JP2019058256A - 空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気清浄作用を維持できる空気清浄機を提供する。【解決手段】吸気口と吹出口とを備えた本体ケースと、前記本体ケース内に前記吸気口と前記吹出口との間に設けられた気液接触室と、前記気液接触室の空気中に微細な水滴を放散させる水滴生成手段と、前記気液接触室に送風する送風機と、を備え、前記気液接触室は、前記水滴生成手段に用いられる水を貯水する貯水部と、前記気液接触室から前記本体ケースの前記吹出口に向かって空気が流出する流出口に設けられたエリミネータと、を備え、前記エリミネータは所定の間隔が設けられて配された一対の電極板を有するものとした。【選択図】図１

Description

本発明は、塩素系化合物を含んだ水を用いて、空気中の細菌、真菌、ウイルス、臭いなどの除去を行う空気清浄機に関するものである。

従来のこの種の空気清浄機の構造は、以下のようになっていた。

例えば、図６に示すように、液体微細化装置１０１は送風機により室内から取り込んだ空気が通過する処理室１０２と、給水管からの給水を所定量貯水する貯水部１０３と、貯水部１０３に下部を水没させ上方に向かって径が拡大するすり鉢状の回転体１０４と、回転体１０４とともに回転し、回転体１０４の回転による遠心力で飛散された水および空気が通過可能な円筒状の多孔体１０５を備え、回転体１０４の回転による遠心力で、貯水部１０３から水が吸い上げられ、回転体１０４から外部に向けて飛散された水が多孔体１０５を通じて周辺部に衝突し、水が微細化されるようになっている。そして、回転体１０４により生成した水滴と室内から取り込んだ空気とを接触させ、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。

特開２００９−２７９５１４号公報

この種の水滴を室内の空気に接触させて、細菌、ウイルス、臭気などの汚染物質の除去を行う空気清浄機においては、除菌脱臭効果を高めることが求められる。しかしながら、従来の構成では、汚染物質を水滴に取り込むことによる空気清浄作用と引き換えに貯水部にもどる水が汚染されるため、徐々に汚染物質を取り込む力が低下し空気清浄作用が低下するものであった。そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、貯水部における水の汚染を防ぎ、空気清浄作用を維持できる空気清浄機を提供することを目的とする。

そして、本発明の空気清浄機は、吸気口と吹出口とを備えた本体ケースと、前記本体ケース内に前記吸気口と前記吹出口との間に設けられた気液接触室と、前記気液接触室の空気中に微細な水滴を放散させる水滴生成手段と、前記気液接触室に送風する送風機と、を備え、前記気液接触室は、前記水滴生成手段に用いられる水を貯水する貯水部と、前記気液接触室から前記本体ケースの前記吹出口に向かって空気が流出する流出口に設けられたエリミネータと、を備え、前記エリミネータは所定の間隔が設けられて配された一対の電極板を有しているものである。これにより所期の目的を達成するものである。

上記構成により、汚染物質を含んだ水滴が、貯水部の水と混合する前に分解することができる。これにより、貯水部の水の汚染を抑制することができるので、汚染物質を取り込む力を維持することができる。したがって、空気清浄作用を維持できる空気清浄機を提供できるものである。

本実施形態における空気清浄機の構成を示す概略断面図 同実施形態におけるエリミネータおよび電極板の構成を示す概略斜視図 図２に示すエリミネータおよび電極板のＡ−Ａ‘断面形状を示す概略断面図 同実施形態におけるエリミネータおよび電極板の他の構成を示す概略斜視図 図４に示すエリミネータおよび電極板のＢ−Ｂ‘断面形状を示す概略断面図 従来の構成を示す概略断面図

