JP2012052166A - 塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を備えた除菌装置若しくは空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、塩化物イオン濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、その原水の塩化物イオン濃度を上昇させるために、食塩を原水に拡散させて電解部の水の塩化物イオン濃度が所期の値となる簡単な手段を提供する。
【解決手段】カートリッジ本体部１０２内にＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの水溶液から塩化物イオンが塩化物イオン濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材１０４が、カートリッジ本体部の供給端部に露出するようにカートリッジ本体部内に配置され、供給端部の拡散機能部材部分を除いて密閉可能構造である塩徐放用カートリッジ１００と、水の電気分解によって次亜塩素酸を含む電解水１１４を生成する電解部１１０を備え、供給端部から露出する拡散機能部材部分が電解部の水に浸るように、電解部に塩徐放用カートリッジを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成する技術において、この水の中の塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度が低い状況の場合、その水の塩化物イオン濃度を上昇させる簡素化された技術に関し、特に、水の塩化物イオン濃度を上昇させる塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置及び除菌装置若しくは空気清浄装置に関する。

水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水を除菌や脱臭を行なう部位に連続的または断続的に供給するが回収しない方式、所謂非循環系供給方式とする技術は従来から存在する。この技術として、水道水が供給される電解槽で生成した次亜塩素酸を含む電解水を加湿エレメントへ供給して、この加湿エレメントの除菌、脱臭を行なうものとして、特許文献１がある。
また、次亜塩素酸を含む電解水を霧状にして室内や出入り口に散布し、殺菌・脱臭を行なう装置として、特許文献２、３及び４がある。
また、次亜塩素酸を含む電解水を野菜に噴霧して殺菌する方法として、特許文献５がある。

次亜塩素酸を含む電解水によって所定の除菌、脱臭の効果を得るためには、次亜塩素酸を生成するために電解部へ供給される水道水やその他の水（以下、原水という）の中の塩化物イオン濃度が所定の値以上でなければ、その目的が達成されない。このため電解水の次亜塩素酸濃度を測定し、その濃度が所定値よりも低い場合は、ポンプの運転によって、薬液タンク内の次亜塩素酸ソーダ等の次亜塩素酸塩を補充する技術として、特許文献６がある。

特開２００２−１８１３５８号公報 特開２０００−１９７６８９号公報 特開２００９−２６１５９６号公報 特開２０１０−１４２５６０号公報 特開２００９−０７２０６５号公報 特開２００６−０２６２１４号公報

水の電気分解によって生成される次亜塩素酸を含む電解水によって、所定の除菌、脱臭の効果を得るためには、原水の中の塩化物イオン濃度が所定の値以上でなければ、所期の濃度の次亜塩素酸を生成できず、除菌、脱臭の所期の目的が達成されない。ところが、水道水等の水質は地域によって異なり、その中に含まれる塩化物イオン濃度にも差異がある。このため、塩化物イオン濃度が低い原水を使用する場合は、その供給された原水の塩化物イオン濃度を高めた状態で電気分解をする必要がある。

本発明は、電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、この水の中の塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、その原水の塩化物イオン濃度を上昇させる簡素化された技術を提供するものである。

本発明では、特許文献６のように、次亜塩素酸濃度の測定を行なって、その濃度が低い場合に特別な薬剤をポンプによって補充する、という複雑且つ高価なものではなく、薬剤ポンプの不要な構成によって、電解部の水の塩化物イオン濃度が所期の値となる簡単な手段を提供するものである。

このため、本発明では、上記原水に拡散させる塩化物イオン源として、簡単に手に入る食塩を使用する構成とする。そして、電解部の水に塩化物イオンを補充する手段として、上記原水よりも塩化物イオン濃度が高い、所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液となるように、食塩が水に溶けた所定濃度の水溶液が充填された塩徐放用カートリッジを用意し、この塩徐放用カートリッジを上記電解部に取り付け、塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液から塩化物イオンが、自然に電解部の水に徐々に拡散して、所期の塩化物イオン濃度の水が電解部に形成される技術を提供する。

このため、塩徐放用カートリッジは、その中の前記水溶液が染み込むと共にこの水溶液を保水する機能のフェルトが、塩徐放用カートリッジの内部から供給端部に亘って配置された構成とし、このフェルトの一部が電解部の水に浸る状態とすることによって、塩徐放用カートリッジ内の前記水溶液から塩化物イオンが、このフェルト部分を通して電解部の水へ拡散する構成の塩徐放装置を提供する。

また、本発明は、貯水タンクの原水をポンプで汲み上げて電解部へ供給し、電解部で生成した次亜塩素酸を含む電解水を除菌の必要部へ供給し、再びその水を貯水タンクへ帰還させる循環式除菌装置において、貯水タンクの原水が塩化物イオン濃度の低い原水である場合、上記塩徐放用カートリッジによって所期の塩化物イオン濃度の水が電解部に形成される技術を提供する。

第１発明は、カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの水溶液から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、前記カートリッジ本体部の供給端部に露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記供給端部の拡散機能部材部分を除いて密閉可能構造である塩徐放用カートリッジと、水の電気分解によって次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部を備え、前記供給端部から露出する拡散機能部材部分が前記電解部の水に浸るように、前記電解部に前記塩徐放用カートリッジを備えたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明の電解水生成装置において、前記拡散機能部材がフェルトで構成されたことを特徴とする。

