含有电解自来水而得到的活性氧种，该活性氧种含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。也可以定期地、或在规定条件下不定期地翻转所述电极的极性。

在本发明中，由于形成使从设于框体下部的进气口吸入的室内空气与向气液接触部件滴下或浸透的电解液接触，然后从设于框体上部的吹出口吹出的结构，故能够将与电解液接触而被除菌的室内空气远播至大空间的远处，有效地实现大空间的空气除菌，并且由于气液接触部件由聚烯烃类树脂、PET树脂、聚氯乙烯树脂、氟树脂、纤维素类材料以及陶瓷类材料中的任一种材料形成，与电解液反应性小，故能够提高气液接触部件的耐用性，可谋求长寿命化。

另外，在本发明中，由于具有配置于气液接触部件的下方并接收通过了该气液接触部件的电解液的接水盘、使蓄积于所述接水盘中的电解液向电解液滴下机构循环的循环泵，故通过该循环泵，经由电解液滴下机构而将电解液连续供给气液接触部件，使空气通过该气液接触部件，由此能够稳定地进行空气除菌。另外，通过使电解液循环而降低使用水量。进而，由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件上均匀地润湿，能够将通过此处的空气全部除菌。

另外，根据本发明，由于气液接触部件倾斜地配置在立式的框体内，与将其水平配置的情况相比，框体的进深尺寸减小并被薄型化，另外，由于气液接触部件由与电解液反应性小的材料形成，故能够提高气液接触部件的耐用性，并且能够谋求其长寿命化。由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件上均匀地润湿，能够将通过此处的空气全部除菌。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的立体图；

图2是表示内部结构的立体图；

图3是框体的纵剖面图；

图4是气液接触部件的正面图；

图5A～5C是表示向气液接触部件滴下电解液的机构的系统图，图5A为侧面图，图5B为洒水箱的剖面图，图5C为电解槽的结构图；

图6是空气净化的说明图；

图7是用于说明另一实施方式的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1中，符号1表示立式空气除菌装置。该立式空气除菌装置1具有箱型的框体2，该框体2包括立脚2A、前板2B、顶板2C，在该顶板2C的两侧分别横列配置有操作盖2D和开闭盖2E。如图2所示，在该操作盖2D的下方设有进行立式空气除菌装置1的各种操作的操作面板(操作部)41，若打开开闭盖2E，则能够取出后述的自来水补给用的给水箱11。在操作面板41的背面侧配置有印刷基板(电路基板部)，该印刷基板用于立式空气除菌装置1的运转控制。

另外，在框体2的下部形成横长的进气口3，在该进气口3的上方配置有粗滤器3A。在该粗滤器3A的上方配置送风风扇7，在该送风风扇7的上方，如图3所示地倾斜配置有保水性好的气液接触部件5，并且在气液接触部件5的上方配置有横长的吹出口4。符号8是送风风扇7的支承板，该支承板8支承于框体2上。

该气液接触部件5是具有蜂窝结构的过滤器部件，能够确保与气体的接触面积大，并且能够滴下电解液，不易堵塞。即，如图4所示，该气液接触部件5将波形弯曲的波板材5A和平板状的平板材5B接合，整体形成蜂窝状。作为波板材5A、平板材5B的材料使用后述的与电解液反应性小的材料，主要是电解液引起的恶化小的材料，例如聚烯烃类树脂(聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂、氯乙烯树脂、氟树脂(PTFE、PFA、ETFE等)纤维素材料或陶瓷类材料等。在本结构中，波板材5A、平板材5B使用PET树脂。

另外，也可以通过对气液接触部件5进行亲水性处理来提高对电解液的亲和性，由此，能够更加良好地保持气液接触部件5的电解液的保水性(润湿性)，后述的活性氧种与室内空气能够长时间持续接触。另外，由于向气液接触部件5滴下或浸透具有防霉作用的电解液，故不需要对气液接触部件5涂敷作为防霉措施的防霉剂。

气液接触部件5的倾斜角θ为30°以上为好。若小于30°，则滴下的电解液不沿着气液接触部件5的倾斜流动，而是向下方落下。另外，若倾斜角θ接近90°，通过气液接触部件5的送风路径接近水平，由此导致难以向上方吹风。在该吹出方向接近水平时，不能够将吹出空气向远处送风，如后所述，不能够成为适于大空间除菌的装置。倾斜角θ为80°>θ>30°为好，更好为75°>θ>55°，在本结构中约为57°。

