(57)【要約】【課題】【解決手段】この銅イオン発生装置２は、吸水口２１３ａと排水口２１３ｂを有し、吸水口２１３ａから液体が吸水されて内部を通過したあと排水口２１３ｂから排水されるものとなされたケーシング２１と、ケーシング２１内において所定位置に配置された銅陽極２３と、ケーシング２１内において銅陽極２３と所定距離を隔てて対向する態様で配置された陰極２２とを備える。そして、外部電源である操作ボックス３により銅陽極２３および陰極２２間に正負の電位が与えられることにより銅陽極２３から銅イオンが発生する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水口と排水口を有し、前記吸水口から液体が吸水されて内部を通過したあと前記排水口から排水されるものとなされたケーシングと、
前記ケーシング内において所定位置に配置された銅陽極と、
前記ケーシング内において前記銅陽極と所定距離を隔てて対向する態様で配置された陰極とを備え、
前記外部電源により前記銅陽極および陰極間に正負の電位が与えられることにより前記銅陽極から銅イオンが発生するものとなされていることを特徴とする銅イオン発生装置。
【請求項２】
前記銅陽極は棒状体に形成されるとともに、前記陰極は中空の円筒状体に形成され、前記銅陽極は前記陰極の内部において軸線方向に沿って配置されている請求項１に記載の銅イオン発生装置。
【請求項３】
前記銅陽極は、前記陰極の内部において軸線方向に沿って複数配置されている請求項２に記載の銅イオン発生装置。
【請求項４】
前記ケーシングは、前記円筒状体の陰極を測方から支持する支持部材が設けられている請求項２または請求項３に記載の銅イオン発生装置。
【請求項５】
前記銅陽極と陰極に与える前記電位の正負を所定時間間隔で繰り返し逆転させる極性変更装置が設けられている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の銅イオン発生装置。
【請求項６】
前記外部電源は、所定の日あるいは時間帯に前記銅陽極および陰極間に正負の電位を与えるものとなされている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の銅イオン発生装置。
【請求項７】
液体中の銅イオンの濃度を測定する濃度測定手段と、
前記濃度測定手段により測定された銅イオンの濃度に応じて、銅陽極における銅イオンの発生量が変化するように前記外部電源を制御する制御手段と、
が設けられてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の銅イオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クーリングタワーなどの各種水関連装置において液体中に銅イオンを発生させる銅イオン発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、例えば、クーリングタワー、チラー、ボイラー等において、一定期間使用していると、水系ラインの配管や機器の内面に錆が生じたり、カルシウム・マグネシウム・シリカ等のスケールが付着したり、あるいはバクテリアや汚濁物質（スラッジ）によるゼラチン状粘着性物質からなるスライムが付着していた。このため、これらの付着物により熱交換率を低下させるだけでなく、電力費が増加したり、高圧カットによる操業停止を引き起こし、この状況を放置しておくと、機器類の損傷と腐食へと進行し、高価な設備の寿命を縮めるという問題があった。
【０００３】
また、浴場、温泉、給水設備、鑑賞池、噴水池等においても、一定期間使用していると、水系ラインの配管や機器に上述のに錆・スケール・シリカ等が生じる上に、レジオネラ菌や大腸菌等の細菌類が発生し、環境を悪化させるという問題があった。
【０００４】
さらに、船舶エンジン、下水処理水装置、清掃用機械、汚物タンクやトイレ、農業設備、畜産設備、淡水化プラント用熱交換器、あるいは大型飲料水製造器用熱交換器など、あるゆる水関連装置においても上述のような問題があった。
【０００５】
もとより、次亜塩素酸ナトリウム等の薬剤により上述の問題に対処し得るが、長期的に見てコストが増大する上に、幼児や老人に対して刺激症状の心配があるという難点があった。
【０００６】
この発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、各種水関連装置において、錆、スケール、あるいはスライムを剥離し、それら物質の発生を防止することができるとともに、殺菌性および殺藻性に優れた銅イオン発生装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述の目的を達成するために、吸水口と排水口を有し、前記吸水口から液体が吸水されて内部を通過したあと前記排水口から排水されるものとなされたケーシングと、前記ケーシング内において所定位置に配置された銅陽極と、
