遠心分離式の洗浄式空気清浄機
本発明は、空気中の埃、汚染物質を微細水分を利用して湿式で捕集した後、汚染物質を捕集して汚染物質を含んだ洗浄水を遠心ファンの回転力を直接利用して、遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機である。特に空気流と共に飛散する洗浄水により低下する空気浄化効率を改善するように与圧室を追加設置した。この遠心分離式の洗浄式空気清浄機は、洗浄水を噴射する加湿装置と、汚染空気を捕集する捕集室と、湿った空気を誘引して羽根の回転速度に応じて湿った空気に高速遠心力が発生するように設置した遠心ファンと、遠心ファンの渦流から軸方向に湿った空気流を流しながら遠心力を維持するように設置した渦流室と、排出される空気流と共に汚染水が飛散するのを防止するように与圧室が設置されている。本発明によると、与圧室により湿った空気の遠心分離速度が上がり、水が空気流と共に飛散することを防止し空気浄化効率がさらに改善されて排出湿度を適切に調節することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１次的に空気中の微細粒子状の埃、有害ガス、におい粒子、病原菌、及びバクテリアを洗浄水を利用して湿式で捕集して、２次的に気体と液体の比重差（１：１０００）を利用して空気中の汚染物質を捕集した洗浄水を遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の空気清浄機に関する。高速回転する遠心インペラを利用して強力な三次元旋回流の遠心力を持つ渦流が発生するという構造に基づき、空気または気体を浄化するようにしている。
【０００２】
ここで大気中の空気には細菌、病原菌、砂、有害ガス、煙、埃、油、水分、タイヤ粉塵、花粉、０．１μｍより小さい微細な埃、あるいはにおい粒子を含んだ汚染物質が混ざり合っている。
【０００３】
本発明は１次的に空気中の微細粒子状の埃、有害ガス、におい粒子、病原菌及びバクテリアを洗浄水を利用して湿式で捕集し、２次的に気体と液体の比重差（１：１０００）を利用して汚染洗浄水を遠心分離して空気を浄化する。遠心インペラの回転に基づいた遠心分離効果を利用して、湿った空気に遠心力を持つ渦流を発生させて、空気を高い効率で浄化することができる。
【０００４】
従来の空気浄化技術は一般的に固体形態の機械式フィルター方式を利用しているが、微細粒子状の埃を完全に捕集し浄化できず、粉塵が含まれた空気が誘引されると濾過布表面に蓄積し、フィルター詰まりにより集塵効率が急激に低下し病原菌または細菌の温床地になる。したがって定期的な交換を伴うメンテナンスの問題があり、廃棄されたフィルターの不織布によって２次環境汚染物質が生成され、これが地球環境汚染の主要原因になっている。
【０００５】
又、光触媒、電気集塵、プラズマ方式の空気浄化装置は非伝導性であり、１μｍ以下の微細粒子状の埃に対する空気浄化効率が低くなる。さらに電気集塵方式、陰イオン発生空気浄化装置は人の健康衛生上有害なオゾン（Ｏ３）が発生する副作用があることが知られている。
【０００６】
従来の乾式遠心分離式の空気浄化機は空気浄化効率水準が理論上８５％であり、５μｍ以下の微細粒子状の埃、花粉、煙草の煙、有害ガスを捕集し浄化することが不可能であり、従って単純に空気中の埃を制限的に遠心分離除去するのに９９．９％水準の浄化効率が要求される産業用クリーンルームには不向きである。
【０００７】
一方、従来の湿式空気浄化機には空気流を誘引する２次元的な水膜の表面接触により水の粘性凝着力で空気を浄化する方式を用いたものがある。この方式では、水膜の表面積に接触する空気中の汚染物質だけが水の粘性凝着力で浄化され、水膜の表面積に接触しない大部分の汚染物質は浄化されず、空気浄化効率水準が８５％と低く、過剰な水分を含んだ空気が排出され精密機器を腐食させるという問題があった。さらに、従来の湿式空気浄化機は０．１μｍの微細な埃の浄化はできるが、病原菌、微生物の自己殺菌能力がなく病原菌の温床になると共に非衛生的であり、洗浄水を薬品処理殺菌しなくてはならないという問題があるので、９９．９％水準の空気浄化効率が要求される産業用クリーンルームや病院用設備には不向きである。
【０００８】
従来の加湿兼用空気清浄機または水を利用した陰イオン生成空気清浄機は湿気で空気中の汚染物質を捕集しており水分子衝突方式により陰イオン発生効果があるが、汚染物質を含んだ湿気も排出空気と共に抜け出すので実質的な空気清浄効果が非常に低く、さらに湿気が汚染物質を伴って排出されるので人体の健康または保健衛生上さらに有害であることが知られている。
【０００９】
一方、従来の間接旋回流方式の洗浄式サイクロンを有する遠心分離空調機には外部に設置した送風機から供給する気流によって間接的に遠心分離する方式がある。この方式では、外部から空気を供給するので遠心分離速度が低いと共に効率が悪く空気浄化効率は１０乃至２０％水準で大部分の水分が排出され湿度が過剰になるという問題があった。
【背景技術】
【００１０】
本発明は同一出願人及び同一発明者による、ＰＣＴ／ＫＲ２００５／０００３２４（出願日：２００５年２月３日）“ＡＩＲ ＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＩＭＰＥＬＬＥＲ”、及び ＰＣＴ／ＫＲ２００６／０００２５１（出願日：２００６年１月２３日）、“ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＷＥＴ ＴＹＰＥ ＡＩＲ ＣＬＥＡＮＥＲ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＳＰＩＮ ＶＡＰＯＲＩＺＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＰＩＲＡＬ ＯＮ ＴＨＥ ＢＡＳＩＳ ＯＦ Ａ ＬＡＢＹＲＩＮＴＨ ＥＦＦＥＣＴ”、国際出願に基づいた発明に関連しており、この出願は空気に含まれた細菌、埃、微細粒子及びその他汚染物質を洗浄水を利用して捕集した後、電動機によって回転する遠心インペラの回転に基づいて渦流状態の空気流を発生し、遠心分離力を発生する空気力学に基づいており、気体と液体の比重差（１：１０００）により、捕集室で空気中の汚染物質を捕集して、この液体状態の汚染水から空気を遠心分離するようにし、高い空気浄化効率を長時間維持するように改善したものである。
【００１１】
しかし、本体内部と外部の圧力差により汚染物質を含んだ洗浄水が外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題があった。すなわち空気の流れに沿って遠心分離された水が飛散するキャリーオーバー現象が発見された。これは、汚染物質が含まれた水が外部に排出されると空気浄化効率が低下するという問題となる。その上、水フィルターがないため、水を再循環することができず水が過剰になる問題があった。
【００１２】
