JP2008183186A - 空気除菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解水を循環させて利用する場合に、簡単な構成によって、循環する電解水に新たな水を補給できる空気除菌装置を提供すること。
【解決手段】筐体１１内を支持板２１で上下に区分けし、上側の室２２に、水を電気分解して電解水を生成する電解槽４６と、電解水が供給される気液接触部材５３と、この気液接触部材５３から流下する電解水を受ける水受け皿４２と、この水受け皿４２に貯留された水を汲み上げて電解槽４６に供給する循環ポンプ４４とを備え、下側の室２３に筐体１１内に吸い込んだ室内空気を気液接触部材５３に送る送風ファン３１と、水受け皿４２に貯留された水を外部に排水可能とする排水部５７とを備え、水受け皿４２の上部に、給水配管２７に接続されて当該給水配管２７を通じた水を当該水受け皿４２に供給可能に構成された給水部６０を配置した。
【選択図】図３

Description

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。

従来、電極に電圧を印加する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、水を電気分解して電解水を生成する電解ユニットと、この電解水が供給される加湿エレメントとを備え、この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。
特開２００２−１８１３５８号公報

ところで、この種の除菌装置では、水の使用量を低減するため、加湿エレメントに供給された電解水を循環して利用することが望ましい。ここで、循環される電解水が蒸発等によって消費された場合には、その分新たな水を補給する必要がある。
しかしながら、従来のものでは、新たな水を補給する給水配管が電解ユニットに接続されているため、この構成のまま電解水を循環させようとすると、配管構成が煩雑になるといった問題がある。
そこで、本発明の目的は、電解水を循環させて利用する場合に、簡単な構成によって、循環する電解水に新たな水を補給できる空気除菌装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、筐体内を支持板で上下に区分けし、上側の室に、水を電気分解して電解水を生成する電解槽と、前記電解水が供給される気液接触部材と、この気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け皿と、この水受け皿に貯留された水を汲み上げて前記電解槽に供給する循環ポンプとを備え、下側の室に前記筐体内に吸い込んだ室内空気を前記気液接触部材に送る送風ファンと、前記水受け皿に貯留された水を外部に排水可能とする排水部とを備え、前記水受け皿の上部に、給水配管に接続されて当該給水配管を通じた水を当該水受け皿に供給可能に構成された給水部を配置したことを特徴とする。
この構成によれば、給水部から水受け皿に新たな水を供給することにより、水受け皿上で、新たな水と気液接触部材から流下する電解水とが混合されるため、簡単な構成によって、循環する電解水に新たな水を補給することができる。また、この給水部は、電解水を循環させる経路とは別個に設けられるため、水受け皿に貯留された水量に応じて、給水を行えばよく、制御の簡素化を図ることができる。

この構成において、前記給水部は、前記水受け皿に貯留された水の水位に応じて開閉される給水弁と、この給水弁の上流側端部に接続された第１給水管と、前記給水弁の下流側端部に接続された第２給水管とを備え、この第２給水管の先端に形成された給水口は、前記水受け皿に貯留された水の水面から、当該水面に触れることない十分な距離を離して設けられている構成としても良い。さらに、前記給水弁は、前記下流側端部が前記上流側端部よりも上方に位置するように配置されている構成としても良い。

また、前記水受け皿は、前記気液接触部材の下方に配置されて前記電解水を受ける水受け部と、この水受け部よりも深底に形成され、前記電解水及び前記給水部から供給された水を貯留する貯留部とを備え、前記水受け部と前記貯留部との連接部に、当該水受け部から前記貯留部に流入する電解水に混入する固形物を捕集するフィルタ部材を設け、このフィルタ部材の上方に前記給水部の給水口を設けた構成としても良い。

本発明によれば、水受け皿の上部に、給水配管に接続されて当該給水配管を通じた水を当該水受け皿に供給可能に構成された給水部を配置したため、電解水を循環させて利用する場合に、簡単な構成によって、循環する電解水に新たな水を補給することができる。