图5A～图5C表示向气液接触部件5滴下电解液的机构。

在气液接触部件5的下方配置有接水盘9(参照图3)，在该接水盘9上沿该接水盘的长度方向连接有供水箱支承盘(支承盘)10。在该供水箱支承盘10配置有向该支承盘10内供给含氯离子的自来水的供水箱11和循环泵13。在本实施方式中，在供水箱支承盘10内的水减少时，可从该供水箱11补给自来水。在供水箱11内的自来水用尽时，使用者从供水箱支承盘10上取下供水箱11，在向该供水箱11供给自来水后再次安装到供水箱支承盘10上。

该循环泵13连接电解槽31，该电解槽31连接电解液供给管17。该电解液供给管17在外周部具有多个洒水孔(未图示)，如图5B所示，插入到形成于气液接触部件5上边缘部的洒水箱5C中。在本结构中，电解液滴下机构具有电解槽31和电解液供给管17。

如图5C所示，电解槽31具有三对电极32、33，电极32、33在通电时将流入到电解槽31中的自来水电解而生成活性氧种。在此，所谓活性氧种是指比通常的氧具有更高的氧化活性的氧及其关联物质，除了在超氧化物阴离子、单态氧、羟基自由基或过氧化氢这样的所谓狭义的活性氧外，还包括臭氧、次卤酸等所谓广义的活性氧。在本实施方式中，电解槽31配置于循环泵13的出口与气液接触部件5的入口之间，最好接近气液接触部件5的入口配置，可将电解自来水而生成的活性氧种立即向气液接触部件5供给。

电极32、33是例如基极由Ti(钛)，包覆层由Ir(铱)、Pt(铂)构成的电极板，向该电极32、33施加的电流值设定为电流密度为20mA/cm²，生成规定的游离残留氯浓度(例如1mg/l)。

若通过上述电极32、33向自来水通电，则在阴极电极发生如下的反应：

4H⁺+4e^-+(4OH^-)→2H₂+(4OH^-)

并在阳极电极发生如下的反应：

2H₂O→4H⁺+O₂+4e^-

同时，溶液中含有的氯离子(预先向自来水中添加的物质)发生如下的反应：

2Cl^-→Cl₂+2e^-

另外，该Cl₂与水进行如下反应：

Cl₂+H₂O→HClO+HCl。

在本结构中，通过向电极32、33通电而产生杀菌力大的HClO(次氯酸)，使空气通过供给有该次氯酸的气液接触部件5，从而可防止杂菌在该气液接触部件5繁殖，能够将在通过气液接触部件5的空气中浮游的病毒灭活。另外，臭气也在通过气液接触部件5时与电解液中的次氯酸反应并离子化而溶解，由此可从空气中除臭。

以下说明本实施方式的动作。

在图1中，若打开操作盖2D，则看到图2所示的操作面板41，通过操作该操作面板41，启动立式空气除菌装置1运转。若开始该运转，则参照图6，循环泵13被驱动，将蓄积于供水箱支承盘10中的自来水向电解槽31供给。

在该电解槽31中，通过向电极32、33通电，电解自来水，生成含活性氧种的电解液。该电解液经由电解液供给管17的洒水孔(未图示)向洒水箱5C中洒水，由此浸入气液接触部件5的上边缘部，向下部渐渐浸透。

剩余的电解液汇集在接水盘9中，流入相邻的供水箱支承盘10中并蓄积于此。在本结构中，形成为通过循环泵13使水循环的循环方式，在由蒸发等而使水量减小的情况下，经由供水箱11向供水箱支承盘10适量供给自来水。在该供水箱11的水量减少时，打开开闭盖2E(参照图1)取出供水箱11而补给自来水。

在被电解液浸透的气液接触部件5中，如箭头标记X所示，经由送风风扇7供给室内空气。该室内空气与浸入气液接触部件5中的活性氧种接触后再次向室内吹出。另外，也可通过对该气液接触部件5实施亲水性处理来提高对电解液的亲和性。此时，确保气液接触部件5的电解液保水性(润湿性)并使室内空气与活性氧种长时间持续接触。该活性氧种在室内空气中例如浮游有流感病毒的情况下，具有将引起感染所必须的该病毒的表面蛋白(突刺)破坏并消除(除去)的功能，若将其破坏，则流感病毒与感染该病毒所必需的受体(接受体)不会结合，由此阻止感染。从与卫生环境研究所共同进行的实验结果可得知，侵入了流感病毒的空气通过本发明结构的气液接触部件5时，可除去99％以上的病毒。

