JP2019076800A - 機能水生成装置 - Google Patents

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勉 櫟原
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Abstract

【課題】簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下を抑制することが可能な機能水生成装置を提供する。【解決手段】機能水生成装置１００は、水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽１２４、及び、水溶液中の陰イオンを濃縮するための濃縮槽１５０を有する容器１２０と、濃縮槽１５０に配置され、陰イオンを保持する陰イオン保持部１５１と、電解槽１２４に配置され、水溶液を電気分解する第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陰イオンを通過させ、容器１２０を電解槽１２４及び濃縮槽１５０に分離する陰イオン分離部１５２と、容器１２０に陰イオンを含む水を供給する供給部１１０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、機能水生成装置に関する。
従来、除菌、脱臭等に用いられる機能水を生成する装置として、特許文献１に開示されるような電解装置である機能水生成装置が知られている。特許文献１の電解装置は、電解質液を流す中間室と陽極室とに区画する第１隔膜と、中間室と陰極室とに区画する第２隔膜と、陽極室に設けられた陽極と、陰極室に設けられた陰極とを備える。
国際公開第２０１６／０４７１６０号
殺菌等に用いられる機能水には、短時間で多くの菌を殺菌する等の殺菌効果が高いことが望まれている。
ここで、機能水を生成するために電気分解される水溶液には、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を含む水が採用される。ＮａＣｌを含む水を電気分解し、水中に次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）等の殺菌効果が高い成分を生成することで、殺菌効果を有する機能水は生成される。
また、ＮａＣｌを含む水を電気分解して機能水を生成し続けた場合、生成した機能水を使用することで、機能水の生成するための水溶液における塩素濃度が低下する。そのため、機能水の生成するための水溶液には、機能水生成装置のユーザが塩素を添加して、殺菌効果の低下を抑制する必要がある。
本発明は、簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下を抑制することが可能な機能水生成装置を提供する。
本発明の一態様に係る機能水生成装置は、水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽、及び、前記水溶液中の陰イオンを濃縮するための濃縮槽を有する容器と、前記濃縮槽に配置され、前記陰イオンを保持する陰イオン保持部と、前記電解槽に配置され、前記水溶液を電気分解する第１陽極及び第１陰極と、前記陰イオンを通過させ、前記容器を前記電解槽及び前記濃縮槽に分離する陰イオン分離部と、前記容器に前記陰イオンを含む水を供給する供給部とを備える。
また、本発明の一態様に係る機能水生成装置は、水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽、及び、前記水溶液中の陽イオンを保持するための保持槽を有する容器と、前記保持槽に配置され、前記陽イオンを保持する陽イオン保持部と、前記電解槽に配置され、前記水溶液を電気分解する第１陽極及び第１陰極と、前記陽イオンを通過させ、前記容器を前記電解槽及び前記保持槽に分離する陽イオン分離部と、前記容器に前記陰イオンを含む水を供給する供給部とを備える。
本発明の一態様に係る機能水生成装置によれば、簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下を抑制することが可能となる。
図１は、実施の形態１に係る機能水生成装置の構成を示す図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る機能水生成装置の電気分解を説明するための図である。 図２Ｂは、実施の形態１に係る機能水生成装置の放出部の動作を説明するための図である。 図２Ｃは、実施の形態１に係る機能水生成装置の供給部の動作を説明するための図である。 図２Ｄは、実施の形態１に係る機能水生成装置の第２陽極の動作を説明するための図である。 図２Ｅは、実施の形態１に係る機能水生成装置の排出部の動作を説明するための図である。 図３は、実施の形態１に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態２に係る機能水生成装置の構成を示す図である。 図５Ａは、実施の形態２に係る機能水生成装置の電気分解を説明するための図である。 図５Ｂは、実施の形態２に係る機能水生成装置の放出部の動作を説明するための図である。 図５Ｃは、実施の形態２に係る機能水生成装置の供給部の動作を説明するための図である。 図５Ｄは、実施の形態２に係る機能水生成装置の第２陰極の動作を説明するための図である。 図５Ｅは、実施の形態２に係る機能水生成装置の循環部の動作を説明するための図である。 図６は、実施の形態２に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態３に係る機能水生成装置の構成を示す図である。 図８は、実施の形態３に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態に係る機能水生成装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、サイズ、形状等が必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
また、本明細書において、殺菌とは、例えば、黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌等の菌類、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ．（大腸菌）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（緑膿菌）、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｓｐ．（肺炎桿菌）等の細菌、Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ． ｓｐ．（黒カビ）、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ（黒コウジカビ）等のカビ類を含む真菌類、及び／又は、ノロウィルス等のウィルスを分解して菌等の全体数を減らすことを意味し、除菌又は滅菌する意味も含む。なお、上記の殺菌の対象とする菌類、細菌類、真菌、ウィルス等は一例であり、限定されるものではない。
（実施の形態１）
［機能水生成装置の構成］
まず、図１を参照して、実施の形態１に係る機能水生成装置の構成に関して説明する。図１は、実施の形態１に係る機能水生成装置の構成を示す図である。
機能水生成装置１００は、塩素を含む水溶液を電気分解して、殺菌効果を有する機能ミストを発生させる装置である。殺菌効果とは、菌類、細菌類、真菌類、ウィルス等を殺菌する効果であり、例えば、短時間で多くの菌を殺菌する効果を意味する。機能水生成装置１００は、電解槽１２４及び濃縮槽１５０を有する容器１２０と、対となる第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陰イオン保持部（第２陽極）１５１と、陰イオン分離部１５２と、供給部１１０とを備える。
容器１２０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２が電気分解する塩素を含む水溶液を蓄える容器である。水溶液は、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化水素（ＨＣｌ）等の塩素を含む物質が添加された水（Ｈ２Ｏ）である。より具体的には、水溶液は、陽イオンとしてアルカリ金属イオンを含み、且つ、陰イオンとして塩素イオン（Ｃｌ−）及び酸化物イオンの少なくとも一方を含む。
なお、以下では、第２室１２２にＮａＣｌを含む水溶液が収容されているものとして説明する。
