JP2008048759A

JP2008048759A - 空気除菌装置および空気浄化装置

Info

Publication number: JP2008048759A
Application number: JP2006224951A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Usui; 宏明薄井; Yoichi Uchida; 陽一内田; Nobuhiro Ogura; 信博小倉; Keiko Kurokawa; 圭子黒河; Daisuke Suzuki; 大輔鈴木; Hiroyuki Kurihara; 弘行栗原; Yushi Nakada; 祐志中田; Tetsuya Yamamoto; 哲也山本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-03-06
Also published as: CN101130100A

Abstract

【課題】空中浮遊微生物を含む空中浮遊粒子状物質を効率よく除去することのできる空気浄化装置および空気除菌装置を提供する。
【解決手段】空気除菌装置を空気の吸込口１１および吹出口１２を備える筐体１０と、吸込口１１から吹出口１２に向かう送風経路を形成する送風機３０と、筐体１０内に導入される空気に含まれる所定の粒径以上の物質を捕集するプレフィルタ２０と、プレフィルタ２０の風下に配置されるとともに気液接触面４０ａを有し、プレフィルタ２０により所定の粒径以上の物質が除去された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて、空気を除菌する空気除菌手段４０と、気液接触面４０ａに活性酸素種を含む電解水を供給する電解水供給手段５０と、を備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空中浮遊微生物（細菌、ウィルス、真菌（以下、単に「ウィルス等」という。））の除去が可能な空気浄化装置および空気除菌装置に関する。

一般に、空気中に浮遊するウィルス等の除去を目的として、水道水等を用いて電気分解を行い、次亜塩素酸等の活性酸素種を含む電解水を不織布等からなる加湿エレメント（濾材、気液接触部材）などに供給して、この加湿エレメントに供給された電解水にウィルス等を接触させ、ウィルス等の空中浮遊微生物を不活化することなどにより、空気を除菌する空気浄化装置ないし空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８１３５８号公報

ところで、室内の空気には空中浮遊微生物等の粒径の極めて小さい粒子状の物質の他、スギ花粉などの花粉や、綿埃などのハウスダストや、砂や土埃など（以下、「花粉等」という。）の空中浮遊微生物よりも粒径の大きい粒子状の物質や、臭気などのガス状の物質も含まれている。花粉等の粒子状の物質は、ウィルス等の空中浮遊微生物と比較して一般に粒径（例えば、１０μｍ以上）が大きく沈降しやすいものの、空気の流れによって巻き上げられて、呼吸などによって体内に侵入する可能性が高い。花粉等はアレルギーなどの症状を引き起こすため、これらの粒径の比較的大きな粒子状の物質についても空気中から除去することが好ましい。
しかしながら、上述の通り、花粉等は、粒径の小さな空中浮遊微生物に比較して粒径が大きいため、内部に電解水を浸透させにくい。このため、電解水を用いてこの様な粒径が大きな物質を空気中から効率よく除去するのは困難であるとともに、電解水の消費量が増加するという課題があった。
本発明の課題は、空中浮遊微生物を含む空中浮遊粒子状物質を効率よく除去することのできる空気浄化装置および空気除菌装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の空気除菌装置は、空気の吸込口および吹出口を備える筐体と、前記筐体内に前記吸込口から前記吹出口に向かう送風経路を形成する送風機と、前記送風経路上に配置されて、前記筐体内に導入される空気に含まれる所定の粒径以上の物質を捕集するプレフィルタと、前記送風経路上の前記プレフィルタの風下に配置されるとともに気液接触面を有し、この気液接触面において前記プレフィルタにより所定の粒径以上の物質が除去された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて、空気を除菌する空気除菌手段と、前記気液接触面に前記活性酸素種を含む電解水を供給する電解水供給手段と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、送風機は空気の吸込口から吹出口に向けて筐体内に送風経路を形成する。送風経路の風上にはプレフィルタが配置され、プレフィルタにより、所定の粒径以上の物質が捕集される。また、プレフィルタの風下には空気除菌手段が配置され、空気除菌手段の気液接触面において、プレフィルタを通過した空気中において所定の粒径よりも小さく沈降しにくい物質を含む空気に活性酸素種を含んだ電解水が接触される。これにより、綿埃などのハウスダストや、スギ花粉などの花粉、砂や土埃、胞子の大きなカビなど、比較的サイズ（粒径）の大きい沈降しやすい空中浮遊粒子状物質についてはプレフィルタにおいて捕集することができる。一方、室内に長時間浮遊するいわゆる室内浮遊塵や、この室内浮遊塵に付着した状態で空中に漂っていることの多いウィルス等の空中微生物、臭気などのガス状物質、砕けた状態で空中に漂う花粉などのサイズが小さく（粒径が小さく）、沈降しにくい空中浮遊粒子状物質（浮遊微粒子）については活性酸素種を含む電解水を用いて効率よく空気中から除去し、空気の除菌を行うことができる。また、プレフィルタにおいては、空中浮遊粒子状物質のうち所定の粒径以上の物質を捕集することとしているので、圧力損失が少なく、送風機により効率よく空気を吸込口から吸い込んで吹出口から吹き出させることができる。また、所定の粒径以上の空中浮遊粒子状物質については、プレフィルタにより空気中から除去する構成としているので、全ての粒径の空中浮遊粒子状物質を空気除菌手段により空気中から除去する場合と比較して、電解水の消費を低減することができ、空気除菌手段のメンテナンスの頻度を低減することができる。

