JP2003024940A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電解槽を用いで被処理水を滅菌処理する水処理
装置において、電解槽に設けられた各電極組を合理的に
配置、通電することによって、各電極組で行われる電気
分解を効率良くできるようにすることにある。 【解決手段】水の流れ方向に沿ってほぼ平行に配列され
た少なくとも２枚の電極板からなる複数の電極組を備え
た電解槽を有し、この電極組に通電して水を電気分解す
る水処理装置において、前記電解槽内を流れる水の流速
分布に応じて、各電極組の電気分解能力をそれぞれ異な
らせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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】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（サラシ粉、
高度サラシ粉）や次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣＩＯ）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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願出願人
は、上述のような各水槽に貯留された被処理水を電解槽
に導き、電気化学反応により滅菌処理する水処理装置を
発明した。この発明した水処理装置では、電極を有する
電解槽へ被処理水を供給し、被処理水に対して電気化学
反応（いわゆる電気分解）を施す。施された電気化学反
応により、塩素ガス、次亜塩素酸（ＨＣＩＯ）、次亜塩
素酸イオン等が発生し、それらが被処理水に溶けること
によって、被処理水が滅菌されるようになっている。

【０００６】そして、このように電解槽を用い、電気化
学反応により水槽内の被処理水を滅菌する水処理装置と
して、本願出願人は先に特願平１１−３５７９３８号の
如く水処理装置を提案した。この水処理装置では、電解
槽内に３枚以上の電極板を等間隔に並列に並べて、当該
電極板間に電圧を印加した状態で電極間に被処理水を通
水して、電気分解を行うことで被処理水を滅菌するよう
になっている。

【０００７】上記電解槽は、内部に設けた電極組を電解
質溶液の流れ方向に沿って並列に並べて設けられてお
り、電極板は金属製の板等から構成され、側面視矩形状
をしており、各電極板は左右方向に等ピッチ間隔に配設
されるのが一般的であった。

【０００８】そして、このように電極板を対向させて配
置して電解質溶液が流れる通路を形成することにより、
この通路内を流れる電解質溶液を電極に通電することに
より電気分解して滅菌処理を行う。

【０００９】ここで、電極組間を流れる電解質溶液に対
する電気分解効率は、供給される電解質溶液の通過流量
と電極板の表面積および電極に供給される電流とによっ
て変化する。

【００１０】即ち、電気分解によって発生される次亜塩
素酸などの残留塩素の濃度を上昇させるには、電極組間
を通過する電解質溶液の通過流量を少なくするか、又
は、電極組の表面積を大きくするか、或は、電極板間に
印加する電流値を上昇させればよい。

【００１１】しかし、電極板は高価であるので電極板の
使用量を多くするのには限度がある。また、電極間に印
加する電流値を上昇させると、電極板の消耗が激しくな
る問題を生じる。

【００１２】また、電極組の間に流れる電解質溶液の通
過流量と電極組で発生する次亜塩素酸などの残留塩素の
濃度との関係は、通過流量を少なくすると発生する残留
塩素濃度も上昇するが、ある一定の流速で飽和状態にな
ってしまい、それ以上通過流量を遅くしても残留塩素濃
度は大きくはならず、電気分解効率を低下させてしまう
という問題点があった。

【００１３】さらに、電極組に供給される電解質溶液の
通過流量は、電極組のピッチ間隔等、単位面積当りの配
設密度に応じて変化する。即ち、電極板のピッチ間隔を
密にすると、電解質溶液の流れに対する抵抗が大きくな
って、その結果通過流量が低下するものであった。

【００１４】ところで、従来は電解槽内に電極板を並列
にほぼ等間隔に配列して配置されていた関係から、電解
槽に流入した電解質溶液を電解槽内に供給する際に、こ
の電極板全体に対する電解質溶液の流速は全体に均一に
はならなかった。

