特開 2022-86502 空気清浄装置および空気清浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022086502

(43)【公開日】2022-06-09

(54)【発明の名称】空気清浄装置および空気清浄方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/16 20060101AFI20220602BHJP

   C02F 1/32 20060101ALI20220602BHJP

   B01D 47/00 20060101ALI20220602BHJP

   F24F 7/003 20210101ALI20220602BHJP

   F24F 3/16 20210101ALI20220602BHJP

【ＦＩ】

A61L9/16 Z

C02F1/32

B01D47/00 D

F24F7/00 A

F24F3/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020198550

(22)【出願日】2020-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】糀屋 睦

【テーマコード（参考）】

3L053

4C180

4D032

4D037

【Ｆターム（参考）】

3L053BD05

4C180AA07

4C180CB05

4C180DD20

4C180EA52X

4C180HH05

4C180JJ02

4D032AB09

4D032DA04

4D037AA08

4D037AB03

4D037BA18

4D037CA01

(57)【要約】

【課題】広い空間の空気を効率的に清浄する。
【解決手段】空気清浄装置１０は、壁２０の上部２４から壁２０の主面２２に沿って水をシート状に吐出する吐水装置３０と、壁２０の主面２２に向かう気流１４を生成する送風装置３２と、を備える。空気清浄装置１０は、壁２０の主面２２に沿って流れる水を回収して吐水装置３０に供給するポンプ３４と、ポンプ３４の上流側または下流側に設けられ、吐水装置３０に供給する水に紫外光を照射して殺菌する流水殺菌装置３６と、をさらに備えてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

壁の上部から前記壁の主面に沿って水をシート状に吐出する吐水装置と、
前記壁の前記主面に向かう気流を生成する送風装置と、を備える空気清浄装置。

【請求項2】

前記壁の前記主面に沿って流れる水を回収して前記吐水装置に供給するポンプと、
前記ポンプの上流側または下流側に設けられ、前記吐水装置に供給する水に紫外光を照射して殺菌する流水殺菌装置と、をさらに備える、請求項１に記載の空気清浄装置。

【請求項3】

前記壁の下部に向けて紫外光を照射する紫外光照射装置をさらに備える、請求項１または２に記載の空気清浄装置。

【請求項4】

前記吐水装置は、前記壁の第１主面と、前記第１主面の反対側にある第２主面とに沿って水をシート状に吐出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の空気清浄装置。

【請求項5】

壁の上部から前記壁の主面に沿って水をシート状に吐出する工程と、
前記壁の前記主面に沿って流れるシート状の水に向かう気流を生成する工程と、を備える空気清浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気清浄装置および空気清浄方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、空気清浄装置が広く普及している。単に空気に含まれる塵やゴミなどを除去するだけでなく、空気に含まれる細菌やウイルスを不活化して清浄機能を高めることが求められている。例えば、殺菌水の超微細水滴を生成し、微細水滴に空気を接触させることで空気中の細菌を捕捉して空気を清浄する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平７－３８８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

広い空間の空気を効率的に清浄できることが好ましい。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、広い空間の空気を効率的に清浄できる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】

【0006】

本発明のある態様の空気清浄装置は、壁の上部から壁の側面に沿って水をシート状に吐出する吐水装置と、壁の側面に向かう気流を生成する送風装置と、を備える。

【0007】

本発明の別の態様は、空気清浄方法である。この方法は、壁の上部から壁の側面に沿って水をシート状に吐出する工程と、壁の側面に沿って流れるシート状の水に向かう気流を生成する工程と、を備える。

【0008】

本発明によれば、広い空間の空気を効率的に清浄できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態に係る空気清浄装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１の空気清浄装置の構成を示す正面図である。

【図3】第２の実施の形態に係る空気清浄装置の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子の寸法比と一致しない。

