JP6614854B2 - 空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、除菌、消臭、除塵、ガス除去の機能を備える空気清浄装置に関するものである。

従来、空気清浄装置には、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、殺菌剤溶液が空気中において菌と気液接触して殺菌を行なうもので、ハウジングの通気路において除菌対象空気が上流側から下流側に流れ、通気路を流れる除菌対象空気に噴霧装置によって殺菌剤溶液を噴霧し、通気路から降下する殺菌剤溶液を循環槽で受け止め、循環槽の殺菌剤溶液を噴霧装置に供給するものであり、循環槽と循環系と噴霧装置と通気路とで形成される殺菌剤溶液の巡廻系に薬剤供給装置から殺菌剤用液の原液として微酸性電解水を供給し、希釈水系から殺菌剤溶液を希釈する希釈用水を供給するものである。

また、特許文献２のものは、除菌対象空気が上流側から下流側に流れる通気路を有するハウジングと、前記通気路を流れる除菌対象空気に殺菌剤溶液としての微酸性電解水を噴霧する噴霧装置と、前記通気路から降下する殺菌剤溶液を受け止める循環槽と、循環槽の微酸性電解水を噴霧装置に供給する循環系と、循環槽に微酸性電解水を供給する薬剤供給装置とを備え、薬剤供給装置は、ハウジングの外へ微酸性電解水を取り出す外部取出部を有している。

特開２０１３−２２６３７３ 特開２０１５−７８７８５

上記した特許文献１、２において、薬剤供給装置は、中継槽から循環槽へ微酸性電解水を小流量で供給しつつ、希釈用水を循環槽に供給し、循環槽の殺菌剤溶液の有効塩素濃度を設定濃度の０．１−１０ｍｇ／Ｌに維持し、薬効を保っている。そして、循環槽に殺菌剤溶液と希釈用水を連続的に供給しつつ、除菌対象空気から殺菌剤溶液中に移行した異物を殺菌剤溶液の余剰分とともに随時にオーバーフローさせて循環槽から排出し、循環槽内の殺菌剤溶液の清浄性を維持している。

しかし、運転停止時には循環系内の殺菌剤溶液が逆流し、あるいは図６（ａ）に示すように、噴霧装置１００の下向きに配置したノズル１０１から殺菌剤溶液が流れ出ることで、図６（ｂ）に示すように、ノズル１０１から本体１０２の内部に空気１０３が流入する。また、図７に示すように、ノズル１０１が上向きに配置されている場合にあっても、本体１０２が傾斜している場合には、低い位置にあるノズル１０１から殺菌剤溶液が流れ出し、高い位置にあるノズル１０１から空気１０３が本体１０２に流入する。さらに、循環系に配置したポンプのポンプケーシング内に空気が流入する場合がある。

そして、運転起動時には本体１０２に滞留する空気が殺菌剤溶液とともにノズル１０１から噴出するために、しばしの間異音が継続する。また、ポンプ吐出口がポンプケーシングの下方位置にあると、ポンプケーシング内に流入した空気を排出することが困難となる。さらに、オーバーフローした異物を含む殺菌剤溶液を系外へ排出するには別途にポンプが必要であり、殺菌剤溶液を循環させるための循環用途のポンプと、殺菌剤溶液を排出させるための排出用途のポンプの２台のポンプを設ける必要があった。

本発明は上記した課題を解決するものであり、運転の再起動時における異音の発生を防止できる空気清浄装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の空気清浄装置は、除菌対象空気が上流側から下流側に流れる浄化用通気路を有するハウジングと、浄化用通気路を流れる除菌対象空気に殺菌剤溶液を噴霧する噴霧装置と、浄化用通気路から降下する殺菌剤溶液を受け止める循環槽と、循環槽より上方で噴霧装置より下方に配置するメディアと、循環槽から噴霧装置に向けて殺菌剤溶液が一方向にのみ流れる循環系を備え、
噴霧装置は、循環槽、メディアおよび循環系より上方で、かつ下流側に位置する本体および噴霧ノズルを有し、噴霧ノズルの先端が本体より上方の位置で開口することを特徴とする。

本発明の空気清浄装置において、循環系は、殺菌剤溶液の逆流を防止する逆止弁、殺菌剤溶液を送り出す循環ポンプを備え、循環ポンプがポンプ吐出口をポンプケーシングの上部位置に有することを特徴とする。

