WO2020071433A1 - 金属イオン水散布装置 - Google Patents

金属イオン水散布装置

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WO2020071433A1
WO2020071433A1 PCT/JP2019/038946 JP2019038946W WO2020071433A1 WO 2020071433 A1 WO2020071433 A1 WO 2020071433A1 JP 2019038946 W JP2019038946 W JP 2019038946W WO 2020071433 A1 WO2020071433 A1 WO 2020071433A1
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WO
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ion water
metal ion
tank
vibration
water
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Application number
PCT/JP2019/038946
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French (fr)
Inventor
真 都甲
中西　康介
開人 荒木
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing liquids as carriers, diluents or solvents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18—Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a metal ion water spraying apparatus for spraying metal ion water capable of effectively suppressing the growth of microorganisms.
  • Silver ion water has already been demonstrated to be effective in killing fungi and suppressing the growth of bacteria, and when a sufficient amount of silver is adhered to the wall surface, the effect of sterilizing and inhibiting the growth of bacteria can be obtained over a long period of time. I know it can be done. For this reason, it can be said that the use of silver ion water is desirable as an antibacterial agent for preventing the occurrence and reproduction of mold.
  • Patent Literature 1 discloses an apparatus that sprays silver ion mist into a bathroom.
  • the device disclosed in Patent Literature 1 is a stationary device with a mist sauna function installed on the ceiling of a bathroom, cannot be used outside the bathroom, and is concentrated on a specific location. Neither can it be sprayed with silver ionized water.
  • Patent Literature 2 discloses a device that is portable and that can spray silver ion water toward an object to be cleaned. This apparatus can be used outside the bathroom, and can spray silver ion water concentrated on a specific location.
  • the apparatus disclosed in Patent Document 2 has a configuration in which an ion elution unit is arranged in a spray path. This ion elution unit is for electrolyzing water with a silver electrode to generate water containing silver ions (silver ion water).
  • Patent Document 2 Since the device disclosed in Patent Document 2 has a configuration in which the ion elution unit is arranged in the spray path, it is difficult to adjust the ion concentration in silver ion water. In particular, there is a problem that it is difficult to increase the concentration of silver ions in order to enhance the antibacterial action.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a metal ion water spraying device capable of efficiently generating high concentration metal ion water.
  • the metal ion water spraying apparatus of this invention contains the tank which stores water, the spraying part which sprays the water stored in the said tank toward an external object, and the storage in the said tank.
  • An ion water generation mode is provided in which the metal ion water generation unit generates metal ion water in the tank while generating vibration by the vibration unit without spraying.
  • the metal ion water is generated in the tank without spraying the metal ion water, whereby the concentration of the metal ion water can be easily adjusted, and the high concentration of the metal ion water can be obtained. Water can also be generated.
  • vibration is transmitted to the tank by the vibrating section, so that metal ions can be efficiently diffused in the tank. The ability to generate ionized water (ion elution rate) is improved.
  • the vibration unit may include a dedicated vibration unit that generates vibration in the ion water generation mode and transmits the vibration to the tank.
  • the spraying unit may include a driving unit that generates vibration when driven, and the driving unit may be used as the vibration unit.
  • the number of components can be reduced by making the drive unit have two functions.
  • the spraying unit may be configured to pump up the water in the tank by a pump and spray the same, and may use a driving motor of the pump as the vibration unit.
  • the spraying unit atomizes and sprays water in the tank with an ultrasonic vibrator, and the ultrasonic vibrator also serves as the vibrating unit. be able to.
  • the metal ion water generating unit is a pair of metal electrode plates that are erected on the bottom surface of the tank and face each other. And the upper part is narrowed.
  • the metal ion water spraying apparatus of the present invention has an ion water generation mode of generating metal ion water in the tank while applying vibration without spraying the metal ion water. Can be generated efficiently.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the schematic structure inside the metal ion water spraying apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • (A), (b) is a figure which shows the water supply structure in a metal ion water spraying apparatus. It is a schematic diagram which shows the state which a metal ion elutes from a metal electrode plate in the ion water generation mode of a metal ion water spraying apparatus. It is a sectional view showing a modification of the metal ion water spraying device according to Embodiment 1, and showing a schematic internal configuration of the metal ion water spraying device.
  • (A)-(c) is a schematic view showing a state in which metal ions are eluted from a metal electrode plate.
  • (A), (b) is a waveform diagram which shows an example of the voltage applied to a metal electrode plate.
  • (A), (b) is a waveform diagram which shows an example of the voltage applied to a metal electrode plate. It is a sectional view showing a modification of the metal ion water spraying device according to Embodiment 1, and showing a schematic internal configuration of the metal ion water spraying device.
  • (A), (b) is a perspective view which shows the example of arrangement
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration inside metal ion water spraying apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 includes a water storage tank 111 inside a housing 110, and further includes a pair of metal electrode plates (metal ion water generation unit) 112 inside the tank 111.
  • metal ions are eluted into water from the anode metal electrode plate 112 by conducting electricity to the metal electrode plate 112 to perform electrolysis, and metal ion water is generated in the tank 111. it can.
  • the material of the metal electrode plate 112 is not particularly limited as long as it can generate metal ions having an antibacterial action, and silver, copper, zinc, or the like can be suitably used.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 further includes a water supply pipe 121, a spray nozzle 122, a pressing lever 123, and a vibrating section 131.
  • the water supply pipe 121 pumps water (metal ion water) in the tank 111 from the lower end thereof and supplies the water to the spray nozzle 122 provided at the end thereof.
  • the lower end of the water supply pipe 121 is inserted into the tank 111.
  • Spraying of metal ion water in the metal ion water spraying apparatus 100 is performed when the user operates the pressing lever 123. That is, when the user operates the pressing lever 123, the air pressure in the flow path in the water supply pipe 121 decreases, and the water in the tank 111 is pumped by the decrease in the air pressure in the flow path, and is sprayed from the spray nozzle 122. In this configuration, by manually spraying the metal ion water, the power saving and weight reduction of the metal ion water spraying apparatus 100 can be achieved, and an arbitrary amount of the metal ion water can be sprayed.
  • the water supply pipe 121, the spray nozzle 122, and the pressing lever 123 correspond to a spray unit described in the claims.
  • the spraying of the metal ion water is not limited to the manual type using the pressing lever 123, but may be an electric type using an electric pump.
  • the metal ion water sprayed from the spray nozzle 122 may be sprayed in a mist form, or may be sprayed in a shower form.
  • the user can directly spray the metal ion water to the target by holding the metal ion water spraying device 100 in hand and turning the spray nozzle 122 to the target of disinfection and antibacterial. it can.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 is provided so that the user can easily hold and operate the metal ion water spraying apparatus (easily spray metal ion water on an arbitrary area).
  • a handle is provided.
  • water is supplied to the tank 111 by forming the housing 110 by an upper housing 110A and a lower housing 110B that can be separated from each other. It is possible to adopt a configuration in which water is supplied from the upper surface opening of the housing lower part 110B when separated.
  • a water supply unit 113 communicating with the tank 111 may be provided in the housing 110 and water may be supplied from the water supply unit 113. In this case, it is possible to supply water to the tank 111 without making the housing 110 separable.
  • the water supply unit 113 is closed by the cap 114 when water is not supplied.
  • the vibrating section 131 vibrates the water in the tank 111 and / or the metal electrode plate 112 when the metal ion water is generated.
  • the operation of the vibration section 131 will be described later in detail.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 has a control unit, an operation unit, and a power supply unit (not shown).
  • the control section controls the entire metal ion water spraying apparatus 100, and controls the energization of the metal electrode plate 112 and the drive control of the vibration section 131.
