JP4878855B2 - 空気除菌装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御可能な空気除菌装置及びその制御方法を提供することにある。
床置き式空気除菌装置1を図1に示す。この床置き式空気除菌装置1は、箱形の筐体2を備え、この筐体2は、脚片2Aと、前パネル2Bと、天パネル2Cとを含み、この天パネル2Cの両側には、操作蓋2D、開閉蓋2Eがそれぞれ横並びに配置されている。また、前パネル2Bの左側上部には、各種情報を報知するための複数のLED50を備える報知パネル39が配置されている。
この筐体2の下部には、図2に示すように、吸込口3が配置され、この吸込口3の上方にはプレフィルタ3Aが配置されている。このプレフィルタ3Aの上方には送風ファン7が支持板8を介して筐体2に支持されている。この支持板8の上方には、保水性の高い気液接触部材5が、図3に示すように斜めに配置されている。この気液接触部材5と送風ファン7との間には水受皿9が配置され、気液接触部材5の上方には、横長の吹出口4が配置されている。
エレメント部Eは、波板状の波板素材5Aと平板状の平板素材5Bとが積層されて構成される。このため、波板素材5Aと平板素材5Bとの間に略三角形状の複数の開口5Fが形成される。
フレーム部Fは、気液接触部材5の両端枠を構成する一対の枠素材5Dと、一方の枠素材5Dの上部を貫通して他方の枠素材5Dに先端が固定される電解水供給管17と、この電解水供給管17を覆うように一対の枠素材5Dの上端部間に固定されて気液接触部材5の上枠を構成するカバー5Gとを備え、このカバー5Gは、電解水供給管17の下方に配置される第1分流シート5Cを支持している。また、上記エレメント部Eは、一対の枠素材5D間に配置され、このエレメント部Eの上面には、複数枚の第2分流シート5Eが配置されている。
気液接触部材5の下方には、水受皿9が配置され、この水受皿9には、給水タンク支持皿10が連接されている。この給水タンク支持皿10には、当該支持皿10内に塩素イオンを含む水道水を供給する給水タンク11と、循環ポンプ13とが配置されている。この循環ポンプ13には電解槽31が接続され、この電解槽31には電解水供給管17が接続されている。
4H++4e-+(4OH-)→2H2+(4OH-)
の反応が起こり、アノード電極では、
2H2O→4H++O2+4e-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩素イオン(水道水に予め添加されているもの)が、
2Cl-→Cl2+2e-
のように反応し、さらにこのCl2は水と反応し、
Cl2+H2O→HClO+HCl
となる。
操作パネル40は、水交換ボタンスイッチを備え、このスイッチは、ユーザが空気除菌機構12内の水を交換した際に操作するものである。この水交換ボタンスイッチの操作を検出することにより、制御部30は水交換を検出する。
マイコン34は、ユーザからの各種指示等に従い、EEPROM等の不揮発性メモリである記憶部35に予め記憶されている制御プログラムに基づいて、電解槽31、送風ファン7、循環ポンプ13等を制御するものである。
マイコン34は、入力部36を介して水受皿フロートスイッチ43から水無しの検出信号を入力すると給水要求を発行し、報知パネル39に配置された給水報知ランプ(図示せず)を点灯させる。
タイマカウンタ38は、制御部30の制御の下、前回の電解運転が終了してからの経過時間(以下、電極停止時間t0という)をカウントする。
なお、マイコン22、記憶部35、入力部36、出力部37及びタイマカウンタ38は、基板に実装され、図示しない電装ボックスに収納されている。
電源41は、床置き式空気除菌装置1を動作させるための電源であり、操作パネル40の電源スイッチが投入されると、床置き式空気除菌装置1の各部に動作電力を供給する。
槽温度センサ44は、電解槽31内に配置され、電解槽31内の電解水の温度を検出する。
水受皿フロートスイッチ43は、水受け皿9内に予め定められた許可水位以上の電解水が有るか否かを検出することにより、電解槽31内の水の有無を検出する。
電解槽31に設けられた電極32、33は、水道水の電気分解に使用されるだけでなく、電解水の導電率を検出するための検出用電極としても使用される。
報知パネル39は、複数のLED50を備え、運転中である旨を報知したり、各種警告を行ったりする報知手段として機能する。この報知パネル39(図1)の上段には、LED50として、運転中である旨を報知する緑色ランプ、給水タンク11への給水を促す赤色ランプ、プレフィルタ3Aのメンテナンス時期を報知する赤色ランプ、水受皿9の水交換を促す赤色ランプを備える。また、報知パネル39の下段には、電極32、33の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ(図1)と、気液接触部材5の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ(図1)とを備える。
図1において、操作蓋2Dを開くと、図示を省略した操作パネル40が内側に設けられており、この操作パネル40を操作することで、床置き式空気除菌装置1の運転が開始される。この運転が開始されると、図5Aに示すように、循環ポンプ13が駆動され、給水タンク支持皿10に溜まった水道水が、電解槽31に供給される。
この電解槽31では、電極32、33への通電により、水道水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水が生成される。この電解水は、電解水供給管17の散水孔(図示せず)を経て、拡散穴5C中に散水され、ここから気液接触部材5の上縁部に浸透し、下部に向けて徐々に浸透する。
