(57)【要約】      （修正有）【課題】電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、塩化物イオン濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、その原水の塩化物イオン濃度を上昇させるために、ポンプの不要な構成によって、所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液から塩化物イオンを原水に拡散させて、電解部の水の塩化物イオン濃度が所期の値となる簡単な手段を提供する。【解決手段】カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液１０３が充填され、水溶液１０３が染み込み溶液から塩化物イオン（Ｃｌ−）が塩化物イオン濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材１０４が、カートリッジ本体部の供給端部から先端が露出するようにカートリッジ本体部内に配置され、拡散機能部材１０４の先端露出部分を除いて密閉可能な構造である塩徐放用カートリッジ１００。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの溶液から塩化物イオン（Ｃｌ−）が塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、前記カートリッジ本体部の供給端部から先端が露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記拡散機能部材の先端露出部分を除いて密閉可能な構造であることを特徴とする塩徐放用カートリッジ。
【請求項２】
前記拡散機能部材がフェルトで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の塩徐放用カートリッジ。
【請求項３】
前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部が先細り形状をなす略円筒状の前記カートリッジ本体部を形成した筒型であり、前記先端のフェルト部分は全周で前記供給端部に密着した状態で、前記供給端部から露出した構成であることを特徴とする請求項２に記載の塩徐放用カートリッジ。
【請求項４】
前記供給端部から露出したフェルト部分の表面積によって、拡散量を設定する構成であることを特徴とする請求項２または３に記載の塩徐放用カートリッジ。
【請求項５】
前記供給端部の拡散機能部材及びフェルト部分は、空気中では、前記所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持し、電解部へ供給される原水に接触した状態では、カートリッジ内の所定濃度の水溶液から塩化物イオンが連続拡散の作用をする連続通路構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の塩徐放用カートリッジ。
【請求項６】
前記カートリッジ本体部内に充填された所定濃度の水溶液が不足した場合、新規な塩徐放用カートリッジと交換可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の塩徐放用カートリッジ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の塩徐放用カートリッジが、アノード電極とカソード電極を備え次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部へ供給される原水の供給ラインへ交換可能に取り付けられたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電解水生成装置を備えたことを特徴とする除菌装置若しくは空気清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成する技術において、この水の中の塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度が低い状況の場合、その水の塩化物イオン濃度を上昇させる簡素化された技術に関し、特に、電解部へ供給される供給水ライン等に取り付け可能な塩徐放用カートリッジ、及びこの塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置や除菌装置若しくは空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水を除菌や脱臭を行なう部位に連続的または断続的に供給するが回収しない方式、所謂非循環系供給方式とする技術は従来から存在する。この技術として、水道水が供給される電解槽で生成した次亜塩素酸を含む電解水を加湿エレメントへ供給して、この加湿エレメントの除菌、脱臭を行なうものとして、特許文献１がある。
また、次亜塩素酸を含む電解水を霧状にして室内や出入り口に散布し、殺菌・脱臭を行なう装置として、特許文献２、３及び４がある。
また、次亜塩素酸を含む電解水を野菜に噴霧して殺菌する方法として、特許文献５がある。
【０００３】
次亜塩素酸を含む電解水によって所定の除菌、脱臭の効果を得るためには、次亜塩素酸を生成するために電解部へ供給される水道水やその他の水（以下、原水という）の中の塩化物イオン濃度が所定の値以上でなければ、その目的が達成されない。このため電解水の次亜塩素酸濃度を測定し、その濃度が所定値よりも低い場合は、ポンプの運転によって、薬液タンク内の次亜塩素酸ソーダ等の次亜塩素酸塩を補充する技術として、特許文献６がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８１３５８号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７６８９号公報
