JP5022704B2 - 表面殺菌及び現場殺菌用の電解槽 - Google Patents

Description

本発明は殺菌液や消毒液として使用される水溶液内に導入される電解槽内でのオキシダント製造に関する。

本発明は電解質技術に関する。安定形状のアノード（ＤＳＡ）を利用する電解質技術は塩素や他の混合形態オキシダント溶液の製造に利用されてきた。形状安定アノードはビアの米国特許３２３４１１０「電極と電極製造方法」で解説されている。膜式電解槽の１例はデノラ他の米国特許ＲＥ３２０７７「膜式電解槽と製造法」で解説されている。膜を使用しない形状安定アノード電解槽はグラム他の米国特許４７６１２０８「電解法及び消毒水槽」で解説されている。

本発明はオキシダントを製造する電解槽の使用にも関する。商業ベースの電解槽は電解装置を流れる液流発生のための圧力の影響下または非影響下でオキシダント製造のために普通に使用されてきた。この形態の電解槽の例はプラスニカー他の米国特許６３０９５２３「電極と、電極を有した電解槽」並びにベーカ他の米国特許５３８５７１１「増加オゾン含有量を有した殺菌液を製造する電解槽」及び他の多くの膜式電解槽である。他の形態ではオキシダントは開放式電解槽で製造されたり、ヘリングトン他の米国特許６５２４４７５「ポータブル式水殺菌装置」で解説されているような注入器またはポンプ装置で電解槽内に導入される。

ここで使用する「殺菌」とは洗浄または消毒等によって無菌状態とすることである。

オキシダントを製造する特定タイプの電解槽はヘリングトンの米国特許願０９/９０７０９２「ポータブル式水殺菌装置」で開示されている。その明細書は圧力感知式チェックバルブを利用して電解槽からオキシダントを排出させる排出力を提供するように電解中に水素を発生させる電解槽房を利用する殺菌装置を解説する。この形態では非変換電解質も水素ガスの発生と共に電解槽本体から排出される。この出願明細書で解説されている別形態では水素ガス圧は電解中に電解槽房内に封じ込まれるが、電解槽房内の圧力は、ガス量の増加と共に電解槽房の容積を増加させ続けるバネ式ピストンの作用によって規制される。最終的にはバルブ機構が開き、バネ式ピストンが電解槽房を完全に満たしてオキシダントを電解槽房から排出する。別な電解槽形態は米国特許願（整理番号３０７５０−１００１）「ガス駆動式電解槽」で開示されている。この明細書は、電解中にガス圧、主としてカソードで放出されるＨ₂を蓄積させることとなるオキダントを発生させる密閉電解槽を解説する。その圧力はチェックバルブを作動させて開かせ、ガスとオキシダントの両方を排出させる程度に強力である。

ラスムッセンの米国特許３９９６１２６は閉鎖容器内で発生し、歯や口内の治療に使用される電解塩溶液を解説する。スプレーガス、電気ポンプ、手動ポンプ等が利用され、電解塩溶液を管体を介して容器から排出させる。

ブリス他の米国特許４０１９９８６はポータブル式オゾン発生器と純水化容器を開示する。ハーキンズ他の米国特許願ＵＳ２００２/０１７５０８５Ａ１は鶏卵に殺菌液を噴霧する固定式電解酸化水装置に関する。ストロイトカ他の米国特許６５０２７６６Ｂ１は容器（瓶）に取り付けるモータ式スプレーに関する。ウッドの米国特許６３６３９５１Ｂ１は流し台に置かれた物品の消毒用に使用されるオゾン発生装置を解説する。

これら従来式装置は一般的に産業用または商業用装置であり、大量の溶液を製造するため家庭用には不向きである。パイプやホースを使用しないで様々な場所で利用するにはこれら装置は大き過ぎる。従来の技術では多彩な対象物に対する殺菌処理に使用できる水溶液内導入用の低価格で、便利で、操作が簡単なオキシダント製造装置は開示されていない。

本発明は消毒剤としてスプレー容器等から噴霧する液体に導入するオキシダントを製造するための装置と方法を含んでいる。本発明の装置は低価格であって、小型で単純構造であり、家庭用に適しているが、医療用や軍事用にも転用できる。この装置は当初は液体、好適には水が入れられた手持ちスプレー容器（瓶、缶等）を含むことができる。装置はさらに少なくとも１つの電解槽を含む。電解槽は少なくとも２つの電極を含む。１電極は少なくとも１つのカソードを含み、別電極は少なくとも１つのアノードを含む。現存する多数のタイプと形態の電極が本発明の電解槽に適している。本装置はカソードとアノード間にエネルギー源から電荷を選択的に送る制御回路を含んでいる。

