JP6421327B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、水に通電することにより得られる電解水を用いて、空気中の細菌、真菌、ウイルス、臭いなどの除去を行う空気浄化装置に関するものである。

従来のこの種の空気浄化装置の構造は、以下のようになっていた。

すなわち、水を電気分解して電解水を生成させ、この電解水をフィルター部に供給し、空気と電解水を接触させ、空気中に細菌、ウイルス、臭気等の除去を図る構成となっていた（例えば下記特許文献１）。

特開２０１２−０５２６９９号公報

この種の電解水を室内空気に接触させて、細菌、ウイルス、臭気などの除去を行う空気浄化装置においては、除菌脱臭効果を高めることが求められる。

一方で、空間の湿度を上昇させないように、加湿量を低下させることも求められる。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、除菌、脱臭性能を高めつつ、加湿量を減少させることができる空気浄化装置を提供することを目的としている。

そして、この目的を達成するために本発明は、吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、前記本体ケース内には、空気浄化手段と、前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段とを備え、前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、前記フィルター部の回転数を調節して含水量を飽和状態にする駆動部とを有し、隔壁を前記フィルター部の回転軸を含む鉛直面に平行に配置し、前記空気流路は、前記吸気口から前記空気浄化手段までの往路と前記空気浄化手段から吹出口までの復路を前記隔壁によって分離し、前記空気浄化手段が折り返し点となるように形成し、前記フィルター部上流直前において前記フィルター部をバイパスするバイパス流路を設けており、前記吸気口から前記空気流路に吸気された空気が前記フィルター部とバイパス流路に分かれて前記空気流路を通過するものである。そして、これら手段により、初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、空気浄化手段部分が空気流路の折り返し点に設けられ、空気流路内にバイパス流路を設け、フィルター部の回転数を調節して該フィルター部の含水量を飽和状態にする駆動部を設けることで、空気流路の折り返し点にて、空気より比重が大きい細菌や臭気などの汚れが慣性力に従い、水分が飽和した状態のフィルター上において、電解水と衝突する頻度が高まり、脱臭、除菌効果を向上できる。

一方、汚れの含まれない空気は、比重が小さいので空気流路の折り返し点にて、慣性力に従いづらいことに加え、水分が飽和状態となったフィルター部は圧力損失が高くなっていることで、バイパス流路へ流れやすくなる。つまり、吸気口から吸い込んだ空気すべてをフィルター部を通過させることなく、汚れの粒子をフィルター上に衝突させるようにすることでフィルター上の水分が空気へ拡散する量を減少させて、加湿量を低くさせる効果が得られる。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図 同空気浄化装置の概略断面を示す図 同空気浄化装置のフィルター部の概略構成を示す図 同空気浄化装置のフィルター部の概略構成を示す図 同空気浄化装置のフィルター部の概略構成を示す図

本発明の請求項１記載の空気浄化装置は、吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、前記本体ケース内には、空気浄化手段と、前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段とを備え、前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、前記フィルター部の回転数を調節して含水量を飽和状態にする駆動部とを有し、隔壁を前記フィルター部の回転軸を含む鉛直面に平行に配置し、前記空気流路は、前記吸気口から前記空気浄化手段までの往路と前記空気浄化手段から吹出口までの復路を前記隔壁によって分離し、前記空気浄化手段が折り返し点となるように形成し、前記フィルター部上流直前において前記フィルター部をバイパスするバイパス流路を設けており、前記吸気口から前記空気流路に吸気された空気が前記フィルター部とバイパス流路に分かれて前記空気流路を通過することを特徴とする。

これにより、空気浄化手段部分が空気流路の折り返し点に設けられ、空気流路内にバイパス流路を設け、フィルター部の含水量を飽和状態にする駆動部を設けることで、空気流路の折り返し点にて、空気より比重が大きい細菌や臭気などの汚れが慣性力に従い、水分が飽和した状態のフィルター上において、電解水と衝突する頻度が高まり、脱臭、除菌効果を向上できる。

一方、汚れの含まれない空気は、比重が小さいので空気流路の折り返し点にて、慣性力に従いづらいことに加え、水分が飽和状態となったフィルター部は圧力損失が高くなっていることで、バイパスへ流れやすくなる。つまり、吸気口から吸い込んだ空気すべてをフィルター部を通過させることなく、汚れの粒子をフィルター上に衝突させるようにすることでフィルター上の水分が空気へ拡散する量を減少させて、加湿量を低くさせる効果が得られる。

また、請求項２記載の空気浄化装置は、隔壁は、鉛直方向に垂下した壁体であって、屈曲部を備え、前記屈曲部は、下部に進むにしたがって往路側に突出し、最下部において復路側に戻し、先端が鋭角に突出しているものであり、バイパス流路の入り口で隔壁の往路側から空気が鋭角に流れ込むようにしたことを特徴とする。

