JP2009106840A

JP2009106840A - 水殺菌装置および水殺菌方法

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Publication number: JP2009106840A
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Inventors: Hideo Eguchi; 日出雄江口
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Abstract

【課題】金属イオンの溶出速度を維持し、高濃度の金属イオン水を長期間に渡って生成することが可能な水殺菌装置および水殺菌方法を実現する。
【解決手段】水殺菌装置１０によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体１２を回転させることにより、電位が印加された溶出層１２ａを高速で循環水に接触させることができるので、陽極たる金属イオン溶出体１２ｍの溶出層１２ａから、銀イオンを循環水に効率よく溶出させることができる。摩擦機構１５ｃにより、摩擦体１３を陰極たる金属イオン溶出体１２ｎに向かって移動させて金属イオン溶出体１２ｎの溶出層１２ａに接触させて、溶出層１２ａの表面を摩擦することにより、溶出層１２ａの表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、長期間に渡って銀イオンの溶出速度を維持することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、水の殺菌処理を必要とする設備に使用して好適な水殺菌装置および水殺菌方法に関する。

従来、冷却塔などの貯水タンク、浴槽、プール、温泉施設、食品加工工場など、水の殺菌処理を必要とする設備に使用する水を殺菌するために、銀や銅などの金属イオンを溶出させた金属イオン水を用いる技術が知られている。
このような技術として、例えば特許文献１には、水中に金属イオンを発生させる金属イオン発生手段等を備えた水浄化装置であって、金属イオン発生手段として、銀陽極と銀陰極に直流電圧を印加する回路に極性反転リレーを作動するように設けてなる銀イオンの電気化学的発生装置を用いた発明が開示されている。
銀イオンの電気化学的発生装置では、銀陽極と銀陰極に直流電圧を印加することにより、銀陽極より銀イオンを発生させ、当該装置に流入した水に銀イオンを溶出させることができる。
特開平９−１８７７７３号公報

上述した技術では、銀陽極及び銀陰極は、銀イオン発生装置内に固定されて配置されている。このように固定された電極では、長期間の使用により陰極表面に水中に含まれる石灰分や汚れなどが沈着してスケールのような付着物が付着する。このような付着物は、銀イオンの溶出を著しく阻害するため、水中への銀イオンの溶出量が低下し、水の殺菌に必要な濃度の銀イオンが溶出しなくなる。長期間の使用により陰極表面に固着したスケールは、極性反転用リレーによって電極の極性を切り替えるだけでは、十分に除去することができないため、高濃度の金属イオン水を長期間に渡って生成することができないという問題があった。

そこで、この発明では、金属イオンの溶出速度を維持し、高濃度の金属イオン水を長期間に渡って生成することが可能な水殺菌装置および水殺菌方法を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、水殺菌装置において、円柱状に形成され、側面に金属イオンを溶出する溶出層をそれぞれ備えた１組の金属イオン溶出体であって、一方の金属イオン溶出体の溶出層が陽極として作用し、他方の金属イオン溶出体の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円柱の軸を中心に回転可能に構成されている金属イオン溶出体と、前記金属イオン溶出体の溶出層に接触し、当該溶出層の表面を摩擦可能に構成された摩擦体と、殺菌処理を行う水を流通させ、前記金属イオン溶出体を浸漬する電解槽と、を備え、前記金属イオン溶出体を回転させながら直流電圧を印加することにより、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記摩擦体により、間欠的または連続的に、少なくとも前記陰極として作用する溶出層を摩擦する、という技術的手段を用いる。

請求項１に記載の発明によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体を回転させることにより、電位が印加された溶出層を高速で殺菌処理を行う水に接触させることができるので、電解槽内において効率よく電気分解を生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体の溶出層から、殺菌処理を行う水に金属イオンを効率よく溶出させることができる。
更に、摩擦体で陰極として作用する溶出層を摩擦することにより、溶出層の表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層に清浄な面を露出させることができるので、溶出層表面の付着物による金属イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って金属イオンの溶出速度を維持することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の水殺菌装置において、前記溶出層は、銀からなる、という技術的手段を用いる。

