JP2011177293A

JP2011177293A - 空気除菌装置

Info

Publication number: JP2011177293A
Application number: JP2010043311A
Authority: JP
Inventors: Yui Ogawa; ゆい小川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】給水及び排水作業を行うのと同時に、スケールも容易に排出させることができる空気除菌装置を提供する。
【解決手段】取り込む電解水からスケールを析出させるために、一対の電極を設けた回収部を有する軟水化槽１００と、軟水化槽１００の開口部分から排出されるスケールを集積させ沈殿させるために、筐体内部に設置したときに軟水化槽１００の下部又は軟水化槽１００の横となる空間部分に設置したスケール回収空間Ｓと、筐体内部に設置したときに軟水化槽１００の上部となる部分に設置した排出孔８２と、を備えた排水タンク８０を、筐体内部に給水タンクとまとめて設けた。
【選択図】図８

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、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空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この空気除菌装置は、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し、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、電解水を長時間に亘り循環させて利用する場合、この電解水に汚れが生じ、この汚れにより電解性能が低下し、ひいては、除菌性能が低下するといった問題がある。これを解消するために、所定時間が経過するごとに定期的に水交換を実行することが考えられる。給水タンクに水道水を貯留して供給し、排水タンクに電解水を排水する構成を採った場合、給水タンクに水道水を供給し、排水タンクから電解水を除去するためのユーザの操作は、簡単で手軽であることが望まれる。

また、このような空気除菌装置にあっては、電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成させるときに使用する水について、通常、水道水などのような殺菌用の塩素を含んだものを用いることが必要になっているが、同じ水道水であっても、地域によって水の成分が微妙に異なることがある。例えば水道水に使用する水には、通常、マグネシウム、カルシウムなどの成分が多かれ少なかれ含まれているが、かかる成分が極端に多い硬水を使用する地域などでは、空気除菌装置内部の電解水が流れる配管などに、水道水に含まれる上記成分など（以下、これをスケールとよぶ）が析出し堆積するなどして、各種不都合をもたらすことが多い。

そこで、このようなスケールを取り除くフィルタを電解水が流れる配管の一部に設置して定期的にフィルタを清掃することで、フィルタに付着したスケールの除去を行うことも考えられているが、かかる清掃作業は面倒である。特に、上記した成分を多く含んだ硬水を水道水として使用している地域では、フィルタの清掃作業を頻繁に行うことが必要になる。そのため、使用者にとってはこの清掃作業が厄介で大きな問題となっており、簡単にスケールを除去できる手段の開発が強く望まれている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、給水及び排水作業を行うのと同時に、スケールも容易に排出させることができる空気除菌装置を提供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、筐体内に、電解槽と、前記電解槽によって生成された電解水が供給される気液接触部材と、前記電解槽によって生成された電解水を貯留すると共に前記気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け皿と、前記水受け皿に貯留した電解水を汲み上げて再び前記気液接触部材に供給する循環ポンプと、前記気液接触部材に室内空気を送る送風ファンと、前記筐体の上部の一室に前記水受け皿に水を供給するための給水タンクと、この給水タンクとまとめて配置し前記水受け皿から排出された電解水を収容する排水タンクと、を備えるとともに、前記筐体の上部の一面にこれら給水タンク及び排水タンクを取り出し可能な取出扉を設けた空気除菌装置において、
前記排水タンクの内部には、取り込む電解水からスケールを析出させるための電極を設けた軟水化槽を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、この排水タンク及び給水タンクを筐体内部から取り出して逆さまにするだけで、給水及び排水作業を行うのと同時にスケールも容易に排出できる。

また、本発明は、上記構成において、前記電極は、極性を反転可能に構成されている、ことを特徴とする。
上記構成によれば、回収部に執拗に付着したスケールでもこれを容易に剥離させることができる。

また、本発明は、上記構成において、前記軟水化槽は、前記電解水がこの槽内部へ流入する入り口側から順に、陰極給電極、炭素繊維体、絶縁性多孔質体、陽極が積層されたものから構成されるようにしてもよい。
上記構成によれば、陰極で析出したスケールが水流によって剥離されるので、スケール回収効率が向上することができる。

