JP2017190934A - 給水ボトル、空気清浄器及び加湿器 - Google Patents

Abstract

【課題】空気清浄及び加湿に用いられ十分な除菌、消臭効果を有する薬剤の水溶液を保持する給水ボトル、並びに、その給水ボトルを備える空気清浄機及び加湿器を提供すること。【解決手段】給水ボトル２０は、水酸化カルシウム水溶液を保持するボトル本体２１及びボトル本体２１の口部２１ａに設けられ、空気清浄器（又は加湿器）１に設けられた給水芯１１ｂが挿入されて開く蓋部２２を備える。給水ボトル２０が空気清浄器１に取付けられていないとき、蓋部２２は閉じて、ボトル本体２１に水酸化カルシウム水溶液を密封することができ、給水ボトル２０が空気清浄器１に取付けられると、空気清浄器の給水芯１１ｂが挿入することで蓋部２２が開いて、ボトル本体２１に保持された水酸化カルシウム水溶液を空気清浄器１に供給することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄器又は加湿器に着脱可能に取り付けられる給水ボトル、並びに該給水ボトルを備える空気清浄器及び加湿器に関する。

室内の空気を清浄する空気清浄器が使われる。空気清浄器は、フィルタに空気を通して空気を清浄するものが多いが、フィルタの一種として（あるいはフィルタに替えて）殺菌液に空気を透過させる方法も知られている（特許文献１参照）。空気清浄器には後述の加湿器の機能を兼ね備えたものもある。

また、空気が乾燥する冬季などに、水分を放出して室内気を加湿する加湿器が使われる。加湿器は、電熱により水を沸騰してそのスチームを放出するスチーム式、超音波によって水を微細な粒子にして放出する超音波式、水を含んだフィルタに空気を通して気化した水を放出する気化式等を採用する。いずれの方式においても、加湿用に使用する水を長期に渡って器内に保持するため、雑菌の繁殖、臭気成分の増加等が問題となる。

そこで、特許文献１には、多孔質ゼオライト粒子がアクリルを介して固定化された気化フィルタが開示されている。これによれば、加湿用の水が気化フィルタを透過する際に、気化フィルタに固定化されたゼオライトにより、例えばアンモニアなどの臭気成分を除去することができる。しかし、気化フィルタに吸収された加湿水を除菌、消臭等、処理するものであることから、必ずしも、十分な効果は得られない。

特開２０１５−１６４４７８号公報 特開２００８−２０２８２７号公報

本発明は、空気清浄及び加湿に用いられ十分な除菌、消臭効果を有する薬剤の水溶液を保持する給水ボトル、並びに、その給水ボトルを備える空気清浄機及び加湿器を提供することを課題とする。

本発明は、空気清浄機又は加湿器に用いられる水（以下、加湿器に用いられる場合を含め「清浄水」と言う。）自体に除菌、消臭作用を持たせることで課題を解決する。このためには、清浄水に水以外の成分を含有させることとなる。その成分が、毒性を有していたり、臭気を発するものであったりしては清浄水として用いることができない。

本発明は、清浄水に含有させる成分を水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）とすることにより、課題を解決する。水酸化カルシウムは、無臭であり、食品添加物として認定されているように毒性を有さない。また、飽和水溶液のｐＨが１２以上となり、細菌の細胞壁破壊が生じ、ほとんど全ての雑菌を不活性化することができる。さらに、消臭効果も有する。空気を清浄するのに、そして清浄水に含有させるのに適している。

除菌効果について説明する。水酸化カルシウム水溶液は、飽和溶液であればそのｐＨが１２を超える。ｐＨが１１．５以上であればほとんどの菌が不活性化するので、水酸化カルシウム水溶液中においては雑菌が機能できないようにすることができる。

消臭効果について説明する。水酸化カルシウムは、例えば、臭気成分の１つであるアンモニアを硝酸カルシウムに分解し、トリメチルアミンを生成する腐敗菌を殺菌し、硫化水素及びメチルメルカブタンを硫化カルシウムに分解し、アセトアルデヒド及びホルムアルデヒドをアルドール縮合反応して例えばオキシアルデヒドに分解し、イソ吉草酸を分解することで無臭化することができる。広く知られた臭気成分の多くに対して、消臭効果を有する。

