JP2000084566A - 水殺菌浄化システム - Google Patents

水殺菌浄化システム

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JP2000084566A
JP2000084566A JP11143433A JP14343399A JP2000084566A JP 2000084566 A JP2000084566 A JP 2000084566A JP 11143433 A JP11143433 A JP 11143433A JP 14343399 A JP14343399 A JP 14343399A JP 2000084566 A JP2000084566 A JP 2000084566A
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Shuji Nishiyama
修二 西山
Masahiro Tokida
昌広 常田
Naohito Wajima
尚人 輪島
Kenji Sakamoto
健二 坂元
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浴槽水を銀イオンによって殺菌浄化する水殺
菌浄化システムにおいて、浴槽水の循環する配管部材が
銅を主とする材質で形成されている場合においても銀イ
オンの殺菌力が損なわれない水殺菌浄化システムを提供
すること。 【解決手段】 浴槽水循環路に積算流量検知装置を設
け、銀イオン生成時からの浴槽水の積算循環水量により
銀イオンの減少量を検知し、その減少分を新規に補充す
ることで、循環に伴い銅製の水路管に吸着し、浴槽水中
から消失した銀イオン量を簡易に補充することが可能と
なった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽水を銀イオン
によって殺菌浄化する水殺菌浄化システムに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】銀イオンを浴槽水に添加して浴槽水の殺
菌を行う技術は従来からあった。その例として浴槽水追
い焚き機能付き給湯機に電解によって銀イオンを生成す
る機能を付加した技術が挙げられる(特公昭59−30
977号)。また従来から浴槽水追い焚き機能付き給湯
機の熱交換器は熱伝導性の良い銅で構成され、更に給湯
機と浴槽を接続する水路管は耐久性の優れた銅でつくら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】銀イオンが循環の際、
配管に付着した汚れに消費されてしまい浴槽水の殺菌に
必要な濃度を維持するのが難しいという課題があった。
さらに前記銀イオン生成機能を持つ浴槽水追い焚き機能
付き給湯機において、浴槽水に添加された銀イオンが、
水路管を構成する銅とイオン化エネルギーの大小から酸
化還元反応を行い、水路管に銀となって析出することか
ら、浴槽水中の銀イオン濃度が低下し殺菌力が低下する
という課題があった。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、浴槽水中の銀イオン濃度
を殺菌に必要な濃度以上に保つための方法を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は前記課題を解決するために、浴槽と銀イオン生成装置
と濾過装置とを接続する水路管と、水路管を通して浴槽
内の水を循環させる循環ポンプとを備える水殺菌浄化シ
ステムにおいて、浴槽水の循環経路に銀イオン濃度測定
装置を設けたことを特徴とする。
【0006】銀イオンを含んだ浴槽水が浴槽と水路管を
循環する際、定期的に銀イオン濃度測定装置で水中の銀
イオン濃度が測定される。測定された濃度が銀イオン生
成装置にフィードバックされ銀イオンの減少量が新たに
生成される。これによって常時殺菌に必要な濃度の銀イ
オンが水中に存在し、浴槽水の殺菌が可能となる。
【0007】また本発明は、前記課題を解決するため
に、浴槽と銀イオン生成装置と濾過装置とを接続する水
路管と、水路管を通して浴槽内の水を循環させる循環ポ
ンプとを備え、前記水路管の長さの5割以上が銅製から
なる水殺菌浄化システムにおいて、浴槽水循環路に積算
流量検知装置を設け、銀イオン生成時からの浴槽水の積
算循環水量により銀イオンの減少量を検知することを特
徴とする。尚、水路管が一部、熱耐性を持つ樹脂管、例
えばポリブデンなどからなる場合は、金属間に作用する
