JP2016036787A - 機能水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放散部が空気中に放散するミスト又はスチームに硬度イオン成分等の吸着成分が混入するのを防止することができる機能水生成装置を提供する。【解決手段】貯水槽２０は外部から給水されるとともに排水口２５が設けられる第１貯水部２０ａと、第１貯水部２０ａに対して仕切壁２１を介して仕切られるとともに第１貯水部２０ａの溢水により給水される第２貯水部２０ｂとを有し、第１貯水部２０ａに電極２３ａ、２３ｂを配して第２貯水部２０ｂに放散部２２を配した。【選択図】図１

Description

本発明は、機能水を生成する機能水生成装置に関する。

従来の機能水生成装置が特許文献１に開示されている。この機能水生成装置は貯水槽内に電圧印加部と放散部とを備える。電圧印加部は貯水槽内に配された一対の電極間に電圧を印加して貯水槽内の水を電気分解する。これにより、貯水槽内の水から酸性水から成る機能水を生成することができる。このとき、カソードとなる電極では水道水等の水中に溶存しているＭｇイオン、Ｃａイオンなどの硬度イオン成分（Ｍ²⁺）が硬度成分（Ｍ）となって吸着される。放散部では貯水槽内で生成された機能水をミスト化又はスチーム化して空気中に放散する。

また、電極に過度に硬度成分が吸着すると機能水の生成効率が低下するため、脱離モードを設けて電気分解時とは逆方向の電圧を印加する。これにより、電極に吸着した硬度成分を硬度イオン成分（Ｍ²⁺）として水中に溶出させることができる。

特許第２８５８８５３号

上記従来の機能水生成装置によると、脱離モードにおいて貯水槽内の水は硬度イオン成分（Ｍ²⁺）が水中に溶出して硬質化するとともにアルカリ化する。このため、脱離モード開始後、放散部が空気中に放散するミスト又はスチームに硬度イオン成分等の吸着成分が混入し、放散されたミスト又はスチームが家具等に白粉となって付着することが問題になっていた。

本発明は、硬度イオン成分等の電極の吸着成分の放散部による放散を防止できる機能水生成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽内の水をミスト化又はスチーム化して空気中に放散する放散部と、前記貯水槽内に浸漬して電圧が印加される一対の電極とを備える機能水生成装置において、前記貯水槽は外部から給水されるとともに排水口が設けられる第１貯水部と、第１貯水部に対して仕切壁を介して仕切られるとともに第１貯水部の溢水により給水される第２貯水部とを有し、第１貯水部に前記電極を配して第２貯水部に前記放散部を配したことを特徴としている。

この構成によると、第１貯水部で電極間に電圧を印加して電気分解により機能水を生成する。電極により生成された機能水は第１貯水部の水位が上昇して溢水により第２貯水部に供給され、第１貯水部の水が第２貯水部の水に混和する。第２貯水部の放散部の駆動によって機能水がミスト化又はスチーム化されると、貯水槽全体の水位が低下する。このとき、貯水槽の水位が溢水線以下に低下すると、仕切壁を介して第１貯水部と第２貯水部とが隔離される。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、前記電極間に電圧を印加して電気分解により機能水を生成する機能水生成モードと、前記電極間に前記機能水生成モードと逆方向の電圧を印加して前記電極に吸着した吸着成分を脱離させる脱離モードとを有し、第１貯水部の水位が溢水線以下のときに前記脱離モードを実行することを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、第１貯水部の水位が溢水線のときに前記機能水生成モードを実行することを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、前記脱離モードにおいて前記放散部を駆動することを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、前記仕切壁が上端を開放した凹部又は貫通孔から成る通水部を有し、前記通水部によって第１貯水部の溢水線が形成されることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、前記放散部により空気中に放散された機能水を送出する送風機を有し、前記送風機によって前記仕切壁よりも前記電極側に気流を吹きつけることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の機能水生成装置において、前記送風機の気流を前記電極の鉛直上方の水面に吹きつけることを特徴としている。

