空気除菌装置及び制御方法
【課題】電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御可能な空気除菌装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】水交換を行った場合及び前回の電解運転からの経過時間が長い場合、電気分解前の水の電気分解に最適な立上運転モードで運転を行い（ステップＳａ３〜ステップＳａ７）、また、前回の電解運転からの経過時間が短い場合に電気分解後の水の電気分解に最適な定常運転モードで運転を行うようにした（ステップＳａ８〜ステップＳａ１２）。
【解決手段】水交換を行った場合及び前回の電解運転からの経過時間が長い場合、電気分解前の水の電気分解に最適な立上運転モードで運転を行い（ステップＳａ３〜ステップＳａ７）、また、前回の電解運転からの経過時間が短い場合に電気分解後の水の電気分解に最適な定常運転モードで運転を行うようにした（ステップＳａ８〜ステップＳａ１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中浮遊微生物ウィルス等の除去が可能な空気除菌装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、生成した電解水による電解水ミストを空気中に拡散させて、この電解水ミストを空中浮遊微生物に直接接触させ、ウィルス等を不活化する空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８１３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のものは、電気分解前の水と電気分解後の水とでの活性酸素種の濃度が大きく異なるため、水交換後か否かによって活性酸素種の濃度にばらつきが生じ、除菌効果が低下してしまう場合があった。
そこで、本発明の目的は、電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御可能な空気除菌装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌手段と、電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
この場合において、前記空気除菌手段内の水が交換されたか否かを検出する水交換検出手段を備え、前記切換手段は、前記水交換検出手段により水が交換されたと検出された後の初回運転時に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにしてもよい。前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにしてもよい。前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水より大きく、かつ、目標濃度を下回ると推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第２運転モードにしてもよい。前記空気除菌手段内の水の導電率を検出する導電率検出手段と、電気分解前の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第１情報と、電気分解後の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第２情報とを記憶する記憶手段とを備え、前記第１運転モードの場合、前記第１情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解し、前記第２運転モードの場合、前記第２情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解してもよい。
【０００６】
本発明は、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌装置の制御方法において、電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、電気分解される前の水と、電気分解された後の水とで、電解運転を切り換えるため、電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
床置き式空気除菌装置１を図１に示す。この床置き式空気除菌装置１は、箱形の筐体２を備え、この筐体２は、脚片２Ａと、前パネル２Ｂと、天パネル２Ｃとを含み、この天パネル２Ｃの両側には、操作蓋２Ｄ、開閉蓋２Ｅがそれぞれ横並びに配置されている。また、前パネル２Ｂの左側上部には、各種情報を報知するための複数のＬＥＤ５０を備える報知パネル３９が配置されている。
この筐体２の下部には、図２に示すように、吸込口３が配置され、この吸込口３の上方にはプレフィルタ３Ａが配置されている。このプレフィルタ３Ａの上方には送風ファン７が支持板８を介して筐体２に支持されている。この支持板８の上方には、保水性の高い気液接触部材５が、図３に示すように斜めに配置されている。この気液接触部材５と送風ファン７との間には水受皿９が配置され、気液接触部材５の上方には、横長の吹出口４が配置されている。
【０００９】
この気液接触部材５は、図４に示すように、空気が流通するエレメント部Ｅと、このエレメント部Ｅを支持するフレーム部Ｆとで形成されている。
エレメント部Ｅは、波板状の波板素材５Ａと平板状の平板素材５Ｂとが積層されて構成される。このため、波板素材５Ａと平板素材５Ｂとの間に略三角形状の複数の開口５Ｆが形成される。
フレーム部Ｆは、気液接触部材５の両端枠を構成する一対の枠素材５Ｄと、一方の枠素材５Ｄの上部を貫通して他方の枠素材５Ｄに先端が固定される電解水供給管１７と、この電解水供給管１７を覆うように一対の枠素材５Ｄの上端部間に固定されて気液接触部材５の上枠を構成するカバー５Ｇとを備え、このカバー５Ｇは、電解水供給管１７の下方に配置される第１分流シート５Ｃを支持している。また、上記エレメント部Ｅは、一対の枠素材５Ｄ間に配置され、このエレメント部Ｅの上面には、複数枚の第２分流シート５Ｅが配置されている。
【００１０】
上記波板素材５Ａ、平板素材５Ｂ、第１分流シート５Ｃ及び第２分流シート５Ｅは、液体の浸透性を有する繊維素材により形成されている。第１分流シート５Ｃには、電解水供給管１７に形成された多数の散水孔（図示せず）から吐出される電解水が滴下され、これにより、電解水が第１分流シート５Ｃ全体に拡散し、電解水がエレメント部Ｅの上面全体に落下する。この落下した電解水は第２分流シート５Ｅに浸透して第２分流シート５Ｅ全体に拡散し、エレメント部Ｅの上部全体に電解水を供給し、これによって、電解水がエレメント部Ｅの波板素材５Ａ及び平板素材５Ｂの隅々に浸透するようになっている。
【００１１】
ここで、波板素材５Ａ、平板素材５Ｂ、第１分流シート５Ｃ及び第２分流シート５Ｅの素材には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）またはセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂が使用されている。なお、電解水は防かび性を発揮するため、気液接触部材５には防かび剤の塗布が不要である。
【００１２】
気液接触部材５の傾斜角θは、図３に示すように、３０°以上であることが望ましい。それ以下の傾斜角θの場合、滴下した電解水が、気液接触部材５の傾斜に沿って流れず、下方に落下する。また、傾斜角θが９０°に近づいた場合、気液接触部材５を通過する送風経路が水平に近くなり、その分だけ上方への吹き出しが困難になる。この吹き出し方向を水平に近付けた場合、吹き出し空気を遠くに送風できなくなり、後述するように、大空間の除菌に適した装置とならない。傾斜角θは、８０°＞θ＞３０°が好ましく、さらに好ましくは、７５°＞θ＞５５°であり、本構成では約５７°である。
【００１３】