また、本発明は、上記構成において、前記給水タンクと前記排水タンクとは一体になって取り出し可能に構成してもよい。
上記構成によれば、スケールの排出作業とともに、排水及び給水作業を同時に行うことができる。

また、本発明は、上記構成において、前記排水タンク内に、この排水タンク内の水を前記水受け皿に流出させる流出パイプを備えるとともに、
前記筐体内部に設置したときに、前記流出パイプの入口を、軟水化槽よりも上側となる排水タンクの上部に配置してもよい。
上記構成によれば、排出タンク内にせっかく回収させたスケールが再び水受け皿に向けて送り出されて循環するのを回避できる。

また、本発明は、上記構成において、前記排水タンクには、軟水化槽内部のスケールの付着状態或いは軟水化槽の底部のスケール回収空間でのスケールの集積状態を確認可能なのぞき窓を設けてもよい。
上記機構によれば、スケールの付着、集積の状態が容易に視認できるので、例えば排水タンクから排出させたときに、タンク内部での残り具合などを容易に確認できる。

本発明によれば、給水タンクとまとめて配置してある排水タンクには、取り込む電解水からスケールを析出させる一対の電極を設けた回収部を有する軟水化槽と、軟水化槽の開口部分から排出されるスケールを集積させ沈殿させるために、筐体内部に設置したときに軟水化槽の下部となる部分に設置したスケール回収空間と、筐体内部に設置したときに軟水化槽の上部となる部分に設置した排出孔と、を備えており、この排水タンク及び給水タンクを筐体内部から取り出して逆さまにするだけで、給水及び排水作業を行うのと同時に、スケールも容易に排出できる。

本発明の実施形態に係る空気除菌装置の外観斜視図である。空気除菌装置の内部構成を示す斜視図である。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。電解水の循環経路を示す概略図である。給水タンク及び排水タンクを後方から示す断面図である。給水タンクを示す斜視図である。（Ａ）は本実施形態に係る排水タンクを示す斜視図、（Ｂ）はその変形例を示す側面図である。（Ａ）は本実施形態の排水タンクの内部構成を示す斜視図、（Ｂ）はその変形例を示す斜視図である。図８（Ａ）に示す排水タンクの内部に設けた軟水化槽の斜視図である。図９に示す軟水化槽の内部に設ける回収部の構成を示す分解斜視図である。（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の実施形態に係る軟水化槽の作用を示す説明図である。

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の外観斜視図であり、図２は、空気除菌装置１の内部構成を示す斜視図である。
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。

筐体１１の上面には、図２に示すように、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（取出扉）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６０及び排水タンク８０を出し入れ可能となっている。

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。

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などが配置される。これら送風ファン３１及びファンモータ３２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。

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（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を備えた水受け皿４２が配置されている。

水受け皿４２は、上記水受け部４２Ａよりも深底に形成された貯留部４２Ｂを備え、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。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。

貯留部４２Ｂの上には、排水タンク８０が配設されており、貯留部４２Ｂに貯留された電解水を適宜排水可能に構成されている。
また、貯留部４２Ｂの上には、排水タンク８０に隣接して給水タンク６０が配設され、給水タンク６０から貯留部４２Ｂに水を供給可能な構成となっている。この給水タンク６０に貯留される水としては、特に軟水でなくても支障なく所要の空気除菌が行えるようになっている。

特に本発明では、排水タンク８０に軟水化槽１００を設置しており、この軟水化槽によって処理する水が硬水であってもこれに含まれるマグネシウムやカルシウムその他の無機物等を電気化学的な反応により固形物(以下、これを「スケール」とよぶ)として回収することができるように構成されている。

図３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給水タンク６０から貯留部４２Ｂに供給された水は、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。