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、本実施の形態に係る空気除菌装置１の斜視図であり、図２は、この空気除菌装置１の背面側斜視図である。この空気除菌装置１は、水を電気分解して所定の活性酸素種を含む電解水を生成し、空気除菌装置１内に吸い込んだ室内の空気をこの電解水を用いて除菌して、除菌後の清浄な空気を室内に送風する装置である。
空気除菌装置１は、図１に示すように、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オートルーバー２０が設けられている。このオートルーバー２０は、運転停止時に上記吹出口１３を閉塞するように構成されている。

筐体１１の上面には、吹出口１３の前面側に操作蓋１６が配置されており、この操作蓋１６を開くと、空気除菌装置１の各種操作を行う操作パネル（図示略）が露出する。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を取り外すと空気除菌装置１の内部構成が露出する。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。
また、図２に示すように、筐体１１の背面上部には空気除菌装置１に給水するための接続口１４が形成され、この接続口１４に外部の給水源（例えば上水道）に連なる給水配管２７が接続される。また、筐体１１の背面下部には、空気除菌装置１内の水を外部に排出するための排水配管２８が設けられている。

次に、図３及び図４を参照して空気除菌装置１の内部構成を説明する。
図３は、空気除菌装置１の内部の主要構成を示す斜視図であり、図４は側断面視図である。筐体１１には、図３及び図４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。
下側の室２３は、仕切板２４によって左右に区分けされ、一方の室２３Ａに送風ファン３１（図４）及びこの送風ファン３１を駆動するファンモータ（図示略）が収容されるとともに、他方の室２３Ｂに上記排水配管２８を有する排水部５７が収容されている。一方の室２３Ａの前面側には、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が配置されている。このプレフィルタ３４は、一方の室２３Ａの開口部に相当する大きさに形成され、この開口部に嵌めこまれて配置されている。下側カバー部材１９を外すと、プレフィルタ３４が露出し、このプレフィルタ３４を簡単に着脱することができる。
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粗塵フィルタ２５と、この粗塵フィルタ２５を通過する、例えば粒径１０（μｍ）以上の物（例えば花粉）を捕集する中性能フィルタ２６（図３）とを備えて構成される。このプレフィルタ３４によって、吸込グリル１２及び吸込口１５から吸い込まれた空気中に浮遊する花粉や塵埃などが除去される。

上側の室２２では、一方の室２３Ａの上方における支持板２１の上に電装ボックス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。また、これら電装ボックス３９と気液接触部材５３との間に、この気液接触部材５３から流下した電解水を受ける水受け皿４２が配置されている。電装ボックス３９には、空気除菌装置１を制御する制御部（図示略）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。

また、上側の室２２には、図４に示すように、気液接触部材５３によって区分けされた背面側空間１Ａと前面側空間１Ｂとが形成されている。背面側空間１Ａは、支持板２１に形成された開口２１Ａを介して送風ファンの送風口３１Ａに連通している。また、背面側空間１Ａの上方には、筐体１１の背面側から前面側に向かって下方に傾斜する導風板３２Ａ、３２Ｂが高さ方向の位置を違えて２枚設けられており、この２枚の導風板３２Ａ、３２Ｂはフレーム部材３２Ｃにより支持されている。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、この２枚の導風板３２Ａ、３２Ｂに当たり、図４中矢印で示すような経路を通って気液接触部材５３の背面に吹き付けられる。
気液接触部材５３は、この気液接触部材５３に吹き付けられた空気に電解水を接触させるための部材である。この気液接触部材５３において筐体１１内に吸い込まれた空気が所定の活性酸素種を含む電解水に接触することで、空気中に含まれるウィルス等が不活化されることなどにより、空気の除菌が行われる。

気液接触部材５３の前面側には、ハウジング３３が配置され、このハウジング３３と気液接触部材５３とで前面側空間１Ｂが形成される。このハウジング３３は、前面側空間１Ｂ内の空気を吹出口１３に導くとともに、気液接触部材５３から吹き出された水（いわゆる飛び水）を受ける機能を有する。具体的には、このハウジング３３の内側の底面３３Ａは気液接触部材５３に向けて下り勾配に形成されており、この底面３３Ａの先端部が水受け皿４２の上方に延在する。これにより、前面側空間１Ｂに吹き出された水は、上記底面３３Ａを通じて水受け皿４２に戻される。
ハウジング３３と吹出口１３との間には、この吹出口１３から筐体１１内部への異物の進入を防止するため吹出口フィルタ３６が配置されている。この吹出口フィルタ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。

