JP2021154032A - 電解水散布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスセンサ値の時間的推移からトレー内部の電解促進剤の枯渇を検知することができる電解水散布装置を提供すること。【解決手段】電解水散布装置Ｄの制御部３０は、電解水生成部５を制御するものであり、生成制御部３４と、生成条件決定部３５とを備える。生成制御部３４は、電解部１７への電気分解のための通電を行う通電時間とその通電停止後の非通電時間とを一周期とし、その一周期を複数回繰り返すことで電解水の生成を制御する。制御部３０は、ガスセンサ４２のセンサ値が一定期間増加もしくは変化しなかった場合、前記貯水部１４内の電解促進剤が不足していると判断し電解促進剤を補充する。【選択図】図５

Description

本発明は、電解水を生成して散布する電解水散布装置に関する。

空気中の細菌、真菌、ウイルス、臭い等の除去を行うために、電気分解により活性酸素種を含む電解水を生成して散布する電解水散布装置が知られている。

次亜塩素酸の生成は、ユーザが直接設定した生成量や、ユーザにより設定された風量（電解水を散布するときの風量）に基づき決定される固定生成量となるように、行われていた。即ち、従来の電解水散布装置では次亜塩素酸の生成量が固定となるため、実際の使用環境に対しては、生成量が多すぎたり少なすぎたりする可能性があった。このため、従来の電解水散布装置では、所定環境に基づいて通電・非通電時間、電力量を決定し、環境に適した活性酸素種を生成する構成となっていた（特許文献１参照）。

特開２０１９−２４８１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、次亜塩素酸の元となる電解促進剤が不足しているときに、その状態を把握できないため脱臭効果が十分発揮できないまま運転を継続してしまうことが課題であった。

本発明は、上記課題を解決する為になされたものであり、次亜塩素酸の元となる電解促進剤が不足を検知できる電解水散布装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る電解水散布装置は、電解水を生成する電解水生成部と、前記電解水生成部が生成した電解水を吸気口から吸い込んだ空気に接触させて吹出口から散布する散布部と、前記電解水生成部を制御する制御部と室内のペット臭などのガスを検知するガスセンサを備えた電解水散布装置であって、前記電解水生成部は水を貯めるための貯水部と、電解促進剤が投入された前記貯水部内の水を電気分解して電解水を生成する電解部と前記貯水部に前記電解促進剤を投入する電解促進剤投入部と、前記電解促進剤投入部による前記電解促進剤の投入を制御する投入制御部とを備え、前記制御部は、前記ガスセンサの変化量をサンプリングし、一定期間変化増加もしくは変化しなかった場合、前記貯水部内の電解促進剤の不足を判断するものである。

本発明の電解水散布装置によれば、ガスセンサ検知値の時間的推移からトレー内部の電解促進剤の不足を検知できる。

本発明の第１実施形態に係る電解水散布装置の斜視図 同電解水散布装置の斜視図（パネルの開放状態） 同電解水散布装置の断面図（風路を示す図） 同電解水散布装置の断面図（電解部を示す図） 同電解水散布装置の機能ブロック図 同電解水散布装置のガスセンサ出力テーブルを示す模式図 同電解水散布装置のガスセンサの変化量（例）を示す模式図 同電解水散布装置の制御部における電解促進剤投入要否判断のフローチャート

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１〜７を参照して、本発明の第１実施形態である電解水散布装置Ｄについて説明する。図１は、電解水散布装置Ｄの斜視図であり、電解水散布装置Ｄを前面側から見た図である。図２は、電解水散布装置Ｄの斜視図であり、図１のパネル３を開いた状態で電解水散布装置Ｄを前面側から見た図である。

図１、２に示す通り、電解水散布装置Ｄは、略箱形状の本体ケース１を備え、本体ケース１の両側面には略四角形状の吸気口２を有している。本体ケース１の天面には、開閉式の吹出口６が設けられている。図１、２では、吹出口６は閉じた状態である。

