JP2007007053A - 除菌装置及び空気調和装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ウィルス等の種類に応じて、活性酸素種の濃度を調整することにより、当該ウィルス等を効果的に不活化できる除菌装置及びこの除菌装置を備える空気調和装置を提供する。
【解決手段】 導入された空気を加湿する加湿手段５と、この加湿手段５に加湿用水を供給する加湿用水供給路２１とを備えるとともに、この加湿用水供給路２１は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極３２、３３と、これら電極３２，３３間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段２２とを備えることを特徴する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、活性酸素種を含む加湿用水により、導入された空気の加湿及び除菌を行なう除菌装置及び、この除菌装置を備える空気調和装置に関する。
一般に、水道水を加湿エレメントに吸収させ、送風空気で加湿エレメントから蒸発させた水分により、加湿するようにした加湿器が知られている。この種の加湿器では、湿潤、乾燥を繰り返すうちに、加湿エレメントに雑菌が繁殖しやすい状態となり、ここで発生した菌、臭い、カビ等が、送風空気とともに吹き出される恐れがあった。
これを解消するために、従来、水道水を用いて次亜塩素酸（活性酸素種）を発生させ、この次亜塩素酸を水道水中に与えることにより、加湿エレメントに雑菌の繁殖を防止する加湿器及び加湿器付きの空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００２−１８１３５８号公報
ところで、この種の加湿器を用いることにより、空気中に浮遊しているウィルスまたは菌（以下、ウィルス等という）、アレルゲン原因物質を不活化（除菌を含む）することができるが、これらウィルス等を不活化させる活性酸素種の濃度は、ウィルス等の種類によって異なる。このため、不活化させる対象となるウィルスの種類に応じて、活性酸素種の濃度を調整することが望ましい。
一方、空気調和装置の設置される場所によって、不活化の対象となるウィルス等の種類は異なっている。しかし、従来の構成では、上記のようにウィルス等の種類に応じて、活性酸素種の濃度を調整することはできず、設置場所によっては、当該ウィルス等を効果的に不活化させることができないといった問題があった。
そこで、本発明の目的は、ウィルス等の種類に応じて、活性酸素種の濃度を調整することにより、当該ウィルス等を効果的に不活化できる除菌装置及びこの除菌装置を備える空気調和装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、これら電極間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴する。
この場合において、予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、濃度調製手段は、塩素イオン濃度に応じて、加湿手段へ供給される加湿用水の流量を調整する流量調整弁である構成としても良い。また、水道水の導電率を検出する検出手段を備え、濃度調整手段は、検出した導電率に応じて、加湿手段へ供給される加湿用水の流量を調整する流量調整弁である構成としても良い。
また、本発明は、導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極を備え、この電極に流れる電流、または、当該電極に印加される電圧を変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する。
この場合において、予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、塩素イオン濃度に応じて、電極に流れる電流、または、当該電極に印加される電圧を変更する構成としても良い。
また、本発明は、導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極を備え、この電極への通電時間を変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する。
この場合において、予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、塩素イオン濃度に応じて、電極への通電時間を変更する構成としても良い。
また、本発明は、導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、貯留槽における水道水の貯留時間を変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴する。
この場合において、予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、濃度調製手段は、塩素イオン濃度に応じて、貯留槽に水道水が貯留される時間を変更するように開閉される開閉弁である構成としても良い。また、水道水の導電率を検出する検出手段を備え、濃度調整手段は、検出した導電率に応じて、貯留槽に水道水が貯留される時間を変更するように開閉される開閉弁である構成としても良い。
