JP2000093969A - 水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、水の浄化に関するもので、物理化
学的作用で水を浄化する際に塩素化合物の供給を効率よ
く行い水中の殺菌を行うことを目的とする。 【解決手段】 循環流路９に水を循環する循環手段１２
と、水中の懸濁物質を凝集する凝集手段１３と、水の懸
濁物質をろ過するろ過手段１４と、水を電気分解するこ
とで塩素化合物を供給する電解手段１５と、電解手段１
５に定電流を印加する電源１６と、電源１６によって電
解手段１５に印加される電圧値を検知する検知手段１７
と、検知手段１７の結果に応じて電解手段１５を制御す
る制御手段１８を設けたものである。これにより、水の
水質に関係なく一定の殺菌効果を得ることが可能となっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浴槽内の入浴水のよ
うに水槽水を浄化殺菌することで再使用を可能とする水
浄化装置に関し、特に水を循環して浄化し再利用する水
浄化装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来のこの種の水浄化装置は特開平８−２
８１２８０号公報に記載されているようなものが一般的
であった。この水浄化装置は図８に示すように、循環流
路１にポンプ２とヒーター３と内部に微生物を繁殖させ
た浄化手段４を備えていた。さらに、浄化手段４の上流
と下流を結ぶバイパス路５を備え、このバイパス路５に
残留塩素を発生させる殺菌手段６を備えていた。また、
ポンプ２の働きにより、水７を循環流路１からヒーター
３を通って浄化手段４及びバイパス路５の殺菌手段６に
水を送り込み、浄化手段５内に繁殖した微生物の働きに
より水中の懸濁態及び溶存態有機物質の除去を行うよう
に構成されている。さらに、浄化手段４内に繁殖した微
生物を死滅させないためにバイパス路５をもうけ、バイ
パス路５上に殺菌手段６を設けて残留塩素を発生させて
いる。この生成した残留塩素は、浄化手段４の下流側で
循環流路１の水に混合することで、浄化手段４内に存在
する微生物を死滅することなく水の浄化及び殺菌を行っ
ていた。そして、殺菌手段６で生成する残留塩素の水中
の濃度を浄化手段４に影響のない０．５〜１．０ppmに
するようになっていた。

【０００３】また、ここで使用する殺菌手段６としては
特開昭５６−３１４８９号公報に開示されているような
電気分解器が用いられており、さらに、殺菌用電気分解
器としては特開昭６１−２８３３９１号公報に開示され
ている様な無隔膜タイプのものがある。これは、電気分
解器に一対の電極を設け、電極間に電流あるいは電圧を
印加することにより水中の塩素イオンを酸化させて次亜
塩素酸などの残留塩素を生成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示した従来の水浄化装置では、浄化手段内で微生物を繁
殖させることで水の浄化を行っているため、殺菌手段に
よって発生させる残留塩素濃度を浄化手段内の微生物に
影響のない０．５ppm〜１．０ppm以下の濃度にする必要
があった。このように残留塩素濃度を高くできないた
め、水中の細菌の殺菌能力に限りがあるという課題があ
った。

【０００５】さらに、電解手段として使用している電極
の寿命が解らないので、電極が劣化し殺菌作用を起こさ
なくても機器的には浄化をしているように見えるため、
殺菌が不完全な状態が長期間続くという課題もあった。

【０００６】また、入浴水の状態によって要求塩素量
（殺菌に必要な塩素量）、及び塩素の持続時間が異なる
ため、残留塩素濃度を一定に保ことが困難であり、入浴
水の状態によっては塩素殺菌された後に再度細菌が増殖
してしまうことがあった。つまり、殺菌性能が入浴日数
に大きく左右され、十分な殺菌がなされていないという
課題もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の水浄化装置は循
環流路に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質を凝
集する凝集手段と、水の懸濁物質をろ過するろ過手段
と、水を電気分解することで塩素化合物を供給する電解
手段と、前記電解手段に定電流を印加する電源と、前記
電源によって電解手段に印加される電圧値を検知する検
知手段と、前記検知手段の結果に応じて前記電解手段を
制御する制御手段を設けたものである。

