JP2002119819A

JP2002119819A - 空気浄化装置

Info

Publication number: JP2002119819A
Application number: JP2000311200A
Authority: JP
Inventors: Jong Soo Kim; 鍾沫金
Original assignee: Cas Europ Bv; CLEAN AIR SYSTEM KK; Korea Clean Air System Co Ltd; CAS (Europe) BV
Current assignee: Cas Europ Bv; CLEAN AIR SYSTEM KK; Korea Clean Air System Co Ltd; CAS (Europe) BV
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】気液接触を十分におこなって、空気中に含ま
れるごみ、ちり、タバコの煙、有害ガス成分のような極
軽い微粒子にいたるまで空気中から分離除去して空気を
浄化する。【解決手段】筒体３内に、気液接触部６と、気液分離
部７とが順に配置されている。筒体３は、外部から空気
を吸引し、吸引した空気を気液接触部６と、気液分離部
７とを順に経由させて外部に排出する空気の流動路を形
成するものである。気液接触部６では、噴射水を向き合
わせに衝突させ、筒体３内の空気の流動路を横切って水
幕を形成し、外部から吸引した空気と、水とを接触させ
る。空気中に含まれるごみ、ちり、タバコの煙、有害ガ
ス成分は、水洗され、あるいは発生した微細水滴に補足
されて、気液分離部７に送り込まれる。気液分離部７で
は、気液接触部６から排出された空気中に含まれる水滴
が空気中から分離され、ごみ、ちり、タバコの煙、有害
ガス成分が除去された清浄空気を外部に送気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
ちり、ごみ、タバコの煙、有害ガス成分を除去して、室
内空気を浄化する空気清浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水を利用して室内空気の清浄化を
図る装置が次々と製品化されるようになってきた。上記
のような水を利用した空気の浄化装置は、要するに気液
接触処理と、気液分離処理とを順次行って、空気中に含
まれたちり、ごみ、タバコの煙などの微粒子を微細水滴
内に取り込んで空気中から除去するものである。

【０００３】気液接触処理は、外部から取り込んだ空気
を微細水滴に接触させ、空気中の粒子を水洗し、あるい
は微細水滴に取り込む処理であり、気液分離処理は、空
気中の粒子を取り込んだ微細水滴を空気中から除去して
清浄空気を得る処理である。気液接触処理は、微細水滴
の分裂を伴い、レナード効果によって、健康によいとさ
れるマイナスイオンが多量に発生することがわかって、
水を利用した空気浄化装置は、にわかに注目を浴びるよ
うになったのである。

【０００４】水滴が空中で分裂するとき、より正確に
は、水滴が障壁である金属板に衝突して微細水滴に分裂
するとき、付近の空気中に負イオンが発生し、微細水滴
が負イオンと等量の正電荷を得る。この現象は、レナー
ド効果（Lenard'effect）として古くから知られてい
る。

【０００５】図６に一般家庭用又は事務所用として開発
された小型の空気浄化装置の一例を示す（実開平４−１
２６７１７号公報（空気清浄機）（先行例１）参照）。
図６において、この装置は、水槽２１の上方に噴射塔２
２とサイクロン塔２３とを並列に配置し、噴射塔２２
に、送風機３１が接続されたものである。水槽２１内の
水は、ポンプ２７で汲み上げられて噴射塔２２内に供給
され、ノズル２８から噴射される。

【０００６】噴射された水は、飛散板２９に衝突して四
方八方に飛び散り、さらに噴射塔２２内の壁面に衝突
し、微細水滴に分裂する。送風機３１を運転してごみ、
ちり、タバコの煙などを含んだ汚れた空気を旋廻させな
がら噴射塔２２内に送り込むと、空気中のごみ、ちり、
タバコの煙などの微粒子は、気液接触によって、噴射塔
２２内に発生させた微細水滴に捕捉され、水槽２１内に
落下し、あるいは、水滴にとりこまれたまま旋回運動し
つつサイクロン塔２３内に送り込まれる。

