(57)【要約】【課題】供給される水の水質が異なっても、比較的安定した濃度の銀イオンを発生させることができる銀イオン発生装置及び風呂給湯装置を提供する。【解決手段】銀電極６４、６５間に印加されている電圧Ｖ１を電圧計測回路７５で計測し、予め設定しておいた電圧Ｖ０よりも計測電圧Ｖが小さければ、銀電極６４、６５間に流れる電流Ｉを定数倍にするとともに、通電時間を定数分の１倍に短くする。また、銀電極６４、６５間に流れている電流Ｉ１を電流計測回路７６で計測し、銀イオン発生装置６１の出力電流Ｉ０よりも小さければ、残りの通電時間を（Ｉ０／Ｉ１）倍に長くする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、
前記電極間に電流を流すための電流供給源と、
前記電極間に流れる電流を計測するための電流計測手段と、
前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶すると共に、前記電流計測手段による計測値が所定電流値よりも小さい場合には、前記電流供給源の電流出力時間が長くなるように電流出力時間を補正する通電制御部と、
を備えた銀イオン発生装置。
【請求項２】
前記電流計測手段による計測値Ｉ１が前記所定電流値Ｉ０よりも小さい場合には、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間をＩ０／Ｉ１倍に補正することを特徴とする、請求項１に記載の銀イオン発生装置。
【請求項３】
銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、
前記電極間に電流を流すための電流供給源と、
前記電極間の電圧を計測するための電圧計測手段と、
前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶すると共に、前記電圧計測手段による計測値が所定電圧値よりも小さい場合には、前記電流供給源により前記電極間に流れている電流を増加させると共に、前記電流供給源の電流出力時間が短くなるように電流出力時間を補正する通電制御部と、
を備えた銀イオン発生装置。
【請求項４】
前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０よりも小さい場合には、前記定電流電源装置により前記電極間に流れている電流をｒ倍（但し、ｒは１よりも大きな所定値）すると共に、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間を１／ｒ倍に補正することを特徴とする、請求項３に記載の銀イオン発生装置。
【請求項５】
前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０よりも小さい場合には、前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０以上となるまで、前記定電流電源装置により前記電極間に流れている電流をｒ倍（但し、ｒは１よりも大きな所定値）すると共に、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間を１／ｒ倍に補正する処理を繰り返すことを特徴とする、請求項３に記載の銀イオン発生装置。
【請求項６】
銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、
前記電極間に電流を流すための電流供給源と、
前記電極間に流れる電流を計測するための電流計測手段と、
前記電極間の電圧を計測するための電圧計測手段と、
前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶し、前記電流計測手段による計測値が所定電流値よりも小さい場合には、前記電流供給源の電流出力時間が長くなるように電流出力時間を補正し、前記電圧計測手段による計測値が所定電圧値よりも小さい場合には、前記電流供給源により前記電極間に流れている電流を増加させると共に前記電流供給源の電流出力時間が短くなるように電流出力時間を補正する通電制御部と、
を備えた銀イオン発生装置。
【請求項７】
浴槽内に湯を落とし込むための管路に請求項１乃至５のいずれか１項に記載の銀イオン発生装置を設けた風呂給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銀イオン発生装置及び風呂給湯装置に関する。特に銀イオンを浴槽内の湯に溶出させて浴槽内の殺菌を行うための、銀イオン発生装置を備えた風呂給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
銀電極から銀イオンを溶出させて浴槽内の湯を殺菌し、浴槽内を清浄に保つ殺菌機能付きの風呂給湯装置が従来より提案されている。このような風呂給湯装置においては、浴槽へ湯を落とし込む際に湯が通過する配管経路に銀イオン発生装置を設けておき、銀イオン発生装置を通過させて浴槽に湯を落とし込む際に、銀イオンと共に湯を浴槽に落とし込んで浴槽内の湯に銀イオンを溶け込ませるようにしている。
