JP2013208572A - 金属イオン水生成装置およびトイレ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる金属イオン水生成装置およびトイレ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】酸性水を生成する酸性水生成システムと、前記酸性水生成システムにより生成された酸性水を使用し金属を溶解させて金属イオン水を生成する金属イオン水生成システムと、前記金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水の酸性度を酸性の側へ変化させる酸性度調整システムと、前記酸性度調整システムにより酸性度が調整された前記金属イオン水を供給する供給手段と、を備えたことを特徴とする金属イオン水生成装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明の態様は、一般的に、金属イオン水生成装置およびトイレ装置に関する。

例えば水回りの装置や機器などにおいて、水垢の除去や水垢の付着の抑制が必要な場合がある。
例えば大便器あるいは小便器のボウル面を洗浄水で洗浄した後にボウル面に残った残水が蒸発してボウル面が乾燥すると、水垢がボウル面に付着することがある。水垢がボウル面に付着すると、ボウル面が汚れてしまう。また、水垢はボウル面に強固に付着しているため、水垢を取り除くことは難しい。そのため、水垢の生成を抑制する技術、あるいは、水垢がボウル面に付着した場合でもその水垢を容易に除去できる技術が求められている。

例えば、殺菌作用を有する酸性水を利用する技術が知られている（特許文献１）。しかし、ケイ酸成分の水垢は、カルシウム成分やマグネシウム成分などの水垢よりも強固に便器の釉薬表面に固着する。そのため、本発明者の検討の結果、単なる酸性水では、水垢を除去したり、水垢の生成を抑制することが困難であるという問題があることが分かってきている。

これに対して、便器洗浄後に便器のボウルの表面に残った残水中の溶性ケイ酸の重合を抑制する金属イオンを、殺菌作用を有する酸性水に含ませ残水中に添加することで、便器表面に強固に付着する水垢の生成を抑制可能なことが分かってきている。金属イオンが添加された酸性水を生成する方法の１つとしては、例えば特許文献１に記載された電解槽により酸性水を生成し、生成した酸性水に金属を浸漬させて酸性水に金属を溶解させる方法が考えられる。

しかし、この方法では、電解槽により生成可能な酸性水の酸性度（ｐＨ）には限界がある。また、金属の溶出が平衡に達するまで電解槽で生成された酸性水を使用して金属を溶解すると、金属イオン濃度は、ケイ酸成分の水垢を抑制可能な濃度となる一方で、金属の溶解に伴い、酸性水の酸性度が高くなる。つまり、酸性水の酸性度が、中性の側に変化する。すると、酸性水の酸性度がケイ酸成分の水垢を抑制する最適な酸性度から外れてしまい、このままの酸性水によりケイ酸成分の水垢を抑制することは十分ではないという問題がある。この問題は、他の水回り装置や機器の水垢に対しても同様である。

特開平９−７８６５８号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる金属イオン水生成装置およびトイレ装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、酸性水を生成する酸性水生成システムと、前記酸性水生成システムにより生成された酸性水を使用し金属を溶解させて金属イオン水を生成する金属イオン水生成システムと、前記金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水の酸性度を酸性の側へ変化させる酸性度調整システムと、前記酸性度調整システムにより酸性度が調整された前記金属イオン水を供給する供給手段と、を備えたことを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、金属の溶解に伴い酸性水の酸性度が中性の側に変化しても、金属イオン濃度の最適値および酸性度の最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。つまり、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる。これにより、例えばケイ酸成分の水垢などに対してより高い付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記酸性度調整システムは、前記酸性水生成システムにより生成された酸性水を前記金属イオン水生成システムにより生成された前記金属イオン水に添加することを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、酸性水生成システムにより生成された酸性水を金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水に添加し、金属イオン濃度および酸性度を調整する。そのため、より簡単な方法で、金属イオン濃度の最適値および酸性度を最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記酸性水生成システムは、陽イオン交換樹脂により前記酸性水を生成することを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、安定した酸性度の酸性水を生成することができる。すなわち、水道水の水質による酸性度の変動が少ない陽イオン交換樹脂が用いられているため、安定した酸性度の酸性水を生成することができる。また、安定した酸性度の酸性水が金属イオン水生成システムに供給されるため、安定して金属を溶解させることができる。

また、第４の発明は、第２の発明において、前記酸性水生成システムは、電気分解により前記酸性水を生成することを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、電気分解システムを用いることで、陽イオン交換樹脂を用いる場合と比較して、装置の大型化を抑えることができる。また、メンテナンスの頻度を低減することができる。また、長寿命化を図ることができる。

また、第５の発明は、第４の発明において、前記酸性度調整システムにより前記金属イオン水に添加される前記酸性水の量は、前記金属イオン水の量よりも少ないことを特徴とする金属イオン水生成装置である。

