WO2024161816A1 - 空間浄化装置 - Google Patents

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WO2024161816A1
WO2024161816A1 PCT/JP2023/044922 JP2023044922W WO2024161816A1 WO 2024161816 A1 WO2024161816 A1 WO 2024161816A1 JP 2023044922 W JP2023044922 W JP 2023044922W WO 2024161816 A1 WO2024161816 A1 WO 2024161816A1
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WO
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hypochlorous acid
air
aqueous solution
section
solution
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/044922
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English (en)
French (fr)
Inventor
拓也 和田
正太郎 山口
真司 吉田
将秀 福本
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01Deodorant compositions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/015Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone
    • A61L9/04Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using gaseous or vaporous substances, e.g. ozone using substances evaporated in the air without heating
    • A61L9/12Apparatus, e.g. holders, therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • C25B15/023Measuring, analysing or testing during electrolytic production
    • C25B15/025Measuring, analysing or testing during electrolytic production of electrolyte parameters
    • C25B15/029Concentration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • F24F8/24Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using sterilising media

Definitions

  • This disclosure relates to a space purification device used to sterilize private rooms and other spaces.
  • an air conditioner space purification device
  • hypochlorous acid e.g., hypochlorous acid water
  • the present disclosure aims to solve the above-mentioned problems of the conventional technology and provide a technology that increases the supply amount of sterilization component gas.
  • an embodiment of the spatial purification device disclosed herein includes a storage unit that stores an aqueous hypochlorous acid solution, and a hypochlorous acid gas application unit that uses the aqueous hypochlorous acid solution stored in the storage unit to apply hypochlorous acid gas to the air flowing inside.
  • the aqueous hypochlorous acid solution is an aqueous solution produced by electrolyzing an electrolyte solution containing at least one salt of sodium chloride or potassium chloride and a phosphate, and salt is added to the electrolyte solution so that the ratio of the weight of the salt to the total weight of the solvent and salt in the aqueous hypochlorous acid solution is 5% by weight or more.
  • the amount of sterilization component gas supplied can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing an example of installation of a space purification device according to an embodiment of the present disclosure in a private room.
  • FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the space purification device.
  • FIG. 3 is a schematic perspective front view showing the configuration of the space purification device.
  • FIG. 4A is a perspective view showing the configuration of a test device used to examine the supply amount of hypochlorous acid gas relative to the composition of an aqueous chloride solution.
  • FIG. 4B is a diagram showing the supply rate ratio of hypochlorous acid gas when the composition of the chloride aqueous solution is changed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the supply amount of hypochlorous acid gas when the amount of salt contained in the aqueous chloride solution is changed.
  • Fig. 1 is a schematic side view showing an example of installation of a space purification device 2 according to an embodiment of the present disclosure in a private space 1.
  • Fig. 2 is a schematic side view showing the configuration of the space purification device 2.
  • Fig. 3 is a schematic see-through front view showing the configuration of the space purification device 2.
  • the space purification device 2 is installed at a predetermined height on the wall of the private space 1.
  • the space purification device 2 takes in air 3 in the private space 1, adds hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) to the taken-in air 3 (air 3a shown in FIG. 2), mixes it with the taken-in air 3 (air 3b shown in FIG. 2), and releases it into the private space 1 as air 4 containing hypochlorous acid.
  • the private space 1 is sterilized by the released air 4 (air 4 containing hypochlorous acid).
  • the space purification device 2 can be said to be a device that releases hypochlorous acid into the private space 1 to sterilize it.
  • the space purification device 2 is not restricted in its location in the private space 1 as long as it can be connected to an external power source.
  • the private space 1 is a space used by the user in daily life, and is composed of structural members such as walls and doors.
  • a table or chair may be installed in the private space 1.
  • An air conditioner that provides air conditioning (cooling and heating) within the private space 1 may also be installed in the private space 1.
  • Air 3 is air taken in from the private space 1 into the space purification device 2.
  • the arrows in Figure 1 indicate the main flow of air 3.
  • air 3a is air that is drawn into the air supply unit 7 and has hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) added to it
  • air 3b is air that passes through the internal air passage 24 without being drawn into the air supply unit 7 and is mixed with air 3c to which hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) has been added in the mixing unit 21.
  • Air 4 is air that is blown out from the space purification device 2 into the private space 1.
  • the arrows in Figure 1 indicate the main flow of air 4.
  • air 4 contains hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) that is generated inside the space purification device 2.
  • the space purification device 2 is composed of an air passage section 17, a storage section 5, an air supply section 7, an air release section 9, an air supply section holding section 12, and a hypochlorous acid water generation section 29.
  • the air duct section 17 is a member that mixes air 3c containing hypochlorous acid gas supplied from the air discharge section 9 with air 3b that has passed through the internal air duct 24 out of the air 3 taken in from the outside air intake section 18, and releases it as air 4.
  • the air duct section 17 is installed on the upper surface of the air discharge section 9.
  • An opening that communicates and connects with the air discharge section 9 is provided on the lower surface of the air duct section 17. This allows air 3c from the air discharge section 9 to be supplied into the air duct section 17.
  • the air duct section 17 can also be considered part of the housing that constitutes the outer frame of the space purification device 2.
  • the air passage section 17 is composed of an outside air intake section 18, a blowing section 19, a mixing section 21, a blowing section 22, and a filter section 23.
  • the outside air intake section 18 is an opening that connects the air duct section 17 to the outside, and is an intake port for taking in air 3 from the outside (private space 1) into the interior of the space purification device 2.
  • the outside air intake section 18 is composed of multiple circular holes or multiple slits formed on the upper surface of the air duct section 17.
  • the blowing section 19 is an opening through which the air passage section 17 communicates with the outside, and is a member for blowing out the air 4 containing hypochlorous acid gas from the space purification device 2 into the private space 1.
  • the blowing section 19 is configured with a blowing outlet 19a and a blowing direction hood 19b.
  • the blowing outlet 19a is an opening through which the air 4 containing hypochlorous acid gas flows out from the air passage section 17, and is configured with a plurality of circular holes or a plurality of slits formed on the upper surface of the air passage section 17.
  • the blowing direction hood 19b is a metal air hood installed to cover the entire blowing outlet 19a.
  • the blowing direction hood 19b directs the blowing direction of the air 4 blown out from the blowing outlet 19a to one direction of the space purification device 2 (the opposite side to the outside air intake section 18). This prevents the air 4 blown out from the blowing section 19 from mixing with the air 3 sucked into the outside air intake section 18.
  • the outside air intake section 18 and the blowing section 19 are connected in communication with each other via the internal air passage 24 of the air passage section 17.
  • the air discharge section 9 is connected in communication with the internal air passage 24.
  • the mixing section 21 is a space that mixes air 3c containing hypochlorous acid gas supplied from the air discharge section 9 with air 3b that passes through the internal air passage 24, among the air 3 taken in from the outside air intake section 18.
  • the mixing section 21 is part of the internal air passage 24, and can also be said to be a space where air 3c and air 3b in the internal air passage 24 join together.
  • the air containing hypochlorous acid gas mixed in the mixing section 21 is blown out as air 4 from the blowing section 19 into the private space 1 through the air passage section 17.
  • the blower unit 22 is a blower fan for circulating air through the air passage unit 17, and is disposed in the internal air passage 24 of the air passage unit 17.
  • air 3 is taken in from the outside air intake unit 18, and the air 3b taken in from the outside air intake unit 18 in the mixer unit 21 that has passed through the internal air passage 24 is mixed with air 3c supplied from the air discharge unit 9, and the air 4 can be blown out from the blower unit 19.
  • the filter section 23 is a filter for removing dirt or foreign matter from the air 3 taken in through the outside air intake section 18, and is positioned near the outside air intake section 18 in the internal air passage 24.
  • the storage unit 5 is a container that stores the hypochlorous acid aqueous solution 6 inside.
  • the storage unit 5 has a rectangular prism shape, and the external dimensions of the storage unit 5 are, for example, 200 mm wide, 100 mm deep, and 115 mm high.
  • the storage unit 5 can also be said to be part of the housing that constitutes the outer frame of the space purification device 2.
  • an air supply unit 7 is installed in a state immersed in the stored hypochlorous acid aqueous solution 6, and a water level sensor 16 (full water sensor 16a and drought sensor 16b) is installed.
  • An opening (not shown) for communicating with the air release unit 9 is provided on the upper surface of the storage unit 5, and the air release unit 9 is installed to cover the opening.
  • An internal space 11 is formed at the top of the storage unit 5 between the liquid level 6a of the stored hypochlorous acid aqueous solution 6 and the lower surface of the air release unit 9.
  • a hypochlorous acid water generator 29 is installed on the side of the storage unit 5.
  • the reservoir 5 is provided with an opening for supplying city water, so that city water can be supplied directly to the reservoir 5 in the event of a drought.
  • the storage section 5 has a partition plate 25 that extends vertically upward from the bottom 5c of the storage section 5.
  • the partition plate 25 is a member that divides the storage section 5 into a first area 5a where the air release section 9 takes in the hypochlorous acid aqueous solution 6, and a second area 5b where the air bubbles 8 released from the air release section 9 flow.
  • the first area 5a is an area in the storage section 5 where the air supply section 7 sucks in the hypochlorous acid aqueous solution 6. More specifically, the first area 5a is an area where the solution suction port 7a of the air supply section 7 described below is located, and where the hypochlorous acid aqueous solution 6 is taken in from the solution suction port 7a, and is also called the "suction area.”
  • the second region 5b is a region in the storage section 5 through which the air bubbles 8 released from the air supply section 7 flow. More specifically, the second region 5b is a region in which the discharge section 7d of the air supply section 7 described below is disposed, and through which the air bubbles 8 released from the discharge section 7d flow as they rise toward the liquid surface 6a of the hypochlorous acid aqueous solution 6, and is also referred to as the "discharge region.”
  • the bottom 5c refers to the bottom surface of the storage section 5, on which a partition plate 25 is provided.
  • the partition plate 25 is a protrusion extending vertically upward from the bottom 5c of the storage section 5 to separate the first region 5a and the second region 5b.
  • the partition plate 25 can also be said to be a protrusion that separates the region where the solution suction port 7a is installed from the region where the discharge section 7d is installed.
  • the partition plate 25 is installed by extending from one side of the storage section 5 to the other opposing side. Note that the partition plate 25 does not completely separate the two regions (the first region 5a and the second region 5b), and the aqueous hypochlorous acid solution 6 can move between the two regions on the upper side of the storage section 5.
  • the partition plate 25 is configured with a forward tapered shape (first tapered portion 25a and second tapered portion 25b) in which the protrusion width narrows vertically upward from the bottom 5c side of the storage section 5.
  • the first tapered portion 25a refers to the tapered shape on the first region 5a side of the partition plate 25
  • the second tapered portion 25b refers to the tapered shape on the second region 5b side of the partition plate 25.
