JP7057553B1 - 酸化還元電位測定システム,酸化還元電位制御システム、環境管理システム、エアコンディショナー、空気清浄機、酸化還元電位測定方法、酸化還元電位制御方法、環境管理方法、エアコンディショニング方法、および空気清浄方法 - Google Patents

酸化還元電位測定システム,酸化還元電位制御システム、環境管理システム、エアコンディショナー、空気清浄機、酸化還元電位測定方法、酸化還元電位制御方法、環境管理方法、エアコンディショニング方法、および空気清浄方法 Download PDF

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Abstract

【課題】空気中の水分の酸化還元電位を制御することができる酸化還元電位測定システム、酸化還元電位制御システム、環境管理システム、エアコンディショナー、空気清浄機、酸化還元電位測定方法、酸化還元電位制御方法、環境管理方法、エアコンディショニング方法、および空気清浄方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る酸化還元電位制御システム1は、空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システム1であって、空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部20と、測定部20により測定された酸化還元電位に基づいて水分の酸化還元電位を所定値に制御する制御部44と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、酸化還元電位測定システム、酸化還元電位制御システム、環境管理システム、エアコンディショナー、空気清浄機、酸化還元電位測定方法、酸化還元電位制御方法、環境管理方法、エアコンディショニング方法、および空気清浄方法に関する。
従来から空気中の環境測定項目として温度や湿度があり、これら温度や湿度をコントロールする技術が各種開発されている。例えば、特許文献1には、温度をコントロールする技術が、特許文献2には、湿度をコントロールする技術が、それぞれ開示されている。
特開平10-220862号公報 特開2018-108380号公報
昨今は、空気中の環境測定項目の第3のファクターとして酸化還元電位を制御し管理することが強く要望されている。
本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、空気中の水分の酸化還元電位を測定することができる酸化還元電位測定システム、空気中の水分の酸化還元電位を制御することができる酸化還元電位制御システム、環境管理システム、エアコンディショナー、空気清浄機、空気中の水分の酸化還元電位を測定することができる酸化還元電位測定方法、空気中の水分の酸化還元電位を制御することができる酸化還元電位制御方法、環境管理方法、エアコンディショニング方法、および空気清浄方法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、本発明に係る酸化還元電位制御システムは、空気中の水分の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定システムであって、前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部を有することを特徴とする。
本発明によれば、上記の構成により、空気中の水分の酸化還元電位を測定することができる。
前記空気中の水分を回収する水回収部を有し、前記測定部は、前記水回収部により回収された水分の酸化還元電位を測定することとすれば、空気中の水分を回収することにより、空気中の水分の酸化還元電位を測定することができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る酸化還元電位制御システムは、空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、上記の酸化還元電位測定システムにより測定された酸化還元電位に基づいて前記水分の酸化還元電位を所定値に制御する制御部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
本発明によれば、上記の構成により、空気中の水分の酸化還元電位を制御することができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る酸化還元電位制御システムは、空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、前記酸化還元電位の目標値を所定に設定する設定部と、請求項1または請求項2に記載の酸化還元電位測定システムにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、前記測定部により測定された酸化還元電位と前記設定部により設定された酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記設定部により設定された酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、上記の構成により、空気中の水分酸化還元電位を目標値に制御することができる。
前記制御部は、前記水分の酸化還元電位をマイナス200mV以上に制御することとすれば、各種の分野に対し快適な環境を提供することができる。
より詳しくは、前記制御部は、前記水分の酸化還元電位をプラス側に制御することが好ましい。
更に詳しくは、前記制御部は、前記水分の酸化還元電位を0mVからプラス500mVに制御することが好ましい。
前記電気分解部は、前記酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、前記電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスを発生させることとすれば、酸素水素混合ガスも併せて吸引することができる。
