JP2007006956A - 除菌及び脱臭機能を備えた空気清浄機 - Google Patents

Abstract

【課題】 空気清浄機において、水中に残った悪臭成分を水中で分解処理することで、水中からの悪臭成分の揮発を未然に防止することができる除菌及び脱臭機能を備えた空気清浄機を提供する。
【解決手段】 イオン・オゾン発生装置８が発生させた高濃度のオゾンは内部循環水に溶解してヒドロキシラジカルとなる。ケース１１内に吸い込まれた空気が内部循環水に触れることにより、吸着フィルタ５に吸着された空気中の悪臭成分は、水中のヒドロキシラジカルに触れることによって、酸化分解されて脱臭される。水中に溶けた悪臭成分の一部が分解されずに貯水部１２に残ったとしても、水中で超音波振動子３が作動することで水中に発生したヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が残存する悪臭成分を酸化分解する。したがって、時間の経過に伴って悪臭成分が揮発することが未然に防止される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気清浄機、特に、除菌及び脱臭機能を備えた空気清浄機に関する。

従来から、脱臭機能を備えた空気清浄機が提供されているが、脱臭方法としては、乾式脱臭方法、そのなかでも特に高圧放電を用いたものは数多く提案されている。これらの空気清浄機は、高圧放電時に発生した高濃度のオゾンが悪臭物質を酸化分解することを利用したものである（特許文献１参照）。

また、食品加工施設、ごみ処理施設、動物飼育施設等の大型の施設において悪臭成分は大量に発生する可能性がある。悪臭成分を含む気体の注入口と、この気体に対し水を噴霧する噴霧器と、悪臭成分を溶かし込んだ水を導出する排水口を備えてなる気液混合タンクと、オゾン発生器で生成されたオゾンを内部に供給し、上記気液混合タンクの排水口から導出される悪臭成分を溶かし込んだ水を噴霧する噴霧器を有する脱臭処理タンクとからなり、水が噴霧される雰囲気中に悪臭成分を含む気体を注入して悪臭成分を水に溶かし込み、この悪臭成分を溶かし込んでなる水をオゾン雰囲気中に噴霧し、該オゾンと上記水とを接触せしめて上記水内の悪臭成分を酸化分解することにより、大量に発生する悪臭成分をオゾンガスを用いて効率良く且つ安全に反応させ、プラントの小形化と脱臭処理の連続化・迅速化とを図ることが提案されている（特許文献２）。
特開平１０−１５０５１号公報（段落［０００２］、図２） 特開２０００−３００９４１号公報（段落［００１２］〜００１７］、図１）

高濃度オゾンを用いた乾式の脱臭方法では、悪臭成分によっては十分に早く分解できないことがある。そのような悪臭成分をも早期に分解するため、放電で発生するオゾンと悪臭成分とを共に水に溶かしながら、主に水中で悪臭成分を酸化分解する方法が用いられている。しかしながら、水中でオゾンによって悪臭成分を酸化分解する方法では、処理されず水中に残った悪臭成分が時間とともに水中から揮発してしまうという問題がある。

そこで、空気清浄機において、水中に残った悪臭成分を水中で分解処理することで、水中からの悪臭成分の揮発を未然に防止する点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、悪臭成分が水中に残る可能性がある場合でも、その悪臭成分を水中で分解処理をすることで、悪臭成分が時間の経過とともに水中から揮発するのを未然に防止した除菌及び脱臭機能を備えた空気清浄機を提供することである。

上記課題を解決するため、この発明による空気清浄機は、空気吸込み用の吸気口と吸い込んだ空気を外部に吹き出す吹出口とが形成されたケース、当該ケース内に設けられており放電によりプラス／マイナスのイオン又はオゾンを発生させるイオン・オゾン発生装置、ケース内に通した水を溜める貯水部を通して水を循環させる水循環装置を備え、ケース内に吸い込んだ空気を、水循環装置によってケース内に通され且つイオン・オゾン発生装置によって発生されたオゾンが溶かされた水に触れさせることによって脱臭する空気清浄機であり、貯水部には、空気に含まれていて水に溶けた悪臭成分を分解する気泡を発生させるための超音波発生装置が配設されていることを特徴としている。

