JP6819864B2 - 酸性水生成装置およびトイレ装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般的に、酸性水生成装置およびトイレ装置に関する。

特許文献１には、電解槽内で水道水を電気分解し、これにより発生した次亜塩素酸を含む殺菌水を便器に噴霧し、菌の繁殖を抑制する技術が開示されている。
このような殺菌水を生成する際には、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム等を主成分とするスケールが電解槽内の電極の陰極側に付着する。電極に付着するスケールの量が多くなると、電解性能が低下し、殺菌水生成能力が低下する可能性がある。

そこで、特許文献２に開示された酸性水生成装置では、電極間に印加する電圧の極性を交互に反転させるポールチェンジを行い、陰極側に付着したスケールを除去している。また、この酸性水生成装置は、電解槽から排出された機能水の流路を切り替える流路切替手段を有し、流路切替手段の下流側には、便器に通じるポートと、排水配管に通じるポートと、が接続されている。そして、ポールチェンジを行った際に、酸性水が便器に導かれ、アルカリ性水が排水配管に導かれるように流路切替手段を制御することで、ポールチェンジの際にも酸性水およびアルカリ性水の排出先が変化しないように構成されている。

特許第５０２９９３０号公報 特開２０１５−３４４５７号公報

換言すると、特許文献２に開示された酸性水生成装置では、ポールチェンジを行った場合でも、排水配管に通じるポートにはアルカリ性水のみが流れ続ける。このため、排水配管に通じるポートにおいてスケールの付着量が多くなり、スケールによる詰まりが発生しうる点で、未だ改善の余地があった。

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、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制できる酸性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、一対の電極の間に電圧を印加して水を電気分解することにより酸性水およびアルカリ性水を生成する電解槽と、前記電解槽に接続され、前記酸性水および前記アルカリ性水がそれぞれ排出される第１排出流路および第２排出流路と、前記第１排出流路および前記第２排出流路の一方と、前記酸性水が流れる第１流路と、を連通させ、前記第１排出流路および前記第２排出流路の他の一方と、前記アルカリ性水が流れる第２流路と、を連通させる第１流路切替手段と、を備え、前記アルカリ性水には、前記アルカリ性水のｐＨを低下させる希釈水が合流され、前記電解槽の上流に設けられる第２流路切替手段をさらに備え、前記第２流路切替手段は、給水源から供給された水の一部を前記電解槽に導き、前記水の他の一部を前記希釈水として前記第１流路切替手段に導き、前記第１流路切替手段は、前記第１排出流路または前記第２排出流路を流れる前記アルカリ性水に、前記希釈水を合流させて前記第２流路に導く酸性水生成装置である。

この酸性水生成装置によれば、アルカリ性水のｐＨを希釈水によって低下させ、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制できる。また、この酸性水生成装置によれば、第１流路切替手段においてアルカリ性水に希釈水を合流させるため、第２流路におけるスケールの堆積が効果的に抑制される。また、第１流路切替手段には、第２流路切替手段によって希釈水が導かれるため、他の流路切替手段が不要であり、酸性水生成装置を小型化することが可能となる。

第２の発明は、第１の発明の前記酸性水生成装置と、ボウルを有する便器と、前記第１流路と接続され、前記ボウルの表面に前記酸性水を噴出する噴出部と、を備えたトイレ装置である。

このトイレ装置によれば、酸性水生成装置によって生成された酸性水をボウルの表面に噴出することで、ボウルにおける菌の繁殖を抑制することができる。また、酸性水生成装置におけるスケールの堆積が抑制されることで、トイレ装置のメンテナンス周期を延ばし、より長期間連続してトイレ装置を使用することができるようになる。

本発明の態様によれば、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制できる酸性水生成装置およびトイレ装置が提供される。

実施形態に係る酸性水生成装置を有するトイレ装置の斜視図である。 実施形態に係る酸性水生成装置が設けられた水路系の要部構成を表すブロック図である。 第１実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 第２実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 第３実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 第４実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。 第５実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。

以下、本発明の各実施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、実施形態に係る酸性水生成装置を有するトイレ装置の斜視図である。
図１に表したトイレ装置は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８０と、その上に設けられた衛生洗浄装置１０と、を備える。衛生洗浄装置１０は、ケーシング４０と、便座２０と、便蓋３０と、を有する。便座２０と便蓋３０とは、ケーシング４０に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。

