JP2000301154A

JP2000301154A - 水浄化装置

Info

Publication number: JP2000301154A
Application number: JP11110717A
Authority: JP
Inventors: Hajime Miyata; 肇宮田; Tomohide Matsumoto; 朋秀松本; Yu Kawai; 祐河合; Koji Oka; 浩二岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電気分解により生成する金属水和物のもつ凝
集作用により浄化する水浄化装置において、電極へのス
ケール付着等で電解電流が減少する前に検知する。【解決手段】循環手段１８と、循環路に設けられた陽
極２８と陰極２７から構成される凝集手段１９と、凝集
手段１９の下流に設けられた濾過手段２２と測定用疑似
抵抗を内蔵し電極間に流れる電流を検知する電流検知手
段３２と、電流検知手段３２の信号に応じて作動する凝
集制御手段４７を備えている。これによって電流測定時
に電流のばらつきを考慮して電流検知の識閾値を必要所
定電流より低く設定しても、電流低下が始まる前に検知
することができ、したがって浄化性能が悪化する前に電
流低下に対する濾過槽内の洗浄などのメンテナンスを実
施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入浴水などの被浄
化水に含まれる懸濁物質を除去浄化する水浄化装置に関
し、特に電気分解により金属水和物を生成し、この金属
水和物のもつ凝集作用により懸濁物質の凝集フロックを
形成して浄化する水浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水浄化装置としては、微生物担持
体に微生物を繁殖させ、この微生物の酵素活性作用によ
り有機物を分解し浄化するものがある（例えば特開平５
−２９３４８５号公報）。

【０００３】しかしながら上記微生物方式の水浄化装置
では以下の課題があった。

【０００４】（１）微生物の酵素活性作用により浄化す
るので浄化速度が遅い。このため入浴により浴水が一旦
汚濁すると浄化するのに３時間以上必要となる。したが
って入浴者が続けて（例えば３０分間隔）入浴した場合
汚濁した状態の浴水に入浴しなければならず、心理的な
抵抗感がある。

【０００５】（２）濾過槽内の殺菌は、浄化に寄与する
微生物を滅殺することになるので浄化能が得られなくな
る。したがって病原菌などの温床となる濾過槽内を殺菌
することができない。このためレジオネラ属菌などの浴
水細菌汚染の可能性がある。

【０００６】（３）入浴剤を使用した場合微生物が死滅
するので、入浴剤を使用することができない。

【０００７】これらの課題を解決するものとして図８お
よび図９に示したように電気分解により金属水和物を生
成し、この金属水和物の凝集作用により懸濁物質を大径
化し物理的に濾過する水浄化装置が提案されている（例
えば特開平８−１３２０５１号公報）。

【０００８】同図において１は浴槽、２は循環ポンプ、
３は凝集手段、４は凝集手段の下流側に設けられた濾過
槽、５は循環路である。ここで凝集手段３は図９に示し
たように例えばアルミニウムからなる陽極６とステンレ
スからなる陰極７（ここではケーシングを兼ねている）
から構成されている。

【０００９】上記構成において陽極６と陰極７に通電す
ると電気分解により陽極６からアルミニウムイオンが溶
出する。このアルミニウムイオンは、水の水酸化物イオ
ンＯＨ^-と反応して水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）₃の
コロイドが形成される。ここで皮脂・垢及び細菌群など
の懸濁物質は、側鎖にカルボキシル基を持っているので
負に帯電している。一方水酸化アルミニウムは正電荷の
ため、水酸化アルミニウムが結着媒体となり、架橋作用
によって微細な懸濁物質を吸着して大径化させ、いわゆ
る凝集フロックが生成される。この結果、下流に設けら
れた濾過槽４で凝集フロックが効果的に濾過され、短時
間での浄化が可能となる。また微生物を用いないので細
菌群の温床となる濾過槽４内を例えば高温殺菌などによ
り殺菌可能となるとともに、入浴剤を使用することが可
能となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように凝集
濾過方式では微生物方式では得られない特長を有してい
るが、電気分解により金属イオン（アルミニウムイオ
ン）を溶出して金属水和物（水酸化アルミニウム）を生
成する過程で徐々に陽極表面に水酸化アルミニウムが残
存して陽極、陰極間に堆積し、長期使用により陽極、陰
極間が堆積物で埋まり、極間の電気抵抗が上昇し、所定
の電解電流が確保できなくなるという問題が起きる。

