JP7345087B2

JP7345087B2 - 空気浄化装置

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Publication number: JP7345087B2
Application number: JP2020569715A
Authority: JP
Inventors: 陽子石田; 智裕林; 真司吉田; 昌彦河崎; 茂俊堀切; 裕貴水野; 祥太井深
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2023-09-15
Anticipated expiration: 2040-01-30
Also published as: WO2020158850A1; JPWO2020158850A1

Description

本開示は、次亜塩素酸を含む水を用いて、空気中の細菌、ウイルス、浮遊菌や臭いなどの除去（除菌、脱臭）を行う空気浄化装置に関するものである。

対象とする空間を殺菌するために薬剤などの微細水粒子を発生させる方法として、薬剤水溶液を含ませたフィルタへ空気を通風させる方法（例えば下記特許文献１）、回転体による遠心力を利用して薬剤を壁面へ衝突させる方法（例えば下記特許文献２）、加圧空気を用いて薬剤水溶液を細孔からの噴出させる方法（例えば下記特許文献３、４）、超音波振動を加えて薬剤水溶液を微細化する方法（例えば下記特許文献５）などが知られている。

対象とする空間の除菌や脱臭を行うことを目的として、薬剤などの微細水粒子を発生させる方法において、次亜塩素酸水を用いることができる。次亜塩素酸は、微細水粒子に含まれた状態あるいは気体の状態で空気中に拡散すると、空気中に存在する菌やウイルス、臭い成分に接触して、これらを除去することができる。

このような次亜塩素酸による除菌・脱臭効果を長時間に渡り維持させるためには、常時、空間への装置から空間へ吹出す次亜塩素酸の濃度を調節し、対象とする空間内の次亜塩素酸の濃度を一定に維持する必要がある。

そこで、脱臭装置（例えば下記特許文献１、３）では、次亜塩素酸による空気の除菌・脱臭効果を維持するために、湿度を検知し、電気分解強度の調節で次亜塩素酸の生成量を制御していた。

このような従来の空気浄化装置によれば、次亜塩素酸の供給には加湿を伴うものであった。例えば、対象とする空間が至適湿度に達しているにも関わらず、空間へ吹き出す次亜塩素酸の濃度を上昇させたい場合、次亜塩素酸の分子を含んだ微細水粒子を生成し噴霧する必要があるため、対象とする空間が過剰に加湿されてしまう。更に、空間の過剰な加湿は室温の下降を引き起こすことがあった。

また、加湿量と独立させて電気分解強度の調節で次亜塩素酸水溶液の生成量を制御することは、電気分解に時間を要し、空間に次亜塩素酸を供給するまでに時間差が生じてしまい、空間の除菌・脱臭効果が維持されない可能性がある。

つまり、空間内の次亜塩素酸濃度を維持するために、加湿量に依存せず空間に放出する次亜塩素酸濃度を制御することが困難であった。

そこで、本開示は、装置から吹き出す次亜塩素酸濃度を加湿量に対して独立して制御できることが可能な空気浄化装置を提供することを目的としている。

特開２０１６－１７４８５３号公報特開２００９－１１５４４０号公報特開２０００－２８８０７５号公報特開２０１１－８７９０５号公報特開平１１－１６９４４１号公報

本開示では、回転体による遠心力を利用して水を壁面へ衝突させる方法を用いて、空気中に放出させる次亜塩素酸の量を制御する装置を検討したところ、衝突壁に衝突させる薬剤液の粒径を調節することが重要であることを見出した。

すなわち、本開示の空気浄化装置は、空気を吸い込む吸込口と前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口とを備えた筐体を備えている。筐体内には、吸込口から吹出口まで通風を行うための送風部を備えている。吸込口と吹出口との間には風路が設けられている。風路内には、吸込口より吸い込まれた空気に含まれる次亜塩素酸の濃度を検知する検知部と、通過する空気に微細化した次亜塩素酸水を含ませる液体微細化室とを備えている。

液体微細化室内には、衝突壁と、揚水管と、次亜塩素酸供給部と、高さ調整部とを備えている。衝突壁は、回転板の遠心力により放出した次亜塩素酸水を衝突させるものである。揚水管は、回転板と同軸にして回転し、該回転板の中心部側に次亜塩素酸水溶液を揚水するものである。次亜塩素酸供給部は、揚水管の内側へ次亜塩素酸水溶液を供給するものである。高さ調整部は、揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整するものである。

また、筐体には制御部を備えている。制御部は、検知部によって検知した次亜塩素酸の濃度に応じて揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整するものである。

これにより、制御部が揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整すると、回転板の中心部側に揚水する次亜塩素酸水溶液の量を調整することができるので、衝突壁に衝突させる次亜塩素酸水の粒子径を変えることができる。すなわち、風路内で揮発する次亜塩素酸量を調整することができる。このような次亜塩素酸水を衝突壁へ衝突させる方法では、空間へ吹き出す次亜塩素酸濃度は加湿量に比べて大きな幅で制御することが可能となる。つまり、装置から吹き出す次亜塩素酸濃度を加湿量に対して独立して制御することができる。