前記電気分解部は、前記電流のオン時間を制御して前記電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給する電流供給部を有することとすれば、パルス電流の供給により酸素水素混合ガスを発生させることができる。
前記電気分解部は、前記電流の極性を交互に反転させる極性反転部を有することとすれば、電極の極性を交互に反転させながら電気分解を行うことができ、電極への不純物の付着を低減させることができる。
水を貯留する水貯留部を有するとともに、前記電気分解部は、前記水回収部および/または前記水貯留部から前記水分を供給する構成とし、更に、前記電気分解部への水分の供給を前記水貯留部から行うことを選択するための選択部を有することとすることができる。
前記選択部は、ユーザが所定の操作をしたときに前記水貯留部から前記電気分解部への水分の供給を選択することができる。
前記電気分解部は、前記酸素水素混合ガスを外部に放出するための放出部を有し、前記放出部は、前記ユーザが前記酸素水素混合ガスを吸引するための吸引具と連通する構成とし、前記ユーザが所定の操作をしたときに、前記第2の放出部を開放することとすれば、ユーザが所定の操作をしたときにのみ酸素水素混合ガスを吸引することができる。
前記ユーザが所定の操作をしたときに前記設定部により設定された酸化還元電位の目標値を補正するための補正値を設定する補正部を有し、前記設定部は、前記補正部により設定された補正値により前記酸化還元電位の目標値を補正するとともに、前記電位差演算部は、前記測定部により測定された酸化還元電位と前記設定部により設定された酸化還元電位の補正された目標値との差を演算し、前記制御部は、前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の補正された目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記設定部により設定された酸化還元電位の補正された目標値となるように制御し、前記水放出部は、前記制御部により酸化還元電位を補正された目標値に制御された水分を前記空気中に放出し前記空気の加湿を行うこととすれば、ユーザが酸素水素混合ガスを吸引するときに酸素水素混合ガスの発生と酸化還元電位を制御された水分の発生のバランスを調整することが可能となる。
上記目的を達成するために、本発明に係る環境管理システムは、上記の酸化還元電位制御システムを用いて住宅、医療機関、高齢者施設、ホテル、工場、農場、牧場、および物流のうち少なくともいずれかの環境における空気中の水分の酸化還元電位を管理することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るエアコンディショナーは、上記の酸化還元電位制御システムを用いることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る空気清浄機は、上記の酸化還元電位制御システムを用いることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る酸化還元電位測定方法は、空気中の水分の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定方法であって、前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップを有することを特徴とする。
前記空気中の水分を回収する水回収ステップを有し、前記測定ステップは、前記水回収ステップにより回収された水分の酸化還元電位を測定することができる。
上記目的を達成するために、本発明に係る酸化還元電位制御方法は、空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、上記の酸化還元電位測定方法により測定された酸化還元電位に基づいて前記水分の酸化還元電位を所定値に制御する制御ステップと、を有することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る酸化還元電位制御方法は、空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、前記酸化還元電位の目標値を所定に設定する設定ステップと、上記の酸化還元電位測定方法により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記設定ステップにより設定された酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記設定ステップにより設定された酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る環境管理方法は、請求項12乃至請求項14のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御方法を用いて住宅、医療機関、高齢者施設、ホテル、工場、農場、牧場、および物流のうち少なくともいずれかの環境における空気中の水分の酸化還元電位を管理することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るエアコンディショニング方法は、上記の酸化還元電位制御方法を用いることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る空気清浄方法は、上記の酸化還元電位制御方法を用いることを特徴とする。
本発明によれば、空気中の水分の酸化還元電位を測定および制御することができる。
