JP6735434B2 - 空気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、細菌やウィルスなどの浮遊微生物や臭気成分を除去する空気浄化装置に関する。

水を電気分解して電解水を生成し、この電解水をフィルタ部材へ供給し、このフィルタ部材に室内空気を通過させることで、室内空気中に浮遊する細菌やウィルスなどの浮遊微生物や臭気成分等の除去を行う空気浄化装置が既に提案されている。従来、この種の空気浄化装置の構造は以下のようになっていた。

すなわち、トレイと、電極と、電極により水を電気分解する電解槽と、電解水が供給されるフィルタ部材と、フィルタ部材に室内空気を送る送風ファンを筐体内に備えている。加えて、トレイの内部の水路を経由して電解槽で生成された電解水をフィルタ部材へ供給している。（例えば下記特許文献１）。

特開２０１４−１９０５５３号公報

このような従来の空気浄化装置においては、電極により生成した電解水が水路を経由し次第にフィルタ部材の近傍へ拡散し、フィルタ部材に到達した電解水の作用により微生物除去性能を発揮するものである。

電解水を生成する電解槽は、高濃度の電解水を短時間で生成するために電解槽の実質的な容量を制限する必要があり、フィルタ部材とは狭い水路を介して接続されている。

電解槽からフィルタ部材への電解水の供給は狭い水路を経由した水中の拡散によるものであることから、室内の臭気成分濃度が何らかの理由で急に増加した場合など、室内空気を急速に浄化する必要がある場合に、フィルタ部材付近での電解水の濃度を速やかに上昇させることが求められていた。

また、運転を停止していた空気浄化装置を運転再開させる際、運転を停止する直前まで除菌脱臭に使用していた古い電解水（トレイ内に滞留中）を除去するために、ポンプによりトレイ内のフィルタ部材近傍の古い電解水を排水する。

トレイ内の古い電解水を排水すると、給水タンクより新たな水（電解されていない水）がトレイに供給され、フィルタ部材付近での電解水濃度は低下する。

そのため、運転を停止していた空気浄化装置を運転再開する場合には、フィルタ部材付近での電解水の濃度を速やかに上昇させることが求められていた。

そこで本発明は、電極により生成した電解水を速やかにフィルタ部材へ移動させることでフィルタ部材に含まれる電解水の濃度を上昇させ、速やかに除菌脱臭効果を発揮する空気浄化装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、内部に電極を有する電解槽と、内部にフィルタ部材と排水手段を有する貯留槽と、前記電解槽と前記貯留槽を備えたトレイと、排水タンクと、制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記電極による電気分解が終了した時に、前記貯留槽内の水を排水する前記排水手段を動作させることで、前記電極による電気分解で前記電解槽内に生成した電解水を、前記フィルタ部材を有する前記貯留槽に供給することを特徴とした空気浄化装置であり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、内部に電極を有する電解槽と、内部にフィルタ部材と排水手段を有する貯留槽と、前記電解槽と前記貯留槽を備えたトレイと、排水タンクと、制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記電極による電気分解が終了した時に、前記貯留槽内の水を排水する前記排水手段を動作させることで、前記電極による電気分解で前記電解槽内に生成した電解水を、前記フィルタ部材を有する前記貯留槽に供給する構成にしたことにより、空気を急速に浄化する必要がある場合や、運転を停止していた空気浄化装置を運転再開させる場合など、電気分解が終了した時に行う排水によって貯留槽内の水が減少し、電解槽内の電解水がフィルタ部材を有する貯留槽に速やかに供給されるので、フィルタ部材及び貯留槽内の電解水濃度が目的濃度に到達する時間を短縮し、速やかに除菌脱臭効果を発揮することができる空気浄化装置を提供す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の空気浄化装置の断面の概略図 本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図 （ａ）本発明の実施の形態１の空気浄化装置の排水タンクの初期状態の概略断面図、（ｂ）同排水タンクの初期排水後の概略断面図、（ｃ）同排水タンクの満水時の概略断面図 各検知手段の信号出力と、電極および排水手段の動作の関係を示す図

本発明の請求項１記載の空気浄化装置は、内部に電極を有する電解槽と、内部にフィルタ部材と排水手段を有する貯留槽と、前記電解槽と前記貯留槽を備えたトレイと、排水タンクと、制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記電極による電気分解が終了した時に、前記貯留槽内の水を排水する前記排水手段を動作させることで、前記電極による電気分解で前記電解槽内に生成した電解水を、前記フィルタ部材を有する前記貯留槽に供給する構成を有する。これにより、トレイ内の電解水を排水することで、連通する電解槽内の電解水を直ちにフィルタ部材に移動させることとなるので、フィルタ部材及びトレイ内の電解水濃度が目的濃度にすばやく到達し、除菌脱臭効果を高めることができるという効果を奏する。

