JP5450039B2

JP5450039B2 - 電解水生成装置、及び、除菌システム

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Publication number: JP5450039B2
Application number: JP2009292126A
Authority: JP
Inventors: 弘幸小林; 正寛八重樫
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: JP2011131150A

Description

本発明は、電解水を生成する電解水生成装置、及び、この電解水生成装置を備えた除菌システムに関する。

従来、水を電気分解して次亜塩素酸を含む電解水を生成させ、この電解水を用いて空気中に浮遊するウィルス等の除去を図った空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この空気除菌装置は、不織布等からなる加湿エレメントに電解水を供給して、加湿エレメント上で空気中のウィルス等を電解水に接触し、ウィルス等を不活化することにより、空気を除菌しようとするものである。

特開２００２−１８１３５８号公報

ところで、この種の除菌装置では、市水（水道水）或いは給貯水タンク等に貯留された水を電気分解し、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン）から塩素（Ｃｌ₂）を発生させて、さらに、この塩素と水とを反応させて、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を発生させている。
しかしながら、電解水を循環させて利用する場合、或いは、塩化物イオン濃度の希薄な水を使う場合には、水に塩化物イオンを添加して電気分解する必要がある。そのため、塩化物イオン（電解質）が溶け込んだ電解質水溶液を貯留する水溶液タンクを備える構成とすることが考えられる。しかし、除菌を行う環境によっては電解質水溶液の使用量が多くなり、電解質水溶液を充填するためのメンテナンスを頻繁に行わなければならない、或いは、電解質水溶液を貯留する水溶液タンクの容量を大きくしなければならないという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電解水の生成に必要な濃度の電解質水溶液を長期にわたって供給することができる電解水生成装置、及び、この電解水生成装置を備えた除菌システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニットと、前記貯水タンクに供給する電解質水溶液を貯留する水溶液タンクと、前記水溶液タンクから電解質水溶液を前記貯水タンクに供給する水溶液供給ポンプと、前記水溶液タンクに水を供給する給水手段とを備え、前記水溶液タンクは、該水溶液タンクの底面に立設するフィルターを備え、前記フィルターで前記水溶液タンク内を、前記給水手段から水が供給される一方の室と、前記給水ポンプに連通する他方の室とに区分けし、前記一方の室に上方から電解質を投入可能とすると共に、前記他方の室に電解質水溶液を貯留する構成とし、前記他方の室に液面検出手段を備え、前記給水手段は、前記一方の室の側壁に沿って延びる連結チューブの先端に給水口を備え、前記給水口が前記側壁から延びる支持板に支持されて該側壁に近接して配置され、前記液面センサーの検出結果に基づいて前記給水手段から前記水溶液タンクに給水することを特徴とする。

この構成において、前記給水手段は、前記水溶液タンクの液面上方に設けられ、前記一方の室に充填された電解質の上方から前記水溶液タンクに給水する構成としても良い。また、前記水溶液供給ポンプは、前記水溶液タンクの前記他方の室の下方に連通している構成としても良い。

また、本発明は、除菌システムにおいて、上記した構成を備える電解水生成装置と、この電解水生成装置により生成された電解水と空気とを接触させることにより空気を除菌する空気除菌部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニットと、前記貯水タンクに供給する電解質水溶液を貯留する水溶液タンクと、前記水溶液タンクから電解質水溶液を前記貯水タンクに供給する水溶液供給ポンプと、前記水溶液タンクに水を供給する給水手段とを備え、前記水溶液タンクは、フィルターを備え、前記フィルターで、前記給水手段から水が供給される一方の室と、前記給水ポンプに連通する他方の室とに区分けし、前記一方の室に電解質を充填し、前記他方の室に電解質水溶液を貯留したため、給水手段を通じて一方の室に給水することにより、一方の室に充填した電解質を序々に溶かして必要濃度の電解質水溶液を生成できる。この電解質水溶液は、フィルターを介して他方の室に浸出するため、必要濃度の電解質水溶液を生成しながら貯水タンクに供給を続けることができる。そのため、同容量の水溶液タンクに電解質水溶液のみを貯留させて使用するのに比べて、電解質水溶液添加のためのメンテナンス作業頻度を軽減することができるという効果を奏する。

本実施形態にかかるルーフトップ型空気調和機が建屋に設置された状態を示す断面図である。空気調和機の概略構成を示す図である。空気調和機の内部構成を上方から見た図である。空気調和機に設けられた除菌ユニットの概略構成を示す図である。電解水循環供給部の構成及び設置状態を示す図である。電解水循環供給部の構成を示す分解斜視図である。ケース内に配置された各機器の接続状態を示す図である。食塩水タンクの内部構成を示す斜視図である。食塩水タンクの構成を示す断面視図である。食塩水タンクの内部構成を示す上面図である。別の実施形態の食塩水タンクの内部構成を示す断面視図である。別の実施形態の食塩水タンクの内部構成を示す断面視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施の形態では、大空間施設の一例としての映画館１００に、ルーフトップ型空気調和機（以下、空気調和機という）１１０を設置した場合について説明する。図１は、映画館１００と空気調和機１１０の概略図である。
図１に示すように、映画館１００には、前方にスクリーン１０１が配置され、スクリーン１０１の後方に階段状に客席部１０２が設けられている。一方、映画館１００の天井部１０３には、空気調和機１１０から供給された調和空気を館内に吹き出す複数の吹出口１０４が設けられている。これら吹出口１０４は、給気ダクト１０５を介して、空気調和機１１０の供給口１１１に連結されている。
また、映画館１００の床部１０６には、床部１０６付近の館内空気（内気）を吸い込む吸込口１０７が設けられている。吸込口１０７は、客席部１０２から見てスクリーン１０１の背面側に設けられ、スクリーン１０１の背後空間を上方に延びる吸気ダクト１０８を介して、空気調和機１１０の内気導入口１１２に連結されている。また、空気調和機１１０には、空気調和機１１０内に屋外の空気（外気）を導入する外気導入口１１３が形成されている。
映画館１００内の空気（内気）は、矢印Ｘで示すように、吸込口１０７から吸い込まれ、吸気ダクト１０８及び内気導入口１１２を通じて、空気調和機１１０内に導かれる。ここで、空気調和機１１０内には、外気導入口１１３を通じて外気が導かれているため、この外気と上記内気とが当該空気調和機１１０内で混合される。この混合された空気は、空気調和機１１０が備える利用側熱交換器（後述する）で熱交換された後、供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、吹出口１０４から調和空気として映画館１００内に供給される。

