JP4093189B2 - 浴室用静電霧化装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴室空間にナノサイズの帯電微粒子水（ナノサイズのミスト）を放出するための浴室用静電霧化装置に関するものである。

浴室空間は非常に湿度が高くなるうえ、水や湯が浴室の壁や床に付着するため、壁や床にカビが発生しやすい。この問題を解決するため、換気装置を運転することによって浴室内の空気を強制的に屋外へ排出することや、浴室乾燥装置を運転することによって浴室空間の湿度を下げることが行われている。

その一例として、放電により正イオンと負イオンを発生させるイオン発生部を備えたイオン発生装置と、正イオンと負イオンを浴室空間に放出する送風装置とを搭載した浴室用空気調節装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところがこの従来例にあっては、イオンは滞空時間が長くてもせいぜい２〜３分程度と短く、また空気中の物質と結合すると消えてしまう。この結果、浴室空間を浮遊するカビの胞子を顕著に減らすことができず、結果、浴室の壁や床に付着した水や湯の近傍でカビが繁殖するのを充分に防ぐことができない。そのうえ、従来の浴室用空気調節装置では、装置内部に水が入り込んで、電気部品が短絡したり、放電が安定しなくなるといった問題もある。

他の従来例として、給水タンクの水を毛細管原理により液搬送部で吸い上げて、液搬送部に高電圧を印加して対向電極に向けて放電することでナノサイズの帯電微粒子水を発生させる放電ユニットを備えた静電霧化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、給水タンクの水を液搬送部により吸い上げる方式の放電ユニットにおいて、水の搬送をスムーズに行なうためには、給水タンク内部を大気に開放しておく必要がある。そこで放電ユニットの外部に通気孔を設けて、給水タンクと連通させているのが一般的である。

しかしながら、浴室用静電霧化装置の外部に通気孔を設けると、外部から目立ち、外観が悪くなるという問題があり、しかも、外部から通気孔を意図的に塞ぐなどのいたずらがされやすくなる。さらに外部から意図しない浮遊物や液体等が通気孔に侵入するおそれもある。このように、通気孔が塞がれたりすると、給水タンクが気密となって毛細管原理による水の吸い上げがスムーズに行なわれなくなり、安定した放電が得られなくなるという問題が発生する。
特開２００３−１５６２２０号公報 特開２００３−７９７１４号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、ナノサイズの帯電微粒子水を浴室空間に放出することによって、浴室内でのカビの発生を効果的に抑制でき、ニオイを効果的に分解でき、浴室空間を清潔快適に保つことができると共に、放電ユニットの給水タンクから液搬送部への毛細管原理による水の吸い上げをスムーズにして安定した放電が得られるようにし、高品質でしかも外観性に優れた浴室用静電霧化装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために請求項１に係る発明は、浴室２に配設されるケース３と、ケース３の内部に収納されてナノサイズの帯電微粒子水Ｍを発生する放電ユニット４とを備え、上記放電ユニット４は、放電ユニット本体４Ａと、給水タンク１６とを備えており、放電ユニット本体４Ａは、給水タンク１６内の水を毛細管原理により吸い上げて搬送する液搬送部７と、液搬送部７中の水に対して高電圧を印加する液印加電極２４と、液搬送部７の先端部と対向する対向電極８と、上記液印加電極２４と対向電極８との間に電界強度が５００〜１２００Ｖ／Ｍの高電圧をして対向電極８に向けて放電することでナノサイズの帯電微粒子水Ｍを発生させる高電圧発生部９とを備えて構成されており、上記放電ユニット４の外周上部を覆う開口部分を有する上カバー３６と外周下部を覆う絶縁カバー２３とが係止部３８で係止され、係止部３８は、上カバー３６と絶縁カバー２３のいずれか一方に設けられる係止爪４６と、いずれか他方に設けられて該係止爪４６が係止する受け部４７とを備え、上記上カバー３６の開口部分から外気が給水タンク１６内に流入するようにしたことを特徴としている。

