(57)【要約】【課題】電極の極性を反転した場合に、生成される電解水濃度のムラを抑制できる空気除菌装置を提供すること。【解決手段】電極４７，４８の極性を反転させ、水の導電率を検出し、電極の極性を反転させた場合、この反転時から電極間に流れる電流値が安定するのに十分な測定待機時間Ｔ２の経過後の導電率に応じて水を電気分解する条件を決定する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内の電極に電圧を印加して電解槽内の水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給するとともに、この気液接触部材に空気を送ることによって空気を除菌する空気除菌装置であって、
前記電極の極性を反転させる転極制御手段と、前記水の導電率を検出する導電率検出手段と、前記電極の極性を反転させた場合、この反転時から前記電極間に流れる電流値が安定するのに十分な待機時間の経過後の導電率に応じて前記水を電気分解する条件を決定する電解条件決定手段とを備えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
前記導電率検出手段は、前記待機時間の経過後に前記水の導電率の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
【請求項３】
前記導電率検出手段は、前記電極間に所定の計測用電流を流した場合の当該電極間に印加される電圧値に基づいて前記導電率を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の空気除菌装置。
【請求項４】
前記電解槽内の水温を計測する水温計測手段を備え、
前記導電率検出手段は、前記水温に基づいて前記導電率を補正する導電率補正手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項５】
前記電解条件決定手段は、前記電気分解の条件として、電気分解後の電解水濃度が所定値となるように、前記電極間に流す電解電流及び電解時間を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項６】
前記転極制御手段は、前記電解時間が所定の転極基準時間に至るごと前記電極の極性を反転し、前記転極基準時間は、前記水の硬度によって変更可能に構成されたことを特徴とする請求項５に記載の空気除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細菌、ウィルス、真菌等の空中浮遊微生物（以下、単に「ウィルス等」という）の除去が可能な空気除菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極間に電流を流すことにより水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を用いて空気中に浮遊するウィルス等の除去を図った除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この除菌装置は、不織布等からなる加湿エレメントに電解水を供給して、加湿エレメント上で空気中のウィルス等を電解水に接触させることにより、ウィルス等を不活化することにより、空気を除菌しようとするものである。
【特許文献１】特開２００２−１８１３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この種の除菌装置では、電解水を生成するために用いる水に含まれるカルシウムイオン（Ｃａ2+）やマグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が電気分解用の電極にスケールとして堆積されることにより、長時間運転すると電解性能及び耐久性が低下し、ひいては、除菌性能が低下する。
これを解消するために、電極への通電時間すなわち電解時間が所定時間を経過すると、電極の極性を反転（転極）させて、当該電極の表面からスケールの除去を行っていた。
しかしながら、電極の転極を行った場合には、電極の表面からスケールが除去されることにより、この電極に同一の電圧を印加していたとしても、当該電極間に流れる電流値は大きく変動する。このため、電解水に含まれる活性酸素種濃度（電解水濃度）が転極の前後で変動し、電解水濃度にムラが生じるといった問題があった。
そこで、本発明の目的は、電極の極性を反転した場合に、生成される電解水濃度のムラを抑制できる空気除菌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、電解槽内の電極に電圧を印加して電解槽内の水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給するとともに、この気液接触部材に空気を送ることによって空気を除菌する空気除菌装置であって、前記電極の極性を反転させる転極制御手段と、前記水の導電率を検出する導電率検出手段と、前記電極の極性を反転させた場合、この反転時から前記電極間に流れる電流値が安定するのに十分な待機時間の経過後の導電率に応じて前記水を電気分解する条件を決定する電解条件決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
