(57)【要約】【課題】大空間の空気の処理に適用し得る、簡単で効率的なマイナスイオン供給装置およびマイナスイオン供給方法を提供することである。【解決手段】送風機１１と塔１２の送入口１２ａとを送風管１５によって接続し、塔１２の送出口１２ｂと被処理空間２３とをダクト２４によって接続する。それぞれラシヒリングが充填される上部充填部１６と下部充填部１７とを塔１２の内部に設け、上部充填部１６と下部充填部１７の中間の中空部１８に送水管１４を装着する。送水管１４を貯水槽１３の中にあるポンプ２１に接続し、送水管１４の先端に装着されたノズル１９から水を噴霧させる。また、送水管１４の管路の一部に、アルミニウム管と炭素棒とが対向して成る電場印加手段２２を設け、ノズル１９により霧化される水に予め電場を印加する。【選択図】図１
2007143678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空間にマイナスイオンを供給するマイナスイオン供給装置であって、
水に電場を印加する電場印加手段と、
前記電場印加手段により電場が印加された水を霧化する霧化手段と、
前記霧化手段により霧化された水に向けて空気を送る送風手段と、
前記霧化された水を含む空気を水と空気とに分離する気液分離手段とを有することを特徴とするマイナスイオン供給装置。
【請求項２】
請求項１記載のマイナスイオン供給装置において、前記電場印加手段は対向する異種の金属または炭素から成ることを特徴とするマイナスイオン供給装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のマイナスイオン供給装置において、前記霧化手段は噴霧およびスクラバー型気液接触装置を併用したものであることを特徴とするマイナスイオン供給装置。
【請求項４】
被処理空間へのマイナスイオン供給方法であって、
電場印加手段により水に電場を印加し、前記電場印加手段により電場が印加された水を霧化手段により霧化し、該霧化した水を送風手段によって送入された空気と接触させ、次いで該霧化した水を含む空気を気液分離手段によって水と空気に分離し、該分離した空気を前記被処理空間に供給することを特徴とするマイナスイオン供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理空間にマイナスイオンを供給するマイナスイオン供給装置およびマイナスイオン供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中に浮遊する負電荷に帯電した１０ないし１００個程度の分子からな成る微粒子が人間の自律神経を安定させ、呼吸器等の機能を向上させる等、人体に好ましい影響を与えることは広く知られている。このような微粒子は通常マイナスイオン（負の空気イオン、陰イオン）と呼ばれており、自然界では、滝など水が微細に分裂するときに、レナード効果により空気中に発生する。
【０００３】
このマイナスイオンの健康効果に着目し、これを人工的に発生させることが望まれ、近年、その方法が数多く提案されている。これらのマイナスイオン発生装置としては、滝を模して水を微細に分裂させるもの、電気的にイオンを作り出すもの、セラミックなどの摩擦を利用するものなどが挙げられるが、簡単、安全、確実に大量のマイナスイオンを発生させるには、水の分裂方式が適している。
【０００４】
このようなマイナスイオン発生装置は、例えば特許文献１に見られるように、水を微細な水滴に分裂させるための水の霧化手段、霧化した水滴とマイナスイオンとを含む空気を被処理空間に向けて搬送する送風手段および空気と水とを分離する気液分離手段とから構成されている。この水滴分裂型の装置については従来から数多くの提案がなされているが、これらは上記各構成要素についての方式の差異や改良に関するものであって、基本的な構成は同一といってよい。これらの改良としては、特に霧化手段についてのものが多く、例えば特許文献２には対向したノズルから噴射される微細水滴同士を衝突させて水を霧化させる方法が記載され、特許文献３には羽根車に水を供給し、この羽根車により叩いて水を微細水滴とする方法が記載されている。
【特許文献１】特公平５−５８７５５号公報
【特許文献２】特許第３０４７２３０号公報
【特許文献３】特許第２９２６３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来知られている水滴分裂型の装置は、水を微細水滴に分裂させて霧化し、その際発生するマイナスイオンを利用するものであるが、このような機械的方法のみでは、マイナスイオンの発生量に限界がある。そのため、家庭等の狭い空間の空気をマイナスイオン化して清浄化するのには適用し得るが、事務所、工場、体育館などの大空間の空気を処理するには能力的に不十分であった。
【０００６】
本発明はこの欠点を解決し、大空間の空気の処理に適用し得る、簡単で効率的なマイナスイオン供給装置およびマイナスイオン供給方法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】