図１は、本開示の実施の形態１の空気浄化装置の外観図である。図２は、本開示の実施の形態１の空気浄化装置の概略断面を表す図である。図３Ａは、本開示の実施の形態１の揚水管において、回転板の数を増やした場合の構成を示す斜視図である。図３Ｂは、本開示の実施の形態１の揚水管において、回転板の数を増やした場合の構成を示す側面図である。図３Ｃは、本開示の実施の形態１の揚水管において、回転板の数を増やした場合の構成を示す側面図である。図４Ａは、本開示の実施の形態１の空気浄化装置における揚水管内の次亜塩酸水溶液の液面高さ（水位）の例を示す図である。図４Ｂは、本開示の実施の形態１の空気浄化装置における揚水管内の次亜塩酸水溶液の液面高さ（水位）と吹出し次亜塩素酸濃度の関係示す図である。図４Ｃは、本開示の実施の形態１の空気浄化装置における揚水管内の次亜塩酸水溶液の液面高さ（水位）と加湿量の関係を示す図である。図５は、本開示の実施の形態１の空気浄化装置における噴射装置の別の形態を示す概略図である。図６は、本開示の実施の形態２の換気空調システムにおける空気浄化装置の実施形態を示す図である。図７は、本開示の実施の形態３の空気浄化装置の概略断面を表す図である。図８は、本開示の実施の形態４の空気浄化装置の概略断面を表す図である。図９は、本開示の実施の形態５の空気浄化装置の概略断面を表す図である。

本開示に係る空気浄化装置は、筐体と送風部と液体微細化室と濃度検知部を備えている。筐体には、空気を吸い込む吸込口と前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口とを備えている。送風部は、筐体内において、吸込口から吹出口まで通風を行うものである。また、吸込口と吹出口との間には、風路が設けられている。濃度検知部は、吸込口より吸い込まれた空気に含まれる次亜塩素酸の濃度を検知するものである。液体微細化室は、通過する空気に微細化した次亜塩素酸水溶液を含ませるものである。また、液体微細化室内には、衝突壁と、回転板と、揚水管と、次亜塩素酸供給部と、高さ検知部とを備えている。衝突壁は、回転板の遠心力により放出した次亜塩素酸水溶液を衝突させるものである。揚水管は、回転板と同軸にして回転し、該回転板の中心部側に次亜塩素酸水溶液を揚水するものである。次亜塩素酸供給部は、揚水管の内側へ次亜塩素酸水溶液を供給するものである。高さ検知部は、揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知するものである。さらに、筐体内には、濃度検知部によって検知した次亜塩素酸の濃度に応じて前記揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整する高さ調整部を備えている。

これにより、吸込口から吸気された空気が液体微細化装置内を通過することで、空気は、次亜塩素酸を含んだ微細水粒子と気体状次亜塩素酸に接触する。すなわち、空気中に含まれる浮遊菌や臭気成分が除去されるため、吹出口から清浄な空気を得ることができる。この時、揚水管内の次亜塩素酸水溶液の高さを調整すると、回転板の中心部側に揚水する次亜塩素酸の膜厚を調整して、衝突壁に衝突させる次亜塩素酸水の粒子径を変えることができるので、風路内で揮発する次亜塩素酸の量を調整することができる。つまり、吹き出す次亜塩素酸濃度を加湿量に比べて大きく変化させることが可能となる。

また、空気浄化装置は、液体微細化室の底面に次亜塩素酸水を貯留する貯水部を備えている。また、揚水管は、上端と下端が開放し、下端よも上端の断面積が大きい筒体であって、回転軸を沿直方向にしてかつ貯水部内に揚水管の下端を浸水させて配置している。次亜塩素酸供給部は、高さ調整部の指示に基づき貯水部へ次亜塩素酸を供給するものである。

これにより、揚水管が回転をすると、内側の次亜塩素酸水溶液が揚水管の上端まで揚水される。この時、揚水管内では、次亜塩素酸水溶液の水面の高さ（水位）によって、内円周の大きさと水面から上端までの距離が異なるため、吸い上げられる次亜塩素酸水溶液の量が異なる。次亜塩素酸水溶液の水面の高さを調整することで、上端に達した次亜塩素酸水溶液は、回転板の内側部分で厚さが調整され、回転板から遠心力によって放出する次亜塩素酸水の粒子径を変化させることができる。つまり、次亜塩素酸水溶液の水面の高さを調整することで、風路内で揮発する次亜塩素酸量を調整することができる。

また、空気浄化装置の揚水管は、回転軸を沿直方向にして配置した筒体であって、下端よりも上端の断面積を大きくし、上端を開放し下端を閉塞し貯水部を形成している。次亜塩素酸供給部には、揚水管内に次亜塩素酸水溶液を供給する給水管を備えている。高さ調整部の指示に基づき貯水部へ次亜塩素酸を供給するものである。

これにより、この時、揚水管内では、次亜塩素酸水溶液の液面の高さ（水位）によって、内円周の大きさと水面から上端までの距離が異なるため、吸い上げられる次亜塩素酸の量が調整される。すなわち、揚水管の上端に達した次亜塩素酸水溶液は、回転板の内側部分で厚さが調整され、回転板から遠心力によって放出する次亜塩素酸水溶液の粒子径を変化させることができる。つまり、風路内で揮発する次亜塩素酸量を調整することができる。