本発明によると、電極を配して給排水が行われる第１貯水部と放散部を配した第２貯水部とが仕切壁を介して仕切られ、第１貯水部の溢水により第２貯水部に給水される。このため、第１貯水部の水位が溢水線よりも低下した時に電極の吸着成分を脱離して排水することができる。従って、電極から脱離した硬度イオン成分等の吸着成分の放散部による放散を防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図 本発明の第１実施形態に係る機能水生成装置の各モードの動作を示すフローチャート 本発明の第１実施形態に係る脱離モードの動作を示すフローチャート 本発明の第１実施形態に係る機能水生成モードの動作を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係る機能水生成装置の仕切壁を示す平面図 本発明の第２実施形態に係る機能水生成装置の仕切壁の変形例を示す平面図 本発明の第２実施形態に係る機能水生成装置の仕切壁の変形例を示す平面図 本発明の第２実施形態に係る機能水生成装置の仕切壁の変形例を示す平面図 本発明の第２実施形態に係る機能水生成装置の仕切壁の変形例を示す平面図 本発明の第３実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図 本発明の第４実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図 本発明の第５実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図

［第１実施形態］
以下に本発明の実施形態を図面の参照にて説明する。図１は第１実施形態に係る機能水生成装置１を概略的に示す側面断面図である。

機能水生成装置１は貯水槽２０と給水タンク１０と排水タンク３０とを備える。貯水槽２０内部には超音波振動子２２（放散部）と仕切壁２１と電圧印加部２３とを有する。貯水槽２０は仕切壁２１を介して第１貯水部２０ａと第２貯水部２０ｂとに仕切られる。第１貯水部２０ａには電圧印加部２３が配され、第２貯水部２０ｂには超音波振動子２２が配される。第１貯水部２０ａは給水タンク１０により外部から給水され、排水口２５を介して排水タンク３０に排水される。

第１貯水部２０ａと第２貯水部２０ｂは隔離された状態にあり、仕切壁２１の上端に溢水線Ｈ０が形成されている。これにより、貯水槽２０の水位が溢水線Ｈ０より低いとき、第１貯水部２０ａと第２貯水部２０ｂとの間で水は流通しない。また、第１貯水部２０ａの水位が溢水線Ｈ０を超えると第１貯水部２０ａの溢水により、第２貯水部２０ｂが給水される。

貯水槽２０と給水タンク１０とは給水弁１１が設けられた流路１１ａを介して連通している。流路１１ａの下端は第１貯水部２０ａへ延びており、給水弁１１を開くことによって給水タンク１１内の水を第１貯水部２０ａへ給水することができる。なお、給水タンク１０は貯水槽２０から取り外し可能な容器であり、給水タンク１０内の水が無くなると、給水タンク１０を取り外して市水を直接入れることができる。

第１貯水部２０ａの底面に開口する排水口２５は排水弁３１が設けられた流路３１ａを介して排水タンク３０に連通している。これにより、排水弁３１を開くことで第１貯水部２０ａ内の水を排水タンク３０へ排水することができる。なお、排水タンク３０も貯水槽２０から取り外し可能な容器であり、排水タンク３０内の水が増加すると、取り外して排水タンク３０内の水を直接廃棄することができる。

電圧印加部２３は第１貯水部２０ａに浸漬される第１電極２３ａと第２電極２３ｂとを有し、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂはスイッチング回路（不図示）に接続されている。スイッチング回路により、第１電極２３ａ、第２電極２３ｂに印加する電圧を正逆方向に切り替えることができる。これにより、第１電極２３ａをアノード、第２電極２３ｂをカソードとして電圧を印加したり、第１電極２３ａをカソード、第２電極２３ｂをアノードとして電圧を印加することができる。

第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂは互いに平行に配置されている。第１電極２３ａは金属電極であり、水の電気分解が生じやすい金属（例えば白金）で表面をコーティングしたチタン電極等を用いる。なお、白金単体からなる電極を用いてもよい。また、第１電極２３ａはメッシュ状や、ラス形状であることが好ましい。これにより、電極間で電気分解時に生じる酸素ガス、水素ガスが第１電極２３ａを抜け易くなり、通気性が向上する。なお、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂは図１のように上下方向に並行配置するだけでなく、左右方向に並行配置してもよい。また、電気分解時に生じるガス又は泡の抜けを考慮して、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂを約４５度に傾斜して配置してもよい。

