JP4483856B2

JP4483856B2 - 電解ミスト発生装置とそれを用いた洗濯機

Info

Publication number: JP4483856B2
Application number: JP2006312604A
Authority: JP
Inventors: 裕幸藤井; 浩直沼本; 直朝見
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2026-11-20
Also published as: US20100037662A1; ES2345168T3; EP2078567A1; DE602007007110D1; JP2008125703A; KR101132901B1; CN101534960A; ATE470510T1; WO2008062635A1; EP2078567A4; EP2078567B1; KR20090073233A; CN101534960B

Description

本発明は、ミスト発生によって除菌、抗菌を可能とする電解ミスト発生装置とそれを用いた洗濯機に関するものである。

近年、女性就労率の向上や核家族化などにより、日中は家に誰もいないという家庭が増え、このような家庭では室内干しをする機会が多くなっている。また日中誰かが在宅している家庭にあっても、雨天の場合は、室内干しをすることになる。このような室内干しの場合、天日干しに比べ洗濯物に細菌やカビが繁殖しやすくなる。梅雨時のような高湿時や低温時など、洗濯物の乾燥に時間がかかる場合にこの傾向は顕著である。繁殖状況によっては洗濯物が異臭を放つときもある。このため、日常的に室内干しを余儀なくされる家庭では、細菌やカビの繁殖を抑制するため、布類に抗菌処理を施したいという要請が強くなっている。

そこで、洗濯の都度洗濯物を抗菌処理する技術が提案されている。例えば、特許文献１には殺菌力を有する金属イオンを発生するイオン発生機器を装備した電気洗濯機が記載されている。また、特許文献２には洗浄水に銀イオンを添加する銀イオン添加ユニットを具備した洗濯機が記載されている。また、特許文献３にはシャワー噴射部を備え、シャワー状銀イオンが溶出した水で衣類を処理する洗濯機が記載されている。また、特許文献４には金属イオンを溶出させたミストで洗濯衣類を処理する乾燥機が記載されている。

通常、金属イオンの溶出は、電極方式金属イオン溶出ユニットを用いて行われる。電極方式金属イオン溶出ユニットでは、電極間に電圧を印加することで、電極間に電流が流れ、クーロンの法則に従って金属イオンが陽極である電極から溶出する。
実開平５−７４４８７号公報特開２００１−２７６４８４号公報特開２００５−８７７１２号公報特開２００６−１４１５７９号公報

しかしながら、前記従来の構成の特許文献１と特許文献２では、金属イオンを溶出させた水をすすぎに使用するため、衣類に付着しない金属イオンは最終的に排水として捨ててしまうため、使用するＡｇの大部分が無駄となってしまう。また特許文献３と特許文献４では金属イオンの溶出を水道からの流水経路を使用したフロー方式で行うために、低濃度のＡｇイオン含有水溶液しか作製できないため、洗濯衣類に対して抗菌効果まで求めると処理水がかなり多くなる。その場合、ミスト化に最適な圧電素子では単位時間当たりそれほど多くのミストを発生できないので、処理時間が多大になる傾向があった。必要な処理水がかなり多くなると洗濯機内部に電解ミスト発生装置を収納することも無理となってくる。

本発明は、上記課題を解決するもので、所望の高濃度金属イオン水を安定して継続的に得ることができ、生成した高濃度金属イオン水で洗濯物を有効にミスト処理することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電解ミスト発生装置は、電解槽と、前記電解槽内に一対の正極および負極を対向するように平行配置した電極部と、生成された電解水を前記電解槽内で循環させるとともに電解水のミストを発生させる圧電素子と、前記電解槽内に給水する給水手段と、前記電解槽で発生したミストを排出口から排出する排出手段と、ミスト発生を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電解槽内で電解水を生成する電解工程では、前記圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させるとともにこの水柱を前記電極部間上に落下させて前記電解槽内を循環させ、電解水のミストを発生させるミスト供給工程では、前記圧電素子に対して電解工程時の電圧よりも高い電圧を印加するものである。