また、空気浄化装置の液体微細化室は、下部に次亜塩素酸水溶液を貯留する貯水部を備えている。また、液体微細化室と次亜塩素酸供給部は、給水流路と回収流路で接続されている。供給流路は、ポンプの動作によって、給水管を通じて貯水部へ次亜塩素酸水溶液を供給する流路である。そのために、供給流路は、給水管とポンプと給水管の一端である供給口を備えている。供給口は液体微細化室に配置されている。また、回収流路は、開閉弁の開放によって、回収管を通じて回収口から貯水部に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部へ回収する流路である。そのために、回収流路は、回収管とポンプと回収管の一端である回収口を備えている。回収口は液体微細化室の貯水部に配置されている。

また、次亜塩素酸供給部は、回収口よりも低い位置に配置され、回収口は貯水部の最下部に配置されている。高さ調整部が、開閉弁とポンプの動作を切り替えて揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整するものである。

これにより、ポンプを動作させることによって、次亜塩素酸供給部から給水管を通じて供液体微細化室へ次亜塩素酸水溶液を供給することができる。また、開閉弁を開放することによって、回収管を通じて液体微細化室に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部へ回収することができる。つまり、高さ調整部が、開閉弁とポンプの動作を切り替えて揚水管内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整することができる。

また、一態様に係る空気浄化装置の液体微細化室は、上部に次亜塩素酸水溶液を貯留する貯水部を備えている。また、液体微細化室と次亜塩素酸供給部は、給水流路と回収流路で接続されている。

供給流路は、開閉弁の開放によって、給水管を通じて貯水部へ次亜塩素酸水溶液を供給する流路である。そのために、供給流路は、給水管と開閉弁と給水管の一端である供給口を備えている。供給口は液体微細化室に配置されている。また、回収流路は、ポンプの動作によって、回収口から回収管を通じて貯水部に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部へ回収する流路である。そのために、回収流路は、回収管とポンプと回収管の一端である回収口を備えている。回収口は液体微細化室の貯水部に配置されている。

また、次亜塩素酸供給部は、供給口よりも高い位置に配置され、回収口は貯水部の最下部に配置されている。高さ調整部が、開閉弁とポンプの動作を切り替えて揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整するものである。

これにより、開閉弁を開放することによって、次亜塩素酸供給部から給水管を通じて供液体微細化室へ次亜塩素酸を供給することができる。また、ポンプを動作させることによって、回収口から回収管を通じて液体微細化室に貯留した次亜塩素酸を次亜塩素酸供給部へ回収することができる。つまり、高さ調整部が、開閉弁とポンプの動作を切り替えて揚水管内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整することができる。

以下、本開示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）
まず、図１から図５を用いて、実施の形態1に係る空気浄化装置１について説明する。

図１に示すように、空気浄化装置１においては、略箱形状の筐体２を備えている。筐体２の側面には吸気口３、筐体２の天面には吹出口４を設けている。

図２に示すように、筐体２内には、液体微細化室５と、送風部６と、濃度検知部７と、高さ調整部８を設けている。また、吸気口３から液体微細化室５、送風部６を通過して吹出口４へ連通する空気風路９を構成している。つまり、吸気口３から吸い込まれた空気は、液体微細化室５を通過し、その後、吹出口４から排気される。空気風路９には、液体微細化室５よりも気流の上流側に濃度検知部７を配置している。濃度検知部７は通過する空気に含まれる次亜塩素酸の濃度を検知するものである。

なお、吸気口３から吸い込まれた空気の一部だけが液体微細化室５を通過するように風路を分岐する構成とすることも可能である。筐体２内で空気風路９を分岐させ、分岐させた一方の風路に液体微細化室５を設ければよい。

液体微細化室５は、図２に示すように、次亜塩素酸供給部１１と、衝突壁１２と、貯水部１３と、高さ検知部１４と、噴射装置１５を備えている。

衝突壁１２は、液体微細化室５の側壁と一体に形成してもよい。

貯水部１３は液体微細化室５の下部に配置している。

貯水部１３に次亜塩素酸水溶液を供給するために、次亜塩素酸供給部１１は、給水管１６を介して液体微細化室５内に供給口１７を開口している。次亜塩素酸水溶液を貯水部１３に供給するために、次亜塩素酸供給部１１に次亜塩素酸を含む水溶液を補給しておく方法、あるいは、次亜塩素酸供給部１１の内部に電極を設け、塩化物イオンを含んだ水を電気分解して生成する方法を用いることができる。少なくとも、次亜塩素酸供給部１１は、内部に次亜塩素酸水溶液を貯留できるタンクである。加えて、次亜塩素酸供給部１１は、貯留した次亜塩素酸水溶液を供給口１７へ送ることができるポンプ（図示せず）を備えていればよい。

高さ検知部１４は、液体微細化室５の下部において、貯水部１３に貯留した次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知することができる。そして、高さ検知部１４からの検知信号をもとに、高さ調整部８が次亜塩素酸供給部１１へ次亜塩素酸水溶液を供給させる指示を出すことができる。つまり、次亜塩素酸供給部１１は、高さ調整部８の指示に基づき貯水部１３へ次亜塩素酸水溶液を供給することができる。そのために、次亜塩素酸供給部１１では、濃度検知部７で検知した次亜塩素酸の濃度と貯水部１３に貯留する次亜塩素酸水溶液の液面の高さの関係を定めておくことが重要である。

