JP2019184204A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

【課題】清浄された空気と共に外部に液体が流出することを簡素な構成で抑制できる空気清浄器を提供する。【解決手段】空気を吸気口２１から排気口２２に向けて送出するファンＦと、吸気口２１及び、吸気口２１よりも上方側に配置され排気口２２に連通する開口２６を有するケース２５と、ケース２５内で液体を噴霧する噴霧口３１ｅと、を備える空気清浄器１０であって、ファンＦはケース２５よりも下流側に設けられ、ケース２５の開口２６とファンＦとの間にダクト４０が延設されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ファンによって内部に取込んだ空気を洗浄し、外部に送出する空気清浄器に関する。

従来、執務室やアミューズメント施設、或いは工場等の空間内の汚れた空気を、空気清浄器を用いて処理することが試みられている。その一例として、例えば、特許文献１に示されるように、汚れた空気を取り込む送風機（ファン）と、スプレー部（噴霧口）より噴霧された薬剤と水とからなる液体で空気を洗浄する捕捉装置（洗浄装置）と、洗浄後の空気を渦状に旋回させることで発生する遠心力によって液体を分離するサイクロン（除湿装置）と、を備える空気清浄器が知られている。詳しくは、汚れた空気が洗浄される際に捕捉装置のケース内部では、ファンの下流側が直接接続された外ケースの下方側から当該ケースの上方側に向けて、強い圧力がかかった状態の空気と共に、噴霧された液体が巻き上げられ易くなっており、液体の微粒子と空気とが混在した状態となっている。そこで、ケースに連通するサイクロン内部へ液体の微粒子と共に洗浄された空気を送り込むことで、空気から液体を分離し、洗浄された空気を排気口より排出している。

特開２０１６−５２６５３号公報（第５，６頁、第１図）

しかしながら、特許文献１の空気清浄器にあっては、吹出した空気に伴って室内の空気を過度に加湿したりや周囲に液体が飛散したりすることを防止できるものの、サイクロンのような除湿装置を配設する必要があることから構成が複雑になってしまうため、かねてより構成を簡素化して欲しいとの要望があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、清浄された空気と共に外部に液体が流出することを簡素な構成で抑制できる空気清浄器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の空気清浄器は、
空気を吸気口から排気口に向けて送出するファンと、前記吸気口及び、該吸気口よりも上方側に配置され前記排気口に連通する開口を有するケースと、該ケース内で液体を噴霧する噴霧口と、を備える空気清浄器であって、
前記ファンは前記ケースよりも下流側に設けられ、前記ケースの前記開口と前記ファンとの間にダクトが延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ケースの下流側に設けたファンの引き圧により、ケース内に比較的小さい圧力でも確実な空気流を生成できるばかりか、ダクトを介してファンから上流側に離間したケース内では、乱流や渦流を生じることなく安定した空気流を得ることができることから、該ケース内にて噴霧口より噴霧された液体が、自重で落下することで空気流と分離し易いため、清浄された空気と共に外部に液体が流出することを簡素な構成で抑制できる。

前記ダクトは、少なくとも一部が略鉛直下方向に延設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ダクトを下方向に延設することで、ケースからファンにかけての空気の移動距離を確保できることから、空気清浄器をコンパクトに構成することができる。

前記ケースは、前記噴霧口の下流側がフィルタによって区画されており、該フィルタよりも上流側にて空気を洗浄する洗浄室と、該フィルタよりも下流側にて空気を前記ダクトに誘導する誘導室と、を備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、フィルタによって空気の通路面積が絞られることで、フィルタの面方向に空気流が分散され、洗浄室を移動する空気流を略均一な流れにすることができるため、洗浄室内の空気に混在する洗浄後の液体を遮り効果によって当該フィルタに付着させ、更に慣性によって当該フィルタに滞留させることで、ダクトへ誘導される空気から確実に分離することができる。

前記ケースは、少なくとも前記洗浄室の通路面積が前記ダクトの通路面積よりも広いことを特徴としている。
この特徴によれば、洗浄室内の通路面積を大きくすることで、洗浄室内を移動する空気の移動速度を低下させることができるため、むらなく空気の洗浄ができる上に、空気の動圧が変動することで空気から液体を除去する効率が高い。

前記ケースは、前記誘導室の上端部が上方に向かうほどに通路面積が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、誘導室からダクト内に移動する空気の速度を略均等に変化させることができるため、誘導室からダクト内に移動する空気の乱れを抑制することができる。

前記吸気口は室外環境に連通し、前記排気口は室内環境に連通していることを特徴としている。
この特徴によれば、室外環境から取込んだ外気を洗浄した後、室内環境に送り出すことで、室内環境の空気を清浄することができるとともに、室内環境の空気中の酸素濃度や二酸化炭素濃度等を正常な数値に保つことができる。

