(57)【要約】【課題】放熱装置を小型化でき、かつ、熱ロスによる電力の浪費を低減できる空気除菌装置を提供する。【解決手段】電源６７Ａからの電力を電解槽内の電極４７、４８に供給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し、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において、電極４７、４８間に印加する電圧を可変する電圧可変回路８０を設け、この電圧可変回路８０が、電源電圧を切り替える電圧切替回路６７Ｂと、電圧切替回路６７Ｂで切り替えられた電源電圧Ｖ０を電源電圧Ｖ１に調整して電極４７、４８間に印加する電圧調整回路６７Ｃと、電圧切替回路６７Ｂが、電圧調整回路６７Ｃによる調整後の電源電圧Ｖ１に最も近い電源電圧Ｖ０に切り替えるように制御するマイコン６１とを備えるようにした。【選択図】図９
2008079725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力を電解槽内の電極に供給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し、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において、
前記電極間に印加する電圧を可変する電圧可変手段を設け、
この電圧可変手段が、
電源電圧を切り替える電圧切替手段と、
前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧を調整して電極間に印加する電圧調整手段と、
前記電圧切替手段が、前記電圧調整手段による調整後の電源電圧に最も近い電源電圧に切り替えるように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空気除菌装置において、
前記電圧切替手段は、前記電源に接続される抵抗を切り替え、この抵抗による電圧を出力することにより、電源電圧を切り替えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空気除菌装置において、
前記電圧切替手段は、複数の抵抗素子と、前記制御手段により前記複数の抵抗素子を前記電源に選択的に接続するスイッチング手段とを備えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の空気除菌装置において、
前記電圧調整手段は、前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧をパルス幅変調により調整することを特徴とする空気除菌装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の空気除菌装置において、
前記制御手段は、前記水の導電率或いは抵抗値を検知するための検知手段を備え、この検知手段の検知結果に基づいて前記電極間に流す目標電流を設定し、前記電極間を流れる電流が前記目標電流を基準とする所定範囲内に収まるように、前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御することを特徴とする空気除菌装置。
【請求項６】
請求項５に記載の空気除菌装置において、
前記制御手段は、前記電極間に流れる電流が前記目標電流を基準とする所定範囲外の場合、前記電極間に印加する電圧が徐々に変化するように、前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御し、前記電極間を流れる電流が前記所定範囲内に至ると、前記電極間に印加する電圧をその時点の電圧に保持することを特徴とする空気除菌装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の空気除菌装置において、
前記制御手段は、前記電極間に流れる電流が前記目標電流を上回り、かつ、前記電流と前記目標電流との差が予め定めた値以上の条件を満たすと、前記電極間に印加する電圧を最低電圧にするように前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御し、この制御後も上記条件が満たされる場合に警報処理を行うことを特徴とする空気除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源からの電力を電解槽内の電極に供給して電解槽内の水を電気分解して電解水を生成し、この電解水を利用して空気中に浮遊する細菌、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）を除去する空気除菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源からの電力を電解槽内の電極に供給して電解槽内の水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水によって加湿エレメントを除菌する加湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、電源スイッチ付きの電源（直流１２Ｖ〜１８Ｖ使用）を電極に接続し、室内の湿度が所定の湿度になるまで加湿エレメントに水を供給する間だけ電源スイッチをＯＮにして加湿エレメントを除菌している。
