JP2006305483A

JP2006305483A - イオン水発生装置

Info

Publication number: JP2006305483A
Application number: JP2005132362A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yanagihara; 祐二柳原
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】殺菌と殺藻をともに必要とする水を金属の利用率が良くて、小型なイオン水発生装置を提供する。
【解決手段】イオン水発生装置は、水中にイオン化されたとき殺菌に寄与する第１金属からなる第１電極と、水中にイオン化されたとき殺藻に寄与する第２金属からなる第２電極とが一対として構成されている電極対と、上記第１電極と上記第２電極との間の水に電流を流して正電位の方の電極から該金属をイオン化する電源と、上記第１電極および上記第２電極と上記電源との接続を切り換えることにより上記第１電極と上記第２電極の極性とを相互に切り換えるスイッチと、上記スイッチの切換を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、水の電気分解にともなって水中に溶出する金属イオンにより水の殺菌および殺藻を行うイオン水発生装置に関する。

従来、冷却水のようにクーリングタワーと熱源との間で循環する水に発生するレジオネラ菌などの細菌を殺菌するために銀イオンを注入したり、藻やバクテリアなどを殺藻するために銅イオンを注入したりしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−７３１７号公報

しかし、殺菌と殺藻を合わせて行うときには、銀イオンを溶出できる銀電極を陽極とする電極対と銅イオンを溶出できる銅電極を陽極とする電極対とをクーリングタワーに投入しているので、２個の電極対とそれに付属する２台の電源が必要になり、２個の電極対の占める容積が大きくなるとともに電源が高価になるという問題がある。
また、銀イオンは殺菌には効果はあるが、藻やバクテリアが多くあるときには、殺菌作用が低下してしまうので、銅イオンと同時に注入しても銀が有効に寄与しないという問題がある。

この発明の目的は、殺菌と殺藻をともに必要とする水を金属の利用率が良くて、小型なイオン水発生装置を提供することである。

この発明に係わるイオン水発生装置は、水中にイオン化されたとき殺菌に寄与する第１金属からなる第１電極と、水中にイオン化されたとき殺藻に寄与する第２金属からなる第２電極とが一対として構成されている電極部と、上記第１電極と上記第２電極との間に電圧を印加する電源と、上記第１電極および上記第２電極と上記電源との接続を切り換えることにより上記第１電極と上記第２電極との極性とを相互に切り換えるスイッチと、上記スイッチの切換を制御する制御装置と、を備える。

この発明に係わるイオン水発生装置の効果は、殺菌に大きな効果を発揮する第１金属のイオンと殺藻に大きな効果を発揮する第２金属のイオンを時系列的に別々に発生できるように、第１金属からなる第１電極と第２金属からなる第２電極とを対とした電極部を水中の投入し、スイッチを切り換えることにより、貴電位になっている方の電極から水の電気分解にともなう金属イオンが発生するので、一対の電極だけを投入できる空間があればよく、電源も１台だけ備えればよく、小型で安価なイオン水発生装置を提供することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わるイオン水発生装置のブロック図である。図２は、実施の形態１に係わる電極対に印加する電圧パターンを示す図である。
実施の形態１に係わるイオン水発生装置１は、例えば、空気調和装置のクーリングタワーに付属し、クーリングタワー内を流れる冷却水に２種類の金属イオンを溶出し、その金属イオンにより冷却水中に繁殖している藻、バクテリアおよび細菌を死滅させるものである。

このイオン水発生装置１は、図１に示すように、水中にイオン化されたとき殺菌に寄与する第１金属としての銀からなる第１電極としての銀電極２と、水中にイオン化されたとき殺藻に寄与する第２金属としての銅からなる第２電極としての銅電極３とが一対として構成されている電極部４を備えている。
また、イオン水発生装置１は、銀電極２と銅電極３との間の水に電流を流して正電位の方の電極から該金属をイオン化する電源５と、銀電極２および銅電極３と電源５との接続を切り換えることにより銀電極２と銅電極３の極性とを相互に切り換えるスイッチ６と、このスイッチ６の切換を制御する制御装置７と、を備えている。

