(57)【要約】【課題】除菌効果を高めることができる空気浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】次亜塩素酸を含有する水素イオン濃度が２．２以上８．６以下の次亜塩素酸水を含浸させて汚染空気を通風して浄化する気液接触フィルタ７と、送風機６を備え、空気を清浄化することを特徴とする空気浄化装置であって、気液接触フィルタ７によって浄化された清浄度の高い空気を対象領域に向けて直進性をもって吹き出すための面状吹き出し口４を備えた構成にしたことにより、従来の空気浄化装置のように放射状に拡散されることなく、清浄化された空気は平行流で搬送され、周辺空気と混合させることなく、人が存在しうる対象領域に連続的に供給し、清浄空間に保つという効果を得ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次亜塩素酸を含有する水素イオン濃度が２．２以上８．６以下の次亜塩素酸水を含浸させて汚染空気を通風して浄化する浄化手段と、
送風機を備え、
空気を清浄化することを特徴とする空気浄化装置であって、
前記浄化手段によって浄化された清浄度の高い空気を対象領域に向けて直進性をもって吹き出すための面状吹き出し口を備えた空気浄化装置。
【請求項２】
前記面状吹き出し口は、
開口面に縦横の長さが少なくとも４５ｃｍ以上１８０ｃｍ以下の矩形状を包含することを特徴とする請求項１記載の空気浄化装置。
【請求項３】
次亜塩素酸水の濃度を制御する濃度制御手段を設け、
前記濃度制御手段は、
前記面状吹き出し口から揮発した気体状の次亜塩素酸を対象物面に向けて送風し、あらかじめ設定した所定時間で対象物を浄化するために必要な気体濃度に制御することを特徴とする請求項１乃至２に記載の空気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の細菌、ウイルス、臭いなどの除去を行う空気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塩化物イオンを含む水を電気分解して得られる次亜塩素酸水を空気と接触、あるいは空中に散布して、空気中の細菌、ウイルス、臭気物質の除去を行う空気浄化装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７７２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の空気浄化装置は、本体内で生成した次亜塩素酸水を、超音波で微細なミスト状にして、正面排気口より特定の方向に向けて空気とともに噴霧するものである。このような方法は、ミストを周囲に放射状に分散させるものであり、正面排気口から距離が離れるにつれ、徐々にミストが広範囲に広がって希釈される。すなわち、正面排気口の直近ではミストの濃度が高いが、距離が離れるにつれて濃度が低下する。浄化作用は次亜塩素酸水のミスト濃度に依存するものであるため、距離が離れると次第に効果がなくなる。一方で、正面排気口の近傍ではミストが存在する範囲は狭く、人が存在する範囲（対象領域）に十分にミストを与えることができない。対象領域にミストを十分に分散させるためには、対象領域から、ミストを噴出する排気口の距離を一定以上開ける必要がある。このように、対象領域まで広げようとすると、効果は失われていくため、トレードオフの関係にあり、双方を満たす条件を両立させることは極めて限定された範囲におけるものとなる。
【０００５】
また、このような従来の空気浄化装置は、ミストを空気に混合、攪拌するものであり、対象領域は浄化された空気と入れ替わるわけではなく、汚染された空気が混合したものであって、清浄であるとはいい難い。局所的に有効成分を噴霧したとしても、清浄空気を対象領域に供給することは困難であるといえる。
【０００６】
そこで、このような課題に対し、吹き出し口からの清浄空気を、周囲の汚染空気と混合させることなく、人が存在しうる対象領域に供給することができる空気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る空気浄化装置は、次亜塩素酸を含有する水素イオン濃度が２．２以上８．６以下の次亜塩素酸水を含浸させて汚染空気を通風して浄化する浄化手段と、送風機を備え、空気を清浄化することを特徴とする空気浄化装置であって、前記浄化手段によって浄化された清浄度の高い空気を対象領域に向けて直進性をもって吹き出すための面状吹き出し口を備えた構成としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明は、次亜塩素酸を含有する水素イオン濃度が２．２以上８．６以下の次亜塩素酸水を含浸させて汚染空気を通風して浄化する浄化手段と、送風機を備え、空気を清浄化することを特徴とする空気浄化装置であって、前記浄化手段によって浄化された清浄度の高い空気を対象領域に向けて直進性をもって吹き出すための面状吹き出し口を備えた構成にしたことにより、従来の空気浄化装置のように放射状に拡散されることなく、清浄化された空気は平行流で搬送され、周辺空気と混合させることなく、人が存在しうる対象領域に連続的に供給し、清浄空間に保つという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の空気浄化装置の概略図
