JP2006187702A - アルカリイオン整水器 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、通水開始直後あるいは通水中に電気分解強度を切り替えた時に捨て水なしに一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができるアルカリイオン整水器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽7と、電気分解するための通電制御を行なうコントローラー15と、通水量を検知する流量検知手段5と、少なくとも所望のpH値を設定するための操作表示部16を備えたアルカリイオン整水器であって、流量検知手段5によって通水開始が検知されると、コントローラー15の電解調節手段17が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して電解電圧に漸近させることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、水道水等の原水を電気分解して、飲用、医療用として利用するアルカリイオン水及び化粧水、殺菌洗浄水等として利用する酸性イオン水を製造するためのアルカリイオン整水器に関するものである。
近年、連続電解方式のイオン生成器としてアルカリイオン整水器が普及している。このアルカリイオン整水器は電解槽内で水道水等を電気分解して、陽極側に酸性イオン水を生成し、陰極側にアルカリイオン水を生成するものである(例えば特許文献1参照)。
以下、従来の連続電解方式のアルカリイオン整水器について説明する。図5は従来のアルカリイオン整水器の概略構造図である。図5において、1は水道水等の原水管、2は水栓、3は水栓2を介して原水管1と接続されたアルカリイオン整水器本体、4は内部に原水中の残留塩素、トリハロメタン、カビ臭等を吸着する活性炭及び一般細菌や不純物を精度よく取り除く中空糸膜等を備えた浄水部、5は通水を確認し、コントローラーに制御指示する流量検知手段、6はグリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等のカルシウムイオンを原水中に付与し原水導伝率を高めるカルシウム供給部、7は流量検知手段5を経由してきた水を電気分解してアルカリイオン水、酸性イオン水を生成する電解槽、8は電解槽7を2分し、電極室を形成する隔膜、9,10は隔膜8で2分されて形成された各電極室に配置された電極板、11は電極板10側の水(電極板10が陽極の場合は酸性イオン水)を排出する排水管、12は電極板9側の水(電極板9が陰極の場合はアルカリイオン水)を吐出する吐水管、13は電源投入用プラグ、14は電源投入用プラグ13からの交流電源を直流電源に変換する電源部、15はアルカリイオン整水器3の動作を制御するコントローラー、16は利用者がイオン水の水質やpH値、各種機能の選択設定を行なう操作表示部でありコントローラー15に接続されている。
次に、以上のように構成された従来のアルカリイオン整水器3について、以下そのアルカリイオン水を生成する際の動作を説明する。利用者はアルカリイオン水生成モード、酸性イオン水生成モードまたは浄水モード等所望の水質モードおよびpH値を操作表示部16の所定のボタンを押下することにより選択し、水栓2を開いて通水を行なう。水栓2から導入された原水は、浄水部4で原水中の残留塩素やトリハロメタン、カビ臭、一般細菌等の不純物が取り除かれ、流量検知手段5を経てカルシウム供給部6にてグリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等が溶解されて電気分解容易な水に処理された後、電解槽7に導入される。一方、電源投入用プラグ13からはAC100Vが供給され、電源部14内のトランス及び制御用直流電源で電気分解に必要な直流電圧電流を発生させ、コントローラー15を介して電解槽7の電極板9,10に電気分解に必要な電力が給電される。このとき相対的にプラス電圧を印加する電極板を陽極、マイナス電圧を印加する電極板を陰極とすると、電解槽7内に隔膜8で仕切られた陽極室と陰極室とが形成される。尚、アルカリイオン水生成モード時においては電極板10が陽極となり、電極板9が陰極となる。また酸性イオン水生成モード時においては電極板9が陽極となり、電極板10が陰極となる。
さて、通水後コントローラー15は流量検知手段5からの出力信号を読み取り、単位時間当たりにアルカリイオン整水器本体に流れる流量レベルが一定量を越えるとこの状態を通水中と判断する。この時、すでに選択されている水質モードおよびpH値に応じた電気分解条件のもとコントローラー15は電解槽7に対して所定の電力を供給する。これにより、アルカリイオン水生成モード時においては電極板9が陰極かつ電極板10が陽極となり吐水管12よりアルカリイオ水ンが吐出されると共に排水管11より排水を排出する。酸性イオン水生成モード時においては電極板9が陽極かつ電極板10が陰極となり吐水管12より酸性イオン水が吐出されると共に排水管11より排水を排出する。また、浄水モード時においては電極板9,10には電力が供給されず吐水管12より浄水が吐出されると共に排水管11より排水を排出する。その後、単位時間当たりにアルカリイオン整水器本体に流れる流量レベルが一定量を下回るとこの状態を止水と判断し、電解槽7への電力の供給を終了する。