また、本発明は、導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極とを備え、この電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する。
また、活性酸素種は、次亜塩素酸、オゾン、または、過酸化水素のうち少なくともいずれかの物質を含む構成としても良い。さらに、定期的、或いは、所定の条件下で不定期に電極の極性を反転させる構成としても良い。
また、本発明は、送風ファンと、この送風ファンの吹出口側に配置された熱交換器と、この熱交換器を介して導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、これら電極間を通過する水道水の流量、当該電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、送風ファンと、この送風ファンの吹出口側に配置された熱交換器と、この熱交換器を介して導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、貯留槽における水道水の貯留時間、当該電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、加湿用水中における活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴とする。
この場合において、空気調和装置の空調動作の停止期間中に、加湿手段に、活性酸素種を含む加湿用水の供給を行い、当該加湿手段の除菌を行う除菌制御手段を備える構成としても良い。
本発明では、ウィルス等の種類に応じて、活性酸素種の濃度を調整することにより、当該ウィルス等を効果的に不活化することができる。
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。
図１において、符号１は、空気調和機本体を示し、この空気調和機本体１は、天井から吊り下げられた吊りボルトに引っ掛けられて室内天井板の下面に設置、固定されている。
空気調和装置本体１の前方には、吹出口３が形成され、この吹出口３側から順に、加湿器（加湿手段）５、熱交換器７及び送風ファン９が当該空気調和装置本体１に収納されている。また、空気調和装置本体１の底面には、送風ファン９の下方に吸込口１１が形成されており、送風ファン９の運転により、吸込口１１を通じて空気調和装置本体１内に吸い込まれた空気は、熱交換器７及び加湿器５を介して、吹出口３から室内に吹き出される。
熱交換器７は、フィンチューブ型の熱交換器である。この熱交換器７には冷媒配管（図示せず）が接続され、この冷媒配管は、空気調和機本体１の外に導出され、室外機（図示せず）の圧縮機、減圧装置、室外熱交換器等に接続されている。これら熱交換器７及び加湿器５の下方には、発泡スチロール製のドレンパン１３が設置され、このドレンパン１３のドレン溜まり１３ａには、ドレンポンプ１５が配設され、ドレンポンプ１５の排水口にはドレン水を空気調和装置本体１の外に排出するドレンホース１７が接続されている。
加湿器５には、この加湿器５に加湿用水を供給する水供給配管２１（加湿用水供給路）が接続されており、この水供給配管２１には、上記加湿器５へ供給する加湿用水の流量を調整する流量調整弁（濃度調整手段）２２と、水道水から除菌作用のある加湿用水を生成する電解ユニット２３と、水道水の導電率を検出する導電率計２４（検出手段）と、電解ユニット２３へ水道水の供給を行なう開閉弁２５とが順次配設されている。これら流量調整弁２２、電解ユニット２３、導電率計２４及び開閉弁２５は、それぞれ制御装置１０（濃度調整制御手段）に接続されている。
加湿器５は、図２に示すように、保水性の高い加湿エレメント５ａと、この加湿エレメント５ａの上部に配置される分散皿５ｂと、加湿エレメント５ａの下方に配置される水受け皿５ｃとを備える。加湿エレメント５ａは、例えばアクリル繊維やポリエステル繊維等で作製された不織布で構成される。分散皿５ｂは、その側面に水供給配管２１が接続される接続口４１が形成されるとともに、当該水供給配管２１を通じて供給された加湿用水を加湿エレメント５ａに分散させるための孔（不図示）が、上記分散皿５ｂの底面に多数形成されている。
また、水受け皿５ｃは、加湿エレメント５ａを下方から保持するとともに、当該加湿エレメントを通過した加湿用水を貯留可能とする。この水受け皿５ｃの底面には、加湿用水をドレンパン１３（図１）に導くドレン管４２が接続されている。
電解ユニット２３は、図３に示すように、供給配管２１よりも拡径した電解槽３１と、この電解槽３１に配置される一対の電極３２、３３とを備え、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分子と、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２枚の電極板であり、この電極３２，３３に印加する電流値は、電流密度で２０ｍＡ（ミリアンペア）／ｃｍ2（平方センチメートル）として、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））を発生させるものである。
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。