【図２】同空気浄化装置の断面の概略図
【図３】本発明の実施の形態２の空気浄化装置における運転条件を示す図
【図４】同空気浄化装置の濃度制御手段のフロー概略図
【図５】同空気浄化装置の濃度制御手段の運転条件制御条件テーブルを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１に係る空気浄化装置は、次亜塩素酸を含有する水素イオン濃度が２．２以上８．６以下の次亜塩素酸水を含浸させて汚染空気を通風して浄化する浄化手段と、送風機を備え、空気を清浄化することを特徴とする空気浄化装置であって、前記浄化手段によって浄化された清浄度の高い空気を対象領域に向けて直進性をもって吹き出すための面状吹き出し口を備えた構成ものである。
【００１１】
これにより、汚染空気を混合させることなく清浄な空気を人が存在する範囲に連続的に供給して清浄度を保つことができる。
【００１２】
また、請求項２に係る空気浄化装置は、前記面状吹き出し口は、開口面の縦横の長さがいずれも少なくとも４５ｃｍ以上１８０ｃｍ以下の矩形状を包含することを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、人が一人存在する幅である４５ｃｍ以上で、かつ人の顔を含む上半身を範囲である４５ｃｍ以上の領域に対して、人の方向に向けて面状に清浄空気を供給することができ、人が連続して清浄化された空気にのみ曝露され、清浄空気を汚染空気に混合させることなく吸引することができる。
【００１４】
また、請求項３に係る空気浄化装置は、次亜塩素酸水の濃度を制御する濃度制御手段を設け、前記濃度制御手段は、前記面状吹き出し口から、揮発した気体状の次亜塩素酸を対象物面に向けて送風し、あらかじめ設定した所定時間で対象物を浄化するための濃度に制御するものである。
【００１５】
これにより、人が存在しない局所的な範囲に対して、高濃度の次亜塩素酸を供給し、短時間で確実に殺菌処理することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１に本実施の形態の空気浄化装置１の外観を示す。
【００１８】
図１に示すように、略箱形状の本体ケース２を備え、その両側面には室内空気を吸い込む略四角形状の吸込口３と、正面には浄化された空気を面状に吹き出す略四角形状の面状吹き出し口４を設けている。
【００１９】
図２に示すように、本体ケース２内部には、空気風路５と、送風機６と、浄化手段である気液接触フィルタ７と、給水部としての給水タンク８と、トレイ９と、次亜塩素酸水を生成する電解槽１０、これらの動作を制御する制御部１１とが設けられている。
【００２０】
空気風路５は、本体ケース２の内部において、気液接触フィルタ７と送風機６を通る風路であって、吸込口３と面状吹き出し口４とを連通させている。
【００２１】
送風機６は、本体ケース２内において上部に設けられ、面状吹き出し口４に接続されている。送風機６は、モーターとファン、ケーシングとからなり、面状吹き出し口４から吹出す風速が所定風速の範囲におさまるように、必要風量を送風可能な構成とする。面状吹き出し口４の吹き出し面から吹出す空気の風速は、速すぎると周辺の空気を巻き込みやすく、次第に希釈されてしまい、清浄度を保つことができない。そのため、風速は小さい方がよく、例えば０．１ｍ毎秒以上１ｍ毎秒以下とする。このとき、吹き出し面の全面において所定範囲の風速が得られるように風速分布を調整し、偏りの少ない面状の気流が発生できるようにする。
【００２２】
そこで、面状吹き出し口４は、直進性をもって清浄空気を放出するための整流板１２を備えており、整流板１２によって区切られた個々の開口部１５によって前記吹き出し面を形成している。それぞれの開口部１５は、乱流が生じにくいように一定以上の開口面積を確保した構成とする。開口部１５の形状は、乱流が生じにくい構成とし、円状、ひし形形状、楕円状、矩形状、多角形状などがあるが、構造が単純な矩形状がよい。また、開口部１５の内寸を示す代表長さは、整流板１２の間隔（複数の整流板１２で挟まれた距離）とすることができるが、乱流がおきにくいように、例えば１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下がよく、好ましくは２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とするとよい。
【００２３】
整流板１２の吹き出し方向に対する長さは、整流するために十分な長さを設ける。このときに必要な長さは、整流板１２の間隔によって変わり、整流板１２の間隔が広いほど、整流板１２の長さは長い方がよい。例えば、整流板１２の間隔を２０ｍｍとした場合には、長さは５０ｍｍ以上とするとよく、好ましくは５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。