この場合において、前記導電率検出手段は、前記待機時間の経過後に前記水の導電率の検出を行う構成としても良い。また、前記導電率検出手段は、前記電極間に所定の計測用電流を流した場合の当該電極間に印加される電圧値に基づいて前記導電率を検出する構成としても良い。
【０００６】
また、前記電解槽内の水温を計測する水温計測手段を備え、前記導電率検出手段は、前記水温に基づいて前記導電率を補正する導電率補正手段を備える構成としても良い。また、前記電解条件決定手段は、前記電気分解の条件として、電気分解後の電解水濃度が所定値となるように、前記電極間に流す電解電流及び電解時間を決定する構成としても良い。さらに、この場合、前記転極制御手段は、前記電解時間が所定の転極基準時間に至るごと前記電極の極性を反転し、前記転極基準時間は、前記水の硬度によって変更可能に構成される構成としても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電極の極性を反転させた場合、この反転時から電極間に流れる電流値が安定するのに十分な待機時間の経過後の導電率に応じて電解条件を決定するため、正確に検出された水の導電率に基づいて電解条件が決定することができ、電解水濃度のムラを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施の形態に係る空気除菌装置１の外観斜視図である。
図１に示すように、空気除菌装置１は縦長に形成された箱形の筐体１１を有し、例えば床置き設置される。筐体１１には、この筐体１１の両側面の下部に吸込グリル１２が形成されるとともに、この筐体１１の前面の下端部に吸込口１５が形成されている。
また、筐体１１の上面には吹出口１３が形成され、この吹出口１３には空気を吹き出す方向を変化させるためのルーバー２０が設けられている。このルーバー２０は、ルーバー駆動モータ６８（図６）によって回動自在に駆動され、空気除菌装置１の運転停止時には上記吹出口１３を閉塞するように構成されている。
空気除菌装置１は、吸込グリル１２及び吸込口１５を介して設置室内の空気を吸い込んで除菌し、この除菌された空気を吹出口１３から排出することで、室内空気を清浄化させる装置である。
【０００９】
筐体１１の上面には、吹出口１３の前面側に配置された操作蓋１６Ａと、この操作蓋１６Ａに横並びに配置されたタンク用開閉蓋１４Ａとが形成されている。操作蓋１６Ａを開くと、空気除菌装置１の各種操作を行う操作パネル１６（図２）が露出し、タンク用開閉蓋１４Ａを開くと、タンク取出口１４を介して後述する給水タンク４１（図２）を出し入れ可能となっている。
また、筐体１１の両側面の上部にはそれぞれ把持部１７が形成されている。これら把持部１７は筐体１１を手持ちする際に手を掛けるための凹部であり、運搬時に空気除菌装置１を一人で持ち上げて移動できるようになっている。
また、筐体１１の前面には、上下方向に並べられた上側カバー部材１８及び下側カバー部材１９がそれぞれ着脱自在に配置されており、これら上側カバー部材１８及び下側カバー部材１９を取り外すと筐体１１の内部構成が露出するようになっている。また、下側カバー部材１９は、この下側カバー部材１９の下端部に、筐体１１の背面側に向けて湾曲した円弧部１９Ａを備え、この円弧部１９Ａに上記吸込口１５が形成されている。
【００１０】
次に、空気除菌装置１の内部構成を説明する。
筐体１１には、図２に示すように、この筐体１１の内部を上下に仕切る支持板２１が設けられ、上側の室２２と下側の室２３とに区分けされている。この下側の室２３には、送風ファン３１及びファンモータ３２が配置されるとともに、仕切板２４を介して、把手部５７Ａを有する排水タンク５７が筐体１１の前面側に引き出し可能に収容されている。これら送風ファン３１及びファンモータ３２と排水タンク５７とは横並びに配置されている。
また、送風ファン３１と吸込口１５との間、すなわち、下側の室２３における下側カバー部材１９（図１）との対向する位置にプレフィルタ３４が着脱自在に配置されている。このプレフィルタ３４は、吸込グリル１２及び吸込口１５を通じて吸い込まれた空気中の塵埃など粒径の大きなものを捕集する第１フィルタ２５と、この第１フィルタ２５を通過する、例えば粒径１０（μｍ）以上の物を捕集する第２フィルタ２６とを備えて構成される。このプレフィルタ３４によって空気中に浮遊する花粉や塵埃等が除去され、この除去された空気が送風ファン３１を介して上側の室２２に供給される。
【００１１】
一方、上側の室２２には、送風ファン３１及びファンモータ３２の上方に電装ボックス３９が配置され、この電装ボックス３９の上方に気液接触部材５３が配置されている。この気液接触部材５３と電装ボックス３９との間には、気液接触部材５３から滴下した水を受ける水受皿４２が配置されている。この水受皿４２は、深底に形成された貯留部４２Ａを備え、この貯留部４２Ａは上記排水タンク５７の上方に延在している。電装ボックス３９には、空気除菌装置１を制御する制御部６０（図６）を構成する各種デバイスが実装された制御基板や、ファンモータ３２の回転数を変化可能に電源電圧を供給する電源回路等の各種電装部品が収容されている。本実施形態では、ファンモータ３２の回転数は、送風ファン３１から吹き出される風量が強風、中風、弱風の３段階に変更できるように制御される。
