JP2016180531A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、除菌、脱臭性能を高めることができる空気浄化装置を提供する。
【解決手段】吸気口２と吹出口とを有した本体ケースと、本体ケース内には、空気浄化手段と、吸気口２から空気浄化手段を介して吹出口までを連通する空気流路１２と、空気流路１２に吸気口２から空気を送風する送風手段４とを備え、空気浄化手段は、水を貯水するトレイ６と、トレイ６内で水を電解水へ生成する電解ユニット８と、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部９と、吸気口２とフィルター部９の間隙に予備加湿を行う前加湿手段１４を設け、気化に伴うフィルター部９からの再放出を抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明は、水に通電することにより得られる電解水を用いて、空気中の細菌、真菌、ウイルス、臭いなどの除去を行う空気浄化装置に関するものである。

従来のこの種の空気浄化装置の構造は、以下のようになっていた。

すなわち、水を電気分解して電解水を生成させ、この電解水を回転するフィルター部に供給し、空気と電解水を接触させ、空気中の細菌、ウイルス、臭気等の除去を図る構成となっていた（例えば下記特許文献１）。

また、別の従来のこの種の空気浄化装置の別形態として、被処理空気を気液接触フィルターに通過させる前に、被処理空気を冷却するための冷却コイルを設けて、加湿量を抑えた構成のものが知られている（例えば下記特許文献２）。

特開２０１２−０５２６９９号公報 特開２００２−３５５５１７号公報

この種の電解水を室内空気に接触させて、細菌、ウイルス、臭気などの除去を行う空気浄化装置においては、回転する過程において、フィルターの表面からの水分の蒸発を抑制することが求められる。さらに、冷却するために冷却コイルを設けると、後段の気液接触手段からの加湿は抑制できるが、構成が大掛かりになるうえ、冷却コイル上の結露水に汚れや雑菌が付着して、機器内部を殺菌することができず、電解水を効果的に作用させることができないという課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、フィルター表面からの水分の蒸発を抑制するとともに、電解水の殺菌作用によって機器内を清浄に保ちつつ、除菌、脱臭性能を高めることができる空気浄化装置を提供することを目的としている。

そして、この目的を達成するために本発明は、吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、前記本体ケース内には、空気浄化手段と、前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段とを備え、前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、前記フィルター部の回転速度を可変する駆動部とからなり、前記空気浄化手段の風上側に前記フィルター部を通過する空気をあらかじめ加湿する前加湿手段を備えることを特徴としたものである。そして、これら手段により、初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、細菌、ウイルス、臭気成分などを接触させるフィルター部の風上側に、フィルター部を通過する空気をあらかじめ加湿する前加湿手段を備えることによって、フィルター部に供給する空気の湿度を高め、その結果、フィルター部からの電解水が蒸発を抑制することができる。これにより、フィルター部表面から回転する過程において、電解水が蒸発するのに伴い、接触、吸収された臭気成分などが揮発、再放出することを抑制することができ、フィルター部表面にとどめることによって、細菌、ウイルス、臭気などを含む室内空気と電解成分と反応する効率を高め、高い脱臭、除菌効果を保つことできる。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図 同空気浄化装置の概略断面を示す図 同空気浄化装置のフィルター部の概略構成を示す図 同空気浄化装置において前加湿を実施したものにおける臭気成分（ホルムアルデヒド）の機器通過時の除去性能を示す図

本発明の請求項１記載の空気浄化装置は、吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、前記本体ケース内には、空気浄化手段と、前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段とを備え、前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、前記フィルター部の回転速度を可変する駆動部とからなり、前記空気浄化手段の風上側に前記フィルター部を通過する空気をあらかじめ加湿する前加湿手段を備えることを特徴とする。

これにより、フィルター部に湿度を高めた被処理空気を供給することができ、フィルター部から蒸発する水分量を抑えることができ、被処理空気に含まれる、細菌、ウイルス、臭気成分などが、供沸現象によって、フィルター部から水分とともに蒸発し、空気中に再放出することを抑制することができるため、総合的に、電解水に細菌、ウイルス、臭気を取り込み、脱臭、除菌効果を向上できる効果を奏する。

