JP2001170642A

JP2001170642A - 水処理装置

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Publication number: JP2001170642A
Application number: JP35935699A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Inamoto; 吉宏稲本; Tatsuya Hirota; 達哉廣田; Kiyokazu Fujikawa; 清和藤川; Yozo Kawamura; 要藏河村; Minoru Nakanishi; 稔中西; Minoru Kishi; 稔岸; Takaaki Yonezawa; 孝昭米澤; Yasuhiko Shimizu; 康彦志水; Yasuto Kondo; 康人近藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-26
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: JP3398104B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水槽に貯留された被処理水を簡単かつ効率的
に滅菌処理しうる、新規な水処理装置を提供する。【解決手段】水槽２に接続された、被処理水を流通さ
せる水処理経路１０上に、個別に通電可能な状態の、少
なくとも２枚の電極板１１０からなる電極組１１を２組
以上、配置し、残留塩素センサーＳ２による、被処理水
Ｗ中の残留塩素濃度の測定結果に基づいて、通電する電
極組１１の数を切り換える。【効果】たとえば水槽２がプールなどである場合に
は、その入場者数などに応じて変化する、被処理水Ｗ中
の残留塩素濃度に応じて、通電する電極組１１の数を切
り換えつつ、被処理水Ｗを、電気化学反応によって効率
的に滅菌処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プール、浴場の
浴槽といった大型の水槽から、ビルの屋上などに配置さ
れる給水槽、一般家庭用の浴槽といった小型の水槽ま
で、種々の水槽に貯留された被処理水を滅菌処理するこ
とができる、新規な水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】たとえば
屋内外に設置されたプール、あるいは旅館の浴場や公衆
浴場における浴槽などは、その水質を維持するために定
期的に、いわゆるカルキ（サラシ粉、高度サラシ粉）や
次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）の水溶液を投入して滅
菌処理をする必要がある。しかし従来は、この作業を、
プールや浴場の従業者などが手作業で行っており、しか
もカルキや次亜塩素酸ソーダの水溶液は刺激性を有する
ため、とくに営業時間内に投入する際には十分に注意し
ながら作業を行わねばならないなど、処理をするのに大
変な労力を要するという問題があった。

【０００３】またとくにカルキは固形粉末であるため、
投入後、溶解して濃度が均一になるまでに長時間を要
し、その間、プールや浴槽を使用できないという問題も
あった。また、ビルの屋上などに配置される給水槽や、
あるいは一般家庭用の浴槽の場合は、水道水中に含まれ
る塩素イオンの滅菌力のみに頼っているのが現状であ
り、とくに給水槽の場合には、内部に藻が繁殖するなど
して水質が悪化することが１つの社会問題ともなってい
る。

【０００４】また、一般家庭用の浴槽の場合は通常、ほ
ぼ１〜２日ごとに水を入れ替えるため水質の点で問題は
ないように思われがちであるが、浴槽に接続されたボイ
ラー内は頻繁に清掃できないために雑菌やかびなどが繁
殖しやすく、やはり水質の悪化が懸念される。この発明
の目的は、上記のような種々の水槽に貯留された被処理
水を、簡単かつ効率的に滅菌処理することができる、新
規な水処理装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、被処理水を貯留する水槽に接続され、
当該水槽から被処理水を導入し、電気化学反応によって
滅菌したのち、水槽に還流させる水処理経路を備えると
ともに、上記電気化学反応に使用する、少なくとも２枚
の電極板からなる電極組を２組以上、それぞれ個別に通
電可能な状態で水処理経路上に配置し、残留塩素センサ
ーによる、被処理水中の残留塩素濃度の測定結果に基づ
いて、通電する電極組の数を切り換えることを特徴とす
る水処理装置である。

【０００６】請求項２記載の発明は、各電極組の通電回
数を記憶して、駆動回数の少ないものから優先的に通電
することを特徴とする請求項１記載の水処理装置であ
る。請求項３記載の発明は、一定時間ごとに、通電する
電極組の優先順位を切り換えることを特徴とする請求項
１記載の水処理装置である。請求項４記載の発明は、各
電極組をいずれも、水処理経路上に設けられた電解槽中
の、被処理水の流れが滞留しない主流路上に配置したこ
とを特徴とする請求項１記載の水処理装置である。

【０００７】請求項５記載の発明は、被処理水を貯留す
る水槽に接続され、当該水槽から被処理水を導入し、電
気化学反応によって滅菌したのち、水槽に還流させる水
処理経路を備えるとともに、上記電気化学反応に、少な
くとも３枚の電極板を互いに平行に配置した電極組を使
用し、かつ上記電極組の、両端の２枚の電極板のみに通
電のための配線を接続したことを特徴とする水処理装置
である。請求項６記載の発明は、電極組を構成する各電
極板を、水処理経路上に設けられた電解槽中に互いに平
行に配置するとともに、各電極板のうち両端の２枚の電
極板を、電解槽の内壁面に密着させたことを特徴とする
請求項５記載の水処理装置である。

【０００８】請求項７記載の発明は、隣り合う電極板の
間隔を１ｍｍ以上、５ｍｍ以下としたことを特徴とする
請求項１ないし６のいずれかに記載の水処理装置であ
る。請求項８記載の発明は、電極組を構成する各電極板
間に印加する電圧の極性を一定時間ごとに逆転させると
ともに、被処理水の硬度に応じて上記逆転までの時間を
変化させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれ
かに記載の水処理装置である。

【０００９】請求項９記載の発明は、電極組を構成する
各電極板間に印加する電圧の最大値が４５Ｖ以下である
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の
水処理装置である。請求項１０記載の発明は、電極組を
構成する各電極板をいずれも、水処理経路上に設けられ
た電解槽中に、ほぼ鉛直方向に向けて互いに平行に配置
するとともに、被処理水の流入口を電解槽の下方、流出
口を上方に、それぞれ配置したことを特徴とする請求項
１ないし９のいずれかに記載の水処理装置である。