第２電極２３ｂは導電性の炭素材料からなる炭素電極が用いられ、イオン吸着電極を構成する。この炭素電極は粒状活性炭を凝集させて形成される。粒状活性炭を用いることで電極の表面に多孔質吸着面を形成することができる。これにより、水道水等の水中に溶存しているＭｇイオン、Ｃａイオンなどの硬度成分を多孔質吸着面に効果的に吸着させることができる。また、第２電極２３ｂは粒状活性炭と導電性カーボンとを凝集させることによって形成された導電性シートであってもよい。また、第２電極２３ｂは活性炭粒子を固めて形成された活性炭ブロックであってもよい。また、第２電極２３ｂは活性炭繊維を用いて形成された活性炭繊維クロスであってもよい。

超音波振動子（放散部）２２は第２貯水部２０ｂ内の水をミスト化又はスチーム化して空中に放散する。貯水槽２０はハウジング２６により上面を覆われ、送風口５３を開口したガイド部５２が第２貯水部２０ｂの上方に形成される。ハウジング２６の第１貯水部２０ａ側の側壁には吸込口５１ａが開口し、吸込口５１ａに面してフィルタ（不図示）及び送風機５１が設置される。これにより、貯水槽２０の内部には貯水面の上方に気流のダクトが形成される。送風機５１の駆動によって吸込口５１ａから貯水槽２０内に外気が流入し、超音波振動子２２により放散されたミストまたはスチームが送風口５３から送出される。

なお、吸込口５１ａが第１貯水部２０ａ側の側壁に設けられるため、第１電極２３ａや第２電極２３ｂで発生したガスを気流に乗せて送風口５３から排出することができる。

また、超音波振動子２２に替えて、加熱式（スチーム式）や気化式（ヒートレスファン式）等のミスト・スチーム発生装置を放散部として用いてもよい。また、これらから選ばれる複数の装置を組み合わせた装置を用いることもでき、例えば、加熱式と気化式を組み合わせたハイブリッド式のミスト・スチーム発生装置を用いてもよい。

なお、第２貯水部２０ｂ内の水を効率よくミスト化又はスチーム化するのに必要な最も低い水位である下限水位Ｈ２Ｌが放散部の種類に応じて設定されている。第２貯水部２０ｂでは下限水位Ｈ２Ｌよりも高い水位で水の放散が行われる。超音波振動子２２の下限水位Ｈ２Ｌは超音波振動子２２に印加する電圧によって変化する。また、加熱式の場合、空焚きを防止するために下限水位Ｈ２Ｌはヒータが全て浸漬する高さに設定される。また、気化式の場合、気化フィルタの下端よりも上方に下限水位Ｈ２Ｌが設定される。なお、仕切壁２１の溢水線Ｈ０は下限水位Ｈ２Ｌよりも上方に位置する。

図２は機能水生成装置１の動作を示すフローチャートである。機能水生成装置１は機能水生成モードと脱離モードを有している。機能水生成モードは第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの間に電圧を印加して貯水槽２０内の水を電気分解し、酸性水から成る機能水を生成する。脱離モードは機能水生成モードとは逆方向の電圧を印加し、電極に吸着した硬度成分を水中に溶出させて電極を再生させる。

機能水生成装置１の電源供給が開始されると動作プログラムが実行されて以下の動作が行われる。ステップ♯１１において第２貯水部２０ｂ内の水位Ｈ２を検知し、第２貯水部２０ｂの水位Ｈ２が給水水位Ｈ２Ｗよりも低いか否かを判断する。第２貯水部２０ｂの水位が給水水位Ｈ２Ｗよりも低い場合はステップ＃１２に移行する。第２貯水部２０ｂの水位が給水水位Ｈ２Ｗよりも低くない場合はステップ＃１５に移行する。なお、給水水位Ｈ２Ｗは脱離モード及び機能水生成モード中においても機能水の放散が可能な水位であり、溢水線Ｈ０より低く、下限水位Ｈ２Ｌよりも高い。

ステップ♯１５では超音波振動子２２を駆動する。これにより、機能水が超音波振動子２２によってミスト化又はスチーム化して空気中に放散される。

ステップ♯１５で超音波振動子２２の駆動後、ステップ♯１６に移行する。ステップ♯１６では機能水生成装置１の電源が停止されているか否かを判断する。電源が停止されていない場合、ステップ♯１１に戻ってステップ＃１１〜＃１６が繰り返される。電源が停止された場合、ステップ♯１７において超音波振動子２２を停止して機能水生成装置１の動作を停止する。