【０００７】サイクロン塔２３内に送り込まれた空気
は、サイクロン塔２３内を旋廻しつつ上昇する間に空気
の旋回運動によって生ずる遠心力作用でサイクロン塔２
３の内壁に押し付けられて気液分離され、微粒子を取り
込んだ水滴はその内壁に沿って落下し、水槽２１内に戻
され、ごみ、ちり、タバコの煙などの微粒子が取り除か
れた清浄な空気がサイクロン塔２３の排気筒２５から室
内に排出されるというものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】先行例１の装置は、要
するに、ノズル２８から噴出させた水を飛散板２９に衝
突させることにより微細水滴に分裂させ、これを空気の
旋回流にのせて送風し、さらに、空気の旋回運動によっ
て生じた強力な遠心力を空気中に含まれる微細水滴に作
用させるというメカニズムのものであるが、飛散板２９
に衝突して飛散した微細水滴は、単に空気の旋回流に乗
せられて送風されるのみで必ずしも気液接触処理が十分
に行われているわけではない。

【０００９】また、気液分離処理においても空気の旋回
流に乗せられた微細水滴は、遠心力作用をうけてサイク
ロン塔２３の内壁に振り切られるために、微細水滴に取
り込まれたごみ、ちりの類は空気中から除去されるが、
微細水滴に取り込まれなかったタバコの煙やガス成分の
ような極く軽い微粒子はかならずしも遠心分離されずに
サイクロン塔２３の排気筒２５からそのまま室内に排出
されてしまうことがわかった。

【００１０】このような問題点を解消するため、図７に
示すように筒体４１内に形成された空気の流通路内の前
後に互いに位置をずらせて衝立板４２を多段に配置し、
この衝立板４２に向けて、多数のノズル４３から水を噴
出させる空気清浄化措置が提案された（特開２０００−
４２３３８号公報参照）（先行例２）。この装置は、要
するに単一方向水噴射方式と、その噴射水を衝立板に衝
突させることにより水滴を捕捉させて空気中より分離す
る多段衝立気液分離方式とを組合わせたものである。図
中４４は送気ファンである、外気は、送気ファン４４で
吸引されて筒体４１内にはいり、プレフィルター４５で
ろ過され、気液接触ならびに気液分離の処理により、浄
化された空気は、冷却コイル４６を経て外部に送気され
る。４８は水槽である。水槽４８内の水はポンプ４７で
汲み上げられてノズル４３に給水される。

【００１１】先行例２によるときには、ノズル４３から
の噴射水が各衝立板４２に衝突して細かい飛沫となり、
その飛沫が流通路内に分散して気液の接触の機会を高
め、後段の衝立板４２に飛沫を衝突させて捕捉し、空気
中から分離することができる。しかし、この構造では、
各段の衝立板４２が、空気の流通路の邪魔板となって、
負荷抵抗を高め、空気の流動を妨げる恐れがある。

【００１２】本発明の目的は、空気の流動抵抗を高める
ことなく、気液接触を十分におこなって、空気中に含ま
れるごみ、ちり、タバコの煙、有害ガス成分のような極
軽い微粒子にいたるまで空気中から十分に分離除去しう
る空気浄化装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による空気浄化装置においては、筒体内に、
気液接触部と、気液分離部とを順に配置した空気浄化装
置であって、筒体は、外部から空気を吸引し、吸引した
空気を気液接触部と、気液分離部とを順に経由させて外
部に排出する空気の流動路を形成するものであり、気液
接触部は、噴射水を向き合わせに衝突させ、筒体内の空
気の流動路を横切って水幕を形成して外部から吸引した
空気と、水とを接触させる部分であり、気液分離部は、
気液接触部から排出された空気中に含まれる水滴を空気
中から分離除去する部分である。

【００１４】また、気液接触部は、ノズル配管を有し、
ノズル配管には、互いに向き合わせに配設されたノズル
の組を有し、ノズルの組は、噴射水を互いに衝突させて
筒体内に空気の流動路を横切って水幕を形成するもので
ある。