この空気清浄器機によれば、イオン・オゾン発生装置内に備わる、例えば放電素子の出力電圧が高い際には、オゾンが発生される。発生された高濃度のオゾンは内部循環水に溶解してヒドロキシラジカルとなる。ケース内に吸い込まれた空気が内部循環水に触れることにより、水中の悪臭成分は、水中のヒドロキシラジカルによって酸化分解されて脱臭される。水中に溶けた悪臭成分の一部が分解されずに残ったとしても、水中で超音波発生装置が作動することで水中に気泡が発生し、その気泡中に生成するヒドロキシラジカル（ＯＨ・）によって水中に残存する悪臭成分が酸化分解される。したがって、水中に悪臭成分が残存することがなくなり、悪臭成分を分解し従来よりも効果的に脱臭することができ、時間の経過に伴って悪臭成分が揮発してくるという事態が未然に防止される。

この空気清浄器機において、水循環装置には、ケース内において水を散水する散水管を備えることができる。水循環装置が散水管を備える構成とすることにより、散水管からケース内において散水される水はケース内に吸い込まれる悪臭成分を含む空気と接触する機会が増える。その結果、空気中の悪臭成分は、オゾンが溶けた水と効率的に接触し、分解されることが期待される。

水循環装置が散水管を備える上記空気清浄機において、ケース内には、吸気口から吸気された空気に含まれる悪臭成分を吸着する吸着フィルタを、散水管から散水された水が掛けられる態様で配設することができる。吸気口から吸気された空気に含まれる悪臭成分は、ケース内に配設されている吸着フィルタによって吸着される。散水管と吸着フィルタとは、散水管から散水された水が吸着フィルタに掛かるように配置されているので、吸着フィルタによって吸着されている悪臭成分は、オゾンを含む水に触れて分解される。

上記の各空気清浄機において、ケース外に設けられた臭いセンサ及びイオン・オゾン発生装置の作動を制御する制御装置を更に備え、制御装置は、臭いセンサで検出された臭い検出値が所定値以下であることに応じてイオン・オゾン発生装置をイオン発生モードで運転し、臭い検出値が所定値を超えることに応じてイオン・オゾン発生装置をオゾン発生モードで運転することができる。即ち、ケース外に臭いセンサを設け、臭いセンサが検出した臭い検出値に応じてイオン・オゾン発生装置の作動を制御する制御装置を設けておいて、臭気が弱い場合には、オゾンの発生が抑えられ、内部で発生したプラス／マイナスのイオンを空気清浄機外部に放出することで空気中に浮遊する真菌類及び細菌類を除菌することができる。このときのイオン種はＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは自然数を示す）及びＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは自然数を示す）である。臭気が強い場合には、オゾンを発生させて空気清浄機内部に吸気した空気の脱臭をする。このように、臭気の程度に応じて自動的に空気清浄機の運転モードを切り替えて運転することができる。イオン・オゾン発生装置がオゾンを発生させるか或いはイオンを発生させるかは、例えば、放電素子の出力電圧に応じて定めることができ、出力電圧が高いときにはオゾンを発生させ、出力電圧が低いときにはイオンを発生させることができる。

臭いセンサが検出した臭い検出値に応じてイオン・オゾン発生装置の作動を制御する上記空気清浄機において、ケース内にはケース内の温度を検出する温度・湿度センサと、ケースの内部を温めるためのヒータとを配設し、制御装置は、温度・湿度センサの検出値に応じてヒータの作動を制御することができる。即ち、この空気清浄機は、温度センサを備えており清浄機内部の温度を制御しながら、放電素子の出力電圧を調整することで臭気の強いときには脱臭機能を臭気の弱いときにはプラス／マイナスイオンを用いた除菌機能の二つの機能を自動で切り替えることができる。

本発明による空気清浄機は、発生した高濃度のオゾンを内部循環水に溶解させ生成したヒドロキシラジカルと吸気した空気に含まれる悪臭成分とを反応させることで、脱臭を行わせることができる。しかも、悪臭成分が水中に溶け込んで残留することがあっても、超音波装置によって水中に発生したヒドロキシラジカルが溶解している悪臭成分を効果的に酸化分解するので、時間を経るに従って水中から悪臭成分が揮発し外部に漏れ出るといった現象を未然に防止することができる。