前記ケーシング内において前記銅陽極と所定距離を隔てて対向する態様で配置された陰極とを備え、
前記外部電源により前記銅陽極および陰極間に正負の電位が与えられることにより前記銅陽極から銅イオンが発生するものとなされていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、銅陽極から発生した銅イオンが、錆、スケール、スライム、細菌、藻などに接触して、これらの物質から電子を奪うことにより、その組織体のバランスを崩し、無機物を溶解流出せしめるとともに、有機物の生命活動を攪乱せしめる。このため、各種水関連装置において、錆、スケール、あるいはスライムを剥離し、それら物質の発生を防止することができるとともに、殺菌性および殺藻性を向上することができる。
【０００９】
また、前記銅陽極は棒状体に形成されるとともに、前記陰極は中空の円筒状体に形成され、前記銅陽極は前記陰極の内部において軸線方向に沿って配置されているのが好ましい。
【００１０】
これによれば、銅陽極から銅イオンを効率的に発生させることができる。
また、前記銅陽極は、前記陰極の内部において軸線方向に沿って複数配置されているのが好ましい。
【００１１】
これによれば、銅陽極から銅イオンをより一層効率的に発生させることができる。
【００１２】
また、前記ケーシングは、前記円筒状体の陰極を測方から支持する支持部材が設けられているのが好ましい。
【００１３】
これによれば、銅イオン発生装置を輸送あるいは設置する場合に、ケーシングが傾いたとしても、支持部材が陰極を支持するので、陰極の破損を防止することができる。
【００１４】
また、前記銅陽極と陰極に与える前記電位の正負を所定時間間隔で繰り返し逆転させる極性変更装置が設けられているのが好ましい。
【００１５】
これによれば、銅陽極および陰極の正負の切り替えにより、電極表面への付着物の堆積を抑えることができる。
【００１６】
また、前記外部電源は、所定の日あるいは時間帯に前記銅陽極および陰極間に正負の電位を与えるものとなされているのが好ましい。
【００１７】
これによれば、月曜日から金曜日だけ銅イオンを発生させたり、午前１０時〜１２時と午後３時〜５時だけ銅イオンを発生させりたりというように、所定の日あるいは時間帯だけ銅イオンを発生させることができる。
【００１８】
また、  液体中の銅イオンの濃度を測定する濃度測定手段と、前記濃度測定手段により測定された銅イオンの濃度に応じて、銅陽極における銅イオンの発生量が変化するように前記外部電源を制御する制御手段と、が設けられてなるが好ましい。
【００１９】
これによれば、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以上になった場合は銅イオンの発生を停止する一方、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以下になった場合は銅イオンの発生を開始するというように、液体中の銅イオンの濃度に応じて銅イオンを発生させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次にこの発明に係る銅イオン発生装置をクーリングタワー（冷却塔）に適用した実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、この実施形態の構成概略図である。
【００２２】
図１において、（１）はクーリングタワー、（２）は銅イオン発生装置、（３）は外部電源としての操作ボックス、（４）（５）は前記クーリングタワー（１）と銅イオン発生装置（２）を結ぶ吸水ラインおよび排水ライン、（６）は前記銅イオン発生装置（２）と操作ボックス（３）を結ぶ電気線である。
【００２３】
前記クーリングタワー（１）は、公知の構造の冷却塔であり、別に配置されている図示略のチラー（冷凍機）から温度が高くなった水を受水して、外面に設けられたフィンを通して空気により冷却したあと、それを前記チラー（冷凍機）に対して再び送水するものである。
【００２４】
また、クーリングタワー（１）は、その下部に前記吸水ライン（４）の一端が接続されており、タワー内の水の一部を前記銅イオン発生装置（２）に吸水ライン（４）を介して送水する一方、その上部に前記排水ライン（５）の一端が接続されており、銅イオン発生装置（２）から排水ライン（５）を介して送水されてきた水を吸水するものとなされている。
【００２５】
前記銅イオン発生装置（２）は、図２に示すように、円筒状体のケーシング（２１）と、円筒状体の陰極（２２）と、複数の棒状体の銅陽極（２３）…とを備えてなる。
【００２６】
前記ケーシング（２１）は、下部に円盤状のフランジ（２１１ａ）が設けられた上側ケーシング部材（２１１）と、底面に複数の支持棒（２１２ａ）が設けられた円盤状の下側ケーシング部材（２１２）と、上端部および下端部に環状のフランジ部材が設けられたケーシング本体（２１３）とを備えてなり、前記上側ケーシング部材（２１１）および下側ケーシング部材（２１２）とケーシング本体（２１３）とが複数のボルト（２７）…により互いに密着状態に固定されている。