これによって、電解電流値と電解時間によって所望の高濃度金属イオン水を安定して継続的に得ることができる。また、圧電素子にはミスト発生機能と電解槽での水循環機能を兼用させることができ、特に電解工程では、圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させ電極部間上に落下させて、電解槽内で循環させ水溶液を均一状態とする効果を高めることができる。

本発明の電解ミスト発生装置は、圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させ電極部間上に落下させて、電解槽内で循環させ水溶液を均一状態とする効果を高め、高濃度の金属イオン水を安定して継続的に得ることのできるデバイスを提供することができる。

第１の発明は、電解槽と、前記電解槽内に一対の正極および負極を対向するように平行配置した電極部と、生成された電解水を前記電解槽内で循環させるとともに電解水のミストを発生させる圧電素子と、前記電解槽内に給水する給水手段と、前記電解槽で発生したミストを排出口から排出する排出手段と、ミスト発生を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電解槽内で電解水を生成する電解工程では、前記圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させるとともにこの水柱を前記電極部間上に落下させて前記電解槽内を循環させ、電解水のミストを発生させるミスト供給工程では、前記圧電素子に対して電解工程時の電圧よりも高い電圧を印加することにより、電解電流値と電解時間によって所望の高濃度金属イオン水を安定して継続的に得ることができる。また、圧電素子にはミスト発生機能と電解槽での水循環機能を兼用させることができ、特に電解工程では、圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させ電極部間上に落下させて、電解槽内で循環させ水溶液を均一状態とする効果を高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、電解槽内の電解水を排出する排水工程を実行するようにしたことにより、ミスト供給後の金属イオンが電解した水溶液は一旦排水することによって、次回使用時までに滞留した水溶液が変質して堆積沈降して装置に弊害を及ぼすことを防止できる。

第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段は、排水工程後に電解槽内を洗浄する槽洗浄工程を実行するようにしたことにより、槽洗浄工程を加えることで電極部および電解槽内部の洗浄ができ、長期間に亘って電解槽内での堆積物等を抑制し、電解に対して安定した状態を保持させることができる。

第４の発明は、特に、第２または第３の発明の制御手段は、排水工程あるいは槽洗浄工程後に電解槽内に給水する給水工程を実行するようにしたことにより、電解ミスト発生に伴う一連の工程を給水状態で終了するので、電解槽内部は絶えず乾燥することがなく、固定物が生じ難い状態に保持させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の圧電素子に対して電解工程時の電圧が、ミスト供給工程時の電圧に対して１／３〜１／２であることにより、電解工程で水柱を発生させ電極部間上に落下させて、電解槽内で循環させ水溶液を均一状態とする効果を高めることができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の電解槽は、底部に所定の深さの凹部を有し、前記凹部内に圧電素子を傾斜配置したことにより、圧電素子を保護するために必要な表面上での溜まり水を極力小量にして、ミスト処理工程後に仕方なく排水として無駄にする金属イオンが溶出した水溶液量を低減させることができる。

第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の電解工程は、定電流回路で制御されることにより、水道水の素性がある程度変化しても一定のＡｇを含有する電解水溶液を得ることができ、衣類に対して一様な効果を得ることができる。

第８の発明は、第１〜第７のいずれか１つに記載の電解ミスト発生装置と、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を回転可能に内装した外槽と、前記外槽に洗濯水を供給する給水手段とを備え、前記電解ミスト発生装置で発生した電解水のミストを前記洗濯槽へ供給するようにしたことにより、衣類に対する除菌および抗菌作用を得ることができるとともに、洗濯槽に対する防カビ作用も得ることができる。電解ミスト発生装置の取り付け位置を横型あるいは斜め型洗濯槽の前面側上方部にすることにより、発生した平均粒径１０μｍ以下のミストが洗濯槽内部の洗濯衣類と接触しているのを利用者が観察することもできるので、ミストでの衣類処理工程を視認することができ、ミスト処理の視覚的な効果を得ることができる。