水受け皿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。

循環ポンプ４４は、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、３つの経路に分岐し、一の経路では、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、二の経路では、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、三の経路では、分岐して接続される排水分岐管７５及びこれにつながる排水管５５が排水タンク８０（図４参照）に接続される。

一の経路において、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。本実施形態では、塩化物イオンを含む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、図３に示すように、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を通過する際に図示外のスケールフィルタでスケール等を取り除かれて、貯留部４２Ｂに貯留される（勿論、スケールは後述の軟水化槽１００でも回収されて除去される）。

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。

排水管５５には、制御部の制御に従って排水管５５を流れる水量を調整する排水バルブ５６（図４参照）が設けられている。そして、排水管５５の先端は、ノズル５７を介して上記排水タンク８０の下部に接続されており、排水バルブ５６を開放することにより、水受け皿４２上の電解水が排水タンク８０に排水される。また、排水管５５には、前述の返送管７３から分岐した排水分岐管７５（図４）が接続され、電解槽４６内の電解水が排水タンク８０に排水されるようになっている。

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。

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り出されると、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、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。

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。

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。

次に、水受け皿４２に水を供給する給水タンク６０、及び、電解水が排水される排水タンク８０について説明する。
図５及び図６に示すように、給水タンク６０は給水タンク本体６１を備え、この給水タンク本体６１は、上面６１Ａに把手６２が設けられている。

給水タンク本体６１の下面６１Ｂの略中央部には、給水口６３が形成されており、この給水口６３には給水口６３のキャップを兼ねたフロートバルブ６３Ａが設けられている。貯留部４２Ｂ（図２参照）の水面が給水口６３よりも下になると、このフロートバルブ６３Ａが開放されることにより、給水タンク本体６１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。

給水タンク本体６１の側面には、上半分の上下方向略中央部に、内側に窪んだ窪み部６４が形成されている。窪み部６４は、側面視で略矩形状に形成されており、窪み部６４の平面部６４Ａには、面ファスナー６５が取り付けられている。また、この側面には、下半分の上下方向略中央部に、外側に突出する凸部６６が形成されている。

排水タンク８０は、図５及び図７(Ａ)に示すように、排水タンク本体８１の内部において、軟水化槽１００と、これに対面する状態で流出パイプ８８とを内部に収容している。また、この排水タンク本体８１内部には、空気除菌装置１の縦長に形成された箱形の筐体１１の所定位置に排水タンク８０をセットしたとき、図７（Ａ）及び図８に示すように軟水化槽１００の横隣の下部側（又は図７(Ｂ)に示すように、軟水化槽１００´の下方側）の開放された空間がスケール回収空間Ｓとして構成されている。軟水化槽１００で回収されたスケールは、次の排水タンク８０によるスケール排出作業までの間、このスケール回収空間Ｓに一時的に収容させておく。

なお、排水タンク本体８１は、電解水による劣化が少ない素材、例えば本構成では、ＰＥＴ樹脂を用いるものとするが、特にこれに限定するものではない。排水タンク本体８１は、給水タンク６０と略同一の高さ及び奥行きを有し、排水タンク本体８１の幅は、給水タンク６０の幅よりも小さく形成されている。

排水タンク８０は、上面８１Ａの後部に、排水タンク本体８１内の電解水を排出する排出孔８２（図５参照）が形成されている。また、排水タンク本体８１の側面部分には、給水タンク６０の面ファスナー６５に対応する位置に、面ファスナー８３が取り付けられている。また、この排水タンク本体８１の側面部分には、給水タンク６０の凸部６７と嵌め合うように、内側に凹んだ凹部８４が形成されている。

また、本実施形態の排水タンク８０では、図８（Ａ）に示すように、排水タンク本体８１内部を外部から視認できないが、例えば同図（Ｂ）に示すように、軟水化槽１００の設置部分に対応する外面にのぞき窓８０Ａを設けた構成としてもよい。このような構成とすれば、スケールの付着、集積の状態が容易に視認できるので、例えば排水タンクから排出させたときに、タンク内部でのスケールの残り具合などを容易に確認できる。