【００２７】
前記ケーシング本体（２１３）は、周面下部に前記吸水ライン（４）の他端が接続される吸水口（２１３ａ）が設けられるとともに、周面上部に前記排水ライン（５）の他端が接続される排水口（２１３ｂ）が設けられている。
【００２８】
また、ケーシング本体（２１３）は、段が形成された支持部材（２４）が内面下部に設けられている。この支持部材（２４）は、通常、前記陰極（２２）と僅かな隙間を空けた状態で配置されているが、ケーシング（２１）が横方向等に傾いた場合に前記陰極（２２）を支持するようになっている。これにより、銅イオン発生装置（２）を輸送あるいは設置する場合に、ケーシング（２１）が傾いたとしても、支持部材が陰極（２２）を支持するので、陰極（２２）の破損を防止することができる。
【００２９】
前記陰極（２２）は、上端部および下端部が開口されたステンレス製の陰極である。この陰極（２２）は、ケーシング本体（２１３）と同心円状態に前記上側ケーシング部材（２１１）の裏面に設けらており、その上端部には前記上側ケーシング部材（２１１）に設けられた４本の陰極用プラグ（２５）…が接続されている。この陰極用プラグ（２５）は、前記電気線（６）に通電可能な状態で接続される。
【００３０】
また、前記陰極（２２）は、周面に複数の円形状の流通孔（２２ａ）…が形成されている。このため、前記吸水口（２１３ａ）からケーシング（２１）内に吸水された水の一部は、前記陰極（２２）の下端部から陰極（２２）内に流入したあと、該陰極（２２）に形成された流通孔（２２ａ）から流出して、前記排水口（２１３ｂ）から排出され得る。
【００３１】
なお、この実施形態では、陰極（２２）はステンレス製としたが、銅製などその他の金属製であってもよい。ただ、陰極（２２）をステンレス製とした場合は、銅陽極（２３）からの銅イオン発生時において陰極表面への付着物の堆積を防止することができる。
【００３２】
前記銅陽極（２３）は、前記陰極（２２）と同じ長さの棒状体に形成された銅製の陽極である。これら４本の銅陽極（２３）は、前記上側ケーシング部材（２１１）の裏面から前記陰極（２２）の軸線方向に沿って延びる態様で環状に設けられ、その上端部には前記上側ケーシング部材（２１１）に設けられた各銅陽極用プラグ（２５）がそれぞれ接続されている。
【００３３】
前記操作ボックス（３）は、各種操作を行うほか、前記銅イオン発生装置（２）に電力を供給することにより前記銅陽極（２３）および陰極（２２）にそれぞれ正負の電位を与えるものである。
【００３４】
次にこの銅イオン発生装置（２）の動作について説明する。
【００３５】
まず、銅イオン発生装置（２）は、前記クーリングタワー（１）から吸水ライン（４）を介して送水されてきた水を前記ケーシング（２１）の吸水口（２１３ａ）から吸水する。
【００３６】
前記ケーシング（２１）の吸水口（２１３ａ）から吸水された水の一部は、前記陰極（２２）の下端部から陰極（２２）内に流入して陰極（２２）内を通過したあと、前記陰極（２２）の流通孔（２２ａ）から流出して、前記ケーシング（２１）の排出口（２１３ｂ）から排出される。また、前記ケーシング（２１）の吸水口（２１３ａ）から吸水された水のその他の部分は、前記陰極（２２）内に流入せずにケーシング本体（２１３）と陰極（２２）の間を通過したあと、前記ケーシング（２１）の排出口（２１３ｂ）から排出される。
【００３７】
前記ケーシング（２１）の排出口（２１３ｂ）から排出された水は、前記排水ライン（５）を介して前記クーリングタワー（１）に送水される。
【００３８】
一方、前記操作ボックス（３）から電気線（６）を介して前記銅イオン発生装置（２）に電力を供給することによって、前記銅イオン発生装置（２）の銅陽極（２３）および陰極（２２）にそれぞれ正負の電位を与えると、前記銅陽極（２３）と陰極（２２）の間で放電を開始して、前記銅陽極（２３）から銅イオンが発生する。
【００３９】
発生した銅イオンは、上述のケーシング（２１）内において水が通過するに際して、それらの水に混入して前記ケーシング（２１）の排水口（２１３ｂ）から排水されて、前記排水ライン（５）を介して前記クーリングタワー（１）に送られる。
【００４０】
この銅イオンは、クーリングタワー（１）、チラー、さらにはそれらを結ぶラインなどにおいて、錆、スケール、スライム、細菌、藻などに接触して、これらの物質から電子を奪うことにより、その組織体のバランスをくずし、無機物を溶解流出せしめるとともに、有機物の生命活動を攪乱せしめる。このため、クーリングタワー（１）やチラーにおいて、錆、スケール、あるいはスライムの剥離し、それら物質の発生を防止することができるとともに、殺菌性および殺藻性を向上することができ、ひいては効率的な熱交換により電力消費コストを低減させることが可能となる。
