JP6372786B1 - 空気清浄機 - Google Patents

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Abstract

【課題】取り扱いが簡便かつ構造的に簡素で、空気中に浮遊する埃、微粒子を水が湿潤したフイルターで効率よく捕集出来る空気清浄器を提供する。
【解決手段】埃、微粒子を含んだ空気を機内に吸い込むファン4と埃、微粒子を捕集するフイルター2と本体の下方に設けられた水を貯留する貯留部3を有し、フイルター2の下部は水の貯留部3に貯留された水に浸されていて、その貯留部3の水は液封効果の役目を果たしている。フイルター2は水で湿潤していて効率よく埃、微粒子を捕集出来る。
【選択図】図1

Description

本発明は空気清浄機に関する。
空気中の埃、微粒子を捕集する空気清浄機には乾式空気清浄機と湿式空気清浄とが知られている。例えば湿式空気清浄機としては特許文献1に記載された湿式空気清浄機が開示されている。空気清浄の手段として回転するフイルターとフイルターを取り付ける枠体は空気が通過する欠円形状の開口が有る。筐体の吸気口も欠円形状の開口が一か所有り双方の欠円形状の開口を合致させて空気を通過することにより空気清浄を行う。空気内の塵芥を捕集したフイルターは下方の水槽内を通ることによって洗浄される構造になっている。
特開平09−075649号公報
しかしながら特許文献1に記載された湿式空気清浄機に於いて次に掲げる問題
点が有る。
フイルターに捕集された空気中の塵芥はフイルターの繊維等の表面及び内部
に付着する為、下方の水の容器内に浸しながら、フイルターを回転させて水の中を通過させるだけでは自動的にフイルターの洗浄をすることが出来ない。そのため分解、掃除を行い乾燥後に組み立てて再使用するか、或はフイルターを交換することになるが構造的にはロッドを中心とした回転構造となっていてエアーシール摺動部も含め分解、掃除、乾燥後の組立てが難しい。又水を入れる容器にフイルターで捕集した塵芥の一部が沈殿することとなるが構造が複雑のため清掃がし難い。
フイルター枠はロッドを中心として回転する構造になっているため外周のエアーシールを確実にしなければならい。そのためフイルター枠体を押し付けて、摺動しながら回転するようになるが、フイルター枠体の通気口が欠円形状になっていて筐体開口部分の縁でエアーシール材を損傷して剥離させる可能性がある。
そのためフイルターの駆動方法は前記を考慮しなくてはならず、又検知器も誤動作する可能性が有りそのため緩慢にフイルターを回転させなければならない。原動機は減速比の大きい重量の重い減速モーターか或はモーターをインバーター制御する事となり、いずれにしても価格的には高価になる。
フイルターは枠体及び筐体の欠円孔が合致した孔一か所より通気することとなり所定の風量を得るにはフイルターの圧損を考慮して排気フアンの静圧を高くすることが必要になる。その場合は馬力も大きくなり排気フアンの発生する回転音及びフイルターを風が通過する音も大きくなり騒音の元となる。
本発明の目的は取り扱いが簡便で構造的に簡素であり、湿潤したフイルターで埃、微粒子を効率よく捕集すると共に衛生的に使用することが出来る空気清浄機を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に記載の空気清浄機は、本体側面に空気の取り入れ部が設けられ本体下部に水の貯留部が設けられている筒状の本体と、前記本体の内部に設置された除塵用の筒状のフイルターと、前記フイルターが装着される通気孔が形成された内筒と、前記本体の上部に座板を介して設けられ前記空気の取り入れ部から取り入れた空気を前記フイルターの内側を経て前記本体の外に排出するフアンと、を有し、前記フイルターは繊維生地、不織布の少なくともいずれか一つによって形成され、また、前記フイルターは前記内筒に着脱自在に巻き付けて装着されており、前記フイルターの下部は前記本体の前記水の貯留部に貯留された水に浸されていて、前記水の貯留部の水は前記フイルターを液封する役目を果たしていて、前記フイルターの内側と外側の間で生ずる圧力差を維持する事で前記空気取り入れ部から取り入れた空気の全量が前記フイルターを通過する空気清浄機であって、前記本体の上部に設けられ前記ファンによって前記本体内に取り入れられる前記空気を一定方向に排出するトップフードと、前記トップフードの頭頂部に設けられ前記フイルターへ前記水を滴下供給する給水容器と、前記トップフード内部に前記給水容器に連通して設けられ前記給水容器から滴下する水を前記フイルターへ導く配管と、を有し、前記配管から導かれて前記フイルター内で飽和状態になった前記給水容器からの水は、毛管現象により前記本体内の前記水の貯留部に流下することを特徴とするものである。