【００１２】
貯留部４２Ａの上には給水タンク４１が配設され、給水タンク４１から貯留部４２Ａに水を供給可能な構成となっている。詳細には、給水タンク４１の下端に形成された給水口にはフロートバルブが設けられ、貯留部４２Ａの水面が給水口よりも下になると、このフロートバルブが開放されることにより、給水タンク４１から必要量の水が供給され、貯留部４２Ａの水位が一定に保たれる仕組みとなっている。
また、貯留部４２Ａの上には、図３に示すように、気液接触部材５３に供給する電解水を生成する電解水生成ユニット４５が配置されている。この電解水生成ユニット４５は、循環ポンプ４４と電解槽４６とを備えて構成され、循環ポンプ４４は、制御部６０の制御に従って回転数を変更することにより、循環量を変更可能となっている。循環ポンプ４４の吐出口には、貯留部４２Ａに貯留された水を汲み上げて気液接触部材５３に供給する供給管７１が接続され、この供給管７１には循環ポンプ４４と気液接触部材５３との間で分岐する分岐管７２を介して電解槽４６が接続されている。この電解槽４６は、後述するように複数の電極を内蔵し、これら電極間に、制御部６０から供給される電圧を印加することにより、水を電解して電解水を生成する。電解槽４６の上面には、この電解槽４６で生成した電解水を排出する排出口４６Ａが形成され、この排出口４６Ａには電解水を貯留部４２Ａに返送する返送管７３が接続されている。
【００１３】
また、貯留部４２Ａの上には、この貯留部４２Ａの入口部分に当該貯留部４２Ａに流れ込む水に混入する固形物を捕集するフィルタ部材７４が配置されている。本構成では、返送管７３の出口７３Ａは、このフィルタ部材７４の上方に配置され、水とともに電解槽４６から排出された固形物（例えば、電極表面から剥離されたスケール成分）を捕集可能となっている。このフィルタ部材７４によって、水受皿４２を介して気液接触部材５３と電解水生成ユニット４５とを循環される水に含まれる固形物が捕集されるため、この固形物が気液接触部材５３に流入し、この気液接触部材５３の目詰まりの発生が防止される。
また、フィルタ部材７４は、上部が開放した状態で水受皿４２の貯留部４２Ａに配置されているため、フィルタ部材７４の交換時期を目視で簡単に判断することができる。さらに、このフィルタ部材７４を交換する場合、貯留部４２Ａの入口部分に配置されたフィルタ部材７４を手指で取り外して交換すればよいため、工具等を使用することなく、メンテナンスを簡単に行うことができる。
【００１４】
また、本実施形態では水受皿４２に貯留された水を適宜排出可能に構成されている。具体的には、貯留部４２Ａの下部には排水管５５（図５Ａ）が連結されるとともに、この排水管５５を開閉させる排水バルブ５６（図５Ａ）が設けられている。そして、排水管５５の先端は、上記排水タンク５７の上方に延びており、排水バルブ５６を開放することにより、水受皿４２上の水が排水タンク５７に排出される。
【００１５】
気液接触部材５３の上部には、この気液接触部材５３上に均一に電解水を分散させるための散水ボックス５１が組み付けられている。この散水ボックス５１は、電解水を一時的に貯留するトレー部材（図示略）を備え、このトレー部材の側面に複数の散水孔（図示略）が開口し、この散水孔から気液接触部材５３に対して電解水を滴下するようになっている。
また、気液接触部材５３は、ハニカム構造を持ったフィルタ部材である。詳細には、気液接触部材５３は、気体に接触するエレメント部をフレームにより支持する構造を有する。エレメント部は、波板状の波板部材と平板状の平板部材とが積層されて構成され、これら波板部材と平板部材との間に略三角状の多数の開口が形成されている。従って、エレメント部に空気を通過させる際の気体接触面積が広く確保され、電解水滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。
【００１６】
また、気液接触部材５３の上面には、散水ボックス５１から滴下される電解水をエレメント部に効率よく分散させるため、分流シート（図示略）が配設されている。この分流シートは、液体の浸透性を有する繊維材料からなるシート（織物、不織布等）であり、気液接触部材５３の厚み方向断面に沿って一または複数設けられる。
ここで、気液接触部材５３の各部（フレーム、エレメント部、及び分流シートを含む）には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）又はセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂を用いるものとする。
また、気液接触部材５３の各部には親水性処理が施され、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材５３の電解水の保水性（湿潤性）が保たれ、後述する活性酸素種（活性酸素物質）と室内空気との接触が長時間持続される。さらに、気液接触部材５３には防かび作用を持つ電解水が滴下されるため、気液接触部材５３に防かび対策（防かび剤の塗布等）を施さなくても、かびの繁殖等を避けることができる。
【００１７】
次に、空気除菌装置１における空気の流れを説明する。