この構成では、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）が発生し、この次亜塩素酸を含んだ加湿用水が供給された加湿エレメント５ａに空気を通過させることにより、この加湿エレメント５ａで雑菌が繁殖することを防止するとともに、当該加湿エレメント５ａ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、臭気も加湿エレメント５ａを通過する際に、加湿用水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して加湿用水中に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。
流量調整弁２２は、その開度を調整することによって、加湿器５へ供給される加湿用水の流量を変更するものである。本構成では、流量調整弁２２の開度を調整することにより、加湿用水中における次亜塩素酸濃度を所定の値（１〜２０ｍｇ／ｌ）に変更可能となっている。具体的には、流量調整弁２３の開度を閉じる方向に調整すると、電解ユニット２３の電極３２、３３間を流れる水道水の流量が減少する。一方、電極３２、３３に印加される電圧は、水道水の流量にかかわらず一定であるため、単位体積あたりの水道水に流れる電流量が増える。このため、各電極３２、３３での電気分解反応が進むことにより、生成される次亜塩素酸濃度を高くすることができる。反対に、流量調整弁２３の開度を開く方向に調整すると、電解ユニット２３の電極３２、３３間を流れる水道水の流量が増加し、生成される次亜塩素酸濃度を低くすることができる。
次に、この濃度調整動作について説明する。
ユーザによって、室内リモコン（不図示）等から不活化対象のウィルス等が選択される（ステップＳ１）と、制御装置１０は、選択された対象ウィルスを不活化させる次亜塩素酸の目標濃度を設定する（ステップＳ２）。ここで、目標濃度は、通常、空気調和装置本体１の設置場所（例えば、学校）に多く存在するウィルス等（例えば、カビ菌）を不活化させる濃度に設定されている。しかし、例えば、インフルエンザウィルスのように、ある時季に急増するおそれのある対象ウィルスが選択された場合には、上記目標濃度は、インフルエンザウィルスを不活化できる濃度に変更して設定される。続いて、制御装置１０は、電解ユニット２３に供給される水道水の導電率を導電率計２４によって検出する（ステップＳ３）。
続いて、制御装置１０は、検出した導電率と、上記目標濃度とに基づいて、加湿用水における次亜塩素酸濃度が当該目標濃度に至るように、流量調整弁２２の開度を調整（ステップＳ４）し、電解ユニット２３で水道水の電気分解を実行する（ステップＳ５）。ここで、電解ユニット２３に供給される水道水中の塩素イオン濃度は、多くの地域では大きく変動しないため、この塩素イオン濃度は、電解ユニット２３の設置前あるいは設置後に予め測定されて、制御装置１０のＲＯＭ（不図示）に記憶されている。この構成では、制御装置１０が、予め塩素イオン濃度を設定する手段として機能する。
水道水中の塩素イオン濃度のずれへの対応は、水道水の導電率を導電率計２４によって検出することにより、その数値をもとに算出を行い、水道水中の塩素イオン濃度を補正することができる。このため、この塩素イオン濃度の水道水から、上記目標濃度の次亜塩素酸を含む加湿用水を生成するには、流量調整弁２２の開度をどの程度にすれば良いかを算出することができる。本構成では、次亜塩素酸の目標濃度と弁開度との関係は、実験などによりデータ化され、導電率ごとに制御装置１０のＲＯＭ（不図示）に記憶されている。このため、検出した導電率に応じて、流量調整弁２２の弁開度を所定の開度に調整することにより、加湿用水中の次亜塩素酸濃度は、対象ウィルス等を不活化させる目標濃度に調整される。
従って、この目標濃度の加湿用水を加湿器５に供給し、この加湿器５の加湿エレメント５ａ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を不活化することができる。本構成では、例えば、インフルエンザウィルスが選択された場合には、このインフルエンザウィルスを不活化させる次亜塩素酸濃度の加湿用水が、加湿エレメント５ａに供給されるため、この加湿エレメント５ａをインフルエンザウィルスが通過する際に、当該インフルエンザウィルスを不活化することができ、ひいては、インフルエンザウィルスの感染を抑制することができる。また、臭気も加湿エレメント５ａを通過する際に、加湿用水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して加湿用水中に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。
本実施形態によれば、導入された空気を加湿する加湿器５と、この加湿器５に加湿用水を供給する水供給配管２１とを備えるとともに、この水供給配管２１に、水道水を電気分解して、次亜塩素酸を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極３２、３３と、これら電極３２、３３間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する流量調整弁２２とを備えるため、ウィルス等の種類に応じて、当該ウィルス等を不活化する濃度の次亜塩素酸を有する加湿用水を生成することができる。これによれば、この濃度の次亜塩素酸を有する加湿用水を加湿器５に供給し、この加湿器５の加湿エレメント５ａに空気を通過させることにより、対象ウィルス等を効果的に不活化することができる。また、臭気も加湿エレメント５ａを通過する際に、加湿用水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して加湿用水中に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。
