(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板が２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と、白金をコーティングした１枚のチタン極板とから成り、前記２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板が前記１枚のチタン極板を挟んだ両側に、該チタン極板と対向するようにそれぞれ配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【請求項２】
水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板が複数枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と、白金をコーティングした複数枚のチタン極板とから成り、該チタン極板と前記銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板とがそれぞれ１枚づつ交互にかつ互いに対向するように配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【請求項３】
請求項２に記載の殺菌殺藻装置において、前記複数枚のチタン極板のうち２枚が、その他のすべての金属板の最も外側にそれぞれ１枚づづ配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【請求項４】
請求項２に記載の殺菌殺藻装置において、前記銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板のうち２枚が、その他のすべての金属板の最も外側にそれぞれ１枚づつ配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【請求項５】
水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板は複数枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板から成り、互いに隣接する銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板の間には、セロファン又は合成樹脂から成る隔膜が配設され、前記銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と当該隔膜とがそれぞれ交互にかつ対向するように配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【請求項６】
水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板は２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板から成り、互いに対向するように配設されるとともに、当該２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板の間には、セロファン又は合成樹脂から成る１枚の隔膜が配設されていることを特徴とする金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽、池、噴水、プール、水槽等の水施設に水を還流させる水路の途中にイオン発生器を設け、そのイオン発生器で発生させた金属イオンで水施設の水を殺菌、殺藻する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、浴槽、池、噴水、プール、水槽等の水施設に所定量の水を還流させる流路の途中に複数の金属板を備えた金属イオンの発生器を設け、当該金属板を電解して金属イオンを発生させ、その金属イオン、特に銀イオンや銅イオン等により前記水施設の水を殺菌若しくは殺藻を行う殺菌殺藻装置が知られている（例えば実開平２−６６２９４号）。
この金属イオンを利用した殺菌殺藻装置は、殺菌力、殺藻力に優れ、安価で利用しやすい等利点が多く、近年は広く採用されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記水槽等の水の汚れがひどい場合には、銀イオンの殺菌力、銅イオンの殺藻力にも限界があるので、それらの水を殺菌浄化するためには長時間要していた。そこで、塩素系薬剤（次亜塩素酸ナトリウム等）を前記水施設に添加し、金属イオンによる触媒作用により、殺菌殺藻力を増強する必要があった。その結果、コスト高になり、また、作業が煩雑であった。さらに、塩素系薬剤を水施設に添加することにより、温泉湯質が変化したり、濾過循環設備が酸化腐食して、その寿命（耐久性）が短くなったり、あるいは水施設の利用者に塩素臭さや目、皮膚、鼻喉等への刺激等の不快感を与えるといった問題があった。
