JP4894074B2 - 殺菌水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄水に抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置に関する。

従来、便器等に付着した水あかやぬめりを除去するために、洗浄水に銀イオン等の抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置が用いられている。

ここで、銀イオン濃度が低すぎると、銀の抗菌力が落ち、便器における水あかやぬめりの付着、臭気の発生を防止することができない。逆に、銀イオン濃度が高すぎると、塩化銀や酸化銀が便器表面に付着して、便器表面に斑点もしくは筋状の黒色の汚れがつき、美観が悪くなる。したがって、銀イオン濃度をある範囲に制御する必要がある。
ところが、銀イオンを電解溶出する場合、水中の塩素イオンが銀イオンの電解反応を阻害するため、水質によって、印加した電流に対しての銀イオンの溶出効率が異なってくる。すなわち、塩素イオンが高い濃度で含まれる水では、銀の電解効率が下がるため、一定範囲の銀イオン濃度を出すにはより大きな電流を印加する必要がある等、所望の濃度の銀イオン水を得るためには、水質に応じて投入する電流値を変化させる必要ある。

この問題を解決するものとして、塩素イオン濃度と相関の高い、水の電気伝導度を検出して、それに応じた電流値をかけることによって、水質に応じた電流値制御を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２２７０２８号公報

ところで、銀イオンの生成方法は、銀電解槽内において、一対の銀電極に電圧を印加して、銀を溶出する方式である。この方式では、長期の使用により電極が消耗し、電極間距離が広がり、電極間距離が広がると、抵抗が大きくなって、電気伝導度が低く検出される。

そして、電気伝導度が低く検出されると、特許文献１のように、水の電気伝導度を検出して、それに応じた電流値をかける方法では、投入される電流値も低くなる。

この電極の消耗による電極間距離の広がりによる電流値への影響は、元々の電極間距離が大きければさほど問題とはならないが、印加電圧を小さくするために電極間距離を小さくした場合、無視できないものとなる。つまり、水質は同じであるにも関わらず、経年使用により投入される電流値が低くなって所望の濃度の銀イオン水を生成できなくなるという問題が発生する。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、電極間距離が小さくても、長期間安定した濃度の抗菌性金属イオンを溶出可能な殺菌水生成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る殺菌水生成装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、陽極と陰極とから成る少なくとも一対の電極から抗菌性金属イオンを溶出させて、洗浄水に前記抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置であって、前記少なくとも一対の電極を有する電解槽と、前記少なくとも一対の電極間に電流を印加する電気分解の回数をカウントするカウンタと、前記少なくとも一対の電極間の通電時の電流及び電圧値から前記少なくとも一対の電極間の電気伝導度を検出する検出手段と、電気伝導度に応じて印加する電流値を決定する制御テーブルから、前記検出手段で検出した電気伝導度に対応する電流値を選択して前記少なくとも一対の電極に印加する制御部と、を備え、前記制御部は、前記制御テーブルを、前記電気伝導度に対する電流値を異ならせた複数の制御テーブルとして記憶し、前記カウンタが所定回数に達する毎に、切り替わる前の制御テーブルより切り替わった後の制御テーブルの方が、所定の電気伝導度に対する電流値が大きくなるように前記制御テーブを切り替えることを特徴とするものである。

また、本発明に係る殺菌水生成装置は、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、陽極と陰極とから成る少なくとも一対の電極から抗菌性金属イオンを溶出させて、洗浄水に前記抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置であって、 前記少なくとも一対の電極を有する電解槽と、前記少なくとも一対の電極間に電流を印加する電気分解の回数をカウントするカウンタと、前記少なくとも一対の電極間の通電時の電流及び電圧値から前記少なくとも一対の電極間の電気伝導度を検出する検出手段と、電気伝導度に応じて印加する電流値を決定する制御テーブルから、前記検出手段で検出した電気伝導度に対応する電流値を選択して前記少なくとも一対の電極に印加する制御部と、を備え、前記制御部は、前記制御テーブルを、前記電気伝導度に対する電流値を異ならせた複数の制御テーブルとして記憶し、前記カウンタが所定回数に達する毎に、前記制御テーブルを切り替えることにより、前記電極の溶出によって電極間距離が大きくなって同一電気伝導度に対する電流値が低下することを補正する。