本発明の空気清浄装置において、循環系は弁装置を介して排出系に接続し、循環ポンプが殺菌剤溶液の循環用途と排出用途を兼ねることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、循環系において循環槽から噴霧装置に向けて殺菌剤溶液が一方向にのみ流れて逆流が発生せず、噴霧ノズルの先端が本体より上方の位置で開口することにより、運転停止時に本体内の殺菌剤溶液が噴霧ノズルを通して外部へ流れ出ず、本体内への空気の流入も発生しない。このため、運転起動時において気液混相の殺菌剤溶液が噴霧ノズルから噴出することがなく、異音の発生もない。また、循環ポンプがポンプ吐出口をポンプケーシングの上部位置に有するので、ポンプケーシング内に流入した空気を容易に排出することができる。このため、殺菌剤溶液を循環させるための循環用途のポンプと、殺菌剤溶液を排出させるための排出用途のポンプとを分けて設ける必要がなく、弁装置を介して循環系に接続する排出系を通して殺菌剤溶液を排出する排出操作と、循環系を通して殺菌剤溶液を循環させる循環操作とを、１台の循環ポンプを兼用して行うことができる。

本発明の実施の形態における空気清浄装置の模式的構成を示す正面図 同空気清浄装置の模式的構成を示す側面図 同空気清浄装置の模式的構成を示す要部拡大図 同空気清浄装置を示す斜視図 同空気清浄装置における噴霧装置の要部を示す要部拡大図 従来の空気清浄装置における噴霧装置の要部を示す要部拡大図 従来の空気清浄装置における噴霧装置を示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１および図４に示すように、空気清浄装置は、ハウジング５００の前面の扉体５０１に下方位置の吸気口５０２と上方位置の送気口５０３を有しており、ハウジング５００の内部に除菌対象空気５１が上流側の吸気口５０２から下流側の送気口５０３に流れる浄化用通気路５２を形成している。

ハウジング５００の浄化用通気路５２の途中には、除菌対象空気５１の流れ方向において上流側から下流側へ順次に、第１防塵ネット５０４、中性能フィルター５０５、メディア５０６、噴霧装置５３、エリミネータ５０７、ファン装置６００、第２防塵ネット５０８を設けている。

第１防塵ネット５０４、中性能フィルター５０５、メディア５０６は、浄化用通気路５２の気液接触領域を形成する風洞５０９に装着している。メディア５０６は風洞５０９の内部に吸気口５０２の側からハウジング５００の奥側に向けて斜め下方に傾斜させて配置してあり、配置に要する高さを抑制している。

噴霧装置５３は浄化用通気路５２を流れる除菌対象空気に微酸性電解水の殺菌剤溶液をメディア５０６に沿って噴霧するもので、複数の噴霧ノズル５３１を備えている。噴霧装置５３は、噴霧ノズル５３１および本体５３２が循環槽５４および循環系５５より上方に位置しており、図５に示すように、噴霧ノズル５３１の先端の開口５３１ａが本体５３２より上方の位置にある。

ここでの微酸性電解水の定義は、「食品、添加物等の規格基準（昭和３４年１２月２８日厚生省告示第３７０号）」および「平成２４年０４月２６日厚生労働省告示第３４５号」に規定されたものであり、主な有効成分が次亜塩素酸（ＨＣＬＯ）で、ｐＨ５．０−６．５、有効塩素濃度１０−８０ｍｇ／ｋｇの水溶液である。

中性能フィルター５０５は微細粒子を捕捉して気流中から除去し、メディア５０６は噴霧装置５３から噴霧された噴霧水を保持して除菌対象空気と殺菌剤溶液との気液接触を促すものであって、例えば、ポリ塩化ビニルデン系繊維をマット状にしたものである。エリミネータ５０７は水滴やミストを捕捉して気流中から除去するものであり、メディア５０６を配した風洞５０９の上方位置に配置している。

風洞５０９の下方には風洞５０９から降下する殺菌剤溶液を受け止めるパン５１０を配置しており、エリミネータ５０７、メディア５０６、風洞５０９、パン５１０はメンテナンス時にハウジング５００から取り外しが可能であり、メディア５０６は風洞５０９の前面側から脱着を行う。また、運転中にエリミネータ５０７を持ち上げることで殺菌剤溶液の噴霧状態を確認可能である。

