(57)【要約】【課題】空気除菌装置において、高濃度の電解水が気液接触部材に過大に供給されることを防止し、気液接触部材においてスケールを発生しにくくする。【解決手段】活性酸素種を含む電解水を気液接触部材５３に浸潤させ、送風ファンにより気液接触部材５３に空気を接触させて空気を除菌する空気除菌装置において、気液接触部材５３から流下する電解水を受ける水受け部４２Ａと、水受け部４２Ａに流下した電解水を貯留する貯留部４２Ｂとを備えた水受皿４２と、貯留部４２Ｂに貯留された電解水を気液接触部材５３に供給する循環ポンプ４４とを備え、循環ポンプ４４から吐出された電解水を気液接触部材５３に供給する配水管７１に流量調整弁７５を配設するとともに、貯留部４２Ｂにおける電解水の濃度を検出する濃度センサ７６を設け、濃度センサ７６が検出した濃度に基づいて流量調整弁７５の開度を制御する。【選択図】図５
2009106706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成する電解槽を備え、前記電解槽によって生成された電解水を気液接触部材に浸潤させ、送風ファンにより前記気液接触部材に空気を送り前記気液接触部材に接触させ当該空気を除菌する空気除菌装置において、
前記気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け部と、この水受け部に流下した電解水を貯留する貯留部と、を備えた水受皿と、前記水受皿の貯留部に貯留された電解水をくみ上げて前記気液接触部材に供給する循環ポンプと、を備え、
前記循環ポンプから吐出された電解水を前記気液接触部材に供給する配管に流量調整弁を配設するとともに、前記貯留部における電解水の濃度を検出する濃度センサを設け、前記濃度センサが検出した濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御すること、
を特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
前記循環ポンプが電解水を吐出する配管は、前記気液接触部材と前記電解槽とに分岐して電解水を供給するよう構成され、
前記電解槽は、電気分解により生成した電解水を前記水受皿に排出するものであり、
前記流量調整弁は、前記循環ポンプが吐出した電解水を前記気液接触部材に供給する配管に設けられたこと、
を特徴とする請求項１記載の空気除菌装置。
【請求項３】
前記濃度センサが検出した濃度に基づいて、前記流量調整弁の開度を制御するとともに、前記電解槽における電気分解を制御すること、
を特徴とする請求項１または２記載の空気除菌装置。
【請求項４】
前記水受皿は、前記水受け部から前記貯留部に至る電解水の流路に配置されたフィルタを備え、
前記電解槽は、電気分解により生成した電解水を、前記水受皿の前記フィルタまたは前記フィルタより上流側に排出すること、
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項５】
前記濃度センサにより検出した電解水の濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御する通常運転モードと、前記濃度センサにより検出した電解水の濃度に関係なく前記流量調整弁の開度を連続的または断続的に変化させる洗浄モードと、を実行可能に構成されたこと、
を特徴とする請求項１から４のいずれか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、水道水等を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成させ、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（気液接触部材）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せしめ、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２００７−１７５１４０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、上記の除菌装置では、電解水の有効利用を図るべく、電解水を循環利用する構成とされている。この空気除菌装置によれば、電解水の有効利用を図ることができ、水や電気の消費量を抑えることでランニングコストの低減をも図ることができる。
しかしながら、上記従来の構成では、電解水の原料となる水道水の成分や除菌装置の運転状況によっては、循環する電解水の濃度が高くなり、スケールの発生の一因である高濃度の電解水が気液接触部材に供給され、気液接触部材にスケールが生じやすくなる可能性があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高濃度の電解水が気液接触部材に過大に供給されることを防止し、気液接触部材においてスケールが発生しにくい空気除菌装置を提供することを目的とする。
