CN1973905A - 空气除菌装置 - Google Patents

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山本哲也
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Abstract

本发明提供一种可对大空间的空气除菌的空气除菌装置。该空气除菌装置在向气液接触塔主体(100)供给电解液的同时利用该电解液对导入到气液接触塔主体(100)的室内返回空气进行除菌，将该除菌后的空气导入室内。

Description

空气除菌装置
技术领域
本发明涉及一种使用有气液接触塔的空气除菌装置，特别是，涉及可去除空中浮游微生物病毒的空气除菌装置。
背景技术
通常，以除去空中浮游微生物病毒等为目的，提出有如下的除菌装置，即，将电解液雾气向空气中扩散，使该电解液雾气直接接触空中浮游微生物，灭活病毒等(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开平2002-181358号公报
但是，上述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，特别是提供一种能够对被称作表演场或大堂等聚集大量人群的大空间中的空气进行除菌的空气除菌装置。
本发明的空气除菌装置在向气液接触塔主体供给电解液的同时利用该电解液对导入到所述气液接触塔主体的室内返回空气进行除菌，将该除菌后的空气导入室内。另外，空气除菌装置包括：气液接触塔主体；向气液接触塔主体的洒水器供给电解液的供给机构；使由洒水器喷出的电解液在供给机构中循环的循环机构；通过电解液对导入到所述气液接触塔主体的室内返回空气进行除菌，将该除菌后的空气导入室内的导入机构。
在本发明中，由于在向气液接触塔主体供给电解液的同时利用该电解液对导入到气液接触塔主体的室内返回空气进行除菌，将该除菌后的空气导入室内，故能够将除菌后的空气远播至大空间中的远处位置，能够有效地实现大空间中的空气除菌。
在这种情况下，也可以为：供给机构具有从气液接触塔主体汲出水的泵、对由该泵汲出的水进行电解的电解槽，使在该电解槽中生成的电解液在洒水器中循环。另外，也可以使电解槽连接氯化钠溶液罐，从该氯化钠溶液罐向电解槽供给氯化钠溶液。
另外，也可以在电解槽和洒水器之间设有氯化钠溶液的浓度调节槽。也可以设有氯化钠饱和溶液罐，从该氯化钠饱和溶液罐向氯化钠溶液罐供给氯化钠溶液。还可以在气液接触塔主体的空气出口设置雾气捕捉器。电解液可以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、臭氧或过氧化氢中的至少一种物质。另外，还可以使所述电解槽的电极极性定期地翻转，或在规定条件下不定期地翻转。
根据本发明，由于使用气液接触塔使被除菌了的空气返回室内，故能够将除菌后的空气远播至大空间的远处位置，可有效地实现大空间的空气除菌。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的电路结构图；
图2是表示本发明另一实施方式的电路结构图。
符号说明
30 蒸发式辅助热交换器
32 洒水器
44 进气通道
46 鼓风机
47 排气通道
48 雾气捕捉器
61 氯化钠饱和溶液罐
62 第一泵
63 氯化钠溶液罐
64 电解槽
65 第二泵
66 浓度调节槽
71  电极
100 气液接触塔主体
101 进气部
102 排气部(导入机构)
105 供给机构
106 循环机构
301、302、303... 气液接触促进部件(电解液接触部)
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1表示本实施方式的空气除菌装置。
该空气除菌装置具有气液接触塔c，该气液接触塔c具有气液接触塔主体100。在该气液接触塔主体100中，由陶瓷材料形成的板状的多个气液接触促进部件301、302、303...以纵向上隔开空间的状态区块状地组合配置。