一般的に、電気分解システムで生成される酸性水の酸性度は、供給される水道水などの水質により変動する。そして、生成される酸性水の酸性度がより高い場合には、溶解される金属の量は少なくなる。そのため、生成される金属イオン水の金属イオン濃度は、最適値よりもわずかに高い濃度となる。そのため、酸性水を過度に添加すると、金属イオン濃度が最適値よりも低くなるおそれがある。

これに対して、この金属イオン水生成装置によれば、酸性度調整システムにより金属イオン水に添加される酸性水の量は、その金属イオン水の量よりも少ない。そのため、酸性度がより高い酸性水が生成されるような状況でも、金属イオン濃度の低下を極力抑えることができる。そのため、例えばケイ酸成分の水垢などに対する付着抑制効果および除去効果がなくなることを抑えることができる。

また、第６の発明は、第２〜第５のいずれか１つの発明において、前記金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水を一時的に貯留する貯留手段をさらに備え、前記酸性度調整システムは、前記貯留手段に貯留された金属イオン水に対して一定の割合で前記酸性水を添加することを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、一定の金属イオン濃度および一定の酸性度の金属イオン水が対象物に供給される。そのため、金属イオン水生成装置の使用頻度に依らず、例えばケイ酸成分の水垢などに対してより安定した付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。

また、第７の発明は、第２〜第５のいずれか１つの発明において、前記酸性度調整システムは、前記供給手段が前記金属イオン水を供給する際における前記金属イオン水生成システムでの溶解時間に応じて前記酸性水の添加の割合を調整することを特徴とする金属イオン水生成装置である。

この金属イオン水生成装置によれば、金属の溶解時間に応じて酸性水の添加割合が調整されるため、酸性水が過度に添加され、金属イオン濃度が極端に低い金属イオン水が供給されることを抑制することができる。そのため、例えばケイ酸成分の水垢などに対する付着抑制効果および除去効果がなくなることを抑えることができる。

また、第８の発明は、ボウルを有する便器と、第１〜第７のいずれか１つの発明にかかる金属イオン水生成装置と、を備え、前記供給手段は、少なくとも前記ボウルの表面に供給することを特徴とするトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、金属の溶解に伴い酸性水の酸性度が中性の側に変化しても、金属イオン濃度の最適値および酸性度を最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。つまり、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる。これにより、ケイ酸成分の水垢に対してより高い付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。

本発明の態様によれば、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる金属イオン水生成装置およびトイレ装置が提供される。

本発明の実施の形態にかかる金属イオン水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 本発実施形態にかかる金属イオン水生成装置の動作の概略を表す模式的概略図である。 本発明の他の実施の形態にかかる金属イオン水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 本実施形態の酸性水生成装置の具体例を表す模式的断面図である。 本実施形態の酸性水生成装置の他の具体例を表す模式的断面図である。 本実施形態の金属イオン添加装置の具体例を表す模式的断面図である。 本実施形態の金属イオン添加装置の他の具体例を表す模式的断面図である。 本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す模式図である。 本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。 金属イオン水生成装置における金属イオン濃度および酸性度の時間変化の一例を例示するグラフ図である。 金属イオン濃度の時間変化および混合量の一例を例示するグラフ図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる金属イオン水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
なお、図１は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。

本実施形態の金属イオン水生成装置１００は、第１の流路１０１と、第２の流路（酸性度調整システム）１０２と、バルブ１１０と、酸性水生成装置（酸性水生成システム）１２０と、金属イオン添加装置（金属イオン水生成システム）１３０と、供給手段１４０と、制御装置１８０と、を備える。

第１の流路１０１は、図示しない給水源から供給された水を供給手段１４０へ導く。バルブ１１０は、例えば開閉可能な電磁バルブである。バルブ１１０は、第１の流路１０１の上流側に設けられ、制御装置１８０からの指令に基づいて水の供給を制御する。酸性水生成装置１２０は、バルブ１１０よりも下流側に設けられ、酸性水を生成する。酸性水生成装置１２０については、後に詳述する。

金属イオン添加装置１３０は、酸性水生成装置１２０よりも下流側に設けられている。金属イオン添加装置１３０は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水を使用し金属を溶解させ、酸性水に金属イオンを添加する。これにより、金属イオンが添加された金属イオン水が生成される。金属イオン添加装置１３０については、後に詳述する。供給手段１４０は、金属イオン添加装置１３０よりも下流側に設けられ、金属イオン水を対象物に供給することができる。
なお、本願明細書において「徐溶」とは、通常の使用態様において、金属イオンの源となる金属を交換あるいは追加せずに、金属イオン添加装置１３０が所定の濃度の金属イオン水を３０日以上生成することをいう。

