特開 2024-139864 空間浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139864

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】空間浄化装置

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/01 20060101AFI20241003BHJP

   B01D 61/00 20060101ALI20241003BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20241003BHJP

   A61L 9/04 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

A61L9/01 E

B01D61/00 500

C02F1/461 Z

A61L9/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050794

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100151378

【弁理士】

【氏名又は名称】宮村 憲浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157484

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 智之

(72)【発明者】

【氏名】水野 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】山口 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】吉田 真司

(72)【発明者】

【氏名】和田 拓也

【テーマコード（参考）】

4C180

4D006

4D061

【Ｆターム（参考）】

4C180AA07

4C180CB08

4C180EA58X

4C180HH05

4C180MM08

4D006GA14

4D006KA72

4D006KB01

4D006MA03

4D006PA01

4D006PB12

4D006PC80

4D061DA04

4D061DB09

4D061EA02

4D061EB01

4D061EB16

4D061EB19

(57)【要約】

【課題】水の補給頻度を減らすことが可能な空間浄化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示の空間浄化装置１０は、電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な第１水溶液１２を貯留する第１水溶液槽１と、塩化リチウムを含む第２水溶液２２を貯留する第２水溶液槽２と、第１水溶液槽１と第２水溶液槽２とを連通させる連通部２６と、連通部２６に設けられ、浸透圧によって第１水溶液１２の総イオン濃度Ｃ１と、第２水溶液２２の総イオン濃度Ｃ２との濃度差が小さくなるように水分を透過させる半透膜２７と、第１水溶液１２を電気分解して次亜塩素酸を生成する電解部４と、電解部４で生成された次亜塩素酸を空気に含ませて放出する浄化部５と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な第１水溶液を貯留する第１水溶液槽と、
塩化リチウムを含む第２水溶液を貯留する第２水溶液槽と、
前記第１水溶液槽と前記第２水溶液槽とを連通させる連通部と、
前記連通部に設けられ、浸透圧によって前記第１水溶液の総イオン濃度と、前記第２水溶液の総イオン濃度との濃度差が小さくなるように水分を透過させる半透膜と、
前記第１水溶液を電気分解して次亜塩素酸を生成する電解部と、
前記電解部で生成された前記次亜塩素酸を空気に含ませて放出する浄化部と、
を備える、空間浄化装置。

【請求項2】

前記第１水溶液はリン酸塩を含有する、請求項１に記載の空間浄化装置。

【請求項3】

前記第１水溶液槽には、前記第１水溶液と接するように電解質の沈殿物を保持する溶質保持部が設けられる、請求項１に記載の空間浄化装置。

【請求項4】

前記第２水溶液槽の上部に、前記第２水溶液の液量が所定液量以上の場合に閉じ、当該液量が前記所定液量未満の場合に開かれる出入口部が設けられる、請求項１に記載の空間浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、居住空間などの除菌に用いられる空間浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

次亜塩素酸ガスを含む空気を居住空間などの対象空間に放出する空間浄化機器が知られている。例えば、特許文献１には、電気分解（以下、「電解」ということがある）により次亜塩素酸水などの電解水を生成する電解装置が記載されている。この装置は、陽極が配置された第１室と、陰極が配置された第２室と、第１室と第２室との間に形成される隔膜と、第１室に液体を供給する液体供給部と、第１室に電解水の生成元となる液体を供給する液体供給部と、第１室で気泡を発生させる気泡発生部と、気泡を排出する排出部とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１６８５６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

所定成分を含む水溶液を電気分解することによって次亜塩素酸を生成し、この次亜塩素酸を利用して次亜塩素酸ガスを含ませた浄化用の空気を対象空間に放出する装置では、次亜塩素酸ガスを含ませた浄化用の空気の放出に伴って電解対象の水が減少する。この装置を継続的に運転するためには、電解対象の水を頻繁に補給する手間が掛かる問題がある。
特許文献１は、電解対象の水の補給頻度を減らす観点で、十分に開示しているとはいえない。

【0005】

本開示の目的は、水の補給頻度を減らすことが可能な空間浄化装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の空間浄化装置は、電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な第１水溶液を貯留する第１水溶液槽と、塩化リチウムを含む第２水溶液を貯留する第２水溶液槽と、第１水溶液槽と第２水溶液槽とを連通させる連通部と、連通部に設けられ、浸透圧によって第１水溶液の総イオン濃度と、第２水溶液の総イオン濃度との濃度差が小さくなるように水分を透過させる半透膜と、第１水溶液を電気分解して次亜塩素酸を生成する電解部と、電解部で生成された次亜塩素酸を空気に含ませて放出する浄化部と、を備える。