ステップ＃１１の判断でステップ＃１２に移行すると、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの再生が必要か否かを判断する。第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの再生が必要でない場合はステップ＃１４に移行し、機能水生成モードの処理を開始する。また、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの再生が必要な場合はステップ＃１３に移行して脱離モードの処理を開始する。

なお、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの再生が必要か否かの判断はステップ＃１２からステップ♯１４への移行回数が所定回数を超えているか否かにより判断することができる。また、タイマの計時によって定期的に第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂの再生が必要と判断してもよい。

図３は機能水生成装置１の脱離モードの動作を示すフローチャートである。脱離モードが開始されると、ステップ♯２１において第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が脱離モードに必要な水位Ｈ１Ｍよりも低いか否かを判断する。第１貯水部２０ａの水位Ｈ１がＨ１Ｍ以上の場合、ステップ♯２５に移行する。また、第１貯水部２０ａの水位Ｈ１がＨ１Ｍより低い場合、ステップ♯２２に移行する。

なお、水位Ｈ１Ｍを溢水線Ｈ０よりも所定量低い位置に設定されている。これにより、後述するステップ♯２５において貯水槽２０の揺れた場合でも、脱離した吸着成分を含む水が第２貯水部２０ｂに流入するのを防ぐことができる。

また、ステップ♯１１において第２貯水部２０ｂの水位が給水水位Ｈ２Ｗより低いと判断されて脱離モードの処理が開始されている。給水水位Ｈ２Ｗは溢水線Ｈ０より低い位置に設定されており、ステップ♯２１において第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が溢水線Ｈ０より上方に位置することはない。また、ステップ♯１５において超音波振動子２２の駆動により貯水槽２０の水位が低下して溢水線Ｈ０に到達すると、仕切壁２１を介して第１貯水部２０ａと第２貯水部２０ｂとが隔離される。このため、第２貯水部２０ｂの水位が溢水線Ｈ０より下に徐々に低下した場合であっても、第１貯水部２０ａの水位Ｈ１は溢水線Ｈ０の高さに維持されている。したがって、ステップ♯２１において第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が溢水線Ｈ０にある場合、ステップ♯２１から後述するステップ♯２５への移行がスムーズに行われる。

ステップ♯２２では給水弁１１を開き、給水槽１０から第１貯水部２０ａに給水する。次に、ステップ♯２３では第１貯水部２０ａ内の水位Ｈ１を検知し、水位Ｈ１Ｍに到達したか否かを判断する。水位Ｈ１Ｍに到達するまで給水が行われ、水位Ｈ１Ｍに到達するとステップ♯２４で給水弁１１を閉じて給水を停止する。

ステップ♯２５では第１電極２３ａである金属電極がカソード、第２電極２３ｂである炭素電極がアノードとなるように電圧（逆電圧）を印加する。これにより、後述する機能水生成モードで第２電極２３ｂの炭素電極表面に吸着した硬度成分Ｍが式（１）に示すようにＭ²⁺となって水中に溶出する。

Ｍ→Ｍ²⁺＋２e^-・・・（１）

一方、第１電極２３ａの金属電極の表面では、式（２）に示すように水素ガスとＯＨ^-イオンが発生する。これにより、第１貯水部２０ａ内の残留水中にイオン吸着電極からＣａイオン、Ｍｇイオン等の硬度イオン成分を溶出させるとともに、水酸化物イオンが増加して水のｐＨは上昇してアルカリ化する。

２Ｈ₂Ｏ＋２e^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- ・・・（２）

ステップ♯２６では電圧印加後の第１貯水部２０ａ内の水のｐＨを検知し、ｐＨが予め設定された所定値ｎを超えるまで電圧印加を継続する。所定値ｎより大きいｐＨが検知されると、ステップ♯２７に移行して電圧印加を停止する。なお、設定される所定値ｎはｐＨ７以上９以下であることが好ましい。

次に、ステップ♯２８において排水弁３１を開き、第１貯水部２０ａの水を流路３１ａから排水タンク３０に排水する。これにより、脱離モードが終了して図２のフローチャートに戻る。

なお、脱離モードにおいて使用する第１貯水部２０ａ内の水量は後述する機能水生成モードにおいて生成した機能水の総量の１／２〜１／１０程度の水量となるように設定することが好ましい。この水量で脱離モードを実行することにより、吸着した硬度成分を充分に脱着することができる。また、機能水生成モードにおいて生成した機能水の１／２〜１／５程度の水量を第１貯水部２０ａに貯水して逆電圧を印加することがより好ましい。１／２〜１／５程度の水量とすることにより、吸着した硬度成分を完全に脱着させることができる。