近年、次亜塩素酸を含む電解水を気液接触部材に供給し、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装置が提案されている。
【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、電解水を安定して生成するには、電解槽内の電極間に印加する電圧を可変制御して電流を一定制御する電圧可変回路を設ける構成が考えられる。
しかし、この種の電圧可変回路では、パルス幅変調だけで電圧を調整する回路を採用した場合、電極の制御電圧範囲を十分に確保しようとすると、この電圧可変回路を含む電源回路の熱を放熱する放熱装置（例えば、ヒートシンク）が、電源の電圧ドロップ分に比例して大型化してしまい、かつ、放熱装置での熱ロスが電力の浪費を招いてしまうといった問題が生じる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、放熱装置を小型化でき、かつ、熱ロスによる電力の浪費を低減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】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明は、電源からの電力を電解槽内の電極に供給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し、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において、前記電極間に印加する電圧を可変する電圧可変手段を設け、この電圧可変手段が、電源電圧を切り替える電圧切替手段と、前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧を調整して電極間に印加する電圧調整手段と、前記電圧切替手段が、前記電圧調整手段による調整後の電源電圧に最も近い電源電圧に切り替えるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、電極間に印加する電圧を可変する電圧可変手段が、電源電圧を切り替える電圧切替手段と、前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧を調整して電極間に印加する電圧調整手段と、前記電圧切替手段が、前記電圧調整手段による調整後の電源電圧に最も近い電源電圧に切り替えるように制御する制御手段とを備えるので、電圧調整手段の電圧ドロップを小さくでき、ヒートシンク等の放熱装置を小型化でき、かつ、熱ロスによる電力の浪費を低減できる。
【０００６】
上記構成において、前記電圧切替手段は、前記電源に接続される抵抗を切り替え、この抵抗による電圧を出力することにより、電源電圧を切り替えることが好ましい。この構成によれば、抵抗の切り替えで電源電圧を切り替えるので、電圧切替手段の構成が簡易ですむ。
この場合、前記電圧切替手段は、複数の抵抗素子と、前記制御手段により前記複数の抵抗素子を前記電源に選択的に接続するスイッチング手段とを備えることが好ましい。
【０００７】
また、上記構成において、前記電圧調整手段は、前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧をパルス幅変調により調整することが好ましい。
また、上記構成において、前記制御手段は、前記水の導電率或いは抵抗値を検知するための検知手段を備え、この検知手段の検知結果に基づいて前記電極間に流す目標電流を設定し、前記電極間を流れる電流が前記目標電流を基準とする所定範囲内に収まるように、前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御することが好ましい。この構成によれば、水の導電率或いは抵抗値に基づいて水の目標電流を設定するので、イオン濃度に変動が生じた場合でも、電解水の濃度を安定させることができる。
【０００８】
また、上記構成において、前記制御手段は、前記電極間に流れる電流が前記目標電流を基準とする所定範囲外の場合、前記電極間に印加する電圧が徐々に変化するように、前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御し、前記電極間を流れる電流が前記所定範囲内に至ると、前記電極間に印加する電圧をその時点の電圧に保持することが好ましい。この構成によれば、電極間に印加する電圧が徐々に変化するように電圧切替手段と電圧調整手段とを制御し、電極間を流れる電流が所定範囲内に至ると、電極間に印加する電圧をその時点の電圧に保持するので、電極間の電流値を上記制御範囲内に確実にフィードバック制御することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記制御手段は、前記電極間に流れる電流が前記目標電流を上回り、かつ、前記電流と前記目標電流との差が予め定めた値以上の条件を満たすと、前記電極間に印加する電圧を最低電圧にするように前記電圧切替手段と前記電圧調整手段とを制御し、この制御後も上記条件が満たされる場合に警報処理を行うことが好ましい。この構成によれば、回路の保護を図りつつ、空気除菌装置の異常を精度良く検知して報知することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、電極間に印加する電圧を可変する電圧可変手段が、電源電圧を切り替える電圧切替手段と、前記電圧切替手段で切り替えられた電源電圧を調整して電極間に印加する電圧調整手段と、前記電圧切替手段が、前記電圧調整手段による調整後の電源電圧に最も近い電源電圧に切り替えるように制御する制御手段とを備えるので、電圧調整手段の電圧ドロップを小さくでき、ヒートシンク等の放熱装置を小型化でき、かつ、熱ロスによる電力の浪費を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