このような構成とすることで、ケース３から浴室２空間に放出されるナノサイズの帯電微粒子水Ｍは、空気中のカビの除去及び抗カビ効果といった作用を有するものであり、しかも空気中での滞空時間が１５〜３０分程度と長く、そのうえ水分を伴っているため、空気中の物質と結合しても従来のイオンのように消えてしまうことがない。従って、浴室２空間を浮遊するカビの胞子を顕著に減らすことができると共に、浴室２の壁や床に付着した水や湯の近傍でカビが繁殖するのを充分に防ぐことができ、ニオイを分解して高い脱臭効果が得られる。そのうえ、上カバー３６の開口部分から外気が給水タンク１６内に流入するようにしたことにより、給水タンク１６内を大気圧にできる。従って、毛細管原理による液搬送部７の下端から上端までの水の吸い上げがスムーズに行なわれることとなり、放電の安定性を維持できるようになる。

本発明に係る浴室用静電霧化装置にあっては、ナノサイズの帯電微粒子水によって浴室内でのカビの発生の抑制、及び、ニオイの分解が効果的に行なわれ、浴室空間を清潔快適に保つことができる。しかも、給水タンクから液搬送部への毛細管原理による水の吸い上げをスムーズにでき、安定した放電が得られるようになり、浴室用静電霧化装置の高品質化及び長寿命化を実現できるものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本実施形態の浴室用静電霧化装置１は、浴室２に配設されるケース３と、ケース３の内部に収納される放電ユニット４とで主体が構成される。

先ず、放電ユニット４は、図２〜図７に示すように、多孔質セラミックよりなる液搬送部７中に水を吸い上げると共に液搬送部７に高電圧を印加して対向電極８に向けて放電することでナノサイズの帯電微粒子水Ｍ（以下、「ナノサイズの帯電微粒子水Ｍ」という）を発生させる放電ユニット本体４Ａと、前面パネル２６の背面に放電ユニット４に水を供給する給水タンク１６が一体に設けられた給水タンクブロック１７とを備えている。ここで、放電ユニット本体４Ａの絶縁カバー２３の一部から高電圧発生部９の給電端子１０Ａに接続される高圧側接点端子１１Ａを露出させている。絶縁保持部１００の一部からは高電圧発生部９の接地端子に接続される接地側接点端子１１Ｂが突設されている。なお図２中の３７は液搬送部７の下半部を覆うスカート部である。放電ユニット本体４Ａの端子１１は、例えば、ポリプロピレン樹脂に炭素などを含有させた導電性樹脂で構成されている。

本例の放電ユニット本体４Ａは、給水タンク１６内の水を吸い上げて搬送する棒状の液搬送部７と、液搬送部７中の水に対して高電圧を印加する液印加電極２４と、液搬送部７の先端部と対向する対向電極８と、上記液印加電極２４と対向電極８との間に高電圧を印加する高電圧発生部９（図６）とを備えている。なお、対向電極８と液印加電極２４は共にカーボンのような導電材を混入した合成樹脂やＳＵＳのような金属で形成してある。また対向電極８は、絶縁材料からなる絶縁保持部１００によって保持されている。

上記液搬送部７はその上端が針状に尖った針状霧化部となっているもので、図３に示す例では１本の棒状の液搬送部７が液印加電極２４の保持孔部１０１に取付けられている。この棒状の液搬送部７の上部は液印加電極２４よりも上方に突出し、下部が液印加電極２４から下方に突出して給水タンク１６内の水と接触するようになっている。ここで、液搬送部７は例えば、先端が尖った円柱形状の多孔質セラミックで構成されている。多孔質セラミックは、その粒子の粒径が２〜５００μｍ、毛細管が１〜２５０μｍ程度が望ましい。なお多孔質セラミック以外に多孔質金属合金等を使用してもよい。また、液搬送部７の数は１本に限らず、複数本、例えば、図３（ｂ）の４つの保持孔部１０１に各々、液搬送部７を保持したものであってもよい。この場合、各液搬送部７は液印加電極２４の中央を中心とする同心円上に等間隔で配置される形となる。また液搬送部７は多孔質セラミック以外に、繊維質等の材質で構成されてもよい。

上記対向電極８は、その中央に開口部３１（図２）を有すると共に、この開口部３１の縁は上方から見た場合、保持孔部１０１を中心とする同一径の円弧Ｒ（図２）を滑らかにつないだ形状となっている。そして、対向電極８を接地し、液印加電極２４に高電圧発生部９（図６）を接続して、液搬送部７に高電圧を印加すると共に、液搬送部７が毛細管現象により給水タンク１６に入れてある水を吸い上げているとき、液搬送部７の上端の針状霧化部が液印加電極２４側の実質的な電極として機能すると同時に、対向電極８の上記円弧Ｒが実質的な電極として機能するものである。対向電極８と液印加電極２４の間に高電圧を印加するための高電圧発生部９としては、５００Ｖ／Ｍ以上、例えば、７００〜１２００Ｖ／Ｍの電解強度を与えることができるものが好ましい。

