JP3227487U

JP3227487U - 空気殺菌加湿器

Info

Publication number: JP3227487U
Application number: JP2020001524U
Authority: JP
Inventors: 國興張; 中平 ▲頼▼
Original assignee: Nanjing Graphene Research Institute Corp
Current assignee: Nanjing Graphene Research Institute Corp
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2030-04-27

Abstract

【課題】空気の加湿、殺菌、浄化の機能を兼ね備えた空気殺菌加湿器を提供すること。
【解決手段】気体出口１３を備える水槽１０と、水槽１０内に配置され、水を電気分解してオゾン水を生成する電解式オゾン発生器２０と、水槽１０に配置され、オゾン水を霧化してオゾンミストを生成する超音波発振器３０と、水槽１０内で微細化した気泡を発生する気泡微細化装置５０が排気口４１に連接されたエアポンプ４０と、電解式オゾン発生器２０、超音波発振器３０、エアポンプ４０を駆動して動作させると共に、その動作時間を制御する電子制御ユニット６０とを含む。
【選択図】図１

Description

本考案は、空気の加湿、殺菌、浄化の機能を兼ね備えた空気殺菌加湿器に関する。

オゾン（Ｏ_３）は一種の強酸化剤であり、強力な殺菌消毒と有機汚染物質分解の能力を備え、非特許文献１において、超音波でオゾン水を補助する技術がオゾンの廃水処理作業における殺菌効果を高めることができると指摘されている。

オゾンを発生させるには、コロナ放電法、電解法、紫外線法を採用することができる。現在比較的多く応用されているのはコロナ放電法と電解法であり、紫外線法は比較的少ない。
コロナ放電法はオゾンを含有する混合気体が得られるのみで、純粋なオゾンを得ることはできず、かつ有毒な窒素酸化物を発生することがある。現在この方法を応用したオゾン発生器にはプレート式と管状の２種類があるが、プレート式オゾン発生器の発生するオゾン生成量は管式オゾン発生器より多い。
近年国外では電解法でのオゾン発生が多く採用されており、電解法は陽極でオゾンを析出し、陰極で水素を析出する。電解法を応用したオゾン発生器はより高濃度のオゾンを発生でき、かつ生成物中に有害な窒素酸化物がないため、より広範な応用が可能である。

既知のオゾンと超音波を組み合わせた殺菌消毒技術は、基本的に空気をオゾン発生器に通過させてオゾンを発生し、オゾン気体を水中に入れてオゾン水を生成した後、超音波霧化またはスプレーノズル霧化の方式でオゾン水消毒を行う。類似の技術には、特許文献１に記載の「超音波とオゾンを組み合わせた消毒方法及びその装置」、特許文献２に記載の「オゾン超音波霧化消毒機」、特許文献３に記載の「殺菌作用を備えた超音波加湿機」などが含まれる。

また、特許文献４に記載の「殺菌加湿器」は、電解オゾン水を加湿消毒に用いる装置である。
この装置は水タンクと、電解水槽装置と、霧化装置（超音波ではない）と、空気圧装置と、制御回路等を含む。水タンクと電解水槽装置の電解槽は連通管線で相互に連通され、水タンクと電解槽中の水が循環でき、電気分解によりオゾン水を生成した後、水タンク中に戻される。また、水タンクの出水口が霧化器に連接され、オゾン水を霧化し、最後にブロワーで空気中に放出する。採用している電解槽は陰陽室分離型電解装置であり、かつ陰陽室の異なる体積比率を制御することができる。かつ陰極室の水は別の水タンクで収集され、定期的に水を捨てる必要がある。

中国特許公開番号第ＣＮ１３１７３４４Ａ号明細書中国実用新案登録公告第ＣＮ２０１００６０３０号明細書中国実用新案登録公告第ＣＮ２６４６６０１号明細書中国実用新案登録公告第ＣＮ２０３４１３７５６Ｕ号明細書