【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、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成する電解槽を備え、前記電解槽によって生成された電解水を気液接触部材に浸潤させ、送風ファンにより前記気液接触部材に空気を送り前記気液接触部材に接触させ当該空気を除菌する空気除菌装置において、前記気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け部と、この水受け部に流下した電解水を貯留する貯留部とを備えた水受皿と、前記水受皿の貯留部に貯留された電解水をくみ上げて前記気液接触部材に供給する循環ポンプとを備え、前記循環ポンプから吐出された電解水を前記気液接触部材に供給する配管に流量調整弁を配設するとともに、前記貯留部における電解水の濃度を検出する濃度センサを設け、前記濃度センサが検出した濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御することを特徴とする空気除菌装置を提供する。
この構成によれば、電解水を気液接触部材に供給する配管に、電解水の流量を調整する流量調整弁が配設されるとともに、濃度センサが検出した電解水の濃度に基づいて流量調整弁の開度が制御されるため、電解水の濃度に応じて気液接触部材に供給される電解水の流量を調整できる。例えば、電解水の濃度が所定の濃度より高くなった場合、流量調整弁の開度が小さく調整されるため、高濃度の電解水が気液接触部材に供給される量を抑えてスケールの発生を抑制できる。
また、気液接触部材に供給される電解水の流量を流量調整弁により制御できるため、電解水の流量を調整するために特別な循環ポンプを用いる必要がない。例えば、コストが高い回転数可変の循環ポンプを使用する必要がなく、シンプルな構成で容易に実現可能な空気除菌装置を提供できる。
【０００５】
上記構成において、前記循環ポンプが電解水を吐出する配管は、前記気液接触部材と前記電解槽とに分岐して電解水を供給するよう構成され、前記電解槽は、電気分解により生成した電解水を前記水受皿に排出するものであり、前記流量調整弁は、前記循環ポンプが吐出した電解水を前記気液接触部材に供給する配管に設けられる構成としても良い。
この構成によれば、循環ポンプが電解水を吐出する配管が、気液接触部材と電解槽とに電解水を供給するように分岐しており、気液接触部材の側に配設された流量調整弁が、電解槽の側とは独立して気液接触部材に供給される電解水の流量を調整でき、循環ポンプの動作や電解槽へ供給される電解水の流量に影響を与えることなく、気液接触部材に供給される電解水の量のみを調整できる。これにより、電解槽に供給される電解水の流量は、流量調整弁の開度を小さく調整しても減少しないため、電解水を安定して生成することができる。また、電解槽の内部に電解水が滞ってスケール等が付着することを防止できる。
【０００６】
上記構成において、前記濃度センサが検出した濃度に基づいて、前記流量調整弁の開度を制御するとともに、前記電解槽における電気分解を制御する構成としても良い。
この構成によれば、電気分解を制御することで、電解水の濃度の過度の上昇を抑えることができ、気液接触部材に供給される電解水の流量を調整することと合わせて、スケール等の発生をより効果的に抑制できる。
【０００７】
上記構成において、前記水受皿は、前記水受け部から前記貯留部に至る電解水の流路に配置されたフィルタを備え、前記電解槽は、電気分解により生成した電解水を、前記水受皿の前記フィルタまたは前記フィルタより上流側に排出する構成としても良い。
この構成によれば、気液接触部材から流下し、水受け部から貯留部に流れる電解水中のスケール等の異物がフィルタにより除去されるため、フィルタの下流側である貯留部に配設された濃度センサに汚れが付着しにくい。また、電解槽から排出された電解水に含まれる異物もフィルタにより除去されるので、濃度センサに汚れが付着しにくく、正確に濃度を測定できる。
【０００８】
上記構成において、前記濃度センサにより検出した電解水の濃度に基づいて前記流量調整弁の開度を制御する通常運転モードと、前記濃度センサにより検出した電解水の濃度に関係なく前記流量調整弁の開度を連続的または断続的に変化させる洗浄モードとを実行可能に構成されても良い。
この構成によれば、洗浄モードの実行により、流量調整弁の開度が連続的または断続的に変化することで、電解水が流れる配管の内部に付着したスケール等に対し、電解水の流量の変化によって物理的な影響が与えられ、配管からスケール等を脱落し易くする効果が期待できる。これにより、配管の内部を清浄に保つことができる。