したがって上述の問題点を改善するために本発明は同一出願人で同一発明者による先願発明の構造を基礎にして、与圧室機能を持つ円錐形で環状の排水板及び水フィルターを追加し、洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生するという問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気流の慣性力と遠心分離力を利用して、汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができるようにした。さらに本体の渦流室で空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を改善するといった効果がある。
【００１３】
また、水フィルターを設置して水を再循環させ、自然蒸発以外に水を消耗しないように改善した。したがって電気代、水道代を大きく低減できるので、環境保全型エネルギ効率製品になり得るという効果がある。
【発明の概要】
【００１４】
［技術的問題点］
本発明は、上述した従来の問題点を改善するために、空気中の細菌及び埃を含んだ汚染物質を気体との比重差を利用して遠心分離により浄化する電動機を利用した遠心分離式の空気浄化装置に関する。本発明では、空気中に含まれた細菌、埃、微細粒子及びその他汚染物質を、電動機により高速回転する遠心インペラを利用して遠心分離力を発生する流体の流れの原理に基いて空気を高性能に清浄するように構成したものである。
【００１５】
このような目的を達成するために本発明は、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために本発明は、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【発明の効果】
【００１７】
従来の機械式フィルターの限界である０．１μｍより小さい微細埃、におい粒子を含んだ汚染物質を９９．９％浄化する効果がある。さらに円錐形で環状の排水板と水フィルターを追加して洗浄水が空気流に沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気流の慣性力と遠心分離力を利用して汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができる。さらに本体の渦流室では、空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を大きく改善するといった効果がある。
【００１８】
従来の機械式フィルターによる空気抵抗がないのでエネルギ効率が高く、特にフィルターの製造及び廃棄過程で発生する環境汚染がないので環境に優しい。また、水フィルターを設置し水を再循環させ、自然蒸発以外に水を消耗しないように改善した。したがって電気代、水道代を大きく低減できるので、環境保全型エネルギ効率製品になり得るという効果がある。水フィルターは掃除が容易なように脱着可能である。
【００１９】
水による天然陰イオンが放出され、滝の効果がある。すなわち電気集塵方式のような有害ガスであるオゾン（Ｏ３）発生の副作用がない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による遠心分離式の洗浄式空気清浄機の構成図である。
【図２】図２は、図１のＨ−Ｈ線に沿った断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。
【図３】図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。
【図４】図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、環状の排水板を示す。
【図５】図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を持つ円錐形排水板の機能を説明する図である。
【図６】図６は、図５の与圧室構造を持つ円錐形排水板の正面図である。
【図７】図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明による遠心分離式の洗浄式空気清浄機の構成図であり、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機である。図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を示す。図に示すように、本体（９０７）に円錐形排水板（２２）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。又、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、加湿装置（９０３）にポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す。洗浄水筒（９０１）内に水中洗浄水冷却機（１６Ａ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、洗浄水筒（９０１）に水管で連結した油水分離器（ＯＩＬ ＷＡＴＥＲ ＳＥＰＥＲＡＴＯＲ，９０１Ｂ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、ウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）は、有機溶剤浄化の目的でカーボンフィルター（ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＬＴＥＲ，１４Ａ）を利用した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（ＵＶ ＳＴＥＬＩＲＩＴＥＲ，１４Ｂ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、本体（９０７）を垂直に設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。
【００２２】
図１に図示した通り、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【００２３】
図１に図示した通り、本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機が構成されている。
【００２４】
図１に図示した通り、本体（９０７）内でハウジング（９０９）と排気筒（９１３）の間に環状の渦流室（９０４）を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成できる。
【００２５】
図１に図示した通り、本体（９０７）内に配置した渦流室（９０４）を水平にした遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成できる。
【００２６】
図２は、図１のＨ−Ｈ断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。これらの図に示すようにハウジング（９０９）内で渦流室（９０４）を形成して渦流シリンダー（９１３）を固定する渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）を具える遠心分離式の湿式空気浄化機が構成されている。
【００２７】