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の外観斜視図であり、図２は、空気除菌装置１の内部構成を示す斜視図である。なお、図２には、参考として筐体１１の外形を仮想線で示している。
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の前面下部には吸込グリル１２が設けられる一方、筐体１１の上面には、排出口としての吹出口１３が設けられる。
空気除菌装置１は、吸込グリル１２を介して設置室内の空気を吸い込んで除菌し、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。
【００１２】
筐体１１の上面には、筐体１１内の給水タンク４１（図２）を出し入れするための給水タンク取出口１４が設けられ、筐体１１の前面には、筐体１１内の排水受け５７（図２）を出し入れするための排水受け取出口１５が設けられる。これら給水タンク取出口１４及び排水受け取出口１５には開閉可能な蓋が取り付けられている。さらに、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。
【００１３】
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。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。
【００１４】
次に、図３〜図６を参照して、空気除菌装置１の内部構成を詳述する。
図３は、空気除菌装置１の内部構成を示す一部破断正面図であり、図４は左側断面視図であり、図５は右側断面視図であり、図６は上面図である。
【００１５】
筐体１１の内部は支持板３７によって上下に仕切られており、下部の室には、送風ファン３１及びファンモータ３２が収容される。送風ファン３１は、ファンモータ３２によって駆動され、吸込グリル１２を介して室内の空気を吸い込み、送風口３１Ａから吹き出す。送風ファン３１の送風口３１Ａは、筐体１１の背面側部分において上向きに設けられており、支持板３７には、送風口３１Ａの上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３７の開口は、筐体１１の背面側において上下に延びる空間１Ａに連通する。空間１Ａの上部には筐体１１の前面側に傾斜する導風板３８が配設され、導風板３８の前端は、後述する散水ボックス５１の上端に接している。
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５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。
【００１６】
また、筐体１１内には、吸込グリル１２の裏面側に重ねてプレフィルタ３４が配設される。プレフィルタ３４は、例えば粒径１０μｍ（マイクロメートル）以上の物を捕集するフィルタである。プレフィルタ３４によって空気中に浮遊する花粉や塵埃が除去された空気が、送風ファン３１によって吸い込まれる。
また、支持板３７の上には、電装ボックス３９及び電解水循環部２が配設される。電装ボックス３９には、後述する制御部６０を構成する各種電機部品が実装される制御基板等の各種電装部品が収容される。
【００１７】
電解水循環部２は、水受皿４２、水受皿フロートスイッチ４３、循環ポンプ４４、電解槽４６、散水ボックス５１、及び気液接触部材５３を備えて構成される。
水受皿４２は、電装ボックス３９の上方に位置して、気液接触部材５３から滴下した水を受ける皿であり、所定量の水を貯留するための深さを有する。水受皿４２の一端部は、より深底に形成されて貯留部４２Ａとなっており、貯留部４２Ａには水位を検出する水受皿フロートスイッチ４３が配設される。水受皿フロートスイッチ４３は、貯留部４２Ａの水位が所定水位を下回った場合にＯＮに切り替わるスイッチである。
【００１８】
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４１Ａにはフロートバルブ（図示略）が設けられ、貯留部４２Ａの水面が給水口４１Ａよりも下になると、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。
【００１９】