また、前記貯留部に給水タンクから水を供給する一方、前記貯留部に貯留された電解水を排水タンクに排出する構成としても良い。この場合、電解水を交換する際に電解水の原料となる水が、給水タンクに貯留された量に限定されているため、流量調整弁の開度の調整により気液接触部材に供給される電解水の量を調整することで、水を節約して効果的にスケールの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空気除菌装置において、高濃度の電解水が気液接触部材に過大に供給されることを防止し、気液接触部材においてスケールが発生しにくい空気除菌装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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、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、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、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。ルーバー２０は、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。
【００１１】
図２は、空気除菌装置１の内部構成を示す斜視図である。
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（一側面）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。
【００１２】
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。
【００１３】
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、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５）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。
電装ボックス３９の上方には、通過する空気を電解水に接触させて空気を除菌する気液接触部材５３が配置されている。気液接触部材５３の下方には、気液接触部材５３から滴下した電解水を受ける水受け部４２Ａを備えた水受皿４２が配置されている。水受皿４２は、深底に形成された貯留部４２Ｂを備えており、貯留部４２Ｂは、多量の電解水を貯留できる。この貯留部４２Ｂには、水受け部４２Ａに滴下した電解水が流入するように構成され、電解水が貯留部４２Ｂに貯留される。また、貯留部４２Ｂは上記排水タンク５７の上方に延在している。
さらに、貯留部４２Ｂ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４２Ｂに水を供給可能な構成となっている。
【００１４】
次に、空気除菌装置１における空気の流れを説明する。
図３は、空気除菌装置１の内部構成を示す右側断面視図である。
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。送風ファン３１の送風口３１Ａは、図３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、上側の室２２の背面側において上下に延びる風路としての空間１Ａに連通する。空間１Ａは、筐体１１の背面側に配置される第１導風部材８１と、この第１導風部材８１に対向配置され、支持板２１から水受皿４２まで延在する導風板８４とにより形成されている。送風ファン３１の送風口３１Ａから吹き出された空気は、図３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。
【００１５】
一方、気液接触部材５３を介して、上記空間１Ａと反対側（本実施形態では筐体１１の前面側）の空間１Ｂには、図３に示すように、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。第２導風部材８３は、上面部と背面部とを開口された略箱状に形成されている。
この第２導風部材８３は、空間１Ｂ内の空気を吹出口１３に導く機能に加えて、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）を受ける機能を有する。具体的には、第２導風部材８３の内側の底面８３Ａは、気液接触部材５３に向けて傾斜しており、第２導風部材８３に飛び出した水を水受皿４２に導くように形成されている。そして、気液接触部材５３を通過した空気は、第２導風部材８３の内側の面８３Ｂ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。
【００１６】
図４は、電解水を生成し循環させる要部の構成を示す斜視図である。
本実施の形態では、空気を除菌する電解水は、循環されて繰り返し使用される。循環の概略を説明すると、電解水の原料として貯留部４２Ｂに供給された水道水は、電解水を循環させるための循環ポンプ４４により電解槽４６に供給され、電解槽４６により水道水が電解されて生成された電解水は、貯留部４２Ｂに再び戻り貯留され、その後、循環ポンプ４４により気液接触部材５３に供給され、次いで、除菌に使用された電解水が水受け部４２Ａに流下し、水受け部４２Ａから貯留部４２Ｂに流れた電解水が再び循環ポンプ４４により電解槽４６に供給されて電解水の循環が繰り返されるというものである。このように、本実施形態における構成では電解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良く空気の除菌ができる。
【００１７】