図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、図示した通り環状の排水板で遠心分離された洗浄水を排水処理するように、本体（９０７）内でハウジング（９０９）に設置した排水板（９２２）を具える遠心分離式の湿式空気浄化機が構成されている。ここで、空気から比重差により遠心分離された洗浄水を捕集し排水するように、排水板（９２２）には環状の排水口（９２２Ａ）が形成されている。
【００２８】
上述の通り、本発明の構成による作用を添付図面と共にさらに詳細に説明すると次の通りである。
【００２９】
図１に図示した通り、電動機（９３３）により遠心インペラ（９０８）が回転すると外部の汚染空気を吸引する。次いで、加湿装置（９０３）により洗浄水を霧化し、霧化室（９００）を通過して捕集室（９０２）及び２次捕集室（９０２Ａ）で空気中の汚染物質を洗浄水微粒子で３次元立体捕集するようにしたものである。したがって遠心インペラ（９０８）を通過した空気はハウジング（９０９）の内面と渦流シリンダー（９１３）の間で形成した渦流室（９０４）で、 矢印で示すように、渦流室（９０４）で螺旋形の渦流状態を維持しながら、遠心分離力で比重差による気液分離作用をしながら、空気中の汚染物質を浄化する。ここでは、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管（図示せず）を利用して霧化することができる。
【００３０】
図２は、図１のＨ−Ｈ断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。図２に示すように、渦流シリンダー（９１３）は、渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）によりハウジング（９０９）に固定されており、ハウジング(９０９)の内面と渦流シリンダー（９１３）の間で形成した渦流室（９０４）を通り渦流状態の空気が流れるように構成されている。ここで特殊な有毒ガスを含む空気を浄化する目的で渦流室（９０４）に渦流を誘導するボルテックスまたはスパイラル翼（図示せず）を追加で設置することができる。
【００３１】
図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。図３に示すように、空気は渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）の間を通過する間に、渦流シリンダー（９１３）の円柱方向に渦流状態を維持している。ここで渦流シリンダー（９１３）は、渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）を伴うハウジング（９０９）に、２ヶ所以上を両端支持体で固定されていることが望ましい。
【００３２】
図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、環状の排水板を示す。空気より比重が１０００倍重い洗浄水は、遠心力によりハウジング（９０９）の内側の円柱面に設置した環状の排水板（９２２）に形成した排水口（９２２Ａ）に流入され、排水管（９１１）を通り排水される。ここで清浄された軽い空気はハウジング（９０９）の内面と渦流シリンダー（９１３）の間に形成した渦流室（９０４）で、矢印で図示した通り、回転しながら排気口に移送される。上述の通り、洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気の流れの慣性力と遠心分離力を利用して、汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができる。さらに本体の渦流室で空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を改善するといった効果がある。
【００３３】
図１に図示した通り、排水管（９１１）を通り出てきた洗浄水は、１次洗浄水筒（９０１Ａ）で回収されウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）を通り浄化された後、洗浄水筒（９０１）にポンプ（１６）により移送される。ここで加湿装置（９０３）に洗浄水を供給し霧化するために霧化用途のポンプを利用することができる。
【００３４】
したがって気体と液体の１：１０００の比重差で空気流から空気中の汚染物質を捕集した水は遠心分離除去され、清浄された乾燥空気が排出される。一方、遠心分離された汚染水は空気中の汚染物質を捕集した状態から、水の粘性凝着力と排出空気の流れによって再度希釈されて、キャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生せず、ハウジング（９０９）の内面に沿って遠心力により回収される。
【００３５】
図１に図示した通り、洗浄水筒（９０１）の洗浄水はポンプ（１６）により給水管（１６Ａ）を通り、加湿装置（９０３）に移送され霧化するように構成されている。ここで、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給し霧化するのに霧化用途のポンプを利用することができる。
【００３６】
図１に図示した通り、熱交換装置（９０）による熱交換で低温または高温状態の空気を調和する。これは、本体（９０７）の排気口（９３２）に熱交換装置（９０）を設置し、室内から排出される空気の温度を調節する空調機として利用できる。上述の通り、建物の屋上や地下室に大容量の大型熱交換装置（９０）及び洗浄水システムを構成し、各室内に配置した複数の本体（９０７）を運転することができる中央空調システムとして利用することができ、従来のような圧縮機、凝縮器、過多消費動力、及び環境汚染物質であるフロン冷媒を使用しない環境に優しい純粋な水を利用した陰イオン清浄空気中央空調システムとして利用できるといった効果がある。
【００３７】
図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を持つ円錐形排水板の動作説明図である。図に示すように、遠心分離された洗浄水を集め排水処理するように、本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）は円錐形排水板（２２）で構成することができる。したがって洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。遠心インペラにより発生した空気の流れの慣性力と遠心分離力を利用して汚染物質を捕集した洗浄水をさらに効率的に排水することができる。すなわち空気より重い洗浄水は慣性力及び遠心力によりハウジング（９０９）と円錐形排水板（２２）の隅に集まり排水口（２２Ａ）に沿って下部に集められる。一方、排水板（２２）内には排水板連結口（２２Ｂ）の直径をハウジング（９０９）より小さくし、与圧室（２２Ｃ）を形成することができる。このようにして、形成された与圧室（２２Ｃ）により、本体（９０７）の内部圧力と外部圧力の差により空気の流れに伴い洗浄水が外部に飛散するキャリーオーバー現象を防止することができるので、空気浄化効果を大きく改善することができる。さらに与圧室（２２Ｃ）設置効果により、本体の渦流室（９０４）で遠心インペラ（９０８）の回転速度に応じて空気の旋回流速度が高くなって空気が誘導されるように遠心分離力が非常に高くなり空気浄化を改善する効果がある。ここで与圧室（２２Ｃ）は、排水板連結口（２２Ｂ）後端にフィルター（２２Ｄ）または空気移送通路ダクト（ＤＵＣＴ，２２Ｅ）を後端に設置すると自然に与圧状態を形成することができる。すなわち水が空気の流れに伴って排出されるキャリーオーバー現象が発生しない差圧条件である本体の渦流室と外部の急激な圧力差の変化を小さくすることができる。