ケーシング４０の内部には、便座２０に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する身体洗浄機能部が内蔵されている。また、ケーシング４０の内部には、使用者のトイレ装置への接近および離反を検知する人体検知センサや、使用者が便座２０に座ったことを検知する着座検知センサなどが適宜設けられる。

使用者は、例えば不図示のリモコンを操作することで、洗浄ノズル４５を便器８０のボウル８１内に進出させたり、洗浄ノズル４５をケーシング４０の内部に後退させたりすることができる。なお、図１に表した衛生洗浄装置１０では、洗浄ノズル４５がボウル８１内に進出した状態を表している。

洗浄ノズル４５の先端部には、複数の吐水口（噴出孔）４５１が設けられている。洗浄ノズル４５は、その先端部に設けられた吐水口４５１から水を噴射して、便座２０に座った使用者の「おしり」などを洗浄することができる。

図２は、実施形態に係る酸性水生成装置が設けられた水路系の要部構成を表すブロック図である。

衛生洗浄装置１０は、水道や貯水タンクなどの給水源から供給された水を洗浄ノズル４５の吐水口４５１に向けて導く流路（配管）４０ａを有する。流路４０ａの上流側には、電磁弁などのバルブ４２が設けられている。バルブ４２は、ケーシング４０の内部に設けられた制御部４１からの指令に基づいて水の供給を制御する。

バルブ４２の下流側には、バキュームブレーカ（ＶＢ）４３が設けられている。バキュームブレーカ４３は、水あるいは殺菌水が逆流することを防止する。あるいは、バキュームブレーカ４３は、空気を取り込むことにより、流路４０ａ内の水抜きを促進させる。なお、バルブ４２とバキュームブレーカ４３との間には、サブタンクや、水の流速を変化させるポンプ、水を加温する熱交換器などが適宜設けられていてもよい。

バキュームブレーカ４３の下流（大気開放側）には、流路切替手段４４が設けられている。流路切替手段４４の下流には、洗浄ノズル４５、ノズル洗浄室４７、および酸性水生成装置５０が設けられている。流路切替手段４４により、流路４０ａは、噴霧ノズル４６へ水を導く流路４０ｂと、洗浄ノズル４５へ水を導く流路４０ｃと、ノズル洗浄室４７へ水を導く流路４０ｄと、に分岐されている。流路切替手段４４は、制御部４１からの指令に基づいて、これらの流路への給水の開閉や切替を行う。

洗浄ノズル４５は、不図示のノズルモータからの駆動力を受け、ケーシング４０の内部から便器８０のボウル８１内へ向かって進出したり、ケーシング４０の内部へ後退することができる。ノズル洗浄室４７は、ケーシング４０の内部に固定され、ケーシング４０の内部に後退した待機状態の洗浄ノズル４５を洗浄することができる。あるいは、ノズル洗浄室４７は、進退動作中の洗浄ノズル４５の外周表面を洗浄することができる。具体的には、ノズル洗浄室４７は、その内部に設けられた図示しない吐水部から殺菌水あるいは水を噴射することにより、洗浄ノズル４５の外周表面を殺菌あるいは洗浄することができる。

流路４０ｂには、本発明の実施形態に係る酸性水生成装置５０が設けられている。酸性水生成装置５０は、例えば、金属イオンを含む酸性水を生成する。以下では、酸性水生成装置５０がアルミニウムイオンを含む酸性水（アルミニウムイオン酸性水）を生成する場合を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、金属がアルミニウムである場合を例に挙げているが、金属としては、鉄、銅、アルミニウムなどでも同様の効果を発揮することができる。あるいは、酸性水生成装置５０によって生成される酸性水は、金属イオンを含まないものであってもよい。

（第１実施形態）
図３は、第１実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
図３に表したように、酸性水生成装置５０は、電解槽５１と、流路切替手段５２（第１流路切替手段）と、アルミニウム槽５３と、を有する。

電解槽５１の内部には、第１電極５１１および第２電極５１２が対向して設けられている。制御部４１は、これらの一対の電極の間の印加電圧を制御し、電解槽５１の内部を流れる水道水を電気分解する。ここで、水道水は、食塩（ＮａＣｌ）や塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）などの塩化物イオンを含んでいる。このため、水道水を電気分解することで、第１電極５１１および第２電極５１２の陽極側では、塩化物イオンから塩素が生成される。そして、発生した塩素が水に溶解し、次亜塩素酸を含む酸性水が生成される。このとき、陰極側の電極では、アルカリ性水が生成されるとともに、水道水中に含まれるカルシウム等のイオンからスケールが生成され、電極の表面に付着する。