容器１２０の電解槽１２４は、第１分離部１３３及び第２分離部１３４によって、第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とに内部が仕切られている。第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とは、この順に並んで配置されている。第１陽極１３１は、第１室１２１に配置され、第１陰極１３２は、第３室１２３に配置されている。第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって、容器１２０内の水溶液を電気分解する前には、例えば、第２室１２２には、ＮａＣｌを含むＨ２Ｏが予め収容されている。
容器１２０の材料は、塩素を含む水溶液及び当該水溶液を電気分解することで生成されるＨＣｌＯを含む殺菌効果を有する機能水による腐食等が発生しにくい材料であればよく、特に限定されない。
また、容器１２０は、水溶液中の陰イオンを濃縮するための濃縮槽１５０を有する。濃縮槽１５０には、水溶液中の陰イオンを引き付けて保持する陰イオン保持部１５１が配置されている。陰イオン保持部１５１は、例えば、陰イオンとして塩素イオン及び酸化物イオンの少なくとも一方を引き付けて保持する。
陰イオン保持部１５１は、陰イオンを引きつけて一時的に保持し、且つ、保持している陰イオンを解放できればよく、材料は特に限定されないが、例えば、極性を陽極に制御可能な電極である第２陽極１５１である。例えば、第２陽極１５１と第１陰極１３２との間に、第１陽極１３１と第１陰極１３２との間に印加される電圧よりも大きい電圧が印加されることで、第２陽極１５１は、水溶液中の陰イオンを引き付ける。第２陽極１５１の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、プラチナを主成分とする金属電極である。
なお、以下では、陰イオン保持部１５１は、第２陽極１５１であるものとして説明する。
電解槽１２４では、第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって塩素を含む水溶液を電気分解することで、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含む機能水を生成する。
第１陽極１３１及び第１陰極１３２は、容器１２０内の水溶液を電気分解するための電極対である。機能水は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２の間に電圧が印加されることで生成される。より具体的には、第１陽極１３１及び第１陰極１３２に電圧が印加されることで、第１室１２１にはＨＣｌＯを含む機能水が生成される。
第１陽極１３１及び第１陰極１３２の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、プラチナを主成分とする金属電極である。
第１分離部１３３及び第２分離部１３４は、水溶液及び機能水中に含まれるイオンの移動を制限する部材である。第１分離部１３３及び第２分離部１３４は、例えば、多孔質膜又はイオン交換膜である。多孔質膜の材料としては、例えば、セラミック材料、樹脂材料が採用されるが、特に限定されない。また、イオン交換膜が採用される場合、例えば、第１分離部１３３には、陰イオン交換膜が採用され、第２分離部１３４には、陽イオン交換膜が採用される。
陰イオン分離部１５２は、陰イオンを通過させ、容器１２０を電解槽１２４及び濃縮槽１５０に分離する。具体的には、陰イオン分離部１５２は、容器１２０の第１室１２１と濃縮槽１５０との間に配置される。陰イオン分離部１５２は、例えば、多孔質膜又はイオン交換膜である。陰イオン分離部１５２の材料としては、第１分離部１３３及び第２分離部１３４と同様の材料が採用されればよいが、例えば、陰イオン交換膜が採用される。
供給部１１０は、電解槽１２４（具体的には、第１室１２１及び第３室１２３）に陰イオンを含む水を供給する。具体的には、供給部１１０は、例えば、ポンプと、電解槽１２４と接続された配管とで構成され、水道水を任意のタイミングで電解槽１２４に供給する。水道水には、水道水を殺菌するために、微量の塩素が含まれている。第２陽極１５１は、水道水中の塩素を引き付ける。第２陽極１５１によって、水道水中の塩素を引き付けて保持し、水溶液中の塩素濃度を向上させる（つまり、塩素を濃縮する）ことにより、塩素濃度の低下による機能水の殺菌効果の低下を抑制する。
なお、図１においては、供給部１１０が有する配管は、第１室１２１と第３室１２３とに接続されているが、第１室１２１のみと接続されていてもよいし、第３室１２３のみと接続されていてもよいし、例えば、第２室１２２及び／又は濃縮槽１５０に接続されていてもよく、容器１２０と接続されていればよい。つまり、供給部１１０は、水道水を容器１２０へ供給できるように構成されていればよい。
また、機能水生成装置１００は、さらに、制御部１７０と、排出部１１３と、放出部１１４とを備えてもよい。
制御部１７０は、第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陽極１５１とを駆動するタイミングを制御する制御装置である。具体的には、制御部１７０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、第２陽極１５１とを異なるタイミングで駆動（より具体的には、電圧を印加）させる制御をする。
制御部１７０は、例えば、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶装置と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とを備える。また、制御部１７０は、制御プログラムがハードウェア的に実現される専用の電子回路等を備えてもよい。
制御部１７０が実行する第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陽極１５１との制御の詳細については、後述する。
排出部１１３は、容器１２０内の水溶液を容器１２０の外部へ排出する。具体的には、排出部１１３は、容器１２０の第３室１２３に収容されている水（Ｈ２Ｏ）を容器１２０の外部へ排出する。排出部１１３は、例えば、ポンプと、第３室１２３と接続されている配管とを備える。
放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている水溶液を容器１２０の外部へ放出する。具体的には、放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている機能水を容器１２０の外部へ放出する。放出部１１４から放出された機能水を用いて、所望の菌等に対して殺菌を行う。排出部１１３は、例えば、ポンプ１４４と、濃縮槽１５０と接続されている配管とを備える。
なお、図１においては、放出部１１４が有する配管は、濃縮槽１５０と接続されているが、第１室１２１と接続されていてもよい。
また、放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている水溶液である機能水をミスト化することで機能ミストＭを発生させるミスト発生部１４０を備えてもよい。
ミスト発生部１４０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって生成された機能水をミスト化する装置である。ミスト発生部１４０は、具体的には、濃縮槽１５０に収容されているＨＣｌＯを含む機能水を静電霧化によりミスト化させて、機能ミストＭを発生させる静電霧化装置である。濃縮槽１５０に収容されている機能水は、ポンプ１４４によって、ミスト発生部１４０へ送液される。ミスト発生部１４０は、放電電極１４１と、対向電極１４３とを備える。
放電電極１４１は、機能水が通過する流路１４２が内部に形成された電極である。放電電極１４１に形成されている流路１４２は、ポンプ１４４を介して濃縮槽１５０と接続されている。機能水は、ポンプ１４４によって、流路１４２の一端から流入され、流路１４２の他端から排出される。
放電電極１４１における、流路１４２の他端側は、例えば、図示しない球状の球状部が形成されている。放電電極１４１に形成されている球状部と対向電極１４３との間に電圧が印加されることで、流路１４２に位置する機能水は放電電極１４１の外部に引き出される。
対向電極１４３は、放電電極１４１と対をなす電極である。対向電極１４３の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、円環状となっている。
流路１４２の他端側から排出される機能水は、放電電極１４１と対向電極１４３との間に印加された電圧によって、いわゆるテーラーコーン状に対向電極１４３側に広がりつつ、レイリー分裂を繰り返して粒径がナノメートルオーダからマイクロメートルオーダサイズ程度の微粒子であり、ＨＣｌＯを含む機能ミストＭとなる。
［機能水生成装置の動作手順］
