空気清浄装置
【課題】空気中に含まれる汚染物質や臭気成分などの除去効率が高く、かつ水に溶け込ませた汚染物質や臭気成分などの分解効率が高い空気清浄装置の提供。
【解決手段】空気清浄装置１は、吸入口３と吹出口５とを備えた筐体２と、ロータ７と、回転軸８と、ロータ７を回転させる回転駆動装置９と、清浄ファン１０と、加熱装置１２と、再生ファン１１と、再生用空気中の水分を結露させる熱交換器１３と、再生用空気を加熱装置１２へ誘導する流路２１と、結露水を貯水する貯水用容器１４と、貯水用容器１４内側の底面から外側へ配置された電解用電極１６と、電源１７と、電源１７と電解用電極１６とを繋ぐ接点１９と、を有する。貯水用容器１４は熱交換器１３の下部に配置され、電解用電極１６が配置された貯水用容器１４内側の底面が最も低くなるよう配置することで、効率良く空気中の親水性物質を分解除去することが可能な空気清浄装置を実現できる。
【解決手段】空気清浄装置１は、吸入口３と吹出口５とを備えた筐体２と、ロータ７と、回転軸８と、ロータ７を回転させる回転駆動装置９と、清浄ファン１０と、加熱装置１２と、再生ファン１１と、再生用空気中の水分を結露させる熱交換器１３と、再生用空気を加熱装置１２へ誘導する流路２１と、結露水を貯水する貯水用容器１４と、貯水用容器１４内側の底面から外側へ配置された電解用電極１６と、電源１７と、電源１７と電解用電極１６とを繋ぐ接点１９と、を有する。貯水用容器１４は熱交換器１３の下部に配置され、電解用電極１６が配置された貯水用容器１４内側の底面が最も低くなるよう配置することで、効率良く空気中の親水性物質を分解除去することが可能な空気清浄装置を実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれる汚染源や悪臭源となる親水性物質を処理するための空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気清浄装置としては、空気中に含まれる汚染物質や悪臭物質を水に溶解、濃縮し、水中で分解する空気清浄装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、水を満たした処理槽に空気を小さな気泡として送出し、空気中に含まれる成分を水へ溶け込ませ、その水を電気分解させることによって生成される次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素により、水に溶け込ませた成分を分解処理する空気清浄システムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、空気中の水分を補足する水補足手段（除湿ユニット）により補足した水の中に溶存する臭気成分を、水浄化手段（放電または光触媒）により発生させた活性種を、補足した水に吹き込み分解／除去する空気浄化装置が開示されている。また、水浄化手段を水中に設け、水中放電により発生させた活性種により水に溶存する臭気成分を分解／除去する空気清浄装置の可能性を示唆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２２３７１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術であっても、空気中に含まれる汚染物質や臭気成分（本発明の親水性物質に相当する）などの除去効率が悪い、あるいは水に溶け込ませた汚染物質や臭気成分などの分解効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００７】
例えば、特許文献１の技術では、水を満たした処理槽に空気を小さな気泡として送出し、空気中に含まれる成分を水へ溶け込ませているが、空気中に含まれる成分は、空気が気泡として水中を通っている間に気泡表面からしか水に溶け込まないため、溶け込む量が少なく、除去効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００８】
また、特許文献２の技術では、水捕捉手段（除湿ユニット）により捕捉した水の中に溶存する臭気成分を、水浄化手段（放電または光触媒）により発生させた活性種を、捕捉した水に吹き込み分解／除去するとしているが、発生させた活性種を含む空気が気泡として水中を通っている間に気泡表面でしか水に溶存する臭気成分と反応しないため、分解量が少なく、分解効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、空気中に含まれる汚染物質や臭気成分などの除去効率が高く、かつ水に溶け込ませた汚染物質や臭気成分などの分解効率が高い空気清浄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】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、少なくとも一対の電解用電極が貯水用容器内側の底面から外側へ配置された貯水用容器を、電解用電極が配置された貯水用容器の底面が最も低くなるよう熱交換器の下部に配置することが、上記従来技術の有する課題を解決する上で極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、独立した吸入口と吹出口とを備えた筐体と、筐体内に、通気性を有し互いに対向する一対の開口面を有する平板状の基材と、結合剤と、基材表面上に結合剤によって結合される吸着剤と、で構成されるロータと、一対の開口面に対して略垂直に設けられた回転軸を備え、回転軸を中心にロータを回転させる回転駆動装置と、清浄するための清浄用空気をロータへ供給する清浄ファンと、再生用空気およびロータを加熱する加熱装置と、加熱された再生用空気をロータへ供給する再生ファンと、ロータを通過した再生用空気に含まれる親水性物質が溶解した水分を冷却し結露させる熱交換器と、熱交換器を通過した再生用空気を加熱装置へ誘導する流路と、熱交換器で結露した結露水を貯水し筐体から着脱可能な貯水用容器と、貯水用容器内側の底面から貯水用容器外側へ配置された少なくとも一対の電解用電極と、電解用電極へ電圧をかける電源と、電源と電解用電極とを繋ぐ接点と、を有しており、貯水用容器は熱交換器の下部に配置され、電解用電極が配置された貯水用容器内側の底面が最も低くなるよう配置した、空気清浄装置を提供する。
【００１２】
本発明の空気清浄装置は、ロータが空気中の親水性物質（汚染物質や臭気成分など）を水とともに吸着し、加熱脱着された親水性物質が、同時に加熱脱着された水蒸気が熱交換器で結露されるときに結露水に溶け込むため、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、親水性物質が溶け込んだ結露水を直接電気分解することで発生した活性種が水中を自由に移動できるため、水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【００１３】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に加熱手段を設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に加湿手段を設けることが好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に電気伝導率計を設けることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに、集塵フィルタを設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、さらに、脱臭フィルタを設けることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、吸着剤はシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトであることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、結合剤は無機系結合剤であることが好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、基材は無機繊維からなるハニカム構造体であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに抗菌剤が基材表面もしくは吸着剤表面に結合剤により結合されていることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、抗菌剤は無機系抗菌剤であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに有機物分解触媒が基材表面もしくは吸着剤表面に結合剤により結合されていることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、有機物分解触媒は白金系触媒を含む有機物分解触媒が好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、有機物分解触媒は遷移金属酸化物を含む有機物分解触媒が好ましい。
【００１８】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に水中の塩化物イオン濃度センサを設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、さらに報知手段を設け、塩化物イオン濃度センサが水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、報知手段により報知されることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、報知手段は可聴音を出力する可聴音発生装置であることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、報知手段は可視光を発光する発光ダイオードであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の空気清浄装置によれば、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、結露水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の空気清浄装置の第１実施形態の基本構成を示す模式図
【図２】図１のＲの部分の拡大図
【図３】図２のＲ１の部分の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の空気清浄装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図１を用いて本発明の空気清浄装置の第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の空気清浄装置の第１実施形態の基本構成を示す模式図である。また、図２は、図１のＲの部分の拡大図である。さらには、図３は、図２のＲ１の部分の拡大図である。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態の空気清浄装置１は、主として、吸入口３と吹出口５とを有する筐体２と、ロータ７と、ロータ７の開口面に対して略垂直に設けられる回転軸８と、回転軸８を中心にロータ７を回転させる回転駆動装置９と、ロータ７へ向けて清浄用空気を供給するための清浄ファン１０と、再生用空気およびロータ７を加熱する加熱装置１２と、ロータ７を通過した再生空気を結露させる熱交換器１３と、熱交換器１３を通過した再生用空気を再び加熱装置１２へ導く流路２１と、再生用空気を加熱装置１２、熱交換器１３、流路２１と循環させるため流路２１内に設置された再生ファン１１と、熱交換器１３で結露した水を貯水する少なくとも一対の電解用電極１６が内側の底面から外側へ配置され筐体２から着脱可能な貯水用容器１４と、電解用電極１６へ電圧をかけることができる電源１７と、電源１７と貯水用容器１４外側の電解用電極１６とを繋ぐ取り外し可能な接点１９とから構成されている。
【００２６】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、吸入口３の風下側に、吸入した空気中に含まれる粉塵を化学的または物理的に除去できる集塵フィルタ１８を配置することが好ましい。さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、吸入口３の風下側に、吸入した空気中の臭気成分を化学吸着、物理吸着、分解などで除去できる脱臭フィルタ（図示せず）を配置することが好ましい。