また、イオン・オゾン発生装置に備わる放電素子の出力電圧を低くするなどの場合には、清浄機の外部にプラス／マイナスのイオンを放出し、空気中を浮遊する真菌類及び細菌類を除菌することができる。このときのイオン種はＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）_ｎ（ｎは自然数を示す）及びＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）_ｍ（ｍは自然数を示す）である。当該放電素子の出力電圧を高くするなどの場合には、清浄機内部で上記の脱臭効果を示すことができる。このように一つの放電装置を用いて必要に応じて装置の外部へイオンを供給して除菌することと内部に悪臭成分を取り込んで効果的に脱臭することができる。

以下、図面を参照して、本発明による空気清浄機の実施形態について説明する。図１は本発明による空気清浄機に係わる一実施形態の概略構造図である。この空気清浄機の実施の形態は、放電素子の出力電圧を変化させることで効果的に除菌及び脱臭を行うことができる形式のものである。

空気清浄機は、図１に示すように、空気吸込み用の吸気口２と吸い込んだ空気を外部に吹き出す吹出口９とが形成されたケース１１と、ケース１１内に設けられており放電によりプラス／マイナスのイオン又はオゾンを発生させるイオン・オゾン発生装置８、ケース１１内に通した循環水を溜めるタンクのような貯水部１２を通して水を循環させる水循環装置１３を備えている。吸気口２に近接して吸気ファン１が設けられており、ケース１１内に空気を吸い込むことができる。吸い込まれた空気がケース１内を通過する通路を横断する態様で、吸着フィルタ５が配設されている。空気中に含まれる悪臭成分は、吸着フィルタ５を通過するときに、吸着フィルタ５に吸着される。

水循環装置１３は、ケース１１の下部に配設されている貯水部１２に接続された循環ポンプ４、ケース１１の上部に設けられた散水管６を備えており、循環ポンプ４は、送出する水を配管１４を通じてケース１１の上部に戻し、ケース１１内において散水管６から散水することで、水を循環使用している。散水管６から散水は、吸着フィルタ５に万遍なく掛かるように設定されている。

ケース１１の上部に配設されているイオン・オゾン発生装置８は、高圧放電素子を備ており、イオン・オゾン発生装置８に印加すべき出力電圧を抑えることでプラス／マイナスのイオンを発生させ、吸気した空気に含まれる真菌類及び細菌類の除菌をすることができる。発生させた両イオンを吸気ファン１によって生じた風に乗せて吹出口９から、空気清浄機が置かれる周囲環境に放出することで、周囲環境の除菌を行うことができる。

除菌とは別に脱臭を行う場合には、イオン・オゾン発生装置８に備わる高圧放電素子へ印加される出力電圧を上げることで、高濃度のオゾンを発生させる。このとき、循環ポンプ４を作動させて貯水部１２に貯めた水をケース１１の上部に敷設された散水管６から散水する。散水することで、イオン・オゾン発生装置８が発生させた高濃度のオゾンは水に溶けてヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を生成する。ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を含む散水が吸着フィルタ５に掛けられることよって、吸着フィルタ５に吸着されている悪臭成分は酸化分解され、脱臭が行われる。

貯水部１２には、超音波発生装置としての超音波振動子３が循環水に沈む態様で設けられている。超音波振動子３が作動すると、貯水部１２に貯められている循環水中で発生した気泡中に、ヒドロキシラジカル（Ｈ_２Ｏ→Ｈ・＋ＯＨ・）が生成する。貯水部１２内の循環水に溶けて残った悪臭成分は、循環水中の当該ヒドロキシラジカルによって酸化分解される。その結果、貯水部１２内の循環水に溶けて残った悪臭成分が、時間の経過の後、揮発して周囲環境に漏れるというような事態を未然に防止することができる。

