JP2000301150A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたって殺菌力を有する成分を生成し
供給する際、電極表面が溶解し電極間の距離が大きくな
ることから生じる電圧上昇、消費電力の増加や、それに
伴う電解条件の変化による生成効率の低下が起こらず、
安定に効率よく殺菌性金属イオンを供給できる殺菌装置
を提供すること。 【解決手段】 所定の間隔をおいて平行に対向させた少
なくとも一対の、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを
溶出させる金属からなる電極と前記電極を支持する電解
槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからな
る殺菌装置において、前記電極を電極間距離に比例して
電極面積が大きくなる形状にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の間隔をおい
て平行に対向させた少なくとも一対の、少なくとも一方
が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極と前
記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力を供
給する電源部とからなる殺菌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として水洗便器への便器洗浄水
給水路に設ける殺菌装置を例に挙げて説明する。

【０００３】従来、便器の日常的洗浄は、使用者のボタ
ン操作等による手動洗浄装置、あるいは、便器の前に人
が立ったことを検出し、便器の使用が終了した時点で自
動的に上水又は中水を流すという動作を行なう自動洗浄
装置により行なわれていた。

【０００４】しかし、便器使用後に単に水を流すのみで
は、徐々に便器に水アカやぬめりが付着したり臭気が発
生することを防止することができない。また、小便器に
おいては尿石が配管内に付着して汚水の通過路を狭くし
たり、便器の表面に付着して外観を損ね、細菌繁殖の温
床となって臭気を放つようになる。このように一旦付着
してしまった尿石は通常の清掃では除去することは難し
く、ブラシで強く擦らないと取れない。このため、尿石
除去は専門の業者に依頼する必要があり、大きな負担と
なっていた。

【０００５】この問題に対し、便器洗浄水に殺菌力を有
する成分を生成し供給させることによって対処する方法
もいくつか開示されている。

【０００６】例えば、水洗便器に対する便器洗浄水給水
路と、この便器洗浄水給水路内に銀イオンを混入させる
銀極板を有するイオン発生器と、前記便器洗浄水給水路
に設けた開閉弁の開弁動作に連動して閉成し銀極板に給
電する電源装置とを備えた便器洗浄水の殺菌浄化装置も
知られている。（実開平７−１７３９１）

【０００７】これらの発明では、いずれも所定の間隔を
おいて平行に対向させた少なくとも一対の、少なくとも
一方が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極
と前記電極を支持する電解槽と、前記電極に対して電力
を供給する電源部とからなる殺菌装置において、前記電
解槽に取り付けられた前記電極に電流を流して電解させ
ることにより便器洗浄水に殺菌力を有する成分を生成し
供給していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の殺菌装置に用いられる電極は殺菌力を有
する成分を生成し供給する際電極が消耗するため、長期
にわたって使用する際、電極表面が溶解し電極間の距離
が大きくなるため、その距離に比例して電極間の抵抗値
が上昇し、電極へ定電流制御を行っていた場合には電圧
上昇による消費電力の増加が生じ、また、定電圧制御を
行っていた場合には電流値が下がり生成効率の低下が起
こるといった欠点があった。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、殺菌力を有する成分を生成し供給する際、
長期にわたって使用しても消費電力も生成効率も安定で
ある殺菌装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記目
的を達成するために所定の間隔をおいて平行に対向させ
た少なくとも一対の、少なくとも一方が殺菌性金属イオ
ンを溶出させる金属からなる電極と前記電極を支持する
電解槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とか
らなる殺菌装置において、前記電極が電極間距離に応じ
て電極断面積が大きくなる形状にした。

【００１１】ここで、一般に電極に電流を通電すると
き、電極間電圧は電極間距離に比例し、電極面積に反比
例することが知られている。このことより長期にわたり
使用する際、上記記載の電極形状をもつ電極であれば電
解により電極全体が溶解し電極間距離が大きくなって
も、それに伴い電極面積が比例して大きくなるので電圧
上昇による消費電力の増加や電解条件の変化による生成
効率の低下を防止することができる。

