JP2006118798A - 加除湿・消臭装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加湿と除湿並びに消臭を行なう機能を有する一元化処理を可能とした加除湿・消臭装置において、室内での設置条件等に合わせ噴霧水の均一化を図り、また、より効率的な加湿と除湿並びに消臭を行なうために加湿部と回収除湿部とを分離可能とし、施設内での自在な配置を可能とした機能をも併せ持つ加除湿・消臭装置を提供する。
【解決手段】水を微細化粒子とし、該微細化水粒子を噴霧水として吐出して加湿と消臭を行なう加湿装置及び室内の大気中に浮遊する汚染粒子を捕捉した噴霧された微細化水粒子を回収し、室内の除湿と汚染粒子の除去を行なう除湿装置とより構成したことを特徴とする加除湿・消臭装置。
【選択図】図４（ａ）

Description

本発明は、病院、保健施設、喫煙所等における施設の室内における湿度調整及び消臭を達成する加除湿・消臭装置に関する。
詳しくは、加湿と除湿並びに消臭を行なう機構を有する一元化処理を可能とした加除湿・消臭装置であり、室内の条件等に合わせて吐出する噴霧水の均一化を図り、より効率的な加湿と除湿並びに消臭を行なうための装置であり、必要によっては加湿部と噴霧水の回収除湿部を分離配置することも可能とし、室内での自由な配置を可能とした機能をも併せ持つものである。

従来、施設の室内を加湿する加湿装置は、主に水の噴霧量のみを調整して吐出が行なわれ、噴霧水の粒径への配慮がなく、１００μｍ〜３００μｍ程度の水粒子が吐出され、当該加湿装置周辺へ大水粒径の粒子が飛散し、雑菌の温床の様子を呈していた。また、局所的に高湿度であったり、低湿度であったり、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得るための安定した機能を有する加湿装置が無かった。
更に、除湿装置においても、室内全体の状況を高い精度で把握して除湿を行なうものは無く、ごく限られた範囲での状況を基に除湿が行われていた。その結果、均衡の取れた良好な湿度を維持する室内環境を得る事ができないまま今日に至っているのが現状技術の実態である。

また、消臭における従来技術は、炭、活性炭、化学合成物質等の様々な吸着剤が採用され、或いは化学合成物質による強い匂いで悪臭と置換する方法等が行われているが、それらは当該臭気を吸着緩和できる範囲及び期間に制限があった。例えば、吸着剤による臭いの吸着の場合、吸着量が飽和状態に至ると環境湿度との兼ね合いで室内の大気中の水分を吸着し、先に吸着した臭気成分を吐き出して置換する現象が生じることが各種実験により確認されており、限定された範囲と限定された期間内での消臭効果しか期待できなかった。
特開２００４−２１１９２６号公報

本発明は、上記従来の技術が有する各種問題点に鑑み、当該問題点を解決するために成されたものである。上記問題点を解決するため、下記する構造を採用するものである。
加湿・消臭効果を向上させる目的をもって噴霧水の細粒化を達成する構造を有し、加除湿・消臭装置は、該細粒化水粒子を噴霧する加湿・消臭のための噴霧水発生手段としての加湿装置、該噴霧水を回収して除湿を行なう除湿装置、該除湿水を一時的に貯留する貯留槽及び新鮮水補給装置とより構成するものである。

本発明は、後述する構成により、下記する作用を有するものである。
すなわち、
本発明は、筐体１内上部或いは上部付近に設置した加湿装置２、該加湿装置２より室内に噴霧された加湿のための噴霧水を回収して除湿する筐体１内中間部に設置した除湿装置３、該除湿装置３による除湿水を一時的に貯留する筐体１内下部に設置した貯留槽４及び微細化水粒子を噴霧するための新鮮水を補給する新鮮水補給装置５とを有する構造により構成されるものであり、上記新鮮水は、加湿装置２において８μｍ以下の水粒径と８μｍ〜８０μｍ範囲の水粒径とに成製され、上記加湿装置２から室内へ０．２ｍ/ｓｅｃ〜０．４５ｍ/ｓｅｃ範囲の速度で吐出を行い、該吐出力により所定場所においてレイノルズ係数を低く保ち、整流域で気流を生じさせ、均一な加湿環境を作ると共に大気中のアンモニア態窒素粒子及びアミノ酸態窒素粒子等の悪臭要因である浮遊粒子を当該噴霧水に付着させる。同時に、本発明による実験により、８μｍ以下を最適とし最大１８μｍの水粒径域において、上記同様、大気中に浮遊している大腸菌を筆頭とする雑菌類が当該噴霧水に効率良く付着する事が判明し、それ等汚染粒子を付着した浮遊水粒子を筐体１の中間部に設置した除湿装置３の除湿フィン３Ａより吸排気ファン３Ｂの動作により吸引回収することにより除湿を行ない、それにより室内を最良の除湿環境とすることを可能とした。更に、回収した臭気成分並びに雑菌類は、除湿水とともに一時的に貯留槽４に収納され、捕捉した臭気成分並びに雑菌類の再飛散防止を図る事ができる。上記のように本発明は、環境衛生面へも多大な寄与ができる特性を合わせ持った自己完結型加除湿及び消臭機能を提供するものである。