  • Both the first tapered portion 25a and the second tapered portion 25b are curved from the apex of the partition plate 25 to the bottom portion 5c toward the bottom portion 5c.
  • the second tapered portion 25b causes the air bubbles 8 discharged from the discharge portion 7d to follow the curved tapered shape, causing the air bubbles 8 to flow in the opposite direction to the first region 5a.
  • the internal space 11 is an air region that occurs above the liquid level 6a of the hypochlorous acid aqueous solution 6 in the storage section 5, and is formed over the entire surface of the storage section 5.
  • the internal space 11 is formed above the liquid level 6a of the hypochlorous acid aqueous solution 6 even when the storage section 5 is filled with the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • air bubbles 8 that have risen in the hypochlorous acid aqueous solution 6 burst, releasing hypochlorous acid gas, and becoming air 3c containing hypochlorous acid gas.
  • the hypochlorous acid aqueous solution 6 is an aqueous solution containing hypochlorous acid (also called hypochlorous acid water).
  • the hypochlorous acid aqueous solution 6 has the role of containing hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) inside the bubbles 8 during the process in which the bubbles 8 supplied from the air supply unit 7 described later flow through the liquid due to buoyancy. Therefore, by increasing or decreasing the concentration of the hypochlorous acid aqueous solution 6, the amount of hypochlorous acid contained in the bubbles 8 can be increased or decreased.
  • hypochlorous acid becomes more likely to evaporate from the hypochlorous acid aqueous solution 6, and the amount of hypochlorous acid contained in the bubbles 8 can be increased.
  • the amount of hypochlorous acid contained in the bubbles 8 can be increased.
  • the air supply unit 7 is a member that draws in air 3a from the private space 1 and releases the drawn in air 3a as air bubbles 8 into the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the air supply unit 7 is a pump that mixes the hypochlorous acid aqueous solution 6 taken in from the storage unit 5 with the air 3a taken in from the outside (private space 1), and releases air bubbles 8 into the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5.
  • the air supply unit 7 is fixed to the storage unit 5 by the air supply unit holder 12 and installed inside the storage unit 5.
  • the air supply unit 7 is suspended from the top of the storage unit 5 by the air supply unit holder 12 vertically above the partition plate 25, and most of the member is immersed in the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the air supply unit 7 is configured to have a solution suction port 7a, an air suction port 7b, a bubble generating unit 7c, a discharge unit 7d, and a motor unit 7e.
  • the air supply unit 7 is suspended from the top of the storage unit 5, and is installed so that the solution suction port 7a and the air suction port 7b are located in the first area 5a of the storage unit 5, and the bubble generating unit 7c, the discharge unit 7d, and the motor unit 7e are located in the second area 5b of the storage unit 5.
  • the solution suction port 7a is a cylindrical suction port that sucks in the hypochlorous acid aqueous solution 6 from the storage section 5.
  • the solution suction port 7a is located in the first region 5a of the storage section 5, and is installed in a substantially horizontal state with respect to the bottom 5c of the storage section 5, facing the side of the storage section 5 in the direction opposite to the second region 5b.
  • the solution suction port 7a is connected in communication with the bubble generating section 7c.
  • the solution suction port 7a sucks in the hypochlorous acid aqueous solution 6 from the storage section 5, and sends the hypochlorous acid aqueous solution 6 sucked in from the storage section 5 to the bubble generating section 7c.
  • the air suction port 7b is a cylindrical suction port that draws in air 3a in the internal air passage 24.
  • One end of the air suction port 7b is connected to the side of the solution suction port 7a, and the other end of the air suction port 7b is extended vertically upward to the internal air passage 24.
  • the air suction port 7b is, for example, a resin tube. When the motor unit 7e operates, the air suction port 7b draws in air 3a from the internal air passage 24 and sends the drawn air 3a to the hypochlorous acid aqueous solution 6 drawn in from the solution suction port 7a.
  • the other end of the air intake 7b is located downstream of the filter section 23 in the internal air passage 24 and upstream of the mixer section 21. This allows the air intake 7b to take in less contaminated air 3a that has passed through the filter section 23 and send it to the hypochlorous acid aqueous solution 6, preventing clogging of the air intake 7b due to accumulation of dirt and contamination of the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the bubble generating unit 7c is a member that stirs and mixes the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing air 3a that flows in from the solution suction port 7a.
  • the bubble generating unit 7c communicates between the solution suction port 7a and the discharge port 7d, and sends the hypochlorous acid aqueous solution 6 (hypochlorous acid aqueous solution 6 containing air 3a) that flows in from the solution suction port 7a to the discharge port 7d when the motor unit 7e operates.
  • the bubble generating unit 7c stirs and mixes the hypochlorous acid aqueous solution 6 and air 3a inside, finely splits the air 3a into bubbles 8, and sends the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing the bubbles 8 to the discharge port 7d. It can also be said that the bubble generating unit 7c finely splits the air 3a and generates the bubbles 8 while mixing the hypochlorous acid aqueous solution 6 and air 3a inside.
  • the air 3a (bubbles 8) contains hypochlorous acid gas.
  • the discharge unit 7d is a discharge unit that discharges the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing the bubbles 8 generated in the bubble generating unit 7c into the hypochlorous acid aqueous solution 6 in the storage unit 5.
  • the discharge unit 7d is located in the second region 5b of the storage unit 5 and is installed facing the bottom 5c of the storage unit 5 vertically downward.
  • the discharge unit 7d discharges the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing the bubbles 8 toward the bottom 5c of the storage unit 5.
  • the discharge unit 7d discharges the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing the bubbles 8 toward the second tapered portion 25b of the partition plate 25 provided at the bottom 5c of the storage unit 5. Note that although the discharge unit 7d is described as “discharging the hypochlorous acid aqueous solution 6 containing the bubbles 8,” it may be read as "discharging the bubbles 8.”
  • the motor unit 7e is a component that performs a series of operations of the air supply unit 7.
  • the motor unit 7e rotates to generate a flow of the hypochlorous acid aqueous solution 6 inside the air supply unit 7.
  • the rotation of the motor unit 7e causes the hypochlorous acid aqueous solution 6 to be sucked in through the solution suction port 7a, and the inside of the solution suction port 7a becomes negative pressure, causing air 3a to be sucked into the solution suction port 7a through the air suction port 7b.
  • bubbles 8 are generated during the stirring and mixing process in the bubble generation unit 7c, and the generated bubbles 8 are released into the hypochlorous acid aqueous solution 6 from the discharge unit 7d.
  • the air supply unit 7 is configured as described above.
  • the air supply unit 7 controls the amount of air 3a supplied to the hypochlorous acid aqueous solution 6, the stirring and mixing time in the bubble generation unit 7c, and the size (diameter) of the bubbles 8 generated, thereby adjusting the amount of hypochlorous acid (hypochlorous acid gas) contained in the air 4 released into the private space 1 from the air release unit 9 described below.
  • the air supply section 7 if the amount of air 3a supplied to the hypochlorous acid aqueous solution 6 increases, the amount (number) of bubbles 8 generated increases accordingly, and the amount of hypochlorous acid gas contained in the air 4 discharged from the air discharge section 9 can be increased.
  • the air supply section 7 by lengthening the stirring and mixing time in the bubble generating section 7c, the contact time between the hypochlorous acid aqueous solution 6 and the air 3a is lengthened, and the amount of hypochlorous acid gas contained in the finally generated bubbles 8 can be increased.
  • the air supply section 7 by reducing the size (diameter) of the bubbles 8 discharged into the hypochlorous acid aqueous solution 6, the rising speed of the bubbles 8 when floating up can be reduced, and the contact time between the hypochlorous acid aqueous solution 6 and the bubbles 8 can be increased. Furthermore, compared to when the size (diameter) of the bubbles 8 is large, the contact area between the hypochlorous acid aqueous solution 6 and the bubbles 8 flowing through the liquid can be increased.
  • the amount of hypochlorous acid that is taken in by the air bubbles 8 flowing through the hypochlorous acid aqueous solution 6 increases as the bubbles 8 rise to the surface, and the amount of hypochlorous acid contained in the air 4 released from the air release section 9 can be increased.
  • the amount of air 3a supplied to the hypochlorous acid aqueous solution 6 by the air supply unit 7 can be controlled by the amount of air suctioned at the air suction port 7b.
  • the size (diameter) of the bubbles 8 can be controlled by the size of the diameter of the air suction port 7b (and the amount of air suctioned at the air suction port 7b).
  • the depth of the bubbles 8 discharged from the discharge port 7d can be controlled by the amount of the hypochlorous acid aqueous solution 6 taken in by the air supply unit 7.
  • the amount of air 3a supplied to the hypochlorous acid aqueous solution 6 by the air supply unit 7 is about 0.1 m 3 /h
  • the size (diameter) of the bubbles 8 generated at the solution suction port 7a is about 1 mm to 2 mm
  • the amount of the hypochlorous acid aqueous solution 6 taken in by the air supply unit 7 is 5 L/min.
  • the air bubbles 8 are air 3a sucked in from the private space 1 by the air supply unit 7 (air inlet 7b) and finely divided into bubbles, and the air is trapped by the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the air bubbles 8 released from the air supply unit 7 rise while incorporating the hypochlorous acid (and moisture) contained in the hypochlorous acid aqueous solution 6 into the air inside. After that, the air bubbles 8 pop when they rise to the liquid surface 6a of the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the air inside the air bubbles 8 is then mixed with the air in the internal space 11 together with the hypochlorous acid (and moisture) contained in the air.
  • the air in the internal space 11 air containing hypochlorous acid
  • the air release section 9 is a member that connects the storage section 5 and the air duct section 17, and is installed between the upper surface of the storage section 5 and the lower surface of the air duct section 17.
  • the air release section 9 includes an eliminator 10.
  • the air release section 9 guides the air containing hypochlorous acid (air in the internal space 11) introduced from an opening (not shown) of the storage section 5 from a supply port (not shown) of the air release section 9 via the eliminator 10 to the mixing section 21 of the air duct section 17 as air 3c.
  • the eliminator 10 is a porous member that removes water droplets and the like that are generated when air bubbles 8 burst on the liquid surface 6a in the storage section 5.
  • the eliminator 10 is installed inside the air release section 9 so as to cover the entire liquid surface 6a of the hypochlorous acid aqueous solution 6 in the storage section 5.
  • the eliminator 10 allows air 3c containing hypochlorous acid gas to flow, but removes water droplets and the like. This makes it possible to prevent water droplets from scattering into the air duct section 17, and even to prevent water droplets from spraying from the space purification device 2 into the private space 1.
  • the air supply unit 7 and the mixing unit 21 described so far may be collectively referred to as a "hypochlorous acid gas application unit.”
  • the hypochlorous acid gas application unit releases air 3a taken in from the outside as air bubbles 8 into the aqueous hypochlorous acid solution 6 stored in the storage unit 5, and applies hypochlorous acid gas to the air 3b flowing through the air passage unit 17.