本体ケース１の前面側から見て、右側の側面（本体ケース１の一方側の側面。以降同じ）である第１の本体側面１Ａには、開閉可能なパネル３が設けられている。本体ケース１の一方側の側面の吸気口２は、パネル３に設けられている。パネル３を開くと、縦長四角形状の開口４が現れる。開口４から、後述する貯水部１４、タンク部材１５、錠剤投入ケース１８ａ等が取り出し可能に構成されている。

図３は、電解水散布装置Ｄの正面視中央部分を縦方向に切った断面図であり、電解水散布装置Ｄを右側から見た図である。図４は、電解水散布装置Ｄの正面視右側を縦方向に切った断面図であり、電解水散布装置Ｄにおける右側から見た図である。

図２、図３、図４に示すように、本体ケース１内には、電解水生成部５と、タンク部材１５と、散布部１９と、風路８とを備えている。

電解水生成部５は、貯水部１４と、電解部１７と、電解促進剤投入部１８と、投入制御部４１（図５参照）とを備えている。

貯水部１４は、天面を開口した箱形状しており、水を貯水できる構造となっている。貯水部１４は、本体ケース１の下部に配置され、本体ケース１から水平方向にスライドして着脱可能となっており、開口４から取り出すことができる。貯水部１４は、タンク部材１５から供給される水を貯水する。

電解部１７は、電極部材（図示せず）を備えており、この電極部材が貯水部１４内の水に浸かるように設置される。電解部１７は、この電極部材に通電することにより、貯水部１４内の塩化物イオンを含む水を電気化学的に電気分解し、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る。例えば、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシラジカル、或いは過酸化水素といった所謂狭義の活性酸素に、オゾン、次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）等といった所謂広義の活性酸素を含む。

電解部１７は、電極部材への電気分解するための通電を行う通電時間と、その通電停止後の時間、つまり通電を行っていない時間である非通電時間を一周期として、その一周期を複数回繰り返すことで、電解水を生成する。非通電時間に対して通電時間を長くすれば、一周期当たりにおいてより多くの量の活性酸素種を含む電解水が生成される。また通電時間に対して非通電時間を長くすれば、一周期当たりの活性酸素種の生成が抑えられる。さらに、通電時間における電力量を大きくすれば、より多くの量の活性酸素種を含む電解水が生成される。

電解促進剤投入部１８は、錠剤投入ケース１８ａと、錠剤投入ケース１８ａ内に設けた錠剤投入部材（図示せず）と、錠剤投入ケース１８ａの上部に着脱自在に設けられた錠剤投入カバー１８ｂとを備えている。錠剤投入ケース１８ａは、開口４から取り出し可能に構成される。ユーザは、取り出した錠剤投入ケース１８ａから錠剤投入カバー１８ｂを外すことで、ユーザが錠剤投入ケース１８ａ内に電解促進剤を装填できる。

錠剤投入部材が回動すると、電解促進剤が錠剤投入ケース１８ａの底面の落下開口（図示せず）より貯水部１４に落下する。この電解促進剤が貯水部１４内の水に溶け込むことにより、貯水部１４の水が塩化物イオンを含む水となる。なお、電解促進剤の一例は、塩化ナトリウムである。電解促進剤投入部１８は、電解促進剤が投入されたことを検知するセンサを備えており、投入された旨を投入信号として発信する。

投入制御部４１（図５）は、例えば錠剤投入ケース１８ａの底面の落下開口付近に設けられ、電解促進剤投入部１８による電解促進剤の投入を制御する。後述する制御部３０より電解促進剤の投入指示があると、投入制御部４１は電解促進剤投入部１８に設けられた錠剤投入部材の回動を開始する。そして、投入制御部４１は、錠剤投入ケース１８ａから貯水部１４に落下された電解促進剤の有無を判断し、錠剤投入ケース１８ａから貯水部１４に電解促進剤が落下したと判断すると、錠剤投入部材の回動を停止する。