【０００８】上記発明によれば水中の懸濁物質等の汚れ
を凝集手段で生成した金属水和物で凝集し、粒子径を増
大させ、この凝集塊を濾過手段でろ過除去することで、
水の浄化を行う。このため、死菌等の非常に小さな汚れ
や有機物、還元性物質である鉄も除去することが可能と
なるとともに、凝集手段を用いた物理浄化方式を採用し
ているので、微生物浄化方式に比べ供給する残留塩素量
を低く抑える必要がなく、十分な殺菌効果を得ることが
できる。さらに電解手段に印加される電圧値を検知手段
によって検知し、その検知信号に応じて電解手段を制御
することで、水の状態にかかわらず常に一定の殺菌効果
を得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の水浄化装置は、循環流路
に水を循環する循環手段と、水中の懸濁物質を凝集する
凝集手段と、水の懸濁物質をろ過するろ過手段と、水を
電気分解することで塩素化合物を供給する電解手段と、
前記電解手段に定電流を印加する電源と、前記電源によ
って電解手段に印加される電圧値を検知する検知手段
と、前記検知手段の結果に応じて前記電解手段を制御す
る制御手段とを有する。

【００１０】そして、電解手段に印加される電圧値を検
知することによって、水の状態を判断することができ、
その状態に応じて電解手段を動作させることで、水の状
態にかかわらず常に一定の殺菌効果を得ることができ
る。

【００１１】また、検知手段により電解手段に印加され
る時間を検知し、ある時間以上印加され続けた場合に故
障とみなして、制御手段によって電解手段の動作を停止
しさせるとともに、表示手段によって異常停止手段の動
作をユ−ザに知らせるものである。

【００１２】そして、電解手段に印加される電圧を検知
手段で検知することで故障による連続通電を検知できる
ため、水素発生の危険性や電極の消耗を防ぐことができ
る。

【００１３】また、検知手段によって検知した電圧値が
既定値以上を示した場合に電極が劣化したとみなしてユ
−ザに表示する表示手段を設けたものである。

【００１４】そして、電解手段の電極は劣化あるいは電
極寿命をすぎると抵抗が大きくなり、電源によって定電
流を印加する場合、通常より高い電圧が必要となる。よ
って、この上昇した電圧値を検知手段によって検知し、
電極の寿命を表示手段によってユ−ザに知らせることが
できるので、機器の安全性、信頼性を保つことができ
る。

【００１５】また、電解手段に印加される電流を反転さ
せる反転手段を設け、検知手段の信号に応じて反転手段
の間隔を制御する反転制御手段を設けたものである。

【００１６】そして、水の汚れ度合いによって電解手段
の電極に付着する汚れやスケ−ル成分の付着量も異なっ
てくる。電極に付着物が付くと印加電圧値も高くなるた
め、検出手段でこの電圧値を検知することで、電極の付
着物量を検知でき、ある一定値を超えた場合に電極の極
性を反転させて、付着物を除去することが可能となる。

【００１７】よって、水質に応じて極性反転間隔が変化
でき、常に電極への付着物を抑制でき効率良く、電解が
可能となる。

【００１８】また、凝集手段の動作終了後に生成した塩
素化合物を循環流路に混入するものである。

【００１９】そして、凝集によって浴槽水中の有機物や
細菌などを除去した浴槽水に、電解手段によって生成さ
れた塩素化合物である残留塩素を供給することによっ
て、塩素の消費を抑制し効率良い殺菌効果が得られる。

【００２０】また、凝集手段は検知手段の信号に応じて
動作時間を制御する凝集制御手段を設けたものである。

【００２１】そして、水中の汚れ成分が電解手段の電極
間への抵抗値となるため、水質の状態に応じて電極に印
加する電圧値が変化する。つまり水質が悪いほど電極へ
印加する電圧値が高くなるため、検出手段で印加電圧値
を検出しその電圧値に応じて凝集手段の動作時間を制御
することで、常に一定の浄化性能を保つことができる。

