(57)【要約】      （修正有）【課題】室内の広い範囲にわたって空気を効率よく浄化する機能を有し、長時間の連続使用が可能な空気清浄装置の提供。【解決手段】オゾン発生装置２等によって空気吸入口から別々に吸入した空気からオゾン、陰イオン及び陽イオンを個別に発生させ、それぞれ第１、第２及び第３の排出口７，８，９から排出すると供に、空気吸入口１から吸入した空気の一部を水槽５に導き、ミスト発生手段６によって水槽から発生したミストを管路７を通して搬送し、該管路を通過させることによってミストを微粒子化した後、オゾン、陰イオン及び陽イオンと供に混合されるように第４の排出口１１から排出して、屋内の空気中の汚染物質を分解、溶解又は中和して除去する空気清浄装置。陰イオン発生用放電装置３及び陽イオン発生用放電装置４がそれぞれ、第２の排出口及び第３の排出口の上流側に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸入口、オゾン発生装置、陰イオン発生用空中放電装置、陽イオン発生用空中放電装置、水槽、ミスト発生手段、少なくとも１つの折り曲げ部、湾曲部又は螺旋部を有する管路、オゾンを排出する第１の排出口、陰イオンを排出する第２の排出口、陽イオンを排出する第３の排出口及び微粒子状ミストを排出する第４の排出口を有し、前記オゾン発生装置、陰イオン発生用放電装置及び陽イオン発生用放電装置によって前記空気吸入口から別々に吸入した空気からオゾン、陰イオン及び陽イオンを個別に発生させ、それぞれ、前記第１の排出口、第２の排出口及び第３の排出口から排出すると供に、前記空気吸入口から吸入した空気の一部を、フィルターを介して前記水槽に導き、前記ミスト発生手段によって前記水槽から発生したミストを前記管路を通して搬送し、該管路を通過させることによってミストを微粒子化した後、前記オゾン、陰イオン及び陽イオンと供に混合されるように前記第４の排出口から排出して、屋内の空気中の汚染物質を分解、溶解又は中和して除去する空気清浄装置であって、前記陰イオン発生用放電装置及び陽イオン発生用放電装置が、それぞれ第２の排出口及び第３の排出口の上流側に配置されていることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３及び第４の排出口が、それぞれ独立に、吹き出し方向を変更できるように構成されている、請求項１に記載された空気清浄装置。
【請求項３】
前記第１、第２、第３及び第４の排出口が、前記陰イオンをミストと混合した後に、前記陽イオン及びオゾンが該ミストに混合されるように配置されている、請求項１又は２に記載された空気清浄装置。
【請求項４】
前記オゾン発生装置の前段に更に酸素富化膜を配してなる、請求項１〜３の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項５】
前記ミストの発生に使用する水が、負電荷を帯びている、請求項１〜４の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項６】
前記管路の内壁に付着した水滴を回収して、前記水槽に返送する手段を有する、請求項１〜５の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項７】
前記ミストと前記オゾン、陽イオン及び陰イオンとを、前記排出口近傍の装置外で混合するように構成してなる、請求項１〜６の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項８】
前記空気清浄装置の何れかの表面にイオン濃度を表示することのできる表示装置を設け、該表示装置に、任意の測定場所で測定したイオン濃度の測定結果を無線で受信し表示する機能を更に付加してなる、請求項１〜７の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項９】
更に、装置が移動可能となるように、底部に３以上のキャスターを有している、請求項１〜８の何れかに記載された空気清浄装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載された空気清浄装置であって、厚みが２０ｃｍ以下であることを特徴とするパーティション。
【請求項１１】
オゾン、陰イオン及び陽イオンを用いることからなる、空気中の汚染物質を分解、溶解又は中和して除去する空気清浄方法であって、前記陰イオンがミスト化した水粒子によって安定化され、供給されることを特徴とする空気清浄方法。
【請求項１２】
前記陰イオン及び陽イオンが、それぞれ空中放電装置を用いて得られたイオンである、請求項１１に記載された空気清浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気清浄装置に関し、特に、空気中の悪臭やタバコの臭い・煙等の臭気物質を分解・除去すると共に、空気中の浮遊細菌や汚染源に付着した細菌等を削減させることのできる空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、公共施設、オフィス等における禁煙が進み、屋内での喫煙は喫煙所以外では認めないビルが増える傾向にある。従来、喫煙所内に設置される空気清浄装置は、通常、タバコの煙等の臭気物質、塵埃の他、菌、ウィルス、カビ等の汚染物質を吸着するフィルターを有し、汚染された室内の空気を装置内に取り込み、前記フィルターに通すことにより浄化し、再度室外に放出するものである。