【００１２】本発明のさらに好ましい様態として、上記
構成における電極の材質を少なくとも一方が銀にしたも
のを挙げることができる。

【００１３】これにより、銀電極から銀イオンとして溶
解させ、便器洗浄水中に供給する。殺菌に必要な銀イオ
ン濃度は一般に５０μｇ／Ｌ以上とされており、他の殺
菌成分である次亜塩素酸では、同じく一般に５００μｇ
／Ｌ以上とされているのに比べ、少ない濃度で殺菌効果
が得られる。さらにこれらの電極反応効率（すなわち電
極間を流れた電子の当量に対する、生成した殺菌成分の
当量の割合。）は、銀から銀イオンを生成する反応では
極めて高い。このことから、電極の材質に銀を用いた場
合、非常に少ない電子量、すなわち電流値で殺菌効果が
得られる。電流値が低いことから、同一の電極形状（電
極面積および電極間距離）の条件下では、他の殺菌成分
を供給する場合に比べて消費電力を少なくすることがで
きる。また、同一の消費電力の条件下では、電極間距離
を広く、あるいは電極面積を小さくすることができる。
前者の場合、通水による圧力損失が軽減されるので、時
間あたりに洗浄水供給流路を流れる水量（ここではこの
値を「流量」と呼ぶ。）が低下するという不便がない。
また、後者の場合、殺菌成分供給手段が小型化でき、使
用の際に邪魔にならない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。なお、本実施例では主として本発明の殺
菌装置を便器洗浄に適用した例を示したが、浄水器、浴
槽等のその他すべての殺菌装置に用いても同様の効果を
発揮することができる。

【００１５】図１は本発明に係る便器洗浄水の殺菌装置
の実施例である。電解槽２１が便器洗浄用給水管２３の
フラッシュバルブ等からなる給水弁２４よりも下流に設
けられている。給水弁２４は公知の便器自動洗浄システ
ム３に接続されている。便器洗浄用給水管２３は小便器
１に接続されている。また、制御装置２７が電源部１
３、電解槽２１の電極６ａ、６ｂ及び便器自動洗浄シス
テム３とに電気的に接続されている。

【００１６】図２は電解槽２１の正面図、側面図の詳細
な図面である。これらの図において、電解槽２１の内部
には、殺菌成分供給手段である金属銀の板を向かい合わ
せて配置した一対の電極６ａ、６ｂと、この電極間に形
成された電極間流路７が設けられ、電極間流路７に連通
する液体流入口と液体流出口とを有する。また、制御装
置２７が電源部１３と電極６ａ、６ｂとに接続されてい
る。

【００１７】電極６ａ，６ｂは対向する電極面間に応じ
てその断面積が大きくなる形状であり、具体的には、電
極６ａ，６ｂが消耗し、初期電極間距離ｄがΔｄだけ広
がり（ｄ＋Δｄ）となった場合のＩ−Ｉ断面における電
極６ｂの断面積Ｓ₁は、この初期の電極面積をＳとする
と、 Ｓ₁＝（ｄ＋△ｄ）・Ｓ/ｄ…（式Ａ） の条件を満たすように設定されている。

【００１８】図３は電極の形状の図２とは別の一例を示
したもので一対の電極の内、片側の電極の正面図、側面
図である。この電極は電解に寄与する電極の表面形状が
正四角形となるものであるが、上記（式Ａ）を満たすよ
うに設計されている。即ち、初期電極表面の正四角形の
一辺がＡである場合、この電極が初期電極間距離ｄとの
比で３ｄ／２だけ消耗すると、電極の表面面積が上記
（式Ａ）においてΔｄ＝３ｄとなった場合として計算さ
れる４Ａ²となるように、その正四角形の一辺が２Ａと
なるように設定されている。

【００１９】図４は本考案の電極形状の更に他の実施例
であり電解に寄与する電極の表面形状が円となる電極の
正面図、側面図である。この電極においても上記（式
Ａ）を満たすように設計されている。即ち、初期表面の
円の直径がＡの場合、電極が初期電極間距離ｄとの比で
３ｄ／２だけ消耗すると、電極の表面面積が上記（式
Ａ）においてΔｄ＝３ｄとなった場合として計算される
４Ａ²となるように、その円の直径が２Ａとなるように
設定されている。