図２には、この空気清浄機に組み込まれる制御装置のブロック図が示されている。制御装置２０は、ケース１１内に設けられた温度・湿度センサ１０及びケース１１外に設けられた臭いセンサ１５と、調湿ヒータ７及びイオン・オゾン発生装置８との間を制御する装置であり、温度・湿度センサ１０又は臭いセンサ１５が検出した検出値が入力される入力部２１と、予め決められた設定値を記憶する記憶部２２と、入力部２１からの各入力信号と記憶部２２から読み出された設定値とを比較する比較部２３と、比較部２３における比較結果に基づいて制御内容を演算する演算部２４と、演算部２４での演算結果を調湿ヒータ７又はイオン・オゾン発生装置８にそれぞれ制御信号を出力する出力部２５を備えている。

制御装置２０は、例えば、臭いセンサ１５で検出された臭い検出値が記憶部２２に記憶されている設定値以下であることに応じてイオン・オゾン発生装置８をイオン発生モードで運転し、臭い検出値が上記設定値を超えることに応じてイオン・オゾン発生装置８をオゾン発生モードで運転するという制御を行う。即ち、臭気が弱い場合には、内部で発生したプラス／マイナスのイオンを空気清浄機の外部に放出することで空気中に浮遊する真菌類及び細菌類を除菌する除菌機能を実行する。臭気が強い場合には、オゾンを発生させて空気清浄機の内部に吸気した空気の脱臭をする脱臭機能を実行する。このように、臭気の程度に応じて自動的に空気清浄機の運転モードを切り替えて運転することができる。

ケース１１内には、ケース１１内の温度を検出する温度・湿度センサ１０と、ケース１１の内部を温めるための調湿ヒ−タ７とが配設されている。制御装置２０は、除菌・脱臭いずれの場合も、温度・湿度センサ１０の検出値に応じて調湿ヒータ７の作動を制御することで、高湿度状態の場合には調湿ヒータ７の運転によって相対湿度を下げることで、安定した放電状態を得ることができる。

本発明による空気清浄機の実施形態の構成を示す概略図。 本発明による空気清浄機の実施形態の一例を示すブロック図。

符号の説明

１ 吸気ファン
２ 吸気口
３ 超音波振動子
４ 循環ポンプ
５ 吸着フィルタ
６ 散水管
７ 調湿ヒ−タ
８ イオン・オゾン発生装置（高圧放電素子）
９ 吹出口
１０ 温度・湿度センサ
１１ ケース
１２ 貯水部
１３ 水循環装置
１４ 配管
１５ 臭いセンサ
２０ 制御装置
２１ 入力部
２２ 記憶部
２３ 比較部
２４ 演算部
２５ 出力部

Claims (5)

1. 空気吸込み用の吸気口と吸い込んだ空気を外部に吹き出す吹出口とが形成されたケース、前記ケース内に設けられており放電によりプラス／マイナスのイオン又はオゾンを発生させるイオン・オゾン発生装置、前記ケース内に通した水を溜める貯水部を通して前記水を循環させる水循環装置を備え、前記ケース内に吸い込んだ前記空気を、前記水循環装置によって前記ケース内に通され且つ前記イオン・オゾン発生装置によって発生された前記オゾンが溶かされた前記水に触れさせることによって脱臭する空気清浄機において、
   前記貯水部には、前記空気に含まれていて前記水に溶けた悪臭成分を分解する気泡を発生させるための超音波発生装置が配設されていることを特徴とする空気清浄機。
2. 前記水循環装置は、前記ケース内において前記水を散水する散水管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
3. 前記ケース内には、前記吸気口から吸気された前記空気に含まれる前記悪臭成分を吸着する吸着フィルタが、前記散水管から散水された前記水が掛けられる態様で配設されていることを特徴とする請求項２に記載の空気清浄機。
4. 前記ケース外に設けられた臭いセンサ及び前記イオン・オゾン発生装置の作動を制御する制御装置を更に備え、前記制御装置は、前記臭いセンサで検出された臭い検出値が所定値以下であることに応じて前記イオン・オゾン発生装置をイオン発生モードで運転し、前記臭い検出値が前記所定値を超えることに応じて前記イオン・オゾン発生装置をオゾン発生モードで運転することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄機。
5. 前記ケース内には前記ケース内の温度を検出する温度・湿度センサと、前記ケースの内部を温めるためのヒータとが配設されており、前記制御装置は、前記温度・湿度センサの検出値に応じて前記ヒータの作動を制御することを特徴とする請求項４に記載の空気清浄機。

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