(57)【要約】【課題】導電性のある金属表面が常に露出した状態を維持して、電流が流れやすく信頼性の高い電気分解装置を実現する。【解決手段】銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属からなる陽極４に、前記陽極４を構成する金属よりイオン化傾向の大きい金属からなる第三電極７を電気的に接続したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中に陽極と陰極を配置し、前記陽極を銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属で構成するとともに、前記陽極と電気的に接続し、かつ、前記陽極を構成する金属よりイオン化傾向の大きい金属からなる第三電極を設けたことを特徴とする電気分解装置。
【請求項２】
第三電極は、陽極を間に介して陰極と反対側に設けた請求項１記載の電気分解装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気分解装置を備えた洗濯機。
【請求項４】
電気分解装置によって得られる亜鉛含有水中の亜鉛イオン濃度を０．５ｐｐｍ以上に設定した請求項３記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅または銀または亜鉛を電気分解により水へ溶解させ、各種金属イオンの機能を付加した水を供給する電気分解装置、及び同装置を備えた洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、殺菌作用を有する金属として銀が知られており、この銀を水へ溶解させる技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。この文献に記載されている手段は、銀化合物の粉体を充填したカートリッジに被処理水を通水して銀イオン含有水を得るものである。また、銀電極を陽極として電気分解により銀イオンを被処理水へ溶解させる技術も公開されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１３２８８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２７６４８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている銀化合物の粉体をカートリッジに充填する手法では、銀イオンの水への溶解速度が銀化合物粉体の表面積と通水量とに依存するので、溶出する銀イオン濃度が安定しないという課題を有する。
【０００５】
つまり、カートリッジに充填されている銀化合物粉体の表面積は、使用時間の経過と共に減少していくので、カートリッジからの銀イオンの溶出量は使用時間の経過と共に減少することとなる。また、通水量が大きいほど銀イオンの溶出濃度は減少するので、通水量を安定化するための調整弁を設けるなどしなければ、安定した銀イオン溶出は実現しない。
【０００６】
また、上記特許文献２に開示されている銀電極を陽極とする電気分解を用いる手法は、陽極表面で銀が電子を放出して銀イオンとなって溶出することが基本原理である。この方法であれば、銀の溶出量は電流値を管理すれば制御可能である。
【０００７】
しかし、陽極は水没した状態であるので、電気分解をおこなっていないときに、水中の溶存酸素や残留塩素（水道水を用いているので必ず含有している）が、陽極表面の銀を酸化して、酸化銀となって陽極表面に析出してしまう現象も起こる。酸化銀は不溶性であり、析出表面から水中に溶け出ていくことなく、いわゆる、酸化被膜として表面に積もりつづけるのである。
【０００８】
一方、酸化銀は電気を通さない不導体であるので、陽極表面は徐々に電気を通しにくくなってしまう。この技術では、各電極間に定電流制御をおこなって電圧を印加しているので、電気が通じにくくなれば、印加する電圧は徐々に上がって、高電圧を印加しなければならなくなるのである。水中に、直流で高電圧を印加しなければならなくなるということは、安全性に問題があり、電気用品取締法に定められた電圧値の規制（この場合４３Ｖ）も遵守できなくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記のように酸化膜が形成され電気分解に高電圧が必要となるという課題を解決するものであり、安定的に金属イオンを電気分解で溶出させ、かつ、陽極表面で酸化膜が堆積することがなく、導電性のある金属表面が常に露出した状態を維持して、電流が流れやすく信頼性の高い電気分解装置を実現することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明は、銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属からなる陽極に、前記陽極を構成する金属よりイオン化傾向の大きい金属からなる第三電極を電気的に接続したものである。
【００１１】
イオン化傾向の違う異種の金属を電気的に通じた状態で水没させると、イオン化傾向の大きい方が酸化されやすい状態となり、小さい方は還元される方の圧力がかかる。電気分解をおこなっていない状態のとき、陽極に通じた第三電極の方が、陽極よりも被処理水中の溶存酸素や水酸化物イオンと反応して、酸化物や水酸化物を生成しやすく、反対に陽極は、酸化物や水酸化物を生成しにくくなり、導電性のある金属表面が常に露出した状態を維持して、電流が流れやすく信頼性の高い電気分解装置を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、被処理水中に陽極と陰極を配置し、前記陽極を銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属で構成するとともに、前記陽極と電気的に接続し、かつ、前記陽極を構成する金属よりイオン化傾向の大きい金属からなる第三電極を設けたものであり、電気分解をおこなっていない状態のとき、陽極に通じた第三電極の方が、陽極よりも、被処理水中の溶存酸素や水酸化物イオンと反応して、酸化物や水酸化物を生成しやすく、反対に陽極は、酸化物や水酸化物を生成しにくくなるのである。