JP2018117870A - 空気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空間の除菌脱臭を目的に使用される空気浄化装置において、電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ移動させること、電解質の溶出時間の促進、及び貯留槽に存在する未反応の電解質を電解槽に移送することにより電解水生成の効率化を図ることで、除菌脱臭効果を発揮する空気浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】貯留槽部１６から電解槽部１２または電解槽部１２から貯留槽部１６へ貯留水を移送できる循環配管２２と水移送部１５とを備え、水移送部１５の動作によって電解槽部１２と貯留槽部１６内の貯留水を循環させ、電解槽部１２で生成した電解水を貯留槽部１６内のフィルタ部材７に供給し、貯留槽部１６に存在する電解質を電解槽部１２に移送する。【選択図】図２

Description

本発明は、細菌やウィルスなどの浮遊微生物や臭気成分を除去する空気浄化装置に関する。

水を電気分解して電解水を生成し、この電解水をフィルタ部材へ供給し、このフィルタ部材に室内空気を通過させることで、室内空気中に浮遊する細菌やウィルスなどの浮遊微生物や臭気成分等の除去を行う空気浄化装置が既に提案されている。

従来、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、トレイと、電極と、電極により水を電気分解する電解槽部と、トレイの内部の水路を経由して電解水が供給される貯留槽部と、貯留槽部の貯留水に一部浸漬させたフィルタ部材と、フィルタ部材に室内空気を送る送風部と排水トレイを筐体内に備えている(例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４−１９０５５３号公報

このような従来の空気浄化装置においては、電極により生成した電解水が水路を経由し、次第にフィルタ部材へ供給され、フィルタ部材に到達した電解水の作用により微生物除去性能を発揮するものである。

電解槽部と貯留槽部は、水路で接続されているため、電解槽部での電気分解が開始される前の状態では、電解槽部および貯留槽部に貯留している貯留水はどちらも電解質が溶けこんだだけの未分解の状態となっている。つまり、電解槽部で電気分解が行われても貯留槽部に電気分解処理がされていない貯留水が存在することとなるため、フィルタ部材へ電極により生成した電解水の速やかな供給が困難であった。

そこで本発明は、電解槽部で電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ供給し除菌脱臭効果を発揮することのできる空気浄化装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、電解水を含ませたフィルタ部材に送風部による空気を当てて空気の浄化を行なう空気浄化装置において、電気分解により前記電解水を生成する電極を有する電解槽部と内部に前記フィルタ部材を有する貯留槽部とが一部で連通するようにしたトレイと、前記貯留槽部から前記電解槽部または前記電解槽部から前記貯留槽部へ貯留水を移送できる循環配管と水移送部とを備え、前記水移送部の動作によって前記電解槽部と前記貯留槽部内の貯留水を循環させ、前記電解槽部で生成した電解水を前記貯留槽部内のフィルタ部材に供給し、前記貯留槽部に存在する電解質を電解槽部に移送することを特徴とする空気浄化装置であり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、電解水を含ませたフィルタ部材に送風部による空気を当てて空気の浄化を行なう空気浄化装置において、電気分解により前記電解水を生成する電極を有する電解槽部と内部に前記フィルタ部材を有する貯留槽部とが一部で連通するようにしたトレイと、前記貯留槽部から前記電解槽部または前記電解槽部から前記貯留槽部へ貯留水を移送できる循環配管と水移送部とを備え、前記水移送部の動作によって前記電解槽部と前記貯留槽部内の貯留水を循環させ、前記電解槽部で生成した電解水を前記貯留槽部内のフィルタ部材に供給し、前記貯留槽部に存在する電解質を電解槽部に移送することを特徴とする空気浄化装置という構成にしたことにより、貯留槽部において未分解の電解質は、水移送部の動作によって電極付近に移送されることとなり、電解槽部で電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ供給し除菌脱臭効果を得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の断面の概略図 同空気浄化装置の概略図 同空気浄化装置のトレイの平面の概略図 同空気浄化装置の動作を示すタイムチャート図

本発明の請求項１に係わる空気浄化装置は、電解水を含ませたフィルタ部材に送風部による空気を当てて空気の浄化を行なう空気浄化装置において、電気分解により前記電解水を生成する電極を有する電解槽部と内部に前記フィルタ部材を有する貯留槽部とが一部で連通するようにしたトレイと、前記貯留槽部から前記電解槽部または前記電解槽部から前記貯留槽部へ貯留水を移送できる循環配管と水移送部とを備え、前記水移送部の動作によって前記電解槽部と前記貯留槽部内の貯留水を循環させ、前記電解槽部で生成した電解水を前記貯留槽部内のフィルタ部材に供給し、前記貯留槽部に存在する電解質を電解槽部に移送するという構成を有する。