また、貯留部４２Ａの上空間における給水タンク４１と筐体１１との間には、循環ポンプ４４が配設される。循環ポンプ４４は、後述する制御部６０の制御に従って動作し、貯留部４２Ａに貯留された水を汲み上げて電解槽４６に送り込む。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で、水を電解し、電解水を生成する。電解槽４６により生成された電解水は、循環ポンプ４４が排出する水によって電解槽４６から押し出され、散水ボックス５１に供給される。
【００２０】
散水ボックス５１は、気液接触部材５３の上部に組み付けられた管状部材であり、下面に複数の散水孔が開口し、この散水孔から散水ボックス５１に対して電解水を滴下する。気液接触部材５３は、散水ボックス５１から滴下される電解水に浸潤される略板状部材であり、散水ボックス５１と共に水受皿４２の上に配設される。図５に詳細に示すように、気液接触部材５３はほぼ垂直に立設され、下端は水受皿４２内に入り込んでいる。また、気液接触部材５３の上に組み付けられた散水ボックス５１は、導風板３８の先端に接している。このため、空間１Ａを通った送風ファン３１の排気が導風板３８により気液接触部材５３側に導かれ、気液接触部材５３を通過する。
【００２１】
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。
また、気液接触部材５３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１または複数設けられる。
さらに、気液接触部材５３と給水タンク４１との間は、仕切板３６によって仕切られている。仕切板３６は、空間１Ａ及び気液接触部材５３の側方を閉鎖して、空気が気液接触部材５３をスムーズに通り抜けるようにするためのものである。
【００２２】
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。
【００２３】
そして、気液接触部材５３を通過した空気は、吹出口１３の下方に配設された吹出口フィルタ３５を通って排気される。
吹出口フィルタ３５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３５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。吹出口フィルタ３５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。
【００２４】
筐体１１に設けられた吹出口１３には、ルーバー２０が配設されている。ルーバー２０は、吹出口１３を閉塞可能なサイズを有する上板２１と、上板２１の下方において上板２１と平行に配設される下板２２と、上板２１と下板２２とを連結する連結部２３と、によって構成される。連結部２３は、上板２１及び下板２２の左右の端部に各々設けられる板状部材であり、それぞれ、ピン２４が立設されている。これら２本のピン２４は、ルーバー２０の両側端から筐体１１側に突出しており、吹出口１３の横に設けられた受け部（図示略）に嵌合して、ルーバー２０を支持し、駆動手段としてのルーバー駆動モータ６８（図８）によって駆動され、これに伴ってルーバー２０が回動する。
この場合、ルーバー２０が筐体１１の上面に対してほぼ平行な状態では、吹出口１３は上板２１によってほぼ閉塞される。この状態を、ルーバー２０の「閉状態」とする。一方、ルーバー２０が筐体１１の上面に対して傾いた状態を「開状態」とする。
【００２５】
ルーバー２０の開状態では、気液接触部材５３を通過した空気を吹出口１３から排出可能となる。ここで、ルーバー２０は、ルーバー駆動モータ６８によって任意の角度位置に調整されると共に、その角度位置で保持される。このため、ルーバー２０によって吹出口１３からの排気方向を調整できる。また、ルーバー２０は、上板２１と下板２２とが所定の間隔を空けて平行に並ぶ２枚羽根構造であるため、吹出口１３から吹き出される空気を整流する作用があり、吹出口１３から滑らかに排気を行える。
【００２６】
さらに、ファンモータ３２を停止させた状態でルーバー２０を閉状態にすれば、筐体１１内の空気はほとんど外に漏れない。このため、後述するように、電解槽４６において高濃度の活性酸素種を発生させる場合に、これらに特有の臭気が外に漏れ難くなる。このため、空気除菌装置１が設置された室内環境を快適に保ちつつ、高濃度の活性酸素種を利用できるという利点もある。
【００２７】
図７（Ａ）は電解水循環部２の構成を示す模式図であり、図７（Ｂ）は電解槽４６の構成を詳細に示す図である。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、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、電解槽４６に供給される。
【００２８】
電解槽４６は、図７（Ｂ）に示すように、複数対の電極４７、４８を備え、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分子と、その関連物質を含み、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。電解槽４６は、気液接触部材５３に近接して配置され、水道水を電気分解して生成された活性酸素種が、ただちに気液接触部材５３に供給されるように構成される。
【００２９】