【0007】

なお、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、水の補給頻度を減らすことが可能な空間浄化装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例に係る空間浄化装置を備えた空間浄化機器の使用状態を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の空間浄化機器の構成を概略的に示す図である。

【図3】図３は、図１の空間浄化装置の構成を概略的に示す側面図である。

【図4】図４は、図１の空間浄化装置の構成を概略的に示す正面図である。

【図5】図５は、図１の空間浄化装置の第１水分移動プロセスを模式的に示す図である。

【図6】図６は、図１の空間浄化装置の第２水分移動プロセスを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。実施例及び変形例では、同一又は同等の、構成要素及び部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施例を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0011】

また、第１あるいは第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。

【0012】

［実施例］
図１及び図２を参照して、実施例に係る空間浄化装置１０を説明する。図１は、空間浄化装置１０を備えた空間浄化機器１００を示す斜視図である。この図は、空間浄化機器１００の室内９０における使用状態を示している。図２は、空間浄化機器１００の構成を概略的に示す図である。

【0013】

実施例では、空間浄化機器１００は、室内９０に設置されて用いられる。空間浄化機器１００が置かれる室内９０は、利用者が日常生活で使用する空間であり、空間に設置された台上に空間浄化機器１００を置くことを想定している。空間浄化機器１００は、室内９０の空気を吸込空気Ｆ１として吸い込んで除塵し、次亜塩素酸ガスを含ませた吹出空気Ｆ５として室内９０に吹き出す。これにより、空間浄化機器１００は、室内９０の浄化を行う。

【0014】

空間浄化機器１００は、内部に空間浄化装置１０を備える。空間浄化機器１００は、吸込口８１、集塵フィルタ８２、送風機８３、空間浄化装置１０、及び吹出口８４を有して構成される。

【0015】

空間浄化機器１００は、上述した通り、吸込口８１から吸込空気Ｆ１を吸い込んで除塵し、次亜塩素酸ガスを含ませた吹出空気Ｆ５として吹出口８４から室内９０に吹き出す。空間浄化機器１００は、吹出口８４から吹出空気Ｆ５を吹き出す際、空間浄化装置１０によって吹出空気Ｆ５に次亜塩素酸ガスを含ませている。

【0016】

吸込口８１は、空間浄化機器１００の正面下部右側に設けられており、室内９０から空間浄化機器１００の内部に吸込空気Ｆ１を取り入れる。

【0017】

集塵フィルタ８２は、通過する空気を浄化する部材である。集塵フィルタ８２は、吸込口８１から吸い込んだ吸込空気Ｆ１が通過するように設けられている。集塵フィルタ８２を通過した吸込空気Ｆ１は、集塵フィルタ８２によって微粒子が取り除かれることにより除塵される。集塵フィルタ８２には、公知の原理に基づく各種のフィルタを採用できる。

【0018】

送風機８３は、吸込口８１から吸込空気Ｆ１を吸い込み、吹出口８４から吹出空気Ｆ５として室内９０に吹き出すための圧力を生じさせる部材である。送風機８３は、吸込口８１と吹出口８４とを連通する内部風路において集塵フィルタ８２の下流側に設置される。送風機８３の動作によって、集塵フィルタ８２を通過して送風機８３に吸い込まれた吸込空気Ｆ１は、送風機８３を通して除塵空気Ｆ２となる。

【0019】

除塵空気Ｆ２は、内部風路を流通する過程で、空間浄化装置１０から放出される放出空気Ｆ４（次亜塩素酸ガス含む空気）と混合されて吹出空気Ｆ５として吹き出される。送風機８３は、モータ部と、モータ部により回転するファン部と、それらを囲むスクロール形状のケーシング部とを有して構成されるが、一般的な送風ファンが用いられればよいので、詳細な説明は省略する。

【0020】

空間浄化装置１０は、除塵空気Ｆ２の一部を導入空気Ｆ３として内部に取り込み、空間浄化装置１０の内部（後述する浄化部５の上方空間５１）で導入空気Ｆ３に次亜塩素酸ガスを含ませた後、放出空気Ｆ４として除塵空気Ｆ２に合流させる。これにより、除塵空気Ｆ２は、次亜塩素酸ガスを含む空気となる。なお、導入空気Ｆ３を吸い込み、放出空気Ｆ４として放出されるための空気の駆動力には、送風機８３の風圧を利用できる。