図５に示すように、給水タンク６０と排水タンク８０とを対向させて当接させると、給水タンク６０の凸部６６が排水タンク８０の凹部８４に嵌め合わされるとともに、給水タンク６０の面ファスナー６５が排水タンク８０の面ファスナー８３に接着して、給水タンク６０と排水タンク８０とが一体になる。このとき、給水タンク６０の下面６１Ｂと排水タンク８０の下面８１Ｂは、略同一平面上に位置する。

図７（Ａ）に示すように、排水タンク本体８１の下面８１Ｂには、前後方向略中央部よりやや前方(図７（Ａ）ではやや右方)に、電解水を排水タンク本体８１内に流入させるための流入口８５が形成されている。流入口８５の前方(図７（Ａ）では右方)には、排水タンク本体８１内の電解水を貯留部４２Ｂに流出させる流出口８６が形成されている。流入口８５及び流出口８６は、それぞれ、流入パイプ８７及び流出パイプ８８の下端に連結されており、流入パイプ８７及び流出パイプ８８が排水タンク本体８１内に配置される。このように、図７(Ａ)に示す軟水化槽１００を設けた排水タンク８０の場合には、流入口８５を前後方向略中央部よりやや前方（同図では右方）に、また流出口８６をさらに前方（同図ではさらに右方）設けることで、排水タンク本体８１の前後(同図では左右方向)方向の中央部において内側に凹んだ凹部８４を避けて流入パイプ８７及び流出パイプ８８を配置できる。なお、これらのパイプ８７，８８は、排水タンク本体８１に一体に形成されてもよいし、接続部品によって接続させてもよい。

流入パイプ８７の出口は後述の軟水化槽１００に接続されている。一方、流出パイプ８８の入口８８Ａは、排水タンク本体８１の上部に（正確には、空気除菌装置１の縦長に形成された箱形の筐体１１内部の所定位置に排水タンク８０をセットさせた状態のときの上部に）、配置される。

図５に示すように、流出口８６には弁棒８９Ａを有する開閉弁８９が設けられており、この開閉弁８９は、弁棒８９Ａが下方から押されると開き、弁棒８９Ａが放されると閉じるように構成されている。排水タンク８０が空気除菌装置１にセットされると、弁棒８９Ａが貯留部４２Ｂの浅底部４２Ｂ２に当接して押されて開閉弁８９が開く。

図４に示すように、浅底部４２Ｂ２には、流入口８５に対応する位置に、流入口８５に水を導くノズル５７を挿通可能なノズル受け部が形成されている。したがって、流入パイプ８７のテーパ部８７Ａにノズル５７を挿入するように、排水タンク８０を空気除菌装置１にセットすると、流入パイプ８７のテーパ部８７Ａとノズル５７とがＯ−リングを介して連結される。すなわち、このノズル５７は、水を流入口８５に導く機能に加え、排水タンク８０の位置決めをする機能を有している。

軟水化槽１００は、図９及び図１１に示すように、薄型で中空の略直方体形状を呈するとともに側面が開口されており、流入パイプ８７の出口側であるテーパ部８７Ａ（図７（Ａ）参照）と接続された下面（又は側面）側の孔から入り込んだ電解水が、内部に設けた陰極給電極１１１、炭素繊維体１１２、活性炭素繊維体１１３、絶縁性多孔質体１１４、及び陽極１１５などからなる回収部１１０を通過してから、上記した側面の開口面１００Ａから流出する。この流出した電解水は、流れに沿って上方へ移動し、隣接して配置した流出パイプ８８の上端部に開口した入口８８Ａから流出パイプ８８へ流入する。このようにして、流出パイプ８８に流入した電解水は、上述のように、開放した開閉弁８９を通過して貯留部４２Ｂへ還流するわけである。

回収部１１０は、薄型で略直方体形状の軟水化槽１００の形状に合わせて、図１０に示すように略薄板形状に形成されており、内部には、一面側の流入口側から順に、陰極給電極１１１、炭素繊維体１１２、活性炭素繊維体１１３、絶縁性多孔質体１１４、枠体１１０Ａ、及び陽極１１５が積層状態で一体に収納されている。