在该气液接触促进部件301、302、303...的上方配置洒水器32，在该洒水器32上连接有供给电解液的供给机构105。符号106是使从洒水器32喷出的电解液在供给机构105中循环的循环机构。供给机构105从上游侧开始依次设有氯化钠饱和溶液罐61、第一泵62、氯化钠溶液罐63、电解槽64、第二泵65以及浓度调节槽66。在氯化钠饱和溶液罐61中贮存氯化钠饱和溶液，该氯化钠饱和溶液通过第一泵62向氯化钠溶液罐63汲出。
由自来水贮存罐(或自来水管)67适当地将自来水供给该氯化钠溶液罐63，将罐内氯化钠溶液的浓度调整为例如2～3％。将该氯化钠溶液供给电解槽64。电解槽64中收纳有由阴极电极和阳极电极构成的一对电极71，通过向该电极71通电而将氯化钠溶液电解，生成含有活性氧种的电解液(0.5～1％)。另外，符号72是电极控制装置。在此，活性氧种是指具有比通常的氧高的氧化活性的氧分子及其关联物质，在超氧化物银离子、单态氧、羟基自由基或过氧化氢这样的所谓狭义的活性氧的基础上还含有臭氧、次卤酸等所谓广义的活性氧。该活性氧种在空气中例如侵入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、消除的功能，若将其破坏，则流感病毒与感染该病毒所必需的受体(receiptor)不会结合，由此阻止感染。从与卫生环境研究所共同得出的实验结果可得知，使侵入由流感病毒的空气与电解液接触时，可除去99％以上的流感病毒。
一对电极71是例如基极为Ti(钛)，包覆层为Ir(铱)、Pt(铂)构成的电极板，向该电极71施加的电流值的电流密度为20mA/cm2，生成规定的游离残留氯浓度(例如1mg/l)。若通过该电极71向氯化钠溶液通电，则在阴极电极发生如下的反应：
在阳极发生如下的反应：
同时，水中含有的氯离子(预先向自来水中添加的物质)如下地发生反应：
另外，该Cl2与水进行如下反应：
。
该电解液通过第二泵65被汲出，向浓度调节槽66送给。该浓度调节槽66中配置有氯化钠传感器(未图示)，根据该氯化钠传感器的输出，从自来水贮存罐67供给水，槽66内调整为10～1000ppm的浓度，向洒水器32供给。
从洒水器32喷出的电解液接触蒸发式辅助热交换器30的表面(电解液接触部)并向下流动，贮存在气液接触塔主体100的下部。在此连接有上述的循环机构106。该循环机构106具有过滤器73及第三泵74，贮存于气液接触塔主体100下部的电解液通过第三泵74而在电解槽64(供给机构)中循环流动。
经由进气部101向气液接触塔主体100导入室内返回空气，该气体经过排气部102再次返回到室内。并且，进气部101具有进气通道44，在该进气通道44中配置有粗滤器45、鼓风机46，另外，排气部(导入机构)102具有排气通道47，在该排气通道47中设有雾气捕捉器48。
在该结构中，通过向电极71通电而产生杀菌力大的HClO(次氯酸)，该次氯酸经过洒水器32向气液接触促进部件(电解液接触部)301、302、303...供给。来自该洒水器32的电解液在气液接触促进部件301、302、303...之间沿板(气液接触促进部件)自上向下流下，并且室内返回空气通过鼓风机46被送风，自上向下沿板循环。
由此，能够将通过此处的空气中浮游的病毒灭活，并且能够防止在气液接触促进部件的表面繁殖杂菌。
另外，由于通过此处时臭气也与电解液中的次氯酸反应，离子化而溶解并且被从空气中除去，故可除臭。在此，除菌以及除臭后的空气通过鼓风机46送风，通过排气通道47返回例如被称作比赛场或大堂等聚集大量人群的大空间。
在本结构中，由于构成为使用冷却塔状的气液接触塔c使除菌后的空气返回室内的结构，故除菌后的空气能够远播至大空间的远处位置，有效地实现大空间的空气除菌。
在气液接触塔c中，使由鼓风机46取入的室内返回空气与从上部的洒水器32滴下的水接触。因此，被取入到气液接触塔内的空气中含有蒸发一部分水而生成的水蒸气，成为高温多湿的空气，然后到达排气部102。
在置之不顾的情况下，高温多湿的空气在被大气冷却的过程中结露，成为大量的雾气并产生白烟。在本结构中，在排气通道47中配置有雾气捕捉器48，故除去空气中的雾气成分。因此，在冷却的过程中不结露，抑制白烟的产生。
气液接触促进部件301、302、303...由陶瓷材料形成，以不易附着水锈。
即使万一附着水锈时，由于板状的多个气液接触促进部件301、302、303...区块状地组合配置，故能够以区块单位来更换气液接触促进部件，或者取出后去除水锈等，维修容易。