【００２０】次に動作について説明する。便器自動洗浄
システム３の作動により給水弁２４が開き、便器洗浄用
給水管２３を通り水道水が電解槽２１の電極間流路７に
流入する。このとき電源部１３から供給される電気エネ
ルギーは制御装置２７を介して電解槽２１内の一対の電
極６ａ、６ｂに給電され、電極６ａ、６ｂのいずれかア
ノード側から銀イオンが溶出し、銀イオンを含んだ便器
洗浄水が便器洗浄用給水管２３を通って小便器１に供給
される。

【００２１】電極６ａ、６ｂの極性（すなわちアノード
とカソード）は、制御装置２７が定期的に反転させてお
り、カソード側に炭酸カルシウムなどのスケールが付着
するのを防いでいる。この際、銀イオンの供給にともな
い、電極６ａ、６ｂは消耗していくので、電極がアノー
ドである時間とカソードである時間とは均等にしておく
ことで一対の電極６ａ、６ｂを均等に消耗させることが
できる。

【００２２】また一般に電極に電流を通電するとき、電
極間電圧は電極間距離に比例し、電極面積に反比例する
ことが知られているが、本発明考案の電極は電極間距離
に比例して電極面積が大きくなる形状であるため、長期
にわたり使用する際、電解により電極全体が消耗し電極
間距離が大きくなっても、それに伴い電極面積が比例し
て大きくなるので電圧上昇による消費電力の増加、それ
に伴う電解条件の変化による生成効率の低下を防止する
ことができる。また電極６ａ、６ｂは、それ自身から銀
イオンを溶出させるため、寿命を長くできるという点
で、純銀の板材が好ましいが、銀を含む合金であっても
構わない。

【００２３】なお、一対の電極６ａ、６ｂのうち少なく
とも一方が銀であればよい。一方に銀以外の電極を用い
る場合は、制御装置２７によって銀電極側の極性をアノ
ードに切り替えることで銀イオンを供給することができ
る。また、この少なくとも一方が銀である対の電極を複
数対設けてもよい。なお、一方が銀である電極を用いた
場合は、その銀の溶出による電極間距離の増加は、この
銀の電極のみで生起されるものとして、電極の断面積が
設定されなければならない。

【００２４】また、便器の使用様態によっては、必ずし
も上記のごとき毎回の便器洗浄の時に銀イオンを供給す
るという動作には限られない。すなわち、銀の消耗を極
力抑えたい場合には、数回おきの便器洗浄時にのみ銀イ
オンを供給する様態でもよい。また、銀の時間的な消耗
を一定にしたい場合には、制御装置２７の出力信号を便
器自動洗浄システム３に入力するように接続させ、便器
使用後の便器洗浄時には銀イオンは供給させず、一定時
間おきに制御装置２７が便器自動洗浄システム３を介し
て給水弁２４を開閉させることで自動的に便器洗浄を行
い、この際にのみ銀イオンを供給する様態でもよい。さ
らに、たとえ銀の消耗が増大してでも、より高度な殺菌
のレベルを維持したい場合には、便器使用後の便器洗浄
時のみならず、非使用時にも一定時間おきに自動的に便
器洗浄を行い、この際にも銀イオンを供給する様態でも
よい。以上の動作は、便器の使用様態に応じて、制御装
置２７の出力信号を便器自動洗浄システム３に入力する
ように接続させ、制御装置２７のプログラムを変更する
ことで対応できる。

【００２５】次に本発明の効果を発揮させるのに必要な
銀イオン濃度と電流について説明する。便器洗浄水に含
有させる銀イオンの濃度は、一般的に銀イオンが殺菌効
果を発揮するとされている５０μｇ／リットル以上にす
ることが好ましい。また、銀イオン濃度が過剰になる
と、小便器１のボウル面やトラップ部に酸化銀あるいは
金属銀の析出物による黒ずみが生じることがあるので、
３００μｇ／リットル以下に維持することが好ましい。