【００１５】即ち、一般に電解槽に供給された電解質溶
液の流速は、電解槽の中心部付近が最も早く、電解槽の
端にいくにつれて遅くなる。

【００１６】従って、電解槽の中心付近に位置する電極
組では、電極間を電解質溶液が素早く通過するので、電
極間で電気分解が十分に行われる前に電解質溶液が電極
間を通過してしまうことになる。一方、電解槽の両端部
付近では、電極間を電解質溶液がゆっくり通過するの
で、電極間で電気分解する時間が長くなり過ぎて、十分
に電気分解ができているのに、さらに無駄に電極に電気
を流してしまうという問題があった。

【００１７】本発明はこの点に着目してなされたもので
あって、その目的とするところは、各電極組を合理的に
配置、通電することによって、各電極組で行われる電気
分解を効率良くできるようにすることにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明は、水の流れ方向に沿ってほぼ平行に配
列された少なくとも２枚の電極板からなる複数の電極組
を備えた電解槽を有し、この電極組に通電して水を電気
分解する水処理装置において、前記電解槽内を流れる水
の流速分布に応じて、前記各電極組の電気分解能力をそ
れぞれ異ならせたことを特徴とする水処理装置である。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１に記載の水処
理装置において、前記電解槽は、電極間距離の異なる複
数の電極組を具備し、電解槽を流れる水の流速が遅い場
所程、電極間距離の広い電極組を配置したことを特徴と
する水処理装置である。

【００２０】請求項３の発明は、請求項１に記載の水処
理装置において、前記電解槽は、電極間に印加される電
圧の異なる複数の電極組を具備し、電解槽内を流れる水
の流速が遅い場所程、印加される電圧の低い電極組を配
置したことを特徴とする水処理装置である。

【００２１】請求項４の発明は、請求項１に記載の水処
理装置において、前記電解槽は、面積の異なる複数の電
極板を有し、電解槽内を流れる水の流速が遅い場所程、
面積の小さい電極組を配置したことを特徴とする水処理
装置である。

【００２２】請求項５の発明は、少なくとも２枚の電極
板からなる複数の電極組を備えた電解槽を有し、前記電
極組に通電して、電極板間を通過する水を電気分解する
水処理装置において、前記各電極組における電極板間を
通過する水の通過流量が全体にほぼ均一になるように、
各電極組の流路断面積を設定する構成としたことを特徴
とする水処理装置である。

【００２３】請求項６の発明は、請求項５に記載の水処
理装置において、各電極組の隣り合う電極板の間に、水
の流路断面積を狭める部材を設けたことを特徴とする水
処理装置である。

【００２４】請求項７の発明は、請求項５又は６に記載
の水処理装置において、 水の通過流量の少ない電極組
に比べて、水の通過流量の多い電極組ほど、電極組の流
路断面積が小さくなるように設定したことを特徴とする
水処理装置である。請求項８の発明は、電解槽内に設け
られた複数の反応流路を流れる水を電解化学反応によっ
て滅菌処理するために、これら反応流路に少なくとも２
枚の電極板からなる電極組を設け、前記電解槽内に導入
された水を前記電極板間に供給するようにした水処理装
置において、前記電解槽内の水の流速分布に応じて、前
記電極板の単位面積当りの配置密度を変化させる構成と
したことを特徴とする水処理装置である。

【００２５】請求項９の発明は、請求項８に記載の水処
理装置において、前記電極組の電極板間を通過する水の
通過流量が全体にほぼ均一になるように、各電極組のピ
ッチ間隔を設定する構成としたことを特徴とする水処理
装置である。

【００２６】請求項１０の発明は、請求項８又は９に記
載の水処理装置において、水の流速が速い部位では、電
極板の配置密度を高くし、水の流速の遅い部位では電極
板の配置密度を低くする構成としたことを特徴とする水
処理装置である。

【００２７】請求項１１の発明は、請求項１から１０の
いずれかに記載の水処理装置において、被処理水を貯留
する水槽と、この被処理水を水槽から電解槽に導入し、
且つこの被処理水を電解槽内で電気分解により滅菌処理
後に再び水槽に還流させる水処理経路とを有しているこ
とを特徴とする水処理装置である。

【００２８】請求項１２の発明は、請求項１から１０の
いずれかに記載の水処理装置において、被処理水を貯留
する水槽と、前記電解槽内に電解質溶液を満たした状態
で、上記電極組に通電して電解質を電解処理すること
で、滅菌作用を有する滅菌液を製造すると共に、この製
造した滅菌液を前記水槽に随時供給させて被処理水の滅
菌処理を行う供給経路とを具備したことを特徴とする水
処理装置である。