【００２４】
面状吹き出し口４の大きさは、人が存在する対象領域に対し、人が呼吸する範囲を包含できる十分な大きさを設ける必要がある。面状吹き出し口４の幅が小さいと、吹出した後、徐々に周辺空気に希釈されてしまい、清浄度を維持したまま搬送できる距離が短くなる。そのため、少なくとも人が一人分存在する幅である４５ｃｍ以上設ける必要がある。さらに、希釈しないようにするために、面状吹き出し口４の開口の横幅だけでなく、縦方向の幅も同等以上に設ける必要があり、そのため縦方向の幅も４５ｃｍ以上設ける。すなわち、面状吹き出し口４の最小面積は１辺が４５ｃｍの矩形状であることが必要となる。なお、この形状を包含するものであれば、円形状、楕円形状など特に指定されない。
【００２５】
さらに、４５ｃｍの倍数で横方向の幅を変更すると、その倍数だけ対象人数を増やすことができ、１８０ｃｍでは４人並んだ空間までカバーすることができる。これは、例えば４人が並んで椅子に座っている待合室などを対象とすることができる。縦方向の幅については４５ｃｍ以上であればよく、１８０ｃｍとすると平均的な成人の身長の範囲を対象とすることができる。なお、これ以上の幅に対しては、本装置を複数台並列して配することで対処することが可能である。このような面状吹き出し口４の形状とすることにより、清浄空気を周辺空気と混合することなく直進性を保ったまま人がいる対象領域に搬送することができる。
【００２６】
空気浄化装置１は、室内から取り込んだ空気を本体ケース２内において浄化するものであり、これには次亜塩素酸水と気液接触フィルタ７を用いる。
【００２７】
気液接触フィルタ７は、トレイ９において生成した次亜塩素酸水と、送風機６によって本体ケース２内に吸込まれた室内空気とを接触させる部材である。気液接触フィルタ７は、次亜塩素酸水を連続的に保持して空気と接触させるものであり、例えば、トレイ９内に回転自在に設置した中空円筒状のフィルタである。その円筒部分の一部がトレイ９内の次亜塩素酸水溶液に浸漬され、さらに気液接触フィルタ７の表面が空気風路５を遮るように配置されている。気液接触フィルタ７を通過することで浄化された空気は、空気風路５を通じて面状吹き出し口４から室内の人が存在する対象領域に向けて整流されて放出される。
【００２８】
気液接触フィルタ７を構成する材料としては、次亜塩素酸水に反応性の少ない材料、即ち、次亜塩素酸水による劣化が少ない材料、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・テレフタラート樹脂）、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）、セルロース系材料又はセラミック系材料等が使用され、本実施例では、ポリエステルが採用される。
【００２９】
トレイ９は、天面を開口した箱形状をしており、水を貯水できる構造となっており、本体ケース２の下部に配置され、本体ケース２から水平方向にスライドして着脱可能となっている。トレイ９には、給水タンク８と電解層１０を収納している。
【００３０】
電解層１０は、給水タンク８から給水された水にタブレット状の塩化ナトリウムや、濃度が既知の希塩酸溶液、またはその両方を投入して作製した塩化物イオンを含む水溶液を電極で電気分解して、殺菌作用をもつ非解離型の次亜塩素酸を含む水素イオン濃度で２．２から８．６の次亜塩素酸水を生成するものである。電極に通電すると、陽極側の電極界面で塩素が生成し、直ちに水に溶解して次亜塩素酸水を生じる。
【００３１】
さて、前述の次亜塩素酸水の生成量は、通電量に依存するため、制御部１１を備え、電極に対する通電量の制御を行い、適切な濃度範囲に調節を行うものである。
【００３２】
上記構成において、空気浄化装置１の動作前に給水タンク８を取り付けて、トレイ９内に水溶液を供給する。なお、給水タンク８の内容物を水道水とし、塩化ナトリウムのタブレットまたは希塩酸溶液を使用者がトレイ１０内に投入する形式としてもよい。
【００３３】
空気浄化装置１を動作させると、まず、制御部１１が電解槽１０に通電し、次亜塩素酸水が生成される。この次亜塩素酸水はトレイ９内に拡散し、気液接触フィルタ７が浸漬するところまで供給される。
【００３４】
そして、送風機６が動作すると、室内空間の空気は、吸込口３から空気浄化装置１内に吸い込まれ、空気風路５を流れて気液接触フィルタ７に接触し、面状吹き出し口４から対象とする人が存在する領域の方向に向けて清浄空気が送風される。室内の汚染空気は、気液接触フィルタ７と接触した際に除菌脱臭され、清浄化されるため、対象領域の人は浮遊菌の曝露を受けることを防ぐことができる。
【００３５】
（実施の形態２）
気液接触フィルタ７に次亜塩素酸水を含浸し、送風することで、気液接触フィルタ７からは、次亜塩素酸が揮発し、気体状になって面状吹き出し口４から吹出される。
【００３６】