陰極給電極１１１は、排水タンク８０へ流入した電解液が流入する流入口側に設置されている。この陰極給電極１１１は、通水性を確保させるためにメッシュ状の板電極から構成されており、本実施形態の陰極給電極１１１には、チタン（Ｔｉ）が用いられているが、白金（Ｐｔ）などの不溶性電極であってもよい。

活性炭素繊維体１１３は、表面積が大きいため、その表面にスケール等の異物を多量に捕集でき、さらに無数の空隙を有するため、通水性がある。この活性炭素繊維体１１３の素材としては、導電性を有する通気性素材、具体的には炭素繊維が用いられている。なお、本実施形態では、この活性炭素繊維体１１３とともに炭素繊維体１１２を重層させた二重構造のもので構成している。

絶縁性多孔質体１１４は、活性炭素繊維１１３の上面を平坦化できるために設けているものであり、通水性のある適宜の多孔質材料で形成されている。平坦でない場合、活性炭素繊維１１３表面が不均一に帯電し、吸着効率が低下する。また、対向する電極（陽極１１５）との距離が不均一になるため、活性炭素繊維１１３に均一に電流が流れず、活性炭素繊維１１３の上面に電極（陽極１１５）の下面との距離が最も近い部分（即ち、最短距離の箇所）に局所的に大電流が流れる不都合が生じる。この絶縁性多孔質体１１４としては、具体的にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン；Polytetrafluoroethylene）の１２メッシュが用いられている。

陽極１１５は、陰極給電極１１１、炭素繊維体１１２、活性炭素繊維体１１３、絶縁性多孔質体１１４を通過してきた電解水が最後に通過するようになっており、通水性を確保させるためにメッシュ状に形成されている。この陽極１１５は、ここを通過後の電解水が軟水化槽１００を抜け出して排水タンク８０へ流入するようにするため、軟水化槽１００の流入口側の一面とは反対側の他面に全面的に開口されている、開口面１００Ａと対面するような状態で配置されている。この陽極１１５には、不溶性電極を使用するものであるが、本実施形態では白金イリジウム合金（Ｐｔ−Ｉｒ）を使用している。

本実施形態の回収部１１０は、陰極給電極１１１及び陽極１１５がそれぞれ給電部１１６(図９、図１０参照)を介して図示外の制御部と電気的に接続されており、これらの電極間には１２Ｖまたは２４Ｖの電圧が印加されるが、電流密度は１０Ａ／ｄｍ^２以下が好ましい。このような構成の回収部１１０には、電極間に所要電圧を印加すると、軟水化作用により、電解水中に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分が活性炭素繊維体１１３に析出するので、循環する電解水に含まれる硬度成分の濃度が低下し、電解水は軟水化される。

また、陰極給電極１１１側から陽極１１５側に流れる水流により、活性炭素繊維体１１３に析出したスケールの剥離が促進されるため活性炭素繊維体１１３にスケールが過大に成長することを防止できる。しかも、下流側に流れたスケールは比重が水より重い物質で構成されている。従って、図１１に示すように、排水タンク本体８１内部において、そのスケール１２０が降下してゆき、軟水化槽１００´下部に設けたスケール回収空間Ｓに集積させることで回収できる。なお、図１１を用いたここでの説明などにおいては、スケール１２０及び電解水の流れを分かりやすく説明するため、排水タンク８０内部の、排水タンク８０の底部から一段持ち上がった中間部に設置されている構成のもの、つまり図７（Ｂ）に示す構成のものを用いているが、特にこれに限定されるものではなく、図７（Ａ）に示すものであってもこの作用は同様である。

軟水化作用においては、制御部が陰極給電極１１１及び陽極１１５間に所要電圧を印加すると、陰極給電極１１１と当接して電気的に接続された活性炭素繊維体１１３は、カソード（負電位）となる。
これにより、軟水化槽１００の回収部１１０における電解水の流れの上流側に位置し、カソード電極となる活性炭素繊維体１１３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^-）