また、本実施形態によれば、次亜塩素酸を含んだ加湿用水は、加湿器５の下方からドレンパン１３に排出される。このため、ドレンパン１３に溜まったドレン水に加湿用水が混入することにより、当該ドレン水に雑菌が発生することが防止され、ドレンパン１３上にスライムの発生することが防止される。このため、ドレンパン１３の清掃及びメンテナンスの頻度が減少し、これら清掃及びメンテナンスの労力の軽減を図ることができる。
また、本実施形態によれば、加湿器５は、空気調和装置本体１の吹出口３側に設けているため、この加湿器５から吹き出される空気に含まれる次亜塩素酸は、直接熱交換器５導入されることがない。このため、次亜塩素酸によって熱交換器５が腐食することを防止できる。
本実施形態では、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整するために、流量調整弁２２の開度を水道水の導電率に応じて調整する構成としているが、例えば、不活化対象となるウィルスが特定されている状態であり、水道水の導電率変化が少ない場合には、設置時に導電率を計測し、この導電率及び次亜塩素酸の目標濃度に対応する弁開度に予め設定する構成としても良い。また、本構成では、水道水の電気分解を開始する場合に、水道水の導電率を検出しているが、水道水の導電率は、一日の中で大きく変動するものではないため、毎回検出を行なうのではなく、数回に一度行なう構成としても良い。
また、本実施形態では、電極３２、３３間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成としていたが、電極３２、３３を流れる電流、または、これら電極３２、３３間に印加される電圧を変更することによって、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成としても良い。この構成によれば、水供給配管２１に流量調整弁２３を配置しない場合であっても、例えば、電極３２、３３に流れる電流を増やす（例えば、電流密度で４０ｍＡ／ｃｍ2）ことにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を高い濃度に変更することができる。この場合、既存の電極３２、３３を用いるだけで、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を変更することができるため、部品点数が抑えられ、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。また、この構成を上記実施形態に係る構成に組み合わせても良い。これによれば、より濃度の高い次亜塩素酸を含んだ加湿用水を生成することができる。
また、本実施形態では、電極３２、３３間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成としていたが、電極３２、３３への通電時間を変更することによって、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成としても良い。この構成によれば、電極３２、３３に流れる電流または電圧を変更するよりも簡単な構成で、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を変更することができる。また、この構成を上記実施形態に組み合わせることにより、電極３２、３３への通電時間を削減することができ、従来よりも電極３２、３３の長寿命化を図ることができる。
図５は、別の実施形態を示す。上記実施形態では、電極３２、３３間を通過する水道水の流量を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成としていたが、本実施形態では、貯留槽における水道水の貯留時間を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する構成である点が異なる。
加湿器５に接続される水供給配管２１には、図５に示すように、この加湿器５へ加湿用水の供給を行なう第１開閉弁５１（濃度調整手段）と、水道水から除菌作用を有する加湿用水を生成する電解ユニット５２と、水道水の導電率を検出する導電率計５３（検出手段）と、電解ユニット５２へ水道水の供給を行なう第２開閉弁５４とが順次配設されている。これら第１開閉弁５１、電解ユニット５２、導電率計５３及び第２開閉弁５４は、それぞれ制御装置６０（濃度調整制御手段）に接続されている。
電解ユニット５２は、供給配管２１に配置された貯留槽６１と、この電解槽６１に配置される一対の電極６２、６３とを備え、電極６２、６３は、通電された場合、貯留槽６１に流入した水道水を電気分解して次亜塩素酸（活性酸素種）を生成させる。ここで、第１開閉弁５１は貯留槽６１の下部に接続され、第２開閉弁５４は貯留槽６１の上部に接続されている。
次に、本実施形態にかかる濃度調整動作について説明する。