水受皿４２は、水受け部４２Ａと貯留部４２Ｂとが一体に成形されて構成される。水受け部４２Ａは貯留部４２Ｂより一段高く形成されており、気液接触部材５３から水受け部４２Ａに流下した電解水は、貯留部４２Ｂに流れるようになっている。また、水受け部４２Ａから貯留部４２Ｂに至る電解水の流路には、気液接触部材５３から流れ落ちた水に含まれる固形物（スケール）を捕集するフィルタ７４が配設されている。
【００１８】
循環ポンプ４４は、その吸入口が貯留部４２Ｂの水面より下になるように配設され、循環ポンプ４４の吐出口に接続された配水管７１を通じて電解水を吐出する。配水管７１は、２つの経路に分岐し、一方の経路では、循環ポンプ４４は、配水管７１と分岐して接続される分岐管７２を介して電解槽４６に接続され、他方の経路では、配水管７１が水受け部４２Ａの側に延びた終端に位置する気液接触部材５３に接続される。
【００１９】
一方の経路において、分岐管７２を通って電解槽４６に供給された電解水は、電解槽４６により電解される。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。本実施の形態では、水道水が電解されることで、除菌成分としての次亜塩素酸を含む電解水が生成される。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４２Ｂに送出する返送管７３が接続されている。返送管７３は、排出口４６Ａから横方向に延びた後、下方向に向きを変え、返送管７３の下端は、フィルタ７４の上方に位置している。電解水は、返送管７３の下端から直接、フィルタ７４に注がれるようにして還流され、フィルタ７４を通過する際にスケール等を取り除かれて、貯留部４２Ｂに貯留される。なお、返送管７３から流れ出る電解水が、フィルタ７４の上流である水受け部４２Ａに還流される構成としても良い。この場合、返送管７３から水受け部４２Ａに注がれた電解水は、上述の場合と同様に、フィルタ７４を介して貯留部４２Ｂに流れるため、スケールを取り除くことができる。
【００２０】
また、貯留部４２Ｂには、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を検出する濃度センサ７６（図５）が配設されている。濃度センサ７６は、常に一定の水量があり、かつ、フィルタ７４の下流で清浄な電解水が貯留される貯留部４２Ｂに配設されることが望ましい。
本実施の形態では、上述のように、気液接触部材５３から水受け部４２Ａに流下する電解水及び電解槽４６により電解され返送管７３から注がれる電解水に含まれるスケールが、フィルタ７４により捕集されるため、スケールが気液接触部材５３に流入して気液接触部材５３の表面に付着することを防止できる。
さらに、貯留部４２Ｂに流入する全ての電解水は、フィルタ７４を通過しているため、貯留部４２Ｂを清浄に保つことができる。このため、貯留部４２Ｂに配設された濃度センサ７６の汚れを防止でき、濃度センサ７６の検出精度が安定する。
【００２１】
上述のスケールは、主に以下の要因により発生する。電解槽４６に供給される水道水等の水には、硬度成分（Ｃａイオン、Ｍｇイオン等）やシリカ成分（ＳｉＯ2）が含まれている場合がある。長期間に亘って空気除菌運転が行われた場合、これらの硬度成分やシリカ成分がスケールとして析出する。気液接触部材５３の周辺や配水管７１等の配管の内部にスケールが堆積すると、気液接触部材５３や配水管７１等のつまりにより、除菌効率が低下する可能性がある。
さらに、水道水等の成分や空気除菌装置１の運転状況によっては、電解水中の除菌成分である次亜塩素酸の濃度が上昇する場合がある。高濃度の次亜塩素酸を含む電解水はスケール発生の一因と考えられ、これが気液接触部材５３に多量に供給されると、次亜塩素酸の反応により気液接触部材５３上に新たなスケールが発生し、除菌効率が低下する可能性がある。このため、高濃度の次亜塩素酸が生成された場合、電解水が気液接触部材５３に供給される量を調整することが望ましい。
【００２２】
そこで、配水管７１が気液接触部材５３に接続される上述の他方の経路においては、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を調整する流量調整弁７５が、配水管７１の流路に取り付けられている。
また、気液接触部材５３の上部には、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）が開口しており、配水管７１により供給される電解水は、この散水孔から気液接触部材５３に対して滴下されるようになっている。
【００２３】
そして、次亜塩素酸を含んだ電解水が供給された気液接触部材５３が送風により空気を送られると、空気が気液接触部材５３を通過する際に、空気中に浮遊するウィルス等と電解水とが接触してウィルス等が不活化されるため、空気を除菌することができ、さらに気液接触部材５３自体における雑菌の繁殖を防止できる。また、臭気が気液接触部材５３を通過する際に、電解水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して電解水に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭をすることもできる。
