JP2010069440A - 電解水生成装置、及び、除菌システム - Google Patents

Abstract

【課題】電解水を生成する電解ユニットを備えた装置において、高い電解水生成能力を安定して発揮することを可能とし、かつ、優れたメンテナンス性を実現する。
【解決手段】電解水を生成する電解ユニット５２を貯水タンク５１に取り付けた構成とし、電解ユニット５２は、電極板７２、７３の基端部を収容する電極収容部７０Ａと、電極収容部７０Ａと貯水タンク５１とに連結される管状の連結部７０Ｂとで構成される本体ケース７０を有し、連結部７０Ｂの一端には貯水タンク５１の外壁に取り付けられるフランジ７７が設けられ、本体ケース７０の内部と貯水タンク５１の内部とは開口部５１Ａを介して連通され、連結部７０Ｂ内には、各々の電極板７２、７３を、隣接する電極板７２、７３との間の間隔が保持されるよう支持するスペーサ７４が配設されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、電解水を生成する電解水生成装置、及び、この電解水生成装置を備えた除菌システムに関する。

従来、水道水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。
特開２００２−１８１３５８号公報

ところで、電解水を使用する装置の多くは、特許文献１記載の装置のように電解水を生成する電解ユニットを備えている。電解ユニットにおける電解水の生成能力は上記装置の清浄化能力に大きく影響を与えるため、電解ユニットには、安定した性能を発揮すること、及び、メンテナンス性に優れることが求められる。特に、大量の空気を除菌する装置においては、多くの電解水を必要とするため、電解ユニットについても安定して高い能力を発揮することが要求される。
そこで、本発明は、電解水を生成する電解ユニットを備えた装置において、高い電解水生成能力を安定して発揮することを可能とし、かつ、優れたメンテナンス性を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の電極板に電圧を印加して電解水を生成する電解ユニットを水槽に取り付けて構成され、前記電解ユニットは、前記電極板の基端部と前記電極板に接続される電極とを収容する電極収容部と、この電極収容部と前記水槽とに連結される管状の連結部とによって構成される本体ケースを有し、前記連結部の一端には、前記水槽に形成された開口部に被さるように前記水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが設けられ、前記本体ケースの内部と前記水槽の内部とは前記開口部を介して連通され、前記連結部内には、各々の前記電極板を、隣接する前記電極板との間の間隔が保持されるよう支持する支持部材が配設されたことを特徴とする。
この構成によれば、複数の電極板に電圧を印加して電解水を生成する電解ユニットを水槽に取り付けて電解水生成装置を構成し、電解ユニットの本体ケースを構成する連結部には、水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが設けられ、この連結部を介して電極収容部が水槽に取り付けられるので、フランジを水槽の外壁から外すことで電解ユニットを水槽から取り外してメンテナンスを行うことができる。また、各々の電極板は連結部の内部に設けられた支持部材によって隣接する電極板との間の間隔が保持されるよう支持されるので、電極板間の間隔が好適な大きさに保たれる。これにより、電解水の生成能力に大きく影響する電極板の間隔を確実に保つことができ、安定して能力を発揮できる。従って、電解水を生成する電解ユニットのメンテナンス性を確保し、さらに、安定した電解水生成能力を得ることができる。

上記構成において、前記支持部材は前記電極板の外周を囲む枠形状の部材であり、その内面に前記電極板が嵌合するよう構成され、前記連結部の内面に形成された凹部に前記電極収容部側から嵌め込まれ、前記凹部を介して前記連結部により支持される構成としてもよい。
この場合、各々の電極板が枠形状の支持部材の内面に嵌合して支持され、この支持部材が連結部の内面に嵌め込まれて支持される。これにより、シンプルな形状の支持部材によって、全ての電極板を水槽に近い連結部において確実に支持することができ、電極板間の間隔を確実に保つことができる。

また、前記水槽内の内外に連通して、前記水槽内の水を排出するサイホン管を備え、前記開口部は、前記水槽の側壁に開口し、前記水槽内における前記サイホン管の下端よりも上にある構成としてもよい。
この場合、サイホン管によって、電解ユニットと水槽とが連通する開口部より下の水位まで水槽内の水を排出できるので、水槽から電解ユニットを容易に取り外すことが可能になり、優れたメンテナンス性を確保できる。
さらに、前記電極収容部には、前記電極板の基端部の下方に、外部から水が流入する水注入口が設けられ、この水注入口から流入した水は前記電極板の間を通って前記水槽に流出する構成としてもよい。
この場合、電解ユニットにおいて電極板の基端部の下方にある水注入口から水が流入して、電極板の間を通って水槽に流出するので、電解ユニットから水槽へ十分に電解水が流通される。これにより、電解ユニットにおいて生成された電解水を効率よく速やかに水槽へ供給することで、多量の電解水を迅速に生成して提供可能となり、電解ユニットにおける電解水の生成効率を高めることができる。また、電極板間における水の流動性を高め、水の停滞を防止できるので、電極板への不純物等の付着を防止あるいは抑制でき、安定して高い能力を発揮できる。