イオン化ポテンシャルの差異による酸化還元反応が起き
ないため、銅管に見られるような銀の析出がみられな
い。よって上述の手段は、水路管全体が銅製からなる場
合はもちろん、水路管の長さの5割以上が銅製であれば
効果が顕著になる手段である。
【0008】前述したように、銀イオンを含む浴槽水が
銅製の水路管を循環すると、循環量に比例して次第に浴
槽水中の銀イオンが減少してくる。これは人が入浴した
水でも、入浴していない水でも同様にみられた。また配
管をシリコンホース、塩化ビニルホースなどのゴムホー
スにした場合、循環にともなう銀イオンの減少はみられ
なかった。よって銀イオンと銅製の水路管に特有の反応
であることがわかった。
【0009】この反応を詳しく調べるため、銅製水路管
の入り口と出口における銀濃度を測定した結果、反応は
入り口の銀イオン濃度と銅製水路管を通り抜ける時間に
影響されることが分かった。
【0010】詳しくは実施例に記載したが、循環に伴う
銀イオンの減少が、1次の反応速度定数を用いて理論近
似できることが判明した。以下に式を示す。
【0011】 ln {[Ag]/[Ag]0} =−kQt/ V ……………… [Ag] :浴槽水中の銀イオン濃度 [Ag]0:循環開始時の浴槽水中の銀イオン濃度 k :浴槽水が銅配管を1ターンする間に銀イオンが減
少する割合 V :浴槽水の全体積(単位 L) Q :循環ポンプ
の流量(単位 L/秒) t :循環時間(秒) 浴槽水の循環量は式のQtの項に相当する。銀イオン
生成が電解によって行われる場合、循環開始時の浴槽水
中の銀イオン濃度は電解によって生成された銀イオン濃
度に等しい。電解による銀イオン生成濃度はファラデー
の法則から演算できる。またkの値は銅配管の管の長さ
と、中を流れる浴槽水の循環流量値によって一律に決定
できる。よって 式から、浴槽水の循環量=Qtを用
いて水中の銀イオン濃度が概算でき、銀イオン生成時か
ら減った量を新規に補充することが可能となる。これに
よって浴槽水中の銀イオン濃度を常にあるレベル以上に
保つことが容易となり、細菌の繁殖を常に抑制すること
ができる。また積算循環水量から水中の銀濃度を概算す
ることで、直接銀濃度を測定するセンサーを使わなくて
もすむ。このため装置が簡便になり、直接測定の手間が
省ける。また断続的な循環にも適用できる。
【0012】また本発明は前記課題を解決するために、
浴槽水循環路に前記積算流量検知装置を搭載した追い焚
き機能付き給湯機を設けたことが挙げられる。
【0013】追い焚き機能付き給湯機内部の循環配管
や、浴槽と給湯機間の接続配管が銅製である場合前述し
たように銀イオンが銅配管に吸着してしまうが、給湯機
内の浴槽水循環路に積算流量検知装置を設け、浴槽水の
積算循環水量を測定することで、請求項2同様に浴槽水
中の銀イオン濃度が概算でき、銀イオン生成時から減っ
た量を新規に補充することが可能となる。また、積算循
環水量を計測することで、給湯機の耐久寿命の目安にも
なる。
【0014】
【発明の実施の形態】以上説明した本発明の作用・効果
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。図1は本発明装置の第一の実施例を
示す水殺菌浄化システム構成図である。浴槽1から出た
水が水路管2を通って浴槽1にもどる循環経路を表して
おり、循環の途中に、銀イオン生成装置3、濾過装置
4、循環ポンプ5、銀イオン濃度測定装置6が介され
る。銀イオン濃度測定装置6には演算処理装置7が接続
し、さらに銀イオン生成装置3の制御部8へと接続され
る。銀イオン生成装置3は電解によって銀イオンを生成
する場合、銀イオン生成量Zは、電流値Aと通電時間tと
銀の1グラム当量と、ファラデー定数Fとから次式
(1)で簡単に演算することができる。 Z=108At/F…………………………(1) Z:銀イオン生成量(g) A:電流値(アンペア) t :通電時間(秒) 銀イオン生成装置3の制御部8での制御法は、トータル
としての水量に対して銀イオン電解の電流値と通電時間
を定める方法と、単位時間に流れてくる流量に対して所
定の銀イオン濃度となるように電流値と通電時間を定め
る方法があり、どちらを採用しても良い。銀イオン殺菌
に必要な濃度(a値、目安として0.05ppmが挙げられる)
以上を浴槽水に加えるように電流値Aと通電時間tを調節
する。
【0015】なお、前記銀イオン生成装置3は銀イオン
を水中に供給することができれば、電解による方法に限
定されることはなく、周知の銀イオンを供給できる装置
でよく、例えばA.銀ゼオライトペレットの充てん槽、
