JP2005103418A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】 気液接触を行い空気を浄化する湿式空気清浄機において、効率よく気液接触を行うとともに、装置の小型化、低価格化を図ることのできる空気清浄機を提供することにある。
【解決手段】 上記課題を解決するために本発明の空気清浄機は、間隔を設けて並んだ複数の流水部材と、流水部材に処理液を供給する処理液供給手段と、流水部材間に空気を流動させる送気部および吸気部の少なくとも一つとを備え、流水部材に処理液供給手段より供給された処理液と、複数の流水部材の相互間に形成された空隙を流動する空気とを、気液接触させることにより、空気中の汚染物質を減少させることを特徴とする。流水部材と流水部材との間に汚染された空気を流動させることにより、圧力損失を小さくし、大量の空気を気液接触させ、処理することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、気液接触により空気の浄化を行う湿式の空気清浄機に関する。

空気を浄化する空気清浄機は、乾式空気清浄機と湿式空気清浄機とがある。このうち湿式空気清浄機においては、空気を取り込み内部の処理液と気液接触を利用して汚染空気を処理する。この処理方法では、汚染物質を含む空気と処理液としての水とが接触することにより、空気内の汚染物質が水に溶解して処理される。このためごみ、塵、タバコの煙等を処理したり、脱臭剤を使用しなくとも脱臭できる。

湿式空気清浄装置は、除去できないガス成分があるものの、乾式空気清浄機に比べ、（１）１μｍ以下の粒子の集塵が可能、（２）使用時間に比例した能力低下が起きにくい、（３）フィルタ交換の手間の低減やランニングコストの安価化が可能、（４）連続使用での臭いや粉塵の再飛散が起きにくいなどの利点がある。

しかしながら湿式空気清浄装置では、給液不足による性能劣化が問題とされており、いかに水分の不足を解消するかといった視点で発明が考案されている。湿式空気清浄機としては、金属フィルタに水を滴下する特許文献１、固定フィルタに水を噴霧する特許文献２、固定フィルタに水を滴下する特許文献３、特許文献４、ロールフィルタに水を浸す特許文献５などがある。

実登第３０６５６６０号公報 特開平８−２９９７５１号公報 特開平１０−２６３３４９号公報 特開平７−２６５６５８号公報 特開平７−１９４９１４号公報

このように気液接触の方法としては、噴霧や滴下といった方法が考案されているが、機械が大型・高価となり移動性に欠ける。例えば噴霧するためには噴霧装置が必要であり高価で大型の物になってしまうばかりか、噴霧では上手く気液混合されずそのままガス成分が通過してしまう割合が高く、大量の処理には不向きと言われている。また滴下方式では、一般的にポンプからの臭い、音がうるさいといった問題がある。

さらにフィルタ方式では、一般的に圧力損失が大きいため、大型化・高価になっており、ロール方式では、構造が複雑化し、大型化・高価になるとともに、使用して巻取られたフィルタからの臭いや、雑菌の繁殖、ロールの巻取りを自動にすると騒音の発生といった問題があった。

そこで本発明の課題は、気液接触を行い空気を浄化する湿式空気清浄機において、効率よく気液接触を行うとともに、装置の小型化、低価格化を図ることのできる空気清浄機を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために本発明の空気清浄機は、
間隔を設けて並んだ複数の流水部材と、流水部材に処理液を供給する処理液供給手段と、流水部材間に空気を流動させる送気部および吸気部の少なくとも一つとを備え、
流水部材に処理液供給手段より供給された処理液と、複数の流水部材の相互間に形成された空隙を流動する空気とを、気液接触させることにより、空気中の汚染物質を減少させることを特徴とする。

間隔をあけて複数の流水部材を並べて設置し、その流水部材へ接続された処理液供給手段によって、処理液を流水部材へ導入することができる。流水部材上部から導入された処理液は、流水部材内または流水部材壁面を伝って落下する。また送気部および吸気部の少なくとも一つを備え、流水部材と流水部材との間に生成された空隙に空気を送ることができる。これにより処理液と汚染空気とが、気液接触することができ、空気中の汚染物質を処理液により減少することができる。流水部材を間隔をあけて並べ、この流水部材相互間に形成された空隙を流動するように空気を送ることによって、流水部材に対し垂直に空気を送る場合に比べ、多量の空気を流水部材内または流水部材壁面を落下する処理液と接触させることができる。これにより気液接触による汚染物質除去効率をあげることができる。