図１に表したように、第１の流路１０１は、酸性水生成装置１２０よりも下流側かつ金属イオン添加装置１３０よりも上流側において、第２の流路１０２と、金属イオン添加装置１３０の側へ向かう流路（第１の流路１０１）と、に分岐されている。なお、第１の流路１０１は、酸性水生成装置１２０において、第２の流路１０２と、金属イオン添加装置１３０の側へ向かう流路と、に分岐されていてもよい。第２の流路１０２は、金属イオン添加装置１３０よりも下流側かつ供給手段１４０よりも上流側において第１の流路１０１と接続されている。

ここで、金属の溶出が平衡に達するまで酸性水生成装置１２０により生成された酸性水を金属イオン添加装置１３０が使用し金属を溶解すると、金属イオン濃度は、所望の濃度となる一方で、金属の溶解に伴い、酸性水の酸性度が高くなる。つまり、酸性水の酸性度が、中性の側に変化あるいは遷移する。すると、所望の酸性度を有する金属イオン水を得ることができない場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、第２の流路１０２は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水の一部を金属イオン添加装置１３０よりも下流側の第１の流路１０１へ導き、金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水と合流させる。つまり、第２の流路１０２は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水に一部を、金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水に加える。これにより、金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水の酸性度（ｐＨ）を酸性の側へ変化あるいは遷移させることができる。

これについて、図面を参照しつつさらに説明する。
図２は、本発実施形態にかかる金属イオン水生成装置の動作の概略を表す模式的概略図である。

図１に関して前述したように、第２の流路１０２は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水の一部を金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水と合流させる。
例えば、図２に表したように、本実施形態にかかる金属イオン水生成装置１００は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水であって酸性度が約ｐＨ３．５程度、金属イオン濃度が約０ｐｐｍ（parts per million）程度の酸性水を、金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水であって酸性度が約ｐＨ４．５程度、金属イオン濃度が約４．５ｐｐｍ程度の金属イオン水に加える。酸性水生成装置１２０により生成された酸性水と、金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水と、の量の比（混合量の比）は、例えば約１：２程度である。

すると、混合後の金属イオン水の酸性度は、約ｐＨ４．０程度となる。このようにして、混合前の金属イオン水の酸性度を約ｐＨ４．５程度から約４．０程度へと変化すなわち酸性の側へ変化させることができる。また、混合後の金属イオン水の金属イオン濃度は、約３．０ｐｐｍとなる。なお、図２に表した酸性度、金属イオン濃度、および混合量の比は、一例であり、これだけに限定されるわけではない。

本実施形態によれば、金属の溶解に伴い酸性水の酸性度が中性の側に変化しても、金属イオン水生成装置１００は、金属イオン濃度の最適値および酸性度の最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。つまり、本実施形態にかかる金属イオン水生成装置１００は、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる。これにより、例えばケイ酸成分の水垢などに対してより高い付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。また、第２の流路１０２は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水の一部を金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水に添加し、金属イオン濃度および酸性度を調整する。そのため、より簡単な方法で、金属イオン濃度の最適値および酸性度を最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。

図３は、本発明の他の実施の形態にかかる金属イオン水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
図３に表した金属イオン水生成装置１００ａは、図１に表した第２の流路１０２の代わりにポンプ（酸性度調整システム）１６０を備える。また、本実施形態にかかる金属イオン水生成装置１００ａは、第１のタンク１５０を備える。第１のタンク１５０は、酸性水生成装置１２０が生成した酸性水を一時的に貯留することができる。また、本実施形態の金属イオン添加装置１３０は、金属を溶解させて酸性水に金属イオンを添加させた金属イオン水を一時的に貯留可能な第２のタンク（貯留手段）１３１を有する。なお、第２のタンク１３１は、金属イオン添加装置１３０とは別体として設けられていてもよい。その他の構造は、図１に関して前述した金属イオン水生成装置１００の構造を同様である。

図３に表した矢印Ａ１のように、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水は、第１のタンク１５０に導かれ一時的に貯留される。第１のタンク１５０に貯留された酸性水の量が所定量よりも多くなると、図３に表した矢印Ａ２のように、第１のタンク１５０に貯留された酸性水は、オーバーフローを起こし、金属イオン添加装置１３０へ導かれる。これにより、金属イオン添加装置１３０は、酸性水生成装置１２０により生成された酸性水を使用し金属を溶解させ、酸性水に金属イオンを添加する。金属イオン添加装置１３０により生成された金属イオン水は、第２のタンク１３１に一時的に貯留される。