そして、前記制御部は、好適には、請求項３に記載したように、前記カウンタのカウント数をリセットするリセット手段を備えることができ、請求項４に記載したように、前記カウンタのカウント数が前記電極の寿命回数に到達した場合、寿命に到達したことを表示する報知手段を作動させることもできる。
また、前記制御部は、好適には、請求項５に記載したように、生成される殺菌水の濃度を高める指令をするスイッチを備える構成としてもよく、請求項６に記載したように、殺菌水生成の前に一定時間水のみを吐出する指令をするスイッチを備える構成としてもよい。

本発明に係る殺菌水生成装置によれば、電極間距離が小さくても、長期間安定した濃度の抗菌性金属イオンを溶出することができる。

本発明に係る殺菌水生成装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る殺菌水生成装置１を備える浴室の概要を示すものである。

この浴室は、浴槽２と、浴槽２に隣接する洗い場床３と、浴槽２側から洗い場床３を隔てて浴槽２に対向する壁面４へ横設された浴室カウンタ５と、殺菌水生成装置１とから構成される。

殺菌水生成装置１は、制御ボックス１０と、機能ユニット１１と、散布ノズル１２と、リモコン１３とを備える。

制御ボックス１０は、浴室の天井裏に設置され、リモコン１３からの指示により、機能ユニット１１内の後述する電磁弁及び銀電解槽を制御する。 機能ユニット１１は、殺菌水を生成するユニットであり、浴室カウンタ５に内蔵され、その先端には殺菌水を散布する散布ノズル１２が接続される。

リモコン１３は、浴室前の更衣室等の壁面に設置され、スイッチ１３ａとＬＥＤ１３ｂとを備える。スイッチ１３ａをＯＮにすると、殺菌水生成装置１が作動を開始するとともに、ＬＥＤ１３ｂが点灯し、殺菌水生成装置１が作動中であることを表示する。

機能ユニット１１は、図２に示すように、ケース２０内に、流入口２１から順に、電磁弁２２、定流量弁２３、逆止弁２４、大気開放弁２５、及び銀電解槽２６が連通され、銀電解槽２６は、流出口２７を介して散布ノズル１２に接続される。

リモコン１３のスイッチ１３ａが押されると、制御ボックス１０からの指示により電磁弁２２が開閉する。そして、電磁弁２２が開くことにより通水され、定流量弁２３により流量が一定に保たれる。これにより、生成される殺菌水の濃度が一定に保たれると同時に、散布ノズル１２から散布される殺菌水の水圧も一定に保たれ、所望の範囲に殺菌水を散布することが可能となる。

通水状態になると、銀電解槽２６の電極２９に通電が開始され、電極２９の電気分解が行われて銀イオンが発生する。銀イオンを含有する水は殺菌水として散布ノズル１２へ送られる。こうして生成された殺菌水は、逆止弁２４により給水管１５へと逆流することが防止される。

大気開放弁２５は、通電時（電磁弁開）においては閉止状態になって、原料水が外部に漏出することが防止され、待機時（電磁弁閉）には開放状態になって、逆止弁２４より下流側は空気と置換される。これにより、銀電解槽２６内に残存水が残ることが防止される。

また、銀電解槽２６には、通電時の電極２９間の電流、電圧を検出する電気伝導度検出器２８が取り付けられ、これにより、電解水の電気伝導度を検出する。

散布ノズル１２は、浴室カウンタ５下面に、垂直な回転軸を中心に回転可能に形成される。そして、先端に設けられた液体噴出口（図示せず）が回転しながら、銀電解槽２６において生成された殺菌水を、洗い場床３に万遍なく吐水する。

制御ボックス１０は、電源３０に漏電ブレーカ３１を介して接続された制御基板３２を主要構成要素とする。制御基板３２は、リモコン１３からの指示により、電磁弁２２を開閉するとともに、銀電解槽２６の電極２９間に電圧を印加する。制御基板３２は、また、電気伝導度検出器２８により検出された通電時の電極２９間の電流、電圧値を受信する。