第９の発明は、特に、第８の発明の電解ミスト発生装置から洗濯槽への導入部には内面が撥水加工されていることにより、発生したミストが洗濯槽に導入されるまでの壁面付着によるロスを極力抑制しながら、洗濯衣類まで到達させることができる。

第１０の発明は、第８または第９の発明の洗濯機に２０〜２００ｐｐｍのＡｇイオン電解水のミストを供給することにより、高濃度の電解イオン水溶液とすることで衣類に対して必要な液量を少なくすることができ、結果的にミスト処理時間を短縮化させることができる。

第１１の発明は、特に、第８〜第１０のいずれか１つの発明のミストの供給は最終脱水
工程後に洗濯物をタンブリングしながら実施ことにより、高濃度の電解イオン水溶液が一旦洗濯衣類に付着した後に、衣類中の含有水分を利用してさらに濡れ広がるので、ミスト付着ムラが生じた場合にもそれを補正することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電解ミスト発生装置の概略構成図、図２は、同電解ミスト発生装置における図１のＡ−Ａラインの概略構成図、図３は、同電解ミスト発生装置における２枚の電極部と圧電素子とのレイアウト図を示すものである。

電解槽１の底面に対して、２枚の電極部２が平行に配置されている。電極部２は具体的にはＡｇ板であり、２ｃｍ×５ｃｍ、厚み１．２ｍｍであり、８ｍｍの距離を隔てて配置されている。それぞれの電極部２からはゴムパッキン３を介して電圧を印加するための端子部２ａが電解槽１の外部へと取り出されている。電極部２はゴムパッキン３によって電解槽１の底面に固定されている。

圧電素子４は発生する水柱が２枚の電極部２間を通過した水流で形成される位置に隣接して配されている。圧電素子４は電解槽１の底面から１５ｍｍの凹部５を有して、約１０度の傾斜を保持させて配設されている。その結果圧電素子４から発生する水柱は斜め方向の角度を有して形成され、８ｍｍ隔てた電極部２間を通過した水流で形成されることとなり、圧電素子４から水柱落下方向に対して循環水経路を形成できる。圧電素子４として、具体的にはφ２０ｍｍ、１．６ＭＨｚ、定格ＡＣ４８Ｖ用のものを使用した。

また、電極部２の上方に当たり、電解槽１の天面位置からある程度隔てた部分に略半円筒形状をした整流体６が天面部に固定して配設されている。具体的には厚み１ｍｍのガラス製からなるφ３５ｍｍ×６０ｍｍの半円筒形状である。略半円筒形状をした整流体６には、ミスト供給時には圧電素子４から発生する水柱が水破砕しながら衝突し、その後２枚の電極部２間上に水が落下してリターンされるようにレイアウトされている。

略半円筒形状をした整流体６の約１０ｍｍ上方に当たり、電解槽１の天面には電解槽１内部で発生したミストを排出する排出手段として送風ファン７が配設されている。送風ファン７はφ３０ｍｍの軸流ファンからなっている。送風ファン７からの風は略半円筒形状をした整流体６によって遮られ、電解槽１の内壁面と整流体６との隙間、約５ｍｍを通過して、内部方向へと回り込み、圧電素子４から発生する水柱に側面方向から風を供給する構成となる。電解槽１の側面上方部にはミスト排出口８が配設されている。

また、圧電素子４が配設される電解槽１の凹部５には水道水の給排水口９が設けられている。電解槽１には水位センサ（図示せず）が設けられ、電解槽１への給水上限レベル管理とミスト発生時の下限レベル管理を行っている。

図４は、本発明の第１の実施の形態における電解ミスト発生装置が設置された洗濯乾燥機の断面図、図５は、本発明の第１の実施の形態における電解ミスト発生装置が設置された洗濯乾燥機の背面図である。