この制御回路と電気的に接続されたエネルギー源は、電解質タイプ、量、サイズ等の電解槽特性により決定される値を有した制御電荷を搬送する。エネルギー源すなわち電源は標準バッテリーまたは充電式バッテリー、コンセント接続式あるいは太陽電池であってもよい。オキシダント発生中に、好適には塩化ナトリウム塩溶液または亜塩素酸ナトリウム溶液である電解質はアノードとカソード間の電解槽収容体内に提供される。二酸化塩素のごとき他のハロゲン酸化物を含んだ他のオキシダントも製造できる。制御された電荷がカソードからアノードに電解溶液内を通過して送られ、少なくとも１種のオキシダントを電解質内に発生させる。バルブ等の手段を使用して電解槽と容器内の液体との間の通流を制御することができる。

１実施例では水のごとき液体が容器に入れられ、電解槽で製造されるオキシダントはその水中に移され、対象物の効果的な消毒に充分に有効な遊離塩素濃度の溶液を提供する。別実施例では、容器は瓶であり、開放型、閉鎖型、スプレーノズル付き、またはポンプ式であり、消毒のために瓶内の溶液は対象物の表面に移される。

本発明の１実施例ではスプレー容器は基礎体上に置かれる。基礎体は電解槽、電解質貯蔵部、電源、制御回路を含む。基礎体内で製造されたオキシダントはバルブ機構を介してスプレー容器内に移される。スプレー容器は基礎体から外され、物体表面、食品その他の消毒が必要な物品の消毒に利用される。

本発明の別実施例ではスプレー容器は電解槽、電解質貯蔵部、電源及び制御回路を収容するハンドル部を含む。

本発明のさらに別な実施例においては、スプレー容器は着脱式の小型電解オキシダント製造装置を含んでいる。この実施例では電解装置は数種の電荷の濃縮オキシダントの製造に使用され、オキシダント製造能力が枯渇したときに新品と交換される。この交換可能なオキシダント製造装置は電解槽、電解質貯蔵部、電源及び制御回路を含んでいる。

本発明の他の目的、利点及び新規な特徴その他は図面を利用して以下で解説する。

商業ベースの電解槽は混合オキシダント溶液を製造するように提供されている。この製法は米国特許４７６１２０８及び前述の関連特許と関連出願で解説されている。製造された消毒剤は気体、液体（次亜塩素酸ナトリウム）または固体形態（次亜塩素酸カルシウム）にて微生物の殺菌に非常に効果的である。特に、通常の塩素に耐性を有する微生物に対して効果的である。

本発明で有用なオキシダント製造装置の単純バージョンは米国特許願０９/９０７０９２「ポータブル式水殺菌装置」の図１、図２及び図３に関連して解説されている。別の有用なオキシダント製造装置は米国特許願（整理番号）３０７５０−１００１「ガス駆動電解槽」で解説されている。様々な他の形態のオキシダント製造装置でも有効に利用できる。

本発明の目的は消毒特性を付与するために電解槽を洗浄液スプレー容器等に組み入れることである。この洗浄液は、家庭用または産業用の表面（カウンター、トイレ等）の洗浄液、手の消毒液、医療機器の洗浄液、その他ウイルス、バクテリア、原生動物、カビ、胞子、揮発性有機化合物、殺虫剤、除草剤、化学汚染物、シアン化物、その他の望ましくない物質の無毒化に利用できる。

図１で示す本発明の１実施例は基礎体２０と、その容器載置面に置かれた容器２２を含んでいる。この実施例では容器２２はスプレー瓶である。本発明の別実施例では瓶は閉鎖状態またはキャップ付き、あるいは開口瓶である。第１実施例では基礎体２０は電解槽４６、回路ボード３４及び電解質貯蔵部３２を含んでいる。この実施例では電源３６が電気コードで基礎体２０と壁のコンセントとを接続している。本発明の別実施例では電源３６は基礎体２０内に提供され、コンセントに直接的に差し込まれる。

本発明の第１実施例では、利用開始時に、好適には水である液体２４が容器２２内に入れられる。作動スイッチ３８がユーザによって押され、オキシダントの製造が開始する。貯蔵部３２内の電解質は電解槽４６に移される。電力が電解槽４６に制御回路３４を介して送られる。オキシダント製造状況と低電解質レベル等の不都合は状況表示灯４０によって示される。電解槽４６内でのオキシダント製造完了時にオキシダントは容器２２の内部にバルブとプローブ４２で移動される。プローブ４２は容器２２内の液体と、容器２２と一体化した封止バルブ４４によって通流状態を提供する。他のユーザ制御装置を利用して電解質を容器２２内の溶液に移動することもできる。オキシダントが容器２２内に移動された後、液体２４’は対象物を殺菌させる充分な強度の遊離塩素濃度を有する。