【０００３】
浴槽内における銀イオン濃度が目的値となるように制御するため、従来においては、ファラデーの法則から決まる電気量と、使用する水に含まれるイオン成分で決まる電解効率とに基づき、一定の通電時間で目的濃度となるような銀イオン量を発生させるのに必要な電流値を計算しておく。そして、イオン発生装置に一定時間、一定電流を流して銀イオンを発生させていた。
【０００４】
しかしながら、銀イオン発生装置の電解効率（理論上の電解量に対する実際の電解量の割合で表される値）は、水に含まれる塩化物イオンや陰イオン中における塩化物イオンの割合などによって大きく変化する。しかも、水道水であっても、そこに含まれる塩素量やミネラルの量は、地域や季節によってかなり大きく変化している。そのため、水質によって銀イオン発生装置における電解効率は、０％〜約８０％の範囲で大きく変動することになる。しかも、電解効率を電気伝導率（水の電気抵抗）の測定など簡単な電気的手段で検出することは困難である。
【０００５】
そのため、従来にあっては、代表的な水質を基準として銀イオン発生装置の通電電流を定めていたが、水質の違い（電解効率の違い）によって浴槽内の銀イオン濃度が大きくばらつく問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特公平６−４０８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、供給される水の水質が異なっても、比較的安定した濃度の銀イオンを発生させることができる銀イオン発生装置及び風呂給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の銀イオン発生装置は、銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、前記電極間に電流を流すための電流供給源と、前記電極間に流れる電流を計測するための電流計測手段と、前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶すると共に、前記電流計測手段による計測値が所定電流値よりも小さい場合には、前記電流供給源の電流出力時間が長くなるように電流出力時間を補正する通電制御部とを備えたものである。
【０００９】
塩素イオン等の不純物イオンの濃度が低い水質の水の場合には、電極間に流れる電流が低下し、それに伴って銀イオンの溶出速度が低下する。従って、本発明の請求項１に記載の銀イオン発生装置では、電極に繋がれた電流計測手段により電極に流れている電流が所定電流値よりも小さいと判断した場合には、不純物イオンの濃度が低い水質の水であると判断し、電流出力時間が長くなるように補正する。従って、銀イオンの溶出速度が低くても電解時間を長くすることで目的とする銀イオン濃度に近づけることができる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の実施態様は、請求項１の銀イオン発生装置において、前記電流計測手段による計測値Ｉ１が前記所定電流値Ｉ０よりも小さい場合には、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間をＩ０／Ｉ１倍に補正することを特徴とするものである。この実施態様によれば、電流計測手段による計測電流値に反比例して電流出力時間を定めているので、水質が異なっていても銀イオン濃度がほぼ一定となるように簡単に電流出力時間を定めることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の銀イオン発生装置は、銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、前記電極間に電流を流すための電流供給源と、前記電極間の電圧を計測するための電圧計測手段と、前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶すると共に、前記電圧計測手段による計測値が所定電圧値よりも小さい場合には、前記電流供給源により前記電極間に流れている電流を増加させると共に、前記電流供給源の電流出力時間が短くなるように電流出力時間を補正する通電制御部とを備えたものである。
【００１２】
塩化物イオンの濃度が高い水質の水の場合には、電極間に印加される電圧が低下し、それに伴って銀イオンの溶出速度が低下する。従って、本発明の請求項３に記載の銀イオン発生装置では、電極間に繋がれた電圧計測手段により電極間の電圧が所定電圧値よりも小さいと判断した場合には、不純物イオンの濃度が高い水質の水であると判断する。また、電極間の電圧が下がり過ぎていて銀イオンがほとんど溶出していない場合には、電流出力時間を長くしても銀イオンの溶出量が大きくならないので、電極間に流れる電流を増加させることによって銀イオンの溶出速度を大きくする。同時に、電流出力時間を短くすることによって銀イオン濃度をバランスさせ、目的とする銀イオン濃度に近づけることができる。