【0021】

例えば、送風機８３によって作られた除塵空気Ｆ２の流れ方向と対向するように導入空気Ｆ３の導入口を設け、送風機８３によって作られた除塵空気Ｆ２の流れ方向と直交する向きに放出空気Ｆ４の放出口を設けてもよい。これにより、送風機８３の風圧によって導入空気Ｆ３を空間浄化装置１０内に導入させ、放出空気Ｆ４を空間浄化装置１０から放出できる。空間浄化装置１０の詳細については後述する。

【0022】

吹出口８４は、空間浄化機器１００の上面に設けられており、内部風路を流通して次亜塩素酸ガスを含んだ除塵空気Ｆ２を、吹出空気Ｆ５として室内９０に吹き出す。

【0023】

以上の構成により、空間浄化機器１００は、室内９０の空気を吸込空気Ｆ１として吸い込んで除塵し、次亜塩素酸ガスを含ませた吹出空気Ｆ５として室内９０に吹き出すことができる。

【0024】

図３及び図４を参照して、空間浄化装置１０を説明する。図３は、空間浄化装置１０の構成を概略的に示す側面図である。図４は、空間浄化装置１０の構成を概略的に示す正面図である。

【0025】

空間浄化装置１０は、空間浄化機器１００の内部に着脱可能に組み込まれるユニットである。空間浄化装置１０は、空気導入部５２から空間浄化機器１００の除塵空気Ｆ２を導入空気Ｆ３として取り込み、次亜塩素酸ガスを含ませた放出空気Ｆ４として空気放出部５３から空間浄化機器１００の内部風路に放出する。

【0026】

空間浄化装置１０は、第１水溶液槽１、第２水溶液槽２、連通部２６、半透膜２７、電解部４、浄化部５、攪拌部３０、溶質保持部１７、及び沈殿物フィルタ１９を備える。第１水溶液槽１は、電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な第１水溶液１２を貯留する。具体的には、第１水溶液１２は、塩化ナトリウム等の塩化物（以下、「電解質１１」という）を含む水溶液である。電解質１１は、当該電解質１１の水溶液が電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な塩化物であればよく、塩化カリウムあるいはその他の塩化物であってもよい。以下、電解質１１が塩化ナトリウムである例を説明するが、その説明は、電解質１１が塩化カリウムあるいはその他の塩化物である場合にも適用される。実施例の第１水溶液１２には、電解質１１とは別にリン酸塩（例えば、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）が添加されている。

【0027】

実施例の第１水溶液槽１は角筒状の容器である。第１水溶液槽１の上部には上方空間５１が設けられ、第１水溶液槽１の下部には溶質保持部１７が設けられる。第２水溶液槽２は、塩化リチウムを含む第２水溶液２２を貯留する。つまり、第２水溶液２２は塩化リチウム水溶液である。実施例の第２水溶液槽２は角筒状の容器である。第１水溶液槽１と第２水溶液槽２とは一体的な容器として形成されており、第１水溶液槽１と第２水溶液槽２との間は隔壁Ｗで仕切られている。

【0028】

連通部２６は、第１水溶液槽１と第２水溶液槽２とを連通する。半透膜２７は、連通部２６に設けられる。実施例では、連通部２６は、隔壁Ｗに設けられた開口であり、半透膜２７は、当該開口を塞ぐように設けられる。半透膜２７の機能については後述する。

【0029】

浄化部５は、導入空気Ｆ３に電解部４で生成された次亜塩素酸（次亜塩素酸ガス）を含ませて放出空気Ｆ４として放出する。実施例の浄化部５は、第１水溶液槽１の上部の密閉された空間である上方空間５１に設けられる。浄化部５は、上方空間５１で導入空気Ｆ３に次亜塩素酸を含ませる。浄化部５は、空気導入部５２、空気放出部５３、及び整流板５４を有する。