  • the air supply unit holder 12 is a flat member that fixes the air supply unit 7 inside the storage unit 5.
  • the air supply unit holder 12 fixes the air supply unit 7 so as to suspend it below the eliminator 10.
  • the hypochlorous acid water generator 29 is a means for adjusting the concentration of the hypochlorous acid aqueous solution 6, and has a chloride supply unit 26 and an electrode 27.
  • the hypochlorous acid water generator 29 electrolyzes the chloride aqueous solution 28 supplied from the chloride supply unit 26 by the electrode 27 to generate hypochlorous acid, and adjusts the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5 to a predetermined concentration.
  • the chloride supply unit 26 is a member that supplies a predetermined amount of chloride aqueous solution 28 to the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5.
  • the chloride supply unit 26 is installed outside the storage unit 5 and configured to introduce the chloride aqueous solution 28 into the storage unit 5 through an inlet (not shown) provided on the side wall of the container that constitutes the storage unit 5. More specifically, the chloride supply unit 26 is configured to include a chloride aqueous solution tank 26a, a chloride pump 26b, and a tube 26c.
  • the chloride aqueous solution tank 26a is a container that stores the chloride aqueous solution 28 at a pre-specified concentration.
  • a bag-shaped deformable pouch pack container that seals and stores the chloride aqueous solution 28 as the content is used as the chloride aqueous solution tank 26a.
  • the chloride aqueous solution tank 26a is capable of supplying the chloride aqueous solution 28 to the storage section 5 via the tube 26c by the operation of the chloride pump 26b.
  • the chloride aqueous solution 28 may be any electrolyte (electrolyte) capable of generating hypochlorous acid water by electrolysis, and is not particularly limited as long as it contains even a small amount of chloride ions.
  • it may be an aqueous solution in which at least one type of salt, such as sodium chloride or calcium chloride, is dissolved as a solute.
  • sodium chloride is used as an example of at least one type of salt.
  • phosphate a mixed phosphate of disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate
  • the chloride aqueous solution 28 will be described later, but a mixture of 5% or more by weight of sodium chloride and phosphate is basically used.
  • the chloride pump 26b is a member that pumps the chloride aqueous solution 28 from the chloride aqueous solution tank 26a to the storage section 5 in response to an output signal from a control section (not shown).
  • Tube 26c is a member that connects chloride aqueous solution tank 26a to an inlet provided in the side wall of the container that constitutes storage section 5 via chloride pump 26b, and is used to circulate chloride aqueous solution 28 from chloride aqueous solution tank 26a to storage section 5.
  • the chloride supply unit 26 is configured as described above.
  • the chloride supply unit 26 operates the chloride pump 26b to supply a predetermined amount of chloride aqueous solution 28 from the chloride aqueous solution tank 26a to the storage unit 5 through the tube 26c. This causes the chloride aqueous solution 28 to be mixed with the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5.
  • the electrode 27 is a member for electrolyzing the chloride aqueous solution 28, which is an aqueous solution containing chloride ions.
  • the electrode 27 is placed, for example, at the bottom 5c of the storage section 5, submerged in the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the electrode 27 is made up of a pair of electrodes, an anode and a cathode, and is configured with a catalytic coating on the surface of a conductive substrate.
  • titanium, tantalum, nickel, or stainless steel can be used for the conductive substrate, but titanium is preferred because of its high corrosion resistance to hypochlorous acid.
  • iridium or a platinum group metal is used as the catalyst contained in the catalytic coating. This makes it possible to activate the electrolysis reaction at the electrode 27.
  • the chloride aqueous chloride solution 28
  • hypochlorous acid is generated.
  • the mixed aqueous solution of hypochlorous acid solution 6 and chloride solution 28 stored in the storage section 5 is adjusted to a hypochlorous acid aqueous solution 6 having a predetermined concentration.
  • the time for which the current is passed through the electrode 27 is set to a time experimentally determined in advance based on the amount of chloride supplied to the storage section 5, for example.
  • the water level sensor 16 is a component that detects the water level of the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored inside the storage section 5.
  • the water level sensor 16 has a full water sensor 16a and a low water sensor 16b. Each of the water level sensors 16 is installed at a predetermined height within the storage section 5.
  • the full water sensor 16a detects whether the water level of the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5 is in a full water state (full water level).
  • the drought sensor 16b detects whether the water level of the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5 is in a drought state (drought water level).
  • the drought sensor 16b is installed at a position higher than the solution suction port 7a of the air supply unit 7, and prevents air from flowing in from the solution suction port 7a due to a drop in the water level of the hypochlorous acid aqueous solution 6, causing abnormal noise or malfunction in the air supply unit 7.
  • the drought water level is set to a water level of 1.5L, which is 25% less than the volume of the hypochlorous acid aqueous solution 6 at the full water level (volume when full), which is 2L.
  • the space purification device 2 is made up of each component.
  • the hypochlorous acid water generator 29 supplies hypochlorous acid to the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5 at regular intervals in order to adjust the hypochlorous acid aqueous solution 6 stored in the storage unit 5 to a predetermined concentration.
  • the hypochlorous acid water generator 29 periodically supplies a predetermined amount of chloride aqueous solution 28 by the chloride supply unit 26 and performs electrolysis by the electrodes 27, as will be described in detail later.
  • the hypochlorous acid water generating unit 29 sends a predetermined amount of chloride aqueous solution 28 from the chloride aqueous solution tank 26a to the storage unit 5 by the chloride pump 26b, and supplies and mixes the chloride aqueous solution 28 with the hypochlorous acid aqueous solution 6. Then, in the hypochlorous acid water generating unit 29, a current is passed through the electrode 27 to electrolyze the chloride mixed with the hypochlorous acid aqueous solution 6, i.e., sodium chloride, and generate hypochlorous acid corresponding to the amount of sodium chloride supplied as the chloride aqueous solution 28.
  • a current is passed through the electrode 27 to electrolyze the chloride mixed with the hypochlorous acid aqueous solution 6, i.e., sodium chloride, and generate hypochlorous acid corresponding to the amount of sodium chloride supplied as the chloride aqueous solution 28.
  • hypochlorous acid aqueous solution 6 concentration of hypochlorous acid
  • concentration of hypochlorous acid is adjusted by the hypochlorous acid water generating unit 29.
  • the pH of the hypochlorous acid aqueous solution 6 increases due to the electrolysis of sodium chloride, but this is neutralized by the phosphate (a mixed phosphate of disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate) contained in the chloride aqueous solution 28, and the pH is adjusted to a predetermined value.
  • hypochlorous acid water generator 29 electrolyzes an electrolyte solution containing sodium chloride and phosphate as the chloride aqueous solution 28 to generate a hypochlorous acid aqueous solution 6 adjusted to a predetermined concentration and a predetermined pH. Details will be described later, but at this time, sodium chloride is added to the chloride aqueous solution 28 so that the ratio of the weight of sodium chloride to the total weight of the solvent (water) and sodium chloride in the hypochlorous acid aqueous solution 6 is 5% by weight or more. Note that the upper limit of this weight ratio of sodium chloride is the ratio when sodium chloride is saturated in the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the basic air flow is that air 3 in the private space 1 is sucked in from the outside air intake 18 to the inside (air duct 17), and the air 3 sucked in flows through the internal air duct 24 and is released as air 4 from the blower 19 into the private space 1.
  • the air 3 in the internal air passage 24 is separated as air 3a.
  • the air 3 is separated into a part of the air 3a and the remaining air 3b.
  • the separated air 3a is sucked in from the air suction port 7b (the other end of the air suction port 7b) and sent into the hypochlorous acid aqueous solution 6 sucked in from the solution suction port 7a.
  • the air 3a sent into the hypochlorous acid aqueous solution 6 is introduced into the air bubble generating unit 7c together with the hypochlorous acid aqueous solution 6, and is stirred and mixed in the air bubble generating unit 7c.
  • the air 3a in the air bubble generating unit 7c is finely divided in the process of stirring and mixing with the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the finely divided air 3a is then sent out as air bubbles 8 from the discharge unit 7d together with the hypochlorous acid aqueous solution 6 into the hypochlorous acid aqueous solution 6 in the storage unit 5.
  • the air bubbles 8 released from the discharge port 7d are released vertically downward toward the bottom 5c of the storage section 5, so they continue to descend in the direction of arrow F1 through the hypochlorous acid aqueous solution 6.
  • the descending air bubbles 8 collide with the second tapered section 25b of the partition plate 25, and change direction of flow along the second tapered section 25b, and continue to flow in a roughly horizontal direction (arrow F2) along the bottom 5c of the storage section 5.
  • the descending air bubbles 8 are forced by the partition plate 25 to flow in the opposite direction to the first region 5a, so they do not diffuse in the direction of the first region 5a where the solution suction port 7a is located.
  • the air bubbles 8 flowing in a substantially horizontal direction rise to the surface of the liquid 6a due to the influence of buoyancy, as shown by arrow F3.
  • the air bubbles 8 burst and mix with the air in the internal space 11, and move to the air release section 9 as air 3c.
  • the air 3c contains hypochlorous acid gas.
  • the air 3c introduced into the air discharge section 9 passes through the eliminator 10 and is discharged to the mixing section 21 of the air passage section 17.
  • the air 3c (air 3c containing hypochlorous acid gas) introduced to the mixing section 21 is mixed with the air 3b flowing through the internal air passage 24, and is released into the private space 1 from the blowing section 19 as air 4 containing hypochlorous acid gas.
  • the released air 4 (air 4 containing hypochlorous acid gas) diffuses into the private space 1.
  • the private space 1 is sterilized by the air 4 containing hypochlorous acid gas.
  • the concentration of hypochlorous acid gas contained in the bubbles 8 can be increased by agitating and mixing the air 3a and the hypochlorous acid aqueous solution 6 in the bubble generating section 7c, and by extending the time that the bubbles 8 remain in the hypochlorous acid aqueous solution 6 as the bubbles 8 move in the directions of the arrows F1 and F2.
  • the amount of hypochlorous acid gas that can be supplied in the space purification device 2 is large.
  • the concentration of the hypochlorous acid aqueous solution 6 is increased, the distance that the bubbles 8 flow through the hypochlorous acid aqueous solution 6 is increased, or the amount of air 3a supplied to the hypochlorous acid aqueous solution 6 is increased.
  • the composition ratio of the chloride aqueous solution 28 that increases the supply amount of hypochlorous acid gas is considered.
  • Figures 4A and 4B show the supply amount of hypochlorous acid gas relative to the composition of the chloride aqueous solution 28 and a tester for this purpose.
  • Figure 4A is a perspective view showing the configuration of a tester 50 used in the examination.
  • the tester 50 has a hollow box shape.
  • the tester 50 supplies hypochlorous acid gas by agitating the water flow.