【００２７】
なお、必要に応じて、熱交換器１３と貯水用容器１４との繋ぎ目を塞ぐ密閉手段１５や、回転駆動装置９、清浄ファン１０、再生ファン１１、加熱装置１２、電源１７を制御する制御部（図示せず）を設けることが好ましい。
【００２８】
まず、ロータ７について説明する。ロータ７は、清浄用空気に含まれる親水性物質および水分を除去して浄化された乾燥空気を作り出す部材であり、互いに対向する一対の開口面２０ａと開口面２０ｂとを有する平板状で、開口面２０ａと開口面２０ｂは連通しているため、開口面に対して略垂直に通気性を有する構造である。清浄用空気は、ロータ７の開口面の１８０〜３３０°程度を流れ、再生用空気は残りの３０〜１８０°程度を流れる。
【００２９】
なお、本発明における親水性物質とは、水に可溶である揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと記す）や悪臭物質を示し、ＶＯＣとしては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどで、悪臭物質としては、例えば、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化ジメチル、二硫化ジメチル、酢酸エチル、プロピオン酸、アミン類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、酪酸類、吉草酸類等が挙げられる。
【００３０】
次に、清浄ファン１０および再生ファン１１について説明する。清浄ファン１０は、ロータ７に清浄用空気を流すための気流を作り出す役割をし、図１に示すようにロータ７の風下側に設置される場合、引っ張りファンが用いられる。なお、ロータ７の風上側に設置（図示せず）し、押し込みファンを用いても同様の効果が得られる。また、ロータ７の風上側および風下側に二つの清浄ファンを設置してもよい。
【００３１】
さらに、清浄ファン１０は、熱交換器１３に熱交換用空気を流すための気流を作り出す役割も兼ねる。図１では、熱交換器１３とロータ７とを直列に配置することで、集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通過後、ロータ７の開口面２０ａに流れ込む様子を示しているが、熱交換器１３とロータ７とを並列に配置する、すなわち熱交換器１３を流れる風路とロータ７を流れる風路とに分離して熱交換器１３とロータ７へ流し込み、それぞれ熱交換器１３とロータ７を通過した空気を合わせて吹出口５から排気しても良い。
【００３２】
再生ファン１１は、親水性物質および水分を含んだロータ７を再生させるため、加熱装置１２により１００℃〜６００℃程度に加熱した再生用空気をロータ７に流し、熱交換器１３、流路２１を通り、再度、加熱装置１２へ戻る循環気流を作り出す役割をする。再生ファン１１は、再生用空気が流れるロータ７の風下側、ロータ７の風上かつ加熱装置１２の風下側、ロータ７および加熱装置１２の風上側のいずれかの場所に設置されるが、本発明の効果をより確実に得るという観点から、図１に示すようにロータ７および加熱装置１２の風上側の流路２１内に設置されることが好ましい。このようにすることで、再生ファン１１が高温に晒されることが無いため、熱劣化を防ぐことができる。
【００３３】
なお、清浄ファン１０、再生ファン１１ともに公知のファンを用いることができる。このようなファンは、シロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が挙げられ、特に限定されるものではない。なお、清浄ファン１０および再生ファン１１は、制御部（図示せず）により、空気の流量を制御することが可能である。
【００３４】
また、図１中では、清浄用空気と再生用空気とが対向して流れる場合を示しているが、清浄用空気と再生用空気が並行して流れる場合でも同様の効果が得られる。
【００３５】
次に、回転駆動装置９について説明する。回転駆動装置９は、回転軸８を中心としてロータ７を回転させる部材である。図１では、ロータ７の側面に配置しており、また形状も円柱で示しているが、場所、形状ともに特に限定されるものではなく、公知の方法でロータ７を回転させることが可能である。また、回転駆動装置９もモータなどの公知の回転駆動装置を用いることができ、特に限定されるものではない。なお、本発明の効果をより確実に得るという観点から、回転駆動装置９は制御部（図示せず）により、ロータ７の回転数が制御可能であることが好ましい。これにより、ロータ７を略一定回転数で回転させることができるため、安定した空気清浄能力を有する空気清浄装置１を実現できる。
【００３６】
次に、加熱装置１２について説明する。加熱装置１２は、ロータ７の風上側に配置され、再生用空気を所定の温度まで高める部材である。熱ロスを防ぐという観点から、加熱装置１２は、ロータ７に接触しない範囲で出来るだけ近づけて配置することが好ましい。また、加熱装置１２は、ヒータなどの公知の加熱装置を用いることができ、特に限定されるものではない。また、制御部（図示せず）により、加熱装置１２への入力電力を制御することが可能であり、清浄用空気の流量や再生用空気の流量、ロータ７の回転数に応じて最適な入力電力を設定することができる。
【００３７】
なお、加熱装置１２にＰＴＣヒータを用いると、再生温度を略一定に保持することができるため、より安全な空気清浄装置を実現することができる。また、再生ファン１１を調整し、再生用空気を所定の流量に設定することで、入力電力を略一定に自己制御することができる。これにより、親水性物質および水分の除去率を制御することができる。したがって、清浄用空気に含まれる親水性物質の量に応じて、入力電力を制御することができるため、省エネ性の高い空気清浄装置を実現することができる。
【００３８】
次に、熱交換器１３について説明する。熱交換器１３は、親水性物質および水分を含んだロータ７を再生させるため、加熱装置１２により所定温度まで加熱した再生用空気をロータ７に流し、ロータ７から放出された水蒸気と、吸入口３から吸い込んだ空気と熱交換し、水蒸気を結露させる部材である。また、このときロータ７から放出される親水性物質が結露水に溶け込む。なお、熱交換器１３は公知の熱交換器を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００３９】
次に、貯水用容器１４について説明する。貯水用容器１４は、熱交換器１３の下部に配置され、熱交換器１３で生成した親水性物質が溶け込み、重力に従い落下してきた結露水を貯水し、その貯水した水の電気分解を行うことで活性種を発生させ、それにより水に溶け込んだ親水性物質の分解を行う容器の役割をする部材である。なお、活性種とは、次亜塩素酸、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドラジカル、ヒドロキシラジカルなどを示す。
【００４０】
貯水用容器１４内側の底面の一部には少なくとも一対の電解用電極１６が配置されており、電解用電極１６は貯水用容器１４外側へ繋がっている。貯水用容器１４の底面は筐体２の底面に対して斜めに配置され、熱交換器１３から流入する結露水が電解用電極１６の設置されている底面へ優先的に結露水が貯まるように構成されている。なお、貯水用容器１４の大きさ、形状などは特に限定されず、公知のものを用いることができる。
【００４１】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、貯水用容器１４には加熱手段（図示せず）を設けることが好ましい。これは、電気分解により生成した活性種による親水性物質の一種であるホルムアルデヒドを分解する分解速度は、温度が高い方が速いため、加熱手段により貯水用容器１４内の水の温度を上げるためである。なお、加熱手段はヒータなどの公知の加熱手段を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４２】
さらには、貯水用容器１４には加湿手段（図示せず）を設けてもよい。これにより、空気清浄装置１の連続運転を行っても、使用場所の湿度が低下することがないため好ましい。この場合、貯水用容器１４内を、電気分解を行い発生した活性種で親水性物質を分解する水が存在する箇所と、分解を終えた水を貯水する箇所の二箇所に分割し、加湿手段は分解を終えた水を貯水する箇所に設ける必要がある。なお、加湿手段は超音波振動子による超音波加湿や、気化式加湿、ヒータ等を用いた加熱加湿などの公知の加湿手段を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４３】
また、貯水用容器１４には電気伝導率計（図示せず）を設けてもよい。特に、貯水用容器１４内側の底面、電解用電極１６近傍に設置することが好ましい。これにより、貯水用容器１４内の水の有無を検知できるため、電解用電極１６への電圧負荷を自動的に入り切りでき、好ましい。なお、電気伝導率計は公知の電気伝導率計を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４４】
さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、貯水用容器１４には塩化物イオン濃度センサ（図示せず）を設けることが好ましく、また、貯水用容器１４に設置された塩化物イオン濃度センサ（図示せず）が貯水用容器１４内の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、報知を行う報知手段（図示せず）を配置することが好ましい。塩化物イオン濃度を５ｍｇ／Ｌ以上に維持することで、電気分解により生成する活性種のうち、次亜塩素酸をより効率良く生成させることができるため、親水性物質のうち特にホルムアルデヒドやアンモニアなどの成分を効率良く分解することができる。そこで、貯水用容器１４内の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを報知することで、例えば、貯水用容器１４に水道水を添加するなどの措置を講じることができるため、好ましい。
【００４５】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、報知手段は可聴音を出力する可聴音発生装置が好ましい。これにより、空気清浄装置１から離れた場所に居る人に対しても、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを報知することができる。なお、可聴音を出力する可聴音発生装置は、ブザーなど公知の可聴音発生装置を用いることができる。さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、報知手段は可視光を発光する発光ダイオードが好ましい。これにより、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを視覚的に報知することができる。なお、可視光を発光する発光ダイオードは、公知の発光ダイオードを用いることができる。
【００４６】
次に、電解用電極１６について説明する。電解用電極１６は、正極と負極の２つの電極を一対としており、貯水用容器１４内側の底面の一部から貯水用容器１４外側へ配置されている。電解用電極１６は、貯水用容器１４の壁面に穴を開け、その部分を通して外側へ配置してもよいし、貯水用容器１４の壁面に沿って這わせ、貯水用容器１４上側から外側へ配置させてもよい。また、電解用電極１６は、貯水用容器１４内側の底面や壁面に接触していることが好ましい。なお、電解用電極１６は公知の電極を用いることができ、形状、材質などは特に限定されない。
【００４７】
電源１７は、２０Ｖ程度の直流電圧を発生させることが可能な公知の直流電源を用いることができる。電源１７と電解用電極１６は、貯水用容器１４の外側で接点１９により繋がれている。接点１９は、例えば、磁石で構成されており、比較的軽い力で着脱可能で、貯水用容器１４を筐体２から取り出すときに、接点１９で取り外しができる。なお、接点１９は磁石に拘ることなく、導電性を有し、比較的軽い力で着脱可能な公知のものを用いることができ、磁力ではなく、物理的な繋ぎ方でもよい。
【００４８】
さらに、図２と図３を用いて、第１実施形態のロータ７および該ロータ７を構成する基材３１と、該基材３１を構成するシート４１、吸着剤４２、結合剤４３について、さらに詳しく説明する。ロータ７は、図２と図３に示すように、平型シート３２と波型シート３３が交互に積層された基材３１と、基材３１を構成する平型シート３２あるいは波型シート３３のシート４１表面に結合剤４３によって結合された吸着剤４２とから構成されている。