請求項２に記載の発明によれば、溶出層が銀からなるため、電解槽に流通された水に殺菌効果が高い銀イオンを溶出させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の水殺菌装置において、前記１組の金属イオン溶出体は、前記溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項３に記載の発明によれば、１組の金属イオン溶出体は、溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されているため、金属イオンの溶出が起こる陽極と、スケールが付着する陰極とを切り替えることができる。これにより、各金属イオン溶出体が陰極として作動する時間を短くすることができるので、溶出層にスケールが定着することが防ぐことができ、溶出層表面の付着物を除去する効果をより向上させることができる。

請求項４に記載の発明では、水殺菌装置において、円板状に形成され、対向する面に金属イオンを溶出する第２の溶出層をそれぞれ備えた１組の第２の金属イオン溶出体であって、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円板の軸を中心に回転可能であり、かつ、前記第２の溶出層同士を摩擦可能に構成されている第２の金属イオン溶出体と、殺菌処理を行う水を流通させ、前記金属イオン溶出体を浸漬する電解槽と、を備え、前記第２の金属イオン溶出体を回転させながら直流電圧を印加することにより、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記第２の溶出層同士を間欠的に摩擦する、という技術的手段を用いる。

請求項４に記載の発明によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体を回転させることにより、電位が印加された溶出層を高速で殺菌処理を行う水に接触させることができるので、電解槽内において効率よく電気分解が生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体の溶出層から、殺菌処理を行う水に金属イオンを効率よく溶出させることができる。
更に、溶出層の表面同士を摩擦することにより、溶出層の表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層に清浄な面を露出させることができるので、溶出層表面の付着物による金属イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って金属イオンの溶出速度を維持することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の水殺菌装置において、前記第２の溶出層は、銀からなる、という技術的手段を用いる。

請求項５に記載の発明によれば、第２の溶出層が銀からなるため、電解槽に流通された水に殺菌効果が高い銀イオンを溶出させることができる。

請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の水殺菌装置において、前記１組の第２の金属イオン溶出体は、前記第２の溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されている、という技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明によれば、１組の第２の金属イオン溶出体は、溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されているため、金属イオンの溶出が起こる陽極と、スケールが付着する陰極とを切り替えることができる。これにより、各第２の金属イオン溶出体が陰極として作動する時間を短くすることができるので、第２の溶出層にスケールが定着することが防ぐことができ、第２の溶出層表面の付着物を除去する効果をより向上させることができる。

請求項７に記載の発明では、水殺菌方法において、円柱状に形成され、側面に金属イオンを溶出する溶出層を備えた１組の金属イオン溶出体と、前記金属イオン溶出体の溶出層に接触し、当該溶出層の表面を摩擦可能に構成された摩擦体と、が内部に配置された電解槽を用意し、前記金属イオン溶出体を円柱の軸を中心に回転させながら、一方の金属イオン溶出体の溶出層が陽極として作用し、他方の金属イオン溶出体の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加して、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記摩擦体により、間欠的または連続的に、少なくとも前記陰極として作用する溶出層を摩擦する、という技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体を回転させることにより、電位が印加された溶出層を高速で殺菌処理を行う水に接触させることができるので、電解槽内において効率よく電気分解を生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体の溶出層から、殺菌処理を行う水に金属イオンを効率よく溶出させることができる。
更に、摩擦体で陰極として作用する溶出層を摩擦することにより、溶出層の表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層に清浄な面を露出させることができるので、溶出層表面の付着物による金属イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って金属イオンの溶出速度を維持することができる。