続いて、図２Ａ〜図２Ｅ及び図３を参照して、実施の形態１に係る機能水生成装置１００の動作手順の一例について説明する。図２Ａは、実施の形態１に係る機能水生成装置の電気分解を説明するための図である。図２Ｂは、実施の形態１に係る機能水生成装置の放出部の動作を説明するための図である。図２Ｃは、実施の形態１に係る機能水生成装置の供給部の動作を説明するための図である。図２Ｄは、実施の形態１に係る機能水生成装置の第２陽極の動作を説明するための図である。図２Ｅは、実施の形態１に係る機能水生成装置の排出部の動作を説明するための図である。図３は、実施の形態１に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
なお、機能水生成装置１００の容器１２０には、水（Ｈ２Ｏ）が予め収容されており、第２室１２２には、ＮａＣｌが予め添加されている。
図２Ａ及び図３に示すように、制御部１７０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されているＮａＣｌを含む水溶液を電気分解することで、機能水を生成する（ステップＳ１０１）。図２Ａに示すように、第１陽極１３１及び第１陰極１３２の間に電圧が印加されると、Ｃｌ−は、第１陽極１３１に引き付けられ、下記の反応式（１）に示すようにＣｌ−が反応し、第１陽極１３１にてＣｌ２が発生する。
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ− （１）
次に、下記の反応式（２）に示すように、Ｃｌ２とＨ２Ｏとが反応することで、ＨＣｌＯが生成される。
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ→ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋Ｃｌ− （２）
次に、図２Ｂ及び図３に示すように、放出部１１４は、ポンプ１４４によって、電気分解によって生成されたＨＣｌＯを含む機能水を第１室１２１から放出し、ミスト発生部１４０（図１参照）で機能水をミスト化することで、機能ミストＭを発生させる（ステップＳ１０２）。
次に、図２Ｃ及び図３に示すように、供給部１１０は、容器１２０に塩素を含む水（具体的には、水道水）を供給する（ステップＳ１０３）。
次に、図２Ｄ及び図３に示すように、制御部１７０は、第２陽極１５１を駆動して、水溶液中の陰イオン（Ｃｌ−）を引き付けて保持させる（ステップＳ１０４）。
次に、図２Ｅ及び図３に示すように、排出部１１３は、第３室１２３に収容されている水溶液（より具体的には、水）を容器１２０の外部に排出する（ステップＳ１０５）。
機能水生成装置１００は、図３に示すループＡであるステップＳ１０３〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、供給部１１０から供給される水道水に含まれる微量のＣｌ−を、濃縮槽１５０に濃縮させる。なお、機能水生成装置１００がループＡを繰り返す回数は任意に設定されてもよいし、例えば、機能水生成装置１００が濃縮槽１５０のＣｌ−の濃度を測定する検出器を備え、Ｃｌ−の濃度が所定値以上の場合に、ループＡを終了させてもよい。この場合、例えば、制御部１７０は、さらに、供給部１１０、排出部１１３、放出部１１４及び検出器を制御してループＡを実行させる制御をし、且つ、ループＡを終了させるか否かを判定してもよい。
次に、図３に示すように、制御部１７０は、第２陽極１５１を制御して、第２陽極１５１で保持していた陰イオン（具体的には、Ｃｌ−）を解放させる制御をする（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部１７０は、第２陽極１５１が陽極の極性を有さないように、第２陽極１５１での電圧の印加を止める制御をする。こうすることで、第２陽極１５１によって濃縮槽１５０に保持されていたＣｌ−は、容器１２０内の水溶液中で拡散し、一部が第１室１２１及び第２室１２２へ移動する。
次に、再びステップＳ１０１へ戻り、制御部１７０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されている水溶液を電気分解することで、機能水を生成する。
以上のように、機能水生成装置１００は、容器１２０が有する電解槽１２４内の水溶液を電気分解することで機能水を生成するステップと、生成した機能水を容器１２０の外部へ放出するステップと、容器１２０に陰イオンを含む水（具体的には、水道水）を供給するステップと、容器１２０が有する濃縮槽１５０に、容器１２０内の水溶液中に含まれる陰イオンを引き付けて保持するステップと、電解槽１２４内の水を容器１２０の外部へ排出するステップとを含む機能水生成方法を実行する。
なお、容器１２０は、水溶液で完全に満たす必要はないが、ステップＳ１０６の後に、又はループＡが終了後で且つステップＳ１０６の前に、供給部１１０は、容器１２０に水道水を供給してもよい。
また、ステップＳ１０５で排出部１１３が排出する水溶液の量は、予め任意に設定されればよい。
［効果等］
以上、実施の形態１に係る機能水生成装置１００は、容器１２０と、陰イオン保持部（第２陽極）１５１と、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陰イオン分離部１５２と、供給部１１０とを備える。容器１２０は、水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽１２４、及び、陰イオンを濃縮するための濃縮槽１５０を有する。陰イオン保持部１５１は、濃縮槽１５０に配置される。第１陽極１３１及び第１陰極１３２は、電解槽１２４に配置され、水溶液を電気分解する。陰イオン分離部１５２は、陰イオンを通過させ、容器１２０を電解槽１２４及び濃縮槽１５０に分離する。供給部１１０は、容器１２０に陰イオンを含む水（具体的には、水道水）を供給する。
このような構成によれば、機能水生成装置１００は、供給部１１０から供給される水道水に含まれる微量のＣｌ−を、濃縮槽１５０に濃縮させて蓄えることができる。これにより、容器１２０内に収容されている水溶液のＣｌ−の濃度の低下が抑制される。そのため、機能水生成装置１００によれば、簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下を抑制することが可能となる。
また、電解槽１２４は、第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とを有する３室構造でもよい。第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とは、この順に配置されている。機能水生成装置１００は、さらに、陰イオンを通過させ、電解槽１２４を第１室１２１及び第２室１２２に分離する第１分離部１３３と、陽イオンを通過させ、電解槽１２４を第２室１２２及び第３室１２３に分離する第２分離部１３４とを備えてもよい。第１陽極１３１は、第１室１２１に配置され、第１陰極１３２は、第３室１２３に配置されてもよい。また、陰イオン分離部１５２は、第１室１２１と濃縮槽１５０との間に配置されてもよい。
電解槽１２４で第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって水溶液を電気分解した場合には、ＨＣｌＯを含む機能水の他に、アルカリ性の水溶液が生成される。生成されたアルカリ性の水溶液が機能水に混ざると機能水のｐＨが上昇し、ＨＣｌＯは、例えば次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）に変化する。そのため、機能水の殺菌効果が低下する。しかしながら、電解槽１２４を３室構造とすることで、生成される機能水と、アルカリ性の水溶液とを分離することができる。そのため、このような構成によれば、機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。
また、陰イオン保持部１５１は、電極である第２陽極でもよい。
こうすることで、簡便な構成で、容器１２０内の水溶液に含まれる陰イオンを引き付けて保持することができる。
また、機能水生成装置１００は、さらに、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、第２陽極１５１とを異なるタイミングで駆動する制御部１７０を備えてもよい。
制御部１７０によって第１陽極１３１、第１陰極１３２及び第２陽極１５１が駆動するタイミングが好適に制御されることにより、簡便に、水溶液の電気分解と、Ｃｌ−の濃縮とが制御され得る。
また、機能水生成装置１００は、さらに、濃縮槽１５０に収容されている水溶液を容器１２０の外部へ放出する放出部１１４を備えてもよい。
このような構成を備えることで、簡便に容器１２０内の機能水を容器１２０の外部に取り出すことができる。そのため、機能水生成装置１００の利便性は、向上される。