また、排水タンクにおいては、満水検知手段を備え、前記満水検知手段が満水を検知していない場合に、前記排水手段を動作させるという構成にしてもよい。これにより、初期排水検知手段が動作開始後に行うトレイ内の排水を検知し、満水検知手段が、電解水をフィルタ部材へ供給するための排水時における満水状態を検知することとなるので、給水タンク及び排水タンク取り付け後の運転においては確実に排水が行われ、トレイ内の汚れた電解水を除去し、さらに電解によって生成される新たな電解水をすばやくフィルタ部材に供給することで、除菌脱臭効果をさらに高めることができる。

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に示すように本実施の形態の空気浄化装置は、本体ケース１を備え、その側面には室内空気を吸い込む吸込口２と、天面には浄化された空気を吹き出す吹出口３、内部には吸込口２から吹出口３を連通する空気風路４が設けられている。加えて本体ケース１内には、空気風路４内を吸込口２から吹出口３に向けて空気を流す送風手段５と、フィルタ部材６が設けられている。フィルタ部材６はその表面に複数の開口部を有する回転可能な中空円筒形状であり、フィルタ部材６の表面が空気風路４を遮るように設けられている。

送風手段５は、本体ケース１の上部に設けられ、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。

また本体ケース１下部には給水タンク７と排水タンク８とトレイ９が設けられており、これらは本体ケース１から取り外すことが可能である。トレイ９内には電極１０を有する電解槽１１と、フィルタ部材６と排水手段１２とを有する貯留槽１３が設けられている。貯留槽１３の内部において、フィルタ部材６の下部は電解水中に浸漬されている。排水手段１２は貯留槽１３の内部の電解水を排水タンク８に排出されるように配管で接続されている。ここで、本実施の形態における排水手段にはポンプを使用している。また、高濃度の電解水を短時間で生成するために電解槽１１は容量を制限する必要があり、貯留槽からの過度な逆流を防ぐ必要もあるので、電解槽１１と貯留槽１３は下部に隙間を有する仕切り板１４によって分割され、電解槽１１と貯留槽１３の間において水の自由な移動が制限されている。また、排水タンク８には初期排水検知手段１５と満水検知手段１６が設けられている。本体ケース１内には制御手段１７が設けられており、初期排水検知手段１５と満水検知手段１６と制御手段１７の信号出力を処理することによって排水手段１２の動作が制御されている。

続いて、図２には空気浄化装置の外観を示す。図１の説明で前述したように、本体ケース１は略箱形状であり、本体ケース１の両側面には、略四角形状の吸込口２が設けられ、また本体ケース１の天面には、略四角形状の吹出口３が設けられている。吸込口２から空気浄化装置に吸込まれた室内空気は、除菌脱臭されて吹出口３から再び室内に吹出される。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、水位に伴って変化する排水検知の例を示した排水タンク８の側断面図である。排水タンク８には初期排水検知手段１５と満水検知手段１６が設けられている。本実施の形態においては初期排水検知手段１５と満水検知手段１６は磁気センサーを利用したフロートスイッチを使用している。排水タンク内部の水面が上昇すると、浮力によって変化するフロートスイッチの傾きの変化を排水タンク側面に設けられた磁気センサーが検知することで排水タンク内部の水面上昇を検知する。本発明の実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、排水タンク８に設けた初期排水検知手段１５が本体の作動開始に伴う貯留槽からの排水による排水タンク８内の水面上昇を検知し、図３（ｃ）に示すように、満水検知手段１６が排水タンク８の満水を検知し、制御手段１７に伝達する。図３（ａ）に示すように運転開始・再開前には、使用者が排水タンク８を取り外して排水タンク内部の水を排水しているので、排水タンク８は渇水状態のため初期排水検知手段１５、満水検知手段１６はともに検知を行わない。続いて運転開始・再開直後には貯留槽１３内の排水が行われ、貯留槽１３の貯水容量と同等量が排水されると、図３（ｂ）に示すように初期排水検知手段１５が検知を行い、制御手段１７が排水手段１２を停止させる。以後、定期的な電解と排水を繰り返し、最終的に排水タンク８が満水になると図３（ｃ）に示すように満水検知手段１６が満水を検知し、それ以降、制御手段１７は排水手段１２を動作させなくなる。運転開始・再開直後に貯留槽１３の貯水容量と同等量を排出する動作を初期排水とする。

