JP2015211951A - 電解銀イオン水発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、殺菌効果を維持しながら、コンパクトで電極の効率的な利用が可能な電解銀イオン発生装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る電解銀イオン発生装置１は、上記問題を解決するために、上流接続口１３と下流接続口１４とを有する筒状の電極ホルダ１０であって、上流接続口１３と下流接続口１４との間の所定の位置に陽極側銀電極１１と陰極側銀電極１２とを配設した電極ホルダ１０と、陽極側銀電極１１と陰極側銀電極１２との電極間に電流を流す制御部２０とを備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、水道水や地下水等を電解銀イオンにより殺菌する電解銀イオン水発生装置に関する。

従来、水道水や地下水等の殺菌方法は、塩素殺菌が最もよく使用されている。中でも、水道水や地下水等の原水を電気分解して塩素を発生させ、更にこの塩素と水との反応により次亜塩素酸を生成し、次亜塩素酸で殺菌する装置及びその装置による殺菌方法等が知られている。しかしながら、水道水を電気分解により殺菌に有効な塩素発生濃度（１．０ｐｐｍ）を得るためには、高い電圧が必要で、省エネの観点から問題があり、さらに、発生した塩素は自然分解等により徐々に失われるため、殺菌効果を長時間維持することができなかった。

このため、他の殺菌方法として殺菌性金属イオンを用いる方法がある。特に、抗菌材料に含まれる銀イオンが知られている。特許文献１に係る銀イオン水の製造方法は、陽極と陰極とを有し、陽極に銀が設けられた第１電解槽に、電圧を印加しつつ原水を通して銀イオンを溶出させる工程と、陽極と陰極とを有し、両電極の間に隔膜が形成され、陽極室と陰極室とに区画された第２電解槽の前記陽極室及び陰極室に、前記銀イオンを溶出させた原水を通して、前記陽極室側から酸性の銀イオン水を取出し、前記陰極室側からアルカリ性の銀イオン水を取出す方法を提案している。また、特許文献２に係る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。特許文献３には、プールなどの水槽内に配置した給水ダクト若しくは排水ダクトの各内部に、銅板、銀板等のイオン用金属部材を備え、水槽内の水をこれらの部材に接触乃至近接して流すことにより、イオン用金属部材の金属イオンを水中に放出し、該金属イオンの殺菌等の作用で殺菌等の処理を行い、水槽内の水の浄化方法が開示されている。

特開昭６２−２７９８８２号公報 特開平９−１８７７７３号公報 特許第３２３８８８３号公報

しかし、特許文献１に係る銀イオン水の製造法は、水に溶出した銀イオンが、水中に含まれる各種のイオン、特に塩素イオンの影響を受けてコロイド化し、実際にイオン化している銀濃度は極めて低く、それによって殺菌効果を十分に高められないという問題があった。また、特許文献２に係る装置は、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。このような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。さらに、特許文献３に係る電極の構造は板状であるため、不均一に金属イオンが溶出するため、電極の３０〜４０％程度しか利用できないという問題があった。

そこで本発明の目的は、殺菌効果を維持しながら、電極の効率的な利用が可能でコンパクトな電解銀イオン発生装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電解銀イオン発生装置は、上流接続口と下流接続口とを有する筒状の電極ホルダであって、上流接続口と下流接続口との間の所定の位置に陽極側銀電極と陰極側銀電極とを配設した電極ホルダと、陽極側銀電極と陰極側銀電極との電極間に電流を流す制御部とを備えることを特徴とする。

なお、陽極側銀電極と陰極側銀電極の形状は、いずれも棒状又は筒状にするとよい。なお、断面は円形が好ましいが、多角形でもよい。

さらに、陽極側銀電極は電極ホルダの上流側に配設され、陰極側銀電極は陽極側銀電極よりも下流側に配設され、陽極側銀電極と陰極側銀電極との距離は所定の間隔で配設される。なお、陽極側銀電極と陰極側銀電極は、電極ホルダに着脱自在に取り付けられるようにすると利便性が高まり、好適である。

本発明に係る電解銀イオン発生装置によれば、電源をオンにして陰極側及び陽極側の銀電極間に通電した状態で水を流すと、陰極側銀電極から陽極側銀電極に流れる。この時、水は、水の電気分解により、陽極側銀電極は陰イオンから電子を奪われて酸化し、陰極側銀電極は陽イオンの電子を受け取って、両銀電極間に電流が流れ、陽極側銀電極の銀が溶解し、Ａｇ+ が析出し、銀イオン水が生成される。銀イオン濃度は、殺菌する水量と電流によって簡単に制御できる利点がある。また、本発明に係る電解銀イオン発生装置によれば、電極の形状を棒状又は筒状にすることで電極の高効率利用が可能になる。