請求項８に記載の発明では、水殺菌方法において、円板状に形成され、対向する面に金属イオンを溶出する第２の溶出層をそれぞれ備えた１組の第２の金属イオン溶出体であって、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円板の軸を中心に回転可能であり、かつ、前記第２の溶出層同士を摩擦可能に構成されている第２の金属イオン溶出体、が内部に配置された電解槽を用意し、前記第２の金属イオン溶出体を円板の軸を中心に回転させながら、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加して、前記陽極として作用する第２の溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記第２の溶出層同士を間欠的に摩擦する、という技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体を回転させることにより、電位が印加された溶出層を高速で殺菌処理を行う水に接触させることができるので、電解槽内において効率よく電気分解が生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体の溶出層から、金属イオンを殺菌処理を行う水に効率よく溶出させることができる。
更に、溶出層の表面同士を摩擦することにより、溶出層の表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層に清浄な面を露出させることができるので、溶出層表面の付着物による金属イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って金属イオンの溶出速度を維持することができる。

［第１実施形態］
第１実施形態の水殺菌装置及び水殺菌方法の実施形態について、図を参照して説明する。図１は、第１実施形態の水殺菌装置の構成を示す説明図である。図２は、金属イオン溶出体の構造を示す説明図である。図３は、水殺菌装置により銀イオンを循環水中に溶出させる方法を示す説明図である。図４は、第１実施形態の水殺菌装置の変更例を示す説明図である。
なお、各図では、説明のために一部を拡大し、一部を省略して示している。

図１に示すように、水殺菌装置１０は、水を流通させて金属イオンを供給する電解槽１１と、電解槽１１内に収容された金属イオン溶出体１２と、金属イオン溶出体１２に対向して配置された摩擦体１３と、金属イオン溶出体１２に電圧を印加するための電源１４と、金属イオン溶出体１２、摩擦体１３及び電源１４の動作を制御する制御装置１５と、を備えている。

電解槽１１には、内部に水を導入する導入管１１ａと、外部に水を排出する排出管１１ｂとが設けられており、導入管１１ａから排出管１１ｂに向かって電解槽１１に貯留された水が流通する。金属イオン溶出体１２及び摩擦体１３は、流通された水に浸漬されるように配置されている。

金属イオン溶出体１２は、図２に示すように円柱形に形成されており、表面にイオンを溶出する金属からなる溶出層１２ａが形成されている。本実施形態では、溶出層１２ａは厚さ３ｍｍの銀により形成されている。
金属イオン溶出体１２は、制御装置１５に設けられたモータなどからなる回転機構１５ａに接続され、それぞれ円柱の軸Ｌ１を中心に回転数を可変に回転可能に構成されている。また、金属イオン溶出体１２は、制御装置１５に設けられた電位制御機構１５ｂに接続され、例えば、公知の回転電極を用いて、一方の金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａが陽極、他方の金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａが陰極となるように直流電位を印加可能に構成されている。金属イオン溶出体１２に印加する電圧の極性は、電位制御機構１５ｂにより切り替えることができる。ここで、金属イオン溶出体１２間の距離は、溶出層１２ａの電気分解が可能な距離に設定されている。
上述のように、金属イオン溶出体１２は、円柱の軸Ｌ１を中心に回転しながら、溶出層１２ａに電位を負荷可能に構成されている。

本実施形態では、溶出層１２ａとして銀を用いている。溶出層１２ａから溶出させる銀イオンは、強い殺菌効果を有しており、レジオネラ菌、大腸菌、一般病原菌などの繁殖や藻やアメーバの発生を防止することができる。また、銀イオンには、塩素系薬剤のような刺激臭、肌荒れ、異臭味がないので、各種設備における水の殺菌処理に好適に用いることができる。更に、銀イオンは、配管などの腐食を引き起こさないので、設備を劣化させるおそれもない。

摩擦体１３は、表面が硬質な材料、例えばアルミナなどのセラミックスからなる円筒または円柱形の部材であり、その軸Ｌ２が金属イオン溶出体１２の軸Ｌ１と平行になるように金属イオン溶出体１２に対向してそれぞれ配置されている。摩擦体１３は、制御装置１５に設けられた摩擦機構１５ｃに接続され、金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａに接触して、金属イオン溶出体１２と摩擦可能に構成されている。