一方、水酸化カルシウムは、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムに変質していく。すなわち、空気に接する状態で長時間の保持を行うと、除菌、消臭効果が減殺されていく。本発明は、この点に留意し、長時間にわたって空気に接することなく水酸化カルシウム水溶液を使用する。

本発明の給水ボトルは、
空気清浄器又は加湿器に着脱可能に取り付けられる給水ボトルであって、
水酸化カルシウム水溶液を保持するボトル本体と、
前記ボトル本体の口部に設けられ、前記加湿器に設けられた給水芯が挿入されて開く蓋部とを備え、
前記水酸化カルシウム水溶液はｐＨが１１．５以上であることを特徴とする。

この特徴によれば、水酸化カルシウム水溶液による除菌、消臭効果を得ることができる。そして、ボトル本体の口部に、加湿器に設けられた給水芯が挿入されることで開く蓋部が設けられている。それにより、加湿器用給水ボトルが加湿器に取付けられていないとき、蓋部は閉じて、ボトル本体に水酸化カルシウム水溶液を密封することができ、加湿器用給水ボトルが加湿器に取付けられると、加湿器の給水芯が挿入することで蓋部が開いて、ボトル本体に保持された水酸化カルシウム水溶液を加湿器に供給することができる。

本発明の給水ボトルは、
前記水酸化カルシウム水溶液は、飽和水溶液であることを特徴とする。

この特徴によれば、水酸化カルシウム水溶液を最大濃度で活用することができる。また、水酸化カルシウムは低温ほど溶解度が大きいので、溶解させるために加熱する必要がなく、経済的である。

本発明の給水ボトルは、
前記蓋部は、前記加湿器の給水芯が挿入される位置から放射状に複数の溝が形成されていることを特徴とする。

この特徴によれば、複数の溝が形成された位置に空気清浄機又は加湿器の給水芯を刺し入れることで、複数の溝を破断して蓋部を開くことができる。

本発明の空気清浄器は、
上述の給水ボトルと、
前記蓋部に挿入する給水芯が設けられたトレイとを備えることを特徴とする。

本発明の加湿器は、
上述の給水ボトルと、
前記蓋部に挿入する給水芯が設けられたトレイとを備えることを特徴とする。

これらの特徴によれば、上述の給水ボトルを活用した空気清浄器及び加湿器が提供される。なお、水酸化カルシウム水溶液による空気清浄効果があるので、「加湿器」は「加湿機能を有する空気清浄機」である。

本発明の給水ボトルによれば、水酸化カルシウム水溶液を収容物として密封して空気清浄機又は加湿器に着脱可能に取り付けることが可能となり、長期にわたって高いｐＨを維持して清浄水を除菌、消臭等、処理することが可能となる。

また、本発明の空気清浄機及び加湿器によれば、着脱可能に取り付けられる給水ボトルから密封された収容物である水酸化カルシウム水溶液を受けて、除菌、消臭することが可能となる。

図１は、空気清浄器の概略構成を示す図である。（実施例１） 図２は、給水ボトルの蓋部の構成を示す図である。（実施例１） 図３は、蓋部が固定された給水ボトルを空気清浄器に取付けることで蓋部が開く原理を示す図である。（実施例１） 図４は、加湿器の概略構成を示す図である。（実施例２）

以下、本発明の実施例について説明する。

本実施例は、空気清浄器（加湿目的を特に有しないもの）に係るものである。

図１に、空気清浄機１の概略構成を示す。空気清浄器１は、一例として吸水性のフィルタを用いて清浄水を気化して放出する気化式加湿器であり、本体１０、トレイ１１、送風ファン１３、モータ１４、及び給水ボトル２０を含んで構成される。なお、給水ボトル２０には清浄水が保持されているとする。

本体１０は、空気清浄器１の構成各部を収容する直方体状の筐体である。本体１０は、その底部にトレイ１１、トレイ１１の上下に送風ファン１３及びモータ１４（送風ファン１３ａ及びモータ１４ａ、並びに、送風ファン１３ｂ及びモータ１４ｂ）を固定する。本体１０は、トレイ１１の右上に給水ボトル２０が収容される収容空間（不図示）を有し、天面に設けられた開口（不図示）を介して、収容空間を区画する壁面（不図示）をガイドにして、給水ボトル２０を収容空間に出し入れすることができる。

