JP2013208570A

JP2013208570A - 殺菌水生成装置

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Publication number: JP2013208570A
Application number: JP2012080669A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Araki; 祐介荒木; Koichi Toyoda; 弘一豊田; Yoshiyuki Hasegawa; 長谷川　　義之
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP5891906B2

Abstract

【課題】高濃度の次亜塩素酸を迅速に供給可能な殺菌水生成装置を提供すること。
【解決手段】この殺菌水生成装置ＷＤは、一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第１流速となるように水を通すと共に、一対の濃縮用電極に電圧を印加することで水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モードと、濃縮モードの実行によって捕集された塩化物イオンを陽極から離脱させ、その塩化物イオンを含む水を電解槽領域に供給する供給モードと、一対の電解用電極に電解用電圧を印加し、供給モードの実行によって濃縮領域から供給された水を電解処理し次亜塩素酸を生成する電解モードと、を実行可能なように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成する殺菌水生成装置に関する。

高効率で且つ高濃度の次亜塩素酸を発生させる装置として、下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１に記載されている装置は、未処理の海水中の微生物を殺滅又は殺菌する塩素処理手段を備え、塩素処理手段は、未処理の海水中に含まれる塩化物イオンの濃度を高める濃縮手段と、塩化物イオン濃度を高めた海水を電気分解して次亜塩素酸を発生させる電解装置とを有する。

特開２００９−２７４０２８号公報

上記特許文献１に記載の装置では、濃縮手段に用いる濃縮装置として、電気透析法を用いる濃縮装置が適用可能であることが記載されている。電気透析法は、イオン交換膜と一対の電極を用いて塩化物イオンを濃縮させるものであるから、イオン交換膜の目詰りが生じるものであり、定期的にイオン交換膜のメンテナンスが必要である。

そこで本発明者らはイオン交換膜を用いずに、一対の電極を用いて塩化物イオンを捕集し、その塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、その塩素と水との反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成する殺菌水生成装置が提供可能か検討した。このような殺菌水生成装置では、陽極に捕集した塩化物イオンを適切なタイミングで離脱させることが必要であるけれども、一対の電極への電圧印加が終了しても電極に残存する電荷によって塩化物イオンの離脱が短時間で行われないという新たな解決すべき課題を見出した。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高濃度の次亜塩素酸を迅速に供給可能な殺菌水生成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る殺菌水生成装置は、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成する殺菌水生成装置であって、水が通る給水路と、給水路に設けられ、一対の濃縮用電極を有し、一対の濃縮用電極間に電圧を印加することで給水路を通る水に含まれる塩化物イオンを引き寄せる濃縮領域と、濃縮領域の下流側における給水路に設けられ、一対の電解用電極を有し、一対の電解用電極間に電圧を印加することで給水路を流れる水を電気分解する電解槽領域と、給水路における水の通り方と、一対の濃縮用電極間に印加する電圧と、一対の電解用電極間に印加する電圧とを制御する制御手段と、を備える。制御手段は、一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第１流速となるように水を通すと共に、一対の濃縮用電極に電圧を印加することで水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モードと、一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第１流速よりも速い第２流速となるように水を通し、濃縮モードの実行によって捕集された塩化物イオンを陽極から離脱させ、その塩化物イオンを含む水を電解槽領域に供給する供給モードと、一対の電解用電極に電解用電圧を印加し、供給モードの実行によって濃縮領域から供給された水を電解処理し次亜塩素酸を生成する電解モードと、を実行可能なように構成されている。

本発明によれば、水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モードでは第１流速となるように水を通し、陽極から塩化物イオンを離脱させる供給モードでは第２流速となるように水を通しており、第２流速のほうが第１流速よりも早くなっている。従って、比較的遅い第１流速で一対の濃縮用電極に水を供給することで水中の塩化物イオンを効率的に捕集し、円滑部イオンを捕集した後では比較的速い第２流速で一対の濃縮用電極に水を供給することで塩化物イオンを短時間で確実に電極から離脱させることができる。このように供給モードで塩化物イオン濃度を高めた水を電解槽領域に供給することができるので、高濃度の次亜塩素酸を得ることができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、一対の電解用電極近傍における水の流速が第２流速よりも遅い第３流速となるように調整する流速低減手段を備えることも好ましい。