【００１０】請求項１１記載の発明は、水処理経路の、
電極組より上流側に減圧弁を配置したことを特徴とする
請求項１ないし１０のいずれかに記載の水処理装置であ
る。請求項１２記載の発明は、水処理経路の、電極組よ
り上流側に、被処理水をろ過するフィルターを配置した
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載
の水処理装置である。請求項１３記載の発明は、水処理
経路の、電極組より上流側にイオン交換樹脂を配置した
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載
の水処理装置である。

【００１１】請求項１４記載の発明は、水処理経路上
に、当該水処理経路中に洗浄液としての無機酸および有
機酸のうちの少なくとも一方を注入する注入口と、洗浄
液を排出するドレン口とを設けたことを特徴とする請求
項１ないし１３のいずれかに記載の水処理装置である。
請求項１５記載の発明は、注入口とドレン口とを、電極
組を挟んで配置したことを特徴とする請求項１４記載の
水処理装置である。

【００１２】請求項１６記載の発明は、水処理系路上
の、電極組の前後の位置にそれぞれ止弁を設け、水処理
経路の、２つの止弁で仕切られた区間内に、注入口とド
レン口とを配置したことを特徴とする請求項１４記載の
水処理装置である。請求項１７記載の発明は、洗浄液
の、注入口からの注入とドレン口からの排出とによる洗
浄を定期的に、もしくは必要に応じて自動的に行うこと
を特徴とする請求項１４記載の水処理装置である。

【００１３】請求項１８記載の発明は、被処理水を貯留
した水槽に接続され、当該水槽から被処理水を導入して
砂ろ過などの処理を行ったのち、水槽に還流させる主循
環経路の途中から分岐して、当該分岐点より下流側で再
び主循環経路に合流するように、水処理経路を、主循環
経路に接続したことを特徴とする請求項１ないし１７の
いずれかに記載の水処理装置である。請求項１９記載の
発明は、水処理経路の、電極組より下流側で、かつ主循
環経路との合流点より手前の位置に逆止弁を配置したこ
とを特徴とする請求項１８記載の水処理装置である。

【００１４】請求項２０記載の発明は、主循環系路上に
熱交換器が配置されているとともに、水処理経路の、主
循環経路との合流点を、上記熱交換器より下流側に設け
たことを特徴とする請求項１８記載の水処理装置であ
る。請求項２１記載の発明は、水処理経路の、主循環経
路との合流点を、上記主循環経路の終端部にできるだけ
近い位置に設けたことを特徴とする請求項１８記載の水
処理装置である。

【００１５】請求項２２記載の発明は、水処理経路を、
被処理水を貯留する水槽に直接に接続したことを特徴と
する請求項１ないし１７のいずれかに記載の水処理装置
である。請求項１の構成によれば、まず水槽から、水処
理経路を通して導入した被処理水に、必要に応じて塩化
ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カルシウム（ＣａＣ
ｌ₂）、塩酸（ＨＣｌ）などを加えた状態で、少なくと
も２枚の電極板からなる電極組に通電する。

【００１６】そうすると下記の電気化学反応によって発
生した次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（Ｃ
ｌＯ^-）、塩素ガス（Ｃｌ₂）などの含塩素化合物や、あ
るいは反応過程でごく短時間、発生する活性酸素
（Ｏ₂ ^-）などによって被処理水が滅菌処理されたのち、
再び水処理経路を通して水槽に還流される。（陽極側）４Ｈ₂Ｏ−４ｅ^-→４Ｈ⁺＋Ｏ₂↑＋２Ｈ₂Ｏ２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^- （陰極側）４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→２Ｈ₂↑＋４ＯＨ^- （陽極側＋陰極側）Ｈ⁺＋ＯＨ^-→Ｈ₂Ｏ上記一連の作業は、たとえば作業者が手動で、水処理経
路に水を流通させるポンプを作動し、かつ電極組に通電
するだけで、あとはほとんど人手を介さずに、また作業
者が直接、被処理水に手を触れることなしに行われる。
またタイマーや、あるいは後述する残留塩素センサーな
どを利用して、上記ポンプの作動、電極組への通電など
を自動化してやれば、水処理を完全に自動化することも
できる。

【００１７】このため請求項１の構成によれば、水槽に
貯留された被処理水を、簡単かつ効率的に滅菌処理する
ことが可能となる。しかも滅菌処理後の、水槽に還流さ
れる被処理水は、固体粉末であるカルキや、あるいは次
亜塩素酸ソーダの水溶液などの従来の処理剤に比べて著
しく低濃度のイオンしか含んでいないため、上記の処理
は、プールや浴場などの営業時間中であっても定期的
に、あるいは入場者数や天候や気温などによって変化す
る被処理水の水質に応じて任意に行うことができる。

【００１８】したがってプールや浴場の浴槽などにおい
ては、カルキなどを投入して滅菌処理を行う作業を全く
省略したり、あるいはその回数を著しく減少させたりす
ることができ、作業者の負担を著しく軽減しつつ、良好
な水質を維持することができる。またビルの屋上などに
配置される給水槽などにおいては、たとえば一定の使用
水量ごとに、あるいは使用水量にかかわらず一定期間ご
とに、上記一連の作業を手動で、あるいは自動的に行う
ようにすると、問題となっている藻の繁殖などを抑制し
て、水質の悪化を防止することができる。

