KR100743810B1 - 공기 제균 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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데쯔야 야마모또
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 전해수에 포함되는 활성 산소종의 농도를 정밀도 좋게 목표 농도로 제어 가능한 공기 제균 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
물 교환을 행한 경우 및 전회의 전해 운전으로부터의 경과 시간이 긴 경우, 전기 분해 전의 물의 전기 분해에 최적의 개시 운전 모드로 운전을 행하고(단계 Sa3 내지 단계 Sa7), 또한 전회의 전해 운전으로부터의 경과 시간이 짧은 경우에 전기 분해 후의 물의 전기 분해에 최적의 정상 운전 모드로 운전을 행하도록 하였다(단계 Sa8 내지 단계 Sa12).
공기 제균 장치, 기액 접촉 부재, 제어부, 기억부, 타이머 카운터

Description

공기 제균 장치 및 제어 방법 {Air Sterilizing Device And Controlling Method}
도1은 본 발명의 일 실시 형태를 도시하는 사시도.
도2는 내부 구성을 도시하는 사시도.
도3은 하우징의 종단면도.
도4는 기액 접촉 부재의 단면도.
도5는 기액 접촉 부재에 전해수를 적하하는 수단을 도시하는 계통도로, (A)는 측면도, (B)는 전해조의 구성도.
도6은 제어부의 구성을 도시하는 블럭도.
도7은 개시 운전 모드에 있어서의 도전율의 각 범위에 대한 전해 제어 시간을 나타내는 도면.
도8은 정상 운전 모드에 있어서의 도전율의 각 범위에 대한 전해 제어 시간을 나타내는 도면.
도9는 운전 모드의 절환을 행할 때의 동작 처리를 나타내는 흐름도.
도10은 도전율과 염소 농도가 대응하는 특성 곡선을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 바닥 배치식 공기 제균 장치(공기 제균 장치)
5 : 기액 접촉 부재
12 : 공기 제균 기구(공기 제균 수단)
30 : 제어부(절환 수단, 물 교환 검출 수단, 도전율 검출 수단)
32, 33 : 전극
35 : 기억부(기억 수단)
38 : 타이머 카운터(경과 시간 검출 수단)
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-181358호 공보
본 발명은 공중 부유 미생물 바이러스 등의 제거가 가능한 공기 제균 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하고, 생성한 전해수에 의한 전해수 미스트를 공기 중에 확산시켜, 이 전해수 미스트를 공중 부유 미생물에 직접 접촉시켜 바이러스 등을 불활화하는 공기 제균 장치가 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-181358호 공보
그러나, 종래의 것은 전기 분해 전의 물과 전기 분해 후의 물에서의 활성 산 소종의 농도가 크게 다르기 때문에, 물 교환 후인지 여부에 의해 활성 산소종의 농도에 변동이 생겨 제균 효과가 저하되어 버리는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 전해수에 포함되는 활성 산소종의 농도를 정밀도 좋게 목표 농도로 제어 가능한 공기 제균 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 물을 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하고 이 전해수를 기액 접촉 부재에 공급하고 이 기액 접촉 부재에 실내의 공기를 송풍하여 전해수에 접촉시킨 공기를 실내에 취출하는 공기 제균 수단과, 전기 분해 전의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제1 운전 모드와 전기 분해 후의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제2 운전 모드로 전기 분해의 운전 모드를 절환하는 절환 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 경우에 있어서, 상기 공기 제균 수단 내의 물이 교환되었는지 여부를 검출하는 물 교환 검출 수단을 구비하고, 상기 절환 수단은 상기 물 교환 검출 수단에 의해 물이 교환되었다고 검출된 후의 첫회 운전시에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제1 운전 모드로 해도 좋다. 상기 절환 수단은 전회의 전기 분해로부터의 경과 시간이 활성 산소종의 농도가 전기 분해 전의 물과 동일 정도로 추정되는 미리 정한 시간을 경과하고 있는 경우에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제1 운전 모드로 해도 좋다. 상기 절환 수단은 전회의 전기 분해로부터의 경과 시간이 활성 산소종 의 농도가 전기 분해 전의 물보다 크고, 또한 목표 농도를 하회한다고 추정되는 미리 정한 시간을 경과하고 있는 경우에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제2 운전 모드로 해도 좋다. 상기 공기 제균 수단 내의 물의 도전율을 검출하는 도전율 검출 수단과, 전기 분해 전의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제1 정보와, 전기 분해 후의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제2 정보를 기억하는 기억 수단을 구비하고, 상기 제1 운전 모드의 경우, 상기 제1 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해하고, 상기 제2 운전 모드의 경우, 상기 제2 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해해도 좋다.