トレイ１１は、給水ボトル２０から清浄水を受けて収容する容器である。トレイ１１は、その右側に、口部を下向きにして収容空間に収容された給水ボトル２０を受ける。給水ボトル２０を受けるトレイ１１の底面には、逆止弁を有するパイプ状の給水芯１１ｂが立設されている。また、トレイ１１は、その左側に、加湿フィルタ１２を支持する。トレイ１１は、給水ボトル２０からこれに保持された清浄水が供給されて内部空間１１ａを満たす。

下側の送風ファン１３ａは、モータ１４ａにより駆動されて、空気を本体１０外から取り込み、トレイ１１内の清浄水に送り込む。

上側の送風ファン１３ｂは、モータ１４ｂにより駆動されて、トレイ１１内の清浄水を通過した空気を、本体１０の上面に設けられた開口（不図示）から上方に排気する。なお、清浄水を透過した空気が本体１０の外に流出すればよく、上側の送風ファン１３ｂ及びモータ１４ｂは必ずしも必要ではない。

モータ１４（１４ａ、１４ｂ）は、本体１０に内蔵のＤＣ電源又は本体１０外から供給されるＡＣ電源を受けて送風ファン１３（１３ａ、１３ｂ）を回転駆動する回転モータである。

給水ボトル２０は、清浄水を密封保持して運搬するとともに、空気清浄器１に着脱可能に取り付けることのできる容器である。給水ボトル２０は、ボトル本体２１及び蓋部２２を有する。

清浄水は、除菌、消臭等、処理する目的より、水に水酸化カルシウムを溶解した水酸化カルシウム水溶液を使用する。下部の送風ファン１３ａから清浄水に送り込まれた空気が、水酸化カルシウムにより除菌、消臭等される。水酸化カルシウム水溶液は、飽和水溶液とする。必ずしも飽和水溶液でなくともよいが、十分な殺菌効果、消臭効果を有するため、ｐＨが１１．５以上となる高濃度の水溶液であることが好ましい。なお、水酸化カルシウムは、空気中に飛散しても人体及び環境に害はない。

ボトル本体２１は、その内部に清浄水を保持する容器であり、一例として高さ方向を長手とする立方体状に成形され、上面（図１では下面）に清浄水を出し入れするための口部２１ａが形成されている。口部２１ａの外面には雄ネジ（不図示）が形成されている。ボトル本体２１の容量は、例えば２又は４リットルとする。なお、下面（図１では下面）に握持部（不図示）を形成し、ユーザがこれを握って、口部２１ａを下に向けて給水ボトル２０を本体１０の収容空間に出し入れできるようにしてもよい。

蓋部２２は、ボトル本体２１の口部２１ａに固定されて、トレイ１１に立設された給水芯１１ｂを挿入及び抜出することで給水ボトル２０を開閉する蓋部材である。

図２に、蓋部２２の構成を示す。図２（Ａ）に示すように、蓋部２２は、蓋部本体２２ａに溝２２ａ_０を形成して構成される。

蓋部本体２２ａは、例えば樹脂を用いて有底円筒形状に成形されている。蓋部本体２２ａの内側面には雌ネジ（不図示）が形成されている。これに給水ボトル２０の口部２１ａの雄ネジを螺合することで、蓋部２２を給水ボトル２０の口部２１ａに固定することができる。

蓋部２２の外底面（すなわち、下面）には、複数の溝２２ａ_０が形成されている。個々の溝の断面形状は、例えばＵ字状又はＶ字状とするが、溝の最奥で蓋部２２の底面が破断可能な程度に肉薄となれば任意の形状としてよい。なお、複数の溝は蓋部２２の外底面に限らず内底面に設けてもよい。

複数の溝２２ａ_０は、図２（Ｂ）に示すように、外底面の中心から４５度の角度間隔で放射状に延伸される直線状の８つの溝である。また、これに限らず、図２（Ｃ）に示すように、曲線状の８つの溝を設けてもよい。また、溝の数は８つでなくてもよく、２以上の任意の数とすることができる。後述するように、空気清浄器１の給水芯１１ｂを蓋部２２の外底面の中心に刺し入れることで、複数の溝２２ａ_０が破断して、蓋部２２が開口する。

図３を用いて、蓋部２２が固定された給水ボトル２０を空気清浄器１に取付けることで蓋部２２が開く原理を説明する。給水ボトル２０のボトル本体２１には清浄水（不図示）が保持され、口部２１ａに蓋部２２が固定されているものとする。