第１発明においては、本発明実施の形態において記述した構造により、所定場所内でのレイノルズ係数を低く保ち、整流域で気流を構成し、その効果を向上させることを可能とした。

また、第２発明においては、加湿装置と除湿装置とを分割することにより、設置場所の自由度を増加し、様々な常設設備やベッド或いは小型の箪笥等の障害物による気流停滞箇所の発生を防止し、速やかに均一な加除湿・消臭環境を提供するための有効な配置を可能とした。

更に、第３発明においては、病院内における実証実験の結果、凡そ１８μｍまで好ましくは８μｍ以下の範囲の水粒子はアンモニア態窒素粒子及びアミノ酸態窒素粒子等に代表される臭気成分の吸着・結合の特性を有し、従って、一般病室において、湿度の均一化の他に、臭気成分であるアンモニア態窒素量の減少及びアミノ酸態窒素量の減少が確認され、大腸菌郡においても大幅に減少した。

更に、第４発明においては、冬季は除湿フィンを冷却し、夏季は除湿フィンを加熱することができ、その熱の反作用により、冬季は暖房を助成し、夏季は冷房を助成し、省エネルギー促進への寄与を可能とした。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。

図１〜３に示す如く、筐体１の外面には、頂部に噴霧水吐出口１Ａ、中間部前面に吸引回収用開口１Ｂ、下部側面や背面に補給水接続口１Ｃ及び電源供給配線用開口１Ｄ並びに側面や背面に貯留水送出口４Ｅ等を各々配している。

該筐体１の内部構造は、上記噴霧水吐出口１Ａ直下に図６に示す実施例である８μｍ以下の水粒径を成製可能とする加湿装置２を配し、新鮮水補給装置５より補給された水を細粒子化し、吹き出し口２Ｆを介し筐体１の噴霧水吐出口１Ａより、コンプレッサーの圧力により０．２ｍ/ｓｅｃ〜０．４５ｍ/ｓｅｃの速度で大気中へ噴霧を行なう。上記噴霧された噴霧水は、施設の室内に拡散充満され、筐体１の中間部前面に開口設置された吸引回収用開口１Ｂより、加熱除湿及び冷却除湿併用型除湿装置３の除湿フィン３Ａを介し、除湿装置３に隣接設置された吸排気ファン３Ｂの作用により室内に吐出された噴霧水を吸引回収する。上記噴霧水の吐出及び吸引回収により室内での気流の流れを作り、短時間で室内の加湿環境の均一化を形成することができる。

除湿フィン３Ａを通過する回収される噴霧水は、結露水となり、該結露水に包含された臭気成分及び雑菌類は回収汚染水として一時的に貯留槽４へ集約される。除湿により清浄化された空気は吸排気ファン３Ｂの排気側より通気口２Ｅを通り、加湿装置２で成製された微細化水粒子と共に吹き出し口２Ｆを経由し再び噴霧水吐出口１Ａより噴霧水と共に送出され、一連の工程を終了する。この工程が連続して繰り返されることにより、室内は快適な加湿環境が維持され、且つ環境衛生面での向上を推進することができる。