特許第3319938号公報
アルカリイオン整水器においては、通水後に吐水管12から吐出されるアルカリイオン水または酸性イオン水のpH値が所望の値になっていることが要求される。アルカリイオン整水器のユーザーは、電気分解中に吐水管12の端部でアルカリイオン水または酸性イオン水を待ち受け、採水することが多いからである。しかし、通水開始後に流量検知手段5が通水を検知することにより、電極板9,10に電力が供給され、安定したpHになるまでには所定の時間を要し、この間に電気分解されていない水が吐出され、捨て水をしないで容器等で採水したときには、アルカリイオン水または酸性イオン水のpH値が所望の値に達することがなかった。図6は従来のアルカリイオン整水器の通水開始からの一定量採水毎の水のpH値変化図、図7は従来のアルカリイオン整水器の通水中に電解強度を切り替えた場合の切替からの一定量採水毎の水のpH値変化図、図8は従来のアルカリイオン整水器の通水中に電解強度を切り替えた場合の切替からの一定量採水毎の水のpH値変化図である。図6〜図8は通水初期時または通水切り替え時においてpH値がなかなか所望の値に達していないことを示している。
そこで本発明は、通水開始直後あるいは通水中に電気分解強度を切り替えた時に捨て水なしに一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができるアルカリイオン整水器を提供することを目的とする。
この課題を解決するために本発明は、供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、流量検知手段によって通水開始が検知されると、制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して電解電圧に漸近させることを主要な特徴とする。
本発明によれば、通水開始直後あるいは通水中に電気分解強度を切り替えた時に、捨て水をしなくても一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができ、吐水pH値が安定したアルカリイオン整水器が得られる。
上記課題を解決するために本発明の第1の発明は、供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、流量検知手段によって通水開始が検知されると、制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して電解電圧に漸近させるアルカリイオン整水器あり、通水開始直後の電気分解されていない水を過渡的に所望のpH値以上のpH値となるような電気分解を行なうことにより、一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができる。
本発明の第2の発明は、供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、通水中に弱い電解強度から強い電解強度への切り替えが検知されると、制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して電解電圧に漸近させるアルカリイオン整水器としたものであり、通水中に弱い電解強度から強い電解強度に切り替える時、過渡的に所望のpH値以上のpH値となるような電気分解を行なうことにより、一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができる。
本発明の第3の発明は、供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、通水中に強い電解強度から弱い電解強度への切り替えが検知されると、制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも低い電圧を印加して電解電圧に漸近させるアルカリイオン整水器としたものであり、通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替える時、過渡的に所望のpH値以下のpH値となるような電気分解を行なうことにより、一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができる。
本発明の第4の発明は、第3の発明に従属する発明であって、電解電圧よりも低い電圧を印加するのに代えて、電気分解を中断するアルカリイオン整水器であり、通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替える時、過渡的に電気分解を中断することにより、簡単に一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができる。
以下、本発明の実施例について、図1〜図4を用いて説明する。
(実施例1)
図1は本発明の実施例1におけるアルカリイオン整水器の概略構造図、図2は本発明の実施例1におけるアルカリイオン整水器の通水初期時における一定量採水毎の水のpH値変化図である。図1において、従来例の説明で用いた符号と同一符号のものは実施例1においても基本的に同一であるため、重複は避け、詳細な説明は従来例のところに譲って省略する。
