(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて平行に対向させ、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを水に溶出させる金属からなる少なくとも一対の電極と、前記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからなる殺菌装置において、前記電極の端面全部が水流に曝されないようにすることを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
前記電極の端面を被覆する被覆部材を設け、前記電極の端面が水流に曝されないように被覆することを特徴とする請求項１記載の殺菌装置。
【請求項３】
前記電解槽が前記電極の端面の少なくとも一部を被覆する構造をもつことを特徴とする請求項１記載の殺菌装置。
【請求項４】
前記被覆部材が、絶縁物質であることを特徴とする請求項２記載の殺菌装置。
【請求項５】
前記電解槽の前記電極の被覆をする部位が絶縁物質であることを特徴とする請求項３記載の殺菌装置。
【請求項６】
前記電極の材質の少なくとも一方が銀であることを特徴とする請求項１記載の殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の間隔をおいて平行に対向させた少なくとも一対の、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極と前記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからなる殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として水洗便器への便器洗浄水給水路に設ける殺菌装置を例に挙げて説明する。
【０００３】
従来、便器の日常的洗浄は、使用者のボタン操作等による手動洗浄装置、あるいは、便器の前に人が立ったことを検出し、便器の使用が終了した時点で自動的に上水又は中水を流すという動作を行なう自動洗浄装置により行なわれていた。
【０００４】
しかし、便器使用後に単に水を流すのみでは、徐々に便器に水アカやぬめりが付着したり臭気が発生することを防止することができない。また、小便器においては尿石が配管内に付着して汚水の通過路を狭くしたり、便器の表面に付着して外観を損ね、細菌繁殖の温床となって臭気を放つようになる。このように一旦付着してしまった尿石は通常の清掃では除去することは難しく、ブラシで強く擦らないと取れない。このため、尿石除去は専門の業者に依頼する必要があり、大きな負担となっていた。
【０００５】
この問題に対し、便器洗浄水に殺菌力を有する成分を生成し供給させることによって対処する方法もいくつか開示されている。
【０００６】
例えば、水洗便器に対する便器洗浄水給水路と、この便器洗浄水給水路内に銀イオンを混入させる銀極板を有するイオン発生器と、前記便器洗浄水給水路に設けた開閉弁の開弁動作に連動して閉成し銀極板に給電する電源装置とを備えた便器洗浄水の殺菌浄化装置も知られている。（実開平７−１７３９１）
【０００７】
これらの発明では、いずれも所定の間隔をおいて平行に対向させた少なくとも一対の、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極と前記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからなる殺菌装置において、前記電解槽に取り付けられた前記電極に電流を流して電解させることにより便器洗浄水に殺菌力を有する成分を生成し供給していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の殺菌装置に用いられる電極は殺菌力を有する成分を生成し供給する際、電極が消耗するため長期にわたって使用する際、電気抵抗の低くなる電極端面からの電解が優先的におこり、電解に寄与する電極の表面積が減少し、電圧上昇による消費電力の増加、電解条件の変化による生成効率の低下がおこるといった欠点があった。