図５Ａ及び５Ｂは、気液接触部材５に電解水を滴下する電解水供給機構を示す。
気液接触部材５の下方には、水受皿９が配置され、この水受皿９には、給水タンク支持皿１０が連接されている。この給水タンク支持皿１０には、当該支持皿１０内に塩素イオンを含む水道水を供給する給水タンク１１と、循環ポンプ１３とが配置されている。この循環ポンプ１３には電解槽３１が接続され、この電解槽３１には電解水供給管１７が接続されている。
【００１４】
図５Ａに示すように、電解槽３１は、水受皿９及び給水タンク支持皿１０より上方に配置され、電解槽３１には循環ポンプ１３が運転を開始すると、給水タンク支持皿１０から吸い上げられた水が貯留され、循環ポンプ１３が運転を停止すると、電解槽３１内の水は重力により給水タンク支持皿１０に自然落下し、電解槽３１が空になる。
【００１５】
この電解槽３１には、図５Ｂに示すように、一方が正、他方が負となる対の電極３２、３３を交互に備え、電極３２、３３は、通電された場合、電解槽３１に流入した水道水を電気分解して活性酸素種を生成させる。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。電解槽３１は、気液接触部材５に接近して配置され、水道水を電気分解して生成された活性酸素種を、ただちに気液接触部材５に供給できるように構成される。
【００１６】
電極３２、３３は、例えばベースがＴｉ（チタン）で皮膜層がＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）から構成された電極板であり、この電極３２、３３に流れる電流値は、電流密度で数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ2（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ2になるように設定され、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。
【００１７】
詳述すると、上記電極３２、３３により水道水に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩素イオン（水道水に予め添加されているもの）が、
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-
のように反応し、さらにこのＣｌ2は水と反応し、
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
となる。
【００１８】
従って、電極３２、３３に通電することにより、殺菌力の大きいＨＣｌＯ（次亜塩素酸）を発生させ、この次亜塩素酸が供給された気液接触部材５に空気を通過させることにより、この気液接触部材５で雑菌が繁殖することを防止でき、気液接触部材５を通過する空気中に浮遊するウィルスを不活化することができる。また、空気中の臭気も気液接触部材５を通過する際に、次亜塩素酸と反応し、イオン化して溶解するので、空気が脱臭される。すなわち、電解槽３１、気液接触部材５、送風ファン７、循環ポンプ１３は空気除菌機構（空気除菌手段）１２を構成している。
【００１９】
床置き式空気除菌装置１は、この床置き式空気除菌装置１の各部を中枢的に制御する制御部３０を備えている。図６は、制御部３０とその周辺構成を示すブロック図である。
【００２０】
制御部３０は、マイコン３４、記憶部３５、入力部３６、出力部３７及びタイマカウンタ３８を備え、操作蓋２Ｄを開くと露出する操作パネル４０を介して、ユーザから各種指示を入力する。
操作パネル４０は、水交換ボタンスイッチを備え、このスイッチは、ユーザが空気除菌機構１２内の水を交換した際に操作するものである。この水交換ボタンスイッチの操作を検出することにより、制御部３０は水交換を検出する。
マイコン３４は、ユーザからの各種指示等に従い、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである記憶部３５に予め記憶されている制御プログラムに基づいて、電解槽３１、送風ファン７、循環ポンプ１３等を制御するものである。
【００２１】
入力部３６は、電極３２、３３、槽温度センサ４４、電解槽フロートスイッチ４２及び水受皿フロートスイッチ４３からの検出信号が入力されるインタフェースであり、出力部３７は、電極３２、３３に電力を出力する電力供給手段として機能する。
マイコン３４は、入力部３６を介して水受皿フロートスイッチ４３から水無しの検出信号を入力すると給水要求を発行し、報知パネル３９に配置された給水報知ランプ（図示せず）を点灯させる。
タイマカウンタ３８は、制御部３０の制御の下、前回の電解運転が終了してからの経過時間（以下、電極停止時間ｔ０という）をカウントする。
なお、マイコン２２、記憶部３５、入力部３６、出力部３７及びタイマカウンタ３８は、基板に実装され、図示しない電装ボックスに収納されている。
【００２２】
次に、この制御部３０に接続される電源４１、槽温度センサ４４、電解槽フロートスイッチ４２、水受皿フロートスイッチ４３、電極３２、３３、報知パネル３９を説明する。
電源４１は、床置き式空気除菌装置１を動作させるための電源であり、操作パネル４０の電源スイッチが投入されると、床置き式空気除菌装置１の各部に動作電力を供給する。
槽温度センサ４４は、電解槽３１内に配置され、電解槽３１内の電解水の温度を検出する。
【００２３】
電解槽フロートスイッチ４２は、電解槽３１内に予め定められた許可水位以上の電解水が有るか否かを検出することにより、電解槽３１内の水の有無を検出する。
水受皿フロートスイッチ４３は、水受け皿９内に予め定められた許可水位以上の電解水が有るか否かを検出することにより、電解槽３１内の水の有無を検出する。
電解槽３１に設けられた電極３２、３３は、水道水の電気分解に使用されるだけでなく、電解水の導電率を検出するための検出用電極としても使用される。
報知パネル３９は、複数のＬＥＤ５０を備え、運転中である旨を報知したり、各種警告を行ったりする報知手段として機能する。この報知パネル３９（図１）の上段には、ＬＥＤ５０として、運転中である旨を報知する緑色ランプ、給水タンク１１への給水を促す赤色ランプ、プレフィルタ３Ａのメンテナンス時期を報知する赤色ランプ、水受皿９の水交換を促す赤色ランプを備える。また、報知パネル３９の下段には、電極３２、３３の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ（図１）と、気液接触部材５の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ（図１）とを備える。
【００２４】
次に、床置き式空気除菌装置１の空気除菌時の動作を説明する。
図１において、操作蓋２Ｄを開くと、図示を省略した操作パネル４０が内側に設けられており、この操作パネル４０を操作することで、床置き式空気除菌装置１の運転が開始される。この運転が開始されると、図５Aに示すように、循環ポンプ１３が駆動され、給水タンク支持皿１０に溜まった水道水が、電解槽３１に供給される。
この電解槽３１では、電極３２、３３への通電により、水道水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水が生成される。この電解水は、電解水供給管１７の散水孔（図示せず）を経て、拡散穴５Ｃ中に散水され、ここから気液接触部材５の上縁部に浸透し、下部に向けて徐々に浸透する。
【００２５】
気液接触部材５から滴下した電解水は、水受皿９が受けて、水受皿９の一端側の傾斜面により給水タンク支持皿１０内に流入し、そこに貯留される。本構成では、水が循環式となっており、蒸発等により水量が減った場合、給水タンク１１内の水道水が、給水タンク支持皿１０に適量供給される。この給水タンク１１は、開閉蓋２Ｅ（図１参照）を開いて取り出し自在に配置され、この給水タンク１１を取り出して水道水の補給が可能となる。
【００２６】