上述のように、筐体１１の下側の室２３には送風ファン３１が設けられている。この送風ファンの送風口３１Ａは、図４に示すように、筐体１１の背面側部分において上向きに設けられ、支持板２１には、送風口３１Ａに重なる位置において開口が設けられている。この支持板２１の開口は、上側の室２２の背面側において上下に延びる空間１Ａに連通する。このため、送風ファン３１の送風口３１Ａから吹き出された空気は、図４中に矢印で示すように空間１Ａを通り、気液接触部材５３の背面に吹き付けられる。
本構成では、この空間１Ａには、筐体１１の背面側に配置される第１導風部材８１を備える。この第１導風部材８１の上部には、分流板８２が配置されており、空間１Ａを流れる空気を均一に気液接触部材５３の背面に吹き付け可能となっている。
また、気液接触部材５３を介して、筐体１１の前面側の空間１Ｂには、この気液接触部材５３を通過した空気を吹出口１３に導く第２導風部材８３が配置されている。この第２導風部材８３は、空間１Ｂ内の空気を吹出口１３に導く機能と、気液接触部材５３から空気とともにこの空間１Ｂに吹き出された水（いわゆる飛び水）を受ける機能とを有する。具体的には、第２導風部材８３は、この第２導風部材８３の内側の底面８３Ａが気液接触部材５３に向けて下り勾配に形成されており、この底面８３Ａの先端部が水受皿４２の上方に延在する。このため、空間１Ｂに吹き出された水は、第２導風部材８３の内側の底面８３Ａを通じて水受皿４２に戻される。
気液接触部材５３を通過した空気は、上記第２導風部材８３に導かれて吹出口１３の下方に配設された吹出口フィルタ３６を通って排気される。この吹出口フィルタ３６は、吹出口１３から筐体１１内部への異物の進入を防止するためのフィルタである。吹出口フィルタ３６は、網や織物または不織布等（図示略）を備えており、これらの材料としては、合成樹脂、好ましくは気液接触部材５３を構成する材料が好ましい。また、吹出口フィルタ３６は、気液接触部材５３を通過した空気の通風抵抗を著しく増加させないよう、適度に目の粗いものであることが好ましい。
【００１８】
図５は、電解水の供給の様子を説明する図であり、図５（Ａ）は、空気除菌機構の構成を示す模式図であり、図５（Ｂ）は電解槽４６の構成を詳細に示す図である。
この図５を参照して、気液接触部材５３に対する電解水の供給について説明する。なお、本実施の形態では、給水タンク４１に水道水を入れて空気除菌装置１を動作させる場合について説明する。
【００１９】
水道水を入れた給水タンク４１が空気除菌装置１にセットされると、上述のように、給水タンク４１から水受皿４２に水道水が供給され、水受皿４２の水位が所定のレベルに達する。水受皿４２内の水は循環ポンプ４４によって汲み上げられて、その一部が電解槽４６に供給される。この電解槽４６には、図５Ｂに示すように、一方が正、他方が負となる対の電極４７，４８を備え、これら電極４７，４８間に電圧を印加することにより、電解槽４６に流入した水道水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水が生成される。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。
【００２０】
電極４７，４８は、例えばベースがチタン（Ｔｉ）で皮膜層がイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）から構成された電極板であり、この電極４７，４８に流れる電流値は、電流密度で数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ2（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ2になるように設定され、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。
【００２１】
詳述すると、上記電極４７，４８により水道水に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩化物イオン（Ｃｌ-：水道水に予め添加されているもの）が、
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-
のように反応し、塩素（Ｃｌ2）が発生する。さらにこの塩素は水と反応し、
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
【００２２】
アノード電極で発生した次亜塩素酸は広義の活性酸素種に含まれるもので、強力な酸化作用や漂白作用を有する。次亜塩素酸が溶解した水溶液、すなわち空気除菌装置１により生成される電解水は、ウィルス等の不活化、殺菌、有機化合物の分解等、種々の空気清浄効果を発揮する。このように、次亜塩素酸を含む電解水が散水ボックス５１から気液接触部材５３に滴下されると、送風ファン３１により吹き出された空気が気液接触部材５３において次亜塩素酸と接触する。これにより、空気中に浮遊するウィルス等が不活化されるとともに、当該空気に含まれる臭気物質が次亜塩素酸と反応して分解され、或いはイオン化して溶解する。従って、空気の除菌及び脱臭がなされ、清浄化された空気が気液接触部材５３から排出される。
【００２３】