また、前記電解槽が電極板をその端面を含む箇所で保持して支持している場合には、電極板全体が均一に電解せず、電極板の支持部近傍が先に溶解すると電極板が支持から外れ、落下するという欠点があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、殺菌力を有する成分を生成し供給する際、長期にわたって使用しても消費電力も生成効率も安定であり、電極が無くなるまで確実に使用できる殺菌装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために本発明に係る殺菌装置は、所定の間隔をおいて平行に対向させ、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる少なくとも一対の電極と、前記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからなる殺菌装置において、前記電極の端面が水流に曝されないようにした。
【００１１】
これにより電気抵抗の低くなる電極端面からの溶解がきわめて少なくなくなり、電極全体が均一に電解するため、長期にわたって使用する際、電解に寄与する電極の表面積が減少し、電圧上昇による消費電力の増加、電解条件の変化による生成効率の低下を防止することができる。また、前記電解槽は電極板をその端面に沿った一部で支持させ、かつ互いに平行に取り付けたものであっても、前記電極板全体が均一に電解せず、電極板の支持部近傍が先に溶解し、このため電極板が支持から外れ、落下することを防止することができる。
【００１２】
また本発明を実施するにあたり、前記電極の端面を被覆する被覆部材を設け、前記電極の端面が水流に曝されないように被覆するようにできる。
【００１３】
また好ましくは前記電解槽が前記電極の端面の少なくとも一部を被覆する構造をもつようにしたものを挙げることができる。
【００１４】
これにより前記電極の端面を被覆する被覆部材を別途設ける必要がなくなる。
【００１５】
さらに好ましい様態として前記被覆部材を、絶縁物質とした。また前記電解槽の前記電極を被覆する部位が絶縁物質とした。
【００１６】
これにより被覆部材表面上には電流が流れないため、被覆部材表面上で水の電気分解反応等が起こらず、通電する電流を前記電極の電気分解反応に効率よく用いることができる。
【００１７】
本発明のさらに好ましい様態として、上記構成における電極の材質を少なくとも一方が銀にしたものを挙げることができる。
【００１８】
これにより、銀電極から銀イオンとして溶解させ、便器洗浄水中に供給する。殺菌に必要な銀イオン濃度は一般に５０μｇ／Ｌ以上とされており、他の殺菌成分である銅では、同じく一般に５００ｍｇ／Ｌ以上とされているのに比べ、少ない濃度で殺菌効果が得られる。さらにこれらの電極反応効率（すなわち電極間を流れた電子の当量に対する、生成した殺菌成分の当量の割合。）は、銀から銀イオンを生成する反応では極めて高い。このことから、電極の材質に銀を用いた場合、非常に少ない電子量、すなわち電流値で殺菌効果が得られる。電流値が低いことから、同一の電極形状（電極面積および電極間距離）の条件下では、他の殺菌成分を供給する場合に比べて消費電力を少なくすることができる。また、同一の消費電力の条件下では、電極間距離を広く、あるいは電極面積を小さくすることができる。前者の場合、通水による圧力損失が軽減されるので、時間あたりに洗浄水供給流路を流れる水量（ここではこの値を「流量」と呼ぶ。）が低下するという不便がない。また、後者の場合、殺菌成分供給手段が小型化でき、使用の際に邪魔にならない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、本実施例では主として本発明の殺菌装置を便器洗浄に適用した例を示したが、浄水器、浴槽等のその他すべての殺菌装置に用いても同様の効果を発揮することができる。
【００２０】
図１は本発明に係る便器洗浄水の殺菌装置の第一の実施例である。
【００２１】
電解槽２１が便器洗浄用給水管２３のフラッシュバルブ等からなる給水弁２４よりも下流に設けられている。給水弁２４は公知の便器自動洗浄システム３に接続されている。便器洗浄用給水管２３は小便器１に接続されている。また、制御装置２７が電源部１３、電解槽２１の電極６ａ、６ｂ及び便器自動洗浄システム３とに電気的に接続されている。