【0030】

空気導入部５２は、空間浄化装置１０の内部に導入空気Ｆ３を取り入れる。空気導入部５２は、空間浄化機器１００の内部風路と、上方空間５１とをつなぐ管状の部材である。実施例では、空気導入部５２は、内部風路側に位置する導入口と、上方空間５１側に位置する導出口とを有する。空気導入部５２の内部風路側の導入口は、除塵空気Ｆ２を導入空気Ｆ３として取り込むための管の口であり、当該導入口の向きは、送風機８３によって作られる除塵空気Ｆ２の流れ方向と対向するように設置されている。空気導入部５２の上方空間５１側の導出口は、導入空気Ｆ３を上方空間５１に導入する管の口であり、空間浄化装置１０の上面に設置されている。この構成により、空気導入部５２は、導入口から取り込んだ導入空気Ｆ３を、導出口から上方空間５１に供給する。

【0031】

空気放出部５３は、上方空間５１と、空間浄化機器１００の内部風路とをつなぐ管状の部材であり、空間浄化装置１０の内部から放出空気Ｆ４を放出する。実施例の空気放出部５３は、上方空間５１側に位置する導入口と、内部風路側に位置する放出口とを有する。空気放出部５３の上方空間５１側の導入口は、空間浄化装置１０の上面に設置されている。空気放出部５３の内部風路側の放出口は、次亜塩素酸ガスを含む放出空気Ｆ４を放出するための管の口であり、当該放出口の向きは、送風機８３によって作られる除塵空気Ｆ２の流れ方向と直交するように設置されている。この構成により、空気放出部５３は、空気導入部５２から空間浄化装置１０の内部に取り入れた導入空気Ｆ３を、次亜塩素酸ガスを含ませた放出空気Ｆ４として空間浄化機器１００の内部風路に吹き出す。なお、空気放出部５３の放出口は、空気導入部５２の導入口よりも内部風路の下流側に設置されている。導入空気Ｆ３が次亜塩素酸ガスを含む過程については後述する。

【0032】

整流板５４は、導入空気Ｆ３及び放出空気Ｆ４のガイドとして機能する板部材である。また、整流板５４は、後述する水溶液吹出口３２から噴出した第１水溶液１２が空気導入部５２及び空気放出部５３に飛び散らないように進路を制限する機能を有する。

【0033】

第１水溶液槽１は、密閉された内部空間を構成し、内部に電解液１２１及び次亜塩素酸水溶液１２２を含む第１水溶液１２を貯留する。つまり、第１水溶液１２には、電解の対象である電解液１２１と、電解で生成された次亜塩素酸水溶液１２２とが混在している。

【0034】

空気導入部５２及び空気放出部５３は、第１水溶液槽１の上部に取り付けられる。第１水溶液槽１は、第１水溶液１２の液面の上方に上方空間５１を有する。第１水溶液槽１は、全体として内部構成を包囲する筐体として機能する。

【0035】

実施例では、第１水溶液槽１は、第１水溶液１２を貯留しているが、以下では、両者を区別し、電解による次亜塩素酸水溶液の生成の際には電解液１２１と称し、次亜塩素酸ガスを放出する浄化運転の際には次亜塩素酸水溶液１２２と称する。

【0036】

電解液１２１は、電解することで次亜塩素酸水溶液１２２を生成するための水溶液であり、電解質１１を溶解させた水溶液である。実施例では、第１水溶液槽１には、第１水溶液１２と接するように電解質１１の沈殿物１７２を保持する溶質保持部１７が設けられている。つまり、電解質１１は、電解液１２１に完全に溶解することなく、溶質保持部１７に沈殿物１７２として貯留されている。実施例の溶質保持部１７は、第１水溶液槽１の底部側に設けられており、沈殿物１７２を含む電解液１２１を保持する。

【0037】

沈殿物１７２は、電解によって電解液１２１から消費された電解質１１を電解液１２１に再度供給するためのものである。こちらも詳細については後述する。

【0038】

次亜塩素酸水溶液１２２は、電解液１２１中に電解質１１が沈殿している状態で、電解液１２１の電解を行って生成された溶液であり、いわゆる次亜塩素酸を含む水溶液である。次亜塩素酸水溶液１２２の水素イオン濃度（ｐＨ）は、５～１３がよく、特に５～７が好適である。次亜塩素酸水溶液１２２のｐＨが５以上であると、次亜塩素酸ガスとして気化度が実用的な範囲となる。

【0039】

第１水溶液槽１は、上述した通り、電解液１２１中に電解質１１が沈殿している状態で、電解液１２１を貯留するとともに、電解液１２１の液面の上方に上方空間５１を有している。第１水溶液槽１は、電解質１１が沈殿する溶質保持部１７と、溶液領域１８とに区画されている。溶液領域１８には、後述する電解部４及び攪拌部３０が設置される。