電極４７、４８は、例えばベースがＴｉ（チタン）で皮膜層がＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）から構成された電極板であり、この電極４７、４８により水道水に通電すると、カソード電極（陰極）では、水中の水素イオン（Ｈ+）と水酸化物イオン（ＯＨ-）とが下記式（１）に示すように反応する。
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）    ・・・（１）
【００３０】
一方、アノード電極（陽極）では、下記式（２）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-    ・・・（２）
と共に、アノード電極では、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン：Ｃｌ-）が下記式（３）に示すように反応し、塩素（Ｃｌ2）が発生する。
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-    ・・・（３）
さらに、この塩素は下記式（４）に示すように水と反応し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ    ・・・（４）
【００３１】
カソ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。従って、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が気液接触部材５３に供給されると、送風ファン３１により吹き出された室内空気が次亜塩素酸と接触し、空気中に浮遊するウィルス等が不活化されると共に、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。
【００３２】
この活性酸素種によるウィルス等の不活化の作用として、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。
【００３３】
さらに、この空気除菌装置１においては、水受皿４２に貯留された水を適宜排出することが可能である。図２〜図７に示すように、貯留部４２Ａの下方には、所定深さを有するタンク状の排水受け５７が設置されている。排水受け５７は、支持板３７（図２）上に載置され、筐体１１の排水受け取出口１５（図１）から出し入れ可能である。また、水受皿４２の貯留部４２Ａには排水管５５が連結されると共に、排水管５５を開閉させる排水バルブ５６が設けられている。そして、排水管５５の先端は下方に延びて、排水受け５７の上面に設けられた開口部に入り込んでいる。
【００３４】
貯留部４２Ａの底面は、排水管５５との連結部において開口し、貯留部４２Ａ内の水が排水管５５に流出する構成となっている。このため、制御部６０（図８）の制御により排水バルブ５６が開放されると、水受皿４２内の水が排水管５５を通って排水受け５７に流下する。このように、電解水循環部２から分岐する排水管５５を用い、排水バルブ５６の開閉を制御することにより、電解水循環部２の水を排水受け５７によって回収・排出できる。排水受け５７には、持ちやすいように取っ手５７Ａが設けられ、上述した排水受け取出口１５（図１）から容易に出し入れ可能である。
【００３５】
図８は空気除菌装置１の電気的構成を示す図である。
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及び電解槽４６内の水位を検出する電解槽フロートスイッチ６６が接続されている。
【００３６】
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等の各種データを記憶する記憶部６２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、後述する電圧・電流検知回路７０とを備えている。
【００３７】
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。
【００３８】
図９は、電解運転用の回路構成を示す図である。
本実施形態では、電源部６７が、電解運転用の電源（電極メイン電源）６７Ａと、この電源６７Ａからの電圧（電源電圧）を切り替え可能な電圧切替回路６７Ｂと、電圧切替回路６７Ｂで切り替えられた電源電圧を調整して電極４７、４８間に印加する電圧調整回路６７Ｃとを備えている。これらはマイコン６１の制御に従って動作し、これらにより電極４７、４８間に印加する電源電圧を可変する電圧可変回路８０が構成されている。
【００３９】
図９に示すように、電圧切替回路６７Ｂは、電圧切替用抵抗として機能する抵抗値の異なる複数の抵抗素子Ｒｋ（ｋ＝１〜ｎ：本例ではｎ＝８）と、抵抗素子Ｒｋを、電源６７Ａの電源ラインＬ１及びグランドラインＬ２間に選択的に接続するための複数のスイッチング素子ＳＷｋ（ｋ＝１〜ｎ：本例ではｎ＝８）とを備えている。
各スイッチング素子ＳＷｋは、マイコン６１によりＯＮ／ＯＦＦが制御され、具体的には、マイコン６１によりいずれか一つのスイッチング素子ＳＷｋが選択的にＯＮ制御されることにより、一つの抵抗素子Ｒｋが電源６７Ａに接続（並列接続）され、この抵抗素子Ｒｋによる電圧が出力電圧Ｖ０として電圧調整回路６７Ｃに供給される。