図３に表したように、ポンプ１６０は、制御装置１８０からの指令に基づいて、第１のタンク１５０に貯留された酸性水と、第２のタンク１３１に貯留された金属イオン水と、を吸い上げて一定の割合で混合する。言い換えれば、ポンプ１６０は、第２タンクに貯留された金属イオン水に対して一定の割合で第１のタンク１５０に貯留された酸性水を添加する。混合量の比あるいは酸性水の添加割合は、例えば図２に関して前述した如くである。続いて、ポンプ１６０は、混合後の金属イオン水を供給手段１４０へ導く。そして、供給手段１４０は、金属イオン水を対象物に供給する。

本実施形態によれば、一定の金属イオン濃度および一定の酸性度の金属イオン水が対象物に供給される。そのため、金属イオン水生成装置１００ａの使用頻度に依らず、例えばケイ酸成分の水垢などに対してより安定した付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。

あるいは、ポンプ１６０は、制御装置１８０からの指令に基づいて、第１のタンク１５０に貯留された酸性水の添加割合を供給手段１４０による金属イオン水の供給ごとに変化させてもよい。具体的には、ポンプ１６０は、供給手段１４０が金属イオン水を供給する際の金属イオン添加装置１３０における金属の溶解時間に応じて、第１のタンク１５０に貯留された酸性水の添加割合を調整してもよい。

例えば、金属イオン水生成装置１００ａの使用頻度がより高い場合には、溶解時間がより短いため、溶解した金属の量はより少ない。つまり、金属イオン濃度は、より低い。そのため、この場合には、制御装置１８０は、ポンプ１６０による酸性水の添加割合をより低く設定する。あるいは、制御装置１８０は、ポンプ１６０による酸性水の添加割合をゼロに設定する。
一方、金属イオン水生成装置１００ａの使用頻度がより低い場合には、溶解時間がより長いため、溶解した金属の量はより多い。つまり、金属イオン濃度は、より高い。そのため、この場合には、制御装置１８０は、ポンプ１６０による酸性水の添加割合をより高く設定する。

これによれば、金属の溶解時間に応じて酸性水の添加割合が調整されるため、酸性水が過度に添加され、金属イオン濃度が極端に低い金属イオン水が供給されることを抑制することができる。そのため、例えばケイ酸成分の水垢などに対する付着抑制効果および除去効果がなくなることを抑えることができる。

なお、図３に表した金属イオン水生成装置１００ａは、１つのポンプ１６０を備えているが、金属イオン水生成装置１００ａが備えるポンプ１６０の数は、これだけに限定されるわけではない。例えば、金属イオン水生成装置１００ａは、第１のタンク１５０に貯留された酸性水を吸い上げる第１のポンプと、第２のタンク１３１に貯留された金属イオン水を吸い上げる第２のポンプと、を備えていてもよい。この場合には、制御装置１８０は、第１のポンプおよび第２のポンプの動作をそれぞれ制御し、酸性水の添加割合を一定に設定したり、金属の溶解時間に応じて酸性水の添加割合を変化させる。

次に、本実施形態の酸性水生成装置１２０の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態の酸性水生成装置の具体例を表す模式的断面図である。

本具体例の酸性水生成装置１２０は、陽イオン交換樹脂システム１２０ａである。
図４に表したように、本具体例の陽イオン交換樹脂システム１２０ａは、筐体１２１と、筐体１２１の内部に設けられた陽イオン交換樹脂１２３と、を有する。陽イオン交換樹脂１２３は、バルブ１１０を介して給水源から供給された水や溶液などに含まれる陽イオンを自身が有する水素イオンと交換し、水素イオンを放出する。このようにして、陽イオン交換樹脂システム１２０ａは、給水源から導かれた陽イオンを水素イオンと交換し、酸性水を生成して下流側へ放出する。

酸性水生成装置１２０として本具体例の陽イオン交換樹脂システム１２０ａが用いられた場合には、安定した酸性度の酸性水を生成することができる。すなわち、本具体例の陽イオン交換樹脂システム１２０ａは、水道水の水質による酸性度の変動が少ない陽イオン交換樹脂１２３を有するため、安定した酸性度の酸性水を生成することができる。また、安定した酸性度の酸性水が下流側の金属イオン添加装置１３０に供給されるため、安定して金属を溶解させることができる。

図５は、本実施形態の酸性水生成装置の他の具体例を表す模式的断面図である。
本具体例の酸性水生成装置１２０は、電解槽１２０ｂである。
図５に表したように、本具体例の電解槽１２０ｂは、その内部に陽極板１２４および陰極板１２５を有し、制御装置１８０からの通電の制御によって、陽極板１２４と、陰極板１２５と、の間の空間（流路）を流れる水道水を電気分解できる。この際、陰極板１２５においては酸（Ｈ^＋）が消費され、陰極板１２５の近傍ではｐＨが上昇する。すなわち、陰極板１２５の近傍では、アルカリ性水が生成される。一方、陽極板１２４においてはアルカリ（ＯＨ⁻）が消費され、陽極板１２４の近傍ではｐＨが下降する。すなわち、陽極板１２４の近傍では、酸性水が生成される。このようにして、電解槽１２０ｂは、陽極板１２４の近傍で生成した酸性水を下流側へ放出する。