本発明の第１実施例では容器２２は基礎体２０から取り外され、使用現場へ運ばれる。容器２２はハンドル２６を含んでいる。ハンドル２６はスプレートリガー２８とスプレーノズル３０を含んでいる。第１実施例ではハンドル２２はオキシダント効力表示灯４８を含んでいる。表示灯４８は液体２４内の有効遊離塩素オキシダント濃度の状況を知らせる。表示灯４８は電気接触部５０を介して作動される。表示灯４８はハンドル２６内のキャパシタ回路から電力を受け取る。別例では、表示灯４８はハンドル内のバッテリーで作動する。この別例では表示灯４８は基礎体２０内のＲＦ回路で発生するＲＦ信号で作動開始される。

本発明の別実施例は図２で示される。この実施例では装置は容器２２とスプレーヘッド５４を含んでいる。スプレーヘッド５４は電解槽、電源、制御回路、スプレーノズル３０、スプレーハンドル２８及び電解質貯蔵部３２を含んでいる。スプレーヘッド５４はオキシダント効力表示灯４８を含んでいる。スプレーヘッド５４はコネクタ５２を介してコンセントに直接接続され、スプレーヘッド５４内のバッテリーを充電する。スプレーヘッド５４内のバッテリーはオキシダントを発生させるために電解槽内の電解質に電荷を送る電力を提供する。別実施例ではスプレーヘッド５４内の電解槽内の電解質はコネクタ５２を介してコンセントから直接的に電力を受け取る。

本発明のさらに別実施例は図３で示される。電解槽モジュール６０は電解槽、電解質源、電源及び制御回路を含んでいる。電解槽モジュール６０は交換式であり、容器２２から取り外せる。別実施例では電解槽と電源は電解槽モジュール６０に取り付けられる交換式である。この実施例では電解槽モジュール６０は電解槽と制御回路を含む。電解槽モジュール６０で製造されたオキシダントは容器２２の液体と通流状態である。

本発明は低コストの家庭用水処理装置に適している。しかし、多種多様な適用形態があり、表面洗浄、ポータブル水処理装置、排水処理装置での利用や、食品洗浄、医療機器殺菌、外科病棟、病院周囲、軍用病院施設、軍用の化学及び生物兵器無毒化、傷治療等にも利用でできる。

本発明をいくつかの実施例を活用して解説したが、別の実施形態でも有効である。それら実施例の変更や改良も本発明の範囲に含まれる。

図１はオキシダント製造用基礎体上に容器（瓶）が搭載された状態を示すの側面図である。 図２は容器ハンドル内に収容されたオキシダント製造ユニットを備えた容器を示す側面図である。 図３は着脱式オキシダント製造装置が取り付けられた容器を示す側面図である。

Claims (47)