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の実施態様は、請求項３の銀イオン発生装置において、前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０よりも小さい場合には、前記定電流電源装置により前記電極間に流れている電流をｒ倍（但し、ｒは１よりも大きな所定値）すると共に、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間を１／ｒ倍に補正することを特徴とするものである。この実施態様によれば、電流値を定数倍して電流量を増加させると共に電流出力時間を定数分の１倍にしているので、水質が異なっていても銀イオン濃度がほぼ一定となるように簡単に電流値と電流出力時間を定めることができる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の実施態様は、請求項３の銀イオン発生装置において、前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０よりも小さい場合には、前記電圧計測手段による計測値Ｖ１が前記所定電圧値Ｖ０以上となるまで、前記定電流電源装置により前記電極間に流れている電流をｒ倍（但し、ｒは１よりも大きな所定値）すると共に、前記電流供給源による電流出力時間の残り時間を１／ｒ倍に補正する処理を繰り返すことを特徴とするものである。この実施態様によれば、電流値を定数倍して電流量を増加させると共に電流出力時間を定数分の１倍にしながら計測電圧値を次第に所定電圧値に近づけることができる。
【００１５】
本発明の請求項６にかかる銀イオン発生装置は、銀イオンを水中に溶出させるための一対の電極を有する銀イオン電解槽と、前記電極間に電流を流すための電流供給源と、前記電極間に流れる電流を計測するための電流計測手段と、前記電極間の電圧を計測するための電圧計測手段と、前記電流供給源の電流出力時間の初期値及び補正された値を記憶し、前記電流計測手段による計測値が所定電流値よりも小さい場合には、前記電流供給源の電流出力時間が長くなるように電流出力時間を補正し、前記電圧計測手段による計測値が所定電圧値よりも小さい場合には、前記電流供給源により前記電極間に流れている電流を増加させると共に前記電流供給源の電流出力時間が短くなるように電流出力時間を補正する通電制御部とを備えたものである。
【００１６】
本発明の請求項６による銀イオン発生装置は、請求項１の銀イオン発生装置の機能と請求項３の銀イオン発生装置の機能とを併せ持っており、水質のバラツキによらず、ほぼ均一な銀イオン濃度を得ることができる。
【００１７】
本発明の請求項７にかかる風呂給湯装置は、浴槽内に湯を落とし込むための管路に請求項１乃至５のいずれか１項に記載の銀イオン発生装置を設けたものである。かかる風呂給湯装置によれば、浴槽内に溜める水の水質にかかわりなく、ほぼ一定の銀イオン濃度の湯を溜めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。以下においては、風呂給湯装置に本発明の銀イオン発生装置を用いた実施例を説明するが、本発明の銀イオン発生装置は、風呂給湯装置以外の機器にも利用することができるものである。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１による風呂給湯装置１０１を示す全体構成図である。この風呂給湯装置１０１は、新設若しくは既設の浴槽２０１のバスアダプター２０２に接続されている。この風呂給湯装置１０１は、１缶２水路方式となっており、一つの缶体１４内に給湯回路１１の熱交換器２２、追い焚き回路１３の追い焚き用熱交換器４１、燃焼バーナ２３が納められている。そして、１台の燃焼バーナ２３の燃焼熱で熱交換器２２に流れる水と追い焚き用熱交換器４１に流れる水を同時に加熱できるようになっている。
【００２０】
さらに、風呂給湯装置１０１は、給湯回路１１と追い焚き回路１３を連結する注湯回路１２を備えており、注湯回路１２を介して給湯回路１１から追い焚き回路１３へ湯を送り込み、追い焚き回路１３から浴槽２０１内へ注湯を行えるようになっている。銀イオン発生装置６１は、この注湯回路１２に設けられている。
【００２１】
給湯回路１１においては、熱交換器２２の入水側に給水路２１が接続され、熱交換器２２の出湯側に出湯路２４が接続されている。給水路２１と出湯路２４の間には、熱交換器２３をバイパスするようにしてバイパス路２６が接続されており、バイパス路２６にはバイパス制御弁２７が設けられている。水道から給水路２１に入水し給水路２１を流れる水は、図１に破線矢印で示すように、その一部がバイパス路２６に流れ、残りの水が熱交換器２２へ送られる。熱交換器２２へ送られた水は、熱交換器２２を通過する際に燃焼バーナ２３で加熱され、加熱された湯は熱交換器２２から出湯路２４へ送り出される。熱交換器２２で加熱された湯とバイパス路２６を通過した水は、出湯路２４で混合された後、出湯路２４を流れて下流側管端に設けられた給湯栓２５から出湯される。バイパス制御弁２７は、その開度を調節することにより、熱交換器２２で加熱された湯とバイパス路２６を通過した水との混合比を調整し、給湯栓２５から出湯される湯の温度（ミキシング温度）を調整する。