本体１０の内部には、複数のサスペンション１１によって弾性的に支持された円筒状の外槽１２を設け、洗濯、脱水時の振動をサスペンション１１によって吸収する。外槽１２の内部には、衣類１３を収容する円筒状の内槽１４を回転可能に設け、駆動手段である駆動モータ１５により回転駆動される。外槽１２は洗濯工程においては、衣類１３の洗濯室
となり、乾燥工程においては、衣類１３の乾燥室となる。

本体１０の前面には衣類１３を出し入れする開口部１０ａと、これを開閉する扉１６が設けられている。扉１６は洗濯槽内部の衣類が観察可能なように透明なガラス製でできている。外槽１２および内槽１４の前面側にも同様の開口部を有し、この外槽１２の開口部はベローズによって本体１０の開口部１０ａと水密に連結されている。外槽１２の底部には洗濯水を排出する排水口１７を有し、排水経路を開閉する排水弁１８に連結されている。洗濯時は排水弁１８が閉じられ、外槽１２内に所定量の洗濯水を溜めることができる。送風手段である送風機１９は、本体１０の上方部に設けられている。

送風機１９は、内槽１４及び外槽１２を通過してきた乾燥用空気を外槽１２の上方に設けられた外槽出口２０から吸込み、外槽１２の背面に設けられた上流側循環風路２１内を送風させ、矢印ａのように上流側循環風路入口２２から上流側循環風路出口２３へと導出する。また、外槽１２の外面には下流側循環風路２４が設けられ、下流側循環風路入口２５から入った乾燥用空気を矢印ｂの方向に送風して吹き出し口２６から外槽１２及び内槽１４内に供給する。

外槽１２の背面下部には、圧縮機２７と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２８と高圧の冷媒の圧力を減圧するための減圧手段（図示せず）と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器２９とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置３０を配置し、本体１０内の空きスペースを有効利用して収容されている。熱交換風路３１は、送風機１９により送風される空気を矢印ｃの方向に吸熱器２９から放熱器２８へと流すためのものであり、本体１０の左右方向に圧縮機２７を吸熱器２９及び放熱器２８と並べて熱交換風路３１の内部に収容している。熱交換風路３１の入口側は上流側循環風路出口２３と連通され、出口側は下流側循環風路入口２５と連通されている。

外槽１２からに吸熱器２９に至るまでの上流側循環風路２１には、ここを流れる空気を本体１０の外へ排気するための排気口３２が本体１０の上面に設けられている。排気口３２には開閉自在のルーバー３３が設けられ、排気口３２から排気を行うかどうかの選択及び排気方向の調整ができるようになっている。

また、上流側循環風路２１の排気口３２の下流には外気を吸気する吸気口３４が設けられている。吸気口３４は、排気口３２と送風機１９の間に位置しており、電磁弁等の開閉弁からなる吸気弁３５により吸気口３４の開閉手段を構成し、吸気を行うかどうかを選択することができる。

下流側循環風路入口２５と熱交換風路出口３１ａとは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気ホース３６を介して連通し、外槽出口２０と上流側循環風路入口２２も同様に、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気ホース３７を介して連通しており、外槽１２の振動がヒートポンプ装置３０へと伝達されることを防いでいる。また、熱交換風路３１の下部には、吸熱器２９からの除湿水を貯めるドレン水容器３８が設けられており、ドレン水容器３８に貯まった水は排水ポンプ３９から機体外へと排出される。

ヒートポンプ装置３０は、圧縮機２７、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２８、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる減圧手段、および減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器２９とを冷媒が循環するように管路で連結されて、ヒートポンプサイクルを実現する。

電解ミスト発生装置４０は本体１０の前方上方部に配置されている。ミスト導入経路４１は電解ミスト発生装置４０と外槽１２とを連結し、発生したミストを内槽１４へと導き
、衣類１３へのミスト処理が可能な構成となっている。またミスト導入経路４１は経路壁面になるべくミスト付着を抑制するため、撥水処理加工を行った。具体的にはフッ素樹脂コートが施されている。