なお、初期排水の目的は、運転開始・再開前にすでに貯留槽１３内に滞留していた古い電解水（室内空気と接触して除菌脱臭効果が低減している）を排出することであるから、フロートスイッチである初期排水検知手段１５は、排水手段１２の流量や運転時間に係らず、実際に貯留槽１３の貯水容量と同量の排水量を直接検知することで、古い電解水の排出完了を確実に検知することができる。

続いて空気浄化装置の動作のうち本発明の実施の形態に係る部分の主要な動作について説明する。

図４に動作中の各検知手段の信号出力の状態と電極１０と排水手段１２の動作の状態について示す。本体の運転を開始すると、まず排水手段１２が作動し、初期排水を行い貯留槽１３内の古い電解水が排水され、給水タンク７より新しい水が供給される。このように、空気浄化装置を運転再開させる際、運転を停止する直前まで除菌脱臭に使用されており室内空気と接触して除菌脱臭効果が低減した古い電解水を除去するための排水を初期排水とする。初期排水により排水タンク内の水位上昇が初期排水検知手段１５により検知されると制御手段１７は排水手段１２の動作を停止し、初期排水が終了される。次に、制御手段１７は電極１０による電解を開始し、電解槽１１内に高濃度の電解水が生成する。さらに電解終了後に制御手段１７は再び排水手段１２によって貯留槽１３内の水の一部を排水する。これに伴い、電解槽１１内の電解水が貯留槽１３へと流れ込む。

これにより、フィルタ部材６が貯留槽１３において電解水を吸収することとなる。次に、制御手段１７は送風を開始し、電解水を吸収したフィルタ部材に室内空気を通すことで、電解水によって細菌や臭気成分が空気中から除去される。

本実施の形態においては、この電解終了後の排水によって、貯留槽１３内の水が減少し、その分の電解水が連通する電解槽内から供給されることで、速やかな除菌脱臭効果をもたらす。

なお、本実施の形態においては、電解槽１１と貯留槽１３との分離接続に仕切り板を使用しているが、必ずしも仕切り板である必要はなく、貯留槽１３から電解槽１１への逆流を抑制するなどの目的で、水が必要以上に移動することを制限できれば、細いパイプ等、その他の手段で分離接続してもよく、排水手段１２の動作により電解槽１１から貯留槽１３へ電解水を供給する構造であればよい。

また、排水タンク８の容量は、運転開始・再開前にすでに貯留槽１３の内部に滞留していた古い電解水の容量と、電解槽１１と同等の容量をあわせた容量以上であればよく、初期排水時に排水された古い電解水と電解終了後の排水を収容できる容量であれば本実施の形態の効果を得ることができる。

また、本実施の形態での排水手段１２はポンプを使用しているが、貯留槽１３からの排水が可能な機構であれば良いので、その構造は特に限定されず、例えば、貯留槽下部にバルブを取り付け、必要に応じてバルブを開閉するような機構でもかまわない。

加えて、本実施の形態における初期排水検知手段１５及び満水検知手段１６はフロートスイッチを使用しているが、排水手段の動作状態に係らず、排水タンク内部の水位の変動を確実に検知する手段であればその他の手段を使用してもよい。

本発明に係る空気浄化装置は、電極によって生成された電解水を急速かつ確実にフィルタ部材に供給することで、運転再開時などに速やかな除菌脱臭効果を発揮することを可能とするものであるので、介護施設等の臭気濃度が変動する空間における迅速な空気浄化手段等として有用である。

１ 本体ケース
２ 吸込口
３ 吹出口
４ 空気風路
５ 送風手段
６ フィルタ部材
７ 給水タンク
８ 排水タンク
９ トレイ
１０ 電極
１１ 電解槽
１２ 排水手段
１３ 貯留槽
１４ 仕切り板
１５ 初期排水検知手段
１６ 満水検知手段
１７ 制御手段

Claims (2)

1. 内部に電極を有する電解槽と、内部にフィルタ部材と排水手段を有する貯留槽と、前記電解槽と前記貯留槽を備えたトレイと、排水タンクと、制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記電極による電気分解が終了した時に、前記貯留槽内の水を排水する前記排水手段を動作させることで、前記電極による電気分解で前記電解槽内に生成した電解水を、前記フィルタ部材を有する前記貯留槽に供給することを特徴とした空気浄化装置。
2. 前記排水タンクに満水検知手段を備え、前記満水検知手段が満水を検知していない場合に、前記排水手段を動作させる請求項１に記載の空気浄化装置。
   

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