【００４９】
まず、基材３１について説明する。図２に示す基材３１は、後述する吸着剤４２を支持する支持体となる部材であり、平型シート３２と波型シート３３を交互に積層したハニカム構造体である。シート４１は、ポリエステル繊維やパルプ繊維などの有機繊維あるいはガラス繊維やシリカ繊維、ロックウール繊維などの無機繊維から形成される織布または不織布である。本発明の効果をより確実に得るという観点から、再生用空気を１００℃以上に加熱して使用する場合、耐熱性の高い無機繊維が好ましい。次にシート４１を波型加工することで波型シート３３が作製でき、波型加工を施さない平型シート３２と波型シート３３の凸の部分とで接着した後、長手方向へ巻いていくことで作製することができる。さらに、吸着剤４２の基材３１への担持は、ハニカム構造体を作製後、吸着剤４２と結合剤４３とを混合したスラリーを作製し、例えばディップ法やスプレー法などで担持を行っても良いし、同様の方法で事前にシート４１に担持を行った後、あるいはシート４１作製時に吸着剤４２と結合剤４３とを混合したシート４１を作製後、ハニカム構造体を作製しても良い。
【００５０】
次に、吸着剤４２について説明する。吸着剤４２は、基材３１を構成するシート４１表面に後述する結合剤４３によって結合され、配置されており、空気中に含む親水性物質や水分を吸着することで空気中から親水性物質や水分を除去して、浄化された乾燥空気を作り出す役割をする部材である。また、吸着剤４２は、ある温度および親水性物質の分圧あるいは水の分圧で吸着可能な容量が決まっており、親水性物質および水分子を吸着し続けていくと飽和に達し、吸着できなくなる。しかしながら、吸着剤４２の温度を上げたり、親水性物質の分圧あるいは水の分圧を低くしたりすることで、吸着した親水性物質および水分を脱着させ、再び親水性物質および水分を吸着することが可能となる状態に再生しうるものである。
【００５１】
吸着剤４２としては、シリカゲル、ゼオライト、セピオライト、イモゴライト、メソポーラスシリカ、活性炭、吸湿性高分子などが挙げられる。親水性物質および水分を同時に吸脱着可能で、かつ吸脱着容量が大きく、吸脱着速度が速く、また１００℃以上の温度差で吸脱着を繰り返しても比較的構造が壊れにくいゼオライトが最適である。本発明の効果をより確実に得るという観点から、ゼオライトはシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトを用いることが好ましい。シリカ／アルミナ比が５．０を超えると、一般的には疎水性ゼオライトと称され、水分を吸着しにくくなるため、親水性物質を水に溶け込ませて除去することが難しくなる。なお、理論上、シリカ／アルミナ比が２．０未満のゼオライトは製造できない。
【００５２】
また、吸着剤４２は、代表径が０．５μｍ〜５０μｍ程度の粉末固体を使用することが好ましい。また、空隙率は３０〜９０％程度が好ましい。なお、図３では吸着剤４２の形状を球状で記述しているが、球状に限定されるものではない。また、それぞれの吸着剤４２粒子が、同じ大きさである必要も無い。
【００５３】
吸着剤４２のロータ７への担持量は、ロータ７の単位体積（１Ｌ）あたり、２０〜２００ｇ程度が好ましい。吸着剤４２の担持量が、２０ｇ／Ｌ以上であると、十分に空気清浄性能を発揮することができ、２００ｇ／Ｌ以下であれば、吸着剤４２がロータ７から剥離することを抑えることができるという点で好ましい。
【００５４】
次に、結合剤４３について説明する。結合剤４３は、図３に示すように、吸着剤４２とシート４１とを結合する、あるいは吸着剤４２同士を結合する（図示せず）役割をする部材で、これらは物理的な結合あるいは化学的な結合あるいはアンカー効果による結合により結合されている。結合剤４３は、コロイダルシリカ、アルミナゾル、チタニアゾルおよび水ガラス、ケイ酸リチウム、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩やリン酸アルミニウムなどのリン酸塩などの無機系結合剤やポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの有機系結合剤が挙げられる。
【００５５】
結合剤４３は、本発明の効果をより確実に得るという観点から、無機系結合剤が好ましく挙げられる。特に、上述した中でも、入手の容易性、取り扱いの簡便性などからコロイダルシリカが好ましい。また、コロイダルシリカの中でも、環境面への配慮から、水系溶媒に分散されたコロイダルシリカが、特に好ましい。
【００５６】
また、図中では結合剤４３はシート４１全表面を覆うように示しているが、すべて覆う必要はなく、吸着剤４２がシート４１表面に固定されるために必要な量で結合されていれば良い。
【００５７】
結合剤４３の添加量は、吸着剤４２と結合剤４３との合計質量に対して、１〜３０質量％とすることが好ましい。特に、結合剤４３を水系溶媒に分散されたコロイダルシリカを使用する場合、吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量を５〜１５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量が５質量％以上であると密着性をより確実に得ることができるため、好ましい。吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量が１５質量％以下であると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げにくいという点で好ましい。
【００５８】
さらには、ロータ７には抗菌剤（図示せず）を添加してもよい。これにより、ロータ７に除菌、防カビの効果が付与できるため、相対湿度の高い場所での使用でもロータ７が菌に汚染されたり、カビが生えたりすることが無く、空気清浄装置１から菌やカビを吹き出すことを防止できる。
【００５９】
この抗菌剤としては、吸着剤４２の表面やシート４１の表面上、あるいは結合剤４３の表面上に分散でき、抗菌効果を得ることができるものであれば特に限定されず、公知の抗菌剤を添加してよい。このような抗菌剤としては、例えば、ワサビなどの有機系の抗菌剤と、銀・亜鉛・銅などの無機系の抗菌剤とがある。耐熱性や耐酸化性などの耐久性という観点から、無機系の抗菌剤を使用することが好ましい。無機系の抗菌剤としては、東亞合成社製の銀系無機抗菌剤「商品名：ノバロン」やシナネンゼオミック社製の無機抗菌剤「商品名：ゼオミック」などが好ましく挙げられる。これらの抗菌剤には防カビ効果も期待できるので好ましい。
【００６０】
ここで、吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量は０．１〜５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量が０．１質量％以上であると抗菌性をより確実に得ることができるため、好ましい。吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量が５質量％以下であると、吸着剤４２の水分の吸脱着を妨げにくいという点で好ましい。
【００６１】
また、ロータ７には有機物分解触媒（図示せず）を添加してもよい。これにより、ロータ７に有機物分解効果を付与できるため、疎水性のため結露水に溶け込ませて除去できないＶＯＣや悪臭物質を分解することできる。このようなＶＯＣとしては、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレンなどが挙げられる。また、ロータ７から脱着できずロータ７に残留した親水性物質を分解することもできる。有機物分解触媒としては、吸着剤４２の表面やシート４１の表面上、あるいは結合剤４３の表面上に分散でき、有機物分解効果を得ることができるものであれば特に限定されず、公知の有機物分解触媒を添加してよい。このような有機物分解触媒としては、例えば、白金属に属し触媒作用を有する元素でルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金などの白金系触媒や、マンガン、コバルト、ニッケル、銅などの周期表の３族〜１２族へ属する遷移元素の金属酸化物あるいは複合金属酸化物が挙げられる。
【００６２】
特に、白金系触媒の場合、扱いやすさや入手のしやすさ、触媒活性の高さなどの観点から、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムを用いることが好ましい。また、遷移金属酸化物の場合、扱いやすさや入手のしやすさ、触媒活性の高さなどの観点から、マンガンを主体として、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛からなる群より選択される少なくとも一種の遷移金属元素を構成成分として含む複合酸化物が好ましい。
【００６３】
ここで、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、白金系触媒の場合、０．１〜５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と白金系触媒との合計質量に対する白金系触媒の添加量が０．１質量％未満であると、触媒量が少ないため有機物分解効果が発揮されにくく、白金系触媒の添加量が５質量％を超えると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げてしまい、親水性物質が溶け込むための結露水が少なくなり、親水性物質を除去しにくくなるからである。
【００６４】
また、遷移金属酸化物の場合、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、５〜３０質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と遷移金属酸化物との合計質量に対する遷移金属酸化物の添加量が５質量％未満であると、触媒量が少ないため有機物分解効果が発揮されにくく、遷移金属酸化物の添加量が３０質量％を超えると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げてしまい、親水性物質が溶け込むための結露水が少なくなり、親水性物質を除去しにくくなるからである。
【００６５】
本実施形態の空気清浄装置１は、以上説明したように、少なくとも一対の電解用電極１６が貯水用容器１４内側の底面から外側へ配置された貯水用容器１４を、電解用電極１６が配置された貯水用容器の底面が最も低くなるよう熱交換器の下部に配置することで、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、結露水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【００６６】
次に、本実施形態のロータ７の製造方法の一例について説明する。
【００６７】
まず、所定量の吸着剤４２を容器中で水に分散させた後、予め水に分散された結合剤４３を吸着剤４２の水分散体が入った容器へ所定量添加し、攪拌を継続する（分散工程）。この分散方法は特に限定されず公知の粉末の水への分散方法を用いて行うことができる。例えば、ビーカーに吸着剤４２を所定量投入し、次に所定量の水を投入した後、スターラなどの攪拌装置を用いて撹拌を行うことで、吸着剤４２を水に分散させる。さらに、その攪拌中のビーカーに予め水に分散された結合剤４３を所定量添加し、撹拌を続けることで、吸着剤４２と結合剤４３とを水に分散させる。
【００６８】
ここで、結合剤４３は、予め水に１〜２０質量％程度で分散されたコロイダルシリカを用いることが好ましく、吸着剤４２と結合剤４３との合計質量に対する結合剤４３の添加量は、５〜１５質量％とすることが好ましい。
【００６９】
なお、投入する水の量は吸着剤４２および結合剤４３が十分に分散できるだけの量を投入する。さらには、攪拌は、吸着剤４２および結合剤４３が水に十分に分散するまで継続し、吸着剤４２を２００ｇ程度、結合剤４３を１０ｇ程度分散させた水溶液を１．５Ｌ程度用いる場合、１〜３時間程度が好ましい。
【００７０】
さらには、抗菌剤を添加する場合、分散工程で添加することが好ましい。分散工程における抗菌剤の投入は、いずれのタイミングで行ってもよい。また、吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の割合が、０．１〜５質量％となるように抗菌剤の投入量を調整することが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対して抗菌剤の添加量を０．１〜５質量％とすることができる。