【００２２】
上記給水路２１には、上流側から順に、熱交換器２２を通過する水の流量を計測するための流量センサ２８と、熱交換器２２への入水温度を計測するための入水温度センサ２９が設けられている。出湯路２４における熱交換器２２の出湯口近傍には、熱交換器２２から出湯される湯の温度を計測するための出湯温度センサ３０（缶体温度センサ）が設けられ、出湯路２４のバイパス路２６接続位置よりも下流側には、熱交換器２２で加熱された湯とバイパス路２６を通過した水とのミキシング温度を計測するためのミキシング温度センサ３１が設けられている。そして、コントローラ３３は、これらのセンサの計測値を読み込み、出湯路２４へ目的とする湯温の湯が供給されるように燃焼バーナ２３の燃焼号数やバイパス制御弁２７の開度を制御する。
【００２３】
追い焚き回路１３は、追い焚き用熱交換器４１を備えており、追い焚き用熱交換器４１の出湯口と浴槽２０１のバスアダプター２０２の吐出口とは追い焚き用往き路４２で接続され、追い焚き用熱交換器４１の入水口と浴槽２０１のバスアダプター２０２の吸込口とは追い焚き用戻り路４３で接続されている。なお、追い焚き用往き路４２及び追い焚き用戻り路４３は、風呂給湯装置１０１内に予め配設されて収容された配管部分と、風呂給湯装置１０１と浴槽２０１との間において現場で施工された配管部分とからなっている。さらに、循環ポンプ４４の吐出側と追い焚き用熱交換器４１との間には、追い焚き用戻り路４３内の湯温度を計測するための風呂戻り温度センサ４５と、追い焚き用戻り路４３内における流水の有無を検知するための水流スイッチ４６とが設けられている。
【００２４】
浴槽２０１の湯を追い焚きする場合には、循環ポンプ４４を作動させると、図１に１点鎖線の矢印で示すように浴槽２０１内の湯がバスアダプター２０２の吸込口から追い焚き用戻り路４３内に吸引され、追い焚き用熱交換器４１で加熱されて追い焚き用往き路４２へ送り出され、バスアダプター２０２の吐出口から浴槽２０１へ吐出される。よって、浴槽２０１内の湯が追い焚き回路１３内を循環することで加熱され、浴槽２０１内の湯が所定温度に達するまで追い焚きされて湯温が上昇させられる。
【００２５】
上記燃焼バーナ２３、送風ファン３２、元ガス電磁弁及び電磁比例弁等は、燃焼系を構成している。すなわち、給湯回路１１における給湯動作時や追い焚き回路１３における追い焚き運転時において燃焼バーナ２３が燃焼しているときには、燃焼バーナ２３には送風ファン３２からの燃焼用空気が供給される一方、元ガス電磁弁や電磁弁を備えたガス供給管から燃料ガスが供給されるようになっている。そして、コントローラ３３は、この燃焼系を流量センサ２８、入水温度センサ２９、出湯温度センサ３０、あるいは風呂戻り温度センサ４５等の各検出値に基づいて制御することにより、燃焼作動制御を行なう。
【００２６】
注湯回路１２は、給湯回路１１の出湯路２４から分岐して給湯回路１１で加熱された湯を追い焚き回路１３の追い焚き用戻り路４３に注湯して湯張りするための注湯路５１と、給湯回路１１側が停電等に起因する断水等の発生により負圧状態に陥るときに注湯路５１を大気開放する負圧破壊弁５２とを備えている。注湯路５１は、その上流端が出湯路２４のバイパス路２６との接続部分よりも下流側から分岐し、下流端が追い焚き用戻り路４３の循環ポンプ４４吸込み側に位置する合流点５３で追い焚き用戻り路４３に接続されている。注湯路５１には、注湯流量を検出する注湯流量センサ５５と、開閉制御により注湯実行又は停止の切換を行なう注湯弁５４と、給湯回路１１側への逆流を防止するための２段配置の逆止弁５６、５７とが設けられている。しかして、注湯弁５４が開かれると、図１において実線矢印で示すように、出湯路２４内の湯が水道圧に基づき注湯路５１を通して合流点５３から追い焚き回路１３の追い焚き用戻り路４３に流入し、以後、合流点５３から追い焚き用戻り路４３内を追い焚き循環動作時の循環流の流れ方向とは逆向きに流れて、バスアダプター２０２から浴槽２０１内に注湯され、浴槽２０１に湯が溜められる。
【００２７】
銀イオン発生装置６１は、注湯路５１における逆止弁５６、５７よりも下流側に設けられている。銀イオン発生装置６１は、銀イオンを発生させるための銀イオン電解槽６２と、銀イオン電解槽６２に直流電圧を印加するための定電流電源装置６３とを備えている。銀イオン発生装置６１においては、定電流電源装置６３によって銀イオン電解槽６２の銀電極間に電流を流すことにより、銀イオン電解槽６２内に銀イオンを発生させることができる。
【００２８】