【００１９】さらに一般家庭用の浴槽などにおいては、
たとえば１日の入浴が終了した時点で、あるいは風呂水
を排水するに先だって、上記一連の作業を手動で、ある
いは自動的に行うようにすると、浴槽に接続されたボイ
ラー内での雑菌やかびなどの繁殖を抑制して、水質の悪
化を防止することができる。しかも請求項１の構成にお
いては、上記電気化学反応に使用する、少なくとも２枚
の電極板からなる電極組を２組以上、それぞれ個別に通
電可能な状態で水処理経路上に配置し、残留塩素センサ
ーによる、被処理水中の残留塩素濃度の測定結果に基づ
いて、通電する電極組の数を切り換えている。

【００２０】このため、前記のように入場者数や天候や
気温などによって変化する被処理水の水質に応じて、装
置の処理能力を任意に調整することができ、たとえばプ
ールなどの営業時間中に入場者数が急増するなどして
も、その水質をほぼ一定に保つことができる上、入場者
数が少ないときに消費する電力を抑制したり、電極板の
消耗を抑制したりすることができる。また請求項２、３
の構成によれば、複数の電極組への通電の優先順位を順
次、変更することによって、陰極表面へのスケール（主
にカルシウム、マグネシウムおよびこれらの酸化物、水
酸化物など）の堆積と、陽極表面の、次亜塩素酸や活性
酸素による侵食とによる電極板の消耗を、複数の電極組
間で均一化できるため、特定の電極組の電極板が特異的
に消耗して使用できなくなることを防止して、システム
全体としての寿命を延ばすことが可能となる。

【００２１】請求項４の構成によれば、上記複数組の電
極組による電気化学反応を、一定量の被処理水を貯留し
うる電解槽中で行うため滅菌処理の効率を向上できる
上、各電極組をいずれも、上記電解槽中の、被処理水の
流れが滞留しない主流路上に配置しているため、どの電
極組が選択されても常に一定で、かつ最大限の処理効果
を得ることが可能となる。したがって、たとえば請求項
２または３のように複数の電極組への通電の優先順位を
順次、変更するなどしても、滅菌処理の効率やその強弱
の度合いにばらつきが生じるのを防止することができ
る。

【００２２】請求項５の構成によれば、少なくとも３枚
の電極板を互いに平行に配置した電極組の、両端の２枚
の電極板のみに通電のための配線を接続しているため配
線構造を簡略化できる上、配線の、水処理経路外への引
き出し部分の数を減少できるため、その水密性を向上し
て、水漏れしにくい水処理装置を得ることができる。な
おこの際、両端以外の電極板はその表裏両面が分極され
て、隣り合う電極板との間で、両端の２枚の電極板間に
印加された電圧を各電極板間の隙間の数で割った値に相
当する電位差を生じるため、いわゆるバイポーラ式の電
極板として、前述した電気化学反応によって被処理水を
滅菌するための陽極、陰極として十分に機能することが
できる。

【００２３】請求項６の構成によれば、前述したスケー
ルが最も堆積しやすい、両端の電極板の、それぞれ外側
の面を、被処理水と接触しないように、電解槽の内壁面
に密着させて隠しているため、電極組の、ひいてはシス
テム全体としての寿命を延ばすことができる。すなわち
両端の電極板の、それぞれ内側の面や、あるいは両端以
外の電極板の両面はいずれも、電極組に印加する電圧の
極性を逆転させることで、ある程度は、その表面に堆積
したスケールを再びイオン化して溶解、除去することが
可能であるが、両端の２枚の電極板の、それぞれ外側の
面は電気化学反応にほとんど関与しない上、極性を逆転
させてもスケールを効果的に除去することができないの
で、スケールの堆積を防止する観点からすると、上記の
ように、被処理水と接触しないように電解槽の内壁面に
密着させて隠してしまうのが最も効果的である。

【００２４】請求項７の構成によれば、隣り合う電極板
の間隔を１ｍｍ以上としているため、各隙間が堆積した
スケールによって詰まってしまって、短時間で滅菌処理
の効率が落ちるのを防止することができる。また、電気
化学反応によって発生した酸素ガス、水素ガスの気泡を
電極板間に滞留させずに速やかに逃がすこともできる。
また上記間隔を５ｍｍ以下として、電極板間に流れる電
流量の低下を抑制しているため、電気化学反応による滅
菌処理の効率を高レベルに維持することもできる。

【００２５】請求項８の構成によれば、電極組に印加す
る電圧の極性を一定時間ごとに逆転させることで、その
表面に堆積したスケールを再びイオン化して溶解、除去
しているため、各電極板の能力を最大限に活かして、滅
菌処理の効率を常時、ほぼ一定に保つことができる。し
かも請求項８の構成では、スケールの原因であるカルシ
ウムイオン、マグネシウムイオンの濃度を規定する被処
理水の硬度に応じて、上記逆転までの時間を変化させて
おり、被処理水の硬度の地域差などに関係なく常に安定
した滅菌処理を行うことができる。

【００２６】請求項９の構成によれば、電極組を構成す
る各電極板間に印加する電圧の最大値を、電気用品取締
法で定められた、充電部を露出して使用する器具の規格
値である４５Ｖ以下に規定しているため、システムの全
体を、汎用の電気部品を用いて構成することができ、コ
ストダウンを図ることができる。請求項１０の構成によ
れば、電極組を構成する電極板を、電解槽内でほぼ鉛直
方向に向けて互いに平行に配置して、電気化学反応によ
って発生した酸素ガス、水素ガスの気泡が電極板の付近
に滞留するのを抑制するとともに、被処理水の流入口を
電解槽の下方、流出口を上方にそれぞれ配置して、電極
板間の隙間を流れる被処理水の水流を下から上へ向ける
ことによって、上記気泡を、電解槽内から積極的に除去
している。このため、酸素ガスや水素ガスが電解槽内に
滞留するのを確実に防止することができる。