本発明の請求項１に記載の空気清浄機は、吸気口と吹出口とを備えた本体ケースと、前記本体ケース内に前記吸気口と前記吹出口との間に設けられた気液接触室と、前記気液接触室の空気中に微細な水滴を放散させる水滴生成手段と、前記気液接触室に送風する送風機と、を備え、前記気液接触室は、前記水滴生成手段に用いられる水を貯水する貯水部と、前記気液接触室から前記本体ケースの前記吹出口に向かって空気が流出する流出口に設けられたエリミネータと、を備え、前記エリミネータは所定の間隔が設けられて配された一対の電極板を有しているものである。

これにより、空気清浄効果を維持することができる。気液接触室内に放散させた水滴に、送風機によって送風された空気中に存在する細菌、ウイルス、臭気などの汚染物質を取り込み、その汚染物質を含んだ水滴をエリミネータで捕集することで、空気中から除去回収する。そして、エリミネータに付着した水滴はエリミネータを伝って落下し、貯水部へ戻るが、エリミネータの一対の電極板に電流を流すことで、一対の電極板に跨って付着した水を電気分解することにより、次亜塩素酸を含む塩素系化合物を生成させることができる。この次亜塩素酸を含む塩素系化合物によって、水滴中の汚染物資を除去、殺菌することができる。このようにして、空気清浄作用を維持することができるものである。

また、一対の前記電極板は、それぞれ貫通孔を有する平板形状であり、一対の前記電極板は、所定の間隔を設けて配列されて構成され、空気が通過する上流側に設けられた一の電極板の貫通孔の径は下流側に設けられた他の電極板の貫通孔の径よりも大きく形成されているものとしてもよい。

このようにすると、上流側の電極板の貫通孔の径を下流側の電極板の貫通孔の径よりも大きくしたことにより、水滴の捕集効率を向上させることができる。すなわち、水滴を含んだ気流が上流側の電極板を通過した後、下流側の電極板を通過する際に、貫通孔の径が異なるため、気流が分流し強制的に曲げられることになる。これにより、水滴が慣性により曲がり切れず気流から分けられて捕集される。すなわち、上流側の電極板では粒子径の大きな水滴を捕集し、下流側の電極板では、貫通孔の径が上流側よりも小さいため上流側の電極板で捕集できなかった粒子径の小さい水滴を捕集することができる。このようにして、水滴の捕集効率を向上させることができる。

また、前記電極板は、送風方向に平行な方向に平板を配置し、前記電極板を所定の間隔で複数並列して配置することで通風空間を形成している構成としてもよい。

このようにすると、水滴を含んだ空気が、複数並列に配置された電極板によって形成された通風空間を通過する際に、水滴が電極板に接触し、隣接する一対の電極板に跨るように位置する。したがって、この水滴が電気分解されることで、次亜塩素酸を含む塩素系化合物を生成させることができる。次亜塩素酸を含む塩素系化合物によって、水滴中の汚染物資を除去、殺菌することができる。また、電極板は、送風方向に平行な方向に平板を配置し、電極板を所定の間隔で複数並列して配置することで通風空間を形成することで、十分な風量を吹出口に供給することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して説明を省略している。さらに、本発明に直接には関係しない各部の詳細については重複を避けるために、図面毎の説明は省略している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における空気清浄機の側方断面図である。図１に示すように、箱状の本体ケース１の一面に、室内の空気を本体ケース１内に取り込む吸気口２と、本体ケース１の他の面に吸気口２から本体ケース１内に取り込まれた空気を室内に吹出すための吹出口３が開口している。

本体ケース１は、屋内の居住空間以外のスペース、例えば、廊下奥や階段下の空間や天井裏、階間の空間等に設置されて、室内と吸気口２および吹出口３とは図示しないダクトで空気が通風可能に接続されている。

本体ケース１内には、吸気口２と吹出口３とを結び、空気が通風する風路４（図１中の実線矢符で示す経路）が設けられている。風路４には、風路４に送風する送風機５が設けられている。送風機５の運転により、吸気口２から本体ケース１内に取り込まれた空気が風路４を通過して吹出口３から室内へ吹出される。

