JP2003343877A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物理的なフィルターを使用せずにレナード現
象を利用して空気中の浮遊塵埃、油煙、臭気、細菌等を
除去すると共に、空気中に微細水粒子やマイナスイオン
を供給し作業環境や居住環境を浄化する空気清浄装置を
提供する。 【解決手段】 下部は水槽２に連なり上部には空気送出
口５ａを有する外筒３の内側に、上部に前記外筒を貫通
する空気導入管１３を接続した内筒４を設け、該内筒の
内底部には、回転自在に支持された被転円盤７と、該被
転円盤に回転を生じさせるべく上方から適宜の噴射角に
て水を噴射する噴射ノズル８とを設ける一方、内底部周
囲の内筒周壁を多孔板１２で形成し内外筒を連通させ、
更に、空気導入管１３から内筒４、外筒３を経て空気送
出口５ａに至る空気流を生じさせる送風手段（５）と、
水槽２内の水を噴射ノズル８に圧送する手段（１６−１
４−１７−１８−１０）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理空気を微細な
水粒子に接触させて空気中の汚染物質や臭気を補足・除
去し、清浄化すると共に、微細水粒子やマイナスイオン
を供給する空気清浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気清浄装置としては、ＨＥＰＡ
フィルターや活性炭フィルターなどによって空気中の汚
染粒子を吸着するフィルター方式が一般である。このよ
うなフィルター方式の空気清浄装置によって処理された
空気は、塵埃粒子が存在しないという点では清浄である
が、フィルターの空気圧損失が大きく送風に多大な動力
を必要としていた。また、空気をフィルターに循環させ
ることによって空気中のマイナスイオンが減少するた
め、人間の活動空間としては必ずしも好ましいものとは
いえず、マイナスイオンが極端に不足した環境で長時間
作業を行うと頭痛や目まい等の原因となる。

【０００３】一方、空気中で微細な水滴が分裂すると周
囲の空気がマイナスイオン化することが知られている。
この現象は、発見者の名に因んでレナード現象と呼ば
れ、自然界では滝や渓流などの周囲で発生している。水
滴の分裂によって生じる微細水粒子（ミスト）が空気中
に拡散し塵埃を捕捉、排除することに加えて、空間が快
適な温湿度に維持され、且つ、微細水粒子と共にマイナ
スイオンが比較的長時間、広範囲に渡り残存し、清浄で
あると共に、人間の活動環境として極めて有益な空間を
作り出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記の点に鑑みて、物理的なフィルターを使用せずにレ
ナード現象を利用して空気中の浮遊塵埃、油煙、臭気、
細菌等を除去すると共に、空気中に微細水粒子やマイナ
スイオンを供給し作業環境や居住環境を浄化する空気清
浄装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】下部は水槽に連なり上部
には空気送出口を有する外筒の内側に、上部に前記外筒
を貫通する空気導入管を接続した内筒を設け、該内筒の
内底部には、回転自在に支持された被転円盤と、該被転
円盤に回転を生じさせるべく上方から適宜の噴射角にて
水を噴射する噴射ノズルとを設ける一方、内底部周囲の
内筒周壁を多孔板で形成し内外筒を連通させ、更に、空
気導入管から内筒、外筒を経て空気送出口に至る空気流
を生じさせる送風手段と、水槽内の水を噴射ノズルに圧
送する手段とを設けた。上記被転円盤は、上面が中心部
から外周部に向かう傾斜面をなすと共に、放射方向に配
向された複数の羽根を有するものとした。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１乃至図３は本発明実施形態の
空気清浄装置１を示すものである。図において、空気清
浄装置１は水槽２の上部に円筒状の外筒３を設け、更に
該外筒３の内側に同じく円筒状の内筒４を同心に配置し
ている。

【０００７】外筒３は、内周壁に螺旋状の風流ガイド３
ａを設け、上部には外筒３内の空気を空気吹出口５ａか
ら外部に送出する送風機５を設ける一方、水槽２に連な
る内定部付近には、水を流下させる多数の孔６ａを開口
したグレーチング６（パンチメタル）を設け、該グレー
チング６の上側に内筒４が固定されている。そして、内
筒４の内定部には被転円盤７を配置し、更にその上方に
は被転円盤７に水を噴射する噴射ノズル８を設けてい
る。