実施例における空気清浄器を示す斜視図である。 空気清浄器を構成する各構成要素の接続を示す図である。 （ａ）は、フィルタと当該フィルタと同水平位置におけるダクトを示す断面上面図であり、（ｂ）は、複数の噴霧口と当該フィルタと同水平位置におけるダクトを示す断面上面図である。 （ａ）は、３枚のフィルタが配設されたケースを示す断面正面図であり、２枚のフィルタが配設されたケースを示す断面正面図である。 空気清浄器内の空気の流れを示した模式図である。

本発明に係る空気清浄器を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る空気清浄器につき、図１から図５を参照して説明する。尚、以下、図５の紙面手前側を空気清浄器の正面側（前方側）とし、その前方側から見たときの左右方向を空気清浄器の左右方向として説明する。また、本実施例において、通路面とは、空気清浄器内の通路を移動する空気の移動方向に直交する平面のことを意味し、通路面積とは、通路面の面積を意味する。

本発明の空気清浄器１０は、例えば、タバコの煙やダスト等の塵芥物質、或いはウィルス、ＰＭ２．５等の汚染物質等の異物（以下、単に「異物」という場合がある）を含む屋外６０（室外環境）の外気Ａ１を取込んで、薬剤を含む水からなる洗浄液３２ｄ（液体）にて洗浄した洗浄済空気Ａ２を屋内５０（屋内環境）に送り出す、外気導入式の空気清浄器１０である。尚、屋内５０とは、例えば執務室やアミューズメント施設の内部、或いは工場等の建屋の内部を意味する。

図１，図２に示されるように、空気清浄器１０は、屋外６０に連通する吸気口２１から取入れた外気Ａ１中に含まれる煙やダスト、或いは汚染物質等を捕捉する洗浄装置３０と、該洗浄装置３０の下流側端部に連結されたダクト部４０（ダクト）と、該ダクト部４０の下流側端部に連結されたファンＦと、から主に構成される。洗浄済空気Ａ２はファンＦの吸引圧によって吸引され、ファンＦの吐出口である排気口２２を通じて屋内５０に送り出される。以下、空気清浄器１０を構成する洗浄装置３０、ダクト部４０及びファンＦについて説明する。

図２に示されるように、洗浄装置３０は、中空構造のケース２５を備える本体２０と、ケース２５内にて洗浄液３２ｄを噴霧する噴霧口３１ｅを複数備える洗浄液供給部３１と、洗浄液３２ｄ中の薬剤を補給する補給部３２と、洗浄液３２ｄを浄化するための浄化部３３と、から構成されている。

先ず、本体２０について説明する。図１に示されるように、本体２０は、本体２０の骨組みを構成する上面視略正方形のフレームＥ１と、該フレームＥ１に取付けられたケース２５と、ケース２５内を洗浄室Ｚ１とダクト下部室Ｚ２（誘導室）とに区画する複数枚（本実施例では３枚）のフィルタ３７，３７，３７と、から構成されており、ケース２５は、平板状の金属板からなり、底部にパネル材２３ｆを、天井部に蓋部材２３ｇを、それぞれ密封状に取付けることで形成されている。また、本体２０の高さ寸法Ｌ１（図５参照）とケース２５の高さ寸法Ｌ２（図５参照）は、ケース２５の通路面の幅及び奥行寸法Ｌ３（図３参照）よりも長尺である。

また、ケース２５の底部は、空気清浄器１０が設置される床Ｇから高さ寸法Ｌ１と高さ寸法Ｌ２との差分離間しており、該底部から下方のフレームＥ１は露出している。フレームＥ１の下端部は、アンカーにより床Ｇに固定されている。尚、フレームＥ１のケース２５の下側もパネルで覆われていてもよく、下端部にキャスタが取付けられていてもよい。

図１に示されるように、ケース２５の側部は、平板状のパネル部２３ａ（前側部）、パネル部２３ｂ（右側部）、パネル部２３ｃ（後側部）、パネル部２３ｄ（左側部）によって上面視略正方形に構成されており、パネル部２３ａには、上端部に窓部２３ｅが着脱可能に取付けられている。この窓部２３ｅを介してケース２５内部の外気Ａ１の洗浄状況を外部から観察できるようになっている（図１参照）。

図１，図５に示されるように、パネル部２３ｄの下部には、フランジ２５ｄ（図５参照）を有する下向き逆Ｌ字状の吸気系ダクト２１ａが該パネル部２３ｄの板厚方向に貫通して固定されている。吸気系ダクト２１ａは、パネル部２３ｄ及び壁Ｗを貫通してケース２５の外側方に向けて突出して屋外６０に連通し、ケース２５の内側方に向けて延びて更に底部２５ｂ側に向けて延びている（図５参照）。この吸気系ダクト２１ａの屋外６０側の開口部が吸気口２１である。