【００２７】請求項１１の構成によれば、水処理経路
の、電極組より上流側に配置した減圧弁の働きによっ
て、それ以降の水処理経路内の水圧を低下させることが
できる。このため電極板への配線の、水処理経路外への
引き出し部分での水漏れをより確実に防止できるととも
に、たとえば電極組を収容する電解槽の構造を簡略化す
ることができる。請求項１２の構成によれば、水処理経
路の、電極組より上流側にフィルターを配置して、そこ
から先へ有機物が入り込んで電極板の表面に付着するの
を防止しているため、各電極板の能力を最大限に活かし
て、滅菌処理の効率を常時、ほぼ一定に保つことができ
る。

【００２８】また請求項１３の構成によれば、水処理経
路の、電極組より上流側にイオン交換樹脂を配置して、
スケールの原因となるカルシウムイオン、マグネシウム
イオンを除去して、電極板の表面にスケールが堆積する
のを抑制しているため、やはり各電極板の能力を最大限
に活かして、滅菌処理の効率を常時、ほぼ一定に保つこ
とができる。請求項１４の構成によれば、たとえばプー
ルなどの営業時間外や休業日などに、メンテナンスとし
て、水処理経路上に設けた注入口から、当該水処理経路
中に、洗浄液としての無機酸および／または有機酸を注
入して、水処理経路内に堆積したスケールを溶解、ある
いははく離させたのち、ドレン口から、洗浄液とともに
排出、除去できるため、システム全体としての寿命を延
ばすことができる。

【００２９】すなわち前述したように、電極板の表面に
堆積したスケールは、電極組に印加する電圧の極性を逆
転させることである程度除去できるが、極性逆転の回数
が多くなるほど電極板の寿命が短くなる傾向を示す。こ
れに対し、上記のように極性の逆転によらずに、洗浄液
によってスケールを除去するメンテナンスの工程を間に
挟むようにすれば、極性逆転の回数を減らして、電極板
の寿命を延ばすことが可能となる。

【００３０】またとくにカルシウムやマグネシウムの水
酸化物は、温度の上昇やｐＨの上昇などによって水への
溶解度が低下して、電極以外の部分にもスケールとして
析出、堆積しやすくなり、かかるスケールは極性の逆転
では除去できない上、配管などを詰まらせる原因となる
が、洗浄液を使用すれば、これらのスケールも簡単に除
去することができる。スケールは、やはり電極組の周辺
に最も堆積しやすいため、請求項１５に記載したように
注入口とドレン口とを、電極組を挟んで配置するのが効
果的である。

【００３１】また洗浄液が、電極組の周辺から外へ流れ
出すのを防止して、より確実な洗浄と、洗浄液による、
金属部品などへの影響の低減とを図るために、請求項１
６に記載したように、水処理系路上の、電極組の前後の
位置にそれぞれ止弁を設け、水処理経路の、２つの止弁
で仕切られた区間内に、注入口とドレン口とを配置する
のが好ましい。さらに請求項１７に記載したように、洗
浄液の、注入口からの注入とドレン口からの排出とによ
る洗浄を定期的に、もしくは必要に応じて自動的に行う
のが好ましい。

【００３２】洗浄を自動化するには注入口、ドレン口に
それぞれ電磁弁などを接続するとともに、注入口には、
上記電磁弁などを介して、洗浄液の供給装置（ホッパー
など）を接続して、上記の各部を、タイマーなどの制御
で作動させればよい。請求項１８の構成は、主としてプ
ールや浴場の浴槽などの大型の水槽に適用されるもので
ある。すなわち上記大型の水槽では常時、多量の被処理
水を砂ろ過しつづける必要があり、また温水プールや浴
槽は一定の水温に保つために、多量の被処理水を常時、
熱交換器などを使用して加熱しつづける必要があって、
そのための主循環経路が設置されており、この発明の水
処理装置を、上記の主循環経路に組みこんだ場合には、
多量の被処理水を一度に処理するために、電極組などの
設備を、それに見合うように大型化する必要が生じる。

【００３３】しかしこの発明の水処理装置による被処理
水の滅菌処理は、上記砂ろ過や加熱などのように常時、
多量の被処理水に対して行う必要がないため、請求項１
８のように水処理経路を主循環経路から分岐させて配置
すれば、水処理装置を大型化することなく、しかも効率
的に、被処理水の滅菌処理を行うことが可能となる。な
お上記の構成においては、主循環経路を流れる被処理水
の、水処理経路への逆流を防止するため、請求項１９に
記載したように水処理経路の、電極組より下流側で、か
つ主循環経路との合流点より手前の位置に逆止弁を配置
するのが好ましい。

【００３４】また請求項２０に記載したように水処理経
路の、主循環経路との合流点を、主循環系路上に配置さ
れた熱交換器より下流側の、水圧が低下した位置に設け
てやると、上記水処理経路が多少複雑で圧力損失が大き
くても、水処理経路を経由した被処理水を、比較的容易
に、主循環経路に戻すことができる。それゆえ水処理経
路の循環ポンプの容量を小型化できるという利点があ
る。また上記とほぼ同じ理由で、請求項２１に記載した
ように水処理経路の、主循環経路との合流点を、上記主
循環経路の終端部にできるだけ近い位置に設けるのが好
ましい。

【００３５】一方、ビルの屋上などに配置される給水槽
や、あるいは一般家庭用の浴槽といった小型の水槽の場
合は、全体の構成を簡略化するため、請求項２２に記載
したように水処理経路を、被処理水を貯留する水槽に直
接に接続するのが好ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下には、図面を参照して、この
発明の実施形態について具体的に説明する。図１は、こ
の発明の一実施形態にかかる水処理装置１を、プールや
浴場の浴槽などの大型の水槽２に組みこんだ構造を簡略
化して示す図である。図に見るように水槽２には、砂ろ
過のためのフィルター２１、および被処理水加熱のため
の熱交換器２２を組みこんだ、循環ポンプ２３によって
多量の被処理水Ｗを常時、図中に一点鎖線の矢印で示す
方向に循環させるための主循環経路２０が設置されてお
り、水処理装置１の水処理経路１０は、上記主循環経路
２０の、フィルター２１より下流側の分岐点Ｊ１から分
岐して、複数枚の電極板１１０…からなる電極組１１を
内蔵した電解槽１２を経たのち、熱交換器２２の下流側
の合流点Ｊ２で、再び上記主循環経路２０に合流するよ
うに接続されている。