陰極側の電極で発生するスケールの堆積を抑制するために、第１電極５１１および第２電極５１２に印加される電圧の極性を定期的に反転させる、ポールチェンジが行われる。これに伴い、第１電極５１１近傍で生成される電解水の極性と、第２電極５１２近傍で生成される電解水の極性と、が定期的に反転する。

電解槽５１には、酸性水およびアルカリ性水がそれぞれ排出される第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂが接続されている。第１排出流路５１ａは、第１電極５１１側に接続されており、第１電極５１１側で生成された電解水が排出される。第２排出流路５１ｂは、第２電極５１２側に接続されており、第２電極５１２側で生成された電解水が排出される。

流路切替手段５２は、電解槽５１の下流に設けられ、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂに接続されている。また、流路切替手段５２の下流側には、酸性水流路５２ａ（第１流路）およびアルカリ性水流路５２ｂ（第２流路）が接続されている。

流路切替手段５２は、制御部４１からの指令に基づき、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂを流れる電解水の極性に応じて、それぞれの排出流路を、酸性水流路５２ａまたはアルカリ性水流路５２ｂと連通させる。具体的には、流路切替手段５２は、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂの一方を流れる酸性水を、酸性水流路５２ａに導き、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂの他方を流れるアルカリ性水を、アルカリ性水流路５２ｂに導く。

酸性水流路５２ａは、アルミニウム槽５３に接続されている。アルミニウム槽５３内にはアルミニウムが設けられており、このアルミニウムがアルミニウム槽５３へ導かれた酸性水により浸漬される。酸性水に浸漬されたアルミニウムは、所定の時間をかけて溶解（徐溶）する。これにより、アルミニウム槽５３内の酸性水は、アルミニウムイオン（Ａｌ^３＋）を含む酸性水（アルミニウムイオン酸性水）となる。

アルミニウム槽５３により生成されたアルミニウムイオン酸性水は、図２に表したように、噴霧ノズル４６（噴出部）へ導かれる。噴霧ノズル４６は、例えばケーシング４０に設けられている。噴霧ノズル４６は、ケーシング４０の内部に設けられていてもよいし、ケーシング４０の外部に付設されていてもよい。噴霧ノズル４６は、アルミニウム槽５３から供給されたアルミニウムイオン酸性水を、ボウル８１の表面に向けて、霧状に噴出（噴霧）する。

アルカリ性水流路５２ｂは、便器８０の排水配管またはゼット孔などの噴霧ノズル４６と異なる排出先へ接続されている。従って、アルカリ性水は、アルカリ性水流路５２ｂを流れ、ボウル８１以外の場所に排出される。こうすることで、アルカリ性水が、ボウル８１の表面に噴霧された酸性水の殺菌作用を低減させることを抑制できる。

さらに、本発明の各実施形態に係る酸性水生成装置では、電解槽５１で生成されたアルカリ性水に希釈水を合流させて希釈し、アルカリ性水のｐＨを低下させる。第１実施形態に係る酸性水生成装置５０は、このアルカリ性水の希釈のために、流路切替手段４４（第２流路切替手段）および流路切替手段４８（第３流路切替手段）をさらに有する。すなわち、本実施形態においては、図２に表した流路切替手段４４も、酸性水生成装置５０の構成要素の一部として機能する。

流路切替手段４４の下流側には、図２に表した流路４０ｂ〜４０ｄに加え、図３に表したように、流路切替手段４８へ水を導く流路４０ｅが接続されている。流路切替手段４４は、流路４０ｂへ水を導くとともに、流路４０ｅにも水を導くことができるように構成されている。

流路切替手段４８の下流側には、第１排出流路５１ａに合流する流路４８ａと、第２排出流路５１ｂに合流する流路４８ｂと、が接続されている。流路切替手段４８は、制御部４１からの指令に基づき、流路切替手段４４から導かれた水を、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂのうちアルカリ性水が流れる排出流路に導く。