風路４の送風機５と吹出口３との間には、風路４を通過する空気と塩素系化合物を含んだ水とが接触する気液接触室６が設けられている。

気液接触室６には、水を貯水する貯水部７と、水滴生成手段として、貯水部７の上方に設けられた上方開口部８および下方開口部９を有する衝突壁１０と、衝突壁１０の内側に設けられた回転装置１１（図１中の破線で囲まれた構成）と、回転装置１１の下流側に回転装置１１の動作により発生した水滴の余剰分を除去するエリミネータ１２が設けられている。

貯水部７は、上面が開口した箱形状に形成され気液接触室６の下部に設けられている。貯水部７は屋内から分岐された図示しない水道管と接続され、貯水部７に水道水が供給されるようになっている。また、貯水部７は、屋内の図示しない排水管と接続され、貯水部７の水が排水されるようになっている。

例えば、図１に示すように、本体ケース１の側面には水道管と接続するための給水口１３が設けられており、本体ケース１の内部には給水口１３から貯水部７へ水を導水する給水管１４と、貯水部７への水の供給量を調整する給水弁１５が設けられている。一方、本体ケース１の側面には排水管と接続するための排水口１６が設けられており、本体ケース１の内部には貯水部７から排水口１６へと導水する排水管１７と、排水量を調整する排水弁１８が設けられている。

また、回転装置１１は、垂直方向に向けて配置された回転軸１９と、回転軸１９を回転させる回転モータ２０を備えている。そして、回転軸１９には、筒状の揚水管２１が固定されている。また、円盤状に形成され回転軸１９と同軸方向に複数枚配列された回転板２２が、揚水管２１と接続されている。

例えば、図１に示すように、風路４内に垂直方向に向けて配置された回転軸１９が設けられ、回転軸１９は風路４の天面に設けられた回転モータ２０と接続されている。回転軸１９には筒状に形成された揚水管２１が固定されており、揚水管２１の下方の一部は貯水部７に浸水している。また、揚水管２１の側壁の上部には揚水管２１の回転によって汲み上げられた水を放出するための開口２３が設けられている。また、揚水管２１には、回転軸１９と同軸に円盤状に形成された回転板２２が接続されている。回転板２２は揚水管２１の開口２３と水平方向に並列する位置に設けられており、開口２３から放出された水を回転板２２の上面に付着できる。

また、一対の電極板２４を有するエリミネータ１２が、気液接触室６の流出口２５に設けられている。そして、電極板２４の下部は貯水部７の水に浸漬するように配置されている。

図２および図３に示すように、電極板２４は導電可能な材質で平板状に形成されている。電極板２４には千鳥状配列に貫通孔２６が設けられており、通過する空気の向きに対して上流側に設けられる一の電極板２４Ａの貫通孔２６の径は、下流側の他の電極板２４Ｂの貫通孔２６の径よりも大きく形成されている。そして、上流側の一の電極板２４Ａと下流側の他の電極板２４Ｂとは、所定の間隔を設けて配列されている。例えば、上流側の一の電極板２４Ａの貫通孔２６の径と下流側の他の電極板２４Ｂの貫通孔２６の径との差は５〜１０ミリがよく、上流側の一の電極板２４Ａと下流側の他の電極板２４Ｂとの間隔は３〜５ミリ程度がよい。これにより、下流側の電極板２４Ｂで捕集した水滴が上流側の電極板２４Ａと接触し水滴を介して接続されやすくなる。

本体ケース１には、一対の電極板２４に電圧をかけるため電源（図示せず）が設けられている。電源により一対の電極板２４に電圧をかけることで水に電流が流れ水の電気分解を行うことができる。電気分解を行うことにより、一対の電極板２４の周辺に塩素や次亜塩素酸を主とした塩素系化合物が生成される。生成された塩素系化合物は水に溶解し、水は塩素系化合物を含む水となる。また、貯水部７に貯水する水は、上述したように水道水でよいが、塩化ナトリウムを投入してもよい。それにより電気分解の効率を高め、より高い濃度の塩素系化合物を生成させることができる。