本発明のマイナスイオン供給装置は、被処理空間にマイナスイオンを供給するマイナスイオン供給装置であって、水に電場を印加する電場印加手段と、前記電場印加手段により電場が印加された水を霧化する霧化手段と、前記霧化手段により霧化された水に向けて空気を送る送風手段と、前記霧化された水を含む空気を水と空気とに分離する気液分離手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のマイナスイオン供給装置は、前記電場印加手段は対向する異種の金属または炭素から成ることを特徴とする。
【０００９】
本発明のマイナスイオン供給装置は、前記霧化手段は噴霧およびスクラバー型気液接触装置を併用したものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明のマイナスイオン供給方法は、被処理空間へのマイナスイオン供給方法であって、電場印加手段により水に電場を印加し、前記電場印加手段により電場が印加された水を霧化手段により霧化し、該霧化した水を送風手段によって送入された空気と接触させ、次いで該霧化した水を含む空気を気液分離手段によって水と空気に分離し、該分離した空気を前記被処理空間に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、霧化する水に予め電場を印加するようにしたので、水を霧化することによるマイナスイオン発生能力を大幅に向上させることができる。これにより、簡単で効率的な構造のマイナスイオン発生装置で、事務所、工場、体育館などの大空間の空気を処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態であるマイナスイオン発生装置を示す説明図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態に示すマイナスイオン発生装置は、送風機１１、塔１２、貯水槽１３、および送水管１４を主要な構成要素としている。
【００１５】
スクラバー型気液接触装置である塔（装置本体）１２は送入口１２ａと送出口１２ｂとを備えた円筒状に形成され、送風手段である送風機１１は塔１２の下端側にある送入口１２ａに送風管１５によって接続されている。塔１２の内部には上部充填部１６と下部充填部１７が設けられており、これらの充填部１６，１７にはそれぞれラシヒリング（不図示）が充填されている。上部充填部１６と下部充填部１７の中間は中空部１８となっており、ここに送水管１４が装着され、送水管１４の先端には霧化手段であるノズル１９が装着されている。送水管１４は塔１２の下端に連通する貯水槽１３まで延び、貯水槽１３の中にあるポンプ２１に接続されており、その管路の一部には電場印加手段２２（便宜上、ハッチングを付して示す。）が設置されている。貯水槽１３には水が収容されており、ポンプ２１が作動すると、送水管１４を介してノズル１９に水が供給されるようになっている。塔１２の上部にある送出口１２ｂはダクト２４によって被処理空間２３に接続されている。貯水槽１３には給水管２５と排水管２６とが接続されており、また、貯水槽１３は電路２７により接地されている。
【００１６】
図２は電場印加手段を示す図、図３は図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１７】
図２、図３に示すように、電場印加手段２２は、送水管１４の内側に装着されるアルミニウム管２８と、アルミニウム管２８の中心軸上に絶縁部材２９によりアルミニウム管２８とは電気的に絶縁された状態で固定される炭素棒３１から成っている。電場印加手段２２が設けられた部分においては、水は互いに対向するアルミニウム管２８と炭素棒３１との間を流れ、これによりアルミニウム管２８と炭素棒３１との間には電位傾斜により電場が発生し、この電場が送水管１４を流れる水に印加されるようになっている。
【００１８】
次に、本マイナスイオン発生装置によってマイナスイオンを被処理空間２３に供給する方法について述べる。
【００１９】
まず、送風機１１を動かして図には示さない空気濾過器を経て取り込んだ外気を送風管１５を通じて送入口１２ａから塔１２の下部に送入する。ポンプ２１を動かして貯水槽１３に収容された水を送水管１４を通じてノズル１９に送入する。このとき、ノズル１９に送入される水は電場印加手段２２を通過することにより予め電場が印加される。ノズル１９に送入された水はノズル１９から微細な水滴として下向きに噴霧され、この水滴は下部充填部１７のラシヒリングによって分散流下して貯水槽１３に流入する。この際、水滴は送風機１１により送入口１２ａから送入される空気と接触する。つまり、この実施の形態においては、霧化手段はノズル１９による噴霧とスクラバー型気液接触装置である塔１２とを併用したものとなっている。ノズル１９およびラシヒリング通過の際に、ノズル１９から噴霧されることにより霧化した水滴の一部は送入された空気に同伴して上昇し、気液分離手段である上部充填部１６のラシヒリングによって空気と分離される。
【００２０】
電場印加手段２２によって電場を印加された水は上記霧化の際にプラスに帯電し、それと同量のマイナスイオンが空気中に発生し、マイナスイオンを含む空気は送風機１１により送出口１２ｂからダクト２４を通じて被処理空間２３に送られる。プラスに帯電した水は貯水槽１３に落下し、これに帯電していたプラス電荷は電路２７を通じて接地される。貯水槽１３には給水管２５によって少量ずつ水道水が供給され、オーバーフローした水は排水管２６によって外部に排出される。