【００１５】また、ノズル配管は、空気の流動路を横切
って流動路の上流側と、下流側とに配設され、上流側の
ノズル配管には、下流側に向けて水を噴出する第１のノ
ズルの組が設けられ、下流側のノズル配管には、上流側
に向けて水を噴出する第２のノズルの組が設けられ、第
１の組のノズルと、第２の組のノズルとは、互いに向き
合わされ、第１の組のノズルから噴出した水と、第２の
組のノズルから噴出した水とは、互いにぶつかって、周
囲に水幕を形成するものであることを特徴とするように
なっているものである。

【００１６】また、ノズル配管は、空気の流動路を横切
って筒体内に格子状または網状に配設され、ノズルの組
は、ノズル配管の各所に分散させて設けられているもの
である。

【００１７】また、気液接触部は、筒体内の上流側と下
流側とに配設された２組以上のノズル配管の対を有し、
各ノズル配管の対には、それぞれ向き合わせにノズルが
設けられているものである。

【００１８】また、気液分離部は、空気の流動方向に沿
って波型に屈曲された分離板を並列に組合わせることに
よって形成されたものであり、分離板の板面は、空気中
に含まれる水滴を捕捉して空気中より分離させる面であ
る。

【００１９】また、分離板は、板面に分散して多数の突
子又は突条を有し、各突子又は突条は、分離板の板面に
突出し、分離板の板面に沿って流動する空気中の水滴を
捕捉して空気中から分離するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって説明する。図１、２において、本発明による空気
浄化装置においては、一端面に吸気口１を、他端側に送
気口を開口した横長の筒体３内に、吸気口１側から順
に、プレフィルター４と、ルーバー５と、気液接触部６
と、気液分離部７と、冷却コイル８と、再熱コイル９
と、送気ファン１０とを順に配置したものである。筒体
３は、送気ファン１０によって外部から吸引した空気の
流通路を形成するダクトであり、送気口２は、筒体３の
他端側の一側面に開口したものである。

【００２１】プレフィルター４は、吸気口１から吸引す
る外部空気中に含まれる粒子径の大きいごみ、ちりの類
を吸着させるものであり、ルーバー５は、気液接触部６
に発生する水滴が吸気口１側に逆流するのを阻止するも
のである。

【００２２】気液接触部６は、噴射水を向き合わせに衝
突させ、筒体内の空気の流動路を横切って水幕を形成し
て外部から吸引した空気と、水とを接触させる部分であ
り、図３に示すように、格子状または網状に配管された
ノズル配管１１を有し、格子状または網状の配管の各部
に分散してノズル１２が装備されている。

【００２３】ノズル配管１１は、空気の流動路を横切っ
て筒体３内の流動路の上流側と、下流側とに配設され、
ノズル配管１１には、ノズル１２ａ，１２ｂを互いに向
き合わせに配置する。すなわち、図４に示すように上流
側のノズル配管１１ａには、下流側に向けて水を噴出す
る第１のノズル１２ａの組が設けられ、下流側のノズル
配管配管１１ｂには、上流側に向けて水を噴出する第２
のノズル１２ｂの組が設けられ、第１の組のノズル１１
ａと、第２の組のノズル１２ｂとは、互いに向き合わさ
れ、第１の組のノズル１２ａから噴出した水と、第２の
組のノズル１２ｂから噴出した水とは、互いにぶつかっ
て、周囲に水幕を形成するようになっているものであ
る。

【００２４】本発明において、「水幕」とは、周囲にま
き広げられた微細水滴の層である。この実施形態におい
て、気液接触部６には、ノズル配管１１の組を直列に前
後２段に設けた例を示しているが、ノズル配管１１の組
は、１段でもよく、あるいは前後３段以上に設けてもよ
い。図１において、気液接触部６の直下には、水槽１３
が設置され、水槽１３内の水は、ポンプ１４で汲み上げ
られて気液接触部７の各段のノズル配管１１に給水され
る。

【００２５】気液分離部７は、気液接触部６から排出さ
れた空気中に含まれる水滴を空気中から分離除去する部
分である。この実施形態において、気液分離部７は、図
５に示すように、空気の流動方向に沿って波型に屈曲さ
れた分離板１５を並列に配列することによって形成され
たものである。