本発明の第1実施形態に係る酸化還元電位制御システムの全体構成を示す図である。 同酸化還元電位制御システムの電気分解部の構成を示す図である。 同酸素還元電位制御システムの演算部の構成を示すブロック図である。 同酸素還元電位制御システムの演算部の構成を示す別のブロック図である。 同酸素還元電位制御システムにおける酸化還元電位制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る酸化還元電位制御システムの全体構成を示す図である。 同酸化還元電位制御システムの電気分解部の構成を示す図である。 同酸化還元電位制御システムのパルス供給部および極性反転部の機能を説明するための図である。 同酸化還元電位制御システムの吸引具の構成を説明するための図である。 同酸化還元電位制御システムのコントローラの構成を示す図である。 同酸素還元電位制御システムの演算部の構成を示すブロック図である。 本発明の変形例を示す図である。 本発明の別の変形例を示す図である。 本発明の更に別の変形例を示す図である。 本発明のまた更に別の変形例を示す図である。 本発明の他の変形例を示す図である。 本発明の更に他の変形例を示す図である。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る酸化還元電位測定システム,酸化還元電位制御システム、酸化還元電位測定方法、および酸化還元電位制御方法について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る酸化還元電位制御システムの全体構成を示す図、図2は、同酸化還元電位制御システムの電気分解部の構成を示す図、図3は、同酸化還元電位制御システムの演算部の構成を示すブロック図、図4は、同酸化還元電位制御システムの演算部の構成を示す別のブロック図である。
図1を参照して本発明の第1実施形態に係る酸化還元電位制御システム1の概要を説明すると、酸化還元電位制御システム1は、空気中の水分の酸化還元電位を制御することができ、酸化還元電位測定システム2を含む構成となっている。
酸化還元電位制御システム1は、水回収部10、測定部20、電気分解部30、演算部40、および水放出部50を有している。酸化還元電位制御システム1は、水回収部10、測定部20、電気分解部30、演算部40、および水放出部50が相互に別体として機能し、シーケンシャルに連動しながら所定の室内1aにおける空気中の水分の酸化還元電位を制御することができる(なお、酸化還元電位制御システム1は、水回収部10、測定部20、電気分解部30、演算部40、および水放出部50を一体の装置として構成することとしてもよい)。水回収部10と測定部20は、空気中の水分の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定システム2を構成する。
水回収部10は、所定の室内1aにおける空気中の水分を除湿して回収することができる。
測定部20は、水回収部10により回収された室内1aにおける空気中の水分の酸化還元電位を連続的にリアルタイムに測定することができる。測定部20は、酸化還元電位計とすることができ、所定のセンサー部(感知部)を有する。すなわち、センサー部を水回収部10により回収された水分に浸漬または接触させて酸化還元電位を連続的にリアルタイムに測定することができる。測定部20は、出力インターフェースを介して測定データを演算部40に送信することができる。
電気分解部30は、電気分解槽31、電源32、陽極33、および陰極34を有しており、水の電気分解を行うことができる。
すなわち、電気分解部30は、水回収部10により回収された水分であって、測定部20により酸化還元電位が測定された水分を電気分解槽31に満たすことができる。そして、前記回収され酸化還元電位が測定された水に、陽極33と陰極34を浸漬しつつ電源32を介して陽極33と陰極34に通電し水回収部10により回収された水分の電気分解を行うことができる。この電気分解は、制御部44により水分の酸化還元電位が所定値となるように行う。
演算部40は、コンピュータとしての一般的な構成を備えており、相互にバス40aを介して接続された中央処理装置(CPU)40b、記憶装置(メモリ、ハードディスク)40c、入力装置(キーボード、マウス、タッチパネル)40d、表示装置(CRT、液晶ディスプレー)40e等を有している。演算部40は、記憶部41、設定部42、電位差演算部43、および制御部44の各機能部を有している。
記憶部41は、酸化還元電位の目標値を記憶することができる。ここで、酸化還元電位の目標値は、マイナス200mV以上とすることができる。
より詳しくは、酸化還元電位の目標値は、0mVからプラス500mVとすることができる。
更に詳しくは、酸化還元電位の目標値は、0mVからプラス100mV若しくはプラス100mVからプラス200mV、更にはプラス300mVからプラス400mVとすることができる。
すなわち、空気中の水分の酸化還元電位を制御する目的は多岐に渡り、大きなメリットがある。例えば、人間に快適な電位は胎盤の羊水の電位と共通しプラス100mVからプラス200mV、細菌やウィルスはプラス300mVからプラス400mV、植物は0mVからプラス100mVである。目的に応じて電位を制御することで、人間、微生物、植物の快適な住み分けも可能となる。現在の空気中の水分の酸化還元電位は、プラス300mVからプラス400mVで微生物に適した電位のケースが多い。
つまり、酸化還元電位の目標値を0mVからプラス200mVとすることで、病原菌からのリスクを激減させる農作物のハウス栽培が可能となる。
また、酸化還元電位の目標値をプラス100mVからプラス200mVとすることで、微生物の活性力は落ち、人間は快適となる。
プラス電位が高いほど酸化力は大きく、低いほど還元力が大きくなる。酸化とは生物的には老化と同一である。これが金属であれば酸化とは錆びである。還元力を高めることで人間の老化や金属類の錆びも抑制することができる。
設定部42は、記憶部41に記憶された酸化還元電位の目標値を所定に設定することができる。
電位差演算部43は、測定部20により測定された酸化還元電位と設定部42により設定された酸化還元電位の目標値との差を演算することができる。なお、電位差演算部43は、入力インターフェースを介して測定データを測定部20から入力することができる。
制御部44は、電位差演算部43により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い測定部20により測定された酸化還元電位が設定部42により設定された酸化還元電位の目標値となるように制御することができる。
より詳しくは、制御部44は、電位差演算部43により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて陽極33と陰極34の通電量および/または電流の積算値を増減させ測定部20により測定された酸化還元電位が設定部42により設定された酸化還元電位の目標値となるように制御することができる。