一方、下流側に位置し、陽極１１５は、下記式に示すように水が電気分解される。
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^-

上記のようにカソードとなる活性炭素繊維体１１３では、水酸化物イオン（ＯＨ^-）が生成される。水酸化物イオンは非常に強い塩基であるため、活性炭素繊維体１１３の負に帯電している表面は局所的にアルカリ性となる。これにより、電解水中の硬度成分がこの水酸化物イオンと反応し、塩となる。

具体的には、電解水中に含まれる主なスケールの成分であるカルシウム、マグネシウム、カリウム及びシリカなどのイオンが、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム及び水酸化マグネシウムなどの難溶性の塩となって析出する。また、電解水中にリン、硫黄及び亜鉛などのイオンが含まれる場合は、塩として硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛及び塩基性亜鉛なども析出することがある。そして、スケールの成分となるカルシウム、マグネシウム、カリウム及びシリカなどのイオンは、電析作用により、活性炭素繊維体１１３上に結晶体であるスケールが析出する。特に、活性炭素繊維体１１３は表面積が大きいため、その表面にスケールが多量に析出し、スケールを捕集する能力が高い。

軟水化槽１００は、ここでの電気化学的な反応によって局所的に、かつ、集中的にスケールを析出させて回収させるためのものであり、上述したように、専ら活性炭素繊維層１１３の表面にスケールが析出する。このスケールは肥大化する傾向にあるが、この成長は対極の陽極が酸性雰囲気であるのでそれが抑制されるとともに、図１１に示すように、水流または自重によって剥離して排水タンク８０の下部のスケール回収空間Ｓに集積する。

従って、排水タンク８０を取り出して中に溜まっている電解水を排水させるときには、この排水タンク８０が給水タンク６０と一体であるため、給水タンク６０を取り出して逆さまにして給水口６３から水道水を補給する際に、逆さまになった排水タンク８０の排出孔８２から、その排水される電解水と一緒にスケールが排出されるので、スケールの排出作業をわざわざ行わなくても簡単に除去することができるわけである。

図４は、電解水の循環経路を示す概略図である。図４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６０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。

水道水を入れた給水タンク６０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６０から水受け皿４２の貯留部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１０に示すように、一方が正、他方が負となる対の電極を備え、これら電極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。

電極は、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、この電極に流れる電流値は、電流密度で数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ^２（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ^２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。

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（図２参照）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。

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。

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に落ちた電解水は貯留部４２Ｂに流れ込み、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。また、蒸発等により貯留部４２Ｂに貯留される水量が減った場合には、給水タンク６０内の水道水が貯留部４２Ｂに適量供給される。

給水タンク６０から水道水が供給されることにより、電解槽４６に供給する水の塩分濃度（塩素濃度）が低くなる場合には、食塩水供給ポンプ（図示せず）が駆動され、食塩水タンクに貯留された食塩水が食塩水供給管を通って水受け皿に自動で供給されるような構成としてもよい。この場合、食塩水は、電解槽に供給する水の塩分濃度（塩素濃度）が所定の値になるまで水受け皿に供給されるようにすればよい。なお、塩素濃度は、電解槽に供給する水の導電率を計測することによって判定される。

また、給水タンク６０から給水が開始されると、循環ポンプ４４の運転によって、水受け皿４２に貯留された電解水や電解槽４６内の電解水が排水される。このとき、排水管５５に設けられた排水バルブ５６は開放されてもよく、水受け皿４２に貯留された、もしくは電解槽４６内の電解水は、循環ポンプ４４によって汲み上げられ、排水管５５、排水分岐管７５及びノズル５７を介して排水タンク８０に導かれる。

この電解水は、図５に示すように、排水タンク本体８１内で流入パイプ８７を流れ、排水タンク本体８１の上部の入口８８Ａから排水タンク本体８１に流入して、排水タンク本体８１の下部に溜まる。排水タンク本体８１の上部に位置する流出パイプ８８の入口８８Ａまで電解水が溜まり満水になると、この電解水は、入口８８Ａから流出パイプ８８を流れ、水受け皿４２に供給される。

