JP2017125646A - 空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴霧ノズルとメディアの間に有効加湿距離を確保しつつ、装置の小型化を実現した空気清浄装置を提供する。【解決手段】ハウジング５００は、メディア５０６に対応する下方位置に横方向に向けて開口する通気路５２の吸気口５０２を有し、メディア５０６より上方位置に通気路５２の送気口５０３を有し、吸気口５０２と吸気口５０３に対向するハウジング内面との間に加湿対象空気の気流進路が横方向から上方向に変転する気流進路変転域Ａを有し、メディア５０６は、気流進路変転域に下り勾配に傾斜して配置し、メディア上端５０２ａが吸気口５０２を設けたハウジング内面５００ｂ寄りに位置し、メディア下端５０２ｂが吸気口５０２に対向するハウジング内面５００ａ寄りに位置し、噴霧ノズル５３１は噴霧水Ｗをメディア上端５０２ａの上方位置からメディア下端５０２ｂに向けて噴霧し、噴霧水Ｗはメディア上面に沿って飛翔する。【選択図】図２

Description

本発明は、除菌、消臭、除塵、ガス除去の機能を備える空気清浄装置に関するものである。

従来、例えば特許文献１に記載する汚染ガス除去空気調和装置では、空気入口から空気出口に向かって空気流が生じる水噴霧室を形成する本体ケーシングと、空気入口側に配置する最上流ワッシャメディアと、空気出口側に配置する最下流ワッシャメディアと、最上流ワッシャメディアより下流側の水噴霧室内に位置し、空気流とは逆方向に向けて最上流ワッシャメディアに達する噴霧水を発生させる噴霧ノズルを備えていた。

また、特許文献２に記載する空気イオン発生装置では、空気イオン発生塔に吸気口と排気口とを設け、吸気口と排気口との間に空気を通過させる送風手段を備えており、吸気口と排気口との間に高速回転ブラシを配置し、吸気口と高速回転ブラシとの間に超微細水滴形成スクリーン手段を配置し、高速回転ブラシに給水する給水手段を配置している。そして、給水手段から高速回転ブラシに給水することにより高速回転ブラシの遠心力により微細水滴を放射状に飛ばして空気イオン発生塔の内壁に衝突させて超微細水滴を形成するとともに、微細水滴をさらにスクリーン手段に衝突させて超微細水滴を形成し、空気を超微細水滴に接触させて大量の空気イオンを連続的に発生させている。

特許第３９５５１６３ 特開平６−３０４２３８

特許文献１および特許文献２に記載するように、噴霧ノズルの前方に平板状のメディアを配置する構成において、噴霧ノズルから噴霧する噴霧水が十分に拡散してメディアの全面を濡らすには、噴霧ノズルからメディアまでの離間距離である加湿距離を適切に設定する必要があり、加湿距離を最適な有効加湿距離とすることが求められる。しかし、この有効加湿距離は装置の小型化を図る上で障害となっている。

本発明は上記した課題を解決するものであり、噴霧ノズルから噴霧する噴霧水が十分に拡散してメディアの全面を濡らすことができ、かつ装置の小型化を実現した空気清浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空気清浄装置は、加湿対象空気が流れる通気路を有するハウジングと、通気路を流れる加湿対象空気に噴霧水を噴霧する噴霧ノズルと、通気路から降下する噴霧水を受け止めるメディアを備え、ハウジングは、メディアに対応する下方位置に横方向に向けて開口する通気路の吸気口を有し、メディアより上方位置に通気路の送気口を有し、吸気口と吸気口に対向するハウジング内面との間に加湿対象空気の気流進路が横方向から上方向に変転する気流進路変転域を有し、メディアは、気流進路変転域に下り勾配に傾斜して配置し、メディア上端が吸気口を設けたハウジング内面寄りに位置し、メディア下端が吸気口に対向するハウジング内面寄りに位置し、噴霧ノズルは噴霧水をメディア上端の上方位置からメディア下端に向けて噴霧し、噴霧水はメディア上面に沿って飛翔することを特徴とする。

本発明の空気清浄装置において、噴霧ノズルは、吸気口を設けたハウジング内面寄りに設けたことを特徴とする。
本発明の空気清浄装置において、メディアは、メディア上の各点から噴霧ノズルを配置したノズル高さ位置までの離間距離の平均値である平均加湿距離を、噴霧ノズルから噴霧した噴霧水がメディアの全面を濡らすのに要する有効加湿距離に維持する姿勢に配置することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、メディアを斜めに配置し、メディア上端の上方位置の噴霧ノズルからメディア下端に向けて噴霧水を噴霧することにより、噴霧水は、メディア上面に沿って飛翔し、メディアの全面にわたって広範囲に降下してメディア全面を濡らすことができる。また、気流進路変転域を活用してメディアを斜め下方に傾斜させて配置することで、ハウジング内の空間の有効利用を図ることができる。