【0011】

（第１の実施の形態）
図１は、実施の形態に係る空気清浄装置１０の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１の空気清浄装置１０の構成を概略的に示す正面図である。空気清浄装置１０は、壁２０の主面２２に沿って流れるウォーターカーテン１２に向けて気流１４を生成し、空気に含まれる塵やゴミ、細菌、ウイルスなどをウォーターカーテン１２を構成する水に吸着させる。空気清浄装置１０は、空気を清浄するためのフィルタとしてウォーターカーテン１２を使用する。

【0012】

空気清浄装置１０は、壁２０と、吐水装置３０と、送風装置３２と、ポンプ３４と、流水殺菌装置３６と、紫外光照射装置３８とを備える。空気清浄装置１０は、貯水部２８をさらに備えてもよい。

【0013】

壁２０は、鉛直方向に延びる部材である。壁２０は、建物の構造物であってもよいし、任意の場所に設置される板状部材であってもよい。壁２０は、透光性を有する部材であってもよく、アクリル板やガラス板であってもよい。壁２０は、透光性を有しない部材であってもよい。壁２０の主面２２は、耐水性の材料で構成され、樹脂やセラミックなどのタイルで被覆されてもよい。

【0014】

貯水部２８は、壁２０の下部２６に設けられる。貯水部２８は、壁２０の主面２２に沿って流れる水を受け入れて一時的に貯留する。貯水部２８に貯まる貯留水１６は、ポンプ３４および流水殺菌装置３６を通って吐水装置３０に供給され、ウォーターカーテン１２の形成に再利用される。

【0015】

吐水装置３０は、壁２０の上部２４に設けられる。吐水装置３０は、壁２０の主面２２に沿ってシート状に水を吐出するよう構成される。吐水装置３０は、水平方向に延びるスリットを有し、スリットから水を吐出させることでシート状のウォーターカーテン１２を形成する。

【0016】

送風装置３２は、壁２０から離れた位置に設けられる。送風装置３２は、ウォーターカーテン１２に向けて気流１４を生成する。送風装置３２は、気流１４を生成可能な任意の装置であってもよく、扇風機やサーキュレータ、エアコンなどであってもよい。送風装置３２は、気流１４の向きを経時的に変化できるように構成されてもよく、ウォーターカーテン１２の全面に気流１４が当たるようにしてもよい。

【0017】

ポンプ３４は、貯留水１６を回収して吐水装置３０に供給する。ポンプ３４は、第１配管４４を通じて貯水部２８と接続される。ポンプ３４は、第２配管４６を通じて流水殺菌装置３６と接続される。ポンプ３４は、第１配管４４から供給される水に圧力をかけて第２配管４６に出力する。

【0018】

流水殺菌装置３６は、ポンプ３４を通過する水に紫外光を照射して殺菌する。流水殺菌装置３６は、例えば、水が通過するリアクタと、リアクタ内に紫外光を照射するための光源とを含む。リアクタは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂で構成される。光源は、波長２６０ｎｍ～２８５ｎｍ程度の深紫外光を出力するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する。流水殺菌装置３６にて殺菌された水は、第３配管４８を通じて吐水装置３０に供給される。

【0019】

図１の例では、流水殺菌装置３６がポンプ３４と吐水装置３０の間に配置されている。つまり、流水殺菌装置３６がポンプ３４の下流側に設けられている。なお、ポンプ３４と流水殺菌装置３６の接続順を逆にしてもよく、吐水装置３０と流水殺菌装置３６の間にポンプ３４が設けられてもよい。つまり、流水殺菌装置３６は、ポンプ３４の上流側に設けられてもよく、貯水部２８とポンプ３４の間に流水殺菌装置３６が設けられてもよい。

【0020】

紫外光照射装置３８は、壁２０の下部２６に向けて紫外光４０を照射する。紫外光照射装置３８は、貯水部２８に設けられ、貯留水１６の水面１８の近傍に紫外光４０を照射するように配置される。紫外光照射装置３８は、貯留水１６の水面１８にウォーターカーテン１２を形成する水が当たって生じる水しぶきに向けて紫外光４０を照射する。これにより、ウォーターカーテン１２に含まれる細菌やウイルスなどが水しぶきとなって周囲に飛散する前に水しぶきに含まれる細菌やウイルスを死滅させるようにする。