第３発明は、第２発明の電解水生成装置において、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部が筒状を形成し、前記先端の前記拡散機能部材部分は全周で前記供給端部に密着した状態で、前記供給端部に露出した構成であることを特徴とする。

第４発明は、第２発明または第３発明の電解水生成装置において、前記塩徐放用カートリッジは、前記先端の前記拡散機能部材部分が前記電解部内の水に浸るように前記供給端部が前記電解部内の底部に配置されたことを特徴とする。

第５発明は、第１発明乃至第４発明のいずれかの電解水生成装置において、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部に露出した拡散機能部材部分は、空気中では、前記所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持し、電解部の水に接触した状態では、前記塩徐放用カートリッジ内の水溶液から塩化物イオンが連続拡散の作用をする連続通路構成であることを特徴とする。

第６発明は、第１発明乃至第５発明のいずれかの電解水生成装置において、前記塩徐放用カートリッジは、前記電解部に対し交換可能な取り付け構成であることを特徴とする。

第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの電解水生成装置において、前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部に露出した拡散機能部材部分の表面積によって、拡散量を設定する構成であることを特徴とする。

第８発明は、第１発明乃至第７発明のいずれかの電解水生成装置において、前記電解部の水は、貯水タンクの水を汲み上げるポンプの運転にて前記供給端部に露出した拡散機能部材部分が浸る水位となり、前記ポンプの停止にて前記供給端部に露出した拡散機能部材部分が前記電解部の水の上位へ露出することを特徴とする。

第９発明は、第１発明乃至第８発明のいずれかに記載の電解水生成装置を備えたことを特徴とする。

電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムにおいて、塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度が低い原水が電解部へ供給される状況の場合、電解部の原水の塩化物イオン濃度を上昇させる手段として、本発明の塩徐放用カートリッジの採用により、内部に充填された所定濃度の水溶液が、供給端部の拡散機能部材の部分からの拡散によって、電解部の水の塩化物イオン濃度を高めることができる。このため、特別な薬剤の補充や薬剤供給ポンプの運転も不要であり、簡単且つ安価な手段によって、原水の電解部の塩化物イオン濃度を高めることができるものとなる。また、塩化物イオン濃度を高めたい水に拡散機能部材の一部を浸すことによって、電気分解するための水の塩化物イオン濃度を高めることができるため、電解部に塩徐放用カートリッジを取り付けるだけでよく、充填された高濃度の水溶液を供給するための特別な配管も不要であり、簡素な構成でもって所期の目的が達成できるものとなる。

第２発明は、拡散機能部材がフェルトで構成されることによって、低コストでもって前記水溶液から塩化物イオンの拡散機能が保たれるため、塩化物イオン濃度が低い原水への塩化物イオンの供給として好適である。

また、第３発明によって、塩徐放用カートリッジは、供給端部が筒状を形成し、拡散機能部材であるフェルト部分は、拡散機能部材部分の全周で供給端部に密着した状態であるため、供給端部から露出したフェルト部分は、塩化物イオン濃度を高めたい水に浸った状態では前記水溶液から塩化物イオンを拡散する拡散部となり、水との接触が断たれた状態が長時間継続した場合は、この部分へ塩の結晶が生成されることによって、内部のＮａＣｌ溶液の封止効果が得られるものとなる。そして、再びこのフェルト部分が水に浸れば、この塩の結晶が自然に融けて、再び前記水溶液から塩化物イオンの拡散部として作用することとなる。このため、フェルト部分への水の供給の有無によって、自然に拡散機能の回復が得られるものとなり、機能回復に特別な構成が必要なく、構造的にも簡素化され、低コスト化に適するものとなる。

また、第４発明によって、塩徐放用カートリッジは、先端の拡散機能部材部分が電解部内の水に浸るように供給端部が電解部内の底部に配置される構成により、電解部内の有効水位内で電気分解が有効に行なえるものとなる。

また、第５発明によって、供給端部のフェルト部分は連続通路構成であり、塩化物イオン濃度を高めたい水に浸った状態では、塩化物イオンの拡散部として機能するが、システムの動作に応じて電解水生成部の動作を停止している時間中のように、水との接触が断たれて空気中に晒された状態では、この部分へ塩の結晶が生成されるまでは、所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持するため、所定濃度の水溶液の無駄な流出を防止できるものとなる。

また、第６発明は、内部に充填された所定濃度の水溶液が不足した場合、電解部に対して新規な塩徐放用カートリッジと交換すれば、適用されたシステムの継続稼動が維持できると共に、メンテナンスも簡単である。

また、第７発明によって、供給端部に露出したフェルト部分の表面積によって、前記水溶液からの塩化物イオンの拡散量を設定することができるため、電解部によって水を電気分解して次亜塩素酸を生成するシステムに応じた塩徐放用カートリッジを作製すればよく、システム毎の塩添加手段として好適である。