何世伝、朱昌平、単鳴雷、馮若（２００５.０９）、超音波とオゾンの廃水処理における利用に関する研究の進展、声学技術、第２４巻第３期

本考案が解決しようとする課題は、空気の加湿、殺菌、浄化の機能を兼ね備えた空気殺菌加湿器を提供することにある。

上記課題を達成するために、本考案の空気殺菌加湿器は、水槽と、電解式オゾン発生器と、超音波発振器と、エアポンプと、電子制御ユニットと、を含み、前記水槽が水または電解質を含有する水溶液の貯蔵に用いられ、気体出口を備え、前記電解式オゾン発生器が前記水槽内に配置され、該水槽内の水を電気分解し、オゾン水を生成するために用いられ、前記超音波発振器が前記水槽に配置され、該水槽内のオゾン水を霧化して、霧化したオゾンミストを生成可能であり、前記エアポンプの排気口に気泡微細化装置が連接され、該気泡微細化装置が前記水槽内に配置され、該水槽内で微細化した気泡を発生するために用いられ、前記電子制御ユニットが、前記電解式オゾン発生器、前記超音波発振器、前記エアポンプと電気的に接続され、これら電解式オゾン発生器、超音波発振器、エアポンプを駆動して動作させると共に、その動作時間を制御するために用いられることを特徴とする空気殺菌加湿器である。

本願請求項２に係る考案は、前記水槽が水槽本体を含み、該水槽本体が開口を備え、該開口に取り外し可能な蓋体が配置され、該蓋体が少なくとも１つの前記気体出口を備えている、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項３に係る考案は、前記気泡微細化装置が、サブミクロンレベルの微細化気泡を発生できる装置である、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項４に係る考案は、前記エアポンプの吸気口に粉塵フィルターが配置され、該エアポンプの排気口と前記気泡微細化装置の間に逆止弁が配置された、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項５に係る考案は、前記超音波発振器が前記水槽の側壁または底部の外側に配置される、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項６に係る考案は、前記超音波発振器が前記水槽の側壁または底部の内側に配置される、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項７に係る考案は、前記電解式オゾン発生器が、正極片と負極片を含み、該正極片と該負極片が前記電子制御ユニットに電気的に接続され、該電子制御ユニットが前記電解式オゾン発生器の動作時間を制御し、該正極片の水電気分解反応によりナノオゾンを生成してオゾン水を生成する、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項８に係る考案は、前記正極片が、抗酸化性の活性電極材料より成り、該活性電極材料が、白金、ステンレス、チタニウム、各種不溶性陽極（ＤＳＡ）材料、グラファイト/またはグラフェン電極、ドープされた及びドープされていない酸化物（ＲｕＯ_２、ＩｒＯ_２、ＰｂＯ_２、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２）、窒素またはホウ素ドープダイヤモンド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ−ｄｏｐｅｄｏｒｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄｄｉａｍｏｎｄ）電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含み、前記負極片が、白金、ステンレス、チタニウム、グラファイト/またはグラフェン電極、または表面に白金等の水素発生を促進するコーティング層を有するステンレス電極またはチタニウム電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含む、ことを特徴とする、請求項７に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項９に係る考案は、前記正極片が、表面に抗酸化性の活性電極材料を含有するステンレス電極またはチタニウム電極を含む、ことを特徴とする、請求項８に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項１０に係る考案は、前記水槽が底部に空気入口を備え、前記逆止弁の出口側が前記空気入口に連接され、前記気泡微細化装置が前記空気入口を介して前記逆止弁の出口側に連接され、前記逆止弁の入口側が管コネクタを介して前記エアポンプの排気口に連接され、該逆止弁の入口側が前記管コネクタと連接または分離可能である、ことを特徴とする、請求項４に記載の空気殺菌加湿器である。

本願請求項１１に係る考案は、座体を含み、該座体に前記水槽を載置可能であり、前記管コネクタが前記座体に配置され、前記水槽に配置された前記電解式オゾン発生器と前記超音波発振器が第１電気コネクタに電気的に接続され、前記電子制御ユニットが第２電気コネクタに電気的に接続され、前記第１電気コネクタが前記水槽の外側に配置され、前記第２電気コネクタが前記座体に配置され、該第１電気コネクタが該第２電気コネクタと相互に接続して電路を構成し、前記水槽を前記座体上に配置した時、前記逆止弁の入口側を前記管コネクタと直接連接可能であり、同時に前記第１電気コネクタと前記第２電気コネクタも相互に挿入して接続できる、ことを特徴とする、請求項１０に記載の空気殺菌加湿器である。

本考案の空気殺菌加湿器の有益な効果は、空気の加湿、殺菌、浄化の機能を兼ね備えていることにある。気泡微細化装置はサブミクロン（ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ）レベルの微細化気泡を発生し、オゾン水と汚れた空気により良い作用を発生させ、汚れた空気に対するオゾン水の殺菌浄化効果を高めることができる。また、超音波発振器の作用により、サブミクロンレベルの気泡とナノオゾン気泡をぶつけて混合し、オゾンの強力な酸化力を利用して殺菌消毒効果を達成することができる。