【００７１】
また、有機物分解触媒を添加する場合、分散工程で添加することが好ましい。分散工程における有機物分解触媒の投入は、いずれのタイミングで行ってもよい。また、吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対する有機物分解触媒の割合が、白金系触媒の場合、０．１〜５質量％とすることが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対して有機物分解触媒の添加量を０．１〜５質量％とすることができる。また、遷移金属酸化物の場合、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、５〜３０質量％とすることが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対して有機物分解触媒の添加量を５〜３０質量％とすることができる。
【００７２】
次に、分散工程で得られた分散溶液に、図２に示す基材３１を浸漬し、基材３１に吸着剤４２と結合剤４３とを含む分散溶液を担持させ、余剰の分散溶液を除去する（担持工程）。この担持方法は特に限定されず、公知の分散溶液の基材への担持方法を用いて行うことができる。また、基材３１も公知の基材を用いることができる。公知の基材としては、例えばニチアス社製の吸着剤担持基材「商品名：ハニクル」が利用可能である。
【００７３】
例えば、バットに入れた分散溶液に基材３１を浸漬させた後、エアーブロー等で余剰の分散溶液を吹き飛ばすことで、吸着剤４２と結合剤４３とを含む適切な量の分散溶液を基材３１表面へ付ける。このとき、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いた場合、エアーブロー後に基材３１の自重の１〜２倍程度の分散溶液を含ませることが好ましい。
【００７４】
次に、担持工程で得られた分散溶液を含ませた基材３１の水分を蒸発させるため、高温で乾燥させる（高温乾燥工程）。この高温乾燥方法は特に限定されず公知の高温乾燥方法を用いて行うことができる。温度は１５０〜２００℃程度が好ましい。
【００７５】
例えば、１８０℃に保持した恒温槽へ入れることで乾燥することができる。このとき、基材３１に高温空気を通気させながら乾燥させると、乾燥時間を短縮することができる。なお、高温乾燥時間は、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いて、基材３１に通気をさせない場合、２〜５時間程度が好ましい。
【００７６】
また、必要に応じて、高温乾燥工程で得られた基材３１の焼成を行う（焼成工程）。この焼成方法は特に限定されず公知の焼成方法を用いて行うことができる。例えば、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いる場合、基材３１を焼成炉に入れ、１００℃／ｈの昇温速度で昇温を行い、５００℃程度で５〜１０時間保持する。
【００７７】
このようにして、ロータ７を得ることができる。なお、本発明のロータ７は、本実施形態での製造方法で製造されたロータ７に限定されるものではない。また、本実施形態では吸着剤４２と結合剤４３との分散溶媒に水を用いたが、吸着剤４２と結合剤４３とを分散させることが可能な有機溶剤を用いても同等の効果を有するロータ７が得られる。
【００７８】
次に、本実施形態の空気清浄装置１の動作方法の一例について説明する。
【００７９】
清浄ファン１０を作動させることで、筐体２の吸入口３から空気清浄装置１周囲の親水性物質および水分を含む清浄用空気が筐体２内へ流れ込み、集塵フィルタ１８をとおり、０．１μｍ程度以上のホコリや花粉、ダニアレルゲンなどの多くが除去される。なお、集塵フィルタと並列あるいは直列で脱臭フィルタ（図示せず）を配置すると、脱臭フィルタにより親水性や疎水性の臭気成分の多くが除去される。
【００８０】
集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通り、そこで再生用空気と熱交換を行い、ロータ７の開口面２０ａからロータ７に流れ込み、ロータ７で親水性物質および水分が除去され、ロータ７の開口面２０ｂから浄化された乾燥空気として排気され、吹出口５を通り、筐体２外部へ排気される。なお、図１では集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通過後、ロータ７の開口面２０ａに流れ込む様子を示しているが、熱交換器１３を流れる風路とロータ７を流れる風路とに分離して熱交換器１３とロータ７へ流し込み、それぞれ熱交換器１３とロータ７を通過した空気を合わせて吹出口５から排気しても良い。
【００８１】
一方、ロータ７の親水性物質および水分を吸収した箇所は、回転駆動装置９によって、回転軸８を中心に回転し、加熱装置１２の風下側へ移動する。ここで、再生ファン１１を作動させることで、再生用空気が循環し始め、流路２１内の空気が加熱装置１２で所定温度まで加熱され、ロータ７の開口面２０ｂへ流れ込み、ロータ７に担持され、親水性物質および水分を吸着した吸着剤４２が加熱され、親水性物質および水分を脱着し、親水性物質および水分を含んだ再生用空気がロータ７の開口面２０ａから流れ出し、熱交換器１３へ流れていく。これにより、ロータ７は再生され、再び親水性物質および水分を吸着可能な状態となる。
【００８２】
また、親水性物質と水分とを含んだ空気は、熱交換器１３で清浄用空気と熱交換され、熱交換器１３内部表面上で水分が結露し、その過程で親水性物質の一部が結露水に溶け込み、貯水用容器１４に貯まる。親水性物質と水分とが除去された空気は、流路２１を通り、再び加熱装置１２へ入り再生用空気として利用されるという循環を行う。
【００８３】
したがって、これら一連の動作を連続的に繰り返すことで、連続的に清浄空気を得ることができる。
【００８４】
次に、貯水用容器１４に溜まった結露水に含まれる親水性物質の分解について説明する。
【００８５】
熱交換器１３で結露した水は重量により貯水用容器１４に落下する。貯水用容器１４を筐体２の底面に対して斜めに配置するなどの措置が講じられているため、貯水用容器１４内側の電解用電極１６が設置されている箇所から優先的に結露水が貯まり、貯水用容器１４内に少しでも水があれば電気分解が可能となる。
【００８６】
このとき、貯水用容器１４内側の底面に電気伝導率計（図示せず）が設置されていれば、貯水用容器１４内に水が無い場合は電源１７が切れており、水を検知したときに自動的に電源１７が入る。
【００８７】
電源１７により水の電気分解に必要な電圧を電解用電極１６に負荷することで、貯水用容器１４に貯まった親水性物質が溶け込んだ結露水の電気分解が行われる。なお、貯水用容器１４内の水の塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ以上になるよう、貯水用容器１４に水道水などを予め入れておくことが好ましい。これにより、次亜塩素酸をより多く生成することができるため、特にホルムアルデヒドなどのアルデヒド類を効率良く分解することができる。なお、塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ未満でも、オゾンやヒドロキシラジカルなどの活性種が生成されるため、親水性物質を分解することができる。
【００８８】
また、結露水が貯まっていくと濃度が薄められるため、塩化物イオン濃度が低下する。また、時間の経過とともに水中から気中へ、例えば塩素として出ていく塩化物イオンがあるため、塩化物イオン濃度は低下する。このとき、塩化物イオン濃度センサと報知手段が設置されていれば、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ未満となった場合、報知手段により報知され、水道水を添加する、食塩を添加するなどして、水中の塩化物イオン濃度を向上させる手段を講じることができる。
【００８９】
貯水用容器１４に貯まった水を捨てる、あるいは貯水用容器１４に水道水などを補給する場合は、例えば貯水用容器１４を横方向に引き出すことで、接点１９で電解用電極１６が外れ、取り出すことができる。また、貯水用容器１４を筐体２内へ戻す場合は、取り出す場合と逆の動作を行うことで、電解用電極１６が接点１９で繋がり、また貯水用容器１４と熱交換器１３がゴムパッキンなどの密閉手段１５で密閉され、筐体２内に収納される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明の空気清浄装置は、ロータにより空気中の水分を吸着し、熱交換器により結露水として取り出すことができるので、連続的に除湿ができる除湿装置として利用することができる。
【００９１】
また、本発明の空気清浄装置は、加湿手段を設けることにより、加湿装置あるいは調湿装置として利用することができる。
【００９２】
さらには、本発明の空気清浄装置は、ＶＯＣ分解装置あるいは脱臭装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 空気清浄装置
２ 筐体
３ 吸入口
５ 吹出口
７ ロータ
８ 回転軸
９ 回転駆動装置
１０ 清浄ファン
１１ 再生ファン
１２ 加熱装置
１３ 熱交換器
１４ 貯水用容器
１５ 密閉手段
１６ 電解用電極
１７ 電源
１８ 集塵フィルタ
１９ 接点
２０ａ 開口面
２０ｂ 開口面
２１ 流路
３１ 基材
３２ 平型シート
３３ 波型シート
４１ シート
４２ 吸着剤
４３ 結合剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれる汚染源や悪臭源となる親水性物質を処理するための空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気清浄装置としては、空気中に含まれる汚染物質や悪臭物質を水に溶解、濃縮し、水中で分解する空気清浄装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、水を満たした処理槽に空気を小さな気泡として送出し、空気中に含まれる成分を水へ溶け込ませ、その水を電気分解させることによって生成される次亜塩素酸やオゾンなどの活性酸素により、水に溶け込ませた成分を分解処理する空気清浄システムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、空気中の水分を補足する水補足手段（除湿ユニット）により補足した水の中に溶存する臭気成分を、水浄化手段（放電または光触媒）により発生させた活性種を、補足した水に吹き込み分解／除去する空気浄化装置が開示されている。また、水浄化手段を水中に設け、水中放電により発生させた活性種により水に溶存する臭気成分を分解／除去する空気清浄装置の可能性を示唆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２２３７１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術であっても、空気中に含まれる汚染物質や臭気成分（本発明の親水性物質に相当する）などの除去効率が悪い、あるいは水に溶け込ませた汚染物質や臭気成分などの分解効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００７】
例えば、特許文献１の技術では、水を満たした処理槽に空気を小さな気泡として送出し、空気中に含まれる成分を水へ溶け込ませているが、空気中に含まれる成分は、空気が気泡として水中を通っている間に気泡表面からしか水に溶け込まないため、溶け込む量が少なく、除去効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００８】
