(57)【要約】【課題】残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを実現する浄水器を提供することを目的とする。【解決手段】浄水器の本体１内部に、亜鉛または亜鉛を含有する陽極２とステンレスである陰極３を有し、陽極２と陰極３間に一定の電流を流して、電気分解による反応により亜鉛イオンを発生させ、水道水中の残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを一挙に実現した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の残留塩素を除去する浄水器。
【請求項２】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、被処理水中に供給したい金属を含有する陽極と陰極を有する電気分解装置である請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
陽極が、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物からなる請求項２に記載の浄水器。
【請求項４】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、金属イオンとして水中で安定するときの価数より小さな価数の金属化合物、あるいは０価の金属を顆粒または粉末状で供給する装置である請求項１に記載の浄水器。
【請求項５】
顆粒または粉末状の金属が、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物である請求項４に記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを実現する浄水器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水道水中の残留塩素を除去するために、活性炭を用いた浄水器が一般に使用されている。このような浄水器では、活性炭に菌が繁殖するのを防ぐために抗菌性活性炭を用いている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、飲料水を活性炭で濾過し、紫外線照射およびオゾン照射で殺菌する浄水器も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２８５５５０２号公報（第２頁、第２図）
【特許文献２】
特許第３２３７０１１号公報（第２〜５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の浄水器では、残留塩素を除去するための手段である活性炭と、殺菌のための手段と、ミネラル添加の手段がそれぞれ別に必要であるために、装置が大きくなってしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを一挙に実現する浄水器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の浄水器は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去するようにしたものである。
【０００８】
これによって、前記金属イオン、あるいは０価の金属が残留塩素（次亜塩素酸および次亜塩素酸イオン）を還元して無害な塩素イオンとすることができる。また、水中で安定する価数の金属イオンにより、水道水中の菌の繁殖を防止し、かつ人体に必要なミネラル分を供給することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去する浄水器とすることにより、金属イオン、あるいは０価の金属が残留塩素を還元して無害な塩素イオンとすることができる。また、水中で安定する価数の金属イオンにより、水道水中の菌の繁殖を防止し、かつ人体に必要なミネラル分を供給することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、被処理水中に供給したい金属を含有する陽極と陰極を有する電気分解装置である請求項１に記載の浄水器とすることにより、電気分解で残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを一挙に実現することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、陽極が、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物からなる請求項２に記載の浄水器とすることにより、陽極の亜鉛が溶解し、これが残留塩素の還元に寄与し、菌の繁殖防止に寄与するとともに、人体の必須元素であり、欠乏することにより、味覚・嗅覚障害や、生殖機能の障害等を引き起こすことが知られている亜鉛を、効率よく水道水中に添加することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、金属イオンとして水中で安定するときの価数より小さな価数の金属化合物、あるいは０価の金属を顆粒または粉末状で供給する装置である請求項１に記載の浄水器とすることにより、顆粒または粉末状の金属の自然溶解で残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを一挙に実現することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、顆粒または粉末状の金属が、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物である請求項４に記載の浄水器とすることにより、顆粒または粉末状の金属から亜鉛が溶解し、これが残留塩素の還元に寄与し、菌の繁殖防止に寄与するとともに、人体の必須元素であり、欠乏することにより、味覚・嗅覚障害や、生殖機能の障害等を引き起こすことが知られている亜鉛を、効率よく水道水中に添加することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例における浄水器について説明する。
【００１５】
本実施例の浄水器は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去するものである。
【００１６】
すなわち、水中で安定な金属イオン（例えばＭ２−）を生じる金属をＭとすると、安定な価数である２価より小さな価数１価の金属イオンＭ−と、０価の金属Ｍは、水中において（化１）、（化２）の様な反応により安定な価数である２価に酸化される。
【００１７】
【化１】
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【００１８】
【化２】
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【００１９】
これにより、水道水中に含まれる残留塩素である次亜塩素酸イオンは、（化３）の様な反応により、還元されてＣｌ−となり、無害化される。
【００２０】
【化３】
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【００２１】
このように、金属イオン、あるいは０価の金属が残留塩素を還元して無害な塩素イオンとすることができ、また、水中で安定する価数の金属イオンにより、水道水中の菌の繁殖を防止し、かつ人体に必要なミネラル分を供給することができる。