図１に示すように、電源１４は、制御装置１５に接続されており、金属イオン溶出体１２に印加される直流電圧を供給することができる。
制御装置１５は、上述のように、金属イオン溶出体１２、摩擦体１３及び電源１４とそれぞれ接続されており、金属イオン溶出体１２の回転数を制御して回転させる回転機構１５ａ、金属イオン溶出体１２に印加する電圧の大きさ及び極性を制御する電位制御機構１５ｂ及び摩擦体１３を移動させて金属イオン溶出体１２に接触させて摩擦する摩擦機構１５ｃを備えている。

水殺菌装置１０は、例えば、冷却塔の循環水が循環される配管の途中に接続されている。ここで、導入管１１ａが配管の上流側に、排出管１１ｂが配管の下流側となるように接続され、バルブなどの操作により、電解槽１１内を流通する循環水の流量が調節されている。
このように、配管の途中に水殺菌装置１０を接続することにより、配管から水殺菌装置１０に導入された循環水に電解槽１１において銀イオンを溶出させることができる。これにより、この配管から冷却塔に給水される循環水に銀イオンを添加することができるので、効果的に殺菌処理を行うことができる。
なお、配管を流れる水流が全て水殺菌装置１０内を通過するように接続することもできる。

次に、水殺菌装置１０により銀イオンを循環水中に溶出させる方法について、冷却塔の循環水に銀イオンを添加する場合を例に図３を参照して説明する。なお、図３では、説明のために制御装置１５を簡略化し、摩擦体１３との接続などを省略して示す。冷却塔は、循環水が外気と接する機会が多く汚染されやすいので、本発明の水殺菌方法を好適に用いることができる。

まず、図３（Ａ）に示すように、摩擦体１３と金属イオン溶出体１２とが接触していない状態で、導入管１１ａから電解槽１１内に循環水を導入し、水殺菌装置１０内に循環水を流通させる。

次に、金属イオン溶出体１２に電位制御機構１５ｂにより所定の電圧、例えば１０Ｖの直流電圧を印加する。ここでは、図中左側の金属イオン溶出体１２ｍが陽極で、右側の金属イオン溶出体１２ｎが陰極である。そして、回転機構１５ａにより所定の回転数、例えば５〜１０ｒｐｍで回転させる。図中では、反時計回りに回転しているが、回転方向はそれぞれ任意である。
これにより、電解槽１１内において電気分解が生じ、陽極たる金属イオン溶出体１２ｍの溶出層１２ａから、銀イオンが循環水中に溶出する。
また、金属イオン溶出体１２を回転させることにより、電位が印加された溶出層１２ａを高速で循環水に接触させることができるので、銀イオンを循環水に効率よく溶出させることができる。

これにより、循環水は、導入管から導入され排出管から排出されるまでの間に、金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａから溶出した銀イオンを含んだ銀イオン水となる。
ここで、循環水の流量、回転機構１５ａにより金属イオン溶出体１２の回転速度、電位制御機構１５ｂにより印加する電圧、水殺菌装置１０の作動時間などを制御することにより銀イオンの溶出量を制御することができる。
例えば、循環水中に含まれる銀イオンの濃度が殺菌効果が高い５０ｐｐｂ以上になるように銀イオンの溶出量を調整することもできる。

図３（Ｂ）に示すように、摩擦機構１５ｃにより、陰極たる金属イオン溶出体１２ｎに対向して設けられている摩擦体１３を金属イオン溶出体１２ｎに向かって移動させて金属イオン溶出体１２ｎの溶出層１２ａに接触させて、溶出層１２ａの表面を摩擦する。これにより、溶出層１２ａの表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層１２ａに清浄な面を露出させることができるので、溶出層１２ａ表面の付着物による銀イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って銀イオンの溶出速度を維持することができる。
ここで、金属イオン溶出体１２と摩擦体１３とは、形状が円柱形であるために、互いの側面を満遍なく摩擦することができる。したがって、金属イオン溶出体１２の表面に付着したスケールなどの付着物を効率よく除去することができる。
なお、摩擦体１３は、金属イオン溶出体１２と互いの側面を満遍なく摩擦することができれば、円柱形以外でもよく、例えば角柱形状に形成することもできる。