また、図8は電気分解後の水の導電率Bと電解制御時間t2との対応関係を記述したテーブルデータT2を示している。電解制御時間t2は、電気分解前の導電率Bの水を電気分解して目標濃度の次亜塩素酸を生成可能な時間であり、この関係は実験等により求められる。本構成では、導電率Bが100(μS/cm)以下のときの電解制御時間t2を値a2に設定し、導電率Bの値が101〜200(μS/cm)のときの電解制御時間t2を値b2に設定し、導電率Bの値が201〜250(μS/cm)のときの電解制御時間t2を値c2に設定し、導電率Bが251(μS/cm)以上のときの電解制御時間t2を値d2に設定しており、このテーブルデータT2は記憶部35に記憶される。
先ず、床置き式空気除菌装置1の電源が投入されると、制御部30は、水交換後の初回の運転であるか否かを判定する(ステップSa1)。この判定は、後述する記憶部35に記憶された立上運転完了フラグのオン/オフに基づいて行われる。初回の運転でない場合(ステップSa1:No)、制御部30は、電極停止時間t0が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間(本例では12時間)が経過したかを判定する(ステップSa2)。
すなわち、制御部30は、循環ポンプ13によって電解槽31に供給された水の導電率Bを電極32、33を用いて検出し(ステップSa3)、記憶部35に記憶されているテーブルデータT1を参照して、検出した導電率Bに対応する電解制御時間t1を特定する(ステップSa4)。
すなわち、制御部30は、循環ポンプ13によって電解槽31に供給された水の導電率Bを電極32、33を用いて検出し(ステップSa9)、記憶部35に記憶されているテーブルデータT2を参照して、検出した導電率Bに対応する電解制御時間t2を特定する(ステップSa10)。
また、電解水の導電率を検出し、検出した導電率に対応する次亜塩素酸の濃度を推定するため、さらに電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を精度良く目標濃度に制御することができる。
このとき、アノード電極では、
2H2O→4H++O2+4e-
の反応と同時に、
3H2O→O3+6H++6e-
2H2O→O3+4H++4e-
の反応が起こりオゾン(O3)が生成される。またカソード電極では、
4H++4e-+(4OH-)→2H2+(4OH-)
O2 -+e-+2H+→H2O2
のように、電極反応によりO2 -が生成したO2 -と溶液中のH+とが結合して、過酸化水素(H2O2)が生成される。
ここで、特性曲線K1は、塩素濃度を平均値とみなすため、この特性曲線K1から得られた算出式によれば、活性酸素種が目標濃度の電解水を平均的に得ることができる。
また、上記範囲の下縁に沿った特性曲線K2を水道水の特性とみなし、この特性曲線K2から算出式を特定してもよい。この特性曲線K2は、塩素濃度を低めとみなすため、この特性曲線K2から得た算出式によれば、少なくとも活性酸素種が目標濃度以上の電解水を得ることができる。
また、上記範囲の上縁に沿った特性曲線K3を水道水の特性とみなし、この特性曲線K3から算出式を特定してもよい。この特性曲線K3は、塩素濃度を高めとみなすため、この特性曲線K3から得た算出式によれば、電解制御時間t1、t2を短くすることができる。
5 気液接触部材
12 空気除菌機構(空気除菌手段)
30 制御部(切換手段、水交換検出手段、導電率検出手段)
32、33 電極
35 記憶部(記憶手段)
38 タイマカウンタ(経過時間検出手段)
Claims (6)
- 水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌手段と、
水交換後に行われる運転モードで次亜塩素酸を目標濃度に制御する第1運転モードと、水交換前に行われる運転モードで電気分解の時間を短くして次亜塩素酸を目標濃度に制御する第2運転モードとに電気分解の運転モードを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする空気除菌装置。 - 前記空気除菌手段内の水が交換され、水交換ボタンスイッチが操作されたことを検出する水交換検出手段を備え、
前記切換手段は、前記水交換検出手段により水が交換されたと検出された後の初回運転時に電気分解の運転モードを前記第1運転モードにすることを特徴とする請求項1に記載の空気除菌装置。 - 前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第1運転モードにすることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気除菌装置。
- 前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水より大きく、かつ、目標濃度を下回ると推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第2運転モードにすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気除菌装置。
- 前記空気除菌手段内の水の導電率を検出する導電率検出手段と、
電気分解前の水の導電率から目標濃度の次亜塩素酸を生成する制御時間を特定するための第1情報と、電気分解後の水の導電率から目標濃度の次亜塩素酸を生成する制御時間を特定するための第2情報とを記憶する記憶手段とを備え、
前記第1運転モードの場合、前記第1情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解し、前記第2運転モードの場合、前記第2情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の空気除菌装置。 - 水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌装置の制御方法において、
水交換後に行われる運転モードで次亜塩素酸を目標濃度に制御する第1運転モードと、水交換前に行われる運転モードで電気分解の時間を短くして次亜塩素酸を目標濃度に制御する第2運転モードとに電気分解の運転モードを切り換えることを特徴とする空気除菌装置の制御方法。
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