また、本発明の除菌システムは、一つの大空間に開口した複数の吹出口に給気ダクトを介して接続されるチャンバを設け、該チャンバ内に、電解水と空気とを接触させて該空気を除菌する気液接触部材を設け、前記チャンバ外に、複数の電極板に電圧を印加して電解水を生成する電解ユニットを水槽に取り付けて構成される電解水生成装置と、前記電解水生成装置により生成された電解水を前記気液接触部材に供給する電解水供給装置と、を配置し、前記電解ユニットは、前記電極板の基端部と前記電極板に接続される電極とを収容する電極収容部と、この電極収容部と前記水槽とに連結される管状の連結部とによって構成される本体ケースを有し、前記連結部の一端には、前記水槽に形成された開口部に被さるように前記水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが設けられ、前記本体ケースの内部と前記水槽の内部とは前記開口部を介して連通され、前記連結部内には、各々の前記電極板を、隣接する前記電極板との間の間隔が保持されるよう支持する支持部材が配設されたことを特徴とする。
この構成によれば、一つの大空間に開口した複数の吹出口に給気ダクトを介して接続されるチャンバを設けて、このチャンバ内に気液接触部材を設け、チャンバ外に電解ユニットを水槽に取り付けて構成される電解水生成装置と、電解水供給装置とを配置し、電解ユニットの本体ケースを構成する連結部には、水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが設けられ、この連結部を介して電極収容部が水槽に取り付けられるので、フランジを水槽の外壁から外すことで電解ユニットを水槽から取り外してメンテナンスを行うことができる。また、各々の電極板は連結部の内部に設けられた支持部材によって隣接する電極板との間の間隔が保持されるよう支持されるので、電極板間の間隔が好適な大きさに保たれる。これにより、電解水の生成能力に大きく影響する電極板の間隔を確実に保つことができ、安定して能力を発揮できる。そして、大空間に除菌した空気を供給する除菌システムが、メンテナンス性が高く、安定して電解水生成能力を発揮する電解ユニットを備えることにより、大量の空気を安定して除菌することが可能となり、大空間における安定した空気除菌を実現できる。

本発明によれば、電解水を生成する電解ユニットのメンテナンス性を高め、安定した電解水生成能力を得ることができる。

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。
本実施の形態では、大空間施設の一例としての映画館１００に、ルーフトップ型空気調和機（以下、空気調和機という）１１０を設置した場合について説明する。図１は、映画館１００と空気調和機１１０の概略図である。
図１に示すように、映画館１００には、前方にスクリーン１０１が配置され、スクリーン１０１の後方に階段状に客席部１０２が設けられている。一方、映画館１００の天井部１０３には、空気調和機１１０から供給された調和空気を館内に吹き出す複数の吹出口１０４が設けられている。これら吹出口１０４は、給気ダクト１０５を介して、空気調和機１１０の供給口１１１に連結されている。
また、映画館１００の床部１０６には、床部１０６付近の館内空気（内気）を吸い込む吸込口１０７が設けられている。吸込口１０７は、客席部１０２から見てスクリーン１０１の背面側に設けられ、スクリーン１０１の背後空間を上方に延びる吸気ダクト１０８を介して、空気調和機１１０の内気導入口１１２に連結されている。また、空気調和機１１０には、空気調和機１１０内に屋外の空気（外気）を導入する外気導入口１１３が形成されている。
映画館１００内の空気（内気）は、矢印Ｘで示すように、吸込口１０７から吸い込まれ、吸気ダクト１０８及び内気導入口１１２を通じて、空気調和機１１０内に導かれる。ここで、空気調和機１１０内には、外気導入口１１３を通じて外気が導かれているため、この外気と上記内気とが当該空気調和機１１０内で混合される。この混合された空気は、空気調和機１１０が備える利用側熱交換器（後述する）で熱交換された後、供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、吹出口１０４から調和空気として映画館１００内に供給される。

空気調和機１１０は、例えば、映画館、劇場、病院、または、ショッピングセンタ等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間施設を有する構造物（ビル）２００の屋上に設置され、その直下あるいは近傍の空間を空気調和する。
図２及び図３は空気調和機１１０の構成を示す図であり、図２は空気調和機１１０の概略構成を示す図、図３は空気調和機１１０における空気の出入りを示す模式図である。

図２及び図３に示すように、空気調和機１１０は、１つの筐体１１４に熱源側ユニット１と利用側ユニット２とを一体に備えて構成される。
具体的には、筐体１１４内は、仕切板１１５によって区分けされており、一方の室（機械室）１１６に熱源側ユニット１が配置され、他方の室１１７に利用側ユニット２が配置されている。これら熱源側ユニット１及び利用側ユニット２は、冷媒配管１０で連結されて冷媒回路を形成している。
熱源側ユニット１は、図２に示すように、冷媒配管１０に設けられた圧縮機１１を備え、圧縮機１１の吸込側に、アキュムレータ１２が接続され、その吐出側には四方弁１３と熱源側熱交換器１４と電動膨張弁１５とが順に接続されている。また、熱源側ユニット１には、熱源側熱交換器１４へ向かって送風する熱源側送風機１６が配設されている。
一方、利用側ユニット２は、上記冷媒配管１０を介して電動膨張弁１５に接続される利用側熱交換器２１と、利用側熱交換器２１へ向かって送風する利用側送風機２２とを備えて構成され、当該利用側熱交換器２１は、上記冷媒配管１０を介して上記四方弁１３に接続されている。

