JP3605802B2

JP3605802B2 - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP3605802B2
Application number: JP2002148756A
Authority: JP
Inventors: 伸男星野; 源正遠藤
Original assignee: 新増沢工業株式会社; 株式会社オーランド
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP2003343877A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、処理空気を微細な水粒子に接触させて空気中の汚染物質や臭気を補捉・除去し、清浄化すると共に、微細水粒子やマイナスイオンを供給する空気清浄装置に関する。
、マイナスイオンが極端に不足した環境で長時間作業を行うと頭痛や目まい等の原因となる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気清浄装置としては、ＨＥＰＡフィルターや活性炭フィルターなどによって空気中の汚染粒子を吸着するフィルター方式が一般である。このようなフィルター方式の空気清浄装置によって処理された空気は、塵埃粒子が存在しないという点では清浄であるが、フィルターの空気圧損失が大きく送風に多大な動力を必要としていた。また、空気をフィルターに循環させることによって空気中のマイナスイオンが減少するため、人間の活動空間としては必ずしも好ましいものとはいえず、マイナスイオンが極端に不足した環境で長時間作業を行うと頭痛や目まい等の原因となる。
【０００３】
一方、空気中で微細な水滴が分裂すると周囲の空気がマイナスイオン化することが知られている。この現象は、発見者の名に因んでレナード現象と呼ばれ、自然界では滝や渓流などの周囲で発生している。水滴の分裂によって生じる微細水粒子（ミスト）が空気中に拡散し塵埃を捕捉、排除することに加えて、空間が快適な温湿度に維持され、且つ、微細水粒子と共にマイナスイオンが比較的長時間、広範囲に亘り残存し、清浄であると共に、人間の活動環境として極めて有益な空間を作り出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記の点に鑑みて、物理的なフィルターを使用せずにレナード現象を利用して空気中の浮遊塵埃、油煙、臭気、細菌等を除去すると共に、空気中に微細水粒子やマイナスイオンを供給し作業環境や居住環境を浄化する空気清浄装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
下部は水槽に連なり上部には空気送出口を有する外筒の内側に、上部に前記外筒を貫通する空気導入管を接続した内筒を設け、該内筒の内底部には、回転自在に支持され上面にフィンを有する被転円盤と、該被転円盤に回転を生じさせるべく被転円盤の上方から適宜の噴射角にて水を被転円盤に対し噴射する噴射ノズルとを設ける一方、内底部周囲の内筒周壁をスリット板で形成し内外筒を連通させ、更に、空気導入管から内筒、外筒を経て空気送出口に至る空気流を生じさせる送風手段と、水槽内の水を噴射ノズルに圧送する手段とを設けた。上記被転円盤は、上面が上方に膨出した凸面をなすと共に、放射方向に配向された複数のフィンを有するものとした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明実施形態の空気清浄装置１を示すものである。図において、空気清浄装置１は水槽２の上部に円筒状の外筒３を設け、更に該外筒３の内側に同じく円筒状の内筒４を同心に配置している。
【０００７】
外筒３は、内周壁に螺旋状の風流ガイド３ａを設け、上部には外筒３内の空気を空気送出口５ａから外部に送出する送風機５を設ける一方、水槽２に連なる内底部付近には、水を流下させる多数の孔６ａを開口したグレーチング６（パンチメタル）を設け、該グレーチング６の上側に内筒４が固定されている。そして、内筒４の内底部には被転円盤７を配置し、更にその上方には被転円盤７に水を噴射する噴射ノズル８を設けている。