B.銀含有活性炭の充てん槽、C.硝酸銀などの銀イオ
ン含有溶液と注入ポンプの組み合わせ等を用いることが
できる。
【0016】濾過装置4は、入浴に伴って人体から浴槽
水中に排出された髪の毛や皮脂などの汚れを濾過で取り
去る浄化作用を持つ。
【0017】銀イオン濃度測定装置6は、銀イオンの特
性を利用した測定を行う。実施例としては、電極反応が
挙げられる。浴槽水の通水路に二枚の電極を設ける。浴
槽水の循環停止時、二つの電極に一定時間通電を行い、
マイナスの電極表面に浴槽水中の銀イオンを集める。そ
の後電極に一定範囲の電位をかけながら、電極間に流れ
た電流を測定する。銀の酸化還元電位は金属中最も高く
25℃で+0.798Vであり、そのとき電極間に流れ
た電流値から銀イオン濃度を測定できる。測定された数
値は演算処理装置7に入力され、前記a値に足りない銀
イオンが、制御部8を介して銀イオン生成装置3から補
充される。
【0018】図2は本発明の第二の実施例を示す水殺菌
浄化システム構成図である。浴槽1から出た水が水路管
2を通って浴槽1にもどる循環経路を表しており、循環
の途中に、銀イオン生成装置3、濾過装置4、循環ポン
プ5、積算流量検知装置9が介される。積算流量検知装
置9には演算処理装置7が接続し、さらに銀イオン生成
装置3の制御部8へと接続される。銀イオン生成後から
の循環量から、減少した銀イオン量を推定する。推定の
根拠を以下に示す。
【0019】図3は本発明に関わる銅配管への銀イオン
吸着を表すグラフである。図は水殺菌浄化システムにお
いて、一定流量で浴槽水を循環した場合、浴槽水中の銀
イオンが時間とともに減少していくことを表す。銀イオ
ン濃度の対数をとった場合、浴槽水の循環ターン数に対
して比例関係をもって減少するのが特徴である。
【0020】循環流量Qで配管内を流れるフローシステ
ムにおいて、水中の銀イオン濃度に対する微分方程式を
たてると以下のようになる。 V × d[Ag]=−k[Ag]Q dt [Ag]:浴槽水中の銀イオン濃度、k:速度定数、
Q:循環流量、V:浴槽水体積、 これを解くと ln[Ag]=−kQt / V + C ……………… C:浴槽水中の銀イオン初期濃度 となる。Qt / Vはターン数を表し、浴槽水が時間
tの間に循環する回数に相当する。はターン数が増え
るごとに浴槽水中の銀イオン濃度は指数的に減少するこ
とを示しており、図の実験値とよく一致することが分か
った。銀イオン生成時の濃度と浴槽水の循環量が分かれ
ば、浴槽水中に残存する銀イオン濃度がから推察で
き、それにもとづいて銀イオン補充ができる。銀イオン
の初期濃度が循環に伴って、殺菌力を持つ最小濃度まで
減少したとき、銀イオン補充のための電解がスタートす
る。
【0021】図4は本発明の第三の実施例を示す水殺菌
浄化システム構成図である。浴槽1から出た出た水が濾
過装置10、水路管11を通って追い焚き機能付き給湯
機12に入り、水路管13から浴槽1にもどる循環経路
を表している。給湯機12内には、銀イオン生成装置1
4、循環ポンプ15、積算流量検知装置16、第一熱交
換器17,第二熱交換器18が内蔵される。浴槽水の循
環水路管の長さの5割以上が銅製である。積算流量検知
装置16には演算処理装置19が接続し、さらに銀イオ
ン生成装置14の制御部20へと接続される。給湯機1
2内部の給湯時と追い焚き時における動作機構を以下に
記す。
【0022】風呂給湯時には、第一熱交換器17からの
温水が、三方弁21から風呂給湯路22を通って三方弁
23と逆止弁24の働きによって第二熱交換器18に流
れ込み、給湯機出口26から浴槽1内に入る。所定量の
温水が浴槽1に入ったところで、三方弁21が一般給湯
側に切り換えられ、風呂追焚き用の循環ポンプ15が駆
動されることにより、前記温水が給湯機入口25から積
算流量検知装置16を通り前記三方弁23、逆止弁24
を通って前記銀イオン生成装置14に入る。ここで銀イ
オンが浴槽水中に生成され、銀イオンを含んだ浴槽水が
前記循環ポンプ15と第二熱交換器18を通って、給湯
機出口26から銅製の水路管13を通って浴槽1に入
る。この銀イオンによって入浴に伴って増加する菌が殺
菌され、浴槽1内の浴槽水の菌増殖による汚れの上昇を
抑えることができる。
【0023】風呂追焚き時には、前記三方弁23が前記
積算流量検知装置16と風呂追い焚き循環路27側に切
り換えられ、前記循環ポンプ15が駆動されることによ
り、浴槽水が銅製の水路管11を通り、給湯機入口25
から給湯機12内に入り、前記積算流量検知装置16と