酸性水生成装置１２０として本具体例の電解槽１２０ｂが用いられた場合には、電気分解システムを用いることで、陽イオン交換樹脂システム１２０ａと比較して、装置の大型化を抑えることができる。また、メンテナンスの頻度を低減することができる。また、長寿命化を図ることができる。

さらに、酸性水生成装置１２０として本具体例の電解槽１２０ｂが用いられた場合には、例えば図２に表したように、酸性度調整システム（第２の流路１０２、ポンプ１６０）により金属イオン水に添加される酸性水の量は、その金属イオン水の量よりも少ない。

一般的に、電気分解システムで生成される酸性水の酸性度は、供給される水道水などの水質により変動する。そして、生成される酸性水の酸性度がより高い場合には、溶解される金属の量は少なくなる。そのため、生成される金属イオン水の金属イオン濃度は、最適値よりもわずかに高い濃度となる。そのため、酸性水を過度に添加すると、金属イオン濃度が最適値よりも低くなるおそれがある。

これに対して、本具体例によれば、酸性度調整システムにより金属イオン水に添加される酸性水の量を金属イオン水の量よりも少なくする。そのため、酸性度がより高い酸性水が生成されるような状況でも、金属イオン濃度の低下を極力抑えることができる。そのため、例えばケイ酸成分の水垢などに対する付着抑制効果および除去効果がなくなることを抑えることができる。

次に、本実施形態の金属イオン添加装置１３０の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図６は、本実施形態の金属イオン添加装置の具体例を表す模式的断面図である。
本具体例の金属イオン添加装置１３０ａは、例えば図１に関して前述した金属イオン水生成装置１００において使用される。

図６に表したように、本具体例の金属イオン添加装置１３０ａは、筐体１３３と、筐体１３３内に設置された金属１３４と、を有する。金属１３４としては、例えばアルミニウムなどが挙げられる。酸性水生成装置１２０から供給された酸性水は、筐体１３３内に導かれる。そして、筐体１３３内に設置された金属１３４は、筐体１３３内に導かれた酸性水により浸漬された状態となる。

すると、酸性水に浸漬された金属１３４は、しばらくの時間をかけて溶解（徐溶）する。これにより、筐体１３３内の酸性水は、金属イオンを含む酸性水となる。つまり、金属イオン添加装置１３０ａにおいて、金属イオンを含む酸性水（金属イオン水）が生成される。生成された金属イオン水は、筐体１３３内へ新たに導入された酸性水により押し出され、下流側（供給手段１４０の側）へ放出される。
なお、本願明細書において「徐溶」とは、通常の使用態様において、金属イオンの源となる金属を交換あるいは追加せずに、金属イオン添加装置１３０が所定の濃度の金属イオン水を３０日以上生成することをいう。

図７は、本実施形態の金属イオン添加装置の他の具体例を表す模式的断面図である。
本具体例の金属イオン添加装置１３０ｂは、例えば図３に関して前述した金属イオン水生成装置１００ａにおいて使用される。

図７に表したように、本具体例の金属イオン添加装置１３０ｂは、タンク１３５と、タンク１３５内に設置された金属１３６と、を有する。金属１３６としては、例えばアルミニウムなどを挙げられる。酸性水生成装置１２０から供給された酸性水は、タンク１３５内に貯留される。そして、タンク１３５内に設置された金属１３６は、タンク１３５内に貯留された酸性水により浸漬された状態となっている。

すると、酸性水に浸漬された金属１３６は、例えば約１〜２時間かけて溶解（徐溶）する。これにより、タンク１３５内の酸性水は、金属イオンを含む酸性水となる。つまり、金属イオン添加装置１３０ｂにおいて、金属イオンを含む酸性水が生成される。生成された金属イオン水は、ポンプ１６０（図３参照）などによりタンク１３５から吸い上げられ、下流側（供給手段１４０の側）へ導かれる。

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
図８は、本発明の実施の形態にかかるトイレ装置を表す模式図である。
なお、図８においては、説明の便宜上、衛生洗浄装置を表す模式図は模式的平面図であり、洋式腰掛便器を表す模式図は模式的断面図である。

図８に表したトイレ装置１０は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、その上に設けられた衛生洗浄装置５００と、を備える。便器８００は、ボウル８０１を有する。衛生洗浄装置５００は、ケーシング４００と、便座２００と、便蓋３００と、を有する。便座２００と便蓋３００とは、ケーシング４００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。なお、便蓋３００は、必ずしも設けられていなくともよい。