【００３８】
図６は、図５に示す与圧室構造を持つ円錐形排水板の正面図である。空気より比重が１０００倍重い洗浄水は、矢印で表示した通り、遠心力によりハウジング（９０９）の内側の円柱面に設置した円錐形排水板（２２）上に形成した排水口（２２Ａ）に集まり排水管（９１１）を通って１次洗浄水筒（９０１Ａ）に排水される。
【００３９】
図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す図である。洗浄水筒（９０１）内に洗浄水冷却器（１６Ａ）を設置して、洗浄水筒（９０１）に水管として連結し油水分離器（９０１Ｂ）を設置することができる。上述の通り、熱により液体状態から気体状態のソルベント、トルエン、ベンゼンのような有機溶剤（ＶＯＣ）を、霧化された冷却水の微細粒子で直接冷却し液状に変換した後、軽い空気との比重差で遠心分離方式で浄化し油水分離器（１４Ｃ）に送り、水と有機溶剤を分離する。水管（９１１Ａ）を通り有機溶剤保管所（９０１Ｂ）に送られた洗浄水を１次洗浄水筒（９０１Ａ）に送り再循環するようにしたものである。
【００４０】
一方、大気環境汚染物質である有機溶剤（ＶＯＣ）を浄化するために、洗浄水筒（９０１）に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）にはカーボンフィルター（１４Ａ）を設置することができる。さらに、水より比重が軽い有機溶剤の物理的特性を利用し、カーボンフィルター（１４Ａ）の下部にはウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）を使用してポンプ（１６）により浄化された洗浄水を再循環させるようにした。
【００４１】
さらに、洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（１４Ｂ）を設置して不活発な状態の細菌に紫外線を長時間照射して無菌清浄空気を供給することができる。現在流通している従来の空気殺菌機は、空気の流れに沿って飛んでいく細菌に紫外線殺菌ランプを瞬間照射するものであり、殺菌効果がほとんどないことがわかっている。
【００４２】
ここで、加湿装置（９０３）とは水を噴射する装置として、ポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具える霧化装置を利用することを意味する。
【００４３】
本発明では使用目的により、ＰＲＥフィルター、ＨＥＰＡフィルター及びカーボンフィルターなどの機械式フィルターを利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の遠心分離式の洗浄式空気清浄機は、０．１μｍより小さい微細な埃を除去し、９９．９％の高い空気浄化性能を持つ構造に基づきエネルギ損失並びに騒音が非常に低く従来の空気清浄機より風量が多いという特徴があり、家庭用、病院、無菌試験室、地下室、工場、自動車、事務室及び空調機、自動車排出ガス調和装置、軍事用化学生物放射能保護装置及び、エアコン、空調冷凍システム、内燃機関の排出ガス、内燃機関の吸入空気浄化装置、産業用半導体クリーンルーム装備、空気または圧縮空気の除湿器、恒温恒湿装置及び空気調和システムに利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は１次的に空気中の微細粒子状の埃、有害ガス、におい粒子、病原菌、及びバクテリアを洗浄水を利用して湿式で捕集して、２次的に気体と液体の比重差（１：１０００）を利用して空気中の汚染物質を捕集した洗浄水を遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の空気清浄機に関する。高速回転する遠心インペラを利用して強力な三次元旋回流の遠心力を持つ渦流が発生するという構造に基づき、空気または気体を浄化するようにしている。
【０００２】
ここで大気中の空気には細菌、病原菌、砂、有害ガス、煙、埃、油、水分、タイヤ粉塵、花粉、０．１μｍより小さい微細な埃、あるいはにおい粒子を含んだ汚染物質が混ざり合っている。
【０００３】
本発明は１次的に空気中の微細粒子状の埃、有害ガス、におい粒子、病原菌及びバクテリアを洗浄水を利用して湿式で捕集し、２次的に気体と液体の比重差（１：１０００）を利用して汚染洗浄水を遠心分離して空気を浄化する。遠心インペラの回転に基づいた遠心分離効果を利用して、湿った空気に遠心力を持つ渦流を発生させて、空気を高い効率で浄化することができる。
【０００４】
従来の空気浄化技術は一般的に固体形態の機械式フィルター方式を利用しているが、微細粒子状の埃を完全に捕集し浄化できず、粉塵が含まれた空気が誘引されると濾過布表面に蓄積し、フィルター詰まりにより集塵効率が急激に低下し病原菌または細菌の温床地になる。したがって定期的な交換を伴うメンテナンスの問題があり、廃棄されたフィルターの不織布によって２次環境汚染物質が生成され、これが地球環境汚染の主要原因になっている。
【０００５】
又、光触媒、電気集塵、プラズマ方式の空気浄化装置は非伝導性であり、１μｍ以下の微細粒子状の埃に対する空気浄化効率が低くなる。さらに電気集塵方式、陰イオン発生空気浄化装置は人の健康衛生上有害なオゾン（Ｏ３）が発生する副作用があることが知られている。
【０００６】
従来の乾式遠心分離式の空気浄化機は空気浄化効率水準が理論上８５％であり、５μｍ以下の微細粒子状の埃、花粉、煙草の煙、有害ガスを捕集し浄化することが不可能であり、従って単純に空気中の埃を制限的に遠心分離除去するのに９９．９％水準の浄化効率が要求される産業用クリーンルームには不向きである。
【０００７】
一方、従来の湿式空気浄化機には空気流を誘引する２次元的な水膜の表面接触により水の粘性凝着力で空気を浄化する方式を用いたものがある。この方式では、水膜の表面積に接触する空気中の汚染物質だけが水の粘性凝着力で浄化され、水膜の表面積に接触しない大部分の汚染物質は浄化されず、空気浄化効率水準が８５％と低く、過剰な水分を含んだ空気が排出され精密機器を腐食させるという問題があった。さらに、従来の湿式空気浄化機は０．１μｍの微細な埃の浄化はできるが、病原菌、微生物の自己殺菌能力がなく病原菌の温床になると共に非衛生的であり、洗浄水を薬品処理殺菌しなくてはならないという問題があるので、９９．９％水準の空気浄化効率が要求される産業用クリーンルームや病院用設備には不向きである。
【０００８】
従来の加湿兼用空気清浄機または水を利用した陰イオン生成空気清浄機は湿気で空気中の汚染物質を捕集しており水分子衝突方式により陰イオン発生効果があるが、汚染物質を含んだ湿気も排出空気と共に抜け出すので実質的な空気清浄効果が非常に低く、さらに湿気が汚染物質を伴って排出されるので人体の健康または保健衛生上さらに有害であることが知られている。
【０００９】