また、放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている水溶液（具体的には、機能水）をミスト化するミスト発生部を備えてもよい。
このような構成によれば、機能水生成装置１００は、機能水をミスト化するミスト発生部１４０を備えることで、空間に存在する菌等を簡便に殺菌することができる。そのため、機能水生成装置１００の利便性は、より向上される。
また、機能水生成装置１００は、さらに、第３室１２３に収容されている水溶液（具体的には、水）を容器１２０の外部へ排出する排出部１１３を備えてもよい。
このような構成を備えることで、水道水に含まれるＣｌ−を濃縮する際に不要な水を、簡便に容器１２０の外部に排出することができる。また、第３室１２３は、Ｃｌ−が濃縮される濃縮槽１５０とは第１室１２１及び第２室１２２よりも離れている。そのために、排出部１１３を第３室１２３と接続させて設けることにより、Ｃｌ−を不要に排出することを抑制できる。
なお、陰イオンとしては、Ｃｌ−及び酸化物イオンの少なくとも一方が含まれていればよい。つまり、濃縮槽１５０に濃縮する陰イオンの対象は、水道水中に含まれる陰イオンである。これにより、機能水生成装置１００は、水道水が供給可能な場所であれば機能水の殺菌効果が抑制された装置として利用することができるため、利便性が向上される。
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る機能水生成装置について説明する。
実施の形態１においては、陰イオン保持部１５１によって、水道水に含まれるＣｌ−を濃縮槽１５０に一時的に保持することにより、水溶液にＣｌ−の濃度の低下を抑制することで、機能水の殺菌効果の低下を抑制する。
実施の形態２においては、水溶液中に含まれる陽イオンを保持する保持槽を設けることにより、水溶液の電気分解を効果的に実行することで、機能水の殺菌効果の低下を抑制する。
なお、実施の形態２に係る機能水生成装置の説明においては、実施の形態１に係る機能水生成装置１００と実質的に同一の構成に関しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
［機能水生成装置の構成］
図４は、実施の形態２に係る機能水生成装置の構成を示す図である。
実施の形態２に係る機能水生成装置１０１は、電解槽１２４及び保持槽１６０を有する容器１２０ａと、対となる第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陽イオン保持部（第２陰極）１６１と、陽イオン分離部１６２と、供給部１１０とを備える。
容器１２０ａは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２が電気分解する塩素を含む水溶液を蓄える容器である。容器１２０ａの材料は、容器１２０と同様に、塩素を含む水溶液及び当該水溶液を電気分解することで生成されるＨＣｌＯを含む殺菌効果を有する機能水による腐食等が発生しにくい材料であればよく、特に限定されない。
また、容器１２０ａは、水溶液中の陽イオンを保持するための保持槽１６０を有する。保持槽１６０には、水溶液中の陽イオンを引き付けて保持する陽イオン保持部１６１が配置されている。陽イオンは、例えば、アルカリ金属イオンであり、より具体的には、第２室１２２に予め添加されるＮａＣｌのナトリウムイオン（Ｎａ＋）である。
陽イオン保持部１６１は、陽イオンを引きつけて一時的に保持し、且つ、保持している陽イオンを解放できればよく、材料は特に限定されないが、例えば、極性を陰極に制御可能な電極である第２陰極１６１である。第２陰極１６１の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、プラチナを主成分とする金属電極である。例えば、第２陰極１６１と第１陽極１３１との間に、第１陽極１３１と第１陰極１３２との間に印加される電圧よりも大きい電圧が印加されることで、第２陰極１６１は、水溶液中の陽イオンを引き付ける。
なお、以下では、陽イオン保持部１６１は、第２陰極１６１であるものとして説明する。
電解槽１２４では、第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって塩素を含む水溶液を電気分解することで、ＨＣｌＯを含む機能水を生成する。
第１陽極１３１及び第１陰極１３２は、容器１２０ａ内の水溶液を電気分解するための電極対である。
第１分離部１３３及び第２分離部１３４は、水溶液及び機能水中に含まれるイオンの移動を制限する部材である。
陽イオン分離部１６２は、陽イオンを通過させ、容器１２０ａを電解槽１２４及び保持槽１６０に分離する。具体的には、陽イオン分離部１６２は、容器１２０ａの第３室１２３と保持槽１６０との間に配置される。陽イオン分離部１６２は、例えば、多孔質膜又はイオン交換膜である。陽イオン分離部１６２の材料としては、第１分離部１３３及び第２分離部１３４と同様の材料が採用されればよいが、例えば、陽イオン交換膜が採用される。
供給部１１０は、電解槽１２４（具体的には、第１室１２１及び第３室１２３）に陰イオンを含む水（具体的には、水道水）を供給する。
なお、図４においては、供給部１１０が有する配管は、第１室１２１と第３室１２３とに接続されているが、第１室１２１のみと接続されていてもよいし、第３室１２３のみと接続されていてもよいし、例えば、第２室１２２及び／又は保持槽１６０に接続されていてもよく、容器１２０ａと接続されていればよい。
また、機能水生成装置１０１は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液を、第２室１２２へ放出する循環部１１５と、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれる陽イオンの濃度を検知する検知部１８０とを備えてもよい。
循環部１１５は、保持槽１６０に収容されている陽イオンを含む水溶液を第２室１２２へ循環させる。循環部１１５は、例えば、ポンプと、保持槽１６０の水溶液を第２室１２２へ放出するための配管とを備える。言い換えると、循環部１１５が備える配管は、保持槽１６０と第２室１２２とに直接接続されている。
保持槽１６０では、陽イオンを保持するために、保持槽１６０に収容されている水溶液中の陽イオンの濃度が向上する。電解槽１２４で第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって水溶液を電気分解する場合に、水溶液中の陽イオン濃度にむらがあると、電気分解が効果的に実行されないために、機能水が効果的に生成されない。言い換えると、水溶液中の陽イオン濃度にむらがあると、ＨＣｌＯが生成されにくくなる。循環部１１５によって保持槽１６０の水溶液を第２室１２２に放出することで、容器１２０ａ内の水溶液を攪拌させ、陽イオンの濃度むらを抑制する。
検知部１８０は、保持槽１６０の陽イオンの濃度を測定するイオン濃度計である。循環部１１５は、例えば、検知１８０と金属配線等で接続されており、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出する。
なお、循環部１１５は、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上か否かを判定し、循環部１１５が有するポンプを制御するために、制御プログラムを実行するＣＰＵと、当該ＣＰＵが実行する制御プログラムが記憶されたＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置を備えてもよい。また、循環部１１５は、制御プログラムがハードウェア的に実現される専用の電子回路等を備えてもよい。
また、循環部１１５によって検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に保持槽１６０に収容されている水溶液が第２室１２２へ放出されるとしたが、当該所定値は、予め任意に設定されてよく、陽イオンの濃度の具体的な数値は、特に限定されない。
また、機能水生成装置１０１は、さらに、制御部１７０ａと、排出部１１３と、放出部１１４とを備えてもよい。
制御部１７０ａは、第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陰極１６１とを駆動するタイミングを制御する制御装置である。具体的には、制御部１７０ａは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、第２陰極１６１とを異なるタイミングで駆動させる。
制御部１７０ａは、例えば、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置と、制御プログラムを実行するＣＰＵとを備える。また、制御部１７０ａは、制御プログラムがハードウェア的に実現される専用の電子回路等を備えてもよい。