【００２９】請求項１〜４の発明によれば、電解槽内を
流れる水の流速分布に応じて、前記各電極組の電気分解
能力をそれぞれ異ならせることができるので、電極組の
電気分解能力を電解槽の各箇所の流速に応じた最適な状
態とすることにより、被処理水の滅菌処理や滅菌液の製
造を効率よく行えるようになる。

【００３０】また、各電極間に流れる水の単位体積あた
りに流れる電流量をほぼ等しくできるので、各電極の寿
命が等しくなり、電極交換を一度に行うことができるよ
うになるので、サービス効率を向上させることが可能と
なる。

【００３１】また、請求項５及び６の発明によれば、各
電極組における電極板間を通過する水の通過流量に応じ
て、各電極組の流路断面積が設定される。ここで、例え
ば、電極板間を通過する水の単位時間当たりの流量が多
くなる電解槽の中央部に位置する電極組に対しては、電
極組の流路断面積を小さく設定して通過抵抗を増加さ
せ、水の通過流量が小さくなる電解槽の外側の電極組に
対しては、流路断面積を大きく設定して通過抵抗を低減
させる。こうすることで、単位時間あたりに流通する被
処理水の量を各電極組でほぼ均一とすることができ、電
解効率が大幅に改善されるようになる。

【００３２】また、請求項８〜１０の発明によれば、水
の流速が速い部位では、電極板の配置密度を高くし、ま
た水の流速の遅い部位では電極板の配置密度を低くする
構成により、水の流速分布に応じて電極板を最適な配置
密度となるように配設できるので、各電極組に供給され
る水の流速がほぼ均一になり、各電極組の効率を最大に
することができるようになる。

【００３３】例えば、電極板のピッチ間隔を水の流速が
速い場所では狭くなるように設定し、水の流速が遅い場
所では電極板のピッチ間隔を広くすることによって、各
電極組の全体にほぼ均一な通過流量で水が供給されるよ
うになるので、各電極組による電気分解処理の効率が良
好となる。

【００３４】また、請求項１１の発明によれば、水処理
経路に設けられた電解槽において、効率良く被処理水の
滅菌処理を行えるようになる。

【００３５】また、請求項１２の発明によれば、電解槽
内に電解質溶液を満たした状態で、電極組に通電して滅
菌液を製造し、製造した滅菌液を水槽に随時供給させる
所謂バッチ処理用の電気槽においても、効率よく滅菌液
の製造が行えるようになる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、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。

【００３７】図に見るように水槽２には、循環ポンプ２
２によって多量の被処理水を常時、図中二重実線の矢印
で示す方向に循環させるための主循環経路２０が設置さ
れている。２１は砂ろ過のためのフィルター、２３は熱
交換器である。水処理装置１の水処理経路１０は、図中
実線の矢印で示すように、上記主循環経路２０の、フィ
ルター２１と熱交換器２３の間の分岐点Ｊ１から分岐し
て、複数枚の電極板からなる電極組Ｅ１と、図示しない
微細気泡除去用のフィルターを内蔵した循環処理用電解
槽１３を経たのち、上記分岐点Ｊ１より下流側の合流点
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。上記水処理経路１０の、分岐点Ｊ１から循
環処理用電解槽１３に至る途上には順に、開閉弁Ｂ１、
流量調整のための調整弁Ｂ２、Ｂ３、流量計Ｓ１、電磁
弁Ｂ４、導電率センサ１２及び残留塩素濃度を測定する
ための残留塩素センサ２６が配置されている。水処理経
路１０の循環処理用電解槽１３から合流点Ｊ２に至る途
上には順に、循環処理用電解槽１３内から被処理水を送
出することで、被処理水を水処理経路１０内で循環させ
るための送出用ポンプＰ１、調整バルブＢ７、逆流防止
のための逆止弁Ｂ８、流量調整のための調整弁Ｂ９が配
置されている。