ここで、摩擦体１３を金属イオン溶出体１２に接触させて摩擦するタイミングは、スケールなどの付着物により銀イオンの溶出速度が減少してきた場合や所定時間の経過後など間欠的でもよいし、連続的に常時接触させておいてもよい。連続的に常時接触させておく場合には、スケールが付着すること自体を防止することができる。
また、摩擦体１３を陽極たる金属イオン溶出体１２ｍにも接触させてもよい。これによれば、溶出層１２ａ表面に形成される酸化物の付着を防止することができる。

更に、電位制御機構１５ｂにより、金属イオン溶出体１２に印加する電圧の極性を切り替えることができる。ここで、電圧の極性を切り替えた場合には、左側の金属イオン溶出体１２ｍに摩擦体１３を接触させることになる。
これにより、銀イオンの溶出が起こる陽極たる金属イオン溶出体１２と、スケールが付着する陰極たる金属イオン溶出体１２とを切り替えることができるので、各金属イオン溶出体１２が陰極として作動する時間を短くすることができ、溶出層１２ａ表面にスケールが定着することが防ぐことができる。従って、金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａ表面の付着物を除去する効果をより向上させることができる。

（変更例）
（１）回転機構１５ａは、循環水の水流を用いた機構とすることができる。例えば、循環水の水流で電解槽１１内に配置した水車を回し、その回転運動を金属イオン溶出体１２に伝達して回転させることができる。これによれば、金属イオン溶出体１２を回転させるために動力が不要である。金属イオン溶出体１２の回転数は、例えば、循環水の水量により調節することができる。
ここで、金属イオン溶出体１２を内部が空洞である構成とすると、重量を減じることができるので、循環水の水量を大きく増大させることなく、金属イオン溶出体１２の回転数を効率的に増大させることができる。これにより、銀イオンの溶出速度を増大させることができる。

（２）摩擦体１３に回転機構を設けて金属イオン溶出体１２の回転方向と逆方向に回転させながら金属イオン溶出体１２に接触させることもできる。これによれば、摩擦体１３により溶出層１２ａに負荷される摩擦力を増大させることができるので、より効率的にスケールを除去することができる。

（３）本実施形態では、摩擦体１３は、各金属イオン溶出体１２に対向して２個設けたが、各金属イオン溶出体１２と等距離に設けられた１個の摩擦体１３とすることもできる。例えば、図４（Ａ）に示すように、図中右側の金属イオン溶出体１２ｎが陰極である場合には、摩擦体１３を金属イオン溶出体１２ｎに摩擦し、極性を切り替えて図中左側の金属イオン溶出体１２ｍが陰極である場合には、図４（Ｂ）に示すように、摩擦体１３を金属イオン溶出体１２ｍに摩擦することができる。また、図４（Ｃ）に示すように、陽極たる金属イオン溶出体１２ｍ及び陰極たる金属イオン溶出体１２ｎを同時に摩擦することもできる。