制御部１７０ａが実行する第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陰極１６１との制御の詳細については、後述する。
なお、循環部１１５ではなく、制御部１７０ａが、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上であるか否かを判定し、当該所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出させるように、循環部１１５が備えるポンプを制御してもよい。この場合、制御部１７０ａと検知部１８０とが、金属配線等で接続されていてもよい。
排出部１１３は、容器１２０ａ内の水溶液（具体的には、水）を容器１２０ａの外部へ排出する。
放出部１１４は、第１室１２１に収容されている機能水を容器１２０ａの外部へ放出する。排出部１１３は、例えば、ポンプ１４４と、第１室１２１と接続されている配管とを備える。
また、放出部１１４は、第１室１２１に収容されている水溶液である機能水をミスト化するミスト発生部１４０を備えてもよい。
ミスト発生部１４０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって生成された機能水をミスト化する装置である。ミスト発生部１４０は、具体的には、第１室１２１に収容されているＨＣｌＯを含む機能水を静電霧化によりミスト化させて、機能ミストＭを発生させる静電霧化装置である。第１室１２１に収容されている機能水は、ポンプ１４４によって、ミスト発生部１４０へ送液される。ミスト発生部１４０は、放電電極１４１と、対向電極１４３とを備える。
放電電極１４１は、機能水が通過する流路１４２が内部に形成された電極である。放電電極１４１に形成されている流路１４２は、ポンプ１４４を介して第１室１２１と接続されている。機能水は、ポンプ１４４によって、流路１４２の一端から流入され、流路１４２の他端から排出される。
流路１４２の他端側から排出される機能水は、放電電極１４１と対向電極１４３との間に印加された電圧によって、ＨＣｌＯを含む機能ミストＭとして放出される。
［機能水生成装置の動作手順］
続いて、図５Ａ〜図５Ｅ及び図６を参照して、実施の形態２に係る機能水生成装置１０１の動作手順の一例について説明する。図５Ａは、実施の形態２に係る機能水生成装置の電気分解を説明するための図である。図５Ｂは、実施の形態２に係る機能水生成装置の放出部の動作を説明するための図である。図５Ｃは、実施の形態２に係る機能水生成装置の供給部の動作を説明するための図である。図５Ｄは、実施の形態２に係る機能水生成装置の第２陰極の動作を説明するための図である。図５Ｅは、実施の形態２に係る機能水生成装置の循環部の動作を説明するための図である。図６は、実施の形態２に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
なお、機能水生成装置１０１の容器１２０ａには、水（Ｈ２Ｏ）が予め収容されており、第２室１２２には、ＮａＣｌが予め添加されている。
図５Ａ及び図６に示すように、制御部１７０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されているＮａＣｌを含む水溶液を電気分解することで、機能水を生成する（ステップＳ１０１）。図５Ａに示すように、第１陽極１３１及び第１陰極１３２の間に電圧が印加されると、Ｃｌ−は、第１陽極１３１に引き付けられ、上記の反応式（１）、及び、反応式（２）に示すようにＣｌ−が反応して、ＨＣｌＯが生成される。
次に、図５Ｂ及び図６に示すように、ミスト発生部１４０（図４参照）は、生成されたＨＣｌＯを含む機能水をミスト化して、機能ミストＭを発生させる（ステップＳ１０２）。
次に、図５Ｃ及び図６に示すように、供給部１１０は、容器１２０ａに塩素を含む水（具体的には、水道水）を供給する（ステップＳ１０３）。
次に、図５Ｄ及び図３に示すように、制御部１７０ａは、第２陰極１６１を駆動して、水溶液中の陽イオン（具体的には、Ｎａ＋）を引き付けて保持させる（ステップＳ２０１）。
次に、循環部１１５又は制御部１７０ａは、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオン（具体的には、Ｎａ＋）の濃度が、所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
循環部１１５又は制御部１７０ａは、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオンの濃度が、所定値以上であると判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、図５Ｅに示すように、循環部１１５が有するポンプを制御して、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出させる（ステップＳ２０３）。
なお、ステップＳ２０３において、循環部１１５が保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出する際に、制御部１７０ａは、第２陰極１６１を制御して、保持していた陽イオンを解放させる制御をしてもよい。具体的には、制御部１７０ａは、第２陰極１６１が陰極の極性を有さないように、第２陰極１６１での電圧の印加を止める制御をしてもよい。
循環部１１５又は制御部１７０ａが、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオンの濃度が、所定値以上でないと判定した場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、又は、ステップＳ２０３の次に、排出部１１３は、第３室１２３に収容されている水溶液を容器１２０ａの外部に排出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、第２陰極１６１が陽イオンを保持しているために、容器１２０ａから陽イオンが流出されることが抑制される。
機能水生成装置１００は、図６に示すループＢであるステップＳ１０３〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、容器１２０ａ内の水溶液の陽イオンの濃度むらを抑制する。
なお、機能水生成装置１０１がループＢを繰り返す回数は任意に設定されてもよいし、必ずしもループＢを繰り返さなくてもよい。また、制御部１７０ａは、さらに、供給部１１０、排出部１１３、放出部１１４及び循環部１１５を制御してループＢを実行させる制御をし、且つ、ループＢを終了させるか否かを判定してもよい。
次に、図６に示すように、制御部１７０ａは、第２陰極１６１を制御して、第２陰極１６１で保持していた陽イオンを解放させる制御をする（ステップＳ２０４）。具体的には、制御部１７０ａは、第２陰極１６１が陰極の極性を有さないように、第２陰極１６１での電圧の印加を止める制御をする。こうすることで、第２陰極１６１によって保持槽１６０に保持されていた陽イオンは、容器１２０ａ内の水溶液中で拡散し、一部が第２室１２２及び第３室１２３へ移動する。
次に、再びステップＳ１０１へ戻り、制御部１７０ａは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されている水溶液を電気分解することで、機能水を生成する。
以上のように、機能水生成装置１０１は、容器１２０ａが有する電解槽１２４内の水溶液を電気分解することで機能水を生成するステップと、生成した機能水を容器１２０ａの外部へ放出するステップと、容器１２０ａに陰イオンを含む水（具体的には、水道水）を供給するステップと、容器１２０ａが有する保持槽１６０に、容器１２０ａ内の水溶液中に含まれる陽イオンを引き付けて保持するステップと、保持槽１６０内に収容されている水溶液の陽イオン濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０内に収容されている水溶液を電解槽１２４へ放出するステップとを含む機能水生成方法を実行する。
なお、容器１２０ａは、水溶液で完全に満たす必要はないが、ステップＳ２０４の後に、又はループＢが終了後で且つステップＳ２０４の前に、供給部１１０は、容器１２０ａに水道水を供給してもよい。
［効果等］
以上、実施の形態２に係る機能水生成装置１０１は、容器１２０ａと、陽イオン保持部（第２陰極）１６１と、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陽イオン分離部１６２と、水道水を容器１２０ａに供給する供給部１１０とを備える。容器１２０ａは、水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽１２４、及び、陽イオンを保持するための保持槽１６０を有する。陽イオン保持部１６１は、保持槽１６０に配置される。陽イオン分離部１６２は、陽イオンを通過させ、容器１２０ａを電解槽１２４及び保持槽１６０に分離する。