噴射装置１５は、回転モータ１８、回転軸１９、揚水管２０で構成されている。

揚水管２０は、液体微細化室５内で、天面２１に据え付けられた回転モータ１８と回転軸１９を介して、鉛直に配置されている。揚水管２０は筒状かつ円錐台形状を有している。円錐台形状の二つの底面はいずれも開口しており、開口面積の小さい側の底面が貯水部１３の液面よりも下方に配置され、開口面積の大きい底面には外周へ張り出した回転板２２が備え付けられている。回転板２２は、空気浄化装置１が処理する空気の量により直径を変化させたり、枚数を増やしたりしても良い。図３Ａのように、回転板２２の枚数を追加した場合、図３Ｂに示すように、回転板２２は回転軸１９の方向に所定の間隔を開けて設けることができる。この場合、複数の回転板の中で最上段以外の回転板２２ａでは、回転板２２ａと揚水管の連結箇所に、開口部２０ａを設けることが望ましい。つまり、揚水管２０の側面には、追加した回転板２２aの上面へ繋がる開口部２０ａを設けるものである。開口部２０ａは、図３Ｃに示すように、一枚の回転板２２aに対して所定の中心角ごとに設けることがよい（図では中心角が１８０度となっている）。開口部２０ａから、各回転板２２a上に次亜塩素酸水溶液を吹き出すことが可能となる。

さらに揚水管２０と衝突壁１２の間に形成された間隙に、エリミネーターなどの障害物を設けても良い。

高さ方向において、衝突壁１２は、液体微細化室５において回転板２２と同じ高さの位置を含むように設けている。

上記構成において、まず、貯水部１３に水を貯水した場合について説明をする。

空気浄化装置１を稼働させると、回転モータ１８により回転軸１９が回転し、回転軸１９の回転に伴い揚水管２０が回転する。この時、揚水管２０の回転で貯水部１３に貯水した水は、遠心力により揚水管２０の円周（内側の壁面）に沿って回転しながら下端側から上端側へ上昇する。揚水管２０の内壁上を回転しながら上昇する水は、揚水管２０の断面の増加にともなって円周上で広がり、上端の回転板２２上まで移動して、薄く広がり水膜を形成する。揚水管２０内で下端側から上端側へと水が移動する際に水の量が調整されるため、回転板２２上の水膜の厚みは均一となる。

回転板２２の上面に形成された水膜は、回転により生じる遠心力により回転板２２の中心部から外延部へ高速で広がり、外延部から水滴として放出される。放出された水滴は、衝突壁１２に衝突し、更に微細化され、送風部６による通風により吹出口４から対象空間に放出される。もしくは、その空気による運搬途中で気化される。これにより、空気浄化装置１から吹き出す空気に微細滴を加えることができるため、対象空間の加湿を行うことができる。

この時、空気風路９内に設けた検知部で、吸気した空気の温湿度を検知し、噴射装置１５の揚水管２０の回転数を変え、噴射装置１５から放出する水滴の量を変えることができる。すなわち、空気に含ませる水分量を制御し、対象空間の加湿量を制御することができる。

さて、本実施の形態では、貯水部１３に次亜塩素酸水を貯水したものである。

次亜塩素酸供給部１１から貯水部１３に次亜塩素酸水を供給し、空気に次亜塩素酸を含ませ、次亜塩素酸を対象とする空間に放出することができる。

高さ調整部８の指示に基づき貯水部１３へ次亜塩素酸水溶液を供給することで、揚水管２０内の液面の高さ（水位）を変えることができる。高さ調整部８は、液体微細化室５よりも上流側の空気風路９内に設けた濃度検知部７で、対象とする空間から吸い込んだ空気の次亜塩素酸の濃度を検知して、次亜塩素酸供給部１１へ指示を出すことになる。揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを変えることで、加湿量を変えずに吹出した次亜塩素酸の濃度を変えることが可能である。

具体的には、高さ検知部１４で検知した液面の高さに基づき、高さ調整部８が次亜塩素酸供給部１１へ次亜塩素酸水溶液の供給の指示を出して、次亜塩素酸供給部１１が次亜塩素酸水の供給量を変え、揚水管２０が浸る水位を制御する（揚水管２０の回転数は変えない）ことで、加湿量を変えずに次亜塩素酸の濃度を制御することが可能である。

つまり、揚水管２０内の液面の高さを変えると、次亜塩素酸水溶液の液面と揚水管２０の内壁が接する部分の大きさ（円周の長さ）が変わり、吸い上げる次亜塩素酸水溶液の量を変えることができる。また、揚水管２０内で次亜塩素酸水溶液の液面から上端までの距離も変わり、揚水管２０の内径の拡大に伴う膜厚の薄化の程度も変えることができる。なお、上記のように揚水管２０の二つの底面はいずれも開口しており、開口面積の小さい側の底面が貯水部１３の水に浸かっているので、揚水管２０内の水位は、貯水部１３の水位とも一致している。

したがって、吸い上げる水量を変えると、回転板２２で形成される水膜の厚さが変わり、噴射装置１５から噴射される水滴の粒径を変化させることができる。そして、粒径の変化に伴い、空気風路９内で揮発する次亜塩素酸の量が変化することとなる。