【００２２】また、電解手段を５〜４５℃の温度範囲で
動作させるものである。そして、塩素化合物供給手段と
して特に電気分解を行う場合は、水温が４５℃を越える
と熱分解等により急激に残留塩素量が減少し、５℃未満
では電子の活性が低下し、塩素ガスの発生効率が低下す
る。このため、発生量が安定する５〜４５℃で行うこと
で塩素の発生効率を良くし、殺菌性能を向上することが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。なお、実施例としては水槽として浴槽を用い
た場合につき説明する。

【００２４】（実施例１）図１において、８は浴槽であ
る。循環流路９は浴槽８から浴槽水を吸い込む吸い込み
口１０から浴槽水を浴槽８に吐き出す吐き出し口１１ま
での浴槽水を循環する流路である。また、循環手段１２
は浴槽水を循環流路９内で循環させるポンプである。ま
た凝集手段１３は、金属水和物を水に溶出可能なアルミ
ニウム製の電極及びステンレス製の本体で構成され（図
示せず）、この凝集手段１３によって粒子径が増大した
懸濁物質をろ過手段１４により浴槽水を浄化する。水を
電気分解することによって水中に残留塩素を生成する電
解手段１５と電解手段１５に定電流を印加する電源１６
とが設けられ、電解手段１５の電極（図示せず）に印加
される電圧値を検出する検出手段１７を設けてこの検出
手段１７の出力信号により、制御手段１８で電解手段１
５の動作時間等を制御する。

【００２５】また、電解手段１５で生成された塩素化合
物は循環流路９に混入して浴槽８に供給するものであ
る。また、浴槽水の温度を一定に保つため循環流路９に
はヒ−タ１８を設けて保温している。

【００２６】次に動作、作用について説明すると、浴槽
水を循環流路９に循環するポンプ１２によって浴槽水は
凝集手段１３へ導かれる。凝集手段１３には、金属水和
物を水に溶出可能なアルミニウム製の電極及びステンレ
ス製の本体（図示せず）で構成され、電極を陽極、本体
を陰極として電気分解により水中にアルミニウムイオン
を溶出させる。そして溶出したアルミニウムイオンは水
中で直ちに金属水和物の水酸化アルミニウムとなり、こ
の水酸化アルミニウムと水中の懸濁物質が化学反応し、
凝集塊を生成するため、懸濁物質の粒子径を増大するこ
とができる。つまり、浴槽８内には入浴により人体由来
の角質などの垢や、水中に溶存する有機物質を栄養とし
て増殖した細菌が存在する。この粒子径は１μｍ前後か
ら１００μｍ程度であるので、生成した水酸化アルミニ
ウムと反応し、粒子径を増大させて、懸濁物質を除去す
る濾材と濾材の流出を抑える濾床を内部に備えたろ過手
段１４（図示せず）により浴槽水を浄化する。

【００２７】さらに、電解手段１５は、循環流路９から
得られた浴槽水を電気分解し、塩素化合物つまり残留塩
素を生成して殺菌水を生成する。この殺菌水を循環流路
９を介して浴槽８に供給することによって浴槽水の殺菌
・浄化を行う。

【００２８】ここで電解手段１５は電源１６によって定
電流を印加され、電解手段１５に印加される電圧値を検
出手段１７によって常に検知する。この検出手段１７の
出力信号によって浴槽の汚れ具合が解り、制御手段１８
によって電解手段１５の動作時間を制御する。

【００２９】図２に浴槽の濁度と検出手段１７によって
電解手段１５に印加される電圧値を検出した結果を示
す。ここで、電源１６は電解手段１５に１Ａの定電流を
印加する構成とした。

【００３０】この結果、濁度が高くなるにつれて電源１
６から印加される電圧値も高くなることが解る。これ
は、濁度が高くなるにつれ、浴槽８の水に細菌や垢など
の汚れ成分が多く含まれるため、電解手段１５の電極間
抵抗が増すためである。