본 발명은 물을 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하고, 이 전해수를 기액 접촉 부재에 공급하고, 이 기액 접촉 부재에 실내의 공기를 송풍하여 전해수에 접촉시킨 공기를 실내에 취출하는 공기 제균 장치의 제어 방법에 있어서, 전기 분해 전의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제1 운전 모드와, 전기 분해 후의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제2 운전 모드로 전기 분해의 운전 모드를 절환하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
바닥 배치식 공기 제균 장치(1)를 도1에 도시한다. 이 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)는 상자형의 하우징(2)을 구비하고, 이 하우징(2)은 다리 부재(2A)와, 전방 패널(2B)과, 상부 패널(2C)을 포함하고, 이 상부 패널(2C)의 양측에는 조작 덮개(2D), 개폐 덮개(2E)가 각각 가로로 배치되어 있다. 또한, 전방 패널(2B)의 좌측 상부에는 각종 정보를 통지하기 위한 복수의 LED(50)를 구비하는 통지 패널(39)이 배치되어 있다.
이 하우징(2)의 하부에는 도2에 도시한 바와 같이 흡입구(3)가 배치되고, 이 흡입구(3)의 상방에는 프리 필터(3A)가 배치되어 있다. 이 프리 필터(3A)의 상방에는 송풍 팬(7)이 지지판(8)을 거쳐서 하우징(2)에 지지되어 있다. 이 지지판(8)의 상방에는 보수성이 높은 기액 접촉 부재(5)가 도3에 도시한 바와 같이 비스듬히 배치되어 있다. 이 기액 접촉 부재(5)와 송풍 팬(7) 사이에는 물 받침 접시(9)가 배치되고, 기액 접촉 부재(5)의 상방에는 가로로 긴 취출구(4)가 배치되어 있다.
이 기액 접촉 부재(5)는 도4에 도시한 바와 같이 공기가 유통하는 엘리먼트부(E)와, 이 엘리먼트부(E)를 지지하는 프레임부(F)로 형성되어 있다.
엘리먼트부(E)는 물결판 형상의 물결판 소재(5A)와 평판 형상의 평판 소재(5B)가 적층되어 구성된다. 이로 인해, 물결판 소재(5A)와 평판 소재(5B) 사이에 대략 삼각 형상의 복수의 개구(5F)가 형성된다.
프레임부(F)는 기액 접촉 부재(5)의 양단부 프레임을 구성하는 한 쌍의 프레임 소재(5D)와, 한쪽 프레임 소재(5D)의 상부를 관통하고 다른 쪽 프레임 소재(5D)에 선단부가 고정되는 전해수 공급관(17)과, 이 전해수 공급관(17)을 덮도록 한 쌍의 프레임 소재(5D)의 상단부 사이에 고정되어 기액 접촉 부재(5)의 상부 프레임을 구성하는 커버(5G)를 구비하고, 이 커버(5G)는 전해수 공급관(17)의 하방에 배치되 는 제1 분류 시트(5C)를 지지하고 있다. 또한, 상기 엘리먼트부(E)는 한 쌍의 프레임 소재(5D) 사이에 배치되고, 이 엘리먼트부(E)의 상면에는 복수매의 제2 분류 시트(5E)가 배치되어 있다.
상기 물결판 소재(5A), 평판 소재(5B), 제1 분류 시트(5C) 및 제2 분류 시트(5E)는 액체의 침투성을 갖는 섬유 소재에 의해 형성되어 있다. 제1 분류 시트(5C)에는 전해수 공급관(17)에 형성된 다수의 살수 구멍(도시하지 않음)으로부터 토출되는 전해수가 적하되고, 이에 의해 전해수가 제1 분류 시트(5C) 전체에 확산되어 전해수가 엘리먼트부(E)의 상면 전체에 낙하한다. 이 낙하된 전해수는 제2 분류 시트(5E)에 침투하여 제2 분류 시트(5E) 전체에 확산되어 엘리먼트부(E)의 상부 전체에 전해수를 공급하고, 이에 의해 전해수가 엘리먼트부(E)의 물결판 소재(5A) 및 평판 소재(5B)의 전체에 침투하도록 되어 있다.
여기서, 물결판 소재(5A), 평판 소재(5B), 제1 분류 시트(5C) 및 제2 분류 시트(5E)의 소재에는 전해수에 의한 열화가 적은 소재, 예를 들어 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 등), PET(폴리에틸렌테레프탈라이트) 수지, 염화비닐 수지, 불소계 수지(PTFE, PFA, ETFE 등) 또는 세라믹스계 재료 등의 소재가 사용되고, 본 구성에서는 PET 수지가 사용되고 있다. 또, 전해수는 방균성을 발휘하므로, 기액 접촉 부재(5)에는 방균제의 도포가 불필요하다.