次に、電解ミスト発生装置の動作について説明する。図６には電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図を示した。

まず、電解槽１に所定の水位まで水道水を供給する給水工程を行う。給排水口９から切り替え弁によって電解槽１内部に給水され、所定の水位を水位センサで検知したら給水を停止する。例えば約１００ｍｌの水道水、硬度約４０、導電率１５０μＳ／ｃｍが給水され、電解槽１での水位は底面から３０ｍｍとする。

その後電解工程として、圧電素子４にＡＣ２４Ｖを印加して電解槽１内部の水が循環できるようにした。それとほぼ同時に電極部２に対してＤＣ３０ｍＡが流れるように定電流回路を利用して電圧を印加した。圧電素子４から発生する水柱は電極部２間を通過した水流で形成され、斜め上方向に水柱を形成した後のリターン水も電極部２間上に落下し、電解水を均一状態とする効果を高めている。約２０ｓｅｃごとに印加する電極の正負を反転しながら合計２００ｓｅｃ電解を行った。この時ＤＣ電圧としては約１５Ｖが印加されていた。その結果約５０ｐｐｍのＡｇイオンとＡｇＣｌを含有する水溶液が得られ、ある程度白濁していた。

その後ミスト供給工程として、圧電素子４にＡＣ４８Ｖを印加してミスト発生可能な状態とした。それと同時に送風ファン７と駆動モータ１５も起動させた。圧電素子４からの発生する水柱は水破砕しながら整流体６に衝突するが、整流体６に衝突後も保有しているエネルギーをほとんど損失することなく、その後送風ファン７によって水剥離される。その結果圧電素子４によって発生したミストは送風ファン７によってミスト排出口８から排出され、ミスト導入経路４１を経て内槽１４にある洗濯された衣類１３へと達する。

送風ファン７によって約５０Ｌ／ｍｉｎの風が内槽１４へと導入されていた。この時衣類１３は乾燥重量で約４ｋｇ、含水した状態で約５．６ｋｇとする。電解ミストは圧電素子４により、約１２ｍｌ／ｍｉｎのレベルで発生させることができ、水位レベルによってミスト発生量にはある程度バラツキが生じた。ミスト供給工程は水位センサが所定の水位を検知するまで継続し、検知したら圧電素子４と送風ファン７を停止する。たとえば電解槽１の底面から凹部５へと達するタイミングを検知すれば、その後に排水する電解イオン水量を少なくすることができる。

衣類１３へは駆動モータ１５によって内槽１４内部でタンブリングさせながら、ほぼ１０ｍｉｎ間かけてミストを衣類全体に付着させることとなる。電解イオン水のＡｇ濃度はある程度高いが、衣類への付着後に衣類が有している水分によって付着していない部分へも濡れ広がるので、１０ｍｉｎ程度タンブリングしていれば４ｋｇの衣類全体がほぼ均一に電解イオン水が付着した状態に達する。

圧電素子によって発生するミストは平均粒径１０μｍ以下の非常に小さな粒子なので白煙のような状態であり、利用者は洗濯乾燥機の扉越しに、ミスト処理過程を観察することができる。またミストは内槽１４と外槽１２との間にも侵入してある程度付着するので、ミスト処理機能を定期的に利用することで内槽１４と外槽１２の除菌および抗菌にも効果的であり、電解ミスト発生装置を利用することで継続的に洗濯槽をかびなし状態に維持することができた。

また、ヒートポンプ式洗濯機の付加価値向上として、洗濯機を設置した部屋内除湿を行
う場合にもミスト処理機能によって洗濯機内部の除菌およびかびなしに保たれているので洗濯機内部を送風回路に利用しても、異臭を発生させるようなことは抑制できる。