空気調和機１１０は、例えば、映画館、劇場、病院、または、ショッピングセンター等、不特定多数の人が長時間滞在する大空間施設を有する構造物（ビル）２００の屋上に設置され、その直下あるいは近傍の空間を空気調和する。
図２及び図３は空気調和機１１０の構成を示す図であり、図２は空気調和機１１０の概略構成を示す図、図３は空気調和機１１０における空気の出入りを示す模式図である。

図２及び図３に示すように、空気調和機１１０は、１つの筐体１１４に熱源側ユニット１と利用側ユニット２とを一体に備えて構成される。
具体的には、筐体１１４内は、仕切板１１５によって区分けされており、一方の室（機械室）１１６に熱源側ユニット１が配置され、他方の室１１７に利用側ユニット２が配置されている。これら熱源側ユニット１及び利用側ユニット２は、冷媒配管１０で連結されて冷媒回路を形成している。
熱源側ユニット１は、図２に示すように、冷媒配管１０に設けられた圧縮機１１を備え、圧縮機１１の吸込側に、アキュムレータ１２が接続され、その吐出側には四方弁１３と熱源側熱交換器１４と電動膨張弁１５とが順に接続されている。また、熱源側ユニット１には、熱源側熱交換器１４へ向かって送風する熱源側送風機１６が配設されている。
一方、利用側ユニット２は、上記冷媒配管１０を介して電動膨張弁１５に接続される利用側熱交換器２１と、利用側熱交換器２１へ向かって送風する利用側送風機２２とを備えて構成され、当該利用側熱交換器２１は、上記冷媒配管１０を介して上記四方弁１３に接続されている。

冷房運転時には、図２に示す実線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、四方弁１３を経て熱源側熱交換器１４に達し、熱源側熱交換器１４において凝縮されて電動膨張弁１５に送られる。この高圧の冷媒は電動膨張弁１５で膨張して利用側熱交換器２１に流入し、利用側熱交換器２１において蒸発することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を冷却する。利用側熱交換器２１で蒸発した冷媒は圧縮機１１の吸込側に戻る。

また、暖房運転時には、図２に示す破線矢印の方向に冷媒が流れるように、四方弁１３が切り換えられる。圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒は、利用側熱交換器２１に送られ、利用側熱交換器２１において凝縮することにより、利用側ユニット２内に導入された空気を加温する。利用側熱交換器２１で凝縮した冷媒は、電動膨張弁１５で膨張して熱源側熱交換器１４に流入し、熱源側熱交換器１４で蒸発した後、四方弁１３を介してアキュムレータ１２に送られ、圧縮機１１の吸込側に戻る。

空気調和機１１０には、利用側送風機２２の運転により、利用側熱交換器２１で冷房または暖房された調和空気を除菌する除菌ユニット１５０が設けられている。本実施形態では、除菌ユニット１５０は除菌システムに相当する。
除菌ユニット１５０は、図２に示すように、利用側ユニット２に導入された空気に活性酸素種を含む電解水を接触させて空気の除菌を行う空気除菌部４と、所定のイオン種を含む水を電気分解して活性酸素種を含む当該電解水を生成し、この電解水を上記空気除菌部４に循環供給する電解水循環供給部５とを備えている。

利用側ユニット２が設けられる他方の室１１７は、図３に示すように、仕切板１１８によって、さらに熱交換室１１９とチャンバとしての除菌室１２０とに区分けされている。
熱交換室１１９には、上記した内気導入口１１２及び外気導入口１１３が形成され、これら内気導入口１１２及び外気導入口１１３の下流側に利用側熱交換器２１が筋交い状に配置されている。熱交換室１１９には内気導入口１１２から映画館１００の館内空気が流入する一方、外気導入口１１３から外気が流入するので、利用側熱交換器２１は、内気導入口１１２からの内気及び外気導入口１１３からの外気が全て利用側熱交換器２１を通過するように配置されている。利用側熱交換器２１は、図３に示すように上記２つの開口部と利用側送風機２２との間に配置され、筋交いのように位置する。

また、仕切板１１８には、熱交換室１１９と除菌室１２０とを連通させる開口１１８Ａが形成されている。開口１１８Ａには利用側送風機２２が取り付けられ、利用側送風機２２の運転により、熱交換室１１９内の空気が開口１１８Ａを通じて除菌室１２０に送風される。除菌室１２０には利用側送風機２２の下流側に空気除菌部４が配置され、空気除菌部４の下流側には、供給口１１１を介して給気ダクト１０５（図１）に連通する後室１２１が形成されている。利用側ユニット２に導入された空気は、除菌室１２０を通過する際に空気除菌部４で電解水と接触することにより除菌され、除菌された空気が後室１２１、供給口１１１及び給気ダクト１０５を通じて、映画館１００内に循環供給される。