また、上述したように、ケース２５の底部は高さ寸法Ｌ１と高さ寸法Ｌ２との差分床Ｇから離間していることから、これに伴って吸気系ダクト２１ａの高さ位置もケース２５の底部が床Ｇに設置されている態様と比較して上方に配置されている。これにより、屋外６０にて地面から拭き上げられた粉塵等を吸気系ダクト２１ａ内に引込みにくくすることができる。

図５に示されるように、ケース２５の底部を構成する平板状のパネル材２３ｆには、このパネル材２３ｆよりも一段低く、且つ略中央部にケース２５内外に連通する排水升２７が取付けられており、排水升２７には、浄化部３３の浄化系パイプ３３ａが連結されている（図２参照）。尚、パネル材２３ｆは、本実施例では略水平に形成されているが、これに限らず例えば排水升２７に向けて下方に傾斜するテーパ状に形成されていてもよい。

図１，図３（ａ）に示されるように、ケース２５の天井部には、上方に向かうほどに各側部から上面視中央部側へと傾斜するテーパ状に形成された蓋部材２３ｇが固定されており、蓋部材２３ｇの上面視中央部に略正方形状の開口２６が形成され、更に該開口２６の周部にダクト部４０を接続するためのフランジ２５ｅが形成されている。

図４に示されるように、ケース２５内部側のフレームＥ１の上部には、前後方向に延びる側面視コ字状に形成された対向する一対のチャンネル部材２８，２８が上下方向に３組固定されており、各組のチャンネル部材２８，２８にフィルタ３７を挿入可能となっており、本実施例では最大で３枚のフィルタ３７，３７，３７を挿入できる。これらフィルタ３７は、ケース２５の窓部２３ｅを取外すことでケース２５外からアクセス可能となっており、フィルタ３７の清掃や交換等のメンテナンスを行うことができる。

図３（ａ）に示されるように、フィルタ３７は、ステンレス製の複数の線材で形成されたメッシュ部材３７ａが、ステンレス鋼材で形成された枠体３７ｂに敷き詰められることで構成されている。このメッシュ部材３７ａは、ステンレス製の複数の線材を絡ませることにより立体的に構成されており、これらの線材によって上下、左右、または斜め方向に多数の細孔が形成されている。尚、フィルタ３７は、樹脂材や他の金属部材で形成されていてもよく、ステンレスに限定されるものではない。

また、ケース２５内部は、図５に示されるように、フィルタ３７を挿入することで、このフィルタ３７を境界として、下方すなわち上流側に位置する洗浄室Ｚ１と、上方すなわち下流側に位置するダクト下部室Ｚ２とに区画されている。ダクト下部室Ｚ２の上端部は、蓋部材２３ｇが配設されていることから、蓋部材２３ｇの開口２６（図１，図３（ａ）参照）に向かって先細り状に一定角度で傾斜するテーパ状の空間となっている。尚、洗浄室Ｚ１では、洗浄前の外気Ａ１と洗浄済空気Ａ２とが混在しており、最下段のフィルタ３７よりも上方すなわち下流側では、洗浄済空気Ａ２だけが移動する。

図３（ｂ），図５に示されるように、洗浄室Ｚ１には、ケース２５のパネル部２３ｄを板厚方向に貫通して該洗浄室Ｚ１の上端部（最下段のフィルタ３７の下方）に洗浄液供給部３１の供給系吐出パイプ３１ｄが配設されている。ケース２５内の供給系吐出パイプ３１ｄは、水平方向かつ前後方向へ複数（本実施例では５つ）のパイプがフォーク状に分岐されており、分岐された各パイプが互いに略平行かつ略等間隔に配設されている（図３（ｂ）参照）。これら各パイプには、噴霧口３１ｅが所定間隔置きに配設されており、洗浄室Ｚ１内にむらなく洗浄液３２ｄを噴霧可能となっている。これら噴霧口３１ｅ等の清掃や交換等のメンテナンスを行う際には、フィルタ３７と同様に、ケース２５の窓部２３ｅを取外して行うことができる。尚、供給系吐出パイプ３１ｄは、パネル部２３ｄ以外の部分を貫通してケース２５内に配設されていてもよく、限定されるものではない。

