JP2021176463A - 空間除菌装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】貯水槽に外部から補水することなく、電解次亜塩素酸水を生成し続けて、空間を除菌することのできる持続性のある空間除菌装置の提供。【解決手段】第1の吸気口18及び第1の排気口を互いに連通する第1の送風路と、第2の吸気口及び第2の排気口20を互いに連通する第2の送風路と、第1の送風路に介設され、前記第1の吸気口18から導入された空気中の湿気を除湿し、除湿された空気を前記第1の排気口から排気すると共に、除湿により生成された水分を排水する除湿手段25と、前記排水された水を貯める貯水手段と、貯水槽に貯留した水に塩を加えた塩水から次亜塩素酸水を電解生成する電解次亜塩素酸水生成手段と、電解次亜塩素酸水生成手段で生成された次亜塩素酸水が供給され、該次亜塩素酸水を吸水すると共に、前記第2の送風路中に通風可能に配設された除菌フィルタとを特徴として具備する。【選択図】図3
Description
この発明は、本装置が設置された周囲空間を除菌するための空間除菌装置に関する。
従来より、除菌機能を備えた加湿機が種々提案されており、これまでにも様々な工夫が盛り込まれている。例えば特許文献1記載の加湿機では、加湿用の水槽の水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成しているが、この電解水を生成する目的は、電解次亜塩素酸で槽の水や加湿フィルタの除菌することである。特許文献2記載の加湿機では、加湿用の水の一部を電気分解して電解水を生成し、この電解水をミスト化し、加湿された空気に乗せて機外に放散することにより、室内空気の除菌や脱臭に役立てている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の加湿機においては、次亜塩素酸水を電解生成するに、貯水槽に予め貯めた水に塩を加えた塩水を準備しておき、この塩水を電解して次亜塩素酸水を生成し、これを室外に放出するようにしている。このため、貯水槽内の水は、加湿動作/除菌動作が継続されるにつれてその量を減じることとなる。従って、貯水槽内の水の収納レベルが所定値以下となると例えばアラームを鳴らして動作を一旦停止し、貯水槽への補水を促すように構成されている。
ここで、貯水槽に補水される水は、一般的に水道水が用いられるものであるが、実は、この水道水が厄介者で、その水質や成分比率が日本全国レベルで一定となっていないものである。勿論、日本国内においては、それでも、水道事業者ごとの差は、許容範囲内に設定されており、塩水とするために加えられる塩の量も、ある程度まで一定レベルで済む状況ではあるが、補水作業は必須である。また、世界に目を向ければ、その水品質も成分比率も国ごとにかなりまちまちであり、例えば日本の水道水を基準として作成された塩水作成のための塩の投入量が、海外ではそのまま適用されないばかりか、その国の国内においても水道水の品質や成分に大きな地域差が出ていて、一定化された状況ではなく、この結果、電解次亜塩素酸水が確実に生成されない事態も発生するのが実情である。
このため、世界の何れの国においても、塩水から除菌水としての次亜塩素酸水を確実に生成することのできる空間除菌装置が熱望されていた。この要望実現のためには、使用者による常に一定した水質の水の補水が必須となるものである。この実現のためには、貯水槽に例えばミネラルウォーター等の品質や成分が一定となる水を注入すれば良いものであるが、しかしながら、このために使用者に無用な手間や費用が要求されるだけでなく、ミネラルウォーター自身の入手が困難で、例え入手できたとしても高価な場合もあり、現実味のない解決策と言わざるを得ないもものである。
この発明は、使用者に無用な手間や追加の費用を発生させることなく、電解次亜塩素酸水を用いて空間を除菌することのできる持続性のある空間除菌装置を提供することを主たる目的とする。
また、この発明は、貯水槽に外部から補水することなく、電解次亜塩素酸水を生成し続けて、空間を除菌することのできる持続性のある空間除菌装置を提供することを、別の目的とする。
上記目的を達成するために、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項1の記載によれば、第1の吸気口及び第1の排気口を互いに連通する第1の送風路と、第2の吸気口及び第2の排気口を互いに連通する第2の送風路と、この第1の送風路に介設され、前記第1の吸気口から導入された空気中の湿気を除湿し、除湿された空気を前記第1の排気口から排気すると共に、除湿により生成された水分を排水する除湿手段と、前記排水された水を貯める貯水手段と、この貯水槽手段に貯留した水に塩を加えた塩水から次亜塩素酸水を電解生成する電解次亜塩素酸水生成手段と、この電解次亜塩素酸水生成手段で生成された次亜塩素酸水が供給され、該次亜塩素酸水を吸水すると共に、前記第2の送風路中に通風可能に配設された除菌フィルタとを具備することを特徴としている。
このように請求項1に記載の空間除菌装置を構成することにより、除湿手段により空気中の水分を捕集し、この捕集した水に塩を加えて塩水として、この塩水を電解することにより電解次亜塩素酸水を生成することができることとなり、給水を不要とする持続的な運転が可能となる空間除菌装置が提供されることとなる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項2の記載によれば、前記第1及び第2の送風路は、互いに独立した状態で筐体内に配設され、前記第1の排気孔、第1の排気孔、第2の吸気孔並びに第2の排気孔は、前記筐体に形成されていることを特徴としている。