これにより、水移送部の動作によって、貯留部において未分解の電解質は電極付近に移送され、電解槽部において電気分解された電解水は貯留槽部へ移動し、トレイ内の電解水濃度が所望の濃度に到達し、フィルタ部材へ速やかに電解水を供給することができる。そして、継続的な除菌脱臭効果を得ることができる。

または、水移送部の動作によって、電解槽部において電気分解された電解水が貯留槽部へ移送され、フィルタ部材及びトレイ内の電解水濃度が所望の濃度に到達し、貯留槽部において未分解の電解質は電極付近へ移動させることとなるので、継続的に除菌脱臭効果を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項２に係わる空気浄化装置は、水移送部の動作と電極による電気分解と送風部の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を停止状態としておく第一の工程と、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を行う第二の工程と、前記水移送部を停止し、前記電極による電気分解を停止状態とする第三の工程と、を有し、電解質の投入後、前記第一の工程を前記電解質が前記トレイ内で均一に拡散するまで行い、その後第二の工程を前記トレイ内の電解質の一部を電気分解する第一所定時間行った後、前記送風部の動作を開始し、前記第三の工程を第二所定時間、前記第二の工程を第一所定時間交互に繰り返すものである。

これにより、第一の工程によって投入された電解質は速やかに溶出をし、トレイ内の電解水および電解質の濃度勾配が小さくなり、第二の工程によって電解槽部において電気分解された電解水が貯留槽部へ移送されフィルタ部材に供給され、前記第三の工程を第二所定時間、前記第二の工程を第一所定時間交互に繰り返すことでフィルタ部材付近での電解水の消費による貯留槽部内の電解水濃度の低下を断続的に緩和し、電解槽部と貯留槽部の濃度勾配が小さくすることができる。すなわち、貯留槽部において未分解の電解質は、水移送部の動作によって電極付近に移送されることとなり、電解槽部で電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ供給し除菌脱臭効果を得ることができる。

また、請求項３に係わる空気浄化装置は、水移送部の動作と電極による電気分解と送風部の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を停止状態とする第一の工程と、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を行う第二の工程と、前記水移送部を停止し、前記電極による電気分解を停止状態とする第三の工程と、を有し、電解質の投入後、前記第一の工程を前記電解質が前記トレイ内で均一に拡散するまで行い、前記第二の工程を前記トレイ内の全電解質を電気分解するのに要する第三所定時間行った後、前記送風部の動作を開始し、前記第三の工程を第二所定時間、前記第一の工程を第四所定時間交互に繰り返すものである。

これにより、最初に第一の工程を行なうことで、投入された電解質は速やかに溶出をし、トレイ内の電解水および電解質の濃度勾配が小さくすることができ、次の第二の工程でトレイ内の電解質を電気分解し、第三の工程と第一の工程を交互に繰り返して空気浄化を行なうことで、貯留槽部において濃度の低下した電解水は、電解槽部に移送されることとなり、電解槽部の電解水は貯留槽部へ移送され、電解槽部と貯留槽部の濃度勾配を小さくすることができる。すなわち、貯留槽部において電解水の消費による電解水濃度の低下に対して、電解槽部で電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ供給し除菌脱臭効果を得ることができる。

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に本実施の形態の空気浄化装置１の外観を示す。

図１に示すように、略箱形状の本体ケース２を備え、その両側面には室内空気を吸い込む略四角形状の吸込口３と、天面には浄化された空気を略四角形状の吹き出す吹出口４を設けている。

図２に示すように、内部には、吸込口３から吹出口４を連通する空気風路５が設けられている。加えて本体ケース２内には、空気風路５内を吸込口３から吹出口４に向けて空気を流す送風部６と、フィルタ部材７が設けられている。

フィルタ部材７は、その表面に複数の開口部を有する回転可能な中空円筒形状であり、フィルタ部材７が空気風路５を遮り、空気がフィルタ部材７を通過するように設けている。

送風部６は、本体ケース２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されるいわゆるシロッコファンを備えることが望ましい。