上記構成の空気除菌装置において、前記所定の粒径は約１０μｍであることが好ましい。

また、上記構成の空気除菌装置において、前記筐体は床置き式のものであり、前記吸込口は前記筐体の下部に形成されるとともに、前記吹出口は前記筐体の上部に形成されることが好ましい。

また、上記構成の空気除菌装置において、前記プレフィルタは前記吸込口の内側に配置されることが好ましい。

また、上記構成の空気除菌装置において、前記プレフィルタは水洗いすることにより捕集した物質を除去できることが好ましい。

また、上記構成の空気除菌装置において、前記電解水供給手段は、少なくとも一対の電極を有する電解槽を備え、当該電解槽内に導入された水又は所定のイオン種を含む水を電気分解することにより前記活性酸素種を含む電解水を生成して、前記空気除菌手段に供給することが好ましい。ここで、所定のイオン種としては塩化物イオンまたはヨウ化物イオン等を用いることが好ましい。

また、上記構成の空気除菌装置において、前記活性酸素種は、次亜塩素酸、次亜ヨウ素酸、オゾンまたは過酸化水素のうち少なくともいずれか一つの物質を含むことが好ましい。

また、本発明の空気清浄装置は、空気の吸込口および吹出口を備える筐体と、前記筐体内に前記吸込口から前記吹出口に向かう送風経路を形成する送風機と、前記送風経路上に配置されて、前記筐体内に導入される空気に含まれる物質のうち、空気中に浮遊する際に沈降しやすい物質を捕集し、沈降しにくい物質を通過させるプレフィルタと、前記送風経路上の前記プレフィルタの風下に配置されるとともに気液接触面を有し、この気液接触面において前記プレフィルタを通過した空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて、前記沈降しにくい物質を空気中から除去する気液接触部材と、前記気液接触部材に前記活性酸素種を含む電解水を供給する電解水供給手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、送風機は空気の吸込口から吹出口に向けて筐体内に送風経路を形成する。送風経路の風上にはプレフィルタが配置され、プレフィルタにより、空気中に浮遊する際に沈降しやすい物質が捕集される。また、プレフィルタの風下には気液接触部材が配置され、気液接触部材の気液接触面において、プレフィルタを通過した空気中において沈降しにくい物質を含む空気に活性酸素種を含んだ電解水が接触される。これにより、綿埃などのハウスダストや、スギ花粉などの花粉、砂や土埃、胞子の大きなカビなど、比較的サイズ（粒径）の大きい沈降しやすい空中浮遊粒子状物質についてはプレフィルタにおいて捕集することができる。一方、室内に長時間浮遊するいわゆる室内浮遊塵や、この室内浮遊塵に付着した状態で空中に漂っていることの多いウィルス等の空中微生物、臭気などのガス状物質、砕けた状態で空中に漂う花粉などのサイズが小さく（粒径が小さく）、沈降しにくい空中浮遊粒子状物質については活性酸素種を含む電解水を用いて効率よく空気中から除去することができる。また、プレフィルタにおいては、空中浮遊粒子状物質のうち沈降しやすい、粒径の比較的大きな物質を捕集することとしているので、圧力損失が少なく、送風機により効率よく空気を吸込口から吸い込んで吹出口から吹き出させることができる。また、空中浮遊粒子状物質のうち粒径の大きな粒子状物質については、プレフィルタにより空気中から除去する構成としているので、電解水の消費を低減することができ、気液接触部材のメンテナンスの頻度を低減することができる。