タンク部材１５は、本体ケース１内部の正面視右側の側面に設置され、貯水部１４から着脱可能な構造となっており、開口４から取り出すことができる。タンク部材１５は、貯水部１４の底面に設けられたタンク保持部１４ａに装着されている。タンク部材１５は、水を貯水するタンク１５ａと、タンク１５ａの開口（図示せず）に設けられた蓋１５ｂとを備えている。蓋１５ｂの中央には、開閉部（図示せず）が設けられており、この開閉部が開くと、タンク１５ａ内の水が、貯水部１４へ供給される。

具体的には、タンク１５ａの開口を下向きにして、タンク部材１５を貯水部１４のタンク保持部１４ａに取り付けると、タンク保持部１４ａによって開閉部が開く。つまり、タンク部材１５に水を入れてタンク保持部１４ａに取り付けると、開閉部が開いて貯水部１４に給水され、貯水部１４内に水が溜まる。貯水部１４内の水位が上昇して蓋１５ｂのところまで到達するとタンク部材１５の開口が水封されるので給水が停止し、タンク部材１５の内部には水が残り、貯水部１４内の水位が下がった場合に都度、タンク１５ａ内部の水が貯水部１４に給水される。即ち、貯水部１４内の水位は一定に保たれる。

なお、電解水散布装置Ｄは、タンク部材１５を有していなくてもよい。この場合は、電解水散布装置Ｄに対して、水を供給する供給路を水道などの水源より敷設する。そして、貯水部１４内の水位が下がった場合に、貯水部１４内の水位が所定位置に上昇するまで、水道水を供給するようにしてもよい。

散布部１９は、送風部７と、フィルター部１６とを備える。

送風部７は、本体ケース１の中央部に設けられ、モータ部９と、モータ部９により回転するファン部１０と、それらを囲むスクロール形状のケーシング部１１とを備えている。モータ部９は、ケーシング部１１に固定されている。

ファン部１０は、シロッコファンであり、モータ部９から水平方向に延びた回転軸９ａに固定され、モータ部９は、ケーシング部１１に固定されている。モータ部９の回転軸９ａは、本体ケース１の前面側から背面側に延びている。ケーシング部１１は、ケーシング部１１の本体ケース１における上面側に吐出口１２を備え、ケーシング部１１の本体ケース１における背面側に吸込口１３を有している。

送風部７の風量は、ユーザが決定して例えば操作パネルから入力する。入力された風量は、風量設定部２２に設定され、これに基づいて例えば制御部３０が送風部７を介してモータ部９の回転量を制御する。

フィルター部１６は、貯水部１４に貯水された電解水と、送風部７によって本体ケース１内に流入した室内空気とを接触させる部材である。フィルター部１６は、円筒状に構成され、円周部分に空気が流通可能な孔を備えたフィルター１６ａを配置し、その一部が貯水部１４の水に浸漬され、保水されるように、フィルター１６ａの中心軸を回転中心として貯水部１４に回転自在に内蔵されている。そして、フィルター部１６は、駆動部（図示しない）により回転され、電解水と室内空気を連続的に接触させる構造となっている。

風路８は、吸気口２と吹出口６とを連通し、吸気口２から順に、フィルター部１６、送風部７、吹出口６を備えている。モータ部９によってファン部１０が回転すると、吸気口２から吸い込まれ風路８内に入った外部の空気は、順に、フィルター１６ａ、送風部７、吹出口６を介して、電解水散布装置Ｄの外部へ吹き出される。これにより、貯水部１４にて生成された電解水が外部へ散布される。なお、電解水散布装置Ｄは、必ずしも電解水そのものを撒くものでなくてもよく、結果的に生成した電解水由来（揮発を含む）の活性酸素種を散布するものであっても電解水散布に含まれる。

図５は、電解水散布装置Ｄの機能をブロックで示した機能ブロック図である。電解水散布装置Ｄは、電解水生成部５及び散布部１９等、電解水散布装置Ｄ全体を制御する制御部３０を備えている。電解水散布装置Ｄは、またガスセンサ４２を有しており、これらは制御部３０と接続される。