冷房運転時には、図２に示す実線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、アキュムレータ１２を経て熱源側熱交換器１４に達し、熱源側熱交換器１４において凝縮されて電動膨張弁１５に送られる。この高圧の冷媒は電動膨張弁１５で膨張して利用側熱交換器２１に流入し、利用側熱交換器２１において蒸発することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を冷却する。利用側熱交換器２１で蒸発した冷媒は圧縮機１１の吸込側に戻る。
また、暖房運転時には、図２に示す破線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、利用側熱交換器２１に送られ、利用側熱交換器２１において凝縮することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を加温する。利用側熱交換器２１で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１５で膨張して熱源側熱交換器１４に流入し、熱源側熱交換器１４で蒸発した後、四方弁１３を介してアキュムレータ１２に送られ、圧縮機１１の吸込側に戻る。

空気調和機１１０には、利用側送風機２２の運転により、利用側熱交換器２１で冷房または暖房された調和空気を除菌する除菌ユニット１５０が設けられている。本実施形態では、空気調和機１１０と、空気調和機１１０内に設けられた除菌ユニット１５０とを備えて空気調和除菌システムが構成され、除菌ユニット１５０は除菌システムに相当する。
除菌ユニット１５０は、図２に示すように、利用側ユニット２に導入された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて空気の除菌を行う空気除菌部４と、所定のイオン種を含む水を電気分解して活性酸素種を含む当該電解水を生成し、この電解水を上記空気除菌部４に循環供給する電解水循環供給部５とを備えている。

利用側ユニット２が設けられる他方の室１１７は、図３に示すように、仕切板１１８によって、さらに熱交換室１１９とチャンバとしての除菌室１２０とに区分けされている。
熱交換室１１９には、上記した内気導入口１１２及び外気導入口１１３が形成され、これら内気導入口１１２及び外気導入口１１３の下流側に利用側熱交換器２１が筋交い状に配置されている。熱交換室１１９には内気導入口１１２から映画館１００の館内空気が流入する一方、外気導入口１１３から外気が流入するので、利用側熱交換器２１は、内気導入口１１２からの内気及び外気導入口１１３からの外気が全て利用側熱交換器２１を通過するように配置されている。利用側熱交換器２１は、図３に示すように上記２つの開口部と利用側送風機２２との間に配置され、筋交いのように位置する。
また、仕切板１１８には、熱交換室１１９と除菌室１２０とを連通させる開口１１８Ａが形成されている。開口１１８Ａには利用側送風機２２が取り付けられ、利用側送風機２２の運転により、熱交換室１１９内の空気が開口１１８Ａを通じて除菌室１２０に送風される。除菌室１２０には利用側送風機２２の下流側に空気除菌部４が配置され、空気除菌部４の下流側には、供給口１１１を介して給気ダクト１０５（図１）に連通する後室１２１が形成されている。利用側ユニット２に導入された空気は、除菌室１２０を通過する際に空気除菌部４で電解水と接触することにより除菌され、除菌された空気が後室１２１、供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、映画館１００内に循環供給される。

図４は、除菌ユニット１５０の概略構成を示す図である。
除菌ユニット１５０は、除菌室１２０内に配置される空気除菌部４と上記除菌室１２０に隣接して配置される電解水循環供給部５とを備える。電解水循環供給部５は、除菌能を有する電解水を生成して空気除菌部４に循環供給し、空気除菌部４は、電解水循環供給部５から供給される電解水と空気とを接触させて空気を除菌する。
空気除菌部４は、６つのエレメントユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを備えている。エレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆは、それぞれ、２枚の気液接触部材を組み合わせて構成されており、本実施形態では合わせて１２枚の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ１、４１Ａ２〜４１Ｆ２が用いられている。６つのエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆは、後述するように、除菌室１２０内の送風路のほぼ全面を覆うように並べて配設され、除菌室１２０内を通る空気が漏れなく気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を通過する構成となっている。

気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、送風路１２０Ａを通過する空気に電解水を接触させる部材であり、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において送風路１２０Ａを流れる空気が所定の活性酸素種を含む電解水に接触することにより、空気中に含まれるウィルス等が不活化されて空気の除菌が行われる。
気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、ハニカム構造に似た３次元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４１Ａ１〜４１Ｆ２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）と空気との接触が長時間持続される。

気液接触部材の数は、除菌室１２０を通過する空気量に応じて決定されるものであり、送風路１２０Ａを通過する空気量と１枚あたりの気液接触部材の除菌能力（気体接触面積）とから好適な数を算出でき、当該空気を十分に除菌できる数の気液接触部材が除菌室１２０に配置される。本実施形態を例に挙げれば、１２枚の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ１、４１Ａ２〜４１Ｆ２が用いられる。

また、電解水生成装置としての電解水循環供給部５は、貯水タンク５１（水槽）と、貯水タンク５１内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニット５２と、貯水タンク５１内の電解水を空気除菌部４の各気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ供給する電解水供給管５６と、電解水供給管５６上に設けられた送水ポンプ５３と、送水ポンプ５３の下流側で上記電解水供給管５６から分岐して電解ユニット５２に接続される分岐管５４と、上記ドレンパン４４に流下した水を貯水タンク５１に導く循環水戻り管５５と、上記電解ユニット５２、送水ポンプ５３等の動作を制御する制御部６５と、を備える。