例えばケーシング４００の下部には、便器８００のボウル８０１の表面に水や殺菌水を供給する噴霧ノズル（供給手段）１４０が設けられている。噴霧ノズル１４０は、ケーシング４００の内部に設けられていてもよいし、ケーシング４００の外部に付設されていてもよい。ケーシング４００の内部には、図１に関して前述した金属イオン水生成装置１００が設けられている。なお、ケーシング４００の内部に設けられる金属イオン水生成装置は、図３に関して前述した金属イオン水生成装置１００ａであってもよい。
なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。

ここで、便器洗浄の動作が終了した後にボウル８０１に残った残水が蒸発してボウル８０１の表面が乾燥すると、水垢がボウル８０１に付着することがある。通常、残水中の水分が蒸発する過程でケイ酸濃度が増加すると、ケイ酸の重合が促進される。これにより、コーヒーステイン現象（液滴中の溶媒の蒸発によって溶質が液滴の外郭へ流動しリング状に堆積する現象）が起き、強固な水垢が形成される。水垢がボウル８０１に付着すると、ボウル８０１が汚れてしまう。また、水垢はボウル８０１に強固に付着しているため、水垢を取り除くことは難しい。

これに対して、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成しボウル８０１に残った残水に添加する。言い換えれば、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、ボウル８０１に残った残水を、金属イオンを含む酸性度の高い水溶液に置き換える。これによれば、ケイ酸の重合を抑制し水垢の生成を抑制することができる。また、生成した水垢を容易に除去することができる。

これらの効果が得られる理由は、以下の如くである。但し、これは、本発明者が得た知見に基づく仮定あるいは仮説であり、本実施形態においてはこれに限定されるわけではない。
残水の酸性度を高くすると、残水中のケイ酸の重合の進行を抑制することができる。すると、水分が蒸発する過程で溶質濃度が増加してもコーヒーステイン現象が起こらず、溶媒が中央方向に流動する現象が観察された。そして、生成した水垢と基材との密着力は小さく、水垢を剥離し易いことが確認された。また、水垢の生成が抑制され、さらに生成した水垢を容易に除去できるという効果は、ケイ酸成分の水垢だけではなく、カルシウムイオン成分またはマグネシウムイオン成分の水垢に対しても得られる。

酸性水の酸性度は、例えば約ｐＨ４以下である。この範囲の酸性度を有する酸性水であれば、水を電解する電解槽により酸性水の生成が可能である。そのため、例えば薬剤の補充等のメンテナンスが不要となる。
また、酸性水に金属イオンを添加する場合において、酸性水に含まれる金属イオンは、例えば、アルミニウムイオン（Ａｌ^３＋）や銅イオン（Ｃｕ^２＋）などである。このような金属イオンは、酸性水に添加されると、生成した水垢においてケイ酸（ＳｉＯ_２）分子の間に介在する。そして、洗浄等により水が供給されると金属イオンが溶出する。すると、ケイ酸凝集体をより脆弱化させ、水垢を容易に除去できるようになると考えられる。金属イオンの濃度は、約３ｐｐｍ以上である。

次に、本実施形態にかかるトイレ装置１０について、図面を参照しつつさらに説明する。
図９は、本実施形態にかかるトイレ装置の要部構成を表すブロック図である。
なお、図９は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。
本実施形態では、トイレ装置１０が図３に表した金属イオン水生成装置１００ａを備えた場合を例に挙げて説明する。

図９に表したように、本実施形態にかかるトイレ装置１０が備える衛生洗浄装置５００は、給水手段４０１から供給された水をおしり洗浄ノズル４３９や噴霧ノズル１４０に導く主流路２３を有する。主流路２３の上流側には、バルブ４１３および熱交換器ユニット４１５が設けられている。バルブ４１３は、開閉可能な電磁バルブであり、ケーシング４００の内部に設けられた制御装置１８０からの指令に基づいて水の供給を制御する。熱交換器ユニット４１５は、図示しない温水ヒータを有し、供給された水を加熱して所定の温水にする。

バルブ４１３および熱交換器ユニット４１５の下流には、第１の流路切替弁４１７が設けられている。第１の流路切替弁４１７は、おしり洗浄ノズル４３９や噴霧ノズル１４０への給水の開閉や切替を行う。主流路２３は、第１の流路切替弁４１７により、おしり洗浄ノズル４３９へ洗浄水などを導く流路（主流路２３）と、噴霧ノズル１４０へ洗浄水や酸性水などを導く第１の流路１０１と、に分岐される。