このように請求項2に記載の空間除菌装置を構成することにより、除湿手段による外気中からの水分の捕集動作と、捕集した水分に基づき生成された電解次亜塩素酸水の外気への放出動作とが、夫々独立した状態で効率的に実行され得る効果が奏せられることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項3の記載によれば、前記第1の送風路の第1の排気孔は、前記第2の送風路の第2の吸気孔に連結され、前記第1の送風路と2の送風路とは、1本の送風路に共通化された状態で筐体内に配設され、前記第1の吸気孔及び第2の排気孔は、前記筐体に形成されていることを特徴としている。
このように請求項3に記載の空間除菌装置を構成することにより、第1及び第2の送風路は、前記筐体内においてコンパクトに配置され得ることとなり、筐体の小型化を達成する効果を奏することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項4の記載によれば、前記除菌フィルタは、前記除湿手段よりも、送風方向に沿って下流側に配設され、該除湿手段により除湿された空気に、次亜塩素酸水を含ませることを特徴としている。
このように請求項4に記載の空間除菌装置を構成することにより、除湿手段により除湿された外気を除菌フィルタを通過させて、電解次亜塩素酸水を付与するので、更に装置(筐体)の小型化を達成する効果を奏することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項5の記載によれば、前記貯水手段は、外部から補水可能に、また、外部に排水可能になされた貯水槽を備えていることを特徴としている。
このように、請求項5に記載の空間除菌装置を構成することにより、仮に外気の湿度が低下して、除湿手段により外気から水分を捕集できない状況になったとしても、確実に電解除菌水の生成を継続することができる効果を奏することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項6の記載によれば、前記貯水槽は、前記筐体に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴としている。
このように請求項6に記載の空間除菌装置を構成することにより、貯水槽への水の補水作業が簡単に行うことができる効果を奏することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項7の記載によれば、前記除菌フィルタよりも、前記第2の吸気口側の前記第2の送風路内に配置された除塵用のHEPAフィルタと、前記第2の吸気口から導入され、前記HEPAフィルタ及び前記除菌フィルタを順次通風して、前記第2の排気口から排気される空気流を、前記第2の送風路内に生成する送風手段とを具備し、前記HEPAフィルタで除塵され、前記次亜塩素酸水を吸水した除菌フィルタを通風することにより次亜塩素酸水分を含む清浄空気を、前記第2の排気口から前記筐体外に排気して、前記筐体の周囲の空間を除菌・清浄化すると共に、前記除菌フィルタに供給された次亜塩素酸水のうち、前記通風後の余剰の次亜塩素酸水を前記貯水手段に回収することを特徴としている。
このように請求項7に記載の空間除菌装置を構成することにより、この空間除菌装置は、空間清浄化装置としての機能をも果たすことができると共に、除菌フィルタを通風する空気は、HEPAフィルタにより微細な塵を除塵されているので、除菌フィルタに供給された次亜塩素酸水が、この微細な塵により汚染されることが確実に防止され、この結果、除菌フィルタに供給された次亜塩素酸水のうち、通風後の余剰の次亜塩素酸水が前記貯水槽に回収されるに際して、微細な塵が除塵された次亜塩素酸水が貯水槽に回収されることになる。従って、貯水槽に回収された次亜塩素酸水により、貯水槽の水が微細な塵で汚染されることが防止されて、電解時の電圧が充分に確保され、次亜塩素酸水の生成効率が良好に維持される効果を奏することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項8の記載によれば、前記HEPAフィルタは、PM2.5の除塵能力を発揮するよう形成されていることを特徴としている。
このように請求項8に記載の空間除菌装置を構成することにより、PM2.5の微細な塵が除塵され、貯水槽に回収される次亜塩素酸水にPM2.5の微細な塵が混入することが確実に防止されることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項9の記載によれば、前記除菌フィルタには、前記HEPAフィルタにより除塵された空気が通風され、前記貯水槽には、前記HEPAフィルタにより除塵された空気と接触した電解次亜塩素酸水が、前記除菌フィルタにおいて余剰の電解次亜塩素酸水として回収されることを特徴としている。
このように請求項9に記載の空間除菌装置を構成することにより、装置に導入される外気に含まれる微細な塵が除塵され、貯水槽に回収される次亜塩素酸水に微細な塵が混入することが確実に防止されることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項10の記載によれば、前記HEPAフィルタは、前記第2の送風路の送風面積の全面を覆うように配設されていることを特徴としている。
このように請求項10に記載の空間除菌装置を構成することにより、第2の送風路の送風面積の全面がHEPAフィルタにより覆われているので、装置に導入される外気は、確実に、HEPAフィルタにより除塵されることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項11の記載によれば、前記HEPAフィルタよりも、前記第2の吸気口側の前記送風路内に、該第2の送風路内を送付される空気を脱臭する脱臭フィルタが配設されていることを特徴としている。