上述したように供給モードにおいて塩化物イオンを電極から離脱させるにあたっては、給水路を通る水の流速は比較的速い第２流速が好ましいけれども、そのままの速さで一対の電解用電極に水が供給されると、次亜塩素酸の生成に寄与せずに通過する水が増えてしまい、高濃度の次亜塩素酸水を生成することができない。そこでこの好ましい態様では、一対の電解用電極近傍における水の流速が第２流速よりも遅い第３流速となるように調整する流速低減手段を設けることで、一対の電解用電極の近傍に高濃度の塩化物イオンを供給することができ、高濃度の次亜塩素酸水を生成することができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、制御手段は、前記供給モードにおいて、一対の電解用電極に電解用電圧とは異なる準備用電圧を印加することも好ましい。

この好ましい態様では、供給モードにおいて一対の電解用電極に電解用電圧とは異なる準備用電圧を印加するので、電解モードを開始して電解用電圧へと移行させる際の印加電圧の変化量を小さくすることができる。これにより、短時間で印加電圧を電解用電圧へと移行させながらも、電極の劣化を抑制することができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、制御手段は、一対の電解用電極に準備用電圧を印加することで電解槽領域に供給される水の電気の流れ方を測定し、その電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから供給モードへ移行することも好ましい。

上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽領域を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下し、水における電気の流れ方が弱い状態になる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると水中の塩化物イオン濃度が再上昇し、水における電気の流れ方が強い状態になる。そこでこの好ましい態様では、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことを一対の電解用電極に準備用電圧を印加することで測定し、その測定結果に基づいて、濃縮モードから供給モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で供給モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、流速低減手段は、給水路を流れる水の流量を低減することで一対の電解用電極近傍における水の流速を調整するものであって、供給モードにおいて一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第２流速となるように調整した後、所定時間経過後に、給水路を流れる水の流量を低減することも好ましい。

塩化物イオンを捕集した後に水の流速を第２流速まで高めると、どれくらいの時間で電解槽領域に到達するかは推定可能である。そこでこの好ましい態様では、供給モードにおいて水の流速が第２流速となるように調整した後、所定時間経過後に給水路を流れる水の流量を低減することで、確実且つ簡便に一対の電解用電極近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、流速低減手段は、一対の濃縮用電極よりも下流における給水路に、一対の濃縮用電極近傍の流路断面積よりも流路断面積が大きい流路拡大部を有するものであって、一対の電解用電極が流路拡大部に配置されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、流路断面積を拡幅した流路拡大部に一対の電解用電極を配置することで、簡便な構成で一対の電解用電極近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

また本発明に係る殺菌水生成装置では、流速低減手段は、一対の濃縮用電極よりも下流における給水路に、水の流れの淀みが生じるように流路を屈曲させた流路屈曲部を有するものであって、一対の電解用電極が流路屈曲部に配置されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、流路を屈曲させた流路屈曲部に一対の電解用電極を配置することで、簡便な構成で一対の電解用電極近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

本発明によれば、高濃度の次亜塩素酸を迅速に供給可能な殺菌水生成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である殺菌水生成装置が設置された水洗大便器を示す斜視図である。図１に示す殺菌水生成装置の殺菌洗浄時の流路系統図である。図２に示す殺菌水生成装置に用いられる電解槽を説明するための模式図である。第１電圧を決定する手順を示すフローチャートである。電気伝導度と第１電圧との関係を示す図である。図２に示す殺菌水生成装置の動作を示すフローチャートである。図２に示す殺菌水生成装置の動作を示すタイミングチャートである。濃縮モードと電解モードとにおける電極近傍の反応を模式的に示す図である。本実施形態の変形例である殺菌水生成装置の一部を模式的に示す図である。本実施形態の変形例である殺菌水生成装置の一部を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態である殺菌水生成装置を含む衛生洗浄装置が設置されてなる水洗大便器を示す斜視図である。同図に示すように、衛生洗浄装置１００は、水洗式の洋式大便器１１０の便器１２０上に設置されて用いられる。そして、コントローラにより操作することにより、洗浄ノズル１４が便器１２０内に進出し、洗浄水を洗浄ノズル１４の先端から人体局所（おしりなど）に向けて噴出することにより、人体局所を洗浄することができる。

