JP6617288B2

JP6617288B2 - 空気浄化装置

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Publication number: JP6617288B2
Application number: JP2016103187A
Authority: JP
Inventors: 真司吉田; 茂俊堀切; 唯松本; 林　智裕; 智裕林
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2036-05-24
Also published as: JP2017209225A

Description

本発明は、空気中の塩素系化合物をフィルタ上で結合塩素として保持し脱臭、除菌する空気浄化装置に関するものである。

従来、空気浄化装置において気体中の臭気成分や微生物を脱臭、除菌するためには活性炭フィルタや、下記特許文献１のように臭気成分を吸着する活性成分を含浸させたフィルタ、また除菌のためにカテキンなど活性を持つ物質を塗布したフィルタ、下記特許文献２などの除菌成分を放出するフィルタを用いていた。

特許第５１１２９３２号公報特許第４１９７２０８号公報

これらフィルタを用いた場合、臭気成分を吸着させ続けると、吸着部位や活性成分に量的な限界があり、脱臭効果が低減する課題がある。活性成分をフィルタに塗布する場合は時間が経つにつれ活性成分の活性低下により脱臭効果が低減する課題があった。また、除菌成分を放出させる場合も成分が低減するため、除菌効果も低減する課題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、脱臭、除菌効果を必要とする時に脱臭、除菌効果を発揮し、脱臭、除菌効果の低減を抑制す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設けた本体ケースと、前記本体ケース内には、前記吸気口と前記吹出口を連通する空気風路と、前記空気風路内を前記吸気口から前記吹出口に向けて被処理空気を送風する送風手段と、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部と、前記塩素系化合物含有水から空気中へ塩素系化合物を供給する塩素系化合物供給部とを備え、１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかを保持する繊維により構成された気体処理用フィルタを前記空気風路内に配置し、前記塩素系化合物供給部から空気中へ供給された前記塩素系化合物を前記気体処理用フィルタにおいて結合塩素として保持することを特徴とする空気浄化装置である。そして、これら手段により、所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、塩素系化合物を気体処理フィルタへ供給することで脱臭、除菌効果を発現させることになるので、必要時にフィルタ上に脱臭、除菌効果を発揮させ、脱臭、除菌効果低減を抑制することができるという効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図本発明の実施の形態２の空気浄化装置の概略図本発明の実施の形態３の空気浄化装置の概略図本発明の実施の形態４の空気浄化装置の概略図

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設けた本体ケースと、前記本体ケース内には、前記吸気口と前記吹出口を連通する空気風路と、前記空気風路内を前記吸気口から前記吹出口に向けて被処理空気を送風する送風手段と、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部と、前記塩素系化合物含有水から空気中へ塩素系化合物を供給する塩素系化合物供給部とを備え、１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかを保持する繊維により構成された気体処理用フィルタを前記空気風路内に配置し、前記塩素系化合物供給部から空気中へ供給された前記塩素系化合物を前記気体処理用フィルタにおいて結合塩素として保持することを特徴とする。

これにより、塩素系化合物を気体処理用フィルタへ供給することで脱臭、除菌効果を発現させることになるので、必要時に気体処理用フィルタ上に脱臭、除菌効果を発揮させ、脱臭、除菌効果低減を抑制することができるという効果を奏する。

また、請求項２記載の空気浄化装置は、前記１級アミノ基を有する化合物がスルファミン酸であることを特徴とする。

これにより、結合塩素として安定なクロラミン化合物となり、脱臭、除菌効果を持続させるという効果を奏する。

また、請求項３記載の空気浄化装置は、塩化物イオン含有水を前記貯水部に保持し、前記塩化物イオン含有水を電解ユニットで電解することで塩素系化合物含有水を生成することを特徴とする。

これにより、電気分解により持続的に塩素系化合物を生成することができるので、塩素系化合物含有水の給水間隔を長くすることになり、給水の手間を低減するという効果を奏する。