【００２６】分離板１５の波型の板面は、空気中に含ま
れる水滴を捕捉して空気中より分離させる面となり、さ
らに、各分離板１５には、板面に分散して多数の突子又
は突条１６が設けられている。各突子又は突条１６は、
分離板１５の板面に突出し、分離板１５の板面に沿って
流動する空気中の水滴を捕捉して空気中から分離するも
のである。気液分離部７は、底に受け皿１７を有し、分
離板１５の板面に捕捉された水滴は、自重で板面を落下
し、ドレイン１８をとおして水槽１３内に戻される。

【００２７】本発明において、水槽１３内に、予め定量
の水を充填し、ポンプ１４を駆動して水槽１３内に溜め
られた水を気液接触部６のノズル配管１１（１１ａ，１
１ｂ）に給水すると、図４に示すように、第１の組のノ
ズル１２ａおよび第２の組のノズル１２ｂよりいっせい
に噴出させると、第１の組のノズル１２ａから噴出した
水と、第２の組のノズル１２ｂから噴出した水とは、互
いにぶつかって、周囲に厚い水幕が形成される。

【００２８】一方、送気ファン１０を回転駆動し、室内
の空気を吸気口１をとおして筒体３内に吸引すると、筒
体３内に吸引された空気はまず、プレフィルター４をと
おって、空気中に含まれる比較的粒子径の大きいごみ、
ちりの類が吸着され、ついでルーバー５を通過して気液
接触部６に流入する。気液接触部６においては、ノズル
配管の各所のノズルから噴出した噴射水の衝突によっ
て、流通路の横断面全体にわたって水幕が形成される。

【００２９】外部から吸引された空気は、この水幕を通
過する間に、水幕の微細水滴に接触し、気液接触が十分
に行われ、プレフィルター４を通過した相対的に粒径の
小さいごみ、ちりの類、さらには、タバコの煙、各種ガ
ス成分のような細かい微粒子や雑菌類が水洗され、ある
いは微細水滴に取り込まれて引き続き送風され、気液分
離部７に達する。

【００３０】気液分離部７において、空気が波型の各分
離板１５に沿って流動する間に、空気中の微細水滴は、
分離板１５の板面や板面に突出させた突子又は突条１６
に捕捉されて空気中から除去され、浄化された空気は、
送気ファン１０に吸引され、必要により動作させた冷却
コイル８あるいは再熱コイル９によって、空気温度が調
節されて送気口２より筒体３の外部に圧送される。

【００３１】図７に示す従来装置の噴射方式を“一方向
水噴射方式”としたときに、本発明による方式は、“対
面水噴射方式”である。本発明は対面水噴射方式によっ
て、筒体３内の空気の流動路を横切って厚い層の水幕が
形成され、外部から吸引した空気は、この厚い水幕をく
ぐり抜ける間に水滴と繰り返し緊密に接触するため、気
液の接触効率が高く、また、気液分離部７は、空気の流
動方向に沿って波型に屈曲された複数枚の分離板１５を
並列に組合わせることによって形成したものであるた
め、空気の流動抵抗が小さく、背圧が過大とならずに有
効に空気を浄化できる。また、気液接触部６において
は、噴射水の衝突により、噴射水が微細水滴に分裂して
空気中に大量の負イオンが発生し、発生した負イオン
は、浄化された空気とともに外部に送出される。

【００３２】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。実施例は、空
気中に含まれたガス成分除去能力を測定した結果を示す
ものである。実施例には対面水噴射式ノズル配管の組を
直列に前後２段に設けた気液接触部を有する空気浄化装
置を用いた。また、比較例には、１段の単一方向水噴射
ノズル配管を有する気液接触部と、段違いに配列した複
数の衝立を有する気液分離部との組合わせであって、実
施例の装置とほぼ同等の能力，容量の空気浄化装置（図
７参照）を用いた。