貯水タンク５１には、この貯水タンク５１に市水（水道水）等を供給する給水管５７と、給水弁５８とが接続され、給水弁５８は、貯水タンク５１内に設けられるフロートスイッチＦＳの動作に基づき、制御部６５によって開閉制御される。ここで、給水管５７に接続されて、貯水タンク５１に水を供給する給水源は、市水（水道水）或いは給水槽等に貯留された水等のいずれであってもよい。この給水槽等に貯留される水とは、水道水等のように塩化物イオン等のイオン種が予め含有されている水であってもよいし、井戸水等の塩化物イオンの濃度の希薄な水を使う場合には、この水に塩化物イオンを添加して水道水相当に調整された水であってもよい。本実施形態では、これらを総称して水という。
本構成では、貯水タンク５１には、井戸水等の塩化物イオン濃度の希薄な水を使用した場合であっても、この水に塩化物イオンを添加するために、予め所定の濃度に調整された食塩水タンク５９が設けられ、この食塩水タンク５９に接続される食塩水供給管６０には、供給ポンプ６１と逆止弁６２とを介して貯水タンク５１に接続されている。この供給ポンプ６１は、例えば、電解ユニット５２で検出される導電率に基づいて制御部６５の制御によって動作するように構成されている。

また、本実施形態では、貯水タンク５１の接続口に接続される電解水供給管５６は、６本の電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆにそれぞれ分岐され、送水ポンプ５３から送られた電解水が各電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆに略均等に分流されるようになっている。電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆは、それぞれエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆに対して電解水を供給する。電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆにより供給された電解水は、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に浸潤され、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２から流下してドレンパン４４に集められ、循環水戻り管５５を介して貯水タンク５１に戻る。

電解ユニット５２は、貯水タンク５１の側面に固定配置されている。具体的には、電解ユニット５２は、有底円筒形状の本体ケース７０と、本体ケース７０内に収納される少なくとも一対の電極板７２、７３とを備え、これら電極板７２、７３間に電圧を印加することにより、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成させる。
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。

電極板７２、７３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２枚の電極板である。
上記電極板７２、７３間に電圧を印加すると、カソード電極（陰極）では、下記式（１）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- ・・・（１）
アノード電極（陽極）では、下記式（２）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- ・・・（２）
これらカソード電極及びアノード電極での反応を合わせると、下記式（３）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₂＋Ｏ₂ ・・・（３）
この反応とともに、アノード電極においては、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン：Ｃｌ^-）が下記式（４）に示すように反応し、塩素（Ｃｌ₂）が発生する。
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- ・・・（４）
さらに、この塩素は下記式（５）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 ・・・（５）

アノード電極で発生した次亜塩素酸（広義の活性酸素種）は、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、すなわち電解ユニット５２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電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆを流れ、散水ボックスを介して気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に滴下されると、利用側送風機２２により吹き出された空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２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４１Ａ１〜４１Ｆ２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、インフルエンザウイルスの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザウイルスの感染に必須とされる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、インフルエンザウイルスと、インフルエンザウイ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イルスは、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２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、感染力を失うこととなり、感染が阻止される。

従って、ルーフトップ型空気調和機１１０の除菌室１２０に気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を備えたエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆを配置することにより、この除菌室１２０を通過する空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２で除菌され、図１に示すように、この除菌された空気を映画館１００内で広く行き渡らせることが可能となり、大空間施設内での空気除菌及び脱臭を容易に、効率良く行うことができる。

ここで、電解ユニット５２内の電極板７２、７３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６５によって電極板７２、７３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、制御部６５の制御下、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、電極板７２、７３間に印加する電圧を調整して、電極板７２、７３間に流す電流値を調整することにより行われる。例えば、電極板７２に正の電位を与えて、電極板７２、７３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。また、電極板７２、７３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、貯水タンク５１には、サイホン方式で排水できる排水管６７が設けられている。排水管６７は、貯水タンク５１の底部から上方に延びる第１鉛直部６７Ａと、この第１鉛直部６７Ａに連なり略水平方向に延びる水平部６７Ｂと、この水平部６７Ｂに連なりタンク外で下方に延びる第２鉛直部６７Ｃとを備える。この水平部６７Ｂは、通常の貯水タンク５１内の制御水位よりも若干高い位置に設けられており、この高さ位置まで水を供給することにより、排水管６７内は真空となるため、サイホンの原理によって貯水タンク５１内の水が排出される。

続いて、空気調和機１１０のより具体的な実施態様を説明する。
図５は、本実施形態における電解水循環供給部５の構成及び設置状態を示す外観斜視図である。理解の便宜を図るため、図５には熱源側ユニット１及び利用側ユニット２と、電解水循環供給部５と熱源側ユニット１及び利用側ユニット２との間に敷設される配管類とを、併せて図示する。
この図５に示すように、電解水循環供給部５は、熱源側ユニット１及び利用側ユニット２とは別体として構成され、その内部に、貯水タンク５１、食塩水タンク５９、及び電装ボックス３０を備えている。電解水循環供給部５と除菌室１２０との間には、電解水循環供給部５から除菌室１２０に対して電解水を供給する電解水供給管５６、及び、除菌室１２０から電解水が電解水循環供給部５へ環流する循環水戻り管５５が接続されている。また、電解水循環供給部５には、市水を電解水循環供給部５へ供給する給水管５７が、減圧弁５７Ａを介して接続されている。さらに、電解水循環供給部５には、貯水タンク５１内の水位が所定水位を超えた場合に排水を行うオーバーフロー管６８、及び、貯水タンク５１内の電解水を排出する排水管６７が取り付けられている。また、除菌室１２０には、除菌室１２０内に納められた除菌ユニット１５０から空気調和機１１０の外へ電解水を排水する排水管６９が接続されている。
そして、電解水循環供給部５には、除菌室１２０に近い側に貯水タンク５１が配置され、貯水タンク５１の隣には食塩水タンク５９が配置され、除菌室１２０とは反対側に電装ボックス３０が配置されている。