ガスセンサ４２は、検知対象となるガスの濃度を取得する。本実施の形態では、ガスセンサ４２として、検知対象のガスが素子に付着した場合、抵抗値が変化する方式を用いている。この方式のガスセンサ４２によれば、ガス濃度量に比例して抵抗値が変化するためガス濃度を数値化しやすいメリットがある。また、ガスセンサ４２の検知対象のガスは、ペット臭や介護臭の主成分となるアンモニア、酢酸、イソ吉草酸、トリメチルアミン、硫化水素、メチルメルカプタン、スカトールがあげられ、これらのガスのうち、少なくとも一つ検知するものとする。ガスセンサ４２は、吹出口６から吹き出される電解水（又は活性酸素種）を含む空気の影響を受けない場所に設けられる。これにより、電解水散布装置Ｄが設置された場所における空気の状態（ガス濃度）を正確に把握できる。

制御部３０は、例えば、本体ケース１（図１参照）の天面に設けられた操作パネルの裏側に設けられている。制御部３０は、風量決定部３１、ガスセンサ出力テーブル３３、投入信号受信部２１、ガスレベル記憶部２３、生成制御部３４、生成条件決定部３５を備えている。

風量決定部３１は、所定時間毎例えば１０分毎に、ガスセンサ４２により取得されたガス濃度より濃度のレベル毎にレベル分けした臭いレベルに基づいて、送風部７の風量を決定する。

生成制御部３４は、電解部１７における電解水の生成を制御する。具体的には、生成制御部３４は、貯水部１４内の水を電気分解するため、電解部１７の電極部材への通電時間及び通電時間における電力量を決定する。そして、生成制御部３４が、電解部１７の電極部材に対して、通電と非通電を繰り返すよう制御することで、電解部１７において電解水を生成させる。

生成条件決定部３５は、生成制御部３４が電解部１７において電解水を生成する場合の生成条件を、投入信号受信部２１が受信した投入信号に基づいて決定する。ここで決定される生成条件は、電解水を生成する次回の一周期における通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量とで構成される。

ガスセンサ出力テーブル３３は、風量決定部３１と生成条件決定部３５により参照されるテーブルで、風量や電解部１７の通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量（電極電流）において臭いレベルに対して設定すべき出力レベルを規定したものである。図６は、そのガスセンサ出力テーブル３３の臭いレベルに応じた風量レベルと通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルの一例を模式的に示した模式図である。図６に示すように、ガスセンサ出力テーブル３３では、臭いレベルＬＶ０〜ＬＶ５に対して設定すべき風量レベルと通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルが関連付けられている。臭いレベルは、無臭のＬＶ０から最も臭いの強いＬＶ５までの６段階に設定され、ガスセンサ４２により検知されたガス濃度に応じて風量決定部３１により判断される。風量レベルと通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルは、１から６の６段階で示される。図６に示すガスセンサ出力テーブル３３では、臭いレベルが強いほど、その臭いを確実に除去できるように、風量レベルや通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルを高く規定している。尚、臭いレベルがＬＶ５のときの状態は風量レベルおよび通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルが最大状態とする。

投入信号受信部２１は、電解促進剤投入部１８が電解促進剤を投入した旨を、投入信号を介して取得する。

ガスレベル記憶部２３は、ガスセンサ４２の検知結果を一定間隔毎に記憶しておく。この記憶したガスセンサ値の変化量は、図７に示すようにガスセンサ４２の値が「上限に張り付く（推移ａ）」、「増加する（推移ｂ）」、「減少する（推移ｃ）」のようにあらわすことができる。

「上限に張り付く（推移ａ）」とは、室内のガス発生速度が電解水散布装置Ｄの脱臭速度となる場合であり、電解水散布装置Ｄ周辺のガス濃度が濃くガスセンサ４２の検知レベルの上限を超えるほどガスが充満し、電解水散布装置Ｄの脱臭効果が大きく不足しているという状態である。

「増加する（推移ｂ）」とは、室内のガス発生速度が電解水散布装置Ｄの脱臭速度よりも大きい場合であり電解水散布装置Ｄの脱臭が不足しているという状態である。

また、「減少する（推移ｃ）」とは、室内のガス発生速度が電解水散布装置Ｄの脱臭速度よりも小さい場合であり、電解水散布装置Ｄの脱臭が十分に効いているという状態である。