【００３３】Ａ．実施例に用いた空気浄化装置の仕様：１．容量（重量）：１０，０００Ｍ３／Ｈ２．空気浄化装置本体サイズ：５，９００ｍｍ（Ｌ）×１，６００ｍｍ
（Ｗ）×１，６５０ｍｍ（Ｈ）３．外気取入口サイズ２５０ｍｍ（Ｌ）×１，０００ｍ
ｍ（Ｗ）×７５０ｍｍ（Ｈ）

【００３４】４．ノズル配管のサイズ第１段ノズル配管６００ｍｍ（Ｌ）×１，５００ｍｍ（Ｗ）×１，０００
ｍｍ（Ｈ）第２段ノズル配管６００ｍｍ（Ｌ）×１，５００ｍｍ（Ｗ）×１，０００
ｍｍ（Ｈ）ルーバー６００ｍｍ（Ｌ）×１，５００ｍｍ（Ｗ）×１，０００
ｍｍ（Ｈ）ノズルの数第１段ノズル配管１１７個第２段ノズル配管１１７個

【００３５】５．気液分離装置分離板のサイズ４００ｍｍ（Ｌ）×１，６００ｍｍ（Ｗ）×１，０００
ｍｍ（Ｈ）分離板の形状：板面の一方に突子を形成した板を波型
に折り曲げたもので、折り曲げ角度を９０°とし、波型
を板面の６個所に形成したもの。分離板の枚数：５３枚分離板の相互の間隔：１５ｍｍ

【００３６】６．水槽のサイズ：１，３００ｍｍ（Ｌ）
×１，６００ｍｍ（Ｗ）×６５０ｍｍ（Ｈ）水槽の位置：筒体内部の第１段および第２段のノズル
配管と、気液分離装置との下方空間

【００３７】７．送風機風量：１０，０００Ｍ３／Ｈ静圧：９０ｍｍＡｑ電力：三相２００Ｖ６０Ｈｚ７．５Ｋｗ８．ポンプ流量：３００リットル／分電力：三相２００Ｗ３Ｋｗ９．実施条件使用水：市水通気設定：一回通気のみ（ワンパス）

【００３８】Ｂ．測定結果

【表１】ＮＨ₃の検出結果単位：ｐｐｍ

【００３９】

【表２】ＳＯ₄ ^2-検出結果単位：ｐｐｍ

【００４０】

【表３】ＮＯ₂検出結果単位：ｐｐｍ

【００４１】

【表４】ＮＯ₃の検出結果単位：ｐｐｍ

【００４２】

【表５】ＨＰＯ₄ ^2-の検出結果単位：ｐｐｍ

【００４３】

【表６】Ｎａ⁺の検出結果単位：ｐｐｍ

【００４４】

【表７】Ｃｌの検出結果単位：ｐｐｍ

【００４５】

【表８】ＴＯＣの検出結果単位：ｐｐｍ

【００４６】

【表９】Ｏ₃の検出結果単位：ｐｐｍ

【００４７】

【表１０】Ｂｒの検出結果単位：ｐｐｍ

【００４８】

【表１１】内部静圧単位：ｍｍＡｑ

【００４９】以上、表１〜１０に明らかなとおり、空気
中に含まれた各種ガス成分を有効に除去でき、また、筒
体内の内部静圧は、比較例に比べて大幅に減少されてい
ることがわかる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明は、気液接触部６に
対面水噴射方式を用い、噴射水を微細水滴に分裂させる
とともに、空気の全流動路を横切って厚い層の水幕を形
成するため、外部から吸引した空気はこの厚い水幕を潜
り抜けて通過する間に水滴と接触して気液の接触効率を
高め、したがって、空気中に含まれるごみ、ちりの類、
さらには、タバコの煙、各種ガス成分のような細かい微
粒子や雑菌類が水洗され、あるいは微細水滴に取り込ん
で、空気中から有効に除去することができる。

【００５１】また、気液分離部には、空気の流動方向に
沿って波型に屈曲された複数枚の分離板を並列に組合わ
せることによって形成したものであるため、空気の流動
抵抗が小さく、流通路の静圧が過大とならずに有効に空
気を浄化できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す空気浄化装置の断面
平面図である。