【００１１】そのために付着した水酸化アルミを除去し
てやる必要がある。除去の時期を特定するための手段の
一つとして、使用時間を計数する方法があるが水酸化ア
ルミの付着量を単に時間経過だけで決めるのは難しく、
かなりの安全率を見込む必要があり、設定によっては手
遅れになる場合もあり得る。そこで実際に電極間に流れ
ている電流を検知して電流の減少を持って時期を特定す
る手段が考案されている。

【００１２】しかしながら前記した電流を検知する手段
においては以下の課題を有している。

【００１３】図１０に時間経過による電極間電圧と電流
値の変化を示す。

【００１４】時間経過とともに電極間の電圧は上昇して
いくが、電源電圧の仕様を越えるまでは所定電流で電流
が流されるが仕様の電圧値を越えると電流値が落ちてく
る。

【００１５】電流検知手段では電流値を計測し、設定の
電流値を下回る時点を検知するものであるが、実際の電
源回路には使用する素子の精度や温度特性により制御さ
れる電流値にばらつきが生じるため電流を検知する敷居
値となる設定電流値は電解の仕様電流値より低く設定
し、電解電流値が所定の値よりばらついて、低めの電流
となったときに電流低下と誤検知されないようにする必
要がある。具体的には電解の仕様電流値が０．３Ａの場
合、電流敷居値としては０．２５Ａ程度の設定が必要に
なる。電流検知により電流低下が検知されるまで、すな
わち電流値が０．３Ａから０．２５Ａになるまで、おお
よそ一ヶ月程度の期間かかるが、その間は所定の電流よ
り低い状態で電解が行われるので、十分な凝集が行われ
ず浄化性能が低下し、濁度の上昇を引き起こす可能性が
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、被濾過水の循環手段と、循環路に設けられ
た陽極と陰極から構成される電極を有し、電極に通電す
ることで電気分解により金属水和物を生成し、被濾過水
に含まれる懸濁物質を電気的に凝集させる凝集手段と、
凝集手段の下流に設けられ、凝集手段によって生成され
る凝集フロックを物理的に濾過する濾過手段と測定用疑
似抵抗を内蔵し電極間に流れる電流を検知する電流検知
手段と、電流検知手段の信号に応じて作動する凝集制御
手段を有するものである。

【００１７】このように電極間の電流を検知する回路内
に疑似抵抗を挿入し電極間の見かけの抵抗値を増やし、
実際に電解用の定電流電源の飽和電圧に達する前に電圧
を飽和させ、電流の低下を見ることができるので、電流
検知の敷居値が実際の電解の仕様電流値より低く設定さ
れていても電流低下が敷居値電流になるまで検知するの
が遅れるということが無くなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係わる水浄化
装置は、被濾過水の循環手段と、循環路に設けられた陽
極と陰極から構成される電極を有し、電極に通電するこ
とで電気分解により金属水和物を生成し、被濾過水に含
まれる懸濁物質を電気的に凝集させる凝集手段と、凝集
手段の下流に設けられ、凝集手段によって生成される凝
集フロックを物理的に濾過する濾過手段と電極の電流値
計測のため陽極と陰極をつなぐ電流計測回路内に疑似抵
抗を付加した電流検知手段を有するものである。

【００１９】このように電極間に流れる電流を測定する
ための電流検知回路内に任意の疑似抵抗を挿入すること
で電流測定時に電流のばらつきを考慮して電流測定の敷
居値を必要所定電流より低く設定しても電流低下が始ま
る前に検知することができ、浄化性能が悪化する前に電
流低下に対する濾過槽内の洗浄などのメンテナンスを実
施することができる。

【００２０】本発明の請求項２に係わる水浄化装置は、
電流検知手段からの信号に応じて電流低下の表示を行う
制御手段を有しており、電流低下が起こり凝集電極部の
洗浄等のメンテナンス必要時期がくれば自動的に表示さ
れるので、浄化性能が悪化する前に電流低下に対する濾
過槽内の洗浄などのメンテナンスを実施することがで
き、使用者が保守時期を気にする必要もなく、また洗浄
をし忘れて装置の浄化性能を悪化させることもなくな
る。