本発明においては、制御部44は、水分の酸化還元電位をマイナス200mV以上に制御することができる。より詳しくは、制御部44は、水分の酸化還元電位をプラス側に制御することができる。制御部44は、例えば、水分の酸化還元電位を0mVからプラス500mVに制御することができる。更に詳しくは、制御部44は、水分の酸化還元電位を0mVからプラス100mV、プラス100mVからプラス200mV、プラス300mVからプラス400mVに制御することができる。
水放出部50は、制御部44により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に蒸発させて室内1aに放出し空気の加湿を行うことができる。
ここで、水回収部10および水放出部50は、所定の室内1aにおける空気の冷却を行うための熱媒体60と、熱媒体60の減圧および加圧を行うコンプレッサ(ヒートポンプ)70と、を有している。
すなわち、水回収部10は、コンプレッサ70により熱媒体60を減圧して液体から気体に変化させて気化熱により空気を冷却し空気中の水分を液体とすることにより空気から水分を除湿することができる。
水放出部50は、コンプレッサ70により熱媒体60を加圧して気体から液体に変化させて凝縮熱により水分を加熱し気体とすることにより空気中に蒸発させて放出することができる。すなわち、本発明の酸化還元電位制御システムは、同じ室内1aにおいて空気中から除湿した水分の酸化還元電位を所定に制御して空気中に放出し、更に空気中に放出した水分を回収して酸化還元電位を制御することとしており、水の供給および電気分解における電流の供給のそれぞれにおいて効率の良いシステムとなっている。
以上のように構成された酸化還元電位制御システム1による制御方法を図5のフローチャートに基づいて説明する。
すなわち、まずステップS10において、設定部42により、記憶部31に記憶された酸化還元電位の目標値を所定に設定する(設定ステップ)。
次に、ステップS20において、水回収部10により、空気中の水分を除湿して回収する(水回収ステップ)。
次いで、ステップS30において、測定部20により、ステップS20により回収された水分の酸化還元電位を連続的にリアルタイムに測定する(測定ステップ)。ステップS20およびステップS30により空気中の水分の酸化還元電位を測定する酸化還元電位測定方法をなしている。
続いて、ステップ40において、電気分解部30により、ステップS30により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う(電気分解ステップ)。
そして、ステップS50において、電位差演算部43により、ステップS30により測定された酸化還元電位とステップS10により設定された酸化還元電位の目標値との差を演算する(電位差演算ステップ)。
次に、ステップS60において、制御部44により、ステップS50により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて電気分解を行いステップS30により測定された酸化還元電位がステップS10により設定された酸化還元電位の目標値となるように制御する(制御ステップ)。
次いで、ステップS70において、水放出部50により、ステップS60により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に蒸発させて放出し空気の加湿を行う(水放出ステップ)。
以上説明したように、本発明の酸化還元電位測定システムおよび酸化還元電位測定方法によれば、空気中の水分を回収しつつ、空気中の水分の酸化還元電位を測定することができる。
また、本発明の酸化還元電位制御システムおよび酸化還元電位制御方法によれば、測定部20(測定ステップ)と、制御部44(制御ステップ)と、を有することとしたので、より詳しくは、水回収部10(水回収ステップ)と、測定部20(測定ステップ)と、制御部44(制御ステップ)と、を有することとしたので、更に詳しくは、水回収部10(水回収ステップ)と、電気分解部30(電気分解ステップ)と、測定部20(測定ステップ)と、設定部42(設定ステップ)と、電位差演算部43(電位差演算ステップ)と、制御部44(制御ステップ)と、水放出部50(水放出ステップ)と、を有することとしたので、空気中の水分を回収することにより、空気中の水分の酸化還元電位を目標値に制御することができる。
また、酸化還元電位の目標値をマイナス200mV以上とすることとしたので、各種の分野に対し快適な環境を提供することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る酸化還元電位測定システム,酸化還元電位制御システム、酸化還元電位測定方法、および酸化還元電位制御方法について図面を参照して詳細に説明する。図6は、本発明の第1実施形態に係る酸化還元電位制御システムの全体構成を示す図、図7は、同酸化還元電位制御システムの電気分解部の構成を示す図、図8は、同酸化還元電位制御システムのパルス供給部および極性反転部の機能を説明するための図、図9は、同酸化還元電位制御システムの吸引具の構成を説明するための図、図10は、同酸化還元電位制御システムのコントローラの構成を示す図、図11は、同酸素還元電位制御システムの演算部の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において上述した第1実施形態と同一の符号を付した構成および同様の構成等については上記と同様であるとしてその説明を省略する場合があるものとする。
本発明の第2実施形態は、電気分解部30が、酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスより詳しくはブラウンガス(HHOガス)を発生させることとしている。ブラウンガス(HHOガス)は、水素ガスと酸素ガスのモル比が2:1で混合されたガスの総称である。
すなわち、第2実施形態の酸化還元電位制御システム1は、第1実施形態と同様に、水回収部10、測定部20、電気分解部30、演算部40、および水放出部50を有するとともに、水貯留部11、選択部15を有する構成となっている。