【００２１】
（実施例）
塔１２はＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製、φ１０００×１８００Ｈの円筒状とし、上部充填部１６は２２０Ｈで充填したラシヒリングはＰＰ（ポリプロピレン）製、３０×φ３０、下部充填部１７は１０００Ｈで充填したラシヒリングはＰＰ（ポリプロピレン）製、３０×φ３０とした。送風機１１は１００ｍ３／分の空気を塔１２に送り、ポンプ２１は２５０リットル／分の水をノズル１９に送り、このときノズル１９に掛かる水圧を１．５ｋｇ／ｃｍ２とした。送水管１４はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製、内径φ２５であり、電場印加手段２２のアルミニウム管２８も同径で長さ３０ｃｍとし、炭素棒３１は太さ１０ｍｍ、長さはアルミニウム管２８と等しい３０ｃｍとした。この構成でアルミニウム管２８と炭素棒３１との２極間に０．７Ｖの電位差が発生した。
【００２２】
上記条件で、被処理空間２３を２０００ｍ３の容積の工場として運転したとき、ダクト２４の内部のマイナスイオンは２０６２００個／ｃｍ３であり、工場内には１５４００個／ｃｍ３のマイナスイオンが充満した。工場内の空気は爽快で湿度７５ＲＨであるにも拘わらず、湿気を感じさせなかった。また、従業員の呼吸器疾患にも改善が見られた。
【００２３】
このように、このマイナスイオン発生装置および発生方法では、霧化手段により霧化される水に予め電場印加手段２２により電場を印加するようにしたので、水を霧化するときのマイナスイオン発生能力を大幅に向上させ、簡単で効率的な構造で、工場等の大空間である被処理空間２３の空気を処理することができる。また、マイナスイオンの発生能力が大幅に向上するので、被処理空間２３が大空間であっても空気を浄化して快適性の向上、健康の増進に寄与することができる。また、防爆工事が不要であるため、配線等を防爆仕様にする必要がない。
【００２４】
他方、電場印加手段２２を用いなかった他、同様の条件で運転したところ、工場内のマイナスイオンは６１０個／ｃｍ３であり、爽快感は著しく低く、湿度が体感された。なお、例えば従来の特許第３０４７２３０号では６５１９００個／ｃｍ３のマイナスイオンが発生したとされるが、送風量は１．０７ｍ３／分であり、本発明の方法に比べて総マイナスイオン個数では３０分の１程度であって、大空間の処理には適していないことが解る。
【００２５】
図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図３に示す電場印加手段の変形例を示す断面図、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示すノズルの変形例を示す断面図、図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ霧化手段の変形例を示す断面図、図７は気液分離手段の変形例を示す説明図である。なお、図４〜図７においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００２６】
図３に示す電場印加手段２２では、送水管１４とアルミニウム管２８、炭素棒３１は、共に断面が円形に形成されているが、これに限らず、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すように、これらの断面を四角形や楕円形など、他の形状に形成するようにしてもよい。
【００２７】
また、図３に示す場合では、電場印加手段２２はアルミニウム管２８の内部に炭素棒３１を配置して構成されているが、これに限らず、例えば、図４（ｃ）に示すように、それぞれ断面円弧状に形成されたアルミニウム製の半管３２と銅製の半管３３とを絶縁部材２９を挟んで組み合せて管状に形成し、これの内部に水を流すようにしてもよく、あるいは図４（ｄ）に示すように、送水管１４の内部に互いに対向する亜鉛製の電極３４と銅製の電極３５とをそれぞれ絶縁部材２９により支持した状態で設けるなど、水に電場を印加できる構造であれば他の構造であってもよい。
【００２８】
さらに、図１に示す場合では、水の霧化手段であるノズル１９は下向きに水を噴射するようになっているが、これに限らず、例えば図５（ａ）に示すように一対のノズル１９を互いに対向させて設け、これらのノズル１９から噴射される水滴同士を互いに衝突させるようにしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、ノズル１９から噴射される水を、例えば塔１２の内面や羽根車（不図示）等に衝突させるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、図１に示す場合では、霧化手段はノズル１９から水を噴射させる構造となっているが、これに限らず、例えば図６（ａ）に示すように、駆動源により回転駆動される羽根車等の回転体３６に水を供給して遠心力により水を霧化させるようにしたり、図６（ｂ）に示すように、発振器３７が発生する超音波等の振動を利用して水を霧化させるようにしたりするなど、他の方法により水を霧化するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、図１に示す場合では、霧化した水滴を含む空気を空気と水滴とに分離する気液分離手段はラシヒリング（不図示）が充填された上部充填部１６とされているが、これに限らず、例えば図７に示すサイクロン式の分離装置３８や、フィルター等を用いるなど、他の構造としてもよい。