【００３８】そして、上記構成の水処理装置１は以下の
ように動作する。水槽２の水は循環ポンプ２２で汲み出
され、フィルタ２１で有機物が除去される。そして分岐
点Ｊ１で熱交換器２３を通って水槽２に還流される水と
水処理経路１０に流入される水とに分かれる。水処理経
路１０に流入される水は調整弁Ｂ１、電磁弁Ｂ２、Ｂ３
によってその流量が調整され、流量計Ｓ１、電磁弁Ｂ４
を経た後、導電率センサ１２及び残留塩素センサ２６を
通って循環処理用電解槽１３へ与えられる。導電率セン
サ１２では循環処理用電解槽１３へ与えられる被処理水
の電気伝導度である導電率が測定される。また、残留塩
素センサ２６では被処理水の残留塩素濃度が測定され
る。

【００３９】循環処理用電解槽１３では電極組ｅ１に直
流電流が通電されることにより、被処理水の電気分解が
行われる。電気分解では電極組ｅ１の電極間に電気化学
反応が生じ、この反応により発生する次亜塩素酸イオ
ン、塩素ガス、次亜塩素酸、活性酸素などによって、被
処理水の滅菌処理が行われる。循環処理用電解槽１３で
滅菌処理された被処理水は、循環ポンプＰ１によって汲
み出され調整バルブＢ７、逆止弁Ｂ８、調整弁Ｂ９を経
由して分岐点Ｊ２から再び主循環経路２０へと流れ込ん
で水槽２内へ流入する。これにより、水槽２内の水が滅
菌処理されるようになる。尚、循環処理用電解槽に供給
される水（被処理水）は、電気化学反応を促進させる作
用を有する電解質（例えば塩など）を加えたものも含
む。

【００４０】更に図１において、水処理経路１０には、
複数枚の電極板からなる電極組Ｅ２を内蔵した第１の電
解槽となるバッチ処理用電解槽１４を有している。

【００４１】そして、このバッチ処理用電解槽内１４に
食塩などの塩素イオンを含み且つ電気化学反応を促進す
る作用を有する電解質の水溶液を満たした状態で、電極
組ｅ２へ通電して一定時間前記電解質溶液を電解処理す
ることで、滅菌作用を有する滅菌液を製造すると共に、
製造した滅菌液を貯留タンク１５に貯留し、貯留タンク
１５内の滅菌液を随時水処理経路１０に供給する供給経
路３５がその終端部を前記水処理経路１０に接続されて
いる。

【００４２】詳しくは、前記調整バルブＢ２と調整バル
ブＢ３との間の分岐点Ｊ３で前記水処理経路１０から分
岐して調整バルブＢ５と、電磁弁Ｂ６を経てバッチ処理
用電解槽１４に接続された後、電磁弁Ｂ１０を介して貯
留タンク１５に導入され、送出用ポンプＰ２を経た後、
調整バルブＢ７と逆止弁Ｂ８との間の位置で再び水処理
経路１０と合流するように、供給経路３５が形成されて
いる。

【００４３】また、前記供給経路３５の前記電磁弁Ｂ６
とバッチ処理用電解槽１４との間には、飽和食塩水等の
電解質溶液が貯留された塩水タンク３１が定流量ポンプ
Ｐ３を介して接続されている。

【００４４】そして、供給経路３５は以下のように動作
する。定流量ポンプＰ３および電磁弁Ｂ６が駆動されて
所定濃度の電解質溶液がバッチ処理用電解槽１４に供給
され、図示しない水位センサＷ１によって電解質溶液の
水位が所定水位に維持される。バッチ処理用電解槽１４
内では供給された電解質溶液が電気分解されて次亜塩素
酸や次亜塩素酸イオン等からなる高濃度の滅菌液が製造
される。そして製造された滅菌液は、電磁弁Ｂ１０によ
って順次貯留タンク１５に貯えられる。