脱離モードにおいて貯水槽２０に貯水される水が機能水生成モードにおいて生成した機能水の１／１０より少ない場合、脱着が充分に行われず、次の機能水生成モードにおいて硬度成分の吸着力が低下する。

また、水位Ｈ１Ｍの高さは第１貯水部２０ａ内の水の中に第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂ全体が浸漬している状態に維持されることが好ましい。これにより、硬度イオン成分を水中に確実に溶出することができる。

図４は機能水生成装置１の機能水生成モードの動作を示すフローチャートである。機能水生成モードが開始されると、ステップ♯３１において第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が機能水生成に必要な水位Ｈ１Ｎよりも低いか否かを判断する。第１貯水部２０ａの水位Ｈ１がＨ１Ｎ以上の場合、ステップ♯３５に移行する。また、第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が水位Ｈ１Ｎより低い場合、ステップ♯３２に移行する。

ステップ♯３２では給水弁１１を開き、給水槽１０から第１貯水部２０ａに給水する。次に、ステップ♯３３では第１貯水部２０ａ内の水位Ｈ１を検知し、水位Ｈ１Ｎに到達したか否かを判断する。水位Ｈ１Ｎに到達するまで給水が行われ、水位Ｈ１Ｎに到達するとステップ♯３４で給水弁１１を閉じて給水を停止する。

なお、ステップ♯３１、♯３３において水位Ｈ１Ｎは溢水線Ｈ０よりも所定量低い位置に設定されている。これにより、貯水槽２０が揺れた場合、機能水生成前の水が第２貯水部２０ｂに流入するのを防ぐことができる。なお、上述した水位Ｈ１Ｍと同様に、第１貯水部２０ａの水位Ｈ１が溢水線Ｈ０にある場合、ステップ♯３１からステップ♯３５への移行がスムーズに行われる。

ステップ♯３５では第１電極２３ａがアノード、第２電極２３ｂがカソードとなるように電圧を印加する。これにより、第１電極２３ａでは式（３）、（４）に示すように、水素イオン（Ｈ+）が生成するとともに酸素ガスや塩素ガスが発生する。

Ｈ₂Ｏ→１/２Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２e^-・・・（３）
２Ｃｌ→Ｃｌ₂＋２e^- ・・・（４）

一方、第２電極２３ｂでは水道水等の水中に溶存しているＭｇイオン、Ｃａイオンなどの硬度成分（Ｍ）のイオン（Ｍ²⁺）が式（５）に示すようにイオン吸着電極の有する多孔質吸着面を利用して硬度成分（Ｍ）となって吸着する。

Ｍ²⁺＋２e^-→Ｍ・・・（５）

また、第２電極２３ｂでは上記式（２）に示すように水酸化物イオンが生成するとともに水素ガスが発生する。このとき、第２電極２３ｂにイオン吸着電極を用いており、金属電極を用いた場合と比較して水酸化物イオンの発生は限定的である。このため、第１電極２３ａで発生する水素イオンが増加して水のｐＨが減少して弱酸性の機能水が生成される。

ステップ♯３６では第１貯水部２０ａ内の水のｐＨを検知し、ｐＨが予め設定された所定値ｍまで低下したか否かを判断する。ｐＨが所定値ｍに下がるまで継続して電圧が印加され、ｐＨが所定値ｍまで下がるとステップ♯３７で電圧印加を停止する。

次に、ステップ♯３８で給水弁１１を開き、給水槽１０から第１貯水部２０ａに給水する。次に、ステップ♯３９では貯水槽２０内の水位Ｈを検知し、仕切壁２１の上端より上方に設定された上限水位Ｈｈに到達したか否かを判断する。上限水位Ｈｈに到達するまで給水が行われ、上限水位Ｈｈに到達するとステップ♯４０で給水弁１１を閉じて給水を停止する。これにより、機能水生成モードが終了して図２のフローチャートに戻る。