（４）同一の電解槽１１に、陽極たる金属イオン溶出体１２と陰極たる金属イオン溶出体１２との組を複数組設けてもよい。これにより、銀イオンの溶出量を増大させることができる。また、金属イオン溶出体１２を軸方向に長く形成することができない場合にも、所望の面積の溶出層１２ａを得ることができるので、設計、配置の自由度を増大させることができる。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態の水殺菌装置１０によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体１２を回転させることにより、電位が印加された溶出層１２ａを高速で循環水に接触させることができるので、電解槽１１内において効率よく電気分解を生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体１２ｍの溶出層１２ａから、銀イオンを循環水に効率よく溶出させることができる。
更に、摩擦機構１５ｃにより、陰極たる金属イオン溶出体１２ｎに対向して設けられている摩擦体１３を金属イオン溶出体１２ｎに向かって移動させて金属イオン溶出体１２ｎの溶出層１２ａに接触させて、溶出層１２ａの表面を摩擦することにより、溶出層１２ａの表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層１２ａに清浄な面を露出させることができるので、溶出層１２ａ表面の付着物による銀イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って銀イオンの溶出速度を維持することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態の水殺菌装置及び水殺菌方法の実施形態について、図を参照して説明する。第２実施形態の超音波センサについて、図を参照して説明する。図５は、第２実施形態の水殺菌装置の構成を示す説明図である。図６は、第２実施形態の水殺菌装置により銀イオンを循環水中に溶出させる方法を示す説明図である。
なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を使用するとともに説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態の水殺菌装置２０は、電解槽１１と、電解槽１１内に収容された金属イオン溶出体２２と、金属イオン溶出体２２に電圧を印加するための電源１４と、金属イオン溶出体２２及び電源１４の動作を制御する制御装置２５と、を備えている。

金属イオン溶出体２２は、一方の面に銀からなる溶出層２２ａを備えた円板状に形成され、この溶出層２２ａが平行に向かい合うように対向して配置されている。本実施形態では、溶出層１２ａは厚さ３ｍｍの銀により形成されている。
金属イオン溶出体２２は、制御装置２５に設けられたモータなどからなる回転機構２５ａに接続され、それぞれ円板の軸Ｌ３を中心に回転数を可変に回転可能に構成されている。
また、金属イオン溶出体２２は、制御装置２５に設けられた摩擦機構２５ｃに接続され、金属イオン溶出体２２の溶出層１２ａ同士を接触させて互いに摩擦可能に構成されている。
そして、金属イオン溶出体２２は、制御装置２５に設けられた電位制御機構２５ｂに接続され、例えば、公知の回転電極を用いて、一方の金属イオン溶出体１２の溶出層１２ａが陽極、他方の金属イオン溶出体２２の溶出層２２ａが陰極となるように直流電位を印加可能に構成されている。金属イオン溶出体２２に印加する電圧の極性は、電位制御機構２５ｂにより切り替えることができる。ここで、金属イオン溶出体２２間の距離は、溶出層２２ａの電気分解が可能な距離に設定されている。
上述のように、金属イオン溶出体２２は、円板の軸Ｌ３を中心に回転しながら、溶出層２２ａに電位を負荷可能に構成されている。

電源１４は、制御装置２５に接続されており、金属イオン溶出体２２に印加される直流電圧を供給することができる。
制御装置２５は、上述のように、金属イオン溶出体２２及び電源１４とそれぞれ接続されており、金属イオン溶出体２２の回転数を制御して回転させる回転機構２５ａ、金属イオン溶出体１２に印加する電圧の大きさ及び極性を制御する電位制御機構２５ｂ及び金属イオン溶出体２２を移動させて溶出層１２ａを接触させて互いに摩擦する摩擦機構２５ｃを備えている。

次に、水殺菌装置２０により銀イオンを水中に溶出させる方法について説明する。

まず、図６（Ａ）に示すように、金属イオン溶出体１２同士が離間された状態で、導入管１１ａから電解槽１１内に循環水を導入し、水殺菌装置１０内に循環水を流通させ、金属イオン溶出体１２に電位制御機構１５ｂにより所定の電圧、例えば１０Ｖの直流電圧を印加する。ここでは、図中左側の金属イオン溶出体２２ｍが陽極で、右側の金属イオン溶出体２２ｎが陰極である。そして、回転機構２５ａにより所定の回転数、例えば５〜１０ｒｐｍで回転させる。回転方向はそれぞれ任意である。
これにより、電解槽１１内において電気分解が生じ、陽極たる金属イオン溶出体２２ｍの溶出層２２ａから、銀イオンが循環水中に溶出する。
また、金属イオン溶出体２２を回転させることにより、電位が印加された溶出層２２ａを高速で循環水に接触させることができるので、銀イオンを循環水に効率よく溶出させることができる。