給水ボトル２０を、図３（Ａ）に示すように、口部２１ａを下に向けて本体１０の収容空間に挿入する。それにより、トレイ１１に立設された給水芯１１ｂの上に蓋部２２の中心が位置決めされる。

給水ボトル２０を、図３（Ｂ）に示すように、さらに本体１０の収容空間の下方に挿入する。それにより、給水ボトル２０が空気清浄器１に取付けられると同時に、給水芯１１ｂが蓋部２２の外底面に中心に当接し、刺し入れられる。これにより、複数の溝２２ａ_０が破断して底面が複数の片に開くことで蓋部２２が開口し、複数の片の間を介してボトル本体２１の内部に導通する。給水ボトル２０内の清浄水は、矢印を用いて示すように、複数の片の間を介してトレイ１１の内部空間１１ａに注がれる。

給水ボトル２０を本体１０の収容空間から引き出すと、給水芯１１ｂが蓋部２２から引き抜かれる。底面が破断して開口した蓋部２２を開口していない蓋部２２に交換することで、給水ボトル２０を再度使用することができる。

この構造によれば、清浄水のうち空気に接触するのは内部空間１１ａに注がれる分のみである。給水ボトル２０内の清浄水は、空気（二酸化炭素）に触れて炭酸カルシウムとなることなく、除菌、消臭効果を維持する。内部空間１１ａに注がれる清浄水は、注がれた後の蒸発によってなくなり、その分が給水ボトル２０内から追加されるので、除菌、消臭された状態を保つ。なお、蒸発が少ない場合には、内部空間１１ａから清浄水を排出して給水ボトル２０内から追加してもよい。

以上詳細に説明したように、本実施例の給水ボトル２０は、清浄水、すなわち水酸化カルシウム水溶液を保持するボトル本体２１及びボトル本体２１の口部２１ａに設けられ、空気清浄器１に設けられた給水芯１１ｂが挿入されて開く蓋部２２を備える。給水ボトル２０が空気清浄器１に取付けられていないとき、蓋部２２は閉じて、ボトル本体２１に水酸化カルシウム水溶液を密封することができ、給水ボトル２０が空気清浄器１に取付けられると、空気清浄器の給水芯１１ｂが挿入することで蓋部２２が開いて、ボトル本体２１に保持された水酸化カルシウム水溶液を空気清浄器１に供給することができる。水酸化カルシウムによる除菌、消臭が可能となる。

また、本実施例の空気清浄器１は、給水ボトル２０及び蓋部２２に挿入する給水芯１１ｂが設けられたトレイ１１を備える。給水ボトル２０を空気清浄器１に取付けて給水芯１１ｂを給水ボトル２０の蓋部２２に挿入することで、蓋部２２が開き、ボトル本体２１内に密封された水酸化カルシウム水溶液を蓋部２２を介してトレイ１１に受けることができる。

なお、給水ボトルの口部２１ａの溝２２ａ_０に替えて、閉鎖方向に付勢された弁を設けてもよい。口部２１ａを繰り返し使用することができる。

また、蓋部２２を給水ボトル２０の口部２１ａに固定することについて、蓋部本体２２ａの内側面の雌ネジと給水ボトル２０の口部２１ａの雄ネジとを螺合することに替えて、蓋部本体２２ａの下部の凸部を給水ボトル２０の口部２１ａの凹部に嵌め入れることとしてもよい。

また、蓋部２２の外底面に設けられた複数の溝２２ａ_０に替えて（あるいは複数の溝２２ａ_０に加えて）、給水ボトル２０の口部２１ａの開口を熱圧着されたアルミニウムシート等で被覆してもよい。給水ボトル２０内の水酸化カルシウム水溶液が、使用前には蓋部２２を取外しても空気と遮断される。蓋部２２を取外し（あるいは複数の溝２２ａ_０に給水芯１１ｂを貫通させ）、給水芯１１ｂによってアルミニウムシート等を破断して使用することができる。

水酸化カルシウム水溶液は、空気中の二酸化炭素と反応して炭酸カルシウムになり、その除菌効果、消臭効果を失う。これに対して、給水ボトル２０により水酸化カルシウム水溶液を長期に渡って密封して保持することで、二酸化炭素との反応を抑えるとともに清浄水を十分に除菌、消臭等、処理することができる。