一方、従来の間接旋回流方式の洗浄式サイクロンを有する遠心分離空調機には外部に設置した送風機から供給する気流によって間接的に遠心分離する方式がある。この方式では、外部から空気を供給するので遠心分離速度が低いと共に効率が悪く空気浄化効率は１０乃至２０％水準で大部分の水分が排出され湿度が過剰になるという問題があった。
【背景技術】
【００１０】
本発明は同一出願人及び同一発明者による、ＰＣＴ／ＫＲ２００５／０００３２４（出願日：２００５年２月３日）“ＡＩＲ ＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＩＭＰＥＬＬＥＲ”、及び ＰＣＴ／ＫＲ２００６／０００２５１（出願日：２００６年１月２３日）、“ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ ＷＥＴ ＴＹＰＥ ＡＩＲ ＣＬＥＡＮＥＲ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ Ａ ＳＰＩＮ ＶＡＰＯＲＩＺＥＲ ＡＮＤ Ａ ＳＰＩＲＡＬ ＯＮ ＴＨＥ ＢＡＳＩＳ ＯＦ Ａ ＬＡＢＹＲＩＮＴＨ ＥＦＦＥＣＴ”、国際出願に基づいた発明に関連しており、この出願は空気に含まれた細菌、埃、微細粒子及びその他汚染物質を洗浄水を利用して捕集した後、電動機によって回転する遠心インペラの回転に基づいて渦流状態の空気流を発生し、遠心分離力を発生する空気力学に基づいており、気体と液体の比重差（１：１０００）により、捕集室で空気中の汚染物質を捕集して、この液体状態の汚染水から空気を遠心分離するようにし、高い空気浄化効率を長時間維持するように改善したものである。
【００１１】
しかし、本体内部と外部の圧力差により汚染物質を含んだ洗浄水が外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題があった。すなわち空気の流れに沿って遠心分離された水が飛散するキャリーオーバー現象が発見された。これは、汚染物質が含まれた水が外部に排出されると空気浄化効率が低下するという問題となる。その上、水フィルターがないため、水を再循環することができず水が過剰になる問題があった。
【００１２】
したがって上述の問題点を改善するために本発明は同一出願人で同一発明者による先願発明の構造を基礎にして、与圧室機能を持つ円錐形で環状の排水板及び水フィルターを追加し、洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生するという問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気流の慣性力と遠心分離力を利用して、汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができるようにした。さらに本体の渦流室で空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を改善するといった効果がある。
【００１３】
また、水フィルターを設置して水を再循環させ、自然蒸発以外に水を消耗しないように改善した。したがって電気代、水道代を大きく低減できるので、環境保全型エネルギ効率製品になり得るという効果がある。
【発明の概要】
【００１４】
［技術的問題点］
本発明は、上述した従来の問題点を改善するために、空気中の細菌及び埃を含んだ汚染物質を気体との比重差を利用して遠心分離により浄化する電動機を利用した遠心分離式の空気浄化装置に関する。本発明では、空気中に含まれた細菌、埃、微細粒子及びその他汚染物質を、電動機により高速回転する遠心インペラを利用して遠心分離力を発生する流体の流れの原理に基いて空気を高性能に清浄するように構成したものである。
【００１５】
このような目的を達成するために本発明は、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的を達成するために本発明は、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【発明の効果】
【００１７】
従来の機械式フィルターの限界である０．１μｍより小さい微細埃、におい粒子を含んだ汚染物質を９９．９％浄化する効果がある。さらに円錐形で環状の排水板と水フィルターを追加して洗浄水が空気流に沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気流の慣性力と遠心分離力を利用して汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができる。さらに本体の渦流室では、空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を大きく改善するといった効果がある。
【００１８】
従来の機械式フィルターによる空気抵抗がないのでエネルギ効率が高く、特にフィルターの製造及び廃棄過程で発生する環境汚染がないので環境に優しい。また、水フィルターを設置し水を再循環させ、自然蒸発以外に水を消耗しないように改善した。したがって電気代、水道代を大きく低減できるので、環境保全型エネルギ効率製品になり得るという効果がある。水フィルターは掃除が容易なように脱着可能である。
【００１９】
水による天然陰イオンが放出され、滝の効果がある。すなわち電気集塵方式のような有害ガスであるオゾン（Ｏ３）発生の副作用がない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による遠心分離式の洗浄式空気清浄機の構成図である。
【図２】図２は、図１のＨ−Ｈ線に沿った断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。
【図３】図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。
【図４】図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、環状の排水板を示す。
【図５】図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を持つ円錐形排水板の機能を説明する図である。
【図６】図６は、図５の与圧室構造を持つ円錐形排水板の正面図である。