  • the hollow part of the tester 50 is a storage section 55, which stores hypochlorous acid aqueous solution 56 inside.
  • a water volume pump 57 is installed inside the storage section 55 so that it is immersed in the hypochlorous acid aqueous solution 56.
  • the water volume pump 57 sucks in the hypochlorous acid aqueous solution 56 from the suction port 57a and sends a vertical water flow from the discharge section 57b.
  • the force of the water flow causes a water column or water droplets of the hypochlorous acid aqueous solution 56 to scatter inside the storage section 55.
  • Air 53 is taken in from the ceiling of the tester 50, and the air 53 comes into contact with the water column or water droplets of the hypochlorous acid aqueous solution 56, causing the hypochlorous acid gas to vaporize and be added to the air 53.
  • the water pump 57 generates the water column or water droplets to scatter, increasing the contact area between the air 53 and the hypochlorous acid aqueous solution 56 and increasing the amount of hypochlorous acid gas that vaporizes.
  • the air 53 to which hypochlorous acid gas has been added is released from the tester 50 as air 54.
  • FIG 4B shows the hypochlorous acid gas supply rate ratio when the composition of the chloride aqueous solution 28 stored in the storage section 55 is changed.
  • the hypochlorous acid gas supply rate ratio shown here is calculated by dividing the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h) per hour under each condition from experiment “No. 2" onwards by the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h) per hour in experiment “No. 1” based on the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h) per hour in experiment "No. 1" in Figure 4B.
  • hypochlorous acid aqueous solution 56 used in the experimental evaluation was prepared by mixing a solution in which salts were dissolved to achieve each solution composition ratio with a sodium hypochlorite aqueous solution to achieve a predetermined hypochlorous acid concentration.
  • hypochlorous acid solution produced by mixing sodium hypochlorite in an amount equal to the amount of hypochlorous acid, simulating a hypochlorous acid solution produced by electrolyzing a sodium chloride solution.
  • a hypochlorous acid solution produced by mixing sodium hypochlorite in an amount equal to the amount of hypochlorous acid simulating a hypochlorous acid solution produced by electrolyzing a sodium chloride solution.
  • the aqueous chloric acid solution 56 was produced by mixing sodium hypochlorite with the aqueous chloride solution 28 containing sodium chloride (NaCl).
  • the NaCl used was "FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Grade Wako Grade 1".
  • the hypochlorous acid aqueous solution 56 in the experiment "No. 2" was generated by mixing sodium hypochlorite with the chloride aqueous solution 28 containing sodium chloride (NaCl) and hydrochloric acid.
  • the hypochlorous acid aqueous solution 56 in the experiment “No. 3” was generated by mixing sodium hypochlorite with the chloride aqueous solution 28 containing phosphoric acid.
  • phosphoric acid is, for example, a mixed phosphate in which disodium hydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ) and potassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ) are mixed in a weight ratio of 15:85.
  • Na 2 HPO 4 "FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Grade Wako Grade 1" was used, and for KH 2 PO 4 , "Taihei Sangyo (industrial use)” was used.
  • hypochlorous acid gas obtained from the hypochlorous acid aqueous solution 56 produced by mixing sodium hypochlorite with the chloride aqueous solution 28 containing sodium chloride and phosphoric acid was greater than the supply amount of hypochlorous acid gas with other composition ratios.
  • This supply amount of hypochlorous acid gas is greater than the supply amount of hypochlorous acid gas when sodium chloride is added and the pH is adjusted with hydrochloric acid.
  • the hypochlorous acid aqueous solution 56 is an aqueous solution containing sodium chloride and phosphate, and it can be seen that the increase in the supply amount of hypochlorous acid gas is not simply due to the pH adjustment.
  • FIG. 5 shows the hypochlorous acid gas supply rate ratio when the amount of salt is changed.
  • the hypochlorous acid gas supply rate ratio is calculated by dividing the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h) under each condition from experiment “No. 12" onwards by the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h) in experiment “No. 11” in Figure 5, based on the hypochlorous acid gas supply rate (ml/h).
  • a solution was prepared by dissolving 10 g of phosphoric acid and a predetermined amount (0.24 g to 45 g) of sodium chloride (NaCl) in 135 g (135 ml) of water to obtain each solution composition ratio, and about 0.15 ml of sodium hypochlorite aqueous solution (11 wt%) was mixed with 90 ml of the solution to obtain a hypochlorous acid concentration of 120 ppm, and this was used as the hypochlorous acid aqueous solution 56.
  • the phosphoric acid used in this case was a mixed phosphate in which disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate were mixed in a weight ratio of 15:85.
  • hypochlorous acid aqueous solution 56 of experiment "No. 11” 0.24 g of salt was added to make the NaCl concentration "0.18" wt%.
  • hypochlorous acid aqueous solution 56 of experiment “No. 12” 7.50 g of salt was added to make the NaCl concentration "5" wt%.
  • hypochlorous acid aqueous solution 56 of experiment “No. 13” 15.00 g of salt was added to make the NaCl concentration "10" weight %.
  • the hypochlorous acid aqueous solution 56 in experiment "No. 11" has a NaCl concentration that is a general supply amount of hypochlorous acid gas released in a conventional air purifier.
  • the hypochlorous acid gas supply amount ratio that is, the supply amount of hypochlorous acid gas increases.
  • the supply amount of hypochlorous acid gas increases by 15 times or more.
  • the supply amount of hypochlorous acid gas increases to about 150 times.
  • the increase in the supply amount of hypochlorous acid gas in the examples can be said to be a unique effect of mixing 5% by weight or more of sodium chloride and phosphate in the aqueous hypochlorous acid solution 56.
  • hypochlorous acid aqueous solution 56 may be an aqueous solution containing at least one type of salt, either sodium chloride or potassium chloride, and a phosphate.
  • the hypochlorous acid aqueous solution 6 is produced by electrolyzing an electrolyte solution containing at least one of sodium chloride and potassium chloride and a phosphate, and salt is added to the electrolyte solution so that the ratio of the weight of the salt to the total weight of the solvent and salt in the hypochlorous acid aqueous solution 6 is 5% by weight or more, so that the supply amount of hypochlorous acid gas can be increased.
  • the phosphate is a mixed phosphate of disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate
  • the supply amount of hypochlorous acid gas can be increased.
  • air taken in from the outside is released into the hypochlorous acid aqueous solution 6 as air bubbles, and hypochlorous acid gas is added to the air circulating inside, so that the supply amount of hypochlorous acid gas can be increased.
  • a space purification device (2) of one aspect of the present disclosure includes a storage section (5) that stores a hypochlorous acid aqueous solution (6), and a hypochlorous acid gas application section (7, 21) that applies hypochlorous acid gas to air flowing inside the device using the hypochlorous acid aqueous solution (6) stored in the storage section (5).
  • the hypochlorous acid aqueous solution (6) is an aqueous solution produced by electrolyzing an electrolyte solution containing at least one salt of sodium chloride or potassium chloride and a phosphate, and salt is added to the electrolyte solution so that the ratio of the weight of the salt to the total weight of the solvent and salt in the hypochlorous acid aqueous solution (6) is 5% by weight or more.
  • the phosphate is a mixed phosphate of disodium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate.
  • hypochlorous acid gas application section (7, 21) releases air taken in from the outside as air bubbles into the hypochlorous acid aqueous solution (6), applying hypochlorous acid gas to the air circulating inside.
  • the air supply unit 7 executes a bubbling method as a method for promoting the volatilization of hypochlorous acid gas.
  • the method for promoting the volatilization of hypochlorous acid gas is not limited to this, and may be, for example, a ventilation method, a tube bubbling method, an ultrasonic method, a filter method, or a liquid water agitation splash method.
  • the ventilation method air is supplied to the upper space of the hypochlorous acid aqueous solution (corresponding to the internal space 11 on the surface of the aqueous solution).
  • the tube bubbling method for example, air is sent into the hypochlorous acid aqueous solution with the tip of a tube having a diameter of 12 mm immersed in the hypochlorous acid aqueous solution, and bubbles are supplied into the hypochlorous acid aqueous solution.
  • an ultrasonic element is immersed at a depth of about 2 cm from the surface of the hypochlorous acid aqueous solution, and air is supplied to the upper space while spraying the solution into the upper space.
  • a filter is installed so as to divide the upper space of the hypochlorous acid aqueous solution perpendicularly to the direction of air blowing during ventilation, and air is supplied to the upper space while the hypochlorous acid aqueous solution in the layer is poured over the upper side of the filter.
  • the liquid water agitation splash method an aqueous solution of hypochlorous acid is taken in and released into the upper space, generating a water column or splashes of water droplets in the upper space, and air is then sent into the upper space.