【0040】

溶液領域１８は、溶質保持部１７の上方に位置しており、沈殿物１７２を含まない電解液１２１を保持する領域である。溶液領域１８には、電解部４及び攪拌部３０がそれぞれ浸漬した状態で設置されている。溶質保持部１７と溶液領域１８との間には、沈殿物フィルタ１９が設けられている。実施例の沈殿物フィルタ１９は、溶質保持部１７と溶液領域１８との間を仕切る仕切部に形成された開口部を塞ぐように設けられている。沈殿物フィルタ１９については後述する。

【0041】

なお、上述した溶質保持部１７及び溶液領域１８における電解液１２１は、次亜塩素酸水溶液１２２と読み替えてもよいし、電解液１２１と次亜塩素酸水溶液１２２との混合液と読み替えてもよい。

【0042】

浄化部５は、第１水溶液１２の液面の上方に生じる空気領域である上方空間５１を有する。上方空間５１は、空気導入部５２と空気放出部５３とによって空間浄化機器１００の内部風路と連通されている。上方空間５１には、送風機８３の動作時に、空間浄化機器１００の内部風路から導入空気Ｆ３が空気導入部５２を通じて導入される。導入空気Ｆ３が上方空間５１に導入されることで、上方空間５１内の空気（次亜塩素酸ガスを含む空気）が放出空気Ｆ４として空気放出部５３から内部風路に押し出される。

【0043】

電解部４は、第１水溶液槽１に貯留された電解液１２１を電解して次亜塩素酸水溶液１２２を生成する。電解部４は、溶液領域１８の底部側において、溶液領域１８の電解液１２１に浸漬されて設置されている。実施例の電解部４は、導電性基体の表面に触媒被膜を有して構成される陽極と陰極との一対の電極である。電解部４は、一対の電極に通電することで電解液１２１の電解を行う。これにより、電解液１２１に含まれる塩化物イオンが電解部４において電解され、陽極側に次亜塩素酸が生成され、次亜塩素酸水溶液１２２が生成される。

【0044】

検討によれば、電解液１２１の電解による次亜塩素酸発生効率は、電解液１２１の塩化物イオンの濃度に依存し、塩化物イオンの濃度が高いほど、次亜塩素酸発生効率は高くなることが判明している。このため、次亜塩素酸発生効率を維持しながら次亜塩素酸を生成するためには、塩化物イオンの濃度を一定に維持することが重要である。沈殿物１７２は、電解によって電解液１２１から消費された塩化物イオンを電解液１２１に供給する。実施例では、電解液１２１の塩化物イオンを常に飽和状態（塩化ナトリウムの場合約４．４ｍｏｌ／Ｌ、塩化カリウムの場合約３．４ｍｏｌ／Ｌ）に保つように機能する。これにより、小型化して第１水溶液槽１に貯留可能な電解液１２１の量が少量である場合であっても、電解液１２１に含まれる塩化物イオンの濃度を一定に維持でき、次亜塩素酸発生効率を維持できる。

【0045】

攪拌部３０は、第１水溶液槽１に貯留された第１水溶液１２を槽内で攪拌し、電解液１２１の電解と次亜塩素酸ガスの発生とをそれぞれ加速させる機能を有する。攪拌部３０は、その主要部が、電解部４の鉛直方向上方において、溶液領域１８の電解液１２１に浸漬されて設置される。攪拌部３０は、水溶液吸込口３１、水溶液吹出口３２、及び駆動部３３を有する。

【0046】

水溶液吸込口３１は、第１水溶液槽１の第１水溶液１２を吸い込む円筒状の吸込口である。水溶液吸込口３１は、第１水溶液槽１の底部に対して略水平状態で、第１水溶液槽１の正面を向いて設置される。水溶液吹出口３２は、上方空間５１に突出し、上方空間５１に向けて第１水溶液１２を吹き出す。実施例の駆動部３３は、モータであり、第１水溶液１２を付勢して矢印に示す循環水流Ａを形成する。