【特許文献３】特開２００９−２６１５９６号公報
【特許文献４】特開２０１０−１４２５６０号公報
【特許文献５】特開２００９−０７２０６５号公報
【特許文献６】特開２００６−０２６２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水の電気分解によって生成される次亜塩素酸を含む電解水によって、所定の除菌、脱臭の効果を得るためには、原水の中の塩化物イオン濃度が所定の値以上でなければ、所期の濃度の次亜塩素酸を生成できず、除菌、脱臭の所期の目的が達成されない。ところが、水道水等の水質は地域によって異なり、その中に含まれる塩化物イオン濃度にも差異がある。このため、塩化物イオン濃度が低い原水を使用する場合は、その原水の塩化物イオン濃度を高めた状態で電気分解をする必要がある。
【０００６】
本発明は、電解部によって原水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、塩化物イオン濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、その原水の塩化物イオン濃度を上昇させる簡素化された技術を提供するものである。
【０００７】
本発明では、特許文献６のように、次亜塩素酸濃度の測定を行なって、その濃度が低い場合に特別な薬剤をポンプによって補充する、という複雑且つ高価なものではなく、ポンプの不要な構成によって、電解部の水の塩化物イオン濃度が所期の値となる簡単な手段を提供するものである。
【０００８】
このため、本発明では、上記原水に拡散させる塩化物イオン源として、簡単に手に入る食塩を使用する構成とする。そして、上記原水に塩化物イオンを補充する手段として、上記原水よりも塩化物イオン濃度が高い、所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液となるように、食塩が水に溶けた所定濃度の水溶液が充填された塩徐放用カートリッジを用意し、この塩徐放用カートリッジを上記原水の供給ラインに取り付け、塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液から塩化物イオンが、自然に原水供給ラインの原水に徐々に拡散して供給される技術を提供する。
【０００９】
このため、塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液が染み込むと共にこの水溶液を保水する機能のフェルトが、塩徐放用カートリッジの内部から供給端部に亘って配置された構成とし、このフェルトの一部が上記原水の供給ラインの原水に浸る状態とすることによって塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液から塩化物イオンが、このフェルト部分を通して電解部へ供給される原水へ拡散する。このため、電解部へ供給される原水の塩化物イオン濃度が上昇し、電解部での電気分解によって生成される次亜塩素酸を含む電解水によって、所定の除菌、脱臭の効果を得ることができるものである。
【００１０】
この塩徐放用カートリッジは、供給端部のフェルト部分を除いて密閉可能な構造であり、空気中では、前記所定濃度の水溶液が供給端部のフェルトから垂れない状態を維持し、原水の供給ラインに取り付けた状態では、供給端部のフェルトを通じて、塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液の塩化物イオンが、電解部へ供給される原水に連続拡散する塩徐放用カートリッジの構成である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の塩徐放用カートリッジは、カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの溶液から塩化物イオン（Ｃｌ−）が塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、前記カートリッジ本体部の供給端部から先端が露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記拡散機能部材の先端露出部分を除いて密閉可能な構造であることを特徴とする。
【００１２】
第２発明は、第１発明において、前記拡散機能部材がフェルトで構成されたことを特徴とする。
【００１３】
第３発明は、第２発明において、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部が先細り形状をなす略円筒状の前記カートリッジ本体部を形成した筒型であり、前記先端のフェルト部分は全周で前記供給端部に密着した状態で、前記供給端部から露出した構成であることを特徴とする。
【００１４】
第４発明は、第２発明または第３発明において、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部から露出したフェルト部分の表面積によって、拡散量を設定する構成であることを特徴とする。
【００１５】
第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部の拡散機能部材及びフェルト部分は、空気中では、前記所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持し、電解部へ供給される原水に接触した状態では、カートリッジ内の所定濃度の水溶液から塩化物イオンが連続拡散の作用をする連続通路構成であることを特徴とする。