図６は、電解水循環供給部５の構成を示す分解斜視図である。また、図７は貯水タンク５１及び電解ユニット５２の構成を示す図であり、図７（Ａ）は前方からの一部分解斜視図、図７（Ｂ）は後方からの斜視図である。図８は電解ユニット５２の細部構成を示す図であり、図８（Ａ）は斜視図、図８（Ｂ）は正面図である。図９は、貯水タンク５１及び電解ユニット５２の構成を示す断面視図である。
図６に示すように、電解水循環供給部５のケース５０は、着脱可能な蓋５０Ａ、配管引出パネル５０Ｂ、及び電装ボックス側パネル５０Ｃを備えている。配管引出パネル５０Ｂは、貯水タンク５１が設置された側の側面を構成し、電解水循環供給部５の外部と貯水タンク５１とに繋がる各種配管を通すための複数の孔が穿設されている。
また、電装ボックス側パネル５０Ｃは除菌室１２０（図５）とは反対側に面する側面であり、配管引出パネル５０Ｂ及び配管引出パネル５０Ｂに対向する面に形成されたカバー取付部５０Ｅにネジ止めされており、ケース５０から蓋５０Ａを取り外すことで、電装ボックス側パネル５０Ｃが取り外し可能となる。

電装ボックス側パネル５０Ｃを取り外すと、電装ボックス３０を構成する電装ボックスカバー３０Ａが露出する。電装ボックスカバー３０Ａは、電装ボックス側パネル５０Ｃ側から着脱可能になっている。このため、蓋５０Ａを外して電装ボックス側パネル５０Ｃを取り外すと、電装ボックスカバー３０Ａが露出し、この電装ボックスカバー３０Ａを取り外すことで、電装ボックス３０の内部にアクセスできる。これにより、電装ボックス３０のメンテナンスを極めて容易に行うことができる。
電装ボックス３０には、制御部６５（図４）を構成するマイコン等が実装された制御基板３１や、電解ユニット５２、送水ポンプ５３、供給ポンプ６１等に電源を供給する電源回路部３３等が収容されている。

また、電装ボックス３０は、その底面がケース５０の底面５０Ｄから浮くように、ケース５０の側面にブラケット３５を介して固定され、電装ボックス３０の下方の空間には、供給ポンプ６１及び送水ポンプ５３が並べて設置される。供給ポンプ６１は食塩水タンク５９側に、送水ポンプ５３は貯水タンク５１側に位置している。
供給ポンプ６１は、食塩水タンク５９の内部に繋がる吸込口６１Ａと、貯水タンク５１の食塩水投入部８５に繋がる吐出口６１Ｂとを有し、吸込口６１Ａから吸い込んだ食塩水を吐出口６１Ｂから吐出する。供給ポンプ６１の脚部６１Ｃは底面５０Ｄに固定されている。送水ポンプ５３は、貯水タンク５１内の電解水を吸い込む吸込口５３Ａと、吸込口５３Ａから吸い込んだ電解水を送水ポンプ５３へ吐出する吐出口５３Ｂとを有する。ここで、吐出口５３Ｂから吐出された電解水の一部は分岐して、後述するように電解ユニット５２へ供給される。送水ポンプ５３の脚部５３Ｃは底面５０Ｄに固定されている。

図６に示すように、貯水タンク５１は蓋を有しておらず、ケース５０の蓋５０Ａを開けると貯水タンク５１の中が露出する。
図６〜図９の各図に示すように、貯水タンク５１の電装ボックス３０側の面には、電解ユニット５２が取り付けられ、供給ポンプ６１により送出された食塩水が投入される食塩水投入部８５、貯水タンク５１内の電解水を供給する電解水供給口８８が配置されている。これにより、電装ボックス３０の下方に配置された供給ポンプ６１及び送水ポンプ５３との間の配管長が短くて済み、無駄のない取り回しができる。この面には、給水管５７（図５）を介して市水の供給を受ける給水部８６が配置され、給水部８６には、給水管５７を開閉する給水弁５８が取り付けられている。また、貯水タンク５１内において食塩水投入部８５には、その先端が電解水に浸った場合に電解水の逆流を防止する逆止弁６２が設けられている。このため、図８（Ｂ）に示すように、食塩水投入部８５の先端を貯水タンク５１内の深い位置まで伸ばすことができ、食塩水の貯水タンク５１外への飛散を防止できる。

また、貯水タンク５１の配管引出パネル５０Ｂ側の面には、オーバーフロー排出口８１、水抜き口８２、及び、循環水戻り口８４が設けられている。オーバーフロー排出口８１は、貯水タンク５１内の電解水の水位が、オーバーフロー排出口８１の高さを超えた場合に、電解水をオーバーフロー管６８（図５）に排出させる開口部である。循環水戻り口８４は、除菌室１２０からの循環水戻り管５５が接続される開口部である。また、水抜き口８２は、メンテナンス時に貯水タンク５１内の電解水を強制的に全量排水するための開口部であり、手作業により開閉されるコックが取り付けられている。