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Abstract

貯留部(5)は、次亜塩素酸水溶液(6)を貯留する。空気供給部(7)と混合部(21)は、貯留部(5)に貯留される次亜塩素酸水溶液(6)を用いて、内部を流通する空気(3)に次亜塩素酸ガスを付与する。次亜塩素酸水溶液(6)は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩と、リン酸塩とを含む電解液を電気分解して生成される水溶液であり、次亜塩素酸水溶液(6)中における溶媒と塩の合計重量に対する塩の重量の割合が、5重量%以上となるように、電解液に塩が添加されている。

Description

空間浄化装置
 本開示は、個室空間などの除菌に用いられる空間浄化装置に関するものである。
 従来、居住空間などを除菌し、感染症のリスクを低減させる装置として、次亜塩素酸を含む水溶液(例えば、次亜塩素酸水)中に空気をバブリングして気泡を発生させ、浮上した気泡に含まれる次亜塩素酸ガスを空気とともに対象空間に放出する空気調和機(空間浄化装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005-305100号公報
 しかしながら、バブリング方式による従来の空間浄化装置では、発生した気泡が浮力によって液面に向かって浮上する過程で気泡内に除菌成分を含んだガスを取り込むため、除菌成分を含んだ水溶液との十分な気液接触時間が確保できない場合には、必要な除菌成分ガス濃度の確保が難しいという課題があった。
 そこで本開示は、上記従来の課題を解決するものであり、除菌成分ガスの供給量を増加させる技術を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本開示のある態様の空間浄化装置は、次亜塩素酸水溶液を貯留する貯留部と、貯留部に貯留される次亜塩素酸水溶液を用いて、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与する次亜塩素酸ガス付与部と、を備える。次亜塩素酸水溶液は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩と、リン酸塩とを含む電解液を電気分解して生成される水溶液であり、次亜塩素酸水溶液中における溶媒と塩の合計重量に対する塩の重量の割合が、5重量%以上となるように、電解液に塩が添加されている。
 本開示によれば、除菌成分ガスの供給量を増加できる。
図1は、本開示の実施の形態に係る空間浄化装置の個室空間への設置例を示す概略側面図である。 図2は、空間浄化装置の構成を示す概略側面図である。 図3は、空間浄化装置の構成を示す概略透過正面図である。 図4Aは、塩化物水溶液の組成に対する次亜塩素酸ガスの供給量の検討に使用する試験器の構成を示す斜視図である。 図4Bは、塩化物水溶液の組成を変えたときの次亜塩素酸ガスの供給量比を示す図である。 図5は、塩化物水溶液に含まれる塩量を変えたときの次亜塩素酸ガスの供給量を示す図である。
 以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。また、実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
 (実施の形態)
 まず、図1~図3を参照して、本実施の形態に係る空間浄化装置2の概略について説明する。図1は、本開示の実施の形態に係る空間浄化装置2の個室空間1への設置例を示す概略側面図である。図2は、空間浄化装置2の構成を示す概略側面図である。図3は、空間浄化装置2の構成を示す概略透過正面図である。
 図1に示す通り、空間浄化装置2は、個室空間1の壁面の所定の高さの位置に設置される。空間浄化装置2は、個室空間1の空気3を取り込み、取り込んだ空気3(図2に示す空気3a)に次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)を付加して、同じく取り込んだ空気3(図2に示す空気3b)と混合して次亜塩素酸を含む空気4として個室空間1に放出する。その結果、放出された空気4(次亜塩素酸を含む空気4)により個室空間1が除菌される。つまり、空間浄化装置2は、個室空間1に次亜塩素酸を放出して除菌する装置と言える。なお、空間浄化装置2は、外部電源との接続ができるのであれば、個室空間1での設置場所に制約を受けない。
 個室空間1は、利用者が日常生活で使用する空間であり、壁及び扉などの構造体によって構成される。個室空間1内には、テーブルあるいは椅子が設置されていてもよい。また、個室空間1内には、個室空間1内の空調(冷房、暖房)を行う空調機などが設置されていてもよい。
 空気3は、個室空間1から空間浄化装置2に取り込まれる空気である。図1の矢印は、空気3の主な流れを示す。図2に示す通り、空気3は、空間浄化装置2に導入された後、空気3aと空気3bとに分離される。詳細は後述するが、空気3aは、空気供給部7に吸い込まれ、次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)が付加される空気であり、空気3bは、空気供給部7に吸い込まれずに内部風路24を通過し、混合部21において次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)が付加された空気3cと混合される空気である。
 空気4は、空間浄化装置2から個室空間1に吹き出される空気である。図1の矢印は、空気4の主な流れを示す。詳細は後述するが、空気4には、空間浄化装置2の内部において発生させる次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)が含まれている。
 次に、空間浄化装置2の具体的な構成について説明する。
 図2に示す通り、空間浄化装置2は、風路部17、貯留部5、空気供給部7、空気放出部9、空気供給部保持部12、及び次亜塩素酸水生成部29を有して構成される。
 風路部17は、空気放出部9から供給される次亜塩素酸ガスを含む空気3cと、外気吸込部18から取り込んだ空気3のうち内部風路24を通過した空気3bとを混合して空気4として放出する部材である。風路部17は、空気放出部9の上面に設置される。風路部17の下面には、空気放出部9と連通接続する開口部が設けられる。これにより、空気放出部9からの空気3cが風路部17内に供給される。なお、風路部17は、空間浄化装置2の外枠を構成する筐体の一部とも言える。
 より詳細には、風路部17は、外気吸込部18、吹出部19、混合部21、送風部22、及びフィルタ部23を有して構成される。
 外気吸込部18は、風路部17が外部と連通する開口部であり、外部(個室空間1)の空気3を空間浄化装置2の内部に取り込むための取込口である。外気吸込部18は、風路部17の上面に形成される円形状の複数の孔または複数のスリットなどによって構成される。
 吹出部19は、風路部17が外部と連通する開口部であり、次亜塩素酸ガスを含む空気4を空間浄化装置2から個室空間1に吹き出すための部材である。具体的には、吹出部19は、吹出口19a及び吹出方向フード19bを有して構成される。吹出口19aは、風路部17内から次亜塩素酸ガスを含む空気4が流出する開口であり、風路部17の上面に形成される円形状の複数の孔または複数のスリットなどによって構成される。吹出方向フード19bは、吹出口19a全体を覆うように設置された金属製のエアフードである。吹出方向フード19bは、吹出口19aから吹き出す空気4の吹出方向を、空間浄化装置2の一方向(外気吸込部18と逆側)へと向けるものである。これにより、吹出部19から吹き出す空気4が、外気吸込部18に吸い込まれる空気3と混合しないようにしている。
 外気吸込部18と吹出部19とは、風路部17の内部風路24によって連通接続されている。そして、内部風路24には、空気放出部9が連通接続されている。
 混合部21は、空気放出部9から供給される次亜塩素酸ガスを含む空気3cと、外気吸込部18から取り込んだ空気3のうち内部風路24を通過する空気3bとを混合する空間である。混合部21は、内部風路24の一部であり、内部風路24における空気3cと空気3bが合流する空間とも言える。混合部21にて混合された次亜塩素酸ガスを含む空気は、風路部17を通じて、空気4として吹出部19から個室空間1に吹き出される。
 送風部22は、風路部17に空気を流通させるための送風ファンであり、風路部17の内部風路24に配置される。送風部22を動作することで、外気吸込部18から空気3を取り込み、混合部21にて外気吸込部18から取り込んだ空気3のうち内部風路24を通過した空気3bと空気放出部9から供給された空気3cとを混合し、吹出部19から空気4として吹き出すことができる。
 フィルタ部23は、外気吸込部18から取り込んだ空気3の汚れあるいは異物を取り除くためのフィルタであり、内部風路24における外気吸込部18の近傍に配置される。
 貯留部5は、内部に次亜塩素酸水溶液6を貯留する容器である。貯留部5は、四角柱状の形状を有しており、貯留部5の外形寸法は、例えば、幅200mm、奥行き100mm、高さ115mmである。なお、貯留部5は、空間浄化装置2の外枠を構成する筐体の一部とも言える。貯留部5の内部には、貯留する次亜塩素酸水溶液6に浸漬された状態で空気供給部7が設置されるとともに、水位センサ16(満水センサ16a及び渇水センサ16b)が設置される。貯留部5の上面には、空気放出部9と連通接続するための開口部(図示せず)が設けられ、開口部を覆うように空気放出部9が設置される。貯留部5の上部には、貯留する次亜塩素酸水溶液6の液面6aと空気放出部9の下面との間に内部空間11が形成される。貯留部5の側面には、次亜塩素酸水生成部29が設置される。なお、特に図示しないが、貯留部5には、市水給水用の開口が設けられており、貯留部5が渇水となった際に、直接市水を給水できるように構成されている。
 より詳細には、貯留部5は、貯留部5の底部5cから鉛直方向上方に延伸して設けられた仕切板25を有している。詳細は後述するが、仕切板25は、空気放出部9が次亜塩素酸水溶液6を取り込む第一領域5aと、空気放出部9から放出された気泡8が流通する第二領域5bとに、貯留部5を区分する部材である。
 第一領域5aは、貯留部5内において空気供給部7が次亜塩素酸水溶液6を吸い込む領域である。より詳細には、第一領域5aは、後述する空気供給部7の溶液吸込口7aが配置され、溶液吸込口7aから次亜塩素酸水溶液6を取り込む領域であり、「吸込領域」とも呼ぶ。
 第二領域5bは、貯留部5内において空気供給部7から放出された気泡8が流通する領域である。より詳細には、第二領域5bは、後述する空気供給部7の吐出部7dが配置され、吐出部7dから放出された気泡8が次亜塩素酸水溶液6の液面6aに向けて浮上する際に流通する領域であり、「吐出領域」とも呼ぶ。
 底部5cは、貯留部5の底面を指し、仕切板25が設けられている。
 仕切板25は、第一領域5aと第二領域5bとを区分するために、貯留部5の底部5cから鉛直方向上方に延伸して設けられた突起である。仕切板25は、溶液吸込口7aを設置する領域と、吐出部7dを設置する領域とを区分する突起とも言える。仕切板25は、図3に示すように、貯留部5の一方の側面から対向する他方の側面まで延伸されて設置される。なお、仕切板25は、2つの領域(第一領域5a及び第二領域5b)を完全に分離するものではなく、貯留部5の上方側において2つの領域間での次亜塩素酸水溶液6の移動は可能となっている。
 仕切板25は、貯留部5の底部5c側から鉛直方向上方に向かって突起幅が細くなる順テーパ形状(第一テーパ部25a及び第二テーパ部25b)を有して構成される。第一テーパ部25aは、仕切板25の第一領域5a側のテーパ形状を指し、第二テーパ部25bは、仕切板25の第二領域5b側のテーパ形状を指す。