图2表示另一实施方式。在该实施方式中，气液接触塔c与制冷采暖装置组合构成。该制冷采暖装置由室外单元a、室内单元b以及气液接触塔(冷却塔单元)c构成。
符号11为压缩机，12为四通阀，13为热源侧热交换器，13a为鼓风装置，14为制冷用减压装置，15为采暖用减压装置，16为采暖时封住制冷用减压装置14的止回阀，17为制冷时封住采暖用减压装置15的止回阀，18是第一辅助热交换器，将上述部件环状连接，形成有热源侧制冷剂循环。符号19是第二辅助热交换器，与第一辅助热交换器18进行热交换而一体形成。符号20是制冷剂运送装置，其具有使制冷剂的流出方向在制冷和采暖时相反的可逆特性。这些部件被收纳于室外单元a中。
在室内单元b中收纳利用侧热交换器23，在该利用侧热交换器23上经由连接配管41、42环状连接第二辅助热交换器19，由此，形成利用侧制冷剂循环。
在气液接触塔c的气液接触塔主体100中配置有将利用侧制冷剂循环的热量散热的蒸发式辅助热交换器30。
该蒸发式辅助热交换器30由多个板型热交换器构成，例如区块状地排列，可按各区块进行更换、再生。该蒸发式辅助热交换器30与第二辅助热交换器19串联配置，利用水的蒸发潜热来冷却制冷剂，如后所述地成为电解液接触部。符号34a、34b是调节利用侧制冷剂循环的制冷剂向蒸发式辅助热交换器30流通的三通流量阀。
经由进气部101向气液接触塔主体100导入室内返回空气，该空气经由排气部102再次返回室内。并且，进气部101具有进气通道44，在该进气通道44中配置粗滤气45、鼓风机46。另外，排气部(导入机构)102具有排气通道47，在该排气通孔47中配置雾气捕捉器48。
在气液接触塔c中，使由鼓风机46取入的室内返回空气与从上部的洒水器32滴下的水接触，利用水蒸发时的潜热冷却蒸发式辅助热交换器30。因此，取入到气液接触塔内的空气含有蒸发一部分水而生成的水蒸气，成为高温多湿的空气，到达排气部102。
在置之不顾的情况下，高温多湿的空气在被大气冷却的过程中结露，成为大量的雾气，生成白烟。在本结构中，由于在排气通道47中配置有雾气捕捉器48，故去除空气中的雾气成分。因此，在冷却的过程中不会结露，抑制白烟的产生。
由于向洒水器32供给电解液的供给机构105和使电解液在供给机构105中循环的循环机构106为与上述实施方式相同的结构，故对同一部件标注同一符号并省略说明。
在该结构中，通过对电极71通电，产生杀菌力大的HClO(次氯酸)，次氯酸经过洒水器32向蒸发式辅助热交换器30的表面(电解液接触部)供给。由此，可防止在蒸发式辅助热交换器30的表面繁殖杂菌，并且可灭活通过此处的空气中浮游的病毒。另外，通过此处时，臭气也与电解液中的次氯酸反应，离子化而溶解，由此臭气被从空气中除去而除臭。
从洒水器32喷出的电解液与蒸发式辅助热交换器30的表面(电解液接触部)接触并向下流动，贮存在气液接触塔主体100的下部。在此连接有上述循环机构106。
接着说明制冷采暖装置的动作。
外界气体温度高时的通常制冷运转时，为图中实线箭头标记的制冷剂循环，在热源侧制冷剂循环中，来自压缩机11的高温高压气体通过四通阀12，由热源侧热交换器13散热并冷凝液化，通过止回阀16被制冷用膨胀阀14减压，由第一辅助热交换器18蒸发，通过四通阀12向压缩机11循环。
此时，利用侧制冷剂循环的第二辅助热交换器19与第一辅助热交换器18进行热交换，利用侧制冷循环的气体制冷剂被冷却而液化，向制冷剂运送装置20送给，利用该制冷剂运送装置20，通过连接配管向利用侧热交换器23送出并制冷而吸热蒸发，气化后通过连接配管在第二辅助热交换器19中循环。
另外，在外界气体温度低时(例如0度)的制冷运转时，在利用侧制冷剂循环运转的同时，根据需要来调节三通流量阀34a、34b的开度，控制制冷剂向蒸发式辅助热交换器30的流通。
同时运转第一、第二、第三泵62、65、74，驱动供给机构105及循环机构106，经由洒水器32将电解液向蒸发式辅助热交换器30循环散布，由电解液的蒸发潜热冷却，形成通过制冷剂运送装置20使液化后的制冷剂向利用侧热交换器23流通并冷却的循环。
此时，在制冷能力不足的情况下，以适当的能力运转热源侧制冷剂循环，将由三通流量阀34a调整的制冷剂通过第二辅助热交换器19冷却，并在三通流量阀34b合流，向制冷剂运送装置20送给并制冷。