本発明によれば、所定の粒径以上の空気中において沈降しやすい浮遊粒子状の物質はプレフィルタにより捕集し、所定の粒径よりも小さい空気中において沈降しにくい浮遊粒子状の物質は活性酸素種を含む電解水を用いて空気中から除去することにより、空中浮遊微生物を含む空中浮遊粒子状物質を効率よく除去することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る空気除菌装置１００（空気清浄装置）の概略構成を説明する。本実施の形態の空気除菌装置１００は、空気の吸込口１１および吹出口１２が形成された筐体１０内に、プレフィルタ２０と、送風機３０と、空気除菌部４０と、電解水供給循環部５０とを備えている。送風機３０は筐体１０内に吸込口１１から吹出口１２に向かう送風経路を形成するもので、プレフィルタ２０はこの送風経路の風上側に、空気除菌部４０は送風経路の風下側に配置される。

プレフィルタ２０は、綿埃などのハウスダストや、スギ花粉などの花粉、砂や土埃などの比較的粒径が大きく空気中に浮遊した場合に沈降しやすい粒子状の物質（例えば、粒径が約１０μｍ以上の粒子状物質、以下、「花粉等の粒子状物質」という。）を捕集するものである。プレフィルタ２０の具体的な構成として、当該フィルタにおいて、風の流れの上流側に位置して綿埃などを捕集する目の粗いフィルタと、風の流れの下流側に位置して土埃などを捕集する比較的目の細かいフィルタとから構成する例が挙げられる。また、このように目の粗さの異なるフィルタを複数枚組み合わせたものを複数組重ねた構成としてもよい。

空気除菌部４０は、上述のプレフィルタ２０を通過した空気中の沈降しにくい物質を除去するなどして、空気を清浄化するものである。ここで、「除去」とは除菌などの物質を無害化することを含む。また、上述の粒子とは、観測可能な長さ、幅、厚さを持つ粒状の小物体をいう。

プレフィルタ２０を通過した空気には、粒径が約１０μｍよりも小さな空中浮遊粒子状物質（以下、「浮遊微粒子」という。）が含まれる。この浮遊微粒子には、ウィルス等の空中微生物の他、空中に浮遊するいわゆる室内浮遊塵や、臭い等のガス状物質等が含まれる。空気除菌部４０は、電解水供給循環部５０により供給される活性酸素種を含んだ電解水により湿潤される気液接触面を有する気液接触部材４１などを用いて構成でき、気液接触面においてプレフィルタ２０を通過した空気を接触させることにより、ウィルス等の浮遊微粒子を除去するなどして、空気を除菌する。このように、空気除菌装置１００が設置された室内の空気は、吸込口１１を介して筐体１０内に導入され、プレフィルタ２０により花粉等の粒子状物質が除去され、空気除菌部４０において浮遊微粒子が除去され、除菌・清浄化された空気が吹出口１２を介して室内に吹き出される。

上記空気除菌装置１００において、プレフィルタ２０は送風機３０により形成される送風経路上において、空気除菌部４０よりも風上側に配置されれば、その位置は限定されるものではないが、本実施の形態では、送風機３０の吸込側に配置している。送風機３０の吸込側にプレフィルタ２０を配置することで、送風機３０は花粉等の粒子状物質が除去された空気を吸い込み、空気除菌部４０に送風することができる。

プレフィルタ２０は、ＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）やＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetration Air Filter）などよりは目が粗く、これらのＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどの前処理用として通常使用されるエアフィルタよりも目の細かいものが採用される。具体的には、例えば、約１０μｍ以上の粒子を捕集し、これよりも粒径の小さな粒子状物質は通過させるものが好ましい。

また、プレフィルタ２０は水洗いすることにより、捕集した花粉等の粒子状物質を除去できることが好ましい。これによりプレフィルタ２０の目詰まりを簡易に解消することができる。

ＨＥＰＡフィルタは定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の粒子捕集率を有し、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つもの（JIS Z 8122）ものを言うが、ＨＥＰＡフィルタなどのように目が細かいものではなく、例えば、約１０μｍ以上の粒子を捕集するエアフィルタを採用することにより、目詰まりや圧力損失の問題を解消し、大風量を処理することができる。

空気除菌部４０を構成する気液接触部材４１は、例えば、図２に示すものを適用できる。図２に示す気液接触部材４１は、ハニカム構造を持ったフィルタ部材（濾材）であって、気体接触面積が広く確保され、電解水滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。すなわち、この気液接触部材４１は、波形状に曲げられた素材４１Ａと、平板状の素材４１Ｂとを接合し、全体としてハニカム状に形成されている。

これら素材４１Ａ、４１Ｂには、後述する電解水に反応性の少ない素材、要するに、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタノール）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）、セルロース系材料またはセラミックス系材料等の素材を使用することができる。本構成では、これら素材に、ＰＥＴ樹脂が使用されている。また、この気液接触部材４１は親水性処理を施すなどして、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材４１の電解水の保水性（湿潤性）が保たれ、後述する活性酸素種と室内空気との接触が長時間持続される。