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り、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、図示を省略するが、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、電解水の滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。
エレメント部には、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、エレメント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。

また、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。

水受け皿４２は、図３に示すように、気液接触部材５３の下方に位置する水受け部４２Ａと、上記他方の室２３Ｂの上方に延在する貯留部４２Ｂとを備え、一体に形成されている。この貯留部４２Ｂには水受け部４２Ａから流入した水が貯留される。また、この貯留部４２Ｂには、水受け部４２Ａよりも深底の深底部４２Ｂ１と、この深底部４２Ｂ１よりも浅底の浅底部４２Ｂ２とが形成されている。
深底部４２Ｂ１には水位を検出する第１フロートスイッチ４３Ａ及び第２フロートスイッチ４３Ｂが配設されている。第１フロートスイッチ４３Ａは、貯留部４２Ｂの水位が所定の下限水位を下回った場合に動作するスイッチであり、第２フロートスイッチ４３Ｂは、貯留部４２Ｂの水位が所定の上限水位を上回った場合に動作するスイッチである。

また、深底部４２Ｂ１には循環ポンプ４４が設けられている。この循環ポンプ４４は制御部の制御に従って動作し、この循環ポンプ４４の吐出口には、深底部４２Ｂ１（貯留部４２Ｂ）に貯留された水を汲み上げ、散水ボックス５１を介して気液接触部材５３に供給するための供給管７１が接続されている。この供給管７１には循環ポンプ４４と散水ボックス５１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４２Ｂに返送する返送管７３が接続されている。

また、貯留部４２Ｂの入口部分、すなわち、この貯留部４２Ｂと水受け部４２Ａとの連接部には、当該貯留部４２Ｂに流れ込む水に混入する固形物を捕集するためのフィルタ部材７４が配置されている。このフィルタ部材７４の上方には、返送管７３の出口７３Ａが設けられており、電解槽４６から水とともに排出された固形物（例えば、電極表面に形成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は、上方から視認可能な状態で貯留部４２Ｂの入口部分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、フィルタ部材７４を交換する場合には、このフィルタ部材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。

本実施形態では、循環ポンプ４４で汲み上げた水の一部が、散水ボックス５１を介して気液接触部材５３に供給され、残りの水が電解槽４６に供給される。この電解槽４６で生成された電解水はフィルタ部材７４を介して貯留部４２Ｂに供給され、この貯留部４２Ｂの深底部４２Ｂ１に貯留された電解水は循環ポンプ４４により再び気液接触部材５３および電解槽４６に分散供給される。このように、電解槽４６においては電解水を用いて繰り返し電気分解を行わせることにより、活性酸素種の濃度の高い電解水を生成することができるようになっている。また、気液接触部材５３から排出される電解水を循環利用することにより、水資源を有効活用することができる。

また、深底部４２Ｂ１の上方には、図３に示すように、上記給水配管２７からの水道水を水受け皿４２に供給する給水部６０が設けられている。この給水部６０は、筐体１１の背面に形成された接続口１４を介して給水配管２７に接続されている。給水部６０は、貯留部４２Ｂの水位に応じて開閉される給水弁６１と、一端が接続口１４に接続され、他端が給水弁６１の上流側端部６１Ａに接続された第１給水管６２と、給水弁６１の下流側端部６１Ｂに接続された第２給水管６３と、この第２給水管６３の先端において下向きに開口する給水口６４とを備えている。

