JP6617273B2 - 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、この電解水を回転するフィルター部に供給し、空気と電解水を接触させ、空気中の細菌、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。回転するフィルター部を大型化することで室内空気と電解水が気液接触する面積を増やし、除菌、脱臭性能の向上を期待することもできるが、フィルター部を内蔵している空気浄化装置本体も大型化してしまうという課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、空気浄化装置本体を大型化することなく、除菌、脱臭性能を高め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を有し、中空円筒状の前記フィルター部の内側において前記フィルターの回転とともに転がる水保持手段とを備え、前記水保持手段の前記フィルター部の内側における体積充填率を１０％から６０％の範囲にしたものである。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、水保持手段とフィルター部の両方を備えることで、水保持手段が中空円筒状のフィルター部の内側の空間において電解水を保持するとともに、フィルター部でも電解水を保持することができ、フィルター上およびフィルター内部を含む気液接触空間において十分電解水が含有した状態となり、細菌、ウイルス、臭気などを含む室内空気と電解水の接触する頻度を高め、電解水に細菌、ウイルス、臭気を取り込み、除菌、脱臭性能を向上できる。

また、水保持手段がフィルター部の内側の空間でフィルター部の回転とともに転がり、流動することによって、電解水が満遍なくフィルター部に付着するとともに、水保持手段が流動することによってフィルター部および水保持手段に付着した菌やウイルス、臭気成分などの汚れをトレイ内の電解水に拡散させて洗い流す効果が向上し、再度きれいな状態の電解水をフィルター部および水保持手段に含ませることで、除菌、脱臭性能を高めることが出来る空気浄化装置を提供することができる。

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 同空気浄化装置の空気浄化手段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を有し、中空円筒状の前記フィルター部の内側において前記フィルターの回転とともに転がる水保持手段とを備え、前記水保持手段の前記フィルター部の内側における体積充填率を１０％から６０％の範囲にしたことを特徴とする。

これにより、フィルターおよびフィルター内部の水保持手段が電解水を保持することで、気液接触空間中の電解水の含有量が増加し、細菌、ウイルス、臭気などを含む室内空気と電解水の接触する頻度を高め、電解水に細菌、ウイルス、臭気を取り込み、除菌、脱臭性能を向上できる効果を奏する。

また、フィルター部と水保持手段が回転によって流動することで、フィルター部に付着した細菌、ウイルス、臭気などの汚れをトレイ内の電解水に拡散させて洗い流す効果が向上し、再度きれいな状態の電解水をフィルター部に含ませることで、除菌、脱臭性能を高めることが出来る効果を奏する。

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、あらかじめ給水タンク７に貯水した水をトレイ６に供給する構造となっている。トレイ６内の水面が水栓１０まで上昇してくると、水面により水栓１０の開放部が閉じるので、給水タンク７からの水の供給が停止する。トレイ６内の水面が水栓１０より下降すると、水栓１０が再び開放されるので、給水タンク７からの水の供給が再開する。この構造により、常に破線で示すような水位で給水タンク７からの水をトレイ６内に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、円筒部分には室内空気が流通可能な孔を備えているので、フィルター部９の中空円筒状の内部とフィルター部９の中空円筒状の外部との間で室内空気が流通可能である。

また、フィルター部９の円筒部分の一部がトレイ６の電解水に浸漬できるように、フィルター部９はトレイ６に回転自在に内蔵されている。室内空気をフィルター部９に均等に通過させることによって、気液接触効率のバラつきを抑え、除菌、脱臭性能を安定化することができる。

そして、図３に示すように、フィルター部９は駆動部１２による回転がされ、フィルター部９に付着した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。

中空円筒状に構成されたフィルター部９の内部には空間があるが、ここに複数の流動担体である水保持手段１３を備える。水保持手段１３は、電解水と接触し、電解水を保持しやすい表面形状のものがよく、例えば多孔質状、スポンジ状など空隙が大きく、水を捉えやすいものがよい。また、水保持手段１３は、回転するフィルター部９の底面で電解水と接触し、回転するフィルター部９の内部で転がることで全体が電解水を保持しやすいものがよく、例えば、水保持手段１３の大きさは円筒状のフィルター部９の直径の４分の１以下であることが好ましい。また、フィルター部９の内部が閉塞して風路をふさいでしまわないように一定以上の開口があることがよく、例えば水保持手段１３をフィルター部９の内部に充填したときのフィルター部９の開口率は５０％以上であることが好ましい。水保持手段１３は複数個あるいは一定量をフィルター部９の内部に入れるが、フィルター部９の内部で回転によって流動しやすいよう一定範囲の充填率であることがよく、例えば体積充填率は１０％以上６０％以下であることが好ましい。水保持手段１３の素材はフィルター部９を回転接触の衝撃で破損しないよう、同じか類似する柔らかさの材質のものを使用することが好ましい。

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、本実施の形態では、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。さらに、フィルター部９の内部に入れた水保持手段１３が、フィルター部９の回転とともに流動し、フィルター部９の内部の最下端で電解水と接触したのち、さらにフィルター部９の回転によって他の水保持手段１３と接触するので、複数の水保持手段１３全体が電解水を含有した状態となる。ここに、送風手段４が送風することにより、吸気口２から吸引された室内空気は、空気流路１４を通り、フィルター部９および水保持手段１３に通風されることとなる。すなわち、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上および水保持手段１３上で、電解水と接触することにより、不活化、分解などがなされる。そして、不活化、分解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、フィルター部９の内部の水保持手段１３によって室内空気と電解液が接触する領域である気液接触表面が大きくなる。また、フィルター部９および水保持手段１３が十分に電解水を含有することによって、細菌、ウイルス、臭気などを含む室内空気と電解水の接触する頻度を高め、不活化、分解の効果を向上することができる。また、電解水に細菌、ウイルス、臭気を取り込み、除菌、脱臭性能を向上できる。

また、フィルター部９が水保持手段１３の周囲を包む構造であることから、水保持手段１３がフィルター部９の内部で回転中に偏りを生じてしまい、一部の水保持手段１３が電解水に接触しにくくなった場合であっても、フィルター部９は確実に電解水に接触するので、室内空気と電解水が気液接触して除菌、脱臭性能を維持することができる。

また、フィルター部９の内部の水保持手段１３が回転とともに転がることによって、水保持手段全体に水を含有させることができるため、フィルター部９は、トレイ６の電解水に浸漬されている部位だけでなく、水保持手段１３からも電解水を供給されることとなるので、従来技術に比べてフィルター部９における室内空気と電解水の気液接触効率が高くなる。

また、フィルター部９において室内空気と電解水が気液接触することで、フィルター部９の表面に保持された電解水に細菌、ウイルス、臭気などが取り込まれる。フィルター部９は、トレイ６内の電解水に浸漬されている部位だけでなく、水保持手段１３からも電解水を供給されることとなるので、フィルター部９に付着した細菌、ウイルス、臭気などの汚れを洗い流す頻度が向上する。これにより室内空気と気液接触する前の電解水をフィルター部９および水保持手段１３に含ませる回数を増やすことができ、結果として除菌、脱臭性能を高めた空気浄化装置を提供することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、除菌、脱臭性能を高め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。

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 駆動部
１３ 水保持手段
１４ 空気流路

Claims (1)

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を有し、中空円筒状の前記フィルター部の内側において前記フィルターの回転とともに転がる水保持手段とを備え、前記水保持手段の前記フィルター部の内側における体積充填率を１０％から６０％の範囲にしたことを特徴とする空気浄化装置。

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