また、第８発明は、電解部の水位は、ポンプの運転によって供給端部に露出した拡散機能部材部分が浸る水位となり、ポンプの停止にて供給端部に露出した拡散機能部材部分が露出する状態となるため、除菌動作の開始にてポンプを運転し、電解部での電解作用を行なうことにより、所期の電解水を生成できる。また、除菌動作の停止状態ではポンプを停止すれば、拡散機能部材部分が露出するため、除菌動作の停止期間中における塩化物イオンの拡散を停止でき、塩徐放用カートリッジからの塩化物イオンの不必要な拡散を抑制でき、塩徐放用カートリッジの使用期間を長くできるものとなる。

また、第９発明は、水道水等の水質が異なる地域において使用される家庭用または業務用の電気機器に適用される除菌装置として、第１発明乃至第８発明の効果を奏することにより、所期の除菌・脱臭効果を得る電気機器の提供ができるものとなる。

本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置の概略構成図である。 本発明に係る塩徐放用カートリッジの供給端部の断面図である。 本発明に係る塩徐放用カートリッジの他の形態の供給端部の断面図である。 本発明に係る塩徐放用カートリッジにより塩化物イオン（Ｃｌ^-）の拡散を確認する構成図である。 図４の構成における塩化物イオン濃度を高めた場合の水の導電率の経時変化を示す図である。 本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた他の形態の電解水生成装置の概略構成図である。 本発明の電解水生成装置を組み込んだ空気清浄装置の外観を示す斜視図である。 図７に示す空気清浄装置の内部構成を示す斜視図である。 図７に示す空気清浄装置の内部構成を示す右側断面視図である。 図７に示す空気清浄装置の電解水の供給の様子を説明する空気除菌機構の構成を示す模式図である。 本発明に係る塩徐放用カートリッジを取り付けた電解水生成装置を組み込んだ貯水槽の除菌装置の構成図である。

本発明は、カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの水溶液から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、前記カートリッジ本体部の供給端部に露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記供給端部の拡散機能部材部分を除いて密閉可能構造である塩徐放用カートリッジと、水の電気分解によって次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部を備え、前記供給端部から露出する拡散機能部材部分が前記電解部の水に浸るように、前記電解部に前記塩徐放用カートリッジを備えたことを特徴とする電解水生成装置であり、以下に、その実施例を記載する。

以下、電解部において次亜塩素酸を含む電解水を生成する場合について、本発明に係る塩徐放用カートリッジ、この塩徐放用カートリッジを備えた電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を備えた除菌装置の実施例を図に基づき説明する。

図１には、本発明に係る塩徐放用カートリッジ１００を電解部１１０に備えた電解水生成装置１２０の構成を示している。電解水生成装置１２０は、所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液１０３（塩水溶液１０３と称することもできる）が充填された塩徐放用カートリッジ１００と、水の電気分解によって次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部１１０を備え、塩徐放用カートリッジ１００内に配置した拡散機能部材１０４を通して、水溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が電解部１１０の水に拡散して、電解部１１０の水の塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度を高める構成である。

図１において、電解部１１０は、電解槽１１０Ａ内にアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂが対向配置されており、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ電池１１１Ｄからの通電によって、電解槽１１０Ａ内の水が電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が、電解部１１０からパイプ１１９を通って除菌機能部へ導出される。この除菌機能部は、後述の空気清浄装置の空気浄化エレメント等である。

電解部１１０のアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂは、例えば、Ｔｉ（チタン）のベース板の表面にＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）の被覆膜が形成された構成であり、電解槽１１０Ａ内の水が所定濃度の塩素濃度状態であれば、このアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂに印加する電流密度は２０ｍＡ／ｃｍ^２とした場合、例えば、１ｍｇ／Ｌの所定の遊離残留塩素濃度を発生させるものである。実施例では、電解部１１０によって生成される次亜塩素酸濃度が、１０ｍｇ／Ｌ〜２００ｍｇ／Ｌであり、その範囲において、例えば１０ｍｇ／Ｌを採用することにより、安定した除菌、脱臭を行なうことができるものとなる。

この次亜塩素酸による除菌、脱臭効果を得るためには、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂ間に電池１１１Ｄから電圧を印加して通電する。
アノード電極（陽極）１１１Ａでは、下記式（１）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ^- ・・・（１）
これと共に、アノード電極（陽極）１１１Ａ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（２）に示すように酸化反応し、塩素（Ｃｌ₂）が発生する。
２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂＋２ｅ^- ・・・（２）
更に、この塩素は下記式（３）に示すように加水分解し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ ・・・（３）
一方、カソード電極（陰極）１１１Ｂでは、下記式（４）に示す反応が行なわれる。
２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂ ・・・（４）

塩徐放用カートリッジ１００は、カートリッジ本体部１０２内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液１０３が充填され、この水溶液１０３が染み込みこの水溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が、塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材１０４として、フェルト１０４が、本体部１０２の先端の供給端部１０１に露出するように、供給端部１０１の略中心軸上に配置されている。供給端部１０１は筒状を形成しており、先端のフェルト部分１０４Ａは少なくとも一部が、全周で供給端部１０１に密着した状態で、先端のフェルト部分１０４Ａが供給端部１０１に露出しており、供給端部１０１に露出したフェルト部分１０４Ａを除いて、本体部１０２内は密封構造である。所定濃度の水溶液１０３は、簡単に手に入る食塩が純水に溶解した状態である。