図４は、除菌ユニット１５０の概略構成を示す図である。
除菌ユニット１５０は、除菌室１２０内に配置される空気除菌部４と上記除菌室１２０に隣接して配置される電解水循環供給部５とを備える。電解水循環供給部５は、除菌能を有する電解水を生成して空気除菌部４に循環供給し、空気除菌部４は、電解水循環供給部５から供給される電解水と空気とを接触させて空気を除菌する。
空気除菌部４は、６つのエレメントユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆを備えている。エレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆは、それぞれ、２枚の気液接触部材を組み合わせて構成されており、本実施形態では合わせて１２枚の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ１、４１Ａ２〜４１Ｆ２が用いられている。６つのエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆは、除菌室１２０内の送風路のほぼ全面を覆うように並べて配設され、除菌室１２０内を通る空気が漏れなく気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を通過する構成となっている。
また、エレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆの下方にはエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆからドレンホース４５Ａ〜４５Ｆを介して流れた電解水を集めるドレンパン４４が配設されている。

気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、送風路１２０Ａを通過する空気に電解水を接触させる部材であり、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において送風路１２０Ａを流れる空気が所定の活性酸素種を含む電解水に接触することにより、空気中に含まれるウィルス等が不活化されて空気の除菌が行われる。
気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２は、ハニカム構造に似た３次元構造を持ったフィルター部材であり、気体に接触するエレメント部をフレームにより支持する構造を有する。エレメント部は、図示を省略するが、波板状の波板部材と平板状の平板部材とが積層されて構成され、これら波板部材と平板部材との間に略三角状の多数の開口が形成されている。従って、エレメント部に空気を通過させる際の気体接触面積が広く確保され、電解水の滴下が可能で、目詰まりしにくい構造になっている。

エレメント部には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）又はセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂を用いるものとする。また、エレメント部には親水性処理が施され、電解水に対する親和性が高められており、これによって、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２の電解水の保水性（湿潤性）が保たれ、後述する活性酸素種（活性酸素物質）と空気との接触が長時間持続される。

気液接触部材の数は、除菌室１２０を通過する空気量に応じて決定されるものであり、送風路１２０Ａを通過する空気量と１枚あたりの気液接触部材の除菌能力（気体接触面積）とから好適な数を算出でき、当該空気を十分に除菌できる数の気液接触部材が除菌室１２０に配置される。本実施形態を例に挙げれば、１２枚の気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ１、４１Ａ２〜４１Ｆ２が用いられる。

また、電解水生成装置としての電解水循環供給部５は、貯水タンク５１（貯水タンク）と、貯水タンク５１内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニット５２と、貯水タンク５１内の電解水を空気除菌部４の各気液接触部材４１Ａ１、Ａ２〜４１Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ供給する電解水供給管５６（供給管）と、電解水供給管５６上に設けられた電解水供給ポンプ５３と、電解水供給ポンプ５３の下流側で上記電解水供給管５６から分岐して電解ユニット５２に接続される分岐管５４と、ドレンパン４４に流下した水を貯水タンク５１に導く循環水戻り管５５と、上記電解ユニット５２、電解水供給ポンプ５３等の動作を制御する制御部６５と、を備える。

貯水タンク５１には、この貯水タンク５１に市水（水道水）等を供給する給水管５７と、給水弁５８とが接続され、給水弁５８は、貯水タンク５１内に設けられるフロートスイッチＦＳの動作に基づき、制御部６５によって開閉制御される。ここで、給水管５７に接続されて、貯水タンク５１に水を供給する給水源は、市水（水道水）或いは給貯水タンク等に貯留された水等のいずれであってもよい。この給貯水タンク等に貯留される水とは、水道水等のように塩化物イオン等のイオン種が予め含有されている水であってもよいし、井戸水等の塩化物イオンの濃度の希薄な水を使う場合には、この水に塩化物イオンを添加して水道水相当に調整された水であってもよい。本実施形態では、これらを総称して水という。

本構成では、貯水タンク５１には、井戸水等の塩化物イオン濃度の希薄な水を使用した場合であっても、この水に塩化物イオンを添加するために、予め所定の濃度に調整された食塩水（電解質水溶液）を貯留した食塩水タンク（水溶液タンク）５９が設けられ、この食塩水タンク５９には水溶液供給管６０を介して水溶液供給ポンプ６１が接続されており、水溶液供給ポンプ６１によって食塩水タンク５９内の食塩水が貯水タンク５１に供給される。貯水タンク５１に接続される水溶液供給管６０には逆止弁６２が設けられている。水溶液供給ポンプ６１は、例えば、電解ユニット５２で検出される導電率に基づいて制御部６５の制御によって動作するように構成されている。
なお、活性酸素種を効率よく発生させるために貯水タンク５１内の水に添加される電解質は食塩に限らず、他の電解質を用いることも可能であり、例えば、塩化カルシウムや塩化マグネシウムを用いてもよいし、他のハロゲンを含む含ハロゲン塩や、塩素及び他のハロゲンの各種ハロゲン酸塩を用いることも可能であり、ハロゲンを含まない電解質を用いてもよい。これらの電解質は水溶性であることが好ましい。

また、本実施形態では、貯水タンク５１の接続口に接続される電解水供給管５６は、６本の電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆにそれぞれ分岐され、電解水供給ポンプ５３から送られた電解水が各電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆに略均等に分流されるようになっている。電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆは、それぞれエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆに対して電解水を供給する。電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆにより供給された電解水は、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に浸潤され、これら気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２から流下してドレンパン４４に集められ、循環水戻り管５５を介して貯水タンク５１に戻る。

電解ユニット５２は、貯水タンク５１の側面に固定配置されている。具体的には、電解ユニット５２は、有底円筒形状の本体ケース７１と、本体ケース７１内に収納される少なくとも一対の電極板７２、７３とを備え、これら電極板７２、７３間に電圧を印加することにより、水を電気分解して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り、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。