また、本体ケース２の下部には給水タンク８と排水タンク９とトレイ１０が設けられており、これらは本体ケース２から取り外すことが可能である。トレイ１０内には、電極１１を有する電解槽部１２と、フィルタ部材７と排水手段１４と水移送部１５を有する貯留槽部１６とが設けられている。電解槽部１２と貯留槽部１６とは、仕切り板１７によって区切られている。仕切り板１７において、貯留槽部１６と電解槽部１２間での水の移動を制限するために、仕切り板１７の一端側下部に隙間１８を備えている。

貯留槽部１６の内部において、フィルタ部材７の下部は電解水中に浸漬されている。

排水手段１４は、貯留槽部１６の内部の電解水を排水タンク９に排出できるように貯留槽部１６側に配置したポンプ１９とポンプ１９から排水タンク９側へ接続した配管２０とで構成している。

水移送部１５は、貯留槽部１６の貯留水を電解槽部１２へと移送できるように貯留槽部１６側に配置したポンプ２１とポンプ２１から電解槽部１２側へ接続した配管２２とで構成している。図３に示すように、ポンプ２１は、仕切り板１７の隙間１８を備えた一端側ではなく仕切り板１７の他端側に配置している。電解槽部１２で電解質を電気分解した電解水は、貯留槽部１６の貯留水を電解槽部１２へ移送すると、隙間１８を通過して貯留槽部１６側へ供給されるものである。

本実施の形態では、貯留槽部１６の貯留水を電解槽部１２へ移送することにともない、隙間１８を通過して電解槽部１２から貯留槽部１６への貯留水（電解水）の移動を引き起こしトレイ１０内の貯留水を循環させることができるものである。フィルタ部材７に電気分解した電解水を供給するためには、図３に示すようにフィルタ部材の回転軸２４と仕切り板１７を並行にして設けることが好ましい。

また、本体ケース２内には制御手段２３が設けられており、これにより、送風部６の動作とフィルタ部材７の回転動作と電極１１による電気分解と水移送部１５のポンプ２１の動作とが制御されるものである。

制御手段２３は、水移送部１５を動作させ、電極１１による電気分解を停止状態とする第一の工程と、水移送部１５を動作させ、電極１１による電気分解を行う第二の工程と、水移送部１５を停止状態とし、電極１１による電気分解を停止状態とする第三の工程とを有している。

これにより、吸込口３から空気浄化装置に吸込まれた室内空気は、電解水を含んだフィルタ部材７を通過することで、除菌脱臭されて吹出口４から再び室内に吹出される。

続いて空気浄化装置１の動作のうち本発明の実施の形態に係る部分の主要な動作について説明する。

上記構成において、空気浄化装置１を動作させると、図４（ａ）に示すように、制御手段２３は、第一の工程を実行することで、水移送部１５を動作させ水移送部１５が動作しトレイ１０内の電解質（塩タブレットを代表とする固体）の溶出が行われる。溶出した電解質がトレイ１０内で均一に拡散するまで第一の工程を行ことにより初期において電気分解前の水に溶けた電解質濃度が所望するものになる。

次に、第二の工程を実行することで、水移送部１５を動作させたまま、電極１１が動作し電解槽部１２内に存在する電解質が消費されて電解水が生成される。この電解水は、仕切り板１７の隙間１８を通って、貯留槽部１６に備えられたフィルタ部材７へ供給される。第二の工程を第一所定時間実行することで、トレイ１０内に溶出した一部の電解質を電気分解することとなる。第一所定時間は、あらかじめ貯留槽部１６へ供給できる電解質の濃度によって定めたものである。

次に、制御手段２３が第三の工程として、水移送部１５を停止状態とし、電極１１による電気分解を停止状態とする。この状態で、さらに送風部６とフィルタ部材７とを動作させると、吸込口３から空気浄化装置１内に吸い込まれた空気は、空気風路５を介して回転動作をしているフィルタ部材７を通過することで接触し、吹出口４から空気浄化装置１外に排出される。この空気はフィルタ部材７と接触した際に電解水に接触して除菌脱臭される。また、吹出口４から排出された空気には電解水成分が含まれており、空気浄化装置１を配置した室内の空気の除菌脱臭ができるという効果が得られる。このようにして空気浄化装置１は除菌脱臭効果を奏することとなる。