【００４５】貯留タンク１５内に供給された滅菌液は図
示しない水位センサＷ２の検出値に基づいて電磁弁Ｂ１
０が制御されて貯留タンク１５の満水位まで溜められ
る。そして溜められた滅菌液は、残留塩素センサ２６か
らの被処理水の残留塩素濃度に応じて定流量ポンプＰ２
によって随時汲み出され、水処理経路１０に供給され
る。これによって、上記循環処理用電解槽１３による滅
菌処理だけでは滅菌に時間がかかるような場合には、貯
留タンク１５内の滅菌液が水処理経路１０に流入されて
被処理水が滅菌処理される。

【００４６】次に、図３、図４に基づいて上記水処理装
置の循環処理用電解槽１３について説明する。前記電解
槽１３は、その主体となる箱状のケース１３aと、この
ケース１３aの上部開口を塞いで電解槽１３の上面部を
構成する蓋体１３bとで構成されている。電解槽１３に
は複数枚の電極板Ｅ１〜Ｅ６からなる電極組ｅ１が配置
されている。電解槽１３の最下流側の低部には、被処理
水の送出口１４が形成されており、この送出口１４に水
処理経路１０の後半部分の配管が接続されている。

【００４７】また、電解槽１３の最上流側の蓋体１３ｂ
には、水槽から導かれた被処理水を電解槽１３に導入す
るための水処理経路１０の前半部分の配管が、前記蓋体
１３ｂに形成された流入口１５を通じて電解槽１３内に
挿入されている。

【００４８】各電極板Ｅ１〜Ｅ６は、３枚以上の複数枚
の板状の電極板を互いに平行に配置することで構成され
る。各電極組はいずれも、電解槽１３中の被処理水の流
れが滞留しないように、電解槽１３内を流れる被処理水
の流れ方向に沿って平行、即ち流入口１５から送出口１
４に至る方向に向けて配置されている。

【００４９】電極板Ｅ１〜Ｅ６は、例えばチタン(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、メッキ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。

【００５０】図２は電解槽１３を流れる被処理水の流速
を示す略図である。一般に水路を流れる流体の流速は、
水路の中心部が最も早く、水路の両端に近付くにつれて
次第に遅くなる。同様に電解槽１３を流れる被処理水の
流速も、図に示すように中央部で最も早く、外側に行く
ほど連続的に流速は低下する。そこで、この実施例では
電極組間に印加する電圧を、被処理水の流速分布に応じ
て変化させるようにしている。

【００５１】即ち、図３に示すように、各電極組は等ピ
ッチ間隔で配置されており、電極板への通電のための配
線を電解槽における中心部では隣り合う電極板毎に接続
して、電解槽の中心から両側部へ向かうに従って、電極
板２枚おき、電極板３枚おきに配線を接続する構成とし
てある。

【００５２】こうすると、前記隣り合う電極板毎に配線
が接続された電極組Ｅ１〜Ｅ１には全電圧が加わり、電
極板２枚おきに配線が接続された電極組Ｅ１〜Ｅ２、Ｅ
２〜Ｅ３には、配線が接続された両端の電極板の間に１
枚のバイポーラ式の、つまり配線しない電極板が配置さ
れるので、この配線されていない電極板の表裏両面で分
極して、隣り合う電極組Ｅ２〜Ｅ３、Ｅ１〜Ｅ２間には
全電圧の１／２の電位差が生じるようになる。同様に３
枚おきに配線が接続された電極組Ｅ３〜Ｅ４、Ｅ４〜Ｅ
５、Ｅ５〜Ｅ６には全電圧の１／３の電位差が生じるよ
うになる。

【００５３】具体的には図では１２枚の電極板が互いに
並行に等間隔に配置されていて、電解槽の中央部に位置
する電極組には、２枚の隣り合う電極板の一方にプラス
極、他方にはマイナス極の配線が接続される。そして、
電解槽の中央部から両端部側へ離れるに従って、電極板
２枚毎、電極板３枚毎にプラス極、マイナス極の配線を
接続する構成としてある。

【００５４】両極の間に例えば３６Ｖの直流電圧が印加
されると、Ｅ１〜Ｅ１間には全電圧である３６Ｖの電位
差が生じ、Ｅ１〜Ｅ２間およびＥ２〜Ｅ３間にはそれぞ
れ１８Ｖの電位差が生じ、さらに、Ｅ３〜Ｅ４間、Ｅ４
〜Ｅ５間、Ｅ５〜Ｅ６間ではそれぞれ１２Ｖの電位差が
生じるようになる。