しかも、メディアを斜め下方に傾斜させて配置するとともに、メディア上端の上方位置に噴霧ノズルを配置することで、有効加湿距離を確保しつつ、メディアの近くに噴霧ノズルを配置することができ、構成部材のコンパクトな配置構造により装置の小型化を実現できる。

本発明の実施の形態における空気清浄装置の模式的構成を示す正面図 同空気清浄装置の模式的構成を示す側面図 同空気調和機の模式的構成を示す要部拡大図 同空気清浄装置を示す斜視図 メディアと噴霧水の関係を示す図 メディアと有効加湿距離の関係を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１および図４に示すように、空気清浄装置は、ハウジング５００の前面の扉体５０１に横方向に向けて開口する下方位置の吸気口５０２と上方位置の送気口５０３を有し、ハウジング５００の内部に吸気口５０２から送気口５０３に至る浄化用通気路５２を形成しており、吸気口５０２と吸気口５０２に対向するハウジング内面５００ａとの間に加湿対象空気としての除菌対象空気５１の気流進路が横方向から上方向に変転する気流進路変転域Ａを有している。

ハウジング５００の浄化用通気路５２の途中には、除菌対象空気５１の流れ方向において上流側から下流側へ順次に、第１防塵ネット５０４、中性能フィルター５０５、メディア５０６、噴霧装置５３、エリミネータ５０７、ファン装置６００、第２防塵ネット５０８を設けている。

第１防塵ネット５０４、中性能フィルター５０５、メディア５０６は、浄化用通気路５２の気液接触領域を形成する風洞５０９に装着している。
メディア５０６は、風洞５０９の内部に吸気口５０２の側からハウジング５００の奥側に向けて斜め下方に傾斜させて配置してあり、配置に要する高さを抑制している。詳説すると、メディア５０６は、吸気口５０２に対応する位置、つまり気流進路変転域Ａに、浄化用通気路５２の軸心に対して傾斜した下り勾配に配置しており、メディア上端５０６ａが吸気口５０２を設けたハウジング内面５００ｂ寄りに位置し、メディア下端５０６ｂが吸気口５０２に対向するハウジング内面５００ａ寄りに位置している。

噴霧装置５３は浄化用通気路５２を流れる除菌対象空気を加湿対象空気とし、微酸性電解水の殺菌剤溶液を噴霧水Ｗとしてメディア５０６に沿って噴霧するもので、複数の噴霧ノズル５３１を備えており、噴霧ノズル５３１を斜め下方に向けて配置している。

噴霧ノズル５３１は、吸気口５０２を設けたハウジング内面５００ｂ寄りで、かつ吸気口５０２の上方位置に設けており、噴霧水Ｗをメディア上端５０６ａの上方位置からメディア下端５０６ｂに向けて噴霧し、噴霧水がメディア上面に沿って飛翔する。

噴霧ノズル５３１の下方には、噴霧ノズル５３１からの滴りを補足する樋５３１ａを配置している。この樋５３１ａがメディア５０６の端部を支持する支持部材を兼ねる構成とすることも可能である。

中性能フィルター５０５は微細粒子を捕捉して気流中から除去し、メディア５０６は噴霧装置５３から噴霧された噴霧水を保持して除菌対象空気と殺菌剤溶液との気液接触を促すものであって、例えば、ポリ塩化ビニルデン系繊維をマット状にしたものである。エリミネータ５０７は水滴やミストを捕捉して気流中から除去するものであり、メディア５０６を配した風洞５０９の上方位置に配置している。

以下に、メディア５０６と噴霧ノズル５３１の位置関係を図５、図６を参照して説明する。
図６（ａ）に示すように、メディア５０６を水平に配置し、メディア５０６の一端側の上方に噴霧ノズル５３１を配置し、噴霧ノズル５３１からメディア５０６と平行に水平方向に向けて噴霧水Ｗを噴射する場合に、噴霧ノズル５３１から噴霧する噴霧水Ｗが気液接触領域を降下してメディア下端５０６ｂに到達するまでに十分に拡散し、その結果、メディア５０６の全面が噴霧水Ｗで濡れるには、噴霧ノズル５３１を配置したノズル高さ位置からメディア５０６までの離間距離である加湿距離を適切に設定する必要があり、この加湿距離の最適な値が有効加湿距離Ｌ１である。