このガスセンサ値の変化量と電解水散布装置Ｄの運転状態から貯水部１４内部の電解促進剤の状態を推測することができる。すなわち、図７における（推移ａ）、（推移ｂ）のようにガスセンサ４２の値が上限に張り付く、もしくは増加していた場合は、散布する電解水が室内のガス量に対し足りていないと判断できる。風量や電解部１７の電力量に余裕がある場合、図６に示すように風量や電解部１７の電力量を上昇させる。しかし、風量や電解部１７の電力量に余裕がなく、いずれも上限に達した場合では、貯水部１４内部の電解促進剤が不足していると判断することができる。なお、貯水部１４内の水不足など他の要因の場合は、他の検出部による情報により判断される。

次に、制御部３０にて実行される電解促進剤が不足と判断する処理のフローチャートを図８に示す。このフローチャートは、ユーザにより貯水部１４が新たな水で満たされた時点からの処理を示す。貯水部１４が水で満たされると、制御部３０は、センサ等を介して貯水部１４の満水を検知し、電解促進剤投入部１８に電解促進剤の投入を指示する。

電解促進剤投入部１８は、制御部３０からの指示を受けて、電解促進剤を貯水部１４へ投入する。電解促進剤投入部１８が、電解促進剤投入を確認（検知）すると、貯水部１４へ電解促進剤が投入された旨を示す投入信号を投入信号受信部２１に送信する。

投入信号受信部２１が投入信号を受信する（Ｓ０）と、準備運転（Ｓ１）を開始する。準備運転は、例えば、ガスセンサ４２などで精度よく検知するために数分間エージングをかける必要があるとき、停止したままではなく一定風量、電解部１７を一定電力で動かすなどを実施する運転である。準備運転が完了するとガスセンサ４２の値を読み込む（Ｓ２）。読み込んだガスセンサ４２の値に応じて、図６に示す臭いレベルに応じた風量レベル、通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベルに移行する（Ｓ３）。そして、所定の時間Ｔを経過（Ｓ４）したときに再度ガスセンサ値を読み込む（Ｓ５）。なお、この所定の時間Ｔはガスセンサ４２をサンプリングする周期であり、２０〜６０分程度の値を用いるとよい。サンプリング周期としての所定の時間Ｔは、ある程度の長さの時間での変化を検出することを目的としている。すなわち、所定の時間Ｔが短いと、センサの微小な増減を拾ってしまい、頻繁に運転を切り替えてしまう。室内の臭いの変化を考慮し、本実施の形態では、所定の時間Ｔは２０分以上としている。また、所定の時間Ｔが長いと、室内の臭いの変化に対し、電解水散布装置Ｄの運転切替のレスポンスが遅れ十分な脱臭効果が得られないことになる。そのため、本実施の形態では、所定の時間Ｔは６０分以下としている。

次に、読み込んだ最新のガスセンサ値（今回値）と前回のガスセンサ値（前回値）との比較を行う（Ｓ６）。ここで、時刻ｔにおけるガスセンサ値をＳ（ｔ）とし、前回時刻ｔ−１におけるガスセンサ値をＳ（ｔ−１）とする。なお、初期値としてはＳ（０）=０とする。今回値Ｓ（ｔ）と前回値Ｓ（ｔ−１）を比較した結果、前回よりもガスセンサ値が低くなった場合（Ｓ６の判断結果Ｎｏ）は、現在の運転状態で効果があると判断し、Ｓ３の状態にもどる。

前回よりもガスセンサ値が増加した場合（Ｓ６の判断結果Ｙｅｓ）、つぎに図６で示した運転状態の最大状態（臭いレベルＬＶ５での風量レベル通電時間及び非通電時間と、その通電時間における電力量レベル）かどうかを判断する（Ｓ７）。運転状態が最大でない場合は図６に示す運転状態を判定し移行する（Ｓ３）。風量および電解部１７の電力量が最大であった場合、センサ上昇継続時間が所定時間ＴＭ以上かを判定する（Ｓ８）。センサ上昇継続時間は、ガスセンサ４２のガス検知値が上昇しつづけている時間を計測し、現在まで上昇が継続している場合はその継続時間で判断する。なお、ガス検知値に変化がなくてもこのセンサ上昇継続時間のカウントは継続し、確実に減少したときのみカウントを０とする。