【０００４】
また、イオン発生器内の金属板が同種の金属板のみから成る場合には、溶出した金属イオンの一部が、もとの金属に戻ってしまい、その分、水の殺菌、殺藻力の効率が低下するという欠点があった。すなわち、例えば、前記金属板の全てが銅極板であって、それを電解した場合、陽極で発生した銅イオンが陰極へと引き寄せられるが、その際陰極付近では水素ガスが発生し、アルカリ性となるため、銅イオンの電荷が失われる。その結果、銅イオンは消失し、代わりに銅粉体が析出し、陰極の同極板に付着するか、あるいは水槽の底に沈澱する。従って、銅イオンによる殺菌効果が減殺されるばかりか、銅粉体が析出することによる銅極板の汚れ、水の濁り等の不具合が生じていた。このことは、この種の水の殺菌殺藻装置に使用される他の金属、例えば、銀や銅銀合金についても同じような現象が生じていた。
【０００５】
本発明は、これらのような欠点に鑑みてなされたもので、人体等に有害な影響を及ぼす塩素系薬剤を一切使用することなく、また銅粉体を析出させることなく、簡易かつ安全で、しかも極めて高い殺菌、殺藻効果を発揮させることができるようにした液体の殺菌殺藻装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置は、水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板が２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と、白金をコーティングした１枚のチタン極板とから成り、前記２枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板が前記１枚のチタン極板を挟んだ両側に、該チタン極板と対向するようにそれぞれ配設されていることを特徴としている。
【０００７】
また、前記金属板は、複数枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と、白金をコーティングした複数枚のチタン極板とから成り、該チタン極板と前記銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板とがそれぞれ１枚づつ交互にかつ互いに対向するように配設されていることを特徴としてもよい。
【０００８】
さらに、本発明に係る金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置は、前記複数枚のチタン極板のうち２枚が、その他のすべての金属板の最も外側にそれぞれ１枚づづ配設され、又は前記複数枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板のうち２枚が、その他のすべての金属板の最も外側にそれぞれ１枚づつ配設されていることを特徴としてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る金属イオン及び塩素による液体の殺菌殺藻装置は、水施設に所要濃度の塩分を含む水を環流させる流路の途中に、所定の間隔をおいて互いに対向するように配設した複数枚の金属板を有するイオン・塩素発生器を設け、電源部からの電力によりその金属板を電解させ、それにより生じた金属イオン及び塩素を前記流路を通して水施設に送出し、該水施設の水の殺菌殺藻を行う殺菌殺藻装置であって、前記金属板は複数枚の銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板から成り、互いに隣接する銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板の間には、セロファン又は合成樹脂から成る隔膜が配設され、前記銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板と当該隔膜とがそれぞれ交互にかつ対向するように配設されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
さらに、前記金属板は２枚とし、前記隔膜を１枚として、２枚の金属板の間に隔膜を挟むようにして配設されていることを特徴としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る殺菌殺藻装置は、主としてイオン・塩素発生器１６と電源装置１７とからなり、図１、２、３（Ａ）、（Ｂ）、４〜８はイオン・塩素発生器の一例を示した図で、このうち図１、図２は、イオン・塩素発生器１６の要部の斜視図、図３（Ａ）は外観概略図の正面図、図３（Ｂ）は同側面図、図４〜図８は要部の概略側面図である。