気液接触部材５３は、水受け部４２Ａの上方に配設され、除菌に使用されて気液接触部材５３から流下する電解水は、水受け部４２Ａにより受けられて、その後、貯留部４２Ｂに還流される。
【００２４】
また、気液接触部材５３は、ハニカム構造を持ったフィルタである。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、波板部材と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、電解水の滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。
【００２５】
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。
【００２６】
図５は、電解水の循環経路を示す概略図である。
貯留部４２Ｂには、給水タンク４１がその給水口を貯留部４２Ｂの底に向けられて配設されており、この給水口にはフロートバルブが設けられ、貯留部４２Ｂ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４２Ｂ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４２Ｂの底部には、排水された電解水を貯留する排水タンク５７と貯留部４２Ｂとを接続する排水管５５が配設されており、排水管５５には、貯留部４２Ｂの排水を制御する排水バルブ５６が取り付けられている。排水バルブ５６が開かれると、貯留部４２Ｂから排水タンク５７に電解水が排水されるとともに、給水タンク４１のフロートバルブが作動し、新しい水が貯留部４２Ｂに供給される。
【００２７】
図５中に破線で示すように、流量調整弁７５、濃度センサ７６、電解槽４６、循環ポンプ４４及び排水バルブ５６は、それぞれ制御部６０に接続され、制御部６０の制御に従って動作する。
濃度センサ７６は、電解水の濃度を検出して制御部６０に情報を送り、制御部６０は電解水の濃度に応じて流量調整弁７５の開度を制御する。また、制御部６０は、電解槽４６の電解の通電量を制御し、生成する次亜塩素酸の量、すなわち、電解水の濃度を調整することができる。ここで、制御部６０は、流量調整弁７５を制御し、電解水の流量を調整するため、循環ポンプ４４としては、回転数が可変ではない安価なものを用いることができる。この場合、循環ポンプ４４は一定の出力で貯留部４２Ｂの電解水を吐出する。また、ユーザ等により、排水の指示が下された場合、制御部６０は排水バルブ５６を作動させて、電解水を排水することができる。
【００２８】
本実施の形態の空気除菌装置１は、濃度センサ７６により検出した電解水の濃度に基づいて流量調整弁７５の開度を制御する通常運転モードと、濃度センサ７６により検出した電解水の濃度に関係なく流量調整弁７５の開度を連続的または断続的に変化させる洗浄モードとを備えている。
【００２９】
通常運転モードは、空気除菌運転を行うモードであり、電解水を生成し、空気を気液接触部材５３に通過させて空気の除菌を行う動作モードである。制御部６０は、通常運転モードでは、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を濃度センサ７６により検出し、その濃度に応じて流量調整弁７５の開度を調整し、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を制御する。
【００３０】
通常運転モードでは、濃度センサ７６により、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度が所定の濃度より高く検出された場合、制御部６０は、流量調整弁７５の開度を小さくして、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を減少させる。
また、通常運転モードでは、濃度センサ７６により、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度が所定の濃度を大きく超えて検出された場合、制御部６０は、流量調整弁７５の開度をさらに小さくして、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を減少させる。
このように、次亜塩素酸の濃度が高い場合、流量調整弁７５の開度を小さく調整することで、高濃度の次亜塩素酸が気液接触部材５３に供給される量を小さくできるため、気液接触部材５３に生じるスケールを低減することができる。次亜塩素酸は、除菌運転や経時変化に伴い分解されて次第に濃度が低下するが、高濃度の次亜塩素酸が生成され、気液接触部材５３に供給される次亜塩素酸の量を速やかに低下させる必要がある場合は、上記のように電解水の流量を減少させることが望ましい。
また、次亜塩素酸の濃度は、排水バルブ５６を開いて電解水を排水し、給水タンク４１から新しい水道水を供給するようにしても低下させることができる。この場合、電解水を交換する際に電解水の原料となる水が、給水タンク４１に貯留された量に限定されているため、交換の回数は限られているが、流量調整弁７５の開度の調整により気液接触部材５３に供給される電解水の量を調整すれば、水を節約しつつ効果的にスケールの発生を抑制できる。
