JP4483858B2

JP4483858B2 - 電解ミスト発生装置とそれを用いた洗濯機

Info

Publication number: JP4483858B2
Application number: JP2006312606A
Authority: JP
Inventors: 裕幸藤井; 浩直沼本; 直朝見; 浩章乾
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: JP2008125705A

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排水として捨ててしまうため、使用するＡｇなど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、前記圧電素子が発振する超音波を反射する反射板と、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を備え、前記圧電素子は、略垂直方向に配設され、前記反射板で前記圧電素子が発振する超音波の伝播方向を変化させ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る構成としたものである。

これによって、圧電素子からの超音波を反射板で反射させることで、超音波から発生させる水柱の方向に対する設計自由度が向上する。すなわち、入射角と反射角の組み合わせで様々な構成を提案することができ、圧電素子および反射板の角度を急勾配に設計できるので、表面が付着物で汚染されることを抑制できる。その結果高濃度の金属イオン水を継続的に安定してミスト発生させることができる。

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、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生成することができるとともに、高濃度の金属イオン水を継続的に安定してミスト発生させ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、前記圧電素子が発振する超音波を反射する反射板と、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を備え、前記圧電素子は、略垂直方向に配設され、前記反射板で前記圧電素子が発振する超音波の伝播方向を変化させ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ることにより、圧電素子からの超音波を反射板で反射させることで、超音波から発生させる水柱の方向に対する設計自由度が向上する。すなわち入射角と反射角の組み合わせで様々な構成を提案することができ、圧電素子および反射板の角度を急勾配に設計でき、表面が付着物で汚染されることを抑制できる。その結果高濃度の金属イオン水を継続的に安定してミスト発生させることができる。

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、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の発明の圧電素子の超音波発振点は反射板の超音波反射点よりも下部に位置するように設けられていることにより、電解水を電解槽からミスト発生させて水位が低下してくる場合にも、圧電素子が反射板よりも下部に位置するので、圧電素子を空炊きによる破損から保護することができ、超音波が衝突する反射板の超音波反射点水位までミスト供給を継続することができるので、生成させた電解水を有効に活用することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の圧電素子が発振する超音波を、反射板によって、前記圧電素子側方向に反射させることにより、前記反射板側方向に発生させるよりは、圧電素子および反射板の角度を急勾配に設定することができるので、圧電素子および反射板の表面上に沈殿物等が堆積、付着して性能低下することを抑制でき、高濃度の金属イオン水を継続的に安定してミスト発生させることができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３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、前記凹部に圧電素子と反射板を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、ミスト発生させることができ、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５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の電解槽は、底部に凹部を設けて圧電素子と反射板を配設し、前記凹部に前記電解槽と連通する給排水口を設けたことにより、給排水口は圧電素子と反射板が配設された凹部に直結して設けられることになり、電解ミスト発生槽内部への堆積物を極力少なくすることができる。また給排水口を圧電素子と反射板の間に設けることで表面付近を給水および排水が通過する水流によって圧電素子表面と反射板表面への異物付着による汚染を抑制することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の反射板はセラミックス、ガラス、金属のいずれかから構成されることにより、圧電素子から発生する超音波エネルギーの大部分はロスすることなく、反射板で入射角方向から反射角方向へと反射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つの発明の反射板は超音波を反射する表面が硬質クロムメッキすることにより、圧電素子から発生する超音波エネルギーの大部分はロスすることなく、反射板で入射角方向から反射角方向へと反射させることができる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明の電極部の上方に整流体を設け、圧電素子は超音波を発振させることにより、反射板を介して前記整流体に向けて水柱を発生させるとともに、排出手段は前記水柱に対して側方から風が供給される構成としたことにより、圧電素子から反射板を介して発生する水柱および破砕水は整流体で遮られ、下方側にリターンされるとともに、排出手段によって導かれた風は整流体の両側から内部方向へ回り込み、圧電素子から反射板を介して発生する水柱にほぼ側面方向からを衝突することで効率的に水柱および破砕水からの水剥離によってミストを得ることができる。またこのようなレイアウトにすることによってミスト発生装置の高さ方向に対するコンパクト化を図ることができる。