ユーザによって、室内リモコン（不図示）等から不活化対象のウィルス等が選択される（ステップＳ１１）と、制御装置６０は、選択された対象ウィルスを不活化させる次亜塩素酸の目標濃度を設定する（ステップＳ１２）。ここで、目標濃度は、通常、空気調和装置本体１の設置場所（例えば、学校）に多く存在するウィルス等（例えば、カビ菌）を不活化させる濃度に設定されている。しかし、例えば、インフルエンザウィルスのように、ある時期に急増するおそれのある対象ウィルスが選択された場合には、上記目標濃度は、インフルエンザウィルスを不活化できる濃度に変更して設定される。続いて、制御装置６０は、電解ユニット５２に供給される水道水の導電率を導電率計５３によって検出する（ステップＳ１３）。
続いて、制御装置６０は、検出した導電率と、上記目標濃度とに基づいて、加湿用水における次亜塩素酸濃度が当該目標濃度に至るように、水道水が貯留槽６１内に貯留される時間を算出する（ステップＳ１４）。ここで、電解ユニット２３に供給される水道水中の塩素イオン濃度は、多くの地域では大きく変動しないため、この塩素イオン濃度は、電解ユニット２３の設置前あるいは設置後に予め測定されて、制御装置６０のＲＯＭ（不図示）に記憶されている。この構成では、制御装置６０が、予め塩素イオン濃度を設定する手段として機能する。
水道水中の塩素イオン濃度のずれへの対応は、水道水の導電率を導電率計２４によって検出することにより、その数値をもとに算出を行い、水道水中の塩素イオン濃度を補正することができる。このため、この塩素イオン濃度の水道水から、上記目標濃度の次亜塩素酸を含む加湿用水を生成するには、貯留槽６１内に貯留される貯留時間をどの程度にすれば良いかを算出することができる。
本構成では、次亜塩素酸の目標濃度と貯留時間との関係は、実験などによりデータ化されて、導電率ごとに制御装置６０のＲＯＭ（不図示）に記憶されている。このため、検出した導電率に応じて、貯留槽６１内に貯留される時間を所定時間に調整することにより、加湿用水中の次亜塩素酸濃度は、対象ウィルス等を不活化させる目標濃度に調整される。
続いて、制御装置６０は、第１及び第２開閉弁５１、５４を閉じて（ステップＳ１５）、貯留槽６１内に水道水を貯留し、貯留時間Ｔ１の計測を開始する（ステップＳ１６）とともに、電気分解を実行する（ステップＳ１７）。続いて、制御装置６０は、上記貯留時間Ｔ１が経過したか否かを判別（ステップＳ１８）し、経過していない場合には、電気分解を継続して行なう。また、上記貯留時間Ｔ１が経過した場合には、第１開閉弁５１、第２開閉弁５４を順次開いて（ステップＳ１９）、目標濃度の次亜塩素酸を有する加湿用水を加湿器５に供給し、処理をステップＳ１５に戻す。
従って、この目標濃度の加湿用水を加湿器５に供給し、この加湿器５の加湿エレメント５ａ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を不活化することができる。本構成では、例えば、インフルエンザウィルスが選択された場合には、このインフルエンザウィルスを不活化させる次亜塩素酸濃度の加湿用水が、加湿エレメント５ａに供給されるため、この加湿エレメント５ａをインフルエンザウィルスが通過する際に、当該インフルエンザウィルスを不活化することができ、ひいては、インフルエンザウィルスの感染を抑制することができる。また、臭気も加湿エレメント５ａを通過する際に、加湿用水中の次亜塩素酸と反応し、イオン化して加湿用水中に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。
本実施形態によれば、導入された空気を加湿して供給可能な加湿器５と、この加湿器５に加湿用水を供給する水供給配管２１とを備えるとともに、この水供給配管２１に、水道水を一時的に貯留する貯留槽６１と、この貯留槽６１に配置され、水道水を電気分解して、次亜塩素酸を含む加湿用水を生成する少なくとも一対の電極６２、６３と、貯留槽６１における水道水の貯留時間を変更することにより、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整する第１開閉弁５１を備えるため、ウィルス等の種類に応じた濃度の次亜塩素酸を有する加湿用水を生成することができる。これによれば、ウィルス等の種類に応じた加湿用水を加湿器５に供給し、この加湿器５の加湿エレメント５ａ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を効果的に不活化することができる。
この実施形態では、貯留槽６１に貯留される水道水の貯留時間を変更することによって、上記実施形態よりも濃度の高い次亜塩素酸を含んだ加湿用水を作成することができる。
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、上記実施形態では、活性酸素種として次亜塩素酸を発生させる構成について説明したが、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でも、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。
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）を含んだ加湿用水を作ることができる。そして、この加湿用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、この濃度の加湿用水が供給された加湿エレメント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、臭気も加湿エレメントを通過する際に、加湿用水中のオゾンまたは過酸化水素と反応し、イオン化して加湿用水中に溶解することにより、空気中から除去されるため、脱臭することができる。