 第一テーパ部25a及び第二テーパ部25bはいずれも、仕切板25の頂点から底部5cにかけて、底部5cの方向に湾曲している。詳細は後述するが、第二テーパ部25bでは、吐出部7dから吐出された気泡8を湾曲したテーパ形状に沿わせるようにして、気泡8を第一領域5aとは逆の方向に流通させている。
 内部空間11は、貯留部5内において、次亜塩素酸水溶液6の液面6aの上方に生じる空気領域であり、貯留部5の全面に亘って形成される。内部空間11は、貯留部5が次亜塩素酸水溶液6によって満水状態となっても、次亜塩素酸水溶液6の液面6aの上方に形成される。内部空間11では、次亜塩素酸水溶液6中を浮上してきた気泡8が弾けて次亜塩素酸ガスを放出し、次亜塩素酸ガスを含む空気3cとなる。
 次亜塩素酸水溶液6は、次亜塩素酸を含んだ水溶液(次亜塩素酸水とも呼ぶ)である。次亜塩素酸水溶液6は、後述する空気供給部7から供給される気泡8が浮力により液中を流通する過程で、気泡8の内部に次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)を含ませる役割を有する。このため、次亜塩素酸水溶液6の濃度を増減させることで、気泡8に含ませる次亜塩素酸の量を増減させることができる。また、次亜塩素酸水溶液6の水素イオン濃度(pH)を5~7程度にすることで、次亜塩素酸水溶液6から次亜塩素酸が気化しやすくなり、気泡8に含ませる次亜塩素酸の量を増加させることができる。また、気泡8が浮力により上昇する距離(気泡8が次亜塩素酸水溶液6中を流通する距離)を増加させ、次亜塩素酸水溶液6と気泡8の接触時間を増加させることで、気泡8に含ませる次亜塩素酸の量を増加させることができる。
 空気供給部7は、個室空間1から内部に空気3aを吸い込み、吸い込んだ空気3aを次亜塩素酸水溶液6中に気泡8として放出する部材である。本実施の形態では、空気供給部7は、貯留部5から内部に取り込んだ次亜塩素酸水溶液6と、外部(個室空間1)から取り込んだ空気3aとを混合しながら、貯留部5が貯留する次亜塩素酸水溶液6中に気泡8を放出するポンプである。空気供給部7は、貯留部5内において、空気供給部保持部12によって貯留部5に固定されて設置される。空気供給部7は、仕切板25の鉛直方向上方において、空気供給部保持部12によって貯留部5の上部から吊り下げられて、部材の大部分が次亜塩素酸水溶液6中に浸漬される。
 より詳細には、空気供給部7は、溶液吸込口7a、空気吸込口7b、気泡生成部7c、吐出部7d、及びモータ部7eを有して構成される。空気供給部7は、貯留部5の上部から吊り下げられた状態で、貯留部5の第一領域5aに溶液吸込口7a及び空気吸込口7bが位置し、貯留部5の第二領域5bに気泡生成部7c、吐出部7d、及びモータ部7eが位置するように設置されている。
 溶液吸込口7aは、貯留部5の次亜塩素酸水溶液6を吸い込む円筒状の吸込口である。溶液吸込口7aは、貯留部5の第一領域5aに位置し、貯留部5の底部5cに対して略水平状態で、第二領域5b側とは反対側の方向にある貯留部5の側面を向いて設置される。溶液吸込口7aは、気泡生成部7cと連通接続される。溶液吸込口7aは、モータ部7eが動作することで、貯留部5から次亜塩素酸水溶液6を吸い込み、貯留部5から吸い込んだ次亜塩素酸水溶液6を気泡生成部7cに送り込む。
 空気吸込口7bは、内部風路24内の空気3aを吸い込む円筒状の吸込口である。空気吸込口7bの一端は、溶液吸込口7aの側面に連通接続され、空気吸込口7bの他端は、鉛直方向上方の内部風路24にまで延設されている。空気吸込口7bは、例えば、樹脂製のチューブである。空気吸込口7bは、モータ部7eが動作することで、内部風路24から空気3aを吸い込み、吸い込んだ空気3aを、溶液吸込口7aから吸い込まれた次亜塩素酸水溶液6に送り込む。
 ここで、空気吸込口7bの他端は、内部風路24におけるフィルタ部23の下流側、且つ、混合部21の上流側に配置される。これにより、空気吸込口7bは、フィルタ部23の通過後の汚れの少ない空気3aを取り込み、次亜塩素酸水溶液6に送り込むことができるため、汚れの蓄積による空気吸込口7bの詰まり及び次亜塩素酸水溶液6の汚染を防ぐことができる。
 気泡生成部7cは、溶液吸込口7aから流入する空気3aを含む次亜塩素酸水溶液6を攪拌して混合する部材である。気泡生成部7cは、溶液吸込口7aと吐出部7dとの間を連通接続し、モータ部7eが動作することで、溶液吸込口7aから流入した次亜塩素酸水溶液6(空気3aを含む次亜塩素酸水溶液6)を吐出部7dに送出する。この際、気泡生成部7cは、内部で次亜塩素酸水溶液6と空気3aとを攪拌して混合し、空気3aを微細化して気泡8とし、気泡8を含む次亜塩素酸水溶液6として吐出部7dに送出する。気泡生成部7cは、内部で次亜塩素酸水溶液6と空気3aとを混合しながら、空気3aを微細化して気泡8として生成しているとも言える。なお、気泡生成部7cの内部での攪拌及び混合の過程で、空気3a(気泡8)には次亜塩素酸ガスを含ませている。
 吐出部7dは、気泡生成部7cで生成した気泡8を含む次亜塩素酸水溶液6を、貯留部5内の次亜塩素酸水溶液6中に放出する吐出部である。吐出部7dは、貯留部5の第二領域5bに位置し、鉛直方向下方の貯留部5の底部5cを向いて設置される。そして、吐出部7dは、貯留部5の底部5cに向けて気泡8を含む次亜塩素酸水溶液6を放出する。具体的には、吐出部7dは、貯留部5の底部5cに設けられた仕切板25の第二テーパ部25bに向けて気泡8を含む次亜塩素酸水溶液6を放出する。なお、吐出部7dは、「気泡8を含む次亜塩素酸水溶液6を放出する」としているが、「気泡8を放出する」と読み替えてもよい。
 モータ部7eは、空気供給部7の一連の動作を行う部材である。モータ部7eは、回転動作することによって、空気供給部7の内部に次亜塩素酸水溶液6の流れを生じさせる。具体的には、モータ部7eの回転動作によって、溶液吸込口7aから次亜塩素酸水溶液6が吸い込まれるとともに、溶液吸込口7a内が負圧となることで空気吸込口7bから空気3aが溶液吸込口7aに吸い込まれる。そして、気泡生成部7cでの攪拌及び混合の過程で気泡8が生成され、生成された気泡8が吐出部7dから次亜塩素酸水溶液6中に放出される。
 空気供給部7は、以上のように構成される。
 そして、空気供給部7では、次亜塩素酸水溶液6への空気3aの供給量、気泡生成部7cでの攪拌及び混合時間、及び発生させる気泡8の大きさ(径)を制御することによって、後述する空気放出部9から個室空間1の放出される空気4に含ませる次亜塩素酸(次亜塩素酸ガス)の量を調整することができる。
 具体的には、空気供給部7では、次亜塩素酸水溶液6への空気3aの供給量が増加すれば、それに応じて気泡8の発生量(発生数)が多くなり、空気放出部9から放出する空気4に含ませる次亜塩素酸ガスを増加させることができる。また、空気供給部7では、気泡生成部7cでの攪拌及び混合時間を長くすることで、次亜塩素酸水溶液6と空気3aとの間の接触時間が長くなり、最終的に生成される気泡8に含ませる次亜塩素酸ガスを増加させることができる。また、空気供給部7では、次亜塩素酸水溶液6に放出する気泡8の大きさ(径)を小さくすることで、浮上する際の気泡8の上昇速度を低下させて次亜塩素酸水溶液6と気泡8との間の接触時間を増加させることができる。さらに、気泡8の大きさ(径)が大きい場合と比較して、次亜塩素酸水溶液6と液中を流通する気泡8との間の接触面積を増加させることができる。これらの結果、次亜塩素酸水溶液6を流通する気泡8が、浮上する過程で気泡8内に取り込む次亜塩素酸の量が増加し、空気放出部9から放出する空気4に含ませる次亜塩素酸を増加させることができる。
 ここで、空気供給部7による次亜塩素酸水溶液6への空気3aの供給量は、空気吸込口7bの空気の吸入量によって制御することができる。また、気泡8の大きさ(径)は、空気吸込口7bの径の大きさ(及び空気吸込口7bの空気の吸込量)によって制御することができる。また、吐出部7dから放出される気泡8の到達深さは、空気供給部7が取り込む次亜塩素酸水溶液6の量によって制御することができる。これらを踏まえ、本実施の形態では、空気供給部7による次亜塩素酸水溶液6への空気3aの供給量を0.1m/h程度とし、溶液吸込口7aにおいて発生させる気泡8の大きさ(径)を1mm~2mm程度とし、空気供給部7が取り込む次亜塩素酸水溶液6の量を5L/minとしている。
 気泡8は、空気供給部7(空気吸込口7b)により個室空間1から吸い込まれた空気3aが泡状に微細化された空気であり、次亜塩素酸水溶液6によって空気が閉じ込められた状態となっている。空気供給部7から放出された気泡8は、次亜塩素酸水溶液6に含まれる次亜塩素酸(及び水分)を内部の空気に取り込みながら浮上する。その後、気泡8は、次亜塩素酸水溶液6の液面6aまで浮上すると弾けてなくなる。そして、気泡8内の空気は、空気内に含まれていた次亜塩素酸(及び水分)とともに、内部空間11内の空気と混合される。その後、内部空間11内の空気(次亜塩素酸を含む空気)は、空気放出部9から空気3cとして混合部21に供給される。
 空気放出部9は、貯留部5と風路部17とを連通させる部材であり、貯留部5の上面と風路部17の下面との間に設置される。空気放出部9は、エリミネータ10を含む。空気放出部9は、貯留部5の開口部(図示せず)から導入される次亜塩素酸を含む空気(内部空間11内の空気)を、空気放出部9の供給口(図示せず)からエリミネータ10を介して風路部17の混合部21に空気3cとして導出する。
 エリミネータ10は、貯留部5内において気泡8が液面6aで弾けることで生じる水滴などを取り除く多孔質の部材である。エリミネータ10は、空気放出部9の内部において、貯留部5内の次亜塩素酸水溶液6の液面6aの全面を覆うように設置される。エリミネータ10は、次亜塩素酸ガスを含む空気3cを流通させるものの、水滴などを取り除く。これにより、風路部17への水滴の飛散、しいては空間浄化装置2から個室空間1への水滴の噴霧を防ぐことができる。
 これまで説明した空気供給部7と混合部21は、「次亜塩素酸ガス付与部」としてまとめられてもよい。次亜塩素酸ガス付与部は、外部から取り込んだ空気3aを気泡8として、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6中に放出して、風路部17を流通する空気3bに次亜塩素酸ガスを付与する。
 空気供給部保持部12は、貯留部5内において空気供給部7を固定する平板状の部材である。空気供給部保持部12は、エリミネータ10の下方において空気供給部7を吊り下げるように固定している。
 次亜塩素酸水生成部29は、次亜塩素酸水溶液6の濃度調整手段であり、塩化物供給部26及び電極27を有する。次亜塩素酸水生成部29は、塩化物供給部26から供給される塩化物水溶液28を、電極27によって電気分解して次亜塩素酸を生成し、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6を所定濃度に調整する。
 塩化物供給部26は、貯留部5が貯留する次亜塩素酸水溶液6に所定量の塩化物水溶液28を供給する部材である。塩化物供給部26は、貯留部5の外側に設置され、貯留部5を構成する容器の側壁に設けられた導入口(図示せず)を介して貯留部5内に塩化物水溶液28を導入するように構成される。より詳細には、塩化物供給部26は、塩化物水溶液タンク26a、塩化物ポンプ26b、及びチューブ26cを有して構成される。
 塩化物水溶液タンク26aは、内部に予め指定された濃度の塩化物水溶液28を貯留する容器である。塩化物水溶液タンク26aには、例えば、内容物として塩化物水溶液28を密封して収容する袋状の変形可能なパウチパック容器が用いられる。塩化物水溶液タンク26aは、塩化物ポンプ26bの動作によりチューブ26cを介して貯留部5に塩化物水溶液28を供給可能になっている。