【００２２】
次に、本実施例における浄水器における、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段について説明する。
【００２３】
図１に示した手段は、被処理水中に供給したい金属を含有する陽極と陰極を有する電気分解装置を示している。すなわち、浄水器の本体１内部に、亜鉛または亜鉛を含有する陽極２とステンレスである陰極３を有している。具体的には、陽極２は、内径１２ｍｍ、外形２９ｍｍ、長さ１８０ｍｍの円筒状の亜鉛純金属で、陰極３は、径８ｍｍ、長さ２４０ｍｍのステンレスの棒とした。そして、陰極３は、陽極２の内部に備えられており、極間距離が２ｍｍに確保されている。
【００２４】
また、陽極２と陰極３には低電流回路４が繋がっており、陽極２と陰極３の間に一定の電流が流れるように電圧を可変して加えることができる。なお、水道水は流入口５より本体１内へ入り、流出口６より流出するものである。
【００２５】
ここで、低電流回路４により０．５Ａの電流が流れる様に、電圧を印可すると、電気分解による（化４）の反応により、陽極２からは亜鉛が水酸化亜鉛の白色物質となって析出し、陰極３からは水素が生成する。
【００２６】
【化４】
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【００２７】
そして、水酸化亜鉛は（化５）の反応により、亜鉛イオンとして溶解する。
【００２８】
【化５】
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【００２９】
亜鉛イオンの濃度は、電流値、電解時間により制御し、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ〜１ｍｇ／Ｌに制御する。水道水中の残留塩素は、水道法施行規制１６条により、遊離残留塩素として０．１ｍｇ／Ｌ（結合塩素としては０．４ｍｇ／Ｌ）以上保持するよう規定している。
【００３０】
また、上限として水質基準の快適水質項目（１３項目）の、残留塩素として１ｍｇ／Ｌ以下と定められている。この０．１〜１ｍｇ／Ｌを塩素（分子量７１）として、モル濃度に換算すると、０．００１４〜０．０１４ｍｍｏｌ／Ｌとなり、このモル濃度と等しくなる亜鉛の濃度（ｍｇ／Ｌ）を亜鉛の分子量６５．３９をもとに計算すると０．０９〜０．９２ｍｇ／Ｌとなることから、濃度が０．１〜１．０ｍｇ／Ｌであれば残留塩素を除去できるものであり、かつ菌の繁殖を防ぐことができる。また、この濃度であれば、飲んでも人体に悪影響がない。
【００３１】
次に、図２に示した手段は、金属イオンとして水中で安定するときの価数より小さな価数の金属化合物、あるいは０価の金属を顆粒または粉末状で供給する装置を示している。そして、顆粒または粉末状の金属が、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物である。
【００３２】
具体的には、浄水器の本体２１の内部に、亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物からなる金属板２２と、金属板２２を研磨するために表面に凹凸を有したセラミック板２３とを有する。セラミック板２３はモータ２４により回転し、金属板２２の表面を研磨する。これにより金属板２２より顆粒または粉末状の亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物が削り出されるものである。なお、水道水は流入口２５より本体２１内へ入り、流出口２６より流出するものである。
【００３３】
ここで、流入口２５より水道水を供給すると、削り出された亜鉛または亜鉛を含有する金属化合物が水道水中に分散し、自然溶解により粉末の一部は溶解して、水中で安定な２価のイオンをＺｎ２＋を生成する。流出口２６から出水する際に、亜鉛粉末および２価のイオンＺｎ２＋も本体２１より排出される。亜鉛イオンの濃度は、モータ２４の回転数により制御し、好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ〜１．０ｍｇ／Ｌとするものである。
【００３４】
次に、図１に示した浄水器を用いて、残留塩素の除去についての実験例を示す。低電流回路４により、電流が０．５Ａとなるように電圧印可し、電気分解を行いながら試験水を流速２Ｌ／分で通水した。試験水は、水道水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して残留塩素濃度が１．０ｍｇ／Ｌとなるように調製したものを使用した。浄水器の流入口５に入る試験水を初期濃度、浄水器の流出口６から出てくる試験水を処理後の濃度とし、残留塩素濃度を測定した。
【００３５】
なお、残留塩素濃度は浄水試験法のο−トリジン法に基づいて行った。比較のために、塩化亜鉛に水酸化ナトリウムを添加して生成した水酸化亜鉛を用いて、２価の亜鉛イオンＺｎ２＋のみを含む試料水を作成し、残留塩素濃度１．０ｍｇ／Ｌに調製した水道水と接触させ、接触後の残留塩素濃度を測定した。亜鉛濃度については、どちらも１．０ｍｇ／Ｌであった。結果を（表１）に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
２価の亜鉛イオンＺｎ２＋のみの場合には、残留塩素濃度は１．０ｍｇ／Ｌのままで、除去されていないことがわかる。一方、図１の浄水器を用いた場合には、残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌとなり、８０％除去しできたことが確認できた。
【００３８】
次に、図１に示した浄水器を用いて処理した水道水を放置した場合、菌が繁殖するかどうかを確認した。比較のために、水道水をそのまま放置した場合についても同条件で放置した。菌数の測定は、平板希釈により普通寒天培地上に殖菌し、１日培養して後に菌数をカウントする方法で行った。水道水をそのまま放置した場合では、３日放置すると菌数が５００個／ｍｌ程度確認されたが、浄水器を作動させた場合については、１週間放置しても、３０個／ｍｌであった。この結果から、本実施例の浄水器によれば、水道水中の菌の繁殖を防ぐことができることが確認された。
【００３９】
なお、図２に示した浄水器においても、残留塩素除去および菌の繁殖防止について、同様な結果が得られることを確認した。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の浄水器によれば、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去するようにしたもので、残留塩素の除去と、菌の繁殖防止、ミネラル添加の３つを一挙に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における浄水器を示す断面図
【図２】本発明の他の実施例における浄水器を示す断面図
【符号の説明】
１、２１  本体
２  陽極（亜鉛）
３  陰極（ステンレス）
４  低電流回路
２２  金属板
２３  セラミック板
【図１】
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【図２】
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