流水部材の形状としては、板状とし、その板面に沿って空気を流動させるようにできる。板面に垂直に空気を流動させる場合に比べ、板面に沿って空気を流動させることにより、圧力損失を小さくすることができ、気液接触する風量を多くすることができる。また圧力損失を小さくすることができることから、送気部や吸気部を小型化、低騒音化することもできる。加えて、安価な材料を使用して板状に成形すればよいため、材料費や製造コストを抑えることができる。さらに板面に沿ってまたは部材内を流水させるため、処理液が飛び散ることなく板面末端まで流水させることができ、気液接触の領域を広くし効率よく気液接触させることができる。

さらに流水部材の形状としては、多角柱または円柱とすることもできる。多角柱または円柱を並べ、上部に処理液供給手段を接続し、多角柱または円柱の側面に沿う方向に空気を流動させ、処理液と空気とを気液接触させることができる。流水部材をこのような形状にし、間隔をあけて並べ、この流水部材相互間に空気を流動させることにより、大量の空気を処理液と接触させることができ、汚染空気から汚染物質を減少または除去することができる。

これらの流水部材は、平行に並べることもできる。複数の流水部材を、各々平行に配置し、流水部材相互間に空気を流動させることにより、大量の空気を処理液と接触させることができる。

流水部材としては、内部に処理液を含浸する含浸部材を使用することができる。含浸部材は、吸水性、通気性のあるもので、処理液を吸水し流動させることのできるものである。特に表面積の大きいものが望ましい。

また他の本発明の空気清浄機は、
一面が格子状の含浸部材と、含浸部材に処理液を供給する処理液供給手段と、含浸部材の空隙に空気を流動させる送気部および吸気部の少なくとも一つとを備え、
含浸部材に処理液供給手段より供給された処理液と、含浸部材の格子面の空隙内を通過する方向に流動する空気とを、気液接触させることにより、空気中の汚染物質を減少させることを特徴とする。

含浸部材の一面を格子状に形成し、その格子面の空隙内を通過する方向に空気を流動させる。格子面の空隙内を通過する方向、つまり格子面に対して垂直の方向に空気を流動させることにより、大量の空気を処理液と気液接触させ、処理することができる。

含浸部材は、吸水性がよく、表面積の大きなものが望ましく、例えば不織布で形成することができる。これにより十分に処理液を吸収するとともに、通気性もよくすることができ、気液接触による汚染物質除去の効率をあげることができる。

流水部材としては、流水部材壁面を処理液が流水する含浸性のないものを使用することもできる。通気性がなくてもよい。例えば、金属やプラスチックなどにより形成することができる。壁面を処理液が伝わって流動し、この処理液と空気を気液接触させることで、空気を清浄化することができる。

処理液供給手段は、流水部材または含浸部材の上面に接続されて、流水部材または含浸部材に処理液を供給する孔が形成された給液管を有し、その孔より処理液を流水部材または含浸部材へ放出する。給液管に孔を形成し、この孔より流水部材または含浸部材へ処理液を放出する形状とすることで、自然落下により処理液を流動させることができるため、ポンプや噴霧器などの装置が必要でなく、低騒音で小型化、低価格化できる。また移動性もよくできるうえ、複雑な構造とする必要がないため、機能低下や故障が起こりにくい。

さらに本発明の空気清浄機は、オゾン発生部を備え、処理液として、オゾン水を使用するようにもできる。オゾン発生部でオゾンを発生させることができる。オゾン発生部で発生したオゾンを、処理液供給手段の処理水と接触させることによって、オゾン水を生成することができる。オゾン水は、酸化・分解力に優れるため、処理液をオゾン水とすることで、気液接触により処理液に取り込んだ汚染物質を酸化や分解したりして、処理することができる。