次いで、浄化部３３について説明する。図２に示されるように、浄化部３３は、浄化系パイプ３３ａを通じて空気洗浄後の洗浄液３２ｄが流入・貯水される貯水槽３３ｂ、該貯水槽３３ｂに浄化系パイプ３３ｃを介して連結され当該貯水槽３３ｂから洗浄液３２ｄを圧送する浄化系ポンプＰ３、該浄化系ポンプＰ３に浄化系パイプ３３ｄを介して連結され当該浄化系ポンプＰ３から圧送された洗浄液３２ｄから異物を除塵する洗浄液浄化用フィルタ部３３ｅ、とから主に構成され、洗浄液浄化用フィルタ部３３ｅは、浄化系パイプ３３ｆを介して貯水槽３３ｂに連結されている。このように、貯水槽３３ｂと洗浄液浄化用フィルタ部３３ｅとの間で洗浄液３２ｄを循環させることにより、長時間に亘り洗浄液３２ｄを高い清浄度で保つことができる。また、浄化系パイプ３３ｃには洗浄液３２ｄを排水するための浄化系バルブ３３ｇが連結されている。

次いで、洗浄液供給部３１について説明する。図２に示されるように、洗浄液供給部３１は、複数の噴霧口３１ｅ，３１ｅ，…を備える供給系吐出パイプ３１ｄ、該供給系吐出パイプ３１ｄに三方切換バルブ３１ｃ及び供給系パイプ３１ｂを介して連結され洗浄液３２ｄを噴霧口３１ｅ，３１ｅ，…へ圧送する供給系ポンプＰ１を主に備え、供給系ポンプＰ１は、吸込パイプ３１ａを介して貯水槽３３ｂと連結されている。これにより、貯水槽３３ｂから供給系ポンプＰ１によって吸い上げられた洗浄液３２ｄが噴霧口３１ｅに圧送されることで霧状に噴霧される。また、三方切換バルブ３１ｃには、補給部３２の補給系パイプ３２ｃも連結されている。尚、図２は、図示の都合上、供給系吐出パイプ３１ｄが紙面右側からケース２５内に配設されているように図示されているが、実際には上述したとおりである。

ここで、洗浄室Ｚ１に噴霧された洗浄液３２ｄは、霧状の無数の微粒子となることによって表面積が増している。これらにより、外気Ａ１に対してむらなく洗浄液３２ｄが噴霧されることとなるため、洗浄室Ｚ１内に送り込まれた外気Ａ１内に含まれる異物を、洗浄液３２ｄの微粒子によって捕捉する効率が良い。また薬剤は、異物に含まれる病原菌や微生物等を殺菌する効能を有してもよい。

次いで、補給部３２について説明する。補給部３２は、薬剤を貯蔵する薬剤貯蔵部３２ａ、該薬剤貯蔵部３２ａに補給系パイプ３２ｂを介して連結され薬剤を溶かした液体（洗浄液３２ｄより濃度が高い）を洗浄液供給部３１の三方切換バルブ３１ｃへ圧送する補給系ポンプＰ２を主に備え、補給系ポンプＰ２は、補給系パイプ３２ｃを介して三方切換バルブ３１ｃに連結されている。これにより、補給部３２から薬剤が補給されることで、洗浄液３２ｄ中の薬剤の濃度を適切に保つことができる。尚、薬剤は、塩素、次亜塩素酸等であり、香りを付加する香料等を付加してもよい。

ここで、洗浄液３２ｄの交換について説明する。所定時間（例えば屋内５０での営業時間）使用することで外気Ａ１中の異物を捕捉して汚れた洗浄液３２ｄは、浄化部３３の貯水槽３３ｂに回収された後、浄化部３３の浄化系バルブ３３ｇを介してすべて排水される。次いで、空になった貯水槽３３ｂ内に、図示しない注水管を通じて真水が注水され、洗浄液供給部３１の供給系ポンプＰ１により貯水槽３３ｂから真水が吸い上げられる。このとき、補給部３２より洗浄液３２ｄより濃度が高い薬液を洗浄液供給部３１の三方切換バルブ３１ｃより洗浄液供給部３１へ供給することで、真水と薬液とが混合され所定濃度の洗浄液３２ｄを生成することができる。このようにして、新たな洗浄液３２ｄに交換することができる。尚、貯水槽３３ｂに貯水される洗浄液３２ｄは、所定時間の連続運転を安定して行うために必要な量以上であることが好ましい。さらに尚、補給部３２より補給される濃度が高い液体の量を調節可能とすることで、適宜洗浄液３２ｄに含まれる薬剤の濃度を調節してもよい。

次に、ダクト部４０について説明する。図１，図５に示されるように、ダクト部４０は、ケース２５の開口２６（図１参照）周部のフランジ２５ｅと上流側のフランジ４１ｄとが図示しない締結部材により連結された第１ダクト４１、該第１ダクト４１の下流側のフランジ４１ｅと上流側のフランジ４２ｄとが同様に連結された第２ダクト４２から構成されており、同様に第２ダクト４２の下流側のフランジ４２ｅは、ファンＦの上流側のフランジＦｄと連結されている。すなわち吸気口２１、ケース２５の内部、開口２６、ダクト部４０の内部及び排気口２２に亘って空気が移動する通路が連通されている。尚、第１ダクト４１及び第２ダクト４２は、本実施例において通路面の形状（断面形状）が略正方形状である所謂角ダクトであるが、丸ダクトやフレキシブルダクトであってもよい。