また、前加湿手段は、面状の構造体であって風路に対して略平行に配置することを特徴とする構成にしてもよい。

これにより、風路内の圧力損失上昇を抑えて、加湿を行うことができ、構造が複雑化せず、小型化することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の空気浄化装置においては、略箱形状の本体ケース１を備えている。本体ケース１の両側面には、略四角形状の吸気口２を設け、また本体ケース１の天面には、略四角形状の吹出口３を設けている。

図２に示すように、この本体ケース１内には、送風手段４と空気浄化手段５と吸気口２から空気浄化手段５を介して吹出口３までを連通する空気流路１２とを備えている。

送風手段４は、本体ケース１の上部に設けられ、モータとモータにより回転する羽根車とそれらを囲むケースとから構成したシロッコファンである。

空気浄化手段５は、水を貯水するトレイ６と、トレイ６に水を供給する給水タンク７と、トレイ６内の水で電解水を生成する電解ユニット８と、トレイ６内の電解水に一部を浸漬したフィルター部９とから構成している。

トレイ６は、天面を開口した箱形状をしており、水を貯水できる構造となっており、本体ケース１の下部に配置され、本体ケース１から水平方向にスライドして着脱可能となっている。

給水タンク７は本体ケース１内部の正面側に、トレイ６に内蔵される形で設置され、トレイ６から着脱可能な構造となっている。

給水タンク７は水栓１０を設けたキャップ１１により密閉できる構造となっている。トレイ６に給水タンク７を設置すると、キャップ１１に設けた水栓１０が解放し、水をトレイ６に供給する構造となっている。水面が水栓１０まで上昇してくると、水面により水栓１０が閉じて給水タンク７が密閉され、水の供給が停止し、常に一定量の水を供給することができる。

電解ユニット８は、複数枚の電極板で構成されており、この電極板がトレイ６内の水に浸かるように設置されている。これらの電極に通電することによりトレイ６内の塩化物イオンを含む水を電気化学的に電気分解することとなり、電解水を生成する。塩化物イオンを含む水は、例えば、水道水に塩化ナトリウムを溶解させた水を用いることができる。電解ユニット８では、そこに通電する電流値を変えることで、電解強度を変更することができる。このとき、生成する電解水中の有効な成分の濃度も変更され、電解強度が大きいと、生成する電解成分も増やすことができる。

フィルター部９は、トレイ６において電解ユニット８により生成された電解水と、送風手段４によって本体ケース１内に吸込まれた室内空気とを接触させる部材である。さらにフィルター部９は、中空円筒状に構成され、円筒部分に空気が流通可能な孔を備えており、その円筒部分の一部がトレイ６の電解水に浸漬できるように、トレイ６に回転自在に内蔵されている。空気浄化手段５において浄化された室内空気は、連通する空気流路１２を通じて吹出口３から再び室内に放出される。

図３に示すように、フィルター部９は、駆動部１３による回転がされ、電解水と室内空気を連続的に接触させる構造となっている。駆動部１３の回転速度は変更でき、例えばあらかじめ設定された、いくつかの値を選択できるようにするとよく、被処理空気の温度や湿度、環境条件や部屋のサイズなどによって選択できるとよい。フィルター部９の回転速度を大きくすると、フィルター部９全体に付着する電解水の量が増え、加湿量が増加することが知られている。また、逆に回転速度を小さくすると、加湿量を減らすことができる。そのため、室内環境の温度および湿度に応じた回転数の設定を行うと、過剰な加湿による不快感や、乾燥時の加湿不足を防ぐことができるため、好ましい。

フィルター部９を構成する材料としては、電解水に反応性の少ない材料、即ち、電解水による劣化が少ない材料、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・テレフタラート樹脂）、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）、セルロース系材料又はセラミック系材料等が使用され、本実施例では、ポリエステルが採用される。