前記循環路27を通って、第二交換器18で加熱され、
給湯機出口26から銅製の水路管13を通って浴槽1に
入る。所定の水温になった後、前記三方弁23が前記銀
イオン生成装置14側に切り換えられ、前記積算流量検
知装置16の値に応じて浴槽水中から減少した量の銀イ
オンが生成され、浴槽水中に新たに銀イオンが添加され
る。
【0024】図5は前記追い焚き機能付き給湯機の追い
焚き時のフローチャートを表す。追い焚きスイッチが入
ると、ポンプが回り浴槽水の循環が始まり、バーナース
イッチが入って水温を所定の温度(例として40℃)ま
で上げる。浴槽水は銅製の水路管を通って浴槽と給湯機
間を循環する。所定の水温になるとバーナーがOFFさ
れる。
【0025】追い焚き開始から浴槽水が大量に循環した
場合、浴槽水中の銀イオンが銅製の水路管に吸着して殺
菌力を持つ濃度以下にまで減少してしまう。そこで一定
量(b値)流れたところで銀イオンを補充するための電
解が行われる。b値は,前記式から予想される浴槽水
循環量と銀イオン濃度に対して、殺菌に必要な銀イオン
濃度、a値になるときの浴槽水循環量をあてはめればよ
い。浴槽水が循環される運転シーケンスとして、浴槽水
温を一定に保つ自動保温運転と、追い焚き運転等があ
る。浴槽水の循環量を検知する手段としては、浴槽水循
環路に積算流量計を設置する、あるいは循環ポンプ運転
時間をタイマーでカウントし、Q=Ct C:給湯機内循環ポンプの流量、t:循環ポンプ運転時
間 から循環流量Qを検知する等がある。
【0026】
【効果】本発明は以上の構成よりなり、請求項1、2、
3に記載の水殺菌浄化システムによれば、浴槽水が循環
する際に、銅製の水路管によって消失する銀イオン量を
新たに添加でき、殺菌に必要な銀イオン濃度を常に保つ
ことで、浴槽水を常に清浄に保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す水殺菌浄化システム
構成図。
【図2】本発明の第二の実施例を示す水殺菌浄化システ
ム構成図。
【図3】本発明に関わる銅配管への銀イオン吸着を表す
グラフ。
【図4】本発明の第三の実施例を示す水殺菌浄化システ
ム構成図。
【図5】第三の実施例における追い焚き時のフローチャ
ート。
【符号の説明】
1:浴槽 2:水路管 3:銀イオン生成装置 4:濾
過装置 5:循環ポンプ 6:銀イオン濃度測定装置 7:演算処理装置
8:制御部 9:積算流量検知装置 10:濾過
装置 11:水路管 12:追い焚き機能付き給湯
機 13:水路管 14:銀イオン生成装置 15:循
環ポンプ 16:積算流量検知装置 17:第一
熱交換器 18:第二熱交換器 19:演算処理装置
20:制御部 21:三方弁 22:風呂給湯路
23:三方弁 24:逆止弁 25:給湯機入口 26:給湯機出
口 27:風呂追い焚き循環路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/50 550 C02F 1/50 550H 550L 560 560F A47K 3/00 A47K 3/00 K M C02F 1/46 C02F 1/46 Z F24H 1/00 602 F24H 1/00 602L 9/00 9/00 W (72)発明者 坂元 健二 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 浴槽と銀イオン生成装置と濾過装置とを
    接続する水路管と、水路管を通して浴槽内の水を循環さ
    せる循環ポンプとを備える水殺菌浄化システムにおい
    て、浴槽水の循環経路に銀イオン濃度測定装置を設けた
    ことを特徴とする水殺菌浄化システム。
  2. 【請求項2】 浴槽と銀イオン生成装置と濾過装置とを
    接続する水路管と、水路管を通して浴槽内の水を循環さ
    せる循環ポンプとを備え、前記水路管が銅製からなる水
    殺菌浄化システムにおいて、浴槽水循環路に積算流量検
    知装置を設け、銀イオン生成時からの浴槽水の積算循環
    水量により銀イオンの減少量を検知することを特徴とす
    る水殺菌浄化システム。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の水殺菌浄化システムにお
    いて、浴槽水循環路に、前記積算流量検知装置を搭載し
    た追い焚き機能付き給湯機を設けたことを特徴とする水
    殺菌浄化システム。
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