パン５１０の下方には循環槽５４が設けてあり、循環槽５４は浄化用通気路５２から降下する殺菌剤溶液やパン５１０から流入する殺菌剤溶液を受け止めて貯溜するものである。循環槽５４の内部には中継槽５４１を設けており、中継槽５４１を覆って降下液ガイド板５４２を設けている。

循環槽５４と噴霧装置５３の間には循環系５５が配設してあり、循環系５５は循環ポンプ５５０を有して循環槽５４の殺菌剤溶液を噴霧装置５３に供給するものである。
循環系５５は、殺菌剤溶液の噴霧と排出を兼ねる循環ポンプ５５０が循環槽５４の下方に位置し、循環ポンプ５５０のポンプ吐出口５５０ａがポンプケーシングの上部位置にあり、循環ポンプ５５０の下流側に三方切替弁５５１および逆止弁５５２を介装している。

三方切替弁５５１から排水系５６７が分岐しており、三方切替弁５５１を切替操作することで１台の循環ポンプ５５０を兼用して殺菌剤溶液の循環と排出を実施できる。
生成時濃度の原液の殺菌剤溶液である微酸性電解水を供給する薬剤供給系５６は、微酸性電解水を生成する生成装置５６１と、生成装置５６１に給水する給水系５６２と、給水系５６２から分岐して希釈用水を循環槽５４に供給する希釈用水供給系５６３と、先に述べた中継槽５４１と、生成装置５６１から微酸性電解水を中継槽５４１および中継槽５４１を介して循環槽５４に調製用大流量で供給する調製用供給部５６４と、中継槽５４１から循環槽５４へ微酸性電解水を補給用小流量で滴下して供給する中継ポンプ５６５を介装した補給用供給部５６６を備えている。

中継槽５４１は、底面が調製用供給部５６４の開口５６４ａに対応する一方側縁５４１ａから他方側縁５４１ｂに向けて下り勾配に傾斜した後に、最底部５４１ｃを経て上り勾配に傾斜している。他方側縁５４１ｂは、一方側縁５４１ａに比べて低い位置にあり、越流縁をなし、最低部５４１ｃに補給用供給部５６６が接続している。

本実施の形態で中継槽５４１は循環槽５４の内部に配置しているが、循環槽５４の外部に配置することも可能である。しかし、中継槽５４１を循環槽５４の外部に配置すると、漏水対策用の防水パン等を別途に設ける必要がある。本実施の形態のように、中継槽５４１を循環槽５４の内部に配置することで漏水対策用の構成部材が不要となる。

調剤用供給部５６４には三方切替弁５６４ｂが介装してあり、三方切替弁５６４ｂから外部取出部５６４ｃが分岐しており、外部取出部５６４ｃの給水口５６４ｄはハウジング５００の側部に設けてある。

循環槽５４の内部には下限液位計５４ａ、中位液位計５４ｂ、上限液位計５４ｃをそれぞれの設定液位に相当する位置に設けている。扉体５０１の前面には空気清浄装置の運転を担う制御装置７００を設けている。

制御装置７００は、通常運転モード、調製運転モード、洗浄運転モードを担う機能回路を有しており、通常運転モードと調製運転モードとを１サイクルとするバッチ運転を繰り返し、通常運転モードと調製運転モードとのサイクルを複数回行った後に洗浄運転モードを実施する。

本実施の形態では、通常運転モードが２０−４０分程度、調製運転モードが排水時間を含めて６５秒程度であり、洗浄運転モードを１日１回以上の頻度で行う。
以下、上記した構成の作用を説明する。
（通常運転モード）
薬剤供給装置５６は、中継ポンプ５６５により補給用供給部５６６を介して中継槽５４１から循環槽５４へ微酸性電解水を補給用小流量、ここでは例えば０．０５Ｌ／分で滴下して供給し、循環槽５４の殺菌剤溶液の有効塩素濃度を０．１−１０ｍｇ／Ｌに維持し、循環槽５４の殺菌剤溶液を殺菌に適した希釈濃度に保つ。