【００５５】この結果、電解槽の中で比較的水流が早い
中央部に位置する電極組においては、大きな電流を加え
て被処理水の電気分解を行わせ、比較的水流が遅くなる
電解槽の両端部側に近付いた電極組ほど小さな電流で電
気分解処理を行う構成とすることができるので、電極組
間を通過する被処理水の単位体積あたりに流れる電流量
をほぼ等しくすることが可能となる。

【００５６】次に図５は本発明の他の実施例を示す図で
ある。この実施例では電解槽１３内を流れる被処理水の
流速の大きさに応じて、各電極組の電極間距離を異なら
せる構成としている。即ち、流速の早い個所において
は、電極組のピッチ間隔を狭く、密に配設させて、流速
の遅い箇所においては、電極組のピッチ間隔を広く、粗
いピッチ間隔となるように配設する構成としている。

【００５７】具体的に説明すると、流速が相対的に早く
なる電解槽１３の中央に位置する電極組の電極間距離に
対し、流速の遅くなる電解槽の両端側に位置する電極組
ほど、電極組の電極間距離を２倍、３倍に離して配置す
る構成としている。

【００５８】図ではＥ１１〜Ｅ１１間を２．５ミリ、Ｅ
１１〜Ｅ１２間を５ミリ、Ｅ１２〜Ｅ１３間１０ミリと
して各電極板を配置している。この結果、各電極組間に
同電圧の直流電圧を印加すると、各電極組間に流れる直
流電流は、電解槽の中央に位置する電極組Ｅ１〜Ｅ１に
対して、電極組Ｅ１１〜Ｅ１２間で約１／２、電極組Ｅ
１２〜Ｅ１３間で約１／４とすることができる。

【００５９】これによって、流速の早いところに配置さ
れた電極組では電流値を上げ、流速の遅いところに配置
された電極組では電流値を下げることができ、上述の実
施例と同様に電極組間を通過する被処理水の単位体積あ
たりに流れる電流量をほぼ等しくすることが可能とな
る。

【００６０】次に、図６は本発明の更に他の実施例を示
す図である。この実施例では、電解槽１３内を流れる被
処理水の流速に応じて、各電極組の電極間面積を異なら
せる構成としている。即ち、流速の早い箇所では電極の
面積を大きくし、流速の遅い箇所では電極の面積を小さ
くする構成としている。

【００６１】具体的に説明すると、各電極の縦寸法を等
しくする一方、被処理水の流速が比較的早くなる電解槽
の中央に位置する電極組の横寸法に対し、流速の遅くな
る両端側の電極ほど横寸法を中央の電極の２倍、３倍に
長くする構成としている。

【００６２】図では被処理水の流れ方向に直行する方向
の各電極板の寸法を例えばそれぞれ同じ２５０ｍｍと
し、被処理水の流れ方向に並行な方向の電極板の寸法を
Ｅ２１、Ｅ２１は８０ｍｍ、Ｅ２２は４０ｍｍ、Ｅ２３
は ２７ｍｍ、Ｅ２４は２０ｍｍとして各電極板を構
成している。この結果、各電極組間に同電圧の直流電圧
を印加すると、各電極組間に流れる直流電流は、電解槽
の中央に位置する電極組Ｅ２１〜Ｅ２１に対して、電極
組Ｅ２１〜Ｅ２２間で約１／２、電極組Ｅ２２〜Ｅ２３
間で約１／３、電極組Ｅ２３〜Ｅ２４間で約１／４とす
ることができる。

【００６３】これによって、流速の早いところの電極組
では電流値を上げ、流速の遅いところの電極組では電流
値を下げることで、上述の実施例と同様に電極組間を通
過する被処理水の単位体積あたりに流れる電流量をほぼ
等しくすることが可能となる。