【０００３】
しかしながら、喫煙所で使用される空気清浄装置のフィルターは、汚れが著しいために再利用が困難であって、通常は廃棄されるので、環境保全の点で不利益が多くなるという問題点があった。
また、フィルターを用いる空気清浄装置は、定期的にフィルターを交換しなければならないが、公共の場所等の、大勢の利用者がいる場所で空気清浄装置を使用する場合には、短時間でフィルターの汚れや目詰まりがおきるので、フィルターの交換サイクルが短くなるだけでなく、メンテナンスが煩雑になるという問題点もある。
更に、このようなフィルターによる空気清浄装置は、空気中の臭気物質や細菌類等の汚染物質をフィルターに吸着させて除去するだけであり、汚染物質そのものを分解して無害なものに変換するという効果まで奏することはできない。
【０００４】
一方、室内におけるタバコの煙等の臭気物質、浮遊細菌等を分解すると供に、空気中の塵埃を削減する空気清浄装置として、空気の吸い込み口と吹出し口の間に形成された空気流路に、オゾンを分解する触媒フィルターが設けられ、吸い込み口近辺にオゾン発生機構を有する、多孔チューブを有する空気清浄装置が提案されている（特許文献１）。しかしながら、装置内の限られた空間で空気の浄化を行う装置によって、室内の空気を十分に清浄にするためには、室内の空気を十分に対流させる必要がある上、オゾン発生機構の維持管理が煩雑であるという欠点があった。
【０００５】
上記の問題点を解決するために、吸入した空気から、プラズマ放電装置によって陽イオン及び陰イオンを発生させると供に、必要に応じて加湿し、室内の臭気を除去する装置も提案されている（特許文献２)。
しかしながら、この方法はイオンのみによって脱臭を行わせるため、その効果は十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2009-50521号公報
【特許文献２】特開2009-66073号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明者等は、更に清浄効果を強力にするために鋭意検討した結果、オゾンの清浄作用を併用した場合には、著しく清浄効果が増大すること、また、先に発生させたオゾンとイオンを、微細な水ミストを含有する空気と混合して室内に拡散させることによって更に良好な結果を得ることができることを見出すと共に、薄型にすることにより、病院等でパーティションとして使用することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明の第１の目的は、広い空間にわたって空気を効率よく浄化する機能を有し、長時間の連続使用が可能な空気清浄装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、空気清浄装置としても機能するパーティションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち本発明は、空気吸入口、オゾン発生装置、陰イオン発生用空中放電装置、陽イオン発生用空中放電装置、水槽、ミスト発生手段、少なくとも１つの折り曲げ部、湾曲部又は螺旋部を有する管路、オゾンを排出する第１の排出口、陰イオンを排出する第２の排出口、陽イオンを排出する第３の排出口及び微粒子状ミストを排出する第４の排出口を有し、前記オゾン発生装置、陰イオン発生用放電装置及び陽イオン発生用放電装置によって前記空気吸入口から別々に吸入した空気からオゾン、陰イオン及び陽イオンを個別に発生させ、それぞれ前記第１の排出口、第２の排出口及び第３の排出口から排出すると供に、前記空気吸入口から吸入した空気の一部を、フィルターを介して前記水槽に導き、前記ミスト発生手段によって前記水槽から発生したミストを前記管路を通して搬送し、該管路を通過させることによってミストを微粒子化した後、前記オゾン、陰イオン及び陽イオンと供に混合されるように前記第４の排出口から排出して、屋内の空気中の汚染物質を分解、溶解又は中和して除去する空気清浄装置であって、前記陰イオン発生用放電装置及び陽イオン発生用放電装置が、それぞれ第２の排出口及び第３の排出口の上流側に配置されていることを特徴とする空気清浄装置、及び、該装置を薄型に構成してなるパーティションである。
【０００９】
本発明の空気清浄装置は、前記第１〜第４の排出口が、前記陰イオンをミストと混合した後に、前記陽イオン及びオゾンが該陰イオン含有ミストに混合されるように配置されていることが好ましく、本発明の空気清浄装置は、前記オゾン発生装置の前段に更に酸素富化膜を配してなることが好ましい。