この銀イオン発生装置６１の構成を図２により詳述する。銀イオン電解槽６２は、例えばフロートタンクに銀電解による銀イオン発生手段を組み込んだものであって、内部には一対の銀電極６４、６５が対向配置されている。銀イオン電解槽６２の側面においては、上端部に流入口６６が設けられ、流入口６６の直下において下端部に流出口６７が設けられている。流入口６６には給湯回路１１につながった注湯路５１が接続され、流出口６７には追い焚き回路１３につながった注湯路５１が接続されている。従って、流入口６６から流入した湯は銀イオン電解槽６２内でＵターンするようにして流出口６７から流出する。銀イオン電解槽６２内に流入した湯は銀イオン電解槽６２内でスムーズに流れないために、銀イオン電解槽６２内で滞留しながら通過する。そのため注湯路５１に湯が流れている場合には、電極６４、６５は銀イオン電解槽６２内に滞留した湯に浸かることになる。一方、注湯弁５４を閉じて注湯路５１に湯が流れなくなると、銀イオン電解槽６２内の銀イオンを含んだ湯は銀イオン電解槽６２内に残ることなくすべて排出される。
【００２９】
定電流電源装置６３は、交流電源６８（商用交流電源）、漏電ブレーカ６９、開閉スイッチ７０、電圧変換用のトランス７１、トランス７１からの交流出力を整流する整流回路７２、整流回路７２からの直流出力を平滑化すると共に出力電流値を制御する定電流制御部７３、出力の極性（正負）を切替えるための極性切換回路７４によって構成されている。定電流電源装置６３の一対の出力は、それぞれ銀電極６４、６５に接続されている。定電流電源装置６３の出力間には電圧計測回路７５（電圧計）が接続されており、電極６４、６５間に印加されている電圧Ｖの値を計測できるようになっている。また、定電流電源装置６３の一方の出力と銀電極６５との間には直列に電流計測回路７６（直流計）が挿入されており、電極６４、６５間に流れる電流Ｉの値を計測できるようになっている。
【００３０】
この銀イオン発生装置６１は、コントローラ３３及び通電制御部７７によって運転制御されている。図１に示すように、コントローラ３３にはリモコン３４がつながっている。リモコン３４には、運転スイッチ３５、湯落とし込みスイッチ３６、追い焚き運転スイッチ３７や表示部３８などが設けられており、リモコン３４を操作することによって風呂給湯装置１０１を運転状態にしたり、湯落とし込み運転や追い焚き運転を開始させることができる。
【００３１】
図３は通電制御部７７の構成と通電制御部７７に関連した構成を示すブロック図である。通電制御部７７は、演算制御部７８、通電時間及び残り通電時間を演算する通電時間演算部７９、通電時間演算部７９で演算された通電時間及び残り通電時間を記憶する通電時間記憶部８０、銀イオン電解槽６２に流れる水の水質を判定する水質判定部８１より構成されている。リモコン３４の運転スイッチ３５がオンになると、燃焼バーナ２３の種火が点火され風呂給湯装置１０１は給湯可能な状態になる。この給湯可能な状態において、リモコン３４の湯落とし込みスイッチ３６が押されると、湯落とし込み開始の信号を受け取ったコントローラ３３は燃焼バーナ２３を点火すると共に注湯弁５４を開き、熱交換器２２で加熱された湯を注湯路５１、銀イオン発生装置６１及び追い焚き用戻り路４３を通過させて浴槽２０１に落とし込む。
【００３２】
また、コントローラ３３を介して湯落とし込み開始の信号を受け取った演算制御部７８は、開閉スイッチ７０を閉じて定電流電源装置６３から銀イオン電解槽６２に通電を開始して銀イオンを溶出させると共に定電流電源装置６３から供給される電流の大きさが所定値Ｉ０となるように定電流制御部７３を制御する。通電が開始すると、通電時間演算部７９は、浴槽２０１の容積や流量に応じて通電時間Ｔ０を演算し、演算した通電時間Ｔ０を通電時間記憶部８０に記憶する。
【００３３】
通電開始後所定時間Ｔ１が経過して銀イオン電解槽６２に流れる電流が安定したら、水質判定部８１は、電圧計測回路７５の計測値Ｖ０と電流計測回路７６の計測値Ｉ０を読み取り、銀イオン電解槽６２に流れている水の水質を判定する（判定方法については後述する。）。
【００３４】
水質判定部８１により水質が判定されると、通電時間演算部７９は水質に応じて残り通電時間Ｔを計算し、あるいは演算制御部７８で定電流制御部７３を制御することによって銀イオン電解槽６２に流れる電流値を調整すると共に通電時間演算部７９で残り通電時間Ｔを計算し、いずれの場合においても演算した残り通電時間Ｔを通電時間記憶部８０に記憶させる。また、演算制御部７８は、このとき必要に応じてコントローラ３３を介して注湯弁５４を制御し、銀イオン電解槽６２に流れる水の流量を調整する。残り通電時間Ｔが経過したら、開閉スイッチ７０を閉じて通電を停止し、浴槽２０１への落とし込み水量が所定量に達したら注湯弁５４を閉じて注湯を停止する。
【００３５】
極性切換回路７４は出力電流の極性を切替えるものである。しかし、定電流電源装置６３から出力電流は、図４（ａ）に示すように、一方の極性の電流を連続的に出力させるようにしてもよく、また図４（ｂ）に示すように、一方の極性の電流を一定の周期で断続的に出力させるようにしてもよい。あるいは、図４（ｃ）に示すように、一定の周期で極性を交互に切り換えながら連続的に交流電流を出力させるようにしてもよく、また図４（ｄ）に示すように、極性を切替えるタイミングで電流を停止させて交流電流を断続的に出力させるようにしてもよい。
【００３６】
銀イオン発生装置６１における銀イオン発生量は銀イオン発生装置６１に流れる水の水質によって変化するが、本発明の銀イオン発生装置６１では、上記のような構成で水質判定部８１により水質を判定し、水質が異なってもほぼ一定量の銀イオン濃度が得られるようにしている。以下、この風呂給湯装置１０１における水質判定の原理とその方法を説明する。