図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、メディア５０６を斜め下方に向けて傾斜させると、メディア５０６上の各点から噴霧ノズル５３１を配置したノズル高さ位置までの加湿距離は、メディア下端５０６ｂの側において大きくなり、メディア上端５０６ａの側で小さくなる。この加湿距離の平均値を平均加湿距離とすると、平均加湿距離はメディア５０６の略中央位置における加湿距離に相当する。そして、メディア５０６は平均加湿距離が有効加湿距離Ｌ１となる姿勢に傾斜配置する。

この場合に、図６（ａ）に示すように、メディア５０６を水平に配置する構成における噴霧ノズル５３１とメディア上端５０６ａとの距離Ｌ１に比べて、図６（ｂ）に示すように、メディア５０６を斜め下方に傾斜配置する構成における噴霧ノズル５３１とメディア上端５０６ａとの距離Ｌ２は短くなり、さらに図６（ｃ）に示すように、メディア５０６の傾斜角度を大きくする構成における噴霧ノズル５３１とメディア上端５０６ａとの距離Ｌ３はより短くなる。

すなわち、平均加湿距離を有効加湿距離Ｌ１に保って斜め下方にメディア５０６を傾斜配置することで、噴霧ノズル５３１をメディア５０６に近づけてより低い位置に配置することが可能となり、図６（ａ）に示すメディア５０６を水平に配置する構成に比べて、図６（ｂ）に示すメディア５０６を斜め下方に傾斜配置する構成では、噴霧ノズル５３１の配置位置をＬ４（Ｌ１−Ｌ２）だけメディア５０６に近づけることができ、さらに図６（ｃ）に示すメディア５０６の傾斜角度を大きくする構成では、噴霧ノズル５３１の配置位置をＬ５（Ｌ１−Ｌ３）だけメディア５０６に近づけることができる。しかしながら、メディア５０６の傾斜角度には適値が存在する。

図５に示すように、本実施の形態では、メディア５０６を水平方向に対して１５°から４５°の傾斜角度αで配置している。そして、噴霧ノズル５３１は、噴霧水Ｗをメディア上端５０６ａの上方位置からメディア下端５０６ｂに向けて噴霧する。噴霧水Ｗはメディア上面５０６ｃに沿って加湿対象空気の気流の上流側から下流側へ飛翔し、メディア上面５０６ｃに対して約４°の入射角βで降下する。

次に、風洞５０９の下方には風洞５０９から降下する殺菌剤溶液を受け止めるパン５１０を配置しており、エリミネータ５０７、メディア５０６、風洞５０９、パン５１０はメンテナンス時にハウジング５００から取り外しが可能であり、メディア５０６は風洞５０９の前面側から脱着を行う。また、運転中にエリミネータ５０７を持ち上げることで殺菌剤溶液の噴霧状態を確認可能である。

パン５１０の下方には循環槽５４が設けてあり、循環槽５４は浄化用通気路５２から降下する殺菌剤溶液やパン５１０から流入する殺菌剤溶液を受け止めて貯溜するものである。循環槽５４の内部には中継槽５４１を設けており、中継槽５４１を覆って降下液ガイド板５４２を設けている。

循環槽５４と噴霧装置５３の間には循環系５５が配設してあり、循環系５５は循環ポンプ５５０を有して循環槽５４の殺菌剤溶液を噴霧装置５３に供給するものである。
循環系５５は、殺菌剤溶液の噴霧と排出を兼ねる循環ポンプ５５０が循環槽５４の下方に位置し、循環ポンプ５５０の下流側に三方切替弁５５１および逆止弁５５２を介装している。三方切替弁５５１から排水系５６７が分岐しており、三方切替弁５５１を切替操作することで１台の循環ポンプ５５０を兼用して殺菌剤溶液の循環と排出を実施できる。

生成時濃度の原液の殺菌剤溶液である微酸性電解水を供給する薬剤供給系５６は、微酸性電解水を生成する生成装置５６１と、生成装置５６１に給水する給水系５６２と、給水系５６２から分岐して希釈用水を循環槽５４に供給する希釈用水供給系５６３と、中継槽５４１と、生成装置５６１から微酸性電解水を中継槽５４１および中継槽５４１を介して循環槽５４に調製用大流量で供給する調製用供給部５６４と、中継槽５４１から循環槽５４へ微酸性電解水を補給用小流量で滴下して供給する中継ポンプ５６５を介装した補給用供給部５６６を備えている。

中継槽５４１は、底面が調製用供給部５６４の開口５６４ａに対応する一方側縁５４１ａから他方側縁５４１ｂに向けて下り勾配に傾斜した後に、最底部５４１ｃを経て上り勾配に傾斜している。他方側縁５４１ｂは、一方側縁５４１ａに比べて低い位置にあり、越流縁をなし、最低部５４１ｃに補給用供給部５６６が接続している。