【0047】

循環水流Ａを説明する。まず、駆動部３３が作動することによって溶液領域１８の第１水溶液１２が水溶液吸込口３１から攪拌部３０内に吸い込まれる。攪拌部３０内に吸い込まれた第１水溶液１２は、水溶液吹出口３２から吹き出される。水溶液吹出口３２から吹き出された第１水溶液１２は、上方空間５１を飛翔して溶液領域１８に落下し、溶液領域１８内に戻る。このように、第１水溶液１２の循環水流Ａは、矢印に示すように、溶液領域１８から攪拌部３０と上方空間５１とを移動して溶液領域１８に戻る。第１水溶液１２は、上方空間５１を飛翔するとき、細かいしぶきとなって飛散し、次亜塩素酸ガスを放出して導入空気Ｆ３に含ませる。

【0048】

第１水溶液１２の循環水流Ａの余波により、溶質保持部１７の電解質１１が浮遊して電解部４に到達することがある。このため、実施例では、空間浄化装置１０は、溶質保持部１７の電解質１１の浮遊を抑制する沈殿物フィルタ１９を有する。

【0049】

以上の構成により、実施例の第１水溶液槽１は、空間浄化機器１００の内部風路から除塵空気Ｆ２を導入空気Ｆ３として取り込み、次亜塩素酸ガスを含ませた放出空気Ｆ４として内部風路に放出できる。

【0050】

次に、第２水溶液槽２を説明する。第２水溶液槽２は、内部に第２水溶液２２を貯留する。第２水溶液槽２には、第２水溶液２２の液面の上方に上部空間２５が設けられる。第２水溶液槽２の上部に、空間浄化装置１０の外部空間と上部空間２５との間で空気が出入り可能な出入口部２８が設けられる。

【0051】

第２水溶液２２の塩化リチウムには吸湿性があり、その吸湿量は外気の湿度によって変化する。外気の湿度、あるいは第２水溶液２２の濃度が変化すると第２水溶液２２は外気の湿度と平衡状態になるように外気と湿度交換を行う。この作用により、外気湿度が一定の場合に、第２水溶液槽２では、第２水溶液２２の水分が減少した場合、第２水溶液２２の塩化リチウムが上部空間２５の空気から吸湿し、第２水溶液２２中の水分が補充される。

【0052】

過度な水分の吸湿を抑制するために、第２水溶液槽２は、出入口部２８を通じての外部との空気の流通を制御する弁機構２９を有する。弁機構２９は、第２水溶液２２の液量が所定液量以上の場合に出入口部２８を閉じ、第２水溶液２２の液量が所定液量未満の場合に出入口部２８を開く。出入口部２８が開かれた状態では、外部空間と上部空間２５との間で空気の流通が可能になり、出入口部２８が閉じた状態では、空気の流通が概ね遮断される。実施例の弁機構２９はフロートであり、弁機構２９の下部が第２水溶液２２に沈み、弁機構２９の上部は液面から突出する。したがって、弁機構２９は、第２水溶液２２の液面高さに応じて出入口部２８を開閉する。

【0053】

弁機構２９は、円筒状の大径部２９２と、大径部２９２から上方に突出する円筒状の小径部２９４とを有する。小径部２９４の直径は出入口部２８の内径よりも小さく、小径部２９４は、出入口部２８を貫通した状態で円滑に上下動できる。大径部２９２の直径は出入口部２８の内径よりも大きい。

【0054】

第２水溶液槽２の水分が減って液面が下がると、弁機構２９は液面と連動して下降し、出入口部２８を開く。出入口部２８が開かれると、外部空気が上部空間２５に入り、第２水溶液２２の塩化リチウムが上部空間２５の空気から吸湿可能となる。第２水溶液槽２の水分が増えて液面が上がると、弁機構２９は液面と連動して上昇し、大径部２９２が出入口部２８を塞ぐ。出入口部２８が塞がれ、上部空間２５の空気が第２水溶液２２と平衡状態になると吸湿は停止する。このように、弁機構２９は、第２水溶液槽２の液面高さを一定の範囲に維持する機能を有する。

【0055】

半透膜２７の機能を説明する。半透膜２７は、浸透圧によって第１水溶液１２の総イオン濃度Ｃ１と、第２水溶液２２の総イオン濃度Ｃ２との濃度差Ｃｄが小さくなるように水分を透過させる。つまり、第１水溶液１２の水分が減って、総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２よりも高い状態になると、半透膜２７は、水分を第２水溶液２２から第１水溶液１２に移動させる。この結果、第１水溶液１２の水分量が回復する。逆に、第１水溶液１２の水分が増えて、総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２よりも低い状態では、半透膜２７は、水分を第１水溶液１２から第２水溶液２２に移動させる。このように、半透膜２７は、第１水溶液１２の水分量を一定の範囲に制御する機能を有する。