【0021】

紫外光照射装置３８の上には天板４２が設けられる。天板４２は、貯留水１６の上方を被覆するように設けられる。天板４２は、壁２０から離れて設けられる。壁２０と天板４２の間には、ウォーターカーテン１２を構成する水が通過するための隙間５０が設けられる。天板４２は、貯留水１６の水面１８にて生じる水しぶきが外部に飛散するのを防止する。また、天板４２は、紫外光照射装置３８が照射する紫外光４０が外部に漏れるのを防止する。

【0022】

つづいて、空気清浄装置１０の動作を説明する。吐水装置３０は、壁２０の上部２４から水をシート状に吐出し、壁２０の主面２２に沿ってウォーターカーテン１２を形成する。ウォーターカーテン１２を形成する水は、壁２０の下部２６に設けられる貯水部２８に貯まる。貯水部２８に貯まる貯留水１６は、ポンプ３４により流水殺菌装置３６に供給される。流水殺菌装置３６は、ポンプ３４から供給される水に紫外光を照射して殺菌する。流水殺菌装置３６により殺菌された水は、吐水装置３０に供給され、ウォーターカーテン１２の形成に使用される。ウォーターカーテン１２の形成に使用される水は、循環して再利用される。これにより、ウォーターカーテン１２の形成に使用する水を節約できる。

【0023】

送風装置３２は、ウォーターカーテン１２に向かう気流１４を生成する。送風装置３２によってウォーターカーテン１２に送られる空気は、ウォーターカーテン１２に当たる。ウォーターカーテン１２に空気が当たることで、空気に含まれる塵やゴミ、細菌、ウイルスなどの少なくとも一部がウォーターカーテン１２を構成する水に吸着される。これにより、空気が浄化される。ウォーターカーテン１２を構成する水は、貯水部２８まで落下すると、貯水部２８に貯まる貯留水１６の水面１８に当たって水しぶきとなる。紫外光照射装置３８は、水面１８で生じる水しぶきに紫外光４０を照射し、水しぶきに含まれる細菌やウイルスを死滅させる。これにより、ウォーターカーテン１２を構成する水に含まれる細菌や水が外部に飛散するのを防止する。

【0024】

貯留水１６に含まれる細菌やウイルスは、その後、貯留水１６が流水殺菌装置３６を通過することで死滅する。これにより、ウォーターカーテン１２に供給する水を再利用する場合であっても、ウォーターカーテン１２を通じて細菌やウイルスが再拡散されるのを防止する。空気清浄装置１０は、このようにしてウォーターカーテン１２を構成する水を殺菌しながら循環させることで、空気中に含まれる細菌やウイルスを除去する。その結果、空気清浄装置１０は、周囲の空気を浄化できる。

【0025】

本実施の形態によれば、壁２０に沿って流れるウォーターカーテン１２を利用することで、壁２０の主面２２の全体をフィルタとして機能させることができる。大面積の壁２０を利用することで、比較的広い空間の空気を効率的に浄化できる。壁２０および貯水部２８の水平方向の設置面積はそれほど必要としないため、空気清浄装置１０が占める面積を抑えつつ、空気の浄化性能を高めることができる。

【0026】

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る空気清浄装置１１０の概略的に示す断面図である。本実施の形態は、壁１２０の第１主面２２ａおよび第２主面２２ｂの双方を用いて空気を清浄するよう構成される点で上述の実施の形態と相違する。以下、第２の実施の形態について、上述の第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、第１の実施の形態と共通する点について適宜説明を省略する。

【0027】

空気清浄装置１１０は、壁１２０と、吐水装置１３０と、第１送風装置３２ａと、第２送風装置３２ｂと、ポンプ３４と、流水殺菌装置３６と、第１紫外光照射装置３８ａと、第２紫外光照射装置３８ｂと、を備える。空気清浄装置１１０は、貯水部１２８をさらに備えてもよい。ポンプ３４および流水殺菌装置３６は、第１の実施の形態と同様に構成される。