기액 접촉 부재(5)의 경사각(θ)은 도3에 도시한 바와 같이 30°이상인 것이 바람직하다. 그 이하의 경사각(θ)의 경우, 적하된 전해수가 기액 접촉 부재(5)의 경사를 따라 흐르지 않고 하방으로 낙하한다. 또한, 경사각(θ)이 90°에 근접한 경우, 기액 접촉 부재(5)를 통과하는 송풍 경로가 수평에 가까워지고, 그 만큼 상방으로의 취출이 곤란해진다. 이 취출 방향을 수평에 근접시킨 경우, 취출 공기를 멀리 송풍할 수 없게 되어, 후술하는 바와 같이 큰 공간의 제균에 적합한 장치가 되지 않는다. 경사각(θ)은 80°＞ θ ＞ 30°가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 75°＞ θ ＞ 55°이고, 본 구성에서는 약 57°이다.
도5의 (A) 및 도5의 (B)는 기액 접촉 부재(5)에 전해수를 적하하는 전해수 공급 기구를 도시한다.
기액 접촉 부재(5)의 하방에는 물 받침 접시(9)가 배치되고, 이 물 받침 접시(9)에는 급수 탱크 지지 접시(10)가 연접되어 있다. 이 급수 탱크 지지 접시(10)에는 상기 지지 접시(10) 내에 염소 이온을 포함하는 수돗물을 공급하는 급수 탱크(11)와, 순환 펌프(13)가 배치되어 있다. 이 순환 펌프(13)에는 전해조(31)가 접속되고, 이 전해조(31)에는 전해수 공급관(17)이 접속되어 있다.
도5의 (A)에 도시한 바와 같이, 전해조(31)는 물 받침 접시(9) 및 급수 탱크 지지 접시(10)보다 상방에 배치되고, 전해조(31)에는 순환 펌프(13)가 운전을 개시하면, 급수 탱크 지지 접시(10)로부터 빨아올려진 물이 저류되고, 순환 펌프(13)가 운전을 정지하면, 전해조(31) 내의 물은 중력에 의해 급수 탱크 지지 접시(10)에 자연 낙하하여 전해조(31)가 비게 된다.
이 전해조(31)에는 도5의 (B)에 도시한 바와 같이 한쪽이 플러스, 다른 쪽이 마이너스가 되는 쌍의 전극(32, 33)을 교대로 구비하고, 전극(32, 33)은 통전된 경우, 전해조(31)에 유입한 수돗물을 전기 분해하여 활성 산소종을 생성시킨다. 여 기서, 활성 산소종이라 함은, 통상의 산소보다도 높은 산화 활성을 갖는 산소와, 그 관련 물질의 것으로, 수퍼옥시드아니온, 일중항 산소, 히드록실라디칼, 혹은 과산화수소 등의 소위 협의의 활성 산소에 오존, 차할로겐산 등의 소위 광의의 활성 산소를 포함한 것으로 한다. 전해조(31)는 기액 접촉 부재(5)에 접근하여 배치되고, 수돗물을 전기 분해하여 생성된 활성 산소종을 바로 기액 접촉 부재(5)에 공급할 수 있도록 구성된다.
전극(32, 33)은 예를 들어 베이스가 Ti(티탄)이고 피막층이 Ir(이리듐), Pt(백금)로 구성된 전극판이며, 이 전극(32, 33)에 흐르는 전류치는 전류 밀도로 수 mA(밀리암페어)/㎠(평방 센티미터) 내지 수십 mA/㎠가 되도록 설정되고, 소정의 유리 잔류 염소 농도[예를 들어 1 ㎎(밀리그램)/l(리터)]를 발생시킨다.
상세하게 서술하면, 상기 전극(32, 33)에 의해 수돗물에 통전하면, 캐소드 전극에서는,
4H+ + 4e- + (4OH-) → 2H2 + (4OH-)
의 반응이 일어나고, 애노드 전극에서는,
2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
의 반응이 일어나는 동시에,
물에 포함되는 염소 이온(수돗물에 미리 첨가되어 있는 것)이,
2Cl- → Cl2 + 2e-
와 같이 반응하고, 또한 이 Cl2는 물과 반응하고,
Cl2 + H2O → HClO + HCl
이 된다.