なお、本実施形態では、例えば、抵抗素子Ｒ１が出力電圧Ｖ０を３．５Ｖに設定する抵抗値に調整され、抵抗素子Ｒ２が出力電圧Ｖ０を７．０Ｖに設定する抵抗値に調整され、抵抗素子Ｒ３が出力電圧Ｖ０を１０．５Ｖに設定する抵抗値に調整され、・・・といったように、抵抗素子Ｒｋを切り替えることで、出力電圧Ｖ０を一定の電位差ΔＶ（３．５Ｖ）で切替可能に構成されている。
【００４０】
電圧調整回路６７Ｃは、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：PWM）により出力電圧Ｖ０を調整して出力電圧（電源電圧）Ｖ１を得る回路である。この電圧調整回路６７Ｃは、図１０に実線で示す電圧切替回路６７Ｂの出力電圧Ｖ０を、マイコン６１の制御により、上記電圧切替回路６７Ｂが切替可能な電位差ΔＶ内で調整することにより、図１０に波線で示すように、電圧切替回路６７Ｂの出力電圧Ｖ０ではカバーされない中間電圧値もカバーした２０［Ｖ］以上の広い出力電圧特性（出力電圧Ｖ１）を得ている。
言い換えると、本実施形態では、電圧切替回路６７Ｂが、電圧調整回路６７Ｃが調整可能な範囲で、電圧調整回路６７Ｃによる調整後の出力電圧Ｖ１に最も近い出力電圧Ｖ０を切替出力するようにマイコン６１に制御され、これにより、２０［Ｖ］以上の広い出力電圧特性を得ながら、電圧調整回路６７Ｃにおける電圧ドロップ分が最大で電位差ΔＶ（３．５Ｖ）ですむように構成されている。
【００４１】
なお、図１０の横軸は、出力電圧Ｖ１を指定する制御値として使用される電源ステップを示しており、電源ステップ０［STEP］が出力電圧Ｖ１＝０［Ｖ］を指示し、電源ステップ１４２［STEP］が出力電圧Ｖ１＝３．５［Ｖ］を指示し、・・・、電源ステップ１０００［STEP］が出力電圧Ｖ１＝２４．５［Ｖ］を指示する。
【００４２】
図９に示すように、電圧・電流検知回路７０は、当該空気除菌装置１内の水の導電率を検知するために電極４７、４８間の電圧値及び電流値を検知する回路である。具体的には、この電圧・電流検知回路７０は、マイコン６１の制御に従って動作し、電解運転の間、間欠的或いは継続的に駆動されて検知結果をマイコン６１に出力することにより、マイコン６１が、電圧値／電流値（即ち抵抗値）の逆数に相当する水の導電率を演算によって取得する。
【００４３】
また、記憶部６２には、水（水道水）の種類、電気分解及び水の汚れ等によって変動する水の導電率から電極４７、４８間に流す目標電流Ｉｔを設定するための目標電流設定情報が格納されている。具体的には、この目標電流設定情報には、例えば、水の導電率と、電解水（次亜塩素酸）の濃度を目標濃度にするための目標電流Ｉｔとを対応づけたテーブルデータが適用され、マイコン６１は、このデータを参照することにより、電圧・電流検知回路７０の検知結果から得た水の導電率に基づいて目標電流Ｉｔを正確に特定することができる。
【００４４】
次に電解運転時の制御を説明する。図１１は、電解運転時の電源制御（電解電源ＯＮ制御）を示すフローチャートである。なお、電解運転開始前は、電源（電極メイン電源）６７ＡがＯＦＦとされ、かつ、電圧切替回路６７Ｂのスイッチング素子ＳＷｋのうち、スイッチング素子ＳＷ１（出力電圧Ｖ０を最低電圧（３．５Ｖ）に設定するスイッチング素子）だけが回路保護のためにＯＮとされ、残りのスイッチング素子ＳＷｋが全てＯＦＦとされている。
【００４５】
電解運転を開始する場合、まず、マイコン６１は、電源（電極メイン電源）６７ＡをＯＮにし（ステップＳ１）、電極４７、４８間に電源電力を供給する。次に、マイコン６１は、電圧・電流検知回路７０の検知結果を取得して水の導電率を取得し、記憶部６２に格納された目標電流設定情報（例えばテーブルデータ）に基づき目標電流Ｉｔを特定し、電圧・電流検知回路７０が検知した電流値と目標電流Ｉｔとを比較する（ステップＳ２）。この比較処理は、マイコン６１が、検知した電流値が、目標電流Ｉｔを基準とした制御範囲（例えば、目標電流Ｉｔのプラスマイナス２０［ｍＡ］の範囲）以下か否かを判定することにより行う。
【００４６】
このステップ２の処理において、検知した電流値が目標電流Ｉｔの制御範囲以下の場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、マイコン６１は、電源ステップを１だけ加算し（ステップＳ３）、処理を再びステップＳ１の処理に戻す。従って、検知した電流値が目標電流Ｉｔの制御範囲以下の間は、電源ステップが所定周期（例えば、１０ｍｓ）で１づつ加算されるので、図１０に波線で示す出力電圧特性（出力電圧Ｖ１）に沿うように、まず、電圧切替回路６７Ｂの出力電圧Ｖ０が３．５［Ｖ］の状態で、電圧調整回路６７Ｃの出力電圧Ｖ１が０から３．５［Ｖ］へと徐々に上昇された後、電圧切替回路６７Ｂの出力電圧Ｖ０が７．０［Ｖ］に切り替えられることで、電圧調整回路６７Ｃの出力電圧Ｖ１が３．５［Ｖ］から７．０［Ｖ］へと徐々に上昇され、というように、電極４７、４８間に印加される電源電圧（出力電圧Ｖ１）が０Ｖから徐々に上昇制御される。
【００４７】
このようにして電極４７、４８間に印加される電源電圧（出力電圧Ｖ１）が上昇制御され、検知した電流値が目標電流Ｉｔの制御範囲内に至ると（ステップＳ２：NO）、マイコン６１は、検知した電流値が異常電流値か否かを仮判定し（ステップＳ４）、異常電流値でない場合は（ステップＳ４：NO）、電源ステップを固定してその時点の電圧（出力電圧Ｖ１）に保持させる。これによって、電極４７、４８間を流れる電流値が、目標電流Ｉｔの制御範囲内にフィードバック制御されることとなる。