このような構成によれば、容器１２０ａ内で陽イオンを引き付けて一時的に保持させることが可能となるため、例えば、陽イオンを容器１２０ａ内に維持しつつ水のみを排出して、新たに水道水を容器１２０ａ内に供給しやすくなる。また、保持槽１６０に保持されている陽イオンを第２室１２２に戻すことにより、供給部１１０から供給される水道水に含まれる微量のＣｌ−を、排出部１１３から排出させずに第２室１２２に保持しやすくさせる効果も期待される。つまり、容器１２０ａへの水道水の供給と、容器１２０ａからの水の排出と、陽イオン保持部１６１とを好適に制御することで、容器１２０ａ内に、水道水中に含まれるＣｌ−を増やすことができる。そのため、機能水生成装置１０１によれば、簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下を抑制することが可能となる。
また、陽イオン保持部１６１は、陽イオンを保持する電極である第２陰極でもよい。
こうすることで、簡便な構成で、容器１２０ａ内の水溶液に含まれる陽イオンを引き付けて保持することができる。
また、電解槽１２４は、第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とを有する３室構造でもよい。また、陽イオン分離部１６２は、第３室１２３と保持槽１６０との間に配置されてもよい。
電解槽１２４を３室構造とすることで、生成される機能水と、アルカリ性の水溶液とを分離して混ざりにくくすることができる。そのため、このような構成によれば、機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。
また、機能水生成装置１０１は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液を、第２室１２２へ放出する循環部１１５を備えてもよい。
このような構成によれば、簡便に、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれている陽イオンを、第２室１２２へ放出することができる。つまり、このような構成によれば、簡便に、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれている陽イオンを、容器１２０ａで攪拌することができる。そのため、容器１２０ａ内の水溶液中の陽イオンの濃度むらが抑制させる。これにより、水溶液中の陽イオンの濃度むらによって、第１陽極１３１及び第１陰極１３２が水溶液を電気分解することで生成されるＨＣｌＯが生成されにくくなることを抑制することができる。つまり、このような構成によれば、簡便に、水溶液中の陽イオンの濃度むらによる機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。
また、機能水生成装置１０１は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれる陽イオンの濃度を検知する検知部１８０を備えてもよい。
こうすることで、検知部１８０によれば、容器１２０ａ内に含まれる陽イオンの濃度むらを検知することができる。
また、循環部１１５は、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出してもよい。
このような構成によれば、検知部１８０の検知結果に基づいて、効果的なタイミングで保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２に放出させることができる。
また、陽イオンとしては、アルカリ金属イオンが含まれていればよい。
例えば、家庭で機能水生成装置１０１が使用される場合には、まず、電解槽１２４（具体的には、第２室１２２）に、安全で且つ入手しやすいＮａＣｌ添加させることが想定される。そのため、機能水生成装置１０１は、陽イオンとしてアルカリ金属イオン（具体的には、Ｎａ＋）を対象として、アルカリ金属イオンを引き付けて保持できる陽イオン保持部１６１の構成にすればよい。こうすることで、機能水生成装置１０１は、簡便な構成で、且つ、利用されやすくなる。
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３に係る機能水生成装置について説明する。
実施の形態１に係る機能水生成装置１００は、電解槽１２４と、陰イオンを保持する濃縮槽１５０とを備える。実施の形態２に係る機能水生成装置１０１は、電解槽１２４と、陽イオンを保持する保持槽１６０とを備える。実施の形態３に係る機能水生成装置は、電解槽１２４と、陰イオンを保持する濃縮槽１５０と、陽イオンを保持する保持槽１６０とを備える。
なお、実施の形態３に係る機能水生成装置の説明においては、実施の形態１に係る機能水生成装置１００又は実施の形態２に係る機能水生成装置１０１と実質的に同一の構成に関しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
［機能水生成装置の構成］
図７は、実施の形態３に係る機能水生成装置の構成を示す図である。
実施の形態３に係る機能水生成装置１０２は、電解槽１２４、濃縮槽１５０及び保持槽１６０を有する容器１２０ｂと、対となる第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陰イオン保持部（第２陽極）１５１と、陰イオン分離部１５２と、陽イオン保持部（第２陰極）１６１と、陽イオン分離部１６２と、供給部１１０とを備える。なお、容器１２０ｂの材料は、容器１２０と同様に、塩素を含む水溶液及び当該水溶液を電気分解することで生成されるＨＣｌＯを含む殺菌効果を有する機能水による腐食等が発生しにくい材料であればよく、特に限定されない。
濃縮槽１５０には、水溶液中の陰イオンを引き付けて保持する陰イオン保持部（第２陽極）１５１が配置され、保持槽１６０には、水溶液中の陽イオンを引き付けて保持する陽イオン保持部（第２陰極）１６１が配置されている。
電解槽１２４には、電解槽１２４を第１室１２１、第２室１２２及び第３室１２３にこの順に仕切る第１分離部１３３及び第２分離部１３４を備える。
第１分離部１３３及び第２分離部１３４は、水溶液及び機能水中に含まれるイオンの移動を制限するイオン交換膜又は多孔質膜である。
陰イオン分離部１５２は、陰イオンを通過させ、容器１２０ｂを電解槽１２４及び濃縮槽１５０に分離する多孔質膜又はイオン交換膜である。具体的には、陰イオン分離部１５２は、容器１２０ｂの第３室１２３と濃縮槽１５０との間に配置される。
陽イオン分離部１６２は、陽イオンを通過させ、容器１２０ｂを電解槽１２４及び保持槽１６０に分離する多孔質膜又はイオン交換膜である。具体的には、陽イオン分離部１６２は、容器１２０ｂの第３室１２３と保持槽１６０との間に配置される。
供給部１１０は、電解槽１２４（具体的には、第１室１２１及び第３室１２３）に陰イオンを含む水（具体的には、水道水）を供給する。
なお、図７においては、供給部１１０が有する配管は、第１室１２１と第３室１２３とに接続されているが、第１室１２１のみと接続されていてもよいし、第３室１２３のみと接続されていてもよいし、例えば、第２室１２２、濃縮槽１５０、及び／又は、保持槽１６０に接続されていてもよく、容器１２０ｂと接続されていればよい。
また、機能水生成装置１０２は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液を、第２室１２２へ放出する循環部１１５と、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれる陽イオンの濃度を検知する検知部１８０とを備える。
循環部１１５は、保持槽１６０に収容されている陽イオンを含む水溶液を第２室１２２へ放出する。
検知部１８０は、保持槽１６０の陽イオンの濃度を測定するイオン濃度計である。循環部１１５は、例えば、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出する。
また、機能水生成装置１０２は、さらに、制御部１７０ｂと、排出部１１３と、放出部１１４とを備える。
制御部１７０ｂは、第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陽極１５１と、第２陰極１６１とを駆動するタイミングを制御する制御装置である。具体的には、制御部１７０ｂは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、第２陽極１５１及び第２陰極１６１とを異なるタイミングで駆動させる。