その後排水工程として給排水口９から凹部に残留している電解イオン水を切り替え弁によって排水して一連の操作は完了となる。

衣類１３へのミスト供給工程は洗濯乾燥機の脱水操作後に実施されるので、手順としてはそれまでに給水工程、電解工程を行うこととなる。

ここで、ミスト処理された衣類に対して抗菌効果の評価を行った。評価についてはＪＩＳＬ１９０２に基づく定量試験法を参考とした。４ｋｇの衣類に対して１０箇所にのり抜きした試験布を糸で縫い付けて行った。その結果すべての布において静菌活性値２以上を得ることができた。

（実施の形態２）
本実施の形態でも電解ミスト発生装置としては第１の実施の形態と似ているので詳細な説明は省略する。図７は、本発明の第２の実施の形態における電解ミスト発生装置の概略構成図を示すものである。

ここでは排出手段として送風ファンは設けられておらず、吸気口４２が設けられている。発生したミストは電解槽１内部を負圧にすることによって、吸気口４２から空気を取り入れ、発生したミストを電解槽１から外部へ排出する構成となっている。図４に示す洗濯機で説明すると、送風機１９を運転させることで電解ミスト発生装置４０のミスト排出口８側に負圧の力が働くようにして、電解槽１内部で発生したミストを内槽１４側へと導くこととなる。

（実施の形態３）
本実施の形態でも電解ミスト発生装置としては第１の実施の形態と似ているので詳細な説明は省略する。第１の実施の形態と異なる部分として電解ミスト発生装置の動作について説明する。図８には電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図を示した。

ここでは排水工程の後、洗浄工程を追加した。具体的には排水工程の後、給排水口９から所定の水位になるまで水道水を給水する。水位センサで所定の水位を検知したら、今度は切り替え弁を排水方向にして一気に溜まっていた水を排水する。これによって電解に使用した電極部２表面や電解槽１内面あるいは圧電素子４の表面は、その都度に洗浄されることとなる。したがって、電解ミスト発生装置の利用間隔が開いた場合にも電解ミスト発生装置内部を洗浄しているので、長期利用に際しても堆積物の蓄積を抑制することができた。仮に堆積物が発生したときにも洗浄工程で外部に排出させることができた。

（実施の形態４）
本実施の形態でも電解ミスト発生装置としては第１の実施の形態と似ているので詳細な説明は省略する。第１の実施の形態と異なる部分として電解ミスト発生装置の動作について説明する。図９には電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図を示した。

ここでは一連の電解ミスト発生動作終了時に電解槽１を溜め水状態して次回に備えることになる。したがってまず最初の工程では、所定の水位に対して足らない水量を給水する補給水工程からスタートする。その後、動作は第２の実施の形態と同様に進み、洗浄工程の後に給水工程が追加されることとした。これによって電解に使用した電極部２表面や電解槽１内面あるいは圧電素子４の表面は、その都度に洗浄されることとなる。

さらに最後は電解槽１を溜め水状態にして次回に備えることになるので、電解ミスト発生装置の利用間隔が開いた場合にも電解ミスト発生装置内部が乾燥していることがないので、長期利用に際しても固形物が生じ難い状態に保持させることができた。仮に堆積物が発生したときにも洗浄工程で外部に排出させることができた。

本実施の形態では、洗浄工程後に給水工程を行ったが、排水工程後に給水工程を追加したシステムフローでも電解ミスト発生装置の利用間隔が開いた場合にも電解ミスト発生装置内部が乾燥していることがないので、長期利用に際しても固形物が生じ難い状態に保持させることができた。

本発明の実施の形態では圧電素子として１．６ＭＨｚのものを使用したが、本発明に使用できるものはこれに限定される訳ではない。１．６ＭＨｚは加湿機等で使用する一般的なものであり、ミスト粒径としては平均４μｍ程度が得られる。この他２．４ＭＨｚ、１ＭＨｚが使用できる。しかし２．４ＭＨｚではミスト化が可能な水位の幅が１．６ＭＨｚに比べると狭くなる。また１ＭＨｚでは圧電素子を空運転によって壊れることから保護するために必要な水位が大きくなるため、凹部をさらに深くする必要があった。

