JP2019170615A - 空間殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極により生成した電解水を速やかに気液接触部材へ移動させることができる空間殺菌装置の提供。【解決手段】本体ケース内に送風機とトレイ１０と制御部を備え、トレイ１０内に、給水タンクと、電解部１２と、貯留部１３と、電解部１２に配置した電極と、貯留部１３内で回転可能な内枠３０の外周に配置した気液接触部材７とを備え、前記送風機は気液接触部材７に空気を接触させるものであり、前記制御部は電極への通電と前記送風機の運転と枠体の回転動作を行うものであり、気液接触部材７は貯留部１３の一方の側３２から他方の側３３に向かう回転軸３９の周りで回転可能であって、電解部１２と貯留部１３は貯留部１３が電解部１２と隣り合った面において一方の側３２と他方の側３３で接続されており、内枠３０は螺旋状の水路３４を備えトレイ１０内に循環経路３８を形成した、空間殺菌装置。【選択図】図３

Description

室内を代表とする対象空間の除菌を行う空間殺菌装置に関するものである。

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部と、電解水が供給される気液接触部材と、気液接触部材に室内空気を送る送風ファンを筐体内に備えている。加えて、トレイの内部の水路を経由して電解部で生成された電解水を気液接触部材へ供給している。

特開２０１３―１５５９９５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貯留部内へ拡散し、気液接触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が、電解水を生成する電解部は、高濃度の電解水を生成するために槽の実質的な容量を制限する必要があり、気液接触部材とは狭い水路を介して接続されており、気液接触部材への電解水の供給は狭い水路を経由した水中の拡散によるものであった。そのため、室内の臭気成分濃度が何らかの理由で急に増加したときなど、空気を急速に浄化する必要がある場合に、電解部の内部の電解水を速やかに気液接触部材へ供給することが困難であった。

加えて、特に運転開始直後は、気液接触部材に電解水は供給されていないので、トレイ内の水を循環させ、電解部の内部の電解水を速やかに気液接触部材へ供給することが困難であった。

そこで本発明は、電極により生成した電解水を速やかに気液接触部材へ移動させることができる空間殺菌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、本体ケース内に送風機とトレイと制御部を備えた空間殺菌装置であって、前記トレイ内に、給水タンクと、電解部と、貯留部と、前記電解部に配置した電極と、前記貯留部内で回転可能な内枠の外周に配置した気液接触部材とを備え、前記送風機は前記気液接触部材に空気を接触させるものであり、前記制御部は前記電極への通電と送風機の運転と枠体の回転動作を行うものであり、前記気液接触部材は貯留部の貯留部の一方の側から他方の側に向かう回転軸の周りで回転可能であって、前記電解部と貯留部は該貯留部が電解部と隣り合った面において前記一方の側と他方の側で接続されており、前記内枠は螺旋状の水路を備え前記トレイ内に循環流路を形成した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、貯留部内で回転可能な内枠の外周に配置した気液接触部材は貯留部の貯留部の一方の側から他方の側に向かう回転軸３９の周りで回転可能であって、前記電解部と貯留部は該貯留部が電解部と隣り合った面において前記一方の側と他方の側で接続されており、前記内枠は螺旋状の水路を備え前記トレイ内に循環流路を形成した備えたことで、トレイ内の水を循環させ、電解部で生成した電解水を速やかに気液接触部材へ移動させることができる空間殺菌装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の空間殺菌装置の外観図 同実施の形態１の空間殺菌装置の内部構成図 同実施の形態１の空間殺菌装置のトレイ内の循環経路を平面視で示す模式図 同実施の形態１の空間殺菌装置の内枠の構成を側面視で示す図（（ａ）リブを水路とした構成を示す図、（ｂ）リブの先端に水路を取り付けた構成を示す図） 同実施の形態１の空間殺菌装置の運転制御アルゴリズムを示す図 同実施の形態２の空間殺菌装置の運転制御アルゴリズムを示す図

本発明の請求項１に係る空間殺菌装置は、本体ケース内に送風機とトレイと制御部を備えた空気浄化装置であって、前記トレイ内に、給水タンクと、電解部と、貯留部と、前記電解部に配置した電極と、前記貯留部内で回転可能な内枠の外周に配置した気液接触部材とを備え、前記送風機は前記気液接触部材に空気を接触させるものであり、前記制御部は前記電極への通電と送風機の運転と枠体の回転動作を行うものであり、前記気液接触部材は貯留部の貯留部の一方の側から他方の側に向かう回転軸の周りで回転可能であって、前記電解部と貯留部は該貯留部が電解部と隣り合った面において前記一方の側と他方の側で接続されており、前記内枠は螺旋状の水路を備え前記トレイ内に循環流路を形成したことを特徴としたものである。