在采暖运转时，成为图中虚线标记的制冷剂循环，在热源侧制冷剂循环中，来自压缩机11的高温高压制冷剂从四通阀12向第一辅助热交换器18送给，散热后进行冷凝液化，从止回阀17在采暖用减压装置15减压，由热源侧热交换器13吸热蒸发，并通过四通阀12向压缩机11循环。此时，利用侧制冷剂循环的第二辅助热交换器19和第一辅助热交换器18进行热交换，利用侧制冷剂循环内的液体制冷剂被加热而气化，向利用侧热交换器23送给，采暖并散热液化，向制冷剂运送装置20送给并向第二辅助热交换器19循环。
以上表示制冷采暖装置的一例，本发明不限于此，制冷采暖装置的结构任意。
在本实施方式中，通过供给电解液的机构使电解液向气液接触塔的蒸发式辅助热交换器30循环散布，在此使室内返回空气循环，使由电解液除菌了的空气返回室内，因此即使例如在幼儿园、大中小学校、看护保险设施以及医院等被称为比赛场或大堂等聚集大量人群的大空间中，也能够将除菌后的空气远播至大空间的远处位置，有效实现大空间的空气除菌。
以上基于一实施方式说明本发明，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：
同时，发生如下的反应：
，
生成臭氧(O3)。另外，在阴极发生如下的反应：
通过电极反应使O2生成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)或过氧化氢(H2O2)，可制作含有这些臭氧(O3)或过氧化氢(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部位，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塔时与臭氧或过氧化氢反应，离子化而溶解，由此被从空气中除去并除臭。
通过将自来水电解，在电极上(阴极)堆积水锈的情况下，电传导性降低，难以继续电分解。
此时，使电极极性翻转(切换电极的正极和负极)是有效的。通过将阴极电极作为阳极电极进行电分解，可去除堆积于阴极电极上的水锈。在该极性翻转控制中，可以例如利用定时器而定期地翻转，也可以在每次运转启动时翻转等不定期地翻转。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，形成为由自来水贮存罐67给水的方式，也可以代替该自来水贮存罐67，例如与自来水管连接，形成直接导入市政水的水配管给水方式。
另外，在上述结构中，不限定于冷却塔(气液接触塔)，例如对于利用混入不冻液的盐水的所谓加热塔等也可适用。

Claims (9)

1.一种空气除菌装置，其特征在于，在向气液接触塔主体供给电解液的同时，利用该电解液对导入到所述气液接触塔主体的室内返回空气进行除菌，然后吹出。
2.一种空气除菌装置，其特征在于，包括：气液接触塔主体；向气液接触塔主体的洒水器供给电解液的供给机构；使由洒水器喷出的电解液在供给机构中循环的循环机构；通过电解液对导入到所述气液接触塔主体的室内返回空气进行除菌并吹出的导入机构。
3.如权利要求2所述的空气除菌装置，其特征在于，所述供给机构具有从气液接触塔主体汲出水的泵、对由该泵汲出的水进行电解的电解槽，使在该电解槽中生成的电解液在洒水器中循环。
4.如权利要求2或3所述的空气除菌装置，其特征在于，所述电解槽连接氯化钠溶液罐，从该氯化钠溶液罐向电解槽供给氯化钠溶液。
5.如权利要求3或4所述的空气除菌装置，其特征在于，在所述电解槽和所述洒水器之间设有氯化钠溶液的浓度调节槽。
6.如权利要求4或5所述的空气除菌装置，其特征在于，设有氯化钠饱和溶液罐，从该氯化钠饱和溶液罐向所述氯化钠溶液罐供给氯化钠溶液。
7.如权利要求1～6中任一项所述的空气除菌装置，其特征在于，在所述气液接触塔主体的空气出口设有雾气捕捉器。
8.如权利要求1～7中任一项所述的空气除菌装置，其特征在于，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、臭氧或过氧化氢中的至少一种物质。
9.如权利要求1～8中任一项所述的空气除菌装置，其特征在于，可以使所述电解槽的电极极性定期地翻转，或在规定条件下不定期地翻转。
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