そして、高電圧発生部９（図６）により液搬送部７と対向電極８との間に高電圧を印加することで、高電圧により液搬送部７先端の水が帯電して霧化することで、ナノサイズのミストＭが発生する。これはラジカルを含有する上に、粒子径がナノメータサイズであるために、空気中に放出された時の寿命が長くて拡散性が大であり、これゆえに浴室２の壁面や浴室用具（例えば、シャワーホース、腰掛け、洗面器等）の付着臭を効率良く且つ、効果的に消臭することができる。また、微菌、カビ菌、ウイルスなどに対しても効果的に作用し、不活性化することができる。

ここで、上記液搬送部７が、毛細管現象で水を先端にまで運ぶことができる多孔質体で形成される場合、その気孔率が１０〜６０％、粒子径が１〜１００μｍ、先端針状部の断面形状がφ０．５ｍｍ以下の多孔質セラミックを用いることで、粒子径が揃ったミストＭを発生させることができ、特に気孔率が４０％、粒子径が１〜３μｍ、液搬送部７の先端断面形状がφ０．２５Ｍの時に９００Ｖ／Ｍの電界強度を与えた時、１６〜２０ｎｍの粒子径を持つミストＭを多く発生させることができる。

さらに液搬送部７として、使用する水のｐＨ値でプラスに帯電する等電位点を有する材料からなる多孔質セラミックを使用する場合、給水タンク１６内の水に液搬送部７を接触させて毛細管現象で水を吸い上げさせ、さらに対向電極８を接地すると共に、液印加電極２４にプラスの電圧を印加した時、この電圧が高電圧であれば、液搬送部７の上端の針状霧化部において水は、レイリー分裂を起こして霧化し、静電霧化がなされるわけであり、この時、静電霧化で生じるミストＭは、電界強度が７００〜１２００Ｖ／Ｍである時、３〜５０ｎｍ、殊に３〜２０ｎｍと３０〜５０ｎｍの粒子径を有するナノサイズのものとなると共に、活性種（ヒドロキシラジカル、スーパーオキサイド等）を持ち、且つ強い電荷量を持ったものとなる。そして、このような電荷されたナノサイズのミストＭは、空気中のウイルスや菌の不活性化、脱臭、空気中のカビの除去及び抗カビ効果といった作用を奏する。

なお、ニオイを分解する脱臭効果は、臭気ガスがナノサイズのミストＭ中のラジカルとの化学反応で無臭化されることでなされるものと考えることができる。下記はラジカルとアセトアルデヒドをはじめとする各種臭気との脱臭反応式である。ＯＨはヒドロキシラジカルを示す。
アセトアルデヒド ＣＨ₃ＣＨＯ＋６ＯＨ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂＋５Ｈ₂
アンモニア ２ＮＨ₃＋６ＯＨ→Ｎ₂＋６Ｈ₂
酢酸 ＣＨ₃ＣＯＯＨ＋４ＯＨ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂＋４Ｈ₂
メタンガス ＣＨ₄＋４ＯＨ＋Ｏ₂→ＣＯ₂＋Ｈ₂
一酸化炭素 ＣＯ＋２ＯＨ→ＣＯ₂＋Ｈ₂
一酸化窒素 ２ＮＯ＋４ＯＨ→Ｎ₂＋２Ｏ₂＋２Ｈ₂
ホルムアルデヒド ＨＣＨＯ＋４ＯＨ→ＣＯ₂＋３Ｈ₂
上記において、ＯＨラジカルがカビの菌糸を分解するために、抗カビ効果が得られるものと考えられる。