1. 表面消毒液搬送装置であって、
   電解槽と、
   電力源と、
   前記電解槽内で少なくとも１種のオキシダントを製造するために前記電力源から前記電解槽へ電力を送る回路と、
   前記電解槽から取り外し可能な手持ちポータブル容器と、
   前記電解槽を含んだ、前記手持ちポータブル容器を支持する基礎体と、
   前記少なくとも１種のオキシダントを前記手持ちポータブル容器内の物質と組み合わせて消毒液を製造することができる、前記電解槽と前記手持ちポータブル容器との間に提供された連結部と、
   表面を消毒するために前記消毒液を排出する前記手持ちポータブル容器の開口部と、
   を含んでいることを特徴とする装置。
2. 開口部は封止可能であることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 手持ちポータブル容器はスプレー瓶を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 手持ちポータブル容器から消毒液を搬送するために前記開口部に接続されたポンプ手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. ポンプ手段はスプレーヘッドを含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
6. スプレーヘッドはスプレーノズルを含んでいることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. ポンプ手段はハンドルを含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
8. 基礎体は電力源を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 物質は流体を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
10. 流体は水溶液を含んでいることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 流体は水であることを特徴とする請求項９記載の装置。
12. 連結部はバルブを含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
13. バルブは電解槽で発生する気体の圧力に反応して開くことを特徴とする請求項４記載の装置。
14. 連結部は流体密封止体を含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
15. 電解槽は少なくとも１種のオキシダントを製造するために塩化ナトリウムを含んだ電界質を利用することを特徴とする請求項１記載の装置。
16. 電解槽は少なくとも１種のオキシダントを製造するために亜塩素酸ナトリウムを含んだ電界質を利用することを特徴とする請求項１記載の装置。
17. 消毒液は対象物を消毒するために充分な値の有効遊離塩素濃度を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
18. 少なくとも１種のオキシダントは、混合オキシダント、塩素、及び二酸化塩素で成る群から選択されるものを含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
19. 液体内の有効遊離塩素オキシダント濃度の状況を知らせるハンドルの効力表示灯と、オキシダントの製造と低電解質レベルを知らせる基礎体の状況表示灯をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
20. 状況表示灯は消毒液の有効遊離塩素濃度に反応して起動されることを特徴とする請求項１９記載の装置。
21. 表面を消毒する方法であって、
    電解槽に電解質と電力を供給するステップと、
    前記電解槽内で少なくとも１種のオキシダントを製造するステップと、
    手持ちポータブル容器内の物質に前記少なくとも１種のオキシダントを搬送し、消毒液を製造するステップと、
    前記電解槽を含んだ基礎体から前記手持ちポータブル容器を取り外すステップと、
    表面に対して前記手持ちポータブル容器から直接的に前記消毒液を搬送するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
22. 搬送ステップは手持ちポータブル容器から消毒液を送り出すステップを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
23. 搬送ステップは表面に消毒液をスプレーするステップを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
24. 物質は流体を含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
25. 流体は水溶液を含んでいることを特徴とする請求項２４記載の方法。
26. 流体は水であることを特徴とする請求項２４記載の方法。
27. 搬送ステップは電解槽と手持ちポータブル容器との間でバルブを開くステップを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
28. バルブは電解槽の気体の圧力に反応して開くことを特徴とする請求項２７記載の方法。
29. 電力を供給するステップは電池を充電するステップを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
30. 電力を供給するステップは電池を交換するステップを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
31. 電解質は塩化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
32. 電解質は亜塩素化ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
33. 少なくとも１種のオキシダントの前記物質への搬送は、該物質の有効遊離塩素濃度を対象物の消毒に充分な値に上昇させることを特徴とする請求項２１記載の方法。
34. 少なくとも１種のオキシダントは、混合オキシダント、塩素、及び二酸化塩素で成る群から選択されることを特徴とする請求項２１記載の方法。
35. 消毒液の有効遊離塩素濃度をモニターするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
36. 手持ちポータブル容器を表面に運搬するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
37. 手持ちポータブル容器を電解槽に再取り付けするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項３６記載の方法。
38. 手持ちポータブル容器に物質を追加するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２１記載の方法。
39. 手持ちポータブル容器を電解槽に再取り付けするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項３８記載の方法。
40. 消毒液を搬送する方法であって、
    電解槽を使用して少なくとも１種のオキシダントを発生させるステップと、
    前記少なくとも１種のオキシダントを含んだオキシダント溶液を作成するステップと、
    少なくとも１種のオキシダントを含んだ前記オキシダント溶液を前記電解槽に接続した手持ちポータブル容器に移すステップと、
    前記手持ちポータブル容器に非消毒液を移すステップと、
    前記手持ちポータブル容器内で前記非消毒液と前記オキシダント溶液とを混合し、消毒液を作成するステップと、
    前記手持ちポータブル容器を運搬するステップと、
    前記消毒液を搬送するステップと、
    を含んでいることを特徴とする方法。
41. 搬送ステップは手持ちポータブル容器からの消毒液を送り出すかまたはスプレーするステップを含んでいることを特徴とする請求項４０記載の方法。
42. 非消毒液は水と水溶液とを含んでいることを特徴とする請求項４０記載の方法。
43. 少なくとも１種のオキシダントは、混合オキシダント、塩素、及び二酸化塩素で成る群から選択されることを特徴とする請求項４０記載の方法。
44. 消毒液搬送装置であって、
    少なくとも１種のオキシダントを生成するための電解槽と、
    少なくとも１種のオキシダントを含むオキシダント溶液を非消毒液と混合し、消毒液を作成するための手持ちポータブル容器と、
    を含んでおり、前記手持ちポータブル容器は前記電解槽に着脱式に接続可能であり、前記手持ちポータブル容器は前記消毒液を搬送させるための開口部を含んでいることを特徴とする装置。
45. 手持ちポータブル容器はポンプ手段およびスプレー手段を含むことを特徴とする請求項４４記載の装置。
46. 非消毒液は水または水溶液とを含んでいることを特徴とする請求項４４記載の装置。
47. 少なくとも１種のオキシダントは混合オキシダント、塩素、及び二酸化塩素で成る群から選択されることを特徴とする請求項４４記載の装置。

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