本発明の実施の形態では圧電素子を電解ミスト発生槽の底面から１５ｍｍの凹部を設けて配置したが、本発明に使用できるものはこれに限定される訳ではない。圧電素子からのミスト発生は注意点として、運転時に圧電素子上面を空焚き状態にしてはいけない。したがって利用できる下面水位が必要となり、その結果電解ミスト発生装置を使用するごとに電解水は残る。残った電解水は次回までそのままにするよりも廃棄することが望ましい。したがって、電解ミスト発生槽の圧電素子部分に凹部を設けることで廃棄する電解水量を極力低減することができる。また凹部の深さを１０〜３０ｍｍの範囲で最適化とすることで電解ミスト発生槽の底面と凹部の境界ラインまでミスト発生を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態では圧電素子に対して１０度の傾斜を電解槽底面に対して保持させたが、本発明に使用できるものはこれに限定される訳ではない。圧電素子から発生する水柱から有効にミストを剥離させるためには少なくとも５度以上傾斜を有することが望ましいと考えられる。また圧電素子に隣接する電極部方向に循環水を導くためにはある程度傾斜が大きいほうが良いが、あまり大きくするとミスト化可能な有効水位幅が狭くなるので、３０度程度にとどめることが望ましいと考える。

本発明の実施の形態ではミスト供給工程に対して、所定の下面水位は電解槽底面に設けられた凹部との境界としたが、これに限定される訳ではない。しかしながらミスト発生後には、残留した電解水は次回まで残すことなく廃棄したほうが、トラブルが起こらず好ましい。したがって望ましくは電解槽の底面以下に設定することが、溶出させた金属イオン水のムダも少なくて好ましい。

本発明の実施の形態では略半円筒形状をした整流体としてガラス製のものを使用したが、本発明に使用できるものはこれに限定される訳ではない。水柱が有してするエネルギーをあまり減衰しない材料であれば何でも良い。樹脂材料は水柱が有してするエネルギーをかなり吸収して減衰するので好ましくない。ガラスの他にアルミニウム、ステンレスセラミックスなどが使用できる。

本発明の実施の形態では圧電素子に対してミストが発生しない電圧として、ミスト発生に使用する定格電圧に対して１／２を使用したが、これに限定される訳ではない。１／２以上では徐々にミスト発生量が多くなるので、発生したミストが場合によっては外部に流出しないように規制する必要が生じる。また１／３以下では水面から水柱が生じなくなるので水の循環状態も著しく悪くなる。したがってミスト発生に至らない電圧としては定格
電圧に対して１／３〜１／２が好ましい。

本発明の実施の形態では電解工程は定電流回路で制御したが、これに限定される訳ではない。日本のように水道水が軟水で水道水の特性がある程度一定している場合には定電流回路のほうがＡｇ処理による効果も均一化することができるが、海外で硬度が高い場合には定電圧で電解を実施するほうがＡｇ処理による効果を均一化することができた。

本発明の実施の形態では電解ミスト発生装置を、斜め型洗濯槽の前面側上方部に配設したが、これに限定される訳ではない。しかし前面側上方部に配設することで平均粒径１０μｍ以下のミストが洗濯槽内部の洗濯衣類と接触しているのを利用者が観察できるので、ミストでの衣類処理工程を視認することができる。

本発明の実施の形態では電解工程として、５０ｐｐｍのＡｇイオン水を使用したがこれに限定される訳ではない。衣類での抗菌効果を安定して得るためにはＡｇを衣類１ｋｇあたり１ｍｇ担持する必要があるので、標準衣類４ｋｇに対してＡｇ４ｍｇ以上が必要となる。また圧電素子によって発生可能なミスト量は約１５ｇ／ｍｉｎ以下である。衣類にムラなくＡｇを担持させるためにはＡｇイオン水は薄いほうが良いが、処理時間が長くなってしまう。またＡｇイオン水を過剰に濃くすると白濁から褐色味を帯びてくるので衣類への弊害も危惧される。したがってミスト発生量と処理時間と衣類への弊害を鑑みた場合には標準衣類４ｋｇに対して、Ａｇ濃度として２０〜２００ｐｐｍを２５０〜２５ｍｌレベルで利用することが好ましいと考える。