活性酸素種によるウィルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザウィルスの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザの感染に必須とされるインフルエンザウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面蛋白が破壊された場合、インフルエンザウィルスと、インフルエンザウィルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、感染が阻止される。このため、空気中に浮遊するインフルエンザウィルスは、気液接触部材５３において活性酸素種を含む電解水に接触することにより、いわば感染力を失うこととなり、感染が阻止される。
【００２４】
従って、この空気除菌装置１が、例えば幼稚園や小・中・高等学校、介護保険施設、病院等のいわゆる大空間に設置された場合であっても、電解水により清浄化（除菌、脱臭等）された空気を大空間内で広く行き渡らせることが可能になり、大空間での空気除菌及び脱臭を効率よく行うことができる。
【００２５】
また、散水ボックス５１から気液接触部材５３に滴下された電解水は気液接触部材５３を伝って下方に移動し、水受皿４２に落ちる。水受皿４２に落ちた電解水は再び循環ポンプ４４によって汲み上げられ、電解槽４６を経て気液接触部材５３に供給される。このように、本実施形態における構成では水が循環式となっており、少量の水を有効に利用することで、長時間にわたって効率よく空気の除菌を行える。また、蒸発等により電解水循環部２を循環する水量が減った場合には、給水タンク４１内の水が水受皿４２に適量供給される。
【００２６】
図６は、空気除菌装置１の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
空気除菌装置１は、上述したファンモータ３２、循環ポンプ４４と、排水バルブ５６と、ルーバー２０を開閉させるルーバー駆動モータ６８と、上記各部に電源を供給する電源部６７とが接続される制御部６０を備え、これらは制御部６０の制御に従って動作する。
また、制御部６０には、操作パネル１６に配設された各種スイッチやインジケータランプ等が接続されると共に、水受皿フロートスイッチ４３、電極４７，４８、電解槽４６内の水位を検出する電解槽フロートスイッチ６６及び当該電解槽４６内の水温を計測する水温センサ６９（水温計測手段）が接続されている。
【００２７】
制御部６０は、電装ボックス３９に収容された制御基板に実装された各種電気部品により構成され、具体的には、マイコン６１と、マイコン６１により実行される制御プログラムや制御パラメータ等の各種データを記憶する記憶部６２と、マイコン６１の制御に基づいて計時動作を行うタイマカウンタ６３と、操作パネル１６における操作を検出して操作内容をマイコン６１に出力する入力部６４と、マイコン６１の処理結果を操作パネル１６のインジケータランプ（図示略）の点灯を制御する等して出力する出力部６５と、マイコン６１の制御に基づいて電極４７，４８間の電圧値および電流値を検知する電圧・電流検知回路７０とを備えている。
【００２８】
上記マイコン６１は、記憶部６２に記憶された制御プログラムを読み込んで実行することにより、空気除菌装置１全体の制御を行う。具体的には、マイコン６１は、操作パネル１６において動作開始を指示する操作が行われ、この操作を示す情報が入力部６４から入力されると、マイコン６１は循環ポンプ４４を動作させて水の循環を開始させると共に、電源部６７からの電力を電極４７，４８間に供給して電極４７，４８間に電流を流し、電解水を生成させる電解運転を行う。その後、マイコン６１はファンモータ３２の動作を開始させて、送風ファン３１による送風を開始させる。以上の一連の動作により、空気除菌装置１の空気除菌運転が開始される。
この空気除菌運転の開始に伴って、マイコン６１は、出力部６５によって運転中であることを示す表示を行わせると共に、操作パネル１６における操作に従ってルーバー駆動モータ６８を駆動させてルーバー２０の角度を調整する。また、マイコン６１は、空気除菌装置１の空気除菌運転の実行中に、電解槽フロートスイッチ６６によって電解槽４６内の水位が低水位となったことが検出された場合、及び、水受皿フロートスイッチ４３によって水受皿４２の水位が低水位となったことが検出された場合には、電極４７，４８への電圧の印加を停止するとともに循環ポンプ４４及びファンモータ３２の運転を停止させ、出力部６５によって警告を表示させる。
【００２９】
また、マイコン６１は、電圧・電流検知回路７０に電解運転中の電極４７，４８間に流れる電流値及び当該電極４７，４８に印加される電圧値を計測させ、これら電流値及び電圧値に基づいて導電率を検出する。この場合、マイコン６１は、水温センサ６９で計測された水温に基づいて導電率を補正する。本構成では、マイコン６１及び電圧・電流検知回路７０が導電率検出手段として機能し、また、マイコン６１は導電率を補正する導電率補正手段として機能する。
また、マイコン６１は、空気除菌運転が開始されるとタイマカウンタ６３によって電解時間を計測させる。このタイマカウンタ６３は、複数の時間を並行して計測することが可能に構成されており、上記電解時間のほか、電気運転が実行されていない時間である電解停止時間、後述する転極制御用電解時間、測定待機時間及び導電率測定時間を計測する。