【0028】

壁１２０は、鉛直方向に延びる板状部材であり、任意の場所に設置される仕切り板などである。壁１２０は、第１主面２２ａと、第１主面２２ａの反対側にある第２主面２２ｂとを有する。壁１２０は、透光性を有する部材であってもよく、アクリル板やガラス板であってもよい。壁１２０は、透光性を有しない部材であってもよい。壁１２０の第１主面２２ａおよび第２主面２２ｂは、耐水性の材料で構成され、例えば樹脂やセラミックなどのタイルで被覆されてもよい。

【0029】

貯水部１２８は、壁１２０の下部１２６に設けられる。貯水部１２８は、壁１２０の第１主面２２ａおよび第２主面２２ｂを沿って流れる水を受け入れて一時的に貯留する。

【0030】

吐水装置１３０は、壁１２０の上部１２４に設けられる。吐水装置１３０は、壁１２０の第１主面２２ａおよび第２主面２２ｂのそれぞれに沿ってシート状に水を吐出するよう構成される。吐水装置１３０は、第１主面２２ａに沿って第１ウォーターカーテン１２ａを形成し、第２主面２２ｂに沿って第２ウォーターカーテン１２ｂを形成する。

【0031】

第１送風装置３２ａは、壁１２０から離れた位置に設けられ、壁１２０の第１主面２２ａに向けて第１気流１４ａを生成する。第１送風装置３２ａは、第１ウォーターカーテン１２ａに第１気流１４ａが当たるようにする。第２送風装置３２ｂは、壁１２０から離れた位置に設けられ、壁１２０の第２主面２２ｂに向けて第２気流１４ｂを生成する。第２送風装置３２ｂは、第２ウォーターカーテン１２ｂに第２気流１４ｂが当たるようにする。第１送風装置３２ａおよび第２送風装置３２ｂは、第１の実施の形態に係る送風装置３２と同様の装置であってもよく、扇風機やサーキュレータ、エアコンなどであってもよい。第１送風装置３２ａおよび第２送風装置３２ｂは、第１気流１４ａまたは第２気流１４ｂの向きを経時的に変化できるように構成されてもよい。

【0032】

第１紫外光照射装置３８ａおよび第２紫外光照射装置３８ｂは、貯水部１２８に貯留される貯留水１６の水面１８の近傍に向けて紫外光４０ａ，４０ｂを照射する。第１紫外光照射装置３８ａおよび第２紫外光照射装置３８ｂは、第１の実施の形態に係る紫外光照射装置３８と同様に構成される。第１紫外光照射装置３８ａは、第１ウォーターカーテン１２ａに向けて第１紫外光４０ａを照射する。第２紫外光照射装置３８ｂは、第２ウォーターカーテン１２ｂに向けて第２紫外光４０ｂを照射する。

【0033】

第１紫外光照射装置３８ａの上には第１天板４２ａが設けられる。第２紫外光照射装置３８ｂの上には第２天板４２ｂが設けられる。第１天板４２ａおよび第２天板４２ｂは、第１の実施の形態に係る天板４２と同様に構成され、貯水部１２８に貯まる貯留水１６の上方を被覆するように設けられる。

【0034】

空気清浄装置１１０は、第１の実施の形態に係る空気清浄装置１０と同様に動作する。本実施の形態によれば、壁１２０の第１主面２２ａに沿って流れる第１ウォーターカーテン１２ａと、壁１２０の第２主面２２ｂに沿って流れる第２ウォーターカーテン１２ｂとを用いて空気を浄化できる。これにより、壁１２０および貯水部１２８の設置面積の増加を抑えつつ、清浄能力をさらに向上させることができる。

【0035】

以上、本発明を実施例に基づいて説明した。本発明は上述の実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【0036】