このとき、ステップ♯３８による給水によって第１貯水部２０ａの機能水が希釈されながら、第２貯水部２０ｂに機能水が溢水する。また、貯水槽２０の水位Ｈが上限水位Ｈｈに到達すると、第２貯水部２０ｂと第１貯水部２０ａの水が混和して一定のｐＨまで上昇する。このとき、混和した機能水のｐＨは３以上５以下であることが好ましい。この機能水を空気中に放散することにより、機能水の制菌効果によって細菌感染を未然に防ぐことが期待できる。また、人体に対しては肌に対するアストリンゼン効果による皮膚等の活性化、肌の引き締め効果がある。

また、上記式（２）に示すように第２電極２３ｂでは水素ガスが発生するが、水素ガスの一部は水中に溶解する。このとき、水素ガスが溶存した機能水が貯水槽２０内で対流循環し、第１貯水部２０ａ内の水の酸化還元電位（Oxidation-Reduction Potential（ＯＲＰ））が−１００〜＋１００ｍＶまで下がる。なお、通常の水道水の酸化還元電位は＋２５０〜＋４００ｍＶ程度である。

酸性水中の酸化還元電位を下げることにより、肌に対するアンチエージング効果（参考文献：温泉科学、第５５巻、ｐ．５５〜６３、２００５年）がより向上する。なお、酸性水を２槽式電解槽で生成すると、酸性水が生成する槽ではＯＲＰも＋５００ｍＶ以上に増加する。このため、酸性水によりアストリンゼン効果はあるが、酸化作用も併せて有するため、理美容用途として積極的に使用することができない。

本実施形態によると、ステップ♯３５において、第１貯水部２０ａで第１、第２電極２３ａ、２３ｂ間に電圧を印加して電気分解により機能水を生成する。生成された機能水はステップ♯３８において、第１貯水部２０ａの水位が上昇して溢水により第２貯水部２０ｂに給水される。また、ステップ♯１５において、第２貯水部２０ｂの超音波振動子２２の駆動によって機能水がミスト化又はスチーム化されると、貯水槽２０全体の水位が低下する。このとき、貯水槽２０の水位が溢水線Ｈ０以下に低下すると、仕切壁２１を介して第１貯水部２０ａと第２貯水部２０ｂとが隔離される。

また、ステップ♯２５において、第１貯水部２０ａが第２貯水部２０ｂから隔離された状態で機能水生成時とは逆方向の電圧を第１、第２電極２３ａ、２３ｂに印加すると、第２電極２３ｂに吸着した吸着成分が第１貯水部２０ａで脱離する。このとき、脱離した吸着成分を含む水は第２貯水部２０ｂ内の機能水に混入しない。したがって、第２電極２３ｂから脱離した硬度イオン成分等の吸着成分の超音波振動子２２による放散を防止することができる。

また、第１、第２電極２３ａ、２３ｂ間に電圧を印加して電気分解により機能水を生成する機能水生成モードと、第１、第２電極２３ａ、２３ｂ間に機能水生成モードと逆方向の電圧を印加して第２電極２３ａに吸着した吸着成分を脱離させる脱離モードとを有し、第１貯水部２３ａが溢水線Ｈ０以下の水位のときに脱離モードを実行する。これにより、第１貯水部２０ａにおいて脱着した吸着成分が混入していない機能水を第２貯水部２０ｂに配された超音波振動子２２でミスト化又はスチーム化して空気中に放散することができる。

また、脱離モードにおいて超音波振動子２２を駆動しても脱離モードで脱離した吸着成分を含む水は第２貯水部２０ｂ内の機能水に混和しない。これにより、脱離モードにおいても連続して超音波振動子２２による水のミスト化又はスチーム化を実行することができる。

＜第２実施形態＞
図５は第２実施形態に係る仕切壁２１の平面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。第１実施形態に対して第２実施形態の仕切壁２１には上端を開放した逆三角形状の凹部２１ａから成る通水部が形成されている。これにより、凹部２１ａの下端によって第１貯水部２０ａの溢水線Ｈ０が形成されている。

脱離モード中に貯水槽２１が揺れて第１貯水部２０ａの水位が溢水線Ｈ０を超えた場合、第１貯水部２０ａ内の硬度イオン成分を含む残留水は凹部２１ａを介して第２貯水部２０ｂへ流入する。このため、第１貯水部２０ａから第２貯水部２０ｂに流入する水量を少なくすることができ、第２貯水部２０ｂの硬度イオン成分の混入を抑制することができる。なお、図６、図７は仕切壁２１の変形例であり、図６、図７に示すように凹部２１ａの形状を四角形状又は半円弧状に形成してもよい。