【００３７】上記水処理経路１０の、分岐点Ｊ１から電
解槽１２に至る途上には順に、止弁Ｂ１、減圧のための
減圧弁Ｂ２、被処理水循環のための循環ポンプＰ１、流
量調整のための調整弁Ｂ７、被処理水中のイオンの総濃
度を測定するための導電率センサーＳ１、被処理水ろ過
のためのフィルター１３、イオン交換樹脂１４、および
止弁Ｂ３が配置されている。また、上記のうち調整弁Ｂ
７と導電率センサーＳ１との間の位置には、流量調整の
ための調整弁Ｂ４と、残留塩素濃度を測定するための残
留塩素センサーＳ２とを介してドレン口１０ａに至る分
岐経路１０ｂが接続されている。

【００３８】残留塩素センサーＳ２は、その構造上、水
処理経路１０を流れる水量よりも少ない、ごく少量の被
処理水を常時、流しつづける必要があるため、上記のよ
うな配置とされる。水処理経路１０の、電解槽１２から
合流点Ｊ２に至る途上には順に、止弁Ｂ５、被処理水循
環のための循環ポンプＰ２、および逆流防止のための逆
止弁Ｂ６が配置されており、また電解槽１２と止弁Ｂ５
との間には被処理水の水圧を測定するための圧力計Ｓ３
が接続されている。

【００３９】上記水処理装置１が、請求項１に記載した
ように複数組の電極組１１…を備えたものである場合、
各電極組１１はいずれも、たとえば図２に示すように電
解槽１２中の、被処理水の流れが滞留しない主流路上、
つまり図では電解槽１２の、被処理水の流入口１２ａか
ら流出口１２ｂに至る流路（一点鎖線の矢印で示す）上
に、それぞれ配置するのが好ましい。各電極組１１…
は、残留塩素センサーＳ２による被処理水中の残留塩素
濃度の測定結果に基づいて、その通電する数を切り換え
て駆動される。

【００４０】たとえばプールを例にとると、入場者数が
多い場合や急増した場合、天候が晴れや、逆に雨である
場合、あるいは気温が高い場合には、被処理水中の残留
塩素濃度が急速に低下する傾向を示すため、その濃度値
に応じて、各電極組１１…のうち２組以上の、より多数
の組に通電して、残留塩素濃度を、あらかじめ定められ
た閾値まで、急速に回復させるようにする。またこの
際、通電の間隔を短くしたり、１回の通電時間を長くし
たりしてもよい。

【００４１】一方、入場者数が少ない場合、天候が曇り
である場合、あるいは気温が低い場合には残留塩素濃度
の低下の度合いが緩やかであるため、通電する電極組１
１…の数を極力少なくし、また通電の間隔を長く、１回
の通電時間を短くすればよい。また請求項２に記載した
ように各電極組１１の通電回数を記憶して、駆動回数の
少ないものから優先的に通電するようにすると、電極板
１１０の消耗を、複数の電極組１１…間で均一化するこ
とができる。この際、水処理装置１の運転開始時からの
通電回数を、装置の運転、休止にかかわらず継続的に記
憶させるのが、消耗の正確な把握を行う上で好ましい。

【００４２】また請求項３に記載したように一定時間ご
とに、通電する電極組１１の優先順位を切り換えるよう
にしてもよい。たとえば図２の４組の電極組１１…を左
から順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、切り換えの基準を１営業
日とすると、１日目の優先順位はＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ、２日
目はＢ−Ｃ−Ｄ−Ａ、３日目はＣ−Ｄ−Ａ−Ｂ・・・と
いうように切り換えることで、電極板１１０の消耗を、
複数の電極組１１…間で均一化することができる。

【００４３】各電極組１１は、図２にも示したように３
枚以上の複数枚の、板状の電極板１１０…を互いに平行
に配置することで構成される。そしてその際、請求項５
に記載したように、また図３(a)に示すように電極組１
１の、両端の２枚の電極板１１０ａのみに通電のための
配線を接続した構成としてやると配線構造を簡略化でき
る上、配線のために電解槽１２から外へ引き出す部分の
数を減少できるため、電解槽１２の水密性を向上して、
水漏れしにくい水処理装置１を得ることができる。

【００４４】なお図では、両端の２枚の電極板１１０
ａ、１１０ａ間に、２枚のバイポーラ式の、つまり配線
しない電極板１１０ｂ、１１０ｂを等間隔に配置してお
り、両端の２枚の電極板１１０ａ、１１０ａ間に３６Ｖ
の直流電圧を印加すると、間の２枚の電極板１１０ｂ、
１１０ｂが表裏両面で分極して、隣り合う各電極板間で
それぞれ１２Ｖの電位差を生じ、それによって前述した
電気化学反応による被処理水の滅菌処理が行われる。

【００４５】ただし実際の電極組１１は、滅菌処理の効
率を高めるために、もっと多数の電極板１１０にて構成
される。その場合、一番両端の２枚の電極板にのみ配線
したのでは、隣り合う各電極板間で、電気化学反応によ
る被処理水の滅菌処理を行うに足る十分な電位差を生じ
るために、両端間の印加電圧をかなり高めに設定するす
る必要が生じる。しかし、電極組を構成する各電極板間
に印加する電圧の最大値は、請求項９に記載したように
４５Ｖ以下であるのが好ましいので、この電圧範囲を維
持しつつ、なおかつ隣り合う各電極板間で十分な電位差
を生じさせるためには、たとえば図３(b)に示すように
両端だけでなくその途中にも、配線する電極板１１０ａ
を規則的（図では３枚おき）に配置して、最も近い電極
板１１０ａ間に、４５Ｖ以下の所定の電圧を印加するよ
うにするのが好ましい。この配列は、図(a)の配列を一
単位として、極性を逆転させながら複数単位、組み合わ
せたものに相当する。