第１の流路１０１の上流側には、図３に関して前述した金属イオン水生成装置１００ａが設けられている。但し、本実施形態の金属イオン水生成装置は、図３に関して前述した金属イオン水生成装置１００ａだけに限定されず、図１に関して前述した金属イオン水生成装置１００であってもよい。また、酸性水生成装置１２０の下流側かつ第１のタンク１５０の上流側には、第２の流路切替弁４３１が設けられている。

本実施形態では、第２の流路切替弁４３１は、酸性水生成装置１２０から供給されたアルカリ性水を便器８００の排水管８０７に直接排出する。これによれば、アルカリ性水が便器８００のボウル８０１の表面に接触することがない。そのため、アルカリ性水が酸性水の殺菌作用を低減させることを抑制することができる。
あるいは、第２の流路切替弁４３１は、本実施形態の水垢抑制効果を阻害しない範囲内において酸性水生成装置１２０から供給されたアルカリ性水を便器８００へ流してもよい。

また、第２の流路切替弁４３１は、酸性水生成装置１２０から供給された酸性水を第１のタンク１５０へ導く。続いて、第１のタンク１５０に貯留された酸性水が噴霧ノズル１４０へ導かれるまでの流れは、図３に関して前述した如くである。続いて、噴霧ノズル１４０は、流量調整弁４３７から供給された酸性水をボウル８０１へ噴霧する。

一方、第１の流路切替弁４１７においておしり洗浄ノズル４３９の側の流路（主流路２３）へ導かれた洗浄水は、電磁ポンプ４３５および流量調整弁４３７を介しておしり洗浄ノズル４３９へ導かれる。そして、洗浄水は、おしり洗浄ノズル４３９に設けられた図示しない吐水口から便座２００に着座した使用者の「おしり」などへ向かって噴射される。

本実施形態によれば、金属の徐溶に伴い酸性水の酸性度が中性の側に変化しても、トイレ装置１０は、金属イオン濃度の最適値および酸性度を最適値を満足する金属イオン水を生成することができる。つまり、本実施形態にかかるトイレ装置１０は、所望の金属イオン濃度および所望の酸性度を有する金属イオン水を生成することができる。これにより、例えばケイ酸成分の水垢などに対してより高い付着抑制効果および除去効果を発揮することができる。

次に、本発明者の検討の結果の例について、図面を参照しつつ説明する。
図１０は、金属イオン水生成装置における金属イオン濃度および酸性度の時間変化の一例を例示するグラフ図である。

図１０に表したグラフ図の横軸は、経過時間（Ｈ：時間）を表している。図１０に表したグラフ図の左側の縦軸は、アルミニウムイオン濃度（ｐｐｍ）を表している。図１０に表したグラフ図の右側の縦軸は、酸性度（ｐＨ）を表している。
また、図１０に表したグラフ図の中の棒グラフは、アルミニウムイオン濃度を表している。図１０に表したグラフ図の中の折れ線グラフおよびプロットは、酸性度を表している。

本検討では、本発明者は、アルミニウムの重量を３０グラム（ｇ）とし、浸漬させる酸性水の量を１００立方センチメートル（ｃｃ：cubic centimeter）とした。そして、アルミニウムを酸性水に浸漬させてからの経過時間と、アルミニウムイオン濃度および酸性度の変化と、の関係は、図１０に表したグラフ図の如くである。

これによれば、アルミニウムイオン濃度は、時間が経過するにつれて高くなり、経過時間（徐溶時間）が約４〜６時間となると、所望の濃度（例えば約３ｐｐｍ以上）となっている。そして、経過時間（徐溶時間）が約４〜６時間となると、アルミニウムの溶出がほとんど平衡に達する。
これに対して、酸性度は、時間が経過するにつれて高くなり、経過時間が約４〜６時間となると、所望の酸性度（例えば約ｐＨ４以下）から外れている。つまり、酸性水の酸性度が、中性の側に変化している。

図１１は、金属イオン濃度の時間変化および混合量の一例を例示するグラフ図である。 図１１に表したグラフ図の横軸は、経過時間（任意単位）を表している。図１１に表したグラフ図の左側の縦軸は、アルミニウムイオン濃度（ｐｐｍ）を表している。図１１に表したグラフ図の右側の縦軸は、酸性水とアルミニウムイオン水との混合量の比を表している。
また、図１１に表したグラフ図の中の折れ線およびプロットは、酸性水とアルミニウムイオン水とを混合させる前のアルミニウムイオン濃度を表している。図１０に表したグラフ図の中の棒グラフは、酸性水とアルミニウムイオン水との混合量の比を表している。

図１０に関して前述したように、酸性水をアルミニウムイオン水に混合させる前のアルミニウムイオン濃度は、時間が経過するにつれて高くなる。ここで、本発明者の検討の結果、それぞれの経過時間において、アルミニウムイオン濃度を３ｐｐｍ以上に維持しつつ、アルミニウムイオン水の酸性度をｐＨ４以下とするための混合量の比は、図１１に表した棒グラフの如くである。