これらの図において１は中空の略有底短筒状をしたケーシング、１ａはそのケーシング１の一側面に設けた水の吸入口、１ｂは吸入口１ａの対向面に設けた水の吐出口である。２はケーシング１内に水平に保持された水平板で、この水平板２には複数の係合穴２ａが形成されていて、その大きさはボルト３の一端部に形成されたねじ３ａを挿通できる大きさとする。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態は、主に図１〜６に示されている。ここで、４、５は金属板で、このうち４は銅極板又は銀極板若しくは銅銀合金極板で（以下金属極板４という）図示例では略縦長の長方形に形成され、その一端にねじ穴４ａが穿設されており、このねじ穴４ａに前記ボルト３の一端３ｂ（下端側）を螺合して取り付ける一方、他端側３ａ（上端側）は前記水平板２の係合穴２ａに差し込んで水平板２の上側からナット６で緊締する。
また、５は高度の耐触性を有するチタン極板で（以下チタン極板５という）、図示例では前記金属極板４の厚さより半分以下の厚さに薄く形成されており、不溶解性、耐久性及び電解水質の安全性等を向上させるため、白金（その他イリジウム、パラジウム、ロジウムなどの白金族）によりコーティング（めっきあるいは焼成）されている。なお、白金のコーティング厚は、１〜５μｍにするのが一般的である。このチタン極板５の一端は直角に折り曲げ加工され、ねじ穴５ａに前記ボルト３の一端３ｂ（下端側）を差し込んで下側からナット６で緊締する。また、ボルト３の他端側３ａ（上端側）は前記水平板２の係合穴２ａに差し込んで水平板２の上側からナット６で緊締する。
なお、金属極板４、チタン極板５は図示の形状に限定されず、その他の四角形、丸、三角等形状は任意である。
【００１３】
図１、２、５、６では、上記金属極板４、チタン極板５はともに複数であり、金属極板４とチタン極板５とは、それらの面が互いに対向するように水平板２に取り付けられるとともに、隣接する金属板は異なるもの、すなわち、金属極板４とチタン極板５とは、交互に入れ替わるように配設される。
【００１４】
ここで、図１及び図５の図示例では、金属極板４が３枚であるのに対し、チタン極板５が２枚であり、このうち２枚の金属極板４がその他のすべての金属板４、５の最も外側にそれぞれ配設され、当該２枚の金属極板４の内側面に隣接かつ対向して２枚のチタン極板５がそれぞれ配設され、さらにその２枚のチタン極板５に挟まれるように、かつ対向して１枚の金属極板４が配設される例が示されている。
【００１５】
また、図２及び図６図示例では、金属極板４が２枚であるのに対し、チタン極板５が３枚であり、前述した図１及び図５に示した図示例とは金属極板４とチタン極板５との配置の位置がちょうど逆になるような関係である。すなわち、２枚のチタン極板５がその他のすべての金属板４、５の最も外側にそれぞれ配設され、当該２枚のチタン極板５の内側面に隣接かつ対向して２枚の金属極板４がそれぞれ配設され、さらにその２枚の金属極板４に挟まれるように、かつ対向して１枚のチタン極板５が配設される例が示されている。
【００１６】
なお、上記図１、図５及び図２、図６で示した図示例は、金属極板４及びチタン極板５がともに複数である場合の一例であり、本発明では隣接する金属板が金属極板４とチタン極板５とに交互に入れ替わるように配設されればよく、金属板の数は問わない。また、その際、それぞれの金属極板４とチタン極板５との間隔は、均一した金属イオン及び塩素を供給するために、同間隔であることが望ましい。
【００１７】
さらに、図４では、金属極板４が、２枚であるのに対し、チタン極板５は１枚である例を示しており、チタン極板５が、２枚の金属極板４の間に挟まれ、かつチタン極板５の外側両面と金属極板４のそれぞれの内側面が互いに対向するように水平板２に並設して取り付けられている。
【００１８】
次に、第２の実施の形態では、第１の実施の形態のうち、チタン極板５の代わりに、隔膜７を用いるものであり、図７及び図８にその実施の形態の一例の概略図が示されている。隔膜７は、金属イオンを透過させないバリア性を有するセロファン又は合成樹脂を材料として形成された薄い膜である。この隔膜７の水平板２への取り付けは、例えば上記ボルト３のねじ３ａと同じ大きさのねじを上端に有する連結具８の下端にステンレス等のフレームを連結し、該フレームの中に隔膜７を張り、連結具８の上端のねじを水平板２の下側の係合穴２ａに差し込んで水平板２の上側からナット６で緊締するような方法が考えられるが、その取り付け方法は問わない。
【００１９】
この隔膜７は、隣接する金属極板４同士を隔てるために設置するものであり、隣接する金属極板４と４との間に挟まれるようにそれぞれ配設されるとともに、金属極板４と対向するように配設される。このうち、図７では、金属極板４が２枚で隔膜７が１枚である例を示している。また、図８では、金属極板４が３枚であり、隔膜７が２枚である例を示しているが、本発明は金属極板４と４との間に隔膜７が挟まれるように配設されていればよく、金属極板４及び隔膜７の数はそれ以上でもよい。その場合、隔膜７の数は金属極板４よりも１枚少なくなる。
【００２０】
次に、電源装置１７は、イオン・塩素発生器１６に電気を供給するもので、作動時間、陽極と陰極との切り替え、電気量等を制御する機能を合わせて持っている。
