(57)【要約】【課題】構造が簡易で低廉なコストで導入が可能であり、浴槽などに溜めた水を確実に浄化・殺菌することのできる浄化殺菌装置を提供する。【解決手段】浄化殺菌装置１を、被処理水の水面に浮かぶ浮き体２と、浮き体２の下部に着脱自在な円筒形の収納本体３により構成する。収納本体３は、その内部空間を上下に仕切り、上部に給電部５、下部に電解部６を収納する。電解部６は、中央に通水路４３ｃ、その上下に金属繊維束からなる電極６１、６１を対向配置し、通水路４３ｃ内に進入した被処理水が電解処理されるように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の水面に浮かぶ浮き体と、浮き体の下側に設けられていて被処理水を電解処理する電解部を備え、前記浮き体は内部に給電部が収納され、前記電解部は電極を適宜な間隔を開けて上下に対向配置し、電極間に通水路を設けた構成を有する水の浄化殺菌装置。
【請求項２】
上面をドーム状に膨出させるとともに下面に凹所を設けた浮力を有する浮き体と、
内部空間が隔壁により上下に分断されていて上部空間に給電部、下部空間に電解部をそれぞれ収納しなる中空筒形の収納本体からなり、
浮き体の頂部から凹所内に挿通させた固着部材で収納本体の上面を支持することにより収納本体は浮き体の凹所内に上部空間を埋入させ且つ下部空間を浮き体の下方に突出させて浮き体に一体に取り付けられ、固着部材による支持を解除することにより収納本体が浮き体から分離するように構成された請求項１に記載の水の浄化殺菌装置。
【請求項３】
浮き体の頂部から凹所内に挿通する固着部材に代えて、浮き体の下面に、複数の支持突部を凹所を囲むように設け、凹所内に上部空間を埋入させた収納本体の周面を各支持突部に挿通させた固着部材で支持することにより、収納本体が浮き体に一体に取り付けられ、固着部材による支持を解除することにより収納本体が浮き体から分離するように構成された請求項２に記載の水の浄化殺菌装置。
【請求項４】
電極として黄銅繊維束を用いてなる請求項１〜３の何れかに記載の水の浄化殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽やプール、貯水槽、冷却塔その他適宜な水槽に溜められた水を電気分解を利用して浄化及び殺菌処理する水面浮上式の浄化殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴槽や水槽に溜めた水を電気分解により浄化する装置として、例えば浴槽や水槽に溜められた被処理水を循環させる流路を設けるとともに、その流路中に電極を配し、電極に電圧を印加して被処理水中に存在する成分を凝集、吸着、分解処理する構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２９９９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気分解により水を浄化する従来の装置は、何れのものも被処理水を循環させる方式のものであった。そのため、浴槽や水槽の内部に被処理水を流入出させる管を取り付け、これらを循環手段であるポンプに接続し、さらに流路中に電極の設置スペースを配するなど、装置構成が広い設置スペースを必要とする大型のものとなり、流路を衛生的に保つためのメンテンスにもコストを要するものであった。
すなわち、従来の循環式の浄化装置は、大容積の浴槽や水槽を備えた大量の水を処理する施設に適したものであり、処理する水が少量の規模の小さい施設では前記装置の導入は困難であった。そのため、小規模の水処理施設では、大量の塩素を被処理水に混ぜて殺菌しているのが実情であった。
【０００５】
郊外の簡易温泉施設では、循環式の浄化装置により浴水を浄化しているが、近時、循環させた浴水中に発生したレジオネラ菌などにより施設利用者が死亡する事故が相次いだことから、浴槽中に塩素ガスを発生する薬物を大量に投入して浴水を消毒するようにしている。薬物の投入は、確かに殺菌効果はあるものの、これにより利用者が呼吸器系に異常を感じたり、皮膚にアレルギーを引き起こしたりすることがあるなど、本来の施設利用目的である快適で健康的な入浴を損なう結果となっている。
また、家庭用の浴槽水を浄化する装置として、浴槽水を風呂と濾過タンクの間で終日循環させて浄化するコンパクトな構成のものもあるが、菌の種類によっては完全には殺菌できず、十分な除菌・殺菌効果が得られないものも多い。