制御基板３２内には、マイコン（図示せず）の他、カウンタ３３、ＥＥＰＲＯＭ３４、及びＲＯＭ３５が設けられる。カウンタ３３は、リモコン１３のスイッチ１３ａがＯＮされる毎にインクリメントし、電気分解が実施された回数を記録する。

制御基板３２は、受信した電気伝導度検出器２８により検出された通電時の電極２９間の電流、電圧値を基に電気伝導度（１／ｋΩ）を算出し、その値をＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。

ＲＯＭ３５には、銀イオン濃度が所定の値（ｐｐｂ）になる電導度（１／ｋΩ）と電流値（ｍＡ）との関係の制御テーブルが予め複数記憶されている。図４にその制御テーブルの一例を示す。なお、銀イオン濃度の所定の値とは、概ね３０〜２００ｐｐｂ、好適には５０〜１５０ｐｐｂ、さらに好適には８０〜１２０ｐｐｂである。

電気分解を繰り返す度に電極２９から銀イオンが溶出し、電極２９は消耗する。そうすると、電極間距離が広がり、電極間距離が広がると、抵抗が大きくなって（電気伝導度が低くなって）、同じ電圧を印加しても低い電流しか得られず、これでは所望の銀イオン濃度を得られない。そこで、これこれの電気伝導度が検出された場合にはこれこれの電流値を流しましょう、という電流値補正をリストしたものがこの制御テーブルである。

しかしながら、経年使用により更に電極２９が消耗すると、この制御テーブルでは対応しきれなくなる。そこで、制御テーブルを複数記憶し、一つの制御テーブルが対応できなくなったときは、別の制御テーブルに切り換えて対応することとしたのである。図５に、これら複数の制御テーブルの関係を示す。

制御基板には、これらに加え、ＤＩＰスイッチ３６が設けられ、リモコン１３のスイッチ１３ａでできる操作以外の操作も可能となっている。

本実施の形態に係る殺菌水生成装置１は上記のように構成されており、以下その銀イオン濃度の制御について説明する。図６は、制御基板による銀イオン濃度制御の手順を示すフローチャートである。

リモコン１３のスイッチ１３ａがＯＮされると（ステップＳ１）、カウンタ３３がインクリメントするとともに（ステップＳ２）、制御基板３２は、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶された前回吐水時の電解電流及び電圧値（電気伝導度）を参照する（ステップＳ３）。

そして、カウンタ３３によりカウントされた電解回数が所定の回数（ａ回）以内であれば（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御テーブル１を選択し、その制御テーブル１上で、前回吐水時に算出された電気伝導度に対応した電流値を決定する（ステップＳ５）。ここで、所定の回数（ａ回）とは、例えば、１日１回電気分解を行うとして２年分７３０回等である。

ステップＳ５によって加えるべき電流が決定されると、制御基板３２は、電磁弁２２を指令を出して開にし（ステップＳ６）、その例えば約１秒後に、銀電解槽２６（の電極２９）への通電を開始する（ステップＳ７）。ここで、電磁弁２２開と銀電解槽２６への通電との間にタイムラグを設けるのは、電磁弁２２を通過した原料水が定流量弁２３により、その流量が安定するのを待つためである。

なお、この殺菌水生成装置１が最初に使用される際は、参照すべき前回吐水時の電気伝導度に対応した電流値がないので、予め定められたデフォルト値の電流が流される。

ステップＳ７において銀電解槽２６への通電が開始されると、電気伝導度検出器２８は、銀電解槽２６中の電圧、電流を検出し、その値を制御基板３２に送信し、これを受けた制御基板３２は、その値を基に電気伝導度（１／ｋΩ）を算出する（ステップＳ８）。

ここで算出した電気伝導度が０（１／ｋΩ）の場合は、断水状態と判断する。また、電導度が一定以下の場合は、ショートエラーと判断する。断水状態およびショートエラーと判断した場合は、洗浄動作はそのまま継続する。電気伝導度が所定値以上の場合は、オープンエラーと判断する。オープンエラーと判断した場合は、電極２９ヘの通電は停止し、水のみにて洗浄を継続する。断水状態およびショートエラー、オープンエラーと判断した場合は、電気伝導度の更新は実施せず、次回の電流値は今回と同じ電流値とする。なお、断水状態及びショートエラー、オープンエラーと判断した回数は、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。

