(57)【要約】      （修正有）【課題】水飛びを抑制した空気除菌装置を提供する。【解決手段】電解水を供給した気液接触部材に室内の空気を接触させ、空中浮遊微生物を除菌する空気除菌装置において、気液接触部材５３を上部ケース体１００、両側部ケース体１０２からなる門形状のケースに収め、上部ケース体１００に電解水の供給部５１と、気液接触部材の上端に接触し、電解水を気液接触部材の幅全域に拡散する拡散シート１０４，１０５，１０６とを備え、両側部ケース体１０２のそれぞれに拡散シートの両端から漏れる電解水を、気液接触部材をバイパスして下方に流す排水路１０８を備え、拡散シートの両端が排水路１０８内に向けて折り曲げられている。【選択図】図４
2010207425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解水を供給した気液接触部材に室内の空気を接触させ、空中浮遊微生物を除菌する空気除菌装置において、前記気液接触部材を上部ケース体、両側部ケース体からなる門形状のケースに収め、上部ケース体に電解水の供給部と、気液接触部材の上端に接触し、電解水を気液接触部材の幅全域に拡散する拡散シートとを備え、両側部ケース体のそれぞれに前記拡散シートの両端から漏れる電解水を、気液接触部材をバイパスして下方に流す排水路を備え、前記拡散シートの両端が前記排水路内に向けて折り曲げられていることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
前記拡散シートが複数枚積層されており、
最下層の拡散シートの両端が前記排水路内に向けて折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細菌、ウィルス、真菌等の空中浮遊微生物（以下、単に「ウィルス等」という）の除去が可能な空気除菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解水を供給した気液接触部材に室内の空気を接触させ、空中浮遊微生物を除菌する空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種のものでは、気液接触部材を上部ケース体、両側部ケース体からなる門形状のケースに収め、上部ケース体に電解水の供給部と、気液接触部材の上端に接触し、電解水を気液接触部材の幅全域に拡散する拡散シートとを備え、両側部ケース体のそれぞれに拡散シートの両端から漏れる電解水を、気液接触部材をバイパスして下方に流す排水路を備えたものがある。この構成では、拡散シートを使用し気液接触部材内に適度な水量を供給するが、余分な電解水は排水路に導いて水受け皿に排水している。また、拡散シートにスケール等が付着し、目詰まりを起こした場合も、電解水が拡散シートを通過せず、拡散シートの両端から排水路に流れ、気液接触部材をバイパスして水受け皿に流れる。
【特許文献１】特開２００８−１０９９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来では、余分な電解水が排水路に流れず、僅かではあるが気液接触部材の側部に浸入し、この電解水が、気液接触部材の格子部に水膜を形成し、背面に設けた送風ファンによって水飛びを発生させるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、水飛びを抑制した空気除菌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、電解水を供給した気液接触部材に室内の空気を接触させ、空中浮遊微生物を除菌する空気除菌装置において、前記気液接触部材を上部ケース体、両側部ケース体からなる門形状のケースに収め、上部ケース体に電解水の供給部と、気液接触部材の上端に接触し、電解水を気液接触部材の幅全域に拡散する拡散シートとを備え、両側部ケース体のそれぞれに前記拡散シートの両端から漏れる電解水を、気液接触部材をバイパスして下方に流す排水路を備え、前記拡散シートの両端が前記排水路内に向けて折り曲げられていることを特徴とする。
この場合に、拡散シートが複数枚積層されており、最下層の拡散シートの両端が排水路内に向けて折り曲げられていてもよい。
【０００５】
本発明では、拡散シートを使用し気液接触部材内に適度な水量を供給しているが、余分な電解水は、排水路に導いて下方に排水している。また、拡散シートにスケール等が付着し、目詰まりを起こした場合も、拡散シートの両端から排水路に流し、気液接触部材をバイパスして下方に流す仕組みである。