【００１６】
第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかにおいて、前記塩徐放用カートリッジは、内部に充填された所定濃度の水溶液が不足した場合、新規な塩徐放用カートリッジと交換可能であることを特徴とする。
【００１７】
第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかに記載の塩徐放用カートリッジが、アノード電極とカソード電極を備え次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部へ供給される原水の供給ラインへ交換可能に取り付けられたことを特徴とする。
【００１８】
第８発明は、第７発明に記載の電解水生成装置を備えた除菌装置若しくは空気清浄装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、塩化物イオン濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、電解部の原水の塩化物イオン濃度を上昇させる手段として、本発明の塩徐放用カートリッジの採用により、内部に充填された所定濃度の水溶液から塩化物イオンが、供給端部の拡散機能部材の部分からの拡散することによって、電解部の水の塩化物イオン濃度を高めることができる。このため、特別な薬剤の補充やポンプの運転も不要であり、簡単且つ安価な手段によって、原水の塩化物イオン濃度を高めることができるものとなる。また、塩化物イオン濃度を高めたい水に拡散機能部材の一部を浸すことによって、電気分解するための水の塩化物イオン濃度を高めることができるため、水に拡散機能部材の一部分が浸るように、塩徐放用カートリッジを取り付けるだけでよく、充填された所定濃度の水溶液を供給するための特別な配管も不要であり、簡素な構成でもって所期の目的が達成できるものとなる。
【００２０】
第２発明は、拡散機能部材がフェルトで構成されることによって、低コストでもって水溶液から塩化物イオンの拡散機能が保たれるため、塩化物イオン濃度が低い原水への塩化物イオンの供給として好適である。
【００２１】
また、第３発明によって、塩徐放用カートリッジは、供給端部が先細り形状をなす略円筒状の本体部を形成した筒型であり、供給端部から露出したフェルト部分は、塩化物イオン濃度を高めたい水に浸った状態では水溶液から塩化物イオンを拡散する拡散部となり、水との接触が断たれた状態が長時間継続した場合は、この部分へ塩の結晶が生成されることによって、内部の水溶液の封止効果が得られるものとなる。そして、再びこのフェルト部分が水に浸れば、この塩の結晶が自然に融けて、再び水溶液から塩化物イオンの拡散部として作用することとなる。このため、フェルト部分への水の供給の有無によって、自然に拡散機能の回復が得られるものとなり、機能回復に特別な構成が必要なく、構造的にも簡素化され、低コスト化に適するものとなる。また、先細り形状をなす略円筒状の本体部を形成した筒型であることによって、製造がし易く、取り付け部の制限を受け難いものとなる。
【００２２】
また、第４発明によって、供給端部から露出したフェルト部分の表面積によって、塩化物イオンの拡散量を設定することができるため、電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムに応じた塩徐放用カートリッジを作製すればよく、システム毎の塩添加手段として好適である。
【００２３】
また、第５発明によって、供給端部のフェルト部分は連続通路構成であり、塩化物イオン濃度を高めたい水に浸った状態では塩化物イオンの拡散部として機能するが、システムの動作に応じて電解水生成部の動作を停止している時間中のように、水との接触が断たれて空気中に晒された状態では、この部分へ塩の結晶が生成されるまでは、所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持するため、所定濃度の水溶液の無駄な流出を防止できるものとなる。
【００２４】
また、第６発明は、塩徐放用カートリッジを適用してシステムを稼動していた場合、塩徐放用カートリッジの内部に充填された所定濃度の水溶液が不足した場合には、水溶液を補充するのではなく新規な塩徐放用カートリッジと交換する方式とすることにより、そのシステムの継続稼動が維持できると共に、メンテナンスも容易である。
【００２５】
また、第７発明では、電解部へ原水が供給される電解水生成装置の原水の供給ラインへ、塩徐放用カートリッジを取り付けることによって、第１発明乃至第６発明の効果を奏するものとなる。
【００２６】
また、第８発明は、水道水等の水質が異なる地域において使用される家庭用または業務用の電気機器に適用される除菌装置若しくは家庭用等の空気清浄装置として、第１発明乃至第７発明の効果を奏することにより、所期の除菌・脱臭効果を得る電気機器の提供ができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る塩徐放用カートリッジにより塩化物イオンの拡散を確認する構成図である。
【図２】図１の構成における塩化物イオン濃度を高めた場合の水の導電率の経時変化を示す図である。
【図３】本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置の概略構成図である。
【図４】図３における塩徐放用カートリッジの取り付け部の拡大図である。
【図５】本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置を組み込んだ加湿器の構成図である。