また、特許文献２の技術では、水捕捉手段（除湿ユニット）により捕捉した水の中に溶存する臭気成分を、水浄化手段（放電または光触媒）により発生させた活性種を、捕捉した水に吹き込み分解／除去するとしているが、発生させた活性種を含む空気が気泡として水中を通っている間に気泡表面でしか水に溶存する臭気成分と反応しないため、分解量が少なく、分解効率が悪いという課題があり、未だ改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、空気中に含まれる汚染物質や臭気成分などの除去効率が高く、かつ水に溶け込ませた汚染物質や臭気成分などの分解効率が高い空気清浄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】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、少なくとも一対の電解用電極が貯水用容器内側の底面から外側へ配置された貯水用容器を、電解用電極が配置された貯水用容器の底面が最も低くなるよう熱交換器の下部に配置することが、上記従来技術の有する課題を解決する上で極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明は、独立した吸入口と吹出口とを備えた筐体と、筐体内に、通気性を有し互いに対向する一対の開口面を有する平板状の基材と、結合剤と、基材表面上に結合剤によって結合される吸着剤と、で構成されるロータと、一対の開口面に対して略垂直に設けられた回転軸を備え、回転軸を中心にロータを回転させる回転駆動装置と、清浄するための清浄用空気をロータへ供給する清浄ファンと、再生用空気およびロータを加熱する加熱装置と、加熱された再生用空気をロータへ供給する再生ファンと、ロータを通過した再生用空気に含まれる親水性物質が溶解した水分を冷却し結露させる熱交換器と、熱交換器を通過した再生用空気を加熱装置へ誘導する流路と、熱交換器で結露した結露水を貯水し筐体から着脱可能な貯水用容器と、貯水用容器内側の底面から貯水用容器外側へ配置された少なくとも一対の電解用電極と、電解用電極へ電圧をかける電源と、電源と電解用電極とを繋ぐ接点と、を有しており、貯水用容器は熱交換器の下部に配置され、電解用電極が配置された貯水用容器内側の底面が最も低くなるよう配置した、空気清浄装置を提供する。
【００１２】
本発明の空気清浄装置は、ロータが空気中の親水性物質（汚染物質や臭気成分など）を水とともに吸着し、加熱脱着された親水性物質が、同時に加熱脱着された水蒸気が熱交換器で結露されるときに結露水に溶け込むため、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、親水性物質が溶け込んだ結露水を直接電気分解することで発生した活性種が水中を自由に移動できるため、水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【００１３】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に加熱手段を設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に加湿手段を設けることが好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に電気伝導率計を設けることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに、集塵フィルタを設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、さらに、脱臭フィルタを設けることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、吸着剤はシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトであることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、結合剤は無機系結合剤であることが好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、基材は無機繊維からなるハニカム構造体であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに抗菌剤が基材表面もしくは吸着剤表面に結合剤により結合されていることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、抗菌剤は無機系抗菌剤であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の空気清浄装置においては、さらに有機物分解触媒が基材表面もしくは吸着剤表面に結合剤により結合されていることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、有機物分解触媒は白金系触媒を含む有機物分解触媒が好ましい。また、本発明の空気清浄装置においては、特に、有機物分解触媒は遷移金属酸化物を含む有機物分解触媒が好ましい。
【００１８】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、貯水用容器に水中の塩化物イオン濃度センサを設けることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、さらに報知手段を設け、塩化物イオン濃度センサが水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、報知手段により報知されることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の空気清浄装置においては、特に、報知手段は可聴音を出力する可聴音発生装置であることが好ましい。さらに、本発明の空気清浄装置においては、特に、報知手段は可視光を発光する発光ダイオードであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の空気清浄装置によれば、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、結露水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の空気清浄装置の第１実施形態の基本構成を示す模式図
【図２】図１のＲの部分の拡大図
【図３】図２のＲ１の部分の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の空気清浄装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、図１を用いて本発明の空気清浄装置の第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の空気清浄装置の第１実施形態の基本構成を示す模式図である。また、図２は、図１のＲの部分の拡大図である。さらには、図３は、図２のＲ１の部分の拡大図である。
【００２５】
図１に示すように、第１実施形態の空気清浄装置１は、主として、吸入口３と吹出口５とを有する筐体２と、ロータ７と、ロータ７の開口面に対して略垂直に設けられる回転軸８と、回転軸８を中心にロータ７を回転させる回転駆動装置９と、ロータ７へ向けて清浄用空気を供給するための清浄ファン１０と、再生用空気およびロータ７を加熱する加熱装置１２と、ロータ７を通過した再生空気を結露させる熱交換器１３と、熱交換器１３を通過した再生用空気を再び加熱装置１２へ導く流路２１と、再生用空気を加熱装置１２、熱交換器１３、流路２１と循環させるため流路２１内に設置された再生ファン１１と、熱交換器１３で結露した水を貯水する少なくとも一対の電解用電極１６が内側の底面から外側へ配置され筐体２から着脱可能な貯水用容器１４と、電解用電極１６へ電圧をかけることができる電源１７と、電源１７と貯水用容器１４外側の電解用電極１６とを繋ぐ取り外し可能な接点１９とから構成されている。
【００２６】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、吸入口３の風下側に、吸入した空気中に含まれる粉塵を化学的または物理的に除去できる集塵フィルタ１８を配置することが好ましい。さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、吸入口３の風下側に、吸入した空気中の臭気成分を化学吸着、物理吸着、分解などで除去できる脱臭フィルタ（図示せず）を配置することが好ましい。
【００２７】
なお、必要に応じて、熱交換器１３と貯水用容器１４との繋ぎ目を塞ぐ密閉手段１５や、回転駆動装置９、清浄ファン１０、再生ファン１１、加熱装置１２、電源１７を制御する制御部（図示せず）を設けることが好ましい。
【００２８】
まず、ロータ７について説明する。ロータ７は、清浄用空気に含まれる親水性物質および水分を除去して浄化された乾燥空気を作り出す部材であり、互いに対向する一対の開口面２０ａと開口面２０ｂとを有する平板状で、開口面２０ａと開口面２０ｂは連通しているため、開口面に対して略垂直に通気性を有する構造である。清浄用空気は、ロータ７の開口面の１８０〜３３０°程度を流れ、再生用空気は残りの３０〜１８０°程度を流れる。
【００２９】
なお、本発明における親水性物質とは、水に可溶である揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣと記す）や悪臭物質を示し、ＶＯＣとしては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどで、悪臭物質としては、例えば、アンモニア、メチルメルカプタン、硫化水素、硫化ジメチル、二硫化ジメチル、酢酸エチル、プロピオン酸、アミン類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、酪酸類、吉草酸類等が挙げられる。
【００３０】
次に、清浄ファン１０および再生ファン１１について説明する。清浄ファン１０は、ロータ７に清浄用空気を流すための気流を作り出す役割をし、図１に示すようにロータ７の風下側に設置される場合、引っ張りファンが用いられる。なお、ロータ７の風上側に設置（図示せず）し、押し込みファンを用いても同様の効果が得られる。また、ロータ７の風上側および風下側に二つの清浄ファンを設置してもよい。
【００３１】
さらに、清浄ファン１０は、熱交換器１３に熱交換用空気を流すための気流を作り出す役割も兼ねる。図１では、熱交換器１３とロータ７とを直列に配置することで、集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通過後、ロータ７の開口面２０ａに流れ込む様子を示しているが、熱交換器１３とロータ７とを並列に配置する、すなわち熱交換器１３を流れる風路とロータ７を流れる風路とに分離して熱交換器１３とロータ７へ流し込み、それぞれ熱交換器１３とロータ７を通過した空気を合わせて吹出口５から排気しても良い。
【００３２】
再生ファン１１は、親水性物質および水分を含んだロータ７を再生させるため、加熱装置１２により１００℃〜６００℃程度に加熱した再生用空気をロータ７に流し、熱交換器１３、流路２１を通り、再度、加熱装置１２へ戻る循環気流を作り出す役割をする。再生ファン１１は、再生用空気が流れるロータ７の風下側、ロータ７の風上かつ加熱装置１２の風下側、ロータ７および加熱装置１２の風上側のいずれかの場所に設置されるが、本発明の効果をより確実に得るという観点から、図１に示すようにロータ７および加熱装置１２の風上側の流路２１内に設置されることが好ましい。このようにすることで、再生ファン１１が高温に晒されることが無いため、熱劣化を防ぐことができる。
【００３３】
なお、清浄ファン１０、再生ファン１１ともに公知のファンを用いることができる。このようなファンは、シロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が挙げられ、特に限定されるものではない。なお、清浄ファン１０および再生ファン１１は、制御部（図示せず）により、空気の流量を制御することが可能である。
【００３４】
また、図１中では、清浄用空気と再生用空気とが対向して流れる場合を示しているが、清浄用空気と再生用空気が並行して流れる場合でも同様の効果が得られる。
【００３５】
次に、回転駆動装置９について説明する。回転駆動装置９は、回転軸８を中心としてロータ７を回転させる部材である。図１では、ロータ７の側面に配置しており、また形状も円柱で示しているが、場所、形状ともに特に限定されるものではなく、公知の方法でロータ７を回転させることが可能である。また、回転駆動装置９もモータなどの公知の回転駆動装置を用いることができ、特に限定されるものではない。なお、本発明の効果をより確実に得るという観点から、回転駆動装置９は制御部（図示せず）により、ロータ７の回転数が制御可能であることが好ましい。これにより、ロータ７を略一定回転数で回転させることができるため、安定した空気清浄能力を有する空気清浄装置１を実現できる。
【００３６】