以下、図面に示す実施例を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１に本発明の空気清浄機を示す。本発明の空気清浄機１は、複数の流水部材が並んで配置された気液混合部４、オゾンを発生するオゾン発生部１１、気液混合部に処理液を導入する処理液供給手段としての給液部１２や給液管１６、空気を吸引する吸気部６、気液混合で使用された処理液を溜める貯水部５、その処理液の処理部８そして排水部９とを含む。

オゾン発生部１１においてオゾンを発生させることができる。オゾン発生部１１と給液部１２が接続されており、オゾン発生部１１で発生したオゾンを給液部１２に送る。給液部１２には、給液管１５により、水または溶液等が外部から送られる。給液部１２において、オゾンを水または溶液に混入することができる。これによってオゾン水を生成する。また気液混合部４と給液部１２とは、給液管１６で接続されており、給液部１２の処理液を給液管１６により、気液混合部４へ送ることができる。

汚染された空気２は、吸気部６によって空気清浄機１内に空気導入口３より導入される。導入された空気２は、気液混合部４を通過する。この気液混合部４において、処理液と気液接触する。

ところでメンテナンスサイクルを長期化するために、空気清浄機内の気液混合部の上部に大きな塵や埃を除去する樹脂や金属メッシュを使ったプレフィルタ、電気集塵、不職布等と使った集塵部を設けてもよい。

給液部１２には、外部から給液管１５によって水または溶液を給液する。これは、必要な水位に達するとシャッタ等により自動的に給液が止まるようにする。オゾン発生部１１においてオゾンが生成され、給液部１２の水に曝気などによりオゾンを混入させ、オゾン水が生成される。生成されたオゾン水は、給液管１６により気液混合部へ送られる。オゾン水を使用した場合、気液接触により、汚染空気中から除去した汚染物質を酸化または分解することができる。これにより溶解度を上げたり、有害物質を無害物質に変化させたりすることができる。

オゾンの発生方法は、複数あるが、図２に、放電によるオゾン発生装置１００を示す。放電により高濃度の気相のオゾンを発生し、水と気液接触させ、水にオゾンを溶解させてオゾン水を得る。１対の対向する電極１０１，１０２により板状の誘電体１０３を挟んで、放電素子を形成する。この放電素子と放電素子に交流高電圧を印加する昇圧変圧器１０６，交流電源１０７により放電装置を構成する。対向した電極１０１，１０２に交流高電圧を加えると、電極間に無声放電が起こる。この電極１０１，１０２間に空気または酸素１０４を導入することにより、オゾン１０５を生成する。放電素子に印加する電圧をコントロールすることにより、オゾンの発生量を調整することができる。発生したオゾン１０５を図１の送気管１８で給液部１２へ送り、給液部１２の水と曝気などにより接触させ、オゾンを水に溶解させることによりオゾン水を得る。

図１に戻り、給液部１２から、給液管１６を通り、オゾン水を気液混合部４へ導入する。なおオゾン発生部１１を備えず、水または溶液を気液混合部４へ導入するようにしてもよい。この場合、装置を簡略化できる。また処理する汚染空気に合わせて、給液部に溶液を混入させてもよい。

気液混合された空気中のガス成分は、処理液に取り込まれ、処理液とともに貯水部５に溜まる。気液接触により清浄化された空気は、吸気部６によって排出口１８より排出される。

空気と気液接触し貯水部５に溜まった処理液を、処理部８でオゾンを除去したり、大きな塵や粉塵を除去する。また例えば酸性やアルカリ性の溶液を使用した場合、中和処理する。その後、これらの溶液は、排水部９に移動し、ある水位以上の水は、排水管１７より空気清浄機外へ排出される。

ここで気液混合部について説明する。図３に、複数の平行な板状の流水部材より形成される気液混合部６０の実施形態を示す。本実施例の流水部材は、処理液を含浸することのできる含浸部材からなる。（ａ）は、気液混合部６０の正面図、（ｂ）は、気液混合部６０の側面図、（ｃ）は、気液混合部６０の平面図である。本実施形態では、複数の板状含浸部材６１を並べ気液混合部６０を形成する。板状含浸部材６１は含浸性と通気性のある部材からなる。さらに表面積の大きな部材がよく、例えば不職布等を使用する。板状含浸部材６１の上部は、給液管６２に接続されている。給液管６２は、給液管１６によって給液部１２と接続され、（ｃ）に示すように、それぞれの板状含浸部材６１上へ溶液を導入できるように枝分かれしている。