より具体的な説明を加えるために、揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さ（水位）の例を図４Ａに、揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の水位と吹出口４から吹出す次亜塩素酸濃度の関係を図４Ｂに、揚水管２０内の水位と加湿量の関係を図４Ｃに示す。

貯水部１３に供給された次亜塩素酸水溶液の液面が揚水管２０の下端側の底面２３よりも上方の位置をＷ１とし、Ｗ１を基準として同濃度の次亜塩素酸水溶液を貯水部１３へ供給して揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さ（水位）をＷ２、Ｗ３に上げると、図４Ｂに示すように装置からの吹出し次亜塩素酸濃度もＣ１からＣ２、Ｃ３へとほぼ比例の関係で上昇する。一方で、図４Ｃに示すように対象とする空間の加湿量は揚水管２０内の水位が上昇しても、Ｈ１からＨ２、Ｈ３へとほとんど変化しない。特に、揚水管内の液面の高さが、所定の高さ（Ｗ２）を超えると加湿量は変化しない。

すなわち、液体微細化室５から吹き出す次亜塩素酸の濃度を上げるためには、次亜塩素酸水溶液の液面の高さ（水位）を上げればよい。次亜塩素酸の濃度を下げるには、水位を下げればよい。つまり、加湿が十分に行われている空間でも、貯水部１３に供給する次亜塩素酸水の液面の高さを制御することで、吹出す次亜塩素酸の濃度が制御できるため、電気分解により新たな次亜塩素酸水を生成するよりも簡便に空間の除菌・脱臭効果の維持を実現させることができる。

液体微細化室５から吹出す次亜塩素酸の濃度は、衝突壁１２の濡れ具合や水粒子の表面積変化に伴う揮発量により決定される。すなわち、噴射装置１５での水滴形成過程において粒子径を均一にすることで吹出す次亜塩素酸の揮発量を制御できる。水粒子の均一化には、回転板２２上で均一な水膜を形成することが必要である。従って、回転板２２上面の中心軸に近い側に供給する水の量について言うならば、回転板２２には、本実施の形態の揚水管２０のように水を吸い上げる構造体を備えて、回転板２２上の一つの円周上で水の量を均一にする機能を備えることが好ましい。

図５に噴射装置１５とは別の形態の噴射装置１５ａを示す。次亜塩素酸供給部１１が揚水管２０内に次亜塩素酸水溶液を案内するために給水管１６を延設することで、次亜塩素酸水溶液を揚水管２０内側に直接供給することも可能である。揚水管２０は、すでに説明をしたものと同様に回転軸１９を沿直方向にして配置した筒体であって、下端よりも上端の断面積を大きくしたものである。特に、上端を開放し下端を閉塞することもできる。下端を閉塞した場合には、揚水管２０の下部を貯水部１３とすることができる。この場合、給水管１６を用いて、揚水管２０の上部から次亜塩素酸水溶液を揚水管２０内に供給することで、揚水管２０内の液面の高さ（水位）の制御をすることも可能である。このような構成の噴射装置１５ａでは、供給する次亜塩素酸水の量を少なくすることができる。

以上のように、本実施例によれば、除菌・脱臭性能を高めることができる空間除菌脱臭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）
次に、図６を用いて、実施の形態２に係る換気と空調を組み合わせたシステム（以下、換気空調システムと呼ぶ）について説明する。

本実施の形態では、換気空調システムにおいて分岐チャンバ内に除菌脱臭を行う空気浄化装置を組み込んだ一例を説明する。

実施の形態１の空気浄化装置１は、略箱形状の筐体２を備えていて、筐体２の側面に吸気口３、筐体２の天面に吹出口４を設けている。

本実施の形態の空気浄化装置３１は、図６に示すように建物の天井裏もしくは天井に取り付けるものである。筐体３２の薄型化が望まれるため、吸気口３と吹出口４は、ともに箱形状の側面に設けられている。

図６に示すように、換気空調システム３３は、主となる構成として、室内機３４と、循環送風機３５と、室内吸込開口部３６と、室内吹出開口部３７と、排気開口部３８と、導入開口部３９と、換気装置４０とを備えたものである。

室内機３４として、冷凍サイクルによる熱交換装置４１を備えている。

循環送風機３５によって、室内吸込開口部３６から吸った空気の温度を調節して、各部屋に配置した室内吹出開口部３７から吹き出すものである。更に、住宅の天井４２に配置した排気開口部３８と、外壁部４４に配置した導入開口部３９とを備えるものである。換気装置４０には排気送風機４６が備えられている。排気送風機４６を運転すると、排気開口部３８から住宅内部の空気の一部を外部に排出するとともに、導入開口部３９から外気を住宅内部に取り入れるものである。

また、室内機３４には、分岐チャンバ４７と、分岐ダクト４８が備えられている。分岐チャンバ４７は各部屋へ送る空気を分配するもので、分岐チャンバ４７の下流側に位置する室内吹出開口部３７まで空気を搬送させる分岐ダクト４８が備えられている。

そして、空気浄化装置３１は、分岐チャンバ４７内に配置されている。

分岐チャンバ４７に空気を導入する開口が吸気口３であり、分岐ダクト４８の接続口が吹出口４になる。

このような構成とすることで、室内空間の換気と空気調和を行いながら、除菌脱臭を行う空気浄化装置３１の動作によって、除菌・脱臭性能を高めることができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３として、貯水部１３もしくは揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さの上げ下げを調整する構成について、図１から図４Ｃ、図６、図７を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、実施の形態１、２と同一の構成については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