図２は、本発明の一実施形態である殺菌水生成装置ＷＤの殺菌洗浄時の流路系統図である。なお、同図には、殺菌洗浄に関連しない要素については図示を省略しているが、本実施形態の衛生洗浄装置は、周知の人体局部を洗浄するために必要な構成を備えている。

図２に示すように、本実施形態による殺菌洗浄時における殺菌水生成装置ＷＤの流路系統１０は、例えば水道管などの給水源１２と洗浄ノズル１４とが流路１６（給水路）、流路１８により接続されており、この流路１６に濃縮槽６（濃縮領域）、電解槽１（電解槽領域）が設けられている。流路１６の電解槽１の下流には分岐部２０が設けられており、分岐部２０から洗浄ノズル１４へと延びる吐水流路１８と、分岐部２０から下方に向かって延びる排水流路２２とに分岐している。

吐水流路１８は、洗浄ノズル１４の吐水口における断面積（すなわち、吐水流路１８の最小流路断面積）が、排水流路２２の最小流路断面積に比べて小さくなるように構成されている。これにより、吐水流路１８に比べて、排水流路２２の圧力損失が小さくなっている。洗浄ノズル１４のノズル孔からは、給水源１２からの一次圧により、洗浄バルブ２８を開くことで水が吐出する。洗浄ノズル１４には、人体局部に向けて水を吐出する複数のノズル孔が設けられている他、そのノズル孔に水を供給する流路が内部に設けられている。洗浄ノズルは、ノズル孔から吐出する水により、洗浄ノズル自身の外表面を洗浄することも可能である。

吐水流路１８には、制御部２４に通信可能に接続された洗浄バルブ２８が設けられている。洗浄バルブ２８は、制御部２４の指令に基づいて開閉し、吐水流路である流路１８への水の流入を制御する。洗浄バルブ２８は、流路１８の開閉のみならず、開度の調整も可能なように構成されている。洗浄バルブ２８の開度が大きいほど、流量及び流速も大きなものとなる。洗浄バルブ２８の開度を調整することで、上流側に配置されている電解槽１における流速を調整することができる。

排水流路２２の分岐部２０の下流側には、制御部２４と通信可能に接続された排出バルブ３０が設けられている。排出バルブ３０は、制御部２４の指令に基づいて開閉し、排水流路２２への水の流入を制御する。これら排水流路２２及び排出バルブ３０により排出機構３２が構成される。なお、本実施形態では、流路１６を分岐して排水流路２２を設けているが、これに限らずに、流路１６の下面に開口を設けるのみでもよい。また、本実施形態では、排水流路２２に排出バルブ３０を設けて、これにより排水流路２２を流れる水流を制御しているが、これに限らず、ポンプ等を用いて、排水流路２２を流れる水流を制御することもできる。

排出バルブ３０は、電解槽１における濃縮モード（詳細は後述する）の実行時や、水の電気伝導度の測定時に開かれる。排出バルブ３０から排出される水は便器１２０のボウル部に排出される。

制御部２４（制御手段）は、給水源１２に設けられている給水バルブを制御し、流路１６に流れる水量を調整することができる。制御部２４は、濃縮槽６に配置される一対の濃縮用電極に電圧を印加するタイミングを制御し、その電圧も可変可能なように構成されている。制御部２４は同様に、電解槽１に配置される一対の電解槽電極に電圧を印加するタイミングを制御し、その電圧も可変可能なように構成されている。制御部２４は、濃縮槽６の一対の電極間に印加する電圧が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する（濃縮モード）。制御部２４は、電解槽１の一対の電極間に印加する電圧が、準備用電圧や測定用電圧となるように制御する準備・測定モード（供給モード）と、一対の電極間に印加する電圧が、第１電圧よりも高い電解電圧となるように制御する電解モードと、を実行可能なように構成されている。第２電圧は、次亜塩素酸又は次亜塩素酸イオンを生成する電圧として定義される。