給水弁６１は、上記第１フロートスイッチ４３Ａ、第２フロートスイッチ４３Ｂによって検出された水位に応じて、制御部の制御により開閉される電磁弁である。この給水弁６１は、上流側端部６１Ａが下方、下流側端部６１Ｂが上方に位置するように配置されている。すなわち、給水部６０に供給される水が給水弁６１内を下から上に流れるように配置されている。これによれば、給水弁６１が閉弁されている場合に、この給水弁６１の上流側端部６１Ａと第１給水管６２との接続部から水漏れが生じたとしても、漏れた水は給水弁６１にかかることがなく、これに伴う漏電等のトラブルの発生を防止できる。
また、第２給水管６３の給水口６４は、水受け皿４２に貯留された水の水面から、この水面に触れることない十分な距離（本実施形態では、水受け皿の上端面から３５ｍｍ）を離して配置されている。これによれば、給水部６０及び給水配管２７の内部が負圧となった場合であっても、水受け皿４２に貯留された水が、給水口６４を通じて給水部６０及び給水配管２７内に逆流することが防止される。
さらに、この給水口６４は、上記したフィルタ部材７４の上方に配置されている。これによれば、給水口６４を通じて供給された水は、フィルタ部材７４上に滴下されるため、この滴下音を低減することができ、給水時の静音化を図ることができる。

本実施形態では、給水配管２７からの水道水を直接電解槽４６に導入するのではなく、一度、水受け皿４２上に供給する給水部６０を備え、この水受け皿４２に貯留された水を循環ポンプ４４によって電解槽４６に導入する構成としている。これによれば、給水部６０から水受け皿４２に新たな水を供給することにより、水受け皿４２上で、新たな水と気液接触部材５３から流下する電解水とが混合されるため、簡単な構成によって、電解水に新たな水を補給することができる。また、この給水部６０は、電解水を循環させる経路とは別個に設けられるため、深底部４２Ｂ１に貯留された水量に応じて、給水を行えばよく、給水制御の簡素化を図ることができる。
さらに、給水部６０は深底部４２Ｂ１の上方に配置されているため、この給水部６０を取り外すと深底部４２Ｂ１の上方にスペースが形成される。これによれば、このスペースに、例えば給水タンクを配置することにより、給水タンクの給水口から水受け皿４２に新たな水を補給することができる。従って、深底部４２Ｂ１の上方に給水部６０を配置する場合と、給水タンクを配置する場合とで、空気除菌装置１における装置構成の大部分を共通化させることができる。これによれば、ユーザの嗜好や空気除菌装置の設置される環境に応じて、給水配管２７を接続して市水を直接導く水配管給水方式か、給水タンク方式かのいずれかを選択することができるため、ユーザにとっての機器選択の余地が広がる。

また、本実施形態では水受け皿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４２Ｂの下方における支持板２１上に、水受け皿４２に貯留された水を上記排水部５７に排出するための排水弁ユニット８１が配置されている。この排水弁ユニット８１は、貯留部４２Ｂの深底部４２Ｂ１の底部に連結された第１排水管８２と、この第１排水管８２に接続された排水弁８３と、この排水弁８３に接続された第２排水管８４とを備え、この第２排水管８４は上記排水部５７に接続されている。排水弁８３は、制御部の制御により開閉される。この制御部は、空気除菌装置１の空気除菌運転が所定時間に達する毎、或いは、空気除菌装置１の運転停止時間が所定時間に達する毎、若しくは、予め定められた時間毎に、排水弁８３を開いて、深底部４２Ｂ１に溜まった水を排水部５７を介して外部に排出する。
また、貯留部４２Ｂの浅底部４２Ｂ２の底部には、オーバーフロー管８５が接続され、このオーバーフロー管８５は、排水弁８３と排水部５７との間で上記第２排水管８４に接続されている。このため、深底部４２Ｂ１内の水位が上昇し、この水が浅底部４２Ｂ２に達したとしても、この水はオーバーフロー管８５、第２排水管８４及び排水部５７を通じて外部に排出される。
また、第２排水管８４には、この第２排水管８４よりも細径のエア抜き管８６が接続されている。このエア抜き管８６は、排水時に排水弁ユニット８１内の空気を外部に排出するためのものであり、このエア抜き管８６の先端が水受け皿４２よりも十分高い位置となるように配置されている。