【００３７】
まず、風呂給湯装置１０１に用いる水（水道水など）の水質及び電気伝導率と、銀イオン発生装置６１によって水に溶解される銀イオン濃度との関係について述べる。本発明出願人の所在地における水道水（電気伝導率：２００μＳ／ｃｍ、Ｃｌ−濃度：約３０ppm）を基準サンプルとし、基準サンプルを純水で希釈した６つのサンプルと、基準サンプルに塩化ナトリウム（食塩）を添加した３つのサンプルとを用意した。そして、これら水質の異なる１０個のサンプルの水を順次用い、サンプルの水を注湯路５１に２４リットル／ｍｉｎの流量で流して浴槽２０１に給湯し、定電流電源装置６３から４０ｍＡ（従来より用いられている電流値）又は８０ｍＡの電流を供給し、給湯時間に対して１００％の通電時間で銀電極６４、６５の電気分解を行なった。そして、４０ｍＡ及び８０ｍＡの電流値における各サンプルの電気伝導率、Ｃｌ−濃度（以下、塩素イオン濃度と記載する。）及び銀イオン濃度を測定した。
【００３８】
図５は各サンプルの電気伝導率と、塩素イオン濃度（細実線）と、通電時間１００％で定電流電源装置６３の出力を４０ｍＡとした場合の銀イオン濃度（太実線）を表わしており、横軸は各サンプルの電気伝導率（μＳ／ｃｍ）を表わし、縦軸は銀イオン濃度（ppb）と塩素イオン濃度（ppm）とを表わしている。また、図６は各サンプルの電気伝導率と、塩素イオン濃度（細実線）と、通電時間１００％で定電流電源装置６３の出力を８０ｍＡとした場合の銀イオン濃度（太実線）を表わしており、横軸は各サンプルの電気伝導率（μＳ／ｃｍ）を表わし、縦軸は銀イオン濃度（ppb）と塩素イオン濃度（ppm）とを表わしている。なお、図５における塩素イオン濃度の曲線と図６における塩素イオン濃度の曲線とは同じものである。
【００３９】
図５及び図６の銀イオン濃度曲線を見ると、一定範囲の水質あるいは一定範囲の電気伝導率（図５の場合では電気伝導率が約３０〜２００μＳ／ｃｍの範囲、図６の場合では電気伝導率が約６０〜２００μＳ／ｃｍの範囲）のサンプルでは、水質によらずほぼ一定濃度の銀イオンが溶出していて曲線がほぼ平坦になっている。しかも、この範囲においては、電流値が８０ｍＡ（図６）の場合には、電流値が４０ｍＡ（図５）の場合の２倍程度の銀イオン濃度が得られる。
【００４０】
これに対し、図５及び図６の銀イオン濃度曲線における左端の領域（直線状に傾斜した領域）では、塩素イオン濃度が減少するに従って銀イオン濃度が次第に減少している。これはサンプルが純水に近くなっていって電気伝導率が低下し、電流が流れにくくなっているためである。従って、このような領域の水質は、銀電極６４、６５間に流れる電流値を計測することによって判別することができる。よって、この水質判定部８１では、電流計測回路７６で検出している電流値Ｉ１が定電流電源装置６３の出力電流Ｉ０よりも小さい場合には、このような領域のサンプルであると判断する。あるいは、図６のＡ点のように銀イオン濃度の曲線が下がり始めたあたりの計測電流Ｉ０−Δを基準とし、電流計測回路７６で検出している電流値Ｉ１が所定電流Ｉ０−Δよりも小さい場合に、このような領域のサンプルであると判断してもよい。
【００４１】
また、図５と図６の銀イオン濃度曲線を比較すれば、電気伝導率の小さい領域では、銀イオン発生装置６１の出力電流を大きくしても銀イオン濃度を大きくするのに効果のないことが分かる。よって、このような水質の場合には、銀イオン発生装置６１の出力電圧をそのままにし、電流出力時間を長くするのが効果的である。すなわち、図７に示すように、通電開始後所定時間Ｔ１が経過して銀電極６４、６５間に流れている電流が安定したら、電流計測回路７６によって銀電極６４、６５間に流れている電流Ｉ１を計測し、計測電流Ｉ１が出力電流Ｉ０よりも小さければ電流出力時間を長くする。具体的には、図７に示すようにして電流出力時間を決める。銀電極６４、６５間に銀イオン発生装置６１の出力電流Ｉ０が流れているときの電流出力時間がＴ０と定められているのであるから、実際には電流Ｉ１しか流れていないのであれば、電流計測時から後の残り通電時間Ｔ０−ｔ１をＩ０／Ｉ１倍して、残り通電時間Ｔを
（Ｔ０−Ｔ１）×（Ｉ０／Ｉ１）
とすれば、ほぼ目的とする銀イオン濃度が得られる。なお、残り通電時間Ｔは、
Ｔ０×（Ｉ０／Ｉ１）−Ｔ１
としてもよい。
【００４２】
また、図５及ぶ図６の銀イオン濃度曲線における右端の領域（電気伝導率が約２００μＳ／ｃｍよりも大きな範囲）では、塩素イオン濃度の増加に伴って銀イオン濃度が減少している。これは水中の塩素イオンの割合が小さい場合には、電解電圧に関係なく電流値で濃度が決まるのに対し、塩素イオンの割合が大きい場合には、銀電極の電気分解に使われる電気量の割合（電解効率）が銀電極６４、６５間の電圧に大きく依存し、電圧が低下すると電解効率が次第に下がっていくためである。今回の実験の場合では、銀電極６４、６５間の電圧が５ボルトを下回ると銀イオン濃度はほぼゼロとなった。つまり、図５及び図６の右側の領域では、銀電極６４、６５間の電圧は塩素イオン濃度の上昇に伴って減少しており、電流値が４０ｍＡ（図５）の場合では、塩素イオン濃度が約７０ppmで銀電極６４、６５間の電圧が約５ボルトとなり、銀イオン濃度がほぼゼロとなった。