따라서, 전극(32, 33)에 통전함으로써 살균력이 큰 HClO(차아염소산)을 발생시키고, 이 차아염소산이 공급된 기액 접촉 부재(5)에 공기를 통과시킴으로써, 이 기액 접촉 부재(5)에서 잡균이 번식하는 것을 방지할 수 있고, 기액 접촉 부재(5)를 통과하는 공기 중에 부유하는 바이러스를 불활화할 수 있다. 또한, 공기 중의 악취도 기액 접촉 부재(5)를 통과할 때에, 차아염소산과 반응하여 이온화되어 용해되므로 공기가 탈취된다. 즉, 전해조(31), 기액 접촉 부재(5), 송풍 팬(7), 순환 펌프(13)는 공기 제균 기구(공기 제균 수단)(12)를 구성하고 있다.
바닥 배치식 공기 제균 장치(1)는 이 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 각 부를 중추적으로 제어하는 제어부(30)를 구비하고 있다. 도6은 제어부(30)와 그 주변 구성을 도시하는 블럭도이다.
제어부(30)는 마이크로 컴퓨터(34), 기억부(35), 입력부(36), 출력부(37) 및 타이머 카운터(38)를 구비하고, 조작 덮개(2D)를 개방하면 노출되는 조작 패널(40)을 거쳐서 사용자로부터 각종 지시를 입력한다.
조작 패널(40)은 물 교환 버튼 스위치를 구비하고, 이 스위치는 사용자가 공기 제균 기구(12) 내의 물을 교환하였을 때에 조작하는 것이다. 이 물 교환 버튼 스위치의 조작을 검출함으로써 제어부(30)는 물 교환을 검출한다.
마이크로 컴퓨터(34)는 사용자로부터의 각종 지시 등에 따라서, EEPROM 등의 불휘발성 메모리인 기억부(35)에 미리 기억되어 있는 제어 프로그램을 기초로 하여 전해조(31), 송풍 팬(7), 순환 펌프(13) 등을 제어하는 것이다.
입력부(36)는 전극(32, 33), 조 온도 센서(44), 전해조 플로트 스위치(42) 및 물 받침 접시 플로트 스위치(43)로부터의 검출 신호가 입력되는 인터페이스이고, 출력부(37)는 전극(32, 33)에 전력을 출력하는 전력 공급 수단으로서 기능한다.
마이크로 컴퓨터(34)는 입력부(36)를 거쳐서 물 받침 접시 플로트 스위치(43)로부터 물 없음의 검출 신호를 입력하면 급수 요구를 발행하여 통지 패널(39)에 배치된 급수 통지 램프(도시하지 않음)를 점등시킨다.
타이머 카운터(38)는 제어부(30)의 제어 하, 전회의 전해 운전이 종료된 후의 경과 시간[이하, 전극 정지 시간(t0)이라 함]을 카운트한다.
또, 마이크로 컴퓨터(22), 기억부(35), 입력부(36), 출력부(37) 및 타이머 카운터(38)는 기판에 실장되어, 도시하지 않은 전장 박스에 수납되어 있다.
다음에, 이 제어부(30)에 접속되는 전원(41), 조 온도 센서(44), 전해조 플로트 스위치(42), 물 받침 접시 플로트 스위치(43), 전극(32, 33), 통지 패널(39)을 설명한다.
전원(41)은 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)를 동작시키기 위한 전원이며, 조작 패널(40)의 전원 스위치가 투입되면, 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 각 부에 동작 전력을 공급한다.
조 온도 센서(44)는 전해조(31) 내에 배치되어 전해조(31) 내의 전해수의 온도를 검출한다.
전해조 플로트 스위치(42)는 전해조(31) 내에 미리 정해진 허가 수위 이상의 전해수가 있는지 여부를 검출함으로써, 전해조(31) 내의 물의 유무를 검출한다.
물 받침 접시 플로트 스위치(43)는 물 받침 접시(9) 내에 미리 정해진 허가 수위 이상의 전해수가 있는지 여부를 검출함으로써, 전해조(31) 내의 물의 유무를 검출한다.
전해조(31)에 설치된 전극(32, 33)은 수돗물의 전기 분해에 사용될 뿐만 아니라, 전해수의 도전율을 검출하기 위한 검출용 전극으로서도 사용된다.
통지 패널(39)은 복수의 LED(50)를 구비하여 운전 중인 취지를 통지하거나, 각종 경고를 행하거나 하는 통지 수단으로서 기능한다. 이 통지 패널(39)(도1)의 상단에는 LED(50)로서, 운전 중인 취지를 통지하는 녹색 램프, 급수 탱크(11)로의 급수를 재촉하는 적색 램프, 프리 필터(3A)의 메인터넌스 시기를 통지하는 적색 램프, 물 받침 접시(9)의 물 교환을 재촉하는 적색 램프를 구비한다. 또한, 통지 패널(39)의 하단에는 전극(32, 33)의 열화에 수반하는 메인터넌스 시기를 통지하는 적색 램프(도1)와, 기액 접촉 부재(5)의 열화에 수반하는 메인터넌스 시기를 통지하는 적색 램프(도1)를 구비한다.