気液接触部材４１の上部には、図３（Ａ）に示すように、電解水供給循環部５０の一部を構成する散水ボックス５１が組み付けられ、気液接触部材４１の下方には、同様に電解水供給循環部５０の一部を構成する水受け皿５２が設けられている。気液接触部材４１から排出される電解水を受ける水受け皿５２が設けられている。

電解水供給循環部５０は、上記散水ボックス５１、水受け皿５２の他に、活性酸素種を含む電解水を生成する電解槽５３と、水受け皿５２に貯留した水を電解槽５３に供給する循環ポンプ５４と、水受け皿５２に水を供給する給水タンク５５と、水受け皿５２に貯留した水が排水管５６を介して排出される排水トレイ５７とを備えている。

散水ボックス５１は、気液接触部材４１の上部に組み付けられる管状部材であり、下面に図示しない複数の散水孔が形成される。散水ボックス５１は電解水供給管５１ａを介して電解槽５３と接続されており、電解槽５３から電解水供給管５１ａを介して供給された電解水は、この散水孔から気液接触部材４１に滴下される。すなわち、電解槽５３、散水ボックス５１、電解水供給管５１ａなどにより気液接触部材４１に電解水を供給する電解水供給手段が構成される。

電解槽５３は、図３（Ｂ）に示すように、少なくとも一対の電極５３ａ、５３ｂを備え、電極５３ａ、５３ｂ間に電圧を印加した場合、電解槽５３に流入した水道水等の水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成させる。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素分子と、その関連物質を含み、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。電解槽５３は、気液接触部材４１に接近して配置することが好ましい。気液接触部材４１に接近して電解槽５３を配設することにより、水道水等を電気分解して生成された活性酸素種を含む電解水を、ただちに気液接触部材４１に供給することができる。

電極５３ａ、５３ｂは、例えば、ベースがＴｉ（チタン）で皮膜層がＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）から構成された電極板である。

上記電極５３ａ、５３ｂにより水道水等に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ⁺＋４ｅ^-＋（４ＯＨ^-）→２Ｈ₂＋（４ＯＨ^-）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩化物イオン（Ｃｌ^-）等（水道水等の水に予め含有されているもの）が、
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^-
のように反応し、さらにこのＣｌ₂は水と反応し、
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
となる。

この構成では、電極５３ａ、５３ｂに通電することで、殺菌力の大きいＨＣｌＯ（次亜塩素酸）等が発生する。この次亜塩素酸等を含む電解水を気液接触部材４１に供給することで、気液接触部材４１における雑菌の増殖を防止でき、気液接触部材４１を通過する空気中に浮遊するウィルス等を不活化したり、除菌することができる。また、臭気等のガス状物質も電解水に溶解したり、気液接触部材４１を通過する際に、電解水中の次亜塩素酸等と反応したりすることで、空気中から除去され、脱臭される。

電解水を生成する際に、電解水中の活性酸素種の濃度は、除菌するウィルス等を不活化させる濃度となるように調整される。活性酸素種の濃度の調整は、電極５３ａ、５３ｂ間に印加する電圧を調整して、電極５３ａ、５３ｂ間に流す電流値を調整することにより行われる。

例えば、この電極５３ａ、５３ｂの間に流れる電流値を、電流密度で２０ｍＡ／ｃｍ²とすると、次亜塩素酸の場合、所定の遊離残留塩素濃度（例えば、１ｍｇ／リットル）を発生させる。電極５３ａ、５３ｂ間に印加する電圧を変更して、電流値を調整することで電解水中に含まれる活性酸素種の濃度を調整することができ、基本的には電流値を高くすれば、電解水中の活性酸素種の濃度を高くすることができる。

但し、電解槽５３に導入される水は、水道水（市水）に限定されるものではない。例えば、井戸水、純水、精製水などを導入する構成としてもよい。但し、電解槽５３において効率よく電気分解を行うためには、ある程度の導電率を有する水が導入されることが好ましい。このため、井戸水、純水、精製水、一部の地域における水道水など、イオン種の希薄な水を電解槽５３に導入する構成とする場合は、これらの水に活性酸素種の生成に必要な所定のイオン種を添加する構成とすることが好ましい。

例えば、活性酸素種として次亜塩素酸を生成する場合、電解槽５３に導入される水に塩化物イオンが存在していることが前提となるため、塩化物イオンを含む水が電解槽５３に導入される必要がある。ここで、水道法では水道水の衛生を確保するため塩素等による消毒を行うことが定められているため、水道水を電解槽５３に導入する構成とすれば、水道水には既に塩化物イオンが存在しているため、電解槽５３において水道水を電気分解することにより、簡易な構成で活性酸素種として次亜塩素酸を生成することができる。この際、井戸水等のイオン種の希薄な水を電解槽５３に導入する場合には、電解槽５３に食塩（ＮａＣｌ）などの塩素化合物あるいは他の所定のイオン種を添加する構成とし、電気分解を効率よく行うために必要な導電率を達成するとともに、次亜塩素酸の生成に必要な塩化物イオンを供給する構成とすればよい。