【００３１】よって、電解手段１５に印加される電圧値
の初期の値から浴槽の濁度が解り、濁度が高ければ、殺
菌・浄化に必要な残留塩素量も多くなることから、濁度
に応じて電解手段１５の動作時間を制御手段１８によっ
て制御することで、浴槽水の状態に関わらず常に一定の
殺菌効果を保持できる。

【００３２】さらに、図３に本実施例で用いた電解手段
１５の電解温度と残留塩素濃度について示した。この
時、定電流を１Ａ、２時間印加し、図３にはその時の水
の残留塩素濃度を示した。

【００３３】図３に示すように、水温が５〜４５℃では
生成される残留塩素濃度はほぼ安定しており、４５℃を
越えると急激に減少してくることが解る。つまり、電解
手段１５で生成される残留塩素濃度は電解温度に強く依
存することが判明し、５〜４５℃が最も最適な電解温度
であることが解る。このため、本発明の水浄化装置にお
いて電解する入浴水は循環流路９内で循環することで温
度を５〜４５℃の範囲内に低下させた後に、電気分解さ
せて塩素を生成させ、その後ヒ−タ１９によって再度加
熱保温し、浴槽８内に送り込む構成にした。この結果、
効率良く残留塩素を生成でき電力消費を最低限に抑える
ことが可能となった。

【００３４】（実施例２）図４は本発明の実施例２の水
浄化装置を示す構成図である。

【００３５】本実施例２において、実施例１と異なる点
は、検知手段１７によって検知した電圧値が所定時間を
越えても印加され続けている場合には故障とみなして、
制御手段１８によって電解手段１５の動作を停止させる
とともに、機器の故障をユ−ザに知らせる表示手段２０
を設けている点である。なお、実施例２と同一符号のも
のは同一構造を有し、説明は省略する。

【００３６】次に動作、作用を説明すると、検知手段１
７によって電解手段１５に電源１６から印加される電圧
値及び印加時間を検知し印加時間が所定値以上を越えた
場合に電源１６以上とみなし、制御手段１８によって電
源１６あるいは電解手段１５の動作を停止させ、表示手
段２０によってユ−ザに故障を通知するものである。

【００３７】ここで、電解手段１５を連続動作させる
と、電解によって発生する水素ガスの危険性や高濃度の
残留塩素が及ぼす人体への影響、及び電極の消耗などの
課題があるが、本発明の水浄化装置では連続動作を防ぐ
ことができるため、簡単な構成で安全性の高い水浄化装
置を提供できる。

【００３８】また、検知手段１７によって電解手段１５
へ印加される電圧値が既定値以上を示した場合に電解手
段１５の電極が劣化したとみなし、表示手段２０によっ
てユ−ザに表示するすることで機器の信頼性を高めるこ
とができる。

【００３９】動作、作用を説明すると、検知手段１７に
よって電解手段１５に印加される電圧値を検知するが、
電極が寿命などによって消耗または劣化すると図５に示
すように印加電圧が急激に上昇する。これは電極が消耗
することによって抵抗値が急激に上がるため、電圧値も
高くなるからである。よって、電極に印加される電圧値
を検知手段１７によって検知することで電解手段１５の
電極の消耗および劣化を検知でき、使用不可能になった
時に表示手段２０でユ−ザに電極交換を知らせること
で、長期間の信頼性を確保することが可能となる。

【００４０】（実施例３）図６は本発明の実施例３の水
浄化装置を示す構成図である。

【００４１】本実施例３において、実施例１及び２と異
なる点は電解手段１５に印加される電流を反転させる反
転手段２１を設け、検知手段１７の信号に応じて反転手
段２１の間隔を制御する反転制御手段２２を設けた点で
ある。なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有
し、説明は省略する。