第９の発明は、第１〜第８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る。

（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のＡ方向からの外観図、図３は、同電解ミスト発生装置における図１のＢ−Ｂラインの断面図、図４は、同電解ミスト発生装置における電極部と反射板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×６ｃｍ、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は電解槽１の底部側面に垂直方向で配設され、反射板５は圧電素子４と約１０ｍｍの間隔を有して向かい合い、圧電素子４から発振する超音波が反射板５を介して２枚の電極部２間を通過する位置に配されている。圧電素子４は定格ＡＣ４８Ｖ仕様、１．６ＭＨｚで共振する素子で、大きさφ２０ｍｍであり、反射板５は大きさφ２０ｍｍ×１ｍｍの硬質ガラスであり、４０度の角度を有して配置されている。その結果圧電素子４からの超音波は反射板５に向かって真横に発振され、反射板５よって真上から１０度の角度を有した斜め方向へと伝播方向が変化して発振されることとなる。

電解槽１の底面には、一部深さ２０ｍｍの凹部６が設けられ、圧電素子４と反射板５は凹部６に設けられている。その結果圧電素子４からの超音波は８ｍｍ隔てた電極部間を下から斜め方向に突っ切って、水柱を形成した後に、８ｍｍ隔てた電極部２間に落下してリターンされる循環水経路を形成することとなる。

電解工程では圧電素子４に定格ＡＣ４８Ｖの１／２電圧を印加することで、ミストを伴わない水柱を形成させることができる。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７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７には、ミスト供給時には圧電素子４からの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７の約１０ｍｍ上方に当たり、電解槽１の天面に電解槽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８が配設されている。送風ファン８はφ３０ｍｍの軸流ファンからなっている。送風ファン８からの風は略半円筒形状をした整流体７によって遮られ、電解槽１の内壁面と整流体７との隙間、約５ｍｍを通過して、内部方向へと回り込み、水面から伸びてい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９が配設されている。電解槽１の筐体としては、プロピレン樹脂に酸化チタンが２ｗｔ％添加されたものを使用して内部に光が侵入するのを防止する構成とした。

また電解槽１の凹部６には水道水の給排水口１０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断面図、図６は、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である。

本体１１の内部には、複数のサスペンション１２によって弾性的に支持された円筒状の外槽１３を設け、洗濯、脱水時の振動をサスペンション１２によって吸収する。外槽１３の内部には、衣類１４を収容する円筒状の内槽１５を回転可能に設け、駆動手段である駆動モータ１６により回転駆動される。外槽１３は洗濯工程においては、衣類１４の洗濯室となり、乾燥工程においては、衣類１４の乾燥室となる。

本体１１の前面には衣類１４を出し入れする開口部１１ａと、これを開閉する扉１７が設けられている。扉１７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１３および内槽１５の前面側にも同様の開口部を有し、この外槽１３の開口部はベローズによって本体１１の開口部１１ａと水密に連結されている。外槽１３の底部には洗濯水を排出する排水口１８を有し、排水経路を開閉する排水弁１９に連結されている。洗濯時は排水弁１９が閉じられ、外槽１３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２０は、本体１１の上方部に設けられている。

送風機２０は、内槽１５及び外槽１３を通過してきた乾燥用空気を外槽１３の上方に設けられた外槽出口２１から吸込み、外槽１３の背面に設けられた上流側循環風路２２内を送風させ、矢印ａのように上流側循環風路入口２３から上流側循環風路出口２４へと導出する。また、外槽１３の外面には下流側循環風路２５が設けられ、下流側循環風路入口２６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２７から外槽１３及び内槽１５内に供給する。

外槽１３の背面下部には、圧縮機２８と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２９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３０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３１を配置し、本体１１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３２は、送風機２０により送風される空気を矢印ｃの方向に吸熱器３０から放熱器２９へと流すためのものであり、本体１１の左右方向に圧縮機２８を吸熱器３０及び放熱器２９と並べて熱交換風路３２の内部に収容している。熱交換風路３２の入口側は上流側循環風路出口２４と連通され、出口側は下流側循環風路入口２６と連通されている。

外槽１３からに吸熱器３０に至るまでの上流側循環風路２２には、ここを流れる空気を本体１１の外へ排気するための排気口３３が本体１１の上面に設けられている。排気口３３には開閉自在のルーバー３４が設けられ、排気口３３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２２の排気口３３の下流には外気を吸気する吸気口３５が設けられている。吸気口３５は、排気口３３と送風機２０の間に位置しており、電磁弁等の開閉弁からなる吸気弁３６により吸気口３５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２６と熱交換風路出口３２ａ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３７を介して連通し、外槽出口２１と上流側循環風路入口２３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３８を介して連通しており、外槽１３の振動がヒートポンプ装置３１へと伝達されることを防いでいる。また、熱交換風路３２の下部には、吸熱器３０からの除湿水を貯めるドレン水容器３９が設けられており、ドレン水容器３９に貯まった水は排水ポンプ４０から機体外へと排出される。