  • the operation unit is provided outside the housing 110 of the metal ion water spraying device 100 and is used by a user to operate the metal ion water spraying device 100.
  • the power supply unit supplies power for driving the metal electrode plate 112 and the vibrating unit 131, and is preferably a primary battery such as an alkaline dry battery or a manganese dry battery, or a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery. Can be used.
  • the power supply unit is a secondary battery, the battery may be detachable from the metal ion water spraying device 100 or may be a built-in type. When a removable secondary battery is used, the battery can be charged while being detached from the metal ion water spraying device 100 by using a separate charger.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 can be driven by a commercial power supply, and in this case, the power supply unit may be an AC adapter for obtaining desired power from the commercial power supply.
  • the water in the tank 111 can be adjusted so as to have a desired concentration of metal ion water.
  • the ion concentration of the metal ion water to be generated is mainly set by the electrolysis time (time of energization to the metal electrode plate 112)
  • the user sets the electrolysis time by the operation unit.
  • the user sets a desired concentration (high concentration, medium concentration, low concentration, or the like) using the operation unit, and the control unit sets the electrolysis time according to the set concentration (and the amount of water in the tank 111). It may be.
  • the vibration unit 131 When operating in the ion water generation mode, the vibration unit 131 is driven to apply vibration to the tank 111, thereby improving the metal ion water generation capability. That is, a higher concentration of metal ion water can be generated in a shorter time.
  • this operation will be described. In the following description, a case where the material of the metal electrode plate 112 is silver (Ag) will be exemplified.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state in which electricity is supplied to the metal electrode plate 112 in the tank 111 in the ionized water generation mode, and Ag ions are eluted from the metal electrode plate 112 of the anode by electrolysis.
  • Ag + and Ag fine particle clouds (hereinafter, Ag fine particle clouds) are generated on the anode side of the metal electrode plate 112, and bubbles containing H2 are generated on the cathode side.
  • the bubbles generated at the cathode rise to the surface of the water, and the resulting water flow causes the Ag fine particle cloud generated at the anode to diffuse upward and laterally in the tank 111.
  • the diffusion action of the water flow by the bubbles is not so great, and it takes a relatively long time to uniformly diffuse Ag + and Ag in the tank 111 by this action alone. Therefore, a high-concentration Ag fine particle cloud exists around the anode metal electrode plate 112, and the Ag fine particle cloud reduces the ability to generate metal ion water (Ag elution rate). Further, it is considered that bubbles generated in the metal electrode plate 112 of the cathode do not float immediately after generation, but are attached to the surface of the metal electrode plate 112 until they grow to a certain size. Bubbles adhering to the surface of the metal electrode plate 112 also reduce the rate of the electrolytic reaction and reduce the ability to generate metal ion water.
  • the vibration unit 131 when operating in the ion water generation mode, can be driven to apply vibration to the water in the tank 111 and / or the metal electrode plate 112. .
  • the vibration section 131 can transmit vibration to the tank 111 via the housing 110 or the like, even if the vibration section 131 is not directly in contact with the tank 111. Due to this vibration, the diffusion of Ag + and Ag occurs in the tank 111, and the concentration of Ag + and Ag in the vicinity of the surface of the anode metal electrode plate 112 is reduced, so that the ability to generate metal ion water is improved.
  • the vibration also has a function of peeling air bubbles on the surface of the metal electrode plate 112 of the cathode, and it is expected that the function of generating metal ion water is also improved by this function.
  • the vibrating section 131 is disposed below the metal ion water spraying apparatus 100 (below the tank 111).
  • the location of the vibration unit 131 is not particularly limited.
  • the vibration unit 131 may be disposed above the metal ion water spraying apparatus 100 (above the tank 111). . That is, the vibration unit 131 can transmit vibration to the tank 111 via the housing 110 regardless of where the vibration unit 131 is disposed in the metal ion water spraying apparatus 100.
  • the number of vibrating sections 131 in the metal ion water spraying apparatus 100 is not particularly limited, and a plurality of vibrating sections 131 can be arranged in the metal ion water spraying apparatus 100.
  • the vibrating section 131 is arranged below the metal ion water spraying device 100 (for example, immediately below the metal electrode plate 112), it can be expected that vibrations are efficiently transmitted to the metal electrode plate 112.
  • the vibrating section 131 is disposed above the metal ion water spraying apparatus 100, it can be expected that vibration is efficiently transmitted to the metal electrode plate 112 not only through the housing 110 but also through the water supply pipe 121.
  • any vibrator can be used as long as it can generate vibration and propagate the vibration into the tank 111.
  • a motor that performs a rotary motion a pump that is driven by piezoelectric vibration, an ultrasonic vibrator that emits ultrasonic vibration, or the like can be used.
  • the vibrating section 131 is an ultrasonic vibrator, the vibrating section 131 may be disposed in contact with water in the tank 111 to directly generate (ultrasonic) vibration in the tank 111.
  • the vibrating section 131 is disposed above the metal ion water spraying apparatus 100, it is preferable to use a motor or a pump capable of generating large vibration at a low frequency.
  • the metal electrode plate 112 in the tank 111 As shown in FIG. It is desirable to be arranged so as to be substantially perpendicular to the bottom surface (vertically opposed arrangement).
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing a state in which Ag ions are eluted when the metal electrode plate 112 is vertically arranged near the upper part in the tank 111.
  • FIG. 5A since the metal electrode plate 112 is arranged near the water surface in the tank 111, even if the bubbles generated from the cathode float on the water surface to generate a water flow, the water flow generation region is short. For this reason, the diffusion effect of the water flow generated by the bubbles cannot be sufficiently obtained, and the ability to generate Ag ions is reduced as compared with the example of FIG.
  • FIGS. 5B and 5C show the case where the metal electrode plate 112 is horizontally opposed near the bottom surface in the tank 111 (the electrode facing surface is arranged so as to be substantially parallel to the bottom surface of the tank 111).
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state in which Ag ions are eluted.
  • the metal electrode plates 112 are horizontally opposed, bubbles generated at the lower cathode adhere to the upper anode (in the case of FIG. 5B) or are generated at the lower anode.
  • the Ag fine particle cloud adheres to the upper cathode (in the case of FIG. 5C)
  • the elution efficiency of Ag is reduced, and the ability to generate Ag ions is also reduced as compared with the example of FIG.
  • the rising of the bubbles on the water surface itself is hindered by the upper metal electrode plate 112, and the water flow is weakened. Therefore, the diffusion effect of the water flow caused by the bubbles is reduced.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of verifying the ability to generate Ag ions by changing the arrangement of the metal electrode plate 112 and the conditions for the presence or absence of vibration.
  • the metal electrode plate 112 was energized while applying vibration by the vibrating section 131 to generate Ag ions.
  • the metal electrode plate 112 is vertically opposed on the bottom surface in the tank 111, the first embodiment is an example in which the vibrating section 131 is disposed above the metal ion water spraying apparatus 100, and the second embodiment is the vibrating section 131. Is arranged below the metal ion water spraying device 100.
  • Comparative Examples 1 to 4 the generation of Ag ions was performed only by energizing the metal electrode plate 112 without applying vibration.
  • the metal electrode plates 112 are vertically opposed to each other.
  • the metal electrode plates 112 are arranged on the bottom surface in the tank 111.
  • the metal electrode plates 112 are arranged on the upper surface in the tank 111. The example of arrangement is shown.
  • the metal electrode plate 112 is horizontally arranged on the bottom surface in the tank 111, Comparative Example 3 shows an example in which the anode is arranged on the upper side, and Comparative Example 4 shows an example in which the anode is arranged on the lower side.