【００４３】
従って、このような領域の水質は、銀電極６４、６５間の電圧値を計測することによって判別することができる。よって、この水質判定部８１では、電圧計測回路７５で検出している電圧値Ｖ１が所定電圧Ｖ０よりも小さい場合には、このような領域のサンプルであると判断する。この所定電圧Ｖ０の値としては、標準的な水質の水を用いたときの銀イオン発生装置６１の出力電圧でよい。あるいは、図６のＢ点のように銀イオン濃度の曲線が下がり始めたあたりのサンプルを用いたときの計測電圧Ｖ０を基準とし、電圧計測回路７５で検出している電圧値Ｖ１が所定電圧Ｖ０よりも小さい場合に、このような電気伝導率の大きな領域のサンプルであると判断してもよい。
【００４４】
このような領域のうちでも銀イオン濃度がほぼゼロの領域では、電気伝導率の小さく領域のように電流出力時間を長くするだけでは、銀イオン濃度の増加はほとんど期待できない（電流出力時間が極端に長くなる。）。しかし、図５の銀イオン濃度曲線と図６の銀イオン濃度曲線とを比較すると、電流値が４０ｍＡの場合には、右側の領域における銀イオン濃度の減少は急激であり、電流値が８０ｍＡの場合には右側の領域における銀イオン濃度の減少は電流値が４０ｍＡの場合に比べれば緩やかである。そこで、定電流電源装置６３の出力電流を８０ｍＡとし、通電時間を１／２として各サンプルの銀イオン濃度を測定した結果が、図６に破線で示す銀イオン濃度曲線である。通電時間を１／２とした図６の銀イオン濃度曲線では、中央部の領域における銀イオン濃度が図５の銀イオン濃度曲線とほぼ等しく、電気伝導率の大きな領域における銀イオン濃度が図５の銀イオン濃度曲線に比べて減少が緩やかになっている。
【００４５】
したがって、電気伝導率の大きな領域の水質の水では、銀イオン発生装置６１の出力電流Ｉ０を大きくして（例えば、従来は一般に４０ｍＡの出力電流を用いていたので、出力電流を８０ｍＡとする。）電解効率を高くしながら、電流出力時間を長くするのが効果的である。そのため、この銀イオン発生装置６１では、図８に示すように、電流が安定するまで所定時間Ｔ１の間待機した後、電圧計測回路７５による計測電圧Ｖ１を所定電圧Ｖ０と比較し、計測電圧Ｖ１が所定電圧Ｖ０を超えるまで、電流計測回路７６の計測電流Ｉ１がｒ倍となるように銀イオン発生装置６１の出力電流を繰り返し大きくしている。そして、銀電極６４、６５間に流れる電流Ｉ１がｒ倍になるのにバランスさせて電流出力時間の残り時間を１／ｒ倍に短くしている。この結果、銀イオン濃度は図９に示すように、次第に安定し、最終的には、目的とする銀イオン濃度が得られるようになっている。
【００４６】
よって、本発明の銀イオン発生装置６１によれば、水質のバラツキがあっても水に溶出している銀イオンの濃度をほぼ目標値と等しくなるように制御することができるのである。
【００４７】
次に、上記のように水質が異なってもほぼ一定の銀イオン濃度が得られるようにした風呂給湯装置１０１の湯落とし込み時の動作を図１０のフロー図により説明する。リモコン３４の湯落とし込みスイッチ３６がオンになって銀イオンの電解運転が開始すると、コントローラ３３により注湯弁５４が開かれる（ステップＳ１）。注湯弁５４が開かれると、熱交換器２２で加熱された湯が注湯路５１を流れ、銀イオン発生装置６１を通過して追い焚き用戻り路４３から浴槽２０１内に落とし込まれる。注湯路５１に湯が流れると、注湯流量センサ５５によって流量Ｑが計測され（ステップＳ２）、通電時間演算部７９によって計測した流量Ｑから通電時間Ｔ０を計算する（ステップＳ３）。即ち、目標とする銀イオン濃度が予め設定されていれば、浴槽への落とし込み湯量と定電流電源装置６３の出力電流値Ｉ０に基づいて、定電流電源装置６３による通電時間が算出される。例えば、浴槽２０１への落とし込み湯量が２００リットルであるとすれば、６０秒程度となる。こうして算出された通電時間Ｔ０は通電時間記憶部８０に記憶される。
【００４８】
ついで、定電流電源装置６３をオンにして通電開始し、所定電流値Ｉ０（８０ｍＡ）の電流を出力して銀イオン電解槽６２内で銀イオンを溶出させる（ステップＳ４）。銀電極６４、６５間に流れる電流が安定するのに必要な時間Ｔ１が経過するまで待ち（ステップＳ５）、銀電極６４、６５に流れている電流の値を電流計測回路７６によって計測し、電流計測回路７６の計測値Ｉ１を水質判定部８１に読み込む（ステップＳ６）。水質判定部８１は、この電流計測値Ｉ１と銀イオン発生装置６１の出力電流Ｉ０（又はＩ０−Δ）とを比較する（ステップＳ７）。
【００４９】
比較した結果、電流計測値Ｉ１が出力電流Ｉ０（又はＩ０−Δ）よりも小さい場合には、不純物イオンが少ない領域の水質であるために銀イオンの溶出速度が低下していると判断し、定電流電源装置６３の出力電流をそのままにして通電時間演算部７９が通電の残り時間Ｔ０−Ｔ１をＩ０／Ｉ１倍して残り通電時間を、
Ｔ＝（Ｔ０−Ｔ１）×（Ｉ０／Ｉ１）