これにより、制御部が内枠を回転させることで、螺旋状の水路を伝わって気液接触部材の一端から他端へトレイ内の水を移動させることができ貯留部において一方の側から他方の側を通じて電解部と貯留部で電解水を循環させ、電解部で生成した電解水を速やかに気液接触部材へ移動させることができる。

また、請求項２に係る空間殺菌装置は、前記制御部は、電解による電解水生成終了後に一定時間、内枠を高速で回転させる高速循環工程を備え、前記高速循環工程の実施後に通常の回転を行う通常工程に移行する運転制御アルゴリズムを備えたものである。

これにより、気液接触部材に対して生成直後の電解水を速やかに供給し、その後は気液接触部材上の水膜の発生を抑えながら空気の浄化を行うことができる。

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において、空間殺菌装置１の外観を示す。

空間殺菌装置１は、本体ケース２を備えている。

本体ケース２は、側面に比べて天面の面積が小さな箱体であり、対向する側面にそれぞれ吸込口３を備え、天面に吹出口４を備えている。つまり、空間殺菌装置１は、除菌を対象とする対象空間である室内に設置する箱体の本体ケース２を備えている。また、本体ケース２の天面には、空間殺菌装置１の操作をする操作スイッチ１５を備えている。

図２に示すように、本体ケース２の内部には吸込口３と吹出口４を連通する空気風路５が設けられている。

空気風路５内には、吸込口３から吹出口４に向けて空気を流す送風機６と、空気風路５を遮るようにして配置した気液接触部材７が設けられている。

送風機６は気液接触部材７に空気を接触させるものでもある。送風機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として形成されている。

また、本体ケース２下部には取り外すことが可能なトレイ１０が設けられている。トレイ１０内には給水タンク８と電解部１２と貯留部１３と、電解部１２に配置した電極１１とを備えている。

給水タンク８は、トレイ１０に装着した状態で下端に位置する面が蓋を備えた開口となっている。前記蓋には、上下方向に開口した蓋開口と、該蓋開口を開閉する開閉弁部とを備えている。前記開閉弁部は、前記蓋開口に設けられた弁支持によって可動自在に支持される。給水タンク８の前記蓋をトレイ１０に装着すると前記開閉弁部が前記蓋開口を開き、該蓋開口から給水タンク８内の水が、トレイ１０の電解部１２へ貯水される構成である。前記蓋開口がトレイ１０内の水に埋没すると給水タンク８内へ空気が入らなくなり、給水タンク８内の水の重力によって前記開閉弁部が閉じて給水タンク８内の水はトレイ１０へ供給されなくなるものである。

電解部１２と貯留部１３は、トレイ１０内で隣り合って配置しており、該貯留部１３が電解部１２と隣り合った面側（例えば、貯留部１３が平面視で矩形の場合には一側面側）の二か所で接続されている。すなわち、隣り合った面の一方の側３２と他方の側３３において接続されている。

本実施の形態における気液接触部材７は、内枠３０の外周に配置し、内枠３０と共に回転可能な筒形状のフィルタであり、電解質を浸み込ませて通過する空気に電解質を接触させることができるものである。

気液接触部材７は、貯留部１３内において、該貯留部１３の一方の側３２から他方の側３３に向かう回転軸３９（貯留部１３が平面視で矩形の場合には一側面に並行な回転軸３９）の周りで回転可能に配置されており、送風機６によって供給された空気を回転軸３９よりも上方の部分に通過させ、電解部１２から供給された水に回転軸３９よりも下方の部分を浸漬させることができるものである。

気液接触部材７の内枠３０の外周部には、螺旋状の水路３４が設けられている。

図３のトレイ内の循環経路を平面視で示す模式図において、内枠３０の構造を示している。

内枠３０は両端を開口した螺旋状の水路３４から構成されており、内枠の水路の周囲に筒形状の気液接触部材７が保持されている。タイミングモーター３１は内枠３０とギアによって動きが連動しており、タイミングモーター３１の回転によって内枠３０を回転させることができる。この水路３４は両端部が開口しており、内枠３０が回転することで一方の端部から侵入した水が、もう一方の端部から排出される。すなわち、トレイ１０内に循環経路３８が形成され、貯留部１３内の水を回転軸３９方向に移動して、貯留部１３の一方の側３２において電解部１２から取水した電解水を、他方の側３３から電解部１２へ戻水して、トレイ１０内部の水の循環を促すものである。