【００２６】便器洗浄水の流量は、一般的には１０リッ
トル／分（＝０．１７リットル／秒）程度であり、この
時に、電解槽２１内の電極６ａ、６ｂ間に電流としてわ
ずか０．０３Ａを通電させた場合、電極反応効率（電極
６ａ、６ｂ間に流れた電気量のうち、銀イオンの生成に
用いられた量の割合）を仮に１００％とし、ファラデー
定数を９６５００とすると、一対の電極６ａ、６ｂのう
ちのアノード側から流出する銀イオン（原子量１０７．
９）濃度は下式のごとく、約１９７μｇ／リットルとな
る。 （０．０３×１０７．９／９６５００／０．１７）＝１．９７×１０^-4ｇ／リ ットル ＝１９７μｇ／リットル 電極反応効率は電解槽２１の設計（電極面積、電極間距
離、電極間流路の断面積、電圧、電流など）や便器洗浄
水の水質（電気伝導度、塩素イオン濃度、ｐＨなど）に
よって変化するが、本願出願人の実験により確認したと
ころによると、日本の水道水の範囲であれば、いかなる
条件においても、５０〜１００％であるので、生成され
る銀イオン濃度は９８〜１９７μｇ／リットルであると
予想され、好適な銀イオン濃度範囲に入る。

【００２７】小便器内及び配管内に存在する細菌を殺菌
するため、水アカ、ぬめりの付着や臭気の発生を防止す
るとともに、小便器内の尿石付着の原因が排除され、小
便器は常に清浄な状態に保たれて美観を損ねることもな
く、尿石の配管内への付着による汚水通過路の狭小化が
防止され、また、アンモニア等による臭気の発生も防止
される。

【００２８】なお本発明における電極は銀電極に限られ
ず殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなるものであ
ればよい。例えば銅、亜鉛などが挙げられる。

【００２９】また本発明における電極の形状は、実施例
として電解に寄与する電極表面形状が正四角形、円のも
のをを挙げたが、初期電極間距離ｄ、初期電極面積Ｓ、
また電極間距離がｄ＋△ｄとなる時の電極面積をＳ₁と
するとＳ₁＝（ｄ＋△ｄ）・Ｓ/ｄとなるものであれば、
電極の形状、また電解に寄与する電極の表面形状はいか
なる形状、大きさであってもよい。例えば電解に寄与す
る電極の表面形状として三角形、台形などが挙げられ
る。

【００３０】以上、本発明により、水アカ、ぬめりの付
着や臭気の発生を防止する機能を備え、さらに小便器に
おいては、尿石の付着にともなう汚水の通過路の狭小化
や美観の損傷、臭気の発生をも防止する機能も兼ね備え
るとともに、これらのあらゆる機能が、長期にわたって
使用しても消費電力も生成効率も安定である殺菌装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る殺菌装置の構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例に用いる電解槽の構造図であ
る。

【図３】本発明の実施例に用いる電極形状の第一の構造
図である。

【図４】本発明の実施例に用いる電極形状の第二の構造
図である。

【符号の説明】

１：小便器 ３：便器自動洗浄システム ６ａ、６ｂ：電極 ７：電極間流路 １３：電源部 ２１：電解槽 ２３：便器洗浄用給水管 ２４：給水弁 ２７：制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｆ (72)発明者 西山 修二 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DB01 EA02 EB01 EB05 EB19 EB26 EB31 EB33

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔をおいて平行に対向させた少
   なくとも一対の、少なくとも一方が殺菌性金属イオンを
   溶出させる金属からなる電極と前記電極を支持する電解
   槽と、前記電極に対して電力を供給する電源部とからな
   る殺菌装置において、前記電極が電極間距離に応じて電
   極断面積が大きくなる形状を持つことを特徴とする殺菌
   装置。
2. 【請求項２】 前記電極の材質が少なくとも一方が銀で
   あることを特徴とする請求項１記載の殺菌装置。