【００６４】次に、図７は本発明の更に他の実施例を示
す図である。上述の図４〜図６の実施形態では、電解槽
を流れる被処理水の流速は不均一のままで、電極板の処
理能力を被処理水の流速に応じて変更する形態であった
が、この実施例では、電解槽１３内を流れる被処理水の
流速を均一にする構成としている。即ち、流速の早い箇
所では電極間のピッチ間隔が狭く、流速の遅い箇所では
電極間のピッチ間隔が広くなるように電極板Ｅ３１〜Ｅ
３４の間隔を連続的に変化させる構成としている。

【００６５】具体的に説明すると、各電極板Ｅ３１〜Ｅ
３４の縦寸法を等しくする一方、被処理水の流速が相対
的に早くなる電解槽１３の中央に位置する電極組の電極
間距離に対し、流速の遅くなる電解槽の両端側に位置す
る電極組ほど、電極組の電極間距離を広く離して配置す
る構成としている。こうすることで、電極板間で形成さ
れる電気分解反応のための流路の断面積が流速に応じて
各電極組によって変更できるようになる。

【００６６】電解槽１３に被処理水が導入されると、各
電極組Ｅ３１〜Ｅ３４に被処理水が供給されるが、各電
極組Ｅ３１〜Ｅ３４における被処理水の通過流量は、電
極板のピッチ間隔により変化する。流速の早くなる電解
槽中央位置にある電極組のピッチ間隔は、流速の遅くな
る電解槽両端側に設けられている電極組よりも狭くなっ
ているので、電解槽中央位置の電極組ほど被処理水の流
れに対する抵抗が大きくなり、通過流量が抑制される。
一方、電解槽の両端側に位置する電極組では、電解槽の
外側へ向かうに従って電極組のピッチ間隔は粗くなるの
で、被処理水の流れに対する抵抗が小さくなり、通過流
量の抑制が少なくなる。これによって、各電極組にほぼ
等量の被処理水を供給できるようになる。

【００６７】図８は、本発明の更に他の実施例を示す図
である。この実施例では、電解槽１３内を流れる被処理
水に対して通水抵抗を与えるために電極間にスペーサー
３６a〜３６cを設ける構成としている。即ち、流速の早
くなる電解槽中央位置にある電極組には通水抵抗が大き
くなるスペーサーを設け、電解槽両端側に近づくほど電
極組には通水抵抗をあまり与えないスペーサーを設ける
構成としている。

【００６８】具体的に説明すると、各電極板Ｅ４０の縦
寸法及びピッチ間隔を等しくする一方、電極板の下流側
端部に、絶縁部材からなる異なる厚さ寸法を有するスペ
ーサー３６a〜３６cを設けている。このスペーサー３６
a〜３６cは電極板の上端部から下端部に渡って、隣の電
極板へ向けて突出形成されている。これによって、向か
い合うスペーサーにより電極組による電気分解のための
反応流路の断面積を狭めることによって、通過する被処
理水に対して通水抵抗を与えるようになされている。

【００６９】従って、各電極板Ｅ４０間に供給された被
処理水はスペーサー３６a〜３６c間を通過するとき、ス
ペーサー３６a〜３６cによって流路の断面積が狭められ
ていることによって適度に通水抵抗が与えられて、流速
が抑えられるようになる。しかも、各電極板Ｅ４０に設
けられたスペーサー３６a〜３６cは電解槽１３の中央部
の電極組ほど突出量が大きいスペーサーが設けられてい
るので、中央部に近い電極組ほど、流路断面積が小さく
なり、被処理水に通過抵抗が増えて流速が効果的に抑制
される。これによって、電解槽１３内を横方向に均一化
した流速にでき、各電極組によって一様に電気分解が行
われることによって効率がよくなる。

【００７０】尚、上述の実施例では循環処理用電解槽の
電極板の構成について説明したが、これに限らず、バッ
チ処理用電解槽についても同様の構成とすることによっ
て、同様の効果を得ることができるようになる。

【００７１】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】本発明の一実施形態にかかる水処理装置を簡略
化して示す図である。