水貯留部11は、所定の水を貯留することができる。水貯留部11は、水回収部10とは別の異なる系統から水を供給することができる。すなわち、水貯留部11は、室内1aの環境にさらされた水を供給することなく別の系統から水を供給するため清浄な水を貯留することができる。
選択部15は、電気分解部30への水分の供給を水貯留部11から行うことを選択することができる。より詳しくは、選択部15は、電気分解部30への水分の供給を水回収部10および水貯留部11のいずれか一方に選択することができる。電気分解部30は、水回収部10または水貯留部11のいずれかから水分を供給する構成となっている。
ここで、第2実施形態の酸化還元電位制御システム1は、所定のコントローラ16を有しており、コントローラ16は、所定の釦またはスイッチ16a(釦等16aとする)を有している。選択部15は、ユーザが所定の操作をしたときつまりユーザが釦等16aを押下しオンとしたときに水貯留部11から電気分解部30への水分の供給を選択することができる。釦等16aは、酸素水素混合ガスのユーザによる吸引を可能とするための釦等16aとすることができる。
また、電気分解部30は、第1実施形態と同様に、電気分解槽31、電源32、陽極33、および陰極34を有するとともに、パルス供給部35、極性反転部36、酸素水素混合ガス放出部90を有する構成となっている。
すなわち、パルス供給部35は、電流のオン時間を制御して電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給することができる。パルス供給部35によりパルス電流を間欠的に供給することにより酸素水素混合ガスつまりブラウンガス(HHOガス)を発生させることができる。極性反転部36は、電流の極性を交互に反転させることができる。
酸素水素混合ガス発生部90は、酸素水素混合ガスを外部に放出するための第1の放出部91と第2の放出部92を有している。
第1の放出部91は、所定の配管であり、電気分解部30の上壁側と連通している。すなわち、第1の放出部91は、電気分解部30により発生した酸素水素混合ガスを室内1aの空気中に放出する構成となっている。
また、第2の放出部92も、所定の配管であり、電気分解部30の上壁側と連通している。更に、第2の放出部92は、ユーザが酸素水素混合ガスを吸引するための吸引具100と連通する構成となっている。すなわち、第2の放出部92は、電気分解部30により発生した酸素水素混合ガスを吸引具100に供給する構成となっている。
つまり、酸化還元電位制御システム1は、ユーザが所定の操作をしたときにつまりユーザがコントローラ16の釦等16aをオフとしたときに(ユーザが酸素水素混合ガスを吸引しないとき)、第1の放出部91をバルブ91aを介して開放するとともに、第2の放出部92をバルブ92aを介して閉塞し、ユーザが所定の操作をしたときにつまり釦等16aをオンとしたときには(ユーザが酸素水素混合ガスを吸引するとき)、第1の放出部91をバルブ91aを介して閉塞し、第2の放出部92をバルブ92aを介して開放することができる。
なお、吸引具100は、供給管101および短尺な管103を有している。供給管101は、電気分解部30により発生した酸素水素混合ガスを流通させて所定の位置まで供給するための管である。供給管101は、酸素水素混合ガスを噴出させる噴出口102を有しており、噴出口102から酸素水素混合ガスを吸引することができる。
演算部40は、第1実施形態と同様に、記憶部41、設定部42、電位差演算部43、および制御部44の各機能部を有するとともに、補正部42aを有している。補正部42aは、ユーザが所定の操作をしたときにつまりユーザがコントローラ16の釦等16aをオンしたときに設定部42により設定された酸化還元電位の目標値を補正するための補正値を設定することができる。
すなわち、設定部42は、補正部42aにより設定された補正値により酸化還元電位の目標値を補正することができる。電位差演算部43は、測定部20により測定された酸化還元電位と設定部42により設定された酸化還元電位の補正された目標値との差を演算することができる。制御部44は、電位差演算部43により演算された酸化還元電位の補正された目標値との差に対応させて電気分解を行い電極33,34間の通電量および/または電流の積算値を増減させて測定部20により測定された酸化還元電位が設定部42により設定された酸化還元電位の補正された目標値となるように制御することができる。水放出部50は、制御部44により酸化還元電位を補正された目標値に制御された水分を前記所定の室内における空気中に放出し空気の加湿を行うことができる。補正部42aにより設定される補正値は、ユーザが酸素水素混合ガスを吸引するときに酸素水素混合ガスの発生と酸化還元電位を制御された水分の発生のバランスを調整することを可能とするための補正値である。補正値による目標値の補正により、補正の前後で空気中の水分の酸化還元電位は変更されることとなるが、補正値は、水分の酸化還元電位をマイナス200mV以上に制御し、より詳しくは、水分の酸化還元電位をプラス側に制御し、更に詳しくは、水分の酸化還元電位を0mVからプラス500mVに制御し、また更に詳しくは、水分の酸化還元電位を0mVからプラス100mV、プラス100mVからプラス200mV、プラス300mVからプラス400mVに制御し得る補正値となっている。
第2実施形態に係る酸化還元電位制御システムはこのような構成とすることで以下のような技術的効果を有している。
すなわち、電気分解部30は、酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、電気分解により酸素水素混合ガスを発生させることとしたので、酸素水素混合ガスも併せて吸引することができる。
また、電気分解部30は、電流のオン時間を制御して電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給するパルス供給部35を有することとしたので、パルス電流の供給により酸素水素混合ガスを発生させることができる。
更に、電気分解部30は、電流の極性を交互に反転させる極性反転部36を有することとしたので、電極の極性を交互に反転させながら電気分解を行うことができ、電極への不純物の付着を低減させることができる。