この場合、拡散シートの両端が排水路内に向けて折り曲げられているため、排水路に向かう電解水は、当該折り曲げ部により正確に案内されて、排水路内にほぼ確実に流れ込み、従って、電解水が気液接触部材の側部に浸入することが抑制されるため、これにより水飛びの発生がほぼ抑制される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、拡散シートの両端が排水路内に向けて折り曲げられているため、目詰まりにより排水路に向かう電解水は、折り曲げ部により正確に案内されて、排水路に確実に流れ込み、電解水が、気液接触部材の側部に浸入することが抑制されるため、いわゆる水飛びの発生がほぼ抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、空気除菌装置１は縦長に形成された箱形の筐体１１を有し、例えば床置き設置される。筐体１１には、この筐体１１の両側面の下部に吸込グリル１２が形成されるとともに、この筐体１１の前面の下端部に吸込口１５が形成されている。また、筐体１１の上面には吹出口１３が形成され、この吹出口１３には空気を吹き出す方向を変化させるためのルーバー２０が設けられている。ルーバー２０は、運転停止時には吹出口１３を閉塞するように構成されている。
【０００８】
筐体１１の上面には、吹出口１３の前面側に配置された操作蓋１６Ａと、この操作蓋１６Ａに横並びに配置されたタンク用開閉蓋１４Ａとが形成されている。操作蓋１６Ａを開くと、空気除菌装置１の各種操作を行う操作パネル１６（図２）が露出し、タンク用開閉蓋１４Ａを開くと、タンク取出口１４を介して後述する給水タンク４１（図２）を出し入れ可能となっている。また、筐体１１の両側面の上部にはそれぞれ把持部１７が形成されている。これら把持部１７は筐体１１を手持ちする際に手を掛けるための凹部であり、運搬時に空気除菌装置１を一人で持ち上げて移動できるようになっている。筐体１１の前面（一側面）には、上下方向に並べられた上側カバー部材１８及び下側カバー部材１９がそれぞれ着脱自在に配置され、上側カバー部材１８及び下側カバー部材１９を取り外すと筐体１１の内部構成が露出する。また、下側カバー部材１９は、この下側カバー部材１９の下端部に、筐体１１の背面側に向けて湾曲した円弧部１９Ａを備え、この円弧部１９Ａに上記吸込口１５が形成されている。
【０００９】
筐体１１には、図２に示すように、この筐体１１の内部を上下に仕切る支持板２１が設けられ、上側の室２２と下側の室２３とに区分けされている。下側の室２３には、送風ファン３１及びファンモータ３２が配置されるとともに、仕切板２４を介して、把手部５７Ａを有する排水タンク５７が筐体１１の前面側に引き出し可能に収容されている。送風ファン３１及びファンモータ３２と排水タンク５７とは横並びに配置されている。送風ファン３１と吸込口１５との間、すなわち、下側の室２３における下側カバー部材１９（図１）と対向する位置にプレフィルタ３４が着脱自在に配置されている。プレフィルタ３４は、吸込グリル１２及び吸込口１５を通じて吸い込まれた空気中の塵埃など粒径の大きなものを捕集する第１フィルタ２５と、第１フィルタ２５を通過する、例えば粒径１０（μｍ）以上の物を捕集する第２フィルタ２６とを備えて構成される。プレフィルタ３４によって空気中に浮遊する花粉や塵埃等が除去され、この除去された空気が送風ファン３１を介して上側の室２２に供給される。
【００１０】
一方、上側の室２２には、送風ファン３１及びファンモータ３２の上方に電装ボックス３９が配置され、この電装ボックス３９の上方に気液接触部材５３が立設して配置されている。この気液接触部材５３と電装ボックス３９との間には、気液接触部材５３から滴下した水を受ける水受皿４２が配置されている。この水受皿４２は、深底に形成された貯留部４２Ａを備え、この貯留部４２Ａは上記排水タンク５７の上方に延在している。電装ボックス３９には、空気除菌装置１を制御する制御部（図示略）を構成する各種デバイスが実装された制御基板や、ファンモータ３２に電源電圧を供給する電源回路等の各種電装部品が収容されている。
【００１１】
貯留部４２Ａの上には給水タンク４１が配設され、給水タンク４１から貯留部４２Ａに水を供給可能な構成となっている。詳細には、給水タンク４１の下端に形成された給水口にはフロートバルブが設けられ、貯留部４２Ａの水面が給水口よりも下になると、このフロートバルブが開放されることにより、給水タンク４１から必要量の水が供給され、貯留部４２Ａの水位が一定に保たれる仕組みとなっている。
【００１２】