【０００８】
被転円盤７は、回転軸７ａが支持部材９にラジアルベアリング９ａ，９ａ、スラストベアリング９ｂを介して回転自在に支持されている。尚、図示例では支持部材９はグレーチング６の中央に固定されているが、グレーチング６を設けずに外筒３内底部にフレーム（図示せず）を架設し、該フレームに支持部材９を固定しても良い。
【０００９】
そして、被転円盤７は、上面中央が上方に膨出した凸面をなし、中心部から外周部に向けて緩い傾斜面を形成すると共に、放射方向に配向された８枚の羽根７ｂ（フィン）を有している。該羽根７ｂの枚数は特に限定されるものではないが、回転にアンバランスを生じないよう回転対称配置であることが好ましい。
【００１０】
噴射ノズル８は、内筒４の中心部に配置された導水管１０の下端部にＴ字ジョイント８ａを介して２個設けられている。各噴射ノズル８，８は被転円盤７の周辺寄りの部分に対向し、夫々、被転円盤７の回転方向と同方向の適宜の噴射角（実施形態では３０度）をなして傾斜して設けられていることで、該各噴射ノズル８，８からの噴射水圧によって被転円盤７に回転を付与する。
【００１１】
そして、噴射ノズル８は、２個以上であっても良いが、被転円盤７に作用する水圧がアンバランスにならないように回転対称配置であることが好ましい。また、被転円盤７が任意の回転角位置における停止状態から噴射水によって確実、且つ、迅速に起動できるように噴射ノズル８の数と羽根７ｂの数が設定される必要がある。
【００１２】
上記噴射ノズル８及び被転円盤７周囲の内筒４周壁部は、多数のスリット１１を有するスリット板１２で構成され、スリット１１を介して内筒４内と外筒３内とが連通している。尚、スリット板１２の代わりにパンチメタル等の多孔板を用いることも出来、その場合、スリット１１は長目穴、丸穴、異形穴等とすることが出来る。そして、内筒４の上端付近周壁部には、外筒３を貫通して空気導入管１３が接線方向に接続している。
【００１３】
更に、図１において、１４はポンプ、１５は取水部材（フィルタ）、１６，１７，１８は導水管であり、これらは前記導水管１０と共に噴射ノズル８への水循環路を構成している。また、１９は給水管、２０はオーバーフロー口、２１は排水口であり、２２は水槽２の満水時に給水管１９を閉じるフロート弁である。
【００１４】
次に上記実施形態に基づく作用について図面と共に説明する。
図１において、ポンプ１４の作動により水槽２内の水は取水部材１５、導水管１６，１７，１８，１０を通じて噴射ノズル８に圧送され、該噴射ノズル８より被転円盤７に向けて噴射される。そして、被転円盤７の上面及び羽根７ｂに衝突し、その衝撃で水流は細分化され、水飛沫となって飛散すると共に、羽根７ｂに作用する噴射水圧により被転円盤７は図４に示す如く噴射ノズル８の傾斜方向に回転する。
【００１５】
被転円盤７の回転により振り回された水滴は周囲のスリット板１２に衝突する際、スリット１１のエッジで剪断されることによって更に細分化され、微細水粒子（ミスト）となり、内筒４内及び外筒３内に充満する。また、水滴が微細化される過程で微細水粒子と共に多量のマイナスイオンが発生する。
【００１６】
一方、送風機５の作動により外筒３内及び内筒４内が減圧され、空気導入管１３を通じて内筒４内に空気が吸入される。内筒４内に吸入された空気は、空気導入管１３の接続方向及びそれと同方向の被転円盤７の回転により内筒４内を螺旋状に旋回しながら流下し、スリット板１２のスリット１１を通り外筒３内に至り、更に、外筒３内の風流ガイド３ａに沿って螺旋状に旋回しながら上昇する過程で、外筒３内に充満する微細水粒子と混合され、空気に含まれている浮遊粉塵、油煙、臭気、細菌等はこれらを核として微細水粒子が吸着することにより、次第に大きな水滴を形成し、重量が増加することによって落下し、水飛沫や水流に取り込まれ水槽２内に流下する。
【００１７】