電極板７２、７３は、例えば、ベースがチタン（Ｔｉ）で構成された２枚の電極板であり、その表面には、それぞれ、イリジウム（Ｉｒ）を含む皮膜層、及び、白金（Ｐｔ）を含む皮膜層を有する。
上記電極板７２、７３間に電圧を印加すると、カソード電極（陰極）では、下記式（１）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^- ・・・（１）
アノード電極（陽極）では、下記式（２）に示すように反応する。
２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^- ・・・（２）
これらカソード電極及びアノード電極での反応を合わせると、下記式（３）に示すように水が電気分解される。
２Ｈ₂Ｏ→２Ｈ₂＋Ｏ₂ ・・・（３）
この反応とともに、アノード電極においては、水に含まれる塩素イオン（塩化物イオン：Ｃｌ^-）が下記式（４）に示すように反応し、塩素（Ｃｌ₂）が発生する。
２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- ・・・（４）
さらに、この塩素は下記式（５）に示すように水と反応し、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ・・・（５）

アノード電極で発生した次亜塩素酸（広義の活性酸素種）は、強力な酸化作用や漂白作用を有する。次亜塩素酸が溶解した水溶液、すなわち電解ユニット５２により生成される電解水は、ウィルス等の不活化、殺菌、有機化合物の分解等、種々の空気清浄効果を発揮する。このように、次亜塩素酸を含む電解水が電解水供給管５６Ａ〜５６Ｆを流れ、散水ボックスを介して気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２に滴下されると、利用側送風機２２により吹き出された空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において次亜塩素酸と接触する。これにより、空気中に浮遊するウィルス等が不活化されるとともに、当該空気に含まれる臭気物質が次亜塩素酸と反応して分解され、或いはイオン化して溶解する。従って、空気の除菌及び脱臭がなされ、清浄化された空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２から排出される。

活性酸素種によるウィルス等の不活化の作用機序として、インフルエンザウイルスの例を挙げる。上述した活性酸素種は、インフルエンザウイルスの感染に必須とされるウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）する作用を有する。この表面蛋白が破壊された場合、インフルエンザウイルスと、インフルエンザウイルスが感染するのに必要な受容体（レセプター）とが結合しなくなり、感染が阻止される。このため、空気中に浮遊するインフルエンザウイルスは、気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２において活性酸素種を含む電解水に接触することにより、感染力を失うこととなり、感染が阻止される。

従って、ルーフトップ型空気調和機１１０の除菌室１２０に気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２を備えたエレメントユニット４０Ａ〜４０Ｆ配置することにより、この除菌室１２０を通過する空気が気液接触部材４１Ａ１〜４１Ｆ２で除菌され、図１に示すように、この除菌された空気を映画館１００内で広く行き渡らせることが可能となり、大空間施設内での空気除菌及び脱臭を容易に、効率良く行うことができる。

ここで、電解ユニット５２内の電極板７２、７３のうち任意の側に正電位を与えるための電極の切り替えは、電極の極性を反転させることで行うことができ、本実施形態では、制御部６５によって電極板７２、７３に印加する電圧を変化（反転）させることにより、実行可能である。

また、電解水中の活性酸素種の濃度は、制御部６５の制御下、除菌するウィルス等を不活化させる濃度となるように調整される。活性酸素種の濃度の調整は、電極板７２、７３間に印加する電圧を調整して、電極板７２、７３間に流す電流値を調整することにより行われる。例えば、電極板７２に正の電位を与えて、電極板７２、７３間に流れる電流値を、電流密度で２０ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ²（平方センチメートル）とすると、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。また、電極板７２、７３間に印加する電圧を変更して、電流値を高くすることで、電解水中の次亜塩素酸の濃度を高い濃度に調整できる。

また、貯水タンク５１には、サイホン方式で貯水タンク５１内の水を排水する排水管６７が設けられている。排水管６７は、貯水タンク５１の底部から上方に延びる第１鉛直部６７Ａと、この第１鉛直部６７Ａに連なり略水平方向に延びる水平部６７Ｂと、この水平部６７Ｂに連なりタンク外で下方に延びる第２鉛直部６７Ｃとを備える。この水平部６７Ｂは、通常の貯水タンク５１内の制御水位よりも若干高い位置に設けられており、給水弁５８を開いてこの高さ位置まで給水することにより、サイホンの原理によって貯水タンク５１内の水が排出される。

続いて、空気調和機１１０のより具体的な実施態様を説明する。
図５は、本実施形態における電解水循環供給部５の構成及び設置状態を示す外観斜視図である。理解の便宜を図るため、図５には熱源側ユニット１及び利用側ユニット２と、電解水循環供給部５と熱源側ユニット１及び利用側ユニット２との間に敷設される配管類とを、併せて図示する。
図５に示すように、電解水循環供給部５は、熱源側ユニット１及び利用側ユニット２とは別体として構成されるケース５０を有し、このケース５０に、貯水タンク５１、食塩水タンク５９、及び電装ボックス３０等を収容して構成される。電解水循環供給部５と除菌室１２０との間には、電解水循環供給部５から除菌室１２０に対して電解水を供給する電解水供給管５６、及び、除菌室１２０から電解水が電解水循環供給部５へ環流する循環水戻り管５５が接続されている。また、電解水循環供給部５には、市水を電解水循環供給部５へ供給する給水管５７が、減圧弁５７Ａを介して接続されている。さらに、電解水循環供給部５には、貯水タンク５１内の水位が所定水位を超えた場合に排水を行うオーバーフロー管６８、及び、貯水タンク５１内の電解水を排出する排水管６７が取り付けられている。また、除菌室１２０には、除菌室１２０内に納められた除菌ユニット１５０から空気調和機１１０の外へ電解水を排水する排水管６９が接続されている。
そして、電解水循環供給部５には、除菌室１２０に近い側に貯水タンク５１が配置され、貯水タンク５１の隣には食塩水タンク５９が並べて配置され、除菌室１２０とは反対側に電装ボックス３０が配置されている。