【図７】図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明による遠心分離式の洗浄式空気清浄機の構成図であり、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機である。図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を示す。図に示すように、本体（９０７）に円錐形排水板（２２）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。又、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、加湿装置（９０３）にポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す。洗浄水筒（９０１）内に水中洗浄水冷却機（１６Ａ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、洗浄水筒（９０１）に水管で連結した油水分離器（ＯＩＬ ＷＡＴＥＲ ＳＥＰＥＲＡＴＯＲ，９０１Ｂ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、ウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）は、有機溶剤浄化の目的でカーボンフィルター（ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＬＴＥＲ，１４Ａ）を利用した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（ＵＶ ＳＴＥＬＩＲＩＴＥＲ，１４Ｂ）を設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよく、本体（９０７）を垂直に設置した遠心分離式の洗浄式空気清浄機でもよい。
【００２２】
図１に図示した通り、空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成した。
【００２３】
図１に図示した通り、本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機が構成されている。
【００２４】
図１に図示した通り、本体（９０７）内でハウジング（９０９）と排気筒（９１３）の間に環状の渦流室（９０４）を具える遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成できる。
【００２５】
図１に図示した通り、本体（９０７）内に配置した渦流室（９０４）を水平にした遠心分離式の洗浄式空気清浄機を構成できる。
【００２６】
図２は、図１のＨ−Ｈ断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。これらの図に示すようにハウジング（９０９）内で渦流室（９０４）を形成して渦流シリンダー（９１３）を固定する渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）を具える遠心分離式の湿式空気浄化機が構成されている。
【００２７】
図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、図示した通り環状の排水板で遠心分離された洗浄水を排水処理するように、本体（９０７）内でハウジング（９０９）に設置した排水板（９２２）を具える遠心分離式の湿式空気浄化機が構成されている。ここで、空気から比重差により遠心分離された洗浄水を捕集し排水するように、排水板（９２２）には環状の排水口（９２２Ａ）が形成されている。
【００２８】
上述の通り、本発明の構成による作用を添付図面と共にさらに詳細に説明すると次の通りである。
【００２９】
図１に図示した通り、電動機（９３３）により遠心インペラ（９０８）が回転すると外部の汚染空気を吸引する。次いで、加湿装置（９０３）により洗浄水を霧化し、霧化室（９００）を通過して捕集室（９０２）及び２次捕集室（９０２Ａ）で空気中の汚染物質を洗浄水微粒子で３次元立体捕集するようにしたものである。したがって遠心インペラ（９０８）を通過した空気はハウジング（９０９）の内面と渦流シリンダー（９１３）の間で形成した渦流室（９０４）で、 矢印で示すように、渦流室（９０４）で螺旋形の渦流状態を維持しながら、遠心分離力で比重差による気液分離作用をしながら、空気中の汚染物質を浄化する。ここでは、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管（図示せず）を利用して霧化することができる。
【００３０】
図２は、図１のＨ−Ｈ断面図であり、渦流シリンダー支持台を示す。図２に示すように、渦流シリンダー（９１３）は、渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）によりハウジング（９０９）に固定されており、ハウジング(９０９)の内面と渦流シリンダー（９１３）の間で形成した渦流室（９０４）を通り渦流状態の空気が流れるように構成されている。ここで特殊な有毒ガスを含む空気を浄化する目的で渦流室（９０４）に渦流を誘導するボルテックスまたはスパイラル翼（図示せず）を追加で設置することができる。
【００３１】
図３は、図２の側面図であり、空気の流れを示す。図３に示すように、空気は渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）の間を通過する間に、渦流シリンダー（９１３）の円柱方向に渦流状態を維持している。ここで渦流シリンダー（９１３）は、渦流シリンダー支持台（９１６Ａ）を伴うハウジング（９０９）に、２ヶ所以上を両端支持体で固定されていることが望ましい。
【００３２】
図４は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、環状の排水板を示す。空気より比重が１０００倍重い洗浄水は、遠心力によりハウジング（９０９）の内側の円柱面に設置した環状の排水板（９２２）に形成した排水口（９２２Ａ）に流入され、排水管（９１１）を通り排水される。ここで清浄された軽い空気はハウジング（９０９）の内面と渦流シリンダー（９１３）の間に形成した渦流室（９０４）で、矢印で図示した通り、回転しながら排気口に移送される。上述の通り、洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。すなわち遠心インペラにより発生した空気の流れの慣性力と遠心分離力を利用して、汚染物質を捕集した洗浄水を効率的に排水することができる。さらに本体の渦流室で空気の旋回流速度が高くなり遠心分離力が強化されて空気浄化を改善するといった効果がある。
【００３３】
図１に図示した通り、排水管（９１１）を通り出てきた洗浄水は、１次洗浄水筒（９０１Ａ）で回収されウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）を通り浄化された後、洗浄水筒（９０１）にポンプ（１６）により移送される。ここで加湿装置（９０３）に洗浄水を供給し霧化するために霧化用途のポンプを利用することができる。
【００３４】
したがって気体と液体の１：１０００の比重差で空気流から空気中の汚染物質を捕集した水は遠心分離除去され、清浄された乾燥空気が排出される。一方、遠心分離された汚染水は空気中の汚染物質を捕集した状態から、水の粘性凝着力と排出空気の流れによって再度希釈されて、キャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生せず、ハウジング（９０９）の内面に沿って遠心力により回収される。
【００３５】
図１に図示した通り、洗浄水筒（９０１）の洗浄水はポンプ（１６）により給水管（１６Ａ）を通り、加湿装置（９０３）に移送され霧化するように構成されている。ここで、加湿装置（９０３）に洗浄水を供給し霧化するのに霧化用途のポンプを利用することができる。
【００３６】