【０００８】被転円盤７は、回転軸７ａが支持部材９に
ラジアルベアリング９ａ，９ａ、スラストベアリング９
ｂを介して回転自在に支持されている。尚、図示例では
支持部材９はグレーチング６の中央に固定されている
が、グレーチング６を設けずに外筒３内底部にフレーム
（図示せず）を架設し、該フレームに支持部材９を固定
しても良い。

【０００９】そして、被転円盤７は、上面中央が上方に
膨出した凸面をなし、中心部から外周部に向けて緩い傾
斜面を形成すると共に、放射方向に配向された８枚の羽
根７ｂ（フィン）を有している。該羽根７ｂの枚数は特
に限定されるものではないが、回転にアンバランスを生
じないよう回転対称配置であることが好ましい。

【００１０】噴射ノズル８は、内筒４の中心部に配置さ
れた導水管１０の下端部にＴ字ジョイント８ａを介して
２個設けられている。各噴射ノズル８，８は被転円盤７
の周辺寄りの部分に対向し、夫々、被転円盤７の回転方
向と同方向の適宜の噴射角（実施形態では３０度）をな
して傾斜して設けられていることで、該各噴射ノズル
８，８からの噴射水圧によって被転円盤７に回転を付与
する。

【００１１】そして、噴射ノズル８は、２個以上であっ
ても良いが、被転円盤７に作用する水圧がアンバランス
にならないように回転対称配置であることが好ましい。
また、被転円盤７が任意の回転角位置における停止状態
から噴射水によって確実、且つ、迅速に起動できるよう
に噴射ノズル８の数と羽根７ｂの数が設定される必要が
ある。

【００１２】上記噴射ノズル８及び被転円盤７周囲の内
筒４周壁部は、多数のスリット１１を有するスリット板
１２で構成され、スリット１１を介して内筒４内と外筒
３内とが連通している。尚、スリット板１２の代わりに
パンチメタル等の多孔板を用いることも出来、その場
合、スリット１１は長目穴、丸穴、異形穴等とすること
が出来る。そして、内筒４の上端付近周壁部には、外筒
３を貫通して空気導入管１３が接線方向に接続してい
る。

【００１３】更に、図１において、１４はポンプ、１５
は取水部材（フィルタ）、１６，１７，１８は導水管で
あり、これらは前記導水管１０と共に噴射ノズル８への
水循環路を構成している。また、１９は給水管、２０は
オーバーフロー口、２１は排水口であり、２２は水槽２
の満水時に給水管１９を閉じるフロート弁である。

【００１４】次に上記実施形態に基づく作用について図
面と共に説明する。図１において、ポンプ１４の作動に
より水槽２内の水は取水部材１５、導水管１６，１７，
１８，１０を通じて噴射ノズル８に圧送され、該噴射ノ
ズル８より被転円盤７に向けて噴射される。そして、被
転円盤７の上面及び羽根７ｂに衝突し、その衝撃で水流
は細分化され、水飛沫となって飛散すると共に、羽根７
ｂに作用する噴射水圧により被転円盤７は図４に示す如
く噴射ノズル８の傾斜方向に回転する。

【００１５】被転円盤７の回転により振り回された水滴
は周囲のスリット板１２に衝突す気流ガイドる際、スリ
ット１１のエッジで剪断されることによって更に細分化
され、微細水粒子（ミスト）となり、内筒４内及び外筒
３内に充満する。また、水滴が微細化される過程で微細
水粒子と共に多量のマイナスイオンが発生する。

【００１６】一方、送風機５の作動により外筒３内及び
内筒４内が減圧され、空気導入管１３を通じて２内筒４
内に空気が吸入される。内筒４内に吸入された空気は、
空気導入管１３の接続方向及びそれと同方向の被転円盤
７の回転により内筒４内を螺旋状に旋回しながら流下
し、スリット板１２のスリット１１を通り外筒３内に至
り、更に、外筒３内の風流ガイド３ａに沿って螺旋状に
旋回しながら上昇する過程で、外筒３内に充満する微細
水粒子と混合され、空気に含まれている浮遊粉塵、油
煙、臭気、細菌等はこれらを核として微細水粒子が吸着
することにより、次第に大きな水滴を形成し、重量が増
加することによって落下し、水飛沫や水流に取り込まれ
水槽２内に流下する。

【００１７】また、被転円盤７の回転で振り回された水
滴と共にスリット１１を通過した粒子は、増加した重量
に作用する遠心力によって外筒３内周壁に衝突するかま
たはそのまま落下し、水槽２内に流入する。

【００１８】このようにして汚染物質を分離除去する一
方、微細水粒子とマイナスイオンを含んだ清浄空気のみ
が外筒３内を上昇し、送風機５の吹出口５ａより外部に
送出される。この微細水粒子とマイナスイオンを含んだ
清浄空気は、単に汚染物質が除去されたという意味で清
浄であるのみならず、湿度調節機能やマイナスイオンに
よる人体へのリラクゼーション効果、更には、酸化抑制
効果、除菌効果を有し、食品などに対する繊度保持にも
有効であり、人体や環境に極めて有益な清浄環境を作り
出すことができる。

【００１９】次に、本発明実施形態の空気清浄装置１か
ら送出される清浄空気中に含まれる微細水粒子の粒径、
及び個数をパーティクルカウンタを用いて測定する実験
を行った。結果を下表に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】測定の結果、粒径が０．３ミクロン以下の
微細水粒子が全体の９３．３％を占めている。参考まで
に、従来の超音波振動板式加湿器で発生する水粒子の粒
径は、０．４〜１５ミクロンの範囲に分布し、平均２．
７ミクロン程度であるから、本発明の空気清浄装置１に
よる微細水粒子は充分に微細化されていると云える。

【００２２】尚、特に低湿度環境が要求される場合に
は、外筒最上部のデミスター取付部３ｂに水滴除去フィ
ルターを設けることもできる。また、図示例では外筒
３、内筒４が共に円筒形状である場合を示したが、それ
らは完全な円筒形状に限定されるものではなく、角丸四
角筒状（多角筒）等とすることもできる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の空気清浄装置は、上記の通り構
成されているので、装置内部で発生する微細水粒子に処
理空気を効率良く接触させ、空気中の浮遊粒子、油煙、
細菌、臭気等を吸着し、水滴中に取り込んで分離除去す
る一方、汚染物質に吸着せずに残存した微細水粒子と、
該微細水粒子と共に発生したマイナスイオンとを含んだ
清浄空気のみを外部に送出でき、清浄効果に加えて湿度
調節機能、マイナスイオンによる人体へのリラクゼーシ
ョン効果、更には除菌効果と酸化抑制効果により食品な
どに対する繊度保持効果等も期待でき、人体や環境に有
益な清浄空間を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の空気清浄装置を示す正断面図
である。

【図２】本発明実施形態の空気清浄装置を示す平面図で
ある。

【図３】本発明実施形態の空気清浄装置を示す要部側断
面図である。

【図４】噴射ノズル及び被転円盤を示す要部斜視図であ
る。

【図５】スリット板を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 空気清浄装置 ２ 水槽 ３ 外筒 ４ 内筒 ５ 送風機 ５ａ 空気送出口 ７ 被転円盤 ８ 噴射ノズル ９ グレーチング １０，１６，１７，１８ 導水管 １１ スリット １２ スリット板（多孔板） １３ 空気導入管 １４ ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部は水槽に連なり上部には空気送出口
   を有する外筒の内側に、上部に前記外筒を貫通する空気
   導入管を接続した内筒を設け、該内筒の内底部には、回
   転自在に支持された被転円盤と、該被転円盤に回転を生
   じさせるべく上方から適宜の噴射角にて水を噴射する噴
   射ノズルとを設ける一方、内底部周囲の内筒周壁を多孔
   板で形成し内外筒を連通させ、更に、空気導入管から内
   筒、外筒を経て空気送出口に至る空気流を生じさせる送
   風手段と、水槽内の水を噴射ノズルに圧送する手段とを
   設けたことを特徴とする空気清浄装置。
2. 【請求項２】 被転円盤は、上面が中心部から外周部に
   向かう傾斜面をなすと共に、放射方向に配向された複数
   の羽根を有する請求項１記載の空気清浄装置。