図６は、電解水循環供給部５の構成を示す分解斜視図である。
図６に示すように、電解水循環供給部５のケース５０は略直方体形状に形成され、上面が着脱可能な蓋（天面パネル）５０Ａとなっていて、底面を構成する底板５０Ｂの縁部に４つの側面がそれぞれ立設されている。これら４つの側面は、複数の配管が引き出される配管引出パネル５０Ｃ、配管引出パネル５０Ｃと対向する食塩水タンク側パネル５０Ｄ、ケース５０の前面に設けられ、電装ボックス３０の側に位置する電装ボックス側パネル５０Ｅ、及び、ケース５０の奥側の面、すなわち、除菌室１２０（図５）の側に位置する背面パネル５０Ｆにより構成されている。

配管引出パネル５０Ｃは、貯水タンク５１が設置された側の側面に相当し、電解水循環供給部５の外部（すなわち空気除菌部４等）と貯水タンク５１とに繋がる各種配管を通すための複数の孔が開口している。
蓋５０Ａは、屋外に設置される電解水循環供給部５への雨水及び塵埃の侵入を防止するため、ケース５０の上面および各側面の上端を覆っている。蓋５０Ａは、図示しないねじ等により固定され、このねじを取り外すことによって開くことが可能である。蓋５０Ａの開放状態では、ケース５０の内部に収容された電装ボックス３０、貯水タンク５１、電解ユニット５２、電解水供給ポンプ５３、食塩水タンク５９、水溶液供給ポンプ６１等の各部へのアクセスが可能となる。

ケース５０内においては、貯水タンク５１と食塩水タンク５９とが並べて配置され、この貯水タンク５１と食塩水タンク５９とが並ぶ方向に沿って、長手形状の箱である電装ボックス３０が配置されている。なお、この図６では、貯水タンク５１はその上面を開放して配置されているが、通常の使用態様では、この貯水タンク５１は、その上面を覆う蓋部材（図示略）により密閉されている。
電装ボックス３０は、その底面がケース５０の底板５０Ｂから浮くように、すなわち、底板５０Ｂとの間に所定の間隔を設けた状態で、ケース５０の側面にブラケット３５を介して固定されている。この電装ボックス３０の下方の空間には、水溶液供給ポンプ６１及び電解水供給ポンプ５３が並べて設置され、水溶液供給ポンプ６１は食塩水タンク５９側に、電解水供給ポンプ５３は貯水タンク５１側に位置している。本構成では、所定の間隔とは、水溶液供給ポンプ６１及び電解水供給ポンプ５３を設置するのに十分な隙間をいう。

ここで、電装ボックス３０が底板５０Ｂから浮いた位置で固定されているので、ケース５０内の各部から漏れたり、あふれたりした水や電解水或いは食塩水が、電装ボックス３０内部に進入することはなく、制御基板３１や電源回路部３３を確実に保護することができ、電源回路部３３等を貯水タンク５１や食塩水タンク５９と同一のケース５０に収める構成を可能としている。

水溶液供給ポンプ６１は、水溶液供給管６０を介して食塩水タンク５９の内部に繋がる吸込口６１Ａと、貯水タンク５１の食塩水投入部８５に繋がる吐出口６１Ｂとを有し、吸込口６１Ａから吸い込んだ食塩水を吐出口６１Ｂから吐出する。水溶液供給ポンプ６１の脚部６１Ｃは底板５０Ｂに固定されている。電解水供給ポンプ５３は、貯水タンク５１内の電解水を吸い込む吸込口５３Ｂと、吸込口５３Ｂから吸い込んだ電解水を電解水供給ポンプ５３へ吐出する吐出口５３Ａとを有する。ここで、吐出口５３Ａから吐出された電解水の一部は分岐して、上述のように電解ユニット５２へ供給される。電解水供給ポンプ５３の脚部５３Ｃは底板５０Ｂに固定されている。

貯水タンク５１及び食塩水タンク５９は、電装ボックス３０の背面側、すなわち電装ボックス３０と背面パネル５０Ｆとの間に配置されている。これら貯水タンク５１及び食塩水タンク５９は、電装ボックス３０内に収容される制御基板３１や電源回路部３３よりもメンテナンス頻度が少ないため、電装ボックス側パネル５０Ｅを通じてメンテナンスを行う必要はない。

また、貯水タンク５１の側面５１Ａ、すなわちケース５０の配管引出パネル５０Ｃ側の面には、オーバーフロー排出口８１、水抜き口８２、及び、循環水戻り口８４が設けられている。オーバーフロー排出口８１は、貯水タンク５１内の電解水の水位が、オーバーフロー排出口８１の高さを超えた場合に、電解水をオーバーフロー管６８（図５）に排出させる開口部である。循環水戻り口８４は、除菌室１２０からの循環水戻り管５５が接続される開口部である。また、水抜き口８２は、メンテナンス時に貯水タンク５１内の電解水を強制的に全量排水するための開口部であり、手作業により開閉されるコックが取り付けられている。

次に、貯水タンク５１、食塩水タンク５９、電解水供給ポンプ５３及び水溶液供給ポンプ６１の配管構成と、食塩水タンク５９の内部構成について説明する。図７は、ケース内に配置された各機器の接続状態を示す図であり、図８及び図９は、食塩水タンク５９の内部構成を示す図である。