なお、図４（ａ）、（ｂ）に内枠の構成を側面視で内枠３０の断面図を示している（気液接触部材７は省略して示している）。内枠３０の水路３４は図４（ａ）に示すようにその螺旋部分の全てを水路３４にする構成や図４（ｂ）のように螺旋部分の外周のみを水路にする構成が考えられるが、いずれの場合でも外周部の水路の入り口４０が水面下４１を通過するような構成である必要がある。

電解補助剤３６としてタブレット状の塩化ナトリウムを備えることも可能である。電解補助剤３６は本体ケース２とは別にボトルに保存されている。給水タンク８から給水された水に溶解し、塩化ナトリウム水溶液とするものである。

また、本体ケース２の内部には、操作スイッチ１５の入力を受けて、電極１１への通電と送風機６の運転と内枠３０の回転動作を行う制御部１４を備えている。

制御部１４は運転制御アルゴリズム２３として、高速循環工程１６と通常工程１７を備えている。

また、制御部１４には、操作スイッチ１５を入力装置として接続され、気液接触部材７、回転速度調節部２６、タイミングモーター３１、送風機６、電極１１を出力装置として接続している。

上記構成において、まず、給水タンクをセットすると前記トレイ１０内が常に定水位となるように給水タンク８からトレイ１０へと水が給水される。給水検知手段９であるフロートセンサーによってトレイ１０内が渇水でないことを確認する。

その後、使用者が電解補助剤をトレイ内に追加し、操作スイッチ１５を操作することによって空間殺菌装置１運転を開始することができる。運転開始後、図５に示すように電極１１が電気分解を開始し、その後タイマー制御によって電気分解を終了する。その後、送風機６が運転することで、通風による気液接触が行われるが、この時、同時にタイミングモーター３１の回転によって気液接触部材７を保持した内枠３０が回転することで、内枠３０を構成する水路によってトレイ内の水が運搬され、電解部１２と貯留部１３の水が循環される。これによって、気液接触部材７に電解後の電解水を速やかに供給することができる。

本実施の形態の気液接触部材７は、送風機６によって供給された空気を回転軸３９よりも上方の部分に通過させ、電解部１２から供給された水に回転軸３９よりも下方の部分を浸漬させることができるものであるので、内枠３０の内側に空気の通過経路を確保して気液接触部材７の表面における電解水と空気の接触面積を確保するとともに、内枠３０の内側で循環水流を発生させることも併行することができる。

本実施の形態において、送風機６はシロッコファンを用いているが、送風を行える機構であればその他の手段を用いてもよく、その構成を制限するものではない。加えて気液接触部材７は回転可能な筒形状のフィルタを使用しているが、次亜塩素酸と気流を接触させることができればよく、その構成を制限するものではない。

本実施の形態における電解補助剤３６はタブレット状の塩化ナトリウムを使用しているが、その成分を制限するものではなく、塩化物イオンを供給できるものであれば、塩酸等を用いることもでき、またｐＨの調整を目的として、りん酸等の緩衝剤を混合してもよい。加えて、タブレット状以外にも、液体での保存や給水タンクに直接追加することも可能であり、その構成を制限するものではない。また、電解補助剤３６は本実施の形態では本体ケース２外に配置したボトルに保管しているが、本体との直結や、取り外し可能な状態で本体に備え付けてもよく、その構成を制限するものではない。

また本実施の形態において、電気分解の終了はタイマー制御を使用しているが、例えば次亜塩素酸水センサーによる濃度検知等を使用してもよく、その構成を制限するものではない。加えて、送風機６とタイミングモーター３１の回転は電解後に開始するものとしているが、電解中にも回転することは可能であり、その制御を制限するものではない。

（実施の形態２）
実施の形態１では、内枠３０を回転させることで、螺旋状の水路３４を伝わって気液接触部材７の一端から他端へトレイ１０内の水を移動させることができ貯留部１３において一方の側３２から他方の側３３へ通じて電解部１２と貯留部１３で電解水を循環させ、電解部１２で生成した電解水を速やかに気液接触部材７へ移動させることができる空間殺菌装置１の実施形態を説明した。