実施の形態３では、次亜塩素酸供給部から貯水部１３へ次亜塩酸水溶液を供給する構成が異なる。すなわち、図７に示すように、次亜塩素酸供給部５０は、給水管１６と回収管５１とによって、液体微細化室５に接続されている。次亜塩素酸供給部５０には給水管１６と回収管５１が直接に接続されている。給水管１６の一端には供給口１７が備えられ、供給口１７は液体微細化室５に接続されている。回収管５１の一端には回収口５２が備えられ、回収口５２は貯水部１３の最下位位置に接続されている。また、給水管１６にはポンプ５３を、回収管５１には開閉弁５４を設けている。

また、図７に示すように、液体微細化室５の貯水部１３と回収口５２と回収管５１と次亜塩素酸供給部５０は、上方から順番に落差を付けて配置している。この配置順により、開閉弁５４を開放することで、大気圧によって次亜塩素酸水溶液が貯水部１３から次亜塩素酸供給部５０へ回収されるものである。

このように、筐体２または筐体３２内では、開閉弁５４の開放によって、貯水部１３内の次亜塩素酸水溶液に大気圧を作用させて、回収口５２から、回収管５１を通じて、次亜塩素酸供給部５０へ次亜塩素酸水溶液を回収することができる回収流路５５が形成されている。

また、ポンプ５３の動作によって、供給口１７から、給水管１６を通じて、次亜塩素酸供給部１１に貯留した次亜塩素酸水溶液を貯水部１３へ供給することができる供給流路５６が形成されている。つまり、ポンプ５３が駆動することにより、次亜塩素酸水溶液が、次亜塩素酸供給部１１から給水管１６を通り、供給口１７から貯水部１３に供給されるものである。

また、高さ調整部８は、開閉弁５４とポンプ５３の動作を切り替えて貯水部１３および揚水管２０内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整するものでもある。

開閉弁５４とポンプ５３は、高さ調整部８に接続されていて、該高さ調整部８の指令によって動作するものである。

図７に示すように、ポンプ５３下面の高さｈ_１は次亜塩素酸供給部５０に貯留する次亜塩素酸水溶液の液面の高さｈ_２よりも上方に配置することが望ましい。ポンプ５３下面高さｈ_１を次亜塩素酸供給部５０に貯留する次亜塩素酸水溶液の液面の高さｈ_２よりも低い位置に配置すると、次亜塩素酸水溶液がポンプ５３の内部に滞りやすくなるので、好ましくない。

上記構成により、高さ調整部８の指令によって、ポンプ５３が動作して、次亜塩素酸供給部５０から給水管１６を通じて供給口１７へ次亜塩素酸水溶液を供給する（この時、開閉弁５４は閉じている）。すなわち、次亜塩素酸供給部５０から貯水部１３へ次亜塩素酸水溶液を供給することができる。つまり、高さ検知部１４で貯水部１３における次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知しながら、次亜塩素酸水溶液の液面の高さを上昇させることができる。

また、高さ調整部８の指令によって、ポンプ５３の動作を停止させて、開閉弁５４を開くと、回収口５２から回収管５１を通じて、貯水部１３に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部５０へ回収することができる。つまり、高さ検知部１４で貯水部１３における次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知しながら、次亜塩酸水溶液の液面の高さを低く下げることができる。なお、貯水部１３に貯留した次亜塩素酸水溶液をすべて回収するためには、貯水部１３に貯留する次亜塩素酸水溶液の量Ｖ_１は、次亜塩素酸供給部５０の貯水容量Ｖ_２よりも小さくしておくことが望ましい。

このようにして、高さ調整部８が、開閉弁５４とポンプ５３の動作を切り替えて揚水管２０内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整することができる。また、液体微細化室５の貯水部１３から排水される次亜塩素酸水溶液が、次亜塩素酸供給部５０へ回収され、回収された次亜塩素酸水溶液を再び液体微細化室５へ供給して再利用することができる。

つまり、貯水部１３において、余分な給排水を行わずに水位の調節を行うことができるため、吹出口４から吹出す次亜塩素酸の濃度を迅速に変えることが可能となる。

（実施の形態４）
実施の形態４として、貯水部１３もしくは揚水管２０内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さの上げ下げを調整する別の構成について、図１から図４Ｃ、図６、図８を参照して説明する。なお、理解を容易にするために、実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

実施の形態４では、次亜塩素酸供給部から貯水部１３へ次亜塩酸水を供給する構成が異なる。すなわち、図８に示すように、次亜塩素酸供給部６１は、給水管１６と回収管５１とによって、液体微細化室５に接続されている。次亜塩素酸供給部６１には給水管１６と回収管５１が直接接続されている。給水管１６の一端には供給口１７が備えられ、供給口１７は液体微細化室５に接続されている。回収管５１の一端には回収口５２が備えられ、回収口５２は貯水部１３に接続されており、また、給水管１６には、開閉弁５４を、回収管５１にはポンプ５３を設けている。