図７に示すように、食塩水タンク５９の前面５９Ａ、すなわち電装ボックス３０（図６）に対向する面の下部には食塩水排出口１３０が形成され、上部には給水孔１３１が形成されている。食塩水排出口１３０と水溶液供給ポンプ６１の吸込口６１Ａとの間は水溶液供給管６０によって接続されている。また、水溶液供給ポンプ６１の吐出口６１Ｂには水溶液供給管６０の一端が接続され、この水溶液供給管６０の他端は、貯水タンク５１の前面５１Ｂの上部に形成された食塩水投入部８５に接続されている。このため、水溶液供給ポンプ６１の動作により、食塩水タンク５９内の食塩水は、水溶液供給管６０、食塩水投入部８５を通じて貯水タンク５１内に供給される。給水孔１３１は、市水配管に接続される給水管５７から分岐した食塩水タンク給水管７５に接続されている。また、食塩水タンク５９は、通常、蓋５９Ｃでその上面を覆われている。

図８は、食塩水タンクの内部構成を示す斜視図であり、図９は該タンクの内部構成を示す上面図である。
図８及び図９に示すように、食塩水タンク５９の内側には側面５９Ｄ、５９Ｅに一対のガイド３９Ａ、３９Ａが備えられ、これらのガイド３９Ａ、３９Ａには、フィルター（ろ過器）３９が上下方向に着脱自在に備えられている。これによって、食塩水タンク５９の内部は、前面５９Ａと略平行に配置されたフィルター３９で二つの室３７、３８に区分けされている。

電解水循環供給部５の設置時には、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃを取り外して、食塩水タンク５９の内部に所定量の飽和食塩水を貯留し、更に、一方の室３７に所定量の塩を充填する。本実施形態においては、飽和食塩水を電解質水溶液として用いて、塩を電解質として用いているが、上述した他の水溶性電解質を用いても良い。
フィルター３９は、一般的なろ過器であり、水溶液中に溶解された塩（食塩水）は、フィルター３９を通って、一方の室３７から他方の室３８に流入することができるが、水溶液中に溶けずに残っている塩はフィルター３９を通って流れることができず、一方の室３７に保留される。これによって、給水口７５Ａから食塩水タンク５９への給水が行われた際に、フィルター３９で区分けされた二つの室３７、３８間の水溶液濃度が平衡状態（飽和食塩水）になるまで水溶液が、二つの室３７、３８間をフィルター３９を介して自在に往来することができる構成となっている。

食塩水タンク５９の前面５９Ａには、給水孔１３１を介して、後述のボールタップ７７が食塩水タンク給水管７５に接続されて備えられている。ボールタップ７７には、連結チューブ７５Ｃが接続され、連結チューブ７５Ｃはフィルター３９の上端面上方を通って、一方の室３７に延び、連結チューブ７５の先端には、フィルター３９の上流側に位置する一方の室３７から、食塩水タンク５９内に液面上方から水を供給する給水口（給水手段）７５Ａが備えられている。給水口７５Ａは、側面５９Ｄに垂設され、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃと略平行になるように備えられた支持板７５Ｂに形成された孔に嵌合されて備えられている。連結チューブ７５Ｃ及び給水口７５Ａは、食塩水タンク５９内に貯留された飽和食塩水の液面及び塩の上面よりも常に高い位置にあるように備えられている。
連結チューブ７５Ｃは、柔軟性に優れ、自在に曲げることのできるポリ塩化ビニル、シリコンゴム等で形成され、備えられている。この構成によれば、食塩水タンク５９内の洗浄等のメンテナンス時には、他方の室３８の上部を通って一方の室３７に延びている連結チューブ７５Ｃを自在に曲げて、食塩水タンク５９の上方開口部から作業スペースを確保することができるため、作業効率を上げることができる。

図９に示すように、他方の室３８には、前面５９Ａに、食塩水排出口１３０が形成され、この食塩水排出口１３０は、水溶液供給管６０を介して、電解質水溶液を食塩水タンク５９から貯水タンク５１内に供給するための水溶液供給ポンプ６１に連通している。また、他方の室３８にはボールタップ７７が備えられ、ボールタップ７７は、ボールタップ本体７７Ａ、バルブ７７Ｂ、浮き球７７Ｃを備えて構成されている。ボールタップ本体７７Ａは、食塩水タンク５９の前面５９Ａの上部に設けられた給水孔１３１を貫通して備えられ、前面５９Ａの外側及び内側に設けられたパッキン１３２、１３２を介して、前面５９Ａにつながっている食塩水タンク給水管７５にナット１３３で固定されて、接続されている。
この構成によれば、ボールタップ７７は、ナット１３３をゆるめて食塩水タンク５９から取り外すことができ、パッキン１３２、１３２或いはバルブ７７Ｂの交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。

ボールタップ７７は、浮き球７７Ｃの上下によるバルブ７７Ｂの開閉位置を調節可能な構成となっており、食塩水タンク５９から貯水タンク５１に供給される飽和食塩水の量及び頻度と、食塩水タンク５９内で飽和食塩水の生成に必要な時間とから他方の室３８の下限水位を調節し、食塩水タンク５９への給水を行うことができる。この構成において、浮き球７７Ｃが液面の上下によって動作し、他方の室３８の飽和食塩水の残量が検出され、液面が下限水位に達するとバルブ７７Ｂが開いて給水が開始し、給水口７５Ａから食塩水タンク５９へ一方の室３７上方から給水が行われ、食塩水がフィルター３９から他方の室３８に浸出し、他方の室３８の液面が上昇して上限水位に達するとバルブ７７Ｂが閉じて止水する構成となっている。

この構成において、食塩水タンク５９の内部に貯留された飽和食塩水が貯水タンク５１に供給されて、食塩水タンク５９の液面が所定以下になると、一方の室３７に充填された食塩の上方から、一方の室３７の液面上方に備えられた給水口７５Ａを介して食塩水タンク５９に水が給水される。これによって、食塩水タンク５９内の食塩水が飽和食塩水濃度となるように、食塩水がフィルター３９を通って、一方の室３７から、他方の室３８に流入する。食塩水タンク５９の容量は、空気調和機１１０の使用環境によって変更可能な構成としても良い。
また、前面５９Ａに形成された食塩水排出口１３０は、食塩水タンク５９の底面近くに備えられて構成され、食塩水タンク５９内の食塩水が、その比重から底面付近で最も早く飽和食塩水の濃度となるため、効率よく水溶液供給ポンプ６１を介して貯水タンク５１に飽和食塩水を供給することができる。