【００３１】
さらに、通常運転モードでは、濃度センサ７６により、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度が所定の濃度より低く検出された場合、制御部６０は、流量調整弁７５の開度をそのまま保ち、除菌運転を継続する。また、次亜塩素酸の濃度が所定の濃度を大きく下回った場合、制御部６０は、流量調整弁７５の開度を大きくして、気液接触部材５３への電解水の供給量を増加させて除菌能力の向上を図っても良い。
【００３２】
また、本実施の形態では、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を流量調整弁７５により制御できるため、電解水の流量を調整する目的でコストが高い回転数可変の循環ポンプを使用することなく、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を調整できる。
さらに、循環ポンプ４４が電解水を吐出する配水管７１が、気液接触部材５３と電解槽４６とに電解水を供給するように分岐しており、気液接触部材５３の側に配設された流量調整弁７５が、電解槽４６の側とは独立して気液接触部材５３に供給される電解水の流量のみを調整できる。また、電解槽４６に供給される電解水の流量は、流量調整弁７５の開度を小さくしても減少しないため、電解水を安定して生成することができ、また、電解槽４６の内部に電解水が滞ってスケール等が付着することを防止できる。
【００３３】
また、制御部６０により電解槽４６への通電量を制御することで、次亜塩素酸の生成量を調整できる。例えば、濃度センサ７６により高濃度の次亜塩素酸が検出され、気液接触部材５３への電解水の供給量が流量調整弁７５により減らされた場合、電解槽４６が電解を継続すると、次亜塩素酸の分解量が減少する一方で次亜塩素酸の生成が継続されるため、次亜塩素酸の濃度がさらに増加する可能性がある。この場合、制御部６０により電解槽４６への通電量を減少させることで、次亜塩素酸の生成量を減らし、次亜塩素酸の濃度の増加を防止できる。一方、次亜塩素酸の濃度が低い場合、電解槽４６への通電量を増加させることで次亜塩素酸の濃度を増加させることもできる。
【００３４】
一方、洗浄モードは、電解水の循環経路の配管等にスケールが付着することを低減するとともに、付着したスケールを除去、あるいは、スケールの排出を促進するための動作モードである。制御部６０は、洗浄モードでは、濃度センサ７６により検出した電解水の濃度に関係なく流量調整弁７５の開度を連続的または断続的に変化させる制御を行う。
洗浄モードが実行されると、制御部６０が、流量調整弁７５の開度を連続的または断続的に変化させるため、配水管７１の内部では、電解水の流量が連続的または断続的に変化する。これにより、配水管７１の内部に付着したスケールには、電解水の流量の変化によって振動や衝撃の力が働き、配水管７１からスケール等を脱落し易くする効果が期待できる。
洗浄モードは、ユーザ等の指示によって実行されるが、定期的に自動で実行されるようにしても良い。
【００３５】
図６は、電解槽４６の構成を詳細に示す図である。
この図６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。
【００３６】
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から貯留部４２Ｂに水道水が供給され、貯留部４２Ｂの水位が所定のレベルに達する。貯留部４２Ｂ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６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。
【００３７】
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。
【００３８】
詳述すると、上記電極４７、４８の一方をアノード電極とし、他方をカソード電極として、外部電源から電極４７、４８間に通電すると、カソード電極では、水中の水素イオン（Ｈ+）と水酸化物イオン（ＯＨ-）とが下記式に示すように反応する。
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
【００３９】
一方、アノード電極では、下記式に示すように水が電気分解される。
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
とともに、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-）が下記式に示すように反応し、塩素（Ｃｌ2）が発生する。
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-
さらに、この塩素は下記式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