図1に示すように、1は水道水等の原水管、2は水栓、3はアルカリイオン整水器本体、4は浄水部、5は流量検知手段、6はカルシウム供給部、7は電解槽、8は隔膜、9,10は電極板、11は排水管、12は吐水管、13は電源投入用プラグ、14は電源部、15はコントローラー(本発明の制御部)、16は操作表示部(本発明の設定入力部)である。このコントローラー15はハードウェアとしてマクロプロセッサー、ソフトウェアとして通電制御とその他のシステム制御を行なうためのプログラムからなり、各機能ごとにそれを実行するためのプログラムが記憶部(図示しない)から読み出されてマイクロプロセッサーで実行され、機能実現手段として構成される。
そして、17は電解調節手段であって、コントローラー15で構成されるこのような機能実現手段の1つであり、流量検知手段5で検出した通止水状態及び操作表示部16で設定された水質設定状態(少なくともpH値)に基づいて、電極板9,10に対してコントローラー15が印加する直流電圧を調節するものである。
実施例1においては、通水開始時に流量検知手段5からの出力信号が検出されると、通電解調節手段17は設定されたpH値と対応する電解電圧よりも高い電圧を電極板9,10に所定時間印加し、続く印加時間はこれより少し電圧を下げて印加し、さらにこれを繰り返し、3度目、4度目・・の印加時間に降下させた電圧を印加することにより電解電圧に漸近させ、最終的に設定pH値の電解電圧を印加するように調節するものである。なお、この漸近は、1度だけ高い電圧を印加して直ちに電解電圧を印加するような場合も含むものである。
そこでこの処理についてさらに説明すると、実施例1の電解調節手段17は、操作表示部16から入力された所望のpH値と原水のpH値、及び通水量とに基づいて、予め決定されて記憶部(図示しない)に格納されている印加漸近回数と印加時間、印加電圧を読み出して本来の電気分解に対して調節を行なう。所望のpH値が原水のpHから大きくなるに従って印加漸近回数を増すのがよい。なお、電解調節手段17がこのような調節を行なわない場合には、通水開始時に電極板9,10から水に加えられる単位時間当たりのエネルギー量は、電解槽7内に溜まっている原水の量に対して少な過ぎ、生成されたイオンはこの水量で希釈され、吐出される水のpH値は低くなってしまう。
しかし、本実施例1においては、当初単位時間当たりに加えるエネルギー量をその後の安定電解時に必要なエネルギー量の1.1倍〜5倍程度とし、その後徐々に低下させる。そしてこれを実現するため、過渡的に印加電圧を上昇させ、徐々に安定時に必要な電解電圧まで低下させる。ただ、過度に電圧を上昇させ過ぎると逆にpHが上昇しすぎる場合があるので電圧の上昇は1.1倍〜2倍の程度が好適である。そしてこのような印加を1sec〜3secの印加時間で繰り返せばよい。なお、このような調節で過渡的に供給する全エネルギー量は、電解槽7内の原水を設定pH値にするためのエネルギー量に相当するものである。そして、実施例1は電圧の制御を直流電圧電流のパルス幅制御で行なっているため、パルス幅のデューティ比をステップ状に変化させることで上述の処理は簡単に行われる。なお、印加電圧と印加漸近回数は上記のものに限られるものではない。
以上のように構成された実施例1のアルカリイオン整水器について、以下そのアルカリイオン水を生成する際の動作について説明する。利用者は、水質設定のためまず操作表示部16の所定のボタンを押下して、アルカリイオン水生成モード、酸性イオン水生成モードまたは浄水モード等所望の水質モード及びpH値を選択し、水栓2を開いてアルカリイオン整水器内に通水する。
水栓2から導入された原水は、浄水部4で原水中の残留塩素やトリハロメタン、カビ臭、一般細菌等の不純物が取り除かれ、流量検知手段5を経てカルシウム供給部6にてグリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等が溶解されて電気分解容易な水に処理された後、電解槽7に導入される。一方、電源投入用プラグ13からはAC100Vが供給され、電源部14内のトランス及び制御用直流電源で電気分解に必要な直流電圧電流を発生させ、コントローラー15を介して電解槽7の電極板9,10に電気分解に必要な電力が給電される。このとき相対的にプラス電圧を印加する電極板を陽極、マイナス電圧を印加する電極板を陰極とすると、電解槽7内に隔膜8で仕切られた陽極室と陰極室とが形成される。なお、アルカリイオン水生成モード時においては電極板10が陽極となり、電極板9が陰極となる。また酸性イオン水生成モード時においては電極板9が陽極となり、電極板10が陰極となる。これらは従来のアルカリイオン整水器と同様である。
さて、実施例1のアルカリイオン整水器においては、通水後、アルカリイオン整水器本体3に流れる流量レベルが一定量を越えると、電解調節手段17が、操作表示部16から設定された水質モード及びpH値と対応付けられた印加電圧と印加漸近回数、印加時間を読み出して、通水初期時の電気分解の調節を行なって電気分解する。すなわち、電極板9,10に設定pH値の電解電圧よりも高い電圧を所定時間印加させ、続いて少し電圧を下げて印加を行ない、これを繰り返して設定された電解電圧に漸近させ、最終的に所望のpHと対応した電解電圧を印加する。これにより実施例1においては、吐出側で一定量採水した水のpH値が所望のpH値と異なることを防止することができる。