図１０に示すように、ボールタップ７７は、ボールタップ７７に連結された連結チューブ７５Ｃが側面５９Ｄと略平行に設けられ、浮き球７７Ｃが側面５９Ｄと干渉しない位置で、他方の室３８の側面５９Ｄ側に寄せて備えられている。

これらの構成によれば、他方の室３８の側面５９Ｄ側に寄せて側面５９Ｄと略平行に備えられた連結チューブ７５Ｃの先端に給水口７５Ａを設け、給水口７５Ａが、側面５９Ｄに垂設された支持板７５Ｂに嵌合して備えられた構成としたため、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃを取り外して、食塩水タンク５９の上方から一方の室３７に食塩を投入する際に、食塩投入口を広く確保することができ、食塩投入作業を効率的に行うことができる。

図１１は別の実施形態を示す、食塩水タンク５９の断面視図である。
図１１に示すように、食塩水タンク５９の他方の室３８の側面５９Ｅに、フロートスイッチ７８、７８が異なる高さ位置に設けられて備えられている。フロートスイッチ７８、７８は、スイッチ取付部７８Ａ、７８Ａ（図１２参照）に取り付けられて備えられている。フロートスイッチ７８、７８は、食塩水タンク５９の下限水位と、上限水位をそれぞれ検出している。
食塩水タンク５９に水を供給する食塩水タンク給水管７５は、食塩水タンク５９の後面５９Ｂに併設された電磁弁７９に接続されている。電磁弁７９には、連結チューブ７５Ｃが接続され、連結チューブ７５Ｃは、後面５９Ｂの上部を貫通して、一方の室３７に延びている。連結チューブ７５Ｃの先端には、給水口７５Ａが接続されて備えられている。連結チューブ７５Ｃ及び給水口７５Ａは、常に一方の室３７に添加された食塩の上面及び食塩水タンク５９に貯留された飽和食塩水の液面よりも高い位置にあるように設けられている。
フロートスイッチ７８、７８が他方の室３８の液面が所定水位以下になったことを検出すると、電磁弁７９が開閉されて、一方の室３７から給水口７５Ａを介して食塩水タンク５９に給水が行われる構成となっている。

図１２に示すように、給水口７５Ａは、食塩水タンク５９の側面５９Ｅ側に寄せて設けられ、側面５９Ｅに垂設され、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃと略平行になるよう備えられた支持板７５Ｂに形成された孔に嵌合されて備えられている。連結チューブ７５Ｃは、側面７５Ｅと略平行になるように備えられ、後面５９Ｂの上方に形成された不図示の孔を貫通して食塩水タンク５９の外側に伸び、電磁弁７９に接続されている。電磁弁７９は、食塩水タンク５９を上部から見たときに、食塩水タンク５９の短手方向と平行になり、電磁弁７９の連結チューブ７５Ｃに接続されていない方の接続口が、食塩水タンク５９に隣接する貯水タンク５１側を向くように備えられ、この接続口に食塩水タンク給水管７５が接続されて構成されている。

これらの構成によれば、給水口７５Ａ及び連結チューブ７５Ｃを側面５９Ｅ側に寄せて、給水口７５Ａを側面５９Ｅに垂設された支持板７５Ｂに嵌合して備える構成としたため、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃを取り外して、食塩水タンク５９の上方から一方の室３７に食塩を投入する際に、食塩投入口を広く確保することができ、食塩投入作業が効率的に行うことができる。
また、電磁弁７９を食塩水タンク５９の短手方向と平行に、電磁弁７９の食塩水タンク給水管７５への接続口が貯水タンク５１側を向くように備える構成としたため、食塩水タンク給水管７５を、市水を電解水循環供給部５へ供給する給水管５７（図５参照）に接続するための配管をケース５０内で効率よく行うことができる。

本実施形態及び別の実施形態の構成によれば、ボールタップ７７、或いは、フロートスイッチ７８を用いて食塩水タンク５９内の水位を管理する構成としたため、複雑な制御をかけることなく、使用環境や、使用状況によって変動する飽和食塩水の使用量に応じて、一方の室３７に充填された塩の上方から水を給水し、該電解質を徐々に溶かしながら飽和食塩水を生成して貯水タンク５１に供給することができる。また、一方の室３７に塩を補充する際には、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃを取り外して、一方の室３７に添加することができる。

このように、本実施形態によれば、飽和食塩水が貯留された食塩水タンク５９の内部をフィルター３９で二つの室３７、３８に区分けし、食塩水タンク５９に給水するための給水手段を一方の室３７備え、この一方の室３７に塩を充填する構成としたため、食塩水タンク５９に一方の室３７から給水し、一方の室３７に充填した塩を序々に溶かし飽和食塩スを生成することができる。そしてこの飽和食塩水をフィルター３９を介して他方の室３８に浸出させて飽和食塩水を生成しながら貯水タンク５１に供給を続けることができるため、同容量の水溶液タンクに飽和食塩水のみを貯留させて使用するのに比べて、飽和食塩水添加のためのメンテナンス作業頻度を軽減することができる。また、塩が浸出した食塩水のみがフィルター３９を通って一方の室３７から他方の室３８に流れるため、他方の室３８に設けられた、水溶液供給ポンプ６１に連通する排出口１３０付近で塩が結晶化して排出口１３０を閉塞させることがない、飽和食塩水を貯水タンク５１に安定して供給し続けることができる。また、フィルター３９で固形の塩、或いは一方の室３７に供給される水に含まれる不溶物が捕捉されるため、不溶物がフィルター３９を通って他方の室３８に流入し、水溶液供給ポンプ６１、或いは、貯水タンク５１に不溶物が流入するのを防止することができる。