【００２１】本発明の請求項３に係わる水浄化装置は、
電流検知手段の測定データをもとに予め記憶手段に登録
してある測定電流値と電流低下までの時間の相関データ
を読み出し電流低下時までの時間を表示するもので、前
もって保守時期がわかるので安心して装置を使用するこ
とができる。

【００２２】本発明の請求項４に係わる水浄化装置は、
電流検知手段内の抵抗値を可変することにより電流測定
を複数段行い電流低下するまでの時間を細かく予測する
もので有り、より予測の精度があがり前もって保守時期
がわかるので安心して装置を使用することができる。

【００２３】本発明の請求項５に係わる水浄化装置は、
時間計測手段を有し電流検知により予測した電流低下ま
での時間から保守必要時期の絶対時間を算出でき、前も
って保守時期がよりわかりやすくなり安心して装置を使
用することができる。

【００２４】

【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。

【００２５】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける水浄化装置のシステム構成図を示す。同図におい
て、８は被浄化水である浴槽９の水を浄化する水浄化装
置である。

【００２６】浴槽９には、水浄化装置８に接続された吐
出口１２および吸い込み口１３を有する風呂アダプタ１
４が設けられている。

【００２７】水浄化装置８は、浴槽９の吸い込み口１３
に連通する戻り管１５およひ吐出口１２に連通する往き
管１６からなる循環路１７と、浴槽水を循環させるため
の循環手段１８と、浴槽水に含まれる懸濁物質を凝集さ
せて大径化させる凝集手段１９およびその下流に設けら
れ、例えばアルミナなどの無機系材料からなる粒状の濾
材２０を濾床２１を介して充填し、凝集手段１９で大径
化した凝集フロックを濾過する濾過手段２２、凝集手段
１９の上流側に設けられた三方弁２３ａおよび濾過手段
２２の下流側に設けられた三方弁２３ｂ、濾過手段２２
に堆積した懸濁物質を通常濾過時とは逆方向に通水して
洗浄するためのバイパス路２４と排出路２５からなる逆
洗手段２６から構成されている。なお、排水路２５の終
端は往き管１６に接続されており、逆洗水は浴槽９の排
水栓（図示せず）から排水されるように構成されてい
る。

【００２８】凝集手段１９は、ステンレスから構成され
る筐体２７の内部にアルミニウムから構成される陽極２
８を筐体２７に対向配置するとともに陽極２８と陰極
（ここでは筐体２７を兼用する）間に電圧を印可する定
電流電源２９を有している。

【００２９】図２は水浄化装置の要部構成図を示す。図
３は図２における電流検知回路の詳細図である。図２に
おいて４７は制御手段であり、定電流電源２９を介して
凝集手段１９を制御する凝集制御手段４９と電流検知回
路３１を制御する電流検知手段３２と、三方弁２３ａ、
２３ｂを制御して濾過手段２２の逆流洗浄を制御する逆
洗制御手段５１と洗浄制御手段３０を有している。

【００３０】水浄化装置８の作用、動作について説明す
る。凝集制御手段４９によって設定された時間の間は凝
集手段１９の定電流電源２９が動作して陰極２７と陽極
２８間に電圧が印可され、アルミニウムから構成される
陽極２８からアルミニウムイオンＡｌ³⁺が溶出される。
溶出したアルミニウムイオンは陰極２７と陽極２８の間
隙において水の水酸化物イオンＯＨ^-と反応して水酸化
アルミニウムＡｌ（ＯＨ）₃のコロイドとなり浮遊す
る。

【００３１】ここで浴槽水に含まれる皮脂・垢及び細菌
群などの懸濁物質は、側鎖にカルボキシル基を持ってい
るので負に帯電している。一方水酸化アルミニウムは正
電荷のため、水酸化アルミニウムが結着媒体となり、架
橋作用によって微細な懸濁物質を吸着して大径化させて
いわゆる凝集フロックが生成される。この結果、濾材２
０の表層部に凝集フロックが堆積して緻密な細孔を有す
るケーク層（凝集膜）が形成され、循環手段１８を動作
させることによって図１の実線矢印で示した経路を浴槽
水が循環し、短時間で効果的な水浄化が可能となる。