また、本発明の空気清浄装置は、前記ミストの発生に使用する水が、負電荷を帯びていることが好ましく、前記管路の内壁に付着した水滴を回収して、前記水槽に返送する手段を有することが好ましい。
更に、本発明の空気清浄装置は、前記ミストと前記オゾン、陽イオン及び陰イオンとを、前記排出口近傍の装置外で混合するように、各成分を排出させることが好ましい。
本発明の空気清浄装置を薄型に構成すればパーティションとして機能させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の空気清浄装置は、汚染物質の除去にフィルターを使用する必要がないため、消耗品の交換等のメンテナンスに係る労力及び経費を大幅に削減することができ、長時間の連続使用が可能となる上、広い室内においても十分に空気清浄効果を奏する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の空気清浄装置の、正面内部の概念図である。
【図２】図２は、本発明の空気清浄装置の管路７を中心とする側面側断面の概念図である。
【図３】図３は、本発明の空気清浄装置の試験を行った部屋の間取り図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の空気清浄装置を実施例に基づいて説明する。
本発明の空気清浄装置は、空気吸入口１、オゾン発生装置２、陰イオン発生用空中放電装置３、陽イオン発生用空中放電装置４、水槽５、ミスト発生手段６、少なくとも１つの折り曲げ部、湾曲部又は螺旋部を有する管路７、オゾンを排出する第１の排出口８、陰イオンを排出する第２の排出口９、陽イオン発生を排出する第３の排出口１０及び微粒子状ミストを排出する第４の排出口１１を有する（図１）。
前記空気吸入口１の位置や形状は特に限定されるものではなく、本発明の空気清浄装置の外観、サイズ等によって適宜決めることができる。
オゾン発生装置２によって空気吸入口１から吸入した空気からオゾンが発生し、陰イオン発生用空中放電装置３、陽イオン発生用空中放電装置４による空中放電によって陰イオン及び陽イオンが発生する。
【００１３】
本発明で使用されるオゾン発生装置２としては、高電圧放電によるもの、紫外線照射によるもの等の公知のものを使用することができるが、オゾンの人体への影響を考慮し、室内のオゾン濃度が0.01ppmを超えないように、適宜選択し、また制御する必要がある。
本発明において、オゾン発生装置の配置場所は特に制限されるものではないが、後述する陰イオン及び陽イオン発生に使用される空中放電装置の配置の都合上、通常は空気清浄装置の略中央である。
【００１４】
陰イオン及び陽イオンは、衝突によって容易に消滅するので、これらの発生には空中放電装置を使用し、障害物等との衝突を避け、迅速に装置外に排出する必要がある。従って、陰イオン及び陽イオンの発生に用いる空中放電装置は、それぞれ陰イオンの排出口９及び陽イオンの排出口１０の近辺上流側に配置される必要がある（図２）。
本発明の空気清浄装置から生じる陰イオン及び陽イオンの構造は明らかではないが、空気中の酸素及び水素に高電圧が印加されるので、O2-、OH-のような陰イオン及びH+のような陽イオンの他、ラジカル等も生じていると考えられる。
【００１５】
また、本発明においては、空気中の酸素濃度を高くしてオゾンを効率よく発生させるために、前記オゾン発生装置２の前段に酸素富化膜１２を配することが好ましい。前記酸素富化膜１２に空気を通過させることにより、約30％まで酸素濃度を増加させることができると供に、空気中の細かい塵等も除去することができるので、オゾン発生装置２の清掃等の、メンテナンスのための労力を軽減することができる。
本発明で使用することができる酸素富化膜としては、例えばEYVEZ2M〜5M（パナソニック株式会社製の商品名）等の、公知のものを使用することができる。
酸素富化膜１２を使用する場合には、前記酸素富化膜１２とオゾン発生装置２の間に真空ポンプ１３を設けて空気を強制吸入することが好ましい。
【００１６】
また、前記吸入口１から吸入した空気の一部は、フィルター１４を介して水槽５に導かれ、ミスト発生手段６によって水槽５から発生したミストを管路７に搬送する。空気の導入には、通常はファン１５を使用する。フィルター１４は、水洗によって埃を除去できる、目の粗いものでよい。ミスト発生手段は、加熱手段、超音波発生手段、コンプレッサーを用いた噴霧手段等の公知の手段、又はこれらの手段を組み合わせた手段を適宜使用することができるが、効率よく小さな粒径のミストを発生させるという観点から、超音波発生器を使用することが好ましい。
また、ミストの発生に用いられる水は、本発明の空気清浄装置内に設置された給水タンク１６に貯蔵され、給水用ポンプ１７によって前記水槽５へ必要量が供給される。給水タンク１６には直接補充することができるようにしても良いが、タンク毎交換できるようにすることが好ましい。
【００１７】