さらに、家庭用の追い炊き機能が付いた浴槽でも、浴槽水が常時設定温度に保たれているため、雑菌が繁殖する危険は避けられない。節水のため或いは一人住まいのために、浴槽水を数日溜めて利用する場合は、本来の入浴の目的とは逆に不衛生となってしまう。溜めた浴槽水を浄化する簡易な手段はないのが実状である。
【０００６】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、その目的は、構造が簡易で低廉なコストで導入が可能であり、浴槽などに溜めた水を確実に浄化し殺菌することのできる水の浄化殺菌装置を構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため本発明の浄化殺菌装置は、被処理水の水面に浮かぶ浮き体と、浮き体の下側に設けられていて被処理水を電解処理する電解部を備え、前記浮き体は内部に給電部が収納され、前記電解部は電極を適宜な間隔を開けて上下に対向配置し、電極間に通水路を設けた構成を有することを特徴とするものである。
前記構成の装置は、上面をドーム状に膨出させるとともに下面に凹所を設けた浮力を有する浮き体と、内部空間が隔壁により上下に分断されていて上部空間に給電部、下部空間に電解部をそれぞれ収納しなる中空筒形の収納本体からなり、浮き体の頂部から凹所内に挿通させた固着部材で収納本体の上面を支持することにより収納本体は浮き体の凹所内に上部空間を埋入させ且つ下部空間を浮き体の下方に突出させて浮き体に一体に取り付けられ、固着部材による支持を解除することにより収納本体が浮き体から分離するように構成することができる。
また、浮き体の頂部から凹所内に挿通する固着部材に代えて、浮き体の下面に、複数の支持突部を凹所を囲むように設け、凹所内に上部空間を埋入させた収納本体の周面を各支持突部に挿通させた固着部材で支持することにより、収納本体が浮き体に一体に取り付けられ、固着部材による支持を解除することにより収納本体が浮き体から分離するように構成することができる。
電解部の電極としては、金属繊維、より好ましくは糸状の黄銅を適宜な厚みの塊に束ねたものの利用が好適である。
【０００８】
本発明の浄化殺菌装置を浴槽や水槽に溜めた被処理水中に投入すると、浮き体下側の電解部を水中に漬した状態で、浮き体が有する浮力によって水面に浮かび、電解部に電圧を印加することで、浮かんだまま被処理水を電解処理して浄化する。
水中で、電解部の上下電極間の通水路内に水が進入することで、被処理水を電極間に補足して確実に電解処理させることができ、また、浮かんだ状態の姿勢が安定的に保持される。
【０００９】
浴槽の水の処理においては、入浴によって使用者の体液に含まれる塩分、殺菌のために投入された塩素ガスや次亜鉛素酸ナトリウムその他のミネラル成分などが浴水に混ざることから、電解部では以下のように電解処理されると考えられる。
すなわち、電解部に電圧を印加した際、正極側の電極では水酸化物イオン（ＯＨ-）が分解され、相対的に水素イオン（Ｈ+）の濃度が高まることによって強酸性水が生成される。また、塩素イオン（Ｃｌ-）が一旦塩素ガスとなった後、殺菌成分である次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）が生成される。また、負極側の電極では、水素イオンが水素ガスに分解され、相対的に水酸化物イオンの濃度が高められ、アルカリイオン水が生成される。
４ＯＨ- ＋  ４ｅ+ →  Ｏ2  ＋  Ｈ2Ｏ
２Ｃｌ- ＋  ２ｅ+ →  Ｃｌ2
Ｈ2Ｏ  ＋  Ｃｌ2  →  ＨＯＣｌ ＋ Ｈ+  ＋ Ｃｌ-
２Ｈ+  ＋  ２ｅ+ →  Ｈ2 
このように生成された強酸性水と次亜塩素酸によって被処理水の殺菌が行われると考えられる。なお、これは大量の塩素が存在する中での反応である。
【００１０】
電解部の電極には、微小径の繊維状に成形された金属、特に黄銅を、適宜な厚みに束ねて用いるのが好ましい。
銅や亜鉛は殺菌性を有し、被処理水に混入する雑菌に対して殺菌効果や殺藻効果を発揮し、雑菌が繁殖するのを効果的に抑止するように機能する。電極は表面積が大きい繊維束状に設けることで、被処理水との接触面積を広く確保して電解反応及び金属との接触反応が有効に促進される。
黄銅の繊維束を電極に用いた場合、電圧印加により水が電気分解するのに伴って、電極に銅イオンと亜鉛イオンが析出され、これらが水中に溶出されることで被処理水を殺菌する。両イオンは、とりわけレジオネラ菌や黄色ブドウ球菌、ベロ毒素などに対して高い殺菌機能を発揮する。