第１の実施形態を示す空気殺菌加湿器の断面図である。第２の実施形態を示す空気殺菌加湿器の断面図である。第３の実施形態を示す空気殺菌加湿器の分解断面図である。第３の実施形態を示す空気殺菌加湿器の断面図である。電解式オゾン発生器中の正極片と負極片の構造を例示する図である。

以下、図面に基づいて本考案の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明において、上下左右を含む位置関係は、特別に記載がなければ、いずれも図面において示される方向に準じる。

図１は、本考案の第１の実施形態を示す空気殺菌加湿器の断面図である。
本考案の空気殺菌加湿器は、水槽１０と、電解式オゾン発生器２０と、超音波発振器３０と、エアポンプ４０と、気泡微細化装置５０と、電子制御ユニット６０とを含む。

水槽１０は、水または電解質を含有する水溶液の貯蔵に用いられ、水槽本体１１を含む。水槽本体１１は、開口１１０を備え、開口１１０に取り外し可能な蓋体１２が配置され、蓋体１２が少なくとも１つの気体出口１３を備えている。

電解式オゾン発生器２０は、水槽１０の水槽本体１１内に配置され、水槽１０内の水を電気分解し、オゾン水を生成するために用いられる。
電解式オゾン発生器２０は、正極片２１と負極片２２を含み（図５）、正極片２１と負極片２２が電子制御ユニット６０に電気的に接続され、正極片２１と負極片２２の両端に直流電圧または電流を印加でき、電子制御ユニット６０により電解式オゾン発生器２０を駆動して動作させると共に、動作時間を制御し、正極片２１を利用して電解水反応でナノオゾンを生成し、オゾン水を生成する。
正極片２１と負極片２２の形状には制限はなく、図５に示す例に限らない。正極片２１と負極片２２は近付けることができ、かつ形状が対称で電場を均一にすることができる構造であればよく、正極片２１と負極片２２の形状は柱状、網状、片状、またはその他対称な形状とすることができる。

正極片２１は、好ましくは、抗酸化性の活性電極材料を選択する。該活性電極材料は、白金、ステンレス、チタニウム、各種不溶性陽極（ＤＳＡ）材料、グラファイト/またはグラフェン電極、ドープされた及びドープされていない酸化物（例えばＲｕＯ_２、ＩｒＯ_２、ＰｂＯ_２、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２）、窒素またはホウ素ドープダイヤモンド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ−ｄｏｐｅｄｏｒｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄｄｉａｍｏｎｄ）電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含む。現在、電気分解でオゾン水を発生する主要な陽極は、ＰｂＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｂ−ｄｏｐｅｄダイヤモンドであり、主にこれら３種類の電極は酸素に対する過電位の発生が白金電極と比較してずっと高いため、酸素の発生を効果的に抑制し、電圧を高め、オゾン発生効率を高めることができる。
さらに好ましくは、正極片２１が、表面に上述の抗酸化性の活性電極材料を含有するステンレス電極またはチタニウム電極を含む。

負極片２２の好ましい態様は、白金、ステンレス、チタニウム、グラファイト/またはグラフェン電極、または表面に白金等の水素発生を促進するコーティング層を備えたステンレス電極またはチタニウム電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含む。

超音波発振器３０は、水槽１０に配置され、水槽１０内のオゾン水に対して霧化作用を発生し、霧化したオゾンミストを生成して、加湿と殺菌消毒の機能提供に用いられる。
第１の実施形態では、超音波発振器３０が水槽１０の外側（水槽１０の側壁と底部を含む）に配置され、つまり、超音波発振器３０は水槽１０の側壁または底部の外側に配置することができる。
図１に示す例では、超音波発振器３０が水槽１０の側壁の外面に配置されており、超音波発振器３０が発生する超音波が、水槽１０を隔ててオゾン水に対し超音波共振を発生し、オゾン水を励起して水面に霧化したオゾンミストを発生させることができる。

エアポンプ４０の排気口４１が気泡微細化装置５０に連接され、気泡微細化装置５０が水槽１０内に配置され、水槽１０内で微細化した気泡の発生に用いられる。
本考案の好ましい実施態様として、エアポンプ４０の排気口４１と気泡微細化装置５０の間に逆止弁４４が配置され、水槽１０内の水がエアポンプ４０に逆流しないようになっている。原則的に、エアポンプ４０の高さが水槽１０の最高水位線より上の高さであれば逆止弁４４を配置しなくてもよい。