本発明の実施の形態ではミスト供給工程として、最終脱水工程後にタンブリングしながら実施したが、これに限定される訳ではない。しかし電解イオン水溶液が一旦洗濯衣類に付着した後に、衣類中の含有水分を利用してさらに濡れ広がり、ミスト付着ムラが生じた場合にもそれを補正することができるので、高濃度のＡｇイオン水を利用して処理時間の短縮化を図ることが可能であった。

以上のように、本発明にかかる電解ミスト発生装置は、高濃度の金属イオン水を安定して継続的に得ることのできるデバイスを提供することができるため、除菌が必要な空気清浄機や空調機器あるいは水回り設備機器など広範な用途に適用できる。

本発明の第１の実施の形態における電解ミスト発生装置の概略構成図同電解ミスト発生装置の図１におけるＡ−Ａラインの断面図同電解ミスト発生装置の電極部と圧電素子の配置を示す平面図同電解ミスト発生装置が設置された洗濯乾燥機の断面図同電解ミスト発生装置が設置された洗濯乾燥機の背面図同電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図本発明の第２の実施の形態における電解ミスト発生装置の概略構成図本発明の第３の実施の形態における電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図本発明の第４の実施の形態における電解ミスト発生装置の動作を示すシステムフロー図

１電解槽
２電極部
４圧電素子
５凹部
６整流体
７送風ファン（排出手段）
８ミスト排出口
９給排水口
１０本体
１２外槽
１３衣類
１４内槽
１５駆動モータ
４０電解ミスト発生装置
４１ミスト導入経路

Claims

電解槽と、前記電解槽内に一対の正極および負極を対向するように平行配置した電極部と、生成された電解水を前記電解槽内で循環させるとともに電解水のミストを発生させる圧電素子と、前記電解槽内に給水する給水手段と、前記電解槽で発生したミストを排出口から排出する排出手段と、ミスト発生を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電解槽内で電解水を生成する電解工程では、前記圧電素子に対して所定の電圧を印加して水柱を発生させるとともにこの水柱を前記電極部間上に落下させて前記電解槽内を循環させ、電解水のミストを発生させるミスト供給工程では、前記圧電素子に対して電解工程時の電圧よりも高い電圧を印加することを特徴とする電解ミスト発生装置。
制御手段は、電解槽内の電解水を排出する排水工程を実行するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電解ミスト発生装置。
制御手段は、排水工程後に電解槽内を洗浄する槽洗浄工程を実行するようにしたことを特徴とする請求項２記載の電解ミスト発生装置。
制御手段は、排水工程あるいは槽洗浄工程後に電解槽内に給水する給水工程を実行するようにしたことを特徴とする請求項２または３記載の電解ミスト発生装置。
圧電素子に対して電解工程時の電圧が、ミスト供給工程時の電圧に対して１／３〜１／２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置。
電解槽は、底部に所定の深さの凹部を有し、前記凹部内に圧電素子を傾斜配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置。
電解工程は、定電流回路で制御されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置と、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽を回転可能に内装した外槽と、前記外槽に洗濯水を供給する給水手段とを備
え、前記電解ミスト発生装置で発生した電解水のミストを前記洗濯槽へ供給するようにしたことを特徴とする洗濯機。
電解ミスト発生装置から洗濯槽への導入部には内面が撥水加工されていることを特徴とする請求項８記載の洗濯機。
２０〜２００ｐｐｍのＡｇイオン電解水のミストを供給することを特徴とする請求項８または９記載の洗濯機。
ミストの供給は最終脱水工程後に洗濯物をタンブリングしながら実施することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の洗濯機。