また、本実施形態によれば、フィルター３９を、食塩水タンク５９の底面に立設し、食塩水タンク５９の側面５９Ｄ、５９Ｅの内側に設けた一対のガイド３９Ａ、３９Ａに上下方向に着脱自在に備える構成としたため、フィルター３９は、食塩水タンク５９の上面から差し込んで容易に取り付けることができる。また、この構成において、食塩水タンク給水管７５を食塩水タンク５９の前面５９Ａ、或いは、後面５９Ｂの上部を貫通して一方の室３７に延びる構成としたため、食塩水タンク５９の蓋５９Ｃを取り外して、塩を一方の室３７に充填することができ、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、本実施形態によれば、他方の室３８に液面検出手段７６を備え、この液面検出手段７６の検出結果に基づいて、塩が充填された一方の室３７の上方から水を食塩水タンク５９に給水する構成としたため、水溶液供給ポンプ６１に連通する他方の室３８内の塩分濃度が給水時に著しく低下することがない。また、人手を用いることなく、液面検出手段７６の検出結果に基づいて、使用環境や、使用状況によって変動する飽和食塩水の使用量に応じて水を食塩水タンク５９に給水し、食塩水タンク５９内に充填された塩を徐々に溶かして飽和食塩水を生成し、電解水の生成に必要な飽和食塩水を貯水タンク５１に供給することができる。

また、本実施形態によれば、食塩水タンク５９に水を供給する給水口（給水手段）７５Ａを食塩水タンク５９の液面上方に設け、水が食塩水タンク５９の一方の室３７に充填された塩の上方から給水される構成としたため、給水口７５Ａを食塩水タンク給水管７５を介して、市水（水道水）などを供給する給水管５７に連通させても、逆止弁等を設けることなく、食塩水が市水管に逆流するのを防ぐことができる。また、食塩水タンク５９に供給された水がその自重で一方の室３７に充填された塩に浸透するため、飽和食塩水の生成を効率的に行うことができる。

また、本実施形態によれば、水溶液供給ポンプ６１が連結する食塩水排出口１３０を食塩水タンク５９の下部に形成したため、底面付近で最も早く飽和濃度に近くなる高比重の食塩水を、効率よく水溶液供給ポンプ６１を介して貯水タンク５１に供給することができる。

また、本実施形態によれば、大空間に除菌した空気を供給する除菌システムにおいて、優れたメンテナンス性を確保するとともに、安定した電解水生成能力発揮するために必要な安定した濃度の食塩水の供給を長期にわたって継続的にでき、大量の空気を安定して除菌することが可能となるため、大空間における安定した空気除菌を実現することができる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態では、食塩水排出口１３０を、食塩水タンク５９の前面５９Ａの下部に形成する構成としたが、これに限らず、食塩水タンク５９の底面、或いは、側面５９Ｄの下部に食塩水排出口１３０を形成した構成としても良い。
また、食塩水タンク５９は、食塩水タンク５９内の飽和食塩水の水位が所定の高さを超えた場合に、余剰の食塩水を排出するためのオーバーフロー排出口を備えた構成としても良い。
その他の配管構成や他の細部構成等についても任意に変更可能であることは勿論である。

３７一方の室
３８他方の室
３９フィルター
３９Ａガイド
５１貯水タンク
５２電解ユニット
５３電解水供給ポンプ
５６電解水供給管（供給管）
５７給水管
５７Ａ減圧弁
５８給水弁
５９食塩水タンク（水溶液タンク）
５９Ａ前面
５９Ｂ後面
５９Ｃ蓋
５９Ｄ側面
６０水溶液供給管
６１水溶液供給ポンプ
６２逆止弁
６５制御部
７５食塩水タンク給水管
７５Ａ給水口（給水手段）
７７ボールタップ（液面検出手段）
７８フロートスイッチ（液面検出手段）
７９電磁弁
８５食塩水投入部
１００映画館
１１０空気調和機（ルーフトップ型空気調和機）
１３０食塩水排出口
１５０除菌ユニット

Claims

貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を電気分解して電解水を生成する電解ユニットと、前記貯水タンクに供給する電解質水溶液を貯留する水溶液タンクと、前記水溶液タンクから電解質水溶液を前記貯水タンクに供給する水溶液供給ポンプと、前記水溶液タンクに水を供給する給水手段とを備え、
前記水溶液タンクは、該水溶液タンクの底面に立設するフィルターを備え、前記フィルターで前記水溶液タンク内を、前記給水手段から水が供給される一方の室と、前記給水ポンプに連通する他方の室とに区分けし、前記一方の室に上方から電解質を投入可能とすると共に、前記他方の室に電解質水溶液を貯留する構成とし、
前記他方の室に液面検出手段を備え、前記給水手段は、前記一方の室の側壁に沿って延びる連結チューブの先端に給水口を備え、前記給水口が前記側壁から延びる支持板に支持されて該側壁に近接して配置され、前記液面センサーの検出結果に基づいて前記給水手段から前記水溶液タンクに給水することを特徴とする電解水生成装置。
前記給水手段は、前記水溶液タンクの液面上方に設けられ、前記一方の室に充填された電解質の上方から前記水溶液タンクに給水することを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
前記水溶液供給ポンプは、前記水溶液タンクの前記他方の室の下方に連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の電解水生成装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の電解水生成装置と、この電解水生成装置により生成された電解水と空気とを接触させることにより空気を除菌する空気除菌部とを備えたことを特徴とする除菌システム。