다음에, 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 공기 제균시의 동작을 설명한다.
도1에 있어서, 조작 덮개(2D)를 개방하면, 도시를 생략한 조작 패널(40)이 내측에 설치되어 있고, 이 조작 패널(40)을 조작함으로써 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 운전이 개시된다. 이 운전이 개시되면, 도5의 (A)에 도시한 바와 같이 순환 펌프(13)가 구동되어 급수 탱크 지지 접시(10)에 모인 수돗물이 전해조(31)에 공급된다.
이 전해조(31)에서는 전극(32, 33)에의 통전에 의해 수돗물이 전기 분해되어 활성 산소종을 포함하는 전해수가 생성된다. 이 전해수는 전해수 공급관(17)의 살수 구멍(도시하지 않음)을 경유하여 확산 구멍(5C) 내에 살수되고, 여기로부터 기액 접촉 부재(5)의 상부 모서리부에 침투하여 하부를 향해 서서히 침투한다.
기액 접촉 부재(5)로부터 적하된 전해수는 물 받침 접시(9)가 받아 물 받침 접시(9)의 일단부측 경사면에 의해 급수 탱크 지지 접시(10) 내로 유입하고, 그곳에 저류된다. 본 구성에서는 물이 순환식으로 되어 있고, 증발 등에 의해 수량이 감소한 경우, 급수 탱크(11) 내의 수돗물이 급수 탱크 지지 접시(10)에 적정량 공급된다. 이 급수 탱크(11)는 개폐 덮개(2E)(도1 참조)를 개방하여 취출 가능하게 배치되고, 이 급수 탱크(11)를 취출하여 수돗물의 보급이 가능해진다.
전해수가 침투한 기액 접촉 부재(5)에는 송풍 팬(7)을 경유하여 화살표 X로 나타낸 바와 같이 실내의 공기가 공급된다. 이 실내의 공기는 기액 접촉 부재(5)에 침투한 전해수 중의 활성 산소종에 접촉하거나 혹은 근방을 통과하여 다시 실내에 취출된다. 이 활성 산소종은 바이러스, 화분 및 진드기 배설물이나 사해 등의 알레르기 물질을 억제하는 기능을 갖고, 예를 들어 공기 중에 인플루엔자 바이러스가 부유한 경우, 그 감염에 필수의 상기 바이러스의 표면 단백(스파이크)을 파괴, 소실(제거)하고, 이것을 파괴하면, 인플루엔자 바이러스와, 상기 바이러스가 감염 되는 데 필요한 수용체(리셉터)가 결합하지 않게 되고, 이에 의해 감염이 저지된다. 실증 시험의 결과, 인플루엔자 바이러스가 부유한 공기를 본 구성의 기액 접촉 부재(5)에 통과시킨 경우, 상기 바이러스를 99 ％ 이상 제거할 수 있는 것이 판명되었다.
그런데, 전기 분해 전의 물과, 전기 분해 후의 물에서는 차아염소산의 농도가 크게 다르기 때문에, 전해 운전이 동일한 경우, 농도에 변동이 생겨 안정된 제균 운전을 행할 수 없다. 또한, 차아염소산의 농도는 물 교환을 행한 경우뿐만 아니라, 시간의 경과와 함께 저하되므로, 공기 제균 기구(12)를 순환하는 전해수는 전극 정지 시간(t0)이 짧은 경우와, 전극 정지 시간(t0)이 긴 경우에 동일한 전해 운전을 하는 경우에도 차아염소산의 농도에 변동이 생겨 안정된 제균 운전을 행할 수 없다.
도7은 전기 분해 전의 물의 도전율(B)과 전해 제어 시간(t1)과의 대응 관계를 기술한 테이블 데이터(T1)를 나타내고 있다. 전해 제어 시간(t1)은 전기 분해 전의 도전율(B)의 물을 전기 분해하여 목표 농도의 차아염소산을 생성 가능한 시간이며, 이 관계는 실험 등에 의해 구할 수 있다. 본 구성에서는, 도전율(B)이 100(μS/㎝) 이하일 때의 전해 제어 시간(t1)을 값 a1로 설정하고, 도전율(B)의 값이 101 내지 200(μS/㎝)일 때의 전해 제어 시간(t1)을 값 b1로 설정하고, 도전율(B)의 값이 201 내지 250(μS/㎝)일 때의 전해 제어 시간(t1)을 값 c1로 설정하고, 도전율(B)이 251(μS/㎝) 이상일 때의 전해 제어 시간(t1)을 값 d1로 설정하고 있고, 이 테이블 데이터(T1)는 기억부(35)에 기억된다.