  • the vibration unit 131 is vibrated during the electrolysis for generating the ionized water.
  • the vibration unit 131 may be vibrated not only during the electrolysis but also immediately before or immediately after the start of the electrolysis. . This is because Ag fine particle clouds and bubbles still exist near the metal electrode plate 112 immediately after the end of the electrolysis, and if the next electrolysis is started in that state, there is a possibility that the ability to generate Ag ions immediately after the start is reduced. Because there is.
  • the generation of the metal ion water in the metal ion water spraying apparatus 100 is performed by energizing the metal electrode plate 112 in the tank 111. At this time, since metal ions are generated by elution of the metal electrode plate 112 of the anode, if the polarity of the metal electrode plate 112 is fixed, only one (anode side) metal electrode plate 112 is consumed. In order to prevent this, it is preferable to perform inversion control for inverting the polarity of the metal electrode plate 112.
  • the direction of the applied voltage is reversed every time the metal ion water spraying apparatus 100 is used, and the anode and the cathode are reversed.
  • the direction of the voltage may be reversed at predetermined time intervals during use of the metal ion water spraying apparatus 100 (during continuous energization of the metal electrode plate 112). By such inversion control, it is possible to prevent only one of the metal electrode plates 112 from being worn.
  • FIG. 7A it is conceivable that the direction of the applied voltage is reversed every time the metal ion water spraying apparatus 100 is used, and the anode and the cathode are reversed.
  • the direction of the voltage may be reversed at predetermined time intervals during use of the metal ion water spraying apparatus 100 (during continuous energization of the metal electrode plate 112).
  • the voltage waveform shown in FIG. 7 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the voltage waveform may not be a rectangular wave but another waveform such as a triangular wave or a trapezoidal wave.
  • the applied voltage immediately after the switching of the voltage direction may be set higher than other periods. .
  • the applied voltage immediately after the switching of the voltage direction may be set higher than other periods. .
  • a large amount of bubbles are generated at the time of switching, and the remaining metal ions can be more efficiently diffused.
  • FIG. 8B at the end of the ion water generation mode, an end operation in which the direction of the voltage of the metal electrode plate 112 is switched in a short period for a certain period may be performed.
  • metal ions can be efficiently diffused in the tank 111, and a uniform concentration of metal ion water can be obtained immediately after the end of the ion water generation mode.
  • the timing of switching the direction of the voltage be during the period during which vibration occurs.
  • the diffusion effect of the metal ions due to the switching of the voltage and the diffusion effect of the metal ions due to the vibration occur simultaneously, and a higher diffusion effect of the metal ions can be obtained by the synergistic effect.
  • the metal ion water spraying apparatus 100 shown in FIG. 9 has a recess 111A at the bottom of the tank 111, and the metal electrode plate 112 is disposed inside the recess 111A.
  • the upper part of the concave part 111A, that is, the upper part of the metal electrode plate 112 is covered with a cover 111B.
  • the cover 111B has an opening (preferably a large number of small holes) in at least a part thereof.
  • the tank space below the uppermost end of the metal electrode plate 112 (that is, the concave portion 111A) is narrowed, so that the generated metal ions are easily transported to the upper part of the tank (they are irresistible at the lower part of the tank) and are uniform. Metal ion water is easily generated.
  • the cover 111B is provided on the upper part of the concave portion 111A, the cover 111B can be used without the user touching the metal electrode plate 112, and an emergency failure can be prevented.
  • the metal electrode plate 112 arranged on the bottom of the tank 111 is attached to a support standing upright on the bottom surface of the tank, for example, as shown in FIG. It may be arranged. Alternatively, as shown in FIG. 10 (b), the metal electrode plate 112 itself may be arranged directly upright from the tank bottom. In the case where the metal electrode plate 112 itself is directly erected from the bottom surface of the tank, the vibration generated by the vibrating portion 131 can be expected to be easily transmitted from the tank 111 to the metal electrode plate 112.
  • the metal electrode plate 112 In the case where the metal electrode plate 112 itself is directly erected from the bottom of the tank, as shown in FIG. 11, the metal electrode plate 112 is not erected completely vertically from the bottom of the tank, but is slightly inclined. May be arranged. In this case, by tilting the metal electrode plate 112, the distance between the opposing metal electrode plates 112 is narrowed upward and widened downward. Thus, the speed and angle of the water flow generated by the bubbles generated from the metal electrode plate 112 can be adjusted, and uniform metal ion water can be quickly generated. Further, it is possible to prevent the metal electrode plate 112 from disappearing from the root.
  • the consumed metal electrode plate 112 needs to be replaced.
  • a part of the housing 110 can be separated as a housing bottom 110C, and the metal electrode plate 112 is mounted on the upper surface of the housing bottom 110C. It may be. With this configuration, the metal electrode plate 112 can be easily replaced while the housing bottom 110C is separated. Further, it is preferable that a control unit and a power supply unit are provided on the housing bottom 110C.
  • an electrode unit 110D in which the metal electrode plate 112 is integrated with a bottom member forming the bottom surface of the tank 111 may be separable from the housing bottom 110C.
  • the metal electrode plate 112 is separated from the control unit and the power supply unit by separating the electrode unit 110D.
  • the replacement of the metal electrode plate 112 is further facilitated by replacing the electrode unit 110D.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration inside metal ion water spraying apparatus 101 according to the second embodiment.
  • the metal ion water spraying apparatus 101 sprays metal ion water generated in the tank 111 by a pump 132, and also uses the pump 132 as a vibration unit that generates vibration in the ion water generation mode.
  • the pump 132 has two driving modes: a spray driving mode when spraying metal ion water and a vibration generating mode when generating metal ion water.
  • the water supply pipe 121, the spray nozzle 122, and the pump 132 correspond to a spray unit described in the claims.
  • the pump 132 is provided in the middle of the water supply pipe 121 as shown in FIG. 14, and the metal ion water spraying in the metal ion water spraying apparatus 101 is performed by driving the pump 132 in the spray driving mode. At this time, by driving the pump 132, water (metal ion water) in the tank 111 is pumped up from the lower end of the water supply pipe 121, and is sprayed from the spray nozzle 122 provided at the tip thereof.
  • the metal electrode plate 112 in the tank 111 is energized and the pump 132 is driven in the vibration generation mode.
  • the pump 132 driven in the vibration generation mode does not spray metal ion water, but only transmits vibration to the tank 111.
  • the following first or second method can be considered.
  • the motor output when the pump 132 is driven in the vibration generation mode is smaller than that in the spray drive mode. That is, by reducing the motor output, the water pumped from the tank 111 to the water supply pipe 121 does not reach the spray nozzle 122, and only vibration can be generated without spraying.
  • the pump 132 is described as an electric pump with a built-in motor, but the pump 132 may be connected to and driven by a separate drive motor. In any case, the drive motor that is the drive unit of the pump 132 functions as a vibration unit.
  • the vibration unit 131 described in the first embodiment may be provided, and both the pump 132 and the vibration unit 131 may generate vibration in the ionic water generation mode.
  • the vibrating section 131 is disposed as an ultrasonic vibrator below the metal ion water spraying apparatus 101, two types of vibrators having different locations and generated frequencies can be used together.
  • the control unit and the power supply unit are all arranged at the lower part of the housing, and the wiring connecting these to the pump 132 is housed in the wiring built-in unit 133. It can be. Further, the wiring built-in portion 133 may constitute a handle portion when the user sprays the metal ion water spraying device 101 while holding the device. With this configuration, the size of the metal ion water spraying device 101 can be reduced.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration inside metal ion water spraying apparatus 102 according to the third embodiment.