本発明の空気浄化装置では、フィルター部９は、臭気成分を吸収し、被処理空気の浄化を行うことが主たる機能である。フィルター部９の表面に吸収された臭気成分は、フィルター部９の回転に伴い、表面がトレイ６の電解水に周期的に浸漬される。このとき、フィルター部９の表面に吸着、吸収した臭気成分は、電解水中に溶け込むことで、分解、処理され安定に浄化される。しかしながら、臭気成分の種類によっては、水中で水和するものの、中性域のｐＨにおいてはイオン結合を形成しにくいもの（例えばホルムアルデヒドなど）は、フィルター部９の表面から、水の気化にともなって、一部、吸収された臭気成分が再度後段に再放出されてしまい、結果、臭気成分の除去効率が損なわれる場合がある。そのため、フィルター部９の風上側に、本体に流入する空気の湿度を高めるための前加湿手段１４を備える。これにより、フィルター部９に接触する上流側の被処理空気をあらかじめ加湿することができ、フィルター部９表面からの水の気化を抑えて、臭気成分が表面から再放出することを抑制し、除去性能の損失を低減することができる。図４に前加湿を実施したものにおける臭気成分（ホルムアルデヒド）の機器通過時の除去性能の一事例を示す。

前加湿手段１４の加湿方式としては、超音波式、気化式、加熱気化式、ノズル噴霧式などいずれの方式でもよいが、構成が簡便で小型化が可能なもので、過剰に加湿しないものがよく、気化式が好ましい。また、気化式で加湿を行うための気液接触部材としては、繊維、多孔体、膜などから形成される面状の構造体が好ましく、例えばポリエステル樹脂をより合わせた繊維フィルターが使用できる。一端を水に浸漬して毛細管現象などによって水を吸い上げるものがより好ましく、例えば繊維表面に親水加工を施すことによって吸水しやすくなる。

一方、この前加湿手段１４は、風路に対して圧力損失を極力抑えつつ、加湿できることが求められる。そのため、風路に対して面状の構造体を略平行に配置することが好ましい。前加湿手段１４に供給する水は、特に限定されないが、例えば、トレイ６の電解水を使用すると、フィルター表面の汚れを防止することができるため都合がよい。この場合、トレイ６の一部に、前加湿手段１４が電解水と接触できるスペースを設けて、前加湿手段１４となる面状構造体の一端を含浸し、液面に略垂直に配置する。さらに気流が上方から下降する流れとなるように風路および吸気口２の位置を配置するとよい。

給水タンク７により水道水がトレイ６に供給される。このときユーザーにより、塩化ナトリウムが同時にトレイ６に投入される。通電された電解ユニット８は、塩化物イオンを含んだ水を電気分解して、活性酸素種を含む電解水を生成する。

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、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシラジカル、或いは過酸化水素といった所謂狭義の活性酸素に、オゾン、次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）等といった所謂広義の活性酸素を含むものである。

電解水中の活性種の濃度が高いほど、臭気成分や捕集した微生物との反応効率が高まり、反応速度を上げることができる。そのため、脱臭効果や除菌効果を高めたい場合には、電解水中の成分の濃度を上げることで、それを実現することができるといえる。

これにより電解水をフィルター部９に含ませることで、結果として除菌、脱臭性能を高めた空気浄化装置を提供することができる。

以上のように、本実施例によれば、除菌、脱臭性能を高めることができる空気浄化装置を簡単な構成で提供することができる。

家庭用や事務用、公共空間などの、除菌・脱臭などの空気浄化装置としての活用が期待されるものである。

１ 本体ケース
２ 吸気口
３ 吹出口
４ 送風手段
５ 空気浄化手段
６ トレイ
７ 給水タンク
８ 電解ユニット
９ フィルター部
１０ 水栓
１１ キャップ
１２ 空気流路
１３ 駆動部
１４ 前加湿手段

Claims (2)

1. 吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、
   前記本体ケース内には、
   空気浄化手段と、
   前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、
   前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段と、を備え、
   前記空気浄化手段は、
   水を貯水するトレイと、
   前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、
   中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、
   前記フィルター部の回転速度を可変する駆動部とからなり、
   前記空気浄化手段の風上側に前記フィルター部を通過する空気をあらかじめ加湿する前加湿手段を備えることを特徴とする空気浄化装置。
2. 前加湿手段は、
   面状の構造体であって風路に対して略平行に配置することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。

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