制御部１７０ｂは、例えば、制御プログラムを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置と、制御プログラムを実行するＣＰＵとを備える。また、制御部１７０ｂは、制御プログラムがハードウェア的に実現される専用の電子回路等を備えてもよい。
制御部１７０ｂが実行する第１陽極１３１と、第１陰極１３２と、第２陽極１５１と、第２陰極１６１との制御の詳細については、後述する。
なお、制御部１７０ｂが、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出させるように、循環部１１５が備えるポンプを制御してもよい。この場合、制御部１７０ｂと検知部１８０とが、金属配線等で接続されていてもよい。
排出部１１３は、容器１２０ｂの第３室１２３内の水溶液を容器１２０ｂの外部へ排出する。
放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている機能水を容器１２０ｂの外部へ放出する。
また、放出部１１４は、濃縮槽１５０に収容されている水溶液である機能水をミスト化するミスト発生部１４０を備えてもよい。
ミスト発生部１４０は、第１陽極１３１及び第１陰極１３２によって生成された機能水をミスト化する装置である。濃縮槽１５０に収容されている機能水は、ポンプ１４４によって、ミスト発生部１４０へ送液される。ミスト発生部１４０は、放電電極１４１と、対向電極１４３とを備える。
放電電極１４１は、機能水が通過する流路１４２が内部に形成された電極である。放電電極１４１に形成されている流路１４２は、ポンプ１４４を介して濃縮槽１５０と接続されている。機能水は、ポンプ１４４によって、流路１４２の一端から流入され、流路１４２の他端から排出される。
流路１４２の他端側から排出される機能水は、放電電極１４１と対向電極１４３との間に印加された電圧によって、ＨＣｌＯを含む機能ミストＭとして放出される。
［機能水生成装置の動作手順］
続いて、図８を参照して、実施の形態３に係る機能水生成装置１０２の動作手順の一例について説明する。
図８は、実施の形態３に係る機能水生成装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。なお、機能水生成装置１０２の容器１２０ｂには、水（Ｈ２Ｏ）が予め収容されており、第２室１２２には、ＮａＣｌが予め添加されている。
まず、制御部１７０ｂは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されているＮａＣｌを含む水溶液を電気分解することで、ＨＣｌＯを含む機能水を生成する（ステップＳ１０１）。
次に、ミスト発生部１４０（図７参照）は、生成機した機能水をミスト化して、機能ミストＭを発生させる（ステップＳ１０２）。
次に、供給部１１０は、容器１２０ｂに塩素を含む水（具体的には、水道水）を供給する（ステップＳ１０３）。
次に、制御部１７０ｂは、第２陽極１５１を駆動して、水溶液中の陰イオン（具体的には、Ｃｌ―）を引き付けて保持させ、且つ、第２陰極１６１を駆動して、水溶液中の陽イオン（具体的には、Ｎａ＋）を引き付けて保持させる（ステップＳ３０１）。
次に、循環部１１５又は制御部１７０ｂは、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオンの濃度が、所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
循環部１１５又は制御部１７０ｂは、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオンの濃度が、所定値以上であると判定した場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）、循環部１１５が有するポンプを制御して、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出させる（ステップＳ２０３）。
なお、ステップＳ２０３において、循環部１１５が保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出する際に、制御部１７０ｂは、第２陰極１６１を制御して、保持していた陽イオンを解放させる制御をしてもよい。具体的には、制御部１７０ｂは、第２陰極１６１が陰極の極性を有さないように、第２陰極１６１への電圧の印加を止める制御をしてもよい。
循環部１１５又は制御部１７０ｂが、検知部１８０が検知した保持槽１６０の陽イオンの濃度が、所定値以上でないと判定した場合（ステップＳ２０２でＮｏ）、又は、ステップＳ２０３の次に、排出部１１３は、第３室１２３に収容されている水溶液（具体的には、水）を容器１２０ｂの外部に排出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、第２陰極１６１が陽イオンを保持しているために、容器１２０ｂから陽イオンが流出されることが抑制される。
機能水生成装置１０２は、図８に示すループＣであるステップＳ１０３〜Ｓ１０５を繰り返すことにより、供給部１１０から供給される水道水に含まれる微量のＣｌ−を濃縮槽１５０に濃縮させ、且つ、容器１２０ｂ内の水溶液の陽イオンの濃度むらを抑制する。
なお、機能水生成装置１０２がループＣを繰り返す回数は任意に設定されてもよいし、例えば、機能水生成装置１０２が濃縮槽１５０のＣｌ−の濃度を測定する検出器を備え、Ｃｌ−の濃度が所定値以上の場合に、ループＣを終了させてもよい。この場合、例えば、制御部１７０ｂは、さらに、供給部１１０、排出部１１３、放出部１１４及び検出器を制御してループＣを実行させる制御をし、且つ、ループＣを終了させるか否かを判定してもよい。
次に、制御部１７０ｂは、第２陽極１５１を制御して、第２陽極１５１で保持していた陰イオンを解放させる制御と、第２陰極１６１を制御して、第２陰極１６１で保持していた陽イオンを解放させる制御をする（ステップＳ３０２）。具体的には、制御部１７０ｂは、第２陽極１５１が陽極の極性を有さないように、第２陽極１５１での電圧の印加を止める制御をし、且つ、第２陰極１６１が陰極の極性を有さないように、第２陰極１６１での電圧の印加を止める制御をする。こうすることで、第２陽極１５１によって濃縮槽１５０に保持されていたＣｌ−は、容器１２０ｂ内の水溶液中で拡散し、一部が第１室１２１及び第２室１２２へ移動し、且つ、第２陰極１６１によって保持槽１６０に保持されていた陽イオンは、容器１２０ｂ内の水溶液中で拡散し、一部が第２室１２２及び第３室１２３へ移動する。
次に、再びステップＳ１０１へ戻り、制御部１７０ｂは、第１陽極１３１及び第１陰極１３２を駆動して、電解槽１２４に収容されている水溶液を電気分解することで、機能水を生成する。
なお、容器１２０ｂは、水溶液で完全に満たす必要はないが、ステップＳ３０２の後に、又はループＣが終了後で且つステップＳ３０２の前に、供給部１１０は、容器１２０ｂに水道水を供給してもよい。
［効果等］
以上、実施の形態３に係る機能水生成装置１０２は、電解槽１２４、濃縮槽１５０及び保持槽１６０を有する容器１２０ｂと、対となる第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、陰イオン保持部（第２陽極）１５１と、陰イオン分離部１５２と、陽イオン保持部（第２陰極）１６１と、陽イオン分離部１６２と、供給部１１０とを備える。
このような構成によれば、実施の形態１に係る機能水生成装置１００の効果と、実施の形態２に係る機能水生成装置１０１の効果との双方の効果が実現される。そのため、このような構成によれば、簡便な構成で生成する機能水の殺菌効果の低下をより抑制することが可能となる。
また、電解槽１２４は、第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３とを有する３室構造でもよい。また、陰イオン分離部１５２は、第１室１２１と濃縮槽１５０との間に配置され、陽イオン分離部１６２は、第３室１２３と保持槽１６０との間に配置されてもよい。
電解槽１２４を３室構造とすることで、生成される機能水と、アルカリ性の水溶液とを分離して混ざりにくくすることができる。そのため、このような構成によれば、機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。
また、機能水生成装置１０２は、実施の形態２に係る機能水生成装置１０１において説明した構成をさらに備えてもよい。具体的には、機能水生成装置１０２は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液を、第２室１２２へ放出する循環部１１５を備えてもよい。
また、機能水生成装置１０２は、さらに、保持槽１６０に収容されている水溶液に含まれる陽イオンの濃度を検知する検知部１８０を備えてもよい。
また、循環部１１５は、検知部１８０が検知した陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２へ放出してもよい。