好ましくは、エアポンプ４０の吸気口４２に粉塵フィルター４３が配置され、粉塵フィルター４３で空気中の大きい粉塵顆粒をろ過し、空気中の汚染物質、埃、微粒子が水槽１０に進入する量を減少する。
好ましくは、気泡微細化装置５０は、サブミクロン（ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ）レベルの微細化気泡を発生することができ、オゾン水と汚れた空気により良い作用を発生させ、汚れた空気に対するオゾン水の殺菌浄化効果を高めることができるものとする。また、超音波発振器３０の作用により、サブミクロンレベルの気泡とナノオゾン気泡をぶつけて混合し、気体出口１３からオゾンミストを環境中に排出して、オゾンの強力な酸化力で殺菌消毒効果を達成することができる。

電子制御ユニット６０は、電解式オゾン発生器２０、超音波発振器３０、エアポンプ４０と電気的に接続され、電解式オゾン発生器２０、超音波発振器３０、エアポンプ４０を駆動して動作させるために用いられる。
さらに、電子制御ユニット６０は、電解式オゾン発生器２０、超音波発振器３０、エアポンプ４０の動作時間を単独制御することもできる。

図２は、本考案の第２の実施形態を示す。第１の実施形態と同様の構造については、説明を省略する。
第２の実施形態では、超音波発振器３０が水槽１０の内側（水槽１０の側壁と底部を含む）に配置され、図２に示す例では、超音波発振器３０が水槽１０の底部の内側に配置されている。

図３及び図４は、本考案の第３の実施形態を示す。第１の実施形態あるいは第２の実施形態と同様の構造については、説明を省略する。
第３の実施形態では、水槽１０が分離可能であり、使用者が水槽１０を容易に取り外して洗浄することができるようになっている。

図３に示すように、水槽１０の底部に空気入口１４が設けられ、逆止弁４４の出口側が空気入口１４に連接され、気泡微細化装置５０が空気入口１４を介して逆止弁４４の出口側に連接され、逆止弁４４の入口側が管コネクタ１５を介してエアポンプ４０の排気口４１に連接される。
逆止弁４４の入口側は、挿抜式の構造を採用するなどにより、管コネクタ１５と連接または分離可能である。逆止弁４４の入口側の外周にはパッキン４４１が設置され、逆止弁４４の入口側を管コネクタ１５に直接挿入して連接を完成でき、かつ漏洩が防止される。

また、水槽１０が座体７０に載置され、管コネクタ１５が座体７０に配置され、水槽１０に配置された電解式オゾン発生器２０と超音波発振器３０が第１電気コネクタ７１に電気的に接続され、電子制御ユニット６０が第２電気コネクタ７２に電気的に接続される。第１電気コネクタ７１は水槽１０の外側に配置され、第２電気コネクタ７２が座体７０に配置され、第１電気コネクタ７１が第２電気コネクタ７２と相互に接続して電路を構成できる。

図４に示すように、水槽１０を座体７０に配置すると同時に、水槽１０底部の逆止弁４４の入口側を直接管コネクタ１５と連接し、これと同時に、第１電気コネクタ７１と第２電気コネクタ７２も相互に挿入して接続することができる。
水槽１０を取り外して洗浄するときは、水槽１０を上に向かって抜き、座体７０から分離させると、逆止弁４４の入口側が座体７０の管コネクタ１５から分離され、これと同時に、第１電気コネクタ７１と第２電気コネクタ７２も相互に分離できるため、水槽１０の組み立てと取り外しの操作も非常に手軽である。

長時間使用した後は、加湿機能により水槽１０内の水が減少するため、水槽１０内に水を補充する必要がある。分離可能な水槽１０は水槽１０の洗浄に便利であるほか、汚染物質または異物が水槽１０中に残留する問題を解決することもできる。
より好ましくは、超音波発振器３０は水槽１０の水槽壁の底部外側または側壁の外側とすることができる。

以上の説明は本考案を限定するものではなく、本考案の要旨を逸脱することのない変更と修飾は本考案の権利範囲に含まれる。

１０水槽
１１水槽本体
１１０開口
１２蓋体
１３気体出口
１４空気入口
１５管コネクタ
２０電解式オゾン発生器
２１正極片
２２負極片
３０超音波発振器
４０エアポンプ
４１排気口
４２吸気口
４３粉塵フィルター
４４逆止弁
４４１パッキン
５０気泡微細化装置
６０電子制御ユニット
７０座体
７１第１電気コネクタ
７２第２電気コネクタ