【図６】本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置を採用した冷却塔の除菌装置の構成図である。
【図７】本発明に係る塩徐放用カートリッジとその先端部のキャップの関係を示す断面図である。
【図８】本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置を採用した電気洗濯機の縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の塩徐放用カートリッジは、内部に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの溶液から塩化物イオン（Ｃｌ−）が塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、カートリッジ本体部の供給端部から先端が露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記拡散機能部材の先端露出部分を除いて密閉可能な構造であり、この塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を備えた除菌装置若しくは空気清浄装置であり、以下に、その実施例を記載する。
【実施例１】
【００２９】
以下、電解部において次亜塩素酸を含む電解水を生成する場合について、本発明に係る塩徐放用カートリッジ、この塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を備えた除菌装置の実施例を図に基づき説明する。
【００３０】
図１に本発明に係る塩徐放用カートリッジ１００の縦断面を示している。塩徐放用カートリッジ１００は、先端の供給端部１０１が先細り形状をなす略円筒状の中空のカートリッジ本体部１０２を形成した筒型であり、本体部１０２の内部に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ−が化合した無機塩の水溶液１０３（塩水溶液１０３と称することもできる）が充填され、この水溶液１０３が染み込みこの水溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ−）が、塩化物イオン（Ｃｌ−）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材１０４として、フェルト１０４が、本体部１０２の先端の供給端部１０１から露出するように、本体部１０２の略中心軸上に配置されている。フェルト１０４は、棒状に形成された状態で、本体部１０２内から供給端部１０１に亘って、本体部１０２の略中心軸上に配置され、先端のフェルト部分１０４Ａは全周で供給端部１０１に密着した状態で、先端のフェルト部分１０４Ａが供給端部１０１から延出して露出しており、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａを除いて本体部１０２内は密閉可能な構造である。所定濃度の水溶液１０３は、簡単に手に入る食塩が純水に溶解した状態である。
【００３１】
フェルト１０４は、本体部１０２の内部の所定濃度の水溶液１０３が染み込むと共にこの染み込んだ水溶液１０３を保水し、先端のフェルト部分１０４Ａが塩化物イオン濃度の低い水（原水という）に浸った状態で、フェルト部分１０４Ａからこの原水に、水溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ−）等のイオンが拡散する機能を備えたものである。フェルト１０４は、例えばフェルトペンのような状態維持であり、水溶液１０３を保水した状態において、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、所定濃度の水溶液１０３が垂れない状態を維持し、原水に接触した状態では、原水にカートリッジ１００内の所定濃度の水溶液１０３が連続拡散作用をするための連続通路構成を保った棒状に形成されている。
【００３２】
フェルト１０４の種類は多数あるが、上記のような拡散機能を備えるものであれば、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトのいずれでもよい。
【００３３】
図２には、塩化物イオン濃度を高めたい水１０６に、塩徐放用カートリッジ１００の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散させて、塩化物イオン濃度を高めた場合の水の導電率の経時変化を示している。この場合の実施構成は、図１に示すように、本体部１０２内には、所定濃度の水溶液１０３として、ＮａＣｌの重量パーセントが１．８ｗｔ％の濃度の水溶液１０３が１０ｍＬ（ｍＬはミリリットルを意味する）充填された塩徐放用カートリッジ１００を用意し、純水（精製水）１０６を１００ｍＬ入れた容器１０５内の純水１０６に、塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａの全体が浸るようにセットする。この状態で、塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンが、先端のフェルト部分１０４Ａから純水１０６に拡散されるが、この拡散によって、純水１０６の塩（ＮａＣｌ）の濃度がどのように変化するかを、純水１０６の導電率で確認した結果が図２である。塩（ＮａＣｌ）の濃度が高いほど導電率が高くなる。
【００３４】