このように請求項11に記載の空間除菌装置を構成することにより、この装置から排気される除菌清浄化空気は、更に、脱臭されることとなり、この装置が設置される周囲の空間の空気の質は、更に向上されることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項12の記載によれば、前記脱臭フィルタは、活性炭を含有することを特徴としている。
このように請求項12に記載の空間除菌装置を構成することにより、この装置から排気される除菌清浄化空気は、更に確実に、脱臭されることとなり、この装置が設置される周囲の空間の空気の質は、更に確実に向上されることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項13の記載によれば、前記除湿手段は、デシカント方式の除湿機構を備えていることを特徴としている。
このように請求項13に記載の空間除菌装置を構成することにより、デシカント方式の除湿機構を備えることで、確実に、空気中の水分を捕集することができることとなる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項14の記載によれば、前記デシカント方式の除湿機構は、吸湿性を有し、通過する空気中の水分を吸着するゼオライト製の除湿ローターと、この除湿ローターを加熱して、該除湿ローターから高温高湿の空気を放出させるヒーターと、前記除湿ローターから放出された高温高湿の空気を冷却して、水分を凝集させる熱交換器と、前記除湿ローターで発生した高温高湿の空気を前記熱交換器に導く導通路とを備え、前記熱交換器で凝集された水分が、前記排水口から排水されて、前記貯水槽に貯留されることを特徴としている。
このように請求項14に記載の空間除菌装置を構成することにより、除湿ローターとしてゼオライトを用いているので、より確実に、空気中の水分を吸着することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項15の記載によれば、前記除湿手段は、コンプレッサー方式の除湿機構を備えていることを特徴としている。
このように請求項15に記載の空間除菌装置を構成することにより、従前あるコンプレッサー方式の除湿機構を採用することにより、確実に空気中の水分を回収することができることになる。
また、この発明に係わる空間除菌装置は、請求項16の記載によれば、前記除湿手段は、通過する空気中の水分を捕集して、前記貯水槽に貯留させる吸湿粒を備えることを特徴としている。
このように請求項16に記載の空間除菌装置を構成することにより、簡易な構成で確実に空気中の水分を捕集することができることになる。
この発明によると、使用者に無用な手間や追加の費用を発生させることなく、電解次亜塩素酸水を用いて空間を除菌することのできる持続性のある空間除菌装置が提供されることになる。また、この発明によれば、貯水槽に外部から補水することなく、電解次亜塩素酸水を生成し続けて、空間を除菌することのできる持続性のある空間除菌装置空間除菌装置が提供されることになる。
以下に、添付図面を参照して、この発明に係わる空間除菌装置の一実施形態の構成を、詳細に説明する。まず、この一実施例の空間除菌装置10は、図1乃至図3に示すように、前後方向に偏平で前面が全面的に開放された筐体12と、この筐体12の開放された前面を全面的に開放可能に覆う前カバー14とを備えている。尚、以下の説明において、筐体10の説明に用いる方位表現については、図1における紙面左側が左、紙面右側が右、と定義する。他の構成要素の説明に用いる方位表現もこれにならうものとする。
図1及び図3に示すように、筐体12の上面前方には操作パネル16が配置されている。この操作パネル16には、各種指令を入力するスイッチ群と、空間除菌装置10の運転状況その他の情報を表示するランプ群が配置されている。スイッチ群はメンブレンスイッチにより構成され、ランプ群は発光ダイオード(LED)により構成される。
また、図3に示すように、筐体12の前カバー14の前面の底縁に位置する部分には、横方向に延出するスリット状の吸気口、及び、これの両側縁に、夫々縦方向に延出する凹み状の吸気口の合計3か所の第1の吸気孔として機能する吸気口18が形成されている。また、図1及び図2に示すように、筐体12の上面後方に第2の排気孔として機能する排気口20が形成されている。排気口20にはこれを閉塞可能に開放する上ルーバー22が取り付けられ、排気口20から手指等が差し込まれるのを防ぐと共に、装置内への塵の侵入を防いでいる。
一方、図4に示すように、筐体12の内部には、一方の端が第1の吸気孔として機能する吸気口18、及び、他方の端が第2の排気孔として機能する排気口20を備えた空気流通経路(共通の送風路)22が形成されている。空気流通経路22には、吸気口18を起点とした上流側から排気口20を終点とした下流側に向けて、空気清浄機構24、除湿機構25、除菌機構26、及び送風機構28が順に配置されている。換言すれば、この実施例においては、図6(A)及び(B)に示すように、空気清浄機構24と除湿機構25は、基端が吸気口18を構成する第1の送風路22a中に介設され、除菌機構26と送風機構28は、終端が排気口20を構成する第2の送風路22b中に介設されている。そして、第1の送風路22aの終端としての第1の排気孔と、第2の送風路22bの基端としての第2の吸気孔とは、互いに一体的に連結され、第1及び第2の送風路で、共通の送風路22が規定されている。即ち、空気清浄機構24と、除湿機構25と、除菌機構26とは、この共通の送風路22に直列状に順次配設されているものである。
再び図3に具体的に示すように、空気清浄機構24は、共通の送風路22の最も上流側に配置され、装置10内に吸気口18から導入(吸気)した外気(空気)中の粗い塵を除塵すると共に臭気を活性炭を介して脱臭する脱臭フィルタ30と、この脱臭フィルタ30と筐体12の開口との間に介設されたPM2.5クラスのHEPAフィルタ32からなる微細塵用の除塵フィルタとを備えて構成されている。