図３は、電解水の循環部を示している。貯留部４２Ａの上には、気液接触部材５３に供給する電解水を生成する電解水生成ユニット４５が配置されている。電解水生成ユニット４５は、循環ポンプ４４と電解槽４６とを備え、この循環ポンプ４４は制御部の制御に従って回転数を変更し、循環量を変更可能に動作する。この循環ポンプ４４の吐出口には、貯留部４２Ａに貯留された水を汲み上げて気液接触部材５３に供給する供給管７１が接続され、この供給管７１には循環ポンプ４４と気液接触部材５３との間で分岐する分岐管７２を介して電解槽４６が接続されている。この電解槽４６は、後述するように複数の電極を内蔵し、これら電極間に、制御部から供給される電圧を印加することにより、水を電解して電解水を生成する。電解槽４６の上面には、この電解槽４６で生成した電解水を排出する排出口４６Ａが形成され、この排出口４６Ａには電解水を貯留部４２Ａに返送する返送管７３が接続されている。
【００１３】
また、貯留部４２Ａの上には、この貯留部４２Ａの入口部分に当該貯留部４２Ａに流れ込む水に混入する固形物を捕集するフィルタ部材７４が配置されている。このフィルタ部材７４は、気液接触部材５３から流れ落ちた水に含まれるスケール等の固形物（不溶物）を除去する。本構成では、返送管７３はフィルタ部材７４の上方に配置され、返送管７３から排出された水はフィルタ部材７４を介して水受皿４２の貯留部４２Ａに流入する。このフィルタ部材７４によって、水受皿４２を介して気液接触部材５３と電解水生成ユニット４５とを循環される水に含まれる固形物（例えば、電解槽４６から排出されたスケール等）が捕集されるため、この固形物が気液接触部材５３に流入し、この気液接触部材５３の目詰まりの発生が防止される。
また、フィルタ部材７４は、上部が開放した状態で水受皿４２の貯留部４２Ａに配置されているため、フィルタ部材７４の交換時期を目視で簡単に判断することができる。さらに、このフィルタ部材７４を交換する場合、貯留部４２Ａの入口部分に配置されたフィルタ部材７４を手指で取り外して交換すればよいため、工具等を使用することなく、メンテナンスを簡単に行うことができる。
【００１４】
気液接触部材５３は、上部ケース体１００、両側部ケース体１０１，１０２からなる門形状のケース１０３に収められている。
上部ケース体１００の内側には、気液接触部材５３上に均一に電解水を拡散させるための散水ボックス（供給部）５１が組み付けられ、散水ボックス５１は、電解水を一時的に貯留するトレー部材を備え、トレー部材の側面に複数の散水孔（図示略）が開口し、散水孔から気液接触部材５３に対して電解水を滴下自在である。気液接触部材５３は、ハニカム構造を持ったフィルタ部材であり、空気に接触するエレメント部を有し、エレメント部は、波板状の波板部材と平板状の平板部材とを積層し、これにより波板部材と平板部材との間に略三角状の多数の開口を形成している。
そして、エレメント部に空気を通過させる際の気体接触面積を広く確保し、電解水滴下を可能とし、目詰まりし難くしている。
【００１５】
図４は、上部ケース体１００の端部の拡大図である。なお、上部ケース体１００は左右対称形状であり、右端部のみ図示し、左端部の図示は同形状であるため説明を省略している。上部ケース体１００の内側には、上述した散水ボックス５１と、この散水ボックス５１の下面に接触して配置される３枚の拡散シート１０４，１０５，１０６とが組み付けられている。各拡散シート１０４〜１０６は、上部ケース体１００の全長に亘って延在し、散水ボックス５１から滴下される電解水をエレメント部に効率よく拡散させる１枚のシートである。該シートは液体の浸透性を有する繊維材料からなるシート（織物、不織布等）であり、気液接触部材５３の厚み方向断面に沿って複数設けられる。なお、シートの枚数に限定はなく、一枚のシートであってもよい。
【００１６】
ここで、気液接触部材５３の各部（フレーム、エレメント部、及び拡散シートを含む）には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）又はセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂を用いるものとする。
また、気液接触部材５３の各部には親水性処理が施され、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材５３の電解水の保水性（湿潤性）が保たれ、活性酸素種（活性酸素物質）と室内空気との接触が長時間持続される。気液接触部材５３には防かび作用を持つ電解水が滴下され、気液接触部材５３に防かび対策（防かび剤の塗布等）を施さなくても、かびの繁殖等が避けられる。
【００１７】
側部ケース体１０２の内側には、気液接触部材５３の端面を規制して配置される仕切りプレート１０７が設けられる。仕切りプレート１０７は、側部ケース体１０２の内壁面に支持されており、仕切りプレート１０７と両側部ケース体１０２との間には、電解水の排水路１０８が形成されている。
【００１８】