これを従来のアルカリイオン整水器と実施例1のアルカリイオン整水器で比較すると、従来のアルカリイオン水を生成する場合は図6(a)から分るように通水初期時にpH値が所望の値と大きくずれた値を示しており、所望の値に達するまでにかなりの時間を要していることが分る。所望のpH値の水を得るためには従来はかなりの捨て水が必要であった。これに対し、実施例1においては図2(a)に示すように、通水初期時においてpH値が所望値に達しているか(1回の印加で所望値となる場合)、もしくは短時間のうちに達することできる。従ってこの場合捨て水は不要となる。なお、図2(a)は本発明の実施例1におけるアルカリイオン整水器の通水初期時における通水開始から一定量採水毎の水のpH値変化をグラフにしたものである。
このように実施例1のアルカリイオン整水器は、通水開始時に流量検知手段5からの出力信号を検出したら、電解調節手段17によって所望の電解電圧よりも高い印加電圧を印加し、その後この電解電圧を印加するため、通水開始直後においても、一定量採水した水のpH値を所望の値、もしくはその近傍値にして短時間で所望のpH値にすることができる。
(実施例2)
実施例2は、通水中に弱い電解強度から強い電解強度に切り替える場合の切り替え直後のpH値変動を抑えるアルカリイオン整水器に関するものである。図3は本発明の実施例2におけるアルカリイオン整水器の通水中に弱い電解強度から強い電解強度に切り替えた場合の一定量採水毎の水のpH値変化図である。
実施例2のアルカリイオン整水器の構成は、実施例1のアルカリイオン整水器の構成と基本的に同一である。実施例2においては、コントローラー15が通水中に操作表示部16から電気分解強度切り替えの入力があったことを検出すると、電解調節手段17が印加中の弱い電解強度に対応した電解電圧より高い電圧を所定時間印加させ、続く印加時間は少し電圧を下げて印加させ、さらにこれを繰り返すことにより、これにより電解電圧に漸近させ、最終的に設定された所望の電解電圧を印加するようにするものである。なお、この漸近は、1度だけ高い電圧を印加して直ちに電解電圧を印加する場合も含むものである。
実施例2の電解調節手段17は、通水中に、その通水量と、操作表示部16から入力された所望のpH値と現在設定されているpH値とに基づいて、予め決定されて記憶部に格納されている印加漸近回数と印加時間、印加電圧を読み出して電気分解の調節を行なう。両者のpH値の差が大きい場合印加漸近回数を増すのがよい。このような調節で過渡的に供給される全エネルギー量は、通水中の電解槽7内の原水を新たに設定されたpH値に変えるためのエネルギー量に相当するものである。実施例2の場合も、電圧の制御を直流電圧電流のパルス幅制御で行なうときには、パルス幅のデューティ比を変化させることで簡単に実行できる。
実施例2によれば、図3に示すように電気分解強度切り替え時に短時間で所望のpH値に達することが分る。これに対し、従来のアルカリイオン整水器は図7から分るように切り替え時にpH値が所望の値と大きくずれた値を示しており、所望の値に達するまでにかなりの時間を要している。所望のpH値の水を得るためには従来かなりの捨て水が必要であったが、実施例2の場合不要となる。なお、図7は従来のアルカリイオン整水器の通水中に弱い電解強度から強い電解強度に切り替えた場合の電気分解強度切り替え時における一定量採水毎の水のpH値変化をグラフにしたものである。
このように実施例2によれば通水中の電気分解強度切り替え時において、弱い電解強度から強い電解強度に切り替えた場合に、電解調節手段が所望の電解電圧よりも高い電圧を印加させ、その後最終的に所望の電解電圧を印加させるため、通水中の電気分解強度切り替え時においても、一定量採水した水のpH値を所望の値にするか、もしくは短時間で所望の値にすることができる。
(実施例3)
実施例3は、通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替える場合の切り替え直後のpH値変動を抑えるアルカリイオン整水器に関するものである。図4は本発明の実施例3におけるアルカリイオン整水器の通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替えた場合の一定量採水毎の水のpH値変化図にしたものである。
実施例3のアルカリイオン整水器の構成は、実施例1のアルカリイオン整水器の構成と基本的に同一である。実施例3においては、コントローラー15が通水中に電気分解強度切り替えの入力があったことを検出すると、電解調節手段17が印加中の強い電解強度に対応した電解電圧より低い電圧を所定時間印加させ、続く印加時間は少し電圧を上げて印加し、さらにこれを繰り返すことにより、少しずつ上げた電圧を印加して電解電圧に漸近させ、最終的に設定された所望の電解電圧を印加するようにするものである。なお、この漸近は、1度だけ高い電圧を印加して直ちに電解電圧を印加する場合も含むものである。また、印加電圧を下げるのに代えて、電気分解を中断して通水を続けるのでも同様である。