【００４６】また請求項６に記載し、図４(a)(b)に示し
たように、複数枚の電極板１１０のうち両端の２枚の電
極板１１０ａ、１１０ａを、電解槽１２の内壁面に密着
させて配置してやると、スケールの堆積をよりかつ実に
防止して、システムの寿命を延ばすことが可能となる。
また図３(a)(b)、および図４(a)(b)に示すように各電極
板１１０…をいずれも、電解槽１２中に、ほぼ鉛直方向
に向けて互いに平行に配置するとともに、被処理水の流
入口１２ａを電解槽１２の下方、流出口１２ｂを上方
に、それぞれ配置してやると、請求項１０に記載したよ
うに、電気化学反応によって電極板１１０…の表面で発
生した酸素ガス、水素ガスの気泡を、電解槽１２内に滞
留させることなく、水処理経路１０の下流側へ流し去る
ことができるため、安全性が向上する。

【００４７】上記図３や図４の構成は、それぞれの図に
見るように電極組１１を１組のみ、電解槽１２内に配置
した場合に適用される他、先に述べた、複数の電極組１
１…を備えたものにも適用可能であり、その際には各電
極組１１をいずれも、上記の構成とすればよい。電極板
１１０としては、たとえばチタニウム（Ｔｉ）製の基板
の表面全面に金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）などの貴金
属の薄膜を、めっき法や焼成処理によってコーティング
したものなどが使用される。

【００４８】隣り合う電極板１１０間の間隔は、請求項
７に記載したように１ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲に設
定される。各電極板１１０に印加する電圧は、請求項８
に記載したように一定時間ごとにその極性を逆転させる
とともに、被処理水の硬度に応じて上記逆転までの時間
を変化させるのが好ましい。すなわち被処理水の硬度が
高い場合には、スケールの付着速度が速いので、逆転ま
での時間を短く設定し、硬度が低い場合には長くすれば
よい。

【００４９】電解槽１２には、図１に示すようにその上
面に、洗浄液を注入するための注入口１２ｃが、またそ
の下面には、洗浄液を排出するためのドレン口１２ｄ
が、それぞれ電極組１１を挟むように配置されている。
そしてメンテナンスの際には、電解槽１２の前後に配置
された止弁Ｂ３、Ｂ５を閉じて、電解槽１２を水処理経
路１０から遮断した状態で、注入口１２ｃから洗浄液を
注入して、電解槽１２内や電極板１１０の表面などに付
着したスケールが除去される。

【００５０】かかる作業は、請求項１７に記載したよう
に定期的に、あるいはスケールの付着状況を観察しなが
ら必要に応じて、自動的に行うようにするのが好まし
い。そのためには、図示していないが、先に述べたよう
に注入口１２ｃ、ドレン口１２ｄにそれぞれ電磁弁など
を接続するとともに、注入口１２ｃには、上記電磁弁な
どを介して、洗浄液の供給装置（ホッパーなど）を接続
して、上記の各部を、タイマーなどの制御で作動させれ
ばよい。

【００５１】洗浄液としては、たとえば塩酸、硫酸など
の無機酸や、あるいは酢酸などの有機酸が好適に使用さ
れる。上記各部を備えた水処理装置１を用いて、水槽２
内の被処理水Ｗを滅菌処理するには、まず通常どおり循
環ポンプ２３を作動させて、主循環経路２０内を、図１
に一点鎖線の矢印で示すように多量の被処理水Ｗを常
時、循環させながら、循環ポンプＰ１、Ｐ２を作動させ
て、一部の被処理水Ｗを、水処理経路１０内に導入す
る。

【００５２】そうすると水処理経路１０内に導入された
被処理水は、まず減圧弁Ｂ２と調整弁Ｂ７とを通って水
圧と流量とが調整され、ついで導電率センサーＳ１でイ
オンの総濃度が、また残留塩素センサーＳ２で残留塩素
濃度が、それぞれ測定されたのち、フィルター１３に送
られて有機物などが除去される。上記減圧弁Ｂ２による
減圧量は、圧力計Ｓ３の測定水圧に応じて調整される。
フィルター１３としては、たとえばポリプロピレン繊維
の不織布などが使用される。

【００５３】つぎに被処理水はイオン交換樹脂１４に送
られて、カルシウム、マグネシウムなどのイオンが除去
されたのち電解槽１２に送られ、当該電解槽１２内で、
残留塩素センサーＳ２によって測定された残留塩素濃度
の測定結果に基づいて電極組１１に通電することで、電
気化学反応によって滅菌処理されたのち、逆流防止のた
めの逆止弁Ｂ６を通して、熱交換器２２の下流側に設け
られた合流点Ｊ２で主循環経路２０に戻され、水槽２に
還流される。

【００５４】なお、導電率センサーＳ１で測定したイオ
ンの総濃度が低い場合には、効率的な電気分解反応を行
うことができないおそれがある。そこでその場合には、
前述したように塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カル
シウム（ＣａＣｌ₂）、塩酸（ＨＣｌ）などを、必要に
応じて水溶液の状態で、水処理経路１０内に補給してや
るのが好ましい。また図中２点鎖線で示すように、水処
理経路１０の、主循環経路２０との合流点Ｊ２を、上記
主循環経路２０の終端部２０ａにできるだけ近い位置に
設けるのが、循環ポンプＰ１、Ｐ２の小型化を図る上で
好ましい。