拡散シート１０４〜１０６は、上部ケース体１００の内側に嵌合し、組み付けに際し、最上層の拡散シート１０４は、散水ボックス５１の下面に当接し、最下層の拡散シート１０６は、気液接触部材５３の上面に当接し、拡散シート１０４〜１０６の各端部は、上部ケース体１００の内端に当接する。上部ケース体１００と側部ケース体１０２は、ねじ孔１００Ａ，１０２Ａに通した、ねじ（不図示）で結合される。この際、気液接触部材５３上端の一部は、上部ケース体１００の内側に嵌合する。拡散シート１０４〜１０６の両端には、略Ｕ字状の溝１０４Ａ，１０５Ａ，１０６Ａが切り欠かれ、溝１０４Ａ〜１０６Ａは電解水の排水路１０８に連通する。最下層の拡散シート１０６の両端には、溝１０６Ａの奥端に連なる折り曲げ部１０６Ｂが一体に設けられ、折り曲げ部１０６Ｂは、上部ケース体１００と側部ケース体１０２の組み付け時に、仕切りプレート１０７の外側、すなわち電解水の排水路１０８側に延在する。
【００１９】
図５Ａは、空気除菌機構の構成を示す模式図であり、図５Ｂは電解槽４６の構成を詳細に示す図である。この図５を参照して、気液接触部材５３に対する電解水の供給について説明する。なお、本実施の形態では、給水タンク４１に水道水を入れて空気除菌装置１を動作させる場合について説明する。
水道水を入れた給水タンク４１が空気除菌装置１にセットされると、上述のように、給水タンク４１から水受皿４２に水道水が供給され、水受皿４２の水位が所定のレベルに達する。水受皿４２内の水は循環ポンプ４４によって汲み上げられて、その一部が電解槽４６に供給される。この電解槽４６には、図５Ｂに示すように、一方が正、他方が負となる対の電極４７、４８を備え、これら電極４７、４８間に電圧を印加することにより、電解槽４６に流入した水道水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水が生成される。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。
【００２０】
上述した電極４７、４８は、例えば、ベースがチタン（Ｔｉ）で、皮膜層がイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）から構成された電極板であり、この電極４７、４８に流れる電流値は、電流密度で、数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ２（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ２になるように設定されており、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。
詳述すると、上記電極４７、４８により水道水に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ＋＋４ｅ−＋（４ＯＨ−）→２Ｈ２＋（４ＯＨ−）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩化物イオン（Ｃｌ−：水道水に予め添加されているもの）が、
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−
のように反応し、塩素（Ｃｌ２）が発生する。さらにこの塩素は水と反応し、
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
【００２１】
アノード電極で発生した次亜塩素酸は広義の活性酸素種に含まれるもので、強力な酸化作用や漂白作用を有する。次亜塩素酸が溶解した水溶液、すなわち空気除菌装置１により生成される電解水は、ウィルス等の不活化、殺菌、有機化合物の分解等、種々の空気清浄効果を発揮する。このように、次亜塩素酸を含む電解水が散水ボックス５１から気液接触部材５３に滴下されると、送風ファン３１により吹き出された空気が気液接触部材５３において次亜塩素酸と接触する。これにより、空気中に浮遊するウィルス等が不活化されるとともに、当該空気に含まれる臭気物質が次亜塩素酸と反応して分解され、或いはイオン化して溶解する。従って、空気の除菌及び脱臭がなされ、清浄化された空気が気液接触部材５３から排出される。活性酸素種によるウィルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザウィルスの例を挙げる。
【００２２】
上述した活性酸素種は、インフルエンザの感染に必須とされるインフルエンザウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面蛋白が破壊された場合、インフルエンザウィルスと、インフルエンザウィルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、感染が阻止される。