電解水が浸透した気液接触部材５には、送風ファン７を経て、矢印Ｘで示すように、室内の空気が供給される。この室内の空気は、気液接触部材５に浸透した電解水中の活性酸素種に接触して或いは近傍を通過して、再び、室内に吹き出される。この活性酸素種は、ウィルス、花粉及びダニのフンや死骸等のアレルギー物質を抑制する機能を持ち、例えば、空気中にインフルエンザウィルスが浮遊した場合、その感染に必須の当該ウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）し、これを破壊すると、インフルエンザウィルスと、当該ウィルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、これによって感染が阻止される。実証試験の結果、インフルエンザウィルスが浮遊した空気を、本構成の気液接触部材５に通した場合、当該ウィルスを９９％以上除去できることが判明した。
【００２７】
ところで、電気分解前の水と、電気分解後の水とでは、次亜塩素酸の濃度が大きく異なるため、電解運転が同一の場合、濃度にばらつきが生じ、安定した除菌運転を行うことができない。また、次亜塩素酸の濃度は、水交換を行った場合だけでなく、時間の経過と共に低下するため、空気除菌機構１２を循環する電解水は、電極停止時間ｔ０が短い場合と、電極停止時間ｔ０が長い場合とで同じ電解運転をする場合も、次亜塩素酸の濃度にばらつきが生じ、安定した除菌運転を行うことができない。
【００２８】
図７は電気分解前の水の導電率Ｂと電解制御時間ｔ１との対応関係を記述したテーブルデータＴ１を示している。電解制御時間ｔ１は、電気分解前の導電率Ｂの水を電気分解して目標濃度の次亜塩素酸を生成可能な時間であり、この関係は実験等により求められる。本構成では、導電率Ｂが１００（μＳ/cm）以下のときの電解制御時間ｔ１を値ａ１に設定し、導電率Ｂの値が１０１〜２００（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ１を値ｂ１に設定し、導電率Ｂの値が２０１〜２５０（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ１を値ｃ１に設定し、導電率Ｂが２５１（μＳ/cm）以上のときの電解制御時間ｔ１を値ｄ１に設定しており、このテーブルデータＴ１は記憶部３５に記憶される。
また、図８は電気分解後の水の導電率Ｂと電解制御時間ｔ２との対応関係を記述したテーブルデータＴ２を示している。電解制御時間ｔ２は、電気分解前の導電率Ｂの水を電気分解して目標濃度の次亜塩素酸を生成可能な時間であり、この関係は実験等により求められる。本構成では、導電率Ｂが１００（μＳ/cm）以下のときの電解制御時間ｔ２を値ａ２に設定し、導電率Ｂの値が１０１〜２００（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ２を値ｂ２に設定し、導電率Ｂの値が２０１〜２５０（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ２を値ｃ２に設定し、導電率Ｂが２５１（μＳ/cm）以上のときの電解制御時間ｔ２を値ｄ２に設定しており、このテーブルデータＴ２は記憶部３５に記憶される。
【００２９】
図９は制御部３０の運転モードの切り換えを行うときの動作処理を示すフローチャートである。なお、この動作処理は、床置き式空気除菌装置１の電源が投入されると、繰り返し実行される。ここで、この運転モードは、電気分解の運転モードであり、図７に示すテーブルデータＴ１に基づいて電解制御時間ｔ１を設定し、この電解制御時間ｔ１だけ電気分解する立上運転モードと、図８に示すテーブルデータＴ２に基づいて電解制御時間ｔ２を設定し、この電解制御時間ｔ２だけ電気分解する定常運転モードとを有している。
先ず、床置き式空気除菌装置１の電源が投入されると、制御部３０は、水交換後の初回の運転であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。この判定は、後述する記憶部３５に記憶された立上運転完了フラグのオン／オフに基づいて行われる。初回の運転でない場合（ステップＳａ１：Ｎｏ）、制御部３０は、電極停止時間ｔ０が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間（本例では１２時間）が経過したかを判定する（ステップＳａ２）。
【００３０】
ステップＳａ１で水交換後の初回の運転であると判定した場合（ステップＳａ１：Ｙｅｓ）、あるいは、ステップＳａ２で電極停止時間ｔ０が１２時間よりも長いと判定した場合（ステップＳａ２：Ｙｅｓ）、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水と同程度と推定されるため、制御部３０は、電気分解前の水に好適な電解制御時間ｔ１を決定する以下の処理を行う。
すなわち、制御部３０は、循環ポンプ１３によって電解槽３１に供給された水の導電率Ｂを電極３２、３３を用いて検出し（ステップＳａ３）、記憶部３５に記憶されているテーブルデータＴ１を参照して、検出した導電率Ｂに対応する電解制御時間ｔ１を特定する（ステップＳａ４）。
【００３１】
電解制御時間ｔ１を特定すると、制御部３０は、立上運転モードで電解運転を開始し（ステップＳａ５）、つまり、電解制御時間ｔ１が経過するまで、電極３２、３３に電力を供給する（ステップＳａ６）。
【００３２】
電極制御時間ｔ１が経過し、立上運転モードによる電解運転が終了した場合、制御部３０は、記憶部３５の予め定めた領域に格納される立上運転完了フラグをオンに設定する（ステップＳａ７）。この立上運転完了フラグのオンは、立上運転モードの完了を示し、ユーザが空気除菌機構１２を循環する水の交換を行い、操作パネル４０に設けられた水交換ボタンスイッチを操作すると、制御部３０は立上運転完了フラグをオフに設定する。
【００３３】
一方、ステップＳａ２で電極停止時間が１２時間以下と判定した場合（ステップＳａ２：Ｎｏ）、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水よりも高いと推定され、制御部３０は、電極停止時間ｔ０が６０分以上であるか否かを判定する（ステップＳａ８）。電極停止時間ｔ０が６０分未満であると判定した場合（ステップＳａ８：Ｎｏ）、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たしていると推定されるため、制御部３０は、一連の処理を終了する。
【００３４】
一方、電極停止時間ｔ０が６０分以上の場合（ステップＳａ８：Ｙｅｓ）、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たしていないと推定されるため、制御部３０は、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たすのに好適な電解制御時間ｔ２を決定する以下の処理を行う。
すなわち、制御部３０は、循環ポンプ１３によって電解槽３１に供給された水の導電率Ｂを電極３２、３３を用いて検出し（ステップＳａ９）、記憶部３５に記憶されているテーブルデータＴ２を参照して、検出した導電率Ｂに対応する電解制御時間ｔ２を特定する（ステップＳａ１０）。
【００３５】
電解制御時間ｔ２を特定すると、制御部３０は、定常運転モードで電解運転を開始し（ステップＳａ１１）、つまり、電解制御時間ｔ２が経過するまで、電極３２、３３に電力を供給する（ステップＳａ１２）。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、水交換を行った場合及び前回の電解運転からの経過時間が長い場合に電気分解前の水に最適な立上運転モードで運転を行い、また、前回の電解運転からの経過時間が短い場合に電気分解後の水に最適な定常運転モードで運転を行うため、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を精度良く目標濃度に制御することができ、次亜塩素酸の濃度のばらつきを抑制することができる。従って、安定した除菌能力を確保することができる。