送風部６とフィルタ部材７の動作中は、フィルタ部材７の表面において、空気と接触することで電解水は消費される。そこで、第二の工程と第三工程を断続的に行なう、すなわち、第一所定時間の第二の工程と第二所定時間の第三の工程を繰り返すことで、電解槽部１２で電気分解を行い濃度の高い電解水を貯留槽部１６へ供給し、フィルタ部材７へ供給する電解水の濃度差の低下を小さくすることとなる。第二所定時間は、第三の工程で消費される電解水の量が次の第二の工程で回復できる時間とすることが望ましい。

このように、第一の工程によって投入された電解質は、水移送部１５の動作によって速やかに溶出をし、トレイ１０内の電解水および電解質、それぞれの濃度勾配が小さくなり、第二の工程によって電解槽部１２において電気分解された電解水が貯留槽部１６へ移送されフィルタ部材７に供給される。また、前記第二の工程を第一所定時間、前記第三の工程を第二所定時間、を交互に繰り返すことで、フィルタ部材７付近での電解水の消費による貯留槽部１６内の電解水濃度の低下を断続的に緩和し、電解槽部１２と貯留槽部１６の濃度差を小さくすることができる。すなわち、貯留槽部１６において溶出した未分解の電解質は、水移送部１５の動作によって電極付近に移送されることとなり、電解槽部１２で電極１１により生成した電解水を速やかにフィルタ部材７へ供給し除菌脱臭効果を得ることができる。ここで電極付近に移送された電解質は、電極１１により電気分解され速やかに電解水となる。

また、制御手段２３の動作は、１度目の第二の工程でトレイ１０内に溶出した電解質を全て電気分解する構成としても良い。

この場合、空気浄化装置１を動作させると、図４（ｂ）に示すように、制御手段２３は、最初に第一の工程を実行することで、水移送部１５を動作させ水移送部１５が動作しトレイ１０内の電解質（固体）の溶出が行われる。溶出した電解質がトレイ１０内で均一に拡散するまで第一の工程を行ことにより初期電気分解前の電解質濃度が所望するものになる。

その後、第二の工程を実行することで、水移送部１５を動作させたまま、電極１１が動作し電解槽部１２内に存在する電解質が消費されて電解水が生成される。この電解水は、仕切り板１７の隙間１８を通って、貯留槽部１６に備えられたフィルタ部材７へ供給される。第二の工程は、トレイ１０内に溶出した電解質を全て電気分解するのに要する第三所定時間行うこととなる。

トレイ１０に溶出した電解質を全て電気分解した後、制御手段２３は、第三の工程として、水移送部１５を停止状態とし、電極１１による電気分解を停止状態とする。この状態で、さらに前記送風部６とフィルタ部材７の動作をさせると、吸込口３から空気浄化装置１内に吸い込まれた空気は、空気風路５を介してフィルタ部材７に接触し、吹出口４から空気浄化装置１外に排出される。この空気は回転動作をしているフィルタ部材７と接触した際に電解水に接触して除菌脱臭される。また、吹出口４から排出された空気には電解水成分が含まれており、空気浄化装置１を配置した室内の空気の除菌脱臭ができるという効果が得られる。このようにして空気浄化装置１は除菌脱臭効果を奏することとなる。

送風部６の動作中は、フィルタ部材７の表面において、電解水は空気と接触することで消費される。この場合電解水の消費は、貯留槽部１６で行なわれる。

そこで、前記送風部６の動作を開始時に、第二所定時間の第三の工程と第四所定時間の第一の工程を繰り返す。これにより、水移送部１５の動作によって溶出した未分解の電解質が電極付近に移送されて、電解槽部１２内で分解した電解水は、隙間１８から貯留槽部１６へ供給されるので、フィルタ部材７へ所望の濃度の電解水を速やかに供給することができる。第四所定時間は、電解槽部１２と貯留槽部１６の貯留水を互いに混ざり合わせるのに要する時間とすることが好ましい。

このように、最初に第一の工程を行なうことで、投入された電解質（固体）は速やかに溶出をし、電解槽部１２と貯留槽部１６の電解水および溶出した電解質の濃度差を小さくすることができる。次の第二の工程でトレイ内の電解質を電気分解し、第三の工程と第一の工程を交互に繰り返して空気浄化を行なうことで、貯留槽部１６において濃度の低下した電解水は、電解槽部１２に移送されることとなり、電解槽部１２の電解水は貯留槽部１６へ移送され、電解槽部１２と貯留槽部１６の濃度差を小さくすることができる。すなわち、貯留槽部１６において電解水の消費による電解水濃度の低下に対して、電解槽部１２で電極１１により生成した電解水を速やかにフィルタ部材７へ供給し除菌脱臭効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、水移送部１５は、貯留槽部１６の水を電解槽部１２へと移送できるように貯留槽部１６側に配置したポンプ２１とポンプ２１から電解槽部１２側へ接続した配管２２とで構成している接続されているが、送水の方向を変えても良い。すなわち、ポンプ２１と配管２２から電解槽部１２の貯留水を貯留槽部１６へ移送できる構成としても良い。この場合、仕切り板１７に設けた隙間１８では、貯留槽部１６側から電解槽部１２側へ貯留水の移動が生じるものとなる。