しかし、トレイ１０内の循環による気液接触部材７への電解水の供給は可能な限り速やかであることが望ましい。そのためには、タイミングモーター３１の回転速度を上昇さればよいが、あまりに回転速度が高い場合、気液接触部材７の網目上に水膜が発生しやすくなり、圧損の増加につながる。

そこで、本実施の形態の空間殺菌装置１は、制御部１４に、回転速度調節部２６と、運転制御アルゴリズム２８を備えたものである。なお、実施の形態１の運転制御アルゴリズム２３に代えて運転制御アルゴリズム２８を備えたものである。

以下の説明において、理解を容易にするために本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６に示すように運転制御アルゴリズム２８は、高速循環工程１６と、通常工程１７とを備えている。そして、高速循環工程１６、通常工程１７、高速循環工程１６、通常工程１７、・・・、高速循環工程１６、通常工程１７の順番に繰り返し実行される。高速循環工程１６は電気分解後の一定時間のみ内枠を高速回転するものである。

図６に運転制御アルゴリズム２８を示す。なお、理解を容易にするために本実施の形態では、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

回転速度調節部２６はタイミングモーター３１と接続されており、回転速度調節部２６は、高速循環工程１６、通常工程１７において、内枠を回転させるタイミングモーター３１の回転速度を調整するものである。回転速度調節部２６によって、タイミングモーター３１への印加電圧を調整することでタイミングモーター３１の回転速度を調整するものである。

上記構成において、空間殺菌装置１の動作について説明する。

実施の形態１と同様に給水タンクをセットすると前記トレイ１０内が常に定水位となるように給水タンク８からトレイ１０へと水が給水される。給水検知手段９であるフロートセンサーによってトレイ１０内が渇水でないことを確認する。

その後、使用者が電解補助剤をトレイ内に追加し、操作スイッチ１５を操作することによって空間殺菌装置１運転を開始することができる。運転開始後、電極が電気分解を開始し、その後タイマー制御によって電気分解を終了する。その後、送風機６が運転することで、通風による気液接触が行われるが、この時、同時に気液接触部材７を保持した内枠３０が高速回転することで、内枠３０を構成する水路によってトレイ内の水がより速やかに運搬され、電解部と貯留部の水が循環される。これによって、気液接触部材に電解後の電解水を速やかに供給することができる。その後、タイマー制御により高速循環工程が終了すると、通常工程に移行し、通常速度での回転が行われる。

本発明に係る空気殺菌装置は、室内の空気浄化手段等として有用である。

１ 空間殺菌装置
２ 本体ケース
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 空気風路
６ 送風機
７ 気液接触部材
８ 給水タンク
９ 給水検知手段
１０ トレイ
１１ 電極
１２ 電解部
１３ 貯留部
１４ 制御部
１５ 操作スイッチ
１６ 高速循環工程
１７ 通常工程
２３ 運転制御アルゴリズム
２８ 運転制御アルゴリズム
３０ 内枠
３１ タイミングモーター
３２ 一方の側
３３ 他方の側
３４ 水路
３６ 電解補助剤
３８ 循環経路
３９ 回転軸
４０ 水路の入り口
４１ 水面下

Claims (2)

1. 本体ケース内に送風機とトレイと制御部を備えた空間殺菌装置であって、前記トレイ内に、給水タンクと、電解部と、貯留部と、前記電解部に配置した電極と、前記貯留部内で回転可能な内枠の外周に配置した気液接触部材とを備え、
   前記送風機は前記気液接触部材に空気を接触させるものであり、
   前記制御部は前記電極への通電と送風機の運転と枠体の回転動作を行うものであり、
   前記気液接触部材は貯留部の貯留部の一方の側から他方の側に向かう回転軸の周りで回転可能であって、
   前記電解部と貯留部は該貯留部が電解部と隣り合った面において前記一方の側と他方の側で接続されており、前記内枠は螺旋状の水路を備え前記トレイ内に循環流路を形成したことを特徴とした空間殺菌装置。
2. 前記制御部は、電解による電解水生成終了後に一定時間、内枠を高速で回転させる高速循環工程を備え、前記高速循環工程の実施後に通常の回転を行う通常工程に移行する運転制御アルゴリズムを備えた請求項１に記載の空間殺菌装置。

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