調剤用供給部５６４には三方切替弁５６４ｂが介装してあり、三方切替弁５６４ｂから外部取出部５６４ｃが分岐しており、外部取出部５６４ｃの給水口５６４ｄはハウジング５００の側部に設けてある。

循環槽５４の内部には下限液位計５４ａ、中位液位計５４ｂ、上限液位計５４ｃをそれぞれの設定液位に相当する位置に設けている。扉体５０１の前面には空気清浄装置の運転を担う制御装置７００を設けている。

制御装置７００は、通常運転モード、調製運転モード、洗浄運転モードを担う機能回路を有しており、通常運転モードと調製運転モードとを１サイクルとするバッチ運転を繰り返し、通常運転モードと調製運転モードとのサイクルを複数回行った後に洗浄運転モードを実施する。

以下、上記した構成の作用を説明する。
（通常運転モード）
薬剤供給装置５６は、中継ポンプ５６５により補給用供給部５６６を介して中継槽５４１から循環槽５４へ微酸性電解水を補給用小流量、ここでは例えば０．０５Ｌ／分で滴下して供給し、循環槽５４の殺菌剤溶液の有効塩素濃度を０．１−１０ｍｇ／Ｌに維持し、循環槽５４の殺菌剤溶液を殺菌に適した希釈濃度に保つ。

この状態で、循環ポンプ５５０によって循環槽５４の殺菌剤溶液を噴霧装置５３に供給し、ハウジング５００の浄化用通気路５２を上流側から下流側に流れる除菌対象空気５１に、噴霧装置５３の噴霧ノズル５３１から循環槽５４で濃度調整された殺菌剤溶液を噴霧する。槽内の液位は、中位液位計５４ｂの中位設定レベルと上限液位計５４ａの高位設定レベルの間に維持し、噴霧により失われた損失量を補うために、必要に応じて希釈用水供給系５６３から希釈用水を供給する。供給量は殺菌剤溶液：希釈用水＝１：９の割合で供給する。

この噴霧により、除菌対象空気５１に含まれる浮遊菌や塵埃等の異物は、噴霧された殺菌剤溶液の噴霧水に衝突し、捕捉され、除菌される。さらにメディア５０６に到達した殺菌剤溶液の噴霧水は、メディア５０６に付着した浮遊菌や塵埃を流下させるとともに、除菌対象空気５１に含まれた浮遊菌や塵埃等の異物を取り込み、循環槽５４内に流入する。

この噴霧において、本実施の形態では、メディア５０６を斜め下方に傾斜配置し、メディア上端５０６ａの上方位置の噴霧ノズル５３１からメディア下端５０６ｂに向けて噴霧水を噴霧することにより、噴霧水Ｗは、メディア上面５０６ｃに沿って飛翔し、メディア５０６の全面にわたって広範囲に降下してメディア全面を濡らす。

よって、メディア５０６は、その全面において浮遊菌の除菌、塵埃等の異物の捕捉を十分に発揮することができる。
また、気流進路変転域Ａを活用してメディア５０６を斜め下方に傾斜させて配置することで、ハウジング５００内の空間の有効利用を図ることができる。

しかも、メディア５０６を斜め下方に傾斜配置するとともに、メディア上端５０６ａの上方位置に噴霧ノズル５３１を配置することで、有効加湿距離Ｌ１を確保しつつ、メディア５０６の近くに噴霧ノズル５３１を配置することができ、構成部材のコンパクトな配置構造により装置の小型化を実現している。

循環槽５４では、微酸性電解水が補給用小流量で滴下されて循環槽５４の槽内の殺菌剤溶液の有効塩素濃度が０．１−１０ｍｇ／Ｌの殺菌に適した希釈濃度に維持されているので、循環槽５４内に流入する菌を確実に除菌することができる。また、殺菌剤溶液を除菌対象空気５１に高い飽和効率で直接的に噴霧することで、除菌対象空気５１に含まれた浮遊菌や塵埃等の異物を殺菌剤溶液に取り込むことができ、除菌に加えて除塵も実現できる。

メディア５０６を通過した殺菌後の空気は、エリミネータ５０７を通過してファン装置６００により室内へ供給される。
（調製運転モード）
三方切替弁５５１を操作し、循環ポンプによって循環槽５４の古い殺菌剤溶液を排出系５６７から系外へ排出し、循環槽５４の液位を下限液位計５４ａの下位設定レベルにまで低下させる。