【００５５】上記各部を備えた水処理装置１は、実際に
は、たとえば図５(a)(b)に示すようにユニット化した状
態で、プールなどの設備内に設置される。すなわちキャ
ビネット１ａ内に、フィルター１３とイオン交換樹脂１
４とを内蔵したろ過器１ｂ、電解槽１２、および循環ポ
ンプＰ２などの各部材と、電解槽１２内の電極組１１
（図示せず）に通電するとともに、循環ポンプＰ２や、
後述する定流量ポンプＰ３を駆動するための電源装置１
ｃと、これらの部材を所定の手順にしたがって動作させ
るための制御装置（シーケンサー）１ｄとを配置すると
ともに、キャビネット１ａに隣接してその外側に、前述
した塩化ナトリウムなどの水溶液を貯留する槽１ｅと、
当該槽１ｅから、水溶液を水処理経路１０内に供給する
ための定流量ポンプＰ３とを配置し、かつこれらの部材
を、水処理経路１０の一部を構成する配管１０ｃでつな
ぐことで、水処理装置１が構成される。

【００５６】なお図において符号１ｆは、前記水処理経
路１０のドレン口１０ａや、電解槽１２のドレン口１２
ｄなどからの排水を受けるパンであり、このパン１ｆで
受けた排水は、総排出口１ｇから装置外に排出される。
つぎに図６は、この発明の一実施形態にかかる水処理装
置１を、ビルの屋上などに配置される給水槽、一般家庭
用の浴槽といった小型の水槽３に組み込んだ構造を簡略
化して示す図である。

【００５７】図に見るようにこの例では、先に述べた主
循環経路２０が本来的に設けられていないので、水処理
装置１の水処理経路１０を、上記水槽３に直接に接続し
て、全体の構成を簡略化している。水処理経路１０の、
水槽３から電解槽１２に至る途上には順に、止弁Ｂ１、
被処理水循環のための循環ポンプＰ１、流量調整のため
の調整弁Ｂ７、被処理水中のイオンの総濃度を測定する
ための導電率センサーＳ１、被処理水ろ過のためのフィ
ルター１３、イオン交換樹脂１４、および止弁Ｂ３が配
置されている。減圧のための減圧弁Ｂ２は、必要ないの
で省略されている。

【００５８】また、上記のうち調整弁Ｂ７と導電率セン
サーＳ１との間の位置には、流量調整のための調整弁Ｂ
４と、残留塩素濃度を測定するための残留塩素センサー
Ｓ２とを介してドレン口１０ａに至る分岐経路１０ｂが
接続されている。電解槽１２内における、電極組１１の
構成や配置は、先に示した各例と同様にすることができ
る。すなわち図の例では２組の電極組１１を記載してい
るが、電極組１１は１組であってもよく、３組以上であ
ってもよい。また各電極組１１を構成する各電極板１１
０はバイポーラ型の配列になっているのが好ましく、そ
の際に配線する両端の２枚の電極板１１０ａ、１１０ａ
は、電解槽１２の内壁面に密着させるのが好ましい。

【００５９】水処理経路１０の、電解槽１２から水槽３
に至る途上には順に、被処理水循環のための循環ポンプ
Ｐ２と、逆流防止のための逆止弁Ｂ６とが配置されてお
り、また電解槽１２と循環ポンプＰ２との間には被処理
水の水圧を測定するための圧力計Ｓ３が接続されてい
る。このうち逆止弁Ｂ６は、図の例において、水処理経
路１０の終端を、水槽３の、被処理水Ｗの通常の水面よ
り下に接続しており、当該水処理経路１０内への、被処
理水Ｗの逆流を防止する必要があることから、この位置
に設けられている。

【００６０】たとえば水処理経路１０の終端を、水槽３
の、被処理水Ｗの通常の水面より上に接続して大気に開
放する場合は、逆止弁Ｂ６を省略することができる。上
記各部を備えた水処理装置１を用いて、水槽３内の被処
理水Ｗを滅菌処理する手順は、先の例と同様である。す
なわちまず、循環ポンプＰ１、Ｐ２を作動させて、水槽
３内の被処理水Ｗを、水処理経路１０内に導入すると、
導入された被処理水は、まず調整弁Ｂ７を通って流量が
調整され、ついで導電率センサーＳ１でイオンの総濃度
が、また残留塩素センサーＳ２で残留塩素濃度が、それ
ぞれ測定されたのち、フィルター１３に送られて、有機
物などが除去される。

【００６１】つぎに被処理水はイオン交換樹脂１４に送
られて、カルシウム、マグネシウムなどのイオンが除去
されたのち電解槽１２に送られ、当該電解槽１２内で、
残留塩素センサーＳ２によって測定された残留塩素濃度
の測定結果に基づいて、電極組１１に通電することで、
電気化学反応によって滅菌処理されたのち、逆流防止の
ための逆止弁Ｂ６を通して、水槽３に還流される。この
発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものでは
なく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる水処理装置を、
プールや浴場の浴槽などの大型の水槽に組み込んだ構造
を簡略化して示す図である。

【図２】上記水処理装置の要部である、電解槽内におけ
る電極板の配置の一例を示す横方向断面図である。

【図３】図(a)は、電解槽内における電極板の配置の、
他の例を示す縦方向断面図、図(b)は、上記電極板の配
置の、さらに他の例を示す正面図である。

【図４】図(a)は、電解槽内における電極板の配置の、
さらに他の例を示す、図(b)のIV−IV線断面図、図(b)
は、上記電極板を内蔵した電解槽の正面図である。

【図５】図(a)(b)はそれぞれ、この発明の水処理装置を
キャビネット内に配置したユニットの正面図および側面
図であり、いずれも内部構造がわかるように、キャビネ
ットの前面および側面のパネルを取り除いた状態の図で
ある。