また、電解水の導電率を検出し、検出した導電率に対応する次亜塩素酸の濃度を推定するため、さらに電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を精度良く目標濃度に制御することができる。
【００３７】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、活性酸素種としてオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を発生させる構成としても良い。この場合、電極として白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水から、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
このとき、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応と同時に、
３Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋６Ｈ+＋６ｅ-
２Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋４Ｈ+＋４ｅ-
の反応が起こりオゾン（Ｏ3）が生成される。またカソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
Ｏ2-＋ｅ-＋２Ｈ+→Ｈ2Ｏ2
のように、電極反応によりＯ2-が生成したＯ2-と溶液中のＨ+とが結合して、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が生成される。
【００３８】
この構成では、電極に通電することにより、殺菌力の大きいオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が発生し、これらオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を含んだ電解水を作ることができる。この電解水中におけるオゾンもしくは過酸化水素の濃度を、対象ウィルス等を不活化させる濃度に調整し、この濃度の電解水が供給された気液接触部材５に空気を通過させることにより、空気中に浮遊する対象ウィルス等を不活化することができる。また、臭気も気液接触部材５を通過する際に、電解水中のオゾンまたは過酸化水素と反応し、イオン化して溶解することで、空気中から除去され、脱臭される。
【００３９】
上記実施形態では、導電率Ｂの範囲毎に電解制御時間ｔ１、ｔ２が記述されたテーブルデータＴ１、Ｔ２を記憶する場合を示したが、これに限定されず、導電率Ｂから電解制御時間ｔ１、ｔ２を得るための算出式を記憶し、この算出式に基づいて電解制御時間ｔ１、ｔ２を特定してもよい。ここで、図１０に示すように、水道水は地方によって塩素濃度や導電率にばらつきがあるため、導電率Ｂから電解制御時間ｔ１、ｔ２を特定する一つの式を特定するのが難しい。この場合、図１０に示すように、各地方の水道水のばらつく範囲を特定し、この範囲の平均的な特性曲線Ｋ１を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ１から算出式を特定してもよい。
ここで、特性曲線Ｋ１は、塩素濃度を平均値とみなすため、この特性曲線Ｋ１から得られた算出式によれば、活性酸素種が目標濃度の電解水を平均的に得ることができる。
また、上記範囲の下縁に沿った特性曲線Ｋ２を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ２から算出式を特定してもよい。この特性曲線Ｋ２は、塩素濃度を低めとみなすため、この特性曲線Ｋ２から得た算出式によれば、少なくとも活性酸素種が目標濃度以上の電解水を得ることができる。
また、上記範囲の上縁に沿った特性曲線Ｋ３を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ３から算出式を特定してもよい。この特性曲線Ｋ３は、塩素濃度を高めとみなすため、この特性曲線Ｋ３から得た算出式によれば、電解制御時間ｔ１、ｔ２を短くすることができる。
【００４０】
上記実施形態では、電解制御時間を変更して、様々な水に含まれる活性酸素種の濃度を目標濃度に制御する場合を示したが、これに限定されず、例えば、電極３２、３３に供給する電流値等の電力を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】内部構成を示す斜視図である。
【図３】筐体の縦断面図である。
【図４】気液接触部材の断面図である。
【図５】気液接触部材に電解水を滴下する手段を示す系統図であり、Ａは側面図、Ｂは電解槽の構成図である。
【図６】制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】立上運転モードにおける導電率の各範囲に対する電解制御時間を示す図である。
【図８】定常運転モードにおける導電率の各範囲に対する電解制御時間を示す図である。
【図９】運転モードの切り換えを行うときの動作処理を示すフローチャートである。
【図１０】導電率と塩素濃度とが対応する特性曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 床置き式空気除菌装置（空気除菌装置）
５ 気液接触部材
１２ 空気除菌機構（空気除菌手段）
３０ 制御部（切換手段、水交換検出手段、導電率検出手段）
３２、３３ 電極
３５ 記憶部（記憶手段）
３８ タイマカウンタ（経過時間検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中浮遊微生物ウィルス等の除去が可能な空気除菌装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、生成した電解水による電解水ミストを空気中に拡散させて、この電解水ミストを空中浮遊微生物に直接接触させ、ウィルス等を不活化する空気除菌装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８１３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のものは、電気分解前の水と電気分解後の水とでの活性酸素種の濃度が大きく異なるため、水交換後か否かによって活性酸素種の濃度にばらつきが生じ、除菌効果が低下してしまう場合があった。
そこで、本発明の目的は、電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御可能な空気除菌装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌手段と、電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
この場合において、前記空気除菌手段内の水が交換されたか否かを検出する水交換検出手段を備え、前記切換手段は、前記水交換検出手段により水が交換されたと検出された後の初回運転時に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにしてもよい。前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにしてもよい。前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水より大きく、かつ、目標濃度を下回ると推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第２運転モードにしてもよい。前記空気除菌手段内の水の導電率を検出する導電率検出手段と、電気分解前の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第１情報と、電気分解後の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第２情報とを記憶する記憶手段とを備え、前記第１運転モードの場合、前記第１情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解し、前記第２運転モードの場合、前記第２情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解してもよい。