【００４２】次に動作、作用を説明すると電源１６によ
って電解手段１５に定電流が印加されると電極の負極表
面に水中のスケ−ル成分である＋イオンのＭｇやＣａ等
が付着する。このため、図７に示すように電極はスケ−
ル付着分だけ抵抗値が増し印加電圧が高くなる。また電
極表面に付着物があるために電解効率も低減する。この
付着物を除去するには、スケ−ル成分と同極の陽極に反
転することでスケ−ル成分を移動させる方法がある。し
かし反転する時間を所定間隔に設定するとスケ−ル成分
を多く含んだ場合では、反転前に多量に付着してしまい
電解効率が低下してしまう等の課題があるが、検知手段
１７で印加電圧が変化した時点、つまり電解手段１５の
電極表面にスケ−ルが付着した時点を検知して反転させ
る。

【００４３】この構成により、水質に応じた反転間隔が
決まるのでスケ−ルの付着による電解効率の低下を防ぐ
ことができ安定した性能を得ることができる。

【００４４】（実施例４）本実施例４において、実施例
１〜３と異なる点は電解手段１５を凝集手段１３の動作
終了後に動作させる点である。つまり凝集手段１３に水
中の懸濁物質を除去し、その浄化された水に電解手段１
５によって生成された残留塩素を混入することによっ
て、懸濁物質などによって殺菌以外の残留塩素の消費を
抑制することができる。同じ成分の水を凝集手段１３の
動作前後で電解手段１５を１時間動作させた場合、凝集
手段１３の動作前では浴槽８内の残留塩素濃度は０．３
ｐｐｍであったにもかかわらず、凝集手段１３の動作後
では０．５ｐｐｍの残留塩素が存在していた。この結果
から、本発明の水浄化装置は効率良い殺菌が可能となっ
た。

【００４５】さらに、検知手段１７によって電源１６か
ら電解手段１５に印加される電圧値を検出し、実施例１
で述べたように浴槽の濁度を検知する。

【００４６】この濁度に応じて、図８に示すように濁度
が所定値以下になるまで凝集手段１３の動作時間を凝集
制御手段２３で制御し、その後に電解手段１５を動作さ
せて生成された残留塩素を循環流路９内に混入し殺菌・
浄化を行うことによって、水質にかかわらず常に凝集手
段１３によって浴槽の浄化を所定レベルまで浄化するこ
とができるため、電解手段１５の動作時間を短縮でき、
さらに効率良い浄化・殺菌が可能となる。

【００４７】なお、上記実施例では循環水として浴槽水
を循環して利用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく浴槽水を浄化後、洗濯水や下洗い
水等として利用する場合であってもよい。これら洗濯水
や下洗い水等として利用する場合、水槽として浴槽を利
用して循環して浄化後用いてもよいし、実用的に問題に
ならない場合は上記循環流路で浄化した後、直ちに利用
してもよい。この場合は上記実施例における吐き出し口
がそのまま洗濯機等の給水口となる。

【００４８】上記以外でも業務上を再利用する場合の水
浄化装置に用いることができるのは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の水浄化装置によれば、次の効果が得られる。

【００５０】（１）検知手段を設けて、電源から電解手
段へ印加される電圧値を検知するとによって、水の水質
を検知でき、その水質に応じて制御手段によって電解手
段の動作時間を調節することができるので、常に一定の
殺菌効果を保つことが可能となる。

【００５１】（２）検知手段によって電解手段に電圧が
印加される時間を計測し、所定時間以上になっても印加
されつづける場合に、電源あるいは電解手段の故障と判
断して制御手段により電解手段の動作を停止させるとと
もに、表示手段によってユ−ザに故障を通知できるた
め、信頼性の高い安全な機器を提供することが可能とな
る。

【００５２】（３）検出手段によって、電解手段に印加
される電圧を検知し所定値を越えた場合に電極が劣化あ
るいは消耗したと判断し、表示手段によってユ−ザに取
り替え等を知らせる構成にしたので、長期間にわたって
信頼性の高い機器を提供することが可能となる。

【００５３】（４）電解手段の電極の極性を検知手段の
信号によって反転させることで、水質にかかわらず電極
表面のスケ−ル付着を抑制することができるため、効率
良い殺菌が可能となる。