そして、銀電解槽２６への通電開始後一定の時間（Ｔ秒）が経過すると、制御基板３２は、銀電解槽２６への通電を停止する（ステップＳ９）。この一定の時間（Ｔ秒）は、洗浄すべき洗い場床３の広さにもよるが、概ね３０秒程度である。

制御基板３２は、銀電解槽２６への通電停止後例えば約１秒後に、電磁弁２２を閉にする。ここで、銀電解槽２６への通電停止と電磁弁２２閉との間にタイムラグを設けるのは、銀電解槽２６に残存水を残さないためである。

こうして１回の電気分解が終了すると、制御基板３２は、検出された電圧、電流値を、前回吐水時に検出された電圧、電流値と置き換えて、ＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する（ステップＳ１１）。この値は、次回の電気分解時に参照される。

他方、カウンタ３３によりカウントされた電解回数が所定の回数（ａ回）以上であれば（ステップＳ４：Ｎｏ）、その回数が所定の回数（２ａ回）以内か否かを判断し（ステップＳ２０）、所定の回数（２ａ回）以内であれば（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、制御テーブル２を選択し、その制御テーブル２上で、前回吐水時に算出された電気伝導度に対応した電流値を決定する（ステップＳ２１）。その後の手順は、図６に示すように、ステップＳ６〜Ｓ１１と同じであり、説明を省略する。

また、所定の回数（２ａ回）以上であれば（ステップＳ２０：Ｎｏ）、図示は省略するが、所定の回数（３ａ回）以内か否かを判断し、以内であれば、制御テーブル３を選択し、ステップＳ２０，Ｓ２１と同様の手順を繰り返す。

さらに、カウンタ３３によりカウントされた電解回数が、所定の回数（３ａ回）以上であれば、図示は省略するが、所定の回数（４ａ回）以内か否かを判断し、以内であれば、制御テーブル４を選択し、ステップＳ２０，Ｓ２１と同様の手順を繰り返す。

またさらに、カウンタ３３によりカウントされた電解回数が、所定の回数（４ａ回）以上であれば、所定の回数（５ａ回）以内か否かを判断し（ステップＳ５０）、以内であれば（ステップＳ５０：ｙｅｓ）、制御テーブル５を選択し（ステップＳ５１）、Ｓ２１と同様の手順を繰り返す。

ところで、カウンタ３３によりカウントされた電解回数が、所定の回数（５ａ回）以上の場合（ステップＳ５０：Ｎｏ）、電極２９の寿命は尽きたものと判断して、これ以上の電気分解は行わず、寿命が尽きたことを表示する（ステップＳ５１）。この表示方法は、例えば、リモコン１３のＬＥＤ１３ｂを点滅表示させる等である。

こうして寿命の尽きた電極２９は新しいものと交換される。その際、制御基板３２のカウンタ３３をリセットしなければならないが、これは、例えば、リモコン１３のスイッチ１３ａを長押しする、制御基板３２のＤＩＰスイッチ１（３６ａ）をＯＮにする、或いは、制御基板３２が交換を感知して自動的に行う等により行われる。

最後に、ＤＩＰスイッチ２（３６ｂ）及びＤＩＰスイッチ３（３６ｃ）の動作について説明する。

例えば、通常の動作が、図８（ａ）に示すように、原料水が約１４Ｌ／ｍｉｎで３０秒間銀イオン濃度９０ｐｐｂになるように電流値を流す場合に、ＤＩＰスイッチ２（３６ｂ）をＯＮすると、銀イオン濃度が例えば１１０ｐｐｂに上昇する。その他の動作は同じである。但し、銀イオン濃度９０ｐｐｂの電気伝導度と電流値の関係のテーブルとは別に、銀イオン濃度１１０ｐｐｂの電気伝導度と電流値の関係のテーブルが用意される。

他方ＤＩＰスイッチ３（３６ｃ）をＯＮすると、電解開始前に電磁弁を開け、水のみ（銀イオンなし）を例えば６０秒間散布し、その後電磁弁を閉め６０秒間待機した後、ＤＩＰスイッチ２（３６ｂ）と同じ動作を実施する。

以上に説明した実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものによって置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。