図４に板状含浸部材６１と給液管６２との斜視図を示す。給液管６２の板状含浸部材６１と接する部分には、均等に複数の小さな孔６３が開いており、ここから板状含浸部材６１へ処理液６６（例えばオゾン水）を導入することができる。給液部１２から給液管１６，６２を通り、板状含浸部材６１の上部に導入された処理液は、板状含浸部材６１の上部から板状含浸部材６１内に給液され、板状含浸部材６１の中を落下する。一方吸気部６により吸引された空気２は、矢印６４に示すように、板状含浸部材６１上部から下部へと板状含浸部材６１間または板状含浸部材６１内を通過する。これにより気液混合部において吸引された空気２と処理液６６（例えばオゾン水）とを接触させることができる。

給液管から給液された処理液６６は、自重により落下するため、ポンプや噴霧器など特別な装置は必要なく、したがって低騒音、小型化、低価格とすることができる。さらに移動性もよい。

吸引された空気は、板状含浸部材６１の板面に沿って矢印６５に示すように、横に通過するようにしてもよい。さらに下から上へ通過するようにもできる。また板面に沿って流動するならば、上下方向や、左右方向に限られず、斜め方向に移動させることもできる。このように空気を流動させることで、板面に垂直に空気を流動させた場合に比べ、板状含浸部材による圧力損失を防ぐことができる。したがって吸気部や送気部の小型化・低騒音化も可能となる。

図５は、他の実施形態である気液混合部７０を示す。（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は、平面図である。含浸部材７１は、（ｃ）に示すように格子状に形成されている。含浸部材７１の上部には、給液管７２が接続されている。給液管７２も格子状になっており、給液管７２の含浸部材７１と接する部分には、孔が形成されているため、含浸部材７１の全領域に処理水を導入し、含浸させることができる。格子状に気液接触部７０の含浸部材７１を格子状に形成することにより、気液接触面積を多くすることができる。他の部分は、前述の実施例と同様なので省略する。空気は、格子面の空隙を通るように、上下方向に送風させる。こうすることにより圧力損失を防ぐことができる。

図６は、気液混合部８０を示す。（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は、平面図である。図に示すように、含浸部材８１は、角柱にすることもできる。複数のこの角柱を給液管８２で接続し、給液管８２から含浸部材８１へ、処理液を給液する。空気２のように、角柱の長手方向に沿って送風する。このような形状にすることで、圧力損失を防ぐことができる。また空気３２や空気３３のように、横方向に流動させてもよい。なお図では四角柱の形態をしているが、三角柱や他の多角形の形状でもよい。また角柱の数は、１５個に限られない。

さらに図７は、気液混合部９０を示す。（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は、平面図である。図に示すように含浸部材９１を円柱にすることもできる。空気２のように上下方向に流動させることもできるし、空気３２や空気３３のように流動させることもできる。他の点は前述の実施例と同様である。

前述の気液混合部の実施例とは異なり、処理液を含浸しない非含浸部材から構成される気液混合部１２０について説明する。図８（ａ）は、気液混合部１２０の斜視図である。給水管１２２には、非含浸部材１２１が接続されている。非含浸部材１２１は、板状であり、本実施例の場合、５枚の非含浸部材１２１を平行に配置する。非含浸部材としては、処理液を含浸しない材質のものなら限定されないが、例えば、金属やプラスチックを使用することができる。（ｂ）は、一つの非含浸部材１２１の側面図である。非含浸部材１２１は、吸水性がなく、処理液を含浸しないため、非含浸部材の側面を伝って落下するように給水管１２２から処理液を滴下する。（ｃ）は、１枚の非含浸部材１２１と給水管１２２を示す。給水管１２２の下部で非含浸部材１２１と接続していない部分に、多数の孔１２３が形成されており、この孔１２３から非含浸部材１２１の壁面を伝わって落下するように処理液が放出される。