貯水タンク５１の内部は仕切壁６４によって区画されている。仕切壁６４には孔６４Ａが穿設され、孔６４Ａの両側にはガイド６４Ｂが設けられており、ガイド６４Ｂによってスケールフィルタ６６が孔６４Ａを覆う位置に保持される。この構成により、貯水タンク５１内は、ケールフィルタ６６によって、電解ユニット５２により電解水が生成される側の室と、電解水供給口８８が設けられた室とに区画され、電解水は電解ユニット５２側の室から他方の室へスケールフィルタ６６を通って流れる。スケールフィルタ６６の下流側の室の側面には、異なる高さ位置に複数のフロートスイッチ取付部８９が取り付けられ、各々のフロートスイッチ取付部８９にフロートスイッチＦＳが取り付けられている。

電解ユニット５２は、貯水タンク５１の側面に開口する円形の開口部５１Ａを塞ぐように、取り付けられる。電解ユニット５２は、図８（Ａ）に示すように、電極収容部７０Ａと連結部７０Ｂとからなる円筒形状の本体ケース７０を有する。連結部７０Ｂの一端には、ボルト孔７７Ａが穿設されたフランジ７７が形成され、このフランジ７７は、開口部５１Ａに被さるように、貯水タンク５１の側面にあてがわれて固定される。また、連結部７０Ｂの他端にはフランジ７０Ｃが形成されており、フランジ７０Ｃは、ネジ７１によって電極収容部７０Ａに固定される。つまり、連結部７０Ｂは、電極収容部７０Ａと貯水タンク５１とを連結する筒状部材である。

図７（Ａ）及び図９に示すように、貯水タンク５１の側面には平板状の取付台９１が配され、取付台９１には合成樹脂またはゴム製のパッキン９５を介して、電解ユニット５２のフランジ７７があてがわれ、さらに、フランジ７７には取付プレート９７が被せられる。取付プレート９７は電解ユニット５２のフランジ７７のみを押さえるように構成された枠形状の部材であり、その中央には、本体ケース７０が通り抜け可能な開口部９７Ａが形成されている。これら取付台９１、パッキン９５、フランジ７７、及び取付プレート９７を、取付台９１に立設された複数の取付ボルト９３が貫通しており、取付ボルト９３には取付プレート９７の上からナット９９が螺合され、ナット９９によって上記各部が締め付け固定される。また、電解ユニット５２を貯水タンク５１から取り外す際には、ナット９９を取り外せばよい。

ここで、開口部５１Ａは、その全体が、図９に破線で示すように、排水管６７（サイホン管）の第１鉛直部６７Ａの下端よりも上に開口している。このため、排水管６７を介して貯水タンク５１内の電解水を排水すると、開口部５１Ａよりも下に水位が下がる。これにより、排水管６７によって、貯水タンク５１内の電解水だけでなく電解ユニット５２内に存在する電解水の大部分を排水できるので、電解ユニット５２内に溜まったスケール等を電解水とともに排水管６７から排出できる。また、排水管６７によって排水すれば、電解ユニット５２を取り外しても、開口部５１Ａから電解水が流出するおそれがないので、電解ユニット５２を貯水タンク５１から取り外してメンテナンスを行う際の作業が簡単で済む。また、必要に応じて、水抜き口８２のコックを手作業で開放することで、速やかに貯水タンク５１内の電解水を排水できる。

本体ケース７０の内部は、図９の断面図に示すように中空の筒状となっており、電極収容部７０Ａには、外部から電流が供給される電極７６Ａ、７６Ｂが埋設されている。電極７６Ａ、７６Ｂには、図７〜図９の各図に示すようにリード線７６Ｃが接続され、リード線７６Ｃの先端にはコネクタ７６Ｄが接続されている。コネクタ７６Ｄは、電装ボックス３０内の電源回路部３３（図６）に接続され、この電源回路部３３から電極７６Ａ、７６Ｂに電流が流れる構成となっている。
電極７６Ａ、７６Ｂの一端は図９に示すように電極収容部７０Ａの外側に突出し、この突出部分でリード線７６Ｃと接続され、この電極７６Ａ、７６Ｂとリード線７６Ｃとの接続部は合成樹脂のモールド７６Ｅによって封止されている。

また、図８（Ｂ）及び図９に示すように、電極７６Ａ、７６Ｂの他端は電極収容部７０Ａ内に露出しており、２個の電極７６Ａの各々には電極板７２が接続され、２個の電極７６Ｂの各々には電極板７３が接続される。本実施形態では、これら４枚の電極板７２、７３を用いて効率よく電解水を生成するため、電極板７２、７３は交互に並べられ、異なる極の電極板が隣り合う構成となっている。電極板７２、７３は、例えば金属製の平板であり、その基端部が上記のように電極７６Ａ、７６Ｂに接続され、電極板７２、７３の先端は貯水タンク５１の開口部５１Ａに臨んでいる。

電極板７２、７３の先端にはスペーサ７４（支持部材）が取り付けられている。スペーサ７４は、図８（Ａ）、（Ｂ）及び図９に示すように、電極板７２、７３の先端部の外周を囲む四角い枠形状の部材である。スペーサ７４の上辺に相当する上側支持部７４Ａには平行な４本の溝が形成され、これらの溝に電極板７２、７３の上端が嵌合する。また、スペーサ７４の下辺に相当する下側支持部７４Ｂにも平行な４本の溝が形成されており、これらの溝に電極板７２、７３の上端が嵌合する。
これにより、電極板７２、７３は、基端部においては電極７６Ａ、７６Ｂに接続され、先端部においてはスペーサ７４によって支持されるので、隣接する電極板との間隔が確実に適正な間隔を保つように保持される。