検知部１８０によれば、容器１２０ｂ内に含まれる陽イオンの濃度むらを検知することができる。また、検知部１８０の検知結果に基づいて、効果的なタイミングで保持槽１６０に収容されている水溶液を第２室１２２に放出させることができる。そのため、機能水生成装置１０２によれば、簡便に、水溶液中の陽イオンの濃度むらによる機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。
また、機能水生成装置１０２は、さらに、第１陽極１３１及び第１陰極１３２と、第２陽極１５１及び第２陰極１６１とを異なるタイミングで駆動させる制御部１７０ｂを備えてもよい。
制御部１７０ｂによって第１陽極１３１、第１陰極１３２、第２陽極１５１及び第２陰極１６１が駆動するタイミングが好適に制御されることにより、簡便に、水溶液の電気分解と、Ｃｌ−の濃縮と、Ｎａ＋の保持とが制御され得る。
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１、実施の形態２及び実施の形態３に係る機能水生成装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、容器１２０、１２０ａ、１２０ｂは、第１分離部１３３及び第２分離部１３４によって分離される第１室１２１と、第２室１２２と、第３室１２３との３室を備えた。これにより、例えば、ＮａＣｌを含む水溶液を電気分解することで第２室１２２に生成されるＨＣｌＯを含む機能水に、Ｎａ＋が不純物として含まれることを抑制することができるため、機能水の殺菌効果の低下を抑制することができる。しかしながら、容器１２０、１２０ａ、１２０ｂの構成は、これに限定されない。容器１２０、１２０ａ、１２０ｂは、例えば、第１陽極１３１と第１陰極１３２との間に配置される１つの分離部によって仕切られる第１室と第２室との２室を備える構造でもよい。当該分離部の材料には、例えば、多孔質膜又は両イオン交換膜が採用される。こうすることで、容器１２０、１２０ａ、１２０ｂの構成は、３室の構造よりも簡便となる。
また、上記実施の形態では、ミスト発生部１４０は、１つの流路１４２が形成された放電電極１４１と対向電極１４３とを備えたが、ミスト発生部１４０の構成は、これに限定されない。例えば、放電電極１４１には、複数の流路が形成されていてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１００、１０１、１０２ 機能水生成装置
１１０ 供給部
１１３ 排出部
１１４ 放出部
１１５ 循環部
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 容器
１２１ 第１室
１２２ 第２室
１２３ 第３室
１２４ 電解槽
１３１ 第１陽極
１３２ 第１陰極
１３３ 第１分離部
１３４ 第２分離部
１４０ ミスト発生部
１５０ 濃縮槽
１５１ 陰イオン保持部（第２陽極）
１５２ 陰イオン分離部
１６０ 保持槽
１６１ 陽イオン保持部（第２陰極）
１６２ 陽イオン分離部
１７０、１７０ａ、１７０ｂ 制御部
１８０ 検知部

Claims (20)

  1. 水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽、及び、前記水溶液中の陰イオンを濃縮するための濃縮槽を有する容器と、
    前記濃縮槽に配置され、前記陰イオンを保持する陰イオン保持部と、
    前記電解槽に配置され、前記水溶液を電気分解する第１陽極及び第１陰極と、
    前記陰イオンを通過させ、前記容器を前記電解槽及び前記濃縮槽に分離する陰イオン分離部と、
    前記容器に前記陰イオンを含む水を供給する供給部とを備える
    機能水生成装置。
  2. 前記容器は、さらに、前記水溶液中の陽イオンを保持するための保持槽を有し、
    前記機能水生成装置は、さらに、
    前記陽イオンを通過させ、前記保持槽及び前記電解槽の間に配置される陽イオン分離部と、
    前記保持槽に配置され、前記陽イオンを保持する陽イオン保持部とを備える
    請求項１に記載の機能水生成装置。
  3. 前記電解槽は、第１室と、第２室と、第３室とを有し、
    前記第１室と、前記第２室と、第３室とは、この順に配置されており、
    前記機能水生成装置は、さらに、
    前記陰イオンを通過させ、前記電解槽を前記第１室及び前記第２室に分離する第１分離部と、
    前記陽イオンを通過させ、前記電解槽を前記第２室及び前記第３室に分離する第２分離部とを備え、
    前記第１陽極は、前記第１室に配置され、
    前記第１陰極は、前記第３室に配置され、
    前記陰イオン分離部は、前記第１室と前記濃縮槽との間に配置され、
    前記陽イオン分離部は、前記第３室と前記保持槽との間に配置される
    請求項２に記載の機能水生成装置。
  4. さらに、前記保持槽に収容されている水溶液を、前記第２室へ放出する循環部を備える
    請求項３に記載の機能水生成装置。
  5. さらに、前記保持槽に収容されている水溶液の前記陽イオンの濃度を検知する検知部を備える
    請求項４に記載の機能水生成装置。
  6. 前記循環部は、前記検知部が検知した前記陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、前記保持槽に収容されている水溶液を前記第２室へ放出する
    請求項５に記載の機能水生成装置。
  7. 前記陰イオン保持部は、前記陰イオンを保持する第２陽極である
    請求項３〜６のいずれか１項に記載の機能水生成装置。
  8. 前記陽イオン保持部は、前記陽イオンを保持する第２陰極である
    請求項７に記載の機能水生成装置。
  9. さらに、前記第１陽極及び前記第１陰極と、前記第２陽極及び前記第２陰極とを異なるタイミングで駆動させる制御部を備える
    請求項８に記載の機能水生成装置。
  10. さらに、前記濃縮槽に収容されている水溶液を前記容器の外部へ放出する放出部を備える
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の機能水生成装置。
  11. 前記放出部は、前記濃縮槽に収容されている水溶液をミスト化するミスト発生部を備える
    請求項１０に記載の機能水生成装置。
  12. 水溶液を電気分解することで機能水を生成するための電解槽、及び、前記水溶液中の陽イオンを保持するための保持槽を有する容器と、
    前記保持槽に配置され、前記陽イオンを保持する陽イオン保持部と、
    前記電解槽に配置され、前記水溶液を電気分解する第１陽極及び第１陰極と、
    前記陽イオンを通過させ、前記容器を前記電解槽及び前記保持槽に分離する陽イオン分離部と、
    前記容器に陰イオンを含む水を供給する供給部とを備える
    機能水生成装置。
  13. 前記陽イオン保持部は、前記陽イオンを保持する第２陰極である
    請求項１２に記載の機能水生成装置。
  14. 前記電解槽は、第１室と、第２室と、第３室とを有し、
    前記第１室と、前記第２室と、第３室とは、この順に配置されており、
    前記機能水生成装置は、さらに、
    前記水溶液中の陰イオンを通過させ、前記電解槽を前記第１室及び前記第２室に分離する第１分離部と、
    前記陽イオンを通過させ、前記電解槽を前記第２室及び前記第３室に分離する第２分離部とを備え、
    前記第１陽極は、前記第１室に配置され、
    前記第１陰極は、前記第３室に配置され、
    前記陽イオン分離部は、前記第３室と前記保持槽との間に配置される
    請求項１２又は１３に記載の機能水生成装置。
  15. さらに、前記保持槽に収容されている水溶液を、前記第２室へ放出する循環部を備える
    請求項１４に記載の機能水生成装置。
  16. さらに、前記保持槽に収容されている水溶液に含まれる前記陽イオンの濃度を検知する検知部を備える
    請求項１５に記載の機能水生成装置。
  17. 前記循環部は、前記検知部が検知した前記陽イオンの濃度が所定値以上の場合に、前記保持槽に収容されている水溶液を前記第２室へ放出する
    請求項１６に記載の機能水生成装置。
  18. さらに、前記第３室に収容されている水溶液を前記容器の外部へ排出する排出部を備える
    請求項３〜９、１４〜１７のいずれか１項に記載の機能水生成装置。
  19. 前記陰イオンは、塩素イオン及び酸化物イオンの少なくとも一方を含む
    請求項１〜１８のいずれか１項に記載の機能水生成装置。
  20. 前記陽イオンは、アルカリ金属イオンを含む
    請求項２〜９、１２〜１８のいずれか１項に記載の機能水生成装置。
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