ヒートポンプ装置３１は、圧縮機２８、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器２９、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４１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４２は電解ミスト発生装置４１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４２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。

次に、電解ミスト発生装置の動作について説明する。図７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１０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１２０ｍｌ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３５ｍｍ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からの超音波は反射板５で反射された後、電極部間を通過し、真上から１０度の角度を有した斜め方向へと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。この場合にも圧電素子４からの超音波は反射板５に向かって真横に発振され、反射板５よって真上から１０度の角度を有した斜め方向へと伝播方向が変化して発振されることとなる。それと同時に送風ファン８と駆動モータ１５も起動させた。圧電素子４から反射板５を介して発生する水柱は水破砕しながら整流体７に衝突するが、整流体７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８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８によってミスト排出口９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８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とする。電解ミストは圧電素子４により、約１０ｍｌ／ｍｉｎのレベルで発生させることができ、水位によって発生量にはバラツキが生じた。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８を停止する。たとえば電解槽１の底面から凹部６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。また微粒子であるミストは浮遊して内槽１４と外槽１２との間にも侵入してある程度付着するので、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１０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。給排水口１０を凹部に設けることで圧電素子４の表面付近および反射板５の表面付近を給水および排水が通過することで水流によって圧電素子４表面および反射板５表面への異物付着による汚染を抑制することができる。

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８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４３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４３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５に示す洗濯機で説明すると、送風機２０を運転させることで電解ミスト発生装置４１のミスト排出口９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１５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について説明する。図９は、電解ミスト発生装置の概略構成図である。

ここでは圧電素子４０１は電解槽１の底部側面に垂直方向から１５度を有して超音波発振方向が仰角となるように設けられている。また反射板５０１は圧電素子４０１と約１０ｍｍの間隔を有して向かい合い、４７．５度の傾斜角を有して配置されている。反射板５０１が圧電素子４０１からの超音波を上手く反射できるようにするためには、反射板５０１よりも圧電素子４０１が下位レイアウトされることとなる。この場合には圧電素子４０１からの超音波は反射板５０１で反射されて真上から１０度の角度を有した斜め方向へと伝播方向が変化して発振されることとなる。

したがって本実施の形態では、圧電素子４０１を垂直方向よりも１５度有して超音波発振方向が仰角となるように設けることにより、実施の形態１よりも反射板５０１の傾斜を急勾配に設定することで、電解ミスト発生装置を長期間使用することを鑑みた場合での反
射板５０１への付着物を抑制することができる。また、圧電素子４０１の超音波発振点は反射板５０１の超音波反射点よりも下部に位置する構成となり、圧電素子４０１を空炊きによる破損から保護することができ、超音波が衝突する反射板５０１の超音波反射点水位までミスト供給を継続することができる。

（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について説明する。図１０は電解ミスト発生装置の概略構成図である。

ここでは圧電素子４０２は電解槽１の凹部６に対して内部側面に垂直方向から１５度を有して超音波発振方向が仰角となるように設けられている。また、反射板５０２は圧電素子４０２と約１０ｍｍの間隔を有して向かい合い、５５度の傾斜角を有して配置されている。

反射板５０２が圧電素子４０２からの超音波を上手く反射できるようにするためには、反射板５０２よりも圧電素子４０２が下位レイアウトされることとなる。この場合にも圧電素子４０２からの超音波は反射板５０２で反射されて真上から１０度の角度を有した斜め方向へと伝播方向が変化して発振されることとなる。

したがって本実施の形態では、実施の形態３よりも反射板５０２の傾斜を急勾配に設定することで、電解ミスト発生装置を長期間使用することを鑑みた場合での反射板５０２への付着物を抑制することができる。また、圧電素子４０２の超音波発振点は反射板５０２の超音波反射点よりも下部に位置する構成となり、圧電素子４０２を空炊きによる破損から保護することができ、超音波が衝突する反射板５０２の超音波反射点水位までミスト供給を継続することができる。