上記構成の放電ユニット本体４Ａは、給水タンク１６内の水を多孔質体からなる液搬送部７により毛細管現象で吸い上げる。そして、高電圧電極（マイナス）の対向電極８と液印加電極２４との間に例えば、約５ｋＶのマイナス電圧を印加することにより、静電噴霧方式で水をナノサイズにミスト化し、ケース３の放出口２７から浴室２空間に放出する。つまり、液搬送部７中の水に高電圧をかけることで、水が次々と分裂（静電霧化）して、水に含まれている電気を帯びたナノサイズのミストＭが発生するものであり、このナノサイズのミストＭは、脱臭・カビの活動抑制に必要な反応性の高い物質を水で包み込んだ超微細な物質であり、空気中に飛び出しても消え難く、長寿命で、且つ非常に小さいため、カビやニオイを分解する働きがあり、さらにニオイを分解する働きがある。なお図５中の６はオゾンを拡散させるテーパー部、図４中の４２は水平断面が凹凸形状をし且つ垂直方向に延びる水切りガイド、２８は通気用開口部であり、ケース３の上面の放出口２７は通気用開口部２９を兼ねるものであり、これによりケース３の前面から上面側に向って、或いは上面側から前面側に向って、例えば浴室換気乾燥機、排気扇などの風Ａの流路を形成できる構造となり、従って、浴室換気乾燥機等の風Ａを利用して、放電ユニット４内部に飛散した水を乾かすことができ、これにより放電ユニット４での電極間短絡等の危険性を低減でき、安定的な動作が確保されている。

また、上記本体ケース３Ｂに設けられる水密空間８０には、図６に示すように、高電圧を発生させる高電圧発生部９が水密状態で収納されている。水密空間８０に高電圧発生部９を収納することにより、放電ユニット４の耐水性を向上させることができると共に、リーク電流の影響を除去して安全性を確保できるようになる。図６の例では、放電ユニット本体４Ａを上部に配置し、それよりも下部に放電ユニット本体４Ａを制御する制御部２５を配置している。なお図６中の１８は給水タンク１６内部の水位を把握する窓、２６は制御部２５の前面パネル、９０は外付け制御ブロックである。放電ユニット本体４Ａの下部に配置される制御部２５は外部から水が浸入しない密閉構造となっており、制御部２５の前面には放電ユニット４の電源を手でオン・オフするための電源スイッチ等が設けられている。また本例では、本体ケース３Ｂ側にリードスイッチ７０、放電ユニット４側にリードスイッチ用磁石７１をそれぞれ配置し、放電ユニット４をケース３から外した状態、つまり、高電圧発生部９の端子１０から放電ユニット４の接点端子１１が離れた状態で、高電圧発生部９をオフにし且つ高電圧の印加ができない状態に切り換える安全構造となっている。

なお、液搬送部７に供給される水は、水（水道水）：精製水の割合が１：４であることが好ましい。ちなみに、水道水だけでは、カルシウム等のミネラル成分によって多孔質体内部に詰まりが発生しやすい。一方、精製水（純度の高い水）だけでは導電性が低い。そこで両者を上記割合で混ぜることで、多孔質体の詰まりがなく、導電性も十分に確保できるようになる。

図８は上記浴室用静電霧化装置１の設置例を示している。図中の５０は制御ボックス、５１は浴室換気乾燥機、５２は脱衣室である。浴室用静電霧化装置１の運転は、入浴後に、リモコン操作によって自動運転される。この自動運転では、最初に一定時間、浴室２を乾燥した後で、浴室２の空気循環をしながら行なう。このように浴室２乾燥後に浴室用静電霧化装置１を運転させるので、放電ユニット４内部が水で濡れることがなく、放電を安定させることができる。ここで、浴室用静電霧化装置１の運転中に、排気のみを行なうと、ミストＭが浴室２外部に排気されてしまい、ニオイやカビをとる効果が薄れるため、運転中は空気加熱循環を同時に行なう。なお空気加熱循環は、浴室換気乾燥機５１を用いて行なったり、或いは、ケース３内部にヒーター及び排気ファンとを設ける方法などが考えられる。また空気加熱循環や排気を行なわずに、浴室用静電霧化装置１だけを単独運転することも可能である。

ここで、本発明においては、図１（ａ）（ｂ）に示すように、放電ユニット４の外周上部を覆う縦格子状の上カバー３６と外周下部を覆う絶縁カバー２３とが係止部３８で係止されていると共に、この係止部３８は、絶縁カバー２３の上端部に設けられる係止爪４６と、上カバー３６の下端部に設けられる受け部４７とで構成されている。なお係止爪４６及び受け部４７の数は、特に限定されない。また、係止爪４６を上カバー３６側に、受け部４７を絶縁カバー２３側に設けることも可能である。