この状態で、循環ポンプ５５０によって循環槽５４の殺菌剤溶液を噴霧装置５３に供給し、ハウジング５００の浄化用通気路５２を上流側から下流側に流れる除菌対象空気５１に、噴霧装置５３の噴霧ノズル５３１から循環槽５４で濃度調整された殺菌剤溶液を噴霧する。槽内の液位は、中位液位計５４ｂの中位設定レベルと上限液位計５４ａの高位設定レベルの間に維持し、噴霧により失われた損失量を補うために、必要に応じて希釈用水供給系５６３から希釈用水を供給する。供給量は殺菌剤溶液：希釈用水＝１：９の割合で供給する。

この噴霧により、除菌対象空気５１に含まれる浮遊菌や塵埃等の異物は、噴霧された殺菌剤溶液の噴霧水に衝突し、捕捉され、除菌される。さらにメディア５０６に到達した殺菌剤溶液の噴霧水は、メディア５０６に付着した浮遊菌や塵埃を流下させるとともに、除菌対象空気５１に含まれた浮遊菌や塵埃等の異物を取り込み、循環槽５４内に流入する。

循環槽５４では、微酸性電解水が補給用小流量で滴下されて循環槽５４の槽内の殺菌剤溶液の有効塩素濃度が０．１−１０ｍｇ／Ｌの殺菌に適した希釈濃度に維持されているので、循環槽５４内に流入する菌を確実に除菌することができる。また、殺菌剤溶液を除菌対象空気５１に高い飽和効率で直接的に噴霧することで、除菌対象空気５１に含まれた浮遊菌や塵埃等の異物を殺菌剤溶液に取り込むことができ、除菌に加えて除塵も実現できる。

メディア５０６を通過した殺菌後の空気は、エリミネータ５０７を通過してファン装置６００により室内へ供給される。
（運転停止）
噴霧ノズル５３１は、図５（ａ）に示すように、本体５３２より上方の位置にある開口５３１ａから殺菌剤溶液を噴霧するので、運転停止時に循環ポンプ５５０を停止しても、逆止弁５５２が循環系５５における殺菌剤溶液の逆流を阻止し、図５（ｂ）に示すように、噴霧ノズル５３１の開口５３１ａが本体５３２より上方の位置で開口するので、運転停止時に本体５３２内の殺菌剤溶液が噴霧ノズル５３１を通して外部へ流れ出ず、本体５３２内への空気の流入も発生しない。

このため、運転起動時において気液混相の殺菌剤溶液が噴霧ノズル５３１から噴出することがなく、異音の発生もない。また、循環ポンプ５５０がポンプ吐出口５５０ａをポンプケーシングの上部位置に有するので、ポンプケーシング内に流入した空気を容易に排出することができる。このため、殺菌剤溶液を循環させるための循環用途のポンプと、殺菌剤溶液を排出させるための排出用途のポンプとを分けて設ける必要がなく、三方弁切替弁５５１を介して循環系５５に接続する排出系５６７を通して殺菌剤溶液を排出する排出操作と、循環系５５を通して殺菌剤溶液を循環させる循環操作とを、１台の循環ポンプ５５０を兼用して行うことができる。
（調製運転モード）
三方切替弁５５１を操作し、循環ポンプによって循環槽５４の古い殺菌剤溶液を排出系５６７から系外へ排出し、循環槽５４の液位を下限液位計５４ａの下位設定レベルにまで低下させる。

次に、三方切替弁５５１を戻して循環系５５が噴霧装置５３に接続する状態で、薬剤供給系５６は、給水系５６２から生成装置５６１に供給水し、生成装置５６１において２−２１％塩酸水の被電解液を電解して微酸性電解水を生成し、生成時濃度の微酸性電解水を殺菌剤溶液として調製用供給部５６４を通して中継槽５４１に調製用大流量、ここでは例えば５Ｌ／分で供給する。

調製用供給部５６４の開口５６４ａから中継槽５４１に流入する殺菌剤溶液は一方側縁５４１ａから他方側縁５４１ｂに向けて流れ、中継槽５４１に滞留する水道水由来の異物を洗い流しながら他方側縁５４１ｂから越流し、循環槽５４に供給される。

生成時濃度の殺菌剤溶液の供給と同時に、希釈用水供給系５６３から希釈用水を循環槽５４に、ここでは例えば６Ｌ／分で供給する。供給量は殺菌剤溶液：希釈用水＝１：９の割合で供給し、循環槽５４に設定濃度、つまり殺菌剤溶液の有効塩素濃度が０．１−１０ｍｇ／Ｌである新しい殺菌剤溶液を回分調製し、循環槽５４内に上限液位計５４ｃの上位設定レベルにまで殺菌剤溶液を貯溜する。