これにより、循環水は、導入管から導入され、排出管から排出されるまでの間に、金属イオン溶出体２２の溶出層２２ａから溶出した銀イオンを含んだ銀イオン水となる。
ここで、循環水の流量、回転機構２５ａにより金属イオン溶出体１２の回転速度、電位制御機構２５ｂにより印加する電圧、水殺菌装置２０の作動時間などを制御することにより銀イオンの溶出量を制御することができる。
例えば、循環水中に含まれる銀イオンの濃度が殺菌効果が高い５０ｐｐｂ以上になるように銀イオンの溶出量を調整することもできる。

次に、電位制御機構２５ｂにより金属イオン溶出体１２ｍ、１２ｎへの電圧の印加を遮断し、回転機構２５ａにより金属イオン溶出体１２ｍまたは金属イオン溶出体１２ｎのいずれか一方の回転を停止させて、摩擦機構２５ｃにより金属イオン溶出体１２ｍと金属イオン溶出体１２ｎとを接触させることにより、互いの溶出層２２ａを摩擦させる。
ここでは、図６（Ｂ）に示すように、陰極たる金属イオン溶出体２２ｎの回転を停止させて、回転している金属イオン溶出体２２ｍに接触させることにより互いの溶出層２２ａを摩擦させる。

これにより、溶出層２２ａの表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層２２ａに清浄な面を露出させることができるので、溶出層２２ａ表面の付着物による銀イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って銀イオンの溶出速度を維持することができる。
ここで、金属イオン溶出体２２は、円板形に形成されているため、互いの溶出層２２ａを満遍なく摩擦することができる。したがって、金属イオン溶出体２２の表面に付着したスケールなどの付着物を効率よく除去することができる。

ここで、金属イオン溶出体２２ｍを金属イオン溶出体２２ｎに向かって移動させてもよいし、両者を近づけてもよい。
また、金属イオン溶出体２２ｍと金属イオン溶出体２２ｎとを接触させる際に、互いに逆方向に回転させてもよい。これによれば、接触の相対速度が増大するので、より効率よくスケールなどの付着物を除去することができる。

更に、電位制御機構２５ｂにより、金属イオン溶出体２２に印加する電圧の極性を切り替えることができる。これにより、銀イオンの溶出が起こる陽極たる金属イオン溶出体２２と、スケールが付着する陰極たる金属イオン溶出体２２とを切り替えることができるので、各金属イオン溶出体２２が陰極として作動する時間を短くすることができ、溶出層２２ａ表面にスケールが定着することが防ぐことができる。従って、金属イオン溶出体２２の溶出層２２ａ表面の付着物を除去する効果をより向上させることができる。

［第２実施形態の効果］
水殺菌装置２０によれば、直流電圧を印加した金属イオン溶出体２２を回転させることにより、電位が印加された溶出層２２ａを高速で循環水に接触させることができるので、電解槽１１内において効率よく電気分解を生じさせることができ、陽極たる金属イオン溶出体２２ｍの溶出層２２ａから、銀イオンを循環水に効率よく溶出させることができる。
更に、摩擦機構２５ｃにより、溶出層２２ａの表面同士を摩擦することにより、溶出層２２ａの表面に形成されるスケールを機械的に除去することができるため、溶出層２２ａに清浄な面を露出させることができるので、溶出層２２ａ表面の付着物による銀イオン溶出速度の低下を防ぐことができ、長期間に渡って銀イオンの溶出速度を維持することができる。
また、摩擦機構を必要としないため、水殺菌装置を小型化することができる。

［その他の実施形態］
（１）上述した実施形態では、銀からなる溶出層１２ａ、２２ａを用いた金属イオン溶出体１２、２２を採用したが、これに限定されるものではなく、殺菌効果を有する各種金属イオンを溶出する金属イオン溶出体、例えば、銅からなる金属イオン溶出体を用いることができる。