電極部４は、銀電極２、銅電極３、銀電極２および銅電極３を握持する電極支持体８、銀電極２および銅電極３から引き出される電源ケーブル９、水中に投入されたとき底がなく、側面は水の流れをあまり妨げない程度に開口し、上面に電極支持体８が貫通される貫通孔が設けられている筐体１０を備えている。
電源５は、過電圧を考慮して印加する電流値および電解時間である印加時間が制御装置７により制御される。

銀電極２および銅電極３は円柱状のもので、円柱状の銀電極２および銅電極３の上端部には、銀電極２および銅電極３と同心的に所定長さの図示しないネジ孔が穿設されている。銀電極２および銅電極３は、その上端部を電極支持体８の嵌合凹所に嵌合させた状態で、ボルトをネジ孔に螺着することによって電極支持体８に取付けられている。この状態では、銀電極２と銅電極３は、互いに平行して延びていて、電極支持体８に対して安定した状態で固定されている。

また、制御装置７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェースを有するコンピュータから構成され、ＲＯＭには、予め設定された殺藻・殺菌制御プログラムが格納されている。この殺藻・殺菌制御プログラムによりイオン水発生装置１を制御して冷却水を殺藻・殺菌するように制御する。

また、スイッチ６は、電源に接続されている電源ケーブル１１と電極部４から延ばされている電源ケーブル９との接続を切り換える。電源５からの１対の電源ケーブル１１は、正電位と負電位に充電されている。一方、電極部４からの一対の電源ケーブル９は、銀電極２と銅電極３とに接続されている。そして、スイッチ６を切り換えることにより、銀電極２または銅電極３の一方を陽極とし、他方を陰極とすることができる。

このようなイオン水発生装置１は、異なる金属からなる一対の銀電極２および銅電極３の極性を切り換えることができるので、一対の銀電極２および銅電極３を用いて２つの異なる殺藻や殺菌を行うことができる。
また、一対の銀電極２および銅電極３と１台の電源５とを備えればいいので、小型で安価な装置として提供することができる。

次に、金属イオンによる殺藻および殺菌について説明する。
水中に存在する金属イオンは、金属の種類によって効果が発揮する対象が異なっている。第１金属としての銀の銀イオンは、レジオネラ属菌などの細菌の殺菌に少量でも顕著な効果を示す。一方、第２金属としての銅の銅イオンは、水中に成長する藻を枯らし、そこを住処にしている各種バクテリアを死滅する効果を示す。
一方、水中に生息する藻、バクテリアおよび細菌には寄生関係が存在し、細菌はバクテリアに、バクテリアは藻に住みついているので、住みついている物が多く存在している環境では、金属イオンによる殺菌または殺藻の効率が低く、逆に住みついている物が少ない環境では、金属イオンが効果的に殺菌または殺藻することが分かった。

そこで、実施の形態１に係わるイオン水発生装置１の電極部４をクーリングタワーの水中に投入して殺藻と殺菌を行った。図２の実線は、銅電極３の電位、図２の点線は、銀電極２の電位の推移を示している。
第１時限として、図２に示すように、銅電極３を陽極、銀電極２を陰極となるように、スイッチ６を切り換えて電源５から電圧を印加して、陽極になっている銅電極３から銅イオンを溶出する。このように、水中に銅イオンが所定の濃度以上に存在すると、藻の呼吸が阻害されて繁殖が抑えられる。そして、藻の繁殖が抑えられると、藻を住処としているバクテリアの繁殖が抑えられ、個体数が減少する。
第２時限として、第１時限とは逆に、銀電極２を陽極、銅電極３を陰極となるように、スイッチ６を切り換えて電源５から電圧を印加して、陽極の銀電極から銀イオンを溶出する。このように、水中に銀イオンが所定の濃度上に存在すると、銀イオンが細菌の細胞に強く吸着して、細菌を死滅させる。また、同時に、バクテリアの細胞に強く吸着し、バクテリアの細胞酵素をブロッキングして死滅させる。