この確認において、７２時間経過したとき容器１０５内の純水１０６を新たな純水１０６に入れ替えた場合の、純水１０６の導電率を調べたものが、図２である。これから明らかなように、時間の経過に伴う導電率の変化は、略一定していることが判る。このため、塩化物イオン濃度を高めたい水に、先端のフェルト部分１０４Ａから連続して塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散すれば、所期の除菌・脱臭効果を得るための電解水を生成できることが解る。
【００３５】
なお、図１に示す装置によって、長い時間に亘って塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散させることによって、塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３が、全て純水１０６へ溶け込んだときの導電率４１００μｓ／ｃｍに達するまでの時間は、１９６６．９２時間（約８２．０日＝約２．７ヶ月）であることが判明している。このため、重量パーセントが１．８％（１．８ｗｔ％）の濃度の水溶液１０３が１０ｍＬ充填された塩徐放用カートリッジ１００を用意し、この塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散すれば、約８２日間に亘って塩を補充し続けることができるものとなり、除菌・脱臭を目的とする大概の機器の電解水生成装置へ適用可能となる。
【００３６】
本発明は、このような塩徐放用カートリッジ１００の開発と共に、この塩徐放用カートリッジ１００を備えた電解水生成装置１２０を提供するものである。本発明に係る電解水生成装置１２０は、塩徐放用カートリッジ１００が、電解部１１０へ供給される原水の供給ラインへ取り付けられた構成である。具体的には、電解水生成装置１２０は、塩化物イオン濃度を高めたい水（これを原水１０７ということとする）が、水源１１３から供給ライン１０９を通して電解部１１０へ供給される。塩徐放用カートリッジ１００内の所定濃度の水溶液１０３は、実施例では、ＮａＣｌが１．８ｗｔ％の高濃度のものである。この高濃度の意味は、本発明では上水道水のような原水１０７にＮａＣｌ溶液１０３から塩化物イオンを拡散させるものであるため、上水道水と比較すれば高い濃度という意味であり、この数値に拘束されない。
【００３７】
図３に示す形態は、塩化物イオン濃度を高めたい原水１０７が、水源１１３からポンプ１０８を通して電解部１１０へ供給される。図３において、ポンプ１０８から電解部１１０へ原水１０７を供給する供給ライン１０９に、塩徐放用カートリッジ１００を取り付けている。取り付けた塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａから、供給ライン１０９を流れる原水１０７へ、塩徐放用カートリッジ１００の溶液１０３から塩化物イオンを拡散することにより、所期の塩化物イオン濃度の改良原水１０７Ａが電解部１１０へ供給される。このため、電解部１１０へ供給される水の塩化物イオン濃度が高められた状態となる。水源１１３は、井戸、上水道水管、貯水タンクのいずれでもよい。図３に示す実施形態の電解水生成装置１２０は、電解水が循環しない非循環型除菌装置（非循環型除菌システムともいう）に適用可能な形態である。
【００３８】
電解部１１０は、電解槽１１０Ａ内にアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂが対向配置されており、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ直流電源としての電池１１１Ｄからの通電によって、上記のように電解槽１１０Ａ内に導入される食塩水となった改良原水１０７Ａが電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が、電解部１１０から導出される。この次亜塩素酸を含む電解水１１４を、例えば、ノズル１１２から噴霧する等によって、所定の除菌、脱臭を行なうことができるものとなる。
【００３９】
電解部１１０のアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂは、例えば、Ｔｉ（チタン）のベース板の表面にＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）の被覆膜が形成された構成であり、このアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂに印加する電流密度は２０ｍＡ／ｃｍ２とした場合、例えば、１ｍｇ／Ｌの所定の遊離残留塩素濃度を発生させるものである。実施例では、電解部１１０によって生成される次亜塩素酸濃度が、１０ｍｇ／Ｌ〜２００ｍｇ／Ｌであり、その範囲において、例えば１０ｍｇ／Ｌを採用することにより、安定した除菌、脱臭を行なうことができるものとなる。
【００４０】
この次亜塩素酸による除菌、脱臭効果を得るためには、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂ間に電池１１１Ｄから電圧を印加して通電する。
アノード電極（陽極）１１１Ａでは、下記式（１）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ- ・・・（１）
これと共に、電極４７においては、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン：Ｃｌ−）が下記式（２）に示すように酸化反応し、塩素（Ｃｌ2）が発生する。
２Ｃｌ−→Ｃｌ2＋２ｅ- ・・・（２）
更に、この塩素は下記式（３）に示すように加水分解し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ ・・・（３）
一方、カソード電極（陰極）１１１Ｂでは、下記式（４）に示す反応が行なわれる。
２Ｈ+＋２ｅ−→Ｈ2 ・・・（４）