と補正し（ステップＳ８）、残り通電時間を通電時間記憶部８０に記憶させる。こうして補正した残り通電時間が湯の落とし込み時間の残り時間よりも長くなる場合には、湯の落とし込み時間が補正された残り通電時間と等しくなるように、注湯弁５４を制御して流量を調整する（ステップＳ９）。
【００５０】
また、電流計測値Ｉ１が出力電流Ｉ０（又はＩ０−Δ）以上である場合には、特に補正の必要がないので、ステップＳ５の待機時間を引いて残り通電時間ＴはＴ０−Ｔ１とする（ステップＳ１０）。
【００５１】
ついで、再び銀電極６４、６５に流れる電流が安定するまでの時間Ｔ１が経過するまで待ち（ステップＳ１１）、電圧計測回路７５で計測している電圧値Ｖ１を水質判定部８１に読み込む（ステップＳ１２）。水質判定部８１は、この電圧計測値Ｖ１と所定電圧Ｖ０とを比較する（ステップＳ１３）。
【００５２】
比較した結果、電圧計測値Ｖ１が出力電圧Ｖ０よりも小さい場合には、不純物イオンが多い領域の水質であるために銀イオンの溶出速度が低下していると判断し、電流計測回路７６で計測している計測電流値Ｉ１がｒ倍（ｒ＞１。例えば２倍）になるまで定電流電源装置６３の出力電流を大きくして銀イオンの溶出速度を大きくする（ステップＳ１４）。同時に、通電時間演算部７９は残り通電時間Ｔ−Ｔ１を１／ｒ倍して残り通電時間を短くし（ステップＳ１５）、補正された残り通電時間（Ｔ−Ｔ１）／ｒを通電時間記憶部８０に記憶させる。このステップＳ１１〜Ｓ１５の工程は、計測電圧値Ｖ１が所定電圧Ｖ０よりも大きくなって銀イオンの溶出速度が充分に大きくなるまで繰り返される。
【００５３】
また、電圧計測値Ｖ１が初めから所定電圧Ｖ０以上である場合には、特に補正の必要がないので、ステップＳ１１の待ち時間Ｔ１を引いて残り通電時間ＴをＴ−Ｔ１とする（ステップＳ１６）。但し、ステップＳ１５で補正された場合には、残り通電時間はＴのままでよい。
【００５４】
この後、通電時間記憶部８０に記憶している残り通電時間Ｔが経過するまで銀電極６４、６５の電解を行い（ステップＳ１７）、残り通電時間Ｔが経過したら銀イオン発生装置６１をオフにして電解を終了する（ステップＳ１８）。また、注湯時間が経過して浴槽２０１内に所定水位まで湯が張られたら、注湯弁５４を閉じて湯の落とし込みを終える。この結果、浴槽２０１内には所定の銀イオン濃度の湯が所定水位まで張られることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の実施例１による風呂給湯装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１の風呂給湯装置に用いられている銀イオン発生装置の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例１の通電制御部及びそれに関連する部分の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）はいずれも、定電流電源装置から出力される電流の波形を示す図である。
【図５】図５は、種々の水質のサンプルを用意し、４０ｍＡの電流を供給して各サンプルの電気伝導率、Ｃｌ−イオン濃度及び銀イオン濃度を測定した結果を表わした図である。
【図６】図６は、種々の水質のサンプルを用意し、８０ｍＡの電流を供給して各サンプルの電気伝導率、Ｃｌ−イオン濃度及び銀イオン濃度を測定した結果を表わした図である。
【図７】図７は、本発明による銀イオン濃度の調整方法を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明による銀イオン濃度の調整方法を説明するための図である。
【図９】図９は、図８のような調整方法によって調整された銀イオン濃度の変化を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１の風呂給湯装置における銀イオン溶解運転の制御手順を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１  給湯回路
１２  注湯回路
１３  追い焚き回路
２２  熱交換器
２３  燃焼バーナ
３３  コントローラ
３４  リモコン
４２  追い焚き用往き路
４３  追い焚き用戻り路
４４  循環ポンプ
５１  注湯路
５４  注湯弁
５５  注湯流量センサ
６１  銀イオン発生装置
６２  銀イオン電解槽
６３  定電流電源装置
６４、６５  銀電極
７５  電圧計測回路
７６  電流計測回路
７７  通電制御部
７８  演算制御部
７９  通電時間演算部
８０  通電時間記憶部
８１  水質判定部
１０１  風呂給湯装置
２０１  浴槽
【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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【図８】
2007185631.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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