  • the metal ion water spraying apparatus 102 shown in FIG. 16 is configured to be capable of directly spraying metal ion water from the tank 111 instead of spraying the water in the tank 111 after sucking it up by a water supply pipe.
  • the tank 111 provided in the metal ion water spraying device 102 has a discharge port 111a on the lower side surface of the housing of the metal ion water spraying device 102.
  • the discharge port 111a is provided with an ultrasonic atomizing unit 134 including a metal mesh 134A and an ultrasonic vibrator 134B.
  • the ultrasonic atomizing unit 134 corresponds to the spraying unit described in the claims
  • the ultrasonic vibrator 134B corresponds to the driving unit described in the claims.
  • a control unit 140, a power supply unit 141, an operation unit 142, and the like may be provided at a lower portion of the housing of the metal ion water spraying device 102 (below the tank 111).
  • the metal ion water spraying device 102 When the metal ion water spraying device 102 is not used (when the ultrasonic vibrator 134B is stopped), water leakage to the outside is prevented by the surface tension of the metal mesh 134A. When the metal ion water spraying device 102 is used, the ultrasonic vibrator 134B is driven to atomize water near the outlet 111a by the ultrasonic atomizing unit 134, and mist-like metal ion water is sprayed. .
  • the ultrasonic vibrator 134B in the metal ion water spraying apparatus 102 is used not only for spraying metal ion water but also as a vibrating unit for generating vibration in the ion water generation mode. For this reason, the ultrasonic transducer 134B has two driving modes: a spray driving mode when spraying metal ion water and a vibration generating mode when generating metal ion water.
  • the supply power is changed (for example, 1.8 W in the spray drive mode and 0.1 W in the vibration generation mode), and the oscillation frequency is changed. It may be changed (for example, 115 kHz in the spray drive mode and 40 kHz in the vibration generation mode).
  • the mechanism of an ultrasonic transducer vibrates with a large amplitude by applying a voltage having a frequency corresponding to the natural frequency to a vibrator having a specific frequency (depending on the shape or the like).
  • the vibration is efficiently performed by applying a voltage having a frequency corresponding to the natural frequency.
  • the ultrasonic vibrator 134B when driving the ultrasonic vibrator 134B in the vibration generation mode, by applying a voltage having a frequency different from the natural frequency of the vibrator, the oscillation frequency and amplitude are reduced, and only vibration is generated without causing atomization. It is possible to do.
  • the ultrasonic vibrator 134B has an oscillation frequency of 100 kHz or more in the spray driving mode, and an oscillation frequency of less than 100 kHz, more preferably 40 kHz or less in the vibration generation mode.
  • Metal ion water spraying device 110 Case 111 Tank 112 Metal electrode plate (Metal ion water generation unit) 121 water supply pipe (part of spraying part) 122 Spray nozzle (part of spray part) 123 Press lever (part of spraying part) 131 vibrating part 132 pump (part of spraying part, drive part, vibrating part) 134 Ultrasonic atomizer (sprayer) 134A Metal mesh 134B Ultrasonic vibrator (driving unit, vibrating unit)

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Abstract

金属イオン水散布装置(100)は、水を貯めるタンク(111)と、タンク(111)に貯められた水を外部の対象物に向けて散布する散布部（給水管(121)、散布ノズル(122)および押圧レバー(123)）と、タンク(111)に貯められた水に抗菌作用を有する金属イオンを付加して金属イオン水を生成する一対の金属電極板(112)と、振動を発生させてタンク(111)に振動を伝える振動部(131)とを備えている。金属イオン水散布装置(100)は、散布部による散布は行わずに、振動部(131)によって振動を発生させながら、タンク(111)内で金属電極板(112)によって金属イオン水を生成するイオン水生成モードを有している。

Description

金属イオン水散布装置
　本発明は、微生物の繁殖を効果的に抑制することのできる金属イオン水を散布する金属イオン水散布装置に関する。