このように、調製運転モードでは、調製用供給部５６４から殺菌剤溶液を調製用大流量で供給するとともに、希釈用水供給系５６３から希釈用水を供給することで、短時間に殺菌剤溶液の更新を行うことができる。

また、通常運転モードにおいて、殺菌剤溶液を設定濃度に保って薬効を維持しつつ、除菌対象空気から殺菌剤溶液中に移行した異物を循環槽内に滞留させ、調製運転モードにおいて異物とともに古い殺菌剤溶液を排出し、循環槽内の殺菌剤溶液を更新して清浄性を回復させるので、従来のような殺菌剤溶液と希釈用水を連続的に供給することに因るオーバーフローが生じず、一時貯溜のための排水槽が不要となり、循環槽５４の内部の古い殺菌剤溶液の全量を一度に排出することで、高い稼働効率でポンプを運転できる。
（洗浄運転モード）
洗浄運転モードでは、三方切替弁５５１を操作し、循環ポンプによって循環槽５４の古い殺菌剤溶液を排出系５６７から系外へ排出し、調製用供給部５６４から殺菌剤溶液を循環槽５４に供給し、循環槽５４に所定量の殺菌剤溶液を満たして循環槽５４を薬剤洗浄する。

この洗浄運転モードにおいても、調製用供給部５６４から殺菌剤溶液を調製用大流量で循環槽５４に供給することで、循環槽５４の内部に所定量の殺菌剤溶液を短時間に満たして循環槽５４を薬剤洗浄することができる。
（微酸性電解水の取り出し）
空気清浄装置から微酸性電解水を取り出す場合には、三方切替弁５６４ｂを操作して調剤用供給部５６４を外部取出部５６４ｃに接続し、微酸性電解水を給水口５６４ｄから取り出す。

５１ 除菌対象空気
５２ 浄化用通気路
５３ 噴霧装置
５４ 循環槽
５４ａ 下限液位計
５４ｂ 中位液位計
５４ｃ 上限液位計
５５ 循環系
５６ 薬剤供給系
５００ ハウジング
５０１ 扉体
５０２ 吸気口
５０３ 送気口
５０４ 第１防塵ネット
５０５ 中性能フィルター
５０６ メディア
５０７ エリミネータ
５０８ 第２防塵ネット
５０９ 風洞
５３１ 噴霧ノズル
５３１ａ 開口
５３２ 本体
５１０ パン
５４１ 中継槽
５４１ａ 一方側縁
５４１ｂ 他方側縁
５４１ｃ 最底部
５４２ 降下液ガイド板
５５０ 循環ポンプ
５５０ａ ポンプ吐出口
５５１ 三方切替弁
５５２ 逆止弁
５６１ 生成装置
５６２ 給水系
５６３ 希釈用水供給系
５６４ 調製用供給部
５６４ａ 開口
５６４ｂ 三方切替弁
５６４ｃ 外部取出部
５６４ｄ 給水口
５６４ｅ 開口
５６５ 中継ポンプ
５６６ 補給用供給部
５６７ 排出系
６００ ファン装置
７００ 制御装置

Claims (3)

1. 除菌対象空気が上流側から下流側に流れる浄化用通気路を有するハウジングと、浄化用通気路を流れる除菌対象空気に殺菌剤溶液を噴霧する噴霧装置と、浄化用通気路から降下する殺菌剤溶液を受け止める循環槽と、循環槽より上方で噴霧装置より下方に配置するメディアと、循環槽から噴霧装置に向けて殺菌剤溶液が一方向にのみ流れる循環系を備え、
   噴霧装置は、循環槽、メディアおよび循環系より上方で、かつ下流側に位置する本体および噴霧ノズルを有し、噴霧ノズルの先端が本体より上方の位置で開口することを特徴とする空気清浄装置。
2. 循環系は、殺菌剤溶液の逆流を防止する逆止弁、殺菌剤溶液を送り出す循環ポンプを備え、循環ポンプがポンプ吐出口をポンプケーシングの上部位置に有することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 循環系は弁装置を介して排出系に接続し、循環ポンプが殺菌剤溶液の循環用途と排出用途を兼ねることを特徴とする請求項２に記載の空気清浄装置。

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