また、本実施形態では、加湿器５から排出された加湿用水は、ドレンパン１３に溜められ、ドレンポンプ１５を介して、ドレン水とともに機外に排出される構成となっているが、ドレン水の一部もしくは全部を電解ユニット２３に戻して、再利用する構成としても良い。この構成では、除菌されている加湿用水を再度電解ユニットで電気分解するため、再利用に伴い、加湿用水中に雑菌が発生することが防止される。また、加湿用水を再利用することにより、水道水の供給流量を低減することができるため、省エネルギ化を図ることができる。
また、水道水を電気分解することにより、電極上（カソード）にスケールが堆積した場合、電気伝導性が低下し、継続的な電気分解が困難となる。この場合、電極の極性を反転（電極のプラスとマイナスを切り替える）させることが効果的である。カソード電極をアノード電極として電気分解することで、カソード電極上に堆積したスケールを取り除くことができる。この極性反転制御では、例えばタイマを利用して定期的に反転させてもよいし、運転起動の度に反転させる等、不定期的に反転させてもよい。また、電解抵抗の上昇（電解電流の低下、あるいは電解電圧の上昇）を検出し、この結果に基づいて、極性を反転させてもよい。
また、上記実施形態では、水道水の導電率を検出し、この導電率に応じて、流量調整弁２３の開度を調整する、もしくは、貯留槽６１に水道水が貯留される時間を変更するように第1開閉弁５１を開閉することによって、加湿用水中における次亜塩素酸の濃度を所定の濃度に調整しているが、これに限るものではなく、水道水中の塩素イオン濃度を測定し、この測定した塩素イオン濃度から上記流量調整弁２３もしくは第１開閉弁５１を調整する構成としても良い。この場合、水供給配管２１には、塩素イオン濃度を測定するイオン濃度センサが設けられる。一般に、電解ユニット２３に供給される水道水中の塩素イオン濃度は、多くの地域では変動は大きくない。このため、電解ユニット２３の設置前あるいは設置後に、水道水の塩素イオン濃度を一度測定し、その値を制御手段１０のメモリ（記憶手段）に記憶しているため、この値を利用して、流量調整弁２３の開度を調整することにより、所望の濃度の次亜塩素酸を含んだ加湿用水を生成することができる。
また、時間経過にともない、予め設定された塩素イオン濃度と、実際の塩素イオン濃度との間にずれが生じた場合であっても、導電率計２４が水道水の導電率を検出しているため、この導電率をもとに塩素イオン濃度を算出することにより、塩素イオン濃度を補正することができる。また、上記塩素イオン濃度に応じて、流量調整弁２３の開度、もしくは、貯留槽６１の貯留時間を調整するだけでなく、電極３２、３３に流す電流、または、これら電極３２、３３間に印加される電圧を変更する構成としたり、当該電極３２、３３への通電時間を変更する構成としても良い。
また、上記実施形態では、水道水の導電率は導電率計を用いて計測する構成としているが、各電極に所定電圧をかけた場合における電流値を検出して、この電流値から導電率を算出する構成としても良い。この場合には、既存の電極により導電率が検出できるため、部品点数が抑えられ、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態では、天吊型の空気調和装置について説明したが、これに限るものではなく、壁掛型もしくは天井埋込型など、様々な空気調和装置に適用することが可能である。
また、上記実施形態では、加湿器５の加湿エレメント５ａに空気を通過させる際に、この空気中のウィルス等を不活化させる構成について説明したが、加湿器５は、冬季の湿度が低い時季に利用され、夏季の比較的湿度が高い時季には利用されないのが一般的である。従って、夏季においては、加湿器５の加湿エレメント５ａに活性酸素種が供給されないため、当該加湿エレメント５ａ及び加湿器５内に雑菌が繁殖する恐れがある。
これを解消するために、空気調和装置の空調動作の停止期間中に、加湿器５に、活性酸素種を含む加湿用水の供給を行い、当該加湿器５の除菌を行なうように制御する構成としても良い。この場合、この除菌制御は制御装置（除菌制御手段）が実行する。この構成によれば、例えば、夏季など加湿器５を使用しない時季にあっても、当該加湿器５内に加湿用水が供給されるため、当該加湿器５内に雑菌が繁殖することが防止され、清潔な空気を室内に供給することにより、衛生的な空気調和を実現することができる。この場合、加湿用水の供給は、定期的に行なう構成としても良いし、空調運転の停止信号を受けて実行する構成としても良い。
本発明による天吊型空気調和装置の一実施形態を示す断面図である。 加湿器の構成を示す斜視図である。 加湿用水の濃度調製手段の構成を説明するための図である。 濃度調整動作を示すフローチャートである。 別の実施形態にかかる濃度調製手段の構成を説明するための図である。 別の実施形態にかかる濃度調整動作を示すフローチャートである。
符号の説明
１ 空気調和機本体
５ 加湿器（加湿手段）
２１ 水供給配管（加湿用水供給路）
２２ 流量調整弁（濃度調製手段）
２４、５３ 導電率計（検出手段）
３２、３３、６２、６３ 電極
４３ 開閉弁
５１ 第１開閉弁（濃度調製手段）
６１ 貯留槽

Claims (16)

  1. 導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、これら電極間を通過する水道水の流量を変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴する除菌装置。