また、図８、図９に示すように、通水部を仕切壁２１の上部に形成した矩形や円形等の貫通孔２１ｂで形成してもよい。このとき、第１貯水部２０ａの溢水線Ｈ０は貫通孔２１ｂの下端に形成される。

＜第３実施形態＞
図１０は第３実施形態に係る機能水生成装置１を概略的に示す側面断面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。第１実施形態に対して第３実施形態は第１貯水部２０ａの底面に傾斜面２４が設けられている。傾斜面２４は排水口２５に向かって下がって形成されている。また、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂは傾斜面２４に沿って配されている。

これにより、脱離モードにおいて溶解した硬質イオン成分（Ｃａ²⁺）が結晶化して炭酸カルシウムとなって析出した場合、結晶が傾斜面２４、第１電極２３ａ又は第２電極２３ｂを伝って排水口２５へ導かれる。したがって、結晶を排水タンク３０へ確実に廃棄することができる。これにより、結晶化した硬質イオン成分が第１貯水部２０ａに残留することによる機能水の生成効率が低下するのを防止することができる。

＜第４実施形態＞
図１１は第４実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。第１実施形態に対して第４実施形態は送風機５１が仕切壁２１よりも第１、第２電極２３ａ、２３ｂ側に気流を吹きつける。これにより、吸込口５１ａから貯水槽２０内に混入した室内の塵埃を第１貯水部２０ａ内の水面に付着させて捕集することができる。捕集された塵埃は脱離モードにおいて第１貯水部２０ａ内の硬度イオン成分を含む残留水とともに廃棄される。これにより、吸込口５１ａに塵埃を捕集するためのフィルタ部材を設ける必要が無くなり、製造コストを低減することができる。

また、ステップ♯３５の電圧印加中に送風機５１の気流を第１電極２３ａの鉛直上方の水面に吹きつけることがより好ましい。ステップ♯３５において上式（４）において発生する塩素ガスは式（６）、式（７）に示すように水に容易に溶け、次亜塩素酸、及び次亜塩素酸イオンに変化する。

第１電極２３ａ近傍は弱酸性水生成時に陽極から発生する次亜塩素酸の濃度が高いため、送風機５１の気流を第１電極２３ａの鉛直上方の水面に吹きつけることにより、外部空気に含まれるカビや雑菌の生菌数を短時間で低減することができる。

＜第５実施形態＞
図１２は第５実施形態に係る機能水生成装置を概略的に示す側面断面図である。なお、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。第１実施形態に対して第５実施形態は給水タンク１０が水の注出口１０ｃが設けられた給水槽１０ａと給水ボトル１０ｂで構成されている。

給水ボトル１０ｂは上部に設けられた給水口１０ｄと給水口１０ｄを閉栓する給水栓１０ｅとを有する。給水栓１０ｅはスプリングから成る弾性体１０ｆにより給水口１０ｄを閉栓する方向に付勢されている。これにより、給水ボトル１０ｂを持ち運ぶ際、給水口１０ｄから水がこぼれるのを防止することができる。一方、給水栓１０ｅを弾性体１０ｆに抗する方向に押圧すると、給水口１０ｄと給水栓１０ｅの間に隙間が生じて隙間から水が流出する。

給水ボトル１０ｂは水を満たした状態で給水槽１０ａの上方に倒立させた状態で配置される。このとき、給水ボトル１０ｂは給水口１０ｄと給水槽１０ａの底面との間に所定の隙間を設けて固定される。給水槽１０ａの底部には突起部１０ｇが設けられており、給水ボトル１０ｂを給水槽１０ａに固定する際、給水ボトル１０ｂの自重によって突起部１０ｇが給水栓１０ｅを弾性体１０ｆに抗する方向に押圧する。これにより、給水口１０ｄが開栓する。

給水ボトル１０ｂを倒立させた状態で保持すると、給水ボトル１０ｂから給水槽１０ａに水が流入する。給水槽１０ａの水位が給水ボトル１０ｂの給水口１０ｄに達すると、給水口１０ｄから給水ボトル１０ｂ内への空気の流入が不能となって給水ボトル１０ｂの底部（倒立させた状態において上部）の空間が減圧される。このとき、給水槽１０ａは上面が外気に解放されており、給水ボトル１０ｂ底部の空間における減圧度と大気圧と給水ボトル１０ｂ内の水量とのバランスが均等になったとき給水ボトル１０ｂから給水槽１０ａ内の水の流出が止まる。