例えば、超音波素子や加熱手段のようなミスト発生手段６により前記水槽５中に張られた水からミストが生じる。ミストの発生に用いる水は、逆浸透膜を通過させ、例えば細菌、塵等の不純物を除去することが好ましく、また、ミスト発生に使用する水は、負電化を帯びていることが好ましい。負電化が付与されている場合には微細なクラスター構造が安定に維持される。
水に負電荷を与える方法としては、例えば塩基性水溶液に電子を供給する方法が挙げられる。
【００１８】
前記ミストは微粒子化されてから装置外に排出することが好ましいので、ミストを導入する管路７は、少なくとも１つの折り曲げ部、湾曲部又は螺旋部を有することが必要である。このようにすることにより、前記管路７内を移動するミストの内、粒径が大きい水滴は管路７の内壁に付着し易いので、ミストの微粒子化が進行する。管路７の折り曲げ部、湾曲部又は螺旋部の数は特に制限されるものではなく、多いことが好ましい。また、折り曲げ部等を多くすると、管路７の全長が長くなるので、ミストの移動中に水滴が管路７の内壁に衝突する頻度が高くなり、より微粒子化が進められるという効果を奏する。
【００１９】
このように管路７に折り曲げ部等を設けると、管路７の内壁には多量の水滴が付着するので、本発明においては、管路７の内壁に付着した水滴を再利用するために回収し、前記水槽５に返送する手段を有することが好ましい。
回収する手段としては、例えば、管路７の底面に、前記水槽５又は給水タンク１６に通じるドレンを設ける方法が挙げられる。
【００２０】
このようにして生じたオゾン、陰イオン及び陽イオンは、それぞれ第1〜第３の排出口８〜１０から排出されると供に、前記微粒子化されたミストは第４の排出口１１から排出される。各排出口については、それぞれ独立に排出方向を調整することができるように設置することが好ましい。また、各排出口の相対的な位置関係は、本実施例に限定されるものではない。
陰イオンが、陽イオン若しくはオゾンと同時に、又は陽イオン若しくはオゾンより後にミストと混合されると、陰イオンが有する空気清浄効果が損なわれるので、前記第１〜４の排出口８〜１１は、前記陰イオンをミストと混合し、陰イオンを安定化させた後に、前記陽イオン及びオゾンが該ミストに混合されるように配置されていることが好ましい。
【００２１】
排出口８〜１１を装置内部に配し、装置内でミストと陰イオン、更に陽イオン及びオゾンを混合してから装置外に排出してもよいが、イオンが衝突等により容易に消滅することを考慮すると、前記ミストとオゾン、陰イオン及び陽イオンとを、装置外で混合させることが好ましい（図２）。
排気は、適宜ファン等を用いて行えばよい。排気の流速は通常0.2m/秒程度であることが好ましいが、清浄にする対象の空間の広さや形状、装置の大きさや設置する装置の台数に応じて、適宜変更することができる。
ミストの噴出量は、吹出し口から10〜20cmの範囲でミストが目視できる程度であることが好ましいが、特にこれに限定されるものではない。
【００２２】
本発明の空気清浄装置は、間仕切りのような、例えば２０ｃｍ程度又はそれ以下の薄手の装置にすることが可能である。このような装置を、例えば病院の待合室等にパーティションとして設置することが可能である。また、この場合、パーティションを容易に移動することができるように、底部にキャスターを付けることができる。また、その場で１８０°、更には３６０°回転可能に設置することも可能である。これによって、１台で処理することのできる空間を大幅に拡張することが可能となる。
【００２３】
本発明の空気清浄装置から排出されたオゾン、陰イオン及び陽イオンは、ミストと混合されるとその寿命が長くなるので、屋内全体に行き渡り、空気中に含まれた汚染物質を分解、溶解又は中和して除去することができる。ここで、空気中に含まれた汚染物質とは、例えば、タバコの煙や塗料、腐敗物質等に含まれるアルデヒド類、アンモニア、一酸化炭素等であるが、菌類、ウィルス、塵、埃等も含まれる。
ミストが存在しない場合には、発生した陽イオン及び陰イオンは、自然に、酸素、水素等の分子又は水分子に変化すると考えられ、後記した実施例、比較例から明らかなように、イオンとしての寿命が短い。
【００２４】
本発明においては、陽イオン、陰イオンは前記ミストと混合されるので、水分子に囲まれたクラスター構造が形成され、イオンが保護されるため、衝突によるイオンの消滅が抑制されると考えられる。また、ミストを構成する水滴が微小であるから、ミストが室内に十分に拡散すると供に、イオンが消滅する前に水分が揮発して前記イオンが露出するので、イオンによる脱臭、殺菌等の効果を室内の広い範囲に渡って及ぼすことができるものと考えられる。したがって、本発明の空気清浄機表面の何れかの箇所に表示装置を設けると共にイオン検出器を処理空間に適宜設置し、その検出結果を、リアルタイムで前記表示装置に自動表示することができるようにすることが好ましい。
以下、本発明を実施例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２５】
実施例及び比較例における室内の臭いの強度を、下記の段階に分別する「6段階臭気強度表示法」により評価した。
臭気強度0：臭いを感知しない。