上記実施例１により、図１０に示すように、所定場所内でのレイノルズ係数を低く保ち、整流域で気流を構成し、その効果を向上させるものである。

次に、実施例２における加除湿・消臭装置は、筐体１を図８、９に示すように筐体１Ｅと筐体１Ｆとに分離し、筐体１Ｅは、加湿装置２と新鮮水補給装置５を内包し、外面頂部に噴霧水吐出口１Ａと側面か背面に補給水配管口５Ａを有し、筐体１Ｆは、湿度検出センサー６、除湿装置３及び除湿水を一時的に貯留する貯留槽４を内包し、外面上方部に吸引回収用開口１Ｂ、外面頂部に除湿装置３に隣接設置された吸排気ファン３Ｂの排気口と連続する送風口３Ｂ´、外面下部に設けた補給水接続口１Ｃ及び電源供給配線用開口１Ｄ並びに貯留水排出口４Ｅを外側面各位置に設けている。
本実施例２の加除湿・消臭装置は、上記のように分離して室内に設置することもできるし、筐体１Ｆ上に筐体１Ｅを嵌合、係合等により連結し、実施例１のように使用することも可能である。例えば、筐体１Ｆの上端周縁部に段部を形成し、他方、筐体１Ｅの底部周縁部に突出部を形成し、両者を嵌合することにより連結することができる。
筐体１Ｅ、１Ｆを分離することにより、室内の最適な場所に別箇に設置することができ、常設設備やベッド或いは小型の箪笥等の障害物による気流停滞箇所の発生を防止し、速やかに均一な加除湿・消臭環境を提供することが可能となった。

上記構成による実験結果を、図１０及び図１１の室内の気流図により説明する。
図１０は、実施例１による一体化された加除湿・消臭装置を室内に設置した気流図を示し、レイノルズ係数が低く整流域で気流が構成されているが、障害物付近における斜線部に示すように、気流の滞流域が発生し、設定湿度保持及び消臭効果を阻害している。図１１は、実施例２の分離した加除湿・消臭装置を室内の対向面に設置した気流図を示している。設置場所の状況に合わせて噴霧筐体１Ｅと吸引回収のための除湿筐体１Ｆを別々に配置し、最も効果的な場所にそれらを配置することを可能としたものである。
噴霧筐体１Ｅの頂部より０．２ｍ/sec〜０．４５ｍ/secで噴霧水を吐出させながら除湿筐体１Ｆの吸引により整流域を形成し、対向設置した除湿筐体１Ｆ上面に内包設置した吸排気ファン３Ｂの送風口３Ｂ´からは、室内の上方へ向けて０．２ｍ/sec〜０．３ｍ/secの速度で除湿した空気の吐出を行なっている。それにより、当該室内におけるレイノルズ係数を上昇させ、小規模乱流を積極的に発生させる事ができ、図１０における斜線部の滞流域を無くし、室内を均一な加湿と消臭効果が達成できる空間とすることが可能となった。

実施例３は、単独設置可能な構造で、上記実施例１、２における加湿装置２の別途実施例を示すもので、筐体１及び噴霧筐体１Ｅの噴霧水吐出口１Ａを有し、ノズルによる噴霧水同士を筐体１、１Ｅ内の空中において衝突させるもので、噴霧水の再破砕と再破砕後の大粒径水粒を底部２Ｈへの衝突による衝撃で除去し、８μｍ以下の水粒径の比率を向上させる構造及び新鮮水補給装置５を有する加湿装置２である。他方、除湿装置については、一体型及び分離型とも上記実施例１、２と同様の構造を有するものである。
上記加湿装置２を、当該筐体１又は噴霧水を吐出させる分離型筐体１Ｅへ組み込んだものを例として説明する。図６において、加湿筐体２Ａは、加湿筐体２Ａに内包設置した８μ以下の水粒子を成製する室２ア、上記成製噴霧水を吐出するための噴霧水通路２イ、吹き出し口２Ｆ及び通気口２Ｅを備え、該噴霧水通路２イと水粒子成製室２アとを分離する下部に通気空間を有する間仕切り壁２Ｄとにより構成している。図７に示すように、上記水粒子成製室２ア内上部には、噴霧水の空中衝突を可能とするために斜め下方へ向け対向設置した噴霧ノズル２Ｂ、２Ｂを構成し、該噴霧ノズル２Ｂ、２Ｂより噴霧水を噴出させることにより空中衝突を行なわせ、水粒の破砕を行ない、衝突による合成分力により噴霧水流を下方へ導き、底部２Ｈへの衝突による衝撃力をもって噴霧水の再破砕を行ない、ノズルからの噴出時点では８〜１６％であった８μｍ以下の水粒子の量を、空中衝突により３０〜４３％へとその量を増加させることが可能となった。更に、底部２Ｈへの衝突による衝撃による再破砕効果により４０〜４６％へと増加させると共に、８μｍ以上の大粒径の凡そ７３％を新鮮水補給装置５へ戻り水として除去回収する構造としている。上記により、必要とする８μｍ以下の微細化水粒子の量を増加させる事を可能とし、コンプレッサーにより０．２ｍ/ｓｅｃ〜０．３ｍ/secの速度で噴霧水を吐出して加湿消臭を行なうものである。