  2. 予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、
    前記濃度調製手段は、前記塩素イオン濃度に応じて、前記加湿手段へ供給される加湿用水の流量を調整する流量調整弁であることを特徴とする請求項１に記載の除菌装置。
  3. 水道水の導電率を検出する検出手段を備え、
    前記濃度調整手段は、検出した導電率に応じて、前記加湿手段へ供給される加湿用水の流量を調整する流量調整弁であることを特徴とする請求項１または２に記載の除菌装置。
  4. 導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極を備え、この電極に流れる電流、または、当該電極に印加される電圧を変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する除菌装置。
  5. 予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、
    前記塩素イオン濃度に応じて、前記電極に流れる電流、または、当該電極に印加される電圧を変更することを特徴とする請求項４に記載の除菌装置。
  6. 導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極を備え、この電極への通電時間を変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する除菌装置。
  7. 予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、
    前記塩素イオン濃度に応じて、前記電極への通電時間を変更することを特徴とする請求項６に記載の除菌装置。
  8. 導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、前記貯留槽における水道水の貯留時間を変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴する除菌装置。
  9. 予め塩素イオン濃度を設定する手段を備え、
    前記濃度調製手段は、前記塩素イオン濃度に応じて、前記貯留槽に水道水が貯留される時間を変更するように開閉される開閉弁であることを特徴とする請求項８に記載の除菌装置。
  10. 水道水の導電率を検出する検出手段を備え、
    前記濃度調整手段は、検出した導電率に応じて、前記貯留槽に水道水が貯留される時間を変更するように開閉される開閉弁であることを特徴とする請求項８または９に記載の除菌装置。
  11. 導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極とを備え、この電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整することを特徴する除菌装置。
  12. 前記活性酸素種は、次亜塩素酸、オゾン、または、過酸化水素のうち少なくともいずれかの物質を含むことを特徴とする請求項1乃至１１のいずれかに記載の除菌装置。
  13. 定期的、或いは、所定の条件下で不定期に前記電極の極性を反転させることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の除菌装置。
  14. 送風ファンと、この送風ファンの吹出口側に配置された熱交換器と、この熱交換器を介して導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    前記加湿用水供給路は、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、これら電極間を通過する水道水の流量、この電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段と、を備えることを特徴とする空気調和装置。
  15. 送風ファンと、この送風ファンの吹出口側に配置された熱交換器と、この熱交換器を介して導入された空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段に加湿用水を供給する加湿用水供給路とを備えるとともに、
    この加湿用水供給路は、水道水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽に配置され、水道水を電気分解して、活性酸素種を含む前記加湿用水を生成する少なくとも一対の電極と、前記貯留槽における水道水の貯留時間、前記電極に流れる電流、当該電極に印加される電圧、もしくは、当該電極への通電時間のいずれかを変更することにより、前記加湿用水中における前記活性酸素種の濃度を所定の濃度に調整する濃度調整手段とを備えることを特徴とする空気調和装置。
  16. 前記空気調和装置の空調動作の停止期間中に、
    前記加湿手段に、前記活性酸素種を含む加湿用水の供給を行い、当該加湿手段の除菌を行なう除菌制御手段を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の空気調和装置。

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