【００２２】
図２は図１の便器洗浄用の殺菌装置に用いられる電解槽２１の正面図及び側断面図である。電解槽２１の内部には、殺菌成分供給手段である金属銀の平板を向かい合わせて配置した一対の電極６ａ、６ｂと、この電極間に形成された電極間流路７が設けられている。なお、電極間流路７に連通する液体流入口と液体流出口とを有する。
【００２３】
この電極６ａ、６ｂの向かい合う電極表面の周囲であって電極６ａ、６ｂの厚みを形成する電極の端面の内、図２の上下方向の端面はその近傍の電極表面を含めて被覆部材２６によって水流に曝されないように被覆されており、図２の側断面図における左右方向の端面は電解槽２１自体によって水流に曝されないように被覆されており、従って、電極６ａ、６ｂの端面全部が水流に曝されないように被覆されている。なお、制御装置２７が電源部１３と電極６ａ、６ｂとに接続されている。
【００２４】
図３は図１の便器洗浄用の殺菌装置に用いられる電解槽２１の他の実施例であり、電解槽２１の正面図及び側断面図である。電解槽２１の内部には、殺菌成分供給手段である金属銀の平板を向かい合わせて配置した一対の電極６ａ、６ｂと、この電極間に形成された電極間流路７が設けられている。なお、電極間流路７に連通する液体流入口と液体流出口とを有する。
【００２５】
この電極６ａ、６ｂの端面の全周は電解槽２１に埋め込まれることによって、端面全部が水流に曝されないように被覆されている。なお、制御装置２７が電源部１３と電極６ａ、６ｂとに接続されている。
【００２６】
なお、この図２および図３に示したように、電極６ａ，６ｂの端面が水流に曝されることが防止できれば、この電極６ａ、６ｂの端面からの銀の溶出量が少なくなるためこの端面の優先的な消耗を抑えることができるが、その消耗を抑える意味からすれば電極６ａ、６ｂの端面が水に接することなく被覆されていることが好ましい。
【００２７】
次に動作について説明する。便器自動洗浄システム３の作動により給水弁２４が開き、便器洗浄用給水管２３を通り水道水が電解槽２１の電極間流路７に流入する。このとき電源部１３から供給される電気エネルギーは制御装置２７を介して電解槽２１内の一対の電極６ａ、６ｂに給電され、電極６ａ、６ｂのいずれかアノード側から銀イオンが溶出し、銀イオンを含んだ便器洗浄水が便器洗浄用給水管２３を通って小便器１に供給される。
【００２８】
電極６ａ、６ｂの極性（すなわちアノードとカソード）は、制御装置２７が定期的に反転させており、カソード側に炭酸カルシウムなどのスケールが付着するのを防いでいる。この際、銀イオンの供給にともない、電極６ａ、６ｂは消耗していくので、電極がアノードである時間とカソードである時間とは均等にしておくことで一対の電極６ａ、６ｂを均等に消耗させることができる。また前記電極の端面が水流に曝されないように被覆しておくことで、電気抵抗の低い電極端面からの溶解がなくなるので、電極表面全体が均一に電解し、長期にわたって使用する際、電解に寄与する電極の表面積が減少し、電圧上昇による消費電力の増加、電解条件の変化による生成効率の低下を防止することができる。また、前記電解槽は電極板をその一部で支持させ、かつ互いに平行に取り付けたものであるが、電極板全体が均一に電解せず、電極板の取り付け側が先に溶解し、このため電極板が支持から外れ、落下してしまうことを防止することができ、最後まで無駄なく電極６ａ、６ｂを使い切ることができる。また電極６ａ、６ｂは、それ自身から銀イオンを溶出させるため、寿命を長くできるという点で、純銀の板材が好ましいが、銀を含む合金や銀メッキであっても構わない。
【００２９】
なお、一対の電極６ａ、６ｂのうち少なくとも一方が銀であればよい。一方に銀以外の電極を用いる場合は、制御装置２７によって銀電極側の極性をアノードに切り替えることで銀イオンを供給することができる。また、この少なくとも一方が銀である対の電極を複数対設けてもよい。
【００３０】