これにより、比重の大きい物質はフィルター部へ衝突しやすくなり、脱臭、除菌効果を向上できる。また空気はバイパス流路に流れることで加湿量を低下させる効果を奏する。

また、請求項３記載の空気浄化装置は、隔壁の復路側はフィルター部の回転軸を含む鉛直面よりも下流側に設け、屈曲部の先端は前記フィルター部の回転軸を含む鉛直面よりも上流側に設けたことを特徴とする。

これにより、空気より比重の大きい物質がフィルター部への接触面積が大きく、接触時間が長くなり、脱臭、除菌効果を向上できる効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の空気浄化装置においては、略箱形状の本体ケース１を備えている。本体ケース１の両側面には、略四角形状の吸気口２を設け、また本体ケース１の天面には、略四角形状の吹出口３を設けている。

図２に示すように、この本体ケース１内には、送風手段４と空気浄化手段５を備えている。

送風手段４は、本体ケース１の上部に設けられ、モータとモータにより回転する羽根車とそれらを囲むケースとから構成したシロッコファンである。

空気浄化手段５は、水を貯水するトレイ６と、トレイ６に水を供給する給水タンク７と、トレイ６内の水で電解水を生成する電解ユニット８と、トレイ６内の電解水に一部を浸漬したフィルター部９とから構成している。

トレイ６は、天面を開口した箱形状をしており、水を貯水できる構造となっており、本体ケース１の下部に配置され、本体ケース１から水平方向にスライドして着脱可能となっている。

給水タンク７は、本体ケース１内部の正面側に、トレイ６に内蔵される形で設置され、トレイ６から着脱可能な構造となっている。

給水タンク７は水栓１０を設けたキャップ１１により密閉できる構造となっている。トレイ６に給水タンク７を設置すると、キャップ１１に設けた水栓１０が解放し、水をトレイ６に供給する構造となっている。水面が水栓１０まで上昇してくると、水面により水栓１０が閉じて給水タンク７が密閉され、水の供給が停止し、常に一定量の水を供給することができる。

電解ユニット８は、複数枚の電極板で構成されており、この電極板がトレイ６内の水に浸かるように設置されている。これらの電極に通電することによりトレイ６内の塩化物イオンを含む水を電気化学的に電気分解することとなり、電解水を生成する。塩化物イオンを含む水は、例えば、水道水に塩化ナトリウムを溶解させた水を用いることができる。

フィルター部９は、トレイ６において電解ユニット８により生成された電解水と、送風手段４によって本体ケース１内に吸込まれた室内空気とを接触させる部材である。さらにフィルター部９は、中空円筒状に構成され、円筒部分に空気が流通可能な孔を備えており、その円筒部分の一部が順次トレイ６の電解水に浸漬できるように、トレイ６に回転自在に内蔵されている。

そして、図３に示すように、空気流路１２は、吸気口２から空気浄化手段５までの往路１３と空気浄化手段５から吹出口３までの復路１４を隔壁１５によって分離し、空気浄化手段５が折り返し点となるように、形成されている。

フィルター部９は、駆動部１６による回転がされ、電解水と室内空気を連続的に接触させる構造となっている。

また、空気流路１２において空気浄化手段５が折り返し点になるように、隔壁１５は、フィルター部の回転軸１７を含む鉛直面に平行に配置している。送風手段４は、復路１４に配置している。

また、本実施の形態において駆動部１６の回転数が上昇することによってフィルター部９へ供給される水量を増やすことが出来、フィルター部９の含水量を飽和状態にするよう制御される。

フィルター部９上流直前にはバイパス流路１８が設けられ、空気流路１２内に吸気された空気はフィルター部９とバイパス流路１８を通過する。

なお、フィルター部９を構成する材料としては、電解水に反応性の少ない材料、即ち、電解水による劣化が少ない材料、例えばポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタラート樹脂）、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）、セルロース系材料又はセラミック系材料等が使用され、本実施例では、ポリエステルが採用される。

以上の構成において、空気浄化装置の動作を説明する。

給水タンク７により水道水がトレイ６に供給される。このときユーザーにより、塩化ナトリウムが同時にトレイ６に投入される。通電された電解ユニット８は、塩化物イオンを含んだ水を電気分解して、活性酸素種を含む電解水を生成する。

ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素分子と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシラジカル、或いは過酸化水素といった所謂狭義の活性酸素に、オゾン、次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）等といった所謂広義の活性酸素を含むものである。

フィルター部９は、円筒部分の一部を電解水に浸漬しているが、一回転することによりフィルター部９全周を電解水に浸漬させることができる。送風手段４が送風することにより、空気流路１２に吸気口２から室内空気を通風することとなり、本体ケース１内に吸込まれて空気浄化手段５を通過する室内空気は電解水と接触することになる。このとき室内空気とともに本体ケース１内に吸込まれる、空気中の細菌、真菌（カビ）、ウイルス、臭い成分などは、フィルター部９上で、電解水と接触することにより、分解、不活化などがなされる。そして、分解、不活化などによって浄化された空気が、吹出口３から室内に供給されることになる。