また、これらイオンの一部は被処理水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどのミネラル成分と反応し、安定した塩を生成して、電極に付着し或いは電極から分離して水中に流出し、やがて水槽の底に沈殿する。換言すれば、水中でスケールとなる成分を反応させ、これを分離させることができる。
【００１１】
ここで、水中で塩素はガス化し、空気中に放散して塩素濃度は下がり、また、塩化物及びその化合物となったものは安定して水底に沈殿する。銅や亜鉛の酸化物や水酸化物の分解による次亜鉛素酸の再生は僅かであり、その代わりに銅イオンと亜鉛イオン、これらの化合物が殺菌性を発揮すると考えられる。
【００１２】
電解部への給電は、浮き体の内部又はその周囲適宜な箇所に、浸水防止構造の給電部を配し、同部内に収納した電池から直流電圧を電極に印加して行うことができる。電解部に給電ケーブルを接続し、装置外部の電源から給電してもよい。直流電圧を印加した場合、正負の電極の一方に銅イオン又は亜鉛イオンとの反応による生成物が多く付着し、この付着物が電解反応性を低下させることがある。これを防止するため、所定の導通時間毎で印加電圧の正負の極を反転させることができる。電極の反転は、装置内にタイマーを設け、所定時間が経過したならば電圧の印加極性が変わるように設けてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の浄化殺菌装置の外観図、図２は浮き体と収納本体を分離して示した断面図、図３は装置の回路系統図である。
【００１４】
図示されるように、この浄化殺菌装置１は、浮き体２と、被処理水を浄化処理する部材が収納されていて、浮き体２の下部に着脱自在な収納本体３により構成されている。
【００１５】
浮き体２は、ＰＥやＰＰなどのプラスチックを用い、上面をドーム状に膨出させ、内部を中空とした半球形に成形してあり、密閉した中空部内の空気によって浮力が得られる構造となっている。浮き体２の下面中央には、収納本体３が嵌入する大きさで円形に凹んだ凹所２１を設けてあり、浮き体２の頂部から凹所２１には固着部材であるボルト２２ａを挿通させてある。また、凹所２１の側部には配線用のケーブル類を収容する凹溝２３が設けてある。
【００１６】
収納本体３は、中空円筒形のプラスチック製の殻体４内に、給電部５と電解部６を収納して構成してある。
詳しくは、殻体４は、内部空間が中蓋４１内に設けた隔壁４１ａによって上下に分断されているとともに、隔壁４１ａよりも上方の上部殻体４２と下方の下部殻体４３に分割可能に形成されている。上部殻体４２の下端部と下部殻体４３の上端部にはそれぞれネジ溝４２ａ、４３ａが形成され、中蓋４１の上下内周に設けたネジ溝４１ｂ、４１ｃに螺合して中蓋４１に一体に接続するように設けてある。中蓋４１の上下両面には、それぞれ上下両端に接続する上下の殻体との水密性確保のためパッキン４３ｄが設置されている。
【００１７】
殻体４の上部空間である上部殻体４２内には、電池ホルダー５２に収納された乾電池５１が設置されて給電部５を構成している。また、上部殻体４２の上面には前記ボルト２２ａが挿通する開口４２ｂを形成し、側面には乾電池５１と接続した給電ケーブル５３の引き出し孔４２ｃを形成してある。
【００１８】
殻体４の下部空間である下部殻体４３内は、支持面４３ｂ、４３ｂにより上下三つの空間に分断されている。支持面４３ｂ、４３ｂにより隔てられた各空間は、その上下両端の空間部に電解部６を構成する電極６１、６１を収納し、その間の空間を被処理水が進入する通水路４３ｃとしてある。また、下部殻体４３は、例えば図４に示されるように、円筒体を縦に半割りした半面体４３１、４３１をヒンジ連結するなどして、内部が開閉できるように形成することができる。また、下部殻体４３の周側面と両支持面４３ｂには適宜な大きさの通孔４３ｄが多数形成してあり、装置を被処理水に投入したときに、水没した下部殻体４３が浸水して被処理水が通水するように設けてある。
【００１９】
電極６１、６１は、８０〜１００μｍ程度の径を有する糸状に細い黄銅からなる金属繊維６１ａを用い、これを図５に示されるように、中央に給電ケーブル５３を接続した電極片６１ｂの両側に、給電ケーブルの接点を中心として「８」字状に連続的に巻き付け、これを適宜な厚みに束ねた塊状に設けてある。両電極は、前記繊維径より目が細かい不織布や合成繊維からなる通水性の袋体６２に収納されて前記下部殻体４３の上下空間部内に詰め入れてあり、通水路４３ｃを挟んで上下に対向するように設置してある。両電極は前記通孔４３ｄを通した給電ケーブル５３、５３に接続し、前記浮き体２の凹溝２３内に収納される接続コネクタ５４、５４を介して乾電池５１と接続し、直流電圧が印加されるようになっている。