すなわち、例えば、アルミニウムイオン濃度が約４．３ｐｐｍ（図１１中の破線で表した囲み線参照）であるときに、このアルミニウムイオン濃度を３ｐｐｍ以上に維持しつつ、アルミニウムイオン水の酸性度をｐＨ４以下とするためには、アルミニウムイオン水と酸性水との混合量の比を約１：０．４程度とする必要がある。本発明者は、他の経過時間においても同様に検討を行い、図１１に表した如く算出した。これによれば、アルミニウムイオン濃度が３ｐｐｍ以上に維持され、酸性水をアルミニウムイオン水に添加した後の酸性度がすべてｐＨ４以下であることが確認された。

図１１に表したように、アルミニウムイオン水に添加される酸性水の量は、そのアルミニウムイオン水の量よりも少ない。これによれば、図５に関して前述したように、酸性度がより高い酸性水が生成されるような状況でも、アルミニウムイオン濃度の低下を極力抑えることができる。そのため、ケイ酸成分の水垢に対する付着抑制効果および除去効果がなくなることを抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、酸性水生成装置１２０および金属イオン添加装置１３０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや供給手段１４０およびポンプ１６０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、本実施形態では、金属イオン水生成装置１００、１００ａを備える水回り装置としてトイレ装置を例に挙げて説明した。但し、金属イオン水生成装置１００、１００ａを備える水回り装置は、これだけに限定されず、例えばキッチンや浴室や洗面化粧台などであってもよい。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０ トイレ装置、 ２３ 主流路、 １００、１００ａ 金属イオン水生成装置、 １０１ 第１の流路、 １０２ 第２の流路、 １１０ バルブ、 １２０ 酸性水生成装置、 １２０ａ 陽イオン交換樹脂システム、 １２０ｂ 電解槽、 １２１ 筐体、 １２３ 陽イオン交換樹脂、 １２４ 陽極板、 １２５ 陰極板、 １３０、１３０ａ、１３０ｂ 金属イオン添加装置、 １３１ 第２のタンク、 １３３ 筐体、 １３４ 金属、 １３５ タンク、 １３６ 金属、 １４０ 供給手段（噴霧ノズル）、 １５０ 第１のタンク、 １６０ ポンプ、 １８０ 制御装置、 ２００ 便座、 ３００ 便蓋、 ４００ ケーシング、 ４０１ 給水手段、 ４１３ バルブ、 ４１５ 熱交換器ユニット、 ４１７ 第１の流路切替弁、 ４３１ 第２の流路切替弁、 ４３５ 電磁ポンプ、 ４３７ 流量調整弁、 ４３９ 洗浄ノズル、 ５００ 衛生洗浄装置、 ８００ 便器、 ８０１ ボウル、 ８０７ 排水管

Claims (8)

1. 酸性水を生成する酸性水生成システムと、
   前記酸性水生成システムにより生成された酸性水を使用し金属を溶解させて金属イオン水を生成する金属イオン水生成システムと、
   前記金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水の酸性度を酸性の側へ変化させる酸性度調整システムと、
   前記酸性度調整システムにより酸性度が調整された前記金属イオン水を供給する供給手段と、
   を備えたことを特徴とする金属イオン水生成装置。
2. 前記酸性度調整システムは、前記酸性水生成システムにより生成された酸性水を前記金属イオン水生成システムにより生成された前記金属イオン水に添加することを特徴とする請求項１記載の金属イオン水生成装置。
3. 前記酸性水生成システムは、陽イオン交換樹脂により前記酸性水を生成することを特徴とする請求項２記載の金属イオン水生成装置。
4. 前記酸性水生成システムは、電気分解により前記酸性水を生成することを特徴とする請求項２記載の金属イオン水生成装置。
5. 前記酸性度調整システムにより前記金属イオン水に添加される前記酸性水の量は、前記金属イオン水の量よりも少ないことを特徴とする請求項４記載の金属イオン水生成装置。
6. 前記金属イオン水生成システムにより生成された金属イオン水を一時的に貯留する貯留手段をさらに備え、
   前記酸性度調整システムは、前記貯留手段に貯留された金属イオン水に対して一定の割合で前記酸性水を添加することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の金属イオン水生成装置。
7. 前記酸性度調整システムは、前記供給手段が前記金属イオン水を供給する際における前記金属イオン水生成システムでの溶解時間に応じて前記酸性水の添加の割合を調整することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の金属イオン水生成装置。
8. ボウルを有する便器と、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載の金属イオン水生成装置と、
   を備え、
   前記供給手段は、少なくとも前記ボウルの表面に供給することを特徴とするトイレ装置。

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