JP5163704B2 - 電気掃除機 - Google Patents
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Description
図1は本発明に係る電気掃除機100の外観を示す外観斜視図、図2は掃除機本体5の外観斜視図であり、図3は掃除機本体5の上面図である。また、図4は図2の掃除機本体5のa−a断面図であり、図5は図2の掃除機本体5のb−b断面図である。これをもって実施の形態1に係る構成について説明する。
集塵ユニット50は、一次サイクロン分離装置10と、この一次サイクロン分離装置10と並設され、かつ一次サイクロン分離装置10の下流側に接続された二次サイクロン分離装置20とから構成され、掃除機本体5に着脱可能な構成となっている。
一次サイクロン分離装置10は、一次流入口11と、一次旋回室12と、0次開口部113と、一次開口部13と、0次集塵室114と、一次集塵室14と、一次排出口15、一次排出管16と、を備えている。さらに、二次サイクロン分離装置20は、二次流入口21と、二次旋回室22と、二次開口部23と、二次集塵室24と、二次排出口25、二次排出管26と、を備えている。なお、上記の0次集塵室114と、一次集塵室14と二次集塵室24とは1つのケース部品により形成されているとともに、0次集塵室114は二次集塵室24を包囲するように配されている。
オゾン発生部52は、オゾン発生口62と、オゾン発生デバイス63にて構成されている。
集塵フィルタ部53は、少なくともオゾン発生デバイス52より発生されるオゾンと接触する上流面53aに金属イオン、例えば銀イオンが添着されている。
掃除機本体5の内部に流入した空気は、吸入風路49を経て一次サイクロン分離装置10に到達する。一次サイクロン分離装置10において、一次流入口11、一次旋回室12、一次排出口15の順に流れていき、該一次排出口15から排出された空気は一次排出管16を通って二次サイクロン分離装置20に到達する。二次サイクロン分離装置20において、二次流入口21、二次旋回室22、二次排出口25の順に流れていき、該二次排出口25から排出された空気は二次排出管26を通過して、排気風路51側へと流れていく。その後、該空気は、排気風路51、オゾン発生部52、集塵フィルタ部53、電動送風機54、排気フィルタ部55、排気口56からなる排気経路を経て掃除機本体5の外部に排出される構成となっている。
動作スイッチ2aのON/OFFと、集塵フィルタ部接続確認センサ75と、集塵ユニット接続確認センサ60と、ホース接続確認センサ61のONの信号により、信号処理部64が、表示部59と、オゾン発生デバイス制御部65と電動送風機制御部66に所定の命令を送り、オゾン発生デバイス63と電動送風機54の動作を制御する。
なお、オゾン発生デバイス制御部65はオゾン発生デバイス63の、電動送風機制御部66は電動送風機54に印加される電流を検知し、それぞれの電流閾値を設定することが可能であり、電流閾値によりオゾン発生デバイス63、電動送風機54の正常、異常を判断し、異常が起こった際に信号処理部64に対し、異常検知信号を送る機能を有している。
先ず、動作スイッチ2aからの入力を受信しオゾン発生部52の動作が開始する。この動作スイッチ2aからの入力は、動作スイッチ2aの構成要素であるオゾン発生ボタン(図示せず)を押した時、あるいは掃除動作の開始ボタン(図示せず)が押された際に送信される。動作スイッチ2aからの入力を受信すると、集塵フィルタ部53が掃除機本体5に接続されているか、サクションホース4が掃除機本体5に接続されているか、集塵ユニット50が掃除機本体5に接続されているかを確認する。少なくともいずれかが接続されていないと判断されたら、表示部59にエラー表示をし、オゾン発生デバイス63の動作は停止される。この確認動作を行うことで、電気掃除機100が集塵動作を行うことが可能かどうかの確認を行っている。この、集塵フィルタ部53の接続、サクションホース4の接続及び集塵ユニット50の接続確認動作は電気掃除機100の集塵動作中も継続して実施されている。
このとき、生成されたオゾンは外部から吸引された空気により希釈される。一般的に、一般環境下でのオゾン濃度は0.05ppmまでは増加するとされる。本濃度の環境下では、殆どの人は不快に感じることはない。しかし、0.05ppmよりも上の濃度では徐々に不快に感じる人が増加し、オゾン濃度が0.1ppm以上であると、殆どの人が不快となる。
このことから、排気から排出されるオゾン濃度は、0.05ppm以下であることが望ましく、排出されるオゾン濃度は0.05ppm以下を保つ必要がある。
したがって、電動送風機54の送風動作と共にオゾンの発生を実施した場合、オゾン発生デバイス63から発生するオゾン量が吸引される空気により希釈されて掃除機本体100から排出されることから、除菌効果が得られるような濃度を空間Aで確保し、かつ使用者が不快に感じないようにするためには、オゾン発生デバイス63からのオゾン発生量は下記の(1)式に限定されるオゾン量が望ましい。
{単位時間当たりのオゾン発生量(mg/min)/吸引風量(m3/min)}
*α*106≦0.05(ppm) (1)
α=単位物質量当たりの体積(L)/オゾンの分子量(g)
以上のことから、上記の式の条件を満たすように電気掃除機100を動作することで、オゾンによる除菌効果は得られ、かつ電気掃除機100内の菌数増加を抑制できる。