図３は、電解槽１及び濃縮槽６を説明するための模式図である。同図に示すように、濃縮槽６は、一対の電極板２ａ，４ａを有し、これら電極板２ａ，４ａの間に電圧を印加することができるように構成されている。濃縮槽６では、塩化物イオンの捕集のみを行なっている。また、電解槽１は、一対の電極板２ｂ，４ｂを有し、これら電極板２ｂ，４ｂの間に電圧を印加することにより、水を電気分解する。

水道水を電気分解すると、式（１）及び式（２）の反応が起き、陽極からは酸素が、陰極からは水素が発生する。
陽極：２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ⁻ （１）
陰極：４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ₂＋４ＯＨ⁻ （２）

ここで、電極触媒として、白金・イリジウム（Ｐｔ・ＩｒＯ₂）を塗布した電極を用いることにより、式（３）に示すように、陽極で塩素が生成する。
陽極：２Ｃｌ⁻→Ｃｌ₂＋２ｅ⁻ （３）

塩素はｐＨにより、塩素、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ⁻）となる（式４、式５参照）。次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ⁻）は、殺菌力を有するものである。
陽極：Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋Ｈ₂＋Ｃｌ⁻ （４）
陽極：ＨＣｌＯ→ＣｌＯ⁻＋Ｈ⁺ （５）

式（３）の反応に至る前に、水道水中の塩化物イオンが陽極に引き寄せられることから、式（３）の反応が起こらないような電圧を印加することで、陽極表面に塩化物イオンを未反応のまま捕集することができる。

続いて、図４を参照しながら、制御部２４による第１電圧の決定手順を説明する。図４は、第１電圧を決定する手順を示すフローチャートである。図４に示すフローは、装置設置後の初回通電時に行ったり、定期的に行ったりするものである。

ステップＳ１１では、排出バルブ３０を開いて、流路１６に流れを形成する。ステップＳ１２では、電解槽１に設けられた一対の電極２ｂ，４ｂを利用して、水の電気伝導率を測定する。

ステップＳ１３では、測定された電気伝導率に基づいて、第１電圧を決定する。図５に、電気伝導率と第１電圧との関係の一例を示す。このような対応関係は、予め設定され、制御部２４のメモリに格納されている。図５に例示するように、水の電気伝導率が低いほど、給水される水が含有する塩化物イオン濃度は低いものと想定される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて決定された第１電圧Ｖ１をメモリに格納する。ステップＳ１５では、排出バルブ３０を閉じる。

続いて、図６及び図７を参照しながら、殺菌洗浄する際の制御部２４の動作について説明する。図６は、図２に示す殺菌水生成装置ＷＤの動作を示すフローチャートである。図７は、図６に示すフローチャートで殺菌水生成装置ＷＤを動作させた場合の、各バルブの動きや塩化物イオン濃度等を示すグラフである。図７の（Ａ）は排出バルブ３０及び洗浄バルブ２８の開閉状況を示し、図７の（Ｂ）は電極近傍の流速を示し、図７の（Ｃ）は各電極に印加する電圧を示し、図７の（Ｄ）は塩化物イオン濃度を示し、図７の（Ｅ）は電気伝導率の変化を示し、図７の（Ｆ）は水素イオン濃度の変化を示している。

ステップＳ２１では、排出バルブ３０を開いて、流路１６に流れを形成する（時刻ｔ０）。ステップＳ２２では、濃縮槽６の一対の電極２ａ，４ａに第１電圧Ｖ１を印加する（時刻ｔ１）。同じタイミングで、ステップＳ２３では、電解槽１の一対の電極２ｂ，４ｂに測定用電圧Ｖｍを印加する。ステップＳ２４では、第１電圧Ｖ１の印加開始から時間Ｔ１が経過したか否かを判断し、時間Ｔ１が経過するとステップＳ２５の処理に進む。