【００２１】
図９は本発明に係る殺菌殺藻装置が実施される水循環システムを示した概略図である。このうち１１は池、プール、水槽等の水施設、１２はその水施設１１に水を供給する濾過器、タンク、上水道等の水供給源、１３はその水供給源１２と水施設１１をつなぎ、所定の水量が流れるようにした流路である。そして、該流路１３の途中に各種バルブ１５（バイパスバルブ１５ａ、ドレインバルブ１５ｂ）を介してイオン・塩素発生器１６が設けられている。また、当該イオン・塩素発生器は出力ケーブル１８を介して電源装置１７と接続されている。
【００２２】
この水循環システムを循環する水には、塩素を発生させるのに必要な塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）が添加されている。水に含まれる塩分濃度は比較的低くてよいが、その数値は、具体的には、水施設の種類や水量の大小等により相対的に決定される。
【００２３】
そして、この塩分を含む水が水供給源１２から流路１３を介して吸入口１ａを通してイオン・塩素発生器１６内に供給され、第１の実施の形態において、チタン極板５を陽極とし、それと対向する金属極板４を陰極として通電すると、塩化ナトリウムが電気分解され塩素（次亜塩素酸）が発生する。一方、チタン極板５を陰極とし、それと対向する金属極板４を陽極として通電すると、金属極板４が電解して、銅又は銀の金属イオンが発生する。また、第２の実施の形態においては、隔膜７を隔てた隣接する金属極板４の一方を陽極とし、他方を陰極として通電すると、塩化ナトリウムが電気分解され、塩素が発生するとともに、陽極の金属極板４が電解して、金属イオンが発生する。
【００２４】
また、金属極板４が陽極の場合には、発生した金属イオンは陰極に引き寄せられるが、第１の実施の形態において、チタン極板５が陰極である場合は、金属極板４が陰極である場合に比べて水素ガスを発生しにくいという性質を有する。従って、金属イオンの電荷は失われず、もとの金属に戻ることがなくなるので、陰極付近での当該金属の粉体の析出も大幅に減少する。さらに、第２の実施の形態においては、陰極が金属極板４であるため、その付近では水素ガスが発生するものの、隔膜７は金属イオンを透過しない性質を有するので、金属イオンは陰極の金属極板４に到達することはできず、金属イオンは、陰極付近の水素ガスと融合することがなくなる。従って、本発明においては、発生した大半の金属イオンを水中に拡散させることができるので、それが持つ殺菌殺藻力を維持することができる。
【００２５】
ここで、金属板の陽極と、陰極とは、所定の時間間隔を置いて、自動で切り替わるように電源装置１７で設定しておく。そして、この陽極から陰極への切り替えと陰極から陽極への切り替えを１サイクルとし、例えば１時間で数サイクルの工程を行えるように設定することで、安定した金属イオン及び塩素を含む水（以下電解水という）を供給することができる。また、金属極板４が陽極である場合には、電解により金属極板４が消耗するが、陽極と陰極を交互に切り換えることにより、一部の金属極板４が極端に消耗することを防止することができ、金属極板４の効率的な利用を図ることができる。
【００２６】
以上のようにして作られた電解水は、吐出口１ｂから流路１３を介して水施設１１へ送られる。そして水施設１１において、水の殺菌殺藻が行なわれる。また、上記水施設１１にはドレーン１９や排水口２０が設けられていて、そこから一部はヘアーストレーナー２１、循環ポンプ２２等を介して噴水２３に利用されたり、あるいは別のヘアーストレーナー２４、循環ポンプ２５等を介して濾過器１２へ送り、その濾過器１２で濾過された水が再び流路１３を通して水施設１１へ送られて、循環されるようになっている。
【００２７】
ここで、前記電解水は、金属イオンの触媒作用によって、塩素との相乗効果が生じるので、従来の金属イオンのみを利用する水施設の殺菌殺藻装置に比べて約１０倍から１０００倍の極めて高い殺菌殺藻効果を奏することができる。また、塩素系薬剤の使用が不要となるのに加え、前記電解工程を経て形成された電解水に含まれる塩素は、塩素系薬剤を用いた場合と比べて約１／１０から１／５０程度の残留塩素濃度で同等の殺菌殺藻力を有するので、上述した塩素系薬剤を用いた場合に生じるような弊害の発生を抑制することができる。さらに、当該電解水に含まれる塩素は、水施設の殺菌殺藻を行った後は、短時間で活性を失い、低濃度の溶解塩に戻る。従って、還流する水に一旦塩化ナトリウムが添加されれば、長時間塩化ナトリウムを再添加する必要はないので、手数及びコストの面で効率的であり、また利用者にとっても安全でかつ環境にもやさしい。