塩徐放用カートリッジ１００は、先端のフェルト１０４部分が電解部１１０内の電解槽１１０Ａ内の水に浸るように、供給端部１０１が電解槽１１０Ａの底部に配置されるように、供給端部１０１が電解槽１１０Ａに着脱自在に取り付けられている。図１に示す塩徐放用カートリッジ１００は、容器状の本体部１０２の底部から横方向に筒状の供給端部１０１が延びており、フェルト１０４は、その供給端部１０１内において供給端部１０１の略中心軸上に配置され、先端のフェルト部分１０４Ａが電解槽１１０Ａ内の水に浸る状態である。

フェルト１０４は、本体部１０２の内部の所定濃度の水溶液１０３が染み込むと共にこの染み込んだ水溶液を保水し、先端のフェルト部分１０４Ａが塩化物イオン濃度の低い水（原水という）に浸った状態で、フェルト部分１０４Ａからこの原水に、水溶液１０３から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）等のイオンが拡散する機能を備えたものである。フェルト１０４は、例えばフェルトペンのような状態維持であり、水溶液１０３を保水した状態において、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、所定濃度の水溶液１０３が垂れない状態を維持し、水に接触した状態では、原水にカートリッジ１００内の高濃度の水溶液１０３が連続拡散作用をするための連続通路構成と密度を保った棒状に形成されている。

フェルト１０４の種類は多数あるが、上記のような拡散機能を備えるものであれば、粗毛フェルト、植物繊維系フェルト、動物繊維系フェルト、合成繊維系フェルトのいずれでもよい。

塩徐放用カートリッジ１００の供給端部１０１内に配置されたフェルト部分１０４Ａは、図１に示すように、先端が供給端部１０１から突出する状態でもよいが、図２または図３に示す形態とすることもできる。図２は、塩徐放用カートリッジ１００の供給端部１０１内に配置されたフェルト部分１０４Ａの拡大図である。この構成では、供給端部１０１の先端は、供給端部１０１の中心軸方向に開口１０１Ａを形成しており、フェルト部分１０４Ａの先端は、供給端部１０１の先端の開口１０１Ａに内方から臨むように、開口１０１Ａよりも内側に位置した状態である。このため、フェルト部分１０４Ａの先端が、開口１０１Ａを通して電解槽１１０Ａ内の水に浸る状態である。供給端部１０１の先端の開口１０１Ａの内面１０１Ａ１には、撥水処理加工がされている。後述のように、電解槽１１０Ａ内の水が減少または無くなる状態にて、撥水処理された開口１０１Ａでは水が弾かれ、開口１０１Ａに臨むフェルト部分１０４Ａの先端には、時間の経過と共に水溶液１０３の塩が結晶化し、その結晶塩１０３Ａとなる。その結晶塩１０３Ａによって、このフェルト部分１０４Ａが覆われ、この部分からの水溶液１０３の蒸発及びまたは水垂れが防止される。

図３は、他の実施形態として、塩徐放用カートリッジ１００の供給端部１０１内に配置されたフェルト部分１０４Ａの拡大図である。この構成では、供給端部１０１の先端は、供給端部１０１の中心軸方向に対して上向きの開口１０１Ａを形成した受け皿型加工がされており、フェルト部分１０４Ａの先端は、供給端部１０１の先端の開口１０１Ａに内方から臨むように、開口１０１Ａよりも内側に位置した状態である。このため、フェルト部分１０４Ａの先端が電解槽１１０Ａ内の水に浸る状態である。フェルト部分１０４Ａの先端は、図２のように上下方向に切断した端面であってもよいが、拡散面積を確保する形状として、開口１０１Ａに対して直角状の段落部１０４Ａ１を形成する加工がされており、後述のように、電解槽１１０Ａ内の水が減少または無くなる状態にて、開口１０１Ａの部分において、先端のフェルト部分１０４Ａの段落部１０４Ａ１には、時間の経過と共に水溶液１０３の塩が結晶化し、その結晶塩１０３Ａとなる。その結晶塩１０３Ａによって、このフェルト部分１０４Ａが覆われ、この部分からの水溶液１０３の蒸発及びまたは水垂れが防止される。

図５には、塩化物イオン濃度を高めたい水１０６に、塩徐放用カートリッジ１００の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散させて、塩化物イオン濃度を高めた場合の水の導電率の経時変化を示している。この場合の実施構成は、図４に示すように、円筒形等の筒状本体部１０２内には、所定濃度の水溶液１０３として、ＮａＣｌの重量パーセントが１．８ｗｔ％の濃度の水溶液１０３が１０ｍＬ（ｍＬはミリリットルを意味する）充填された塩徐放用カートリッジ１００を用意し、純水（精製水）１０６を１００ｍＬ入れた容器１０５内の純水１０６に、塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａの全体が浸るようにセットする。この状態で、塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンが、先端のフェルト部分１０４Ａから純水１０６に拡散されるが、この拡散によって、純水１０６の塩（ＮａＣｌ）の濃度がどのように変化するかを、純水１０６の導電率で確認した結果が図５である。塩（ＮａＣｌ）の濃度が高いほど導電率が高くなる。