ステップＳ２５では、電解槽１での検知結果に基づいて、電気伝導率σが閾値σ１を上回っているか判断する。流れる水の電気伝導率σが閾値σ１を上回っていればステップＳ２７の処理に進み、上回っていなければステップＳ２６の処理に進む。この段階では、図８の（Ａ）に示すように、塩化物イオンの捕集が進行している。

ステップＳ２６では、第１電圧Ｖ１の印加開始から時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が経過しているか判断する。第１電圧Ｖ１の印加から時間Ｔ２が経過していなければステップＳ２５の処理に戻り、第１電圧Ｖ１の印加から時間Ｔ２が経過していればステップＳ２７の処理に進む。

ステップＳ２７では、排出バルブを閉じる（時刻ｔ３）。ステップＳ２８では、濃縮槽６の一対の電極２ａ，４ａへの電圧印加を停止する。ステップＳ２９では、電解槽１の一対の電極２ｂ，４ｂに電解電圧Ｖｅ（Ｖｅ＞Ｖｍ）を印加する。ステップＳ３０では、洗浄バルブ２８を開度Ｓ２で開き、洗浄ノズル１４から殺菌水を吐出する（時刻ｔ４）。この段階では、図８の（Ｂ）に示すように、濃縮用の一対の電極２ａ，４ａで捕集された塩化物イオンが電解用の一対の電極２ｂ，４ｂに向けて移動する。ステップＳ３１では、洗浄バルブ２８を開いてから時間Ｔ３が経過したか判断する。時間Ｔ３が経過していなければ判断を継続し、時間Ｔ３が経過していればステップＳ３２の処理に進む。

ステップＳ３２では、洗浄バルブ２８の開度をＳ２からＳ１に変更する（Ｓ２＞Ｓ１）。この時刻ｔ５のタイミングは、図８の（Ｃ）に示すように、塩化物イオンが一対の電極２ｂ，４ｂに到達し、次亜塩素酸が生成されている段階である。

ステップＳ３３では、洗浄バルブ２８の開度を変更してから時間Ｔ４が経過したか判断する。時間Ｔ４が経過していなければ判断を継続し、時間Ｔ４が経過していればステップＳ３４の処理に進む。

ステップＳ３４では、洗浄バルブ２８を閉じる。ステップＳ３５では、電解槽１の一対の電極２ｂ，４ｂへの電圧の印加を停止する。

上述したように本実施形態における殺菌水生成装置ＷＤは、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成するものであって、水が通る給水路としての流路１６と、流路１６に設けられ、一対の濃縮用電極２ａ，４ａを有し、一対の濃縮用電極２ａ，４ａ間に電圧を印加することで流路１６を通る水に含まれる塩化物イオンを引き寄せる濃縮領域としての濃縮槽６と、濃縮槽６の下流側における流路１６に設けられ、一対の電解用電極２ｂ，４ｂを有し、一対の電解用電極２ｂ，４ｂ間に電圧を印加することで流路１６を流れる水を電気分解する電解槽領域としての電解槽１と、流路１６における水の通り方と、一対の濃縮用電極２ａ，４ａ間に印加する電圧と、一対の電解用電極２ｂ，４ｂ間に印加する電圧とを制御する制御手段としての制御部２４と、を備える。

制御部２４は、一対の濃縮用電極２ａ，４ａ近傍における水の流速が第１流速ｖ１となるように水を通すと共に、一対の濃縮用電極２ａ，４ａに電圧を印加することで水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モード（図６のステップＳ２１〜Ｓ２８）と、一対の濃縮用電極２ａ，４ａ近傍における水の流速が第１流速ｖ１よりも速い第２流速ｖ２となるように水を通し、濃縮モードの実行によって捕集された塩化物イオンを陽極から離脱させ、その塩化物イオンを含む水を電解槽１に供給する供給モード（ステップＳ３０〜Ｓ３１）と、一対の電解用電極２ｂ，４ｂに電解用電圧Ｖｅを印加し、供給モードの実行によって濃縮槽６から供給された水を電解処理し次亜塩素酸を生成する電解モード（ステップＳ２９〜Ｓ３５）と、を実行可能なように構成されている。