本発明の空気清浄機に使用するフイルターは、通気性、保湿性、吸水性が優れている一般の汎用品であるタオル地、綿さらし等の繊維生地、不織布が縫合成形加工して形成されている。そのために両端縦方向に面ファスナーを縫い付けることによりフリーサイズでフイルターを内筒に巻き付けて使用する事も出来る。フイルターの汚れの状態は本体を解体することなく外面より目視にて確認出来る構造に成っている。埃、微粒子が付着し汚れたフイルターは汚れを洗い流し乾燥後再度使用が出来るため経済的にも衛生的にも優れている。
本発明の空気清浄機は、加湿機能を有しており、フイルターに滴下供給される水は塩素により消毒された常温の水道水を使用し、常温で水道水が蒸発する事により消毒成分の塩素が除去されずそのことにより消毒作用のある塩素の効果が持続し、細菌やカビ、雑菌等の繁殖を防ぎ加湿器病等の発症を抑えることが出来る。又、常にフイルターが飽和状態の水に濡れていて水溶性の物質であるホルムアルデヒド等を吸収することが出来るためアレルギー症等を抑えることが出来る。又、フイルターは内筒より簡単に脱着が出来るためメンテナンスが容易であり、汚れたフイルターは洗濯後天日にて乾燥を行うことで衛生的に使うことが出来る。本発明の空気清浄機は、暖房により温度が高く湿度が低い室内に於いては空気清浄機と加湿機として使用が出来ると共に、温度が高く湿度も高い夏場に於いて空気清浄と上半身へのスポット冷風扇として利用が出来る。又いろいろな形態、状況、条件に対応が出来ることで小型空気清浄機の応用範囲は家庭の居間、寝室、子供の部屋、公共の各施設、病院の待合室、医務室、ホテル旅館の客室、一般の事務所、自動車車内等広範囲に使用が出来る。本発明は卓上式小型空気清浄機から室内の空気を循環させて空気を清浄、加湿する中型の循環型空気清浄機に使用が出来る。
本発明の空気清浄機は、フイルターが繊維生地、不織布の少なくともいずれか一つによって形成されていると共に給水容器から配管を介して水をフイルターに対して滴下供給するため、内筒へのフイルターの着脱等の取り扱いが簡便で構造的に簡素であり、フイルターはタオル地、綿さらし等の繊維生地、不織布に水を湿潤させて空気中の埃、微粒子を効率良く捕集すると共に繰り返し使用する事が出来る。また、フイルターをm成する繊維生地がタオル地の場合にはタオル地は無撚糸地タオル或いはパイル地タオルに於いては編み目及び裏表のループ状に編であるループに水が溜まるため保水効果が大きく空気を清浄する濾過表面積も大きく埃、微粒子の捕集効率も大きい。
本発明の空気清浄機に対して、従来市販されている空気清浄機は構造が複雑で高価でありメンテナンスも手間が掛かり又フイルターも使い捨てで有り購入費用も高価である。
本発明の空気清浄機は構造的にも簡素で価格も廉価であり取り扱いも簡便である。又タオル地、綿さらし等の繊維生地、不織布等に毛管現象で水が湿潤したフイルターを埃、微粒子等で汚れた空気が通過するため効率よく空気を清浄すると共に常温に於いて塩素で消毒された水道水をフイルターから潜熱で蒸発する加湿機能を持っている。
本発明の一実施形態を示す空気清浄機の実験機を示す組立図である。 本発明の他の実施形態を示す卓上式空気清浄機を示す模式図で(A)は全体図を示し(B)は部分図を示す 図2に示す卓上式空気清浄機に用いられる給水容器を示す模式図である。 図1に示す空気清浄機の実証機使用前フイルターを示す。 図1に示す空気清浄機の実証機外観を示す。 図1に示す空気清浄機の実証機使用後フイルターを示す。 図1に示す空気清浄機の実証機サンプル水採取容器を示す。
本発明の実施形態に係る空気清浄機は多種な形態、形状に対応が出来ると共に小型の空気清浄機に好ましく用いることが出来る
図1は本発明の実施形態に係る空気清浄機を示す基本組立図である。図1に於いて、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽、Wは水、AIは入空気、AOは出空気である。補給水タンクより重力で水をフイルター全面に供給しフアンで空気を吸い込み空気清浄の実証実験を行えると同時に加湿機能の実証実験が行える空気清浄機を示す実験機組立図である。
本発明の実施形態に係る空気清浄機に於いてフイルターに使用する材料は一般に市販されているタオル地、綿サラシ等の繊維生地、不織布等を縫合成型加工して使用する。本フイルターは廉価であり通気性、保湿性、吸水性に優れて居り、洗濯後天日干しを行い何度でも再使用が出来るので衛生的にも優れているし加工性も良い。
本発明の実施形態に係る空気清浄機に於いて全面に水が湿潤しているフイルターを空気が通過する時にタオル地、綿さらし等の繊維生地の圧力損失は小さく又不織布の圧力損失は繊維生地に比べ若干大きいが適時な風量を得るにはフアンの静圧を若干高くすれば良い。本発明の空気清浄機は産業用としても利用が可能で有り、例えば多量の粉塵、埃、微粒子を含んだ高温、高湿度のガスを冷却並びに蒸気の凝縮させるスクラバーとして利用が出来、フイルターは帆布を縫合成型加工して使っても良い。