例えば、本実施形態に係る殺菌水生成装置１は、リモコン１３のスイッチ１３ａをＯＮすることで作動を開始したが、これを自動的に、一定時刻になれば、或いは一定の時間おきに作動を開始する構成としてもよい。

本発明に係る殺菌水生成装置の一実施形態の全体概要を示す図。 本実施形態に係る殺菌水生成装置の機能ユニットの構成を示すブロック図。 本実施形態に係る殺菌水生成装置の制御系統を示すブロック図。 制御基板に記憶された制御テーブルの一例を示す図。 電気伝導度と電流値との関係を表すグラフ。 本実施形態に係る殺菌水生成装置による銀イオン濃度制御フローチャート。 電磁弁／銀電極のタイミングチャート。 ＤＩＰスイッチの動作を説明する図。

符号の説明

１ 殺菌水生成装置
２ 浴槽
３ 洗い場床
４ 壁面
５ 浴室カウンタ
１０ 制御ボックス
１１ 機能ユニット
１２ 散布ノズル
１３ リモコン
１３ａ スイッチ
１３ｂ ＬＥＤ
２０ ケース
２１ 流入口
２２ 電磁弁
２３ 定流量弁
２４ 逆止弁
２５ 大気開放弁
２６ 銀電解槽
２７ 流出口
２８ 電気伝導度検出器
２９ 電極
３０ 電源
３１ 漏電ブレーカ
３２ 制御基板
３３ カウンタ
３４ ＥＥＰＲＯＭ
３５ ＲＯＭ
３６ ＤＩＰスイッチ

Claims (6)

1. 陽極と陰極とから成る少なくとも一対の電極から抗菌性金属イオンを溶出させて、洗浄水に前記抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置であって、
   前記少なくとも一対の電極を有する電解槽と、
   前記少なくとも一対の電極間に電流を印加する電気分解の回数をカウントするカウンタと、
   前記少なくとも一対の電極間の通電時の電流及び電圧値から前記少なくとも一対の電極間の電気伝導度を検出する検出手段と、
   電気伝導度に応じて印加する電流値を決定する制御テーブルから、前記検出手段で検出した電気伝導度に対応する電流値を選択して前記少なくとも一対の電極に印加する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記制御テーブルを、前記電気伝導度に対する電流値を異ならせた複数の制御テーブルとして記憶し、前記カウンタが所定回数に達する毎に、切り替わる前の制御テーブルより切り替わった後の制御テーブルの方が、所定の電気伝導度に対する電流値が大きくなるように前記制御テーブルを切り替えることを特徴とする殺菌水生成装置。
2. 陽極と陰極とから成る少なくとも一対の電極から抗菌性金属イオンを溶出させて、洗浄水に前記抗菌性金属イオンを電解混入させて殺菌水を生成する殺菌水生成装置であって、
   前記少なくとも一対の電極を有する電解槽と、
   前記少なくとも一対の電極間に電流を印加する電気分解の回数をカウントするカウンタと、
   前記少なくとも一対の電極間の通電時の電流及び電圧値から前記少なくとも一対の電極間の電気伝導度を検出する検出手段と、
   電気伝導度に応じて印加する電流値を決定する制御テーブルから、前記検出手段で検出した電気伝導度に対応する電流値を選択して前記少なくとも一対の電極に印加する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記制御テーブルを、前記電気伝導度に対する電流値を異ならせた複数の制御テーブルとして記憶し、前記カウンタが所定回数に達する毎に、前記制御テーブルを切り替えることにより、前記電極の溶出によって電極間距離が大きくなって同一電気伝導度に対する電流値が低下することを補正することを特徴とする殺菌水生成装置。
3. 前記制御部は、前記カウンタのカウント数をリセットするリセット手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の殺菌水生成装置。
4. 前記制御部は、前記カウンタのカウント数が前記電極の寿命回数に到達した場合、寿命に到達したことを表示する報知手段を作動させることを特徴とする請求項１又は２記載の殺菌水生成装置。
5. 前記制御部は、生成される殺菌水の濃度を高める指令をするスイッチを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の殺菌水生成装置。
6. 前記制御部は、殺菌水生成の前に一定時間水のみを吐出する指令をするスイッチを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の殺菌水生成装置。

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