また、便器の使用様態によっては、必ずしも上記のごとき毎回の便器洗浄の時に銀イオンを供給するという動作には限られない。すなわち、銀の消耗を極力抑えたい場合には、数回おきの便器洗浄時にのみ銀イオンを供給する様態でもよい。また、銀の時間的な消耗を一定にしたい場合には、制御装置２７の出力信号を便器自動洗浄システム３に入力するように接続させ、便器使用後の便器洗浄時には銀イオンは供給させず、一定時間おきに制御装置２７が便器自動洗浄システム３を介して給水弁２４を開閉させることで自動的に便器洗浄を行い、この際にのみ銀イオンを供給する様態でもよい。さらに、たとえ銀の消耗が増大してでも、より高度な殺菌のレベルを維持したい場合には、便器使用後の便器洗浄時のみならず、非使用時にも一定時間おきに自動的に便器洗浄を行い、この際にも銀イオンを供給する様態でもよい。以上の動作は、便器の使用様態に応じて、制御装置２７の出力信号を便器自動洗浄システム３に入力するように接続させ、制御装置２７のプログラムを変更することで対応できる。
【００３１】
次に本発明の効果を発揮させるのに必要な銀イオン濃度と電流について説明する。
便器洗浄水に含有させる銀イオンの濃度は、一般的に銀イオンが殺菌効果を発揮するとされている５０μｇ／リットル以上にすることが好ましい。また、銀イオン濃度が過剰になると、小便器１のボウル面やトラップ部に酸化銀あるいは金属銀の析出物による黒ずみが生じることがあるので、３００μｇ／リットル以下に維持することが好ましい。
【００３２】
便器洗浄水の流量は、一般的には１０リットル／分（＝０．１７リットル／秒）程度であり、この時に、電解槽２１内の電極６ａ、６ｂ間に電流としてわずか０．０３Ａを通電させた場合、電極反応効率（電極６ａ、６ｂ間に流れた電気量のうち、銀イオンの生成に用いられた量の割合）を仮に１００％とし、ファラデー定数を９６５００とすると、一対の電極６ａ、６ｂのうちのアノード側から流出する銀イオン（原子量１０７．９）濃度は下式のごとく、約１９７μｇ／リットルとなる。
0003890801.tif 000002
電極反応効率は電解槽２１の設計（電極面積、電極間距離、電極間流路の断面積、電圧、電流など）や便器洗浄水の水質（電気伝導度、塩素イオン濃度、ｐＨなど）によって変化するが、本願出願人の実験により確認したところによると、日本の水道水の範囲であれば、いかなる条件においても、５０〜１００％であるので、生成される銀イオン濃度は９８〜１９７μｇ／リットルであると予想され、好適な銀イオン濃度範囲に入る。
【００３３】
小便器内及び配管内に存在する細菌を殺菌するため、水アカ、ぬめりの付着や臭気の発生を防止するとともに、小便器内の尿石付着の原因が排除され、小便器は常に清浄な状態に保たれて美観を損ねることもなく、尿石の配管内への付着による汚水通過路の狭小化が防止され、また、アンモニア等による臭気の発生も防止される。
【００３４】
なお本発明における電極は銀電極に限られず殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなるものであればよい。例えば銅、亜鉛などが挙げられる。
【００３５】
また本発明における電極の形状はいずれも四角形のものに限られず、所定の間隔をおいて平行に対向させた少なくとも一対のものであれば三角形、円、などいずれの形状でもよく、被覆部材も電極の端面を被覆する形状であればどのような形状のものでもよい。
【００３６】
以上、本発明により、水アカ、ぬめりの付着や臭気の発生を防止する機能を備え、さらに小便器においては、尿石の付着にともなう汚水の通過路の狭小化や美観の損傷、臭気の発生をも防止する機能も兼ね備えるとともに、これらのあらゆる機能が、長期にわたって使用しても消費電力も生成効率も安定であり、電極が無くなるまで確実に使用できる殺菌装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る殺菌装置の全体構成図である。
【図２】本発明の殺菌装置に用いる電解槽の第一の構造図である。
【図３】本発明の殺菌装置に用いる電解槽の第二の構造図である。
【符号の説明】
１：小便器
３：便器自動洗浄システム
６ａ、６ｂ：電極
７：電極間流路
１３：電源部
２１：電解槽
２３：便器洗浄用給水管
２４：給水弁
２６：被覆部材
２７：制御装置
【図１】
0003890801.tif 000003
【図２】
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【図３】
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