また、活性酸素種として、次亜ヨウ素酸を生成する場合、電解槽５３に導入される水にはヨウ化物イオンが存在していることが前提となるため、ヨウ化物イオンを含む水が導入される必要がある。このように、電解槽５３には活性酸素種の生成に必要な所定のイオン種を含む水が導入されていることが好ましい。

水受け皿５２は、気液接触部材４１の下方に位置する水受け部５２ａと、水受け部５２ａに連接するとともに、給水タンク５５の下方に位置する給水タンク支持部５２ｂとを備えている。

水受け部５２ａは、気液接触部材４１から滴下する水（電解水）を受けて貯留するもので、所定量の水を貯留するための深さを有し、水受け部５２ａにおいて受けた水は給水タンク支持部５２ｂに流入するよう構成することが好ましい。

給水タンク支持部５２ｂは、水受け部５２ａよりも深底に形成されるとともに、給水タンク支持部５２ｂ内に給水タンク５５の給水口５５ａ、循環ポンプ５４の吸込口５４ａが配置される。例えば、給水タンク５５の給水口５５ａにフロートバルブ（図示略）を設け、給水タンク支持部５２ｂに貯留された電解水や水道水等の水の水面が給水口５５ａよりも下になると、給水タンク５５から必要量の水道水等が供給され、給水タンク支持部５２ｂ内の水位が一定に保たれる仕組みとなっている。

給水タンク支持部５２ｂ内に貯留された水は循環ポンプ５４により汲み上げられて電解槽５３に供給される。すなわち、気液接触部材４１から排出された水（電解水）が再び電解槽５３に供給される構成とすることにより、給水タンク５５により供給する水道水等の使用量を低減することができる。

また、給水タンク支持部５２ｂは、その底部に排水孔５２ｃが形成され、排水管５６が接続されている。排水管５６には排水バルブ５６ａが設けられ、この排水バルブ５６ａを開閉することにより給水タンク支持部５２ｂ内の水を排水管５６を介して排出できるようになっている。給水タンク支持部５２ｂの下方には排水管５６が導入される排水トレイ５７が設けられ、排水管５６を介して給水タンク支持部５２ｂ内に貯留された水が排水トレイ５７に排出できるようになっている。

図１〜図３を用いて説明したように、空気除菌装置１００において、空中浮遊粒子状物質のうち電解水が内部にまで浸透しにくい花粉等の粗大粒子状物質はプレフィルタ２０において除去し、空気除菌部４０ではウィルス等の空中微生物を含む浮遊微粒子を処理することにより、効率よく空気除菌を行うことができる。また、プレフィルタ２０では、例えば、粒径が１０μｍよりも小さい浮遊微粒子を通過させることにより、プレフィルタ２０の目詰まりや圧力損失などの問題を防いで、大風量の室内の空気を処理することができる。また、プレフィルタ２０において花粉等の粒子状物質を捕集することにより、気液接触部材４１への汚れの付着を抑制でき、気液接触部材４１において長期間安定して空気除菌を行うことができるとともに、気液接触部材４１のメンテナンス期間を長期化することができる。また、プレフィルタ２０は水洗することにより、捕集した花粉等の粒子状物質を除去することができるので、メンテナンスが容易である。

次に、本実施の形態の空気除菌装置１００のより具体的な構成例を図４〜図７を参照して説明する。
図４に本実施の形態の空気除菌装置１００（空気清浄装置）のより具体的な構成例としての空気除菌装置１００の外観斜視図を示す。図４に示す空気除菌装置１００は床置き式のものであり、筐体１０は縦長の箱形に形成されている。

筐体１０の前面下部には吸込グリル１１ａが設けられ、吸込口１１を構成している。この吸込口１１の裏面には上述のプレフィルタ２０が配設される。これにより、筐体１０内部に花粉等の粒子状物質が導入されるのを防止している。

また、筐体１０の上面には吹出口１２が形成され、この吹出口１２には蓋体としてのルーバー１２ａが設けられている。このルーバー１２ａは、図示しない制御装置により自動制御され、空気を吹き出す方向を変化させることができるとともに、空気除菌装置１００の空気の吹き出し動作停止時にはルーバー１２ａを閉じることにより、筐体１０内に異物の侵入を防止できる。また、ルーバー１２ａの内側には、網や織物または不織布等から構成される吹出口フィルタ１３が吹出口フィルタ１３（図５および図７参照）が配設され、この吹出口フィルタ１３により筐体１０内への埃等の異物の侵入が防止されている。