この確認において、７２時間経過したとき容器１０５内の純水１０６を新たな純水１０６に入れ替えた場合の純水１０６の導電率を調べたものを図５に示している。これから明らかなように、時間の経過に伴う導電率の変化は、略一定していることが判る。このため、塩化物イオン濃度を高めたい水（これを原水１０７ということとする）に、先端のフェルト部分１０４Ａから連続して塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散すれば、所期の除菌・脱臭効果を得るための電解水を生成できることが解る。

なお、図４に示す装置によって、長い時間に亘って塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散させることによって、塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３が、全て純水１０６へ溶け込んだときの導電率４１００μｓ／ｃｍに達するまでの時間は、１９６６．９２時間（約８２．０日＝約２．７ヶ月）であることが判明している。このため、重量パーセントが１．８％の高濃度の水溶液１０３が１０ｍＬ充填された塩徐放用カートリッジ１００を用意し、この塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンを拡散すれば、約８２日間に亘って塩を補充し続けることができるものとなり、除菌・脱臭を目的とする大概の機器の電解水生成装置へ適用可能となる。

図１を参照して、本発明の電解水生成装置１２０において、電解部１１０への水の供給は、水源１１３としての貯水タンク１１３の水は原水１０７であり、貯水タンク１１３の原水１０７は、ポンプ１０８の運転にて汲み上げられて密閉状態の電解槽１１０Ａへ供給される。上記のように、電解部１１０には塩徐放用カートリッジ１００が取り付けられており、塩徐放用カートリッジ１００の先端のフェルト部分１０４Ａから、塩徐放用カートリッジ１００内の水溶液１０３から塩化物イオンが、先端のフェルト部分１０４Ａから電解槽１１０Ａ内の原水１０７に拡散され、所期の塩化物イオン濃度の食塩水となった改良原水１０７Ａが電解部１１０に形成される。このため、電解部１１０内の水の塩化物イオン濃度が高められた状態となる。塩徐放用カートリッジ１００内の所定濃度の水溶液１０３は、実施例では、ＮａＣｌが１．８ｗｔ％の高濃度のものである。電解部１１０に供給される原水１０７は、上水道水である場合が一般的であるため、本発明では、この原水１０７に塩化物イオンを拡散させるものであるため、上記の高濃度の意味は、原水１０７である上水道水と比較すれば高い濃度という意味である。

このように、塩化物イオン濃度が高められた電解部１１０内の水中には、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂが配置されており、このアノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ電池１１１Ｄからの通電によって、電解槽１１０Ａ内の水が電気分解され、それによって生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。そして、この電解水１１４は、ポンプ１０８の運転に伴って、電解部１１０からパイプ１１９を通って除菌機能部へ導出される。この除菌機能部は、後述の空気清浄装置の空気浄化エレメント等である。

電解水生成装置１２０を備えた除菌装置としては、後述の空気清浄装置、水処理装置、洗濯機等、種々に装置や機器がある。この除菌装置の除菌動作の開始にてポンプ１０８が運転されると共に、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへ電池１１１Ｄから通電され、上記のように、電解槽１１０Ａ内の水が電気分解され、次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。除菌装置の除菌動作の停止にてポンプ１０８が運転を停止し、アノード電極（陽極）１１１Ａとカソード電極（陰極）１１１Ｂへの電池１１１Ｄからの通電も絶たれる。ポンプ１０８の運転停止によって、電解槽１１０Ａ内の水はポンプ１０８を通して貯水タンク１１３へ流下し、電解槽１１０Ａ内の水は減少または無くなり、開口１０１Ａに臨む先端のフェルト部分１０４Ａが空気に晒される状態となる。この状態にて、図２または図３に示す形態において、開口１０１Ａに臨むフェルト部分１０４Ａの先端には、時間の経過と共に水溶液１０３の塩が結晶化し、その結晶塩１０３Ａが形成される。

このように、本発明に係る電解水生成装置１２０において、除菌動作の開始にてポンプ１０８を運転し、電解部１１０での電解作用を行なうことにより、所期の電解水を生成できる。また、ポンプ１０８が停止すれば、供給ライン１０９の水が減少または無くなる構成にて、先端のフェルト部分１０４Ａが空気に晒される状態となる。このため、除菌動作の停止状態ではポンプ１０８を停止すれば、先端のフェルト部分１０４Ａが露出するため、除菌動作の停止期間中におけるＮａＣｌの拡散を停止でき、不必要なＮａＣｌの拡散を抑制でき、塩徐放用カートリッジの使用期間を長くできるものとなる。また、この状態が長時間に亘る場合は、先端のフェルト部分１０４Ａに付着した所定濃度の水溶液１０３の塩が結晶化し、その結晶塩１０３Ａにてこのフェルト部分１０４Ａが覆われることによって、この部分からの水溶液１０３の蒸発が防止される状態となる。なお、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持する密度の連続通路構成であるが、万一、フェルト部分１０４Ａからの水溶液１０３の水垂れが懸念される場合でも、フェルト部分１０４Ａが結晶塩１０３Ａで覆われることにより、この部分からの水溶液１０３の水垂れが防止される状態となる。