次に、三方切替弁５５１を戻して循環系５５が噴霧装置５３に接続する状態で、薬剤供給系５６は、給水系５６２から生成装置５６１に供給水し、生成装置５６１において２−２１％塩酸水の被電解液を電解して微酸性電解水を生成し、生成時濃度の微酸性電解水を殺菌剤溶液として調製用供給部５６４を通して中継槽５４１に調製用大流量、ここでは例えば５Ｌ／分で供給する。

調製用供給部５６４の開口５６４ａから中継槽５４１に流入する殺菌剤溶液は一方側縁５４１ａから他方側縁５４１ｂに向けて流れ、中継槽５４１に滞留する水道水由来の異物を洗い流しながら他方側縁５４１ｂから越流し、循環槽５４に供給される。

生成時濃度の殺菌剤溶液の供給と同時に、希釈用水供給系５６３から希釈用水を循環槽５４に供給し、循環槽５４に設定濃度の殺菌剤溶液を回分調製し、循環槽５４内に上限液位計５４ｃの上位設定レベルにまで殺菌剤溶液を貯溜する。
（洗浄運転モード）
洗浄運転モードでは、三方切替弁５５１を操作し、循環ポンプによって循環槽５４の古い殺菌剤溶液を排出系５６７から系外へ排出し、調製用供給部５６４から殺菌剤溶液を循環槽５４に供給し、循環槽５４に所定量の殺菌剤溶液を満たして循環槽５４を薬剤洗浄する。
（微酸性電解水の取り出し）
空気清浄装置から微酸性電解水を取り出す場合には、三方切替弁５６４ｂを操作して調剤用供給部５６４を外部取出部５６４ｃに接続し、微酸性電解水を給水口５６４ｄから取り出す。

５１ 除菌対象空気
５２ 浄化用通気路
５３ 噴霧装置
５４ 循環槽
５４ａ 下限液位計
５４ｂ 中位液位計
５４ｃ 上限液位計
５５ 循環系
５６ 薬剤供給系
５００ ハウジング
５００ａ、ｂ ハウジング内面
５０１ 扉体
５０２ 吸気口
５０３ 送気口
５０４ 第１防塵ネット
５０５ 中性能フィルター
５０６ メディア
５０６ａ メディア上端
５０６ｂ メディア下端
５０７ エリミネータ
５０８ 第２防塵ネット
５０９ 風洞
５３１ 噴霧ノズル
５３１ａ 樋
５１０ パン
５４１ 中継槽
５４１ａ 一方側縁
５４１ｂ 他方側縁
５４１ｃ 最底部
５４２ 降下液ガイド板
５５０ 循環ポンプ
５５１ 三方切替弁
５５２ 逆止弁
５６１ 生成装置
５６２ 給水系
５６３ 希釈用水供給系
５６４ 調製用供給部
５６４ａ 開口
５６４ｂ 三方切替弁
５６４ｃ 外部取出部
５６４ｄ 給水口
５６４ｅ 開口
５６５ 中継ポンプ
５６６ 補給用供給部
５６７ 排出系
６００ ファン装置
７００ 制御装置
Ａ 気流進路変転域
Ｗ 噴霧水
Ｌ１ 有効加湿距離
Ｌ２、Ｌ３ 噴霧ノズル５３１とメディア上端５０６ａとの距離

Claims (3)

1. 加湿対象空気が流れる通気路を有するハウジングと、通気路を流れる加湿対象空気に噴霧水を噴霧する噴霧ノズルと、通気路から降下する噴霧水を受け止めるメディアを備え、 ハウジングは、メディアに対応する下方位置に横方向に向けて開口する通気路の吸気口を有し、メディアより上方位置に通気路の送気口を有し、吸気口と吸気口に対向するハウジング内面との間に加湿対象空気の気流進路が横方向から上方向に変転する気流進路変転域を有し、
   メディアは、気流進路変転域に下り勾配に傾斜して配置し、メディア上端が吸気口を設けたハウジング内面寄りに位置し、メディア下端が吸気口に対向するハウジング内面寄りに位置し、
   噴霧ノズルは噴霧水をメディア上端の上方位置からメディア下端に向けて噴霧し、噴霧水はメディア上面に沿って飛翔することを特徴とする空気清浄装置。
2. 噴霧ノズルは、吸気口を設けたハウジング内面寄りに設けたことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. メディアは、メディア上の各点から噴霧ノズルを配置したノズル高さ位置までの離間距離の平均値である平均加湿距離を、噴霧ノズルから噴霧した噴霧水がメディアの全面を濡らすのに要する有効加湿距離に維持する姿勢に配置することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。

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