　家庭住居などには多様な菌が生息しており、それらの中には健康被害を引き起こすものもある。また、黒カビなどのカビ菌が住居内の壁面や衣類などに繁殖した場合、外観的な面でも衛生的な面でも問題となるため、繁殖したカビ菌は殺菌除去する必要がある。しかしながら、一旦繁殖したカビ菌は殺菌後も色が残ってしまうため、カビの発生や繁殖自体を予防することが重要となる。
　銀イオン水は、カビ菌の殺菌や繁殖の抑制に効果があることが既に実証されており、また十分な物質量の銀を壁面に付着させた場合、長期にわたって殺菌・菌繁殖抑制効果が得られることもわかっている。このため、カビの発生や繁殖を予防する用途の抗菌剤として、銀イオン水の使用は望ましいものであると言える。
　従来、抗菌剤として銀イオン水を噴霧する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、浴室内に銀イオンミストを噴霧する装置が示されている。特許文献１に開示されている装置は、浴室の天井に設置されるミストサウナ機能付きの据置き式の装置であり、浴室以外で使用することができず、また、特定の箇所に集中して銀イオン水を噴霧することもできない。
　一方、特許文献２には、持ち運びが可能であり、銀イオン水を洗浄対象に向けてスプレーできる装置が開示されている。この装置は浴室以外でも使用でき、特定の箇所に集中して銀イオン水をスプレーすることもできる。特許文献２に開示されている装置は、イオン溶出ユニットをスプレー経路中に配置した構成となっている。このイオン溶出ユニットは、水を銀電極にて電気分解し、銀イオンを含む水（銀イオン水）を生成するものである。
特許４７２８２６３号公報 特開２００５－５３８４０号公報
　特許文献２に開示されている装置は、イオン溶出ユニットをスプレー経路中に配置した構成であるため、銀イオン水におけるイオン濃度を調整することが困難である。特に、抗菌作用を高めるために銀イオンを高濃度とすることが難しいといった課題がある。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高濃度の金属イオン水を効率よく生成することが可能な金属イオン水散布装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本発明の金属イオン水散布装置は、水を貯めるタンクと、前記タンクに貯められた水を外部の対象物に向けて散布する散布部と、前記タンクに貯められた水に抗菌作用を有する金属イオンを付加して金属イオン水を生成する金属イオン水生成部と、振動を発生させ、前記タンクに振動を伝える振動部とを備えており、前記散布部による散布は行わずに、前記振動部によって振動を発生させながら、前記タンク内で前記金属イオン水生成部によって金属イオン水を生成するイオン水生成モードを有していることを特徴としている。
　上記の構成によれば、イオン水生成モードにおいて、金属イオン水の散布を行わずにタンク内で金属イオン水を生成することで、金属イオン水の濃度調整が簡単であり、高濃度の金属イオン水を生成することもできる。さらに、イオン水生成モード時には、振動部によってタンクに振動を伝えることで、タンク内で金属イオンを効率よく拡散させることができ、金属イオン水生成部の周辺の金属イオン濃度が薄まることで、金属イオン水の生成能力（イオン溶出速度）が向上する。
　また、上記金属イオン水散布装置では、前記振動部は、イオン水生成モードにおいて振動を発生させて前記タンクに振動を伝える専用の振動部を含む構成とすることができる。
　上記の構成によれば、専用の振動部を用いることで、振動による金属イオンの拡散作用の最適化を図ることが容易となる。
　また、上記金属イオン水散布装置では、前記散布部は、駆動時に振動を生じる駆動部を含んでおり、前記駆動部を前記振動部として兼用する構成とすることができる。
　上記の構成によれば、駆動部に２つの機能を兼用させることで部品点数を削減することができる。
　また、上記金属イオン水散布装置では、前記散布部は、前記タンク内の水をポンプによって汲み上げて散布するものであり、前記ポンプの駆動モータを前記振動部として兼用する構成とすることができる。
　また、上記金属イオン水散布装置では、前記散布部は、前記タンク内の水を超音波振動子によって霧化して噴霧するものであり、前記超音波振動子を前記振動部として兼用する構成とすることができる。
　また、上記金属イオン水散布装置では、前記金属イオン水生成部は、前記タンクの底面に立設され、互いに対向する一対の金属電極板であり、対向する金属電極板間の距離は下方に比べて上方が狭くなっている構成とすることができる。
　上記の構成によれば、金属イオン水生成時に金属電極板より発生する気泡に伴って発生される水流の速度および角度を調整することができ、均一な金属イオン水を迅速に生成することができる。また、金属電極板が根元から消失することを防ぐことができる。
　本発明の金属イオン水散布装置は、金属イオン水の散布は行わずに、振動を加えながらタンク内で金属イオン水を生成するイオン水生成モードを有しているため、高濃度の金属イオン水を効率よく生成することができるといった効果を奏する。
実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、金属イオン水散布装置における給水構造を示す図である。 金属イオン水散布装置のイオン水生成モード時において、金属電極板から金属イオンが溶出する状態を示す模式図である。 実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 （ａ）～（ｃ）は、金属電極板から金属イオンが溶出する状態を示す模式図である。 金属電極板の配置および振動の有無の条件を変えて、Ａｇイオンの生成能力を検証した結果を示すグラフである。 （ａ），（ｂ）は、金属電極板の印加電圧の一例を示す波形図である。 （ａ），（ｂ）は、金属電極板の印加電圧の一例を示す波形図である。 実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、金属イオン水散布装置のタンク底面における金属電極板の配置例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る金属イオン水散布装置の変形例を示すものであり、金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る金属イオン水散布装置の内部の概略構成を示す断面図である。
　〔実施の形態１〕
　（金属イオン水散布装置の構成）
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１に係る金属イオン水散布装置１００の内部の概略構成を示す断面図である。金属イオン水散布装置１００は、筐体１１０内部に貯水用のタンク１１１を備えており、さらに、タンク１１１の内部の一対の金属電極板（金属イオン水生成部）１１２を配置している。金属イオン水散布装置１００では、金属電極板１１２に通電して電気分解を行うことで、陽極の金属電極板１１２から金属イオンを水中に溶出させ、タンク１１１内で金属イオン水を生成することができる。尚、金属電極板１１２の材質は、抗菌作用のある金属イオンを生成できるものであれば特に限定されるものではなく、銀、銅または亜鉛などが好適に利用できる。
　さらに、金属イオン水散布装置１００は、給水管１２１、散布ノズル１２２、押圧レバー１２３および振動部１３１を備えている。給水管１２１は、その下端からタンク１１１内の水（金属イオン水）を汲み上げ、その先端に設けられた散布ノズル１２２にまで給水するものである。給水管１２１の下端は、タンク１１１内に挿入されている。
　金属イオン水散布装置１００における金属イオン水の散布は、使用者が押圧レバー１２３を操作することに行われる。すなわち、使用者が押圧レバー１２３を操作することによって給水管１２１内の流路の気圧が減少し、この流路の気圧減少によってタンク１１１の水が揚水され、散布ノズル１２２から散布される。本構成では、手動によって金属イオン水の散布を行うことで、金属イオン水散布装置１００の省電力化および軽量化を図ることができ、また、任意の量の金属イオン水を散布できる。この例では、給水管１２１、散布ノズル１２２および押圧レバー１２３が、特許請求の範囲に記載の散布部に相当する。尚、金属イオン水の散布は、押圧レバー１２３を用いる手動式に限定されるものではなく、電動ポンプを用いる電動式であってもよい。
　散布ノズル１２２から散布される金属イオン水は、ミスト状に噴霧されるものであってもよく、あるいはシャワー状に散布されるものであってもよい。金属イオン水散布装置１００は、使用者が金属イオン水散布装置１００を手に持ち、散布ノズル１２２を除菌および抗菌の対象物に向けることで、金属イオン水を対象物に直接散布することができる。このような使用において、図１では図示を省略しているが、金属イオン水散布装置１００には、使用者が手に持って操作しやすいように（任意の領域に金属イオン水を散布しやすいように）取手部が設けられていることが好ましい。