第１ダクト４１は、ケース２５の開口２６から第２ダクト４２の上流側のフランジ４２ｄに向けて上方から側方に略９０度湾曲した形状を成している。第２ダクト４２は、第１ダクト４１の下流側のフランジ４１ｅから略垂直下方に向けて略９０度湾曲した第１曲管部４２ａ、本体２０に沿って略鉛直方向へ直線状に延設された直管部４２ｂ、ファンＦの上流側のフランジＦｄに向けて略９０度湾曲した第２曲管部４２ｃによりクランク形状を成している。また、図２に示されるように、第２曲管部４２ｃの下端部（底部）には、第２ダクト４２内に付着した洗浄液３２ｄや結露等を排出するためのダクト系バルブ４２ｆが取付けられている。

また、図３，図５に示されるように、ダクト部４０（第２ダクト４２）の高さ寸法Ｌ４（図５参照）は、ダクト部４０の通路面の幅及び奥行寸法Ｌ５（図３参照）、本体２０の高さ寸法Ｌ１（図５参照）及びケース２５の高さ寸法Ｌ２（図５参照）よりも長寸となっている。

また、図３に示されるように、ダクト部４０の通路面の幅及び奥行寸法Ｌ５は、ケース２５の通路面の幅及び奥行寸法Ｌ３よりも短寸であることから、ダクト部４０の直線状に延びる部分における通路面積Ｓ２は、ケース２５の洗浄室Ｚ１の最大の通路面積Ｓ１（吸気系ダクト２１ａと最下段のフィルタ３７との間の通路面積）よりも小さい。尚、フィルタ３７の面積とダクト下部室Ｚ２の最大の通路面積は、通路面積Ｓ１と略同一である。

次に、ファンＦについて説明する。ファンＦは、その羽根の回転により上流側に負圧を生じさせて空気を取込むとともに、該取込んだ空気を高圧の正圧で下流側に送出するファンであり、たとえばターボファン、シロッコファン、軸流ファン等が使用される。尚、ファンＦは、その回転速度が可変に制御されてもよい。

次に、図５を用いて、空気清浄器１０内の空気流について、ファンＦ直近の上流に位置する第２ダクト４２の第２曲管部４２ｃから吸気口２１に向かって順に上流側へ遡りながら説明する。尚、図５では、流れる風の向きや風圧を矢印で模式的に示している。

第２曲管部４２ｃ内部では、第２ダクト４２の直管部４２ｂ内部を略直線状に移動してきた洗浄済空気Ａ２の移動方向が略９０度曲げられるとともに、直近するファンＦが渦状に洗浄済空気Ａ２を取込むことから、激しい乱流や渦流が発生する場合がある。しかしながら、直管部４２ｂの通路面の形状が移動方向に沿って略同一形状且つ直線状であり、また空気の移動方向に沿って長寸であるため、上流側に向かうにつれ空気流が定常流となる。これにより、通路面における洗浄済空気Ａ２の移動速度や風圧が略均一となり、ケース２５の開口２６（図１，図３（ａ）参照）にかけての洗浄済空気Ａ２の流れが安定する。尚、空気の流れを安定させるために、より好ましくは、第２ダクト４２の内、第１曲管部４２ａと第２曲管部４２ｃとを除く直管部４２ｂの高さ寸法が、ケース２５の高さ寸法Ｌ２以上であるとよい。

ダクト下部室Ｚ２では、上流側に向かうほどに通路面積が拡大することから、上流側に向かうほどに通路面における空気の移動速度が低下する。加えて、ケース２５の開口２６よりも上流側の蓋部材２３ｇが一定角度で傾斜するテーパ形状であり、吸込みの風圧が略均等にダクト下部室Ｚ２内の空気に作用することから、ダクト下部室Ｚ２からダクト部４０内に移動する空気の移動速度を略均等に変化させることができるため、ダクト下部室Ｚ２からダクト部４０内に移動する空気の乱れを抑制することができる。これにより、ダクト下部室Ｚ２内の空気流が安定している。

ダクト下部室Ｚ２の上流側には、３枚のフィルタ３７，３７，３７が配設されており、フィルタ３７によって洗浄済空気Ａ２の通路面積が絞られることで、フィルタ３７の面方向に空気流が分散され、ダクト下部室Ｚ２の下部側に向かって移動速度が更に低下する。また、ダクト下部室Ｚ２よりも上流側であることから、フィルタ３７を通過する空気流も安定している。