【００４８】
上記した異常電流値か否かの仮判定（ステップS４）は、具体的には、検知した電流値が目標電流Ｉｔを上回り、かつ、その電流値と目標電流Ｉｔとの差が予め定めた値以上の条件を満たすか否かにより行っており、本実施形態では、マイコン６１が、検知した電流値が（目標電流Ｉｔ−２０［ｍＡ］）以下と判定した場合に、異常電流値と仮判定する。
この場合、マイコン６１は、電源ステップが最小値ＭＩＮ（０［STEP］）か否かを判定し（ステップＳ５）、最小値ＭＩＮでなければ（ステップＳ５：ＮＯ）、電源ステップを１だけ減算し（ステップＳ６）、処理を再びステップＳ１の処理に戻す。従って、異常電流値と仮判定される間は、電源ステップが所定周期（例えば、１０ｍｓ）で１づつ減算されるので、電圧可変回路８０が正常であれば、図１０に波線で示す出力電圧特性（出力電圧Ｖ１）に沿うように、電源電圧（出力電圧Ｖ１）が徐々に下降制御され、電極４７、４８間を流れる電流値が、目標電流Ｉｔの制御範囲内にフィードバック制御されることとなる。
【００４９】
これに対し、電源ステップが所定周期（例えば、１０ｍｓ）で１づつ減算されても異常電流値と仮判定され続ける場合は、電源ステップが最小値ＭＩＮに至ると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、マイコン６１は、予め定めた待ち時間（例えば、１０秒間）が経過するまで待機し（ステップＳ７）、その待ち時間経過後も異常電流値と仮判定された場合（ステップＳ７：YES）、電解電流値が異常である旨を報知する警報処理を実行する（ステップ８）。
この警報処理は、例えば、操作パネル１６の警報ランプ（図示略）を点灯させる処理や、ブザー（図示略）を駆動して警告音を放音する処理が適用される。以上が電解運転時の制御である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、電極４７、４８間に印加する電源電圧を可変する電圧可変回路８０が、電源電圧を切替可能な電圧切替回路６７Ｂと、この電圧切替回路６７Ｂの出力電圧Ｖ０を調整して調整後の出力電圧Ｖ１を電極４７、４８間に印加する電圧調整回路６７Ｃとを備え、その電圧切替回路６７Ｂを、電圧調整回路６７Ｃによる調整後の出力電圧Ｖ１に最も近い出力電圧Ｖ０を切替出力するように制御したので、電圧調整回路６７Ｃによる電源の電圧ドロップ分を、最大で電圧切替回路６７Ｂが増減可能な電位差ΔＶ（３．５Ｖ）に抑えることができる。
これにより、本実施形態では、パルス幅変調等により電圧を調整する電圧調整回路だけで本実施形態のような２０［Ｖ］以上の広い出力電圧特性を得る電源可変回路を構成した場合に比して、電源部６７や電圧可変回路８０を含む電源回路の熱を放熱するヒートシンク等の放熱装置を小型化することができ、電源部６７の大型化を回避できると共に、熱ロスによる電力の浪費を低減できる。
【００５１】
また、本実施形態では、電圧切替回路６７Ｂを、電圧切替用抵抗として機能する抵抗値の異なる複数の抵抗素子Ｒｋと、複数のスイッチング素子ＳＷｋとで構成したので、回路構成が簡易であり、これによっても電源部６７の大型化を回避できる。
また、本実施形態では、水の導電率を取得して目標電流Ｉｔを設定し、電極４７、４８間の電流値が目標電流Ｉｔを基準とした制御範囲内となるように電極４７、４８間に印加する出力電圧Ｖ１をフィードバック制御するので、水（水道水）の種類が異なっていたり、電気分解や水の汚れ等によってイオン濃度に変動が生じた場合でも、電解水（次亜塩素酸）の濃度を安定させることができる。
【００５２】
しかも、電極４７、４８間の電流値が目標電流Ｉｔを基準とした制御範囲外の場合、電極４７、４８間に印加する出力電圧Ｖ１が徐々に変化するように制御し、電極４７、４８間の電流値が目標電流Ｉｔを基準とした制御範囲内に至ると、その時点の出力電圧Ｖ１に保持するので、電極４７、４８間の電流値を上記制御範囲内により確実に制御することが可能になる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、電極４７、４８間の電流値が目標電流Ｉｔを上回り、かつ、その電流値と目標電流Ｉｔとの差が予め定めた値以上の条件を満たすと、電極４７、４８間に印加する出力電圧Ｖ１を徐々に最低電圧にし、この後も上記条件が満たされる場合に警報処理を行うので、回路の保護を図りつつ、当該空気除菌装置１の異常を精度良く検知して報知することが可能になる。
【００５４】
なお、本実施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である。例えば、上述の実施形態では、電圧切替回路６７Ｂが複数の抵抗素子Ｒｋのいずれか一つを選択的に接続して電圧を切り替える場合について説明したが、これに限らず、電源に接続される抵抗を切り替えて電圧を切替可能な電圧切替回路を広く適用することができる。
また、上述の実施形態では、水の導電率を取得してこの導電率から目標電流Ｉｔを特定する場合について説明したが、水の導電率に代えて、この導電率の逆数である抵抗値を取得し、この抵抗値から目標電流Ｉｔを特定してもよい。
【００５５】