すなわち、本実施形態に係る酸性水生成装置５０では、流路４０ａを流れる水の一部が電解槽５１に導かれて電解水が生成されるとともに、当該水の他の一部が、希釈水として第１排出流路５１ａまたは第２排出流路５１ｂに導かれ、いずれかの排出流路においてアルカリ性水と合流する。

アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積量は、アルカリ性水のｐＨが高いほど増加する。アルカリ性水が、電解されていない水によって希釈されると、アルカリ性水のｐＨは低下する。従って、アルカリ性水が流れる、第１排出流路５１ａ、第２排出流路５１ｂ、およびアルカリ性水流路５２ｂにおけるスケールの堆積が抑制され、スケールによる流路の詰まりが生じにくくなる。

また、本実施形態によれば、電解槽５１に比較的近い第１排出流路５１ａまたは第２排出流路５１ｂでアルカリ性水が希釈されるため、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を効果的に抑制することができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
第２実施形態に係る酸性水生成装置５０Ａでは、流路切替手段４４の下流側に、図２に表した流路４０ｂ〜４０ｄに加えて、流路４０ｆが接続されている。流路４０ｆは、アルカリ性水流路５２ｂに合流している。

流路切替手段４４は、流路４０ｂへ水を導くとともに、流路４０ｆにも水を導くことができるように構成されている。すなわち、本実施形態に係る酸性水生成装置５０Ａでは、流路４０ａを流れる水の一部が電解槽５１に導かれて電解水が生成されるとともに、当該水の他の一部が、希釈水としてアルカリ性水流路５２ｂに導かれ、アルカリ性水と合流する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、アルカリ性水が希釈されてそのｐＨが低下することで、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制することができる。また、本実施形態によれば、流路切替手段４４によって、アルカリ性水流路５２ｂに希釈水を導いて合流させることができるため、第１実施形態のように流路切替手段４８を設ける必要が無く、酸性水生成装置を小型化することが可能となる。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
第３実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｂでは、流路切替手段４４の下流側に、図２に表した流路４０ｂ〜４０ｄに加えて、流路４０ｇが接続されている。流路４０ｇは流路切替手段５２に直接接続されている。流路切替手段４４は、流路４０ｂへ水を導くとともに、流路４０ｇにも水を導くことができるように構成されている。

流路切替手段５２は、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂの一方を流れる酸性水が、流路４０ｇを流れる水と混ざらないように、酸性水のみを酸性水流路５２ａに導く。また、流路切替手段５２は、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂの他方を流れるアルカリ性水に、流路４０ｇを流れる水を合流させて、アルカリ性水流路５２ｂに導く。

すなわち、本実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｂでは、流路４０ａを流れる水の一部が電解槽５１に導かれて電解水が生成されるとともに、当該水の他の一部が、希釈水として流路切替手段５２に導かれ、アルカリ性水と合流する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、アルカリ性水が希釈されてｐＨが低下することで、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制することができる。また、本実施形態によれば、第１実施形態のように流路切替手段４８を設ける必要が無く、かつ、第２実施形態に比べてより上流側でアルカリ性水を希釈することができる。

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
図６に表した第２実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｃは、さらに、タンク５５を備える。また、流路切替手段４４の下流側には、図２に表した流路４０ｂ〜４０ｄに加えて、流路４０ｈが接続されている。

タンク５５は、アルカリ性水流路５２ｂに接続されている。アルカリ性水流路５２ｂを流れたアルカリ性水は、タンク５５に貯留される。流路４０ｈは、アルカリ性水が貯留されるタンク５５に接続されている。

流路切替手段４４は、流路４０ｂへ水を導くとともに、流路４０ｈにも水を導くことができるように構成されている。すなわち、本実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｃでは、流路４０ａを流れる水の一部が電解槽５１に導かれて電解水が生成されるとともに、当該水の他の一部が、希釈水としてタンク５５に導かれ、タンク５５に貯留されたアルカリ性水と合流する。

本実施形態によれば、アルカリ性水が貯留されたタンク５５に希釈水が合流されるため、アルカリ性水のｐＨを低下させ、タンク５５よりも下流におけるスケールの堆積を抑制することができる。