次に、加熱装置１２について説明する。加熱装置１２は、ロータ７の風上側に配置され、再生用空気を所定の温度まで高める部材である。熱ロスを防ぐという観点から、加熱装置１２は、ロータ７に接触しない範囲で出来るだけ近づけて配置することが好ましい。また、加熱装置１２は、ヒータなどの公知の加熱装置を用いることができ、特に限定されるものではない。また、制御部（図示せず）により、加熱装置１２への入力電力を制御することが可能であり、清浄用空気の流量や再生用空気の流量、ロータ７の回転数に応じて最適な入力電力を設定することができる。
【００３７】
なお、加熱装置１２にＰＴＣヒータを用いると、再生温度を略一定に保持することができるため、より安全な空気清浄装置を実現することができる。また、再生ファン１１を調整し、再生用空気を所定の流量に設定することで、入力電力を略一定に自己制御することができる。これにより、親水性物質および水分の除去率を制御することができる。したがって、清浄用空気に含まれる親水性物質の量に応じて、入力電力を制御することができるため、省エネ性の高い空気清浄装置を実現することができる。
【００３８】
次に、熱交換器１３について説明する。熱交換器１３は、親水性物質および水分を含んだロータ７を再生させるため、加熱装置１２により所定温度まで加熱した再生用空気をロータ７に流し、ロータ７から放出された水蒸気と、吸入口３から吸い込んだ空気と熱交換し、水蒸気を結露させる部材である。また、このときロータ７から放出される親水性物質が結露水に溶け込む。なお、熱交換器１３は公知の熱交換器を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００３９】
次に、貯水用容器１４について説明する。貯水用容器１４は、熱交換器１３の下部に配置され、熱交換器１３で生成した親水性物質が溶け込み、重力に従い落下してきた結露水を貯水し、その貯水した水の電気分解を行うことで活性種を発生させ、それにより水に溶け込んだ親水性物質の分解を行う容器の役割をする部材である。なお、活性種とは、次亜塩素酸、オゾン、過酸化水素、スーパーオキシドラジカル、ヒドロキシラジカルなどを示す。
【００４０】
貯水用容器１４内側の底面の一部には少なくとも一対の電解用電極１６が配置されており、電解用電極１６は貯水用容器１４外側へ繋がっている。貯水用容器１４の底面は筐体２の底面に対して斜めに配置され、熱交換器１３から流入する結露水が電解用電極１６の設置されている底面へ優先的に結露水が貯まるように構成されている。なお、貯水用容器１４の大きさ、形状などは特に限定されず、公知のものを用いることができる。
【００４１】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、貯水用容器１４には加熱手段（図示せず）を設けることが好ましい。これは、電気分解により生成した活性種による親水性物質の一種であるホルムアルデヒドを分解する分解速度は、温度が高い方が速いため、加熱手段により貯水用容器１４内の水の温度を上げるためである。なお、加熱手段はヒータなどの公知の加熱手段を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４２】
さらには、貯水用容器１４には加湿手段（図示せず）を設けてもよい。これにより、空気清浄装置１の連続運転を行っても、使用場所の湿度が低下することがないため好ましい。この場合、貯水用容器１４内を、電気分解を行い発生した活性種で親水性物質を分解する水が存在する箇所と、分解を終えた水を貯水する箇所の二箇所に分割し、加湿手段は分解を終えた水を貯水する箇所に設ける必要がある。なお、加湿手段は超音波振動子による超音波加湿や、気化式加湿、ヒータ等を用いた加熱加湿などの公知の加湿手段を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４３】
また、貯水用容器１４には電気伝導率計（図示せず）を設けてもよい。特に、貯水用容器１４内側の底面、電解用電極１６近傍に設置することが好ましい。これにより、貯水用容器１４内の水の有無を検知できるため、電解用電極１６への電圧負荷を自動的に入り切りでき、好ましい。なお、電気伝導率計は公知の電気伝導率計を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００４４】
さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、貯水用容器１４には塩化物イオン濃度センサ（図示せず）を設けることが好ましく、また、貯水用容器１４に設置された塩化物イオン濃度センサ（図示せず）が貯水用容器１４内の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、報知を行う報知手段（図示せず）を配置することが好ましい。塩化物イオン濃度を５ｍｇ／Ｌ以上に維持することで、電気分解により生成する活性種のうち、次亜塩素酸をより効率良く生成させることができるため、親水性物質のうち特にホルムアルデヒドやアンモニアなどの成分を効率良く分解することができる。そこで、貯水用容器１４内の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを報知することで、例えば、貯水用容器１４に水道水を添加するなどの措置を講じることができるため、好ましい。
【００４５】
また、本発明の効果をより確実に得るという観点から、報知手段は可聴音を出力する可聴音発生装置が好ましい。これにより、空気清浄装置１から離れた場所に居る人に対しても、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを報知することができる。なお、可聴音を出力する可聴音発生装置は、ブザーなど公知の可聴音発生装置を用いることができる。さらには、本発明の効果をより確実に得るという観点から、報知手段は可視光を発光する発光ダイオードが好ましい。これにより、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知したことを視覚的に報知することができる。なお、可視光を発光する発光ダイオードは、公知の発光ダイオードを用いることができる。
【００４６】
次に、電解用電極１６について説明する。電解用電極１６は、正極と負極の２つの電極を一対としており、貯水用容器１４内側の底面の一部から貯水用容器１４外側へ配置されている。電解用電極１６は、貯水用容器１４の壁面に穴を開け、その部分を通して外側へ配置してもよいし、貯水用容器１４の壁面に沿って這わせ、貯水用容器１４上側から外側へ配置させてもよい。また、電解用電極１６は、貯水用容器１４内側の底面や壁面に接触していることが好ましい。なお、電解用電極１６は公知の電極を用いることができ、形状、材質などは特に限定されない。
【００４７】
電源１７は、２０Ｖ程度の直流電圧を発生させることが可能な公知の直流電源を用いることができる。電源１７と電解用電極１６は、貯水用容器１４の外側で接点１９により繋がれている。接点１９は、例えば、磁石で構成されており、比較的軽い力で着脱可能で、貯水用容器１４を筐体２から取り出すときに、接点１９で取り外しができる。なお、接点１９は磁石に拘ることなく、導電性を有し、比較的軽い力で着脱可能な公知のものを用いることができ、磁力ではなく、物理的な繋ぎ方でもよい。
【００４８】
さらに、図２と図３を用いて、第１実施形態のロータ７および該ロータ７を構成する基材３１と、該基材３１を構成するシート４１、吸着剤４２、結合剤４３について、さらに詳しく説明する。ロータ７は、図２と図３に示すように、平型シート３２と波型シート３３が交互に積層された基材３１と、基材３１を構成する平型シート３２あるいは波型シート３３のシート４１表面に結合剤４３によって結合された吸着剤４２とから構成されている。
【００４９】
まず、基材３１について説明する。図２に示す基材３１は、後述する吸着剤４２を支持する支持体となる部材であり、平型シート３２と波型シート３３を交互に積層したハニカム構造体である。シート４１は、ポリエステル繊維やパルプ繊維などの有機繊維あるいはガラス繊維やシリカ繊維、ロックウール繊維などの無機繊維から形成される織布または不織布である。本発明の効果をより確実に得るという観点から、再生用空気を１００℃以上に加熱して使用する場合、耐熱性の高い無機繊維が好ましい。次にシート４１を波型加工することで波型シート３３が作製でき、波型加工を施さない平型シート３２と波型シート３３の凸の部分とで接着した後、長手方向へ巻いていくことで作製することができる。さらに、吸着剤４２の基材３１への担持は、ハニカム構造体を作製後、吸着剤４２と結合剤４３とを混合したスラリーを作製し、例えばディップ法やスプレー法などで担持を行っても良いし、同様の方法で事前にシート４１に担持を行った後、あるいはシート４１作製時に吸着剤４２と結合剤４３とを混合したシート４１を作製後、ハニカム構造体を作製しても良い。
【００５０】
次に、吸着剤４２について説明する。吸着剤４２は、基材３１を構成するシート４１表面に後述する結合剤４３によって結合され、配置されており、空気中に含む親水性物質や水分を吸着することで空気中から親水性物質や水分を除去して、浄化された乾燥空気を作り出す役割をする部材である。また、吸着剤４２は、ある温度および親水性物質の分圧あるいは水の分圧で吸着可能な容量が決まっており、親水性物質および水分子を吸着し続けていくと飽和に達し、吸着できなくなる。しかしながら、吸着剤４２の温度を上げたり、親水性物質の分圧あるいは水の分圧を低くしたりすることで、吸着した親水性物質および水分を脱着させ、再び親水性物質および水分を吸着することが可能となる状態に再生しうるものである。
【００５１】
吸着剤４２としては、シリカゲル、ゼオライト、セピオライト、イモゴライト、メソポーラスシリカ、活性炭、吸湿性高分子などが挙げられる。親水性物質および水分を同時に吸脱着可能で、かつ吸脱着容量が大きく、吸脱着速度が速く、また１００℃以上の温度差で吸脱着を繰り返しても比較的構造が壊れにくいゼオライトが最適である。本発明の効果をより確実に得るという観点から、ゼオライトはシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトを用いることが好ましい。シリカ／アルミナ比が５．０を超えると、一般的には疎水性ゼオライトと称され、水分を吸着しにくくなるため、親水性物質を水に溶け込ませて除去することが難しくなる。なお、理論上、シリカ／アルミナ比が２．０未満のゼオライトは製造できない。
【００５２】
また、吸着剤４２は、代表径が０．５μｍ〜５０μｍ程度の粉末固体を使用することが好ましい。また、空隙率は３０〜９０％程度が好ましい。なお、図３では吸着剤４２の形状を球状で記述しているが、球状に限定されるものではない。また、それぞれの吸着剤４２粒子が、同じ大きさである必要も無い。
【００５３】
吸着剤４２のロータ７への担持量は、ロータ７の単位体積（１Ｌ）あたり、２０〜２００ｇ程度が好ましい。吸着剤４２の担持量が、２０ｇ／Ｌ以上であると、十分に空気清浄性能を発揮することができ、２００ｇ／Ｌ以下であれば、吸着剤４２がロータ７から剥離することを抑えることができるという点で好ましい。
【００５４】
次に、結合剤４３について説明する。結合剤４３は、図３に示すように、吸着剤４２とシート４１とを結合する、あるいは吸着剤４２同士を結合する（図示せず）役割をする部材で、これらは物理的な結合あるいは化学的な結合あるいはアンカー効果による結合により結合されている。結合剤４３は、コロイダルシリカ、アルミナゾル、チタニアゾルおよび水ガラス、ケイ酸リチウム、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩やリン酸アルミニウムなどのリン酸塩などの無機系結合剤やポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂などの有機系結合剤が挙げられる。
【００５５】
結合剤４３は、本発明の効果をより確実に得るという観点から、無機系結合剤が好ましく挙げられる。特に、上述した中でも、入手の容易性、取り扱いの簡便性などからコロイダルシリカが好ましい。また、コロイダルシリカの中でも、環境面への配慮から、水系溶媒に分散されたコロイダルシリカが、特に好ましい。
【００５６】
また、図中では結合剤４３はシート４１全表面を覆うように示しているが、すべて覆う必要はなく、吸着剤４２がシート４１表面に固定されるために必要な量で結合されていれば良い。
【００５７】