【００４１】
塩徐放用カートリッジ１００は、電解水生成装置１２０に取り付けた状態において、上記のような拡散によって内部に充填された所定濃度の水溶液１０３が不足した場合または無くなった場合、所定濃度の水溶液１０３を再充填する方式ではなく、新規な塩徐放用カートリッジ１００と交換する方式である。このため、多数製造した塩徐放用カートリッジ１００は、運搬等における損傷から保護するために、図７に示すように、フェルト部分１０４Ａをカバーするためのキャップ１００Ａが取り付けられるようになっている。キャップ１００Ａは、そのネジ部１００Ａ１が供給端部１０１の先端外周に形成したネジ部１０１Ａに螺合する関係にて、塩徐放用カートリッジ１００にキャップ１００Ａが着脱自在である。
【００４２】
本発明に係る電解水生成装置１２０において、原水１０７の供給ライン１０９への塩徐放用カートリッジ１００の取り付けは、キャップ１００Ａを取り外した状態で、図４に示すように、先端の供給端部１０１のネジ部１０１Ａを供給ライン１０９の取り付け開口部１０９Ａのネジ部へ、ネジ結合される構成となっている。この取り付けによって、先端のフェルト部分１０４Ａが、供給ライン１０９を流れる原水１０７に浸り、フェルト部分１０４Ａから塩徐放用カートリッジ１００のＮａＣｌが供給ライン１０９の原水１０７へ拡散し、改良原水１０７Ａとなって電解部１１０へ供給される。
【００４３】
原水１０７の供給ライン１０９への塩徐放用カートリッジ１００の取り付けは、塩徐放用カートリッジ１００が着脱自在結合であればよいため、図４に示すようなネジ結合構成の他に、供給ライン１０９の取り付け開口部１０９Ａへ塩徐放用カートリッジ１００を差込み、所定角度回動させることによって取り付けられる所謂クイックコネクタ構成でもよい。
【００４４】
塩徐放用カートリッジ１００は、供給端部１０１から露出したフェルト部分１０４Ａの表面積によって、単位時間あたりの塩化物イオンの拡散量が決まるため、塩徐放用カートリッジ１００が適用される装置に応じた拡散量とするように、フェルト部分１０４Ａの表面積によって塩化物イオンの拡散量を設定することができる。
【００４５】
また、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、所定濃度の水溶液１０３が垂れない状態を維持し、水に接触した状態では、電解部１１０へ供給される原水１０７にカートリッジ１００内の所定濃度の水溶液１０３の塩化物イオンが連続拡散する作用をする連続通路構成である。
【００４６】
このため、本発明に係る電解水生成装置１２０において、電解動作の開始にてポンプ１０８を運転し、電解部１１０での電解作用を行なうことにより、所期の電解水を生成できる。また、ポンプ１０８が停止すれば、供給ライン１０９の水が減少または無くなる構成であれば、先端のフェルト部分１０４Ａが空気に晒される状態となる。このため、電解動作の停止状態ではポンプ１０８を停止すれば、先端のフェルト部分１０４Ａが露出するため、電解動作の停止期間中における塩化物イオンの拡散を停止でき、ＮａＣｌ溶液１０３からの塩化物イオンの不必要な拡散を抑制でき、塩徐放用カートリッジの使用期間を長くできるものとなる。また、この状態が長時間に亘る場合は、先端のフェルト部分１０４Ａに付着した所定濃度の水溶液１０３のＮａＣｌ（塩）が結晶化し、その結晶塩にてこのフェルト部分１０４Ａが覆われることによって、この部分からの水溶液１０３の蒸発が防止される状態となる。なお、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、所定濃度の水溶液１０３が垂れない状態を維持する連続通路構成であるが、万一、フェルト部分１０４Ａからの水溶液１０３の水垂れが懸念される場合でも、フェルト部分１０４Ａが結晶塩で覆われることにより、この部分からの水溶液１０３の水垂れが防止される状態となる。
【００４７】
本発明に係る電解水生成装置１２０が、図３に示すようにノズル１１２から電解水１１４を噴霧する形態としては、畜舎等の除菌、脱臭を行なう装置や、野菜等の除菌や防虫を行なう装置のように、農業向け電解水散布機として有効に機能する。この場合、ポンプ１０８によって供給される水量に見合った塩化物イオンの拡散が得られるように、先端のフェルト部分１０４Ａの表面積を設定した塩徐放用カートリッジ１００を取り付ければよい。なお、ノズル１１２の形態は、図３に示すように多数の小さな噴霧口を形成した円形状等の単一ノズル形態の場合と、噴霧口が間隔を存して直線状に配置された棒状ノズルの場合のいずれでもよい。
【００４８】
図３に示す電解水生成装置１２０は、ポンプ１０８から下流の供給ライン１０９、電解部１１０、ノズル１１２が横方向に配置された状態であるが、ポンプ１０８から下流の供給ライン１０９、電解部１１０、ノズル１１２が上方向または下方向になるように配置された状態であってもよい。
【００４９】
この他に、本発明に係る電解水生成装置１２０は、電解水生成装置１２０を組み込んで除菌装置１５０とすることができる。図５には、この除菌装置１５０を加湿器１５０として示している。図５に示す加湿器１５０は、電解水１１４が循環しない非循環型の加湿器１５０であり、図３と同じ機能部分には同じ符号を付している。図５に示す加湿器１５０は、原水１０７を供給する水源１１３が上水道水管であり、上水道水１０７がシスターン１１６の水位によって開閉動作する電磁弁１１５を通して、シスターン１１６へ導入され、シスターン１１６の水１０７が電磁弁１２１で開閉される供給ライン１０９を通して電解部１１０へ供給される。原水１０７を供給する供給ライン１０９に、塩徐放用カートリッジ１００を取り付けている。取り付けた塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａから、塩徐放用カートリッジ１００の溶液１０３から塩化物イオンが供給ライン１０９の原水１０７へ拡散し、改良原水１０７Ａとなって電解部１１０へ供給される。