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、循環ポンプ４４から吐出された電解水を気液接触部材５３に供給する配水管７１に流量調整弁７５を配設するとともに、貯留部４２Ｂに設けられた濃度センサ７６が検出した濃度に基づいて流量調整弁７５の開度を制御するため、電解水中の次亜塩素酸の濃度に応じて気液接触部材５３に供給される電解水の流量を調整できる。例えば、電解水の濃度が所定の濃度より高くなった場合、流量調整弁７５の開度が小さく調整されるため、高濃度の電解水が気液接触部材５３に供給される量を抑えてスケールの発生を抑制できる。さらに、気液接触部材５３に供給される電解水の流量を流量調整弁７５により制御できるため、電解水の流量を調整するために特別な循環ポンプを用いる必要がない。
また、循環ポンプ４４が電解水を吐出する配水管７１は、気液接触部材５３と電解槽４６とに分岐して電解水を供給するよう構成され、電解槽４６は、生成した電解水を水受皿４２に排出するため、気液接触部材５３の側に配設された流量調整弁７５が、電解槽４６の側とは独立して気液接触部材５３に供給される電解水の流量のみを調整できる。一方、電解槽４６に供給される電解水の流量は、流量調整弁７５の開度を小さくしても減少しないため、電解水を安定して生成することができ、また、電解槽４６の内部に電解水が滞ってスケール等が付着することを防止できる。
【００４４】
また、濃度センサ７６が検出した濃度に基づいて、流量調整弁７５の開度を制御するとともに、電解槽４６における電気分解を制御するため、次亜塩素酸の生成量の調整により電解水の濃度の上昇を抑えることができ、より効果的にスケール等の発生を抑制できる。
また、水受け部４２Ａに流入した電解水及び電解槽４６により生成された電解水は、フィルタ７４を介して貯留部４２Ｂに還流されるため、貯留部４２Ｂの電解水が清浄に保たれ、フィルタ７４の下流側である貯留部４２Ｂに配設された濃度センサ７６に汚れが付着しずらく、安定して濃度を測定できる。
さらに、通常運転モードの他に、濃度センサ７６により検出した電解水の濃度に関係なく流量調整弁７５の開度を連続的または断続的に変化させる洗浄モードを備え、洗浄モードの実行により、電解水が流れる配水管７１等の内部に付着したスケール等に対し、電解水の流量の変化によって物理的な影響が与えられ、配水管７１からスケール等を脱落し易くする効果が期待できる。
【００４５】
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、下記式に示す反応が起こり、オゾンが生成される。
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
３Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋６Ｈ+＋６ｅ-
２Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋４Ｈ+＋４ｅ-
また、カソード電極では、下記式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-）
Ｏ2-＋ｅ-＋２Ｈ+→Ｈ2Ｏ2
【００４６】
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、上記実施の形態においては、流量調整弁７５は、検出された濃度に応じて段階的に開度を調整されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、検出された濃度に基づき無段階に連続して開度を調整する構成としても良い。
さらに、電解槽４６は、配水管７１から分岐して接続されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、循環ポンプ４４と流量調整弁７５とを結ぶ配水管７１の流路に電解槽４６を配置する構成としても、流量調整弁７５により気液接触部材５３に供給される電解水の流量を制御できる。その他、細部構成についても任意に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本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右側断面視図である。
【図４】電解水を生成し循環させる要部の構成を示す斜視図である。
【図５】電解水の循環経路を示す概略図である。
【図６】電解槽の構成を詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  空気除菌装置
１３  吹出口
１５  吸込口
３１  送風ファン
３９  電装ボックス
４１  給水タンク
４２  水受皿
４２Ａ  水受け部
４２Ｂ  貯留部
４４  循環ポンプ
４６  電解槽
５３  気液接触部材
５７  排水タンク
６０  制御部
７１  配水管
７２  分岐管
７３  返送管
７４  フィルタ
７５  流量調整弁
７６  濃度センサ
【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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