【００４１】
なお、実施形態では、前記銅陽極（２３）は棒状体に形成されるとともに、前記陰極（２２）は中空の円筒状体に形成され、前記銅陽極（２３）は前記陰極（２２）の内部において軸線方向に沿って配置される構成としたが、これに限定されるものではなく、ケーシング（２１）内において銅陽極と陰極が対向する態様で配置される構成であればよい。ただ、上述の構成とした場合は、銅イオンを効率的に発生させることができる。
【００４２】
また、銅陽極（２３）は複数配置するものとしたが、一本だけ配置するものとしてもよい。ただ、銅陽極（２３）を複数配置した場合は、銅イオンをより効率的に発生させることができる。
【００４３】
また、ケーシング（２１）は円筒状のものとしたが、直方体状などその他の形状としてもよい。
【００４４】
また、前記銅陽極（２３）と陰極（２２）に与える前記電位の正負を所定時間間隔で繰り返し逆転させる極性変更装置を設けてもよい。これによれば、銅陽極および陰極の正負の切り替えにより、電極表面への付着物の堆積を抑えることができる。
【００４５】
また、操作ボックス（３）（外部電源）は、所定の日あるいは時間帯に前記銅陽極および陰極間に正負の電位を与えるものとしてもよい。
【００４６】
また、液体中の銅イオンの濃度を測定する濃度測定装置と、前記濃度測定装置により測定された銅イオンの濃度に応じて、銅陽極における銅イオンの発生量が変化するように前記操作ボックス（３）（外部電源）を制御する制御装置とを設けてもよい。これによれば、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以上になった場合は銅イオンの発生を停止する一方、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以下になった場合は銅イオンの発生を開始するというように、液体中の銅イオンの濃度に応じて銅イオンを発生させることができる。
【００４７】
また、銅イオン発生装置をクーリングタワーに適用したが、これに限定されるものではなく、浴場、温泉、給水設備、鑑賞池、噴水池等、また船舶エンジン、下水処理水装置、清掃用機械、汚物タンクやトイレ、農業設備、畜産設備、淡水化プラント用熱交換器、あるいは大型飲料水製造器用熱交換器など、その他の水関連装置に適用してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、銅陽極から発生した銅イオンが、錆、スケール、スライム、細菌、藻などに接触して、これらの物質から電子を奪うことにより、その組織体のバランスを崩し、無機物を溶解流出せしめるとともに、有機物の生命活動を攪乱せしめる。このため、各種水関連装置において、錆、スケール、あるいはスライムを剥離し、それら物質の発生を防止することができるとともに、殺菌性および殺藻性を向上することができる。
【００４９】
請求項２に係る発明によれば、銅陽極から銅イオンを効率的に発生させることができる。
【００５０】
請求項３に係る発明によれば、銅陽極から銅イオンをより一層効率的に発生させることができる。
【００５１】
請求項４に係る発明によれば、銅イオン発生装置を輸送あるいは設置する場合に、ケーシングが傾いたとしても、支持部材が陰極を支持するので、陰極の破損を防止することができる。
【００５２】
請求項５に係る発明によれば、銅陽極および陰極の正負の切り替えにより、電極表面への付着物の堆積を抑えることができる。
【００５３】
請求項６に係る発明によれば、月曜日から金曜日だけ銅イオンを発生させたり、午前１０時〜１２時と午後３時〜５時だけ銅イオンを発生させりたりというように、所定の日あるいは時間帯だけ銅イオンを発生させることができる。
【００５４】
請求項７に係る発明によれば、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以上になった場合は銅イオンの発生を停止する一方、液体中の銅イオンの濃度が所定濃度以下になった場合は銅イオンの発生を開始するというように、液体中の銅イオンの濃度に応じて銅イオンを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る一実施形態の構成概略図である。
【図２】図１の銅イオン発生装置の一部切欠き断面図である。
【図３】図１の銅イオン発生装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・クーリングタワー
２・・・銅イオン発生装置
３・・・操作ボックス（外部電源）
４・・・吸水ライン
５・・・排水ライン
２１・・・ケーシング
２２・・・陰極
２３・・・銅陽極
【図１】
2004269980.tif 000003
【図２】
2004269980.tif 000004
【図３】
2004269980.tif 000005