在本实施方式中，具有使电解液滴下到气液接触部件5上的电解液滴下机构和配置于气液接触部件下方并接受通过该气液接触部件5的电解液的接水盘9、以及使蓄积于该接水盘9中的电解液向电解液滴下机构循环的循环泵13，故通过该循环泵13，经由电解液滴下机构而向气液接触部件5连续供给电解液，并通过使空气通过该气液接触部件5而能够稳定地进行空气除菌。另外，通过使该电解液循环而能够谋求使用水量的减少。另外，由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件5上均匀地润湿，能够将通过此处的空气全部除菌。

在本实施方式中，使从设于框体2下部的进气口3吸入的室内空气与滴下到气液接触部件5上的电解液接触，然后将其从设于框体2上部的吹出口4吹出，因此该立式空气除菌装置1即使设置在例如幼儿园、大中小学校、看护保险设施以及医院等较大空间，也能够将与电解液接触而被除菌了的室内空气远播至大空间的远处，有效地实现大空间的空气除菌。另外，由于气液接触部件5倾斜地配置于立式的框体2内，故与将其水平配置的情况相比，框体2的进深尺寸减小并且被薄型化。另外，气液接触部件5由PET树脂等形成，并且由对电解液反应性小的材料形成，故气液接触部件5的耐用性提高，可谋求长寿命化。另外，由于电解液为滴下式，故能够使电解液在整个气液接触部件5上均匀地润湿或浸透，并且能够将通过此处的空气全部除菌。

另外，在本实施方式中，在接水盘9上沿该接水盘9的长度方向连接供水箱支承盘10，在该供水箱支承盘10上配置有循环泵13和向该供水箱支承盘10供给自来水的供水箱11，因此可通过将循环泵13及供水箱11集中于一处而能够容易地进行维修操作。另外，在本实施方式中，循环泵13及供水箱11配置于框体2的一端侧，在该框体2的另一端侧配置有进行该空气除菌装置1的各种操作的操作板41以及印刷基板，因此通过将电气零件与用水零件区分开来，能够防止在供水箱11的供水操作等中拆下该供水箱11时操作板41浸上水。

在本实施方式中，含有次氯酸的电解液汇集于接水盘9，流入到相邻的供水箱支承盘10中。因此，在各个盘中不产生杂菌，防止淀渣的产生。因此，谋求减少对各个盘的清扫及维修的频度，减轻维修等的劳力。

在上述结构中，理想的是将电解液中的活性氧种(次氯酸)的浓度调整到目标浓度。目标浓度设定为将通常大多存在于立式空气除菌装置1的设置场所(例如学校)中的病菌等(例如霉菌)灭活的浓度。此时，通过改变流过电极32、33的电流或施加于这些电极32、33之间的电压，能够调整电解液中的次氯酸的浓度。作为一例，通过增加流过电极32、33的电流(例如电流密度40mA/cm²)，可将次氯酸的浓度改变成高浓度。由此，由于不必使用新的装置等即可改变向电极的施加电压等，故可谋求低成本化及省空间化。

以上，基于一实施方式说明了本发明，但本发明不限于此。例如，作为活性氧种也可以产生臭氧(O₃)或过氧化氢(H₂O₂)。此时，作为电极若使用铂钽电极，则离子种可从稀薄的水中通过电解而高效稳定地生成活性氧种。

此时，在阳极电极发生如下的反应：

2H₂O→4H⁺+O₂+4e^-

同时，发生如下的反应而生成臭氧(O₃)：

3H₂O→O₃+6H⁺+6e^-

2H₂O→O₃+4H⁺+4e^-，

另外，在阴极发生如下的反应：

4H⁺+4e^-+(4OH^-)→2H₂+(4OH^-)

O₂ ^-+e^-+2H⁺→H₂O₂

通过电极反应生成的O₂ ^-与溶液中的H⁺结合，生成过氧化氢(H₂O₂)。

在本结构中，通过向电极通电而生成杀菌力大的臭氧(O₃)及过氧化氢(H₂O₂)，可制作含有这些臭氧(O₃)及过氧化氢(H₂O₂)的电解液。将该电解液中的臭氧或过氧化氢的浓度调整到使对象病毒等灭活的浓度，通过使空气通过供给有该浓度的电解液的气液接触部件5，可将空气中浮游的对象病毒等灭活。另外，臭气也在通过气液接触部件5时与电解液中的臭氧或过氧化氢反应并离子化而溶解，由此从空气中被除去而完成除臭。