また、水施設の汚れの状況により、殺菌殺藻力を増強又は低減したい場合には、電源装置１７において電流量を調整し、金属極板４、チタン極板５及び塩化ナトリウムの電解量を調節することで金属イオン及び塩素の発生量を増減することができるので、水の殺菌殺藻を効率的かつ極めて容易に行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、所要濃度の塩分を含んだ水の中にイオン・塩素発生器を配設し、通電することにより、銀等の金属イオンに加え、塩素が発生することになり、金属イオンの触媒作用によって、塩素との相乗効果が生じるので、金属イオンのみで水を殺菌処理する場合に比べて約１０倍から１０００倍の極めて高い殺菌殺藻効果を奏することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、水の電気分解によって金属極板に付着しがちなカルシウム、シリカ、金属粉体等の固形付着物を、金属板の陽極と陰極とをそれぞれ切り換えながら通電することにより取り除くことができ、金属板をクリーンアップすることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、塩素系薬剤を用いることなく格段と優れた水施設の水の殺菌殺藻効果が得られ、しかも電源装置によって電流量を調節するだけで、金属イオン及び塩素の量を調整することができるので、使用方法が簡易であるとともにコストの低減が図られ、また水施設に水を環流させるシステム自体の耐久性を向上させるとともに、人体に安全で快適な水施設を利用者に供給することができる。
【００３１】
また、本発明によれば一度発生させた金属イオンは、その大半（約７０％以上）が再びもとの金属に戻ることがなくなるので、金属イオンの殺菌殺藻力を維持することがるとともに、それによる金属粉体の析出の大幅な減少により、水施設の中の水の汚れを防止することができる。
【００３２】
さらに、チタン極板は白金によりコーティングされているので耐久性があり、長期間の使用により白金コーティングが薄れてきた場合には、再び白金コーティングすれば何度でも使用できるので、経済的であり、またリサイクル使用できるので資源の有効利用、ひいては環境保護にも貢献できる。
【００３３】
また、チタン極板と銀又は銅若しくは銅銀合金極板とを交互に配設することで、銀又は銅若しくは銅銀合金極板が電解作用により効率よく溶解するので、それらの極板の有効利用を図ることができる。
【００３４】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態におけるイオン・塩素発生器の要部の分解斜視図であり、金属極板が３枚、チタン極板が２枚使用されている場合の例を示している。
【図２】図２は、第１の実施の形態におけるイオン・塩素発生器の要部の分解斜視図であり、チタン極板が３枚、金属極板が２枚使用されている場合の例を示している。
【図３】図３（Ａ）は、本発明に係るイオン・塩素発生器の外観を示した正面略図、図３（Ｂ）は、同側面略図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態のうち、金属極板を２枚、チタン極板を１枚使用して組み立てた場合のイオン・塩素発生器の要部の概略側面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態のうち、金属極板を３枚、チタン極板を２枚使用して組み立てた場合のイオン・塩素発生器の要部の概略側面図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態のうち、チタン極板を３枚、金属極板を２枚使用して組み立てた場合のイオン・塩素発生器の要部の概略側面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態におけるイオン・塩素発生器の要部の概略側面図であり、金属極板が２枚、隔膜が１枚である場合の例を示している。
【図８】図８は、第２の実施の形態におけるイオン・塩素発生器の要部の概略側面図であり、金属極板が３枚、隔膜が２枚使用されている場合の例を示している。
【図９】図９は本発明に係る殺菌殺藻装置が実施される水循環システムを示した概略図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  水平板
２ａ  係合穴
３  ボルト
３ａ・３ｂ  ねじ部
４  銀極板又は銅極板若しくは銅銀合金極板
５  チタン極板
６  ナット
７  隔膜
８  連結具
１１  水施設
１２  水供給源
１３  流路
１４  殺菌殺藻装置
１６  イオン・塩素発生器
１７  電源装置
【図１】
0004086095.tif 000002
【図２】
0004086095.tif 000003
【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】
0004086095.tif 000008
【図８】
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【図９】
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