臭気強度1：臭いを知覚する（閾値又は検知閾値）。
臭気強度2：何の臭いかがわかる（認知閾値）。
臭気強度3：容易に感じる。
臭気強度4：強く感じる。
臭気強度5：非常に強く感じる。
実施例及び比較例で使用した測定器は以下の通りである。
［イオン測定器］
空気イオンカウンターITC-201A（アンデス電気（株）製の商品名）
測定方式    イオン移動度換算方式
測定範囲    10〜1,236,000個／cc
［オゾン測定器］
オゾンキャッチャーAET-30（新コスモス電機（株）製の商品名）
測定方式    半導体薄膜センサー
測定範囲    0.01〜1ppm
分解能      0.01ppm
【実施例１】
【００２６】
図１に示した構造を有する本発明の空気清浄装置が設置された、図３に示す間取りで、床面積12.93m2、天井高さ2.4ｍ、室内体積31m3の部屋に、4名の喫煙者が90分間喫煙した。
喫煙中、空気清浄装置を稼働させ、部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表１に示した通りである。
【表１】
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【００２７】
［比較例１］
空気清浄装置を稼働させなかったこと以外は、実施例１と同様にして喫煙中の部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表２に示した通りである。
【表２】
2011104359.tif 000004
【００２８】
［比較例２］
空気清浄装置のオゾン発生装置を稼働させなかったこと以外は実施例１と同様にして、喫煙及び空気清浄装置稼働中の部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表３の通りである。
【表３】
2011104359.tif 000005
【００２９】
［比較例３］
空気清浄装置から陰イオンを発生させなかったこと以外は、実施例１と同様にして喫煙及び空気清浄装置稼働中の部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表４の通りである。
【表４】
2011104359.tif 000006
【００３０】
［比較例４］
空気清浄装置から陽イオンを発生させなかったこと以外は、実施例１と同様にして喫煙及び空気清浄装置稼働中の部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表５の通りである。
【表５】
2011104359.tif 000007
【００３１】
［比較例５］
空気清浄装置からミストを発生させなかったこと以外は、実施例１と同様にして喫煙及び空気清浄装置稼働中の部屋内の陰イオン、陽イオン及びオゾンの濃度を測定した結果は下記表６の通りである。
【表６】
2011104359.tif 000008
【００３２】
実施例１及び比較例１〜５の各場合について、喫煙者ア〜エが９０分間喫煙している間に、非喫煙者オ〜キが部屋に入り、喫煙者ア〜エ及び非喫煙者オ〜キが部屋内の臭いの強度を評価した。評価結果は下記表７に示した通りである。
【表７】
2011104359.tif 000009
【００３３】
上記実施例及び比較例の結果は、本発明の装置が、喫煙対策の装置として極めて有効であることを実証するものである。
特に、ミストの発生を停止した場合、陰イオン及び陽イオンが部屋内の各所に行き届く前に著しく減少し、空気清浄効果を低下させることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の空気清浄装置は、脱臭フィルターを用いる必要がないので廃棄物を出さず、長時間の連続使用が可能である上、広い範囲に脱臭、除菌効果を及ぼすので、ビル等の喫煙所や病院等、或いは生鮮食料品取り扱い場所等への設置に有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１    空気吸入口
２    オゾン発生装置
３    陰イオン発生用空中放電装置
４    陽イオン発生用空中放電装置
５    水槽
６    ミスト発生手段
７    管路
８    第１の排出口（オゾン排出口）
９    第２の排出口（陰イオン排出口）
１０    第３の排出口（陽イオン排出口）
１１    第４の排出口（ミスト排出口）
１２    酸素富化膜
１３    真空ポンプ
１４    フィルター
１５    ファン
１６    給水タンク
１７    給水ポンプ
１８    空気清浄装置
１９    出入り口
２０    トイレ
２１    換気扇
２２    シンク
２３    机
２４    通気孔
２５    エアコン
【図１】
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【図２】
2011104359.tif 000011
【図３】
2011104359.tif 000012