この他、筐体１０の上面には、筐体１０内に配置される給水タンク５５を出し入れするための開閉蓋１４と、操作パネル１５とが設けられている。後述するように、給水タンク５５は図示例において正面視において、筐体１０上部の右側に配置されることから、開閉蓋１４は筐体１０の上面の右側であって、給水タンク５５が配置される位置の上方に形成されている。また、吹出口１２と操作パネル１５はそれぞれ筐体１０の幅方向に沿って長尺に形成されるとともに、互いに平行に配置され、吹出口１２は筐体１０の上面において、前面（正面）側に配置され、操作パネル１５は背面側に配置されている。

また、筐体１０の前面右側には吸込グリル１１ａの上方に排水トレイ５７を出し入れするための、排水トレイ５７の取出口１６が形成され、この取出口１６には取出口カバー１６ａが設けられている。また、筐体１０の両側面の上部にはそれぞれ凹部１７が形成されており、運搬業者などは、この凹部１７を持ち手部として、空気除菌装置１００を一人で持ち上げて移動させることができるようになっている。

次に、図５〜図７を参照して、空気除菌装置１００を構成する各構成要素のより詳細な構成例および筐体１０内における配置例について説明する。
なお、図５は、空気除菌装置１００の内部構成を示す一部破断正面図であり、図６は右側断面視図であり、図７は左側断面視図である。

図５〜７に示すように、筐体１０内には、筐体１０の内部を上下に仕切る仕切板１８が設けられている。この仕切板１８は吸込グリル１１ａと排水トレイ５７との中間に位置している。仕切板１８の下方に送風機３０が配置される。送風機３０は、送風ファン３１と、この送風ファン３１を駆動する駆動モータ３２とを備えている。仕切板１８の下方において、送風ファン３１は筐体１０の左側に配置され、駆動モータ３２は筐体１０の右側に配置されている。

送風ファン３１の送風口３１ａは筐体１０の背面側部分において上向きに設けられている。一方、仕切板１８には、この送風ファン３１の送風口３１ａの上方に図示しない開口が形成されている。この開口は、背面側上下に延びる空間１０Ａ（以下、「背面側空間１０Ａ」という。）に連通している。従って、送風ファン３１により吸込口１１から吸い込まれた室内の空気は筐体１０の下部前面側から背面側に向かい、さらに筐体１０の背面側空間１０Ａにおいて上方に向かって送風される。

仕切板１８の上方には、筐体１０内部をさらに左右に仕切る仕切壁１９が設けられる。仕切壁１９の右側には仕切板１８の上方に排水トレイ５７が配置され、排水トレイ５７の上方には水受け皿５２の給水タンク支持部５２ｂが配置され、その上方に給水タンク５５および循環ポンプ５４、電解槽５３が配置されている。なお、仕切壁１９は、水受け皿５２の位置する箇所において開口が形成されており、仕切壁１９の左側には給水タンク支持部５２ｂに連接する水受け部５２ａが配置される。

仕切壁１９の左側には、仕切板１８と水受け部５２ａとの間に電装ボックス６０が配置される。この電装ボックス６０には、駆動モータ３２に電源電圧を供給する電源回路や、この空気除菌装置１００の各部を制御する制御装置等の各種電装部品が収容される。

そして、電装ボックス６０の上方には、水受け皿５２の水受け部５２ａを介して気液接触部材４１が配設されており、気液接触部材４１の上部には上述したとおり散水ボックス５１が組み付けられている。
また、仕切壁１９の左側は、図７に示すように、気液接触部材４１により上記背面側空間１０Ａと前面側空間１０Ｂが形成されている。

背面側空間１０Ａの上方には、筐体１０の背面側から前面側に傾斜する導風板１０Ｃが設けられており、この導風板１０Ｃの前端は散水ボックス５１に接している。この導風板１０Ｃにより、背面側空間１０Ａの上部において、送風ファン３１により送風された空気は気液接触部材４１を通過して前面側空間１０Ｂに向かい、そして、筐体１０の上面に形成された吹出口１２を通って室内に送風される。

すなわち、筐体１０内において送風機３０により、筐体１０の前面下部に設けられた吸込口１１から吸い込まれた空気は、図中矢印に示すように、筐体１０の下部において一旦背面側に向かい、背面側空間１０Ａにおいて上方へ向かい、さらに導風板１０Ｃによって気液接触部材４１を介して前面側へ向かい、筐体１０の上面に形成された吹出口１２へ向かう送風経路が形成されている。