図7は本実施の形態1に係る電気掃除機において、オゾン発生デバイス63からのオゾンの発生の有無、集塵フィルタ部53の銀イオンの添着の有無により、集塵フィルタ部53に繁殖する菌の減衰の経時変化を比較したグラフである。なお、ここで発生しているオゾンは低濃度で、前述する式(1)を満たす発生量である。図7の結果から未処理のフィルタ上の菌の時間減衰に対し、未処理のフィルタにオゾンを放出した際の菌の減衰量は48hで1桁であり、その除菌性能は誤差範囲に収まるものである。これに対し、銀イオンが添着された集塵フィルタ部53に対しオゾンを放出した際の菌数の減衰は、未処理のフィルタ上の菌数の時間減衰に対し、48hで、6桁以上の差が得られている。以上の結果から、明らかに除菌性能が向上していることがわかる。なお、オゾンの放出を行わず、銀イオンが添着されたフィルタのみの菌数の減衰を確認した場合、未処理のフィルタ上の菌数の時間減衰に対し、48hで、3桁減であり、これに対しても除菌性能に差があることが分かる。つまり、本結果から、オゾン単体では殆ど除菌性能が得られないような低濃度でも、銀イオンが添着された集塵フィルタ部53と併用を行うことで、除菌性能を得ることが可能であることが分かる。
次に、集塵フィルタ53の銀イオンの添着量による除菌性能について説明する。図8は本発明の実施形態1に係る銀イオン添着量に対する除菌性能を示すグラフである。
図に示すように、集塵フィルタ部53に添着する銀イオンの量は所定添着量と最大添着量の2条件で試験を行った結果、菌の自然減衰に対し、48h後の所定添着量では約3桁の除菌性能、最大添着量では5桁の除菌性能結果であった。これに対し、銀イオンが所定添着量の集塵フィルタ部53に低濃度オゾンを接触させた場合は6桁以上の除菌性能が得られた。
図9にオゾンと銀イオンの併用による除菌メカニズムについての模式図を図示する。図9に示すように、オゾンは菌に接触すると、直ちに細胞壁に作用する。ここで、オゾンが低濃度であると、菌の内部まで到達する程の効果は得られないため、除菌することは出来ない。しかし、細胞壁に集まることで、細胞壁にダメージを与えることがはできる。これを長時間行うことで、低濃度でもオゾンにより一部の菌は細胞壁を壊すことが出来るのである。ここで銀イオンが菌付近に存在すると、さらに、細胞壁の壊れた部分から銀イオンが菌の内部に浸透し、細胞内部のタンパク質或いは酵素に銀イオンが作用し菌を死滅させることが出来る。
このように、オゾンと銀イオンの併用によって、オゾンは細胞壁にダメージを与え、ダメージを受けた細胞壁から銀イオンが細胞内部に侵入して除菌を行うものであり、一定時間後に除菌性能が向上する。
したがって、オゾン発生デバイス63を風に当らない箇所に設置することで、オゾン発生デバイス63のオゾン発生率を高め、さらにオゾンをより長く発生し続けることができ、オゾンの安定供給を維持することができる。さらに、オゾン発生率を50%以上に維持することで、オゾン濃度の制御を正確に行うこともができる。
また、上述したサイクロン構造の集塵ユニット50により大きなゴミを事前に分離し、ある程度清浄化された空気が集塵フィルタ部53に流通されるため、集塵フィルタ部53に付着するゴミ量を抑制することができ、臭気や菌の付着が抑制されるため、脱臭、除菌に必要なオゾン量が少なくて済む。
ただし、紙パック式と異なり、圧による負荷が高いサイクロン方式の電気掃除機の場合、集塵ユニット50の圧による負荷が大きい部分は、オゾンによる材料の酸化劣化による亀裂が生じやすくなり、空気漏れによる吸込み性能の低下が起こってしまう場合がある。そのため、集塵ユニット50がサイクロン構造を有している場合は、オゾン発生部52よりも上流側に、サイクロン構造の集塵ユニット50を有する必要がある。
Claims (7)
- 電動送風機と、
前記電動送風機と吸引部との間に配置された集塵部と、
前記集塵部の下流側で、かつ前記電動送風機の上流側に配置された集塵フィルタと、
前記集塵部の下流側で、かつ前記集塵フィルタの上流側に配置され、前記集塵フィルタに対してオゾンを発生させるオゾン発生デバイスと、を備え、
前記集塵フィルタは金属イオンを含有することを特徴とする電気掃除機。 - 前記集塵フィルタの金属イオンは、銀、銅、亜鉛及びその化合物のイオンとすることを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機。
- 前記オゾン発生デバイスは、直接風に当らない箇所に設置することを特徴とする請求項1記載の電気掃除機。
- 前記集塵フィルタはプリーツ状に形成することを特徴とする請求項1記載の電気掃除機。
- 前記オゾン発生デバイスは、前記電動送風機の運転と連動してオゾンを発生し、該オゾンを前記電動送風機による吸引気流とともに前記集塵フィルタに接触させるように構成したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の電気掃除機。
- 前記集塵部を電気掃除機本体に着脱可能に構成し、前記オゾン発生デバイスは、前記集塵部の掃除機本体への装着が検知された場合にオゾンを発生し、該オゾンを前記電動送風機の吸引気流とともに前記集塵フィルタに接触させるように構成したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の電気掃除機。
- 前記集塵フィルタを電気掃除機本体に着脱可能に構成し、前記オゾン発生デバイスは、前記集塵フィルタの掃除機本体への装着が検知された場合にオゾンを発生し、該オゾンを前記電動送風機の吸引気流とともに前記集塵フィルタに接触させるように構成したことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の電気掃除機。
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