塩徐放用カートリッジ１００は、電解水生成装置１２０に取り付けた状態において、上記のような拡散によって内部に充填された高濃度の水溶液１０３が不足した場合または無くなった場合、高濃度の水溶液１０３を再充填する方式ではなく、新規な塩徐放用カートリッジ１００と交換する方式である。このため、電解槽１１０Ａの側壁に塩徐放用カートリッジ１００の供給端部１０１が着脱自在な取り付け部１１０Ａ１を設け、取り付け部１１０Ａ１に供給端部１０１をネジや差込式にて着脱自在である。なお、取り付け部１１０Ａ１には、供給端部１０１が差し込まれることに伴って自動的に開き、供給端部１０１が電解槽１１０Ａ内に侵入し、供給端部１０１を引き抜いたときは自動的に閉じる自動開閉弁機構を備えるようにすれば、塩徐放用カートリッジ１００の着脱もし易く、また、塩徐放用カートリッジ１００を取り外した状態で、電解槽１１０Ａ内への塵埃、虫等の侵入を防止できるものとなる。

塩徐放用カートリッジ１００は、供給端部１０１から露出したフェルト部分１０４Ａの表面積によって、単位時間あたりの塩化物イオンの拡散量が決まるため、塩徐放用カートリッジ１００が適用される装置に応じた拡散量とするように、フェルト部分１０４Ａの表面積によって塩化物イオンの拡散量を設定することができる。

また、供給端部１０１のフェルト部分１０４Ａは、空気中では、高濃度の水溶液１０３が垂れない状態を維持し、水に接触した状態では、電解部１１０へ供給される原水１０７にカートリッジ１００内の高濃度の水溶液１０３から塩化物イオンが連続拡散の作用をする密度の連続通路構成である。

なお、図１に示すように、供給端部１０１からフェルト部分１０４Ａの先端の一部分が突出し露出する状態とすることもできる。この場合も、上記同様に、フェルト部分１０４Ａの先端の露出部分には、結晶塩１０３Ａが形成され、結晶塩１０３Ａにてこのフェルト部分１０４Ａが覆われる状態となる。

また、塩徐放用カートリッジ１００は、図４に示す形態のものを図６に示すように、電解槽１１０Ａの上壁から電解槽１１０Ａ内に侵入するように取り付けた構成とすることができる。図４に示す形態の塩徐放用カートリッジ１００は、先端の供給端部１０１が先細り形状をなす略円筒状の中空のカートリッジ本体部１０２を形成した筒型であり、本体部１０２の内部に高濃度の水溶液１０３が充填され、この水溶液１０３が染み込みこの水溶液１０３から塩化物イオンを拡散する拡散機能部材１０４として、フェルト１０４が、本体部１０２の先端の供給端部１０１に露出するように、本体部１０２の略中心軸上に配置されている。この塩徐放用カートリッジ１００が、電解槽１１０Ａの上壁を貫通して、取り付けナット１０９によって、電解槽１１０Ａ内に所定位置まで侵入するように取り付けられている。フェルト１０４による水溶液１０３からの塩化物イオンの拡散機能は、上記同様である。

本発明に係る電解水生成装置１２０を組み込んだ除菌装置１とすることができる。図７には、この除菌装置１を家庭や事務所等で使用される空気清浄装置１として示している。

図７に示すように、空気清浄装置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、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の前面の下端部に空気の吸込口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ルーバー２０が設けられている。このルーバー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。

空気清浄装置１は、吸込グリル１２及び吸込口１５を介して空気清浄装置１の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。ここで、室内空気の清浄化とは、室内空気を後述の空気浄化エレメントを通過させることによって、室内空気中に含まれる細菌、ウィルス、真菌等の空中浮遊微生物を不活化させたり、臭い成分を吸着分解して脱臭することにより、室内空気を清浄することを意味する。

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、空気清浄装置１の各種操作を行う操作パネル１６（図８参照）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、運搬時に空気清浄装置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（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に空気の吸込口１５が形成されている。

次に、空気清浄装置１の内部構成を説明する。
筐体１１には、図８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との対向する位置には、図８に示すように、フィルタユニット３４が着脱自在に配置されている。このフィルタユニット３４は、仕切板２４および支持板２１等によって形成された枠部にはめ込まれて配置されており、この枠部に形成された適宜の留め付け部材（図示せず）によって当該枠部に、着脱自在に固定されている。

フィルタユニット３４は、図８に示すように、捕集効率の異なる粗塵フィルタ２５と中性能フィルタ２６の２枚のフィルタを備えた構成である。下側カバー部材１９側に配置される粗塵フィルタ２５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し、粗塵フィルタ２５の内側に配置される中性能フィルタ２６は、粗塵フィルタ２５を通過した例えば粒径１０μｍ以上の粒子を高効率（例えば、捕集効率９５％程度）に捕集するものである。このフィルタユニット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。