空気は、前述の実施例同様、板面に沿って流動させる。例えば、空気２または空気３２のように流動させると、非含浸部材１２１による圧力損失を防ぐことができ、大量の空気を流動させ、非含浸部材１２１を伝って滴下中の処理液と気液接触させることができる。なお非含浸部材の個数は、５枚に限られない。また非含浸部材の形状は、板状に限られず、他の形状であってもよい。この場合も圧力損失が小さくなる方向に、空気を流動させる。

図９に他の実施形態の空気清浄機３０を示す。この実施形態は、空気導入口３、気液混合部４、吸気部６が、ほぼ横一列に並ぶ。その他については、前述の実施例と同様である。

吸気部６により、空気導入口３から空気清浄機３０内に吸引された空気は、気液接触部の横から導入される。空気を横方向に流動させる空気清浄機３０に採用できる形態は、例えば気液混合部６０，８０，９０である。気液混合部６０を採用し、流水部材が板状含浸部材６１である場合、図３に示すように空気３２を横方向から、含浸部材６１と含浸部材６１との間に形成された空隙を通過するように、流動させる。つまり含浸部材６１の板面に沿って左右方向に、空気が移動するようにする。このようにすると上から空気を導入する前述の実施例と同様に、圧力損失が起こりにくい。また非含浸部材１２１を採用することもできる。

さらに図１０に示すように気液混合部４，１４を直列に並べることもできる。このようにすると２つの気液混合部を吸引された空気が通過することにより、より一層気液接触時間が長くなり、効率よく汚染空気を浄化することができる。また吸気部の代わりに送気部２６を設置することもできる。

どの実施例においても、空気を空気清浄機内に取り込み、気液混合部に流動させるために吸気部を備えてもよいし、送気部を備えてもよい。また吸気部と送気部と双方を設置することもできる。

以上のように流水部材を複数並べ、その流水部材と流水部材との間に空気を流動させることにより、気液接触をさせ、効率よく空気中の汚染物質を減少または除去することができる。

湿式空気清浄機の実施例。 オゾン発生部の実施例。 気液接触部の実施例１。 給液管の孔を説明する図。 気液接触部の実施例２。 気液接触部の実施例３。 気液接触部の実施例４。 気液接触部の実施例５。 湿式空気清浄機の実施例２。 湿式空気清浄機の実施例３。

符号の説明

４ 気液混合部
５ 貯水部
６ 吸気部
１１ オゾン発生部
１２ 給液部１２
６１，７１，８１，９１ 含浸部材

Claims (9)

1. 間隔を設けて並んだ複数の流水部材と、前記流水部材に処理液を供給する処理液供給手段と、前記流水部材間に空気を流動させる送気部および吸気部の少なくとも一つとを備え、
   前記流水部材に処理液供給手段より供給された処理液と、前記複数の流水部材の相互間に形成された空隙を流動する空気とを、気液接触させることにより、前記空気中の汚染物質を減少させることを特徴とする空気清浄機。
2. 前記流水部材は、板状であり、その板面に沿って前記空気を流動させる請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記流水部材は、平行に並べられた請求項１または２に記載の空気清浄機。
4. 前記流水部材は、内部に処理液を含浸する含浸部材である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気清浄機。
5. 一面が格子状の含浸部材と、前記含浸部材に処理液を供給する処理液供給手段と、前記含浸部材の空隙に空気を流動させる送気部および吸気部の少なくとも一つとを備え、
   前記含浸部材に処理液供給手段より供給された処理液と、前記含浸部材の格子面の空隙内を通過する方向に流動する空気とを、気液接触させることにより、前記空気中の汚染物質を減少させることを特徴とする空気清浄機。
6. 前記含浸部材は、不織布からなる請求項４または５に記載の空気清浄機。
7. 前記流水部材は、流水部材壁面を処理液が流水する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気清浄機。
8. 前記処理液供給手段は、前記流水部材または前記含浸部材の上面に接続されて、前記流水部材または前記含浸部材に処理液を供給する孔が形成された給液管を有し、その孔より前記処理液を前記流水部材または前記含浸部材へ放出する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の空気清浄機。
9. オゾン発生部を備え、前記処理液として、オゾン水を使用する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の空気清浄機。

Images