洗浄室Ｚ１における通路面積Ｓ１の部分（吸気系ダクト２１ａと最下段のフィルタ３７との間）では、ダクト部４０の通路面積Ｓ２よりも大きいことから、第２ダクト４２の直管部４２ｂ内の洗浄済空気Ａ２の移動速度よりも低下している。また、ダクト下部室Ｚ２やフィルタ３７，３７，３７よりも上流側であることから、空気流も安定している。

また、洗浄室Ｚ１における通路面積Ｓ１の部分よりも上流側（以降、「洗浄室Ｚ１の上流側」と記載）では、吸気系ダクト２１ａにより通路面積が減じられているため、上述した通路面積Ｓ１の部分の空気の移動速度よりも速い。

吸気系ダクト２１ａ内部の通路面積は、洗浄室Ｚ１の上流側の通路面積よりも更に小さいことから、該上流側よりも外気Ａ１の移動速度や風圧が大きい。また、吸気系ダクト２１ａのケース２５内の開口端部がパネル材２３ｆに近接していることから、吸気系ダクト２１ａ内に引込まれた外気Ａ１が、パネル材２３ｆに案内されて、該パネル材２３ｆの面方向に広がり易くなっている。これにより、素早く外気Ａ１を通路面の面方向に広げることができる。

これらのように、ケース２５の下流側に設けたファンＦの引き圧により、吸気口２１から排気口２２にかけて空気を送出することができる。また、ファンＦはケース２５の下流側に配設されていることから、比較的小さい圧力でも吸気口２１より外気Ａ１をケース２５内に取り込むことができるため、確実な空気流を生成できる。

次に、空気清浄器１０による空気の洗浄について、噴霧口３１ｅ，３１ｅ，…（図４参照）より噴霧された洗浄液３２ｄ（図４参照）の移動に基づいて説明する。噴霧口３１ｅ，３１ｅ，…が配設された洗浄室Ｚ１の通路面積Ｓ１の部分においては、上述したように外気Ａ１及び洗浄済空気Ａ２の移動速度が低下しており、洗浄室Ｚ１内に噴霧された洗浄液３２ｄの微粒子を洗浄済空気Ａ２と共にフィルタ３７の下流側へと移動させるほどの移動速度が発生していないことに加えて、空気流が安定していることから、洗浄液３２ｄの微粒子がその自重によってケース２５内の底部へと落下するため、洗浄液３２ｄの微粒子を洗浄室Ｚ１内で回収することができる。より詳しくは、洗浄室Ｚ１内に圧力をかけて噴霧された洗浄液３２ｄは、噴霧口３１ｅ，３１ｅ，…付近では洗浄液３２ｄの沈降させる力が働き、重力沈降速度差による慣性衝突や、遮り効果、粒子の拡散などが支配的であり微粉塵粒子の取り込みが起こる。また、沈降させる力と抵抗する力（空気の移動速度）が均衡を保つ領域においては、拡散泳動や熱泳動による微粉塵などの取り込みが起こり、その後、微粉塵を取り込んだ洗浄液３２ｄは洗浄室Ｚ１内で回収することができる。特に、洗浄済空気Ａ２の移動方向が鉛直上方向であり、これとは逆に、洗浄液３２ｄの微粒子の落下方向が重力方向すなわち鉛直下方向であるため、鉛直上方向に移動する洗浄済空気Ａ２から洗浄液３２ｄの微粒子を分離し易い。

また、洗浄室Ｚ１の通路面積Ｓ１の部分において洗浄液３２ｄの微粒子が巻き上げられる場合、フィルタ３７，３７，３７によって捕捉されたり、他の洗浄液３２ｄの微粒子と合流することで粒の自重が大きくなることで落下するため、洗浄室Ｚ１内で洗浄液３２ｄの微粒子を回収することができる。これらのことから、洗浄室Ｚ１内で洗浄液３２ｄを回収できるとともに、ダクト下部室Ｚ２において洗浄液３２ｄが回収された後の空気をダクト部４０へ誘導することができる。

すなわち、洗浄室Ｚ１内の通路面積を大きくすることで、洗浄室Ｚ１内を移動する外気Ａ１や洗浄済空気Ａ２の移動速度を低下させることができるため、むらなく外気Ａ１の洗浄ができる上に、空気の動圧が変動することで洗浄済空気Ａ２から洗浄液３２ｄを除去する効率が高い。

ここで、フィルタ３７は、例えばホコリや羽毛のような比重の軽い異物が巻き上げられたとしても、このフィルタ３７によって捕捉されるため、洗浄済空気Ａ２と共にフィルタ３７の下流側へ移動することを防ぐことができる。更にフィルタ３７には、巻き上げられた洗浄液３２ｄが付着していることから、該洗浄液３２ｄが該異物に染み込むことで重量が増すため、フィルタ３７から離れて落下する。