【００３２】次に濾過手段２２の逆流洗浄動作について
説明する。逆洗制御手段５１が動作して三方弁２３ａ、
２３ｂを図１もしくは図２の破線矢印で示した方向に流
れるように制御する。濾過手段２２の下流から通常濾過
方向に対して逆方向から流入し、濾材２０の表面に堆積
した凝集フロックを含んだ懸濁物質が逆流洗浄され、排
出路２６を経て吐出口１２から浴槽９に排出される。な
おこの時浴槽水は水抜きされていてもよいし、湯張り状
態で逆洗動作を行い、その後排水してもよい。

【００３３】上記したように電気分解により生成される
金属水和物（水酸化アルミニウム）の大部分は凝集フロ
ックを生成し、逆洗により排出されるが、極少量の水酸
化アルミニウムは徐々に陽極２８表面に残存して陽極２
８、陰極２７間に堆積し、長期使用により陽極、陰極間
が堆積物で埋まり、極間の電気抵抗が上昇し、所定の電
解電流が確保できなくなる。

【００３４】次に電流検知手段の動作について説明す
る。

【００３５】図３に示すように電流検知回路３１は、電
流計３３と疑似抵抗３４よりなり電流検知手段３２によ
り制御される。電流測定しない電解中は回路部分から切
り離されて電極２７、２８には定電流電源２９が直結さ
れている。制御手段４７からの指令により電流測定する
場合は、回路が切り替わり、電極に流れる電流は電流計
３３と疑似抵抗３４を通る。

【００３６】本発明の定電流電源２９の仕様最大電圧は
２４Ｖであり、仕様電流値は０．３Ａである。

【００３７】図４に、陽極と陰極間の電圧上昇特性と電
流特性及び疑似抵抗を付加して測定した電流値のグラフ
を示す。

【００３８】電極間の電圧が２４Ｖになった場合は、電
極間の抵抗値は２４／０．３＝８０Ωである。

【００３９】電流測定回路には疑似抵抗１６Ωを付加さ
れるので総抵抗値は９６Ωとなりそのとき回路に流れる
電流値は２４／９６＝０．２５Ａとなる。電流低下を判
断する敷居値は電流のばらつきを考慮し０．２５Ａに設
定されている。電流測定で０．２５Ａ以下の値になった
場合、電流検知手段３２からの信号が凝集制御手段４９
に伝達され凝集が停止される。

【００４０】このように電源の電流値がばらついても所
定電流値以下の電流になる前に電流検知を行うことがで
きる。

【００４１】（実施例２）図５は、本発明の実施例２に
おける水浄化装置のシステム構成図である。同図におい
て、基本的な構成は実施例１に記述したものと同様であ
る。

【００４２】図５に示すようにこの電流検知手段３２か
らの信号をうけ表示を行う表示手段３５を設ければ、電
流検知の結果に応じて洗浄表示などを明示し保守実施を
促す表示することができる。

【００４３】また図４のグラフから電流検出敷居値の電
流検出後ｄの時間で実際の電流低下が起こることがわか
るので、この時間ｄのデータを図６に示す記憶手段３６
に入力しておけば、電流検知手段３１の信号で後どれだ
けで保守が必要になるかを表示することができる。

【００４４】なお測定時、電流検知回路内の疑似抵抗の
値を複数用意しておけば、電流検出敷居値も複数使うこ
とができ、大きな抵抗値を使った場合より早期の予測が
可能であり、また電流低下時期が近くなった時は小さな
抵抗値を使いより正確に保守必要時期を明示することが
でき、より詳細な情報を表示できる。

【００４５】また図７に示すように実時刻をはかれる時
刻計測手段３７を有すことにより電流測定からの予測期
間より算出し、電流低下の予想時期を絶対時刻で表示す
ることが可能になり、より保守の時期をわかりやすく明
示することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように水浄化装
置によれば次の効果が得られる。