【0056】

［第１水分移動プロセス］
図５を参照して、空間浄化装置１０が導入空気Ｆ３に次亜塩素酸ガスを含ませる浄化運転時の第１水分移動プロセスＳ１１０を説明する。

【0057】

（１）浄化運転で導入空気Ｆ３に次亜塩素酸ガスを含ませると、導入空気Ｆ３に水分も一緒に含まれてしまい、第１水溶液１２の水分が失われる。この結果、第１水溶液１２の総イオン濃度Ｃ１が第２水溶液２２の総イオン濃度Ｃ２よりも高くなる（プロセスＳ１１１）。

【0058】

（２）総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２よりも高いと、半透膜２７を通じて、これらが等しくなるように、第２水溶液２２から第１水溶液１２に水分が移動する（プロセスＳ１１２）。

【0059】

（３）第２水溶液２２の水分が減ると、含有する塩化リチウムの濃度が高くなり、第２水溶液２２と外気の湿度との平衡状態が崩れるので、第２水溶液２２は、外気の湿度と平衡状態になるように外気から吸湿する（プロセスＳ１１３）。

【0060】

（４）プロセスＳ１１２及びプロセスＳ１１３は、連続的に繰り返され、総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２と等しくなり、且つ、第２水溶液２２が外気の湿度と平衡状態になると収束する。このとき、第１水溶液槽１と第２水溶液槽２との液面高さ、総イオン濃度Ｃ１、及び総イオン濃度Ｃ２は、プロセスＳ１１１の開始直前の初期状態に戻る。

【0061】

［第２水分移動プロセス］
図６を参照して、空間浄化装置１０が電解液１２１を電解する電解運転時の第２分水移動プロセスＳ２１０を説明する。

【0062】

（１）電解運転で電解部４によって電解液１２１を電解すると、第１水溶液１２の電解質１１が消費されるので総イオン濃度Ｃ１が低下する。この結果、第１水溶液１２の総イオン濃度Ｃ１が第２水溶液２２の総イオン濃度Ｃ２よりも低くなる（プロセスＳ２１１）。

【0063】

（２）総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２よりも低いと、半透膜２７を通じて、これらが等しくなるように、第１水溶液１２から第２水溶液２２に水分が移動する（プロセスＳ２１２）。

【0064】

（３）第２水溶液２２の水分が増えると、総イオン濃度Ｃ２が低くなり、総イオン濃度Ｃ２と外気の湿度との平衡状態が崩れるので、第２水溶液２２は、外気の湿度と平衡状態になるように水分を外気に放出する（プロセスＳ２１３）。

【0065】

（４）水分を放出すると、第２水溶液２２の総イオン濃度Ｃ２は上昇し、総イオン濃度Ｃ１よりも高くなる。総イオン濃度Ｃ２が総イオン濃度Ｃ１よりも高くなると、これらが等しくなるように、半透膜２７を通じて、第１水溶液１２から第２水溶液２２に水分が移動する（プロセスＳ２１４）。

【0066】

（５）プロセスＳ２１２～プロセスＳ２１４は、連続的に繰り返され、第２水溶液２２が外気の湿度と平衡状態になり、且つ、総イオン濃度Ｃ１が総イオン濃度Ｃ２と等しくなると収束する。このとき、総イオン濃度Ｃ１、総イオン濃度Ｃ２、及び第２水溶液槽２の液面高さは、プロセスＳ２１１の開始直前の初期状態に戻る。

【0067】

このように、空間浄化装置１０では、浄化運転時に外気から水分を回収する反応が生じ、電解運転時に外気へ水分を放出する反応が生じる。電解運転される時間は、浄化運転される時間と比べると短いので、浄化運転時の水分回収量は、電解運転時に失われる水分量よりも多くなる。この結果、空間浄化装置１０は外気から水分を回収することにより、給水作業をしなくても第１水溶液槽１の液量を一定の範囲に維持できる。