なお、空気清浄器１０は、水酸化カルシウム水溶液では除去できない物質、例えば微細粉塵を吸収するためのフィルタを別途有していてもよい。

本実施例は、加湿器に係るものである。加湿のみを目的とするものも、空気清浄と加湿の両方を目的とするものも、いずれをも含む。加湿フィルタ１２を除く構成は実施例１と同様である。実施例１と同様の部分については、詳細な説明を省略する。

図２に、空気清浄機１の概略構成を示す。空気清浄器１は、一例として吸水性のフィルタを用いて清浄水を気化して放出する気化式加湿器であり、本体１０、トレイ１１、加湿フィルタ１２、送風ファン１３、モータ１４、及び給水ボトル２０を含んで構成される。なお、給水ボトル２０には清浄水が保持されているとする。実施例１の構成に、加湿フィルタ１２を追加したものである。

トレイ１１は、給水ボトル２０から清浄水を受けて加湿フィルタ１２を湿潤する容器である。トレイ１１は、その左側に、加湿フィルタ１２を支持する。トレイ１１は、給水ボトル２０からこれに保持された清浄水が供給されて内部空間１１ａを満たし、その清浄水に加湿フィルタ１２を浸す。

加湿フィルタ１２は、清浄水を含有し、これを自然気化させるための部材である。加湿フィルタ１２として、例えば立体編物、不織布等の多孔質素材を使用することができる。

下側の送風ファン１３ａは、モータ１４ａにより駆動されて、空気を本体１０外から取り込み、トレイ１１内の清浄水に送り込む。なお、加湿器においては、加湿フィルタ１２によって気化された水蒸気を含む気体が排出されればよく、空気清浄効果を求めない場合には下側の送風ファン１３ａ及びモータ１４ａは必ずしも必要ではない。一方、空気清浄効果を求めない場合には下側の送風ファン１３ａ及びモータ１４ａを備えることが好ましい。

上側の送風ファン１３ｂは、モータ１４ｂにより駆動されて、加湿フィルタ１２によって気化された水蒸気を含む気体、及び、トレイ１１内の清浄水を通過した空気を、本体１０の上面に設けられた開口（不図示）から上方に排気する。加湿効果を得るものである。

給水ボトル２０は、実施例１と同様である。加湿フィルタ１２に水酸化カルシウム水溶液が供給され、除菌、消臭された水によって加湿される。

以上詳細に説明したように、本実施例の加湿器１によれば、実施例１の空気清浄器と同様に空気を清浄することができるとともに、除菌、脱臭された水蒸気によって加湿することができる。

なお、本実施例では気化式加湿器を採用したが、スチーム式、超音波式等、その他の方式の加湿器を採用してもよい。水酸化カルシウム水溶液は、高温ほど溶解度が低いため、スチーム式加湿器においても、飽和状態（高ｐＨ）を保って使用することができる。

空気清浄及び加湿に用いられ十分な除菌、消臭効果を有する薬剤の水溶液を保持する給水ボトル、並びに、その給水ボトルを備える空気清浄機及び加湿器である。多くの、空気清浄機生産者、加湿器生産者、及びこれらを使用する個人による利用が考えられる。

１ 空気清浄器（加湿器）
１０ 本体
１１ トレイ
１１ａ 内部空間
１１ｂ 給水芯
１２ 加湿フィルタ
１３ 送風ファン
１４ モータ
２０ 給水ボトル
２１ａ 口部
２１ ボトル本体
２２ 蓋部
２２ａ 蓋部本体
２２ａ_０ 溝

Claims (5)

1. 空気清浄器又は加湿器に着脱可能に取り付けられる給水ボトルであって、
   水酸化カルシウム水溶液を保持するボトル本体と、
   前記ボトル本体の口部に設けられ、前記加湿器に設けられた給水芯が挿入されて開く蓋部とを備え、
   前記水酸化カルシウム水溶液はｐＨが１１．５以上であることを特徴とする給水ボトル。
2. 前記水酸化カルシウム水溶液は、飽和水溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の給水ボトル。
3. 前記蓋部は、前記加湿器の給水芯が挿入される位置から放射状に複数の溝が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の給水ボトル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の給水ボトルと、
   前記蓋部に挿入する給水芯が設けられたトレイとを備えることを特徴とする、空気清浄器。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の給水ボトルと、
   前記蓋部に挿入する給水芯が設けられたトレイとを備えることを特徴とする、加湿器。