更にまた、選択部15は、ユーザが所定の操作をしたときにつまり釦等16aをオンとしたときに水貯留部11から電気分解部30への水分の供給を選択することとしたので、ユーザの判断により水貯留部11から電気分解部30への水分の供給を選択することができる。
また更に、ユーザが所定の操作をしたときにつまり釦等16aをオフとしたときに、第1の放出部91を開放するとともに、第2の放出部92を閉塞し、ユーザが所定の操作をしたときにつまり釦等16aをオンとしたときは、第1の放出部91を閉塞し、第2の放出部92を開放することとしたので、ユーザが所定の操作をしたときにのみ水貯留部11を介して清浄な酸素水素混合ガスを吸引することができる。
また、設定部42は、補正部42aにより設定された補正値により酸化還元電位の目標値を補正し、電位差演算部43は、測定された酸化還元電位と設定された酸化還元電位の補正された目標値との差を演算し、制御部44は、演算された酸化還元電位の補正された目標値との差に対応させて電気分解を行い電極33,34間の通電量および/または電流の積算値を増減させて測定された酸化還元電位が補正された目標値となるように制御し、水放出部50は、酸化還元電位が補正された目標値に制御された水分を所定の室内1aにおける空気中に放出し空気の加湿を行うこととしたので、ユーザが酸素水素混合ガスを吸引するときに酸素水素混合ガスの発生と酸化還元電位を制御された水分の発生のバランスを調整することが可能となる。
なお、本発明は上述した第1実施形態および第2実施形態に限定されることなく種々の変形実施および応用実施が可能であることは勿論である。
すなわち、上記酸化還元電位制御システム1または酸化還元電位制御方法を用いた住宅、医療機関(医療施設)、高齢者施設より詳しくは高齢者福祉施設、ホテル、工場、農場(農作物の栽培)、牧場、および物流(食品の物流)のうち少なくともいずれかの環境(室内の環境)における空気中の水分の酸化還元電位を管理する環境管理システムまたは環境管理方法を提供することとしてもよい。この環境管理システムまたは環境管理方法により空気中の水分の酸化還元電位を所定値に制御して管理することができる。
また、上述した酸化還元電位制御システム1または酸化還元電位制御方法を用いたエアコンディショナーまたはエアコンディショニング方法(空気の加熱および/または冷却を行うエアコンディショナーまたはエアコンディショニング方法)を提供することとしてもよい。このエアコンディショナーまたはエアコンディショニング方法により空気の加熱および/または冷却を行いながら空気中の水分の酸化還元電位を所定値に制御することができる。
更に、上述した酸化還元電位制御システム1または酸化還元電位制御方法を用いた空気の清浄を行う空気清浄機または空気清浄方法を提供することとしてもよい。この空気清浄機または空気清浄方法により空気の清浄を行いながら空気中の水分の酸化還元電位を所定値に制御することができる。
このように本発明の酸化還元電位制御システム1および酸化還元電位制御方法を各種の分野に応用することで生活環境を飛躍的に改善させることができ各種の業界の発展に大きく貢献することができる。
また、上述した第1実施形態および第2実施形態にあっては、測定部20は、水回収部10により回収された水分の酸化還元電位を測定することとしているが、図12および図13に示すように、電気分解部30において電気分解された水の酸化還元電位を測定することとしても所要の効果を奏することができる。
更に、図14および図15に示すように、測定部20は、水回収部10により回収された水分の酸化還元電位を測定および電気分解部30において電気分解された水の酸化還元電位のいずれも測定することとしても所要の効果を奏することができる。
更に、図16および図17に示すように、測定部20は、水回収部10により回収される前の空気中の水分の酸化還元電位を直接測定することとしても所要の効果を奏することができる。
また更に、上述した実施形態にあっては、電気分解部30への水分の供給を水回収部10および水貯留部11のいずれか一方に選択することとしているが、水貯留部11を補給タンクとしても使用し、電気分解部30への水分の供給を水回収部10および水貯留部11から行うこととしても所要の効果を奏する。すなわち、電気分解部30は、水回収部10および/または水貯留部11から水分を供給する構成とすることとしてもよい。
更にまた、水回収部10による水の回収や水放出部50による水の放出をコンプレッサー70による冷却や加熱により行うこととしているが、他の冷却や加熱による方法や冷却・加熱以外の方法により空気中の水分の回収や放出をすることとしてもよい。
1:酸化還元電位制御システム
1a:室内
10:水回収部
11:水貯留部
15;選択部
16:コントローラ
16a:釦等
20:測定部
30:電気分解部
31:電気分解槽
32:電源
33:陽極
34:陰極
35:パルス供給部
36:極性反転部
40:演算部
40a:バス
40b:中央処理装置
40c:記憶装置
40d:入力装置
40e:表示装置
41:記憶部
42:設定部
42a:補正部
43:電位差演算部
44:制御部
50:水放出部
60:熱媒体
70:コンプレッサ
90:酸素水素混合ガス放出部
91:第1の放出部
91a:バルブ
92:第2の放出部
92a:バルブ
100:吸引具
101:供給管
102:噴出口
103:短尺な管

Claims (26)

  1. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、を有し、
    前記電気分解部は、前記酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、前記電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスを発生させることを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  2. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、
    前記空気中の水分を回収する水回収部と、を有し、