送風機構28は、図4に示すように、吸気口18から吸い込まれ、排気口20から排出される空気流を形成すものであって、シロッコファン34及びそれを回転させるモータ36と、シロッコファン34を囲むファンケーシング38とを備えて構成されている。ファンケーシング38には排気口20に接続する吐出口38a(図16に最も良く形状が表れている)が形成されている。
一方、除湿機構25は、図5に概念図として示すように、筐体12内に収納されたユニットハウジング27を備え、このユニットハウジング27には外気(湿った空気)導入用の導入開口29と次工程としての除菌機構26に向けて排気される乾いた空気の導出用の導出開口31とが形成されている。そして、このユニットハウジング27内には、第1の送風路22aの一部を構成し、導入開口29と導出開口31とを連通する除湿通路33が形成されている。また、この除湿通路を外気が通過する状態で、周知のゼオライト製のデシカントローター35が介設されている。このデシカントローター35には、ここに外気から吸湿された水分を加熱して水分リッチの空気として取り出すための電熱ヒーター37が取り付けられており、また、デシカントローター35から取り出された水分リッチの空気を、熱交換器39に導くための導管41が配設されている。
この熱交換器39は周知の構成であり、その詳細な説明を省略するが、ここに導入されてきた水分リッチ(高湿度)の空気を、図示しないヒートポンプを介して冷却される冷却板43を備え、冷却板43の表面上に結露した水を自重により下方に滴下することにより、外気に含まれた水分を取り出すことができるように構成されている。そして、この熱交換器39の下方には、滴下してきた水を貯める貯水槽45が配設されている。
尚、デシカントローター35を通過した空気は、ここで水分を吸収されて乾いた空気となり、上述した導出開口31を介してユニットハウジング27外に導出されて、次工程としての空気除菌装置26に排気されるように構成されている。
次に、図4乃至図8を参照して、除菌機構26の構造を詳細に説明する。この除菌機構26には、これに水道水を供給する給水装置40が設けられると共に、上述した除湿機構25が接続されていて、除湿機構25で除湿された水の補水を受けることができるように構成されている。この給水装置40は、筐体12の右側面から着脱可能に挿入される、引出式の水受けパン42を中心として構成される。この水受けパン42の右側面と、その上に着脱可能に取り付けられるカバー44は、筐体12の外殻の一部を構成する。水受けパン42の右側面には、操作者の手を掛けるための凹部46が形成されている。
水受けパン42は、図7乃至図12に示すように、除菌機構26を主として構成する除菌部48(後に詳述する。)と、約4リットルの水道水が貯留される給水タンク50とを支持するように構成されている。尚、この給水タンク50には、水道水が貯留される他に、次亜塩素酸水の生成のために必要となる濃度を維持するために、食塩が混入される。尚、水道水には、元来、塩素が混入されていて、本装置において生成される次亜塩素酸は、この水道水に元来混入されている塩素を原料とするものであるが、地域の水道局毎に、塩素濃度に差があるため、次亜塩素酸が生成されるための最低塩素濃度を確実に確保するために、食塩が混入されるものである。ここで、食塩は家庭用の精製食塩で充分であり、その混入量は、例えば、高濃度(50ppm)の次亜塩素酸を生成するためには、水道水4リットル当たり小さじ半分程度である。尚、塩素濃度が高い水道水においては、食塩の混入が不要になる場合があることは、言うまでもない。
水受けパン42の右端には、図6(B)及び図7に示すように、給水タンク50から供給される食塩混入の水道水(以下、端に水道水と表現する。)を受ける未処理水貯水槽52が形成されており、また、未処理水貯水槽52の一部には、上述した除湿機構25で除湿した水が貯留される貯水槽45が規定されている。未処理水貯水槽52には、給水タンク50の図示しないバルブを押し開ける突起54が形成されている。
このように水道水の入った給水タンク50を水受けパン42の未処理水貯水槽52上にセットすると、突起54でもって給水タンク50の図示しないバルブが押し開けられ、後述するように所定水位(図9〜図11で示す水位線WL)まで、水道水及び除湿された水が水受けパン42に供給されるように構成されている。
水受けパン42には、図14に示すように、未処理水貯水槽52の他、次亜塩素酸水生成用貯水槽56、及び、除菌用貯水槽58が、それぞれ隔壁によって区画形成されている。次亜塩素酸水生成用貯水槽56は給水タンク54から供給された未処理水(水道水)及び除湿機構25で除湿された水を電解により次亜塩素酸水に変えたものを溜めておくための槽であり、除菌用貯水槽58は次亜塩素酸水生成用貯水槽56からの次亜塩素酸水を除菌機構26に供給する除菌水として貯めておくためのものである。
未処理水貯水槽52と次亜塩素酸水生成用貯水槽58との間には、第1の連通部52aが形成され、次亜塩素酸水生成用貯水槽56と除菌用貯水槽58との間には、第2の連通部56aが形成されている。これらの連通部52a、56aにより、各貯水槽の水位は同一に保たれる。連通部52a、56aは、それぞれ隔壁を貫通する小孔により構成されている。
次亜塩素酸水生成用貯水槽56の左端には、未処理水貯水槽52から連通部52aを通じて次亜塩素酸水生成用貯水槽56に流れ込む未処理水(水道水及び除湿された水)を電解処理して電解次亜塩素酸水を生成する次亜塩素酸水生成装置60が配置されている。この次亜塩素酸水生成装置60は、次亜塩素酸水生成用貯水槽56内の水に浸る1対の電極62と、両電極62間に所定の電圧を印加し、電流を流す制御装置(図示せず。)とを備えて構成されている。