通过电解自来水而在电极上(阴极)堆积水垢时，导电性降低，难以继续电解。

此时，使电极的极性翻转(将电极的正负切换)是有效的。通过将阴极电极作为阳极电极进行电解而能够去除堆积于阴极电极上的水垢。在该极性翻转控制中可以利用例如定时器而定期翻转，也可以在每次运转启动时翻转等而不定期地翻转。另外，也可以检测电解电阻的上升(电解电流降低或电解电压上升)，基于该结果使极性翻转。

在上述实施方式中，采取了使用取放自如的供水箱11的供水方式，很显然也可以代替该供水箱11而形成例如图7所示地连接水道管81而直接导入市政水的配水管供水方式。另外，在上述实施方式中，形成将电解槽31配置于循环泵13的出口侧，并且在该电解槽31内设有电极32、33的结构，而也可以形成如图7所示，在接水盘9中配置电极82、83而在该接水盘9中生成电解液的结构。

另外，在上述实施方式中，说明了使电解液滴下到气液接触部件5而润湿的电解液供给机构，但不限于此，也可以形成通过吸起方式使电解液浸透气液接触部件5的结构。此时，虽然省略图示，但也可以例如在接水盘9中设置堰而形成电解液保水区域并向此导入电解液，并将气液接触部件5的下边缘部浸没，通过所谓的毛细管现象而吸起电解液的结构。

Claims (18)

1.一种立式空气除菌装置，其特征在于，具有配置于立式的框体中并由与电解液的反应性小的材料形成的气液接触部件、将电解液滴下到所述气液接触部件上的电解液滴下机构、将室内空气向所述气液接触部件中送风的送风风扇，

其中，具有如下的结构：使通过送风风扇从设于所述框体下部的进气口吸入的室内空气与滴下到气液接触部件上的电解液接触，然后从设于所述框体上部的吹出口吹出；所述气液接触部件倾斜地配置于所述框体内。

2.如权利要求1所述的立式空气除菌装置，其特征在于，还具有电解液生成机构，其对电极通电而将水电解，由此生成含有活性氧种的电解液。

3.如权利要求2所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液生成机构具有蓄积电解液用的水的供水箱，通过对来自该供水箱的水进行电解而得到电解液。

4.如权利要求2所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液生成机构具有直接导入市政水的配水管，通过对来自该配水管的自来水进行电解而得到电解液。

5.如权利要求2所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述活性氧种含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。

6.如权利要求2～5中任一项所述的立式空气除菌装置，其特征在于，定期地、或在规定条件下不定期地翻转所述电极的极性。

7.如权利要求1所述的立式空气除菌装置，其特征在于，还具有接水盘和循环泵，所述接水盘配置在所述气液接触部件的下方，接收通过了所述气液接触部件的电解液，所述循环泵使蓄积于所述接水盘中的电解液向所述电解液滴下机构循环。

8.如权利要求7所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液滴下机构具有对水电解而生成所述电解液的电极，将该电极配置在所述循环泵出口和所述气液接触部件的电解液入口之间。

9.如权利要求7所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液滴下机构具有对水电解而生成所述电解液的电极，并将该电极配置于所述接水盘上。

10.如权利要求7所述的立式空气除菌装置，其特征在于，在所述接水盘上沿该接水盘的长度方向连接支承盘，在该支承盘上配置有所述循环泵和向该支承盘内供给水的供水箱。

11.如权利要求10所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述循环泵及所述供水箱配置于所述框体的一端侧，在该框体的另一端侧配置有进行该空气除菌装置的各种操作的操作部及/或电路基板部。

12.如权利要求8～11中任一项所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液含有对水电解而得到的活性氧种，该活性氧种含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。

13.如权利要求8～11中任一项所述的立式空气除菌装置，其特征在于，定期地、或在规定条件下不定期地翻转所述电极的极性。

14.如权利要求1所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述气液接触部件由聚烯烃类树脂、PET树脂、聚氯乙烯树脂、氟树脂、纤维素类材料以及陶瓷类材料中的任一种材料形成。

15.如权利要求14所述的立式空气除菌装置，其特征在于，对所述气液接触部件进行亲水性处理。

16.如权利要求14或15所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述电解液含有通过对电极通电电解水而得到的活性氧种，该活性氧种含有次氯酸、臭氧或过氧化氢中至少任一种物质。

17.如权利要求16所述的立式空气除菌装置，其特征在于，定期地、或在规定条件下不定期地翻转所述电极的极性。

18.如权利要求1所述的立式空气除菌装置，其特征在于，所述气液接触部件具有蜂窝结构。

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