また、フィルタ３７は、メッシュ部材３７ａ及び枠体３７ｂがステンレス鋼材で形成されていることが好ましく、外気Ａ１を洗浄後の洗浄液３２ｄが付着しても水垢や汚れが沈着しにくく、洗浄液供給部３１の複数の噴霧口３１ｅから噴霧される洗浄液３２ｄにより容易に洗い流すことができる。これにより、フィルタ３７は、汚損され難く、メンテナンス頻度を低減することができる。

洗浄室Ｚ１の上流側では、上述したように通路面積Ｓ１の部分の空気の移動速度よりも速い上に、吸気系ダクト２１ａを突出させていることで、乱流や渦流の発生を促進しており、落下してきた洗浄液３２ｄの微粒子同士を互いに結合し易くしている。これにより、洗浄液３２ｄの粒が大きくなり、自重が増すことから、洗浄液３２ｄをケース２５の底部へと落下させることができる。加えて、このように粒の大きな洗浄液３２ｄが多いことから、吸気系ダクト２１ａから吹き込んできた比重の軽い異物に粒の大きい洗浄液３２ｄが付着し易いため、該異物を除去し易い。

吸気系ダクト２１ａ内部では、上述したように洗浄室Ｚ１の上流側よりも外気Ａ１の移動速度や風圧が大きいことから、洗浄液３２ｄの微粒子が吸気系ダクト２１ａ内を逆流しにくくなっている。

これらのことから、洗浄液３２ｄはダクト部４０内へ移動することが防止されているものの、例えば洗浄液３２ｄの噴霧量が多い場合など、その一部がダクト部４０内へ移動するようなことがあったとしても、第２曲管部４２ｃ内で発生する乱流によって第２曲管部４２ｃの壁部に付着することで、洗浄液３２ｄが洗浄済空気Ａ２とともにファンＦに吸い込まれることが抑制されている。尚、第２曲管部４２ｃの壁部（底部）に付着した洗浄液３２ｄは、ダクト系バルブ４２ｆ（図２参照）より排出させることができる。

これまで、ケース２５内部に配設されるフィルタ３７が３枚である態様として説明してきたが、例えば図４（ｂ）に示されるように、冬場等においてはフィルタ３７を１枚削減して２枚であってもよい。この態様であれば、洗浄済空気Ａ２から取り除かれる水分量が減少され、洗浄済空気Ａ２に含まれる水分量が増えることから、冬場等の乾燥した時期に屋内５０を加湿することができ、ウイルスやインフルエンザ等の元になる細菌の繁殖を抑制することが可能になる。またこれとは逆に、夏場等においてはフィルタ３７の枚数を増やすことで、除湿効果を高めることができる。すなわち、フィルタ３７による補水効率は、フィルタ３７が多いほど良好となる。ただしこれに相反して、空気の流動性はフィルタ３７が少ないほど良好となることから、フィルタ３７の枚数は、空気に含まれる水分量と必要とされる処理空気量とを勘案して適宜枚数が設定されることが望ましく、例えば１枚だけ配設されてもよく、４枚以上配設されてもよく、配設されなくともよい。

以上説明してきたように、本実施例における空気清浄器１０は、ケース２５の下流側に設けたファンＦの引き圧により、ケース２５内に比較的小さい圧力でも確実な空気流を生成できるばかりか、ダクト部４０を介してファンＦから上流側に離間したケース２５内では、乱流や渦流を生じることなく安定した空気流を得ることができることから、該ケース２５内にて噴霧口より噴霧された液体が、自重で落下することで空気流と分離し易いため、洗浄済空気Ａ２と共に外部に洗浄液３２ｄが流出することを簡素な構成で抑制できる。これにより、サイクロン式やコンプレッサ式等の除湿装置を必要としないことから、メンテナンス性が良い。

また、ファンＦに取り込まれる段階の洗浄済空気Ａ２に洗浄液３２ｄはほとんど含まれていないことから、排気口２２から洗浄液３２ｄが排出されることが防止されているとともに、ファンＦ内部に水滴が付着することによる錆や水垢の発生を抑えることができる。これにより、排気口２２周辺やファンＦの清掃を低減することができるため、維持管理が容易である。

また、ダクト部４０を下方向に延設することで、ケース２５からファンＦまでの移動距離を確保できることから、ダクトを水平方向や上方向に寸法Ｌ４分延設することと比較して、空気清浄器１０をコンパクトに構成することができる。

また、フィルタ３７によって洗浄済空気Ａ２の通路面積が絞られることで、フィルタ３７の面方向に空気流が分散され、洗浄室Ｚ１を移動する空気流を略均一な流れにすることができるため、洗浄室Ｚ１内の洗浄済空気Ａ２に混在する洗浄後の洗浄液３２ｄを遮り効果によって当該フィルタ３７に付着させ、更に慣性によって当該フィルタ３７に滞留させることで、ダクト部４０へ誘導される洗浄済空気Ａ２から確実に分離することができる。