つまり、陽極は常に導体である酸化されていない金属が露出した状態が維持でき、電流が流れにくくなることがないので、低い電圧での電気分解を実現することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の電気分解装置において、第三電極は、陽極を間に介して陰極と反対側に設けたものであり、陽極と陰極の間に電圧を印加しても、電気分解中に第三電極が電気分解されることがなく、低い電圧で電気分解がおこなえるとともに、電気分解容器を小型化しコンパクトな電気分解装置を実現することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の電気分解装置を備えた洗濯機であり、酸化被膜の発生を抑えることができ、簡便かつ安価で安定した電気分解装置を備えた洗濯機を実現することができ、微生物の繁殖やカビ発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記請求項３に記載の発明において、電気分解装置によって得られる亜鉛含有水中の亜鉛イオン濃度を０．５ｐｐｍ以上に設定したものであり、殺菌水として機能する亜鉛イオン濃度を評価したところ、おおよそ０．５ｐｐｍ以上で真菌、細菌の制菌能力が確認でき、また、２ｐｐｍ以上で強力な殺菌能力が確認できた。したがって、本発明の亜鉛含有水を殺菌水として用いる場合、亜鉛濃度は０．５ｐｐｍ以上で用いる必要があり、殺菌のためには２ｐｐｍ以上であることが好ましい。洗濯機内部は頻繁に水に晒される、微生物やカビにとって繁殖しやすい環境にあるので、本発明にあるような殺菌機能を有する金属イオンを安定的に供給できる装置を洗濯機が備えることで、微生物の繁殖やカビの発生を抑制することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１において、１は洗濯機（図示せず）内部に設置された電気分解容器であり、給水口２より流入してきた水Ａがこの電気分解容器１の内部に貯まり、電気分解によって生成した金属イオンを付加して、３の排水口より排水される。排水された処理水は、洗濯機の洗濯槽（図示せず）内へ送られる。
【００１８】
４は陽極、５は陰極でありそれぞれ平板状の形状をなしており、電気分解容器１内に相対向するように配設するとともに、回路部６から印加される直流電圧により、その対向する表面同士で電気分解がおこる。陽極４は亜鉛（純度９９．９７％以上）であり、電解中は水との界面で亜鉛イオンを水中に放出する。陰極５は、ステンレス（ＳＵＳ）であり、その表面では電解中に水素を水中に放出する。
【００１９】
７は第三電極であり、その材質は陽極４を構成する亜鉛よりイオン化傾向の大きいアルミニウムである。この第三電極７は陽極４と電気的に通じた状態であり、陰極５とは対向していない反対側に設けているので、陽極４と陰極５の間に電圧を印加しても電気分解されることがなく、影響を受けない配置となっている。
【００２０】
次に、実際の動作について詳しく説明する。使用者が洗濯機を使用しようとして電源スイッチを投入すると、回路部６から直流電圧が陽極４と陰極５の間に印加される。陽極４と陰極５間に通電する必要電流は、通電にかけられる時間、所望の亜鉛濃度とその処理水量でおおよそ決定される。
【００２１】
本実施例では、必要な亜鉛濃度を２ｐｐｍとし、その処理水量を４０Ｌ、通電にかけられる時間を３０分と設定し、電解される亜鉛量は、４０Ｌ×２ｐｐｍ＝８０ｍｇである。これは、２３６クーロンの電気量に相当するので、０．１３（Ａ）の電流を３０分流せば、理論的には８０ｍｇの亜鉛が電解する。
【００２２】
回路部６は、０．１３Ａの電流を定電流制御して各電極に電圧を印加するわけである。この電流に必要な電圧は、電極の面積や電極間距離などで決定されるが、本実施例は後述する酸化被膜を抑制する手段を用いているので、電圧が徐々に上がっていくことも無い。この間、洗濯機は洗濯とすすぎをおこなっていて、この時間は洗濯機の洗濯コースの種類によっても違うが、最短で３０分ほどである。
【００２３】
洗濯機のすすぎ行程終了後には、電気分解容器１内の水の中には亜鉛８０ｍｇ相当の亜鉛イオンおよび水酸化亜鉛が電解によって溶けている。このとき、給水口２より水を導入し、内部の水を排水口３を通じて洗濯機槽内に押し出して供給する。本実施例では洗濯槽へ４０Ｌ流すので、水酸化亜鉛は溶解して亜鉛イオンとなり、亜鉛イオン濃度２ｐｐｍ、４０Ｌの水として、洗濯槽内部の表面を殺菌、抗菌化するのである。これにより、洗濯槽内で微生物の繁殖、カビの発生なく、衛生的な状態を維持できるのである。
【００２４】
電気分解が終了すると、次回の洗濯までの間、陽極４は周囲の水の溶存酸素や残留塩素の影響で酸化されやすくなる。このとき、第三電極７が陽極４よりイオン化傾向が大きいので、第三電極７が優先して酸化されるので、陽極４が酸化され、その表面が酸化被膜で覆われてしまうことがない。したがって、電流は常に流れやすい状態が維持できるのである。
【００２５】
また、第三電極７は陰極５に対向せず、陰極５に対して陽極４より遠い位置、すなわち、陽極４を間に介して陰極５と反対側に配置されているので、電気分解中に第三電極７が電気分解されることがないのである。この構成によれば、電気分解容器１を小型化しコンパクトな電気分解装置を実現することができる。
【００２６】
この第三電極７の材質は陽極４の材質より、イオン化傾向の大きいものであれば基本的に何でもいいが、本実施例の場合、マグネシウムやカルシウムであれば、水中の溶存酸素や残留塩素でなくとも、水自身によっても分解されてしまうので、アルミニウムが最適である。
【００２７】
なお、第三電極７は、電気分解中に第三電極７が電気分解されることのない位置であれば、必ずしも実施例に記載された構成に特定されるものではない。
【００２８】
また、本実施例では陽極４に亜鉛を用いたが、銅や銀を用いても同じよう効果を発揮するので、本発明で示された構成はすべて適用できるものである。この場合、第三電極は鉄や錫やニッケルでも同等の効果がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、陽極の表面に酸化被膜が発生しにくく、導電性のある金属表面が常に露出した状態が維持されるので、電流が流れやすく信頼性の高い電気分解装置を実現することができる。
【００３０】
また、長期間に亘って金属イオンを安定的に供給することができる電気分解装置を備えることで、微生物の繁殖やカビ発生を抑制することができる洗濯機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の電気分解装置の断面図
【符号の説明】
１  電気分解容器
２  給水口
３  排水口
４  陽極
５  陰極
６  回路部
７  第三電極
【図１】
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