【００２０】
収納本体３は、上部殻体４２内に乾電池５１からなる給電部５を、下部殻体４３内に電極６１、６１からなる電解部６をそれぞれ収納し、中蓋４１の上下両端に一体に接続して構成される。乾電池５１に接続した給電ケーブル５３、５３は上部殻体４２の引き出し孔４２ｃから外部に引き出され、接続コネクタ５４、５４を介して電極６１、６１に接続される。なお、給電ケーブル５３、５３を通した引き出し孔４２ｃはコーキングにより密閉される。
収納本体３を浮き体２に取り付けるには、図２に示されるように、上部殻体４２上面の開口４２ｂに挿通させたボルト２２ａに、上部殻体４２内からナット２２ｂを締め付けて行われる。この状態で、収納本体３の上部半面は浮き体２の凹所２１内に埋入し、乾電池５１が収納された給電部５は密閉状態となって被処理水が進入することはない。
乾電池５１や電極６１、６１の交換は、中蓋４１から上下の殻体をそれぞれ取り外して行うことができる。また、電極６１、６１への印加電極を変えるときは、浮き体２の頂部に突出したボルト２２ａを緩めて殻体４を浮き体２から分離させ、電極６１、６１と接続したコネクタ５４、５４を差し替えて行うことができる。
【００２１】
図６は収納本体３を構成する殻体４の他の構成例を示している。
図示した収納本体３は、中蓋４１の両端に給電部５と電解部６をそれぞれ配した上下の殻体４２、４３が一体に接続しているのは前記形態と同様であるが、下部殻体４３内に空間を仕切る支持面を設けず、上下の電極６１、６１間に通水性の仕切り部材４４を配して、電極間の通水路４３ｃを確保したものである。
詳しくは、下部殻体４３は、有底円筒形に形成されており、その上部外周面には中蓋４１に螺合するネジ溝４３ａが形成され、周側面には多数の通孔４３ｄを設けて、被処理水が内部に浸入するようにしてある。
仕切り部材４４は、柔らかく軽量で且つ通水性を有する不導体材料からなり、下部殻体４３内で上部電極６１の下側に挿入されてこれを支持するとともに、上下の電極６１、６１間を仕切って両電極が適宜な間隔離れるように設置される。仕切り部材６１としては、例えば人工芝を用いることができ、これを下部殻体４３内に挿入し得る大きさに切断し、図示されるように複数枚を重ねて電極６１、６１の間に挿置することができ、また、両電極６１、６１の上下両側にも電極の押さえとして設置される。
また、図示した下部殻体４３では、電極６１を構成する金属繊維６１ａの切れ端が装置外部に飛散するのを防止するため、その内周側面に、表面に格子状に細かな通孔を有するプラスチック製の網シート４５を設置してある。
【００２２】
これらの部材からなる本形態の殻体４は、乾電池５１を収納した上部殻体４２を上面にパッキン４１ｄを配した中蓋４１の上端に接続し、内部周側面に網シート４５を配した状態で仕切り部材４４、袋体６２に収納した下部電極６１、仕切り部材４４、袋体６２に収納した上部電極６１、仕切り部材４４の順でこれらを収納した殻下部殻体４３を、下面にパッキン４１ｄを配した中蓋４１の下面に接続して一体に構成される。
浮き体２への取り付けは前記形態と同様に行うことができ、乾電池５１や電極６１、６１の交換も、中蓋４１から上下の殻体をそれぞれ取り外して行うことができる。また、下部殻体４３が浸水した状態で、通水性を有する仕切り部材４４が通水路４３ｃとして機能し、両電極間に被処理水を進入させてこれを電解処理することができる。また、電極６１はその周囲が袋体６２で覆われ、さらに網シート４５と下部殻体４３で包囲されているので、通電により劣化して千切れた金属繊維６１ａが装置外部に飛散することはない。
【００２３】
また、図７は本発明の他の実施形態の外観を示し、これは、前記両形態とは浮き体２と収納本体３の連結構造が異なるものである。
詳しくは、同図に示されるように、浮き体２の下面に、複数の支持突部２４、２４を凹所２１を囲むように突設させ、凹所２１内に上部半面を埋入させた収納本体３の周面を、各支持突部２４に挿通させた固着部材であるボルト２２ｃで締め付けて支持することで、両体を一体化させたものである。この場合、ボルト２２ｃを緩めれば、収納本体３は浮き体２から分離する。