結合剤４３の添加量は、吸着剤４２と結合剤４３との合計質量に対して、１〜３０質量％とすることが好ましい。特に、結合剤４３を水系溶媒に分散されたコロイダルシリカを使用する場合、吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量を５〜１５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量が５質量％以上であると密着性をより確実に得ることができるため、好ましい。吸着剤４２と結合剤４３の合計質量に対する結合剤４３の添加量が１５質量％以下であると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げにくいという点で好ましい。
【００５８】
さらには、ロータ７には抗菌剤（図示せず）を添加してもよい。これにより、ロータ７に除菌、防カビの効果が付与できるため、相対湿度の高い場所での使用でもロータ７が菌に汚染されたり、カビが生えたりすることが無く、空気清浄装置１から菌やカビを吹き出すことを防止できる。
【００５９】
この抗菌剤としては、吸着剤４２の表面やシート４１の表面上、あるいは結合剤４３の表面上に分散でき、抗菌効果を得ることができるものであれば特に限定されず、公知の抗菌剤を添加してよい。このような抗菌剤としては、例えば、ワサビなどの有機系の抗菌剤と、銀・亜鉛・銅などの無機系の抗菌剤とがある。耐熱性や耐酸化性などの耐久性という観点から、無機系の抗菌剤を使用することが好ましい。無機系の抗菌剤としては、東亞合成社製の銀系無機抗菌剤「商品名：ノバロン」やシナネンゼオミック社製の無機抗菌剤「商品名：ゼオミック」などが好ましく挙げられる。これらの抗菌剤には防カビ効果も期待できるので好ましい。
【００６０】
ここで、吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量は０．１〜５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量が０．１質量％以上であると抗菌性をより確実に得ることができるため、好ましい。吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の添加量が５質量％以下であると、吸着剤４２の水分の吸脱着を妨げにくいという点で好ましい。
【００６１】
また、ロータ７には有機物分解触媒（図示せず）を添加してもよい。これにより、ロータ７に有機物分解効果を付与できるため、疎水性のため結露水に溶け込ませて除去できないＶＯＣや悪臭物質を分解することできる。このようなＶＯＣとしては、トルエン、キシレン、パラジクロロベンゼン、エチルベンゼン、スチレンなどが挙げられる。また、ロータ７から脱着できずロータ７に残留した親水性物質を分解することもできる。有機物分解触媒としては、吸着剤４２の表面やシート４１の表面上、あるいは結合剤４３の表面上に分散でき、有機物分解効果を得ることができるものであれば特に限定されず、公知の有機物分解触媒を添加してよい。このような有機物分解触媒としては、例えば、白金属に属し触媒作用を有する元素でルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金などの白金系触媒や、マンガン、コバルト、ニッケル、銅などの周期表の３族〜１２族へ属する遷移元素の金属酸化物あるいは複合金属酸化物が挙げられる。
【００６２】
特に、白金系触媒の場合、扱いやすさや入手のしやすさ、触媒活性の高さなどの観点から、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムを用いることが好ましい。また、遷移金属酸化物の場合、扱いやすさや入手のしやすさ、触媒活性の高さなどの観点から、マンガンを主体として、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛からなる群より選択される少なくとも一種の遷移金属元素を構成成分として含む複合酸化物が好ましい。
【００６３】
ここで、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、白金系触媒の場合、０．１〜５質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と白金系触媒との合計質量に対する白金系触媒の添加量が０．１質量％未満であると、触媒量が少ないため有機物分解効果が発揮されにくく、白金系触媒の添加量が５質量％を超えると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げてしまい、親水性物質が溶け込むための結露水が少なくなり、親水性物質を除去しにくくなるからである。
【００６４】
また、遷移金属酸化物の場合、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、５〜３０質量％とすることが好ましい。吸着剤４２と遷移金属酸化物との合計質量に対する遷移金属酸化物の添加量が５質量％未満であると、触媒量が少ないため有機物分解効果が発揮されにくく、遷移金属酸化物の添加量が３０質量％を超えると、吸着剤４２の水分子の吸脱着を妨げてしまい、親水性物質が溶け込むための結露水が少なくなり、親水性物質を除去しにくくなるからである。
【００６５】
本実施形態の空気清浄装置１は、以上説明したように、少なくとも一対の電解用電極１６が貯水用容器１４内側の底面から外側へ配置された貯水用容器１４を、電解用電極１６が配置された貯水用容器の底面が最も低くなるよう熱交換器の下部に配置することで、効率良く空気中の親水性物質を除去することができ、また、結露水中の親水性物質を効率良く分解することができる。
【００６６】
次に、本実施形態のロータ７の製造方法の一例について説明する。
【００６７】
まず、所定量の吸着剤４２を容器中で水に分散させた後、予め水に分散された結合剤４３を吸着剤４２の水分散体が入った容器へ所定量添加し、攪拌を継続する（分散工程）。この分散方法は特に限定されず公知の粉末の水への分散方法を用いて行うことができる。例えば、ビーカーに吸着剤４２を所定量投入し、次に所定量の水を投入した後、スターラなどの攪拌装置を用いて撹拌を行うことで、吸着剤４２を水に分散させる。さらに、その攪拌中のビーカーに予め水に分散された結合剤４３を所定量添加し、撹拌を続けることで、吸着剤４２と結合剤４３とを水に分散させる。
【００６８】
ここで、結合剤４３は、予め水に１〜２０質量％程度で分散されたコロイダルシリカを用いることが好ましく、吸着剤４２と結合剤４３との合計質量に対する結合剤４３の添加量は、５〜１５質量％とすることが好ましい。
【００６９】
なお、投入する水の量は吸着剤４２および結合剤４３が十分に分散できるだけの量を投入する。さらには、攪拌は、吸着剤４２および結合剤４３が水に十分に分散するまで継続し、吸着剤４２を２００ｇ程度、結合剤４３を１０ｇ程度分散させた水溶液を１．５Ｌ程度用いる場合、１〜３時間程度が好ましい。
【００７０】
さらには、抗菌剤を添加する場合、分散工程で添加することが好ましい。分散工程における抗菌剤の投入は、いずれのタイミングで行ってもよい。また、吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対する抗菌剤の割合が、０．１〜５質量％となるように抗菌剤の投入量を調整することが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と抗菌剤の合計質量に対して抗菌剤の添加量を０．１〜５質量％とすることができる。
【００７１】
また、有機物分解触媒を添加する場合、分散工程で添加することが好ましい。分散工程における有機物分解触媒の投入は、いずれのタイミングで行ってもよい。また、吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対する有機物分解触媒の割合が、白金系触媒の場合、０．１〜５質量％とすることが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対して有機物分解触媒の添加量を０．１〜５質量％とすることができる。また、遷移金属酸化物の場合、吸着剤４２と有機物分解触媒との合計質量に対する有機物分解触媒の添加量は、５〜３０質量％とすることが好ましい。本操作により、最終得られるロータ７に含まれる吸着剤４２と有機物分解触媒の合計質量に対して有機物分解触媒の添加量を５〜３０質量％とすることができる。
【００７２】
次に、分散工程で得られた分散溶液に、図２に示す基材３１を浸漬し、基材３１に吸着剤４２と結合剤４３とを含む分散溶液を担持させ、余剰の分散溶液を除去する（担持工程）。この担持方法は特に限定されず、公知の分散溶液の基材への担持方法を用いて行うことができる。また、基材３１も公知の基材を用いることができる。公知の基材としては、例えばニチアス社製の吸着剤担持基材「商品名：ハニクル」が利用可能である。
【００７３】
例えば、バットに入れた分散溶液に基材３１を浸漬させた後、エアーブロー等で余剰の分散溶液を吹き飛ばすことで、吸着剤４２と結合剤４３とを含む適切な量の分散溶液を基材３１表面へ付ける。このとき、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いた場合、エアーブロー後に基材３１の自重の１〜２倍程度の分散溶液を含ませることが好ましい。
【００７４】
次に、担持工程で得られた分散溶液を含ませた基材３１の水分を蒸発させるため、高温で乾燥させる（高温乾燥工程）。この高温乾燥方法は特に限定されず公知の高温乾燥方法を用いて行うことができる。温度は１５０〜２００℃程度が好ましい。
【００７５】
例えば、１８０℃に保持した恒温槽へ入れることで乾燥することができる。このとき、基材３１に高温空気を通気させながら乾燥させると、乾燥時間を短縮することができる。なお、高温乾燥時間は、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いて、基材３１に通気をさせない場合、２〜５時間程度が好ましい。
【００７６】
また、必要に応じて、高温乾燥工程で得られた基材３１の焼成を行う（焼成工程）。この焼成方法は特に限定されず公知の焼成方法を用いて行うことができる。例えば、直径が２００ｍｍで厚さが１５ｍｍの円柱状の基材３１を用いる場合、基材３１を焼成炉に入れ、１００℃／ｈの昇温速度で昇温を行い、５００℃程度で５〜１０時間保持する。
【００７７】
このようにして、ロータ７を得ることができる。なお、本発明のロータ７は、本実施形態での製造方法で製造されたロータ７に限定されるものではない。また、本実施形態では吸着剤４２と結合剤４３との分散溶媒に水を用いたが、吸着剤４２と結合剤４３とを分散させることが可能な有機溶剤を用いても同等の効果を有するロータ７が得られる。
【００７８】
次に、本実施形態の空気清浄装置１の動作方法の一例について説明する。
【００７９】
清浄ファン１０を作動させることで、筐体２の吸入口３から空気清浄装置１周囲の親水性物質および水分を含む清浄用空気が筐体２内へ流れ込み、集塵フィルタ１８をとおり、０．１μｍ程度以上のホコリや花粉、ダニアレルゲンなどの多くが除去される。なお、集塵フィルタと並列あるいは直列で脱臭フィルタ（図示せず）を配置すると、脱臭フィルタにより親水性や疎水性の臭気成分の多くが除去される。
【００８０】
集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通り、そこで再生用空気と熱交換を行い、ロータ７の開口面２０ａからロータ７に流れ込み、ロータ７で親水性物質および水分が除去され、ロータ７の開口面２０ｂから浄化された乾燥空気として排気され、吹出口５を通り、筐体２外部へ排気される。なお、図１では集塵フィルタ１８を通過した清浄用空気は、熱交換器１３を通過後、ロータ７の開口面２０ａに流れ込む様子を示しているが、熱交換器１３を流れる風路とロータ７を流れる風路とに分離して熱交換器１３とロータ７へ流し込み、それぞれ熱交換器１３とロータ７を通過した空気を合わせて吹出口５から排気しても良い。
【００８１】
一方、ロータ７の親水性物質および水分を吸収した箇所は、回転駆動装置９によって、回転軸８を中心に回転し、加熱装置１２の風下側へ移動する。ここで、再生ファン１１を作動させることで、再生用空気が循環し始め、流路２１内の空気が加熱装置１２で所定温度まで加熱され、ロータ７の開口面２０ｂへ流れ込み、ロータ７に担持され、親水性物質および水分を吸着した吸着剤４２が加熱され、親水性物質および水分を脱着し、親水性物質および水分を含んだ再生用空気がロータ７の開口面２０ａから流れ出し、熱交換器１３へ流れていく。これにより、ロータ７は再生され、再び親水性物質および水分を吸着可能な状態となる。