ここで、流出パイプ８８の入口８８Ａは、排水タンク本体８１の上部に位置するので、電解水より重いスケール等の汚れは排水タンク本体８１の下部に沈殿し、汚れが取り除かれた電解水が水受け皿４２に供給される。すなわち、排水タンク８０は、汚れを取り除くフィルタとしての機能も有している。このように、本実施形態の空気除菌装置１は、電解水が一時的に排水タンク８０に貯留され、汚れが取り除かれて循環利用されるように構成されるのと同時にスケールも除去できる。排水作業を行うことでこれと同時にスケールが除去できるので、長時間にわたって効率良く空気の除菌ができるとともに、厄介なスケールの除去が自動的に行える。

給水タンク６０の水道水がなくなると、空気除菌装置１が停止する。このとき、排水タンク８０は、満水状態になっている。
排水タンク８０は、図２に示すように、上側の室２２に配置された給水タンク６０に隣接して配置されており、給水タンク６０及び排水タンク８０を１つのタンク用開閉蓋１４Ａから取り出すことができる。その結果、給水タンク６０及び排水タンク８０を異なる扉から取り出す場合に比べ、給水及び排水作業の手間を省くことができる。また、排水タンク８０は、図５に示すように、給水タンク６０に一体となっているので、給水タンク６０及び排水タンク８０を同時に取り出すことができるとともに、一方（本実施の形態では、排水タンク８０）の把手を設ける必要がなくなり、部品点数を削減できる。

排水タンク８０内の電解水は、排水タンク本体８１の上面８１Ａに設けられた排出孔８２（図５、図８参照）から排出できる。このとき、排水タンク８０は満水なので、排水タンク本体８１の下部に沈殿していた汚れが電解水とともに排出される。

給水タンク６０に水道水を供給し、給水タンク６０及び排水タンク８０を空気除菌装置１にセットすると、給水タンク６０の水道水の重みにより、排水タンク８０と空気除菌装置１との接続部であるテーパ部８７Ａとノズル５７のＯ−リングとの間に摩擦が増え、シール性が確保される。このテーパ部８７Ａとノズル５７のＯ−リングとの間の摩擦は、給水タンク６０の水道水が少なくなってきても、排水タンク８０に電解水が貯留されることにより、シール性が確保される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、水受け皿４２に水を供給するための給水タンク６０と、水受け皿４２から排水された水を受ける排水タンク８０とを上側の室２２に配置し、筐体１１の一面にこれら給水タンク６０及び排水タンク８０を取り出し可能なタンク用開閉蓋１４Ａを設けたため、給水タンク６０と排水タンク８０とを１つのタンク用開閉蓋１４Ａから取り出すことができるので、給水及び排水作業の手間を省くことができる。

また、本実施の形態によれば、給水タンク６０と排水タンク８０とは一体に取り出し可能に構成されるため、給水タンク６０と排水タンク８０を同時に取り出すことができ、給水及び排水作業の手間を省くことができる。

しかも、本実施形態によれば、この給水及び排水作業の際には、給水タンク６０及びこれと一体の排水タンク８０を逆さまにすれば、空気除菌装置１の縦長に形成された箱形の筐体１１内部にセットさせてあるときには上部に位置していた排水タンク８０の排出孔８２が低い底部側に配置される。

従って、筐体１１内部にセットさせてあるときには軟水化槽１００の横隣りの下部(又は軟水化槽１００´の下部)に位置していたスケール回収空間Ｓが上部に配置されることになり、このスケール回収空間Ｓに集積されていたスケールも上部から重力の作用で下部（底部となる）の排出孔８２の付近に集まるので、この排出孔８２から排出される電解水の流れに乗って同様に排出孔８２から排出させることができる。