【００３０】
マイコン６１は、タイマカウンタ６３で計測された転極制御用電解時間が所定の転極基準時間に至った場合には、電極４７，４８の極性を反転させる制御を行う転極制御手段として機能する。ここで、転極制御用電解時間は前回の転極からの電解時間の累積値であり、転極が実行されると転極制御用電解時間がリセットされる。また、転極基準時間は、転極が必要か否かの判定に用いられるものであり、予め記憶部６２に記憶されている。
一般に、電気分解を実行する場合には、水に含まれる硬度成分に由来するスケール（例えば、炭酸カルシウム等のカルシウム系スケール、炭酸マグネシウム等のマグネシウム系スケール）が、特にカソード側電極表面に堆積する。スケールが電極に堆積すると、電気伝導性が低下し、継続的な電気分解が困難となり、電解性能が低下する。
このスケールが堆積するまでの時間は、水の硬度が高いほど短くなる傾向があり、水の硬度は世界各国、あるいは日本国内においても地域によって異なる。従って、本実施形態では、上記した転極基準時間は、空気除菌装置１が設置された地域の水の硬度に応じて変更可能に構成されている。具体的には、記憶部６２には、水の硬度が低い（例えば、１００ｐｐｍより小さい）場合に設定される第１転極基準時間（例えば３０分）と、水の硬度が高い（例えば、１００ｐｐｍ以上）場合に設定される第２転極基準時間（例えば１５分）とが記憶されている。空気除菌装置１を設置した場合、この設置した地域の水の硬度に応じて、サービスマンによって上記第１転極基準時間もしくは第２転極基準時間が選択されて設定される。
これによれば、硬度の高い地域で使用する場合には、より短い時間で転極を行うことにより、電極表面に生成したスケールを定期的に除去・剥離することができるため、この電極で安定して電解水を生成できる。このため、電解性能が低下することなく、空気除菌を安定して実行することができる。
【００３１】
また、電解停止時間Ｔ１（図９）は、前回の電解運転の停止から次回の電解運転が開始するまでの時間である。この電解停止時間Ｔ１は、所定の第１電解水濃度α（例えば、５ｐｐｍ）に生成された電解水を気液接触部材５３に循環させることにより、この電解水濃度が所定の第２電解水濃度β（例えば２ｐｐｍ）に低下するまでの時間であり、実験等によって予め設定されている。マイコン６１は、上記電解停止時間Ｔ１が経過すると、電極４７，４８に電圧を印加し、電解運転を再開する。
また、マイコン６１は、送風ファン３１から吹き出される風速に応じて上記電解停止時間Ｔ１を変更する。これは、風速によって、電解水に含まれる活性酸素種の消費時間が変更するからである。従って、本実施形態では、風速が中風に設定されている場合の電解停止時間Ｔ１を基準停止時間とし、この風速が強風に設定された場合には、電解停止時間Ｔ１を基準停止時間に比べて短縮し、弱風に設定されている場合には、上記基準停止時間よりも延長するようになっている。
【００３２】
次に、転極時の動作について説明する。図７は、電極を転極させる際の制御を示すフローチャートであり、図８は、転極後の電解条件を決定する際の制御を示すフローチャートである。
まず、マイコン６１は、電気分解が実行中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。この判別において、電気分解が実行されていない（ステップＳ１：Ｎｏ）場合には、マイコン６１は、タイマカウンタ６３に転極制御用電解時間の計測を停止させ（ステップＳ）、処理をステップ１に戻す。
一方、電気分解が実行されている（ステップＳ１：Ｙｅｓ）場合には、マイコン６１は、転極フラグがオンであるか否かを判別する（ステップＳ３）。この転極フラグは、転極要求があった場合にオンとなるものである。
この判別において、転極フラグがオンでない（ステップＳ３：Ｎｏ）場合には、マイコン６１は、タイマカウンタ６３に転極制御用電解時間の計測を開始させ（ステップＳ４）、この転極制御用電解時間が転極の判断基準となる転極基準時間よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ５）。この転極基準時間は、上述のように、電気分解を実行する場合に電極４７，４８にスケールが堆積すると想定される時間であり、スケールによって電気分解が損なわれない程度の時間に設定される。
【００３３】
この判別において、転極制御用電解時間が転極基準時間よりも小さい（ステップＳ５：Ｎｏ）場合には、処理をステップＳ１に戻す。一方、転極制御用電解時間が転極基準時間よりも大きい（ステップＳ５：Ｙｅｓ）場合には、マイコン６１は、これ以上電解運転を継続すると、電解性能が低下すると判断し、転極フラグをオンにして（ステップＳ６）、処理をステップＳ１に戻す。
一方、ステップＳ３の判別において、転極フラグがオンである（ステップＳ３：Ｙｅｓ）場合には、マイコン６１は、電極４７，４８を転極する（ステップＳ７）とともに、転極後の電解条件を決定する（ステップＳ８）。
続いて、マイコン６１は、転極制御用電解時間をクリア（リセット）する（ステップＳ９）とともに、転極フラグをオフにして（ステップＳ１０）、処理をステップ１に戻す。