【図２】電解槽を流れる被処理水と流速の関係を示す図
である。

【図３】上記水処理装置の要部である、電解槽の概略上
面図である。

【図４】上記水処理装置の要部である、電解槽の概略側
面図である。

【図５】本発明の他の実施例にかかる電解槽の概略上面
図である。

【図６】本発明の更に他の実施例にかかる電解槽の概略
上面図である。

【図７】本発明の更に他の実施例にかかる電解槽の概略
上面図である。

【図８】本発明の更に他の実施例にかかる電解槽の概略
上面図である。

【符号の説明】

１ 水処理装置 １３ 電解槽 e1,e2 電極組

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D061 DA07 DB01 DB09 EA02 EB01 EB02 EB04 EB14 EB16 EB20 EB30 EB31 EB37 ED13 FA13 GA02 GA04 GA05 GA06 GC19

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水の流れ方向に沿ってほぼ平行に配列され
   た少なくとも２枚の電極板からなる複数の電極組を備え
   た電解槽を有し、 この電極組に通電して水を電気分解する水処理装置にお
   いて、 前記電解槽内を流れる水の流速分布に応じて、前記各電
   極組の電気分解能力をそれぞれ異ならせたことを特徴と
   する水処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の水処理装置において前記
   電解槽は、電極間距離の異なる複数の電極組を具備し、
   電解槽を流れる水の流速が遅い場所程、電極間距離の広
   い電極組を配置したことを特徴とする水処理装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の水処理装置において、 前記電解槽は、電極間に印加される電圧の異なる複数の
   電極組を具備し、電解槽内を流れる水の流速が遅い場所
   程、印加される電圧の低い電極組を配置したことを特徴
   とする水処理装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の水処理装置において、 前記電解槽は、面積の異なる複数の電極板を有し、電解
   槽内を流れる水の流速が遅い場所程、面積の小さい電極
   組を配置したことを特徴とする水処理装置。
5. 【請求項５】少なくとも２枚の電極板からなる複数の電
   極組を備えた電解槽を有し、 前記電極組に通電して、電極板間を通過する水を電気分
   解する水処理装置において、 前記各電極組における電極板間を通過する水の通過流量
   が全体にほぼ均一になるように、各電極組の流路断面積
   を設定する構成としたことを特徴とする水処理装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の水処理装置において、 各電極組の隣り合う電極板の間に、水の流路断面積を狭
   める部材を設けたことを特徴とする水処理装置。
7. 【請求項７】請求項５又は６に記載の水処理装置におい
   て、 水の通過流量の少ない電極組に比べて、水の通過流量の
   多い電極組ほど、電極組の流路断面積が小さくなるよう
   に設定したことを特徴とする水処理装置。
8. 【請求項８】電解槽内に設けられた複数の反応流路を流
   れる水を電気化学反応によって滅菌処理するために、こ
   れら反応流路に少なくとも２枚の電極板からなる電極組
   を設け、前記電解槽内に導入された水を前記電極板間に
   供給するようにした水処理装置において、 前記電解槽内の水の流速分布に応じて、前記電極板の単
   位面積当りの配置密度を変化させる構成としたことを特
   徴とする水処理装置。
9. 【請求項９】請求項８に記載の水処理装置において、 前記電極組の電極板間を通過する水の通過流量が全体に
   ほぼ均一になるように、各電極組のピッチ間隔を設定す
   る構成としたことを特徴とする水処理装置。
10. 【請求項１０】請求項８又は９に記載の水処理装置にお
    いて、 水の流速が速い部位では、電極板の配置密度を高くし、
    水の流速の遅い部位では電極板の配置密度を低くする構
    成としたことを特徴とする水処理装置。
11. 【請求項１１】請求項１から１０のいずれかに記載の水
    処理装置において、被処理水を貯留する水槽と、この被
    処理水を水槽から電解槽に導入し、且つこの被処理水を
    電解槽内で電気分解により滅菌処理後に再び水槽に還流
    させる水処理経路とを有していることを特徴とする水処
    理装置。
12. 【請求項１２】請求項１から１０のいずれかに記載の水
    処理装置において、 被処理水を貯留する水槽と、前記電解槽内に電解質溶液
    を満たした状態で、上記電極組に通電して電解質を電解
    処理することで、滅菌作用を有する滅菌液を製造すると
    共に、この製造した滅菌液を前記水槽に随時供給させて
    被処理水の滅菌処理を行う供給経路とを具備したことを
    特徴とする水処理装置。