【００５０】
加湿器１５０が運転状態になると、電磁弁１２１が開き、電解部１１０のアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ電池１１１Ｄからの通電によって、導入される食塩水となった改良原水１０７Ａが電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。この次亜塩素酸を含む電解水１１４は、運転されたポンプ１０８によってパイプ１１９から分配器１５１へ導入され、分配器１５１から電解水１１４が加湿エレメント１５２の上面に均一に分配され、加湿エレメント１５２の略全体に電解水１１４が染み込んで広がる状態となる。加湿エレメント１５２では、加湿エレメント１５２に染み込んだ電解水１１４が、運転された電動ファン１５３の加湿エレメント１５２を通過する送風によって蒸発しつつ被加湿空間１５４へ放出され、被加湿空間１５４の加湿と共に、除菌・脱臭が行なわれる。加湿器１５０が運転停止状態になると、供給ライン１０９の水が減少または無くなることにより、先端のフェルト部分１０４Ａが空気に晒される状態となり、時間の経過と共に先端のフェルト部分１０４Ａに付着した高濃度の水溶液１０３のＮａＣｌが結晶化する。このため、この部分からの水溶液１０３の蒸発が防止される。また、フェルト部分１０４Ａからの水溶液１０３の水垂れが懸念される場合には、この部分からの水溶液１０３の水垂れが防止される状態となる。
【００５１】
図５に示す加湿器１５０は、水源１１３を上水道管とせず貯水タンクを使用し、この貯水タンクの水が電解部１１０へ供給される形態とすることができる。この場合、電磁弁１１５及びシスターン１１６は不要である。
【００５２】
図６には、本発明に係る電解水生成装置１２０を組み込んで除菌装置１５０として、冷却塔１３０の除菌装置１５０として示している。図６において、図５と同じ機能部分には同じ符号を付している。冷却塔１３０は、吸収式冷媒サイクルの空気調和装置や、電動圧縮機式冷媒サイクルの空気調和装置の水冷式コンデンサなどの熱負荷１３１を冷却するための装置である。
【００５３】
冷却塔１３０は、その内部の底部に冷却水を貯留する貯留部１３２を形成しており、貯留部１３２の冷却水は、ポンプ１３３の運転によって配管１３４から流出して配管１３５を通り、熱負荷１３１を冷却するように熱交換した後、配管１３６を通り散布器１３７から冷却塔１３０内へ散布される。この場合、送風機１３８の運転によって、貯留部１３２よりも上部の冷却塔１３０周囲に形成した空気吸い込み口１３９から吸い込んだ空気は、散布器１３７から散布された温度の高い水を冷却して、冷却塔１３０の上端の空気出口１４０から放出される。
【００５４】
電解水生成装置１２０は、原水１０７を供給する水源１１３が上水道水管であり、上水道水１０７が電磁弁１１５を通してシスターン１１６へ導入され、シスターン１１６の水１０７が供給ライン１０９を通して電解部１１０へ供給される。原水１０７を供給する供給ライン１０９に、塩徐放用カートリッジ１００を取り付けている。取り付けた塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａから、塩徐放用カートリッジ１００の水溶液１０３から塩化物イオンが供給ライン１０９の原水１０７へ拡散し、改良原水１０７Ａとなって電解部１１０へ供給される。
【００５５】
電解部１１０のアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへの通電によって、導入される所定濃度の食塩水となった改良原水１０７Ａが電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が、電解部１１０から導出される。この次亜塩素酸を含む電解水１１４は、ポンプ１０８によってパイプ１１９から、冷却塔１３０内に配置した散布器１２２へ導入され、冷却塔１３０内へ散布される。この散布された電解水は、散布器１３７から冷却塔１３０内へ散布される水と合流して、下方の貯留部１３２へ流下する。
【００５６】
このような動作によって、冷却塔１３０内の空気が電解水によって除菌・脱臭されると共に、貯留部１３２の冷却水も除菌・脱臭される。貯留部１３２の冷却水は、上水道水が供給され、貯留部１３２の冷却水の水位は、水位検知器１４１の検知に基づき、所定レベルまで貯留される仕組みである。
【００５７】
次に、図８を参照して、上述した如き本発明に係る電解水生成装置１２０を採用した電気洗濯機４０について説明する。図８は電気洗濯機４０の縦断側面図を示している。電気洗濯機４０は外殻を構成するハウジング４１の内部上方に洗濯槽４４が配置されており、その内部下方には貯水槽５０が配置されている。ハウジング４１の前面上部には、ハウジング開口４１Ａが形成されており、扉４２にて開閉自在に閉塞されている。図中４３はハウジング４１の前面上部に配置されたコントロールパネルである。
【００５８】
電気洗濯機４０には洗濯槽（収納室）４４が備えられ、この洗濯槽４４は外槽４５と、当該外槽４５内に配置されて洗濯物を収納するための円筒状のドラム（内槽）４６とから構成される。そして、外槽４５の背面にはＤＤモータ４７が配設され、当該ＤＤモータ４７によって外槽４５内にてドラム４６が回転可能とされる。
【００５９】
外槽４５の上方には、注水口ユニット４８が配設されている。この注水口ユニット４８は外槽４５内への洗浄水やすすぎ水が通過するユニットであり、上述した如く、塩徐放用カートリッジ１００が電解部１１０へ供給される原水の供給ラインへ取り付けられた構成の本発明に係る電解水生成装置１２０を備えている。