本実施形態によれば、水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モードでは第１流速ｖ１となるように水を通し、陽極から塩化物イオンを離脱させる供給モードでは第２流速ｖ２となるように水を通しており、第２流速ｖ２のほうが第１流速ｖ１よりも速くなっている。従って、比較的遅い第１流速ｖ１で一対の濃縮用電極２ａ，４ａに水を供給することで水中の塩化物イオンを効率的に捕集し、塩化物イオンを捕集した後では比較的速い第２流速ｖ２で一対の濃縮用電極２ａ，４ａに水を供給することで塩化物イオンを短時間で確実に電極から離脱させることができる。このように供給モードで塩化物イオン濃度を高めた水を電解槽１に供給することができるので、高濃度の次亜塩素酸を得ることができる。

本実施形態において制御部２４は、一対の電解用電極２ｂ，４ｂに電解用電圧Ｖｅとは異なる準備用電圧を印加することも好ましい。このように、一対の電解用電極２ｂ，４ｂに電解用電圧Ｖｅとは異なる準備用電圧を印加することで、電解モードを開始して電解用電圧Ｖｅへと移行させる際の印加電圧の変化量を小さくすることができる。これにより、短時間で印加電圧を電解用電圧Ｖｅへと移行させながらも、電極の劣化を抑制することができる。

特に本実施形態において制御部２４は、一対の電解用電極２ｂ，４ｂに準備用電圧として測定用電圧Ｖｍを印加することで電解槽１に供給される水の電気の流れ方を測定し、その電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから供給モードへ移行することも好ましい。

上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽１を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下し、水における電気の流れ方が弱い状態になる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると水中の塩化物イオン濃度が最上昇し、水における電気の流れ方が強い状態になる。そこでこの好ましい態様では、電解槽１よりも下流側において給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことを一対の電解用電極２ｂ，４ｂに準備用電圧である測定用電圧Ｖｍを印加することで測定し、その測定結果に基づいて、濃縮モードから供給モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で供給モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。

また本実施形態では、一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍における水の流速が第２流速ｖ２よりも遅い第３流速となるように調整する流速低減手段を備える。

上述したように供給モードにおいて塩化物イオンを電極から離脱させて電解槽１に供給するにあたっては、流路１６を通る水の流速は比較的速い第２流速ｖ２が好ましいけれども、そのままの速さで一対の電解用電極２ｂ，４ｂに水が供給されると、次亜塩素酸の生成に寄与せずに通過する水が増えてしまい、高濃度の次亜塩素酸水を生成することができない。そこで、一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍における水の流速が第２流速ｖ２よりも遅い第３流速となるように調整する流速低減手段を設けることで、一対の電解用電極２ｂ，４ｂの近傍に高濃度の塩化物イオンを供給することができ、高濃度の次亜塩素酸水を生成することができる。

本実施形態では、流速低減手段の一つとして、流路１６を流れる水の流量を低減することで一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍における水の流速を調整するものであって、供給モードにおいて一対の濃縮用電極２ａ，４ａ近傍における水の流速が第２流速ｖ２となるように調整した後、所定時間経過後に、給水路を流れる水の流量を低減する。

塩化物イオンを捕集した後に水の流速を第２流速ｖ２まで高めると、どれくらいの時間で電解槽１に到達するかは推定可能である。そこで、供給モードにおいて水の流速が第２流速ｖ２となるように調整した後、所定時間経過後に流路１６を流れる水の流量を低減することで、確実且つ簡便に一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

また、流速低減手段としては、図９に示すように、一対の濃縮用電極２ａ，４ａよりも下流における流路１６に、一対の濃縮用電極２ａ，４ａ近傍の流路断面積よりも流路断面積が大きい流路拡大部１６ａを有するものであって、一対の電解用電極２ｂ，４ｂが流路拡大部１６ａに配置されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、流路断面積を拡幅した流路拡大部１６ａに一対の電解用電極２ｂ，４ｂを配置することで、簡便な構成で一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