水受けパン42の左端外面には、図11に示すように、次亜塩素酸水生成装置60に電流を供給するためのコネクタ66が取り付けられている。ここで、水受けパン42を筐体12の奥まで押し込むと、筐体12の内部に設けられた図示しないコネクタにコネクタ66が係合し、図示しない電源及び制御装置と結線され、次亜塩素酸水生成装置60に対する給電が可能となる。
一方、水受けパン42には、図12に示すように、除菌用貯水槽58の正面側の側壁上端と次亜塩素酸水生成用貯水槽56の正面側の側壁上端から、対をなす支柱68が互いに向かい合う形で立設されている。各支柱68の互いに対向する面の上端には、上方に開いたU字形の軸受部70が形成されている。両軸受部70に除菌装置48の支軸72e(後述する。)が回転自在に支持される。
続いて、除菌機構26の主たる構成要素としての除菌部48の構造を説明する。この除菌部48は、水車のような形状のホイール72を備えている。このホイール72は中心にハブ72a、周縁にリム72bを有し、ハブ72aとリム72bとを、複数の正面側スポーク72cと複数の背面側スポーク72dとで強固に連結した構造となっている。
詳述すると、図8に示すように、ホイール72は、正面側スポーク72c、リム72b、及び内側のハブ部72a1を有するホイールベース72lと、背面側スポーク72d、外側のハブ部72a2、及び後述する入力歯車72fを有するホイールキャップ72mとを備えて構成され、ホイールベース72lにホイールキャップ72mを、ハブ72a1、72a2同士を嵌め合わせて結合することにより構成されている。内外両ハブ部72a1、72a2を互いに合わせたものがハブ72aとなる。
ハブ72aからは前後に支軸72eが突き出しており、この支軸72eの両端を、両支柱68の軸受部70に夫々落とし込むことにより、ホイール72は水平軸線まわりに回転自在に支持される。
ホイール72には除菌部74(図9参照)が設けられている。除菌部74を主として構成するのは、ディスク状の除菌フィルタ76である。除菌フィルタ76は保水能力と通風性を兼ね備えた素材、例えばネットや不織布からなり、背面側スポーク72dの前面に取り付けられる。
除菌フィルタ76は、平板状のまま取り付けられるのでなく、所定の起伏(立体)形状を呈するように取り付けられる。好適する実施形態では、図8に示すように、除菌フィルタ76の中心部を正面側スポーク72cの方に押し出し、周囲に円錐面76aを生じさせている。
詳述すると、ホイール72の背面側スポーク72dには、円錐面76aを形成するための傾斜面72hを有するリブ72iが突設され、一方、正面側スポーク72cの裏側には、傾斜面72hと向かい合う位置に、傾斜面72hと同じ傾斜面72jを有するリブ72kが突設されている。そして、ホイールベース72lとホイールキャップ72mを結合する際に両リブ72iと72kの間に除菌フィルタ76を挟み込むことにより、除菌フィルタ76を平板状でない所定の起伏(立体)形状にしている。
ホイール72のリム72bには、一面が開口された複数(図では6個)のバケット78が、一定の角度間隔で配置される。各バケット78は、別部品をリム72bに取り付けてもよく、リム72bに一体成型してもよい。
全てのバケット78が開口を一定方向に向けて配置されている。ホイール72が回転し、バケット78がリム72bの最下部まで移動した時、バケット78は除菌用貯水槽58の除菌水中に沈み、除菌水がバケット78内に浸入する。そして、ホイール72が回転し、自重によりバケット78の開口が上を向くように回転すると、バケット78は除菌水を汲み上げる事になる。バケット78がリム72bの上部に来て、その開口が横向きになるにつれ、汲み上げた除菌水が滴下する。ここで、除菌フィルタ76の円錐面76aは、除菌水の落下進路に干渉しており、滴下する除菌水は、除菌フィルタ76上に流出する。
ここで、ホイール72を回転させるモータ80は、水受けパン42にではなく、筐体12の内部の隔壁12a(図7参照)に支持されている。モータ80は出力歯車80aを有している。出力歯車80aは、モータ80と同じく隔壁12aに支持された中間歯車82に噛合している。この中間歯車82には、ホイール72のホイールキャップ72mの外周部に一体成型ないし固定された入力歯車72fが噛み合っている。尚、入力歯車72fが中間歯車82に噛み合うのは、水受けパン42を筐体12内の最も奥まで押し込んだときに設定されている。
ホイール72の周囲を囲い84(図7参照)が取り巻き、囲い84の内部が、上述したファンケーシング38の吸気口38bに連通している。囲い84は、隔壁12aに一体成型した部分囲い84aと、水受けパン42に一体成型した部分囲い84bとにより構成される。水受けパン42を筐体12内の最も奥まで押し込んだとき、部分囲い84aに部分囲い84bが接合し、囲い84が完成するように設定されている。
以上のように構成される空間除菌装置10において、次に、これの動作を説明する。
先ず、空間除菌装置10を通常運転モードでの運転を開始すると、除湿機構25の電熱ヒータ37及び熱交換器39、送風装置28のモータ36、次亜塩素酸水生成装置60の電極62、及び除菌部48のモータ80に給電が行われ起動させる。これらの構成要素は図示しない制御装置によるそれぞれ定められた制御内容に従って動作を開始するが、本願発明の特徴を構成するものでないので、その説明を省略する。
ここで、給水タンク50の中に水道水が十分残っていれば、未処理水貯水槽52、次亜塩素酸水生成用貯水槽56及び除菌用貯水槽58の夫々の内部には、図9〜図11に夫々示す水位線WLの高さまで水が溜まっている状態である。通常は、空間除菌装置10の通常運転モードでの運転に伴い除湿機構25が起動し、この除湿機構25で除湿により得られた水が、貯水槽45を介して未処理水貯水槽52に補水されることになるので、給水タンク54からの水供給は不要である。
このように、この実施例における最大の特徴として、除湿機構25で除湿された水が、常時、未処理水貯水槽52に補水されているので、原則として外部からの水供給は不要で、持続性のある空間除菌装置10が提供されるものである。