同様に、必要に応じ、当該筐体１又は噴霧水を吐出させる分離型筐体１Ｅの外面上部への水粒径１５μｍ〜５５μｍ径程度を範囲基準とする大水粒子噴霧ノズル２Ｃの設置を可能とし、加湿水粒子域となる１０μｍ以下〜３０μｍ範囲、アンモニア態窒素粒子及びアミノ酸態窒素粒子等の悪臭要因粒子に対応する消臭効果向上域及び大腸菌を筆頭とする浮遊雑菌捕捉に効果がある領域の８μｍ以下〜最大１８μｍ範囲等の各水粒子域となる８μｍ以下〜最大５５μｍ範囲の微細化水粒子を自在に成製して吐出する構造を兼ね備えた加湿装置２である。

上記実施例３の加湿装置（除湿装置は実施例１、２と同様）を設置した病院内における実証実験の結果は、以下の通りであった。
一般病室において、設置前の状態では、湿度３２％、アンモニア態窒素量０．００８ｍｇ／Ｌ、アミノ酸態窒素量０．００２ｍｇ／Ｌ、大腸菌郡８個／ｍＬに対し、設置後において上記状態の噴霧水の噴出及び回収により、湿度は４１％となり９％の湿度向上改善が成され、臭気成分であるアンモニア態窒素量は０．００１ｍｇ／Ｌ以下となり８７．５％の減少改善が成され及びアミノ酸態窒素量は０．００１ｍｇ／Ｌ以下となり５０％の減少改善が成され、大腸菌郡においては４個／ｍＬと半減した。この実験の結果、湿度の向上及び汚染粒子の捕捉に大きな効果を有することが明らかとなった。

次に、実施例４は、切り替えスイッチによる切り替えで、冷却による除湿又は加熱による除湿を行なうことができる単独設置可能な構造を有し、且つ当該筐体１或いは除湿筐体１Ｆの吸引回収用開口１Ｂ付近の筐体内への内設設置をも可能とした湿度検出センサー６により、室内の吸引空気の湿度を検出し、その指令信号若しくは手動操作に基づき除湿運転を行なう冷却除湿と加熱除湿の併用を可能とした除湿装置３である。
詳しくは、図３に示すように、切り替えにより冷却除湿又は加熱除湿を可能とした除湿装置３の除湿フィン３Ａを室内の気流の上流側すなわち吸引回収用開口１Ｂ側筐体内へ配置し、その後方若しくは上方に吸排気ファン３Ｂを連結設置し、その下部には除湿水受け皿３Ｃ、該除湿水の排水を行なう排水管３Ｄ及び該排水管３Ｄと連接設置される除湿水のための貯留槽４が配置されている。該貯留槽４の密閉蓋４Ａ上面には、除湿水流入口４Ｂを設け該排水管３Ｄと接続している。

除湿フィン３Ａの背面側には、冷却除湿又は加熱除湿を併用するための動力部である除湿動カユニット３Ｅ及び吸引・排気を行なう吸排気ファン３Ｂを構成している。上記装置の運転は、連続又は断続運転等を任意に行なう事ができ、また湿度検出センサー６の作動による自動運転を行なうことも可能な機構を有している。更に、冬季は除湿フィン３Ａを冷却し、夏季は除湿フィン３Ａを加熱する事で除湿方式の切り替えを可能とし、その熱の反作用により、冬季は暖房を助成し、夏季においては冷房を助成する事で省エネルギー化の促進に寄与する機構を有することをも特徴としている。また、回収噴霧水中に包含されるアンモニア態窒素粒子及びアミノ酸態窒素粒子等の悪臭要因浮遊粒子並びに大腸菌等に代表される捕捉雑菌類等を当該噴霧水除湿による結露水と共に除湿水受け皿３Ｃにより集約し、排水管３Ｄを介し貯留槽４へ流下させ、一時的に貯留を行なう構造を有している。更に、上記実施例１に示す構造で明らかなように、発生する排気風は筐体１内上部に配された通気口２Ｅを通り、吹き出し口２Ｆより吐出される。その時、吐出の有する残存静圧を利用して噴霧水の吐出力を幇助しながら筐体１の外へ吐出するものである。

同様に、除湿装置３により捕集され流下した除湿水は、除湿水受け皿３Ｃと排水管３Ｄを経由して除湿水流入口４Ｂと貯留水排出口４Ｅを備えた密閉蓋４Ａにより密閉構造を有する貯留槽４内へ流下し、一時的に収納され、抜き取りポンプ４Ｄの作動により槽外への排出を行なう。上記一時的に貯留される水に対しては、主に、紫外線を使用した殺菌灯４Ｆを水中に設置し、常時点灯させる事で回収水貯留時における雑菌等の再繁殖を防止する機能をも併せ持つ構造を有する除湿装置３である。