【００４７】本発明の請求項１に係る水浄化装置によれ
ば、被濾過水の循環手段と、循環路に設けられた陽極と
陰極から構成される電極を有し、電極に通電することで
電気分解により金属水和物を生成し、被濾過水に含まれ
る懸濁物質を電気的に凝集させる凝集手段と、凝集手段
の下流に設けられ、凝集手段によって生成される凝集フ
ロックを物理的に濾過する濾過手段と電極の電流値計測
のため陽極と陰極をつなぐ電流計測回路内に疑似抵抗を
付加した電流検知手段を有するものである。このように
電極間に流れる電流を測定するための電流検知回路内に
任意の疑似抵抗を挿入することで電流測定時に電流のば
らつきを考慮して電流検知の敷居値を必要所定電流より
低く設定しても電流低下が始まる前に検知することがで
き、浄化性能が悪化する前に電流低下に対する濾過槽内
の洗浄などのメンテナンスを実施することができる。

【００４８】また、本発明の請求項２に係る水浄化装置
によれば、電流検知手段からの信号に応じて電流低下の
表示を行う手段を有しており、電流低下が起こり凝集電
極部の洗浄等のメンテナンス必要時期がくれば自動的に
表示されるので、浄化性能が悪化する前に電流低下に対
する濾過槽内の洗浄などのメンテナンスを実施すること
ができ、使用者が保守時期を気にする必要もなく、また
洗浄をし忘れて装置の浄化性能を悪化させることもなく
なる。

【００４９】また、本発明の請求項３に係わる水浄化装
置によれば、電流検知手段の測定データをもとに予め記
憶手段に登録してある測定電流値と電流低下までの時間
の相関データを読み出し電流低下時までの時間を表示す
るもので前もって保守時期がわかるので安心して装置を
使用することができる。

【００５０】また、本発明の請求項４に係わる水浄化装
置によれば、電流検知手段内の抵抗値を可変することに
より電流測定を複数段行い複数の測定データより演算手
段により電流低下するまでの時間を予測するものであ
り、より予測精度があがり前もって保守時期が正確にわ
かるので安心して装置を使用することができる。

【００５１】また、本発明の請求項５に係わる水浄化装
置によれば、時間計測手段を有し電流検知により予測し
た電流低下までの時間から保守必要時期の絶対時期を算
出でき、前もって保守時期がわかるので安心して装置を
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるを示す水浄化装置の
システム構成図

【図２】同装置の要部構成図

【図３】同装置の電流検知回路詳細図

【図４】同装置の電極間電圧及び電流変化を示す特性図

【図５】本発明の実施例における水浄化装置の要部構成
図

【図６】同装置の別の要部構成図

【図７】同装置のさらに別の要部構成図

【図８】本発明の従来の水浄化装置の構成図

【図９】同装置の凝集手段の断面図

【図１０】同装置の電極間電圧及び電流変化を示す特性
図

【符号の説明】

８水浄化装置１７循環路１８循環手段１９凝集手段２２濾過手段２７陰極（筐体）２８陽極３０洗浄制御手段３１電流検知回路３２電流検知手段４８循環制御手段４９凝集制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河合祐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)発明者岡浩二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） 4D061 DA07 DB09 EA03 EA06 EB14 EB27 EB31 EB37 EB38 EB39 FA13 GA12 GA15 GA30 GB30 GC12 GC14 4D064 AA11 BF32 BF36 BF40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被濾過水の循環手段と、循環路に設けら
れ、陽極と陰極から構成される電極を有し、前記電極に
通電することで電気分解により金属水和物を生成し、被
濾過水に含まれる懸濁物質を電気的に凝集させる凝集手
段と、前記凝集手段の下流に設けられ、前記凝集手段に
よって生成される凝集フロックを物理的に濾過する濾過
手段と、前記陽極と前記陰極間に流れる電流値を計測す
る電流計測回路内に疑似抵抗を付加した電流検知手段を
備えた水浄化装置。
【請求項２】電流検知手段からの信号に応じて作動する
表示手段を備えた請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】記憶手段を有し、電流検知手段の信号に応
じて記憶手段が保有する電極間所定電流降下までの時間
を表示する請求項２記載の水浄化装置。
【請求項４】複数の疑似抵抗または連続的に抵抗値が可
変できる疑似抵抗を有し、抵抗値を切り替えて電流値を
測定する電流検知手段を備えた請求項３記載の水浄化装
置。
【請求項５】時刻計測手段を有し、電流測定開始時刻よ
り所定電流降下までの時刻を表示する請求項３〜４のい
ずれか１項に記載の水浄化装置。