また、請求項４記載の空気浄化装置は、前記塩素系化合物供給部は、中空円筒状にして回転可能に形成した塩素系化合物供給フィルタであり、前記塩素系化合物含有水に前記塩素系化合物供給フィルタの一部を浸漬していることを特徴とする。

これにより、塩素系化合物含有水が新鮮な状態で常に塩素系化合物供給フィルタに存在することで、効率的に塩素系化合物を空気中へ供給するという効果を奏する。

また、請求項５記載の空気浄化装置は、前記空気風路内において、前記気体処理用フィルタを前記塩素系化合物供給フィルタよりも上流側に配置したことを特徴とする。

これにより、空気中へ供給された塩素系化合物によって結合塩素を生じさせた気体処理用フィルタで処理された気体を、塩素系化合物供給フィルタ上にて気液接触させることでも、脱臭、除菌効果を得られるという効果を奏する。

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には、請求項１乃至２記載の空気浄化装置の概略図を示す。

本実施の形態の空気浄化装置は、略箱形状の本体ケース１の一方の側面に室内空気を吸込む吸気口２と、他方の側面に浄化された空気を吹き出す吹出口３を設けている。

本体ケース１の内部で吸気口２と吹出口３を連通する空気風路の途中に、送風手段４と、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部５と、塩素系化合物を空気中へ供給する塩素系化合物供給部６と、１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかを保持する繊維により構成された気体処理用フィルタ７が設けられている。

送風手段４は、図示しない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されるいわゆるシロッコファンとして形成されている。

なお、気体処理用フィルタ７を構成する基材としては、セルロース等の紙や木質素材をコルゲート形状に加工したもの、絹・毛・綿・麻等の天然繊維、レーヨン・アセテート・トリアセテート等の合成繊維をコルゲート状にしたもの、セラミックスハニカムなどを用いることができる。たとえば、合成繊維ではポリオレフィン、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ビニロン、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、アセテート、トリアセテート、プロミックス、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールスポンジ、ナイロンマイクロファイバー、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）、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）等が使用される。

また、気体処理用フィルタ７に保持されている成分は、１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかであるが、なかでもスルファミン酸が望ましい。スルファミン酸は他の物質に比べ、結合塩素となる際に安定であるためである。

また、塩素系化合物供給部６は、超音波振動子やネブライザーなど、貯水部５から空気風路内に塩素系化合物含有水を強制的に噴霧する構造や、塩素系化合物含有水の揮発を促進させるように気液接触効率を向上させる構造が挙げられる。本実施の形態では貯水部５に一端を浸漬したフィルタの毛細管現象によって塩素系化合物含有水が吸い上げられ、空気風路内に露出したフィルタの他端から塩素系化合物含有水が揮発する構造を採用している。

以上の構成において、空気浄化装置の動作を説明する。

送風手段４によって吸気口２から本体ケース１内に取り入れられた空気中に、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部５から塩素系化合物供給部６によって供給された塩素系化合物は、空気風路の後段に設置されている気体処理用フィルタ７上の１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかと反応することで結合塩素となる。

気体処理用フィルタ７上においてスルファミン酸と次亜塩素酸が反応して結合塩素としてのモノクロロスルファミン酸が生成される反応を式１に示す。

Ｈ_３ＮＳＯ_３＋ＨＣｌＯ→Ｈ_２ＮＳＯ_３Ｃｌ＋Ｈ_２Ｏ・・・式１
気体処理用フィルタ７上で形成された結合塩素と本体ケース１内に吸込まれた室内空気に含まれる細菌、真菌（カビ）、ウイルス、臭気物質などが接触すると、結合塩素の作用により除菌・脱臭されるので、浄化された空気が吹出口３から室内に供給される。

上記のように本実施の形態では塩素系化合物を気体処理用フィルタ７へ供給することで脱臭、除菌効果を発現させることができるので、必要時にはフィルタ上で脱臭、除菌効果を発揮させ、不必要時は脱臭、除菌効果を発揮させないことを任意に選択できるので、一般的に課題となる経時的な脱臭、除菌効果低減を抑制することができるという効果を奏する。