次に、空気清浄機の動作について説明する。

はじめに、空気清浄機の運転を開始することで給水弁１５の動作により貯水部７に対し給水管１４を通って水道水が流入し、貯水部７に水道水が貯水される。貯水部７の貯水に対し、使用者は適宜塩化ナトリウムを投入する。次に、回転モータ２０が回転し貯水部７に浸水した揚水管２１および回転板２２が回転する。すると、遠心力により揚水管２１内の水が揚水管２１の内壁面を上昇する。上昇した水は揚水管２１に設けられた開口２３を通って揚水管２１の外へ放出される。開口２３から放出された水は回転板２２の上面に付着し、回転板２２の回転により遠心方向に移動し回転板２２の端面から水滴として放出される。放出された水滴は衝突壁１０に衝突して分裂し、さらに小さな水滴として放出される。この水滴は、衝突壁１０の上方開口部８および下方開口部９から衝突壁１０の周囲に霧状に飛散する。よって、風路４に設けられた衝突壁１０の周囲には、水滴が充満する。

また、吸気口２から本体ケース１に取り込まれ、送風機５によって送風される風が衝突壁１０の周囲を通過することになる。回転板２２および衝突壁１０から放出された水滴は風路４を通過する風と接触する。風路４を通過する風と水滴との接触により、風路４を通過する風に含まれる細菌や真菌、ウイルス、臭いなどの汚染物質が、水滴に取り込まれて空気清浄が行われる。

汚染物質を取り込んだ水滴を含む空気は、風路４を進み、次にエリミネータ１２を通過する。その際に、水滴がエリミネータ１２の一対の電極板２４に捕捉され、送風される空気中から除去される。水滴が除去された空気は、風路４を通って本体ケース１の吹出口３に至り室内に放出される。このようにして、本体ケース１に取り込んだ空気の空気清浄を行う。

一方、エリミネータ１２に捕捉された水滴は、電極板２４を伝って落下する。落下した水滴は、貯水部７の貯水と混合され、再び気液接触室６中に微細な水滴として噴霧される。このように貯水部７の水は微細水滴となり、水滴の噴霧と捕集が繰り返され、気液接触室６を通過する空気の清浄化に利用される。しばらくの時間利用された水は汚染物質の濃度が上昇し、空気中の汚染物質を取り込む力が低下するため、排水弁１８が解放されて排水される。そして、再び水道水から給水を行うことで、水を入れ替えることで汚染物質を取り込む力、すなわち空気清浄作用を回復させる。

ここで、本発明では上記したように、エリミネータ１２が一対の電極板２４を有し、その下部が貯水部７の水に浸漬する位置に配置されている。エリミネータ１２における一対の電極板の作用について以下説明する。

エリミネータ１２に水滴を含んだ空気が通過することで、下流側の他の電極板２４Ｂに捕捉された水滴は、その表面に沿って落下するにしたがい捕捉された水滴どうしが合体する。そして水滴の体積が大きくなり、上流側の一の電極板２４Ａと接触する。すなわち、水滴を介して上流側の一の電極板２４Ａと下流側の他の電極板２４Ｂとが接続される。

一対の電極板２４間には、電源２７によって電圧が印加されている。電圧印加により水滴に対して電流が流れ、一対の電極板２４近傍において水の電気分解が行われる。水滴には汚染物質のほかに水道水および貯水部７に投入した塩化ナトリウムを起因とする塩素が含まれているため、電気分解により次亜塩素酸を含む塩素系化合物が生じる。この塩素系化合物の働きにより汚染物質が分解される。さらに、このような作用により、一対の電極板２４を伝って貯水部７に落下する水は、塩素系化合物の働きにより汚染物質が分解されるため清浄な水となる。