本発明に係る電解銀イオン発生装置の仕組みを示す図である。 本発明に係る電解銀イオン発生装置の本体部分となる銀電極ホルダを示す平面図である。 ハウジングに収納された状態の銀電極ホルダを示す平面図（ａ）、左側面図（ｂ）、正面図（ｃ）である。 実施例１の変形形態を示す電解銀イオン発生装置を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施例に限られるものではない。

実施例１を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る電解銀イオン発生装置の仕組みを示す図である。

まず、電解銀イオン発生装置１の構成を説明する。図１を参照すると、電解銀イオン発生装置１は、上流接続口１３ａと下流接続口１３ｂならびに陽極側銀電極１２ａと陰極側銀電極１２ｂとを設けた筒状体１１からなる電極ホルダ１０と、陽極側銀電極１２ａと陰極側銀電極１２ｂとの電極間に電流を流す制御部２０とを備える。起動スイッチＲＳをオンにすると、両銀電極１２ａ、１２ｂ間に通電され、原水Ｗａから銀イオン水Ｗｂが生成される。すなわち、水は電気分解により、陽極側銀電極１２ａは陰イオンから電子を奪われて酸化し、陰極側銀電極１２ｂは陽イオンの電子を受け取って、両銀電極間に電流が流れ、陽極側銀電極１２ｂの銀が溶解し、Ａｇ+ が析出し、銀イオン水が生成されるのである。より詳細には、原水Ｗａが流入継手５３（図示しない）を経由して上流接続口１３ａから電極ホルダ１０に入り、陽極側銀電極１２ａと陰極側銀電極１２ｂとの間を通行し、このとき銀イオンが付加され、下流接続口１３ｂから流出継手５４（図示しない）を経由して銀イオン水Ｗｂが流出することになる。なお、実施例１においては、電源は家庭用の電源ＡＣ１００ＶからＲ／Ｉ変換器で直流に変換して用いる。また、フロースイッチＦＳは、原水Ｗａの流れを検出するスイッチで、水が流れているかどうかを電気信号に変換する。

図２を参照する。図２は本発明に係る電解銀イオン発生装置１の本体部分となる銀電極ホルダ１０を示す平面図である。前述したとおり、銀電極ホルダ１０は、上流接続口１３ａと下流接続口１３ｂならびに陽極側銀電極１２ａと陰極側銀電極１２ｂとを設けた筒状体１１からなる。陽極側銀電極１２ａは筒状体１１の上流側に配設され、陰極側銀電極１２ｂは陽極側銀電極１２ａよりも下流側に配設され、陽極側銀電極１２ａと陰極側銀電極１２ｂとの距離は所定の間隔で配設される。
電解銀イオン発生装置１において、銀の生成量は次の通りである。銀イオンの溶出量は下式に示すファラデーの法則により決まるところ、上述した所定の間隔で配設されると好適である。

銀の溶出量(g)＝銀の１グラム当量(g)×｛電流値(A)×時間(sec)÷96500(q)｝

供給水中の銀の濃度(g/L)＝銀の１グラム当量(g)×｛電流値(A)÷（96500(q)×流量(L/sec)）｝

なお、銀電極１２ａ、１２ｂの形状は、いずれも棒状又は筒状で、断面において円形が好ましいが、多角形でもよい。すなわち、材料としては、棒状又は筒状のチタンやステンレスを基材として用い、銀を均一に被覆すると好適である。このように棒状又は筒状の基材に銀を均一に被覆することにより、電極が減量しても、電極面積の変化率が小さいため、電圧印加時には一定の電流密度となり、付加する電圧が安定する。しかも、電解による銀イオンの溶出が均一に進行するため、電極重量の９０％以上の利用が可能になる。

図３を参照する。図３は、ハウジング１００に収納された状態の銀電極ホルダ１０を示す平面図（ａ）、左側面図（ｂ）、正面図（ｃ）である。このように銀電極ホルダ１０をハウジング１００に収容することにより、銀イオン水発生機能が劣化した場合、ハウジングごと取り換えることができるので便利である。また、銀電極１２ａ、１２ｂは形状が棒状又は筒状であるため、銀電極１２ａ、１２ｂのみを着脱自在にして取り替えることができるようにしてもよい。さらに、筒状体１１のうち銀電極１２ａ、１２ｂを含む一部分を切り取り、着脱自在にして取り替えることができるようにしてもよい。