排水部５７は、第２排水管８４に接続されたトラップ配管５８と、このトラップ配管５８に接続された排水配管２８とを備える。トラップ配管５８は、このトラップ配管５８内に水が溜まるようになっている。このため、トラップ配管５８内に溜まった水によって、排水配管２８と排水弁ユニット８１とが隔離されることにより、排水の臭いが空気除菌装置１内に漂うことが防止される。

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。
空気除菌装置１の運転操作がなされると、貯留部４２Ｂの水位が検出され、この水位が所定水位に達していない場合には、給水弁６１が開放して水受け皿４２に水道水が供給され、この水受け皿４２の貯留部４２Ｂの水位が所定水位に達する。
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５（Ｂ）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。

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。

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。

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。

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。

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。

ここで、電解槽４６内の電極４７、４８のうち任意の側に正電位を与えるための電極の切り替えは、電極の極性を反転させることで行うことができ、本実施形態では、制御部によって電極４７、４８に印加する電圧を変化（反転）させることにより、実行可能である。

また、電解水中の活性酸素種の濃度は、除菌するウィルス等を不活化させる濃度となるように調整される。活性酸素種の濃度の調整は、電極４７及び電極４８の間に印加する電圧を調整して、電極４７及び電極４８の間に流す電流値を調整することにより行われる。
例えば、電極４７に正の電位を与えて、電極４７及び電極４８の間に流れる電流値を、電流密度で２０ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ²（平方センチメートル）とすると、所定の有利残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。また、電極４７、４８間に印加する電圧を変更して、電流値を高くすることで、電解水中の次亜塩素酸の濃度を高い濃度に調整できる。

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、水受け皿４２の水受け部４２Ａに落ちる。この水受け部４２Ａに落ちた電解水はフィルタ部材７４を介して貯留部４２Ｂに流入する。そして、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、蒸発等により貯留部４２Ｂの水位が減少した場合には、給水弁６１が開放されて給水口より水道水が適量供給される。

本実施形態によれば、筐体１１内を支持板２１で上下に区分けし、上側の室２２に、水を電気分解して電解水を生成する電解槽４６と、電解水が供給される気液接触部材５３と、この気液接触部材５３から流下する電解水を受ける水受け皿４２と、この水受け皿４２に貯留された水を汲み上げて電解槽４６に供給する循環ポンプ４４とを備え、下側の室２３に筐体１１内に吸い込んだ室内空気を気液接触部材５３に送る送風ファン３１と、水受け皿４２に貯留された水を外部に排水可能とする排水部５７とを備え、水受け皿４２の上部に、給水配管２７に接続されて当該給水配管２７を通じた水を当該水受け皿４２に供給可能に構成された給水部６０を配置したため、各種構成物品を筐体１１内にまとまりよく配置することができ、スペースの有効活用を図り、ひいては、空気除菌装置１の小型化を図ることができる。また、本実施形態によれば、給水部６０から水受け皿４２に新たな水を供給することにより、水受け皿４２上で、新たな水と気液接触部材５３から流下する電解水とが混合されるため、電解水を循環させて利用する場合に、簡単な構成によって、循環する電解水に新たな水を補給することができる。また、この給水部６０は、電解水を循環させる経路とは別個に設けられるため、深底部４２Ｂ１に貯留された水量に応じて、給水を行えばよく、給水制御の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、給水部６０は、水受け皿４２に貯留された水の水位に応じて開閉される給水弁６１と、この給水弁６１の上流側端部６１Ａに接続された第１給水管６２と、給水弁６１の下流側端部６１Ｂに接続された第２給水管６３とを備え、この第２給水管６３の先端に形成された給水口６４は、水受け皿４２に貯留された水の水面から、当該水面に触れることない十分な距離を離して設けられているため、この給水部６０及び当該給水部６０に連なる給水配管２７の内部が負圧となった場合であっても、水受け皿４２に貯留された水が、給水口６４を通じて給水部６０及び給水配管２７内に逆流することが防止される。

また、本実施形態によれば、給水弁６１は、この給水弁６１の下流側端部６１Ｂが上流側端部６１Ａよりも上方に位置するように配置されているため、給水弁６１が閉弁されている場合に、この給水弁６１の上流側端部６１Ａと第１給水管６２との接続部から水漏れが生じたとしても、漏れた水は給水弁６１にかかることがなく、これに伴う漏電等のトラブルの発生を防止できる。