    前記測定部は、前記水回収部により回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解部は、前記酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、前記電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスを発生させることを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  3. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、を有し、
    前記電気分解部は、電流のオン時間を制御して前記電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給する電流供給部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  4. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、
    前記空気中の水分を回収する水回収部と、を有し、
    前記測定部は、前記水回収部により回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解部は、電流のオン時間を制御して前記電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給する電流供給部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  5. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、を有し、
    前記電気分解部は、電流の極性を交互に反転させる極性反転部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  6. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、
    前記空気中の水分を回収する水回収部と、を有し、
    前記測定部は、前記水回収部により回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解部は、電流の極性を交互に反転させる極性反転部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  7. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御システムであって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定部と、
    前記測定部により測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解部と、
    前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算部と、
    前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御部と、
    前記制御部により酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出部と、
    前記空気中の水分を回収する水回収部と、を有し、
    前記測定部は、前記水回収部により回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    水を貯留する水貯留部を有するとともに、前記電気分解部は、前記水回収部および/または前記水貯留部から前記水分を供給する構成とし、更に、前記電気分解部への水分の供給を前記水貯留部から行うことを選択するための選択部を有することを特徴とする酸化還元電位制御システム。
  8. 前記選択部は、ユーザが所定の操作をしたときに前記水貯留部から前記電気分解部への水分の供給を選択することを特徴とする請求項7に記載の酸化還元電位制御システム。
  9. 前記電気分解部は、酸素水素混合ガスを外部に放出するための放出部を有し、前記放出部は、前記ユーザが前記酸素水素混合ガスを吸引するための吸引具と連通する構成とし、前記ユーザが所定の操作をしたときに、前記放出部を開放することを特徴とする請求項8に記載の酸化還元電位制御システム。
  10. ユーザが所定の操作をしたときに前記酸化還元電位の目標値を補正するための補正値を設定する補正部を有し、
    前記電位差演算部は、前記測定部により測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の補正された目標値との差を演算し、
    前記制御部は、前記電位差演算部により演算された酸化還元電位の補正された目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定部により測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の補正された目標値となるように制御し、
    前記水放出部は、前記制御部により酸化還元電位を補正された目標値に制御された水分を前記空気中に放出し前記空気の加湿を行うことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の酸化還元電位制御システム。
  11. 前記制御部は、前記水分の酸化還元電位をマイナス200mV以上に制御することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御システム。
  12. 前記制御部は、前記水分の酸化還元電位をプラス側に制御することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御システム。
  13. 前記制御部は、前記水分の酸化還元電位を0mVからプラス500mVに制御することを特徴とする請求項12に記載の酸化還元電位制御システム。
  14. 請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御システムを用いて住宅、医療機関、高齢者施設、ホテル、工場、農場、牧場、および物流のうち少なくともいずれかの環境における空気中の水分の酸化還元電位を管理することを特徴とする環境管理システム