尚、この空間除菌装置10の次亜塩素酸水生成用貯水槽56は、詳細は図示していないが、塩素濃度センサが取り付けられており、次亜塩素酸水生成用貯水槽56中の塩素濃度が、次亜塩素酸水を生成するに必要な濃度以下になったことが検出されると、図示しない塩補給ランプを点灯し、使用者に対して塩の補給を促すように設定されている。ここで、この補給される塩は、上述したように家庭用の精製食塩で充分である。
一方、給水タンク54は何らかの理由で除湿機構25が機能不全状態となり、除湿ができずに貯水槽45への水の排水ができない場合に対する一種リスクヘッジの対応のために配設されているものである。
より詳細には、給水タンク50の中の水が残り少なく、水位が水位線WLより下がっている状態となれば、図示しないセンサがそれを検知し、操作パネル16に水不足の旨の表示が出る。水不足の表示を見たときは、操作者は、カバー44を外し、給水タンク50を取り出して、中に水道水を補給する。水道水の補給後、給水タンク50を水受けパン42の上に置くと、給水タンク50から流れ出す水道水によって水位が水位線WLの高さまで回復し、水不足の表示は消える。外しておいたカバー44を元通りはめ込めば、空間除菌装置10の継続的な運転が可能になる。
一方、次亜塩素酸水生成装置60の電極62に所定の電圧(例えば10V)が印加されると、未処理水貯水槽52から次亜塩素酸水生成用貯水槽56に流入した未処理水(除湿された水)が電気分解(電解)されて次亜塩素酸水、即ち、電解次亜塩素酸水となる。
電圧の印加は、1対の電極62が断続的(例えば60分間につき5分間の印加時間)であって、印加時間の交互に逆極性となるように行われる。また、この逆極性への切り替えは、電極62への通電が停止されている通電停止期間中に行われるように、設定されている。
ここで、水道水は塩素を含んでいるので、次のような電気化学反応が発生する。
<陽極側>
4H2O−4e−→4H++O2↑+2H2O
2Cl−→Cl2+2e−
H2O+Cl2←→HClO+H++Cl−
<陰極側>
4H2O+4e−→2H2↑+4OH−
<電極間>
H++OH−→H2O
<陽極側>
4H2O−4e−→4H++O2↑+2H2O
2Cl−→Cl2+2e−
H2O+Cl2←→HClO+H++Cl−
<陰極側>
4H2O+4e−→2H2↑+4OH−
<電極間>
H++OH−→H2O
上記反応により、除菌作用と脱臭作用のある次亜塩素酸(HClO)や活性酸素(O2↑)を含む電解水が生まれる。即ち、電解次亜塩素酸水が生成される。
次亜塩素酸水生成用貯水槽56の中の電解次亜塩素酸水は、第2の連通部56aを通じて除菌用貯水槽58に流入する。この除菌用貯水槽58には、次亜塩素酸水生成装置60で十分に除菌機能を発揮する濃度(例えば5ppm以上)に生成された電解次亜塩素酸水が除菌水として貯水されることになる。
一方、除菌部48を構成するモータ80は、ホイール72を所定のゆっくりとした回転速度で回転させる。ホイール72の回転方向は、ホイール72を正面側から示す図10においては反時計方向回りに、ホイール72を背面側から見ている図11においては時計方向回りとなる。ホイール72がこの方向に回転するのに伴い、バケット78は除菌用貯水槽58から除菌水を汲み上げて、除菌フィルタ76に上方からかけるという動作を繰り返す。
ここで、モータ80への通電により、シロッコファン32が回転すると、吸気口18→空気清浄機構24→除湿機構25→除菌機構26→送風装置28→排気口20という空気の流れが空気流通経路22に発生する。
また、この実施例では、吸気口18から吸い込まれた空気(外気)は、空気清浄機構24の脱臭フィルタ30を通過する際に、臭いを脱臭されると共に粗い塵埃が除塵され、引き続くHEPAフィルタ32を通過する際に、PM2.5の微細な塵埃を捕捉されて清浄になり、除菌フィルタ76を通過する際に、この除菌フィルタ76に保持されている除菌水を帯びる(含む)ことになる。
このように、除菌水を帯びる(含む)ようになった空気は、送風装置28に吸い込まれ、排気口20から装置10外に排気され、装置10の周囲の空間に放出され、この周囲の空間を、除菌することになる。具体的には、排気口20から排気された排気中に含まれる除菌水により、この装置10の周囲の空間中に存在する種々の菌が除菌されると共に、周囲の空間に存在する機器類の表面に付着している菌も、除菌されることになる。
一方、除菌フィルタ76に上方からかけられた除菌水は、除菌フィルタ76に保持されえなかった剰余分が、自重により下方に落下し、除菌水貯水槽58に回収され、再び、上記除菌動作に供されることになる。ここで、除菌フィルタ76から回収された除菌水は、除菌フィルタ76を通過する空気が、HEPAフィルタ32により、微細な塵埃を除塵されて清浄化されているので、当然に、微細な塵埃を含まない清浄化された除菌水となっている。この結果、除菌フィルタ76から落下してきて除菌水貯水槽58に回収された除菌水が、除菌水貯水槽58に既に貯水されている除菌水を、微細な塵埃で汚染することは、効果的に防止されることとなる。
このように、除菌フィルタ76から除菌水が回収されることにより、除菌水貯水槽58の除菌水は、常に補充されて、除菌に必要となる最低限の量しか、消費されないこととなり、これにより、除菌水生成装置60における除菌水生成時の負荷が、効果的に抑制されることとなる効果を達成することが出来る。
ここで、除菌フィルタ76から回収されてきた除菌水は、HEPAフィルタ32により微細な塵埃まで除塵されて清浄化されているので、除菌水貯水槽58に貯水されている除菌水を、微細な塵埃で汚染することが無く、除菌水貯水槽58に第2の連通部56aを介して連通されている次亜塩素酸水生成用貯水槽56内に貯水されている次亜塩素酸水を、微細な塵埃で汚染することも、効果的に抑制されることになる。この結果、従来のように、微細な塵埃で汚染されている電解水が混入することにより、電気抵抗値が増して、電解のための必要となる印加電圧を増大せざるを得ない事態が効果的に抑止され、電解水の生成功率の向上を果たす効果を奏する事ができるものである。