図2に於いて本発明の実施形態に係る空気清浄機は、側面に空気取り入れ部302が設けられている筒状の本体301、本体301の内部に設置された筒状のフイルター311を装着する内筒303と、内筒303の上端に位置する座板314上に設置され本体301の空気取り入れ部302から空気AIがフイルター311の内側を経て本体301の外に空気AOを排出するフアン310と、本体301の上部に設置されていて本体301内に取り入れた空気AOを一定方向に排出するトップフード304と、を備えている。フイルター311への水Wの供給トップフード304の頭頂部に給水容器401を設置しトップフード304内部に設けられた配管306で給水容器401内の水Wをフイルター311に滴下供給する。フイルター311内で飽和状態になった水Wはフイルター311を経て本体301の下部に設けられている水の貯留部312に流下する。トップフード304より排風する空気AOの出口には流れを安定させるスタビライザー316が取り付けてある。水の貯留部312の下方にターンテーブル310を設けてトップフード304から排風する空気AOの方向をターンテーブル310で風の向きを変えることが出来る。又はターンテーブル310を設けないで使用する事も出来る。又トップフード304のドーム形状を平板にすることも出来る。又平板にすることにより給水容器401を設置するボス305を偏心させても良い。
図2、図3に於いて本発明の実施形態に係る空気清浄機内のフイルター311への水Wの給水には、密封型の給水容器401からの水Wがトップフード304内に設けられた配管306で座板314の通水孔313に導かれてフイルター311上端に滴下し、フイルター311へ供給される。密閉型の給水容器401のキャップ402はねじ込み式になっている。給水ノズル403はパイプでその中心に水Wを滴下させる役を果たす芯金404が通して有り、水Wは芯金を伝わって給水ノズル403の先端から滴下する。給水ノズル403はパイプで半割になっていて、半割パイプは芯金の先より滴下した水Wの分量の空気が水Wの表面張力に打ち勝って密封型の給水容器に空気が入る構造に成っている。多孔板、金網等の内筒303とフイルター311との間には隙間315が有り、内筒303の開口率に関わらず空気AOが水の貯留部312から露出したフイルター311の全面積を通過する様になっている。フアン310の電源は100V電源ケーブル及び12Vアダプター電源ケーブル又は5VUSB電源ケーブルを使用する。電通管307内に電源ケーブル309を通してフアン310とDCジャックで結線する。電源と空気清浄機の間に電圧制御器を設け回転数を変化させることにより風量と静圧を変えることが出来る。
図2に於いて本発明の実施形態に係る空気清浄機の空気取り入れ部302は開口率の大きい多孔板になっていてその孔よりフイルター311の汚れの状態を外側より目視、確認が出来る構造に成っている。又使用材質は貯留部312、空気取り入れ部302、内筒303、トップフード304等の接液部はステンレス鋼、アルミニウム、青銅、成形プラスチック等の材質の組み合わせが出来る。
次に本発明の実施例について説明する。図4は実証実験用の空気清浄機の実証機を示す。フイルター501は実証実験前の状態で、実証機はフイルター501を装着する内筒が設けて有り内筒の上部にフアンが設置されていて内筒の上方にはトップフード503設けられている。フイルター501を装着する内筒の下部に仮設の水の貯留部502を設けて水を溜めて液封部を作りフアンによって発生するフイルター501の内側と外側の圧力差を仮設の水の貯留部502の水で液封する事で空気の全量がフイルター501を通過し、空気を清浄、加湿し、トップフード503の外部に排風する。フイルター501水を供給するにトップフード503の頭頂部に給水容器504を設置しトップフード503内部に設けられた配管で給水容器504内の水をフイルター501滴下供給する。フイルター501内で飽和状態になった水は毛管現象でフイルター501を経て仮設の水の貯留部502に流下する
図5本発明の空気清浄機の実証機の外観図を示す。
本発明の実施形態に係る空気清浄機の実証機に於いて図6は約20日間実証実験後のフイルター505に付着した埃、微粒子の汚れの状態を示す。
本発明の実施形態に係る空気清浄機に於いて図7は実証実験前の澄んだ水の容器506であり、容器507内の水は実証実験後フイルター505に付着した埃、微粒子を洗い落して採取した水の汚れ状態を示す。容器507内の水は採取した粒度の大きい埃、微粒子は沈降し容器底に沈殿している。水中には沈降しない極微粒子が浮遊して居りコロイド状態になっている。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第1の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は不織布を使用した。加湿機能データーは表1に示す。