또한, 도8은 전기 분해 후의 물의 도전율(B)과 전해 제어 시간(t2)과의 대응 관계를 기술한 테이블 데이터(T2)를 나타내고 있다. 전해 제어 시간(t2)은 전기 분해 전의 도전율(B)의 물을 전기 분해하여 목표 농도의 차아염소산을 생성 가능한 시간이며, 이 관계는 실험 등에 의해 구할 수 있다. 본 구성에서는, 도전율(B)이 100(μS/㎝) 이하일 때의 전해 제어 시간(t2)을 값 a2로 설정하고, 도전율(B)의 값이 101 내지 200(μS/㎝)일 때의 전해 제어 시간(t2)을 값 b2로 설정하고, 도전율(B)의 값이 201 내지 250(μS/㎝)일 때의 전해 제어 시간(t2)을 값 c2로 설정하고, 도전율(B)이 251(μS/㎝) 이상일 때의 전해 제어 시간(t2)을 값 d2로 설정하고 있고, 이 테이블 데이터(T2)는 기억부(35)에 기억된다.
도9는 제어부(30)의 운전 모드의 절환을 행할 때의 동작 처리를 나타내는 흐름도이다. 또, 이 동작 처리는 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 전원이 투입되면 반복 실행된다. 여기서, 이 운전 모드는 전기 분해의 운전 모드이며, 도7에 나타내는 테이블 데이터(T1)를 기초로 하여 전해 제어 시간(t1)을 설정하고 이 전해 제어 시간(t1)만큼 전기 분해하는 개시 운전 모드와, 도8에 도시하는 테이블 데이터(T2)를 기초로 하여 전해 제어 시간(t2)을 설정하고 이 전해 제어 시간(t2)만큼 전기 분해하는 정상 운전 모드를 갖고 있다.
우선, 바닥 배치식 공기 제균 장치(1)의 전원이 투입되면, 제어부(30)는 물 교환 후의 첫회의 운전인지 여부를 판정한다(단계 Sa1). 이 판정은 후술하는 기억부(35)에 기억된 개시 운전 완료 플래그의 온/오프를 기초로 하여 행해진다. 첫회의 운전이 아닌 경우(단계 Sa1 : 아니오), 제어부(30)는 전극 정지 시간(t0)이 활 성 산소종의 농도가 전기 분해 전의 물과 동일 정도라 추정되는 미리 정한 시간(본 예에서는 12 시간)이 경과하였는지를 판정한다(단계 Sa2).
단계 Sa1에서 물 교환 후의 첫회의 운전이라 판정한 경우(단계 Sa1 : 예), 혹은 단계 Sa2에서 전극 정지 시간(t0)이 12시간보다도 길다고 판정한 경우(단계 Sa2 : 예), 차아염소산의 농도가 전기 분해 전의 물과 동일 정도라 추정되므로, 제어부(30)는 전기 분해 전의 물에 적합한 전해 제어 시간(t1)을 결정하는 이하의 처리를 행한다.
즉, 제어부(30)는 순환 펌프(13)에 의해 전해조(31)에 공급된 물의 도전율(B)을 전극(32, 33)을 이용하여 검출하고(단계 Sa3), 기억부(35)에 기억되어 있는 테이블 데이터(T1)를 참조하여 검출한 도전율(B)에 대응하는 전해 제어 시간(t1)을 특정한다(단계 Sa4).
전해 제어 시간(t1)을 특정하면, 제어부(30)는 개시 운전 모드로 전해 운전을 개시하고(단계 Sa5), 즉 전해 제어 시간(t1)이 경과할 때까지 전극(32, 33)에 전력을 공급한다(단계 Sa6).
전극 제어 시간(t1)이 경과하여 개시 운전 모드에 의한 전해 운전이 종료된 경우, 제어부(30)는 기억부(35)의 미리 정한 영역에 격납되는 개시 운전 완료 플래그를 온으로 설정한다(단계 Sa7). 이 개시 운전 완료 플래그의 온은 개시 운전 모드의 완료를 나타내고, 사용자가 공기 제균 기구(12)를 순환하는 물의 교환을 행하고, 조작 패널(40)에 설치된 물 교환 버튼 스위치를 조작하면, 제어부(30)는 개시 운전 완료 플래그를 오프로 설정한다.
한편, 단계 Sa2에서 전극 정지 시간이 12 시간 이하로 판정된 경우(단계 Sa2 : 아니오), 차아염소산의 농도가 전기 분해 전의 물보다도 높다고 추정되고, 제어부(30)는 전극 정지 시간(t0)이 60분 이상인지 여부를 판정한다(단계 Sa8). 전극 정지 시간(t0)이 60분 미만으로 판정된 경우(단계 Sa8 : 아니오), 차아염소산의 농도가 목표 농도를 충족시키고 있다고 추정되므로, 제어부(30)는 일련의 처리를 종료한다.