図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フランジ７７からは連結部７０Ｂの筒状の本体の先端が突出して突出部７０Ｄとなっている。突出部７０Ｄの内側の上部及び下部には、それぞれ、水平面を形成する張出部７０Ｅが設けられている。上側の張出部７０Ｅには、連結部７０Ｂの内部側、すなわち電極収容部７０Ａ側から、上側支持部７４Ａとほぼ同じ幅の切欠部７０Ｆ（凹部）形成されている。同様に、下側の張出部７０Ｅには、連結部７０Ｂの内部側に、下側支持部７４Ｂとほぼ同じ幅の切欠部７０Ｆ（凹部）が形成されている。そして、これら切欠部７０Ｆにはスペーサ７４が連結部７０Ｂの内側から嵌め込まれ、スペーサ７４は張出部７０Ｅによって支持される。
また、上側及び下側の張出部７０Ｅにおいて、切欠部７０Ｆの一部は突出部７０Ｄの前端まで貫通しており、この貫通部を介して上側支持部７４Ａと下側支持部７４Ｂの一部が貯水タンク５１側に露出する。この構成では、メンテナンス等の目的で電解ユニット５２を分解する際に、上記貫通部からスペーサ７４を押し出すことでスペーサ７４を張出部７０Ｅから容易に離脱させ、電極収容部７０Ａと連結部７０Ｂとをスムーズに分離できる等の利点がある。

また、スペーサ７４は電極板７２、７３の先端部において、電極板７２、７３の周囲を囲むものであり、スペーサ７４を支持する張出部７０Ｅもまた、連結部７０Ｂの一端にのみ形成されている。このため、電極板７２、７３の大部分は露出して電解水に晒されているので、スペーサ７４によって電極板７２、７３を支持する構成が電解水の生成を妨げることがない。

さらに、電極収容部７０Ａの下部には、送水ポンプ５３（図６）の吐出口５３Ｂから吐出された電解水が注入される電解水供給口７８（水注入口）が設けられている。この電解水は送水ポンプ５３によって貯水タンク５１から吸い出された電解水であり、電極７６Ａ、７６Ｂと電極板７２、７３との接続部の下方から流入して電極板７２、７３の間を通り、貯水タンク５１へ流出する。この構成では、貯水タンク５１から電解水が汲み出される際に、その一部を電解ユニット５２に環流させて電解することで速やかに電解水濃度を高め、貯水タンク５１内の電解水濃度の変化幅を小さく抑えることができ、安定した濃度の電解水を気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２に供給できる。
また、この構成によれば、電極板７２、７３に生じたスケール類が、これら電極板７２、７３から除去された場合、このスケール類が電解水と共に貯水タンク５１内に戻され、当該貯水タンク５１内で堆積するため、このスケール類が電解水供給管５６を通じて気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２に流入することが防止される。このため、スケール類の流入による電解水供給管５６の閉塞や、各気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２の目詰まりが防止されることにより、これら電解水供給管５６や気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２のメンテナンス頻度が少なくなり、メンテナンス作業の軽減化を図ることができる。

以上、本実施形態によれば、電解ユニット５２を貯水タンク５１に取り付けて電解水生成装置を構成し、電解ユニット５２の本体ケース７０を構成する連結部７０Ｂには、貯水タンク５１の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジ７７が形成され、この連結部７０Ｂを介して電極収容部７０Ａが貯水タンク５１に取り付けられるので、フランジ７７を貯水タンク５１の外壁から外すことで電解ユニット５２を貯水タンク５１から取り外してメンテナンスを行うことができる。また、スペーサ７４によって電極板７２、７３間の間隔が好適な大きさに保たれ、安定した能力で電解水を生成できる。従って、電解水を生成する電解ユニット５２のメンテナンス性を確保し、さらに、安定した電解水生成能力を得ることができる。また、スペーサ７４は電極板７２、７３の外周を囲む枠形状の部材であり、その内面に電極板７２、７３が嵌合するよう構成され、連結部７０Ｂに形成された切欠部７０Ｆに電極収容部７０Ａ側から嵌め込まれ、切欠部７０Ｆを介して連結部７０Ｂにより支持されるので、シンプルな形状のスペーサ７４によって、全ての電極板７２、７３を貯水タンク５１に近い連結部７０Ｂにおいて確実に支持できる。
また、電極収容部７０Ａには、電解水供給口７８から電解水が流入して貯水タンク５１に流出するので、電解ユニット５２から貯水タンク５１へ十分に電解水が流通され、多量の電解水を迅速に生成して提供でき、電解水の生成効率を高めることができる。また、電極板７２、７３間における水の流動性を高め、水の停滞を防止できるので、電極板７２、７３への不純物等の付着を防止あるいは抑制でき、安定して高い能力を発揮できる。