フアンの仕様は風量1時間当たり54NM3、静圧は水柱44Pa、1時間当たりのフアンの乾燥空気量は69.867kgである。フイルターの空気の通過面積は0.112M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度21℃、関係湿度38%の時、実験機の排気温度は19℃、関係湿度54%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.038kgであり所要乾燥空気量は一時間当たり25.06kgであるため空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり約21M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果,例えば部屋の容積が約28.5M2(8畳間)の場合24時間当たり約17.7回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第2の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は編み目が密のタオル地を使用した。加湿機能データーは表2に示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.112M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度22℃、関係湿度46%の時、実験機の排気温度は18℃、関係湿度75%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.075kgであり所要乾燥空気量は1時間当たり35.1kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり29.5M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合24時間当たり約24.8回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第3の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルター布の素材は編み目が粗いタオル地を使用した。加湿機能データーは表3示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.112M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度22℃関係湿度47%の時、実験機の排気温度は16℃、関係湿度は84%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.110kgであり所要乾燥空気量は1時間当たり61.35kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり51.8M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合24時間当たり約43.6回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機に加湿実証実験を行った。第4の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は綿サラシを使用した。加湿機能データーは表4に示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.112M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度21℃、関係湿度50%の時、実験機の排気温度は18℃、関係湿度73%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.043kgであり所要乾燥空気量は1時間当たり25.7kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり21.0M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合24時間当たり約21回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第5の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は編み目が密のタオル地を使用した。加湿機能データーは表5に示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.088M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度19℃関係湿度37%の時、実験機の排気温度は17℃、関係湿度は62%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.061kgであり所要乾燥空気量は1時間当たり26.3kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり21.8M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合24時間当たり約18.3回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿効果が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第6の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は編み目が粗いタオル地を使用した。