図１に図示した通り、熱交換装置（９０）による熱交換で低温または高温状態の空気を調和する。これは、本体（９０７）の排気口（９３２）に熱交換装置（９０）を設置し、室内から排出される空気の温度を調節する空調機として利用できる。上述の通り、建物の屋上や地下室に大容量の大型熱交換装置（９０）及び洗浄水システムを構成し、各室内に配置した複数の本体（９０７）を運転することができる中央空調システムとして利用することができ、従来のような圧縮機、凝縮器、過多消費動力、及び環境汚染物質であるフロン冷媒を使用しない環境に優しい純粋な水を利用した陰イオン清浄空気中央空調システムとして利用できるといった効果がある。
【００３７】
図５は、図１のＧ−Ｇ断面図であり、与圧室構造を持つ円錐形排水板の動作説明図である。図に示すように、遠心分離された洗浄水を集め排水処理するように、本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）は円錐形排水板（２２）で構成することができる。したがって洗浄水が空気の流れに沿って外部に飛散するキャリーオーバー（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象が発生する問題を解決した。遠心インペラにより発生した空気の流れの慣性力と遠心分離力を利用して汚染物質を捕集した洗浄水をさらに効率的に排水することができる。すなわち空気より重い洗浄水は慣性力及び遠心力によりハウジング（９０９）と円錐形排水板（２２）の隅に集まり排水口（２２Ａ）に沿って下部に集められる。一方、排水板（２２）内には排水板連結口（２２Ｂ）の直径をハウジング（９０９）より小さくし、与圧室（２２Ｃ）を形成することができる。このようにして、形成された与圧室（２２Ｃ）により、本体（９０７）の内部圧力と外部圧力の差により空気の流れに伴い洗浄水が外部に飛散するキャリーオーバー現象を防止することができるので、空気浄化効果を大きく改善することができる。さらに与圧室（２２Ｃ）設置効果により、本体の渦流室（９０４）で遠心インペラ（９０８）の回転速度に応じて空気の旋回流速度が高くなって空気が誘導されるように遠心分離力が非常に高くなり空気浄化を改善する効果がある。ここで与圧室（２２Ｃ）は、排水板連結口（２２Ｂ）後端にフィルター（２２Ｄ）または空気移送通路ダクト（ＤＵＣＴ，２２Ｅ）を後端に設置すると自然に与圧状態を形成することができる。すなわち水が空気の流れに伴って排出されるキャリーオーバー現象が発生しない差圧条件である本体の渦流室と外部の急激な圧力差の変化を小さくすることができる。
【００３８】
図６は、図５に示す与圧室構造を持つ円錐形排水板の正面図である。空気より比重が１０００倍重い洗浄水は、矢印で表示した通り、遠心力によりハウジング（９０９）の内側の円柱面に設置した円錐形排水板（２２）上に形成した排水口（２２Ａ）に集まり排水管（９１１）を通って１次洗浄水筒（９０１Ａ）に排水される。
【００３９】
図７は、図１の洗浄水筒（９０１）に設置した部品構成を示す図である。洗浄水筒（９０１）内に洗浄水冷却器（１６Ａ）を設置して、洗浄水筒（９０１）に水管として連結し油水分離器（９０１Ｂ）を設置することができる。上述の通り、熱により液体状態から気体状態のソルベント、トルエン、ベンゼンのような有機溶剤（ＶＯＣ）を、霧化された冷却水の微細粒子で直接冷却し液状に変換した後、軽い空気との比重差で遠心分離方式で浄化し油水分離器（１４Ｃ）に送り、水と有機溶剤を分離する。水管（９１１Ａ）を通り有機溶剤保管所（９０１Ｂ）に送られた洗浄水を１次洗浄水筒（９０１Ａ）に送り再循環するようにしたものである。
【００４０】
一方、大気環境汚染物質である有機溶剤（ＶＯＣ）を浄化するために、洗浄水筒（９０１）に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）にはカーボンフィルター（１４Ａ）を設置することができる。さらに、水より比重が軽い有機溶剤の物理的特性を利用し、カーボンフィルター（１４Ａ）の下部にはウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）を使用してポンプ（１６）により浄化された洗浄水を再循環させるようにした。
【００４１】
さらに、洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（１４Ｂ）を設置して不活発な状態の細菌に紫外線を長時間照射して無菌清浄空気を供給することができる。現在流通している従来の空気殺菌機は、空気の流れに沿って飛んでいく細菌に紫外線殺菌ランプを瞬間照射するものであり、殺菌効果がほとんどないことがわかっている。
【００４２】
ここで、加湿装置（９０３）とは水を噴射する装置として、ポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具える霧化装置を利用することを意味する。
【００４３】
本発明では使用目的により、ＰＲＥフィルター、ＨＥＰＡフィルター及びカーボンフィルターなどの機械式フィルターを利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の遠心分離式の洗浄式空気清浄機は、０．１μｍより小さい微細な埃を除去し、９９．９％の高い空気浄化性能を持つ構造に基づきエネルギ損失並びに騒音が非常に低く従来の空気清浄機より風量が多いという特徴があり、家庭用、病院、無菌試験室、地下室、工場、自動車、事務室及び空調機、自動車排出ガス調和装置、軍事用化学生物放射能保護装置及び、エアコン、空調冷凍システム、内燃機関の排出ガス、内燃機関の吸入空気浄化装置、産業用半導体クリーンルーム装備、空気または圧縮空気の除湿器、恒温恒湿装置及び空気調和システムに利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、当該気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、当該遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、当該排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、前記排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように当該洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）に円錐形排水板（２２）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項３】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項５】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記加湿装置（９０３）が、ポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項６】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）内に水中洗浄水冷却機（１６Ａ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項７】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）に水管で連結した油水分離器（ＯＩＬ ＷＡＴＥＲ ＳＥＰＥＲＡＴＯＲ，９０１Ｂ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項８】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記ウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）が有機溶剤浄化の目的でカーボンフィルター（ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＬＴＥＲ，１４Ａ）を利用したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項９】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（ＵＶ ＳＴＥＬＩＲＩＴＥＲ，１４Ｂ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項１０】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）を垂直に設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項１】
空気中の汚染物質を水で捕集して湿った空気を比重差により空気と水に遠心分離して空気を浄化する遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、空気を吸引するように本体（９０７）に配置した気体吸入孔（９０５）と、当該気体吸入孔（９０５）から入って来た空気に洗浄水を噴射するように本体（９０７）に設置した加湿装置（９０３）と、噴射された水として汚染空気を３次元立体捕集する捕集室（９０２）と、ファンの回転を直接利用して湿った空気を誘引して湿った空気に遠心力が発生するように本体（９０７）に設置した遠心インペラ（９０８）と、当該遠心インペラ（９０８）の下流で湿った空気の遠心力を維持するように設置した渦流室（９０４）と、遠心分離された洗浄水を集めて排水処理するように本体（９０７）内に設置した環状の排水板（９２２）と、当該排水板（９２２）内に形成され差圧によって水の飛散（ＣＡＲＲＹ ＯＶＥＲ）現象を防止するように設置した与圧室（ＤＥＰＲＥＳＳＵＲＩＺＥＤ ＲＯＯＭ，２２Ｃ）と、前記排水板（９２２）から遠心分離された洗浄水をためておく洗浄水筒（９０１）と、水を浄化し再循環するように当該洗浄水筒（９０１）内に設置したウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）と、を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）に円錐形排水板（２２）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項３】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）を、空調機、気体除湿機、加湿器、陰イオン発生器、掃除機及び車両用エアコンに利用できることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記加湿装置（９０３）に洗浄水を供給する水管を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項５】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記加湿装置（９０３）が、ポンプ、回転霧化装置、ノズル、超音波装置を具えることを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項６】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）内に水中洗浄水冷却機（１６Ａ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項７】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）に水管で連結した油水分離器（ＯＩＬ ＷＡＴＥＲ ＳＥＰＥＲＡＴＯＲ，９０１Ｂ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項８】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記ウォーターフィルター（ＷＡＴＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，１４）が有機溶剤浄化の目的でカーボンフィルター（ＣＡＲＢＯＮ ＦＩＬＴＥＲ，１４Ａ）を利用したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項９】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記洗浄水筒（９０１）内に紫外線殺菌ランプ（ＵＶ ＳＴＥＬＩＲＩＴＥＲ，１４Ｂ）を設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【請求項１０】
請求項１に記載の遠心分離式の洗浄式空気清浄機において、前記本体（９０７）を垂直に設置したことを特徴とする遠心分離式の洗浄式空気清浄機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５０１６１４（Ｐ２０１３−５０１６１４Ａ）
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２４６３６（Ｐ２０１２−５２４６３６）
【出願日】平成２２年８月８日（２０１０．８．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００５１９０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１９１７０
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５１２０３３５０１）
【氏名又は名称原語表記】ＹＵＮ，Ｊａｎｇ−ｓｈｉｋ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月８日（２０１０．８．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００５１９０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１９１７０
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５１２０３３５０１）
【氏名又は名称原語表記】ＹＵＮ，Ｊａｎｇ−ｓｈｉｋ
【Ｆターム（参考）】
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