上述の実施の形態では、ウォーターカーテン１２，１２ａ，１２ｂに使用する水を循環式とする場合について示した。別の実施の形態では、ウォーターカーテン１２，１２ａ，１２ｂに使用する水が循環式でなくてもよい。例えば、上水道などから供給される水を利用してウォーターカーテン１２，１２ａ，１２ｂを生成し、ウォーターカーテン１２，１２ａ，１２ｂの生成に使用した水を下水道などに排出してもよい。この場合、空気清浄装置は、ポンプ３４および流水殺菌装置３６の少なくとも一方を備えてなくてもよい。

【0037】

上述の実施の形態では、紫外光照射装置３８，３８ａ，３８ｂによって貯留水１６に紫外光が照射される構成について示した。別の実施の形態では、空気清浄装置は、紫外光照射装置３８，３８ａ，３８ｂを備えなくてもよい。

【0038】

上述の実施の形態では、紫外光照射装置３８，３８ａ，３８ｂとは別に流水殺菌装置３６を設ける構成とした。別の実施の形態では、流水殺菌装置３６を設けるのではなく、貯留水１６に紫外光照射装置３８，３８ａ，３８ｂからの紫外光を照射することで、吐水装置３０に供給される水が殺菌されてもよい。上述の実施の形態において、壁の表面とウォーターカーテンの間に隙間があるように図示したが、壁の表面に水が接触してウォーターカーテンが流れても良い。

【0039】

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。

【0040】

本発明の第１の態様は、壁の上部から前記壁の主面に沿って水をシート状に吐出する吐水装置と、前記壁の前記主面に向かう気流を生成する送風装置と、を備える空気清浄装置である。第１の態様によれば、吐水装置によって壁の主面に沿ってウォーターカーテンを形成し、ウォーターカーテンに気流を当てることで、ウォーターカーテンをフィルタにして空気を清浄できる。

【0041】

本発明の第２の態様は、前記壁の前記主面に沿って流れる水を回収して前記吐水装置に供給するポンプと、前記ポンプの上流側または下流側に設けられ、前記吐水装置に供給する水に紫外光を照射して殺菌する流水殺菌装置と、をさらに備える、第１の態様に記載の空気清浄装置である。第２の態様によれば、ウォーターカーテンの生成に利用する水を循環させることで、水の使用量を節約できる。また、循環させる水を流水殺菌装置を用いて殺菌することで、ウォーターカーテンに使用する水に細菌やウイルスが含まれることを防止できる。これにより、ウォーターカーテンから周囲の空気に細菌やウイルスが再拡散することを防止できる。

【0042】

本発明の第３の態様は、前記壁の下部に向けて紫外光を照射する紫外光照射装置をさらに備える、第１または第２の態様に記載の空気清浄装置である。第３の態様によれば、ウォーターカーテンの下方で生じる水しぶきに紫外光を照射して、水しぶきに含まれる細菌やウイルスを死滅させることができる。これにより、ウォーターカーテンの下方で生じる水しぶきによって周囲の空気に細菌やウイルスが再拡散することを防止できる。

【0043】

本発明の第４の態様は、前記吐水装置は、前記壁の第１主面と、前記第１主面の反対側にある第２主面とに沿って水をシート状に吐出する、第１から第２のいずれか一つの態様に記載の空気清浄装置である。第４の態様によれば、壁の両面にウォーターカーテンを形成することで、清浄能力を向上させることができる。

【0044】

本発明の第５の態様は、壁の上部から前記壁の主面に沿って水をシート状に吐出する工程と、前記壁の前記主面に沿って流れるシート状の水に向かう気流を生成する工程と、を備える空気清浄方法である。第５の態様によれば、ウォーターカーテンに気流を当てることで、ウォーターカーテンをフィルタにして空気を清浄できる。

【符号の説明】

【0045】

１０…空気清浄装置、１２…ウォーターカーテン、１４…気流、２０…壁、２２…主面、２４…上部、２６…下部、３０…吐水装置、３２…送風装置、３４…ポンプ、３６…流水殺菌装置、３８…紫外光照射装置、４０…紫外光。

【図1】

【図2】

【図3】