한편, 전극 정지 시간(t0)이 60분 이상인 경우(단계 Sa8 : 예), 차아염소산의 농도가 목표 농도를 충족시키고 있지 않다고 추정되므로, 제어부(30)는 차아염소산의 농도가 목표 농도를 충족시키는데 적합한 전해 제어 시간(t2)을 결정하는 이하의 처리를 행한다.
즉, 제어부(30)는 순환 펌프(13)에 의해 전해조(31)에 공급된 물의 도전율(B)을 전극(32, 33)을 이용하여 검출하고(단계 Sa9), 기억부(35)에 기억되어 있는 테이블 데이터(T2)를 참조하여 검출한 도전율(B)에 대응하는 전해 제어 시간(t2)을 특정한다(단계 Sa10).
전해 제어 시간(t2)을 특정하면, 제어부(30)는 정상 운전 모드로 전해 운전을 개시하고(단계 Sa11), 즉 전해 제어 시간(t2)이 경과할 때까지 전극(32, 33)에 전력을 공급한다(단계 Sa12).
이상 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따르면, 물 교환을 행한 경우 및 전회의 전해 운전으로부터의 경과 시간이 긴 경우에 전기 분해 전의 물에 최적의 개시 운전 모드로 운전을 행하고, 또한 전회의 전해 운전으로부터의 경과 시간이 짧 은 경우에 전기 분해 후의 물에 최적의 정상 운전 모드로 운전을 행하므로, 전해수에 포함되는 차아염소산의 농도를 정밀도 좋게 목표 농도로 제어할 수 있고, 차아염소산의 농도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 안정된 제균 능력을 확보할 수 있다.
또한, 전해수의 도전율을 검출하고, 검출한 도전율에 대응하는 차아염소산의 농도를 추정하기 위해 한층 전해수에 포함되는 차아염소산의 농도를 정밀도 좋게 목표 농도로 제어할 수 있다.
이상, 일 실시 형태를 기초로 하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 활성 산소종으로서 오존(O3)이나 과산화수소(H2O2)를 발생시키는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 전극으로서 백금 탄탈 전극을 이용하면, 이온종이 희박한 물로부터 전기 분해에 의해 고효율로 안정되어 활성 산소종을 생성할 수 있다.
이 때, 애노드 전극에서는,
2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
의 반응과 동시에,
3H2O → O3 + 6H+ + 6e-
2H2O → O3 + 4H+ + 4e-
의 반응이 일어나 오존(O3)이 생성된다. 또한 캐소드 전극에서는,
4H+ + 4e- + (4OH-) → 2H2 + (4OH-)
O2 - + e- + 2H+ → H2O2
와 같이, 전극 반응에 의해 O2 -가 생성된 O2 -와 용액 중의 H+가 결합하여 과산화수소(H2O2)가 생성된다.
이 구성에서는, 전극에 통전함으로써, 살균력이 큰 오존(O3)이나 과산화수소(H2O2)가 발생하고, 이들 오존(O3)이나 과산화수소(H2O2)를 포함한 전해수를 만들 수 있다. 이 전해수 중에 있어서의 오존 혹은 과산화수소의 농도를 대상 바이러스 등을 불활화시키는 농도로 조정하고, 이 농도의 전해수가 공급된 기액 접촉 부재(5)에 공기를 통과시킴으로써 공기 중에 부유하는 대상 바이러스 등을 불활화할 수 있다. 또한, 악취도 기액 접촉 부재(5)를 통과할 때에, 전해수 중의 오존 또는 과산화수소와 반응하여 이온화하여 용해함으로써, 공기 중으로부터 제거되어 탈취된다.
상기 실시 형태에서는 도전율(B)의 범위마다 전해 제어 시간(t1, t2)이 기술된 테이블 데이터(T1, T2)를 기억하는 경우를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 도전율(B)로부터 전해 제어 시간(t1, t2)을 얻기 위한 산출식을 기억하고, 이 산출식을 기초로 하여 전해 제어 시간(t1, t2)을 특정해도 좋다. 여기서, 도10에 도시한 바와 같이 수돗물은 지방에 의해 염소 농도나 도전율에 변동이 있으므로 도전율(B)로부터 전해 제어 시간(t1, t2)을 특정하는 하나의 식을 특정하는 것이 어렵다. 이 경우, 도10에 도시한 바와 같이 각 지방의 수돗물의 변동하는 범위를 특정하고, 이 범위의 평균적인 특성 곡선(K1)을 수돗물의 특성으로 간주하여, 이 특성 곡선(K1)으로부터 산출식을 특정해도 좋다.