【０００６】
本発明は、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌装置の制御方法において、電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、電気分解される前の水と、電気分解された後の水とで、電解運転を切り換えるため、電解水に含まれる活性酸素種の濃度を精度良く目標濃度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
床置き式空気除菌装置１を図１に示す。この床置き式空気除菌装置１は、箱形の筐体２を備え、この筐体２は、脚片２Ａと、前パネル２Ｂと、天パネル２Ｃとを含み、この天パネル２Ｃの両側には、操作蓋２Ｄ、開閉蓋２Ｅがそれぞれ横並びに配置されている。また、前パネル２Ｂの左側上部には、各種情報を報知するための複数のＬＥＤ５０を備える報知パネル３９が配置されている。
この筐体２の下部には、図２に示すように、吸込口３が配置され、この吸込口３の上方にはプレフィルタ３Ａが配置されている。このプレフィルタ３Ａの上方には送風ファン７が支持板８を介して筐体２に支持されている。この支持板８の上方には、保水性の高い気液接触部材５が、図３に示すように斜めに配置されている。この気液接触部材５と送風ファン７との間には水受皿９が配置され、気液接触部材５の上方には、横長の吹出口４が配置されている。
【０００９】
この気液接触部材５は、図４に示すように、空気が流通するエレメント部Ｅと、このエレメント部Ｅを支持するフレーム部Ｆとで形成されている。
エレメント部Ｅは、波板状の波板素材５Ａと平板状の平板素材５Ｂとが積層されて構成される。このため、波板素材５Ａと平板素材５Ｂとの間に略三角形状の複数の開口５Ｆが形成される。
フレーム部Ｆは、気液接触部材５の両端枠を構成する一対の枠素材５Ｄと、一方の枠素材５Ｄの上部を貫通して他方の枠素材５Ｄに先端が固定される電解水供給管１７と、この電解水供給管１７を覆うように一対の枠素材５Ｄの上端部間に固定されて気液接触部材５の上枠を構成するカバー５Ｇとを備え、このカバー５Ｇは、電解水供給管１７の下方に配置される第１分流シート５Ｃを支持している。また、上記エレメント部Ｅは、一対の枠素材５Ｄ間に配置され、このエレメント部Ｅの上面には、複数枚の第２分流シート５Ｅが配置されている。
【００１０】
上記波板素材５Ａ、平板素材５Ｂ、第１分流シート５Ｃ及び第２分流シート５Ｅは、液体の浸透性を有する繊維素材により形成されている。第１分流シート５Ｃには、電解水供給管１７に形成された多数の散水孔（図示せず）から吐出される電解水が滴下され、これにより、電解水が第１分流シート５Ｃ全体に拡散し、電解水がエレメント部Ｅの上面全体に落下する。この落下した電解水は第２分流シート５Ｅに浸透して第２分流シート５Ｅ全体に拡散し、エレメント部Ｅの上部全体に電解水を供給し、これによって、電解水がエレメント部Ｅの波板素材５Ａ及び平板素材５Ｂの隅々に浸透するようになっている。
【００１１】
ここで、波板素材５Ａ、平板素材５Ｂ、第１分流シート５Ｃ及び第２分流シート５Ｅの素材には、電解水による劣化が少ない素材、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ等）またはセラミックス系材料等の素材が使用され、本構成では、ＰＥＴ樹脂が使用されている。なお、電解水は防かび性を発揮するため、気液接触部材５には防かび剤の塗布が不要である。
【００１２】
気液接触部材５の傾斜角θは、図３に示すように、３０°以上であることが望ましい。それ以下の傾斜角θの場合、滴下した電解水が、気液接触部材５の傾斜に沿って流れず、下方に落下する。また、傾斜角θが９０°に近づいた場合、気液接触部材５を通過する送風経路が水平に近くなり、その分だけ上方への吹き出しが困難になる。この吹き出し方向を水平に近付けた場合、吹き出し空気を遠くに送風できなくなり、後述するように、大空間の除菌に適した装置とならない。傾斜角θは、８０°＞θ＞３０°が好ましく、さらに好ましくは、７５°＞θ＞５５°であり、本構成では約５７°である。
【００１３】
図５Ａ及び５Ｂは、気液接触部材５に電解水を滴下する電解水供給機構を示す。
気液接触部材５の下方には、水受皿９が配置され、この水受皿９には、給水タンク支持皿１０が連接されている。この給水タンク支持皿１０には、当該支持皿１０内に塩素イオンを含む水道水を供給する給水タンク１１と、循環ポンプ１３とが配置されている。この循環ポンプ１３には電解槽３１が接続され、この電解槽３１には電解水供給管１７が接続されている。
【００１４】
図５Ａに示すように、電解槽３１は、水受皿９及び給水タンク支持皿１０より上方に配置され、電解槽３１には循環ポンプ１３が運転を開始すると、給水タンク支持皿１０から吸い上げられた水が貯留され、循環ポンプ１３が運転を停止すると、電解槽３１内の水は重力により給水タンク支持皿１０に自然落下し、電解槽３１が空になる。
【００１５】
この電解槽３１には、図５Ｂに示すように、一方が正、他方が負となる対の電極３２、３３を交互に備え、電極３２、３３は、通電された場合、電解槽３１に流入した水道水を電気分解して活性酸素種を生成させる。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、或いは過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に、オゾン、次ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含めたものとする。電解槽３１は、気液接触部材５に接近して配置され、水道水を電気分解して生成された活性酸素種を、ただちに気液接触部材５に供給できるように構成される。
【００１６】
電極３２、３３は、例えばベースがＴｉ（チタン）で皮膜層がＩｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）から構成された電極板であり、この電極３２、３３に流れる電流値は、電流密度で数ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ2（平方センチメートル）〜数十ｍＡ／ｃｍ2になるように設定され、所定の遊離残留塩素濃度（例えば１ｍｇ（ミリグラム）／ｌ（リットル））を発生させる。
【００１７】
詳述すると、上記電極３２、３３により水道水に通電すると、カソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
の反応が起こり、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応が起こると同時に、
水に含まれる塩素イオン（水道水に予め添加されているもの）が、
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-
のように反応し、さらにこのＣｌ2は水と反応し、
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
となる。
【００１８】