また、本実施の形態によれば、排水タンク本体８１内の下部にスケール回収空間Ｓを設置しているので、水より重い例えばスケール等の汚れを排水タンク本体８１の下部のスケール回収空間Ｓに集積・沈殿させる構成なので、汚れを取り除いた水を循環できる。換言すれば、せっかく集積させておいたスケールが再び水とともに送り出されて循環するといった無駄が回避できるわけである。

但し、上記実施の形態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であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、給水タンク６０および排水タンク８０は別体に形成され、上下の係合部によって一体となっていたが、給水タンク６０及び排水タンク８０を一体に形成してもよい。また、上記実施形態では、排水管５５に排水バルブを設けたが、この排水バルブ５６は省略してもよい。

また、本実施形態では、所要の電圧を印加して軟水化作用を発生させるために、陰極給電極１１１及び陽極１１５は極性を固定させた対電極として構成としてあるが、これらの電極の極性を反転させて電圧を印加するように構成してもよい。この場合、電解反応により、活性炭素繊維体１１３の表面が局所的に酸性に傾き、この表面に析出したスケールの一部または全部が溶解されて陽イオンとなる。スケールは一部が溶解されると、活性炭素繊維体１１３の付着面から剥離し易くなり、回収部１１０を流れる電解水とともに排水タンク８０底部のスケール回収空間Ｓにいっそう効果的に集積・沈殿される。

１空気除菌装置
１１筐体
１４Ａタンク用開閉蓋（取出扉）
３１送風ファン
４２水受け皿
４２Ｂ貯留部
４４循環ポンプ
４６電解槽
５３気液接触部材
６０給水タンク
６１給水タンク本体
６１Ａ上面
６１Ｂ下面
６３給水口
６５面ファスナー
８０排水タンク
８０Ａのぞき窓
８１排水タンク本体
８１Ａ上面
８１Ｂ下面
８２排出孔
８３面ファスナー
８７流入パイプ
８８流出パイプ
８８Ａ入口
１００軟水化槽
１００´ 軟水化槽（変形例）
１００Ａ開口面
１１０回収部
１１０Ａ枠体
１１１陰極給電極
１１２炭素繊維体
１１３活性炭素繊維体
１１４絶縁性多孔質体
１１５陽極
Ｓスケール回収空間

Claims

筐体内に、電解槽と、前記電解槽によって生成された電解水が供給される気液接触部材と、前記電解槽によって生成された電解水を貯留すると共に前記気液接触部材から流下する電解水を受ける水受け皿と、前記水受け皿に貯留した電解水を汲み上げて再び前記気液接触部材に供給する循環ポンプと、前記気液接触部材に室内空気を送る送風ファンと、前記筐体の上部の一室に前記水受け皿に水を供給するための給水タンクと、この給水タンクとまとめて配置し前記水受け皿から排出された電解水を収容する排水タンクと、を備えるとともに、前記筐体の上部の一面にこれら給水タンク及び排水タンクを取り出し可能な取出扉を設けた空気除菌装置において、
前記排水タンクの内部には、
取り込む電解水からスケールを析出させるための電極を設けた軟水化槽を備えたことを特徴とする空気除菌装置。
前記電極は、極性を反転可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
前記軟水化槽は、前記電解水がこの槽内部へ流入する入り口側から順に、陰極給電極、炭素繊維体、絶縁性多孔質体、陽極が積層されたものから構成される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気除菌装置。
前記給水タンクと前記排水タンクとは一体になって取り出し可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気除菌装置。
前記排水タンク内に、この排水タンク内の水を前記水受け皿に流出させる流出パイプを備えるとともに、
前記筐体内部に設置したときに、前記流出パイプの入口を、軟水化槽よりも上側となる排水タンクの上部に配置した、ことを特徴とする１乃至４のいずれか１項に記載の空気除菌装置。
前記排水タンクには、軟水化槽内部のスケールの付着状態或いは軟水化槽の底部のスケール回収空間でのスケールの集積状態を確認可能なのぞき窓を設けた、ことを特徴とする１乃至５のいずれか１項に記載の空気除菌装置。