上記実施例４による除湿装置３を、上記実施例１及び実施例２の装置に組み込んで室内に設置して行なった実証実験の結果は、次のようになっている。一体型の筐体１の場合、該筐体１より吐出される噴霧水は、その噴き出し初速を０．２ｍ/ｓｅｃから０．４５ｍ/ｓｅｃへと速度を増して当該室内へ吐出され、図１０の如く、上層・中層・直近へと拡散し、各々の層域において０．１ｍ/ｓｅｃ〜０．２５ｍ/ｓｅｃ範囲で整流域を形成し、臭気及び雑菌等を包含した噴霧水が筐体１下部に設置した除湿装置３へ回収収集される。同様に、除湿筐体１Ｆと噴霧筐体１Ｅとを別置き配置した分離型の装置の場合、噴霧筐体１Ｅより吐出される噴霧水は、その噴き出し初速が０．２ｍ/ｓｅｃから０．３ｍ/ｓｅｃへと加速して噴霧され、前記同様、図１０の如く、上層・中層・直近へと拡散し、各々の層域において０．０５ｍ/ｓｅｃ〜０．２ｍ/ｓｅｃ範囲で整流域を形成した。そこへ除湿筐体１Ｆから初速０．２ｍ/ｓｅｃ〜０．４ｍ/ｓｅｃ速度で除湿した空気の吐出を行なう事で、図１１の如く、室内に混合乱流域が発生し、図１０に示す斜線部である気流停滞域の解消が検証された。その結果、気流停滞域解消に大きな効果を有する結果が得られた。

本発明の加除湿・消臭装置の全体斜視図である。 同正面図である。 同右側面図である。 同内部の状態を示した正面図である。 同内部の状態を示した右側面断面図である。 同気流経路を示した正面図である。 同気流経路を示した右側面図である。 加湿装置の上平面図である。 加湿装置の正面断面図である。 加湿装置の右側面断面図である。 加湿装置の正面断面図である。 加湿装置の気流経路を示した正面断面図である。 噴霧筐体１Ｅの斜視図である。 除湿筐体１Ｆの斜視図である。 室内における気流図である。 室内における気流図である。

符号の説明

１ 筐体
１Ａ 噴霧水吐出口
１Ｂ 吸引回収用開口
１Ｃ 補給水接続口
１Ｄ 電源供給配線用開口
１Ｅ 噴霧筐体
１Ｆ 除湿筐体
２ 加湿装置
２ア 水粒子成製室
２イ 噴霧水通路
２Ａ 加湿筐体
２Ｂ 噴霧ノズル
２Ｃ 大粒噴霧ノズル
２Ｄ 間仕切り壁
２Ｅ 通気口
２Ｆ 吹き出し口
２Ｇ 噴霧水戻し口
２Ｈ 底部
３ 除湿装置
３Ａ 除湿フィン
３Ｂ 吸排気ファン
３Ｂ´ 送風口
３Ｃ 除湿水受け皿
３Ｄ 排水管
３Ｅ 除湿動力ユニット
４ 貯留槽
４Ａ 密閉蓋
４Ｂ 除湿水流入口
４Ｄ 抜き取りポンプ
４Ｅ 貯留水排出口
４Ｆ 殺菌灯
５ 新鮮水補給装置
５Ａ 補給水配管口
６ 湿度検出センサー

Claims (4)

1. 水を微細化粒子とし、該微細化水粒子を噴霧水として吐出して加湿と消臭を行なう加湿装置及び室内の大気中に浮遊する汚染粒子を捕捉した噴霧された微細化水粒子を回収し、室内の除湿と汚染粒子の除去を行なう除湿装置とより構成したことを特徴とする加除湿・消臭装置。
2. 加湿装置及び除湿装置は、分離可能とし、嵌合又は係合等の適宜手段により連結することを可能とした構造としてなることを特徴とする請求項１に記載の加除湿・消臭装置。
3. 加湿装置は、噴霧水同士を衝突させることにより該噴霧水を再破砕させ、更に再破砕した水粒子を板等へ衝突させることにより微細化水粒子量を増加し、大粒径水粒子を除去し、８μｍ以下の水粒径の水粒子の比率を高める構造としたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の加除湿・消臭装置。
4. 除湿装置は、加熱除湿及び冷却除湿とを併用する構造としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加除湿・消臭装置。
   

Images