【図２】本発明の１実施形態を示す空気浄化装置の断面
図である。

【図３】ノズル配管の正面図である。

【図４】気液接触部に用いた対のノズル配管の組合わせ
要領を示す図である。

【図５】気液分離部に用いた波型の分離板の組合わせを
示す図１のＡ部拡大図である。

【図６】先行例１の構造を示す図である。

【図７】先行例２の構造を示す図である。

【符号の説明】

１吸気口２送気口３筒体４プレフィルター５ルーバー６気液接触部７気液分離部８冷却コイル９再熱コイル１０送気ファン１１（１１ａ，１１ｂ）ノズル配管１２（１２ａ、１２ｂ）ノズル１３水槽１４ポンプ１５分離板１６突子又は突条１７受け皿１８ドレイン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500473841 シー．エー．エス．（ヨーロッパ）ビー. ブイ. Ｃ．Ａ．Ｓ．（Ｅｕｒｏｐｅ）Ｂ．Ｖ. オランダ国，ロッテルダム，3011ＡＡ、ブュアースプレイン 37，ルーム 377 Ｂｅｕｒｓｐｌｅｉｎ37，Ｒｏｏｍ377, 3011ＡＡ，Ｒｏｔｔｅｒｄａｍ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者金鍾沫大韓民国ソウル特別市江東区吉洞413−20 株式会社コリアクリーンエアーシステム内Ｆターム(参考） 4D032 AB09 AC05 AC39 BA01 BA06 BB03 BB20 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒体内に、気液接触部と、気液分離部と
を順に配置した空気浄化装置であって、筒体は、外部から空気を吸引し、吸引した空気を気液接
触部と、気液分離部とを順に経由させて外部に排出する
空気の流動路を形成するものであり、気液接触部は、噴射水を向き合わせに衝突させ、筒体内
の空気の流動路を横切って水幕を形成して外部から吸引
した空気と、水とを接触させる部分であり、気液分離部は、気液接触部から排出された空気中に含ま
れる水滴を空気中から分離除去する部分であることを特
徴とする空気浄化装置。
【請求項２】気液接触部は、ノズル配管を有し、ノズ
ル配管には、互いに向き合わせに配設されたノズルの組
を有し、ノズルの組は、噴射水を互いに衝突させて筒体内に空気
の流動路を横切って水幕を形成するものであることを特
徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項３】ノズル配管は、空気の流動路を横切って
流動路の上流側と、下流側とに配設され、上流側のノズ
ル配管には、下流側に向けて水を噴出する第１のノズル
の組が設けられ、下流側のノズル配管には、上流側に向
けて水を噴出する第２のノズルの組が設けられ、第１の
組のノズルと、第２の組のノズルとは、互いに向き合わ
され、第１の組のノズルから噴出した水と、第２の組の
ノズルから噴出した水とは、互いにぶつかって、周囲に
水幕を形成するものであることを特徴とする請求項２に
記載の空気浄化装置。
【請求項４】ノズル配管は、空気の流動路を横切って
筒体内に格子状または網状に配設され、ノズルの組は、ノズル配管の各所に分散させて設けられ
ているものであることを特徴とする請求項２に記載の空
気浄化装置。
【請求項５】気液接触部は、筒体内の上流側と下流側
とに配設された２組以上のノズル配管を有し、各ノズル
配管には、それぞれ向き合わせにノズルが設けられてい
るものであることを特徴とする請求項２に記載の空気浄
化装置。
【請求項６】気液分離部は、空気の流動方向に沿って
波型に屈曲された分離板を並列に組合わせることによっ
て形成されたものであり、分離板の板面は、空気中に含
まれる水滴を捕捉して空気中より分離させる面であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
【請求項７】分離板は、板面に分散して多数の突子又
は突条を有し、各突子又は突条は、分離板の板面に突出
し、分離板の板面に沿って流動する空気中の水滴を捕捉
して空気中から分離するものであることを特徴とする請
求項５に記載の空気浄化装置。