Claims

空気殺菌加湿器であって、水槽と、電解式オゾン発生器と、超音波発振器と、エアポンプと、電子制御ユニットと、を含み、
前記水槽が、水または電解質を含有する水溶液の貯蔵に用いられ、気体出口を備え、
前記電解式オゾン発生器が、前記水槽内に配置され、該水槽内の水を電気分解し、オゾン水を生成するために用いられ、
前記超音波発振器が、前記水槽に配置され、該水槽内のオゾン水を霧化して、霧化したオゾンミストを生成可能であり、
前記エアポンプの排気口に気泡微細化装置が連接され、該気泡微細化装置が前記水槽内に配置され、該水槽内で微細化した気泡を発生するために用いられ、
前記電子制御ユニットが、前記電解式オゾン発生器、前記超音波発振器、前記エアポンプと電気的に接続され、これら電解式オゾン発生器、超音波発振器、エアポンプを駆動して動作させると共に、その動作時間を制御するために用いられる、
ことを特徴とする、空気殺菌加湿器。
前記水槽が水槽本体を含み、該水槽本体が開口を備え、該開口に取り外し可能な蓋体が配置され、該蓋体が少なくとも１つの前記気体出口を備えている、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記気泡微細化装置が、サブミクロンレベルの微細化気泡を発生できる装置である、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記エアポンプの吸気口に粉塵フィルターが配置され、該エアポンプの排気口と前記気泡微細化装置の間に逆止弁が配置された、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記超音波発振器が前記水槽の側壁または底部の外側に配置される、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記超音波発振器が前記水槽の側壁または底部の内側に配置される、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記電解式オゾン発生器が、正極片と負極片を含み、該正極片と該負極片が前記電子制御ユニットに電気的に接続され、該電子制御ユニットが前記電解式オゾン発生器の動作時間を制御し、該正極片の水電気分解反応によりナノオゾンを生成してオゾン水を生成する、ことを特徴とする、請求項１に記載の空気殺菌加湿器。
前記正極片が、抗酸化性の活性電極材料より成り、該活性電極材料が、白金、ステンレス、チタニウム、各種不溶性陽極（ＤＳＡ）材料、グラファイト/またはグラフェン電極、ドープされた及びドープされていない酸化物（ＲｕＯ２、ＩｒＯ２、ＰｂＯ２、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２）、窒素またはホウ素ドープダイヤモンド（ｎｉｔｒｏｇｅｎ−ｄｏｐｅｄｏｒｂｏｒｏｎ−ｄｏｐｅｄｄｉａｍｏｎｄ）電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含み、前記負極片が、白金、ステンレス、チタニウム、グラファイト/またはグラフェン電極、または表面に白金等の水素発生を促進するコーティング層を有するステンレス電極またはチタニウム電極のうちのいずれか、またはその組み合わせを含む、ことを特徴とする、請求項７に記載の空気殺菌加湿器。
前記正極片が、表面に抗酸化性の活性電極材料を含有するステンレス電極またはチタニウム電極を含む、ことを特徴とする、請求項８に記載の空気殺菌加湿器。
前記水槽が底部に空気入口を備え、前記逆止弁の出口側が前記空気入口に連接され、前記気泡微細化装置が前記空気入口を介して前記逆止弁の出口側に連接され、前記逆止弁の入口側が管コネクタを介して前記エアポンプの排気口に連接され、該逆止弁の入口側が前記管コネクタと連接または分離可能である、ことを特徴とする、請求項４に記載の空気殺菌加湿器。
座体を含み、該座体に前記水槽を載置可能であり、前記管コネクタが前記座体に配置され、前記水槽に配置された前記電解式オゾン発生器と前記超音波発振器が第１電気コネクタに電気的に接続され、前記電子制御ユニットが第２電気コネクタに電気的に接続され、前記第１電気コネクタが前記水槽の外側に配置され、前記第２電気コネクタが前記座体に配置され、該第１電気コネクタが該第２電気コネクタと相互に接続して電路を構成し、前記水槽を前記座体上に配置した時、前記逆止弁の入口側を前記管コネクタと直接連接可能であり、同時に前記第１電気コネクタと前記第２電気コネクタも相互に挿入して接続できる、ことを特徴とする、請求項１０に記載の空気殺菌加湿器。