【００５４】（５）凝集手段の動作後の浄化された水に
電解手段を動作させることによって、残留塩素の消費を
抑制し効率良い殺菌効果を得ることができる。

【００５５】（６）検出手段の出力信号に応じて凝集手
段を動作させることで、水質にかかわらず常に一定のレ
ベルまで浄化することができ、その後電解手段によって
生成された残留塩素によって殺菌するので、生成する残
留塩素の量を抑制することができ、効率良い殺菌が可能
となる。

【００５６】（７）電解手段の電解温度を５〜４５℃の
範囲内で動作することで塩素の発生効率を向上できるた
め、電極の寿命を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における水浄化装置の構成図

【図２】同水浄化装置の濁度と印加電圧の関係を示す特
性図

【図３】同水浄化装置の電解温度と残留塩素濃度の関係
を示す特性図

【図４】本発明の実施例２における水浄化装置の構成図

【図５】同実施例の電極使用年数と印加電圧の関係を示
す特性図

【図６】本発明の実施例３における水浄化装置の構成図

【図７】同水浄化装置のスケ−ル付着量と印加電圧の関
係を示す特性図

【図８】本発明の実施例４における水浄化装置の構成図

【図９】従来の水浄化装置の構成図

【符号の説明】

８ 浴槽 ９ 循環流路 １０ 吸い込み口 １１ 吐き出し口 １２ ポンプ １３ 凝集手段 １４ ろ過手段 １５ 電解手段 １６ 電源 １７ 検知手段 １８ 制御手段 １９ ヒ−タ ２０ 表示手段 ２１ 反転手段 ２２ 反転制御手段 ２３ 凝集制御手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｄ ５５０Ｌ ５６０ ５６０Ｂ ５６０Ｆ ５６０Ｚ 1/52 1/52 Ｚ 1/76 1/76 Ａ (72)発明者 国本 啓次郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 桶田 岳見 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D050 AA10 AB06 AB07 AB11 BB04 BB06 CA10 4D061 AA07 AB01 AB09 AB10 BA02 BB04 BB05 BB14 BB27 BB28 BB37 BB38 BB39 4D062 BA04 BB05 CA01 CA20 DA02 DC02 EA24 FA15

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】循環流路に水を循環する循環手段と、水中
   の懸濁物質を凝集する凝集手段と、水の懸濁物質をろ過
   するろ過手段と、水を電気分解することで塩素化合物を
   供給する電解手段と、前記電解手段に定電流を印加する
   電源と、前記電源によって電解手段に印加される電圧値
   を検知する検知手段と、前記検知手段の結果に応じて前
   記電解手段を制御する制御手段を設けた水浄化装置。
2. 【請求項２】検知手段により電解手段に印加される時間
   を検知し、所定時間以上印加され続けた場合に故障とみ
   なして電解手段の動作を制御手段によって停止させると
   ともに、報知する表示手段を設けた請求項１記載の水浄
   化装置。
3. 【請求項３】検知手段によって検知した電圧値が既定値
   を超え、かつ所定時間継続した場合に電解手段の電極劣
   化を判断し報知する請求項１または２記載の水浄化装
   置。
4. 【請求項４】電解手段に印加する電流の極性を反転させ
   る反転手段を設けるとともに、検知手段の信号に応じて
   反転手段の間隔を制御する反転制御手段を設けた請求項
   １ないし３のいずれか１項記載の水浄化装置。
5. 【請求項５】電解手段は、凝集手段の動作終了後に生成
   した塩素化合物を循環流路に混入する構成とした請求項
   １ないし４のいずれか１項記載の水浄化装置。
6. 【請求項６】凝集手段は、検知手段の信号に応じて動作
   時間を制御する凝集制御手段を有する構成とした請求項
   １ないし５のいずれか１項記載の水浄化装置。
7. 【請求項７】電解手段を５〜４５℃の温度範囲で動作さ
   せる請求項１ないし６のいずれか１項記載の水浄化装
   置。