 塩化物水溶液28は、電気分解によって次亜塩素酸水を生成可能な電解質(電解液)であればよく、少量でも塩化物イオンを含んで入れば特に制限はなく、例えば、溶質として塩化ナトリウムまたは塩化カルシウムなどの少なくとも1種類の塩を溶解した水溶液が挙げられる。なお、以下では、少なくとも1種類の塩として塩化ナトリウムを例に説明する。また、塩化物水溶液28には、水溶液のpHを調整するとともに、次亜塩素酸ガスの発生量を増加させるためにリン酸塩(リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムとの混合リン酸塩)を加えている。塩化物水溶液28については後述するが、基本的に5重量%以上の塩化ナトリウムとリン酸塩とを混合させたものを用いている。
 塩化物ポンプ26bは、制御部(図示せず)からの出力信号に応じて、塩化物水溶液タンク26aから貯留部5に塩化物水溶液28を送出させる部材である。
 チューブ26cは、塩化物水溶液タンク26aと貯留部5を構成する容器の側壁に設けられた導入口とを、塩化物ポンプ26bを介して接続し、塩化物水溶液タンク26aから貯留部5にかけて塩化物水溶液28を流通させるための部材である。
 塩化物供給部26は、以上のように構成される。
 そして、塩化物供給部26は、塩化物ポンプ26bを動作させることで、チューブ26cを通じて所定量の塩化物水溶液28を塩化物水溶液タンク26aから貯留部5に供給する。これにより、貯留部5に貯留されている次亜塩素酸水溶液6に対して塩化物水溶液28が混合されることになる。
 電極27は、塩化物イオンを含む水溶液である塩化物水溶液28を電気分解するための部材である。電極27は、例えば、貯留部5の底部5cにおいて次亜塩素酸水溶液6に沈んだ状態で設置される。電極27は、陽極と陰極との一対の電極からなり、導電性基体の表面に触媒被膜を有して構成される。導電性基体には、例えば、チタン、タンタル、ニッケル、又はステンレス等が使用できるが、次亜塩素酸に対する耐食性が大きいチタンが好ましい。また、触媒被膜に含まれる触媒には、例えば、イリジウム又は白金族金属等が使用される。これにより、電極27での電気分解反応を活性化させることができる。
 電極27では、一対の電極間に電流を流すことで塩化物(塩化物水溶液28)が電気分解し、次亜塩素酸が生成される。この結果、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6と塩化物水溶液28の混合水溶液は、所定濃度を有する次亜塩素酸水溶液6として調整される。ここで、電極27への通電時間は、例えば、貯留部5に供給された塩化物の量に基づいて予め実験的に求められた時間に設定される。
 次に、水位センサ16(満水センサ16a及び渇水センサ16b)について説明する。
 水位センサ16は、貯留部5の内部に貯留する次亜塩素酸水溶液6の水位を検出する部材である。水位センサ16は、満水センサ16aと渇水センサ16bとを有する。水位センサ16のそれぞれは、貯留部5内の所定の高さの位置に設置される。
 満水センサ16aは、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6の水位が満水状態(満水水位)であることを検出する。一方、渇水センサ16bは、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6の水位が渇水状態(渇水水位)であることを検出する。渇水センサ16bは、空気供給部7の溶液吸込口7aより高い位置に設けられており、次亜塩素酸水溶液6の水位の低下により溶液吸込口7aから空気が流れ込んで、空気供給部7に異音または異常が発生することを防止している。なお、本実施の形態では、渇水水位は、満水水位での次亜塩素酸水溶液6の容量(満水時の容量)2Lから25%減少した1.5Lとなる水位に設定している。
 以上のように、空間浄化装置2は各部材によって構成される。
 次に、次亜塩素酸水溶液6の濃度調整方法について説明する。
 次亜塩素酸水生成部29では、貯留部5に貯留される次亜塩素酸水溶液6を所定の濃度に調整するために、一定時間ごとに次亜塩素酸水溶液6に次亜塩素酸を供給する。つまり、詳細は後述するが、次亜塩素酸水生成部29では、塩化物供給部26による既定量の塩化物水溶液28の供給と、電極27による電気分解とを一定時間ごとに実行する。
 次亜塩素酸水生成部29では、まず、一定時間が経過すると、塩化物ポンプ26bにより塩化物水溶液タンク26aから貯留部5に既定量の塩化物水溶液28を送り込み、次亜塩素酸水溶液6に対して塩化物水溶液28を供給して混合する。そして、次亜塩素酸水生成部29では、電極27に電流を流し、次亜塩素酸水溶液6に混合された塩化物、つまり塩化ナトリウムを電気分解し、塩化物水溶液28として供給された塩化ナトリウムの量に対応した次亜塩素酸を生成する。これにより、次亜塩素酸水溶液6に対して次亜塩素酸が供給されたのと同等の状態となる。つまり、次亜塩素酸水生成部29によって、次亜塩素酸水溶液6の濃度(次亜塩素酸の濃度)が調整されたことになる。この際、塩化ナトリウムを電気分解することで、次亜塩素酸水溶液6のpHは上昇するが、塩化物水溶液28に含まれるリン酸塩(リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムとの混合リン酸塩)によって中和され、所定のpHに調整されるようにしている。
 このように、次亜塩素酸水生成部29では、塩化物水溶液28として塩化ナトリウムとリン酸塩とを含む電解液を電気分解して所定の濃度及び所定のpHに調整された次亜塩素酸水溶液6を生成している。詳細は後述するが、この際、塩化物水溶液28には、次亜塩素酸水溶液6中における溶媒(水)と塩化ナトリウムの合計重量に対する塩化ナトリウムの重量の割合が5重量%以上となるように塩化ナトリウムが添加されている。なお、こうした塩化ナトリウムの重量の割合の上限は、次亜塩素酸水溶液6中において塩化ナトリウムが飽和状態における割合である。
 次に、図2を参照して、空間浄化装置2における各空気(空気3、空気3a、空気3b、空気3c、気泡8、及び空気4)の流れについて説明する。
 空間浄化装置2では、送風部22が動作すると、基本的な空気の流れとして、個室空間1の空気3は、外気吸込部18から内部(風路部17)に吸い込まれ、内部に吸い込まれた空気3は、内部風路24を流通して、空気4として吹出部19から個室空間1に放出される。
 一方、空気供給部7のモータ部7eが動作を開始すると、内部風路24内の空気3の一部が空気3aとして分離される。つまり、空気3は、一部の空気3aと、残りの空気3bとに分離される。分離された空気3aは、空気吸込口7b(空気吸込口7bの他端)から吸い込まれ、溶液吸込口7aから吸い込まれた次亜塩素酸水溶液6に送り込まれる。次亜塩素酸水溶液6に送り込まれた空気3aは、次亜塩素酸水溶液6とともに気泡生成部7cに導入され、気泡生成部7c内で攪拌及び混合される。気泡生成部7c内の空気3aは、次亜塩素酸水溶液6との攪拌及び混合の過程で微細化される。そして、微細化された空気3aは、気泡8として次亜塩素酸水溶液6とともに、吐出部7dから貯留部5の次亜塩素酸水溶液6中に送出される。
 吐出部7dから放出された気泡8は、鉛直方向下方にある貯留部5の底部5cに向かって放出されるので、そのまま次亜塩素酸水溶液6中を矢印F1の方向に下降する。下降した気泡8は、仕切板25の第二テーパ部25bに衝突する勢いで、そのまま第二テーパ部25bに沿うようにして流通方向を変え、貯留部5の底部5cに沿って略水平方向(矢印F2)に流通していく。この際、下降した気泡8は、仕切板25によって第一領域5aとは逆の方向に流通するので、溶液吸込口7aが位置する第一領域5aの方向には拡散しない。
 そして、略水平方向に流通する気泡8は、矢印F3のように、浮力の影響を受けて液面6aに向けて浮上していく。浮上した気泡8は、液面6aに到達すると破裂して内部空間11の空気と混ざり合い、空気3cとして空気放出部9へと移動していく。上述した通り、空気3cには、次亜塩素酸ガスが含まれる。
 空気放出部9に導入された空気3cは、エリミネータ10を通過して風路部17の混合部21に導出される。
 混合部21に導出された空気3c(次亜塩素酸ガスを含む空気3c)は、内部風路24を流通する空気3bと混合され、次亜塩素酸ガスを含む空気4として吹出部19から個室空間1に放出される。
 そして、放出された空気4(次亜塩素酸ガスを含む空気4)は、個室空間1内に拡散していく。その結果、次亜塩素酸ガスを含む空気4によって個室空間1の除菌がなされる。
 本実施の形態では、気泡生成部7cでの空気3aと次亜塩素酸水溶液6との攪拌及び混合、及び、気泡8が矢印F1の方向と矢印F2の方向に移動することに伴う、気泡8の次亜塩素酸水溶液6中を滞留する時間の長時間化によって、気泡8に含ませる次亜塩素酸ガスの濃度を高くすることができる。
 (変形例)
 空間浄化装置2において供給可能な次亜塩素酸ガスの量は多い方が好ましい。次亜塩素酸ガスの供給量を増加させるために、前述のごとく、次亜塩素酸水溶液6の濃度を増加させたり、気泡8が次亜塩素酸水溶液6中を流通する距離を増加させたり、次亜塩素酸水溶液6への空気3aの供給量を増加させたりすることがなされる。ここでは、これらとは別に、次亜塩素酸ガスの供給量が増加するような塩化物水溶液28の組成比を検討する。
 まず、塩化物水溶液28の組成を検討する。図4Aおよび図4Bは、塩化物水溶液28の組成に対する次亜塩素酸ガスの供給量とそのための試験器を示す。図4Aは、検討に使用した試験器50の構成を示す斜視図である。試験器50は、中空の箱形形状を有する。試験器50は、水流攪拌により次亜塩素酸ガスを供給する。試験器50の中空部分は貯留部55であり、貯留部55は、内部に次亜塩素酸水溶液56を貯留する。また、貯留部55の内部には、次亜塩素酸水溶液56に浸かるように水量ポンプ57が設置される。水量ポンプ57は、吸込口57aから次亜塩素酸水溶液56を吸い込み、吐出部57bから鉛直上の水流を送る。水流の勢いにより貯留部55内には次亜塩素酸水溶液56の水柱または水滴の飛散が生じる。また、試験器50の天井部分から空気53が取り込まれ、空気53と、次亜塩素酸水溶液56の水柱または水滴とが接触し、空気53に次亜塩素酸ガスが気化して付与される。水量ポンプ57が水柱または水滴の飛散を発生させることで、空気53と次亜塩素酸水溶液56との間の接触面積を増加させ、気化する次亜塩素酸ガス量を増大させている。次亜塩素酸ガスを付与された空気53は、空気54として試験器50から放出される。
 図4Bは、貯留部55に貯留される塩化物水溶液28の組成を変えたときの次亜塩素酸ガスの供給量比を示す。ここで示す次亜塩素酸ガス供給量比とは、図4Bの実験「No.1」における時間あたりの次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)を基準とし、実験「No.2」以降の各条件における時間あたりの次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)を実験「No.1」の時間当たりの次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)で割ったものである。ここで、実験評価での次亜塩素酸水溶液56には、各溶液組成比になるように塩類を溶かした溶液に、所定の次亜塩素酸濃度となるよう次亜塩素酸ナトリウム水溶液を混合したものを用いた。
 より詳細には、実験評価は、各種条件の次亜塩素酸水溶液を簡易的に調整するために、塩化ナトリウム水溶液を電気分解して生成された次亜塩素酸水溶液を模して、次亜塩素酸量と等しくなる次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成される次亜塩素酸水溶液を用いて行った。これは、式(1)で示す塩化ナトリウム水溶液を電気分解して得られる成分は、式(2)で示す次亜塩素酸ナトリウム水溶液の投入によって得られる成分と等しく、両者の次亜塩素酸水溶液から得られる次亜塩素酸ガスの供給量は同等となることに基づく。