また、図２の例では、放電ユニット４の絶縁カバー２３のフランジの上側に上記係止爪４６が設けられ、フランジの下側は給水タンク１６が結合されるタンク結合部となっている。なお、放電ユニット４の絶縁保持部１００の一部から、高電圧発生部９の接地端子に接続される接地側接点端子１１Ｂが突設されている。これら放電ユニット４の接点端子１１は、例えば、ポリプロピレン樹脂に炭素などを含有させた導電性樹脂で構成されている。なお図２中の３７は液搬送部７の下半部を覆うスカート部である。

しかして、浴室２に配設されるケース３内に、水を高電圧により１０〜３０ｎｍに分裂させたナノサイズのミストＭを発生する放電ユニット４を収納し、ケース３の上部に設けた放出口２７からはナノサイズのミストＭが放出されるので、空気中のカビの除去及び抗カビ効果か得られる。しかもこのナノサイズのミストＭは、空気中での滞空時間が１５〜３０分程度と長く、そのうえ水分を伴っているため、空気中の物質と結合しても従来のイオンのように消えてしまうことがない。従って、浴室２空間を浮遊するカビの胞子を顕著に減らすことができると共に、浴室２の壁や床に付着した水や湯の近傍でカビが繁殖するのを充分に防ぐと共に、ニオイを分解でき、浴室２空間を清潔快適に保つことができる。また浴室２乾燥だけでなく、他の使用例として、浴室用静電霧化装置１の上方に棚を配置し、この棚に靴を載置したり、或いは浴室２内に衣類を吊り下げたりしてもよく、この場合、ナノサイズのミストＭによって靴や衣類に沁み付いたニオイ、カビを効率よく分解可能となる。

さらに、本例では、縦格子状の上カバー３６の開口部分からも図１（ｂ）の矢印ロで示す方向に外気が給水タンク１６内に流入する。これにより、給水タンク１６内部は大気圧となるため、毛細管原理による液搬送部７の下端から上端までの水の吸い上げがスムーズに行なわれることとなり、放電の安定性を維持することができる。従って、安価で且つ高品質、しかも外観性に優れた浴室用静電霧化装置を得ることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態の放電ユニット本体の側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ部の拡大断面図である。 同上の放電ユニット本体の斜視図である。 （ａ）は同上の放電ユニット本体の正面図、（ｂ）は平面図である。 同上の浴室用静電霧化装置の斜視図である。 同上の化粧カバーを取り外した状態の斜視図である。 同上の浴室用静電霧化装置を浴室壁に取り付けた状態の断面図である。 同上の放電ユニットと化粧カバーと本体ケースとの分解斜視図である。 同上の浴室用静電霧化装置の設置例の説明図である。

符号の説明

１ 浴室用静電霧化装置
２ 浴室
３ ケース
４ 放電ユニット
７ 液搬送部
８ 対向電極
１６ 給水タンク
２３ 絶縁カバー
３６ 上カバー
３８ 係止部
４６ 係止爪
４７ 受け部
Ｓ クリアランス

Claims (1)

1. 浴室に配設されるケースと、ケースの内部に収納されてナノサイズの帯電微粒子水を発生する放電ユニットとを備え、上記放電ユニットは、放電ユニット本体と、給水タンクとを備えており、放電ユニット本体は、給水タンク内の水を毛細管原理により吸い上げて搬送する液搬送部と、液搬送部中の水に対して高電圧を印加する液印加電極と、液搬送部の先端部と対向する対向電極と、上記液印加電極と対向電極との間に電界強度が５００〜１２００Ｖ／Ｍの高電圧をして対向電極に向けて放電することでナノサイズの帯電微粒子水を発生させる高電圧発生部とを備えて構成されており、上記放電ユニットの外周上部を覆う開口部分を有する上カバーと外周下部を覆う絶縁カバーとが係止部で係止され、係止部は、上カバーと絶縁カバーのいずれか一方に設けられる係止爪と、いずれか他方に設けられて該係止爪が係止する受け部とを備え、上記上カバーの開口部分から外気が給水タンク内に流入するようにしたことを特徴とする浴室用静電霧化装置。

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