また、屋外６０から取込んだ外気Ａ１を洗浄した後、洗浄済空気Ａ２を屋内５０に送り出すことで、人の往来や呼吸、機械の駆動等によって汚れたり二酸化炭素濃度が高まったりしていた屋内５０の空気が、換気扇や通気口、自動ドア等から屋外６０へと排出される。これにより、屋内５０の空気を清浄することができるとともに、屋内５０の空気中の酸素濃度や二酸化炭素濃度等を正常な数値に保つことができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、空気清浄器１０は、吸気口２１が屋外６０に、排気口２２が屋内５０にそれぞれ配設されている態様として説明したが、これに限らず、吸気口２１または排気口２２が壁で仕切られた一方の部屋と他方の部屋とにそれぞれ配設されていてもよく、同じ室内に配置されていてもよく、その配設箇所が限定されるものではない。

また、吸気口２１は、壁Ｗを貫通した位置に配設されている態様であるとして説明したが、これに限らず、例えば吸気系ダクトが屋外において下向きＵ字状に延設されていてもよく、吸気系ダクト２１ａに取付けられたフードカバーの開口部であってもよく、更に、吸気口２１に格子状や網目状の部材が取付けられていてもよく、限定されるものではない。これらの態様であれば、吸気口２１から雨水、大きなゴミ等が侵入することを防止できる。同様に、排気口２２は、ファンＦの下流側のフランジＦｅにダクトが取付けられており、任意の部屋や空間まで延設されていてもよく、限定されるものではない。

また、吸気口２１および排気口２２は、一つずつ設けられた態様として説明したが、これに限らず、複数に分岐されていてもよい。この態様の吸気口であれば、一つの吸気口あたりの引き圧が下がることから、比重の大きい粉塵や紙屑等を引込みにくくすることができるとともに、一つの吸気口が閉鎖される等して外気Ａ１を取込みにくい状態となっても、他の吸気口より外気Ａ１を取り込むことができる。また、この態様の排気口であれば、一つの排気口あたりの送風圧が下がることから、屋内５０の利用者に洗浄済空気Ａ２の送風による不快感を与え難くすることができる。

また、吸気系ダクト２１ａやダクト部４０は、ダクトによって形成されている態様として説明したが、これに限らず、ダクト状にケース２５から一体に延設されていてもよく、建物側の換気ダクトがケース２５に直接連結されていてもよく、限定されるものではない。

ケース２５は、金属板によって上面視正方形状の箱体である態様として説明したが、これに限らず、略円柱状等に形成されていてもよく、木材、プラスチックで形成されていてもよい。また、騒音を低減するための消音材や吸音材が配設されていてもよい。

ダクト部４０は、本体２０に沿って略鉛直方向へ直線状に延設された態様として説明したが、これに限らず、上方や水平方向に延設されていてもよく、鉤状や螺旋状に形成されていてもよく、その延設方向や形状が限定されるものではない。

洗浄液３２ｄは、薬剤を含む水であったが、薬剤を含まない真水であってもよい。また、水道水に限らず、水素水を使用してもよい。

１０ 空気清浄器
２１ 吸気口
２２ 排気口
２５ ケース
２６ 開口
３１ｅ 噴霧口
３２ｄ 洗浄液（液体）
３７ フィルタ
４０ ダクト部（ダクト）
５０ 屋内（室内環境）
６０ 屋外（室外環境）
Ａ１ 外気
Ａ２ 洗浄済空気
Ｆ ファン
Ｇ 床
Ｗ 壁
Ｚ１ 洗浄室
Ｚ２ ダクト下部室（誘導室）

Claims (6)

1. 空気を吸気口から排気口に向けて送出するファンと、前記吸気口及び、該吸気口よりも上方側に配置され前記排気口に連通する開口を有するケースと、該ケース内で液体を噴霧する噴霧口と、を備える空気清浄器であって、
   前記ファンは前記ケースよりも下流側に設けられ、前記ケースの前記開口と前記ファンとの間にダクトが延設されていることを特徴とする空気清浄器。
2. 前記ダクトは、少なくとも一部が略鉛直下方向に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄器。
3. 前記ケースは、前記噴霧口の下流側がフィルタによって区画されており、該フィルタよりも上流側にて空気を洗浄する洗浄室と、該フィルタよりも下流側にて空気を前記ダクトに誘導する誘導室と、を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄器。
4. 前記ケースは、少なくとも前記洗浄室の通路面積が前記ダクトの通路面積よりも広いことを特徴とする請求項３に記載の空気清浄器。
5. 前記ケースは、前記誘導室の上端部が上方に向かうほどに通路面積が狭くなるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の空気清浄器。
6. 前記吸気口は室外環境に連通し、前記排気口は室内環境に連通していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の空気清浄器。

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