図４は、実施例１の変形形態を示す電解銀イオン発生装置２を示す概略斜視図である。図４を参照すると、電解銀イオン発生装置２は、上流接続口２１３ａ（図示しない）と下流接続口２１３ｂ（図示しない）ならびに陽極側銀電極２１２ａと陰極側銀電極２１２ｂ（図示しない）とを設けた筒状体２１１からなる電極ホルダ２１０と、陽極側銀電極２１２ａと陰極側銀電極２１２ｂとの電極間に電流を流す制御部２２０（図示しない）と、これらを収容するハウジング２００と、上流接続口２１３ａ（図示しない）に原水Ｗａを送り込む流入継手２５３ａと、下流接続口２１３ｂ（図示しない）から銀イオン水Ｗｂを流出する流出継手２５３ｂとを備える。すなわち、原水Ｗａが流入継手２５３ａ（図示しない）を経由して上流接続口２１３ａから電極ホルダ２１０に入り、陽極側銀電極２１２ａと陰極側銀電極２１２ｂとの間を通行し、このとき銀イオンが付加され、下流接続口２１３ｂから流出継手２５３ｂ（図示しない）を経由して銀イオン水が流出することになる。図３のハウジング１００と異なる点は、ハウジング１００が電極ホルダ１０のみを収容するのに対して、ハウジング２００は、電極ホルダ２１０と制御部２２０（図示しない）も収容する点である。このようにハウジング２００に電極ホルダ２１０と制御部２２０（図示しない）も収容することにより、銀イオン水発生機能が劣化した場合、ハウジングごと取り換えることができるので便利である。

銀イオン水の抗菌作用について説明する。Ａｇはプラスイオンのためマイナスである細菌に付着し、その細胞内に浸透し、細胞の主要酵素系を分解し、細胞酵素をブロックしてしまうことで、細胞が死滅する。この抗菌性は、Ａｇ濃度に依存し、濃度が０．０５ｍｇ／Ｌから確認できる。抗菌性は、大腸菌、サルモレラ菌、赤痢菌、コレラ菌等に効果がある。なお、実使用上の銀濃度０．１〜２ｍｇ／Ｌ程度を摂取したとしても、生体細胞の成長には毒性を与えず、人体には何ら影響はないことが分かっている。

以上、本発明に係る電解銀イオン発生装置における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

電解銀イオン水は塩素系薬品のように機械（金属）の腐食、皮膚への刺激感や薬品臭の問題がなくばかりか、環境汚染の心配がない。したがって、本発明に係る電解銀イオン発生装置は殺菌洗浄作用に優れ、野菜や果実等の洗浄殺菌、病院等で使用する医療器具の洗浄殺菌等、また、家庭用水道配管に取り付けて使用する等、広範囲に利用することができる。

１ ２ 電解銀イオン発生装置
１０ ２１０ 電極ホルダ
１１ ２１１ 筒状体
１２ａ ２１２ａ 陽極側銀電極
１２ｂ ２１２ｂ 陰極側銀電極
１３ａ ２１３ａ 上流接続口
１３ｂ ２１３ｂ 下流接続口
２０ ２２０ 制御部
ＦＳ フロースイッチ
ＲＳ 起動スイッチ
Ｗａ 原水
Ｗｂ 銀イオン水

Claims (4)

1. 上流接続口と下流接続口とを有する筒状の電極ホルダであって、前記上流接続口と前記下流接続口との間の所定の位置に陽極側銀電極と陰極側銀電極とを配設した電極ホルダと、前記陽極側銀電極と前記陰極側銀電極との電極間に電流を流す制御部とを備えることを特徴とする電解銀イオン発生装置。
2. 前記陽極側銀電極と前記陰極側銀電極の形状は、いずれも棒状又は筒状であることを特徴とする請求項１に記載の電解銀イオン発生装置。
3. 前記陽極側銀電極は前記電極ホルダの上流側に配設され、前記陰極側銀電極は前記陽極側銀電極よりも下流側に配設され、前記陽極側銀電極と前記陰極側銀電極との距離は所定の間隔で配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解銀イオン発生装置。
4. 前記陽極側銀電極と前記陰極側銀電極は、前記電極ホルダに着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電解銀イオン水発生装置。

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