この様に、床置き式の空気除菌装置１００において、筐体１０の下部に吸込口１１を形成し、筐体１０の上部に吹出口１２を形成して、筐体１０内において下部から上部に向かう送風経路を形成することにより、花粉等の空気中において沈降しやすい粒子状物質を吸込口１１裏面に配設したプレフィルタ２０により、効率よく捕集することができる。

つぎに、この実施形態の動作について説明する。
図４に示す操作パネル１５を操作することで、床置き式の空気除菌装置１００の運転が開始される。空気除菌装置１００の運転が開始されると、循環ポンプ５４が駆動し、給水タンク支持部５２ｂに溜まった水道水等が汲み上げられて、電解槽５３に供給される。

電解槽５３では、所定の電圧が電極５３ａ、５３ｂ間に印加され、電極５３ａ、５３ｂ間に直流電流が流れ、水道水等の電気分解が行われる。そして、次亜塩素酸等の所定の活性酸素種を含む電解水が生成される。この電解水は、電解水供給管５１ａに導入され、電解水供給管５１ａの散水孔（図示せず）を介して気液接触部材４１に滴下される。電解水は気液接触部材４１の上縁部にしみ込み、下部に向けて徐々に浸透する。

送風ファン３１は駆動モータ３２により駆動され、送風ファン３１により吸込口１１から吸い込まれた室内の空気は、送風機３０の送風口３１ａから、図７に矢印で示す送風経路を通って気液接触部材４１を通過する。この室内の空気は、気液接触部材４１に浸透した電解水に含まれる活性酸素種に接触して、再び、吹出口１２より室内に吹き出される。この際、空気中に含まれる浮遊微粒子のうち、ウィルス等は不活化され、臭気等のガス状物質も電解水に溶解したり、気液接触部材４１を通過する際に電解水中の次亜塩素酸と反応したりすることで、空気中から除去され脱臭される。

ここで、活性酸素種によるウィルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザの感染に必須とされるインフルエンザウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面タンパクが破壊された場合、インフルエンザウィルスと、当該ウィルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、これによって感染が阻止される。このため、空気中に浮遊するインフルエンザウィルスは、気液接触部材４１において活性酸素種を含む電解水に接触することにより、いわば感染力を失うことになり、感染が阻止される。なお、衛生環境研究所との共同による実証試験の結果、インフルエンザウィルスが侵入した空気を、本構成の気液接触部材４１に通した場合、当該ウィルスの感染力を９９％以上除去できることが判明している。

一方、余剰となった電解水は気液接触部材４１から排出され、水受け部５２ａに受けられる。水受け部５２ａに貯留された水は給水タンク支持部５２ｂに流入する。給水タンク支持部５２ｂに貯留された水は再び循環ポンプ５４により電解槽５３に供給される。給水タンク支持部５２ｂにおいて蒸発等により水量が減った場合、給水タンク５５から、給水タンク支持部５２ｂに水道水等が適量供給される。この給水タンク５５の水量が減った場合には、開閉蓋１４を開いて、給水タンク５５を取り出して水道水等を補給する。

一方、運転終了時あるいはメンテナンス時には、排水バルブ５６ａを開き、給水タンク支持部５２ｂ内に貯留された電解水を排水トレイ５７に排水することができる。排水トレイ５７は取出口１６から引き出して、筐体１０の外部に取り出すことができ、ユーザ等は排水トレイ５７内の水を捨てて、排水トレイ５７の清掃等を行うことができる。

以上説明した上記構成によれば、筐体１０の前面下部に設けられた吸込口１１から吸い込んだ室内の空気を、気液接触部材４１に滴下した電解水に接触させて、筐体１０の上部に設けられた吹出口１２から吹き出す構成を備えるため、この床置き式の空気除菌装置１００が、例えば幼稚園や小・中・高等学校や、介護保険施設や、病院等のいわゆる大空間に設置された場合であっても、電解水に接触して除菌された室内の空気を、大空間の遠くに飛ばすことが可能になり、大空間での空気除菌が効率よく達成でき、同時に脱臭することができる。

また、本実施形態では、次亜塩素酸等の活性酸素種を含んだ電解水が、水受け部５２ａに集められ、隣接する給水タンク支持部５２ｂに流入する。このため、各部には雑菌が発生せず、スライムの発生が防止される。このため、各部の清掃及びメンテナンスの頻度が減少し、メンテナンス等の労力の軽減が図られる。

以上説明した実施の形態の空気除菌装置１００は、本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、出し入れ自在な給水タンク５５による給水方式としたが、この給水タンク５５の代わりに、例えば水道管を接続して、市水を直接導く水配管給水方式としてもよいことは云うまでもない。