また、給水槽１０ａに流入した水は給水弁１１を開くと、注出口１０ｃから流路１１ａを介して貯水槽２０に流入する。このとき、貯水槽２０の水位は給水槽１０ａの水位まで上昇して止まる。これにより、給水槽１０ａの水位の高さを貯水槽２０の上限水位Ｈｈの高さに設定しておくことにより、給水弁１１の開閉によって貯水槽２０の水位を上限水位Ｈｈまで容易に上昇させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第１実施形態〜第５実施形態において給水タンク１０を省略してもよい。この場合、使用者がやかん等で直接貯水槽２０に水を給水すればよい。また、排水タンク３０を省略してもよい。この場合、脱離モードの終了後、機能水生成モードの開始前に貯水槽２０内の残留水を流路３１ａを介して外部に直接廃棄すればよい。また、市水を直接貯水槽２０に給水してもよい。

また、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂは種々変更可能である。例えば、第１電極２３ａ及び第２電極２３ｂに金属電極（白金で表面をコーティングしたチタン電極）を用いた場合、機能水生成モードにおいて次亜塩素酸濃度が高い機能水を生成することができる。

また、第１電極２３ａに用いる金属電極のコート素材によって次亜塩素酸イオンの濃度は異なる値を示す。例えば、白金、金、パラジウム、ロジウム、イリジウムの内、いずれか１つの金属（またはその合金）の他、それらの酸化物を用いることができる。白金に替えて酸化イリジウムをコートすると、次亜塩素酸濃度を増加させることができる。

また、電圧印加部２３は第１電極２３ａ、第２電極２３ｂを一対設ける場合に限らず、３個以上の電極で構成してもよい。例えば、２つの金属電極と１つの炭素電極で構成することにより、これらの電極に対してアノード及びカソードを組み合わせて電圧印加することにより、上述した軟質弱酸性水、硬質弱アルカリ性水、中性で高濃度次亜塩素酸水を生成することができる。また、脱離モードにおいて機能水生成モードと逆方向の電圧を印加することにより、第１電極２３ａ、第２電極２３ｂに吸着した吸着成分を脱離させることができる。

本発明によると、美顔器、加湿器等の機能水生成装置に利用することができる。

１ 機能水生成装置
１０ 給水タンク
１１ 給水弁
１１ａ 流路
２０ 貯水槽
２０ｂ 第１貯水部
２０ａ 第２貯水部
２１ 仕切壁
２１ａ 凹部
２１ｂ 貫通孔
２２ 超音波振動子（放散部）
２３ 電圧印加部
２３ａ 第１電極
２３ｂ 第２電極
２５ 排水口
２６ ハウジング
３０ 排水タンク
３１ 排水弁
３１ａ 流路
５１ 送風機
５１ａ 吸込口
５２ ガイド部
５３ 送風口

Claims (5)

1. 水を貯水する貯水槽と、前記貯水槽内の水をミスト化又はスチーム化して空気中に放散する放散部と、前記貯水槽内に浸漬して電圧が印加される一対の電極とを備える機能水生成装置において、
   前記貯水槽は外部から給水されるとともに排水口が設けられる第１貯水部と、第１貯水部に対して仕切壁を介して仕切られるとともに第１貯水部の溢水により給水される第２貯水部とを有し、
   第１貯水部に前記電極を配して第２貯水部に前記放散部を配したことを特徴とする機能水生成装置。
2. 前記電極間に電圧を印加して電気分解により機能水を生成する機能水生成モードと、前記電極間に前記機能水生成モードと逆方向の電圧を印加して前記電極に吸着した吸着成分を脱離させる脱離モードとを有し、
   第１貯水部の水位が溢水線以下のときに前記脱離モードを実行することを特徴とする請求項１に記載の機能水生成装置。
3. 前記脱離モードにおいて前記放散部を駆動することを特徴とする請求項２に記載の機能水生成装置。
4. 前記仕切壁が上端を開放した凹部又は貫通孔から成る通水部を有し、前記通水部によって第１貯水部の溢水線が形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の機能水生成装置。
5. 前記放散部により空気中に放散された機能水を送出する送風機を有し、前記送風機によって前記仕切壁よりも前記電極側に気流を吹きつけることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の機能水生成装置。

Images