このために、空気中に浮遊するインフルエンザウィルスは、気液接触部材５３において、活性酸素種を含む電解水に接触することにより、いわば感染力を失うこととなり、インフルエンザ感染が阻止される。
【００２３】
散水ボックス５１から気液接触部材５３に滴下された電解水は気液接触部材５３を伝って下方に移動し、水受皿４２に落ちる。
水受皿４２に落ちた電解水は再び循環ポンプ４４によって汲み上げられ、電解槽４６を経て気液接触部材５３に供給される。
このように、本実施形態における構成では水が循環式となっており、少量の水を有効に利用することで、長時間にわたって効率よく空気の除菌を行える。また、蒸発等により電解水循環部２を循環する水量が減った場合には、給水タンク４１内の水が水受皿４２に適量供給される。
【００２４】
図４を参照し、拡散シート１０４〜１０６を使用し気液接触部材５３内に適度な水量を供給するが、余分な電解水は、排水路１０８に導いて水受皿４２（下方）に排水する。また、拡散シート１０４〜１０６にスケール等が付着し、目詰まりを起こした場合も、拡散シートの両端から排水路１０８に流す。
【００２５】
この場合、上部ケース体１００と側部ケース体１０２とを組み付ける際に、最下層の拡散シート１０６に連なる折り曲げ部１０６Ｂが、仕切りプレート１０７の外側、すなわち電解水の排水路１０８側に延在しているため、拡散シート１０４〜１０６から両端に向けて流れる電解水は、折り曲げ部１０６Ｂにより、ほぼ確実に排水路１０８に案内される。よって、従来のように電解水が気液接触部材５３の側部、すなわち気液接触部材５３の端面と仕切りプレート１０７との間に浸入することが抑制される。従って、この電解水が、気液接触部材５３の格子部に水膜を形成することがなくなり、送風ファン３１の運転による水飛びの発生がほぼ抑制される。
【００２６】
本実施の形態に係る空気除菌装置１は、本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、最下層の拡散シート１０６に折り曲げ部１０６Ｂを設けたが、これに限定されず、すべてのシートに折り曲げ部を設けてもよい。
また、例えば、活性酸素種としてオゾン（Ｏ３）や過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を発生させる構成としてもよい。この場合、電極として白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水であても、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
このとき、アノード電極では、
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−
の反応と同時に、
３Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋６Ｈ＋＋６ｅ−
２Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋４Ｈ＋＋４ｅ−
の反応が起こりオゾン（Ｏ３）が生成される。またカソード電極では、
４Ｈ＋＋４ｅ−＋（４ＯＨ−）→２Ｈ２＋（４ＯＨ−）
Ｏ２−＋ｅ−＋２Ｈ＋→Ｈ２Ｏ２
のように、電極反応により生成したＯ２−と溶液中のＨ＋とが結合して、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が生成される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施の形態に係る空気除菌装置の外観を示す斜視図である。
【図２】空気除菌装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３】気液接触部材と電解水生成ユニットとを示す斜視図である。
【図４】上部ケース体の端部の拡大図である。
【図５】電解水の供給の様子を説明する図であり、Ａは空気除菌機構の構成を示す模式図、Ｂは電解槽の構成を詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  空気除菌装置
５１  散水ボックス（供給部）
５３  気液接触部材
１００  上部ケース体
１０１，１０２  側部ケース体
１０３  ケース
１０４，１０５，１０６  拡散シート
１０６Ｂ  折り曲げ部
１０７  仕切りプレート
１０８  排水路
【図１】
2010207425.tif 000003
【図２】
2010207425.tif 000004
【図３】
2010207425.tif 000005
【図４】
2010207425.tif 000006
【図５】
2010207425.tif 000007