JP2013202539A - 酸性水生成装置およびトイレ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸性水を生成する酸性水生成装置であって、電気分解により酸性水を生成する電気分解システムと、前記電気分解システムよりも下流側において前記電気分解システムと直列して配置され、陽イオン交換樹脂により酸性水を生成する陽イオン交換樹脂システムと、を備えたことを特徴とする酸性水生成装置が提供される。
【選択図】図1
Description
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。さらに、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、ケイ酸成分の水垢を容易に除去できる技術が切望されている。
図1は、本発明の実施の形態にかか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2に表したように、本実施形態の電解槽420は、その内部に陽極板424および陰極板425を有し、例えば図示しない制御部からの通電の制御によって、陽極板424と、陰極板425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425においては酸(H+)が消費され、陰極板425の近傍ではpHが上昇する。すなわち、陰極板425の近傍では、アルカリ水が生成される。一方、陽極板424においてはアルカリ(OH−)が消費され、陽極板424の近傍ではpHが下降する。すなわち、陽極板424の近傍では、酸性水が生成される。
図3に表したように、本実施形態の陽イオン交換樹脂システム460は、筐体461と、筐体461の内部に設けられた陽イオン交換樹脂463と、を有する。陽イオン交換樹脂463は、流路切替弁431を介して電解槽420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460は、電解槽420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。
図4は、本実施形態に酸性水生成装置の変形例の要部構成を表すブロック図である。
その他の要部構成については、図1〜図3に関して前述した酸性水生成装置405の要部構成と同様である。
これによれば、所望のpHの酸性水を生成することができつつ、陽イオン交換樹脂システム460のさらなる長寿命化を図ることができる。
図1〜図4に関して前述した酸性水生成装置405、406では、電解槽420と陽イオン交換樹脂システム460とが互いに直列に配置されているのに対し、本変形例の酸性水生成装置407では、図5に表したように、電解槽420と陽イオン交換樹脂システム460とが互いに並列して配置されている。
第1の流路切替弁433は、電解槽420や陽イオン交換樹脂システム460への給水の開閉や切替を行う。
第2の流路切替弁434は、図1〜図3に関して前述した流路切替弁431に相当し、電解槽420から供給された酸性水を下流側へ導く。一方、第2の流路切替弁434は、電解槽420から供給されたアルカリ水を排水として下水へ流す。
その他の要部構成や水の流れについては、図1〜図3に関して前述した酸性水生成装置405の要部構成や水の流れと同様である。
図6は、本実施形態の電解槽および陽イオン交換樹脂システムを通過した水の陽イオン濃度の遷移の一例を例示するグラフ図である。
本発明者は、図1〜図3に関して前述した酸性水生成装置405を用いて、電解槽420および陽イオン交換樹脂システム460を通過した水の陽イオン濃度の遷移を検討した。その検討結果の一例は、図6に表した如くである。
続いて、電解槽420に供給された水は、電気分解される。電解槽420における電気分解により生成されたアルカリ水は、排水として下水へ流されるため、アルカリ水に含まれている陽イオンは、酸性水生成装置405から排出される。そのため、電解槽420により電気分解された水の陽イオン濃度は、20ppmから9.5ppmへ低減する。つまり、このときの陽イオン濃度の低減量は、陽イオンの酸性水生成装置405からの排出量と略同一である。
本発明者は、図1〜図3に関して前述した酸性水生成装置405を用いて、電解槽420および陽イオン交換樹脂システム460を通過した水のpHの遷移を検討した。その検討結果の一例は、図7に表した如くである。
続いて、電解槽420に供給された水は、電気分解される。電解槽420における電気分解により生成された酸性水のpHは、地域AにおいてpH7.9からpH6.0へ、地域BにおいてpH7.0からpH5.5へ、地域CにおいてpH6.9からpH3.4へ低減する。ここで、図7に表したように、本発明者の本検討におけるpHの目標値の1つは、「pH4以下」である。すると、地域Aおよび地域BにおけるpHは、目標値「pH4以下」をまだ達成できていない。
本発明者は、図1〜図3に関して前述した酸性水生成装置405を用いて、電解槽420と陽イオン交換樹脂システム460との相乗効果を検討した。その検討結果の一例は、図8に表した如くである。
次に、陽イオン交換樹脂システム460のみを通過させた水の陽イオン濃度は、約0ppm近傍にまで低減する。一方、陰イオンは、陽イオン交換樹脂システム460において交換されることはないため、陰イオン濃度は、約20ppm程度に保持される。また、陽イオン交換樹脂システム460のみを通過させた水のpHは、pH3.4である。