また、送風機１１による風速が小さい場合は、単に塔１２の内部を上昇させて自然に気液を分離させ塔１２の上部から空気を取り出すだけの構造としてもよい。さらに、これらの気液分離手段は空気から霧状の水滴を完全に除去する必要はなく、比較的大きな水滴を除去するだけでもよい。超微細水滴はマイナスイオンとなっているものがあるからである。
【００３１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、電場印加手段２２は、霧化に供する水に予め電場を印加する処理を行うための手段であれば、送水管１４または貯水槽１３に電極を設けて静電圧または交流電圧を供給する構造としてもよく、さらに簡単には、本実施の形態のように、イオン化傾向の異なる２種または３種の以上の金属または炭素を供給水中で対向させて電位傾斜を形成させてもよい。この場合、イオン化傾向の大きな極としてはアルミニウムに限らず、例えば鉄、亜鉛等を用いるようにしてもよく、イオン化傾向が小さな極としては炭素に限らず、例えば銅、銀、金、白金等を用いるようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施の形態においては、分離した水を貯水槽１３に戻して再利用するように構成しているが、これに限らず、例えば分離した水を外部に排出するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、本発明に用いられる水は、水道水、工業用水、地下水、河川湖沼等、通常入手し得る水でよく、場合によっては浄化したものでもよい。また、海水等の溶液でも差し支えない。
【００３４】
さらに、本発明のマイナスイオン発生装置に、空気の加温、冷却、除湿、濾過、脱臭等のための装置を付加得することは任意である。
【００３５】
さらに、塔１２内への空気の供給は送風機１１を利用してダクト２４を通じて行うのがよいが、この場合、ダクト２４の中間に空気の加温、冷却、除湿、脱臭等のための手段を付設して空気を処理してもよい。ダクト２４は１本に限定されず、分岐して複数箇所から被処理空間に提供してもよい。
【００３６】
さらに、本発明のマイナスイオン供給装置によって供給されるマイナスイオン含有空気は家庭のみならず、事務所、店舗、工場、学校、病院、劇場、美術館、体育館、展示場、鶏舎、畜舎、ハウス栽培舎等の大空間の空気を浄化して快適性の向上、健康の増進に寄与することができる。また、このマイナスイオン発生装置を鶏舎や畜舎に設置してマイナスイオンを供給することにより、これら鶏舎等の衛生環境を向上させることができる。
【００３７】
さらに、送風手段としては送風機１１が利用されるが、大空間の空気処理のためには送風量が大きなものが適している。
【００３８】
さらに、塔１２はスクラバー型の充填塔となっているが、例えば棚段塔など、他の形態であってもよい。また、塔１２に限らず、空気の送入口と送出口とを備えた容器状の装置本体の内部で水を霧化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態であるマイナスイオン発生装置を示す説明図である。
【図２】電場印加手段を示す図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ図３に示す電場印加手段の変形例を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示すノズルの変形例を示す断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ霧化手段の変形例を示す断面図である。
【図７】気液分離手段の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  送風機
１２  塔
１２ａ  送入口
１２ｂ  送出口
１３  貯水槽
１４  送水管
１５  送風管
１６  上部充填部
１７  下部充填部
１８  中空部
１９  ノズル
２１  ポンプ
２２  電場印加手段
２３  被処理空間
２４  ダクト
２５  給水管
２６  排水管
２７  電路
２８  アルミニウム管
２９  絶縁部材
３１  炭素棒
３２  アルミニウム製の半管
３３  銅製の半管
３４  亜鉛製の電極
３５  銅製の電極
３６  回転体
３７  発振器
３８  分離装置
【図１】
2007143678.tif 000003
【図２】
2007143678.tif 000004
【図３】
2007143678.tif 000005
【図４】
2007143678.tif 000006
【図５】
2007143678.tif 000007
【図６】
2007143678.tif 000008
【図７】
2007143678.tif 000009