実施の形態３と実施の形態４では、ともに圧電素子からの超音波発振方向が仰角となる場合について説明したが、反対に超音波発振方向が俯角となるように設けて反射板で超音波の伝播方向を変化させることもできる。しかし、その場合には圧電素子の超音波発振点は反射板の超音波反射点よりも上部に位置する構成となり、圧電素子を空炊きによる破損へと招きやすくなってしまい、好ましい構成とは言えない。

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２０ｍｍ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が発振する超音波の伝播方向に変化させ、真上から１
０度の角度を有した場合について説明したが、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。圧電素子から反射板を介して発生する水柱から有効にミストを剥離させるためには５度〜２０度の傾斜を有することが望ましいと考えられる。望ましい水柱の角度方向は、圧電素子と反射板を上手く組み合わせて設計することができる。

本発明の実施の形態では反射板として硬質ガラスを使用したが、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。圧電素子から発生する超音波エネルギーの大部分をロスすることなく、反射板で入射角方向から反射角方向へと反射できるものであればよい。具体的にはガラスの他にセラミックス、ＳＵＳ金属などが使用できる。また材質だけでなく、反射板に剛性を持たすためには厚みも０．５ｍｍ程度以上あったほうがよい。

また反射板自体が十分な剛性を有していなくても、反射板の表面に硬質クロムメッキを施して利用することもできる。

本発明の実施の形態では略半円筒形状をした整流体を使用したが、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。送風ファンからの風を整流体の両側に受け流して背後に位置する水柱へと導くには半円筒形状あるいはＲ部を有した半筒形状が好ましい。

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、ステンレスなどが使用できる。

本発明の実施の形態では電解槽の筐体として、プロピレン樹脂に酸化チタンが２ｗｔ％添加されたものを使用して内部に光が侵入するのを防止したが、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。筐体自体を遮光材料で構成するほかに、筐体へ遮光テープを貼り付けるような構成にしてもよい。また電解ミスト発生装置全体を遮光部材の内部に収納するような構成にしてもよい。Ａｇイオンのような不安定な金属イオンは遮光することによって酸化銀の生成を飛躍的に遅延させることができる。またこの効果はＡｇイオン濃度が高いほど効果が大きい。

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給水工程、電解工程、ミスト供給工程、排水工程から順次構成される電解ミスト発生装置で説明したが、これに限定される訳ではない。排水工程の後に洗浄工程を追加してもよい。具体的には排水工程の後、給排水口１０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の表面や反射板の表面は、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る。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る。

また洗浄工程後に給水工程を追加しても良い。この場合、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こととなる。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の表面や反射板の表面は、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る。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る。

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１０ｇ／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イオン水を利用可能とすることができた。

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得ることのできるデバイスを必要最小限の部品によってコンパクトに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Ａ方向からの外観図同電解ミスト発生装置における図１のＢ−Ｂラインの断面図同電解ミスト発生装置の電極部と反射板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概略構成図本発明の第４の実施の形態における電解ミスト発生装置の概略構成図

１電解槽
２電極部
４圧電素子
５反射板
６凹部
７整流体
８送風ファン（排出手段）
９ミスト排出口
１０給排水口
１１本体
１３外槽
１４衣類
１５内槽
１６駆動モータ
４１電解ミスト発生装置
４２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、前記圧電素子が発振する超音波を反射する反射板と、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を備え、前記圧電素子は、略垂直方向に配設され、前記反射板で前記圧電素子が発振する超音波の伝播方向を変化させ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ることを特徴とする電解ミスト発生装置。
圧電素子の超音波発振点は反射板の超音波反射点よりも下部に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電解ミスト発生装置。
圧電素子が発振する超音波を、反射板によって、前記圧電素子側方向に反射させることを特徴とする請求項１または２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、前記凹部に圧電素子と反射板を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置。
電解槽は、底部に凹部を設けて圧電素子と反射板を配設し、前記凹部に前記電解槽と連通する給排水口を設けた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。
反射板はセラミックス、ガラス、金属のいずれかから構成される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。
反射板は超音波を反射する表面が硬質クロムメッキされてな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。
電極部の上方に整流体を設け、圧電素子は超音波を発振させることにより、反射板を介して前記整流体に向けて水柱を発生させるとともに、排出手段は前記水柱に対して側方から
風が供給される構成としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解ミスト発生装置。
請求項１〜８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。