また、流速低減手段としては、図１０に示すように、一対の濃縮用電極２ａ，４ａよりも下流における流路１６に、水の流れの淀みが生じるように流路１６を屈曲させた流路屈曲部１６ｂを有するものであって、一対の電解用電極２ｂ，４ｂが流路屈曲部１６ｂに配置されてなることも好ましい。

この好ましい態様では、流路を屈曲させた流路屈曲部１６ｂに一対の電解用電極２ｂ，４ｂを配置することで、簡便な構成で一対の電解用電極２ｂ，４ｂ近傍の流速を低くし、確実に高濃度の次亜塩素酸水を得ることができる。

１電解槽
２，４電極板
６濃縮槽
１０流路系統
１２給水源
１４洗浄ノズル
１６流路
１８流路
２０分岐部
２２排水流路
２４制御部
２６水質検知部
２８洗浄バルブ
３０排出バルブ
３２排出機構
１００衛生洗浄装置
１１０洋式大便器
１２０便器
ＷＤ殺菌水生成装置

Claims

塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成する殺菌水生成装置において、
水が通る給水路と、
前記給水路に設けられ、一対の濃縮用電極を有し、前記一対の濃縮用電極間に電圧を印加することで前記給水路を通る水に含まれる塩化物イオンを引き寄せる濃縮領域と、
前記濃縮領域の下流側における前記給水路に設けられ、一対の電解用電極を有し、前記一対の電解用電極間に電圧を印加することで前記給水路を流れる水を電気分解する電解槽領域と、
前記給水路における水の通り方と、前記一対の濃縮用電極間に印加する電圧と、前記一対の電解用電極間に印加する電圧とを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第１流速となるように水を通すと共に、前記一対の濃縮用電極に電圧を印加することで水中の塩化物イオンを捕集する濃縮モードと、
前記一対の濃縮用電極近傍における水の流速が前記第１流速よりも速い第２流速となるように水を通し、前記濃縮モードの実行によって捕集された塩化物イオンを陽極から離脱させ、その塩化物イオンを含む水を前記電解槽領域に供給する供給モードと、
前記一対の電解用電極に電解用電圧を印加し、前記供給モードの実行によって前記濃縮領域から供給された水を電解処理し次亜塩素酸を生成する電解モードと、を実行可能なように構成されていることを特徴とする殺菌水生成装置。
前記一対の電解用電極近傍における水の流速が前記第２流速よりも遅い第３流速となるように調整する流速低減手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の殺菌水生成装置。
前記制御手段は、
前記供給モードにおいて、前記一対の電解用電極に前記電解用電圧とは異なる準備用電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の殺菌水生成装置。
前記制御手段は、
前記一対の電解用電極に準備用電圧を印加することで前記電解槽領域に供給される水の電気の流れ方を測定し、その電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、前記濃縮モードから前記供給モードへ移行することを特徴とする請求項３に記載の殺菌水生成装置。
前記流速低減手段は、前記給水路を流れる水の流量を低減することで前記一対の電解用電極近傍における水の流速を調整するものであって、
前記供給モードにおいて前記一対の濃縮用電極近傍における水の流速が第２流速となるように調整した後、所定時間経過後に、前記給水路を流れる水の流量を低減することを特徴とする請求項２に記載の殺菌水生成装置。
前記流速低減手段は、前記一対の濃縮用電極よりも下流における前記給水路に、前記一対の濃縮用電極近傍の流路断面積よりも流路断面積が大きい流路拡大部を有するものであって、
前記一対の電解用電極が前記流路拡大部に配置されてなることを特徴とする請求項２に記載の殺菌水生成装置。
前記流速低減手段は、前記一対の濃縮用電極よりも下流における前記給水路に、水の流れの淀みが生じるように流路を屈曲させた流路屈曲部を有するものであって、
前記一対の電解用電極が前記流路屈曲部に配置されてなることを特徴とする請求項２に記載の殺菌水生成装置。