また、この実施形態の構成では、空気清浄装置24にも除菌機構26にも、送風装置28の吐出力でなく吸引力が作用するから、除菌機構26が大きな抵抗にならず、送風量の低下が少なくて済む効果が達成される。また、除菌フィルタ76を濡らすのが除菌水であるから、除菌フィルタ76自体を除菌することができることになる。
更に、この実施形態の構成においては、除菌フィルタ76を通過する正常化された空気に除菌水を含ませていて、これだけで、室内空間を充分に除菌・脱臭することが出来るものであるため、従来のようなミスト発生装置も、ミスト送風装置も必要とならず、装置10全体の構成の簡略化及び小型化及びコスト減を図ることが出来ることとなる。
空間除菌装置10を長期間使用していると、水が接触する箇所に水中のミネラルがスケールとなって付着する。実施形態の構成では、水が接触する箇所が水受けパン42を中心にまとまっているので、水受けパン42を引き出せば、水関係のメンテナンスが必要な箇所を筐体12の外に出すことができる。これにより、メンテナンスが楽になる。
以上、この発明の実施形態につき説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、上述した実施例においては、空気清浄機構24及び除湿機構25が介設された第1の送風路22aと、除菌機構26及び送風機構28が介設された第2の送風路22bとが、第1の送風路22aの第1の排気孔と第2の送風路22bの第2の吸気孔とが互いに一体的に、直列に連結した状態で共通の送風路22が構成されるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、第1の送風路22aの第1の吸気口18は筐体12に形成されていることに変わりはないが、これの第1の排気孔は、第2の送風路の第2の吸気孔に連結されることなく、筐体12の上部に形成されるように構成し、また、第2の送風路22bの排気口20(第2の排気孔)は、筐体12の上面後方に形成されることに変わりがないが、これの第2の吸気孔は、第1の送風路22aの第1の排気孔に連結されることなく、筐体12の前面に規定された3つのスリット18のうちの少なくとも1つに連通するように構成して、第1及び第2の送風路22a,22bを互いに独立した状態で構成するようにしても良いものである。
また、上述した実施例においては、除湿機構25は、デシカント方式の構造を備えるように説明したが、この発明はこのような構成に限定されることなく、例えば、コンプレッサー方式の除湿機構として構成しても良いものであり、更には、通過する空気中の水分を捕集してこれを凝集して排水する吸湿粒を備える構成としても良いものである。要は、この発明においては、筐体12内に外気の湿気から水分を捕集してこれを貯水槽に排水することのできる構成・材料(素材)であれば、何でも適用可能であることは言うまでもない。
この発明は、室内の除菌・清浄化に寄与するものであり、室内として、一般家庭の室内に留まらず、医療施設等の寝室・病室・手術室・処置室等にも、また、業務用の事務室等、人員が集まる部屋(空間)の環境改善等にも、広く利用可能であることはいうまでもない。また、電解次亜塩素酸水を生成するための水を、外部からの補水に頼らず、空気中の水分を捕集して、これを電解次亜塩素酸水の原料水として用いることができるため、水道水の水質や含有塩分濃度に依存することなく、世界中の何れにおいても利用することができるようになるため、その適用範囲は飛躍的に広がり、人類や家畜等の動物の健康の維持に貢献できるものである。
10 空間除菌装置
12 筐体
14 前カバー
16 操作パネル
18 吸気口
20 排気口
22 空気流通経路
22a 第1の送風路
22b 第2の送風路
24 空気清浄機構
25 除湿機構
26 除菌機構
27 ユニットハウジング
28 送風機構
29 導入開口
30 脱臭フィルタ
31 導出開口
32 HEPAフィルタ
33 除湿通路
34 シロッコファン
35 デシカントローター
36 モータ
37 電熱ヒーター
38 ファンケーシング
38a 吐出口
38b 吸気口
38c 副吐出口
39 熱交換器
40 給水装置
41 導管
42 水受けパン
43 冷却板
44 カバー
45 貯水槽
46 凹部
48 除菌部
50 給水タンク
52 未処理水貯水槽
52a 第1の連通部
54 突起
56 次亜塩素酸水生成用貯水槽
56a 第2の連通部
58 除菌用貯水槽
60 次亜塩素酸水生成装置
62 電極
66 コネクタ
68 支柱
70 軸受け部
72 ホイール
72a ハブ
72a1 内側ハブ部
72a2 外側ハブ部
72b リム
72c 正面側スポーク
72d 背面側スポーク
72e 支軸
72f 入力歯車
72l ホイールベース
72m ホイールキャップ
72h 傾斜面
72i リブ
72j 傾斜面
72k リブ
74 除菌部
76 除菌フィルタ
76a 円錐面
78 バケット
34A 係合部
80 モータ
80a 出力歯車
82 中間歯車
84 囲い
84a 部分囲い
84b 部分囲い
12 筐体
14 前カバー
16 操作パネル
18 吸気口
20 排気口
22 空気流通経路
22a 第1の送風路
22b 第2の送風路
24 空気清浄機構
25 除湿機構
26 除菌機構
27 ユニットハウジング
28 送風機構
29 導入開口
30 脱臭フィルタ
31 導出開口
32 HEPAフィルタ
33 除湿通路
34 シロッコファン
35 デシカントローター
36 モータ
37 電熱ヒーター
38 ファンケーシング
38a 吐出口
38b 吸気口
38c 副吐出口
39 熱交換器
40 給水装置