【００３４】
次に、転極後の電解条件を決定する際の制御について説明する。
まず、上記ステップＳ７にて電極の転極を行った後、マイコン６１は、電極４７，４８に所定の測定用電流を流す（ステップＳ２１）。この測定用電流は、後述する導電率を測定する際に基準となる電流値であり、通常の電解運転で電極４７，４８間に流される電解電流に比べて十分に小さな値に設定されている。
続いて、マイコン６１は、転極時から所定の測定待機時間Ｔ２が経過したか否かを判別する（ステップＳ２２）。この測定待機時間Ｔ２は、電極４７，４８間に流れる電流値が安定するのに十分な時間（本実施形態では２分）に設定されている。一般に、転極直後は、電極４７，４８表面からスケールが剥離されるため、これら電極４７，４８間に流れる電流値が安定しない。よって、安定しない電流値に基づいて水の導電率を検出しても、正確な導電率を検出することはできない。このため、本実施形態では、転極後に所定の測定待機時間Ｔ２を設けることにより、電極４７，４８間に流す測定用電流の電流値を安定させることができ、この測定用電流に基づいて水の導電率を正確に検出することができる。
特に、水の硬度が高い地域にあっては、転極基準時間が短く設定されるため、転極が頻繁に実行される。従って、転極後に所定の測定待機時間Ｔ２を設けることは、水の硬度が高い地域において、正確な導電率を検出するためにより一層有効となる。
【００３５】
この判別において、上記測定待機時間Ｔ２が経過した（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）場合、マイコン６１は、電圧・電流検知回路７０によって、測定用電流を流した際の電極４７，４８に印加された電圧値を検知し、この検知された電圧値及び測定用電流の電流値に基づいて水の導電率を算出する（ステップＳ２３）。
続いて、マイコン６１は、水温センサ６９によって計測される電解槽４６内の水温に基づいて、上記ステップ２３にて算出された導電率を補正する（ステップＳ２４）。具体的には、水温センサ６９にて計測された水温ＴＡが所定の基準温度Ｔ（本実施形態では２１．５℃）に比べて低い場合には、マイコン６１は、この温度差に所定の補正係数（本実施形態では＋２％）を、算出された導電率に乗じて補正する。一方、水温センサ６９にて計測された水温ＴＡが所定の基準温度Ｔに比べて高い場合には、マイコン６１は、この温度差に所定の補正係数（本実施形態では−２％）を、算出された導電率に乗じて補正する。これによれば、温度を考慮した正確な導電率を検出することができる。
【００３６】
続いて、マイコン６１は、検出された導電率に基づいて電解条件を決定する（ステップＳ２５）。本実施形態では、電解条件として、電気分解後の電解水濃度が目標濃度である第１電解水濃度α（例えば５ｐｐｍ）となるように、電極間に流す電解電流値及び電解時間Ｔ４（図９）が決定される。記憶部６２には、導電率と目標電解水濃度に対応する電解電流値及び電解時間がテーブルデータとして記憶されている。このため、マイコン６１は、記憶部６２から検出された導電率及び目標電解水濃度に対応する電解電流値及び電解時間を読み出し、これら電解電流値及び電解時間を電解条件として決定する。ここで、上記ステップＳ２３乃至ステップＳ２５の処理は、図９に示すように、導電率測定時間Ｔ３にて実行される。
そして、マイコン６１は、決定された電解条件に基づいて電解運転を開始し（ステップＳ２６）、処理を終了する。具体的には、マイコン６１は、決定された電解電流を電源部６７を介して電極４７，４８間に流すとともに、タイマカウンタ６３によって電解時間Ｔ４の計測を開始する。
【００３７】
本実施形態によれば、電解槽４６内の電極４７，４８に電圧を印加して電解槽４６内の水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を気液接触部材５３に供給するとともに、この気液接触部材５３に空気を送ることによって空気を除菌する空気除菌装置であって、マイコン６１が、電極４７，４８の極性を反転させ、水の導電率を検出し、電極の極性を反転させた場合、この反転時から電極間に流れる電流値が安定するのに十分な測定待機時間Ｔ２の経過後の導電率に応じて水を電気分解する条件を決定するため、正確に検出された水の導電率に基づいて電解条件が決定できることにより、生成される電解水濃度のムラを抑制できる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、マイコン６１は、測定待機時間Ｔ２の経過後に水の導電率の検出を行うため、正確な導電率を検出することができる。また、本実施形態によれば、マイコン６１は、電極４７，４８間に所定の計測用電流を流した場合の当該電極４７，４８間に印加される電圧値に基づいて導電率を検出するため、簡素な構成で導電率を正確に検出することができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、電解槽４６内の水温を計測する水温センサ６９を備え、マイコン６１は、測定された水温に基づいて導電率を補正するため、水温を考慮した導電率を正確に検出することができる。