図9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9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。
残水のpH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。
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(Al3+)や銅イオン(Cu2+)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(SiO2)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。
図10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。
また、図11は、本実施形態にかかるトイレ装置の変形例の要部構成を表すブロック図である。
また、図12は、本実施形態にかかるトイレ装置の他の変形例の要部構成を表すブロック図である。
また、図13は、本実施形態の金属イオン水添加システムを例示する断面模式図である。
なお、図10〜図12は、水路系と電気系の要部構成を併せて表している。
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電解槽420から供給されたアルカリ水を便器800へ流してもよい。
陽イオン交換樹脂システム460から放出された酸性水は、陽イオン交換樹脂システム460の下流側に設けられた金属イオン水添加システム440へ導かれる。
ここで、金属イオン水添加システム440について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、金属イオン水添加システム440において溶解する金属イオンがアルミニウムイオン(Al3+)である場合を例に挙げて説明する。
図14は、本実施形態にかかるトイレ装置の動作の具体例を例示するタイミングチャートである。
続いて、便器洗浄が終了して(タイミングt9)から所定時間Tが経過すると、バルブ413が開き、第1の流路切替弁417が第2の流路27の側に切り替えられ、第2の流路切替弁431が金属イオン水添加システム440の側に切り替えられる(タイミングt10)。また、電解槽420への通電が開始される(タイミングt10)。これにより、金属イオンを含む酸性水がボウル801の表面に噴霧される。
また、本実施形態では、酸性水生成装置405、406、407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、酸性水生成装置405、406、407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。
Claims (5)
- 酸性水を生成する酸性水生成装置であって、
電気分解により酸性水を生成する電気分解システムと、
前記電気分解システムよりも下流側において前記電気分解システムと直列して配置され、陽イオン交換樹脂により酸性水を生成する陽イオン交換樹脂システムと、
を備えたことを特徴とする酸性水生成装置。 - 酸性水を生成する酸性水生成装置であって、
電気分解により酸性水を生成する電気分解システムと、
前記電気分解システムと並列して配置され、陽イオン交換樹脂により酸性水を生成する陽イオン交換樹脂システムと、
を備え、
前記電気分解システムにより生成された酸性水と、前記陽イオン交換樹脂システムにより生成された酸性水と、は、前記電気分解システムおよび前記陽イオン交換樹脂システムの下流側において合流することを特徴とする酸性水生成装置。 - 請求項1および2のいずれかに記載の酸性水生成装置と、
前記酸性水生成装置により生成された酸性水を、少なくとも便器のボウルの表面に噴霧する噴霧手段と、
を備え、
前記電気分解システムにより生成されたアルカリ水は、前記便器の排水管に直接排出されることを特徴とするトイレ装置。 - 請求項1および2のいずれかに記載の酸性水生成装置と、
前記酸性水生成装置により生成された酸性水を、少なくとも便器のボウルの表面に噴霧する噴霧手段と、
を備え、
前記噴霧手段は、前記便器の洗浄後に前記酸性水を噴霧し、
前記電気分解システムにより生成されたアルカリ水は、前記便器の洗浄時または前記便器の洗浄前に前記ボウルの表面に排出されることを特徴とするトイレ装置。 - 前記酸性水生成装置により生成された酸性水を用いて金属を徐溶させる金属イオン水添加システムをさらに備え、
前記噴霧手段は、前記金属イオンを含む酸性水を噴霧することを特徴とする請求項3または4に記載のトイレ装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101506225B1 (ko) | 2009-08-06 | 2015-03-26 | 토토 가부시키가이샤 | 위생 세정 장치 |
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2012
- 2012-03-28 JP JP2012075086A patent/JP2013202539A/ja active Pending
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