41 導管
42 水受けパン
43 冷却板
44 カバー
45 貯水槽
46 凹部
48 除菌部
50 給水タンク
52 未処理水貯水槽
52a 第1の連通部
54 突起
56 次亜塩素酸水生成用貯水槽
56a 第2の連通部
58 除菌用貯水槽
60 次亜塩素酸水生成装置
62 電極
66 コネクタ
68 支柱
70 軸受け部
72 ホイール
72a ハブ
72a1 内側ハブ部
72a2 外側ハブ部
72b リム
72c 正面側スポーク
72d 背面側スポーク
72e 支軸
72f 入力歯車
72l ホイールベース
72m ホイールキャップ
72h 傾斜面
72i リブ
72j 傾斜面
72k リブ
74 除菌部
76 除菌フィルタ
76a 円錐面
78 バケット
34A 係合部
80 モータ
80a 出力歯車
82 中間歯車
84 囲い
84a 部分囲い
84b 部分囲い
Claims (16)
- 第1の吸気口及び第1の排気口を互いに連通する第1の送風路と、
第2の吸気口及び第2の排気口を互いに連通する第2の送風路と、
この第1の送風路に介設され、前記第1の吸気口から導入された空気中の湿気を除湿し、除湿された空気を前記第1の排気口から排気すると共に、除湿により生成された水分を排水する除湿手段と、
前記排水された水を貯める貯水手段と、
この貯水槽手段に貯留した水に塩を加えた塩水から次亜塩素酸水を電解生成する電解次亜塩素酸水生成手段と、
この電解次亜塩素酸水生成手段で生成された次亜塩素酸水が供給され、該次亜塩素酸水を吸水すると共に、前記第2の送風路中に通風可能に配設された除菌フィルタと、
を具備することを特徴とする空間除菌装置。 - 前記第1及び第2の送風路は、互いに独立した状態で筐体内に配設され、
前記第1の排気孔、第1の排気孔、第2の吸気孔並びに第2の排気孔は、前記筐体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の空間除菌装置。 - 前記第1の送風路の第1の排気孔は、前記第2の送風路の第2の吸気孔に連結され、前記第1の送風路と2の送風路とは、1本の送風路に共通化された状態で筐体内に配設され、
前記第1の吸気孔及び第2の排気孔は、前記筐体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の空間除菌装置。 - 前記除菌フィルタは、前記除湿手段よりも、送風方向に沿って下流側に配設され、該除湿手段により除湿された空気に、次亜塩素酸水を含ませることを特徴とする請求項3に記載の空間除菌装置。
- 前記貯水手段は、外部から補水可能に、また、外部に排水可能になされた貯水槽を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の空間除菌装置。
- 前記貯水槽は、前記筐体に対して着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項5に記載の空間除菌装置。
- 前記除菌フィルタよりも、前記第2の吸気口側の前記第2の送風路内に配置された除塵用のHEPAフィルタと、
前記第2の吸気口から導入され、前記HEPAフィルタ及び前記除菌フィルタを順次通風して、前記第2の排気口から排気される空気流を、前記第2の送風路内に生成する送風手段と、
を更に具備し、
前記HEPAフィルタで除塵され、前記次亜塩素酸水を吸水した除菌フィルタを通風することにより次亜塩素酸水分を含む清浄空気を、前記第2の排気口から前記筐体外に排気して、前記筐体の周囲の空間を除菌・清浄化すると共に、
前記除菌フィルタに供給された次亜塩素酸水のうち、前記通風後の余剰の次亜塩素酸水を前記貯水手段に回収することを特徴とする請求項6に記載の空間除菌装置。 - 前記HEPAフィルタは、PM2.5の除塵能力を発揮するよう形成されていることを特徴とする請求項7に記載の空間除菌装置。
- 前記除菌フィルタには、前記HEPAフィルタにより除塵された空気が通風され、
前記貯水槽には、前記HEPAフィルタにより除塵された空気と接触した電解次亜塩素酸水が、前記除菌フィルタにおいて余剰の電解次亜塩素酸水として回収されることを特徴とする請求項8に記載の空間除菌装置。 - 前記HEPAフィルタは、前記第2の送風路の送風面積の全面を覆うように配設されていることを特徴とする請求項9に記載の空間除菌装置。
- 前記HEPAフィルタよりも、前記第2の吸気口側の前記送風路内に、該第2の送風路内を送付される空気を脱臭する脱臭フィルタが配設されていることを特徴とする請求項7に記載の空間除菌装置。
- 前記脱臭フィルタは、活性炭を含有することを特徴とする請求項11に記載の空間除菌装置。
- 前記除湿手段は、デシカント方式の除湿機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の空間除菌装置。
- 前記デシカント方式の除湿機構は、
吸湿性を有し、通過する空気中の水分を吸着するゼオライト製の除湿ローターと、
この除湿ローターを加熱して、該除湿ローターから高温高湿の空気を放出させるヒーターと、
前記除湿ローターから放出された高温高湿の空気を冷却して、水分を凝集させる熱交換器と、
前記除湿ローターで発生した高温高湿の空気を前記熱交換器に導く導通路と、
を備え、
前記熱交換器で凝集された水分が、前記排水口から排水されて、前記貯水槽に貯留されることを特徴とする請求項13に記載の空間除菌装置。 - 前記除湿手段は、コンプレッサー方式の除湿機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の空間除菌装置。
- 前記除湿手段は、通過する空気中の水分を捕集して、前記貯水槽に貯留させる吸湿粒を備えることを特徴とする請求項1に記載の空間除菌装置。
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