  15. 請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御システムを用いることを特徴とするエアコンディショナー
  16. 請求1乃至請求項13のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御システムを用いることを特徴とする空気清浄機
  17. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記電気分解ステップは、前記酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、前記電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスを発生させることを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  18. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分を回収する水回収ステップと、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記測定ステップは、前記水回収ステップにより回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解ステップは、前記酸化還元電位を目標値に制御された水分を発生させるとともに、前記電気分解により酸素ガスと水素ガスを混合した酸素水素混合ガスを発生させることを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  19. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記電気分解ステップは、電流のオン時間を制御して前記電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給する電流供給ステップを有することを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  20. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分を回収する水回収ステップと、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記測定ステップは、前記水回収ステップにより回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解ステップは、電流のオン時間を制御して前記電流の波形の制御を行いパルス電流を間欠的に供給する電流供給ステップを有することを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  21. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記電気分解ステップは、電流の極性を交互に反転させる極性反転ステップを有することを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  22. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分を回収する水回収ステップと、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記測定ステップは、前記水回収ステップにより回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    前記電気分解ステップは、電流の極性を交互に反転させる極性反転ステップを有することを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  23. 空気中の水分の酸化還元電位を制御する酸化還元電位制御方法であって、
    前記空気中の水分を回収する水回収ステップと、
    前記空気中の水分の酸化還元電位を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップにより測定された水分の酸化還元電位が所定値となるように電気分解を行う電気分解ステップと、
    前記測定ステップにより測定された酸化還元電位と前記酸化還元電位の目標値との差を演算する電位差演算ステップと、
    前記電位差演算ステップにより演算された酸化還元電位の目標値との差に対応させて前記電気分解を行い前記測定ステップにより測定された酸化還元電位が前記酸化還元電位の目標値となるように制御する制御ステップと、
    前記制御ステップにより酸化還元電位を目標値に制御された水分を空気中に放出し前記空気の加湿を行う水放出ステップと、を有し、
    前記測定ステップは、前記水回収ステップにより回収された水分の酸化還元電位を測定し、
    水を貯留する水貯留ステップを有するとともに、前記電気分解ステップは、前記水回収ステップで回収された水および/または前記水貯留ステップで貯留された水から前記水分を供給する構成とし、更に、前記電気分解ステップへの水分の供給を前記水貯留ステップから行うことを選択するための選択ステップを有することを特徴とする酸化還元電位制御方法。
  24. 請求項17乃至請求項23のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御方法を用いて住宅、医療機関、高齢者施設、ホテル、工場、農場、牧場、および物流のうち少なくともいずれかの環境における空気中の水分の酸化還元電位を管理することを特徴とする環境管理方法。
  25. 請求項17乃至請求項23のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御方法を用いることを特徴とするエアコンディショニング方法。
  26. 請求項17乃至請求項23のいずれか一項に記載の酸化還元電位制御方法を用いることを特徴とする空気清浄方法。
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