また、上記実施の形態では、活性酸素種として次亜塩素酸を発生させる構成について説明したが、活性酸素種としてオゾン（Ｏ₃）や過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）を発生させる構成としても良い。この場合、電極５３ａ、５３ｂとして白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水からでも、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
このとき、アノード電極では、
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^-
の反応と同時に、
３Ｈ₂Ｏ→Ｏ₃＋６Ｈ⁺＋６ｅ^-
２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₃＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-
の反応が起こり、オゾンが生成される。また、カソード電極では、
４Ｈ⁺＋４ｅ^-＋（４ＯＨ^-）→２Ｈ₂＋（４ＯＨ^-）
Ｏ₂ ^-＋ｅ^-＋２Ｈ₂→Ｈ₂Ｏ₂
のように、電極反応により生成したＯ₂ ^-が溶液中のＨ⁺と結合して、過酸化水素が生成される。

この構成では、電解槽５３において、電極５３ａ、５３ｂに通電することにより、殺菌力の大きいオゾンや過酸化水素が発生し、これらオゾンや過酸化水素を含んだ電解水を生成して、気液接触部材４１に供給することができる。

本実施の形態の空気除菌装置の概略構成を示す模式図である。本実施の形態の空気除菌部に適用される気液接触部材を示す正面図である。本実施の形態の電解水供給循環部の構成を示す模式図（Ａ）および、電解槽の構成図（Ｂ）である。本実施の形態の空気除菌装置を示す外観斜視図である。本実施の形態の空気除菌装置の内部構成を示す一部破断正面図である。本実施の形態の空気除菌装置の右側断面図である。本実施の形態の空気除菌装置の左側断面図である。

符号の説明

１０筐体
１０Ａ背面側空間
１０Ｂ前面側空間
１０Ｃ導風板
１１吸込口
１２吹出口
２０プレフィルタ
３０送風機
４０空気除菌部（空気除菌手段）
４１気液接触部材
５０電解水供給循環部（電解水供給手段）
５３電解槽
５４循環ポンプ
５５給水タンク
５７排水トレイ
１００空気除菌装置

Claims

空気の吸込口および吹出口を備える筐体と、
前記筐体内に前記吸込口から前記吹出口に向かう送風経路を形成する送風機と、
前記筐体内に導入される空気に含まれる所定の粒径以上の物質を捕集するプレフィルタと、
前記送風経路上の前記プレフィルタの風下に配置されるとともに気液接触面を有し、この気液接触面において前記プレフィルタにより所定の粒径以上の物質が除去された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて、空気を除菌する空気除菌手段と、
前記気液接触面に前記活性酸素種を含む電解水を供給する電解水供給手段と、
を備えることを特徴とする空気除菌装置。
請求項１記載の空気除菌装置において、
前記所定の粒径は約１０μｍであること、
を特徴とする空気除菌装置。
請求項１又は２記載の空気除菌装置において、
前記筐体は床置き式のものであり、前記吸込口は前記筐体の下部に形成されるとともに、前記吹出口は前記筐体の上部に形成されること、
を特徴とする空気除菌装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気除菌装置において、
前記プレフィルタは前記吸込口の内側に配置されること、
を特徴とする空気除菌装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気除菌装置において、
前記プレフィルタは水洗いすることにより捕集した物質を除去できること、
を特徴とする空気除菌装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気除菌装置において、
前記電解水供給手段は、少なくとも一対の電極を有する電解槽を備え、当該電解槽内に導入された水又は所定のイオン種を含む水を電気分解することにより前記活性酸素種を含む電解水を生成して、前記空気除菌手段に供給すること、
を特徴とする空気除菌装置。
請求項６記載の空気除菌装置において、
前記活性酸素種は、次亜塩素酸、次亜ヨウ素酸、オゾンまたは過酸化水素のうち少なくともいずれか一つの物質を含むこと、
を特徴とする空気除菌装置。
空気の吸込口および吹出口を備える筐体と、
前記筐体内に前記吸込口から前記吹出口に向かう送風経路を形成する送風機と、
前記送風経路上に配置されて、前記筐体内に導入される空気に含まれる物質のうち、空気中に浮遊する際に沈降しやすい物質を捕集し、沈降しにくい物質を通過させるプレフィルタと、
前記送風経路上の前記プレフィルタの風下に配置されるとともに気液接触面を有し、この気液接触面において前記プレフィルタを通過した空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて、前記沈降しにくい物質を空気中から除去する気液接触部材と、
前記気液接触部材に前記活性酸素種を含む電解水を供給する電解水供給手段と、
を備えることを特徴とする空気浄化装置。