揮発した気体状の次亜塩素酸は殺菌作用を有するため、人ではなく、対象物に向けて吹出すことで、対象物の表面を殺菌することができる。殺菌作用は、次亜塩素酸の濃度と作用時間の積に依存するため、対象微生物の殺菌に必要な濃度の時間積分値（以下、濃度時間積と呼ぶ）をあらかじめ求めておくことで、表面の殺菌作用を制御することができる。すなわち、殺菌したい時間が決められている場合には、それに必要な次亜塩素酸の濃度を発生させることで、指定時間内に殺菌することが可能となる。図3は、殺菌に必要な濃度時間積と、処理時間に対する必要濃度（次亜塩素酸気体濃度）の一例を示す。例えば、指標菌の殺菌に必要な値が濃度時間積で０．１であった場合、処理時間が０．５時間以内と設定されると、必要濃度は０．１÷０．５＝０．２ｐｐｍ以上と求まる。同様に設定時間を２時間以内とすると、必要濃度は０．１÷２＝０．０５ｐｐｍ以上と求まる。このように、設定時間に対して必要な濃度を与えることで、同等の殺菌作用を得ることができる。
【００３７】
制御部１１は、使用者が殺菌時間を入力する入力手段１３と、この時間に対し、必要な次亜塩素酸の濃度を決定し、通電量を制御して次亜塩素酸の濃度を制御する濃度制御手段１４を備える。
【００３８】
入力手段１３は、本体ケース２の外装上に設けた操作ボタンと表示部からなり、使用者は、面状吹き出し口４から吹出す次亜塩素酸を含む清浄空気によって、対象物の表面を殺菌するための時間を入力、または選択できるようにする。例えば、入力する場合には、直接所定時間を入力できるボタンと、時間を表示する７セグパネルなどを設けて設定できるようにし、選択する場合には、あらかじめ設定されたモードを選択できるようにボタンと表示部で確認できるようにする。選択するモードとしては、例えば、１時間以内に殺菌できる「お急ぎモード」や、夜間の終業時間中に殺菌処理を完結できる「夜間消毒モード」などを設けるとよい。
【００３９】
入力手段１３によって設定された時間に対し、濃度制御手段１４は、例えば図３に示すテーブルから必要な濃度と通電量を決定し、通電制御を行う。
【００４０】
図４は濃度制御手段１４のフローを示す。使用者は、本体の給水などを準備したのち、電源を投入して、運転準備を行なう。運転準備としては、運転条件の設定であるが、以下では、物の表面の殺菌を行なう場合の操作例を後述する。まず、物の表面の殺菌を行なう運転方法設定として、例えば、入力手段１３によって「殺菌モード」を選択し、さらに前述したような運転時間を設定する。この設定された運転時間に基づいて、次亜塩素酸の濃度を確保するための通電量を決定する。通電量の決定には、制御部１１に、動作をあらかじめ記憶させたマイコンなどの記憶素子を設け、入力時間に対して通電電流量を所定の式で算出するか、あるいは、あらかじめ記憶させた制御テーブルから数値を選択して実行させるとよい。図５は、運転時間に対する次亜塩素酸水の濃度と通電電流の仕様を示す制御テーブルの一例である。運転時間に対し、通電電流を制御し、次亜塩素酸水濃度を制御することができる。通電電流が決定された後、実際に所定の条件で電解槽１０に通電して電気分解を行ない、トレイ９には目的の濃度の次亜塩素酸水が生成する。その後、送風機６にて送風運転を開始し、空気の浄化を行なう。次亜塩素酸水は、取り込まれた空気の汚れと反応して濃度が減衰してしまうため、送風開始後も所定の条件で通電を行ない、次亜塩素酸を一定濃度維持できるようにする。送風開始後の所定の条件での通電は送風を停止するまで行い、送風停止後には通電も停止する。
【００４１】
このように、濃度制御手段１４は、制御テーブルに基づいた通電制御を行い、濃度制御をすることができる。尚、通電量は電流値を共通にして通電時間を変化させても、同様に次亜塩素酸水濃度を制御することができる。
【００４２】
以上をまとめると次亜塩素酸の濃度が制御された吹き出し空気は、周辺の空気に希釈されると濃度が減少してしまい、指定時間までに殺菌作用を発揮することができなくなる。そこで、面状吹き出し口４によって、周辺空気と混合しないように対象領域の表面に次亜塩素酸を搬送することで、精度よく確実に対象表面の殺菌作用を制御することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
家庭用や事務用、公共空間などの、除菌・脱臭などの空気浄化装置としての活用が期待されるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１    空気浄化装置
２    本体ケース
３    吸込口
４    面状吹き出し口
５    空気風路
６    送風機
７    気液接触フィルタ
８    給水タンク
９    トレイ
１０    電解槽
１１    制御部
１２    整流板
１３    入力手段
１４    濃度制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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