従って、電極３２、３３に通電することにより、殺菌力の大きいＨＣｌＯ（次亜塩素酸）を発生させ、この次亜塩素酸が供給された気液接触部材５に空気を通過させることにより、この気液接触部材５で雑菌が繁殖することを防止でき、気液接触部材５を通過する空気中に浮遊するウィルスを不活化することができる。また、空気中の臭気も気液接触部材５を通過する際に、次亜塩素酸と反応し、イオン化して溶解するので、空気が脱臭される。すなわち、電解槽３１、気液接触部材５、送風ファン７、循環ポンプ１３は空気除菌機構（空気除菌手段）１２を構成している。
【００１９】
床置き式空気除菌装置１は、この床置き式空気除菌装置１の各部を中枢的に制御する制御部３０を備えている。図６は、制御部３０とその周辺構成を示すブロック図である。
【００２０】
制御部３０は、マイコン３４、記憶部３５、入力部３６、出力部３７及びタイマカウンタ３８を備え、操作蓋２Ｄを開くと露出する操作パネル４０を介して、ユーザから各種指示を入力する。
操作パネル４０は、水交換ボタンスイッチを備え、このスイッチは、ユーザが空気除菌機構１２内の水を交換した際に操作するものである。この水交換ボタンスイッチの操作を検出することにより、制御部３０は水交換を検出する。
マイコン３４は、ユーザからの各種指示等に従い、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである記憶部３５に予め記憶されている制御プログラムに基づいて、電解槽３１、送風ファン７、循環ポンプ１３等を制御するものである。
【００２１】
入力部３６は、電極３２、３３、槽温度センサ４４、電解槽フロートスイッチ４２及び水受皿フロートスイッチ４３からの検出信号が入力されるインタフェースであり、出力部３７は、電極３２、３３に電力を出力する電力供給手段として機能する。
マイコン３４は、入力部３６を介して水受皿フロートスイッチ４３から水無しの検出信号を入力すると給水要求を発行し、報知パネル３９に配置された給水報知ランプ（図示せず）を点灯させる。
タイマカウンタ３８は、制御部３０の制御の下、前回の電解運転が終了してからの経過時間（以下、電極停止時間ｔ０という）をカウントする。
なお、マイコン２２、記憶部３５、入力部３６、出力部３７及びタイマカウンタ３８は、基板に実装され、図示しない電装ボックスに収納されている。
【００２２】
次に、この制御部３０に接続される電源４１、槽温度センサ４４、電解槽フロートスイッチ４２、水受皿フロートスイッチ４３、電極３２、３３、報知パネル３９を説明する。
電源４１は、床置き式空気除菌装置１を動作させるための電源であり、操作パネル４０の電源スイッチが投入されると、床置き式空気除菌装置１の各部に動作電力を供給する。
槽温度センサ４４は、電解槽３１内に配置され、電解槽３１内の電解水の温度を検出する。
【００２３】
電解槽フロートスイッチ４２は、電解槽３１内に予め定められた許可水位以上の電解水が有るか否かを検出することにより、電解槽３１内の水の有無を検出する。
水受皿フロートスイッチ４３は、水受け皿９内に予め定められた許可水位以上の電解水が有るか否かを検出することにより、電解槽３１内の水の有無を検出する。
電解槽３１に設けられた電極３２、３３は、水道水の電気分解に使用されるだけでなく、電解水の導電率を検出するための検出用電極としても使用される。
報知パネル３９は、複数のＬＥＤ５０を備え、運転中である旨を報知したり、各種警告を行ったりする報知手段として機能する。この報知パネル３９（図１）の上段には、ＬＥＤ５０として、運転中である旨を報知する緑色ランプ、給水タンク１１への給水を促す赤色ランプ、プレフィルタ３Ａのメンテナンス時期を報知する赤色ランプ、水受皿９の水交換を促す赤色ランプを備える。また、報知パネル３９の下段には、電極３２、３３の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ（図１）と、気液接触部材５の劣化に伴うメンテナンス時期を報知する赤色ランプ（図１）とを備える。
【００２４】
次に、床置き式空気除菌装置１の空気除菌時の動作を説明する。
図１において、操作蓋２Ｄを開くと、図示を省略した操作パネル４０が内側に設けられており、この操作パネル４０を操作することで、床置き式空気除菌装置１の運転が開始される。この運転が開始されると、図５Aに示すように、循環ポンプ１３が駆動され、給水タンク支持皿１０に溜まった水道水が、電解槽３１に供給される。
この電解槽３１では、電極３２、３３への通電により、水道水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水が生成される。この電解水は、電解水供給管１７の散水孔（図示せず）を経て、拡散穴５Ｃ中に散水され、ここから気液接触部材５の上縁部に浸透し、下部に向けて徐々に浸透する。
【００２５】
気液接触部材５から滴下した電解水は、水受皿９が受けて、水受皿９の一端側の傾斜面により給水タンク支持皿１０内に流入し、そこに貯留される。本構成では、水が循環式となっており、蒸発等により水量が減った場合、給水タンク１１内の水道水が、給水タンク支持皿１０に適量供給される。この給水タンク１１は、開閉蓋２Ｅ（図１参照）を開いて取り出し自在に配置され、この給水タンク１１を取り出して水道水の補給が可能となる。
【００２６】
電解水が浸透した気液接触部材５には、送風ファン７を経て、矢印Ｘで示すように、室内の空気が供給される。この室内の空気は、気液接触部材５に浸透した電解水中の活性酸素種に接触して或いは近傍を通過して、再び、室内に吹き出される。この活性酸素種は、ウィルス、花粉及びダニのフンや死骸等のアレルギー物質を抑制する機能を持ち、例えば、空気中にインフルエンザウィルスが浮遊した場合、その感染に必須の当該ウィルスの表面蛋白（スパイク）を破壊、消失（除去）し、これを破壊すると、インフルエンザウィルスと、当該ウィルスが感染するのに必要な受容体（レセプタ）とが結合しなくなり、これによって感染が阻止される。実証試験の結果、インフルエンザウィルスが浮遊した空気を、本構成の気液接触部材５に通した場合、当該ウィルスを９９％以上除去できることが判明した。
【００２７】
ところで、電気分解前の水と、電気分解後の水とでは、次亜塩素酸の濃度が大きく異なるため、電解運転が同一の場合、濃度にばらつきが生じ、安定した除菌運転を行うことができない。また、次亜塩素酸の濃度は、水交換を行った場合だけでなく、時間の経過と共に低下するため、空気除菌機構１２を循環する電解水は、電極停止時間ｔ０が短い場合と、電極停止時間ｔ０が長い場合とで同じ電解運転をする場合も、次亜塩素酸の濃度にばらつきが生じ、安定した除菌運転を行うことができない。
【００２８】
図７は電気分解前の水の導電率Ｂと電解制御時間ｔ１との対応関係を記述したテーブルデータＴ１を示している。電解制御時間ｔ１は、電気分解前の導電率Ｂの水を電気分解して目標濃度の次亜塩素酸を生成可能な時間であり、この関係は実験等により求められる。本構成では、導電率Ｂが１００（μＳ/cm）以下のときの電解制御時間ｔ１を値ａ１に設定し、導電率Ｂの値が１０１〜２００（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ１を値ｂ１に設定し、導電率Ｂの値が２０１〜２５０（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ１を値ｃ１に設定し、導電率Ｂが２５１（μＳ/cm）以上のときの電解制御時間ｔ１を値ｄ１に設定しており、このテーブルデータＴ１は記憶部３５に記憶される。
また、図８は電気分解後の水の導電率Ｂと電解制御時間ｔ２との対応関係を記述したテーブルデータＴ２を示している。電解制御時間ｔ２は、電気分解前の導電率Ｂの水を電気分解して目標濃度の次亜塩素酸を生成可能な時間であり、この関係は実験等により求められる。本構成では、導電率Ｂが１００（μＳ/cm）以下のときの電解制御時間ｔ２を値ａ２に設定し、導電率Ｂの値が１０１〜２００（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ２を値ｂ２に設定し、導電率Ｂの値が２０１〜２５０（μＳ/cm）のときの電解制御時間ｔ２を値ｃ２に設定し、導電率Ｂが２５１（μＳ/cm）以上のときの電解制御時間ｔ２を値ｄ２に設定しており、このテーブルデータＴ２は記憶部３５に記憶される。