 NaCl + 2HO → HClO + NaOH + H↑  ・・・ 式(1)
 NaClO + HO → HClO + NaOH        ・・・ 式(2)
 以上のことから、図4Bに示す実験評価は、各溶液組成比になるように水135g(135ml)に塩類を溶かした溶液を用意して、そのうちの溶液90mlに、次亜塩素酸濃度が120ppmとなるよう次亜塩素酸ナトリウム水溶液(11重量%)を約0.15ml混合させて調整したものを次亜塩素酸水溶液56として用いた。具体的には、実験「No.1」の次亜塩素酸水溶液56は、塩化ナトリウム(NaCl)を含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成された。NaClには「富士フイルム和光純薬(株) グレード 和光一級」を使用した。また、実験「No.2」の次亜塩素酸水溶液56は、塩化ナトリウム(NaCl)と、塩酸とを含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成された。
 実験「No.3」の次亜塩素酸水溶液56は、リン酸を含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成された。ここで、リン酸とは、例えば、リン酸水素二ナトリウム(NaHPO)とリン酸二水素カリウム(KHPO)を重量比で15:85となるように混合した混合リン酸塩である。NaHPOには「富士フイルム和光純薬(株) グレード 和光一級」を使用し、KHPOには「太平産業(工業用)」を使用した。また、実験「No.4」の次亜塩素酸水溶液56は、塩化ナトリウム(NaCl)と、リン酸とを含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成された。実験「No.1」~実験「No.4」における溶液組成比、pH、次亜塩素酸ガス供給量比は、図4Bに示すとおりである。ここで、水とはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)などを除去したイオン交換水である。
 その結果、塩化ナトリウムとリン酸とを含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して生成した次亜塩素酸水溶液56から得られる次亜塩素酸ガスの供給量が、それ以外の組成比における次亜塩素酸ガスの供給量よりも多いことが確認された。この次亜塩素酸ガスの供給量は、塩化ナトリウムを入れ、かつ、塩酸でpHを調整した場合の次亜塩素酸ガスの供給量よりも多い。つまり、次亜塩素酸水溶液56は、塩化ナトリウムとリン酸塩とを含む水溶液であることが重要であり、次亜塩素酸ガスの供給量の増加は、単なるpH調整に起因するものではないことがわかる。
 次に、塩化ナトリウム(NaCl)とリン酸とを含む塩化物水溶液28に次亜塩素酸ナトリウムを混合して次亜塩素酸水溶液56を生成する場合において、塩化ナトリウム(NaCl)の量を検討する。図5は、塩量を変えたときの次亜塩素酸ガスの供給量比を示す。次亜塩素酸ガス供給量比は、図5の実験「No.11」における次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)を基準とし、実験「No.12」以降の各条件における次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)を実験「No.11」の次亜塩素酸ガス供給量(ml/h)で割ったものである。
 図5に示す実験評価は、各溶液組成比となるように、水135g(135ml)に対して、リン酸10gと、所定量(0.24g~45g)の塩化ナトリウム(NaCl)とを溶かした溶液を用意して、そのうちの溶液90mlに、次亜塩素酸濃度が120ppmとなるよう次亜塩素酸ナトリウム水溶液(11重量%)を約0.15ml混合させて調整したものを次亜塩素酸水溶液56として用いた。この際のリン酸には、リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムを重量比で15:85となるように混合した混合リン酸塩を用いた。具体的には、実験「No.11」の次亜塩素酸水溶液56では、塩を0.24g添加してNaCl濃度が「0.18」重量%にされた。実験「No.12」の次亜塩素酸水溶液56では、塩を7.50g添加してNaCl濃度が「5」重量%にされた。実験「No.13」の次亜塩素酸水溶液56では、塩を15.00g添加してNaCl濃度が「10」重量%にされた。実験「No.14」の次亜塩素酸水溶液56では、塩を45.00g添加してNaCl濃度が「25」重量%にされた。
 実験「No.11」の次亜塩素酸水溶液56は、従来の空気浄化装置において放出される次亜塩素酸ガスの一般的な供給量となるNaCl濃度である。これに対して、塩化ナトリウムとリン酸塩とを混合させた次亜塩素酸水溶液56において、NaCl量が増加すると、次亜塩素酸ガス供給量比、つまり次亜塩素酸ガスの供給量が増加する。具体的には、NaCl量が5重量%以上の濃度領域において次亜塩素酸ガスの供給量が15倍以上に増加する。特にNaCl量が「25」重量%の濃度領域において次亜塩素酸ガスの供給量が約150倍にまで増加する。このように、次亜塩素酸水溶液中における溶媒(水)と塩(塩化ナトリウム)の合計重量に対する塩の重量の割合が5重量%以上となるように、電解液に塩を添加することで、リン酸塩の添加によるpH調整とは異なる相乗効果があって次亜塩素酸ガスの供給量が顕著に増加することがわかる。
 以上のように、実施例における次亜塩素酸ガスの供給量の増加は、次亜塩素酸水溶液56において、5重量%以上の塩化ナトリウムとリン酸塩とを混合させることに伴う特有の効果であると言える。
 なお、上記した特有の効果は、次亜塩素酸水溶液56において5重量%以上の塩化カリウムとリン酸塩とを混合させた場合においても得られており、次亜塩素酸水溶液56は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩と、リン酸塩とを含む水溶液であればよい。
 本実施の形態によれば、次亜塩素酸水溶液6は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩とリン酸塩とを含む電解液を電気分解して生成され、次亜塩素酸水溶液6中における溶媒と塩の合計重量に対する塩の重量の割合が、5重量%以上となるように、電解液に塩が添加されているので、次亜塩素酸ガスの供給量を増加できる。また、リン酸塩は、リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムとの混合リン酸塩であるので、次亜塩素酸ガスの供給量を増加できる。また、外部から取り込んだ空気を気泡として次亜塩素酸水溶液6中に放出して、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与するので、次亜塩素酸ガスの供給量を増加できる。
 本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の空間浄化装置(2)は、次亜塩素酸水溶液(6)を貯留する貯留部(5)と、貯留部(5)に貯留される次亜塩素酸水溶液(6)を用いて、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与する次亜塩素酸ガス付与部(7、21)と、を備える。次亜塩素酸水溶液(6)は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩と、リン酸塩とを含む電解液を電気分解して生成される水溶液であり、次亜塩素酸水溶液(6)中における溶媒と塩の合計重量に対する塩の重量の割合が、5重量%以上となるように、電解液に塩が添加されている。
 リン酸塩は、リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムとの混合リン酸塩である。
 次亜塩素酸ガス付与部(7、21)は、外部から取り込んだ空気を気泡として次亜塩素酸水溶液(6)中に放出して、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与する。
 以上、実施の形態に基づき本開示を説明したが、本開示は上記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
 本実施の形態における空気供給部7は、次亜塩素酸ガスの揮発を促す方式として、バブリング方式を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、次亜塩素酸ガスの揮発を促す方式として、通風方式、チューブバブリング方式、超音波方式、フィルタ方式、又は液水の攪拌しぶき方式であってもよい。通風方式では、次亜塩素酸水溶液の上層空間(水溶液表面上の内部空間11に相当)に空気が供給される。チューブバブリング方式では、例えば直径12mmのチューブの先端を次亜塩素酸水溶液内に浸漬させた状態で空気を送り込み、次亜塩素酸水溶液内に気泡が供給される。超音波方式では、次亜塩素酸水溶液水面から水深約2cmの位置に超音波素子を浸漬させ、上層空間に溶液の噴霧を行いながら、上層空間に空気が供給される。フィルタ方式では、次亜塩素酸水溶液の上層の空間を通風時の送風方向に対して垂直に区切るようにフィルタを設置し、フィルタの上辺から層内の次亜塩素酸水溶液をかけ流した状態で上層空間に空気が供給される。液水の攪拌しぶき方式では、次亜塩素酸水溶液を取り込み上層空間に放水することで、上層空間に水柱または水滴の飛散を発生させた状態で上層空間に空気が送り込まれる。本変形例によれば構成の自由度を向上できる。
 2 空間浄化装置
 5 貯留部
 5a 第一領域
 5b 第二領域
 5c 底部
 6 次亜塩素酸水溶液
 6a 液面
 7 空気供給部
 7a 溶液吸込口
 7b 空気吸込口
 7c 気泡生成部
 7d 吐出部
 7e モータ部
 8 気泡
 9 空気放出部
 10 エリミネータ
 11 内部空間
 12 空気供給部保持部
 16 水位センサ
 16a 満水センサ
 16b 渇水センサ
 17 風路部
 18 外気吸込部
 19 吹出部
 19a 吹出口
 19b 吹出方向フード
 21 混合部
 22 送風部
 23 フィルタ部
 24 内部風路
 25 仕切板
 25a 第一テーパ部
 25b 第二テーパ部
 26 塩化物供給部
 26a 塩化物水溶液タンク
 26b 塩化物ポンプ
 26c チューブ
 27 電極
 28 塩化物水溶液
 29 次亜塩素酸水生成部
 50 試験器
 53,54 空気
 55 貯留部
 56 次亜塩素酸水溶液
 57 水量ポンプ
 57a 吸込口
 57b 吐出部

Claims (3)

  1.  次亜塩素酸水溶液を貯留する貯留部と、
     前記貯留部に貯留される前記次亜塩素酸水溶液を用いて、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与する次亜塩素酸ガス付与部と、
    を備え、
     前記次亜塩素酸水溶液は、塩化ナトリウムまたは塩化カリウムのうち少なくとも1種類の塩と、リン酸塩とを含む電解液を電気分解して生成される水溶液であり、
     前記次亜塩素酸水溶液中における溶媒と前記塩の合計重量に対する前記塩の重量の割合が、5重量%以上となるように、前記電解液に前記塩が添加されている、空間浄化装置。
  2.  前記リン酸塩は、リン酸水素二ナトリウムとリン酸二水素カリウムとの混合リン酸塩である、請求項1に記載の空間浄化装置。
  3.  前記次亜塩素酸ガス付与部は、外部から取り込んだ空気を気泡として前記次亜塩素酸水溶液中に放出して、内部を流通する空気に次亜塩素酸ガスを付与する、請求項1または2に記載の空間浄化装置。
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