【００８２】
また、親水性物質と水分とを含んだ空気は、熱交換器１３で清浄用空気と熱交換され、熱交換器１３内部表面上で水分が結露し、その過程で親水性物質の一部が結露水に溶け込み、貯水用容器１４に貯まる。親水性物質と水分とが除去された空気は、流路２１を通り、再び加熱装置１２へ入り再生用空気として利用されるという循環を行う。
【００８３】
したがって、これら一連の動作を連続的に繰り返すことで、連続的に清浄空気を得ることができる。
【００８４】
次に、貯水用容器１４に溜まった結露水に含まれる親水性物質の分解について説明する。
【００８５】
熱交換器１３で結露した水は重量により貯水用容器１４に落下する。貯水用容器１４を筐体２の底面に対して斜めに配置するなどの措置が講じられているため、貯水用容器１４内側の電解用電極１６が設置されている箇所から優先的に結露水が貯まり、貯水用容器１４内に少しでも水があれば電気分解が可能となる。
【００８６】
このとき、貯水用容器１４内側の底面に電気伝導率計（図示せず）が設置されていれば、貯水用容器１４内に水が無い場合は電源１７が切れており、水を検知したときに自動的に電源１７が入る。
【００８７】
電源１７により水の電気分解に必要な電圧を電解用電極１６に負荷することで、貯水用容器１４に貯まった親水性物質が溶け込んだ結露水の電気分解が行われる。なお、貯水用容器１４内の水の塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ以上になるよう、貯水用容器１４に水道水などを予め入れておくことが好ましい。これにより、次亜塩素酸をより多く生成することができるため、特にホルムアルデヒドなどのアルデヒド類を効率良く分解することができる。なお、塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ未満でも、オゾンやヒドロキシラジカルなどの活性種が生成されるため、親水性物質を分解することができる。
【００８８】
また、結露水が貯まっていくと濃度が薄められるため、塩化物イオン濃度が低下する。また、時間の経過とともに水中から気中へ、例えば塩素として出ていく塩化物イオンがあるため、塩化物イオン濃度は低下する。このとき、塩化物イオン濃度センサと報知手段が設置されていれば、貯水用容器１４の水中の塩化物イオン濃度が５ｍｇ／Ｌ未満となった場合、報知手段により報知され、水道水を添加する、食塩を添加するなどして、水中の塩化物イオン濃度を向上させる手段を講じることができる。
【００８９】
貯水用容器１４に貯まった水を捨てる、あるいは貯水用容器１４に水道水などを補給する場合は、例えば貯水用容器１４を横方向に引き出すことで、接点１９で電解用電極１６が外れ、取り出すことができる。また、貯水用容器１４を筐体２内へ戻す場合は、取り出す場合と逆の動作を行うことで、電解用電極１６が接点１９で繋がり、また貯水用容器１４と熱交換器１３がゴムパッキンなどの密閉手段１５で密閉され、筐体２内に収納される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明の空気清浄装置は、ロータにより空気中の水分を吸着し、熱交換器により結露水として取り出すことができるので、連続的に除湿ができる除湿装置として利用することができる。
【００９１】
また、本発明の空気清浄装置は、加湿手段を設けることにより、加湿装置あるいは調湿装置として利用することができる。
【００９２】
さらには、本発明の空気清浄装置は、ＶＯＣ分解装置あるいは脱臭装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 空気清浄装置
２ 筐体
３ 吸入口
５ 吹出口
７ ロータ
８ 回転軸
９ 回転駆動装置
１０ 清浄ファン
１１ 再生ファン
１２ 加熱装置
１３ 熱交換器
１４ 貯水用容器
１５ 密閉手段
１６ 電解用電極
１７ 電源
１８ 集塵フィルタ
１９ 接点
２０ａ 開口面
２０ｂ 開口面
２１ 流路
３１ 基材
３２ 平型シート
３３ 波型シート
４１ シート
４２ 吸着剤
４３ 結合剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立した吸入口と吹出口とを備えた筐体と、
前記筐体内に、通気性を有し互いに対向する一対の開口面を有する平板状の基材と、結合剤と、前記基材表面上に前記結合剤によって結合される吸着剤と、で構成されるロータと、
前記一対の開口面に対して略垂直に設けられた回転軸を備え、
前記回転軸を中心に前記ロータを回転させる回転駆動装置と、
清浄するための清浄用空気を前記ロータへ供給する清浄ファンと、
再生用空気および前記ロータを加熱する加熱装置と、
加熱された再生用空気を前記ロータへ供給する再生ファンと、
前記ロータを通過した再生用空気に含まれる親水性物質が溶解した水分を冷却し結露させる熱交換器と、
前記熱交換器を通過した再生用空気を前記加熱装置へ誘導する流路と、
前記熱交換器で結露した結露水を貯水し前記筐体から着脱可能な貯水用容器と、
前記貯水用容器内側の底面から前記貯水用容器外側へ配置された少なくとも一対の電解用電極と、
前記電解用電極へ電圧をかける電源と、
前記電源と前記電解用電極とを繋ぐ接点と、
を有しており、
前記貯水用容器は前記熱交換器の下部に配置され、前記電解用電極が配置された前記貯水用容器内側の底面が最も低くなるよう配置した空気清浄装置。
【請求項２】
前記貯水用容器に加熱手段を備えた請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
前記貯水用容器に加湿手段を備えた請求項１または２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】
前記貯水用容器に電気伝導率計を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
集塵フィルタを備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
脱臭フィルタを備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記吸着剤はシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトである請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記結合剤は無機系結合剤である請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項９】
前記基材が無機繊維からなるハニカム構造体である請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
抗菌剤が前記基材表面もしくは前記吸着剤表面に前記結合剤により結合されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１１】
前記抗菌剤は無機系抗菌剤である請求項１０に記載の空気清浄装置。
【請求項１２】
有機物分解触媒が前記基材表面もしくは前記吸着剤表面に前記結合剤により結合されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１３】
前記有機物分解触媒は白金系触媒を含む請求項１２に記載の空気清浄装置。
【請求項１４】
前記有機物分解触媒は遷移金属酸化物を含む請求項１３に記載の空気清浄装置。
【請求項１５】
前記貯水用容器に水中の塩化物イオン濃度センサを備えた請求項１〜１４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１６】
報知手段を備え、前記塩化物イオン濃度センサが水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、前記報知手段により報知される請求項１〜１５のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１７】
報知手段が可聴音を出力する可聴音発生装置である請求項１６に記載の空気清浄装置。
【請求項１８】
報知手段が可視光を発光する発光ダイオードである請求項１６に記載の空気清浄装置。
【請求項１】
独立した吸入口と吹出口とを備えた筐体と、
前記筐体内に、通気性を有し互いに対向する一対の開口面を有する平板状の基材と、結合剤と、前記基材表面上に前記結合剤によって結合される吸着剤と、で構成されるロータと、
前記一対の開口面に対して略垂直に設けられた回転軸を備え、
前記回転軸を中心に前記ロータを回転させる回転駆動装置と、
清浄するための清浄用空気を前記ロータへ供給する清浄ファンと、
再生用空気および前記ロータを加熱する加熱装置と、
加熱された再生用空気を前記ロータへ供給する再生ファンと、
前記ロータを通過した再生用空気に含まれる親水性物質が溶解した水分を冷却し結露させる熱交換器と、
前記熱交換器を通過した再生用空気を前記加熱装置へ誘導する流路と、
前記熱交換器で結露した結露水を貯水し前記筐体から着脱可能な貯水用容器と、
前記貯水用容器内側の底面から前記貯水用容器外側へ配置された少なくとも一対の電解用電極と、
前記電解用電極へ電圧をかける電源と、
前記電源と前記電解用電極とを繋ぐ接点と、
を有しており、
前記貯水用容器は前記熱交換器の下部に配置され、前記電解用電極が配置された前記貯水用容器内側の底面が最も低くなるよう配置した空気清浄装置。
【請求項２】
前記貯水用容器に加熱手段を備えた請求項１に記載の空気清浄装置。
【請求項３】
前記貯水用容器に加湿手段を備えた請求項１または２に記載の空気清浄装置。
【請求項４】
前記貯水用容器に電気伝導率計を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項５】
集塵フィルタを備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項６】
脱臭フィルタを備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項７】
前記吸着剤はシリカ／アルミナ比が２．０〜５．０のゼオライトである請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項８】
前記結合剤は無機系結合剤である請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項９】
前記基材が無機繊維からなるハニカム構造体である請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１０】
抗菌剤が前記基材表面もしくは前記吸着剤表面に前記結合剤により結合されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１１】
前記抗菌剤は無機系抗菌剤である請求項１０に記載の空気清浄装置。
【請求項１２】
有機物分解触媒が前記基材表面もしくは前記吸着剤表面に前記結合剤により結合されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１３】
前記有機物分解触媒は白金系触媒を含む請求項１２に記載の空気清浄装置。
【請求項１４】
前記有機物分解触媒は遷移金属酸化物を含む請求項１３に記載の空気清浄装置。
【請求項１５】
前記貯水用容器に水中の塩化物イオン濃度センサを備えた請求項１〜１４のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１６】
報知手段を備え、前記塩化物イオン濃度センサが水中の塩化物イオン濃度５ｍｇ／Ｌ未満を検知すると、前記報知手段により報知される請求項１〜１５のいずれか１項に記載の空気清浄装置。
【請求項１７】
報知手段が可聴音を出力する可聴音発生装置である請求項１６に記載の空気清浄装置。
【請求項１８】
報知手段が可視光を発光する発光ダイオードである請求項１６に記載の空気清浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−５５５０１（Ｐ２０１２−５５５０１Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１６５９（Ｐ２０１０−２０１６５９）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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