特に、空気浄化手段５部分が空気流路１２の折り返し点に設けられ、空気流路１２内にバイパス流路１８を設け、駆動部１６によりフィルター部９の回転数を調節して含水量を飽和状態にすることで、空気流路１２の折り返し点にて、空気より比重が大きい細菌や臭気などの汚れは、慣性力に従って（点線に示す）、水分が飽和した状態のフィルターへと向かい、電解水と衝突する頻度が高まり、脱臭、除菌効果を向上できる。

一方、汚れの含まれない空気は、比重が小さいので空気流路１２の折り返し点にて、慣性力に従いづらいことに加え、水分が飽和状態となったフィルター部９は圧力損失が高くなっていることで、バイパスへ流れやすくなる。つまり、吸気口２から吸い込んだ空気すべてをフィルター部９へ通過させることはなく一部を通過させて、汚れの粒子をフィルター上に衝突させるようにすることでフィルター上の水分が空気へ拡散する量を減少させて、加湿量を低くさせる効果が得られる。

以上のように、本実施例によれば、除菌、脱臭性能を高めつつ加湿量を低下させることができる空気浄化装置を簡単な構成で提供することができる。

（実施の形態２）
図４に実施の形態２の同空気浄化装置のフィルター部９の概略構成を示す図を示す。図１から３同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように、バイパス流路１８の入り口は隔壁１５の往路１３側から空気が鋭角に流れ込むようにした屈曲部１９を設けることとしている。

隔壁１５は、鉛直方向に垂下した壁体であって、屈曲部１９は、隔壁１５を下部に進むにしたがって往路１３側に突出し、最下部において略水平に復路１４側に戻した壁辺であって、例えば、フィルター部９の回転軸１７に垂直な面を通る断面形状が略三角形をなすものである。そして、最下部である屈曲部１９の先端２０を鋭角に突出したものである。

上記構成では、屈曲部１９特に最下点を鋭角に突出することで、慣性力を利用して空気（流れを実線で示す）から空気より比重の大きい細菌や臭気（流れを点線で示す）等の汚れの分離を強め、フィルター上において、電解水と衝突させる頻度を高め、脱臭、除菌効果を向上できる。また空気はバイパス流路に流れることで加湿量を低下させる効果を奏する。

（実施の形態３）
図５に実施の形態３の同空気浄化装置のフィルター部９の概略構成を示す図を示す。図１から４同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、フィルター部９の回転軸１７を含む鉛直面よりも、隔壁１５の復路１４側は下流側に設け、屈曲部１９の先端２０は上流側に設けたこととしている。

上記構成では、細菌や臭気がフィルター上で電解水と衝突させる頻度を高め、さらに接触させる時間を長くすることで、脱臭、除菌効果を向上できる。

家庭用や事務用、公共空間などの、除菌・脱臭などの空気浄化装置としての活用が期待されるものである。

１ 本体ケース
２ 吸気口
３ 吹出口
４ 送風手段
５ 空気浄化手段
６ トレイ
７ 給水タンク
８ 電解ユニット
９ フィルター部
１０ 水栓
１１ キャップ
１２ 空気流路
１３ 往路
１４ 復路
１５ 隔壁
１６ 駆動部
１７ 回転軸
１８ バイパス流路
１９ 屈曲部
２０ 先端

Claims (3)

1. 吸気口と吹出口とを有した本体ケースと、前記本体ケース内には、空気浄化手段と、前記吸気口から前記空気浄化手段を介して前記吹出口までを連通する空気流路と、前記空気流路に前記吸気口から空気を送風する送風手段とを備え、
   前記空気浄化手段は、水を貯水するトレイと、前記トレイ内で水を電解水へ生成する電解ユニットと、中空円筒状にして回転可能に形成し前記電解水に一部が浸漬するように配置したフィルター部と、前記フィルター部の回転数を調節して含水量を飽和状態にする駆動部とを有し、
   隔壁を前記フィルター部の回転軸を含む鉛直面に平行に配置し、
   前記空気流路は、前記吸気口から前記空気浄化手段までの往路と前記空気浄化手段から吹出口までの復路を前記隔壁によって分離し、前記空気浄化手段が折り返し点となるように形成し、
   前記フィルター部上流直前において前記フィルター部をバイパスするバイパス流路を設けており、前記吸気口から前記空気流路に吸気された空気が前記フィルター部とバイパス流路に分かれて前記空気流路を通過する空気浄化装置。
2. 隔壁は、鉛直方向に垂下した壁体であって、屈曲部を備え、前記屈曲部は、下部に進むにしたがって往路側に突出し、最下部において復路側に戻し、先端が鋭角に突出しているものであり、バイパス流路の入り口で隔壁の往路側から空気が鋭角に流れ込むようにした請求項１記載の空気浄化装置。
3. 隔壁の復路側はフィルター部の回転軸を含む鉛直面よりも下流側に設け、屈曲部の先端は前記フィルター部の回転軸を含む鉛直面よりも上流側に設けたことを特徴とする請求項２に記載の空気浄化装置。

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