【００２９】
図９は制御部３０の運転モードの切り換えを行うときの動作処理を示すフローチャートである。なお、この動作処理は、床置き式空気除菌装置１の電源が投入されると、繰り返し実行される。ここで、この運転モードは、電気分解の運転モードであり、図７に示すテーブルデータＴ１に基づいて電解制御時間ｔ１を設定し、この電解制御時間ｔ１だけ電気分解する立上運転モードと、図８に示すテーブルデータＴ２に基づいて電解制御時間ｔ２を設定し、この電解制御時間ｔ２だけ電気分解する定常運転モードとを有している。
先ず、床置き式空気除菌装置１の電源が投入されると、制御部３０は、水交換後の初回の運転であるか否かを判定する（ステップＳａ１）。この判定は、後述する記憶部３５に記憶された立上運転完了フラグのオン／オフに基づいて行われる。初回の運転でない場合（ステップＳａ１：Ｎｏ）、制御部３０は、電極停止時間ｔ０が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間（本例では１２時間）が経過したかを判定する（ステップＳａ２）。
【００３０】
ステップＳａ１で水交換後の初回の運転であると判定した場合（ステップＳａ１：Ｙｅｓ）、あるいは、ステップＳａ２で電極停止時間ｔ０が１２時間よりも長いと判定した場合（ステップＳａ２：Ｙｅｓ）、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水と同程度と推定されるため、制御部３０は、電気分解前の水に好適な電解制御時間ｔ１を決定する以下の処理を行う。
すなわち、制御部３０は、循環ポンプ１３によって電解槽３１に供給された水の導電率Ｂを電極３２、３３を用いて検出し（ステップＳａ３）、記憶部３５に記憶されているテーブルデータＴ１を参照して、検出した導電率Ｂに対応する電解制御時間ｔ１を特定する（ステップＳａ４）。
【００３１】
電解制御時間ｔ１を特定すると、制御部３０は、立上運転モードで電解運転を開始し（ステップＳａ５）、つまり、電解制御時間ｔ１が経過するまで、電極３２、３３に電力を供給する（ステップＳａ６）。
【００３２】
電極制御時間ｔ１が経過し、立上運転モードによる電解運転が終了した場合、制御部３０は、記憶部３５の予め定めた領域に格納される立上運転完了フラグをオンに設定する（ステップＳａ７）。この立上運転完了フラグのオンは、立上運転モードの完了を示し、ユーザが空気除菌機構１２を循環する水の交換を行い、操作パネル４０に設けられた水交換ボタンスイッチを操作すると、制御部３０は立上運転完了フラグをオフに設定する。
【００３３】
一方、ステップＳａ２で電極停止時間が１２時間以下と判定した場合（ステップＳａ２：Ｎｏ）、次亜塩素酸の濃度が電気分解前の水よりも高いと推定され、制御部３０は、電極停止時間ｔ０が６０分以上であるか否かを判定する（ステップＳａ８）。電極停止時間ｔ０が６０分未満であると判定した場合（ステップＳａ８：Ｎｏ）、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たしていると推定されるため、制御部３０は、一連の処理を終了する。
【００３４】
一方、電極停止時間ｔ０が６０分以上の場合（ステップＳａ８：Ｙｅｓ）、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たしていないと推定されるため、制御部３０は、次亜塩素酸の濃度が目標濃度を満たすのに好適な電解制御時間ｔ２を決定する以下の処理を行う。
すなわち、制御部３０は、循環ポンプ１３によって電解槽３１に供給された水の導電率Ｂを電極３２、３３を用いて検出し（ステップＳａ９）、記憶部３５に記憶されているテーブルデータＴ２を参照して、検出した導電率Ｂに対応する電解制御時間ｔ２を特定する（ステップＳａ１０）。
【００３５】
電解制御時間ｔ２を特定すると、制御部３０は、定常運転モードで電解運転を開始し（ステップＳａ１１）、つまり、電解制御時間ｔ２が経過するまで、電極３２、３３に電力を供給する（ステップＳａ１２）。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、水交換を行った場合及び前回の電解運転からの経過時間が長い場合に電気分解前の水に最適な立上運転モードで運転を行い、また、前回の電解運転からの経過時間が短い場合に電気分解後の水に最適な定常運転モードで運転を行うため、電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を精度良く目標濃度に制御することができ、次亜塩素酸の濃度のばらつきを抑制することができる。従って、安定した除菌能力を確保することができる。
また、電解水の導電率を検出し、検出した導電率に対応する次亜塩素酸の濃度を推定するため、さらに電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を精度良く目標濃度に制御することができる。
【００３７】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、活性酸素種としてオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を発生させる構成としても良い。この場合、電極として白金タンタル電極を用いると、イオン種が希薄な水から、電気分解により高効率に安定して活性酸素種を生成できる。
このとき、アノード電極では、
２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ-
の反応と同時に、
３Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋６Ｈ+＋６ｅ-
２Ｈ2Ｏ→Ｏ3＋４Ｈ+＋４ｅ-
の反応が起こりオゾン（Ｏ3）が生成される。またカソード電極では、
４Ｈ+＋４ｅ-＋（４ＯＨ-）→２Ｈ2＋（４ＯＨ-）
Ｏ2-＋ｅ-＋２Ｈ+→Ｈ2Ｏ2
のように、電極反応によりＯ2-が生成したＯ2-と溶液中のＨ+とが結合して、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が生成される。
【００３８】
この構成では、電極に通電することにより、殺菌力の大きいオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が発生し、これらオゾン（Ｏ3）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を含んだ電解水を作ることができる。この電解水中におけるオゾンもしくは過酸化水素の濃度を、対象ウィルス等を不活化させる濃度に調整し、この濃度の電解水が供給された気液接触部材５に空気を通過させることにより、空気中に浮遊する対象ウィルス等を不活化することができる。また、臭気も気液接触部材５を通過する際に、電解水中のオゾンまたは過酸化水素と反応し、イオン化して溶解することで、空気中から除去され、脱臭される。
【００３９】
上記実施形態では、導電率Ｂの範囲毎に電解制御時間ｔ１、ｔ２が記述されたテーブルデータＴ１、Ｔ２を記憶する場合を示したが、これに限定されず、導電率Ｂから電解制御時間ｔ１、ｔ２を得るための算出式を記憶し、この算出式に基づいて電解制御時間ｔ１、ｔ２を特定してもよい。ここで、図１０に示すように、水道水は地方によって塩素濃度や導電率にばらつきがあるため、導電率Ｂから電解制御時間ｔ１、ｔ２を特定する一つの式を特定するのが難しい。この場合、図１０に示すように、各地方の水道水のばらつく範囲を特定し、この範囲の平均的な特性曲線Ｋ１を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ１から算出式を特定してもよい。
ここで、特性曲線Ｋ１は、塩素濃度を平均値とみなすため、この特性曲線Ｋ１から得られた算出式によれば、活性酸素種が目標濃度の電解水を平均的に得ることができる。