そして、一つの大空間としての映画館１００に開口した複数の吹出口１０４に給気ダクト１０５を介して接続され、該給気ダクト１０５を介して各吹出口１０４に調和空気を供給する空気調和機１１０を設け、この空気調和機１１０から複数の吹出口１０４に向かう送風路に除菌室１２０を設け、除菌室１２０に電解水を供給する電解水生成装置が備える電解ユニット５２において、優れたメンテナンス性を確保するとともに、電解水生成能力を安定して発揮できる。これにより、大空間に除菌した空気を供給する除菌システムにおいて、大量の空気を安定して除菌することが可能となり、大空間における安定した空気除菌を実現できる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、電解水循環供給部５のケース５０に、貯水タンク５１、食塩水タンク５９とともに電装ボックス３０を格納した構成としたが、これに限らず、電装ボックス３０のみを別体として構成してもよい。
また、電極板７２、７３を支持するスペーサ７４の形状は枠形状に限らず、隣接する電極板７２、７３の間に入り込む櫛歯形状としてもよいし、電極板７２、７３の上下にのみ位置するものとしてもよい。
さらに、電解ユニット５２に電解水供給口７８から流入する水は送水ポンプ５３が吐出した電解水でなくてもよく、例えば、循環水戻り管５５によって除菌室１２０から戻った電解水であってもよいし、給水管５７により供給される市水であってもよい。その他の配管構成や他の細部構成等についても任意に変更可能であることは勿論である。

本実施形態にかかるルーフトップ型空気調和機が建屋に設置された状態を示す断面図である。 空気調和機の概略構成を示す図である。 空気調和機の内部構成を上方から見た図である。 空気調和機に設けられた除菌ユニットの概略構成を示す図である。 電解水循環供給部の構成及び設置状態を示す図である。 電解水循環供給部の構成を示す分解斜視図である。 貯水タンク及び電解ユニットの構成を示す図である。 電解ユニットの細部構成を示す図である。 貯水タンク及び電解ユニットの構成を示す断面視図である。

符号の説明

１ 熱源側ユニット
２ 利用側ユニット
４ 空気除菌部
５ 電解水循環供給部
３０ 電装ボックス
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆ エレメントユニット
４１Ａ１、４１Ａ２、４１Ｂ１、４１Ｂ２、４１Ｃ１、４１Ｃ２、４１Ｄ１、４１Ｄ２、４１Ｅ１、４１Ｅ２、４１Ｆ１、４１Ｆ２ 気液接触部材
５１ 貯水タンク
５１Ａ 開口部
５２ 電解ユニット
５６ 電解水供給管
６７ 排水管
６７Ａ 第１鉛直部（サイホン管）
７０ 本体ケース
７０Ａ 電極収容部
７０Ｂ 連結部
７０Ｄ 突出部
７０Ｅ 張出部
７０Ｆ 切欠部（凹部）
７２、７３ 電極板
７４ スペーサ（支持部材）
７６Ａ、７６Ｂ 電極
７６Ｃ リード線
７７ フランジ
７８ 電解水供給口（水注入口）
１００ 映画館（大空間）
１１０ 空気調和機
１１６ 一方の室（機械室）
１１９ 熱交換室
１２０ 除菌室（チャンバ）
１５０ 除菌ユニット

Claims (5)

1. 複数の電極板に電圧を印加して電解水を生成する電解ユニットを水槽に取り付けて構成され、
   前記電解ユニットは、前記電極板の基端部と前記電極板に接続される電極とを収容する電極収容部と、この電極収容部と前記水槽とに連結される管状の連結部とによって構成される本体ケースを有し、前記連結部の一端には、前記水槽に形成された開口部に被さるように前記水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが形成され、
   前記本体ケースの内部と前記水槽の内部とは前記開口部を介して連通され、
   前記連結部内には、各々の前記電極板を、隣接する前記電極板との間の間隔が保持されるよう支持する支持部材が配設されたこと、
   を特徴とする電解水生成装置。
2. 前記支持部材は前記電極板の外周を囲む枠形状の部材であり、その内面に前記電極板が嵌合するよう構成され、前記連結部の内面に形成された凹部に前記電極収容部側から嵌め込まれ、前記凹部を介して前記連結部により支持されること、
   を特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
3. 前記水槽内の内外に連通して、前記水槽内の水を排出するサイホン管を備え、
   前記開口部は、前記水槽の側壁に開口し、前記水槽内における前記サイホン管の下端よりも上にあること、
   を特徴とする請求項１または２記載の電解水生成装置。
4. 前記電極収容部には、前記電極板の基端部の下方に、外部から水が流入する水注入口が設けられ、この水注入口から流入した水は前記電極板の間を通って前記水槽に流出すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電解水生成装置。
5. 一つの大空間に開口した複数の吹出口に給気ダクトを介して接続されるチャンバを設け、
   該チャンバ内に、電解水と空気とを接触させて該空気を除菌する気液接触部材を設け、
   前記チャンバ外に、複数の電極板に電圧を印加して電解水を生成する電解ユニットを水槽に取り付けて構成される電解水生成装置と、前記電解水生成装置により生成された電解水を前記気液接触部材に供給する電解水供給装置と、を配置し、
   前記電解ユニットは、前記電極板の基端部と前記電極板に接続される電極とを収容する電極収容部と、この電極収容部と前記水槽とに連結される管状の連結部とによって構成される本体ケースを有し、前記連結部の一端には、前記水槽に形成された開口部に被さるように前記水槽の外壁に着脱可能に取り付けられるフランジが設けられ、
   前記本体ケースの内部と前記水槽の内部とは前記開口部を介して連通され、
   前記連結部内には、各々の前記電極板を、隣接する前記電極板との間の間隔が保持されるよう支持する支持部材が配設されたこと、
   を特徴とする除菌システム。

Images