処理対象の室内空気中に臭気成分や微生物が多く含まれると判断する場合には、送風手段４を運転することで、送風手段４によって吸気口２から本体ケース１内に取り入れられた空気中に、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部５から塩素系化合物供給部６によって供給される。一方、室内空気が清浄と判断する場合は脱臭、除菌効果は要求されず、送風手段４を停止すれば塩素系化合物供給部６が設置されている空気風路に室内空気が通過しないので、塩素系化合物供給部６からの塩素系化合物含有水の揮発が抑制される。したがって、塩素系化合物含有水の消費が抑制されるので経時的な脱臭、除菌効果低減を抑制することができるという効果を奏する。

なお、処理対象中の室内空気中において臭気成分や微生物がどの程度含まれているかの判断は、使用者による経験に基づいて判断してもよく、ガスセンサや臭いセンサなどの検知手段を利用して判断してもよい。

また、塩素系化合物供給部６として、超音波振動子やネブライザーなど、貯水部５から空気風路内に塩素系化合物含有水を強制的に噴霧する構造を用いる場合は、必要時には塩素系化合物含有水を噴霧することで気体処理用フィルタ上において脱臭、除菌効果を発揮させ、不必要時は塩素系化合物含有水を噴霧しなければ、脱臭、除菌効果を発揮させないことができる。

（実施の形態２）
図２には請求項３記載の空気浄化装置の概略図を示す。

図１と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。

本実施の形態では、塩化物イオン含有水を電解することで塩素系化合物含有水を生成する電解ユニット８を貯水部５の内部に備えている。

電解ユニット８には、電極板が設けられており、図示しない電源回路と接続されている。塩化物イオンを含む水、例えば水道水や塩化ナトリウムを溶かした水が、貯水部５に貯水されており、貯水部５の内部に設置された電解ユニット８に通電することにより次亜塩素酸に代表される塩素系化合物を含有する水としての電解水を生成することができる。

生成された電解水は塩素系化合物含有水として貯水部５に貯められる。そして実施の形態１と同様に、送風手段４によって吸気口２から本体ケース１内に取り入れられた空気中に、塩素系化合物含有水を貯水する貯水部５から塩素系化合物供給部６によって塩素系化合物が供給される。実施の形態１と同様に空気中に供給された塩素系化合物は、気体処理用フィルタ７上の１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかと反応することで結合塩素となる。

気体処理用フィルタ７上で形成された結合塩素と本体ケース１内に吸込まれた室内空気中に含まれる細菌、真菌（カビ）、ウイルス、臭気物質などが接触すると、結合塩素の作用により除菌・脱臭されるので、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。

よって、本発明では電気分解により持続的に塩素系化合物を生成することができるので、塩素系化合物含有水の給水間隔を長くすることになり、給水の手間を低減するという効果を奏する。

（実施の形態３）
図３には請求項４記載の空気浄化装置の概略図を示す。

図１から図２と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。

本実施の形態では、塩素系化合物供給部６は中空円筒状にして回転可能に形成した塩素系化合物供給フィルタ９であり、貯水部５に貯水されている塩素系化合物含有水に塩素系化合物供給フィルタ９の一部が浸漬している。

塩素系化合物供給フィルタ９は、塩素系化合物含有水と、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連続的に接触させることで、塩素系化合物を供給する部材である。塩素系化合物供給フィルタ９は、中空円筒状に構成され、円筒の回転軸に平行な連続面には空気が流通可能な孔を備えており、その円筒の一部が貯水部５に貯水されている塩素系化合物含有水に浸漬するように回転自在に内蔵されている。

また、塩素系化合物供給フィルタ９は回転軸よりも上方が空気風路内において風上から風下へ向けて回転する。

なお、塩素系化合物供給フィルタ９を構成する材料としては、セルロース等の紙や木質素材をコルゲート形状に加工したもの、絹・毛・綿・麻等の天然繊維、レーヨン・アセテート・トリアセテート等の合成繊維をコルゲート状にしたもの、セラミックスハニカムなどを用いることができる。たとえば、合成繊維ではポリオレフィン、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ビニロン、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、アセテート、トリアセテート、プロミックス、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールスポンジ、ナイロンマイクロファイバー、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）、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）等が使用される。本実施の形態では、塩素系化合物供給フィルタ９の材質は塩素系化合物含有水への耐性が強いポリエステルが採用される。