【００６０】
洗濯槽４４の下方に配設された貯水槽５０は、外槽４５から排出された水や、図示しない風呂水ポンプにて汲み上げられた風呂水を貯水するものである。貯水槽５０の近傍には、当該貯水槽５０内の水をくみ出すための循環ポンプ５１が設けられている。図３〜図５で説明したことを援用すれば、電解水生成装置１２０には、注水口ユニット４８から供給された水（原水１０７に相当）に塩徐放用カートリッジ１００内の溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ-）が拡散して改良原水１０７Ａとなり、この改良原水１０７Ａが電解部１１０に一旦溜まり、上述したように、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ直流電源としての電池１１１Ｄからの通電によって、電解槽１１０Ａ内で導入された改良原水１０７Ａが電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が、電解部１１０から導出され、注水口ユニット４８から供給される水に次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。この電解水１１４は、洗浄やすすぎの際に外槽４５内に供給される。これにより、電気洗濯機４０では、水道水に生成された電解水１１４によって洗浄・すすぎ運転を実行することができる。
【００６１】
上記のように本発明によって、塩化物イオン濃度を高めたい原水１０７にフェルト部分１０４Ａを浸すことによって、電気分解するための水の塩化物イオン濃度を高めることができるため、次亜塩素酸を生成するシステムの水にフェルト部分１０４Ａが浸るように、塩徐放用カートリッジ１００を取り付けるだけでよく、充填された高濃度の水溶液１０３を供給するための特別な配管も不要であり、簡素な構成でもって所期の目的が達成できるものとなる。
【００６２】
電解水生成装置１２０は、上記の他に、上記特許文献２乃至４の装置のように、被除菌空間へ電解水を放出して、被除菌空間の除菌・脱臭を行なう除菌装置とすることができる。また、電解水生成装置１２０は、図３に示すようにノズル１１２から電解水１１４を噴霧する形態としては、畜舎等の除菌、脱臭を行なう装置や、野菜等の除菌や防虫を行なう除菌装置のように、農業向け電解水散布機として有効になる。
【００６３】
上記のように、上水道水１０７が電磁弁１１５を通してシスターン１１６へ導入され、シスターン１１６の水１０７がポンプ１０８を通して電解部１１０へ供給され、ポンプ１０８から電解部１１０へ原水１０７を供給する供給ライン１０９に、塩徐放用カートリッジ１００を取り付けた構成を採用することによって、この電解部１１０で生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４を水洗トイレの便器へ流して、この便器の除菌・脱臭を行なう電解水生成装置１２０を備えた水洗トイレの除菌装置とすることができる。また、電解水生成装置１２０で生成した電解水を家庭等にて使用される空気清浄装置の除菌フィルタへ流下させつつ、室内空気を送風機によってこの除菌フィルタを通過させることによって、室内空気の除菌ができる空気清浄装置として効果がある。
【００６４】
本発明に係る電解水生成装置１２０は、塩化物イオン濃度を高めたい水（これを原水１０７ということとする）が、水源１１３から供給ライン１０９を通して電解部１１０へ供給されるものであり、ポンプ１０８を備えない機器形態にも適用可能である。
【００６５】
上記では、拡散機能部材１０４としてフェルト１０４を採用したが、このフェルトと同様の機能をするものであれば、他の材質であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る塩徐放用カートリッジは、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形態の電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を組み込んだ除菌装置または空気清浄装置に適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００６７】
４０・・・・・・電気洗濯機
４４・・・・・・洗濯槽
４５・・・・・・外槽
４６・・・・・・ドラム（内槽）
４８・・・・・・注水口ユニット
１００・・・・・塩徐放用カートリッジ
１０１・・・・・供給先端部
１０２・・・・・カートリッジ本体部
１０３・・・・・水溶液
１０４・・・・・拡散機能部材（フェルト）
１０５・・・・・容器
１０６・・・・・純水
１０７・・・・・原水
１０８・・・・・ポンプ
１０９・・・・・供給ライン
１１０・・・・・電解部
１１１Ａ・・・・アノード電極（陽極）
１１１Ｂ・・・・カソード電極（陰極）
１１３・・・・・水源
１１４・・・・・電解水
１１５・・・・・電磁弁
１１６・・・・・シスターン
１２０・・・・・電解水生成装置
１３０・・・・・冷却塔
１３１・・・・・熱負荷
１３２・・・・・貯留部
１３３・・・・・ポンプ
１３７・・・・・散布器
１５０・・・・・除菌装置（加湿器）
１５２・・・・・加湿エレメント
１５３・・・・・電動ファン
１５４・・・・・被加湿空間
【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】
2012052165.tif 000008
【図７】
2012052165.tif 000009
【図８】
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