　タンク１１１への給水は、図２（ａ）に示すように、筐体１１０を互いに分離可能な筐体上部１１０Ａと筐体下部１１０Ｂとによって構成し、筐体上部１１０Ａと筐体下部１１０Ｂとを分離したときに筐体下部１１０Ｂの上面開口から給水を行う構成とすることができる。あるいは、図２（ｂ）に示すように、筐体１１０にタンク１１１と連通する給水部１１３を設け、給水部１１３から給水を行う構成とすることもできる。この場合、筐体１１０を分離可能な構成とせずともタンク１１１に給水を行うことができる。尚、図２（ｂ）の構成では、給水部１１３は、給水を行わない場合はキャップ１１４によって閉じられるものとする。
　振動部１３１は、金属イオン水の生成時に、タンク１１１内の水および／または金属電極板１１２に振動を与えるものである。振動部１３１による作用については後に詳細に説明する。
　さらに、金属イオン水散布装置１００は、図示しない制御部、操作部および給電部を有している。制御部は、金属イオン水散布装置１００の全体の制御を行うものであり、金属電極板１１２の通電制御や振動部１３１の駆動制御を行う。操作部は、金属イオン水散布装置１００における筐体１１０の外側に設けられ、使用者が金属イオン水散布装置１００を操作するために使用される。
　給電部は、金属電極板１１２や振動部１３１を駆動するための電力を供給するものであり、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池や、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの二次電池を好適に用いることができる。給電部を二次電池とする場合、この電池は金属イオン水散布装置１００に対して取り外し可能でも内蔵式でも良い。取り外し可能な二次電池を用いる場合、別途充電器を用いることで電池を金属イオン水散布装置１００から外した状態で充電することができる。また、金属イオン水散布装置１００は商用電源にて駆動することも可能であり、この場合、給電部は商用電源から所望の電力を得るためのＡＣアダプタであってもよい。
　（イオン水生成モードにおける振動作用）
　本実施の形態１に係る金属イオン水散布装置１００では、金属電極板１１２をタンク１１１の内部に配置し、タンク１１１内で金属イオン水を生成するため、金属イオン水の濃度調整が簡単であり、高濃度の金属イオン水を生成することも可能となる。すなわち、本実施の形態１に係る金属イオン水散布装置１００を使用するに当たっては、最初に、金属イオン水の散布を行わずにタンク１１１内で金属イオン水を生成するイオン水生成モードが設定される。
　このイオン水生成モードでは、タンク１１１内の水が所望濃度の金属イオン水になるように調整可能である。具体例としては、生成する金属イオン水のイオン濃度は、主に電解時間（金属電極板１１２への通電時間）によって設定されるものであるため、使用者が操作部によって電解時間を設定することが考えられる。あるいは、使用者が操作部によって所望の濃度（高濃度、中濃度または低濃度など）を設定し、設定された濃度（およびタンク１１１内の水量）に応じて制御部が電解時間を設定するようにしてもよい。
　イオン水生成モードにおいて所望濃度の金属イオン水を生成するとき、当然ながら、その生成は短時間で行えることが望ましい。金属イオン水散布装置１００では、イオン水生成モードでの作動時に、振動部１３１を駆動してタンク１１１に振動を加え、金属イオン水の生成能力を向上させることができる。すなわち、より短時間でより高濃度の金属イオン水を生成することができる。以下、この作用について説明する。尚、以下の説明では、金属電極板１１２の材質が銀（Ａｇ）である場合を例示する。
　図３は、イオン水生成モード時にタンク１１１内で金属電極板１１２に通電を行い、電気分解によって陽極の金属電極板１１２からＡｇイオンが溶出する状態を示す模式図である。この時、金属電極板１１２の陽極側ではＡｇ+およびＡｇの微粒子雲（以下、Ａｇ微粒子雲）が発生し、陰極側ではＨ2を含む気泡が発生する。そして、陰極で発生した気泡群が水面へと浮き上がり、それによって発生する水流により陽極側で発生するＡｇ微粒子雲がタンク１１１内で上方および側方へと拡散する。
　但し、気泡による水流の拡散作用は余り大きなものではなく、この作用のみでタンク１１１内でＡｇ+およびＡｇを均一に拡散させるには比較的長い時間を要する。このため、陽極の金属電極板１１２の周囲には高濃度のＡｇ微粒子雲が存在することになり、このＡｇ微粒子雲によって金属イオン水の生成能力（Ａｇ溶出速度）が低下する。また、陰極の金属電極板１１２で発生する気泡も、発生後すぐに浮き上がるわけではなく、ある程度の大きさに成長するまでは金属電極板１１２の表面に付着していると考えられる。金属電極板１１２の表面に付着する気泡も電解反応速度を低下させ、金属イオン水の生成能力を低下させる。
　本実施の形態１に係る金属イオン水散布装置１００では、イオン水生成モードでの作動時に、振動部１３１を駆動してタンク１１１内の水および／または金属電極板１１２に振動を加えることができる。尚、振動部１３１は、タンク１１１に直接接していなくても、筐体１１０などを介してタンク１１１に振動を伝えることが可能である。この振動によってタンク１１１内でＡｇ+およびＡｇの拡散作用が生じ、陽極の金属電極板１１２表面近傍のＡｇ＋，Ａｇ濃度が薄まることで、金属イオン水の生成能力が向上する。また、上記振動は、陰極の金属電極板１１２表面の気泡を引き剥がす作用も有すると考えられ、この作用によっても金属イオン水の生成能力の向上が期待できる。
　図１の金属イオン水散布装置１００では、振動部１３１は金属イオン水散布装置１００の下部（タンク１１１の下方）に配置されている。しかしながら、振動部１３１の配置箇所は特に限定されるものではなく、例えば図４に示すように、振動部１３１は金属イオン水散布装置１００の上部（タンク１１１の上方）に配置されていてもよい。すなわち、振動部１３１は、金属イオン水散布装置１００のどこに配置されていても、筐体１１０を介して振動をタンク１１１に伝えることができる。また、金属イオン水散布装置１００における振動部１３１の数も特に限定されるものではなく、金属イオン水散布装置１００に複数の振動部１３１を配置することも可能である。
　尚、振動部１３１を金属イオン水散布装置１００の下部（例えば、金属電極板１１２の直下付近）に配置した場合は、金属電極板１１２に効率よく振動が伝わることが期待できる。一方、振動部１３１を金属イオン水散布装置１００の上部に配置した場合は、筐体１１０だけでなく給水管１２１を介しても金属電極板１１２に効率よく振動が伝わることが期待できる。
　振動部１３１としては、振動を発してタンク１１１内に振動を伝播できるものであればよく、任意の振動体を使用することができる。例えば、振動部１３１は、回転運動を行うモータ、圧電振動により駆動するポンプ、超音波振動を発する超音波振動子などが使用可能である。また、振動部１３１を超音波振動子とする場合、振動部１３１は、タンク１１１内の水に接する形で配置することで、タンク１１１内に（超音波）振動を直接発生させてもよい。また、振動部１３１を金属イオン水散布装置１００の上部に配置する場合は、低周波で大きな振動を発生することのできるモータやポンプなどの使用が好ましい。
　また、タンク１１１内の金属電極板１１２の配置に関しては、図３に示すように、金属イオン水の生成能力を向上させるために、タンク１１１内の底部付近において、電極の対向面がタンク１１１の底面に対して略垂直となるように配置（垂直対向配置）されることが望ましい。
　図５（ａ）は、金属電極板１１２をタンク１１１内の上部付近で垂直対向配置した場合に、Ａｇイオンが溶出する状態を示す模式図である。この場合、金属電極板１１２がタンク１１１内の水面付近に配置されるため、陰極から発生した気泡群が水面へと浮き上がることで水流が発生しても、その水流発生領域は短いものとなる。そのため、気泡群により生じる水流の拡散効果を十分に受けることができず、図３の例と比べてＡｇイオンの生成能力も低下する。
　図５（ｂ），（ｃ）は、金属電極板１１２をタンク１１１内の底面付近で水平対向配置（電極の対向面がタンク１１１の底面に対して略平行となるように配置）した場合に、Ａｇイオンが溶出する状態を示す模式図である。この場合、金属電極板１１２が水平対向配置となっているため、下側の陰極で発生した気泡が上側の陽極に付着したり（図５（ｂ）の場合）、下側の陽極で発生したＡｇ微粒子雲が上側の陰極に付着したり（図５（ｃ）の場合）することでＡｇの溶出効率が落ち、図３の例と比べてＡｇイオンの生成能力も低下する。また、気泡群の水面への浮き上がり自体が、上側の金属電極板１１２によって阻害されて水流が弱くなるため、気泡群により生じる水流の拡散効果も小さくなる。