これにより、塩素系化合物供給フィルタ９が回転することで、塩素系化合物含有水が新鮮な状態で常に塩素系化合物供給フィルタ９に存在することになり、効率的に塩素系化合物を空気中へ供給するという効果を奏する。

（実施の形態４）
図４には請求項５記載の空気浄化装置の概略図を示す。

図１から図３と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。

本実施の形態では、気体処理用フィルタ７を塩素系化合物供給フィルタ９よりも空気風路の上流側に配置している。

塩素系化合物供給フィルタ９から供給された塩素系化合物は吹出口３より本体ケース外へ放出された後、再び吸気口２より本体ケース１内に吸引される際に、空気風路内に配置された気体処理用フィルタ７上で結合塩素となり、脱臭、除菌効果を発揮する。

なお、本体ケース１外に放出された塩素系化合物は、例えば室内において塩素系化合物単独でも脱臭、除菌効果を得ることができる。

本構成においては、取り入れられた空気が、気体処理用フィルタ７で脱臭、除菌されるのに加え、フィルタの一般的な機能としての除塵も行われる。そして通過した空気が再び塩素系化合物供給フィルタ９上で塩素系化合物含有水の気液接触による脱臭、除菌される。

つまり、気体処理用フィルタ７はセルロース等の紙や木質素材をコルゲート形状に加工したものや、天然繊維または合成繊維をコルゲート状にしたもの、セラミックスハニカムなどを用いているので、気体処理用フィルタ７を通過する空気から粉塵等を除去する除塵効果を得ることができる。また塩素系化合物供給フィルタ９は塩素系化合物を供給する役割に加え、空気と、塩素系化合物含有水の気液接触による脱臭、除菌効果も得ることができる。

本実施の形態では、本体ケース１の内部に取り入れられた空気は最初に気体処理用フィルタ７で脱臭、除菌される。したがって、本体ケース１の内部に取り入れられた空気が塩素系化合物供給フィルタ９を通過する際に、空気中の臭気成分や微生物により塩素系化合物が消費されることを抑制することができる。

家庭用や事務用、公共空間などの、除菌・脱臭を目的とする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貯水部
６塩素系化合物供給部
７気体処理用フィルタ
８電解ユニット
９塩素系化合物供給フィルタ

Claims

吸気口と吹出口とを設けた本体ケースと、
前記本体ケース内には、
前記吸気口と前記吹出口を連通する空気風路と、
前記空気風路内を前記吸気口から前記吹出口に向けて被処理空気を送風する送風手段と、
塩素系化合物含有水を貯水する貯水部と、
前記塩素系化合物含有水から空気中へ塩素系化合物を供給する塩素系化合物供給部とを備え、
１級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれかを保持する繊維により構成された気体処理用フィルタを前記空気風路内に配置し、
前記塩素系化合物供給部から空気中へ供給された前記塩素系化合物を前記気体処理用フィルタにおいて結合塩素として保持することを特徴とする空気浄化装置。
前記１級アミノ基を有する化合物がスルファミン酸であることを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
塩化物イオン含有水を前記貯水部に保持し、前記塩化物イオン含有水を電解ユニットで電解することで塩素系化合物含有水を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の空気浄化装置。
前記塩素系化合物供給部は、
中空円筒状にして回転可能に形成した塩素系化合物供給フィルタであり、
前記塩素系化合物含有水に前記塩素系化合物供給フィルタの一部を浸漬していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空気浄化装置。
前記空気風路内において、前記気体処理用フィルタを前記塩素系化合物供給フィルタよりも上流側に配置したことを特徴とする請求項４記載の空気浄化装置。