実施例3の電解調節手段17は、通水中に、その通水量と、操作表示部16から入力された所望のpH値と現在設定されているpH値とに基づいて、記憶部に格納されている予め決定された印加漸近回数と印加時間、印加電圧を読み出して電気分解の調節を行なう。両者のpH値の差が大きい場合印加漸近回数を増すのがよい。このような調節で過渡的に減少される全エネルギー量は、通水中の電解槽7内の原水を新たに設定されたpH値にするためのエネルギー量に相当するものである。実施例3の場合も、電圧の制御を直流電圧電流のパルス幅制御で行なうときには、パルス幅のデューティ比を変化させることで簡単に実行できる。
実施例3によれば、図4に示すように電気分解強度切り替え時に短時間でpH値が所望の値に達していることが分る。これに対し、従来のアルカリイオン整水器は図8から分るように切り替え時にpH値が所望の値と大きくずれた値を示しており、所望の値に達するまでにかなりの時間を要していることが分る。所望のpH値の水を得るためには従来かなりの捨て水が必要であったが、実施例3の場合不要となる。なお、図8は従来のアルカリイオン整水器の通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替えた場合の電気分解強度切り替え時における一定量採水毎の水のpH値変化をグラフにしたものである。
このように実施例3によれば通水中の電気分解強度切り替え時において、強い電解強度から弱い電解強度に切り替えた場合に、所定の電解電圧よりも低い電圧を印加し、その後最終的に所望の電解電圧を印加するため、通水中の電気分解強度切り替え時においても、一定量採水した水のpH値を所望の値にするか、もしくは短時間で所望の値にすることができる。
本発明は、通水開始直後あるいは通水中に電気分解強度を切り替えた時に、一定量採水した水のpH値を所望の値にすることができるアルカリイオン整水器として利用である。
本発明の実施例1におけるアルカリイオン整水器の概略構造図 本発明の実施例1におけるアルカリイオン整水器の通水初期時における一定量採水毎の水のpH値変化図 本発明の実施例2におけるアルカリイオン整水器の通水中に弱い電解強度から強い電解強度に切り替えた場合の一定量採水毎の水のpH値変化図 本発明の実施例3におけるアルカリイオン整水器の通水中に強い電解強度から弱い電解強度に切り替えた場合の一定量採水毎の水のpH値変化図 従来のアルカリイオン整水器の概略構造図 従来のアルカリイオン整水器の通水開始からの一定量採水毎の水のpH値変化図 従来のアルカリイオン整水器の通水中に電解強度を切り替えた場合の切替からの一定量採水毎の水のpH値変化図 従来のアルカリイオン整水器の通水中に電解強度を切り替えた場合の切替からの一定量採水毎の水のpH値変化図
符号の説明
1 原水管
2 水栓
3 アルカリイオン整水器本体
4 浄水部
5 流量検知手段
6 カルシウム供給部
7 電解槽
8 隔膜
9、10 電極板
11 排水管
12 吐水管
13 電源投入用プラグ
14 電源部
15 コントローラー
16 操作表示部
17 電解調節手段

Claims (4)

  1. 供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、前記流量検知手段によって通水開始が検知されると、前記制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して前記電解電圧に漸近させることを特徴とするアルカリイオン整水器。
  2. 供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、通水中に弱い電解強度から強い電解強度への切り替えが検知されると、前記制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも高い電圧を印加して前記電解電圧に漸近させることを特徴とするアルカリイオン整水器。
  3. 供給された原水を電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電気分解するための通電制御を行なう制御部と、通水量を検知する流量検知手段と、少なくとも所望のpH値を設定するための設定入力部を備えたアルカリイオン整水器であって、通水中に強い電解強度から弱い電解強度への切り替えが検知されると、前記制御部に設けられた電解調節手段が過渡的に所望の電解電圧よりも低い電圧を印加して前記電解電圧に漸近させることを特徴とするアルカリイオン整水器。
  4. 前記電解電圧よりも低い電圧を印加するのに代えて、電気分解を中断することを特徴とする請求項3記載のアルカリイオン整水器。
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JP2019030396A (ja) * 2017-08-07 2019-02-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解水散布装置

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