【図６】この発明の一実施形態にかかる水処理装置を、
ビルの屋上などに配置される給水槽、一般家庭用の浴槽
といった小型の水槽に組み込んだ構造を簡略化して示す
図である。

【符号の説明】

１水処理装置１０水処理経路１１電極組１１０電極板２、３水槽Ｓ２残留塩素センサーＷ被処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤川清和大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者河村要藏大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者中西稔大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者岸稔大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者米澤孝昭大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者志水康彦大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者近藤康人大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 4D050 AA01 AA10 AB06 BB05 BB06 BD02 BD04 BD06 BD08 CA01 CA08 CA10 CA15 CA20 4D061 DA01 DA07 DB01 DB10 EA03 EB05 EB17 EB20 EB21 EB30 EB37 EB39 EB40 ED12 FA01 FA08 FA13 FA20 GA05 GA06 GC01 GC11 GC14 GC15 GC16 4K021 AB07 BA03 BB03 BB05 BC03 BC06 CA06 CA09 CA10 CA13 DA09 DC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水を貯留する水槽に接続され、当該
水槽から被処理水を導入し、電気化学反応によって滅菌
したのち、水槽に還流させる水処理経路を備えるととも
に、上記電気化学反応に使用する、少なくとも２枚の電
極板からなる電極組を２組以上、それぞれ個別に通電可
能な状態で水処理経路上に配置し、残留塩素センサーに
よる、被処理水中の残留塩素濃度の測定結果に基づい
て、通電する電極組の数を切り換えることを特徴とする
水処理装置。
【請求項２】各電極組の通電回数を記憶して、駆動回数
の少ないものから優先的に通電することを特徴とする請
求項１記載の水処理装置。
【請求項３】一定時間ごとに、通電する電極組の優先順
位を切り換えることを特徴とする請求項１記載の水処理
装置。
【請求項４】各電極組をいずれも、水処理経路上に設け
られた電解槽中の、被処理水の流れが滞留しない主流路
上に配置したことを特徴とする請求項１記載の水処理装
置。
【請求項５】被処理水を貯留する水槽に接続され、当該
水槽から被処理水を導入し、電気化学反応によって滅菌
したのち、水槽に還流させる水処理経路を備えるととも
に、上記電気化学反応に、少なくとも３枚の電極板を互
いに平行に配置した電極組を使用し、かつ上記電極組
の、両端の２枚の電極板のみに通電のための配線を接続
したことを特徴とする水処理装置。
【請求項６】電極組を構成する各電極板を、水処理経路
上に設けられた電解槽中に互いに平行に配置するととも
に、各電極板のうち両端の２枚の電極板を、電解槽の内
壁面に密着させたことを特徴とする請求項５記載の水処
理装置。
【請求項７】隣り合う電極板の間隔を１ｍｍ以上、５ｍ
ｍ以下としたことを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかに記載の水処理装置。
【請求項８】電極組を構成する各電極板間に印加する電
圧の極性を一定時間ごとに逆転させるとともに、被処理
水の硬度に応じて上記逆転までの時間を変化させること
を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の水処
理装置。
【請求項９】電極組を構成する各電極板間に印加する電
圧の最大値が４５Ｖ以下であることを特徴とする請求項
１ないし８のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１０】電極組を構成する各電極板をいずれも、
水処理経路上に設けられた電解槽中に、ほぼ鉛直方向に
向けて互いに平行に配置するとともに、被処理水の流入
口を電解槽の下方、流出口を上方に、それぞれ配置した
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の
水処理装置。
【請求項１１】水処理経路の、電極組より上流側に減圧
弁を配置したことを特徴とする請求項１ないし１０のい
ずれかに記載の水処理装置。
【請求項１２】水処理経路の、電極組より上流側に、被
処理水をろ過するフィルターを配置したことを特徴とす
る請求項１ないし１１のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１３】水処理経路の、電極組より上流側にイオ
ン交換樹脂を配置したことを特徴とする請求項１ないし
１２のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１４】水処理経路上に、当該水処理経路中に洗
浄液としての無機酸および有機酸のうちの少なくとも一
方を注入する注入口と、洗浄液を排出するドレン口とを
設けたことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか
に記載の水処理装置。
【請求項１５】注入口とドレン口とを、電極組を挟んで
配置したことを特徴とする請求項１４記載の水処理装
置。
【請求項１６】水処理系路上の、電極組の前後の位置に
それぞれ止弁を設け、水処理経路の、２つの止弁で仕切
られた区間内に、注入口とドレン口とを配置したことを
特徴とする請求項１４記載の水処理装置。
【請求項１７】洗浄液の、注入口からの注入とドレン口
からの排出とによる洗浄を定期的に、もしくは必要に応
じて自動的に行うことを特徴とする請求項１４記載の水
処理装置。
【請求項１８】被処理水を貯留した水槽に接続され、当
該水槽から被処理水を導入して砂ろ過などの処理を行っ
たのち、水槽に還流させる主循環経路の途中から分岐し
て、当該分岐点より下流側で再び主循環経路に合流する
ように、水処理経路を、主循環経路に接続したことを特
徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の水処理
装置。
【請求項１９】水処理経路の、電極組より下流側で、か
つ主循環経路との合流点より手前の位置に逆止弁を配置
したことを特徴とする請求項１８記載の水処理装置。
【請求項２０】主循環系路上に熱交換器が配置されてい
るとともに、水処理経路の、主循環経路との合流点を、
上記熱交換器より下流側に設けたことを特徴とする請求
項１８記載の水処理装置。
【請求項２１】水処理経路の、主循環経路との合流点
を、上記主循環経路の終端部にできるだけ近い位置に設
けたことを特徴とする請求項１８記載の水処理装置。
【請求項２２】水処理経路を、被処理水を貯留する水槽
に直接に接続したことを特徴とする請求項１ないし１７
のいずれかに記載の水処理装置。