また、電解槽部１２と貯留槽部１６との分離接続に隙間１８を設けた仕切り板１７を設けているが、必ずしも仕切り板１７である必要はなく、貯留槽部１６から電解槽部１２への貯留水の逆流を抑制するなどの目的で、貯留水が必要以上に移動することを制限できれば、細いパイプ等、その他の手段で分離接続してもよい。

また、本実施の形態での水移送部１５はポンプ２１を使用しているが、貯留槽部１６から電解槽部１２への水の移送が可能な機構であれば良いので、その構造は特に限定されず。
例えば、電解槽部１２と貯留槽部１６との仕切り板１７に開口部を設け、そこにスクリューを取り付け、必要に応じてスクリューを動作させるような機構でもかまわない。

また、本明細書において、貯留水は、電解槽部１２および貯留槽部１６に存在する水溶液全般を示す。すなわち、電解質が存在する水、電解質が溶出した溶液、電極１１で電気分解して生成した電解水を示す。特に電解水を強調する場合には、電解水と記している。

本発明に係る空気浄化装置は、水移送部の動作が未分解の電解質を電解槽部に移動させることによって、フィルタ部材及びトレイ内の電解水濃度が所望の濃度に到達させ、除菌脱臭効果を発揮することを可能とするものであるので、介護施設等の明確な除菌脱臭目的の存在する空間における安定した空気浄化手段等として有用である。

１ 空気浄化装置
２ 本体ケース
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 空気風路
６ 送風部
７ フィルタ部材
８ 給水タンク
９ 排水タンク
１０ トレイ
１１ 電極
１２ 電解槽部
１４ 排水手段
１５ 水移送部
１６ 貯留槽部
１７ 仕切り板
１８ 隙間
１９ ポンプ
２０ 配管
２１ ポンプ
２２ 配管
２３ 制御手段
２４ 回転軸

Claims (3)

1. 電解水を含ませたフィルタ部材に送風部による空気を当てて空気の浄化を行なう空気浄化装置において、
   電気分解により前記電解水を生成する電極を有する電解槽部と内部に前記フィルタ部材を有する貯留槽部とが一部で連通するようにしたトレイと、
   前記貯留槽部から前記電解槽部または前記電解槽部から前記貯留槽部へ貯留水を移送できる循環配管と水移送部とを備え、
   前記水移送部の動作によって前記電解槽部と前記貯留槽部内の貯留水を循環させ、前記電解槽部で生成した電解水を前記貯留槽部内のフィルタ部材に供給し、前記貯留槽部に存在する電解質を電解槽部に移送することを特徴とする空気浄化装置。
2. 水移送部の動作と電極による電気分解と送風部の動作を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を停止状態としておく第一の工程と、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を行う第二の工程と、前記水移送部を停止し、前記電極による電気分解を停止状態とする第三の工程と、を有し、電解質の投入後、前記第一の工程を前記電解質が前記トレイ内で均一に拡散するまで行い、その後第二の工程を前記トレイ内の電解質の一部を電気分解する第一所定時間行った後、前記送風部の動作を開始し、前記第三の工程を第二所定時間、前記第二の工程を第一所定時間交互に繰り返す請求項１に記載の空気浄化装置。
3. 水移送部の動作と電極による電気分解と送風部の動作を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を停止状態とする第一の工程と、前記水移送部を動作させ、前記電極による電気分解を行う第二の工程と、前記水移送部を停止し、前記電極による電気分解を停止状態とする第三の工程と、を有し、電解質の投入後、前記第一の工程を前記電解質が前記トレイ内で均一に拡散するまで行い、前記第二の工程を前記トレイ内の全電解質を電気分解するのに要する第三所定時間行った後、前記送風部の動作を開始し、前記第三の工程を第二所定時間、前記第一の工程を第一所定時間交互に繰り返す請求項１に記載の空気浄化装置。