また、本実施形態によれば、マイコン６１は、電気分解の条件として、電気分解後の電解水濃度が所定の目標濃度となるように、電極４７，４８間に流す電解電流値及び電解時間Ｔ４を決定するため、この電解条件で電解運転された場合の電解水濃度を略一定に制御することができる。このため、電解性能を維持することができ、ひいては除菌性能を維持することができる。さらに、電極４７，４８への負担が低減されるため、電極４７，４８の長寿命化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、マイコン６１は、電解時間Ｔ４が所定の転極基準時間に至るごと電極４７，４８の極性を反転し、この転極基準時間は、水の硬度によって変更可能に構成されているため、例えば、硬度の高い地域で使用する場合には、より短い時間で転極を行うことにより、電極４７，４８の表面に生成したスケールを定期的に除去・剥離することができる。このため、この電極４７，４８で安定して電解水を生成でき、電解性能が低下することなく、空気除菌を安定して実行することができる。
【００４１】
本実施の形態に係る空気除菌装置１は、本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、活性酸素種としてオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を発生させる構成としても良い。この場合、電極として白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水であても、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
このとき、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応と同時に、
３Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋６Ｈ+＋６ｅ-
２Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋４Ｈ+＋４ｅ-
の反応が起こりオゾン（Ｏ3）が生成される。またカソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
Ｏ2-＋ｅ-＋２Ｈ+→Ｈ2Ｏ2
のように、電極反応により生成したＯ2-と溶液中のＨ+とが結合して、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が生成される。
【００４２】
また、本実施形態では、給水タンク４１により水道水を供給する例について説明している。水道水には殺菌を目的として塩素化合物が添加されているため、塩化物イオンが含まれており、この塩化物イオンが反応して次亜塩素酸及び塩酸が生成される。これは水道水を用いた場合に限定されるものではなく、電解槽４６に供給された水が、ハロゲン化合物の添加または混入によりハロゲン化物イオンを含む水となっていれば、同様の反応によりハロゲンを含む活性酸素種が生成される。
また、空気除菌装置１において、イオン種が希薄な水（純水、精製水、井戸水、一部の水道水等を含む）を用いた場合も同様の反応を起こさせることが可能である。すなわち、イオン種が希薄な水にハロゲン化合物（食塩等）を添加すれば、同様の反応が起こり、活性酸素種を得ることができる。また、本実施形態では、出し入れ自在な給水タンク４１による給水方式としたが、この給水タンク４１の代わりに、例えば水道管を接続して、市水を直接導く水配管給水方式としてもよいことは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態に係る空気除菌装置の外観を示す斜視図である。
【図２】空気除菌装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３】気液接触部材と電解水生成ユニットとを示す斜視図である。
【図４】空気除菌装置の内部構成を示す右側断面視図である。
【図５】電解水の供給の様子を説明する図であり、（Ａ）は空気除菌機構の構成を示す模式図であり、（Ｂ）は電解槽の構成を詳細に示す図である。
【図６】空気除菌装置１の制御系の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】電極を転極させる際の制御を示すフローチャートである。
【図８】転極後の電解条件を決定する際の制御を示すフローチャートである。
【図９】時間と電解水濃度との関係を示し、電極を転極時の制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  空気除菌装置
３１  送風ファン
３２  ファンモータ
４６  電解槽
４７，４８  電極
５３  気液接触部材
６０  制御部
６１  マイコン（転極制御手段、導電率検出手段、電解条件決定手段、導電率補正手段）
６２  記憶部
６９  水温センサ（水温計測手段）
７０  電圧・電流検知回路（導電率検出手段）
Ｔ２  測定待機時間（待機時間）
Ｔ４  電解時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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