（第４実施形態）
図７は、第５実施形態に係る酸性水生成装置の要部構成を表すブロック図である。
第５実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｄでは、流路切替手段５２が、第１排出流路５１ａおよび第２排出流路５１ｂの一方を流れる酸性水の一部を、酸性水流路５２ａに導くとともに、当該酸性水の他の一部を、アルカリ性水流路５２ｂにも導く。すなわち、本実施形態に係る酸性水生成装置５０Ｄでは、酸性水の一部が、希釈水としてアルカリ性水に合流し、アルカリ性水のｐＨを低下させる。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、アルカリ性水が希釈されてｐＨが低下することで、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を抑制することができる。また、本実施形態によれば、希釈水として酸性水を用いるため、アルカリ性水のｐＨをより大きく低下させることができるため、他の実施形態に比べて、アルカリ性水が流れる流路におけるスケールの堆積を、より効果的に抑制することが可能である。

以上で、各実施形態に係る酸性水生成装置５０について説明したが、これらの実施形態に係る酸性水生成装置５０をトイレ装置に設けることで、酸性水生成装置５０によって生成された酸性水を便器８０のボウル８１の表面に噴出し、ボウル８１における菌の繁殖を抑制することができる。また、酸性水生成装置５０においてスケールの堆積が生じにくいため、トイレ装置のメンテナンス周期を延ばし、より長期間連続してトイレ装置を使用することができるようになる。

また、ここでは、実施形態に係る酸性水生成装置５０を、トイレ装置に適用した場合について説明したが、この酸性水生成装置５０は、トイレ装置以外の他の水回り機器にも適用することが可能である。こうすることで、水回り機器における酸性水生成装置の交換周期を長くすることができ、当該水回り機器をより長期間連続して使用することが可能となる。このような水回り機器としては、例えば、小便器や、浴室、キッチン、洗面所などが挙げられる。酸性水生成装置で生成された酸性水を、小便器のボウル面や、浴室の洗い場床、キッチンのシンク、洗面所のボウル面へ散布することで、これらの場所における菌の繁殖を抑制することができる。

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、酸性水生成装置が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、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、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 衛生洗浄装置、 ２０ 便座、 ３０ 便蓋、 ４０ ケーシング、 ４０ａ〜４０ｈ 流路、 ４１ 制御部、 ４２ バルブ、 ４３ バキュームブレーカ、 ４４ 流路切替手段（第２流路切替手段）、 ４５ 洗浄ノズル、 ４６ 噴霧ノズル、 ４７ ノズル洗浄室、 ４８ 流路切替手段（第３流路切替手段）、 ４８ａ、４８ｂ 流路、 ５０〜５０Ｄ 酸性水生成装置、 ５１ 電解槽、 ５１ａ 第１排出流路、 ５１ｂ 第２排出流路、 ５２ 流路切替手段（第１流路切替手段）、 ５２ａ 酸性水流路（第１流路）、 ５２ｂ アルカリ性水流路（第２流路）、 ５３ アルミニウム槽、 ５５ タンク、 ８０ 便器、 ８１ ボウル、 ４５１ 吐水口、 ５１１ 第１電極、 ５１２ 第２電極

Claims (2)

1. 一対の電極の間に電圧を印加して水を電気分解することにより酸性水およびアルカリ性水を生成する電解槽と、
   前記電解槽に接続され、前記酸性水および前記アルカリ性水がそれぞれ排出される第１排出流路および第２排出流路と、
   前記第１排出流路および前記第２排出流路の一方と、前記酸性水が流れる第１流路と、を連通させ、前記第１排出流路および前記第２排出流路の他の一方と、前記アルカリ性水が流れる第２流路と、を連通させる第１流路切替手段と、
   を備え、
   前記アルカリ性水には、前記アルカリ性水のｐＨを低下させる希釈水が合流され、
   前記電解槽の上流に設けられる第２流路切替手段をさらに備え、
   前記第２流路切替手段は、給水源から供給された水の一部を前記電解槽に導き、前記水の他の一部を前記希釈水として前記第１流路切替手段に導き、
   前記第１流路切替手段は、前記第１排出流路または前記第２排出流路を流れる前記アルカリ性水に、前記希釈水を合流させて前記第２流路に導く酸性水生成装置。
2. 請求項１記載の前記酸性水生成装置と、
   ボウルを有する便器と、
   前記第１流路と接続され、前記ボウルの表面に前記酸性水を噴出する噴出部と、
   を備えたトイレ装置。

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