また、被転円盤７の回転で振り回された水滴と共にスリット１１を通過した粒子は、増加した重量に作用する遠心力によって外筒３内周壁に衝突するかまたはそのまま落下し、水槽２内に流入する。
【００１８】
このようにして汚染物質を分離除去する一方、微細水粒子とマイナスイオンを含んだ清浄空気のみが外筒３内を上昇し、送風機５の吹出口５ａより外部に送出される。この微細水粒子とマイナスイオンを含んだ清浄空気は、単に汚染物質が除去されたという意味で清浄であるのみならず、湿度調節機能やマイナスイオンによる人体へのリラクゼーション効果、更には、酸化抑制効果、除菌効果を有し、食品などに対する鮮度保持にも有効であり、人体や環境に極めて有益な清浄環境を作り出すことができる。
【００１９】
次に、本発明実施形態の空気清浄装置１から送出される清浄空気中に含まれる微細水粒子の粒径、及び個数をパーティクルカウンタを用いて測定する実験を行った。結果を下表に示す。
【００２０】
【表１】

【００２１】
測定の結果、粒径が０．３ミクロン未満の微細水粒子が全体の９３．３％を占めている。参考までに、従来の超音波振動板式加湿器で発生する水粒子の粒径は、０．４〜１５ミクロンの範囲に分布し、平均２．７ミクロン程度であるから、本発明の空気清浄装置１による微細水粒子は充分に微細化されていると云える。
【００２２】
尚、特に低湿度環境が要求される場合には、外筒最上部のデミスター取付部３ｂに水滴除去フィルターを設けることもできる。また、図示例では外筒３、内筒４が共に円筒形状である場合を示したが、それらは完全な円筒形状に限定されるものではなく、角丸四角筒状（多角筒）等とすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の空気清浄装置は、上記の通り構成されているので、噴射ノズルから被転円盤に向けて噴射された水は被転円盤の上面及び羽根に衝突し、その衝撃で水流は細分化され、水飛沫となって飛散し、その水滴は周囲のスリット板に衝突する際にスリットのエッジで剪断されることによって更に細分化され微細水粒子（ミスト）とすることが出来る。そして、装置内部で発生する微細水粒子に処理空気を効率良く接触させ、空気中の浮遊粒子、油煙、細菌、臭気等を吸着し、水滴中に取り込んで分離除去する一方、汚染物質に吸着せずに残存した微細水粒子と、該微細水粒子と共に発生したマイナスイオンとを含んだ清浄空気のみを外部に送出でき、清浄効果に加えて湿度調節機能、マイナスイオンによる人体へのリラクゼーション効果、更には除菌効果と酸化抑制効果により食品などに対する繊度保持効果等も期待でき、人体や環境に有益な清浄空間を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の空気清浄装置を示す正断面図である。
【図２】本発明実施形態の空気清浄装置を示す平面図である。
【図３】本発明実施形態の空気清浄装置を示す要部側断面図である。
【図４】噴射ノズル及び被転円盤を示す要部斜視図である。
【図５】スリット板を示す斜視図である。
【符号の説明】
１空気清浄装置
２水槽
３外筒
４内筒
５送風機
５ａ空気送出口
７被転円盤
７ｂフィン
８噴射ノズル
９グレーチング
１０，１６，１７，１８導水管
１１スリット
１２スリット板
１３空気導入管
１４ポンプ

Claims

下部は水槽に連なり上部には空気送出口を有する外筒の内側に、上部に前記外筒を貫通する空気導入管を接続した内筒を設け、該内筒の内底部には、回転自在に支持され上面にフィンを有する被転円盤と、該被転円盤に回転を生じさせるべく被転円盤の上方から適宜の噴射角にて水を被転円盤に対し噴射する噴射ノズルとを設ける一方、内底部周囲の内筒周壁をスリット板で形成し内外筒を連通させ、更に、空気導入管から内筒、外筒を経て空気送出口に至る空気流を生じさせる送風手段と、水槽内の水を噴射ノズルに圧送する手段とを設けたことを特徴とする空気清浄装置。
被転円盤は、上面が上方に膨出した凸面をなすと共に、放射方向に配向された複数のフィンを有する請求項１記載の空気清浄装置。