여기서, 특성 곡선(K1)은 염소 농도를 평균치로 간주하므로, 특성 곡선(K1)으로부터 얻어진 산출식에 따르면, 활성 산소종이 목표 농도의 전해수를 평균적으로 얻을 수 있다.
또한, 상기 범위의 하부 모서리에 따른 특성 곡선(K2)을 수돗물의 특성으로 간주하고, 이 특성 곡선(K2)으로부터 산출식을 특정해도 좋다. 이 특성 곡선(K2)은 염소 농도를 낮다고 간주하므로 이 특성 곡선(K2)으로부터 얻은 산출식에 따르면, 적어도 활성 산소종이 목표 농도 이상의 전해수를 얻을 수 있다.
또한, 상기 범위의 상부 모서리에 따른 특성 곡선(K3)을 수돗물의 특성으로 간주하고, 이 특성 곡선(K3)으로부터 산출식을 특정해도 좋다. 이 특성 곡선(K3)은 염소 농도를 높다고 간주하므로, 이 특성 곡선(K3)으로부터 얻은 산출식에 따르면, 전해 제어 시간(t1, t2)을 짧게 할 수 있다.
상기 실시 형태에서는 전해 제어 시간을 변경하여 다양한 물에 포함되는 활성 산소종의 농도를 목표 농도로 제어하는 경우를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 전극(32, 33)에 공급하는 전류치 등의 전력을 변경하도록 해도 좋다.
본 발명에서는, 전기 분해되기 전의 물과, 전기 분해된 후의 물로 전해 운전을 절환하므로, 전해수에 포함되는 활성 산소종의 농도를 정밀도 좋게 목표 농도로 제어할 수 있다.

Claims (8)

  1. 물을 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하고 이 전해수를 기액 접촉 부재에 공급하고 이 기액 접촉 부재에 실내의 공기를 송풍하여 전해수에 접촉시킨 공기를 실내에 취출하는 공기 제균 수단과, 전기 분해 전의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제1 운전 모드와 전기 분해 후의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제2 운전 모드로 전기 분해의 운전 모드를 절환하는 절환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공기 제균 수단 내의 물이 교환되었는지 여부를 검출하는 물 교환 검출 수단을 구비하고, 상기 절환 수단은 상기 물 교환 검출 수단에 의해 물이 교환되었다고 검출된 후의 첫회 운전시에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제1 운전 모드로 하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 절환 수단은 전회의 전기 분해로부터의 경과 시간이 활성 산소종의 농도가 전기 분해 전의 물과 동일 정도로 추정되는 미리 정한 시간을 경과하고 있는 경우에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제1 운전 모드로 하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 절환 수단은 전회의 전기 분해로부터의 경과 시간이 활성 산소종의 농도가 전기 분해 전의 물과 동일 정도로 추정되는 미리 정한 시간을 경과하고 있는 경우에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제1 운전 모드로 하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절환 수단은 전회의 전기 분해로부터의 경과 시간이 활성 산소종의 농도가 전기 분해 전의 물보다 크고, 또한 목표 농도를 하회한다고 추정되는 미리 정한 시간을 경과하고 있는 경우에 전기 분해의 운전 모드를 상기 제2 운전 모드로 하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 제균 수단 내의 도전율을 검출하는 도전율 검출 수단과, 전기 분해 전의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제1 정보와 전기 분해 후의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제2 정보를 기억하는 기억 수단을 구비하고, 상기 제1 운전 모드의 경우, 상기 제1 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해하고, 상기 제2 운전 모드의 경우, 상기 제2 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 공기 제균 수단 내의 도전율을 검출하는 도전율 검출 수단과, 전기 분해 전의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제1 정보와, 전기 분해 후의 물의 도전율로부터 목표 농도의 활성 산소종을 생성하는 제어 시간을 특정하기 위한 제2 정보를 기억하는 기억 수단을 구비하고, 상기 제1 운전 모드의 경우, 상기 제1 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해하고, 상기 제2 운전 모드의 경우, 상기 제2 정보를 기초로 하는 제어 시간에 상기 공기 제균 수단 내의 물을 전기 분해하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
  8. 물을 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하고, 이 전해수를 기액 접촉 부재에 공급하고, 이 기액 접촉 부재에 실내의 공기를 송풍하여 전해수에 접촉시킨 공기를 실내에 취출하는 공기 제균 장치의 제어 방법에 있어서, 전기 분해 전의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제1 운전 모드와, 전기 분해 후의 물을 전기 분해에 의해 활성 산소종을 목표 농도로 제어하는 제2 운전 모드로 전기 분해의 운전 모드를 절환하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치의 제어 방법.
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