（２）本発明は、冷却塔以外、例えば、浴槽、プール、温泉施設、貯水タンクなどの水の殺菌処理を必要とする設備に使用すると好適である。

第１実施形態の水殺菌装置の構成を示す説明図である。金属イオン溶出体の構造を示す説明図である。第１実施形態の水殺菌装置により銀イオンを循環水中に溶出させる方法を示す説明図である。第１実施形態の水殺菌装置の変更例を示す説明図である。第２実施形態の水殺菌装置の構成を示す説明図である。第２実施形態の水殺菌装置により銀イオンを循環水中に溶出させる方法を示す説明図である。

符号の説明

１０水殺菌装置
１１電解槽
１２金属イオン溶出体
１２ａ溶出層
１３摩擦体
１４直流電源
１５制御装置
１５ａ回転機構
１５ｂ電位制御機構
１５ｃ摩擦機構
２２金属イオン溶出体（第２の金属イオン溶出体）
２２ａ溶出層（第２の溶出層）

Claims

円柱状に形成され、側面に金属イオンを溶出する溶出層をそれぞれ備えた１組の金属イオン溶出体であって、一方の金属イオン溶出体の溶出層が陽極として作用し、他方の金属イオン溶出体の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円柱の軸を中心に回転可能に構成されている金属イオン溶出体と、
前記金属イオン溶出体の溶出層に接触し、当該溶出層の表面を摩擦可能に構成された摩擦体と、
殺菌処理を行う水を流通させ、前記金属イオン溶出体を浸漬する電解槽と、を備え、
前記金属イオン溶出体を回転させながら直流電圧を印加することにより、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記摩擦体により、間欠的または連続的に、少なくとも前記陰極として作用する溶出層を摩擦することを特徴とする水殺菌装置。
前記溶出層は、銀からなることを特徴とする請求項１に記載の水殺菌装置。
前記１組の金属イオン溶出体は、前記溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水殺菌装置。
円板状に形成され、対向する面に金属イオンを溶出する第２の溶出層をそれぞれ備えた１組の第２の金属イオン溶出体であって、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円板の軸を中心に回転可能であり、かつ、前記第２の溶出層同士を摩擦可能に構成されている第２の金属イオン溶出体と、
殺菌処理を行う水を流通させ、前記金属イオン溶出体を浸漬する電解槽と、を備え、
前記第２の金属イオン溶出体を回転させながら直流電圧を印加することにより、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記第２の溶出層同士を間欠的に摩擦することを特徴とする水殺菌装置。
前記第２の溶出層は、銀からなることを特徴とする請求項４に記載の水殺菌装置。
前記１組の第２の金属イオン溶出体は、前記第２の溶出層に印加する直流電圧の極性を切替可能に構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の水殺菌装置。
円柱状に形成され、側面に金属イオンを溶出する溶出層を備えた１組の金属イオン溶出体と、前記金属イオン溶出体の溶出層に接触し、当該溶出層の表面を摩擦可能に構成された摩擦体と、が内部に配置された電解槽を用意し、
前記金属イオン溶出体を円柱の軸を中心に回転させながら、一方の金属イオン溶出体の溶出層が陽極として作用し、他方の金属イオン溶出体の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加して、前記陽極として作用する溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記摩擦体により、間欠的または連続的に、少なくとも前記陰極として作用する溶出層を摩擦することを特徴とする水殺菌方法。
円板状に形成され、対向する面に金属イオンを溶出する第２の溶出層をそれぞれ備えた１組の第２の金属イオン溶出体であって、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加可能であるとともに、円板の軸を中心に回転可能であり、かつ、前記第２の溶出層同士を摩擦可能に構成されている第２の金属イオン溶出体、が内部に配置された電解槽を用意し、
前記第２の金属イオン溶出体を円板の軸を中心に回転させながら、一方の第２の溶出層が陽極として作用し、他方の第２の溶出層が陰極として作用するように直流電圧を印加して、前記陽極として作用する第２の溶出層から前記電解槽に流通された水に金属イオンを溶出させるとともに、前記第２の溶出層同士を間欠的に摩擦することを特徴とする水殺菌方法。