このように２つの時限に別々の金属イオンを水中に溶出することにより、最終的に殺菌を効果的に行うことができる。特に、最初に銅イオンを溶出して、主に藻とバクテリアとの個体数を減じて細菌が繁殖しにくい水中環境に変化させ、その上で、銀イオンを溶出して、細菌を死滅することにより、効果的に殺藻と殺菌を行うことができる。
さらに、金属の値段として銀よりも安い銅で銀イオンによる殺菌に前もって殺藻を行っているので、値段の高い銀の消費量を節約することができ、ランニングコストを低く抑えることができる。
また、銀電極２から溶出された銀イオンの一部が銀として銅電極３上に析出しても、銅電極３を陽極にしたとき、銀が再度銀イオンとして溶出されるので、無駄なく銀電極２の銀が消費される。

なお、実施の形態１では空気調和装置のクーリングタワーに投入する例について説明したが、プール循環水、浴槽の水、上水、下水など有機物が繁殖できる環境での殺藻・殺菌に同様に適用することができる。

また、実施の形態１において殺菌力の最も強い銀と殺菌力は弱いが安価な銅とを例に挙げたが、これ以外に銀、白金、金、コバルト、銅の２つを殺菌力の強い方を第１金属として組み合わせた場合でも同様な効果が得られる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係わるイオン水発生装置のブロック図である。
実施の形態２に係わるイオン水発生装置１Ｂは、実施の形態１に係わるイオン水発生装置１のように殺藻や殺菌処理を施す水に直接電極部４を投入するのではなく、金属イオンが溶出された水を殺藻や殺菌処理を施す水に注入することが異なっており、基本的な構成は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。

実施の形態２に係わるイオン水発生装置１Ｂでは、藻や細菌などが繁殖していない上水が給水口１４から供給され、その上水に電極部４から金属イオンが溶出されてイオン水１６に変えられ、イオン水１６が排水口１７から殺藻や殺菌の対象水１８に注入される。
このときも実施の形態１として説明したと同様に第１時限で銅イオンを溶出してイオン水１６に変えて、それを対象水１８に注入し、その後第２時限で銀イオンを溶出してイオン水１６に変えて、それを対象水１８に注入する。

このようなイオン水発生装置１Ｂは、異なる金属からなる一対の電極２、３の極性を切り換えることができるので、一対の電極２、３を用いて２つの異なる殺藻や殺菌を行うことができるイオン水を発生できる。
また、一対の電極２、３と１台の電源５とを備えればいいので、小型で安価なイオン水発生装置１Ｂとして提供することができる。
また、上水が供給されているので、電極２、３にスケールが形成されずに電極２、３の寿命を延ばすことができる。

この発明の実施の形態１に係わるイオン水発生装置のブロック図である。実施の形態１に係わる電極対に印加する電圧パターンを示す図である。この発明の実施の形態２に係わるイオン水発生装置のブロック図である。

符号の説明

１イオン水発生装置、２銀電極、３銅電極、４電極部、５電源、６スイッチ、７制御装置、８電極支持体、９、１１電源ケーブル、１０筐体、１４給水口、１６イオン水、１７排水口、１８対象水。

Claims

水中にイオン化されたとき殺菌に寄与する第１金属からなる第１電極と、水中にイオン化されたとき殺藻に寄与する第２金属からなる第２電極とが一対として構成されている電極部と、
上記第１電極と上記第２電極との間に電圧を印加する電源と、
上記第１電極および上記第２電極と上記電源との接続を切り換えることにより上記第１電極と上記第２電極との極性とを相互に切り換えるスイッチと、
上記スイッチの切換を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とするイオン水発生装置。
上記制御装置は、所定の第１時限に亘って上記第２電極の電位を上記第１電極の電位より貴にして殺藻を行い、その後、所定の第２時限に亘って上記第１電極の電位を上記第２電極の電位より貴にして殺菌を行うことを特徴とする請求項１に記載するイオン水発生装置。