また、図８に示すように、次亜塩素酸供給部６１と給水管１６と供給口１７と貯水部１３は、上方から順番に落差を付けて配置している。この配置の順番により、開閉弁５４を開放することで、大気圧によって次亜塩素酸水溶液が貯水部１３へ供給されるものである。なお、回収口５２は液体微細化室５の最下部に設けている。より詳しくは、液体微細化室５の下部が貯水部１３となっているので、回収口５２は、貯水部１３の最下部に設けている。

このように、開閉弁５４の開放によって大気圧が作用して、次亜塩素酸供給部６１から給水管１６を通じて、供給口１７から液体微細化室５へ次亜塩素酸水溶液を供給することができる供給流路６２が形成されている。

また、ポンプ５３の動作によって、回収口５２から回収管５１を通じて、貯水部１３に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部６１へ回収することができる回収流路６３が形成されている。つまり、ポンプ５３が駆動することにより、貯水部１３から回収口５２に流入した次亜塩素酸水溶液が、回収管５１を通り次亜塩素酸供給部６１に回収されるものである。

また、高さ調整部８は、開閉弁５４とポンプ５３の動作を切り替えて貯水部１３および揚水管２０内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整するものである。

図８に示すように、回収口５２の位置を基準にして、ポンプ５３下面の高さｈ_３は回収口５２よりも上方に配置することが望ましい。ポンプ５３下面が回収口５２よりも低い位置に配置すると、次亜塩素酸水溶液がポンプ５３の内部に滞りやすくなるので、好ましくない。また、より好ましくは、ポンプ５３下面の高さｈ_３を貯水部１３内の液面高さｈ_４よりも上方に配置することがよい。このようにすると、ポンプ５３が次亜塩素酸水溶液と接触する時間が短くなり、ポンプ５３の寿命を長くすることができると考えるからである。

上記構成により、高さ調整部８の指令によって、開閉弁５４が開放されて、次亜塩素酸供給部６１から給水管１６を通じて、供給口１７を介して液体微細化室５へ次亜塩素酸水溶液を供給することができる。すなわち、高さ検知部１４で貯水部１３における次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知しながら、次亜塩素酸水溶液の液面の高さを上昇させることができる。

また、高さ調整部８の指令によって、開閉弁５４を閉じて、ポンプ５３を動作させると、回収口５２から回収管５１を通じて、貯水部１３に貯留した次亜塩素酸水溶液を次亜塩素酸供給部６１へ回収することができる。すなわち、高さ検知部１４で貯水部１３における次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知しながら、次亜塩酸水溶液の液面の高さを低く下げることができる。

このようにして、高さ調整部８が、開閉弁５４とポンプ５３の動作を切り替えて揚水管２０内の次亜塩素酸溶液の液面の高さを調整することができる。また、液体微細化室５の貯水部１３から排水される次亜塩素酸水溶液が、次亜塩素酸供給部６１へ回収され、再び液体微細化室５へ供給され、再利用される。

（実施の形態５）
次亜塩素酸供給部として、次亜塩素酸供給部１１、次亜塩素酸供給部５０、次亜塩素酸供給部６１についてすでに説明をした。実施の形態５は、継続的な、空気中の細菌、ウイルス、浮遊菌や臭いなどの除去を行うために、次亜塩素酸供給部１１、次亜塩素酸供給部５０、次亜塩素酸供給部６１の何れかへ給水を行う構成について説明するものである。実施の形態５では、これらを代表した次亜塩素酸供給部１１について図９を用いて説明をする。なお、理解を容易にするために、実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

図９においては、次亜塩素酸供給部１１の上部に給水口７２が設けられている。給水口７２は取水管７３により、市水と連結している。市水が給水口７２から給水されるものである。

また、取水管７３には流量調節部７６が備えられている。この流量調節部７６による給水時の流量制御は、次亜塩素酸供給部１１内に設けられた水位検知部７７で検知された水位に応じて行われる。水位検知部７７で低水位が検知されると、高さ調整部８へ信号が送られ、高さ調整部８が流量調節部７６に指令を送ることにより流量が調節される。

なお、取水管７３が市水直結の構成をとっているが、保水部（図示せず）を設けて、市水または次亜塩素酸水溶液を貯めておく構成であってもよい。給水において、大気圧を利用するためには、保水部は、次亜塩素酸供給部１１よりも高い位置に配置することが望ましい。

また、次亜塩素酸供給部１１に供給する水中の金属イオンを取り除くために、取水管７３の配管中に軟水化装置（図示せず）を設けても良い。

また、高さ調整部８による流量調節部７６の流量制御において、次亜塩素酸供給部１１に常に一定の水量が保持される制御をとることも可能である。

同様に、図７に示す次亜塩素酸供給部５０、図８に示す次亜塩素酸供給部６１においても、給水口７２、取水管７３、流量調節部７６、水位検知部７７を設けることができる。

上記構成において、次亜塩素酸供給部１１で貯留している次亜塩素酸水溶液が、液体微細化室５へ送られて、少なくなると、水位検知部７７が検知した水位に基づく信号が、高さ調整部８へ送られる。これにより、高さ調整部８が流量調節部７６に指令を送ることとなる。流量調節部７６では、取水管７３を流れる水量を調節して、給水口７２を通じて、次亜塩素酸供給部１１へ新たな水（市水または次亜塩素酸水溶液）が供給されることとなる。