次に、筐体１１の支持板２１で仕切られた上側の室２２内の構成について説明する。上側の室２２には、図８に示すように、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、この電装ボックス３９の上方に空気浄化エレメント５３が配置されている。この空気浄化エレメント５３と電装ボックス３９との間には、空気浄化エレメント５３から滴下した水を受ける水受皿４２が配置されている。この水受皿４２は、深底に形成された貯留部４２Ａを備え、この貯留部４２Ａは上記排水タンク５７の上方に延在している。電装ボックス３９には、空気清浄装置１を制御する制御部（図示せず）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。

貯留部４２Ａ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４２Ａに水を供給可能な構成となっている。詳細には、給水タンク４１の下端に形成された給水口にはフロートバルブが設けられ、貯留部４２Ａ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４２Ａの水位が一定に保たれる仕組みである。

空気清浄装置１において、給水タンク４１と貯留部４２Ａは、上記の貯水タンク１１３に相当し、電解水生成ユニット４５は、上記の電解水生成装置１２０に相当し、循環ポンプ４４は上記のポンプ１０８に相当し、電解槽４６は上記の電解部１１０の電解槽１１０Ａに相当する。電解槽４６には上記のように、塩徐放用カートリッジ１００が取り付けられている。

この対応において、貯留部４２Ａの上には、空気浄化エレメント５３に供給する電解水を生成する電解水生成ユニット４５が配置されている。この電解水生成ユニット４５は、循環ポンプ４４と、電解槽４６とを備えて構成され、循環ポンプ４４は、制御部の制御に従って回転数を変更することにより、循環量を変更可能に動作する。循環ポンプ４４の吐出口には、貯留部４２Ａに貯留された水を汲み上げて空気浄化エレメント５３に供給する供給管１１９が接続され、この供給管１１９には電解槽４６が接続されている。この電解槽４６は、上記のように、電極１１１Ａと１１１Ｂを内蔵し、これら電極１１１Ａ、１１１Ｂ間に、制御部から供給される電池１１１Ｄの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。実施例の電解水は、前述のように次亜塩素酸を含む電解水１１４である。この電解槽４６で生成した電解水は、パイプ１１９から電解水供給器５１へ供給される。

塩化物イオン（Ｃｌ^-）濃度が低い水が給水タンク４１から貯留部４２Ａに供給される場合や、貯留部４２Ａの塩素が自然消滅して減少した場合において、電解槽４６は、電解部１１０と同様に、塩徐放用カートリッジ１００が取り付けられているため、電解槽４６では、上記で説明したように、所定濃度の次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。

また、本実施形態では水受皿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、図１０示すように、貯留部４２Ａの下部には排水管５５が連結されるとともに、この排水管５５を開閉させる排水バルブ５６が設けられている。そして、排水管５５の先端は、上記排水タンク５７の上方に延びており、排水バルブ５６を開放することにより、水受皿４２上の水が排水タンク５７に排出される。

空気浄化エレメント５３の上部には、この空気浄化エレメント５３上に均一に電解水を分散させるための電解水供給器５１が組み付けられている。この電解水供給器５１には供給管１１９から電解水が供給されるように接続されている。この電解水供給器５１は、電解水を一時的に貯留するトレー部材を備え、このトレー部材の底面に複数の供給孔が開口し、この供給孔から空気浄化エレメント５３に対して電解水を流下するようになっている。

空気浄化エレメント５３は、電解水に次亜塩素酸を含む電解水１１４を使用するため、活性酸素に対する耐性が高い繊維の組み合わせによって、その繊維相互間に空気の通過する隙間を形成した気液接触部材の構成である。空気浄化エレメント５３は略垂直状態となるように縦設置され、この空気浄化エレメント５３の裏側から表側へ向けて空気が通過する状態で使用される。

循環ポンプ４４の運転によって、空気浄化エレメント５３の上端の電解水供給器５１へ導入された電解水は、空気浄化エレメント５３を伝って下方へ流下しつつ、空気浄化エレメント５３の略全体がこの電解水で濡れた状態となる。この状態で、送風ファン３１からの空気Ｘが、図９に示すように、空気入り口１Ａから空気出口１Ｂへ流れる間に、この電解水で濡れた状態の空気浄化エレメント５３を通過して電解水に接触し、電解水中の次亜塩素酸によってその空気中の細菌、ウィルス、真菌等の空中浮遊微生物を不活化させたり、臭い成分を吸着分解して脱臭することにより、除菌・脱臭が行なわれる。

また図１１には、本発明に係る電解水生成装置１２０を組み込んだ除菌装置１として、ビルの屋上に設置された貯水槽９０に貯留している市水を浄化するための除菌装置１を示している。図１と同様の機能部は同じ符号で示している。

上水道水である市水は、一旦シスターン９１に貯留された後、揚水ポンプ９２の稼動によって、水位制御部９３によって所定の水位となるように、貯水槽９０に送り込まれ貯留される。貯水槽９０に貯留している市水は、電解部１１０で生成される次亜塩素酸を含む電解水１１４によって浄化されるように、制御部９４の制御によって電磁弁９５が開き、ポンプ１０８が稼動して、電解水１１４がフィルタ９６を通して循環する。９７は制御部９４によって制御される排水用電磁弁である。