【0068】

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示の空間浄化装置（１０）は、電気分解されることにより次亜塩素酸を生成可能な第１水溶液（１２）を貯留する第１水溶液槽（１）と、塩化リチウムを含む第２水溶液（２２）を貯留する第２水溶液槽（２）と、第１水溶液槽（１）と第２水溶液槽（２）とを連通させる連通部（２６）と、連通部（２６）に設けられ、浸透圧によって第１水溶液（１２）の総イオン濃度（Ｃ１）と、第２水溶液（２２）の総イオン濃度（Ｃ２）との濃度差が小さくなるように水分を透過させる半透膜（２７）と、第１水溶液（１２）を電気分解して次亜塩素酸を生成する電解部（４）と、電解部（４）で生成された次亜塩素酸を空気に含ませて放出する浄化部（５）と、を備える。

【0069】

この構成によれば、空気を浄化することによって第１水溶液中の水分が減少すると、第１水溶液の総イオン濃度が上昇する。これにより濃度差が大きくなり、第２水溶液の水分が半透膜を透過して第１水溶液に移動するので、第１水溶液の水分の減少を抑制できる。また、第２水溶液の水分が減少すると、第２水溶液の塩化リチウムが外気中の水分を吸水し、第２水溶液の水分が補充される。これらの作用により、第１水溶液槽及び第２水溶液槽への給水の頻度を減らすことができる。

【0070】

一例として、実施例では、第１水溶液（１２）はリン酸塩を含有する。この場合、リン酸塩を含まない場合と比べて、電解によって第１水溶液（１２）中の電解質（１１）が減少した場合の第１水溶液（１２）の総イオン濃度の低下を減らせるので、第２水溶液（２２）からの過度な水分移動を抑制できる。

【0071】

一例として、実施例の第１水溶液槽（１）には、第１水溶液（１２）と接するように電解質（１１）の沈殿物（１７２）を保持する溶質保持部（１７）が設けられている。この場合、電解によって第１水溶液の電解質が減少して第１水溶液の総イオン濃度が低下した際に、沈殿物から電解質が第１水溶液中に溶出するため、イオン濃度の低下を補充できる。

【0072】

一例として、実施例では、第２水溶液槽（２）の上部に、第２水溶液（２２）の液量が所定液量以上の場合に閉じ、当該液量が所定液量未満の場合に開かれる出入口部（２８）が設けられる。この場合、所定液量に達すると出入口部が閉じられるので、第２水溶液槽における水分回収が停止して必要以上の水分回収を抑制できる。

【0073】

以上、本開示を、実施例をもとに詳細に説明した。上述した実施例は、いずれも本開示を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施例の内容は、請求の範囲に規定された思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。上述の説明では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施例の」「実施例では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容にも設計変更が許容される。

【0074】

（変形例）
実施例では、電解質１１として、塩化ナトリウムあるいは塩化カリウムを用いる例を示したが、それに限定されない。電解質は、塩化カルシウムあるいは塩化リチウム等であってもよい。

【0075】

実施例では、弁機構２９がフロートである例を示したが、これに限定されない。弁機構としては、公知の原理に基づく様々な弁機構を採用できる。

【0076】

実施例では、弁機構２９が、円筒状である例を示したが、これに限定されない。弁機構は、角筒状であってもよい。

【0077】

実施例では、第１水溶液槽１と第２水溶液槽２とが一体的に形成される例を示したが、これに限定されない。第１水溶液槽と第２水溶液槽とが分離され、パイプ状の連通部によって接続される構成であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本開示の空間浄化装置は、屋内空間を浄化する空間浄化機器に利用可能である。

【符号の説明】

【0079】

１００ 空間浄化機器、 １０ 空間浄化装置、 １ 第１水溶液槽、 ２ 第２水溶液槽、 ４ 電解部、 ５ 浄化部、 １１ 電解質、 １２ 第１水溶液、 １７ 溶質保持部、 １８ 溶液領域、 １９ 沈殿物フィルタ、 ２２ 第２水溶液、 ２５ 上部空間、 ２６ 連通部、 ２７ 半透膜、 ２８ 出入口部、 ２９ 弁機構、 ３０ 攪拌部、 ３１ 水溶液吸込口、 ３２ 水溶液吹出口、 ３３ 駆動部、 ５１ 上方空間、 ５２ 空気導入部、 ５３ 空気放出部、 ８１ 吸込口、 ８２ 集塵フィルタ、 ８３ 送風機、 ８４ 吹出口、 ９０ 室内、 １２１ 電解液、 １２２ 次亜塩素酸水溶液、 １７２ 沈殿物、 ２９２ 大径部、 ２９４ 小径部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】