また、センサ上昇継続時間の閾値となる所定時間ＴＭは、電解水散布装置Ｄの脱臭効果が効いていないと判断するための時間であり、６０〜１２０分程度を用いればよい。電解水散布装置Ｄの能力に対し、適切な容積の部屋が対応して運転を行った場合に、脱臭効果が現れるのに１〜２時間かかるため、所定時間ＴＭは、６０〜１２０分とするのが良い。

このセンサ上昇継続時間が所定時間ＴＭを以下であった場合はＳ４のフェーズまでもどる。センサ上昇継続時間が所定時間ＴＭを超えた場合は、電解水散布装置Ｄの最大運転でも脱臭効果が効いておらず、貯水部１４内部の電解促進剤が不足していると判断する。そこで、生成制御部３４は、電解促進剤投入部１８に対して、電解促進剤を貯水部１４に投入する指示を出す（Ｓ９）。

以上のように、本実施の形態の電解水散布装置Ｄによれば、電解水散布装置Ｄの運転中にもかかわらず、ガスセンサ４２が検出するガス濃度の増加を検知した場合、電解促進剤の不足を判断できるという構成により、電解促進剤の不足による脱臭能力低下を防ぐことができる。

なお、本実施の形態では、電解促進剤の不足と判断した場合、電解促進剤投入部１８に対して指示を出すように構成したが、使用者に向けに外部出力、すなわち、報知し、投入を促す方法でもよい。その場合、報知手段としては、電解水散布装置Ｄ上にＬＥＤ（図示せず）や警告音を鳴らすブザー（図示せず）を用いて報知する方法でもよい。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記各実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

本発明に係る電解水散布装置は、空気中の細菌、真菌、ウイルス、臭い等の除去（不活性化を含む）を行う電解水散布装置として有用である。

Ｄ 電解水散布装置
２ 吸気口
５ 電解水生成部
６ 吹出口
７ 送風部
１４ 貯水部
１６ フィルター部
１７ 電解部
１８ 電解促進剤投入部
１９ 散布部
２１ 投入信号受信部
２２ 風量設定部
２３ ガスレベル記憶部
３０ 制御部
３１ 風量決定部
３４ 生成制御部
３５ 生成条件決定部
４１ 投入制御部
４２ ガスセンサ

Claims (4)

1. 電解水を生成する電解水生成部と、
   前記電解水生成部が生成した電解水を吸気口から吸い込んだ空気に接触させて吹出口から散布する散布部と、
   前記電解水生成部を制御する制御部と、
   臭いを検知するガスセンサを備えた電解水散布装置であって、
   前記電解水生成部は、
   電解促進剤を投入した水を貯めるための貯水部と、
   前記貯水部内の水を電気分解して電解水を生成する電解部とを備え、
   前記ガスセンサの出力値が、一定期間増加もしくは変化しなかった場合、前記制御部は、前記貯水部内の電解促進剤の不足を判断すること
   を特徴とする電解水散布装置。
2. 前記ガスセンサは、アンモニア、酢酸、イソ吉草酸、トリメチルアミン、硫化水素、メチルメルカプタン、スカトールのうち、少なくとも一つを検知する請求項１記載の電解水散布装置。
3. 前記電解水生成部は、
   前記貯水部に前記電解促進剤を投入する電解促進剤投入部と、
   前記電解促進剤投入部による前記電解促進剤の投入を制御する投入制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記貯水部内の電解促進剤の不足を判断したときに、前記投入制御部に対し、電解促進剤の補充を指示する請求項１または２記載の電解水散布装置。
4. 前記制御部は、前記貯水部内の電解促進剤の不足を判断したときに、不足していること報知することを特徴とする請求項１〜３いずれかひとつに記載の電解水散布装置。

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