　図６は、金属電極板１１２の配置および振動の有無の条件を変えて、Ａｇイオンの生成能力を検証した結果を示すグラフである。実施例１，２では、振動部１３１による振動を加えながら金属電極板１１２に通電し、Ａｇイオンの生成を行った。実施例１，２では金属電極板１１２をタンク１１１内の底面で垂直対向配置とし、実施例１は振動部１３１を金属イオン水散布装置１００の上部に配置した例、実施例２は振動部１３１を金属イオン水散布装置１００の下部に配置した例を示す。比較例１～４では、振動を加えずに金属電極板１１２の通電のみでＡｇイオンの生成を行った。比較例１，２では金属電極板１１２を垂直対向配置とし、比較例１は金属電極板１１２をタンク１１１内の底面に配置した例、比較例２は金属電極板１１２をタンク１１１内の上面に配置した例を示す。比較例３，４では金属電極板１１２をタンク１１１内の底面で水平対向配置とし、比較例３は陽極を上側に配置した例、比較例４は陽極を下側に配置した例を示す。
　図６から明らかなように、実施例１，２では、比較例１～４に比べて同じ電解時間でより高濃度のＡｇイオン水が得られている。これより、振動を加えながらのＡｇイオンの生成が生成能力の向上に有益であることが分かる。尚、イオン水生成モード中における振動部１３１の振動は、途切れることなく連続的に行われるものであってもよく、あるいは、中断期間を設けながら間欠的に行われるものであってもよい。振動部１３１の振動を連続的に行う場合は、最も高い生成能力が得られる。振動部１３１の振動を間欠的に行う場合は、消費電力が削減できる。
　尚、上記説明では、イオン水生成のための電解中に振動部１３１を振動させることを説明したが、電解中だけでなく、電解の開始直前や終了直後に振動部１３１を振動させても良い。これは、電解の終了直後にも、まだ金属電極板１１２の付近にＡｇ微粒子雲や気泡が存在するため、その状態で次の電解を開始すると開始直後のＡｇイオンの生成能力を低下させる虞があるためである。電解の終了直後や開始直前に振動部１３１を振動させてタンク１１１内の拡散を行えば、前回電解時のＡｇ微粒子雲や気泡が残存することを防止でき、電解開始直後から高いイオン水生成能力を得ることができる。
　（金属電極板への通電制御）
　上述したように、金属イオン水散布装置１００における金属イオン水の生成は、タンク１１１内での金属電極板１１２への通電によって行われる。この時、金属イオンは陽極の金属電極板１１２が溶出することによって発生するため、金属電極板１１２の極性を固定すると、一方（陽極側）の金属電極板１１２のみが消耗することになる。これを防止するためには、金属電極板１１２の極性を反転させる反転制御を行うことが好ましい。
　具体例としては、図７（ａ）に示すように、金属イオン水散布装置１００の使用回毎に印加電圧の向きを反転させ、陽極と陰極とを反転させることが考えられる。あるいは、図７（ｂ）に示すように、金属イオン水散布装置１００の使用中（金属電極板１１２への連続通電中）、所定時間毎に電圧の向きを反転させてもよい。このような反転制御により、一方の金属電極板１１２のみが消耗することを防止できる。また、図７（ｂ）に示すように金属電極板１１２への連続通電中に電圧の向きを切り替える場合、切り替え後の陰極にて発生する気泡により、切り替え前の陽極付近に残留している金属イオンを効率よく拡散させることができる。尚、図７に示す電圧波形は一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電圧の向きの切り替え時には短時間のインターバルがあってもよく、電圧波形は矩形波でなく三角波や台形波などの他の波形であってもよい。
　また、金属電極板１１２の反転制御によって金属イオンを拡散させる作用においては、図８（ａ）に示すように、電圧の向きの切り替え直後の印加電圧をその他の期間よりも高く設定してもよい。これにより、切り替え時に多量の気泡を発生させ、より効率的に残留している金属イオンを拡散させることができる。また、図８（ｂ）に示すように、イオン水生成モードの終了時に、一定の期間、金属電極板１１２の電圧の向きの切り替えを短周期で行う終了運転を行ってもよい。この終了運転によってタンク１１１内で金属イオンを効率よく拡散させることができ、イオン水生成モードの終了直後から均一な濃度の金属イオン水を得ることができる。
　尚、金属電極板１１２の反転制御と振動部１３１の間欠駆動との両方を行う場合、電圧の向きの切り替えタイミングは、振動の発生期間中とすることが好ましい。この場合、電圧の切り替えによる金属イオンの拡散効果と振動による金属イオンの拡散効果とが同時に発生し、相乗効果によって金属イオンのより高い拡散効果が得られる。
　（実施の形態１における変形例）
　本実施の形態１に係る金属イオン水散布装置１００の変形例を図９～図１３を参照して説明する。尚、図９～図１３においては、振動部１３１の図示は省略している。
　図９に示す金属イオン水散布装置１００は、タンク１１１の底部に凹部１１１Ａを有しており、金属電極板１１２は凹部１１１Ａの内部に配置されている。凹部１１１Ａの上部、すなわち金属電極板１１２の上方は、カバー１１１Ｂによって覆われている。カバー１１１Ｂは、少なくとも一部に開口（好ましくは多数の小孔）を有している。
　図９に示す構成では、金属電極板１１２の最上端より下部のタンク空間（すなわち凹部１１１Ａ）が狭くなるため、発生した金属イオンがタンク上方へ輸送されやすくなり（タンク下部にたまらなくなり）、均一な金属イオン水を生成しやすくなる。また、凹部１１１Ａの上部にはカバー１１１Ｂが設けられているため、使用者が金属電極板１１２に触れることなく使用することができ、万が一の故障が防止できる。
　タンク１１１の底部に配置される金属電極板１１２は、例えば図１０（ａ）に示すように、タンク底面に立設された支柱に取り付けられ、金属電極板１１２自体はタンク底面から浮いた状態で配置されるものであってもよい。あるいは、図１０（ｂ）に示すように、金属電極板１１２自体がタンク底面から直接立設して配置されるものであってもよい。金属電極板１１２自体をタンク底面から直接立設して配置する場合、振動部１３１によって発生する振動がタンク１１１から金属電極板１１２に伝わりやすくなることも期待できる。
　また、金属電極板１１２自体をタンク底面から直接立設して配置する場合は、図１１に示すように、金属電極板１１２をタンク底面から完全に垂直に立設させるのではなく、僅かに傾けて配置してもよい。この場合、金属電極板１１２を傾けることにより、対向する金属電極板１１２間の距離が上方で狭くなり下方で広くなるようにする。これにより、金属電極板１１２より発生する気泡に伴って発生される水流の速度および角度を調整することができ、均一な金属イオン水を迅速に生成することができる。また、金属電極板１１２が根元から消失することを防ぐことができる。
　金属電極板１１２は、金属イオンの生成に伴って消耗するため、消耗した金属電極板１１２は交換が必要となる。金属電極板１１２の交換を容易にするため、図１２に示すように、筐体１１０の一部を筐体底部１１０Ｃとして分離可能とし、筐体底部１１０Ｃの上面に金属電極板１１２が取り付けられる構成としてもよい。この構成では、筐体底部１１０Ｃを分離した状態で金属電極板１１２の交換が容易に行える。また、筐体底部１１０Ｃには、制御部および給電部が設けられていることが好ましい。
　さらに、図１３に示すように、筐体底部１１０Ｃからは、金属電極板１１２をタンク１１１の底面をなす底面部材と一体化した電極ユニット１１０Ｄを分離可能としてもよい。この場合、電極ユニット１１０Ｄを分離することで金属電極板１１２と制御部および給電部とが分離されるものとする。この構成では、電極ユニット１１０Ｄを交換することで、金属電極板１１２の交換がさらに容易となる。
　〔実施の形態２〕
　上記実施の形態１における金属イオン水散布装置１００は、イオン水生成モードにおいて振動を発生させる専用の振動部１３１を備える構成を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、イオン水生成モードにおいて振動を発生させる振動部は、他の機能を兼ね備えるものとすることができる。
　図１４は、本実施の形態２に係る金属イオン水散布装置１０１の内部の概略構成を示す断面図である。金属イオン水散布装置１０１は、タンク１１１内で生成した金属イオン水の散布をポンプ１３２によって行うものであり、このポンプ１３２をイオン水生成モードにおいて振動を発生させる振動部としても使用する。このため、ポンプ１３２は、金属イオン水散布時の散布駆動モードと、金属イオン水生成時の振動生成モードとの２つの駆動モードを有する。尚、この例では、給水管１２１、散布ノズル１２２およびポンプ１３２が、特許請求の範囲に記載の散布部に相当する。