さらに、一対の電極板２４の下部は、貯水部７の水に浸漬しているため、一対の電極板２４の下部においても、次亜塩素酸を含む塩素系化合物が生成される。電極板２４に沿って落下した水滴は、この塩素系化合物と接触することで、汚染物質がさらに分解されてより清浄な水となる。

つまり、空気中の汚染物質を取りこんだ水は、空気清浄作用と引き換えに貯水部７の水を汚染する要因となるが、上記作用により貯水部７の水と混合し貯水部７全体の水を汚染する前に清浄化される。よって、貯水部７の水を常に清浄な状態に維持することができる。それにより、空気清浄作用を維持することができる。また、貯水部７の水を入れ替える頻度を少なくすることができるので節水効果をもたらすことができる。

また、別の構成として、他のエリミネータ２７の他の電極板２８を次に述べるような構成としてもよい。図４および図５に示すように、他の電極板２８を波状に形成された板を所定の間隔を設けて配列する。そして、隣り合う他の電極板２８には、図示しない電源により異種の極性の電圧が印加される。

この場合、配列された他の電極板２８の間に風路が形成され、水滴を含んだ空気はこの風路を通過する際に慣性により水滴が他の電極板２８に衝突し、空気から水滴が捕捉される。このような構成とすることで、隣り合う他の電極板２８間に効率よく水滴を捕捉することができる。捕捉された水滴は、他の電極板２８に沿って落下し、隣り合う他の電極板２８に接触し、隣接する他の電極板２８によって、電気分解される。隣り合う他の電極板２８間には異種の電圧が印加されているので、水滴を介して電流が流れ、上記した作用により電気分解による塩素系化合物が生じて水滴に含まれる汚染物質が分解される。それにより、貯水部７の水を常に清浄な状態に維持することができる。

以上述べたようにして、空気清浄作用を維持することができる空気清浄機を提供するものである。

本発明に係る空気清浄機は、屋内の壁内部、廊下奥、階段下、天井裏、階間などの非居住スペースに設置され、居住空間の空気を浄化する装置として有用である。

１ 本体ケース
２ 吸気口
３ 吹出口
４ 風路
５ 送風機
６ 気液接触室
７ 貯水部
８ 上方開口部
９ 下方開口部
１０ 衝突壁
１１ 回転装置
１２ エリミネータ
１３ 給水口
１４ 給水管
１５ 給水弁
１６ 排水口
１７ 排水管
１８ 排水弁
１９ 回転軸
２０ 回転モータ
２１ 揚水管
２２ 回転板
２３ 開口
２４ 電極板
２４Ａ 上流側の電極板
２４Ｂ 下流側の電極板
２５ 流出口
２６ 貫通孔
２７ 他のエリミネータ
２８ 他の電極板

Claims (3)

1. 吸気口と吹出口とを備えた本体ケースと、
   前記本体ケース内に前記吸気口と前記吹出口との間に設けられた気液接触室と、
   前記気液接触室の空気中に微細な水滴を放散させる水滴生成手段と、
   前記気液接触室に送風する送風機と、を備え、
   前記気液接触室は、
   前記水滴生成手段に用いられる水を貯水する貯水部と、
   前記気液接触室から前記本体ケースの前記吹出口に向かって空気が流出する流出口に設けられたエリミネータと、
   を備え、
   前記エリミネータは所定の間隔が設けられて配された一対の電極板を有している
   ことを特徴とする空気清浄機。
2. 一対の前記電極板は、それぞれ貫通孔を有する平板形状であり、一対の前記電極板は、所定の間隔を設けて配列されて構成され、
   空気が通過する上流側に設けられた一の電極板の貫通孔の径は下流側に設けられた他の電極板の貫通孔の径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記電極板は、送風方向に平行な方向に平板を配置し、前記電極板を所定の間隔で複数並列して配置することで通風空間を形成していることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。