さらに、上述の実施形態において、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５７、４８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から、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、下記式（５）〜（７）に示す反応が起こり、オゾンが生成される。
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-    ・・・（５）
３Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋６Ｈ+＋６ｅ-    ・・・（６）
２Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋４Ｈ+＋４ｅ-    ・・・（７）
一方、カソード電極としての電極４７では、下記式（８）及び（９）に示す反応が起こり、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。
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）    ・・・（８）
Ｏ2-＋ｅ-＋２Ｈ+→Ｈ2Ｏ2    ・・・（９）
【００５６】
この構成では、電極に通電することにより、殺菌力の大きいオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が発生し、これらオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を含んだ電解水を作ることができる。この電解水中におけるオゾンもしくは過酸化水素の濃度を、対象ウィルス等を不活化させる濃度に調整し、この濃度の電解水が供給された気液接触部材５３に空気を通過させることにより、空気中に浮遊する対象ウィルス等を不活化することができる。また、臭気も気液接触部材５３を通過する際に、電解水中のオゾンまたは過酸化水素と反応し、イオン化して溶解することで、空気中から除去され、脱臭される。
【００５７】
また、上記実施形態では、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。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、気液接触部材５３に電解水を滴下させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、気液接触部材５３によって電解水を吸い上げさせる構成としてもよい。この場合、例えば電解水を貯留する水受皿４２において、気液接触部材５３の下縁部が電解水の水位より下方に位置する構成とし、気液接触部材５３の下部を水没させ、いわゆる毛細管現象によって電解水を吸い上げることにより、気液接触部材５３に電解水を浸潤させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した実施の形態に係る空気除菌装置の外観斜視図である。
【図２】空気除菌装置の内部構成を示す斜視図である。
【図３】空気除菌装置の内部構成を示す一部破断正面図である。
【図４】空気除菌装置の内部構成を示す左側断面視図である。
【図５】空気除菌装置の内部構成を示す右側断面視図である。
【図６】空気除菌装置の内部構成を示す上面図である。
【図７】電解水の供給の様子を説明する図であり、（Ａ）は電解水循環部の構成を示す模式図であり、（Ｂ）は電解槽の構成を示す図である。
【図８】空気除菌装置の電気的構成を示す図である。
【図９】電解運転用の回路構成を示す図である。
【図１０】電圧切替回路と電圧調整回路の出力電圧特性を示す図である。
【図１１】電解運転時の電源制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１  空気除菌装置
２  電解水循環部
３２  ファンモータ
３９  電装ボックス
４３  水受皿フロートスイッチ
４４  循環ポンプ
４６  電解槽
４７、４８  電極
５１  散水ボックス
５３  気液接触部材
５６  排水バルブ
６０  制御部
６１  マイコン（制御手段）
６２  記憶部（記憶手段）
６４  入力部
６５  出力部
６６  電解槽フロートスイッチ
６７  電源部
６７Ａ  電源（電極メイン電源）
６７Ｂ  電圧切替回路（電圧切替手段）
６７Ｃ  電圧調整回路（電圧調整手段）
６８  ルーバー駆動モータ
７０  電圧・電流検知回路
Ｒ１〜Ｒ８  抵抗素子
ＳＷ１〜ＳＷ８  スイッチング素子（スイッチング手段）
【図１】
2008079725.tif 000003
【図２】
2008079725.tif 000004
【図３】
2008079725.tif 000005
【図４】
2008079725.tif 000006
【図５】
2008079725.tif 000007
【図６】
2008079725.tif 000008
【図７】
2008079725.tif 000009
【図８】
2008079725.tif 000010
【図９】
2008079725.tif 000011
【図１０】
2008079725.tif 000012
【図１１】
2008079725.tif 000013