また、本実施形態によれば、水受け皿４２は、気液接触部材５３の下方に配置されて電解水を受ける水受け部４２Ａと、この水受け部４２Ａよりも深底に形成され、電解水及び給水部６０から供給された水を貯留する貯留部４２Ｂとを備え、水受け部４２Ａと貯留部４２Ｂとの連接部に、当該水受け部４２Ａから貯留部４２Ｂに流入する電解水に混入する固形物を捕集するフィルタ部材７４を設け、このフィルタ部材７４の上方に給水部６０の給水口６４を設けたため、この給水口６４を通じて供給された水は、フィルタ部材７４上に滴下されることにより、この滴下音を低減することができ、給水時の静音化を図ることができる。

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。

また、本実施形態では、給水配管２７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、水受け皿４２に貯留された水を排出するために、排水配管２８を有する排水部５７を備える構成としているが、これに限るものではなく、例えば、上記他方の室２３Ｂに、排出された水を受ける排水タンクを収容する構成としても良い。この構成によれば、排水配管を接続する排水設備が無い環境であっても、簡単に水受け皿４２から排出された水を溜めることができる。この場合、排水タンクは、他方の室２３Ｂの前面側に引き抜けるようにするのが望ましい。これによれば、空気除菌装置１の下側カバー部材１９を取り外すだけで、上記排水タンクが露出するため、この排水タンクを引き抜いて当該排水タンク内に溜まった水を棄てることができる。

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。 空気除菌装置の背面側斜視図である。 空気除菌装置の内部の主要構成を示す斜視図である。 空気除菌装置の内部の主要構成を示す側断面視図である。 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。

符号の説明

１ 空気除菌装置
１１ 筐体
２１ 支持板
２２ 上側の室
２３ 下側の室
２７ 給水配管
３１ 送風ファン
４２ 水受け皿
４２Ａ 水受け部
４２Ｂ 貯留部
４２Ｂ１ 深底部
４２Ｂ２ 浅底部
４４ 循環ポンプ
４６ 電解槽
４７ 電極
４８ 電極
５３ 気液接触部材
５７ 排水部
６０ 給水部
６１ 給水弁
６１Ａ 上流側端部
６１Ｂ 下流側端部
６２ 第１給水管
６３ 第２給水管
６４ 給水口
７４ フィルタ部材
８１ 排水弁ユニット

Claims (4)

1. 筐体内を支持板で上下に区分けし、
   上側の室に、水を電気分解して電解水を生成する電解槽と、前記電解水が供給される気液接触部材と、この気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け皿と、この水受け皿に貯留された水を汲み上げて前記電解槽に供給する循環ポンプとを備え、
   下側の室に前記筐体内に吸い込んだ室内空気を前記気液接触部材に送る送風ファンと、前記水受け皿に貯留された水を外部に排水可能とする排水部とを備え、
   前記水受け皿の上部に、給水配管に接続されて当該給水配管を通じた水を当該水受け皿に供給可能に構成された給水部を配置したことを特徴とする空気除菌装置。
2. 前記給水部は、前記水受け皿に貯留された水の水位に応じて開閉される給水弁と、この給水弁の上流側端部に接続された第１給水管と、前記給水弁の下流側端部に接続された第２給水管とを備え、この第２給水管の先端に形成された給水口は、前記水受け皿に貯留された水の水面から、当該水面に触れることない十分な距離を離して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
3. 前記給水弁は、前記下流側端部が前記上流側端部よりも上方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の空気除菌装置。
4. 前記水受け皿は、前記気液接触部材の下方に配置されて前記電解水を受ける水受け部と、この水受け部よりも深底に形成され、前記電解水及び前記給水部から供給された水を貯留する貯留部とを備え、前記水受け部と前記貯留部との連接部に、当該水受け部から前記貯留部に流入する電解水に混入する固形物を捕集するフィルタ部材を設け、このフィルタ部材の上方に前記給水部の給水口を設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の空気除菌装置。

Images