電解部１１０の構成及び機能は、上記で説明したことと同じである。このため、貯水槽９０に貯留する市水の塩化物イオン濃度が低い場合は、上記同様に、電解部１１０に取り付けた塩徐放用カートリッジ１００の作用によって、電解部１１０では、所定濃度の次亜塩素酸を含む電解水１１４が生成される。これによって、貯水槽９０に貯留している市水の除菌が行えるものとなる。

また、本発明に係る電解水生成装置１２０を組み込んだ除菌装置１として、衣類を洗濯する自動洗濯機がある。これは、洗濯、脱水、すすぎの各工程を実行する際、複数回のすすぎを行う場合の最後のすすぎ水を自動洗濯機内の下部に設置した貯水タンク（貯水タンク１１３に相当）へ溜めておき、次回の洗濯水として使用する場合、この貯水タンクへ溜めた水をポンプ（ポンプ１０８に相当）で洗濯槽へ供給する。この場合、貯水タンクから洗濯槽へ供給される水の塩化物イオン濃度が低い場合において、上記で説明したように、本発明に係る電解水生成装置１２０の効果が有効に作用し、洗濯槽へ供給される水の除菌・脱臭を行うことができるものとなる。

また、別の方式として、衣類を洗濯する自動洗濯機において、洗濯、脱水、すすぎの各工程を実行する際、洗濯工程またはすすぎ工程において、洗濯水またはすすぎ水中のごみを除去するために、洗濯槽へ供給された水がフィルタを通って一旦洗濯槽の外へ出て、循環ポンプを経由して再び洗濯槽へ帰還する循環を行う構成において、本発明に係る電解水生成装置１２０を組み込んだ除菌装置として機能する自動洗濯機とすることができる。

この場合、次亜塩素酸を含む電解水１１４によって除菌しようとするとき、この洗濯水またはすすぎ水中の塩化物イオン濃度が低い場合において、上記で説明したように、本発明に係る電解水生成装置１２０の効果が有効に作用し、洗濯槽へ循環する洗濯水またはすすぎ水の除菌・脱臭を行うことができるものとなる。

上記では、拡散機能部材１０４としてフェルト１０４を採用したが、このフェルトと同様の機能をするものであれば、他の材質であってもよい。

本発明に係る塩徐放用カートリッジ、及び電解部は、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形態の電解水生成装置、及びこの電解水生成装置を組み込んだ除菌装置に適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。

１・・・・・・・除菌装置（空気清浄装置）（貯水槽の除菌装置）
１００・・・・・塩徐放用カートリッジ
１０１・・・・・供給先端部
１０２・・・・・カートリッジ本体部
１０３・・・・・水溶液
１０４・・・・・拡散機能部材（フェルト）
１０５・・・・・容器
１０６・・・・・純水
１０７・・・・・原水
１０８・・・・・ポンプ
１０９・・・・・供給ライン
１１０・・・・・電解部
１１１Ａ・・・・アノード電極（陽極）
１１１Ｂ・・・・カソード電極（陰極）
１１３・・・・・水源（貯水タンク）
１１４・・・・・電解水
１２０・・・・・電解水生成装置

Claims (9)

1. カートリッジ本体部内に所定濃度のＮａＣｌ等のＣｌ⁻が化合した無機塩の水溶液が充填され、この水溶液が染み込みこの水溶液から塩化物イオン（Ｃｌ⁻）が塩化物イオン（Ｃｌ⁻）濃度を高めたい水に拡散する拡散機能部材が、前記カートリッジ本体部の供給端部に露出するように前記カートリッジ本体部内に配置され、前記供給端部の拡散機能部材部分を除いて密閉可能構造である塩徐放用カートリッジと、水の電気分解によって次亜塩素酸を含む電解水を生成する電解部を備え、前記供給端部から露出する拡散機能部材部分が前記電解部の水に浸るように、前記電解部に前記塩徐放用カートリッジを備えたことを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記拡散機能部材がフェルトで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
3. 前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部が筒状を形成し、前記先端の前記拡散機能部材部分は全周で前記供給端部に密着した状態で、前記供給端部に露出した構成であることを特徴とする請求項２に記載の電解水生成装置。
4. 前記塩徐放用カートリッジは、前記先端の前記拡散機能部材部分が前記電解部内の水に浸るように前記供給端部が前記電解部内の底部に配置されたことを特徴とする請求項２または３に記載の電解水生成装置。
5. 前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部に露出した拡散機能部材部分は、空気中では、前記所定濃度の水溶液が垂れない状態を維持し、電解部の水に接触した状態では、前記塩徐放用カートリッジ内の水溶液から塩化物イオンが連続拡散の作用をする連続通路構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電解水生成装置。
6. 前記塩徐放用カートリッジは、前記電解部に対し交換可能な取り付け構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電解水生成装置。
7. 前記塩徐放用カートリッジは、前記供給端部から露出した拡散機能部材部分の表面積によって、拡散量を設定する構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電解水生成装置。
8. 前記電解部の水は、貯水タンクの水を汲み上げるポンプの運転にて前記供給端部に露出した拡散機能部材部分が浸る水位となり、前記ポンプの停止にて前記供給端部に露出した拡散機能部材部分が前記電解部の水の上位へ露出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電解水生成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の電解水生成装置を備えたことを特徴とする除菌装置若しくは空気清浄装置。

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