加湿機能データーは表6に示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.088M2の時の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度20℃、関係湿度40%の時に実験機の排気温度は15℃、関係湿度は75%になった。1時間当たりの水の気化量は0.078kgであり所要乾燥空気量は1時間当たり36.4kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり30.3M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54Nm3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合24時間当たり約25.5回空気が空気清浄機を通過する事となる。
本発明の実施するための形態に係る空気清浄機は加湿機能が有り実験機にて加湿実証実験を行った。第7の実証実験は図1に示す空気清浄実験機でフイルターの素材は綿サラシを使用した。加湿機能データーは表7に示す。
フアンの仕様は第1の実証実験と同様、フイルターの空気通過面積は0.088M2の実証実験データーは下記の如くになった。符号Wは水、101は水の貯留部、102はフイルター、103は給水部品、104はフアン、105は補給水タンク、106は貯留槽である。実験機の吸気温度は23℃、関係湿度は60%の時に実験機の排気温度は21℃、関係湿度は77%になった。1時間当たりの水の気化量は実測値0.037kgであり所要乾燥気量は1時間当たり26.4kgとなる。故に空気清浄実験機のフアンの風量は1時間当たり22.5M3になる。フアンの仕様に於いて1時間当たりの風量は54NM3でありその差がフイルターを空気が通過する時の抵抗値となる。本実証実験の結果、例えば部屋の容積が約28.5M3(8畳間)の場合約19回空気が空気清浄機を通過する事となる。
101 水の貯留部
102 フイルター
103 給水部品
104 フアン
105 補給水タンク
106 貯留槽
201 水の貯留部
301 貯留部
302 空気取り入れ部
303 内筒
304 トップフード
305 ボス
306 給水配管
307 電通管
308 液面計
309 アダプターケーブル
310 フアン
311 フイルター
312 水の貯留部
313 通水孔
314 座板
315 隙間
316 スタビライザー
401 給水容器
402 キャップ
403 給水ノズル
404 芯金
501 実証実験前のフイルター
502 水の仮貯留部
503 実証実験機トップフード
504 実証実験機給水容器
505 実証実験後の微粒子が付着したフイルター
506 実証実験前の水の容器
507 実証実験で微粒子を採取後のコロイド状サンプル水
AI 入り空気
AO 出空気
W 水

Claims (1)

  1. 本体側面に空気の取り入れ部が設けられ本体下部に水の貯留部が設けられている筒状の本体と、前記本体の内部に設置された除塵用の筒状のフイルターと、前記フイルターが装着される通気孔が形成された内筒と、前記本体の上部に座板を介して設けられ前記空気の取り入れ部から取り入れた空気を前記フイルターの内側を経て前記本体の外に排出するフアンと、を有し、前記フイルターは繊維生地、不織布の少なくともいずれか一つによって形成され、また、前記フイルターは前記内筒に着脱自在に巻き付けて装着されており、前記フイルターの下部は前記本体の前記水の貯留部に貯留された水に浸されていて、前記水の貯留部の水は前記フイルターを液封する役目を果たしていて、前記フイルターの内側と外側の間で生ずる圧力差を維持する事で前記空気取り入れ部から取り入れた空気の全量が前記フイルターを通過する空気清浄機であって、前記本体の上部に設けられ前記ファンによって前記本体内に取り入れられる前記空気を一定方向に排出するトップフードと、前記トップフードの頭頂部に設けられ前記フイルターへ前記水を滴下供給する給水容器と、前記トップフード内部に前記給水容器に連通して設けられ前記給水容器から滴下する水を前記フイルターへ導く配管と、を有し、前記配管から導かれて前記フイルター内で飽和状態になった前記給水容器からの水は、毛管現象により前記本体内の前記水の貯留部に流下することを特徴とする空気清浄機。
JP2017118590A 2017-06-16 2017-06-16 空気清浄機 Active JP6372786B1 (ja)

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