また、上記範囲の下縁に沿った特性曲線Ｋ２を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ２から算出式を特定してもよい。この特性曲線Ｋ２は、塩素濃度を低めとみなすため、この特性曲線Ｋ２から得た算出式によれば、少なくとも活性酸素種が目標濃度以上の電解水を得ることができる。
また、上記範囲の上縁に沿った特性曲線Ｋ３を水道水の特性とみなし、この特性曲線Ｋ３から算出式を特定してもよい。この特性曲線Ｋ３は、塩素濃度を高めとみなすため、この特性曲線Ｋ３から得た算出式によれば、電解制御時間ｔ１、ｔ２を短くすることができる。
【００４０】
上記実施形態では、電解制御時間を変更して、様々な水に含まれる活性酸素種の濃度を目標濃度に制御する場合を示したが、これに限定されず、例えば、電極３２、３３に供給する電流値等の電力を変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】内部構成を示す斜視図である。
【図３】筐体の縦断面図である。
【図４】気液接触部材の断面図である。
【図５】気液接触部材に電解水を滴下する手段を示す系統図であり、Ａは側面図、Ｂは電解槽の構成図である。
【図６】制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】立上運転モードにおける導電率の各範囲に対する電解制御時間を示す図である。
【図８】定常運転モードにおける導電率の各範囲に対する電解制御時間を示す図である。
【図９】運転モードの切り換えを行うときの動作処理を示すフローチャートである。
【図１０】導電率と塩素濃度とが対応する特性曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ 床置き式空気除菌装置（空気除菌装置）
５ 気液接触部材
１２ 空気除菌機構（空気除菌手段）
３０ 制御部（切換手段、水交換検出手段、導電率検出手段）
３２、３３ 電極
３５ 記憶部（記憶手段）
３８ タイマカウンタ（経過時間検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌手段と、
電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
前記空気除菌手段内の水が交換されたか否かを検出する水交換検出手段を備え、
前記切換手段は、前記水交換検出手段により水が交換されたと検出された後の初回運転時に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにすることを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
【請求項３】
前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気除菌装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水より大きく、かつ、目標濃度を下回ると推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第２運転モードにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項５】
前記空気除菌手段内の水の導電率を検出する導電率検出手段と、
電気分解前の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第１情報と、電気分解後の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第２情報とを記憶する記憶手段とを備え、
前記第１運転モードの場合、前記第１情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解し、前記第２運転モードの場合、前記第２情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項６】
水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌装置の制御方法において、
電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換えることを特徴とする空気除菌装置の制御方法。
【請求項１】
水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌手段と、
電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換える切換手段とを備えることを特徴とする空気除菌装置。
【請求項２】
前記空気除菌手段内の水が交換されたか否かを検出する水交換検出手段を備え、
前記切換手段は、前記水交換検出手段により水が交換されたと検出された後の初回運転時に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにすることを特徴とする請求項１に記載の空気除菌装置。
【請求項３】
前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水と同程度と推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第１運転モードにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気除菌装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前回の電気分解からの経過時間が、活性酸素種の濃度が電気分解前の水より大きく、かつ、目標濃度を下回ると推定される予め定めた時間を経過している場合に電気分解の運転モードを前記第２運転モードにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項５】
前記空気除菌手段内の水の導電率を検出する導電率検出手段と、
電気分解前の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第１情報と、電気分解後の水の導電率から目標濃度の活性酸素種を生成する制御時間を特定するための第２情報とを記憶する記憶手段とを備え、
前記第１運転モードの場合、前記第１情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解し、前記第２運転モードの場合、前記第２情報に基づく制御時間で前記空気除菌手段内の水を電気分解することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気除菌装置。
【請求項６】
水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成し、この電解水を気液接触部材に供給し、この気液接触部材に室内の空気を送風し、電解水に接触させた空気を室内に吹き出す空気除菌装置の制御方法において、
電気分解前の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第１運転モードと、電気分解後の水を電気分解により活性酸素種を目標濃度に制御する第２運転モードとに電気分解の運転モードを切り換えることを特徴とする空気除菌装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−２０２７５３（Ｐ２００７−２０２７５３Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４４２６（Ｐ２００６−２４４２６）
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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