【００２４】
なお、図示した各形態において、電源投入スイッチは適宜な位置に設けられ、また、装置全体の寸法、電極６１として用いる金属繊維の大きさ（重量）、印加する電圧の大きさなどは、電解処理する水の量や水処理施設の規模などに応じて大型のものから小型のものまで適宜に設定可能である。浮き体２を直径２５ｃｍ程度の大きさ、電極６１、６１への印加電圧を１．５〜６Ｖ程度とした場合、通水路４３ｃの幅、すなわち電極間の距離は２〜５ｃｍ程度に設定するのが電解処理を促進する上で好ましい。また、印加する電圧を適宜に設定できるようにするため、上部殻体４２内に乾電池５１を複数、例えば１．５Ｖの乾電池を４個収納しておき、同殻体内で給電ケーブル５３に接続するコネクタを切り替えて可能に設けて、３Ｖと６Ｖなどのように印加電圧を多段階に設定できるようにしてもよい。
【００２５】
このように構成された本発明の浄化殺菌装置１によれば、浴槽や水槽に溜められた被処理水中に投入すると、浮き体２の浮力によって浮き体２は水上に浮かび、収納本体３の下部半面は水没して、電解部６は水中に漬される。そして、電極６１、６１に印加した電圧により、通水路４３ｃ内に進入した水を電解処理し、被処理水を浄化・殺菌する。
上下に配した電極間に通水路４３ｃを配してあるので、浮かんだ状態の姿勢が安定的に保持され、また、金属繊維６１ａは通水性の袋体６２に収納してあるので、金属繊維６１ａの切れ端は袋体６２で捕集され、水中に流出することはない。下部殻体４３内に網シート４５を設置すればより確実に捕集される。使用中、被処理水を電解処理することで、コロイド状の生成物が袋体６２の表面に付着するが、それらは袋体６２から振り落とされ、水底に沈殿する。
【００２６】
（実施例）
二つの水槽に３０Ｌの水道水を溜め、一方に本発明の浄化殺菌装置を投入し、水道水を滞留させたまま、両水槽を屋外に一年間放置した。
浄化殺菌装置１の電極６１、６１には、直径８０μｍの黄銅繊維を５０ｇ束ねたものを使用し、両電極間には３Ｖの直流電圧を印加した。極性の変更は行わなかった。
【００２７】
放置期間経過後、標準寒天培地法により水槽内の一般細菌数を検査した。その結果は下記の通りであった。
浄化殺菌装置を投入した水槽：４２０／ｍＬ（CFU）
浄化殺菌装置を投入しなかった水槽：４６００／ｍＬ（CFU）
なお、装置を投入した水槽の亜鉛と銅の含有量は、亜鉛が５．２ｍｇ／Ｌ、銅が０．２５ｍｇ／Ｌであった。
【００２８】
また、水槽内の滞留水を目視で確認したところ、装置を投入した水槽の水は、透明に澄んで異物の生成は確認されず、きれいであった。
一方、装置を投入しなかった水槽の水は、藻類がびっしりと繁殖して緑色に濁っており、外側から水槽の底を視認できなかった。
【００２９】
なお、図示した形態は一例であり、本発明の浄化殺菌装置は、被処理水を処理する条件などに応じて、適宜な形状、寸法、形態で構成可能である。
浮き体は、ＰＥやＰＰ製の他に、発泡スチロールや発泡ポリエチレンなどの発泡材料を用いて成形してもよい。また、収納本体の殻体は、多角形の筒状や錘状に形成してもよい。要は、浮き体の下面に安定的に取り付けられ、通水路の両側で金属繊維からなる電極を保持可能で且つ内外に通水する構造のものであればよい。
また、本発明の浄化殺菌装置は、殺菌や殺藻に効果がある他、冷却塔内に生成されるスケールの分離・回収にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の浄化殺菌装置の一実施形態の外観図である。
【図２】図１の装置の浮き体と収納本体を分離して示した断面図である。
【図３】図１の装置の回路系統図である。
【図４】図１の装置のケースの構成外観図である。
【図５】図１の装置の電極部の構成を示す図である。
【図６】収納本体を構成する殻体の他の構成例を示す図である。
【図７】本発明の浄化殺菌装置の他の施形態の外観図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  浄化殺菌装置、２  浮き体、２１  凹所、３  収納本体、４  殻体、４１  中蓋、４２  上部殻体、４３  下部殻体、４３ｃ  通水路、５  給電部、６  電解部、６１  電極、６２  袋体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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