これにより、次亜塩素酸供給部１１に常に水が供給されるため、次亜塩素酸水溶液を安定して生成し、液体微細化室５に供給することができる。つまり、液体微細化室５に継続的に次亜塩素酸水溶液を供給することが可能となるので、空気浄化装置から空間に吹き出す次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に保つことができ、空間の清浄度を維持することができる。

空気浄化装置は、家庭用や事務用、公共空間などの、除菌・脱臭を行う空気浄化装置としての活躍が期待されるものである。

１空気浄化装置
２筐体
３吸気口
４吹出口
５液体微細化室
６送風部
７濃度検知部
８高さ調整部
９空気風路
１１次亜塩素酸供給部
１２衝突壁
１３貯水部
１４高さ検知部
１５噴射装置
１５ａ噴射装置
１６給水管
１７供給口
１８回転モータ
１９回転軸
２０揚水管
２１天面
２２回転板
２２ａ回転板
２３下端側の底面
３１空気浄化装置
３２筐体
３３換気空調システム
３４室内機
３５循環送風機
３６室内吸込開口部
３７室内吹出開口部
３８排気開口部
３９導入開口部
４０換気装置
４１熱交換装置
４２住宅の天井
４４外壁部
４６排気送風機
４７分岐チャンバ
４８分岐ダクト
５０次亜塩素酸供給部
５１回収管
５２回収口
５３ポンプ
５４開閉弁
５５回収流路
５６供給流路
６１次亜塩素酸供給部
６２供給流路
６３回収流路
７２給水口
７３取水管
７６流量調節部
７７水位検知部

Claims

空気を吸い込む吸込口と前記吸込口より吸い込まれた空気を吹き出す吹出口とを備えた筐体と、
前記筐体内に、前記吸込口から前記吹出口まで通風を行う送風部と、
前記吸込口と前記吹出口との間の風路内に設けられ、前記吸込口より吸い込まれた空気に含まれる次亜塩素酸の濃度を検知する濃度検知部と、
前記風路内に設けられ、通過する空気に微細化した次亜塩素酸水を含ませる液体微細化室と、
を備え、
前記液体微細化室内には、
回転板の遠心力により放出した次亜塩素酸水溶液を衝突させる衝突壁と、
前記回転板と同軸にして回転し、該回転板の中心部側に次亜塩素酸水溶液を揚水する揚水管と、
前記揚水管の内側へ次亜塩素酸水溶液を供給する次亜塩素酸供給部と、
前記揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを検知する高さ検知部と、
を備え、
前記筐体に、前記濃度検知部によって検知した次亜塩素酸の濃度に応じて前記揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整する高さ調整部とを備えた、空気浄化装置。
前記液体微細化室の底面に次亜塩素酸水溶液を貯留する貯水部を備え、
前記揚水管は、上端と下端が開放し、下端よりも上端の断面積が大きい筒体であって、回転軸を沿直方向にして前記貯水部内に前記揚水管の前記下端を浸水させて配置し、前記次亜塩素酸供給部は、前記高さ調整部の指示に基づき前記貯水部へ次亜塩素酸水を供給する、請求項１記載の空気浄化装置。
前記揚水管は、回転軸を沿直方向にして配置した筒体であって、下端よりも上端の断面積が大きくし、上端を開放し下端を閉塞し貯水部を形成し、
前記次亜塩素酸供給部は、前記揚水管内に次亜塩素酸水溶液を供給する給水管を備え、前記高さ調整部の指示に基づき前記貯水部へ次亜塩素酸水溶液を供給する、請求項１記載の空気浄化装置。
前記液体微細化室は、下部に次亜塩素酸水溶液を貯留する貯水部を備え、
前記次亜塩素酸供給部は、ポンプを備えかつ一端に供給口を有した給水管と、開閉弁を備えかつ一端に回収口を有した回収管とによって前記貯水部に接続され、
前記次亜塩素酸供給部は、前記回収口よりも低い位置に配置し、
前記回収口は、前記貯水部の最下部に配置し、
前記ポンプの動作によって前記給水管を通じて前記貯水部へ次亜塩素酸水溶液を供給する流路と、前記開閉弁の開放によって前記回収管を通じて、前記回収口から前記貯水部に貯留した次亜塩素酸水溶液を前記次亜塩素酸供給部へ回収する流路とを備え、
前記高さ調整部が、前記開閉弁と前記ポンプの動作を切り替えて前記揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整する、請求項１に記載の空気浄化装置。
前記液体微細化室は、下部に次亜塩素酸水溶液を貯留する貯水部を備え、
前記次亜塩素酸供給部は、開閉弁を備えかつ一端に供給口を有した給水管と、ポンプを備えかつ一端に回収口を有した回収管とによって前記液体微細化室に接続され、
前記次亜塩素酸供給部は、前記供給口よりも高い位置に配置し、
前記回収口は、前記液体微細化室の最下部に配置し、
前記開閉弁の開放によって、前記給水管を通じて前記供給口から前記液体微細化室へ次亜塩素酸水溶液を供給する流路と、前記ポンプの動作によって、前記回収管を通じて前記回収口から前記貯水部に貯留した次亜塩素酸水溶液を前記次亜塩素酸供給部へ回収する流路とを備え、
前記高さ調整部が、前記開閉弁と前記ポンプの動作を切り替えて前記揚水管内の次亜塩素酸水溶液の液面の高さを調整する、請求項１に記載の空気浄化装置。