　ポンプ１３２は、図１４に示すように、給水管１２１の途中に設けられ、金属イオン水散布装置１０１における金属イオン水の散布は、ポンプ１３２を散布駆動モードで駆動させることによって行われる。この時、ポンプ１３２の駆動によって、給水管１２１の下端からタンク１１１内の水（金属イオン水）が汲み上げられ、その先端に設けられた散布ノズル１２２から散布する。
　一方、イオン水生成モードにて金属イオン水を生成する場合は、タンク１１１内の金属電極板１１２に通電すると共に、ポンプ１３２を振動生成モードで駆動する。振動生成モードで駆動されるポンプ１３２は、金属イオン水の散布は行わずに、タンク１１１へ振動を伝達させるのみである。ポンプ１３２を振動生成モードで駆動する方法としては、例えば以下の第１または第２の方法が考えられる。
　第１の方法としては、ポンプ１３２を振動生成モードで駆動する場合のモータ出力を、散布駆動モード時よりも小さくすることが考えられる。すなわち、モータ出力を小さくすることで、タンク１１１から給水管１２１に汲み上げられる水は散布ノズル１２２まで届かず、散布を行わずに振動のみを発生させることができる。
　第２の方法としては、ポンプ１３２を振動生成モードで駆動する場合のモータ回転方向を、短い周期で反転させることが考えられる。すなわち、ポンプ１３２のモータを正回転させている間はタンク１１１内の水は給水管１２１によって汲み上げられるが、この水が散布ノズル１２２に到達する前にモータを反転させることで給水管１２１内の水が再びタンク１１１へ戻される。この第２の方法では、給水管１２１内で水の振動が発生するため、このような水の振動によってもタンク１１１内の水の撹拌を行うことができる。
　図１４に示す金属イオン水散布装置１０１では、ポンプ１３２をモータ内臓式の電動ポンプとして記載しているが、ポンプ１３２は別体の駆動モータと接続されて駆動されるものであってもよい。いずれの場合も、ポンプ１３２の駆動部である駆動モータが振動部として機能する。
　また、図１４に示す金属イオン水散布装置１０１では、イオン水生成モードにおいて振動を発生させる振動部としてポンプ１３２のみを備えた構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ１３２以外に、実施の形態１で説明した振動部１３１を備え、イオン水生成モード時にはポンプ１３２と振動部１３１との両方で振動を発生させる構成としてもよい。例えば、振動部１３１を金属イオン水散布装置１０１の下部に超音波振動子として配置すれば、配置箇所および発生振動数の異なる２種類の振動子を併用することができる。
　また、金属イオン水散布装置１０１では、図１５に示すように、制御部および給電部などを筐体下部に全て配置し、これらとポンプ１３２とを繋ぐ配線類は配線内蔵部１３３に収納する構成とすることができる。また、配線内蔵部１３３は、使用者が金属イオン水散布装置１０１を手に持って散布を行うときの取手部を構成していても良い。この構成では金属イオン水散布装置１０１の小型化が可能である。
　〔実施の形態３〕
　図１６は、本実施の形態３に係る金属イオン水散布装置１０２の内部の概略構成を示す断面図である。図１６に示す金属イオン水散布装置１０２は、タンク１１１内の水を給水管によって吸い上げてから噴霧するのではなく、タンク１１１から金属イオン水を直接噴霧することが可能な構成とされている。
　金属イオン水散布装置１０２に備えられるタンク１１１は、金属イオン水散布装置１０２の筐体下部側面に排出口１１１ａを有している。そして、排出口１１１ａには金属メッシュ１３４Ａと超音波振動子１３４Ｂとからなる超音波霧化部１３４が設けられている。この例では、超音波霧化部１３４が特許請求の範囲に記載の散布部に相当し、超音波振動子１３４Ｂが特許請求の範囲に記載の駆動部に相当する。尚、金属イオン水散布装置１０２の筐体下部（タンク１１１の下方）には、制御部１４０、給電部１４１および操作部１４２などが設けられていてもよい。
　金属イオン水散布装置１０２の不使用時（超音波振動子１３４Ｂの停止時）には、金属メッシュ１３４Ａの表面張力によって外部への水の漏れが防止される。そして、金属イオン水散布装置１０２の使用時には、超音波振動子１３４Ｂを駆動することで超音波霧化部１３４により排出口１１１ａ付近の水が霧化され、ミスト状の金属イオン水が噴霧される。
　金属イオン水散布装置１０２における超音波振動子１３４Ｂは、金属イオン水の噴霧だけでなく、イオン水生成モードにおいて振動を発生させる振動部としても使用される。このため、超音波振動子１３４Ｂは、金属イオン水噴霧時の噴霧駆動モードと、金属イオン水生成時の振動生成モードとの２つの駆動モードを有する。
　超音波振動子１３４Ｂを噴霧駆動モードおよび振動生成モードで駆動可能とするには、供給電力を異ならせたり（例えば、噴霧駆動モードで１．８Ｗ、振動生成モードで０．１Ｗ）、発振周波数を変化させたりすればよい（例えば、噴霧駆動モードで１１５ｋＨｚ、振動生成モードで４０ｋＨｚ）。
　一般に、超音波振動子のメカニズムは、固有の周波数（形状などによる）を有する振動子に対し、その固有周波数に相当する周波数の電圧をかけることで大きな振幅で振動させるものである。そして、超音波振動子１３４Ｂを噴霧駆動モードで駆動する場合は、固有周波数に相当する周波数の電圧をかけることで効率的に振動を行わせるものとする。一方、超音波振動子１３４Ｂを振動生成モードで駆動する場合は、振動子の固有周波数とは異なる周波数の電圧をかけることで、発振周波数や振幅も小さくなり、霧化は起こさずに振動のみ発生させることが可能となる。具体的には、超音波振動子１３４Ｂは、噴霧駆動モードでは１００ｋＨｚ以上の発振周波数とし、振動生成モードでは１００ｋＨｚ未満、より好適には４０ｋＨｚ以下の発振周波数とすることが望ましい。
　今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　〔援用の記載〕
　本国際出願は、２０１８年１０月４日に日本特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－１８８８４９号に基づく優先権を主張するものであり、本国特許出願第２０１８－１８８８４９号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
１００，１０１，１０２　　金属イオン水散布装置
１１０　　筐体
１１１　　タンク
１１２　　金属電極板（金属イオン水生成部）
１２１　　給水管（散布部の一部）
１２２　　散布ノズル（散布部の一部）
１２３　　押圧レバー（散布部の一部）
１３１　　振動部
１３２　　ポンプ（散布部の一部、駆動部、振動部）
１３４　　超音波霧化部（散布部）
１３４Ａ　　金属メッシュ
１３４Ｂ　　超音波振動子（駆動部、振動部）

Claims (6)

  1. 　水を貯めるタンクと、
    　前記タンクに貯められた水を外部の対象物に向けて散布する散布部と、
    　前記タンクに貯められた水に抗菌作用を有する金属イオンを付加して金属イオン水を生成する金属イオン水生成部と、
    　振動を発生させ、前記タンクに振動を伝える振動部とを備えており、
    　前記散布部による散布は行わずに、前記振動部によって振動を発生させながら、前記タンク内で前記金属イオン水生成部によって金属イオン水を生成するイオン水生成モードを有していることを特徴とする金属イオン水散布装置。
  2. 　請求項１に記載の金属イオン水散布装置であって、
    　前記振動部は、イオン水生成モードにおいて振動を発生させて前記タンクに振動を伝える専用の振動部を含むことを特徴とする金属イオン水散布装置。
  3. 　請求項１または２に記載の金属イオン水散布装置であって、
    　前記散布部は、駆動時に振動を生じる駆動部を含んでおり、
    　前記駆動部を前記振動部として兼用することを特徴とする金属イオン水散布装置。
  4. 　請求項３に記載の金属イオン水散布装置であって、
    　前記散布部は、前記タンク内の水をポンプによって汲み上げて散布するものであり、
    　前記ポンプの駆動モータを前記振動部として兼用することを特徴とする金属イオン水散布装置。
  5. 　請求項３に記載の金属イオン水散布装置であって、
    　前記散布部は、前記タンク内の水を超音波振動子によって霧化して噴霧するものであり、
    　前記超音波振動子を前記振動部として兼用することを特徴とする金属イオン水散布装置。
  6. 　請求項１から５の何れか１項に記載の金属イオン水散布装置であって、
    　前記金属イオン水生成部は、前記タンクの底面に立設され、互いに対向する一対の金属電極板であり、対向する金属電極板間の距離は下方に比べて上方が狭くなっていることを特徴とする金属イオン水散布装置。
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